CN220895643U - 顶盖组件和电池单体 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种顶盖组件和电池单体。顶盖组件包括顶盖和离子补充件。顶盖包括盖本体、绝缘件及至少一个电极端子，所述绝缘件绝缘连接所述盖本体和所述电极端子之间。离子补充件安装于所述顶盖，所述离子补充件与所述盖本体或任一所述电极端子导电连接。本申请实施例提供的顶盖组件，通过在顶盖组件上设置离子补充件，当离子补充件和电解液接触，并将电池单体接入外部电路后，便可对电池单体补充锂离子或钠离子等活性离子。不仅简化了电池单体的离子补充方式，还简化了顶盖组件的结构，降低了顶盖组件的制造难度及制造成本，便于大规模生产顶盖组件。

Description

顶盖组件和电池单体

技术领域

本申请涉及电池技术领域，特别是涉及顶盖组件和电池单体。

背景技术

随着新能源汽车的发展，对锂离子电池和钠离子电池等的要求越来越高，尤其是循环寿命。为了延伸锂离子电池和钠离子电池等的循环寿命，通常对锂离子电池的正负极补充锂离子，对钠离子电池的正负极补充钠离子。

目前的补锂、补钠方式有很多种，例如在锂离子电池的壳体内设置补锂装置或者是采用锂粉对负极补锂等等。但是采用上述离子补充方式，所需设置的离子补充装置的结构较复杂，生产成本较高，不利于大规模生产。

发明内容

基于此，有必要针对具有离子补充功能的离子电池的结构复杂，不利于大规模生产的问题，提供了一种顶盖组件和电池单体。

本申请实施例提供了一种顶盖组件，包括：

顶盖，包括盖本体、绝缘件及至少一个电极端子，所述绝缘件绝缘连接所述盖本体和所述电极端子之间；

离子补充件，安装于所述顶盖，所述离子补充件与所述盖本体或任一所述电极端子导电连接。

在其中一个实施例中，所述离子补充件设置于所述盖本体，且与所述盖本体导电连接；

或者，所述离子补充件设置于所述绝缘件，所述顶盖组件还包括导电件，所述导电件导电连接其中之一所述电极端子及所述离子补充件。

在其中一个实施例中，所述顶盖开设有定位槽，所述定位槽内设有所述离子补充件。

在其中一个实施例中，所述绝缘件设置有所述定位槽；

所述顶盖组件还包括导电胶和所述导电件，所述离子补充件通过所述导电胶粘接于所述定位槽内。

在其中一个实施例中，所述导电件与所述导电胶电连接。

在其中一个实施例中，所述离子补充件卡接于所述定位槽内。

在其中一个实施例中，所述顶盖凸设形成凸部，所述凸部具有所述定位槽，所述凸部上开设有连通所述定位槽的槽壁及外部的孔隙。

在其中一个实施例中，所述顶盖组件还包括密封件，所述密封件可分离地安装于所述顶盖，且至少遮盖所述定位槽的槽口。

在其中一个实施例中，所述至少一个电极端子包括负极端子，所述离子补充件和所述负极端子导电连接。

本申请实施例还提供了一种电池单体，包括壳体、电芯及上述顶盖组件，所述电芯安装于所述壳体内，所述顶盖组件设于所述壳体的开口处。

上述顶盖组件和电池单体，通过在顶盖组件上设置离子补充件，当离子补充件和电解液接触，并将电池单体接入外部电路后，便可对电池单体补充锂离子或钠离子等活性离子。不仅简化了电池单体的离子补充方式，还简化了顶盖组件的结构，降低了顶盖组件的制造难度及制造成本，便于大规模生产顶盖组件。

附图说明

图1为本申请一些实施例提供的顶盖组件的正视图。

图2为本申请一些实施例提供的顶盖组件的后视图。

图3为本申请另一些实施例提供的顶盖组件的后视图。

附图标记说明：

10、顶盖；11、盖本体；12、绝缘件；13、电极端子；131、负极端子；132、正极端子；14、定位槽；20、离子补充件；30、导电件；40、密封件；50、注液孔；60、防爆阀；100、顶盖组件。

具体实施方式

为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，若有出现术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等，这些术语应做广义理解。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，除非另有明确的限定。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，若有出现第一特征在第二特征“上”或“下”等类似的描述，其含义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。

需要说明的是，若元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。若一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。如若存在，本申请所使用的术语“上”、“下”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

