电池单体的顶盖组件、电池单体、电池和用电装置的制作方法

1.本实用新型涉及蓄电池领域，具体而言，涉及一种电池单体的顶盖组件、电池单体、电池和用电装置。


背景技术：

2.电池广泛用于电子设备，例如手机、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、电动飞机、电动轮船、电动玩具汽车、电动玩具轮船、电动玩具飞机和电动工具等等。
3.在向电池的电池单体中注入电解液时残留在电池单体的外的电解液容易造成电池的污染。因此，如何避免电池单体的顶盖被污染是电池技术中一个亟待解决的技术问题。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在提供一种电池单体的顶盖组件、电池单体、电池和用电装置，以改善相关技术中存在的电解液容易流到电池单体的顶盖的远离注液孔的位置而造成电池单体的顶盖污染的问题。
5.根据本实用新型实施例的一个方面，提供了一种电池单体的顶盖组件，顶盖组件包括：顶盖；负极端子，设在顶盖上；正极端子，设在顶盖上，并与负极端子并排设在顶盖上；注液孔，设在顶盖上，并与负极端子和正极端子并排设置；以及，凸起，绕注液孔的周向布置，并凸出于顶盖的上表面。凸起能够有效地防止溢出的电解液向远离注液孔的位置流动，并使残留的电解液再经注液孔流入到电池单体的内部，因此改善了相关技术中存在的电解液容易流到电池单体的顶盖的远离注液孔的位置而造成电池单体的顶盖污染的问题。也相应地解决了因顶盖污染而带来的边电压不良、防爆阀腐蚀和顶盖顶部包膜或喷涂不良以及电解液溢出的不可逆损失等问题。
6.在一些实施例中，凸起沿注液孔的周向封闭以防止残留在注液孔周围的电解液流向顶盖的其它位置，残留的电解液能够全部流入电池单体的壳体中，既避免了残留电解液带来的污染，也提高了电解液的利用率、降低了浪费。
7.在一些实施例中，凸起设在注液孔的边缘，凸起紧邻注液孔的边缘设置，在满足缓存电解液的前提下，降低了凸起占用的空间，避免凸起对在电极端子上焊接连接部件造成干涉。
8.在一些实施例中，注液孔的至少一端的内径由外至内逐渐缩小，从而形成漏斗形的注液孔，有利于残留的电解液汇流到电池单体的壳体的内部。
9.在一些实施例中，凸起与注液孔的边缘间隔设置，以使凸起能够缓存更多的电解液。
10.在一些实施例中，顶盖的位于凸起内的上表面的高度沿靠近注液孔的方向逐渐降低，从而形成斜面倒流斜面结构，有利于残留的电解液汇流到电池单体的壳体的内部。
11.在一些实施例中，顶盖组件还包括设在顶盖上的防爆阀，防爆阀设在负极端子和正极端子之间，注液孔设在防爆阀设在防爆阀和正极端子之间，或，注液孔设在防爆阀设在
防爆阀和负极端子之间，有利于避免凸起对在电极端子上焊接连接部件造成干涉。
12.在一些实施例中，凸起为套设在注液孔外的圆形、椭圆形或多边形结构，圆形、椭圆形或多边形结构的周向封闭的结构均能有效地防止电解液流向远离注液孔的位置，并有利于电解液经注液孔回流到电池单体的内部。
13.在一些实施例中，凸起不高于负极端子和/或正极端子，有利于避免凸起对在电极端子上焊接连接部件造成干涉。
14.根据本实用新型的另一方面，还提供了一种电池单体，电池单体包括壳体和上述的顶盖组件，壳体设有开口，顶盖组件用于盖合开口。
15.根据本实用新型的另一方面，还提供了一种电池，电池包括上述的电池单体和用于容纳电池单体的箱体。
16.根据本实用新型的另一方面，还提供了一种用电装置，用电装置包括用于提供电能的上述的电池。
17.通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
18.为了更清楚地说明本实用新型实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
19.图1示出了本实用新型的一些实施例的车辆的结构示意图；
20.图2示出了本实用新型的一些实施例的电池的分解结构示意图；
21.图3示出了本实用新型的一些实施例的电池单体的分解结构示意图；
22.图4示出了本实用新型的一个实施例的电池单体的顶盖组件的结构示意图；
23.图5示出了本实用新型的一个电池单体的顶盖组件的俯视结构示意图；
24.图6示出了本实用新型的一个电池单体的顶盖组件的局部爆炸图；
25.图7示出了本实用新型的一个电池单体的顶盖组件的胶塞的结构示意图；
26.图8示出了本实用新型的一个电池单体的顶盖组件的胶塞的剖视结构示意图；
27.图9示出了本实用新型的一个电池单体的顶盖组件的封盖的结构示意图；
28.图10示出了本实用新型的一个电池单体的顶盖组件的封盖的剖视结构示意图；
29.图11示出了本实用新型的另一个电池单体的顶盖组件的结构示意图；
30.图12示出了本实用新型的另一个电池单体的顶盖组件的俯视结构示意图；
31.图13示出了本实用新型的另一个电池单体的顶盖组件的局部爆炸图；
32.图14示出了本实用新型的另一个电池单体的顶盖组件的胶塞的结构示意图；
