CN220439743U - 一种顶盖结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及公开了一种顶盖结构。涉及动力电池技术领域。本申请具体包括盖板主体，所述盖板主体上设有阻燃胶囊，所述阻燃胶囊设于盖板主体内侧。本实用新型的盖板主体内侧设有阻燃胶囊，当盖板主体对电池模组的箱体进行封闭时，阻燃胶囊在密闭空间中对电芯起到阻燃作用，防止电芯燃烧、爆炸，从而对电池模组进行保护，提升电池模组的安全性，且不影响电池模组的性能。

Description

一种顶盖结构

技术领域

本实用新型涉及动力电池技术领域，特别是涉及一种顶盖结构。

背景技术

动力电池是新能源汽车的核心零件，在新能源汽车领域，通常将多个单体电芯先装配成电池模组，再将电池模组装配成电池包(即动力电池)。电池模组普遍采用的是方形硬壳结构，其外壳包括箱体和顶盖，箱体和顶盖能够提供一个密闭的空间容纳多个单体电芯，多个单体电芯相互电连接。在具体的应用过程中，当电池模组内的单体电芯发生过充情况时，由于单体电芯内的电解液分解会使电芯内部产热及内部压力增大，并引发热失控，因此有可能会引发起火，甚至爆炸等安全事故。

目前提高电池模组安全性的方法之一是通过在电解液中添加阻燃添加剂，但添加剂含量太低的话起不到阻燃作用，而添加剂的含量过高则会导致电池模组的性能严重劣化。因此，如何在不影响电池模组性能的前提下，提升电池模组的安全性，是新能源汽车生产过程中必须解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种顶盖结构，能够在电池模组中的电芯产生热失控时，对电池模组进行保护，提升电池模组的安全性，且不影响电池模组的性能。

本实用新型提出一种顶盖结构，包括盖板主体，所述盖板主体上设有阻燃胶囊，所述阻燃胶囊设于所述盖板主体内侧。

进一步地，所述阻燃胶囊为分布在所述盖板主体的正极极柱和负极极柱两侧的多个。

进一步地，所述阻燃胶囊包括用以在受热时释放阻燃气体的阻燃剂。

进一步地，所述阻燃胶囊还包括设于所述阻燃剂外围的PET膜，所述PET膜用以防止所述阻燃剂泄漏。

进一步地，所述阻燃胶囊还包括设于所述阻燃剂和所述PET膜之间的不饱和树脂层，所述不饱和树脂层用以隔绝所述阻燃剂和所述PET膜。

进一步地，所述PET膜表面刻蚀有爆破区，所述爆破区用以在所述阻燃剂膨胀时将所述PET膜爆破。

进一步地，所述顶盖结构还包括设于所述盖板主体内侧的塑胶板，所述塑胶板上设有用以对所述阻燃胶囊进行限位的安装槽。

进一步地，所述塑胶板包括第一塑胶分板和第二塑胶分板，所述第一塑胶分板和第二塑胶分板在所述盖板主体上间隔设置，所述第一塑胶分板上设有供所述正极极柱贯穿的第一通孔，所述第二塑胶分板上设有供所述负极极柱贯穿的第二通孔。

进一步地，所述盖板主体上设有注液口，所述第一塑胶分板上设有朝远离所述盖板主体方向延伸的第一凸台部，所述第一凸台部设有与所述注液口连通的注液通道。

进一步地，所述盖板主体上设有泄压阀，所述第二塑胶分板在所述泄压阀所在位置设有第二凸台部，所述第二凸台部设有与所述泄压阀连通的泄压孔。

本实用新型一种顶盖结构具有以下增益效果：

（1）本顶盖结构的盖板主体内侧设有阻燃胶囊，当盖板主体对电池模组的箱体进行封闭时，阻燃胶囊在密闭空间中对电芯起到阻燃作用，防止电芯燃烧、爆炸，从而对电池模组进行保护，提升电池模组的安全性，且不影响电池模组的性能；

