CN220652151U - 顶盖板组件、电池和用电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种顶盖板组件、电池和用电设备，顶盖板组件包括顶盖板、极柱、电池密封圈和注塑固定件，极柱包括柱身和底座，底座位于柱身的底端并自柱身的外周壁向外凸出，电池密封圈套设在柱身外，在竖直方向上，电池密封圈被挤压在顶盖板与底座之间，顶盖板、极柱以及电池密封圈通过注塑固定件固定连接；柱身上开设有注塑凹槽，注塑凹槽自柱身的外周壁向内凹陷；电池密封圈上开设有连通槽，极柱通孔的内周壁与柱身之间形成连通间隙；注塑材料自顶盖板的上方，经过连通间隙和连通槽流入顶盖板的下方，且部分注塑材料填充在注塑凹槽内，注塑材料固化后形成注塑固定件。该顶盖板组件能够提高极柱与顶盖连接稳定性。

Description

顶盖板组件、电池和用电设备

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体地说，是涉及一种顶盖板组件、电池和用电设备。

背景技术

储能电池或动力电池中，通常电极组件的电能通过顶盖板组件上的极柱向用电设备输送，现有方形电池的顶盖板与极柱之间通常为注塑件固定连接，即将顶盖板的正极极柱、负极极柱和密封圈装配后，放在注塑模具内进行注塑后形成一体的顶盖板组件。

参见图1，现有技术一种电池，其极柱101包括柱身111和底座112，底座112自柱身111的外周壁向外凸出，顶盖板103上开设有用于安装正负极柱101的两个极柱通孔102，柱身111可穿过极柱通孔102，从而实现极柱101与顶盖板103的装配，另外，在底座112与顶盖板103之间还设置有密封圈104，极柱101与顶盖板103之间注塑有上塑胶件105，从而将各部件固定形成一体式结构。但是，现有的上述结构，上塑胶件105只对正负极柱101受向上的力时实现支撑固定，而当极柱101受向下的力时，由于密封圈104的弹性变形量较大，极柱101和上塑胶件105存在由于位移而松脱的风险。

另外，现有的密封圈的内圈和外圈均为平整面，在注塑形成注塑固定件时，液态的注塑液体在流动的过程中受密封圈的阻挡，只能停留在密封圈的上方，这样顶盖板与极柱之间只有一面有固定支撑连接，导致极柱的稳固性较差，容易出现与顶盖松脱分离的问题。

实用新型内容

本实用新型的第一目的是提供一种能够提高极柱与顶盖连接稳定性的顶盖板组件。

本实用新型的第二目的是提供一种具有上述顶盖板组件的电池。

本实用新型的第三目的是提供一种具有上述电池的用电设备。

为实现上述第一目的，本实用新型提供一种顶盖板组件，包括：顶盖板，顶盖板上开设有极柱通孔；极柱，极柱包括柱身和底座，底座位于柱身的底端并自柱身的外周壁向外凸出，柱身穿过所述极柱通孔；电池密封圈，电池密封圈套设在柱身外，在竖直方向上，电池密封圈被挤压在顶盖板与底座之间；注塑固定件，顶盖板、极柱以及电池密封圈通过注塑固定件固定连接；柱身上开设有注塑凹槽，注塑凹槽自柱身的外周壁向内凹陷；电池密封圈上开设有连通槽，极柱通孔的内周壁与柱身之间形成连通间隙；注塑材料自顶盖板的上方，经过连通间隙和连通槽流入顶盖板的下方，且部分注塑材料填充在注塑凹槽内，注塑材料固化后形成注塑固定件。

由上述方案可见，通过在柱身的周壁上开设注塑凹槽，在将电池密封圈、顶盖板和极柱等部件装配好进行注塑时，部分注塑材料会填充在注塑凹槽内，这样可以实现注塑固定件对极柱的双向固定，使极柱不易与顶盖板松脱。另外，通过在电池密封圈上开设连通槽，注塑时，部分注塑液体位于顶盖板的上方，还有部分注塑液体通过连通间隙和连通槽流动到顶盖板的下方，注塑材料固化后的注塑固定件在顶盖板的上下两侧与顶盖板紧密结合，实现顶盖板与极柱之间的双方向固定，从而提高极柱与顶盖连接稳定性，使极柱不易与顶盖板松脱。

