电池及具有该电池的车辆的制作方法

1.本发明涉及电池技术领域，具体提供一种电池及具有该电池的车辆。


背景技术：

2.随着现代社会的发展以及人们环保意识的增强，越来越多的设备选择以锂离子电池作为电源，例如，新能源汽车，这为锂离子电池的应用与发展提供了广阔的空间。现有的锂离子电池通常包括壳体、正极极柱、正极集流盘、盖板、负极集流盘、电芯等组件，正极集流盘、负极集流盘以及电芯均设置在壳体的内部，盖板盖设于壳体以起到密封作用。正极极柱穿过盖板与正极集流盘连接，正极集流盘与电芯之间起传导电流的作用。
3.不过，以正极集流盘为例，通常需要通过正极集流盘与正极极柱、正极集流盘与正极极耳这两次分别焊接，之后才能够通过正极集流盘实现正极极柱与正极极耳的电连接，工艺繁琐。并且，正极集流盘需要占用壳体的内部空间，壳体内的空间是有限的，这样也就会影响到电芯的能量密度，从而影响锂离子电池的性能。
4.相应地，本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。


技术实现要素：

5.本发明旨在解决上述技术问题，即，解决现有技术中因采用集流盘实现极柱与极耳的连接的工艺繁琐、且因需占用壳体内的空间造成电芯的能量密度降低等问题。
6.第一方面，本发明提供一种电池，所述电池包括壳体、设置于所述壳体的顶盖以及设置于所述壳体内的电芯和正极极耳，所述正极极耳与所述电芯电连接，所述电池还包括正极极柱和柔性连接件，所述正极极柱的第一端穿过所述顶盖伸入至所述壳体内，所述柔性连接件的第一端与所述正极极柱的第一端电连接，所述柔性连接件的第二端与所述正极极耳电连接，其中，所述柔性连接件的长度大于所述正极极柱的第一端与所述正极极耳之间的距离。
7.在上述电池的优选技术方案中，所述电池还包括第一绝缘件，所述第一绝缘件设置于所述壳体内，所述正极极柱的第一端依次穿过所述顶盖和所述第一绝缘件后与所述柔性连接件的第一端连接，所述第一绝缘件的至少一部分位于所述正极极柱的第一端与所述顶盖之间。
8.在上述电池的优选技术方案中，所述正极极柱包括柱段、以及分别设置于所述柱段沿其轴向的两端的第一端和第二端，安装好时，所述柱段穿过所述顶盖，所述正极极柱的第一端和所述正极极柱的第二端分别位于所述顶盖沿其厚度方向的两侧。
9.在上述电池的优选技术方案中，所述第一绝缘件包括第一基体以及沿所述第一基体的外缘周向设置的第一翻边，安装好时，所述第一基体位于所述顶盖与所述正极极柱的第一端之间，所述第一翻边包覆于所述正极极柱的第一端和所述正极极耳的周向外侧。
10.在上述电池的优选技术方案中，所述电池还包括第二绝缘件，所述柱段穿过所述第二绝缘件，所述第二绝缘件的至少一部分设置于所述正极极柱的第二端与所述顶盖之
间，且所述第二绝缘件的内缘与所述柱段的外壁相抵接。
11.在上述电池的优选技术方案中，所述第二绝缘件包括第二基体以及沿所述第二基体的内缘周向设置的第二翻边，安装好时，所述柱段穿过所述第二基体，所述第二基体设置于所述顶盖与所述正极极柱的第二端之间，所述第二翻边设置于所述柱段与所述顶盖之间。
12.在上述电池的优选技术方案中，所述电池还包括设置于所述壳体内的负极极耳，所述负极极耳与所述电芯电连接，所述负极极耳与所述顶盖相接，所述负极极耳与所述正极极耳设置于所述电芯沿其轴向的同一端。
13.在上述电池的优选技术方案中，所述顶盖靠近所述负极极耳的位置向内凹进有凹陷部，所述凹陷部与所述负极极耳连接。
14.在上述电池的优选技术方案中，所述壳体为圆筒状结构；并且/或者所述柔性连接件为铝丝。
15.在本发明的技术方案中，电池包括壳体、设置于壳体的顶盖以及设置于壳体内的电芯和正极极耳，电池的正极极耳与电芯电连接，正极极柱的第一端穿过顶盖伸入到壳体内，柔性连接件的第一端与正极极柱的第一端电连接、第二端与正极极耳电连接，柔性连接件的长度大于正极极柱的第一端与正极极耳之间的距离。这样，通过柔性连接件也就实现了正极极柱与正极极耳的电连接。在组装好时，柔性连接件具有富余部分，这样在受到振动时，就不会拉扯到该柔性连接件与正极极柱的第一端、柔性连接件与正极极耳的连接处，从而也就能够确保正极极柱与正极极耳之间电连接的持续性，确保电池的稳定性。同时，由于柔性连接件具有较好的柔韧性，在组装时，将富余的柔性连接件盘绕在顶盖与正极极耳之间的空间即可，无需额外占用壳体内的空间，从而有利于提高电芯的电量密度，提升电池的性能。
