锂电池的盖板及方形电池结构的制作方法

1.本实用新型涉及锂电池技术领域，涉及一种锂电池的盖板及方形电池结构。


背景技术：

2.锂电池是指分别用二个能可逆地嵌入与脱嵌锂离子的化合物作为正负极构成的二次电池，属于比较成熟和先进的电池。
3.目前市场中采用的锂电池包括壳体、卷芯和盖板，卷芯包括正极片和负极片，正极片和负极片通过隔膜进行隔离，卷芯的两侧具有伸出的正极片箔材和负极片箔材，卷芯焊接于正极连接片和负极连接片中间后设于壳体内，再将盖板盖设在壳体顶端的开口处并焊接密封形成电池。
4.锂电池由于质量轻，储电量大，受到了人们的广泛应用。整个行业处于快速发展的状态中，目前新能源汽车产销规模扩大及单车带电量提升，动力电池市场保持高速增长，未来仍有较大发展空间，动力电池是新能源电动汽车的“心脏”，直接影响着电动汽车的续航和安全性。车辆续航问题、电池安全问题、电池回收问题是目前消费者考虑的三大主要因素，合计占比87％，均与电池结构有关，通过对电池结构的改进提高电池的安全问题迫在眉睫。
5.有鉴于此，本发明人根据多年从事本领域和相关领域的生产设计经验，经过反复试验设计出一种锂电池的盖板及方形电池结构，以期解决现有技术存在的问题。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的在于提供一种锂电池的盖板及方形电池结构，能够有效提高锂电池内部的空间利用率。
7.为达到上述目的，本实用新型提出一种锂电池的盖板，其中，所述盖板包括盖板本体和两个电极组件，两个所述电极组件分别设置于所述盖板本体的两端，所述盖板本体包括基板和设于所述基板下表面的止动架，所述电极组件贯穿所述基板和所述止动架将所述基板和所述止动架固定连接在一起，所述基板上表面安装所述电极组件的位置处设有第一凸台，所述基板下表面对应设有第一凹槽，所述止动架的上表面对应所述第一凹槽的位置处设有第二凸台，所述止动架的下表面对应所述第二凸台的位置处设有第二凹槽。
8.如上所述的锂电池的盖板，其中，所述电极组件包括电极压板、电极功能板和电极铆钉，所述电极压板和所述电极功能板设于所述基板的上表面，所述电极铆钉设于所述止动架的下表面，所述电极铆钉依次贯穿所述止动架、所述基板、所述电极功能板和所述电极压板并与所述电极压板固定连接。
9.如上所述的锂电池的盖板，其中，所述电极铆钉的底面凸出于所述止动架下表面0.5mm.
10.如上所述的锂电池的盖板，其中，两个所述电极组件分别为正电极组件和负电极组件。
11.如上所述的锂电池的盖板，其中，在所述正电极组件中，所述电极压板为正电极压板，所述电极功能板为正极弱导板，所述电极铆钉为正电极铆钉。
12.如上所述的锂电池的盖板，其中，在所述负电极组件中，所述电极压板为正电极压板，所述电极功能板为负极绝缘板，所述电极铆钉为负极铆钉。
13.如上所述的锂电池的盖板，其中，所述止动架的两端分别开设有供所述电极铆钉穿设的阶梯贯通孔，所述阶梯贯通孔的一端为小口径端，所述阶梯贯通孔的另一端为大口径端，所述大口径端背向所述基板设置，且在所述大口径端内嵌设有密封圈，所述密封圈能够与所述电极铆钉密封配合。
14.如上所述的锂电池的盖板，其中，所述基板上开设有防爆孔，所述防爆孔内安装有防爆阀，所述防爆孔的顶端盖设有防爆膜。
15.如上所述的锂电池的盖板，其中，所述基板的上表面还贴有顶盖贴片。
16.本实用新型还提出一种锂电池的方形电池结构，其中，所述方形电池结构包括盖板和铝壳，所述盖板为如上所述的盖板，所述铝壳具有开口向上的容置腔，所述盖板盖设在所述铝壳的开口上并与所述铝壳焊接。
17.与现有技术相比，本实用新型具有如下特点和优点：
18.本实用新型提出的锂电池的盖板和方形电池结构，盖板本体两端设有凸台，在保证电池整体高度的前提下，提升了电池铝壳内部空间的利用率，盖板本体轻薄化、降低电极压板上表面与基板上表面的距离，在相同型号下可有效提高铝壳内部空间的利用率，从而增加电池能量密度。
附图说明
19.在此描述的附图仅用于解释目的，而不意图以任何方式来限制本实用新型公开的范围。另外，图中的各部件的形状和比例尺寸等仅为示意性的，用于帮助对本实用新型的理解，并不是具体限定本实用新型各部件的形状和比例尺寸。本领域的技术人员在本实用新型的教导下，可以根据具体情况选择各种可能的形状和比例尺寸来实施本实用新型。
20.图1为本实用新型提出的锂电池的盖板的分解示意图；
21.图2为本实用新型中锂电池的方形电池结构的安装示意图；
22.图3为本实用新型中第一凸台的局部示意图；
23.图4为本实用新型中第一凹槽的局部示意图；
24.图5为本实用新型中第二凸台的局部示意图；
25.图6为实用新型中第二凹槽的局部示意图；
26.图7为本实用新型中电极铆钉的安装示意图。