一个优选的方案是，注塑凹槽沿着柱身的周向延伸。和/或注塑凹槽位于柱身的中部，注塑凹槽的高度为柱身的高度的1/3。

由此可见，这样既可以保证注塑材料凝固后形成的注塑固定件有足够的支撑强度，又不会影响柱身由于开设注塑凹槽后在上下方向受力的结构强度。

一个优选的方案是，极柱、电池密封圈和注塑固定件的数量均为两个，极柱、电池密封圈和注塑固定件一一对应设置；其中一个极柱的底座的边缘设置有切角。

由此可见，通过在其中一个极柱的底座设置切角，以便于区分电极的极性。

一个优选的方案是，顶盖板上还设有环状的顶盖板凹槽，顶盖板凹槽自顶盖板的上表面向下凹陷，顶盖板凹槽靠近极柱通孔且环绕在极柱通孔外，部分注塑材料可填充在顶盖板凹槽内。

由此可见，固化在顶盖板凹槽内的注塑材料能够提高顶盖板和极柱在径向上的连接稳定性。

一个优选的方案是，注塑凹槽的数量为两个以上；多个注塑凹槽沿着柱身的周向布置；或者多个注塑凹槽沿着柱身的高度方向布置。

由此可见，多个注塑凹槽的设置能够进一步提高极柱与注塑固定件之间的结合强度。

一个优选的方案是，底座上远离柱身的底壁为粗糙面；顶盖板组件还包括转接片，转接片与极柱的粗糙面通过激光焊接固定。

由此可见，极柱上底座的底面为粗糙面，极柱与转接片焊接时，通过粗糙面吸收焊接时的激光能量，减小激光焊接功率，降低生产成本。

一个优选的方案是，连通槽包括相互连通的注塑材料进液段和注塑材料结合段；注塑材料进液段的进液口与连通间隙连通；注塑材料结合段在厚度方向上贯穿电池密封圈并与顶盖板在厚度方向上相对设置；或者注塑材料结合段自电池密封圈朝向顶盖板的侧壁向下凹陷，注塑材料结合段与顶盖板在厚度方向上相对设置。

一个优选的方案是，连通槽自电池密封圈的内周壁朝向电池密封圈的外周壁的方向延伸，注塑材料进液段和注塑材料结合段沿着电池密封圈的环宽方向布置。

由此可见，可以简化连通槽的结构，进而简化电池密封圈的生产工艺，降低生产成本。

为实现上述第二目的，本实用新型提供一种电池，包括上述的顶盖板组件。

为实现上述第三目的，本实用新型提供一种用电设备，包括上述的电池。

附图说明

图1是现有的电池中顶盖组件的局部放大图。

图2是本实用新型电池第一实施例的结构图。

图3是本实用新型电池第一实施例的结构分解图和局部放大图。

图4是本实用新型电池第一实施例中电池密封圈和极柱等部件的装配图。

图5是本实用新型电池第一实施例的剖视图和局部放大图。

图6是图5中A处的局部放大图。

图7是本实用新型电池第一实施例中正极柱的立体图。

图8是本实用新型电池第一实施例中正极柱的左视图。

图9是本实用新型电池第一实施例中正极柱的仰视图。

图10是本实用新型电池第一实施例中电池密封圈的立体图。

图11是本实用新型电池第一实施例中电池密封圈的主视图，图中虚线为注塑材料进液段和注塑材料结合段的分界线，实际不存在的线。

图12是本实用新型电池第二实施例中电池密封圈的主视图。

图13是本实用新型电池第三实施例的剖视图。

以下结合附图及实施例对本实用新型作进一步说明。

具体实施方式

顶盖板组件和电池第一实施例：

参见图2至图6，电池包括顶盖板组件100、外壳8以及电极组件(未图示)，顶盖板组件100包括顶盖板1、注塑固定件2、极柱3、电池密封圈4、转接片6和绝缘板7，电池密封圈4、转接片6、绝缘板7、极柱3和注塑固定件2的数量均为两个，两个极柱3分别为正极柱和负极柱，极柱3与电池密封圈4、转接片6、绝缘板7及注塑固定件2一一对应设置，顶盖板1、极柱3、电池密封圈4、转接片6和绝缘板7通过注塑固定件2固定连接，形成一体式结构的顶盖板组件100。

