CN220984660U - 电池盖板结构及单体电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池技术领域，公开了一种电池盖板结构及单体电池，该电池盖板结构包括盖板、极柱、连接件和第一绝缘件，盖板用于盖设在电池壳的开口处，盖板包括安装孔，极柱包括至少部分位于安装孔内的端子柱和凸出于端子柱外周面的凸缘，连接件包括相连接的第一连接部和第二连接部，第一连接部与盖板朝向电池壳的一侧连接，第二连接部嵌设在第一绝缘件内，至少部分第一绝缘件支撑在凸缘朝向电池壳的一侧，当电池壳内的气压升高时，极柱与盖板连接失效的几率较低。

Description

电池盖板结构及单体电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池盖板结构及单体电池。

背景技术

单体电池包括电池壳、电芯以及盖板等部件，电芯设置在电池壳内，盖板扣合在电池壳的开口处，盖板上通常设置有极柱，极柱穿设于盖板，位于电池壳内的极柱与电芯的极耳焊接固定，位于电池壳外的极柱与巴片等导电元件焊接固定，由此实现电芯与巴片等导电元件的电连接。

现有技术中，极柱与盖板通过焊接环固定连接，具体而言，盖板背离电池壳的一侧表面上设有与极柱同轴的环形槽，环形槽内设有焊接环，焊接环的内圈与极柱的外周绝缘连接，焊接环的外圈与环形槽的内壁焊接固定，由此实现极柱与盖板的固定连接。

在单体电池的充放电过程中，电芯散发热量，使得电池壳内的气压升高，电池壳内的高压气体向极柱施加背离电池壳方向的膨胀力，极柱将该膨胀力传递给焊接环，此时，焊接环与环形槽内壁之间的焊缝承受该膨胀力，通常焊缝的面积较小，当电池壳内的气压升高到一定值时，焊缝容易裂开，进而出现单体电池漏气、漏液的问题。

因此，亟需提出一种电池盖板结构及单体电池来解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的第一个目的在于提供一种电池盖板结构，当电池壳内的气压升高时，极柱与盖板连接失效的几率较低。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

电池盖板结构，包括：

盖板，盖板用于盖设在电池壳的开口处，盖板包括安装孔；

极柱，极柱包括端子柱和凸缘，端子柱至少部分位于安装孔内，凸缘凸出于端子柱的外周面；

连接件，连接件包括相连接的第一连接部和第二连接部，第一连接部与盖板朝向电池壳的一侧连接；

第一绝缘件，第二连接部嵌设在第一绝缘件内，至少部分第一绝缘件支撑在凸缘朝向电池壳的一侧。

可选地，电池盖板结构还包括密封件，密封件被夹紧在盖板朝向电池壳的一侧与凸缘之间。

可选地，密封件包括第一密封段和第二密封段，第一密封段与第二密封段连接，第一密封段被夹紧在盖板朝向电池壳的一侧与凸缘之间，第二密封段套设在端子柱的外周上。

可选地，安装孔的全部孔壁均被第二密封段覆盖。

可选地，第一密封段背离端子柱一侧的表面与凸缘的外周面平齐。

可选地，电池盖板结构还包括第三绝缘件，第三绝缘件套设在端子柱靠近于盖板一侧的外周上，且第三绝缘件夹在端子柱的外周与安装孔的孔壁之间。

可选地，安装孔的全部孔壁均被第三绝缘件覆盖。

可选地，第三绝缘件朝向凸缘一侧的表面与凸缘贴合，密封件朝向端子柱一侧的表面与第三绝缘件贴合，密封件背离端子柱一侧的表面与凸缘的外周面平齐。

可选地，盖板还包括凹台，凹台位于盖板朝向电池壳的一侧，且凹台绕设在安装孔的周缘，第一连接部设置在凹台内，且第一连接部与凹台的平面和/或凹台的立面连接。

本实用新型的第二个目的在于提供一种单体电池，当电池壳内的气压升高时，单体电池出现漏气、漏液等问题的几率较低。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

