CN220510128U - 顶盖组件及电池 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种顶盖组件及电池，涉及锂电池技术领域。顶盖组件与极耳连接，所述顶盖组件包括汇流板，所述汇流板具有相对设置的第一侧面和第二侧面，所述极耳与所述第一侧面贴合，所述汇流板上设置有极柱，所述极柱的一端与所述第二侧面焊接，所述汇流板上还设有凹槽，所述凹槽自所述第二侧面向内凹陷形成，所述凹槽的槽底和所述极耳焊接，以使所述极耳与所述极柱导通。本申请提供的顶盖组件能够减小极耳的长度，缩小了汇流板与极组之间的空间，提高了电池的空间利用率。

Description

顶盖组件及电池

技术领域

本申请涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种顶盖组件及电池。

背景技术

目前，锂电池内部的极组通过极耳焊接到转接片上，再通过转接片连接到盖板上，也可以直接将极耳焊接到盖板上。

具体的，转接片一般需要通过Z折连接到盖板上，或，极耳通过蝴蝶焊方式焊接到盖板上。这两种连接方式存在几个问题：(1)极耳过长，空间占用大，影响电池能量密度提升；(2)极耳过长，使用工况为在振动时，极耳或连接片容易接触极组中的极片，带来短路风险。

实用新型内容

有鉴于此，本申请的目的是为了克服现有技术中的不足，本申请提供了一种顶盖组件及电池，以解决现有技术中极耳过长影响电池能量密度提升的技术问题。

本申请提供了：

一种顶盖组件，与极耳连接，所述顶盖组件包括：

汇流板，所述汇流板具有相对设置的第一侧面和第二侧面，所述极耳与所述第一侧面贴合，所述汇流板上设置有极柱，所述极柱的一端与所述第二侧面焊接，所述汇流板上还设有凹槽，所述凹槽自所述第二侧面向内凹陷形成，所述凹槽的槽底和所述极耳焊接，以使所述极耳与所述极柱导通。

另外，根据本申请的顶盖组件，还可具有如下附加的技术特征：

在本申请的一些实施方式中，所述顶盖组件还包括绝缘板，所述绝缘板的底面与所述第二侧面抵接，所述绝缘板上开设有第一通孔，所述第一通孔与所述凹槽连通。

在本申请的一些实施方式中，所述顶盖组件还包括透光膜，所述透光膜覆盖所述凹槽的开口，和/或所述透光膜覆盖所述第一通孔的至少一端。

在本申请的一些实施方式中，所述绝缘板上还设有第二通孔，所述顶盖组件还包括盖板，所述盖板的底面与所述绝缘板的顶面抵接，所述盖板上开设有第三通孔，所述极柱依次穿设所述第二通孔和所述第三通孔。

在本申请的一些实施方式中，所述第二侧面上还开设有定位孔，所述绝缘板上对应设有定位柱，所述定位柱和所述定位孔固定连接。

在本申请的一些实施方式中，所述顶盖组件还包括压紧件，所述压紧件设置于所述盖板的顶面，所述压紧件与所述极柱螺纹连接。

在本申请的一些实施方式中，所述顶盖组件还包括密封圈，所述密封圈套设于所述极柱，且所述密封圈夹设于所述盖板和所述绝缘板之间。

在本申请的一些实施方式中，所述凹槽的数量为多个，多个所述凹槽沿第一方向间隔设置。

在本申请的一些实施方式中，所述第一通孔的数量为多个，多个所述第一通孔间隔设置，且每个所述凹槽对应与一个所述第一通孔连通。

在本申请还提供了一种电池，包括上述任一实施例中所述的顶盖组件和电芯组件；

其中，电芯组件包括至少一个电芯，所述电芯组件包括设置于相对两端的正极极耳部和负极极耳部，所述顶盖组件的数量为两个，一个所述顶盖组件与所述正极极耳部连接，另一个所述顶盖组件与所述负极极耳部连接，当所述电芯的数量为多个时，各个所述电芯之间的极耳间隔设置，多个所述电芯之间并联。

相对于现有技术，本申请的有益效果是：本申请提出一种顶盖组件，通过在汇流板上设置采用凹槽，可将极耳直接焊接在汇流板的下方，极耳与凹槽的槽底直接接触并焊接形成电性连接，极柱与汇流板焊接并形成电性连接，使极耳和极柱导通，这样的结构减小了极耳的长度，缩小了汇流板与极组之间的空间，提高了整个电池的空间利用率，增大了电池单体的容量，降低了电池内阻，提高了电池的性价比。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本申请一些实施例中电池的结构示意图之一；