电极组件放置于外壳8的容置腔内，转接片6的一端与电极组件的极耳焊接连接，另一端的与对应的极柱3焊接连接，转接片6的作用是连接电极组件和对应的极柱3，并在过载时提供熔断保护。

参见图6至图9，极柱3包括柱身32和底座31，底座31位于柱身32的底端并自柱身32的外周壁向外凸出，柱身32的上端依次穿过绝缘板7上的极柱通孔71和顶盖板1上的极柱通孔11，极柱3下端的底座31压住绝缘板7的底面。柱身32上开设有注塑凹槽33，注塑凹槽33的截面呈矩形，注塑凹槽33自柱身32的外周壁向内凹陷。注塑凹槽33沿着柱身32的周向延伸。注塑凹槽33位于柱身32的中部，该中部包括柱身32高度方向的中点以及中点偏上、中点偏下的位置，注塑凹槽33的高度H1为柱身32的高度H2的1/3。这样既可以保证注塑材料凝固后形成的注塑固定件2有足够的支撑强度，又不会影响柱身32由于开设注塑凹槽33后在上下方向受力的结构强度。

顶盖板1上还设有矩形环状的顶盖板凹槽12，顶盖板凹槽12自顶盖板1的上表面向下凹陷，顶盖板凹槽12靠近极柱通孔11且环绕在极柱通孔11外，部分注塑材料可填充在顶盖板凹槽12内。

另外，正极柱3的底座31的边缘设置有切角311，以便于区分电极的极性，底座31上远离柱身32的底壁为粗糙面312，转接片6与极柱3的粗糙面312通过激光焊接固定。通过将极柱3上底座31的底面处理形成粗糙面312，极柱3与转接片6焊接时，通过粗糙面312吸收焊接时的激光能量，减小激光焊接功率，降低生产成本。另外，优选地，粗糙面312的粗糙度在0.02μm至100μm范围内，粗糙面312的粗糙度对吸光性能的影响至关重要，若粗糙度过小，难以使激光形成多次反射，从而无法降低激光的能量；若粗糙度过大，会大大削弱激光的能量，导致无法进行有效焊接。粗糙面312可以通过磨砂处理、喷砂处理或溶剂腐蚀(如采用浓硫酸、浓盐酸、浓硝酸等溶剂进行处理)的方式形成。

极柱3的柱身32的横截面呈矩形，电池密封圈4的形状呈矩形环状，电池密封圈4的厚度方向平行于竖直方向，电池密封圈4套设在柱身32外，且电池密封圈4的内周壁41与极柱3的外周壁贴合，顶盖板1设置在电池密封圈4的上侧，且在竖直方向上，电池密封圈4被挤压在顶盖板1与极柱3的底座31之间。可选地，电池密封圈4的材质可以为氟橡胶、硅胶、PP或PFA等。

在电池密封圈4的长度方向上相对的两侧均设置有间隔布置的两个连通槽5，该两侧的连通槽5在长度方向上一一相对布置，在电池密封圈4的宽度方向上相对的两侧均设置有三个连通槽5，三个连通槽5沿着电池密封圈4的长度方向等间距布置，且该两侧的连通槽5在宽度方向上一一相对布置。

参见图4至图6，图10和图11，每个连通槽5均自电池密封圈4的内周壁41朝向电池密封圈4的外周壁的方向延伸，连通槽5包括相互连通并沿着电池密封圈4的环宽方向布置的注塑材料进液段51和注塑材料结合段52。顶盖板1上极柱通孔11的内周壁与极柱3的外周壁之间形成有连通间隙10，在垂直于电池密封圈4的厚度方向上，注塑材料进液段51的进液口53位于顶盖板1的极柱通孔11的内周壁与极柱3的外周壁之间，连通间隙10与连通槽5通过进液口53连通。注塑材料进液段51和注塑材料结合段52在厚度方向上均贯穿电池密封圈4，注塑材料结合段52与顶盖板1在厚度方向上相对设置。

