CN220856727U - 顶盖组件与电芯的连接结构及电池 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种顶盖组件与电芯的连接结构及电池，涉及锂电池技术领域。顶盖组件与电芯的连接结构包括两个电芯和两个顶盖组件，所述电芯具有正极极耳和负极极耳，两个所述电芯叠设，且两个所述正极极耳位于一端，两个所述正极极耳之间相互远离设置，两个所述负极极耳位于另一端，两个所述负极极耳之间相互远离设置；所述顶盖组件包括导电带，所述导电带具有间隔设置的两个连接端，两个所述连接端分别与两个所述正极极耳/两个所述负极极耳相互远离的一侧连接，所述连接端具有展开形态和折叠形态，以改变所述顶盖组件和所述电芯之间的间距。本申请提供的顶盖组件与电芯的连接结构能够提高电池容量和提升电池能量密度。

Description

顶盖组件与电芯的连接结构及电池

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与电芯的连接结构及电池。

背景技术

目前，随着新能源行业的高速发展，锂离子电池在新能源汽车及各类储能系统中已得到广泛应用。为了追求电池的高能量密度，行业内针对电池内部集流体的汇流形式、连接结构、固定方式等方面做了大量工作及验证，出现了多种顶盖组件和电芯的连接结构，如典型的蝴蝶焊结构和极耳弯折结构。

蝴蝶焊结构的极耳虽短，但焊接工艺的限制使其不适用于大尺寸和大质量的电芯的问题，极耳弯折结构可用于大尺寸和大质量的电芯，但均存在极耳尺寸过大的问题，这个问题提升了材料成本，影响二次电池性能、不利于电池能量密度提升。

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与电芯的连接结构及电池，以解决现有技术中顶盖组件和电芯的连接结构无法适配大尺寸和大质量的电芯的技术问题。

本申请提供了：

一种顶盖组件与电芯的连接结构，包括：

两个电芯，所述电芯具有正极极耳和负极极耳，两个所述电芯叠设，且两个所述正极极耳位于一端，两个所述正极极耳之间相互远离设置，两个所述负极极耳位于另一端，两个所述负极极耳之间相互远离设置；

两个顶盖组件，所述顶盖组件包括导电带，所述导电带具有间隔设置的两个连接端，两个所述连接端分别与两个所述正极极耳/两个所述负极极耳相互远离的一侧连接，所述连接端具有展开形态和折叠形态，以改变所述顶盖组件和所述电芯之间的间距。

另外，根据本申请的顶盖组件与电芯的连接结构，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，所述导电带还包括汇流端，所述汇流端与所述电芯的端面平行间隔设置，两个所述连接端对称连接于所述汇流端的相对两端。

在本申请的一些实施方式中，所述连接端包括焊接区和折叠区，所述焊接区与极耳贴合，所述折叠区连接于所述焊接区和所述汇流端之间。

在本申请的一些实施方式中，所述折叠区采用柔性导电材料制成，所述折叠区上设有预折线。

在本申请的一些实施方式中，在所述折叠形态下，所述正极极耳/所述负极极耳与所述电芯的端面平行间隔设置，在远离所述电芯端面的方向上，所述折叠区被折叠，所述折叠区的横截面的形状呈u形或n形。

在本申请的一些实施方式中，在所述展开形态下，所述正极极耳/所述负极极耳与所述电芯的端面之间垂直设置，所述折叠区展开，所述折叠区与所述汇流端的连接处具有夹角α，满足80°≤α≤100°。

在本申请的一些实施方式中，所述顶盖组件还包括依次连接的汇流板、绝缘板和盖板，所述盖板、所述绝缘板和所述汇流板均与所述电芯的端面平行间隔设置，所述汇流板与所述汇流端远离所述连接端的一侧连接。

在本申请的一些实施方式中，所述汇流板包括本体和极柱，所述汇流端、所述本体和所述极柱之间导通，所述极柱的一端与所述本体连接，在远离所述本体的方向上，所述极柱的体积逐渐缩小。

在本申请的一些实施方式中，所述顶盖组件与电芯的连接结构还包括包膜，所述包膜的两端分别与两个所述绝缘板连接，所述包膜处于张紧状态，以压紧处于所述折叠形态的所述折叠区。