本申请一些实施例提供了一种电池单体。该电池单体可包括壳体、电芯及顶盖组件100。电芯可安装于壳体内，顶盖组件100可设于壳体的开口处。其中，顶盖组件100可盖合壳体的开口，以将壳体的内部环境和外部环境隔绝。顶盖组件100的形状可与壳体的形状相适配，以配合壳体。

可以理解的是，顶盖组件100可由具有一定硬度和强度的材质制备，如此，当顶盖组件100受到外力冲击时就不易发生形变，并使得电池单体能够具有较好的结构强度，还能够提高电池单体的安全性能。

壳体内可以容纳电芯、电解液以及其他部件，其中，电芯是电池单体中能够发生电化学反应的部件。当电池单体在首次充放电时，电池单体的负极能够发生氧化还原反应，并生成固体电解液界膜(Solid Electrolyte Interface，SEI)，从而能够消耗部分锂离子或钠离子，造成锂离子或钠离子的损失。

因为顶盖组件100设有离子补充件20，所以在负极生成SEI膜后，当电池单体循环使用，进行反复充放电时，顶盖组件100的离子补充件20能够析出活性离子，析出的活性离子能够转移至电池单体的正极片或者负极片中，从而对电池单体在使用过程中损失的离子进行补充。

其中，离子补充件20可为锂箔、锂块、含锂化合物、钠箔、钠块或含钠化合物中的一者。例如，当电池单体为锂离子电池时，顶盖组件100的离子补充件20能够析出活性锂离子，以补充活性锂离子。当电池单体为钠离子电池时，顶盖组件100的离子补充件20能够析出活性钠离子，以补充活性钠离子。

请参考图1至图3，在一些实施例中，上述顶盖组件100可包括顶盖10和离子补充件20。其中，顶盖10可包括盖本体11、绝缘件12及至少一个电极端子13。绝缘件12可位于盖本体11和电极端子13之间。

例如，在一些示例中，如图1和图2所示，盖本体11的表面可设置绝缘件12，绝缘件12上可设置两个电极端子13，即一个正极端子132和一个负极端子131。在另一些示例中，盖本体11的表面可设置绝缘件12，绝缘件12的表面可只设置一个电极端子13，即绝缘件12的表面可设置正极端子132或者负极端子131。

其中，离子补充件20可安装于顶盖10，离子补充件20和盖本体11或者任一电极端子13导电连接。

示例性地，如图2所示，顶盖10的盖本体11设有绝缘件12。绝缘件12上可设有正极端子132和负极端子131两个电极端子13。离子补充件20可安装于盖本体11，并与盖本体11导电连接。

当顶盖组件100装配于电池单体的壳体时，离子补充件20可位于壳体的内部。在将电池单体接入外部电路后，离子补充件20可与壳体内的电解液反应，离子补充件20可析出活性离子，活性离子可通过壳体内部的电解液的离子通道在电池单体的负极片发生嵌入反应，从而实现活性离子从离子补充件20转移至电池单体的负极片中，进而实现对电池单体使用过程中损失的活性离子的补充。

在另一些示例中，如图3所示，顶盖10的盖本体11上设有绝缘件12。绝缘件12上可设有正极端子132和负极端子131两个电极端子13。该离子补充件20可安装于盖本体11并能够与负极端子131导电连接。如，离子补充件20和负极端子131之间可通过金属导线导电连接。

当顶盖组件100装配于电池单体的壳体时，离子补充件20可位于壳体的内部。在将电池单体接入外部电路后，离子补充件20可与壳体内的电解液反应，离子补充件20可析出活性离子，活性离子可通过壳体内部的电解液的离子通道在电池单体的负极片发生嵌入反应，从而实现活性离子从离子补充件20转移至电池单体的负极片中，进而实现对电池单体使用过程中损失的活性离子的补充。

综上，在顶盖组件100朝向电池单体的一侧设置离子补充件20，在将电池单体接入外部电路时，离子补充件20可与电解液发生反应，从而补充电池单体的相应的电极片所损失的活性离子。

上述方案通过在顶盖组件100上设置离子补充件20，当离子补充件20和电解液接触，并将电池单体接入外部电路后，便可对电池单体补充锂离子或钠离子等活性离子，不仅简化了电池单体的离子补充方式，还简化了顶盖组件100的结构，降低了顶盖组件100的制造难度及制造成本，便于大规模生产顶盖组件100。