16.进一步地，电池还包括第一绝缘件和第二绝缘件，该第一绝缘件设置在壳体内，正极极柱的第一端依次穿过顶盖和第一绝缘件后与柔性连接件的第一端连接，第一绝缘件的至少一部分位于正极极柱的第一端与顶盖之间。柱段穿过第二绝缘件，第二绝缘件的至少一部分设置在正极极柱的第二端与顶盖之间，且第二绝缘件的内缘与柱段的外壁相抵接。通过这样的设置方式，从而也就能够更好地确保正极极柱与顶盖之间的绝缘性，避免电池内部短路，增强电池的可靠性。
17.进一步地，电池还包括负极极耳，该负极极耳与电芯电连接、且该负极极耳与顶盖相接，负极极耳与正极极耳设置在电芯沿其轴向的同一端。也就是说，本技术的电池的负极为顶盖、壳体以及负极极耳，电池的正极为正极极柱和正极极耳，即在电池内形成了电路相通的正极和负极，这样也就能够确保电池的稳定运行。将负极极耳与正极极耳设置在电芯沿其轴向的同一端，这样在进行工装时更加方便，只需从电芯的同一端进行接线即可。此外，通过第一绝缘件的设置，也能够更好地将负极极耳与正极极耳分隔开来，避免正极极耳与负极极耳之间相互影响，从而更好地确保电池的稳定运行。
18.本发明第二方面还提供了一种车辆，所述车辆配置有前述任一项方案所述的电池。
19.需要说明的是，该车辆具有前述的电池的所有技术效果，在此不再赘述。
附图说明
20.下面结合附图来描述本发明的电池及具有该电池的车辆，附图中：
21.图1是本发明一种实施例的电池的结构图；
22.图2是本发明一种实施例的电池的a-a面的剖视图；
23.图3是图2中局部b的放大图；
24.图4是本发明一种实施例的电池的爆炸图(一)；
25.图5是本发明一种实施例的电池的爆炸图(二)。
26.附图标记列表：
27.1、壳体；2、顶盖；21、凹陷部；3、电芯；4、正极极耳；5、正极极柱；51、正极极柱的第一端；52、正极极柱的第二端；53、柱段；6、柔性连接件；7、第一绝缘件；71、第一基体；72、第一翻边；8、第二绝缘件；81、第二基体；82、第二翻边；9、负极极耳。
具体实施方式
28.下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
29.需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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发明的限制。此外，术语“第一”、“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。此外，还需要说明的是，在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是连接；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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
30.由于目前通过正极集流盘实现正极极柱与正极极耳之间的电连接的工艺繁琐，且正极集流盘需要额外占用空间，会影响到电芯的能量密度，进而影响电池的性能。为此，本发明的电池通过柔性连接件就能够方便地实现正极极柱和正极极耳的相接，通过使柔性连接件的长度大于正极极柱的第一端与正极极耳之间的距离，从而能够确保电池的稳定性，提升电池的性能。
31.下面结合图1至图5来阐述本发明的电池的可能的实现方式。
