CN221150263U - 一种密封铝片、顶盖结构及电芯 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及公开了一种密封铝片、顶盖结构及电芯。涉及新能源电池技术领域。本申请具体包括铝片本体，铝片本体上设有饼状的凹槽，凹槽用以释放铝片本体焊接的应力；凹槽的边缘距离铝片本体的边缘0.5‑5mm。本实用新型的凹槽的边缘距离铝片本体的边缘0.5‑5mm，保证铝片本体与顶盖主体配合焊接的平面上设置的凹陷区域面积，从而通过凹槽释放密封铝片焊接时产生的内应力，有效缓解密封铝片因内应力产生的形变，进而防止因焊缝开裂造成电芯密封失效的问题，保障电芯的使用性能。

Description

一种密封铝片、顶盖结构及电芯

技术领域

本实用新型涉及新能源电池技术领域，特别是涉及一种密封铝片、顶盖结构及电芯。

背景技术

密封铝片是电芯的重要组成部分，起到密封电芯的作用，通常注液后，在顶盖注液孔位置打入密封胶粒，放置密封铝片，最后在密封铝片与顶盖配合位置通过激光焊接，使电芯密封。

现有密封铝片与顶盖配合焊接的平面通常为完整的平面，而激光焊接过程中，会产生大量的能量，导致密封铝片产生内应力形变，且焊接前后的温度变化也会使密封铝片出现热胀冷缩。密封铝片的内应力无处释放，易导致焊缝开裂，造成电芯密封失效，产品报废，更严重的，当出现微小裂缝时，甚至会流入市场，导致安全事故发生。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对上述现有技术的不足，提供一种密封铝片、顶盖结构及电芯，可以有效解决因密封铝片焊接导致的电芯密封失效问题，保障电芯的使用性能。

本实用新型提出一种密封铝片，包括铝片本体，所述铝片本体上设有饼状的凹槽，所述凹槽用以释放所述铝片本体焊接的应力；所述凹槽的边缘距离所述铝片本体的边缘0.5-5mm。

进一步地，所述铝片本体的厚度为0.6-1.5 mm，所述凹槽的深度为0.1-1 mm。

进一步地，所述铝片本体的轴截面为梯形。

进一步地，所述凹槽的轴截面为与所述铝片本体的轴截面相似的梯形。

进一步地，所述铝片本体轴截面的梯形底边长度为5-15mm，所述铝片本体轴截面的梯形两侧边与底边的夹角为90-150°。

进一步地，所述凹槽的底部设有过渡圆角，所述过渡圆角的半径为0.1-1mm。

本实用新型还提供一种顶盖结构，包括上述的密封铝片，还包括顶盖主体、以及密封胶粒；所述顶盖主体上设有相互连通的安装沉槽和注液通孔，所述安装沉槽径向截面的直径大于所述注液通孔径向截面的直径，所述铝片本体焊接在所述安装沉槽中，所述密封胶粒镶嵌在所述注液通孔中。

进一步地，所述安装沉槽的轴截面为与所述铝片本体的轴截面相似的梯形，所述铝片本体的边缘与所述安装沉槽的边缘间隙小于或等于0.05mm。

进一步地，所述铝片本体的厚度与所述安装沉槽的深度差小于或等于0.1mm。

本实用新型还提供一种电芯，包括上述的顶盖结构，还包括壳体，所述顶盖主体对所述壳体进行封闭，所述注液通孔用以向所述壳体注液。

本实用新型一种密封铝片、顶盖结构及电芯具有以下增益效果：

（1）本密封铝片的铝片本体上设置有饼状的凹槽，使密封铝片与顶盖主体配合焊接的平面上存在凹陷区域，从而通过凹槽释放密封铝片焊接时产生的内应力，缓解密封铝片因内应力产生的形变，进而防止因焊缝开裂造成电芯密封失效的问题，保障电芯的使用性能；

（2）本密封铝片的凹槽11的边缘距离铝片本体1的边缘0.5-5mm，保证铝片本体1与顶盖主体2配合焊接的平面上设置的凹陷区域面积，从而既保证凹槽对密封铝片内应力的释放能力，有效缓解密封铝片因内应力产生的形变，又保证密封铝片的结构强度，进而保障电芯的使用性能；

（3）本密封铝片的铝片本体的厚度设置为0.6-1.5 mm，凹槽的深度设置为0.1-1mm，从而使凹槽的深度，与铝片本体的相对厚度保持在合理的范围内，既保证凹槽对密封铝片内应力的释放能力，有效缓解密封铝片因内应力产生的形变，又保证密封铝片的结构强度，进而保障电芯的使用性能；

