CN220527050U - 一种电池顶盖结构及电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池配件技术领域，公开了一种电池顶盖结构及电池，包括顶盖片、极柱、密封件和第一绝缘件。极柱包括穿设在顶盖片上的柱体，在极柱与顶盖片之间存在有容纳间隙，密封件套设并紧贴在极柱上，密封件上的第一凸出部位于容纳间隙内，第一绝缘件用于填充容纳间隙以隔绝极柱和顶盖片，第一绝缘件上设置有第一插接部，在第一凸出部的第一插接面上设置有至少一个第一凸起，在第一插接部的第二插接面上设置有与第一凸起配合的第一凹槽。通过第一插接部与第一凸出部的配合以及在插接面上设置的第一凸起与第一凹槽能够有效增大极柱与顶盖片之间的爬电距离，使金属丝不易发生横向或纵向移动，降低了电池短路爆炸的风险，延长了电池的使用寿命。

Description

一种电池顶盖结构及电池

技术领域

本实用新型涉及电池配件技术领域，尤其涉及一种电池顶盖结构及电池。

背景技术

在大规模储能、智能电网和清洁能源汽车迅猛发展的主格局下，人们对电池的可靠性和安全性也提出了越来越高的要求。但在生产、运输和使用过程中会出现电池短路失效的现象，单一电池出现短路现象不仅会影响到整个电池组的性能和可靠性，甚至还会导致电池组停止工作或引起其它的安全问题。而导致电池短路的原因之一就是存在连通极柱和顶盖本体的金属丝。

在电池顶盖的生产过程中会由于切割工艺产生额外的金属丝，在电池使用的过程中也会因摩擦而掉落金属丝，金属丝会导致极柱和顶盖本体连通，从而造成短路的风险。现有市面上的动力电池顶盖通常设置有上塑胶，上塑胶凸台与密封圈台阶接触压缩，从而阻挡金属丝与极柱和顶盖本体连通。然而，由于金属丝存在延展性，即使金属丝被上塑胶与密封圈压缩依然可以延伸和移动，仍然有一定几率出现极柱与顶盖本体短接的现象，从而大大提高了电池短路的风险。

因此，亟需一种电池顶盖结构及电池解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电池顶盖结构，该电池顶盖结构能够有效增大极柱与顶盖片之间的爬电距离、提升金属丝横向延伸的难度，降低电池短路的风险。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种电池顶盖结构，包括：顶盖片；极柱，所述极柱包括柱体，所述柱体穿设在所述顶盖片上，所述极柱与所述顶盖片之间存在有容纳间隙；密封件，所述密封件套设并紧贴在所述极柱上，所述密封件上设置有第一凸出部，所述第一凸出部位于所述容纳间隙内；第一绝缘件，所述第一绝缘件用于填充所述容纳间隙以隔绝所述极柱和所述顶盖片，所述第一绝缘件上设置有第一插接部，所述第一插接部与所述第一凸出部插接配合；在所述第一凸出部的第一插接面上设置有至少一个第一凸起，在所述第一插接部的第二插接面上设置有与所述第一凸起一一对应配合的第一凹槽。

作为优选地，所述第一绝缘件套设在所述柱体上，所述第一绝缘件的部分底面与所述顶盖片的顶面相贴合，所述第一绝缘件的部分侧壁与所述柱体相贴合。

作为优选地，所述电池顶盖结构还包括压块，所述柱体的周面上设置有环形卡槽，所述压块套设在所述柱体上并卡接在所述环形卡槽内。

作为优选地，所述柱体上形成有环形阶梯，所述环形阶梯的拐角处设置有倒角。

作为优选地，所述第一凸出部为环形结构，所述第一凸出部的纵截面形状为矩形或三角形。

作为优选地，所述第一凸出部的数量设置为多个。

作为优选地，所述极柱还包括基板，所述柱体凸设在所述基板上，所述顶盖片上开设有极柱孔，所述柱体穿设在所述极柱孔内，所述密封件设置在所述基板与所述顶盖片之间。

作为优选地，所述电池顶盖结构还包括第二绝缘件，所述第二绝缘件设置在所述基板与所述顶盖片之间，所述第二绝缘件的部分侧壁与所述密封件抵接，所述第二绝缘件的部分侧壁与所述基板的侧壁抵接。