在本申请还提高了一种电池，包括上述任一实施例所述的顶盖组件与电芯的连接结构。

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与电芯的连接结构，包括两个电芯，将顶盖组件的导电带的两个连接端分别与两个电芯的极耳连接，以扩大电池容量，同时，导电端具有展开形态和折叠形态，以改变所述顶盖组件和所述电芯之间的间距，这样的结构缩短了极耳的长度，减小了极耳过长对电池性能的影响，展开形态下，预留足够大的空间将连接端和极耳焊接在一起，折叠形态下，提高电池内部空间利用率，提高能量密度。

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两个电芯的结构示意图；

图3示出了本申请一些实施例中顶盖组件的结构示意图；

图4示出了本申请一些实施例中展开形态下顶盖组件与电芯的连接结构的结构示意图；

图5示出了图4中A-A处的剖面结构示意图；

图6示出了图5中I处放大的结构示意图；

图7示出了本申请一些实施例中折叠形态下顶盖组件与电芯的连接结构的结构示意图之一；

图8示出了本申请一些实施例中折叠形态下顶盖组件与电芯的连接结构的结构示意图之二；

图9示出了本申请一些实施例中电池的结构示意图之二。

主要元件符号说明：100-电池；110-电芯；111-正极极耳；112-负极极耳；113-胶布；120-顶盖组件；121-导电带；1212-汇流端；1211-连接端；12111-焊接区；12112-折叠区；122-汇流板；1221-本体；1222-极柱；12221-第一部分；12222-第二部分；123-绝缘板；124-盖板；114-电芯端面；130-包膜；131-支撑侧板；140-外壳。

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和图9所示，本申请的实施例提供了一种电池100，包括两个电芯110、两个顶盖组件120、包膜130和外壳140。

其中，每个电芯110具有正极极耳111和负极极耳112，两个电芯110镜像堆叠，并使两个正极极耳111位于电池100一端，两个正极极耳111之间相互远离设置，两个负极极耳112位于电池100的另一端，两个负极极耳112之间相互远离设置，两个电芯110之间并联，以扩大电池100的容量。

两个电芯110之间通过粘接方式固定，在本实施方式中，两个电芯110之间用胶布113固定，在其他实施方式中，还可以在电芯110上涂敷胶水进行固定。

两个电芯110粘接固定后，两个顶盖组件120分别设置于电池100两端，每个顶盖与两个电芯110形成电连接，从而使两个电芯110并联，包膜130包裹两个电芯110，再将两个套入外壳140，将顶盖组件120与外壳140固定，最终形成上述电池100。

需要说明的是，两个顶盖组件120分别设置于电池100的两端，分别与正极极耳111和负极极耳112连接。由于顶盖组件120和正极极耳111/负极极耳112之间的连接结构对称设置，下面将以顶盖组件120和正极极耳111的连接结构为例，对顶盖组件120和电芯110的连接结构进行说明。

如图1和图3所示，顶盖组件120包括导电带121、汇流板122、绝缘板123和盖板124，导电带121包括汇流端1212和两个连接端1211、汇流板122包括本体1221和极柱1222，汇流端1212、本体1221、绝缘板123和盖板124沿远离电芯端面114的方向依次连接，且汇流端1212、本体1221、绝缘板123和盖板124均平行于电芯110的端面设置。

如图1和图2所示，这样的结构，将电芯110的上下两端空出，同时预留了两个电芯110的焊接正极极耳111和连接端1211的操作空间。

同时，设置两个正极极耳111之间相互远离，可实现按顺序对两个极耳进行焊接操作，或者同时在上下两端对两个正极极耳111进行焊接操作，提高了生产效率。由于两个正极极耳111之间距离较远，即使两个同时焊接，相互之间没有影响，提高生产合格率。

进一步的，两个连接端1211间隔设置，两个连接端1211分别与两个正极极耳111相互远离的一侧连接。结合参阅图4、图5和图6，这样的结构，能够更直观展现焊接位置，提高焊接效率。

两个连接端1211对称连接于汇流端1212的相对两端，连接端1211具有展开形态和折叠形态，具体而言，在展开形态下和折叠形态下，两个连接端1211的结构都是对称的。

本体1221与汇流端1212远离连接端1211的一侧连接，汇流端1212、本体1221和极柱1222之间导通，这样的结构，将两个电芯110的能量汇集在一起并从极柱1222集中输出。