单体电池，包括电池壳和上述的电池盖板结构，盖板盖设在电池壳的开口处。

有益效果：

本实用新型提供的电池盖板结构，第一连接部与盖板朝向电池壳的一侧连接，第二连接部嵌设在第一绝缘件内，且至少部分第一绝缘件支撑在凸缘朝向电池壳的一侧，由此实现极柱与盖板的固定，该电池盖板结构中，第一连接部与盖板的连接位置即为极柱与盖板的连接位置，可见，极柱与盖板的连接位置位于盖板朝向电池壳的一侧，当电池壳内的高压气体向极柱施加背离电池壳方向的膨胀力时，极柱与盖板的连接位置和整个盖板都能够承受该膨胀力，大幅降低了极柱与盖板连接失效的几率，并且，虽然上述连接位置也承受了背离电池壳方向的膨胀力，但由于连接位置位于盖板朝向电池壳的一侧，因此该膨胀力起到了将第一连接部压紧在盖板上的作用，进一步降低了极柱与盖板连接失效的几率，进而对单体电池的使用安全性和可靠性提供了有力保障。

本实用新型提供的单体电池采用上述的电池盖板结构，当电池壳内的气压升高时，出现漏气、漏液等问题的几率较低。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的电池盖板结构的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一提供的盖板的局部剖面放大图；

图3是图1中的E-E方向剖视图；

图4是图3中的A处布局放大图；

图5是本实用新型实施例二提供的电池盖板结构的结构示意图；

图6是图5中的F-F方向剖视图；

图7是图6中的B处布局放大图。

图中：

100、盖板；110、安装孔；120、凹台；200、极柱；210、端子柱；220、凸缘；300、连接件；310、第一连接部；320、第二连接部；410、第一绝缘件；420、第二绝缘件；430、第三绝缘件；500、密封件；510、第一密封段；520、第二密封段；610、导电连接排；620、转接片；700、贴片。

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。

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，可视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。

实施例一

本实施例提供一种电池盖板结构，当电池壳内的气压升高时，极柱与盖板连接失效的几率较低。

具体地，如图1至图4所示，该电池盖板结构包括盖板100、极柱200、连接件300以及第一绝缘件410，其中，盖板100用于盖设在电池壳(图中未示出)的开口处，盖板100包括安装孔110，极柱200包括端子柱210和凸缘220，端子柱210至少部分位于安装孔110内，凸缘220凸出于端子柱210的外周面，连接件300包括相连接的第一连接部310和第二连接部320，第一连接部310与盖板100朝向电池壳的一侧连接，第二连接部320嵌设在第一绝缘件410内，至少部分第一绝缘件410支撑在凸缘220朝向电池壳的一侧。

基于以上设计，第一绝缘件410设有容纳槽，容纳槽与第二连接部320的形状相适应，第二连接部320伸入容纳槽中并与第一绝缘件410接合，由此实现第二连接部320嵌入于第一绝缘件410内的结构。

本实施例提供的电池盖板结构，第一连接部310与盖板100朝向电池壳的一侧连接，第二连接部320嵌设在第一绝缘件410内，且至少部分第一绝缘件410支撑在凸缘220朝向电池壳的一侧，由此实现极柱200与盖板100的固定，该电池盖板结构中，第一连接部310与盖板100的连接位置即为极柱200与盖板100的连接位置，可见，极柱200与盖板100的连接位置位于盖板100朝向电池壳的一侧，当电池壳内的高压气体向极柱200施加背离电池壳方向(图4中的D1方向)的膨胀力时，极柱200与盖板100的连接位置和整个盖板100都能够承受该膨胀力，大幅降低了极柱200与盖板100连接失效的几率，并且，虽然上述连接位置也承受了D1方向的膨胀力，但由于连接位置位于盖板100朝向电池壳的一侧，因此该膨胀力起到了将第一连接部310压紧在盖板100上的作用，进一步降低了极柱200与盖板100连接失效的几率，进而对单体电池的使用安全性和可靠性提供了有力保障。