作为优选地，所述密封件上设置有第二凸出部，所述第二绝缘件上设置有与所述第二凸出部插接配合的第二插接部。

一种电池，包括电芯、壳体和上述的电池顶盖结构，所述电芯设置在所述壳体内，所述电池顶盖结构封盖在所述壳体上。

有益效果：

本实用新型提供的电池顶盖结构包括顶盖片、极柱、密封件和第一绝缘件。极柱包括穿设在顶盖片上的柱体，在极柱与顶盖片之间存在有容纳间隙，密封件套设并紧贴在极柱上，密封件上的第一凸出部位于容纳间隙内，第一绝缘件用于填充容纳间隙以隔绝极柱和顶盖片，第一绝缘件上设置有第一插接部，在第一凸出部的第一插接面上设置有至少一个第一凸起，在第一插接部的第二插接面上设置有与第一凸起一一配合的第一凹槽。通过第一插接部与第一凸出部的配合以及在插接面上设置的第一凸起与第一凹槽能够有效增大极柱与顶盖片之间的爬电距离，使金属丝不易发生横向或纵向移动，提升金属丝横向延伸的难度。

本实用新型提供的电池包括电芯、壳体和上述的电池顶盖结构，电芯设置在壳体内，电池顶盖结构扣在壳体上，该电池顶盖结构能够降低电池短路爆炸的风险，延长电池的使用寿命。

附图说明

图1是本实用新型提供的一种电池顶盖结构的剖面图；

图2是图1中A部分的放大图；

图3是本实用新型提供的另一种电池顶盖结构的剖面图；

图4是图3中B部分的放大图。

图中：

1、顶盖片；11、极柱孔；

2、极柱；21、柱体；211、环形卡槽；212、倒角；22、基板；

3、密封件；31、第一凸出部；32、第二凸出部；

4、第一绝缘件；41、第一插接部；

5、第二绝缘件；51、第二插接部；6、压块。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。

本实用新型提供一种电池顶盖结构，电池顶盖结构用于电池中，不仅实现对电池壳体的密封，同时对电池的安全工作和防护也起着至关重要的作用。

具体地，如图1-图3所示，该电池顶盖结构包括顶盖片1、极柱2、密封件3和第一绝缘件4，顶盖片1用于封堵电池的壳体的开口，还能为极柱2提供支撑、安装的作用，极柱2包括柱体21，极柱2与顶盖片1之间存在有容纳间隙，在一些实施例中，容纳间隙为环形间隙。密封件3套设并紧贴在极柱2上，密封件3上设置有第一凸出部31，第一凸出部31位于容纳间隙内，第一绝缘件4设置在容纳间隙内并填充容纳间隙以隔绝极柱2和顶盖片1，在第一绝缘件4上设置有第一插接部41，第一插接部41与第一凸出部31配合使得密封件3和第一绝缘件4能够插接配合以实现紧密连接。

在电池顶盖生产的过程中，切割工艺会产生金属丝或金属碎屑，在密封件3和第一绝缘件4的装配的过程中也会因摩擦而掉落金属丝。且由于金属丝存在延展性，在电池使用的过程中密封件3和第一绝缘件4之间的摩擦也会使金属丝发生移动，从而出现极柱2与顶盖片1短接的现象。而第一插接部41和第一凸出部31的设置取代了传统电池顶盖中密封件和绝缘件平面接触的连接方式，增大了极柱2与顶盖片1之间的爬电距离，使得金属丝或其他容易导致极柱2和顶盖片1导通的金属碎屑难以经由密封件3和第一绝缘件4之间的缝隙移动，降低了电池短路的风险。

为了进一步提升金属丝和金属碎屑横向延伸的难度，如图2所示，在第一凸出部31的第一插接面上还设置有至少一个第一凸起(图中未标出)，在第一插接部41的第二插接面上设置有与第一凸起相配合的第一凹槽(图中未标出)。在一些实施例中，第一凸起和第一凹槽的数量均为多个，且一一对应配合。第一凸起和第一凹槽的设置能够增大密封件3和第一绝缘件4之间缝隙的复杂程度，在为金属丝的移动增加阻碍的同时，第一凹槽还能够容纳部分金属丝，使得金属丝卡在第一凹槽内无法进一步移动，降低了极柱2与顶盖片1出现短接的可能性。