（4）本密封铝片的凹槽的轴截面设置为与铝片本体的轴截面相似的梯形，使凹槽各个部位的截面直径与铝片本体相应部位的截面直径，差值均保持在0.5-5mm之间，从而更有利于凹槽对密封铝片应力的释放，进一步防止电芯密封失效，保障电芯的使用性能；

（5）本密封铝片的凹槽底部设置有过渡圆角，使凹槽的底部与凹槽的侧部采用圆角进行过渡，一方面可以有效提高铝片本体的生产效率及模具寿命，从而提高电芯的实用性；另一方面过渡圆角的设置，更易释放铝片本体焊接过程中的内应力，避免因密封铝片内应力形变，导致的焊接失效及电芯密封失效；

（6）本顶盖结构的铝片本体的顶部与安装沉槽的顶部保持0.1 mm的间隙，既方便铝片本体顶部边缘与安装沉槽顶部边缘的焊接，保证焊缝的结构强度，又能够防止铝片本体在顶盖主体上形成凸起，影响电芯使用，从而增强电芯的实用性，保障电芯的使用性能。

附图说明

并入到说明书中并且构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且与描述一起用于解释本实用新型的原理。在这些附图中，类似的附图标记用于表示类似的要素。

图1为本实用新型实施例的一种密封铝片的结构示意图；

图2为本实用新型实施例的一种密封铝片的截面示意图；

图3为本实用新型实施例的一种顶盖结构的截面示意图；

图4为图3中A处的放大示意图。

图中：1、铝片本体；11、凹槽；111、过渡圆角；2、顶盖主体；21、安装沉槽；22、注液通孔；3、密封胶粒。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1～图4，本实用新型实施例的一种密封铝片，包括铝片本体1，铝片本体1上设有饼状的凹槽11，凹槽11用以释放铝片本体1焊接的应力；凹槽11的边缘距离铝片本体1的边缘0.5-5mm。

在本实施例中，还提供一种顶盖结构，顶盖结构包括上述密封铝片，还包括顶盖主体2。在本实施例中，还提供一种电芯，电芯包括上述顶盖结构，还包括壳体，通过顶盖主体2对壳体进行封闭。顶盖主体2盖合在壳体上时，靠近壳体的一侧为内侧，远离壳体的一侧为外侧。在顶盖主体2的外侧设有安装沉槽21，顶盖主体2的内侧设有注液通孔22，安装沉槽21与注液通孔22相互连通，从而使安装沉槽21和注液通孔22共同贯穿顶盖主体2，进而能够通过安装沉槽21和注液通孔22朝壳体中注入电解液。

在电解液注入完成后，需要对安装沉槽21和注液通孔22进行封闭，从而对壳体进行密封，防止壳体中的电解液泄露，影响电芯的使用性能。因此在本申请中，顶盖结构还包括密封铝片和密封胶粒3，通过将密封胶粒3镶嵌在注液通孔22中，使密封胶粒3对注液通孔22进行封闭。再将密封铝片焊接在安装沉槽21中，使密封铝片对安装沉槽21进行封闭，从而使壳体的密封效果更好，进一步保障电芯的使用性能。

可以预见的是：在本申请中，密封胶粒3与注液通孔22的配合可以采用过盈配合，从而保证使密封胶粒3对注液通孔22的密封效果。之所以将顶盖主体2上的注液孔设置成由相互连通安装沉槽21和注液通孔22组成，且安装沉槽21径向截面的直径大于注液通孔22径向截面的直径，一方面是为了安装沉槽21对密封铝片进行限位，方便密封铝片在顶盖主体2上的焊接，从而使电芯的实用性更强；另一方面通过增大安装沉槽21的截面直径，能够增大密封铝片与顶盖主体2的焊接面积，从而使密封铝片在顶盖主体2上的焊接更加牢固，保障电芯的使用性能。

现有密封铝片与顶盖配合焊接的平面通常为完整的平面，而激光焊接过程中，会产生大量的能量，导致密封铝片产生内应力形变，且焊接前后的温度变化也会使密封铝片出现热胀冷缩。若焊接面为完整的平面，密封铝片的内应力无处释放，易导致焊缝开裂，造成电芯密封失效，产品报废，更严重的，当出现微小裂缝时，甚至会流入市场，导致安全事故发生。

因此本申请在铝片本体1上设置有饼状的凹槽11，使铝片本体1与顶盖主体2配合焊接的平面上存在凹陷区域，从而通过凹槽11释放密封铝片与顶盖主体2焊接时产生的内应力，缓解密封铝片因内应力产生的形变，进而防止因焊缝开裂造成电芯密封失效的问题，保障电芯的使用性能。