需要指出的是，端子柱210至少部分位于安装孔110内，即，端子柱210可以贯穿安装孔110，端子柱210也可以部分位于安装孔110内，但未穿透安装孔110。

可选地，如图1至图4所示，凸缘220位于盖板100朝向电池壳的一侧，且凸缘220背离盖板100一侧的全部表面和凸缘220的全部外周面均被第一绝缘件410包裹，以实现凸缘220背离盖板100一侧表面的绝缘和凸缘220外周面的绝缘。

优选地，如图1至图4所示，部分第一绝缘件410包裹且固定在端子柱210靠近于电池壳一侧的外周面上，该结构设计能够实现极柱200、第一绝缘件410以及连接件300的集成，具体而言，对极柱200和盖板100组装之前，可以先通过注塑工艺将极柱200、第一绝缘件410以及连接件300一体注塑成型形成极柱200模块，然后再对极柱200模块与盖板100进行组装，注塑工艺是本领域较为常见的生产工艺，价格低廉且效率较高，并且相较于对极柱200、第一绝缘件410、连接件300以及盖板100逐个组装而言，先对极柱200模块注塑成型，再将极柱200模块与盖板100进行组装的操作更加简单，具有提高生产效率的效果。

需要指出的是，在其他实施方案中，先采用注塑工艺将连接件300和第一绝缘件410注塑一体成型形成连接模块，然后再将连接模块、极柱200以及盖板100进行组装同样可以提高生产效率，根据生产需求而定即可。

可选地，如图1至图4所示，盖板100还包括凹台120，凹台120位于盖板100朝向电池壳的一侧，且凹台120绕设在安装孔110的周缘，第一连接部310设置在凹台120内，且第一连接部310与凹台120的平面和/或凹台120的立面连接，凹台120的设置减小了连接件300和第一绝缘件410占用电池壳的内部空间，具有提高电池壳内部空间利用率的效果和提高单体电池能量密度的效果。

进一步地，连接件300采用钢制或者铝质等金属材料制成，第一连接部310与凹台120的平面和/或凹台120的立面可以通过焊接、热熔或者螺栓等方式固定连接，操作简单且成本低廉。

可选地，如图1至图4所示，电池盖板结构还包括密封件500，密封件500被夹紧在凹台120的平面与凸缘220之间，该结构设计使得密封件500被压紧在盖板100朝向电池壳的一侧与凸缘220之间，当电池壳内的气压升高时，第一绝缘件410和端子柱210均受到D1方向的膨胀力，第一绝缘件410向凸缘220施加D1方向的作用力，使得凸缘220进一步向D1方向压紧密封件500，以提高密封件500的压缩变形量，同时，端子柱210将膨胀力传递给凸缘220，也能够使得凸缘220进一步向D1方向压紧密封件500，以提高密封件500的压缩变形量，进而达到了提高密封件500密封效果的作用，降低了电池壳内气体压力升高时，单体电池漏液的风险。

可选地，如图1至图4所示，密封件500包括第一密封段510和第二密封段520，第一密封段510与第二密封段520连接，第一密封段510被夹紧在凹台120的平面与凸缘220之间，第二密封段520套设在端子柱210的外周上，以实现对密封件500的定位，便于组装。

进一步地，如图1至图4所示，第一密封段510背离端子柱210一侧的表面与凸缘220的外周面平齐，第一密封段510朝向端子柱210的一侧与第二密封段520连接，由此使得凸缘220朝向盖板100一侧的表面全部被第一密封段510覆盖，实现了凸缘220朝向盖板100一侧的绝缘。

更进一步地，如图1至图4所示，包裹在凸缘220外周面的第一绝缘件410与第一密封件500背离端子柱210一侧的表面贴合，以进一步提高极柱200与盖板100之间的绝缘效果。

再进一步地，如图1至图4所示，安装孔110的全部孔壁均被第二密封段520覆盖，使得安装孔110的孔壁与端子柱210的外周之间通过第二密封段520完全隔开，由此实现安装孔110的孔壁与端子柱210之间的绝缘效果。