33.图15示出了本实用新型的另一个电池单体的顶盖组件的胶塞的剖视结构示意图；
34.图16示出了本实用新型的另一个电池单体的顶盖组件的封盖的结构示意图；以及
35.图17示出了本实用新型的另一个电池单体的顶盖组件的封盖的剖视结构示意图。
36.图中：
37.1000、车辆；100、电池；200、控制器；300、马达；10、箱体； 11、第一部分；12、第二部
分；20、电池单体；22、壳体；23、电芯组件；1、负极端子；2、防爆阀；3、正极端子；4、注液孔；5、塑胶部件；6、顶盖；7、封盖；8、橡胶密封件；9、凸起。
具体实施方式
38.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，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
39.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本技术；本技术的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
40.在本技术实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，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、特定顺序或主次关系。在本技术实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
41.在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
42.在本技术实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
43.在本技术实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。
44.在本技术实施例的描述中，技术术语“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技术实施例和简化描述，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技术实施例的限制。
45.在本技术实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“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；也可以是机械连接，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技术实施例中的具体含义。
46.目前，从市场形势的发展来看，动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具，以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大，其市场的需求量也在不断地扩增。
47.本发明人注意到，电池单体的制备过程中向电池单体注入电解液时，电解液容易残留在注液孔的外部，从而造成对电池单体的顶盖甚至连接电极端子的电连接部件和电池单体的壳体的污染，进而导致边电压不良、防爆阀腐蚀和顶盖顶部包膜或喷涂不良等问题。
48.为了解决残留电解液带来的污染以及污染而导致的一系列问题，本实施例通过在注液孔的周围设置凸起，能够有效地阻挡残留电解液朝远离注液孔位置流动，并且也有利于使残留在注液孔外的电解液汇流到注液孔中，进而流到电池单体的壳体中。
49.具体地，本实施例提供了一种电池单体的顶盖组件、电池单体、电池和用电装置。
50.其中在一些实施例中用电装置包括车辆，请参照图1，图1为本技术的实施例提供的车辆1000的结构示意图。车辆1000可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆1000的内部设置有电池100，电池 100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池100可以用于车辆1000的供电，例如，电池100可以作为车辆1000的操作电源。车辆1000还可以包括控制器200和马达300，控制器200用来控制电池100为马达300供电，例如，用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
51.在本技术一些实施例中，电池100不仅可以作为车辆1000的操作电源，还可以作为车辆1000的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。