在实际使用时，若在铝片本体1上开设的凹槽11面积，相对于铝片本体1的面积太小，则对密封铝片与顶盖主体2焊接时产生的内应力释放能力有限，无法起到预期的效果；而如果凹槽11的面积相对于铝片本体1的面积太大，又会影响铝片本体1的结构强度，继而影响电芯的使用性能。

因此在本申请中，使凹槽11的边缘距离铝片本体1的边缘0.5-5mm，保证铝片本体1与顶盖主体2配合焊接的平面上设置的凹陷区域面积，从而既保证凹槽11对密封铝片内应力的释放能力，有效缓解密封铝片因内应力产生的形变，又保证密封铝片的结构强度，进而保障电芯的使用性能。

在本实施例中，铝片本体1的厚度为0.6-1.5 mm，凹槽11的深度为0.1-1 mm。除了在铝片本体1上开设凹槽11的面积，会对铝片本体1的内应力释放能力以及结构强度产生影响，所开设凹槽11的深度与铝片本体1的相对厚度，也会对铝片本体1的内应力释放能力以及结构强度产生影响。

同理，当凹槽11开设的深度，相对于铝片本体1的厚度太小，会导致密封铝片的内应力释放能力有限，无法起到预期的效果；当凹槽11开设的深度，相对于铝片本体1的厚度太大，会影响铝片本体1的结构强度，继而影响电芯的使用性能。

因此在本申请中，将铝片本体1的厚度设置为0.6-1.5 mm，凹槽11的深度设置为0.1-1 mm，从而使凹槽11的深度，与铝片本体1的相对厚度保持在合理的范围内，既保证凹槽11对密封铝片内应力的释放能力，有效缓解密封铝片因内应力产生的形变，又保证密封铝片的结构强度，进而保障电芯的使用性能。经过实际生产的验证，在申请中，优选铝片本体1的厚度为0.9 mm，凹槽11的深度为0.4 mm。

进一步地，由于铝片本体1是焊接在顶盖主体2的安装沉槽21中，因此基于铝片本体1的厚度在0.6-1.5 mm之间，可以将安装沉槽21的深度设置为0.7-1.6mm，使铝片本体1的厚度小于安装沉槽21的深度，且铝片本体1的顶部与安装沉槽21的顶部保持0.1 mm的间隙，既方便铝片本体1顶部边缘与安装沉槽21顶部边缘的焊接，保证焊缝的结构强度，又能够防止铝片本体1在顶盖主体2上形成凸起，影响电芯使用，从而增强电芯的实用性，保障电芯的使用性能。

在本实施例中，铝片本体1的轴截面为梯形，凹槽11的轴截面为与铝片本体1的轴截面相似的梯形。在本申请中，将铝片本体1的外形轮廓和凹槽11的外形轮廓设置为相似的圆台状，使铝片本体1的轴截面为梯形，凹槽11的轴截面为与铝片本体1的轴截面相似的梯形，从而使凹槽11轴截面各个位置的边缘与铝片本体1轴截面相应部位的边缘，差值均保持在0.5-5mm之间，进而更有利于凹槽11对密封铝片应力的释放，进一步防止电芯密封失效，保障电芯的使用性能。

进一步地，由于铝片本体1是焊接在顶盖主体2的安装沉槽21中，因此将安装沉槽21的外形轮廓和铝片本体1的外形轮廓也设置为相似的圆台状，使铝片本体1的轴截面为梯形，安装沉槽21的轴截面为与铝片本体1的轴截面相似的梯形，一方面方便铝片本体1在安装沉槽21中的装配，进而方便铝片本体1与顶盖主体2焊接，增强电芯的实用性；另一方面增大了铝片本体1与安装沉槽21的接触面积，从而使密封铝片在顶盖主体2上的焊接更加牢固，保障电芯的使用性能。

在此基础上，使铝片本体1的边缘与安装沉槽21的边缘间隙控制在0.05mm，从而使安装沉槽21更好的对铝片本体1进行限位，进一步方便铝片本体1在安装沉槽21中的装配，提高铝片本体1顶部边缘与安装沉槽21顶部边缘的焊接良率。

在本实施例中，铝片本体1轴截面的梯形底边长度为5-15mm，铝片本体1轴截面的梯形两侧边与底边的夹角为90-150°。由于安装沉槽21设置在顶盖主体2上，安装沉槽21的尺寸受限于顶盖主体2的尺寸，而铝片本体1安装在安装沉槽21中，铝片本体1的尺寸又受限于安装沉槽21的尺寸。