连通槽5在垂直于厚度方向的深度h为电池密封圈4的环宽w1的一半，连通槽5沿着电池密封圈4的周向的宽度w2为连通槽5在垂直于厚度方向的深度h的三倍。通过对连通槽5尺寸的限定，既能保证注塑液体均匀良好的流动效果，同时保证电池密封圈4的结构强度。

连通槽5的侧壁与电池密封圈4的内周壁41的连接处54以及连通槽5的侧壁与连通槽5的底壁的连接处55均通过弧形过渡，连接处呈弧形过渡更有利于装配以及注塑液体的流动。

注塑固定件2包括一体成型的主体部21和固定部22，主体部21位于顶盖板1远离电池密封圈4的一侧，也即顶盖板1的上侧，固定部22位于顶盖板1朝向电池密封圈4的一侧，也即顶盖板1的下侧。液态的注塑材料自顶盖板1远离电池密封圈4的一侧经过连通间隙10和进液口53进入注塑材料进液段51和注塑材料结合段52，固化后形成固定部22，固定部22的上端与顶盖板1贴合，固定部22的下端与极柱3的底座31贴合，部分注塑材料填充在注塑凹槽33内，注塑材料固化后形成注塑固定件2。

由上可见，通过在柱身的周壁上开设注塑凹槽，在将电池密封圈、顶盖板和极柱等部件装配好进行注塑时，部分注塑材料会填充在注塑凹槽内，这样可以实现注塑固定件对极柱的双向固定，使极柱不易与顶盖板松脱。另外，通过在电池密封圈上开设连通槽，在将电池密封圈、顶盖板和极柱等部件装配好进行注塑时，注塑液填充到顶盖板、极柱、密封圈之间的间隙，部分注塑液体位于顶盖板的上方，还有部分注塑液体通过连通槽流动到顶盖板的下方，即部分注塑液体自顶盖板远离电池密封圈的一侧经过进液口进入注塑材料进液段和注塑材料结合段，注塑材料固化后形成注塑固定件，注塑固定件在顶盖板的两侧与顶盖板紧密结合，实现顶盖板与极柱之间的双方向固定，从而提高极柱与顶盖连接稳定性，使极柱不易与顶盖板松脱。

顶盖板组件和电池第二实施例：

作为本实用新型顶盖板组件和电池第二实施例的说明，以下仅对与上述顶盖板组件和电池第一实施例的不同之处予以说明。

参见图12，本实施例中，在电池密封圈24的长度方向上相对的两侧的连通槽25，在宽度方向上错位布置。本实施例中，长度方向上的第一侧设置有两个连通槽25，长度方向上的第二侧设置有一个连通槽25。相对两侧的连通槽25错位布置，既能保证注塑时液体的顺畅流动，又能确保电池密封圈24同一横截面位置的结构强度。

在其他实施例中，在电池密封圈的宽度方向上相对的两侧的连通槽，也可以在长度方向上错位布置。

顶盖板组件和电池第三实施例：

作为本实用新型顶盖板组件和电池第三实施例的说明，以下仅对与上述顶盖板组件和电池第一实施例的不同之处予以说明。

参见图13，本实施例中，电池密封圈34设有在厚度方向上相对设置的第一侧壁341和第二侧壁342，第一侧壁341朝向顶盖板310设置，注塑材料结合段352自第一侧壁341朝向第二侧壁342凹陷，本实施例中的注塑材料结合段352未在厚度方向上贯穿电池密封圈34。