在一些实施例中，密封件3一般为橡胶圈；在一些其他的实施例中，密封件3也可以是其他形状的塑胶件。在一些具体的实施例中，第一绝缘件4一般为绝缘材质的塑胶环。

进一步地，第一凸出部31为凸设在密封件3上的环形结构，在一些实施例中，具体如图2和图4所示，第一凸出部31的纵截面形状为矩形，在一些其他的实施例中，第一凸出部31的纵截面形状还可以是三角形或其他规则或者不规则的形状。优选地，第一凸出部31的数量可以设置为多个，多个第一凸出部31能够更有效得阻挡金属丝的移动，避免金属丝延伸导致的极柱2与顶盖片1连通的情况。

进一步地，在一些实施例中，如图2所示，设置在第一凸出部31上的第一凸起为半球型，在一些其他的实施例中，设置在第一凸出部31上的第一凸起为三角锯齿形或方齿形，可以根据加工或生产的需求进行设置。

为了使柱体21与顶盖片1完全隔绝，继续如图1和图2所示，第一绝缘件4套设在极柱2的柱体21上，使得第一绝缘件4的部分底面与顶盖片1的顶面相贴合以及使得第一绝缘件4的部分侧壁与柱体21相贴合，这样设置能够使顶盖片1的顶面、柱体21的部分侧壁面被第一绝缘件4覆盖，没有多余的空间容纳金属丝或金属碎屑，也没有缝隙允许金属丝或金属碎屑进入，有效避免了极柱2与顶盖片1短接的情况发生。

继续如图1和图2所示，为了实现极柱2在顶盖片1上的固定，该电池顶盖结构还包括压块6，在柱体21的周面上位置有环形卡槽211，压块6套设在柱体21上并卡接在环形卡槽211内，从而使得极柱2与顶盖片1稳定连接。在一些实施例中，压块6为铝块，且该铝块与极柱2铆接连接。

电池顶盖结构中金属丝的来源一是在生产过程中由于切割顶盖片1产生的，二是由于适用或装配过程中产生的，当组装电池顶盖结构时，密封件3、第一绝缘件4穿设在柱体21上，密封件3或第一绝缘件4的边缘会与极柱2中柱体21的端面边缘摩擦，尖锐的边缘容易磨损从而产生金属丝，因此，如图1所示，在柱体21上形成有环形阶梯(图中未标出)，该环形阶梯的拐角处设置有倒角212。倒角212的设置既便于密封件3、第一绝缘件4穿设在柱体21上，又能够避免柱体21上环形阶梯的端面边缘过于尖锐，降低装配过程中产生金属丝的可能性。

如图1和图3所示，极柱2还包括基板22，柱体21凸设在基板22上，基板22与柱体21的一端端面固定连接，基板22既能够保证柱体21与顶盖片1之间的绝缘性，还可以为柱体21提供支撑作用，顶盖片1上开设有极柱孔11，柱体21穿设在极柱孔11内，密封件3设置在基板22与顶盖片1之间。该密封件3与柱体21的部分侧壁和基板22的部分顶面相贴合，阻隔在基板22与顶盖片1之间，有效避免了基板22与顶盖片1接触，避免极柱2与顶盖片1短路的情况出现。

由于密封件3的大小受限，存在不能完全覆盖在基板22的顶面以及无法完全隔绝基板22和顶盖片1的接触的情况，因此，电池顶盖结构还包括第二绝缘件5，第二绝缘件5设置在基板22与顶盖片1之间，第二绝缘件5的部分侧壁与密封件3抵接，第二绝缘件5的部分侧壁与基板22的侧壁抵接，配合密封件3能够实现将基板22与顶盖片1之间的孔隙完全填满。

为了增大基板22与顶盖片1之间的爬电距离，如图2和图4所示，在密封件3上设置有第二凸出部32，第二绝缘件5上设置有与第二凸出部32配合的第二插接部51，第二插接部51和第二凸出部32的设置取代了以往电池顶盖中密封件与绝缘件平面接触的连接方式，提升了基板22与顶盖片1之间的缝隙的复杂程度，增加了金属丝纵向移动或拉伸的难度，降低了极柱2和顶盖片1短接的可能性。在一些具体的实施例中，第二绝缘件5一般为绝缘材质的塑胶环。