连接端1211具有展开形态和折叠形态可改变顶盖组件120和电芯110之间的间距，具体而言，通过缩小连接端1211体积的方式缩小电池100的体积，提高电池100的能量密度。

具体的，连接端1211包括焊接区12111和折叠区12112，焊接区12111与极耳贴合，折叠区12112连接于焊接区12111和汇流端1212之间。通过使焊接区12111与极耳贴合，增大了焊接区12111域，增强了极耳和导电带121之间的过电能力，提升电池100的性能。

折叠区12112采用柔性导电材料制成，比如铜片、铝片、箔材单片等。

需要说明的是，在一些实施方式中，折叠区12112采用柔性导电材料制成，焊接区12111和汇流端1212采用硬性导电材料制成；在一些实施方式中，折叠区12112和焊接区12111均采用柔性导电材料制成，汇流端1212采用硬性导电材料制成；在一些实施方式中，折叠区12112、焊接区12111和汇流端1212均采用柔性导电材料制成。这样三种结构均能够缩小连接端1211的体积，提高电池100的能量密度。

作为示例，在本实施方式中，导电带121由多片箔材单片堆叠形成，在焊接区12111过超声焊或其他工艺焊接压实，达到硬化处理的效果，汇流端1212和折叠区12112不进行硬化处理，使其保留柔软的特性。

如图7和图8所示，在折叠形态下，正极极耳111与电芯110的端面平行间隔设置，当然，该平行是指延伸方向大致一致即可，并不需要精确地平行。

在远离电芯端面114的方向上，折叠区12112被折叠，从而缩短连接端1211的长度，将顶盖组件120往靠近电芯110的方向拉紧，缩小电池100的体积。

折叠区12112上设有预折线。需要说明的是，折叠区12112的褶皱个数与预折线的数量有关，可以理解，预折线的数量越多，褶皱的个数也越多，预折线的数量没有特别的限制，按照实际需求设置，在本实施方式中，仅设置了一个褶皱，单个褶皱的横截面可以呈u形或n形。单个褶皱相较于多个褶皱的结构，可简化导电带的121制作工艺，同时还能减少耗材，降低成本。

如图4至图6所示，在展开形态下，正极极耳111与电芯110的端面之间垂直设置，当然，该垂直是指延伸方向大致垂直即可，并不需要精确地垂直。

折叠区12112展开，整个连接端1211呈带状，导电带121大致呈U形，折叠区12112与汇流端1212的连接处具有夹角α，满足80°≤α≤100°，这样简化了导电带121的结构。

通过在正极极耳111和汇流板122之间设置导电带121，这样的结构缩短了极耳的长度，减小了极耳过长对电池100性能的影响。折叠区12112在展开形态下，扩大顶盖组件120和电芯端面114的距离，预留足够大的空间将连接端1211和极耳焊接在一起，折叠形态下，缩小连接端1211的体积，同时减小顶盖组件120和电芯端面114的距离，缩小电池100的体积，提高电池100内部空间利用率，提高能量密度。

汇流板122的本体1221上设有两个间隔设置的极柱1222，极柱1222的一端和本体1221焊接固定，提高过电能力，绝缘板123和盖板124上均设有通孔，极柱1222的另一端穿设于该通孔。在远离本体1221的方向上，极柱1222的体积逐渐缩小，这样的结构便于穿过上述通孔且有拉伸限位作用。

在本实施方式中，如图3所示，极柱1222包括第一部分12221和第二部分12222，第一部分12221和第二部分12222均呈圆柱状，第一部分12221的直径大于第二部分12222。

在其他实施方式中，还可以将极柱1222设置呈圆台状，直径大的一端与本体1221连接。

顶盖组件120与电芯110的连接结构还包括包膜130，包膜130的两端分别与两个绝缘板123连接，包膜130处于张紧状态，以压紧处于折叠形态的折叠区12112，这样的结构，能够吸收部分震动，保持电池100结构稳定。