（2）本顶盖结构的阻燃胶囊包括阻燃剂，当密闭空间中的电芯产生热失控，释放大量的热量时，阻燃剂受热后释放阻燃气体，阻燃气体充斥在密闭空间中，对电芯起到阻燃作用，防止电芯燃烧、爆炸，从而对电池模组进行保护，提升电池模组的安全性，且不影响电池模组的性能；

（3）本顶盖结构的阻燃胶囊还包括PET膜，PET膜设置在阻燃剂外围，具有一定的定形强度，从而使PET膜起到保护阻燃剂的作用，防止在装配过程中因机械划伤导致阻燃剂泄漏，影响阻燃剂对电芯的阻燃效果；

（4）本顶盖结构的阻燃胶囊还包括不饱和树脂层，不饱和树脂层设置在阻燃剂和PET膜之间，用来将阻燃剂和PET膜隔绝，从而防止阻燃剂和PET膜直接接触时，阻燃剂会使PET膜发生降解反应，影响PET膜的物理和机械性能；

（5）本顶盖结构的PET膜表面刻蚀有爆破区，使阻燃气体对PET膜施加较小的压力时，PET膜的爆破区就产生爆破，从而便于阻燃气体进入密闭空间中，使阻燃胶囊对电芯的阻燃效果更好，进一步对电池模组进行保护，提升电池模组的安全性；

（6）本顶盖结构的盖板主体内侧设有塑胶板，塑胶板上设置有安装槽，将阻燃胶囊安装在安装槽中，从而将阻燃胶囊固定在盖板主体内侧，使盖板主体对电池模组的箱体进行封闭时，多个阻燃胶囊位于密闭空间中；

（7）本顶盖结构的第一凸台部在第一塑胶分板上朝远离盖板主体的方向延伸，即在盖板主体对箱体进行封闭时，第一凸台部朝电芯的方向延伸，而将注液通道设置在第一凸台部上，可以提升注液通道的长度，从而既提升注液的稳定性，又提升注液的准确性，使电解液更快到达电芯；

（8）本顶盖结构的多个阻燃胶囊安装在塑胶板上的安装槽中时，阻燃胶囊的高度不超过塑胶板最高点的高度，从而在盖板主体对箱体进行封闭时，避免阻燃胶囊与箱体中的电芯接触，产生挤压变形，影响阻燃胶囊的使用效果。

附图说明

并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且与描述一起用于解释本实用新型的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。

图1为本实用新型实施例的一种顶盖结构的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的一种顶盖结构的阻燃胶囊的截面示意图；

图3为本实用新型实施例的一种顶盖结构的盖板主体的结构示意图；

图4为本实用新型实施例的一种顶盖结构的第一塑胶分板的结构示意图；

图5为本实用新型实施例的一种顶盖结构的第二塑胶分板的结构示意图。

图中：1、盖板主体；11、正极极柱；12、负极极柱；13、注液口；14、泄压阀；2、阻燃胶囊；21、阻燃剂；22、PET膜；23、不饱和树脂层；3、第一塑胶分板；31、安装槽；32、第一通孔；33、第一凸台部；331、注液通道；4、第二塑胶分板；41、第二通孔；42、第二凸台部；421、泄压孔。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～图5，本实用新型实施例的一种顶盖结构，包括盖板主体1，盖板主体1上设有阻燃胶囊2，阻燃胶囊2设于盖板主体1内侧。

在本申请中，在盖板主体1上设有正极极柱11、负极极柱12和阻燃胶囊2，正极极柱11和负极极柱12贯穿盖板主体1。盖板主体1对电池模组的箱体进行封闭时，与箱体组成容纳多个单体电芯的密闭空间，正极极柱11一部分位于密闭空间中，与密闭空间中电芯的正极极耳电连接，另一部分位于密闭空间外，从而将电芯的正极引出；负极极柱12一部分位于密闭空间中，与密闭空间中电芯的负极极耳电连接，另一部分位于密闭空间外，从而将电芯的负极引出。

在盖板主体1的内侧设有多个阻燃胶囊2，多个阻燃胶囊2分布在正极极柱11和负极极柱12的两侧，当盖板主体1对电池模组的箱体进行封闭时，多个阻燃胶囊2位于密闭空间中。密闭空间中的电芯产生大量的热量并引发热失控时，多个阻燃胶囊2在密闭空间中对电芯起到阻燃作用，防止电芯燃烧、爆炸，从而对电池模组进行保护，提升电池模组的安全性，且不影响电池模组的性能。

