CN220984670U - 一种电池壳体组件及电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电池壳体组件及电池，涉及储能装置技术领域，电池壳体组件包括壳主体、极柱和塑胶环，壳主体轴向一端的壳端板处设置有安装孔，极柱用于同轴插设于安装孔处并与壳端板间隙设置，极柱和壳端板上分别设置有微孔结构，塑胶环的至少部分位于极柱与壳端板之间，且塑胶环部分嵌入微孔结构中。通过塑胶颗粒结构与极柱侧面以及壳端板上的微孔结构配合，可以实现塑胶环分别与壳端板以及极柱之间的密封性，相比现有的电池壳体组件，至少节省了密封圈的使用，零部件更少，成本更低。

Description

一种电池壳体组件及电池

技术领域

本实用新型涉及储能装置技术领域，具体而言，涉及一种电池壳体组件及电池。

背景技术

随着电池储能技术的发展，各种各样的用电设备对储能电池的要求也越来越高。其中，圆柱电池由于具有较高的容量、较低的电池内阻而逐渐引起关注，其包括壳体组件、卷芯和集流盘等，壳体组件包括壳主体和极柱等结构，在安装卷芯和集流盘之前，通常先将壳体组件组装完成，即需要将极柱集成在壳主体的壳端板上。但是，目前圆柱电池中，为了实现极柱在壳主体的壳端板上的集成，往往需要较多的零部件，例如上塑胶环、下塑胶环、铆接环和密封圈等结构，结构复杂，成本较高。

实用新型内容

本实用新型旨在解决现有的电池壳体组件的零部件较多，成本较高的技术问题。

为解决上述问题，本实用新型提供一种电池壳体组件，包括壳主体、极柱和塑胶环，所述壳主体轴向一端的壳端板处设置有安装孔，所述极柱用于同轴插设于所述安装孔处并与所述壳端板间隙设置，所述极柱的侧壁和所述壳端板上分别设置有微孔结构，所述塑胶环的至少部分位于所述极柱与所述壳端板之间，且所述塑胶环部分嵌入所述微孔结构中。

与现有技术相比，本实用新型提供的电池壳体组件具有但不局限于以下技术效果：

在该电池壳体组件组装之前，也就是在极柱集成在壳主体的壳端板上之前，可以采用例如纳米级的微孔腐蚀处理操作在极柱以及壳端板上形成微孔结构。之后，则可以将极柱同轴插设于壳端板的安装孔处，并与壳端板之间形成间隙，然后可以通过注塑的方式将塑胶环的至少部分注塑成型在极柱与壳端板之间，塑胶环固化后，会形成嵌入微孔结构中的塑胶颗粒结构。如此，通过塑胶颗粒结构与极柱以及壳端板上的微孔结构配合，可以实现塑胶环分别与壳端板以及极柱之间的密封性，相比现有的电池壳体组件，至少节省了密封圈的使用，零部件更少，成本更低。

进一步地，所述极柱的侧壁设置有第一凹槽，所述壳端板上设置有第二凹槽，所述塑胶环部分嵌入所述第一凹槽和所述第二凹槽中。

进一步地，多个所述第一凹槽沿所述极柱的周向间隔设置，和/或，多个所述第二凹槽环绕所述安装孔的轴线间隔设置。

进一步地，所述塑胶环包括嵌入所述第二凹槽的第二塑胶凸台，所述塑胶环于相邻两个所述第二塑胶凸台之间形成第二塑胶凹槽，所述壳端板于相邻两个所述第二凹槽之间形成端板凸台，所述端板凸台嵌入所述第二塑胶凹槽中；

或/和，所述塑胶环包括嵌入所述第一凹槽的第一塑胶凸台，所述塑胶环于相邻两个所述第一塑胶凸台之间形成第一塑胶凹槽，所述极柱于相邻两个所述第一凹槽之间形成极柱凸台，所述极柱凸台嵌入所述第一塑胶凹槽中。

进一步地，所述极柱包括同轴设置的极柱主体和极柱盘，所述极柱盘的直径大于所述安装孔的直径，所述极柱主体远离所述极柱盘的一端和所述极柱盘与分别位于所述壳主体的外部和内部，所述塑胶环的至少部分用于注塑成型在所述极柱盘与所述壳端板的之间轴向间隙处以及所述极柱主体与所述安装孔内壁之间的径向间隙处。

进一步地，所述极柱主体远离所述极柱盘的一端沿径向向外凸出设置有极柱凸环，所述塑胶环的部分注塑成型在所述极柱凸环与所述极柱盘之间，所述极柱凸环用于轴向抵接所述塑胶环。