32.如图1至图5所示并按照图2所示的方位，电池包括壳体1、设置于壳体1的顶盖2以及设置于壳体1内的电芯3和正极极耳4，壳体1大致为一端开口、一端封口的圆筒状结构。电芯3大致为圆柱状结构，设置在壳体1内。正极极耳4大致为半圆形结构，该正极极耳4与电芯3电连接。顶盖2的外径大致与壳体1的横截面的内径相当，在安装时，将顶盖2安装至壳体1的开口端，然后通过激光焊接方式将顶盖2的外缘与壳体1的开口端焊接在一起，从而实现了顶盖2与壳体1相接。安装好时，顶盖2的外缘与壳体1的内壁相接。这样通过顶盖2和壳体1也就形成了一个相对封闭的空间，将设置在壳体1内的电芯3和正极极耳4 与外部环境隔绝了开来。显然，还可以通过超声波焊接、波峰焊接等焊接方式来实现顶盖2与壳体1的连接。
33.需要说明的是，也可以是将顶盖2盖设在壳体1的开口端，例如，顶盖2包括本体，该
本体大致为圆片状结构，其外径大致与壳体1的横截面的外径相似，该本体的外缘沿周向设置有折边。在组装好时，本体设置在壳体1的开口端、折边设置在壳体1靠近其开口端的外侧，类似于将矿泉水瓶的瓶盖盖设在矿泉水瓶上，盖好后将折边远离本体的外缘与壳体1的外壁焊接即可。显然，壳体1也可以不设置为圆筒状结构，其还可以设置为横截面为椭圆形、矩形、方形、三角形等其他可能的形状。在不偏离本技术的原理的前提下，本领域技术人员可以根据具体的应用场景灵活选择壳体1和顶盖2的具体设置形式，只要能够将电芯3 和正极极耳4设置在壳体1内、确保电池的稳定运行即可。
34.电池还包括正极极柱5和柔性连接件6，正极极柱的第一端51穿过顶盖2伸入至壳体1内，柔性连接件6的第一端通过键合工艺与正极极柱的第一端51电连接，柔性连接件6的第二端通过键合工艺与正极极耳4电连接。并且，柔性连接件6的长度大于正极极柱的第一端51与正极极耳4之间的距离。这样，通过柔性连接件6也就能够实现正极极柱5 与正极极耳4的电连接，并且，可以在同一个工装程序中实现柔性连接件6的两端与正极极柱的第一端51和正极极耳4的电连接，简化了工装程序。在组装好时，由于柔性连接件6的长度较长，那么就会有部分富余，这样在受到振动时，正极极柱5与正极极耳4之间可能会发生相对位移，在这个过程中，即便发生拉扯，也是拉扯富余的柔性连接件6，而不会拉扯到柔性连接件6与正极极柱5、柔性连接件6与正极极耳4的连接处，这样也就不会破坏柔性连接件6与正极极柱5、肉香连接件与正极极耳4之间的连接状态，从而也就能够确保正极极柱5与正极极耳4之间电连接的持续性，确保电池的稳定性。并且，由于柔性连接件6具有较好的柔韧性，富余的部分可以盘绕在顶盖2与正极极耳4之间的空间，无需额外占用壳体1内的空间，这样也就能够尽最大可能地有效利用壳体1内的空间，从而有利于提高电芯3的电量密度，提升电池的性能。
35.需要说明的是，键合工艺包括静电键合、热键合、“复合”键合等工艺，本领域技术人员可以根据具体的应用场景灵活选择键合工艺的具体类型，只要能够实现柔性连接件6的两端与正极极柱的第一端51和正极极耳4的电连接即可。
36.在一种可能的实施方式中，柔性连接件6为铝丝，铝丝的两端分别与正极极柱5和正极极耳4电连接，从而也就能够实现正极极柱5和正极极耳4的电连接。需要说明的是，在不偏离本技术的原理的前提下，本领域技术人员可以在综合考虑电池的成本、电池的性能等因素的基础上灵活选择铝丝的具体数量、长度等，只要能够确保正极极柱5和正极极耳4的电连接、且不额外占用壳体1内的空间即可。显然，柔性连接件6还可以是由铜、铂、金等延展性较好的金属制成的丝状结构，也可以是由导电塑料、导电橡胶等导电材料制成的丝状结构。
37.如图2、图3和图5所示，正极极柱5包括柱段53、第一端和第二端，柱段53大致为圆柱状结构，正极极柱的第一端51和正极极柱的第二端52分别设置在柱段53沿其轴向的两端，该第一端和第二端均大致为圆形凸台，第一端的外径大于第二端的外径。顶盖2上设置有通孔(未图示)，正极极柱的第一端51和正极极柱的第二端52的外径均大于通孔的内径。在组装好时，柱段53穿过该通孔，正极极柱的第一端51位于顶盖2沿其厚度方向(即图2中的上下方向)的下侧、正极极柱的第二端52位于顶盖2沿其厚度方向(即图2中的上下方向)的上侧，这样也就能够避免正极极柱5从顶盖2的某一侧脱出，从而能够更加稳定地将正极极柱5设置于电池。