用电设备实施例：

本实施例的用电设备包括上述各电池实施例中的电池，该用电设备可以为电动汽车或储能设备等。

此外，也可以将切角设置在负极柱上。切角的形状、尺寸和数量等均可以根据需要进行改变。极柱上注塑凹槽也可以呈弧形，也即在柱身的周向上未闭合。柱身上注塑凹槽的数量也可以根据需要进行改变，例如，注塑凹槽的数量也可以为两个以上，多个注塑凹槽沿着柱身的周向布置，或者多个注塑凹槽沿着柱身的高度方向布置。注塑凹槽的形状也可以为半圆形或三角形等，具体可以根据需要进行改变。电池密封圈的形状也可以为正方形环状、圆环状、类似跑道形状等其他形状，具体形状需要与极柱、顶盖板上的极柱通孔和绝缘板上的极柱通孔适配即可。连通槽的数量也可以为一个或者两个以上，当连通槽的数量为两个以上时，多个连通槽沿着电池密封圈的周向间隔布置。极柱、电池密封圈及连通槽的形状和尺寸等均可以根据需要进行改变。连通槽的数量及布置方式也可以根据需要进行改变。顶盖板凹槽也可以呈圆形环状或多边形环状等，其具体形状取决于极柱的形状。上述改变也能实现本实用新型的目的。

最后需要强调的是，以上仅为本实用新型的优选实施例，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种变化和更改，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.顶盖板组件，包括：

顶盖板，所述顶盖板上开设有极柱通孔；

极柱，所述极柱包括柱身和底座，所述底座位于所述柱身的底端并自所述柱身的外周壁向外凸出，所述柱身穿过所述极柱通孔；

电池密封圈，所述电池密封圈套设在所述柱身外，在竖直方向上，所述电池密封圈被挤压在所述顶盖板与所述底座之间；

注塑固定件，所述顶盖板、所述极柱以及所述电池密封圈通过所述注塑固定件固定连接；

其特征在于：

所述柱身上开设有注塑凹槽，所述注塑凹槽自所述柱身的外周壁向内凹陷；

所述电池密封圈上开设有连通槽，所述极柱通孔的内周壁与所述柱身之间形成连通间隙；

注塑材料自所述顶盖板的上方，经过所述连通间隙和所述连通槽流入所述顶盖板的下方，且部分所述注塑材料填充在所述注塑凹槽内，所述注塑材料固化后形成所述注塑固定件。

2.根据权利要求1所述的顶盖板组件，其特征在于：

所述注塑凹槽沿着所述柱身的周向延伸；和/或

所述注塑凹槽位于所述柱身的中部，所述注塑凹槽的高度为所述柱身的高度的1/3。

3.根据权利要求1所述的顶盖板组件，其特征在于：

所述极柱、所述电池密封圈和所述注塑固定件的数量均为两个，所述极柱、所述电池密封圈和所述注塑固定件一一对应设置；

其中一个所述极柱的底座的边缘设置有切角。

4.根据权利要求1至3任一项所述的顶盖板组件，其特征在于：

所述顶盖板上还设有环状的顶盖板凹槽，所述顶盖板凹槽自所述顶盖板的上表面向下凹陷，所述顶盖板凹槽靠近所述极柱通孔且环绕在所述极柱通孔外，部分所述注塑材料可填充在所述顶盖板凹槽内。

5.根据权利要求1至3任一项所述的顶盖板组件，其特征在于：

所述注塑凹槽的数量为两个以上；

多个所述注塑凹槽沿着所述柱身的周向布置；或者

多个所述注塑凹槽沿着所述柱身的高度方向布置。

6.根据权利要求1至3任一项所述的顶盖板组件，其特征在于：

所述底座上远离所述柱身的底壁为粗糙面；

所述顶盖板组件还包括转接片，所述转接片与所述极柱的粗糙面通过激光焊接固定。

7.根据权利要求1至3任一项所述的顶盖板组件，其特征在于：

所述连通槽包括相互连通的注塑材料进液段和注塑材料结合段；

所述注塑材料进液段的进液口与所述连通间隙连通；

所述注塑材料结合段在厚度方向上贯穿所述电池密封圈并与所述顶盖板在所述厚度方向上相对设置；或者

所述注塑材料结合段自所述电池密封圈朝向所述顶盖板的侧壁向下凹陷，所述注塑材料结合段与所述顶盖板在厚度方向上相对设置。

8.根据权利要求7所述的顶盖板组件，其特征在于：

所述连通槽自所述电池密封圈的内周壁朝向所述电池密封圈的外周壁的方向延伸，所述注塑材料进液段和所述注塑材料结合段沿着所述电池密封圈的环宽方向布置。

9.电池，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的顶盖板组件。

10.用电设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的电池。