进一步地，所述塑胶环的轴向第一端延伸至所述极柱凸环的周侧壁处，且所述塑胶环的轴向第一端的外径大于所述安装孔的直径，所述塑胶环的轴向第二端延伸至所述极柱盘的周侧壁处。

进一步地，所述极柱主体与所述极柱盘连接的一端沿周向间隔设置有多个极柱凸台，相邻所述极柱凸台之间形成第一凹槽，且所述极柱凸台与所述极柱凸环之间形成极柱环形槽。

进一步地，所述第二凹槽设置于所述安装孔的内壁处，且所述第二凹槽贯穿所述壳端板的厚度方向。

本实用新型还提供一种电池，包括如前所述的电池壳体组件。

由于所述电池的技术改进和技术效果与所述电池壳体组件一样，因此不再对所述电池进行赘述。

附图说明

图1为本实用新型实施例的电池壳体组件的爆炸结构示意图；

图2为本实用新型实施例的壳主体的局部结构示意图；

图3为本实用新型实施例的电池壳体组件的竖向截面结构示意图；

图4为本实用新型实施例的极柱的结构示意图；

图5为本实用新型实施例的塑胶环一种视角下的结构示意图；

图6为本实用新型实施例的塑胶环另一种视角下的结构示意图；

图7为本实用新型实施例的电池壳体组件水平截面结构示意图一；

图8为本实用新型实施例的电池壳体组件水平截面结构示意图二。

附图标记说明：

1、壳主体；11、壳端板；111、凹陷部；112、安装孔；1121、第二凹槽；2、极柱；21、极柱主体；211、极柱凸台；212、第一凹槽；22、极柱盘；23、极柱凸环；24、极柱环形槽；3、塑胶环；31、第一塑胶凸台；32、第二塑胶凸台。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施例做详细的说明。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

而且，附图中Z轴表示竖向，也就是上下方向，并且Z轴的正向表示上，Z轴的负向表示下。同时需要说明的是，前述Z轴表示含义仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

参见图1，本实用新型实施例的一种电池壳体组件，包括壳主体1、极柱2和塑胶环3，所述壳主体1轴向一端的壳端板11处设置有安装孔112，所述极柱2用于同轴插设于所述安装孔112处并与所述壳端板11间隙设置，所述极柱2和所述壳端板11上分别设置有微孔结构，所述塑胶环3的至少部分位于所述极柱2与所述壳端板11之间，且所述塑胶环3部分嵌入所述微孔结构中。

本实施例中，在该电池壳体组件组装之前，也就是在极柱2集成在壳主体1的壳端板11上之前，可以采用例如纳米级的微孔腐蚀处理操作在极柱2以及壳端板11上形成微孔结构。之后，则可以将极柱2同轴插设于壳端板11的安装孔112处，并与壳端板11之间形成间隙，然后可以通过注塑的方式将塑胶环3的至少部分注塑成型在极柱2与壳端板11之间，塑胶环3固化后，会形成嵌入微孔结构中的塑胶颗粒结构。如此，通过塑胶颗粒结构与极柱2侧面以及壳端板11上的微孔结构配合，可以实现塑胶环3分别与壳端板11以及极柱2之间的密封性，相比现有的电池壳体组件，至少节省了密封圈的使用，零部件更少，成本更低。

需要说明的是，微孔结构是布置在极柱2的待注塑面以及壳端板11的待注塑面处。纳米级的微孔腐蚀处理是一种现有技术，通过在金属表面形成微小孔洞，通过控制孔洞的尺寸在纳米级别。纳米级的微孔腐蚀处理可以在金属表面形成一层均匀、连续且具有纳米级孔隙结构的腐蚀层，这种孔隙结构具有很高的比表面积，可以增加材料的表面活性，能够提高对塑胶颗粒结构的吸附性能，使得塑胶环3表面的塑胶颗粒结构与纳米级的微孔结构配合后，实现塑胶环3与极柱2以及壳端板11之间的密封。

需要说明的是，极柱2与壳端板1之间的间隙，既可以是径向间隙，也可以是轴向间隙，径向间隙具体指的是极柱2与壳端板1上安装孔112的内壁之间的间隙，轴向间隙则指的是极柱2与壳端板1竖向上的端面之间的间隙。

可选地，参见图1-2、图4和图6，所述极柱2的侧壁设置有第一凹槽212，所述壳端板11上设置有第二凹槽1121，所述塑胶环3部分嵌入所述第一凹槽212和所述第二凹槽1121中。