在本实施例中，阻燃胶囊2包括用以在受热时释放阻燃气体的阻燃剂21。阻燃胶囊2包括阻燃剂21，盖板主体1对电池模组的箱体进行封闭时，多个阻燃胶囊2位于密闭空间中。当密闭空间中的电芯产生热失控，释放大量的热量时，阻燃剂21受热后释放阻燃气体，阻燃气体充斥在密闭空间中，对电芯起到阻燃作用，防止电芯燃烧、爆炸，从而对电池模组进行保护，提升电池模组的安全性，且不影响电池模组的性能。

在本实施例中，阻燃胶囊2还包括设于阻燃剂21外围的PET膜22， PET膜22用以防止阻燃剂21泄漏。阻燃胶囊2还包括PET膜22，PET膜22设置在阻燃剂21外围，具有一定的定形强度，从而使PET膜22起到保护阻燃剂21的作用，防止在装配过程中因机械划伤导致阻燃剂21泄漏，影响阻燃剂21对电芯的阻燃效果。在实际使用中， PET膜22的厚度一般在0.1mm～1mm之间。

在本实施例中，阻燃胶囊2还包括设于阻燃剂21和PET膜22之间的不饱和树脂层23，不饱和树脂层23用以隔绝阻燃剂21和PET膜22。阻燃胶囊2还包括不饱和树脂层23，不饱和树脂层23设置在阻燃剂21和PET膜22之间，用来将阻燃剂21和PET膜22隔绝。由于不饱和树脂层23既不与阻燃剂21反应，也不与PET膜22反应，因此通过不饱和树脂层23包裹阻燃剂21，将阻燃剂21和PET膜22隔绝，防止阻燃剂21和PET膜22直接接触时，阻燃剂21会使PET膜22发生降解反应，从而影响PET膜22的物理和机械性能。

在实际使用时，不饱和树脂层23的厚度一般在0.2 mm～3mm之间，当密闭空间中的电芯产生热失控，释放大量的热量时，阻燃剂21受热后释放阻燃气体，不饱和树脂层23受热融化，阻燃气体膨胀后对PET膜22产生压力，使PET膜22产生爆破，阻燃气体进入密闭空间，对密闭空间中电芯起到阻燃作用，从而使电芯热失控得到抑制，防止电芯燃烧、爆炸。

在本实施例中，PET膜22表面刻蚀有爆破区，爆破区用以在阻燃剂21膨胀时将PET膜22爆破。由于阻燃胶囊2的阻燃剂21产生的阻燃气体需要对PET膜22施加压力，使PET膜22产生爆破后，才能进入密闭空间中，对密闭空间中电芯起到阻燃作用。因此在本申请中，在PET膜22表面刻蚀有爆破区，使阻燃气体对PET膜22施加较小的压力时，PET膜22的爆破区就产生爆破，从而便于阻燃气体进入密闭空间中，使阻燃胶囊2对电芯的阻燃效果更好，进一步对电池模组进行保护，提升电池模组的安全性。

在本申请中，PET膜22表面刻蚀爆破区的具体实施方式可以采用化学处理的方式进行，利用化学试剂的氧化能力和腐蚀能力对PET膜22表面进行刻蚀，使PET膜22表面部分区域的厚度减小，将该部分区域作为PET膜22的爆破区，从而使阻燃气体对PET膜22施加较小的压力时，PET膜22的爆破区就会率先产生爆破。

在本实施例中，顶盖结构还包括设于盖板主体1内侧的塑胶板，塑胶板上设有用以对阻燃胶囊2进行限位的安装槽31。在盖板主体1内侧设有塑胶板，盖板主体1对电池模组的箱体进行封闭时，塑胶板将盖板主体1与密闭空间中的电芯隔开，以防止电芯的电极组件和盖板主体1之间发生短路，影响电池模组的使用。