因此在本申请中，使铝片本体1轴截面的梯形底边长度为5-15mm，铝片本体1轴截面的梯形两侧边与底边的夹角为90-150°，铝片本体1的厚度为0.6-1.5 mm，根据铝片本体1的边缘与安装沉槽21的边缘间隙小于或等于0.05mm，铝片本体1的顶部与安装沉槽21的顶部保持0.1 mm的间隙，可以确定安装沉槽21的尺寸，从而在现有顶盖主体2的尺寸限制下，使铝片本体1和安装沉槽21的尺寸在合理的范围内，既保证铝片本体1和安装沉槽21的焊接良率，又保证铝片本体1对顶盖主体2密封效果。

可以预见的是：在铝片本体1尺寸确定的基础上，根据凹槽11轴截面各个部位的边缘与铝片本体1轴截面相应部位的边缘，差值均保持在0.5-5mm之间，可以对凹槽11的尺寸进行确定，使凹槽11既能够对密封铝片起到更好的应力释放效果，又不影响密封铝片的结构强度。经过实际生产的验证，在申请中，优选铝片本体1轴截面的梯形底边长度为7.1 mm，铝片本体1轴截面的梯形两侧边与底边的夹角为120°，凹槽11轴截面的梯形底边长度为6mm。

在本实施例中，凹槽11的底部设有过渡圆角111。在实际生产中可以采用冲压成型的方式进行铝片本体1的加工，在凹槽11的底部设置过渡圆角111，使凹槽11的底部与凹槽11的侧部采用圆角进行过渡，一方面可以有效提高铝片本体1的生产效率及模具寿命，从而提高电芯的实用性；另一方面过渡圆角111的设置，更易释放铝片本体1焊接过程中的内应力，避免因密封铝片内应力形变，导致的焊接失效及电芯密封失效。

在本实施例中，过渡圆角111的半径为0.1-1mm。由于过渡圆角111设置在凹槽11中，因此过渡圆角111的尺寸受限于凹槽11的深度。在前文中提到，凹槽11的深度为0.1-1mm，因此在本申请中，将过渡圆角111的半径设置为0.1-1mm，从而使过渡圆角111的设置，既有效提高铝片本体1的生产效率及模具寿命，又更好的释放铝片本体1焊接过程中的内应力。

上面描述的内容可以单独地或者以各种方式组合起来实施，而这些变型方式都在本实用新型的保护范围之内。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包含一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个…”限定的要素，并不排除在包括要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制。尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种密封铝片，其特征在于，包括铝片本体（1），所述铝片本体（1）上设有饼状的凹槽（11），所述凹槽（11）用以释放所述铝片本体（1）焊接的应力；所述凹槽（11）的边缘距离所述铝片本体（1）的边缘0.5-5mm。

2.如权利要求1中所述一种密封铝片，其特征在于，所述铝片本体（1）的厚度为0.6-1.5mm，所述凹槽（11）的深度为0.1-1 mm。

3.如权利要求2中所述的一种密封铝片，其特征在于，所述铝片本体（1）的轴截面为梯形。

4.如权利要求3中所述的一种密封铝片，其特征在于，所述凹槽（11）的轴截面为与所述铝片本体（1）的轴截面相似的梯形。

5.如权利要求3中所述的一种密封铝片，其特征在于，所述铝片本体（1）轴截面的梯形底边长度为5-15mm，所述铝片本体（1）轴截面的梯形两侧边与底边的夹角为90-150°。

6.如权利要求2中所述的一种密封铝片，其特征在于，所述凹槽（11）的底部设有过渡圆角（111），所述过渡圆角（111）的半径为0.1-1mm。

7.一种顶盖结构，其特征在于，包括如权利要求1至6中任一项所述的密封铝片，还包括顶盖主体（2）、以及密封胶粒（3）；所述顶盖主体（2）上设有相互连通的安装沉槽（21）和注液通孔（22），所述安装沉槽（21）径向截面的直径大于所述注液通孔（22）径向截面的直径，所述铝片本体（1）焊接在所述安装沉槽（21）中，所述密封胶粒（3）镶嵌在所述注液通孔（22）中。

8.如权利要求7中所述一种顶盖结构，其特征在于：所述安装沉槽（21）的轴截面为与所述铝片本体（1）的轴截面相似的梯形，所述铝片本体（1）的边缘与所述安装沉槽（21）的边缘间隙小于或等于0.05mm。

9.如权利要求7中所述一种顶盖结构，其特征在于：所述铝片本体（1）的厚度小于所述安装沉槽（21）的深度。

10.一种电芯，其特征在于，包括如权利要求7至9中任一项所述的顶盖结构，还包括壳体，所述顶盖主体（2）对所述壳体进行封闭，所述注液通孔（22）用以向所述壳体注液。