本实施例中，在该电池壳体组件组装之前，也就是在极柱2集成在壳主体1的壳端板11上之前，可以事先在壳端板11上设置第二凹槽1121，例如在安装孔112的内壁处设置第二凹槽1121，或/和，在壳端板11的端面(上端面或下端面)靠近安装孔112的位置处设置第二凹槽1121，并且，也事先在极柱2的侧壁上设置第一凹槽212。在设置第一凹槽212和第二凹槽1121之后，则可以采用例如纳米级的微孔腐蚀处理操作在极柱2的侧面以及壳端板11上形成微孔结构。之后，则可以将极柱2同轴插设于壳端板11的安装孔112处，并与壳端板11之间形成间隙，然后可以通过注塑的方式将塑胶环3的至少部分注塑成型在极柱2与壳端板11之间，塑胶环3固化后，会形成分别嵌入第一凹槽212、第二凹槽1121和微孔结构的第一塑胶凸台31、第二塑胶凸台32和塑胶颗粒结构。如此，通过第一塑胶凸台31与第一凹槽212的配合，可防止极柱2与塑胶环3发生相对转动，通过第二塑胶凸台32与第二凹槽1121的配合，可防止塑胶环3与壳端板11发生相对转动，进而避免了极柱2在承受较大扭力时发生扭转失效风险，提高了卷芯乃至电池的安全性与可靠性。

其中，具有第一凹槽212的极柱2可以通过冲压或挤压成型，或者第一凹槽212也可以是后续机加工成型，具有安装孔112与第二凹槽1121的壳端板11的成型方式也可以如此。

参见图1、图4-7，可选地，多个所述第一凹槽212沿所述极柱2的周向间隔设置，和/或，多个所述第二凹槽1121环绕所述安装孔112的轴线间隔设置。

本实施例中，通过多个第一塑胶凸台31与多个第一凹槽212的配合，当极柱2受到扭力时，多个第一塑胶凸台31和多个第一凹槽212可均匀承受扭力载荷，受力效果更好。

同理，通过多个第二塑胶凸台32与多个第二凹槽1121的配合，当极柱2受到扭力时，多个第二塑胶凸台32和多个第二凹槽1121可均匀承受扭力载荷，受力效果更好。

可以理解的是，就塑胶环3而言，塑胶环3包括嵌入第二凹槽1121的第二塑胶凸台32，塑胶环3于相邻两个第二塑胶凸台32之间形成第二塑胶凹槽，就壳端板11而言，壳端板11于相邻两个第二凹槽1121之间形成端板凸台，端板凸台嵌入第二塑胶凹槽中；或/和，就塑胶环3而言，塑胶环3包括嵌入第一凹槽212的第一塑胶凸台31，塑胶环3于相邻两个第一塑胶凸台31之间形成第一塑胶凹槽，就极柱2而言，极柱2于相邻两个第一凹槽212之间形成极柱凸台211，极柱凸台211嵌入第一塑胶凹槽中。具有第一塑胶凸台31和第二塑胶凸台32的塑胶环3置于极柱2与壳端板11之间后，通过塑胶环3上的第一塑胶凸台31嵌入极柱2上的第一凹槽212，同时极柱2上的极柱凸台211嵌入塑胶环3上的第一塑胶凹槽，可以保证塑胶环3与极柱2之间不会发生相对转动；同理，通过塑胶环3上的第二塑胶凸台32嵌入壳端板11上的第二凹槽1121，同时壳端板11上的端板凸台嵌入塑胶环3上的第二塑胶凹槽，可以保证塑胶环3与壳端板11之间不会发生相对转动。

参见图1，可选地，所述第二凹槽1121设置于所述安装孔112的内壁处，且所述第二凹槽1121贯穿壳端板11的厚度方向。

本实施例中，第二凹槽1121设置于安装孔112的内壁处，且贯穿壳端板11的厚度方向，如此，第二凹槽1121可以与安装孔112一体成型在壳端板11上，不用分步成型，工艺简单。

参见图1-3，可选地，所述壳端板11的中央朝向所述壳主体1的内部凹陷形成有凹陷部111，所述安装孔112设置于所述凹陷部111处。

本实施例中，壳端板11的中央向下设置有凹陷部111，安装孔112以及第二凹槽1121均可与凹陷部111一体成型，不用分步成型，工艺简单。并且，凹陷部111的设置，也可以减小极柱2的顶端向外伸出的长度，满足一些电池关于极柱2向外伸出长度不能过大的要求。其中，极柱2的顶端向外伸出的长度指的是：极柱2的顶端与壳端板11的非凹陷区的轴向距离。