进一步地，第二凸出部32为凸设在密封件3上的环形结构，在一些实施例中，如图2和图4所示，第二凸出部32的纵截面形状为矩形，在一些其他的实施例中，第二凸出部32的纵截面形状还可以是三角形或其他不规则的形状。优选地，第二凸出部32的数量可以设置为多个，多个第二凸出部32能够更有效得阻挡金属丝的移动，避免金属丝延伸导致的基板22与顶盖片1连通的情况。

需要说明的是，为了进一步提高金属丝纵向延伸的难度，在第二凸出部32上还可以根据加工条件或生产需求设置不同形状的第二凸起(图中未示出)，在一些实施例中，第二凸起可以是半球型，在一些其他的实施例中，第二凸起也可以为三角锯齿形或方齿形。

本实用新型还提供了一种电池，该电池包括电芯、壳体和上述的电池顶盖结构，电芯设置在壳体内，电池顶盖结构固定连接在壳体的开口处。该电池使用上述电池顶盖结构能够提升金属丝横向或纵向延伸的难度，有效减少极柱2和顶盖片1短接的情况，降低电池短路爆炸的风险，延长电池的使用寿命。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池顶盖结构，其特征在于，包括：

顶盖片(1)；

极柱(2)，所述极柱(2)包括柱体(21)，所述柱体(21)穿设在所述顶盖片(1)上，所述极柱(2)与所述顶盖片(1)之间存在有容纳间隙；

密封件(3)，所述密封件(3)套设并紧贴在所述极柱(2)上，所述密封件(3)上设置有第一凸出部(31)，所述第一凸出部(31)位于所述容纳间隙内；

第一绝缘件(4)，所述第一绝缘件(4)用于填充所述容纳间隙以隔绝所述极柱(2)和所述顶盖片(1)，所述第一绝缘件(4)上设置有第一插接部(41)，所述第一插接部(41)与所述第一凸出部(31)插接配合；

在所述第一凸出部(31)的第一插接面上设置有至少一个第一凸起，在所述第一插接部(41)的第二插接面上设置有与所述第一凸起一一对应配合的第一凹槽。

2.根据权利要求1所述的电池顶盖结构，其特征在于，

所述第一绝缘件(4)套设在所述柱体(21)上，所述第一绝缘件(4)的部分底面与所述顶盖片(1)的顶面相贴合，所述第一绝缘件(4)的部分侧壁与所述柱体(21)相贴合。

3.根据权利要求1所述的电池顶盖结构，其特征在于，

所述电池顶盖结构还包括压块(6)，所述柱体(21)的周面上设置有环形卡槽(211)，所述压块(6)套设在所述柱体(21)上并卡接在所述环形卡槽(211)内。

4.根据权利要求1所述的电池顶盖结构，其特征在于，所述柱体(21)上形成有环形阶梯，所述环形阶梯的拐角处设置有倒角(212)。

5.根据权利要求1所述的电池顶盖结构，其特征在于，所述第一凸出部(31)为环形结构，所述第一凸出部(31)的纵截面形状为矩形或三角形。

6.根据权利要求1所述的电池顶盖结构，其特征在于，所述第一凸出部(31)的数量设置为多个。

7.根据权利要求1所述的电池顶盖结构，其特征在于，

所述极柱(2)还包括基板(22)，所述柱体(21)凸设在所述基板(22)上，所述顶盖片(1)上开设有极柱孔(11)，所述柱体(21)穿设在所述极柱孔(11)内，所述密封件(3)设置在所述基板(22)与所述顶盖片(1)之间。

8.根据权利要求7所述的电池顶盖结构，其特征在于，

所述电池顶盖结构还包括第二绝缘件(5)，所述第二绝缘件(5)设置在所述基板(22)与所述顶盖片(1)之间，所述第二绝缘件(5)的部分侧壁与所述密封件(3)抵接，所述第二绝缘件(5)的部分侧壁与所述基板(22)的侧壁抵接。

9.根据权利要求8所述的电池顶盖结构，其特征在于，

所述密封件(3)上设置有第二凸出部(32)，所述第二绝缘件(5)上设置有与所述第二凸出部(32)插接配合的第二插接部(51)。

10.一种电池，其特征在于，包括电芯、壳体和权利要求1-9中任一项所述的电池顶盖结构，所述电芯设置在所述壳体内，所述电池顶盖结构封盖在所述壳体上。