27.附图标记说明：
28.100、盖板；
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10、盖板本体；
29.11、基板；
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111、第一凸台；
30.112、第一凹槽；
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12、止动架；
31.121、第二凸台；
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122、第二凹槽；
32.13、阶梯贯通孔；
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131、小口径端；
33.132、大口径端；
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14、防爆孔；
34.15、防爆阀；
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16、防爆膜；
35.20、电极组件；
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21、电极压板；
36.22、电极功能板；
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23、电极铆钉；
37.24、密封圈；
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20’、正电极组件；
38.21’、正电极压板；
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22’、正极弱导板；
39.23’、正电极铆钉；
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25’、正极连接片；
40.20”、负电极组件；
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21”、负电极压板；
41.22”、负极绝缘板；
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23”、负电极铆钉；
42.25”、负极连接片；
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30、顶盖贴片；
43.200、铝壳；
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300、电芯；
44.400、外包胶。
具体实施方式
45.结合附图和本实用新型具体实施方式的描述，能够更加清楚地了解本实用新型的细节。但是，在此描述的本实用新型的具体实施方式，仅用于解释本实用新型的目的，而不能以任何方式理解成是对本实用新型的限制。在本实用新型的教导下，技术人员可以构想基于本实用新型的任意可能的变形，这些都应被视为属于本实用新型的范围。
46.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者可能存在居中元件。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能存在居中元件。
47.本实用新型提出一种锂电池的盖板100，如图1至图7所示，盖板100包括盖板本体10和两个电极组件，两个电极组件分别设置于盖板本体10的两端，盖板本体10包括基板11和设于基板11底面的止动架12，电极组件贯穿基板11和止动架12将基板11和止动架12固定连接在一起，基板11上表面安装电极组件的位置处设有第一凸台111，基板11下表面对应设有第一凹槽112，止动架12的上表面对应第一凹槽112的位置处设有第二凸台121，止动架12的下表面对应第二凸台121的位置处设于第二凹槽122。
48.本实用新型还提出一种方形电池结构，该方形电池结构包括盖板100和铝壳200，铝壳200具有开口向上的容置腔，盖板100盖设在铝壳200的开口上并与铝壳200焊接。
49.本实用新型提出的锂电池的盖板100和方形电池结构，基板11的上表面设有第一凸台111，下表面设有第一凹槽112；止动架12的上表面设有第二凸台121，下表面设有第二凹槽122，止动架12其上表面的第二凸台121对位匹配装配在第一凹槽112内，便于基板11和止动架12之间定位和装配，不但提高了基板11和止动架12的装配效率，还提高了基板11和止动架12的装配强度；另外，止动架12下表面设置的第二凹槽122还有效提高了盖板100下方空间(也就是铝壳200内部空间)的利用率。