38.需要说明的是，正极极柱的第一端51与正极极柱的第二端52的外径也可以大致相同，正极极柱的第一端51的外径也可以小于正极极柱的第二端52的外径。柱段53、正极极柱的第一端51和正极极柱的第二端 52也可以设置成其他形式，例如，柱段53为横截面为方形的柱状结构、正极极柱的第一端51和正极极柱的第二端52为方形结构，等。当然，正极极柱5也可以仅包括柱段53和正极极柱的第一端51，此种情形下，在安装好时，由于顶盖2的阻挡作用，正极极柱5也能够稳定地设置于电池。在不偏离本技术的原理的前提下，本领域技术人员可以根据具体的应用场景灵活选择正极极柱5的具体设置方式，只要能够将其稳定地设置于电池即可。
39.如图2至图5所示并按照图2所示的方位，电池还包括第一绝缘件7，该第一绝缘件7设置在壳体1内。第一绝缘件7包括第一基体71和第一翻边72，第一基体71大致为半圆形结构，其径向尺寸略大于正极极耳4 的径向尺寸。第一翻边72沿该第一基体71的外缘周向向下延伸，这样构成的第一绝缘件7大致为向下倒扣的罩状结构。正极极柱的第一端51 依次穿过顶盖2和第一基体71后与柔性连接件6的第一端连接。安装好时，第一基体71位于顶盖2与正极极柱的第一端51之间，第一翻边72 包覆在正极极柱的第一端51和正极极耳4的周向外侧，第一翻边72的下侧边与电芯3抵接。也就是说，正极极柱的第一端51和正极极耳4都被罩设在第一绝缘件7内，这样也就能够更好地将正极极柱的第一端51 和正极极耳4与外部环境隔绝开，达到较好地绝缘效果，避免因正极极柱的第一端51与顶盖2相接而导致的电池内部短路的情况的发生。
40.需要说明的是，第一绝缘件7还可以仅包括第一基体71，通过该第一基体71来确保正极极柱的第一端51与顶盖2之间的绝缘性。当然，也可以不设置第一绝缘件7，此种情形下，可以通过增加正极极柱的第一端51与顶盖2之间的距离来避免因二者相接二导致的短路的情况的发生。在不偏离本技术的原理的前提下，本领域技术人员可以根据具体的应用场景灵活选择第一绝缘件7的具体设置，只要能够避免因正极极柱的第一端51与顶盖2相接导致短路的情况发生即可。
41.如图1至图5所示并按照图2所示的方位，电池还包括第二绝缘件8，第二绝缘件8包括第二基体81和第二翻边82，第二基体81大致为圆环状结构，第二翻边82沿该第二基体81的内缘周向向下延伸。安装好时，柱段53穿过该第二基体81，第二基体81位于顶盖2与正极极柱的第二端52之间，第二翻边82卡设在柱段53与通孔之间。这样通过第二绝缘件8的设置，也就能够更好地将正极极柱的第二端52与顶盖2隔离开，从而获得较好地绝缘效果，避免因正极极柱的第二端52和柱段53与顶盖2相接而导致电池内部短路的情况发生。并且，通过第二翻边82的设置，能够更好地封堵顶盖2上的通孔与柱段53之间的间隙，更好地将壳体1内部与外部外径隔绝开来，确保电池的密封性。
42.需要说明的是，第二绝缘件8还可以仅包括第二基体81，组装好时，该第二基体81设置在正极极柱的第二端52与顶盖2之间，第二基体81 的内环与柱段53相抵接，此种情形下，第二基体81的内环的径向尺寸小于通孔的径向尺寸，安装好时，柱段53与通孔之间具有间隙，即柱段 53不会与顶盖2相接处。在安装好时，柱段53与通孔之间的间隙会被第二基体81所覆盖，从而也能够同时达到绝缘和密封的目的。当然，也可以不设置第二绝缘件8，此种情形下，可以在柱段53与通孔之间设置大致为圆筒状的密封件，该密封件由橡胶、塑料等绝缘材料制成，这样也就能够达到封堵通孔的目的。同时，使该密封件的高度大于顶盖2的厚
度。这样安装好时，密封件至少有一部分会伸出到顶盖2的外侧(即图2 中顶盖2的上侧)，这样正极极柱的第二端52与顶盖2的上表面之间也不会直接接触，从而也能够避免因正极极柱的第二端52与顶盖2相接而导致短路的情况的发生。在不偏离本技术的原理的前提下，本领域技术人员可以根据具体的应用场景灵活选择第二绝缘件8的具体设置，只要能够避免正极极柱的第二端52与顶盖2相接导致短路的情况发生、以及能够封堵顶盖2上的通孔即可。