本申请的电池100的装配工序如下：

(1)两个电芯110镜像堆叠，两个电芯110之间粘接固定，使同一端的两个极耳之间相互远离；

(2)分别组装两个顶盖组件120，具体为将导电带121、汇流板122、绝缘板123和盖板124组装形成上述顶盖组件120；

其中一个顶盖组件120未组装盖板124，另一个顶盖组件120组装盖板124，其中，未组装盖板124的顶盖组件120与正极极耳111/负极极耳112连接，没有限制，作为示例，后面将以未组装盖板124的顶盖组件120与正极极耳111连接，相应的，另一个顶盖组件120和负极极耳112连接；

(3)两个导电带121分别与正极极耳111与负极极耳112对位焊接，焊接时两个导电带121均呈展开形态；

(4)焊接完成后，根据折叠区12112上预折线并配合折弯工装将折叠区12112和正极极耳111、负极极耳112进行弯折，使每个极耳与具有其的电芯110的端面平行间隔设置，折叠区12112被折叠；

(5)将未设置盖板124的顶盖组件120与正极极耳111端紧贴在一起，将设置了盖板124的顶盖组件120与负极极耳112紧贴在一起；

(6)包裹包膜130，包膜130外设置支撑侧板131，使包膜130处于张紧状态，进一步缩小折叠区12112的体积；

(7)包膜130与支撑侧板131的两端均通过热熔方式固定连接在两个绝缘板123上，至此，形成电池的半成品；

(8)在半成品电池上套入外壳140，将剩余的盖板124组装到未组装盖板124的顶盖组件120上；

(9)分别从两端将盖板124和外壳140的连接处焊接，形成密封结构；

(10)电池100的装配完成。

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)

1.一种顶盖组件与电芯的连接结构，其特征在于，包括：

两个电芯，所述电芯具有正极极耳和负极极耳，两个所述电芯叠设，且两个所述正极极耳位于一端，两个所述正极极耳之间相互远离设置，两个所述负极极耳位于另一端，两个所述负极极耳之间相互远离设置；

两个顶盖组件，所述顶盖组件包括导电带，所述导电带具有间隔设置的两个连接端，两个所述连接端分别与两个所述正极极耳/两个所述负极极耳相互远离的一侧连接，所述连接端具有展开形态和折叠形态，以改变所述顶盖组件和所述电芯之间的间距。

2.根据权利要求1所述的顶盖组件与电芯的连接结构，其特征在于，所述导电带还包括汇流端，所述汇流端与所述电芯的端面平行间隔设置，两个所述连接端对称连接于所述汇流端的相对两端。

3.根据权利要求2所述的顶盖组件与电芯的连接结构，其特征在于，所述连接端包括焊接区和折叠区，所述焊接区与极耳贴合，所述折叠区连接于所述焊接区和所述汇流端之间。

4.根据权利要求3所述的顶盖组件与电芯的连接结构，其特征在于，所述折叠区采用柔性导电材料制成，所述折叠区上设有预折线。

5.根据权利要求3所述的顶盖组件与电芯的连接结构，其特征在于，在所述折叠形态下，所述正极极耳/所述负极极耳与所述电芯的端面平行间隔设置，在远离所述电芯的端面的方向上，所述折叠区被折叠，所述折叠区的横截面的形状呈u形或n形。

6.根据权利要求3所述的顶盖组件与电芯的连接结构，其特征在于，在所述展开形态下，所述正极极耳/所述负极极耳与所述电芯的端面之间垂直设置，所述折叠区展开，所述折叠区与所述汇流端的连接处具有夹角α，满足80°≤α≤100°。

7.根据权利要求3所述的顶盖组件与电芯的连接结构，其特征在于，所述顶盖组件还包括依次连接的汇流板、绝缘板和盖板，所述盖板、所述绝缘板和所述汇流板均与所述电芯的端面平行间隔设置，所述汇流板与所述汇流端远离所述连接端的一侧连接。

8.根据权利要求7所述的顶盖组件与电芯的连接结构，其特征在于，所述汇流板包括本体和极柱，所述汇流端、所述本体和所述极柱之间导通，所述极柱的一端与所述本体连接，在远离所述本体的方向上，所述极柱的体积逐渐缩小。

9.根据权利要求7所述的顶盖组件与电芯的连接结构，其特征在于，所述顶盖组件与电芯的连接结构还包括包膜，所述包膜的两端分别与两个所述绝缘板连接，所述包膜处于张紧状态，以压紧处于所述折叠形态的所述折叠区。

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与电芯的连接结构。