图2示出了本申请一些实施例中电池的结构示意图之二；

图3示出了本申请一些实施例中电池的分解结构示意图之一；

图4示出了本申请一些实施例中电池的分解结构示意图之二；

图5示出了本申请一些实施例中电池的剖视结构示意图；

图6示出了本申请一些实施例中电芯组件的结构示意图；

图7示出了本申请一些实施例中绝缘板与汇流板的组合结构结构示意图；

图8示出了本申请一些实施例中绝缘板与汇流板的分解结构示意图；

图9示出了本申请一些实施例中汇流板的结构示意图；

图10示出了本申请一些实施例中绝缘板的结构示意图；

图11示出了本申请一些实施例中透光膜的位置示意图。

主要元件符号说明：1000-电池；200-电芯组件；210-电芯；211-正极极耳；2111-弯折部；2112-延伸部；220-正极极耳部；230-胶布；240-包膜；250-限位件；260-外壳；100-顶盖组件；110-汇流板；111-第一侧面；112-第二侧面；113-极柱；114-凹槽；115-定位孔；120-绝缘板；121-第一通孔；122-第二通孔；123-定位柱；130-盖板；131-第三通孔；132-台阶结构；140-密封圈；150-压紧件；160-透光膜。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

如图1所示，本申请的实施例提供了一种电池1000，包括顶盖组件100和电芯组件200。

如图6所示，其中，电芯组件200包括至少一个电芯210，每个电芯210的相对两端分别设有一个正极极耳211和一个负极极耳(图未示)，将电芯组件200中每个电芯210的正极极耳211集中于电芯组件200的一端形成正极极耳部220，将电芯组件200中每个电芯210的负极极耳集中于电芯组件200的一端形成负极极耳部(图未示)。

当电芯组件200中电芯210的数量为多个时，电芯组件200中的每个电芯210结构相同，多个电芯210层叠设置，相邻两个电芯210粘接固定，以同时固定正极极耳部220中每个正极极耳211的位置、和负极极耳部中每个负极极耳的位置。

具体而言，在正极极耳部220中，每个正极极耳211之间平行间隔设置。相应的，在负极极耳部中，每个负极极耳之间平行间隔设置，防止相邻两个电芯210的极耳接触造成电芯组件200短路。

顶盖组件100的数量为两个，其中一个顶盖组件100与正极极耳部220连接，另一个顶盖组件100与负极极耳部连接。

在本实施方式中，电芯组件200包括两个电芯210，两个电芯210之间用胶布230粘接固定。在其他实施方式中，还可以在相邻两个电芯210相互叠设的面上涂敷胶水实现粘接。

需要说明的是，由于电芯组件200相对两端的结构相同，后续将以电芯组件200的其中一端为例，对顶盖组件100和电芯组件200的连接结构进行说明。该端具有正极极耳部220，正极极耳部220包括两个正极极耳211，两个正极极耳211之间平行间隔设置，每个正极极耳211包括弯折部2111和延伸部2112，延伸部2112与电芯210的端面平行间隔设置，弯折部2111的两端分别与电芯210和延伸部2112连接。

极耳是将采用叠片方式的正极片、负极片与隔膜交替堆叠形成，或把正极片或负极片装入隔膜袋后堆叠而成的极组整合焊接而成。

如图1至图5所示，顶盖组件100的数量为两个，一个顶盖组件100与正极极耳部220连接，另一个顶盖组件100与负极极耳部连接，当电芯210的数量为多个时，各个电芯210的正极极耳211之间间隔设置，各个电芯210的负极极耳之间间隔设置，并使多个电芯210之间并联。

具体的，顶盖组件100包括汇流板110、绝缘板120和盖板130。汇流板110设置在延伸部2112远离电芯210的一侧，绝缘板120和盖板130依次叠设在汇流板110上。

在本实施方式中，汇流板110具有相对设置的第一侧面111和第二侧面112。其中，正极极耳部220与第一侧面111贴合，汇流板110上设置有极柱113，极柱113的一端与第二侧面112焊接，汇流板110上还设有凹槽114，凹槽114自第二侧面112向内凹陷形成，凹槽114的槽底和正极极耳部220焊接，以使正极极耳部220与极柱113导通。

正极极耳部220中的两个延伸部2112分别与第一侧面111贴合，每个延伸部2112分别对应设有至少设有一个凹槽114，每个凹槽114的槽底与一个延伸部2112焊接，从而使两个极耳之间形成并联结构，将电芯组件200的能量汇集至汇流板110后由极柱113输出。

需要说明的是，正极极耳211、极柱113、汇流板110均采用金属材质制成，比如铝、铜、铜镍合金等。

凹槽114为用于激光焊接的凹槽114，激光从凹槽114的上方射向凹槽114的开口，穿透凹槽114的槽底与其中一个延伸部2112焊接，使得其中一个电芯210的正极极耳211与汇流排导电连接，同理，使得另一个电芯210的正极极耳211与汇流排导电连接，即可实现两个相邻电芯210的并联。