52.请参照图2，图2为本技术一些实施例提供的电池100的爆炸图。电池100包括箱体10和电池单体20，电池单体20容纳于箱体10内。其中，箱体10用于为电池单体20提供容纳空间，箱体10可以采用多种结构。在一些实施例中，箱体10可以包括第一部分11和第二部分12，第一部分11与第二部分12相互盖合，第一部分11和第二部分12共同限定出用于容纳电池单体20的容纳空间。第二部分12可以为一端开口的空心结构，第一部分11可以为板状结构，第一部分 11盖合于第二部分12的开口侧，以使第一部分11与第二部分12共同限定出容纳空间；第一部分11和第二部分12也可以是均为一侧开口的空心结构，第一部分11的开口侧盖合于第二部分12的开口侧。当然，第一部分11和第二部分12形成的箱体10可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。
53.在电池100中，电池单体20可以是多个，多个电池单体20之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体20中既有串联又有并联。多个电池单体20之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体20构成的整体容纳于箱体10内；当然，电池100也可以是多个电池单体20先串联或并联或混联组成电池模块形式，多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体10内。电池100还可以包括其他结构，例如，该电池100还可以包括汇流部件，用于实现多个电池单体20之间的电连接。
54.其中，每个电池单体20可以为二次电池或一次电池；还可以是锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池，但不局限于此。电池单体20 可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。
55.请参照图3，图3为本技术一些实施例提供的电池单体20的分解结构示意图。电池单体20是指组成电池100的最小单元。如图3，电池单体20包括有顶盖6、壳体22、电芯组件23以及其他的功能性部件。
56.顶盖6是指盖合于壳体22的开口处以将电池单体20的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地，顶盖6的形状可以与壳体22的形状相适应以配合壳体22。可选地，顶盖6可以由具有一定硬度和强度的材质(如铝合金)制成，这样，顶盖6在受挤压碰撞时就不易发生形
变，使电池单体20能够具备更高的结构强度，安全性能也可以有所提高。顶盖6上可以设置有如电极端子等的功能性部件，电极端子包括负极端子1和正极端子3。电极端子可以用于与电芯组件23 电连接，以用于输出或输入电池单体20的电能。在一些实施例中，顶盖6上还可以设置有用于在电池单体20的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构。顶盖6的材质也可以是多种的，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本技术实施例对此不作特殊限制。在一些实施例中，在顶盖6的内侧还可以设置有绝缘件，绝缘件可以用于隔离壳体22内的电连接部件与顶盖6，以降低短路的风险。示例性的，绝缘件可以是塑料、橡胶等。
57.壳体22是用于配合顶盖6以形成电池单体20的内部环境的组件，其中，形成的内部环境可以用于容纳电芯组件23、电解液以及其他部件。壳体22和顶盖6可以是独立的部件，可以于壳体22上设置开口，通过在开口处使顶盖6盖合开口以形成电池单体20的内部环境。不限地，也可以使顶盖6和壳体22一体化，具体地，顶盖6 和壳体22可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面，当需要封装壳体22的内部时，再使顶盖6盖合壳体22。壳体22可以是多种形状和多种尺寸的，例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。具体地，壳体22的形状可以根据电芯组件23的具体形状和尺寸大小来确定。壳体22的材质可以是多种，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本技术实施例对此不作特殊限制。
58.电芯组件23是电池单体20中发生电化学反应的部件。壳体22 内可以包含一个或更多个电芯组件23。电芯组件23主要由正极片和负极片卷绕或层叠放置形成，并且通常在正极片与负极片之间设有隔膜。正极片和负极片具有活性物质的部分构成电芯组件23的主体部，正极片和负极片不具有活性物质的部分各自构成极耳23a。正极极耳和负极极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池100的充放电过程中，正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应，极耳23a连接电极端子以形成电流回路。