在塑胶板上设置有安装槽31，将阻燃胶囊2安装在安装槽31中，从而将阻燃胶囊2固定在盖板主体1内侧，使盖板主体1对电池模组的箱体进行封闭时，多个阻燃胶囊2位于密闭空间中。之所以这样设计，是因为通常电池模组的顶盖和箱体是采用硬质材料制成，以保证电池模组的结构强度。在本申请中，盖板主体1可以是铝板，铝板具有较好的导电性能，且重量较轻，从而既保证电池模组的性能，又降低电池模组整体的重量。

将阻燃胶囊2直接粘接在盖板主体1上会出现容易脱离的问题，而在铝制的盖板主体1上开设用来固定阻燃胶囊2的安装槽31，加工成本较高，因此在本申请中，通过在塑胶板上开设固定阻燃胶囊2的安装槽31，易于实施，且加工成本较低。

在本实施例中，塑胶板包括第一塑胶分板3和第二塑胶分板4，第一塑胶分板3和第二塑胶分板4在盖板主体1上间隔设置，第一塑胶分板3上设有供正极极柱11贯穿的第一通孔32，第二塑胶分板4上设有供负极极柱12贯穿的第二通孔41。在第一塑胶分板3上设有第一通孔32，第一塑胶分板3设置在盖板主体1内侧时，盖板主体1上的正极极柱11一端贯穿第一通孔32，第二塑胶分板4上设有第二通孔41，第二塑胶分板4设置在盖板主体1内侧时，盖板主体1上的负极极柱12一端贯穿第二通孔41，从而在盖板主体1对电池模组的箱体进行封闭时，正极极柱11贯穿第一通孔32的一端与电芯的正极极耳电连接，负极极柱12贯穿第二通孔41的一端与电芯的负极极耳电连接。

之所以将塑胶板设置成包括第一塑胶分板3和第二塑胶分板4的分体式结构，且第一塑胶分板3和第二塑胶分板4在盖板主体1上间隔设置，是因为塑胶板在环境变化时会热胀冷缩，从而导致出现塑胶板张力大及弯曲变形的情况，影响塑胶板与盖板主体1的贴合效果，进而影响电池模组的密封效果。

而在本申请中，第一塑胶分板3和第二塑胶分板4在盖板主体1上间隔设置，从而给第一塑胶分板3和第二塑胶分板4的热胀冷缩预留出空间，防止出现塑胶板张力大及弯曲变形的情况，从而可以有效的减少形变带来的贴合松弛，以及避免因塑胶板形变导致电池模组密封性不好，出现电池模组漏气或漏液的问题，进而提高了电池生产的良品率。

在本实施例中，盖板主体1上设有注液口13，第一塑胶分板3上设有朝远离盖板主体1方向延伸的第一凸台部33，第一凸台部33设有与注液口13连通的注液通道331。盖板主体1上设置有注液口13，第一塑胶分板3上与注液口13相对的位置设有第一凸台部33，第一凸台部33上设有与注液口13连通的注液通道331，从而在盖板主体1与箱体组成容纳多个单体电芯的密闭空间时，可以通过注液口13和注液通道331，朝密闭空间中注入电解液，实现电池模组的生产制作。

在本申请中，第一凸台部33在第一塑胶分板3上朝远离盖板主体1的方向延伸，即在盖板主体1对箱体进行封闭时，第一凸台部33朝电芯的方向延伸，而将注液通道331设置在第一凸台部33上，可以提升注液通道331的长度，从而既提升注液的稳定性，又提升注液的准确性，使电解液更快到达电芯。

在本实施例中，盖板主体1上设有泄压阀14，第二塑胶分板4在泄压阀14所在位置设有第二凸台部42，第二凸台部42设有与泄压阀14连通的泄压孔421。在盖板主体1上设有泄压阀14，第二塑胶分板4上与泄压阀14相对的位置设有第二凸台部42，第二凸台部42上设有泄压孔421，当盖板主体1对箱体进行封闭时，泄压孔421将泄压阀14与密闭空间连通。

当密闭空间中的电芯产生热失控时，释放大量的热量，且密闭空间中的气压增大，由于泄压孔421将泄压阀14与密闭空间连通，因此密闭空间中的气压通过泄压孔421作用于泄压阀14，使泄压阀14打开，释放密闭空间中的气体，从而防止电池模组因热失控产生爆炸，进一步对电池模组进行保护，提升电池模组的安全性。