可以理解，激光焊接具有强度高、定位准确灵活，热变形小、焊缝整齐美观的优点。而且激光焊接系统易与计算机数控系统或机械手配合，实现自动焊接，生产效率高。

需要说明的是，如图7所示，每个延伸部2112对应设置有三个凹槽114，三个凹槽114沿第一方向间隔设置。在本实施方式中，第一方向理解为正极极耳211的宽度方向。每个延伸部2112对应设置的凹槽114的数量为多个，具体数量可以按实际需求进行改变。比如，当延伸部2112的宽度较大时，可以增加凹槽114的数量，从而使汇流板110与正极极耳211的连接更加稳固，同时，还能增大正极极耳211与汇流板110之间的通过的电流，提高电池1000的性能。

如图7至图10所示，在本实施方式中，极柱113的数量为两个，两个极柱113间隔设置，每个极柱113的一端与汇流板110的第二侧面112焊接，使汇流板110与极柱113的连接更加稳固，同时，还能增大极柱113与汇流板110之间的通过的电流，提高电池1000的性能。

绝缘板120的底面与第二侧面112抵接，绝缘板120与汇流板110的连接方式为：

绝缘板120上对应两个极柱113的位置还设有两个第二通孔122，两个极柱113分别穿设两个第二通孔122。进一步的，第二侧面上还开设有定位孔115，绝缘板120上对应设有定位柱123，定位柱123和定位孔115固定连接。当定位柱123固定在定位孔115内后，通过热压的方式将汇流板110和绝缘板120固定在一起。

绝缘板120上开设有第一通孔121，第一通孔121与凹槽114连通。激光依次穿设第一通孔121和凹槽114的开口射向凹槽114的槽底，实现汇流板110和延伸部2112的焊接。这样的结构在采用穿透焊焊接时焊枪头可直接通过第一通孔121将凹槽114的槽底与极耳焊接在一起，省去将极耳翻折、焊接在汇流盘上方的传统步骤，既减少了极耳的长度降低生产成本，又降低了汇流板110与极耳间的空隙，大大提高了电池1000的空间利用率。

需要说明的是，第一通孔121的中轴线和凹槽114的中轴线重合设置。第一通孔121的横截面形状应与凹槽114的横截面形状相同，同时，第一通孔121的横截面大小应大于或等于凹槽114的横截面。这样的结构方便激光焊接操作，还能方便后续清理焊渣。

发明人发现，在电池1000内部进行激光焊时，不可避免地会产生金属焊渣、飞溅及金属烟尘，这些金属异物进入电池1000后，轻者造成电池1000自放电，严重时造成电池1000短路，引发失火、爆炸等安全事故。

针对上述问题，本申请的顶盖组件100还包括透光膜160，在本实施方式中，透光膜160采用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)制成。PET膜是一种耐久性强、坚固、高韧性、耐潮、耐高温和低温的材料，其具有透光率高、韧性强、耐高温、耐电解液腐蚀的优点。当然，透光膜160不应仅限于用PET材料制成，还可以采用其他具有透光率高、韧性强、耐高温的材料制成透光膜160。

如图11所示，透光膜160覆盖凹槽114的开口，和/或透光膜160覆盖第一通孔121的至少一端。这样，激光可以完全穿过透光膜160进行焊接，还可以将焊渣限制在凹槽114内。

可以理解，焊接时所产生的焊渣温度较高且形状锋利，由于透光膜160材料较有韧性，焊渣在飞溅过程中会受到透光膜160给与的反向弹力，在与透光膜160接触时便会损失绝大部分动能，可实现焊渣最终被弹回凹槽114内或粘接在透光膜160上，最终将焊渣集中限制在凹槽114内，无法进入电池1000其他位置。

需要说明的是，为了后续电池1000在使用过程中的绝对安全，可在进行激光焊接完成后应除去透光膜160，并清理凹槽114内的残留焊渣，从而使电池1000不会因为焊渣进入电池1000的其他位置而发生短路。

在本实施方式中，透光膜160设置在整个第二侧面或者设置在整个绝缘板120的底面，以覆盖凹槽114的开口，将焊渣集中在凹槽114内，防止焊渣进入电池1000其他部位引发电池1000质量问题。

在其他实施方式中，透光膜160还可以设置在整个绝缘板120的顶面，以覆盖第一通孔121的一端，由于绝缘板120的底面与第二侧面贴合设置，焊渣收容于凹槽114、第一通孔121和透光膜160围合的区间内，这样的结构方便在焊接完成后去除透光膜160。