需要说明的是，本实施例中的密封件500采用本领域常见的橡胶等材质的密封圈即可，具有良好密封特性的同时还具有良好的绝缘特性，因此，被夹紧在凹台120的平面与凸缘220之间的第一密封段510不仅起到了良好的密封效果，还起到了凹台120的平面与凸缘220之间的绝缘效果。

可选地，如图1至图4所示，电池盖板结构还包括第二绝缘件420，盖板100朝向电池壳一侧的全部表面均被第二绝缘件420覆盖，以实现盖板100与电池壳之间的绝缘。

进一步地，如图1至图4所示，第二绝缘件420朝向安装孔110的轴线方向延伸，第一连接部310背离凹台120平面的一侧表面均被第二绝缘件420覆盖，以实现第一连接部310与电池壳内部环境之间的绝缘。

本实施例中，第一绝缘件410和第二绝缘件420均采用PPS等本领域较为常见的绝缘材料制成。

可选地，如图1至图4所示，电池盖板结构还包括导电连接排610和转接片620，导电连接排610和转接片620均采用铜质或者铝质等具有导电特性的材料制成，导电连接排610与端子柱210背离电池壳的一侧表面焊接固定，转接片620与端子柱210朝向电池壳的一侧表面焊接固定，且转接片620还能够与电池壳内电芯(图中未示出)的极耳焊接固定，以实现电芯与导电连接排610的电连接。

可选地，如图1至图4所示，电池盖板结构还包括贴片700，贴片700设有与安装孔110大小相同且同轴的通孔，贴片700贴附在盖板100背离电池壳一侧的表面上，以对盖板100起到良好的保护作用，作为优选方案，贴片700采用本领域中较为常见的绝缘贴片，对盖板100起到保护作用的同时还能够对盖板100起到绝缘效果。

可选地，本实施例提供的极柱200包括正极极柱和负极极柱，正极极柱与负极极柱的结构大体相同，其不同之处在于二者的材料不同，正极极柱采用铝质材料制成，负极极柱采用铜铝复合材料制成，图3和图4所示为负极极柱的剖面结构示意图，可见，负极极柱由上至下由两种不同的材料制成。本实施例中，当电池壳内的高压气体向盖板施加D1方向的膨胀力时，负极极柱中的两种不同材料的受力方向相同(都是D1方向)，因此在设计负极极柱时，上述两种不同的材料之间的连接强度可以适当减小，进而在生产上述负极极柱时，可以省去较为复杂的摩擦焊接工艺，采用冷镦或者压合等较为简单的工艺制成，不仅能够降低生产成本，还能够降低生产风险。

本实施例还提供一种单体电池，当电池壳内的气压升高时，单体电池出现漏气、漏液等问题的几率较低。

具体地，该单体电池包括电池壳和上述的电池盖板结构，盖板100盖设在电池壳的开口处，该单体电池采用上述的电池盖板结构，当电池壳内的气压升高时，出现漏气、漏液等问题的几率较低。

实施例二

本实施例提供一种电池盖板结构，该电池盖板结构与实施例一提供的电池盖板结构的不同之处在于：

如图5至图7所示，电池盖板结构还包括第三绝缘件430，第三绝缘件430套设在端子柱210靠近于盖板100一侧的外周上，且第三绝缘件430夹在端子柱210的外周与安装孔110的孔壁之间，由此实现端子柱210靠近于盖板100的一侧与安装孔110孔壁之间的绝缘。

进一步地，如图5至图7所示，安装孔110的全部孔壁均被第三绝缘件430覆盖，使得安装孔110的孔壁与端子柱210靠近于盖板100的一侧完全被第三绝缘件430隔开，进而能够提高二者之间的绝缘效果。

更进一步地，如图5至图7所示，第三绝缘件430朝向凸缘220一侧的表面与凸缘220贴合，密封件500朝向端子柱210一侧的表面与第三绝缘件430贴合，密封件500背离端子柱210一侧的表面与凸缘220的外周面平齐，并且，包裹在凸缘220外周面的第一绝缘件410贴合，达到进一步提高极柱200与盖板100绝缘效果的作用。