需要说明的是，当离子补充件20和正极端子132导电连接时，其对电池单体的正极片的活性离子补充原理与对电池单体的负极片的活性离子补充原理类似，在此不再详细叙述。

在一些实施例中，离子补充件20为可锂离子补充件或者钠离子补充件。例如，当上述顶盖组件100应用于锂离子电池时，顶盖组件100的离子补充件20可为锂离子补充件。当上述顶盖组件100应用于钠离子电池时，顶盖组件100的离子补充件20可为钠离子补充件。如此，可扩大顶盖组件100的使用范围。

当离子补充件20处于和盖本体11导电连接，或者离子补充件20和电极端子13导电连接两种情形下时，离子补充件20的设置方式可不同。

在一些实施例中，如图2所示，离子补充件20可设置于盖本体11，且与盖本体11导电连接。

在将顶盖组件100接入外部电路时，例如，将外部电路的负极和盖本体11连接后，因为离子补充件20和盖本体11电连接，所以外部电路所提供的电流能够流至离子补充件20。如此，在离子补充件20和电解液接触后，离子补充件20能够与其发生反应并析出锂离子等活性离子。

在另一些实施例中，如图3所示，离子补充件20设置于绝缘件12。顶盖组件100还包括导电件30，导电件30可导电连接其中之一电极端子13及离子补充件20。其中，导电件30可为具有电阻金属导线，这些金属导线可采用纯铜、康铜、锰铜、镍铬合金等一种或者多种制备。

因为离子补充件20设置在绝缘件12上，而且绝缘件12上还设有电极端子13，所以离子补充件20和电极端子13之间为绝缘设置。因而，利用导电件30实现离子补充件20和电极端子13之间的电连接，可在将顶盖组件100的电极端子13接入外部电路时，实现对离子补充件20的电连接，以使得离子补充件20和电解液接触后能够发生反应并析出锂离子等活性离子。

如此设置，丰富了离子补充件20的设置方式，可根据实际情况来确定离子补充件20的设置方式，增加了顶盖组件100的类型。

请参阅图2，在一些实施例中，顶盖10开设有定位槽14。定位槽14内可设有离子补充件20。示例性地，在图2示出的示例中，盖本体11上通过冲压形成定位槽14，离子补充件20可通过导电胶等安装于定位槽14内。

如此设置，简化了离子补充件20的安装方式，将离子补充件20安装于定位槽14后，将整个顶盖组件100装配于电池单体的壳体后，将电池单体接入外部电路便可进行电池单体的化成。

如图3所示，在一些实施例中，绝缘件12设置有定位槽14。顶盖组件100还包括导电胶和导电件30，离子补充件20可通过导电胶粘接于定位槽14内。换言之，当离子补充件20安装与定位槽14后，离子补充件20和顶盖组件100的盖本体11绝缘连接，导电件30可电连接离子补充件20和电极端子13。

如此设置，将离子补充件20安装于定位槽14后，将整个顶盖组件100装配于电池单体的壳体后，将电池单体接入外部电路便可进行电池单体的化成方法。

其中，上述定位槽14可采用纯铜、纯镍、铜镍合金、不锈钢、铝、铝合金等金属材质进行制备。

具体地，在一些实施例中，导电件30可与导电胶电连接。即导电件30的一端可与电极端子13电连接，另一端和导电胶电连接。因为导电胶将离子补充件20粘接于定位槽14，所以导电件30实际上是和导电件30导电连接。如此设置，在安装导电件30时，不仅可降低对导电件30造成损伤的概率，而且还可利用导电胶提高导电件30安装于顶盖10的稳定性。

当然，导电件30也可以直接和离子补充件20直接焊接在一起，以实现两者的导电连接。

进一步地，在一些实施例中，离子补充件20可卡接于定位槽14内。以进一步提高离子补充件20的安装稳定性，降低离子补充件20与定位槽14分离的概率。

更进一步地，在一些实施例中，顶盖10可凸设形成凸部。凸部可具有定位槽14，凸部上开设有连通定位槽14的槽壁及外部的孔隙。

当定位槽14浸入电池单体内的电解液时，电解液可通过孔隙进入定位槽14内，并与定位槽14内的离子补充件20反应。而离子补充件20反应后析出的活性离子也可通过空隙流出定位槽14，并进入电池单体的电极片，以补充电极片损损失的活性离子，从而延长电池单体的使用寿命。

如图3所示，在一些实施例中，顶盖组件100还可包括密封件40。密封件40可分离地安装于顶盖10，且至少遮盖定位槽14的槽口。其中，密封件40可采用亚克力、聚酰亚胺、热熔胶等一种或者多种进行制备。