如图4所示，电芯组件200还设有限位件250和包膜240，包膜240包裹于电芯组件200的外侧，进一步将两个电芯210固定在一起，限位件250设置于电芯组件200并靠近顶盖组件100设置，用于固定包膜240。包膜240的一端通过热压方式与绝缘板120的外周缘固定连接。

如图4和图5所示，盖板130的底面与绝缘板120的顶面抵接，盖板130上开设有第三通孔131，极柱113依次穿设第二通孔122和第三通孔131。

如图5和图8所示，顶盖组件100还包括两个密封圈140，两个密封圈140分别套设于两个极柱113，且密封圈140夹设于盖板130和绝缘板120之间。

如图5所示，电芯组件200还包括外壳260，两个电芯210收容与外壳260内，外壳260的端部与盖板130连接。顶盖组件100还包括压紧件150，压紧件150设置于盖板130的顶面，压紧件150与极柱113螺纹连接，将盖板130压紧在外壳260上。外壳260与盖板130的连接处设有台阶结构132，台阶结构132沿盖板130的外周缘设置，该结构用于防止盖板130过度下压导致延伸部2112与电芯210端部接触造成电芯210短路。

顶盖组件100与正极极耳部220的组装方式如下：

1、极柱113与汇流板110预先焊接固定；

2、将绝缘板120套在极柱113上，并使固定柱和固定孔对位，通过热压方式将汇流板110和绝缘板120固定在一起；

3、将包膜240通过热压的方式使包膜240与绝缘板120的外周缘进行固定，再将限位件250设置于电芯组件200的两侧，用于固定包膜240；

4、采用穿透焊接将极耳与凹槽114的槽体进行焊接，将正极极耳部220和汇流板110固定在一起。

5、除去透光膜160，清理焊渣；

6、将已组装汇流板110和绝缘板120的电芯210装入壳体中，将密封圈140套入极柱113，再安装盖板130；

7、通过压紧件150压缩密封圈140实现电池1000内部与盖板130的密封，最后将盖板130与外壳260进行密封焊接，电池1000加工完成。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种顶盖组件，与极耳连接，其特征在于，所述顶盖组件包括：

汇流板，所述汇流板具有相对设置的第一侧面和第二侧面，所述极耳与所述第一侧面贴合，所述汇流板上设置有极柱，所述极柱的一端与所述第二侧面焊接，所述汇流板上还设有凹槽，所述凹槽自所述第二侧面向内凹陷形成，所述凹槽的槽底和所述极耳焊接，以使所述极耳与所述极柱导通。

2.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，所述顶盖组件还包括绝缘板，所述绝缘板的底面与所述第二侧面抵接，所述绝缘板上开设有第一通孔，所述第一通孔与所述凹槽连通。

3.根据权利要求2所述的顶盖组件，其特征在于，所述顶盖组件还包括透光膜，所述透光膜覆盖所述凹槽的开口，和/或所述透光膜覆盖所述第一通孔的至少一端。

4.根据权利要求2所述的顶盖组件，其特征在于，所述绝缘板上还设有第二通孔，所述顶盖组件还包括盖板，所述盖板的底面与所述绝缘板的顶面抵接，所述盖板上开设有第三通孔，所述极柱依次穿设所述第二通孔和所述第三通孔。

5.根据权利要求4所述的顶盖组件，其特征在于，所述顶盖组件还包括密封圈，所述密封圈套设于所述极柱，且所述密封圈夹设于所述盖板和所述绝缘板之间。

6.根据权利要求4所述的顶盖组件，其特征在于，所述顶盖组件还包括压紧件，所述压紧件设置于所述盖板的顶面，所述压紧件与所述极柱螺纹连接。

7.根据权利要求2所述的顶盖组件，其特征在于，所述第二侧面上还开设有定位孔，所述绝缘板的底面上对应设有定位柱，所述定位柱和所述定位孔固定连接。

8.根据权利要求2所述的顶盖组件，其特征在于，所述凹槽的数量为多个，多个所述凹槽沿第一方向间隔设置。

9.根据权利要求8所述的顶盖组件，其特征在于，所述第一通孔的数量为多个，多个所述第一通孔间隔设置，且每个所述凹槽对应与一个所述第一通孔连通。

10.一种电池，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的顶盖组件和电芯组件；

其中，电芯组件包括至少一个电芯，所述电芯组件包括设置于相对两端的正极极耳部和负极极耳部，所述顶盖组件的数量为两个，一个所述顶盖组件与所述正极极耳部连接，另一个所述顶盖组件与所述负极极耳部连接，当所述电芯的数量为多个时，各个所述电芯之间的极耳间隔设置，多个所述电芯之间并联。