43.通过上述设置方式，即通过第一绝缘件7和第二绝缘件8的设置，从而能够更好地避免因正极极柱5与顶盖2相接而导致的电池内部短路的情况的发生。
44.需要说明的是，第一绝缘件7可以为由陶瓷、橡胶、塑料、云母、石棉等绝缘材料制成，第二绝缘件8可以为由橡胶、塑料等绝缘且具有一定密封性能的材料制成。当然，第一绝缘件7和第二绝缘件8也可以由不绝缘的材料制成，然后在该第一绝缘件7和第二绝缘件8的表面涂上绝缘漆，例如，第一绝缘件7和第二绝缘件8由铜、铝等金属制成，然后在其表面涂上绝缘漆，等。在不偏离本技术的原理的前提下，本领域技术人员可以根据具体的应用场景灵活选择第一绝缘件7和第二绝缘件8的具体设置方式，只要第一绝缘件7能够起到绝缘的作用、第二绝缘件8兼顾绝缘和密封的作用即可。
45.如图2至图5所示，电池还包括设置在壳体1内的负极极耳9，该负极极耳9大致为半圆形结构，负极极耳9的下侧与电芯3电连接、负极极耳9的上侧与顶盖2相接。这样，本技术的电池的负极为顶盖2、壳体 1以及负极极耳9，电池的正极为正极极柱5和正极极耳4，即在电池内形成了电路相通的正极和负极，从而也就能够确保电池的稳定运行。
46.按照图2所示的方位，正极极耳4与负极极耳9分别设置在电芯3 的上端的左、右两侧，这样也就将正极极耳4和负极极耳9设置在了电芯3沿其轴向的同一端(即图2中电芯3的上端)，这样在进行工装时更加方便，只需从电芯3的同一端进行接线即可。同时，基于上述陈述，第一绝缘件7扣设在正极极柱的第一端51和正极极耳4的外侧，这样通过第一绝缘件7的设置也就能够更好地将负极极耳9与正极极耳4分隔开来，避免正极极耳4与负极极耳9之间相互影响，从而更好地确保电池的稳定运行。显然，正极极耳4与负极极耳9也可以分别设置在电芯3 沿其轴向的两端。
47.如图2至图5所示，顶盖2靠近负极极耳9的位置向内凹进有凹陷部21，该凹陷部21大致为矩形。凹陷部21与负极极耳9连接，在安装好时，通过穿透焊接的方式焊接凹陷部21和负极极耳9，以确保二者的持续相接，从而确保电池的稳定运行。
48.需要说明的是，顶盖2上也可以不设置凹陷部21，而是在靠近负极极耳9的位置设置穿孔，然后通过激光焊接、超声波焊接、波峰焊接等焊接方式焊接穿孔与负极极耳9，这样也能够实现顶盖2与负极极耳9的连接。
49.综上所述，在本发明的优选技术方案中，通过使柔性连接件6的两端分别与正极极柱的第一端51和正极极耳4相接、使柔性连接件6的长度大于正极极柱的第一端51与正极极耳4之间的距离，从而能够实现正极极柱5与正极极耳4的电连接，在受到振动时，不会拉扯到该柔性连接件6与正极极柱5、柔性连接件6与正极极耳4的连接处，这样也就能够确保正极极柱5与正极极耳4之间电连接的持续性，从而确保电池的稳定性。同时，柔性连接件6也无需额外占用壳体1内的空间，有利于提高电芯3的电量密度，提升电池的性能。通过第一绝缘件7和第二绝缘件8的设置，从而能够确保正极极柱5与顶盖2之间的绝缘性，并且通过第
二绝缘件8的设置还能够确保电池的密封性，从而更好地确保电池的稳定性。通过将负极极耳9与正极极耳4设置在电芯3的同一端、顶盖2的凹陷部21与负极极耳9相接，从而在电池内形成了电路相通的正极和负极，并且通过第一绝缘件7的设置能够避免正极极耳4和负极极耳9互相影响，从而也就能够确保电池的稳定运行。
50.当然，上述可以替换的实施方式之间、以及可以替换的实施方式和优选的实施方式之间还可以交叉配合使用，从而组合出新的实施方式以适用于更加具体的应用场景。
51.此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在本发明的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
52.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。