示例性地，密封件40可为具有低粘接性的胶带。当离子补充件20安装于定位槽14后，可利用密封件40遮盖定位槽14的槽口，以隔绝定位槽14的内外，降低离子补充件20在没和电解液反应，便与空气接触后变质的概率。当密封件40安装完成后，可从盖本体11上的注液孔50注入电解液，当电解液注入完成后，密封件40可浸入电解液，随后可将电池单体接入外部电路。

因为密封件40为低粘接性的胶带，所以在密封件40浸泡于电解液后，密封件40能够和顶盖10发生分离，以暴露定位槽14的槽口，从而供电解液进入定位槽14内，并与离子补充件20反应。待离子补充件20和电解液反应后，便可析出活性离子，该活性离子可转移至电池单体的电极片，以补充电极片损失的活性离子。

上述设置，不仅可通过密封件40将离子补充件20和外界的空气隔绝开，还可利用密封件40对离子补充件20进行承托，以降低离子补充件20从定位槽14中脱出的概率。除此之外，还简化了离子补充件20和电解液反应的方式，便于获得密封件40，简化了顶盖组件100的制造难度。

具体地，在一些实施例中，密封件40可为绝缘件12，和/或，密封件40胶粘于顶盖10。换言之，密封件40可为绝缘件12，且以胶粘的方式安装于顶盖10。或者是密封件40为绝缘件12，但是以除胶粘之外的其他方式安装于顶盖10。又或者是，密封件40以胶粘的方式安装于顶盖10，但是密封件40为非绝缘件12。

如此，可根据实际情况来确定密封件40的安装方式及是否绝缘，扩大了密封件40的可选择范围，更加易于获得密封件40。

在一些实施例中，至少一个电极端子13包括负极端子131。离子补充件20可与负极端子131导电连接。

示例性地，如图3所示，电极端子13可包括一个负极端子131和一个正极端子132。离子补充件20可通过导电件30和负极端子131导电连接。当顶盖组件100接入外部电路，且装配于电池单体时，便可实现对电池单体的负极片的活性离子补充。

请继续参阅图3，在一些实施例中，顶盖组件100还包括防爆阀60。该放爆阀可设置于顶盖组件100的盖本体11上，当电池单体内部的压力达到阈值时，防爆阀60可执行泄压动作。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种顶盖组件，其特征在于，包括：

顶盖(10)，包括盖本体(11)、绝缘件(12)及至少一个电极端子(13)，所述绝缘件(12)绝缘连接所述盖本体(11)和所述电极端子(13)之间；

离子补充件(20)，安装于所述顶盖(10)，所述离子补充件(20)与所述盖本体(11)或任一所述电极端子(13)导电连接；

所述顶盖(10)开设有定位槽(14)，所述定位槽(14)内设有所述离子补充件(20)。

2.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，所述离子补充件(20)设置于所述盖本体(11)，且与所述盖本体(11)导电连接；

或者，所述离子补充件(20)设置于所述绝缘件(12)，所述顶盖组件(100)还包括导电件(30)，所述导电件(30)导电连接其中之一所述电极端子(13)及所述离子补充件(20)。

3.根据权利要求2所述的顶盖组件，其特征在于，所述绝缘件(12)设置有所述定位槽(14)；

所述顶盖组件(100)还包括导电胶和所述导电件(30)，所述离子补充件(20)通过所述导电胶粘接于所述定位槽(14)内。

4.根据权利要求3所述的顶盖组件，其特征在于，所述导电件(30)与所述导电胶电连接。

5.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，所述离子补充件(20)卡接于所述定位槽(14)内。

6.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，所述顶盖(10)凸设形成凸部，所述凸部具有所述定位槽(14)，所述凸部上开设有连通所述定位槽(14)的槽壁及外部的孔隙。

7.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(100)还包括密封件(40)，所述密封件(40)可分离地安装于所述顶盖(10)，且至少遮盖所述定位槽(14)的槽口。

8.根据权利要求1～7中任一项所述的顶盖组件，其特征在于，所述至少一个电极端子(13)包括负极端子(131)，所述离子补充件(20)和所述负极端子(131)导电连接。

9.一种电池单体，其特征在于，包括壳体、电芯及如权利要求1～8中任一项所述的顶盖组件(100)，所述电芯安装于所述壳体内，所述顶盖组件(100)设于所述壳体的开口处。