需要说明的是，本实施例中的密封件500采用本领域常见的橡胶等材质的密封圈即可，具有良好密封特性的同时还具有良好的绝缘特性，因此，被夹紧在凹台120的平面与凸缘220之间的第一密封段510不仅起到了良好的密封效果，还起到了凹台120的平面与凸缘220之间的绝缘效果。

还需要说明的是，第一绝缘件410、第二绝缘件420和第三绝缘件430均采用PPS等本领域较为常见的绝缘材料制成。

本实施例提供的电池盖板结构的其余结构与实施例一均相同，不再赘述。

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.电池盖板结构，其特征在于，包括：

盖板(100)，所述盖板(100)用于盖设在电池壳的开口处，所述盖板(100)包括安装孔(110)；

极柱(200)，所述极柱(200)包括端子柱(210)和凸缘(220)，所述端子柱(210)至少部分位于所述安装孔(110)内，所述凸缘(220)凸出于所述端子柱(210)的外周面；

连接件(300)，所述连接件(300)包括相连接的第一连接部(310)和第二连接部(320)，所述第一连接部(310)与所述盖板(100)朝向所述电池壳的一侧连接；

第一绝缘件(410)，所述第二连接部(320)嵌设在所述第一绝缘件(410)内，至少部分所述第一绝缘件(410)支撑在所述凸缘(220)朝向所述电池壳的一侧。

2.根据权利要求1所述的电池盖板结构，其特征在于，所述电池盖板结构还包括密封件(500)，所述密封件(500)被夹紧在所述盖板(100)朝向所述电池壳的一侧与所述凸缘(220)之间。

3.根据权利要求2所述的电池盖板结构，其特征在于，所述密封件(500)包括第一密封段(510)和第二密封段(520)，所述第一密封段(510)与所述第二密封段(520)连接，所述第一密封段(510)被夹紧在所述盖板(100)朝向所述电池壳的一侧与所述凸缘(220)之间，所述第二密封段(520)套设在所述端子柱(210)的外周上。

4.根据权利要求3所述的电池盖板结构，其特征在于，所述安装孔(110)的全部孔壁均被所述第二密封段(520)覆盖。

5.根据权利要求3所述的电池盖板结构，其特征在于，所述第一密封段(510)背离所述端子柱(210)一侧的表面与所述凸缘(220)的外周面平齐。

6.根据权利要求2所述的电池盖板结构，其特征在于，所述电池盖板结构还包括第三绝缘件(430)，所述第三绝缘件(430)套设在所述端子柱(210)靠近于所述盖板(100)一侧的外周上，且所述第三绝缘件(430)夹在所述端子柱(210)的外周与所述安装孔(110)的孔壁之间。

7.根据权利要求6所述的电池盖板结构，其特征在于，所述安装孔(110)的全部孔壁均被所述第三绝缘件(430)覆盖。

8.根据权利要求6所述的电池盖板结构，其特征在于，所述第三绝缘件(430)朝向所述凸缘(220)一侧的表面与所述凸缘(220)贴合，所述密封件(500)朝向所述端子柱(210)一侧的表面与所述第三绝缘件(430)贴合，所述密封件(500)背离所述端子柱(210)一侧的表面与所述凸缘(220)的外周面平齐。

9.根据权利要求1-8任一项所述的电池盖板结构，其特征在于，所述盖板(100)还包括凹台(120)，所述凹台(120)位于所述盖板(100)朝向所述电池壳的一侧，且所述凹台(120)绕设在所述安装孔(110)的周缘，所述第一连接部(310)设置在所述凹台(120)内，且所述第一连接部(310)与所述凹台(120)的平面和/或所述凹台(120)的立面连接。

10.单体电池，其特征在于，包括电池壳和如权利要求1-9任一项所述的电池盖板结构，所述盖板(100)盖设在所述电池壳的开口处。