参见图1-4，可选地，所述极柱2包括同轴设置的极柱主体21和极柱盘22，所述极柱盘22的直径大于所述安装孔112的直径，所述极柱主体21远离所述极柱盘22的一端和所述极柱盘22与分别位于所述壳主体1的外部和内部，所述塑胶环3的至少部分用于注塑成型在所述极柱2与所述壳端板11的轴向间隙处以及径向间隙处，即，所述塑胶环3的至少部分用于注塑成型在所述极柱盘22与所述壳端板11的轴向间隙处以及所述极柱主体21与所述安装孔112内壁之间的径向间隙处。

本实施例中，极柱主体21与极柱盘22为一体式结构，并且极柱盘22的直径大于安装孔112的直径，如此，在安装极柱2时，极柱2可以从壳主体1下端的壳敞口进入壳主体1中，直至极柱2与安装孔112同轴设置，并使极柱盘22与壳端板11的内壁(下端面)之间保持一定的间隙，且极柱主体21的顶端伸出安装孔112。然后，塑胶环3可以通过注塑成型的方式成型在极柱2与壳端板11之间，由于极柱盘22的直径大于安装孔112的直径，塑胶环3在注塑成型时，塑胶环3不仅会有一部分注塑成型在极柱主体21与安装孔112的内壁之间的径向间隙处，还会有一部分成型在极柱盘22与壳端板11之间的轴向间隙处，实现将极柱盘22与壳端板11绝缘的同时，还可以保证极柱2不会经安装孔112向外脱出壳主体1。其中，极柱盘22与壳端板11之间的轴向间隙以及极柱主体21与安装孔112内壁之间的径向间隙，均属于极柱2与壳端板11之间的间隙。

本实施例中，相比传统的电池壳体组件，该电池壳体组件不仅不需要密封圈，还不需要用于铆接固定极柱2底端的铆接环，而且，塑胶环3也只需要一个。即，该电池壳体组件的零部件除了壳主体1之外，仅需要极柱2与一个塑胶环3，大大减小了零部件数量的使用，进一步降低了成本。

参见图3-4，可选地，所述极柱主体21远离所述极柱盘22的一端沿径向向外凸出设置有极柱凸环23，所述极柱凸环23用于轴向抵接所述塑胶环3。

本实施例中，极柱主体21的顶端还沿径向向外凸出设置有极柱凸环23，如此，塑胶环3在注塑成型后，会有一部分成型在极柱凸环23与极柱盘22之间，极柱凸环23的底端则会抵接在塑胶环3上，利于优化极柱2轴向上的受力情况。

参见图3，可选地，所述塑胶环3的轴向第一端延伸至所述极柱凸环23的周侧壁处，且所述塑胶环3的轴向第一端的外径大于所述安装孔112的直径，所述塑胶环3的轴向第二端延伸至所述极柱盘22的周侧壁处。

本实施例中，塑胶环3在注塑成型时，其轴向第一端(也就是顶端)延伸至极柱凸环23的周侧壁处，可保证极柱凸环23底端面处的微孔结构能够被塑胶充分填充。并且塑胶环3的顶端的外径大于安装孔112的直径，塑胶环3注塑成型后，则会包裹在壳端板11的顶端面处，保证在电池组装完成之前，确保塑胶环3和极柱2不会相对壳主体1下移。而塑胶环3的轴向第二端，也就是其底端延伸至极柱盘22的周侧壁处，可增大两者之间的接触面积，也就增大了微孔结构与塑胶颗粒结构所构成的密封面的面积，密封效果更优，也利于优化极柱2径向上的受力情况。

参见图4，可选地，所述极柱主体21与所述极柱盘22连接的一端沿径向间隔设置有多个极柱凸台211，相邻所述极柱凸台211之间形成第一凹槽212，且所述极柱凸台211与所述极柱凸环23之间形成极柱环形槽24。

本实施例中，极柱主体21的底端沿周向设置有多个极柱凸台211，相邻极柱凸台211之间则形成前述的第一凹槽212，并且，极柱凸台211与极柱凸环23之间的间隔为极柱环形槽24，极柱环形槽24的存在，可保证塑胶环3注塑成型时，能够填充嵌入至该极柱环形槽24中，以优化极柱2轴向的受力情况。