59.结合图4至6所示，在一些实施例中，电池单体20的顶盖组件包括顶盖6、负极端子1、正极端子3、注液孔4和凸起9。负极端子 1设在顶盖6上。正极端子3设在顶盖6上，并与负极端子1并排设在顶盖6上。注液孔4设在顶盖6上，并与负极端子1和正极端子3 并排设置。凸起9绕注液孔4的周向布置，并凸出于顶盖6的上表面。
60.其中，顶盖6用于盖设在电池单体20的壳体22上，电池单体 20的壳体22内设置有电解液和浸入在电解液中的电芯，电芯包括正极集流体和负极集流体。正极集流体与电池单体20的顶盖组件上的正极端子3连接，负极集流体和电池单体20的顶盖组件上的负极端子1连接。
61.注液孔2用于经其向电池单体20的壳体22内注入电解液。
62.凸起9能够有效地防止溢出的电解液向远离注液孔4的位置流动，并使残留的电解液再经注液孔4流入到电池单体20的内部，因此改善了相关技术中存在的电解液容易流到顶盖6的远离注液孔4 的位置而造成顶盖6污染的问题。也相应地解决了因顶盖污染而带来的边电压不良、防爆阀2腐蚀和顶盖顶部包膜或喷涂不良以及电解液溢出的不可逆损失等问题。
63.可选地，凸起9与顶盖6的材料可以相同，也可以不同，例如，凸起9的材料可以为铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等。凸起9和顶盖6可以是一体式成型结构，也可以是分体式结构。例如，凸起9 和顶盖6为一体式成型结构，有利于简化加工步骤、降低生产成本。
64.在另一些实施方式中，凸起9可以为多个，多个环形的凸起9 依次套设在注液孔4的外周，并且位于外侧凸起9的高度大于位于内侧凸起9的高度，以有效地防止电解液流向远离注液孔4的位置。
65.在一些实施例中，凸起9沿注液孔4的周向封闭。凸起9沿注液孔4的周向封闭，以防止残留在注液孔4周围的电解液流向顶盖6 的其它位置，残留的电解液能够全部流入电池单体20的壳体22中，既避免了残留电解液带来的污染，也提高了电解液的利用率、降低了浪费。
66.需要说明的时，周向封闭也即凸起9在注液孔4的圆周方向上 360度均有布置，且无缺口。另外，凸起9沿注液孔4周向布置，并非限定了凸起9为圆形，凸起9可以为圆形、椭圆形或多边形结构。
67.在一些实施例中，凸起9设在注液孔4的边缘。凸起9紧邻注液孔4的边缘设置，在满足缓存电解液的前提下，降低了凸起9占用的空间，避免凸起9对在电极端子上焊接连接部件造成干涉。
68.在一些实施例中，注液孔4的至少一段的内径由外至内逐渐缩小。本实施例中，“外”是指顶盖6的远离电池单体20的壳体22的一侧，“内”是指顶盖6的靠近电池单体20的壳体22的一侧。注液孔4 的内径由外至内渐缩，从而形成漏斗形的注液孔4，有利于残留的电解液汇流到电池单体20的壳体22的内部。
69.在一些实施例中，顶盖组件还包括设在顶盖6上的防爆阀2，防爆阀2设在负极端子1和正极端子3之间，注液孔4设在防爆阀2 设在防爆阀2和正极端子3之间，或，注液孔4设在防爆阀2设在防爆阀2和负极端子1之间。将注液孔4设在防爆阀2和端子之间，有利于避免凸起9对在电极端子上焊接连接部件造成干涉。
70.在一些实施例中，凸起9不高于负极端子1和/或正极端子3。凸起9不高于负极端子1和/或正极端子3，有利于避免凸起9对在电极端子上焊接连接部件造成干涉。
71.如图6所示，注顶盖组件还包括橡胶密封件8和封盖7，电解液经注液孔4注入到壳体22内，入电解液后，将橡胶密封件8插入到注液孔4中以封闭注液孔4，然后将金属材质的封盖7盖在密封件8 上，并将封盖7与顶盖6焊接，以达到长期密封注液孔4的效果。图7和8示出了的橡胶密封件8的结构示意图，图9和10示出了封盖7 的结构示意图。封盖7的材质可以为铝、铜等金属材料。
72.封盖7的边缘设有斜面，以适配注液孔4的漏斗形结构，该斜面沿靠近封盖7的外边沿的方向逐渐向上倾斜。
73.在一些实施例中，凸起9为套设在注液孔4外的圆形、椭圆形或多边形结构。圆形、椭圆形或多边形结构的周向封闭的结构均能有效地防止电解液流向远离注液孔4的位置，并有利于电解液经注液孔4 回流到电池单体20的内部。
74.如图11-17所示，在另一些实施例中，凸起9与注液孔4的边缘间隔设置，以使凸起9能够缓存更多的电解液。
75.在一些实施例中，顶盖6的位于凸起9内的上表面的高度沿靠近注液孔4的方向逐渐降低，从而形成斜面倒流斜面结构，有利于残留的电解液汇流到电池单体20的壳体22的内部。
76.封盖7的边缘设有斜面，该斜面沿靠近封盖7的外边沿的方向逐渐向上倾斜，以适
配抵接上述的倒流斜面。图14和15示出了的该实施例的橡胶密封件8的结构示意图，图16和17示出了该实施例的封盖7的结构示意图。
77.以上仅为本实用新型的示例性实施例，并不用以限制本实用新型，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。