可以预见的是：在实际使用时，可以在电芯上设置防爆阀，当盖板主体1对箱体进行封闭时，第二凸台部42的位置与电芯防爆阀的位置相对应。当电芯内的气压达到预设压力时，防爆阀打开，通过第二凸台部42上的泄压孔421、以及泄压阀14将电芯内的气压排出，从而达到泄压的目的。

在本实施例中，安装在安装槽31中的阻燃胶囊2高度小于或等于塑胶板最高点的高度。在本申请中，多个阻燃胶囊2安装在塑胶板上的安装槽31中时，阻燃胶囊2的高度不超过塑胶板最高点的高度，从而在盖板主体1对箱体进行封闭时，避免阻燃胶囊2与箱体中的电芯接触，产生挤压变形，影响阻燃胶囊2的使用效果。

可以预见的是：在本申请中，第一塑胶分板3的最高点为第一凸台部33的顶部，因此阻燃胶囊2安装在第一塑胶分板3的安装槽31中时，阻燃胶囊2的高度不超过第一凸台部33的高度；第二塑胶分板4的最高点为第二凸台部42的顶部，因此阻燃胶囊2安装在第二塑胶分板4的安装槽31中时，阻燃胶囊2的高度不超过第二凸台部42的高度。

上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本实用新型的保护范围之内。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种顶盖结构，包括盖板主体（1），其特征在于：所述盖板主体（1）内侧设有阻燃胶囊（2），所述阻燃胶囊（2）设于所述盖板主体（1）内侧。

2.如权利要求1中所述一种顶盖结构，其特征在于：所述阻燃胶囊（2）为分布在所述盖板主体（1）的正极极柱（11）和负极极柱（12）两侧的多个。

3.如权利要求2中所述一种顶盖结构，其特征在于：所述阻燃胶囊（2）包括用以在受热时释放阻燃气体的阻燃剂（21）。

4.如权利要求3中所述一种顶盖结构，其特征在于：所述阻燃胶囊（2）还包括设于所述阻燃剂（21）外围的PET膜（22），所述PET膜（22）用以防止所述阻燃剂（21）泄漏。

5.如权利要求4中所述一种顶盖结构，其特征在于：所述阻燃胶囊（2）还包括设于所述阻燃剂（21）和所述PET膜（22）之间的不饱和树脂层（23），所述不饱和树脂层（23）用以隔绝所述阻燃剂（21）和所述PET膜（22）。

6.如权利要求4中所述一种顶盖结构，其特征在于：所述PET膜（22）表面刻蚀有爆破区，所述爆破区用以在所述阻燃剂（21）膨胀时将所述PET膜（22）爆破。

7.如权利要求2中所述一种顶盖结构，其特征在于：所述顶盖结构还包括设于所述盖板主体（1）内侧的塑胶板，所述塑胶板上设有用以对所述阻燃胶囊（2）进行限位的安装槽（31）。

8.如权利要求7中所述一种顶盖结构，其特征在于：所述塑胶板包括第一塑胶分板（3）和第二塑胶分板（4），所述第一塑胶分板（3）和第二塑胶分板（4）在所述盖板主体（1）上间隔设置，所述第一塑胶分板（3）上设有供所述正极极柱（11）贯穿的第一通孔（32），所述第二塑胶分板（4）上设有供所述负极极柱（12）贯穿的第二通孔（41）。

9.如权利要求8中所述一种顶盖结构，其特征在于：所述盖板主体（1）上设有注液口（13），所述第一塑胶分板（3）上设有朝远离所述盖板主体（1）方向延伸的第一凸台部（33），所述第一凸台部（33）设有与所述注液口（13）连通的注液通道（331）。

10.如权利要求8中所述一种顶盖结构，其特征在于：所述盖板主体（1）上设有泄压阀（14），所述第二塑胶分板（4）在所述泄压阀（14）所在位置设有第二凸台部（42），所述第二凸台部（42）设有与所述泄压阀（14）连通的泄压孔（421）。