本实用新型另一实施例还提供一种电池，包括如前所述的电池壳体组件。

由于所述电池的技术改进和技术效果与所述电池壳体组件一样，因此不再对所述电池进行赘述。具体地，该电池可以是圆柱电池。

本实用新型再一实施例还提供一种汽车，包括如前所述的电池。

由于所述汽车的技术改进和技术效果与所述电池一样，因此不再对所述汽车进行赘述。

术语“第一”和“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”和“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。

虽然本实用新型公开披露如上，但本实用新型公开的保护范围并非仅限于此。本领域技术人员在不脱离本实用新型公开的精神和范围的前提下，可进行各种变更与修改，这些变更与修改均将落入本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种电池壳体组件，其特征在于，包括壳主体(1)、极柱(2)和塑胶环(3)，所述壳主体(1)轴向一端的壳端板(11)处设置有安装孔(112)，所述极柱(2)用于同轴插设于所述安装孔(112)处并与所述壳端板(11)间隙设置，所述极柱(2)和所述壳端板(11)上分别设置有微孔结构，所述塑胶环(3)的至少部分位于所述极柱(2)与所述壳端板(11)之间，且所述塑胶环(3)部分嵌入所述微孔结构中。

2.根据权利要求1所述的电池壳体组件，其特征在于，所述极柱(2)的侧壁设置有第一凹槽(212)，所述壳端板(11)上设置有第二凹槽(1121)，所述塑胶环(3)部分嵌入所述第一凹槽(212)和所述第二凹槽(1121)中。

3.根据权利要求2所述的电池壳体组件，其特征在于，多个所述第一凹槽(212)沿所述极柱(2)的周向间隔设置，和/或，多个所述第二凹槽(1121)环绕所述安装孔(112)的轴线间隔设置。

4.根据权利要求3所述的电池壳体组件，其特征在于，所述塑胶环(3)包括嵌入所述第二凹槽(1121)的第二塑胶凸台(32)，所述塑胶环(3)于相邻两个所述第二塑胶凸台(32)之间形成第二塑胶凹槽，所述壳端板(11)于相邻两个所述第二凹槽(1121)之间形成端板凸台，所述端板凸台嵌入所述第二塑胶凹槽中；

或/和，所述塑胶环(3)包括嵌入所述第一凹槽(212)的第一塑胶凸台(31)，所述塑胶环(3)于相邻两个所述第一塑胶凸台(31)之间形成第一塑胶凹槽，所述极柱(2)于相邻两个所述第一凹槽(212)之间形成极柱凸台(211)，所述极柱凸台(211)嵌入所述第一塑胶凹槽中。

5.根据权利要求1所述的电池壳体组件，其特征在于，所述极柱(2)包括同轴设置的极柱主体(21)和极柱盘(22)，所述极柱盘(22)的直径大于所述安装孔(112)的直径，所述极柱主体(21)远离所述极柱盘(22)的一端和所述极柱盘(22)与分别位于所述壳主体(1)的外部和内部，所述塑胶环(3)的至少部分用于注塑成型在所述极柱盘(22)与所述壳端板(11)之间的轴向间隙处以及所述极柱主体(21)与所述安装孔(112)内壁之间的径向间隙处。

6.根据权利要求5所述的电池壳体组件，其特征在于，所述极柱主体(21)远离所述极柱盘(22)的一端沿径向向外凸出设置有极柱凸环(23)，所述塑胶环(3)的部分注塑成型在所述极柱凸环(23)与所述极柱盘(22)之间，所述极柱凸环(23)用于轴向抵接所述塑胶环(3)。

7.根据权利要求6所述的电池壳体组件，其特征在于，所述塑胶环(3)的轴向第一端延伸至所述极柱凸环(23)的周侧壁处，且所述塑胶环(3)的轴向第一端的外径大于所述安装孔(112)的直径，所述塑胶环(3)的轴向第二端延伸至所述极柱盘(22)的周侧壁处。

8.根据权利要求6所述的电池壳体组件，其特征在于，所述极柱主体(21)与所述极柱盘(22)连接的一端沿周向间隔设置有多个极柱凸台(211)，相邻所述极柱凸台(211)之间形成第一凹槽(212)，且所述极柱凸台(211)与所述极柱凸环(23)之间形成极柱环形槽(24)。

9.根据权利要求2所述的电池壳体组件，其特征在于，所述第二凹槽(1121)设置于所述安装孔(112)的内壁处，且所述第二凹槽(1121)贯穿所述壳端板(11)的厚度方向。

10.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的电池壳体组件。