50.本实用新型提出的锂电池的盖板100和方形电池结构，盖板本体10两端设有凸台，在保证电池整体高度的前提下，提升了电池铝壳200内部空间的利用率，盖板本体10轻薄化、降低电极压板上表面与基板11上表面的距离，在相同型号下可有效提高铝壳200内部空间的利用率，从而增加电池能量密度。
51.在本实用新型一个可选的实施方式中，电极组件20包括电极压板21、电极功能板
22和电极铆钉23，电极压板21和电极功能板22设于基板11的上表面，电极铆钉23设于止动架12的下表面，电极铆钉23依次贯穿止动架12、基板11、电极功能板22和电极压板21并与电极压板21固定连接。采用上述结构，通过电极组件20将基板11和止动架12固定连接为一体；同时，由于电极铆钉23设置在止动架12的下表面第二凹槽122内，有效节省了铝壳200内部空间。另外，由于电极铆钉23设置在止动架12的底部，不会将电极压板21表面下压呈凹形，电极压板21的平面度好，并且通过电极组件20的设置，使得该盖板100结构的结构简单，组装工序大大减少，装配简单，一定程度上降低了成本。
52.在该实施方式一个可选的例子中，电极铆钉23的底面凸出于止动架12下表面0.5mm。
53.在本实用新型一个可选的实施方式中，两个电极组件20分别为正电极组件20’和负电极组件20”。
54.在该实施方式一个可选的例子中，在正电极组件20’中，电极压板21为正电极压板21’，电极功能板22为正极弱导板22’，电极铆钉23为正电极铆钉23’。其中，正电极压板21’和正极弱导板22’设于盖板本体10的顶面，正电极铆钉23’设于盖板本体10的底面，正电极铆钉23’由下至上依次贯穿盖板本体10、正极弱导板22’与正电极压板21’固定连接。
55.在一个可选的例子中，正电极组件20’还包括正极连接片25’和正极保护片’。正极连接片25’的上表面连接于正电极铆钉23’的底端。
56.在该实施方式一个可选的例子中，在负电极组件20”中，电极压板21为负电极压板21”，电极功能板22为负极绝缘板22”，电极铆钉23为负电极铆钉23”。其中，负电极压板21”和负极绝缘板22”设于盖板本体10的顶面，负电极铆钉23”设于盖板本体10的底面，负电极铆钉23”由下至上依次贯穿盖板本体10和负极弱绝缘板22”与负电极压板21”固定连接。
57.在一个可选的例子中，负电极组件20”还包括负极连接片25”。负极连接片25”的上表面连接于负电极铆钉23’的底端。
58.在一个可选的例子中，电极铆钉23与电极压板21焊接固定，实现正极和负极电流的导通。具体的，正电极铆钉23’的顶部与正电极压板21’焊接，负电极铆钉23”的顶部与负电极压板21”焊接，实现正极电流和负极电流的导通。
59.在一个可选的例子中，电极压板21为铝板冲压而成，正电极铆钉23’为铝棒冲压而成，负电极铆钉23”为铜棒冲压而成。
60.在该实施方式一个实施方式的例子中，止动架12的两端分别开设有供电极铆钉23穿设的阶梯贯通孔13，阶梯贯通孔13的一端为小口径端131，阶梯贯通孔13的另一端为大口径端132，大口径端132背向基板11设置，且在大口径端132内嵌设有密封圈24，密封圈24能够与电极铆钉23密封配合。通过电极铆钉23(正电极铆钉23’或负电极铆钉23”)对密封圈24的压紧固定实现电极铆钉23与止动架12的密封，进而保证盖板100的密封性，并且由于密封圈24设置于阶梯贯通孔13的大口径端132，密封圈24的压缩量也更容易控制。
61.在该实施方式一个可选的例子中，止动架12为一体注塑成型结构，保证了密封效果，基板11为铝板冲压而成。
62.在该实施方式一个可选的例子中，基板11上开设有防爆孔14，防爆孔14内安装有防爆阀15，防爆阀15通过铝片冲压而成，并通过激光焊接在防爆孔14上，实现对电池壳体内部的过压保护。
63.在一个可选的例子中，防爆阀15通过激光焊接固定在防爆孔14的内壁上。
64.在一个可选的例子中，防爆孔14的顶端盖设有防爆膜16。
65.在本实用新型一个可选的例子中，基板11的上表面还贴有顶盖贴片30，以保护盖板本体10并绝缘。
66.请参考图1至图5，本实用新型提出的锂电池的盖板100和方形电池结构的工作原理：
67.先将防爆阀15焊接在基板11的防爆孔14上，然后将基板11放置在止动架12顶部，再分别将正极弱导板22’和负极绝缘板22”固定在基板11的两端，再将密封圈24分别套设在正极铆钉23’和负极铆钉23”上，并将正极铆钉23’和负极铆钉23”分别贯穿止动架12的阶梯贯通孔13、基板11、正极弱导板22’和负极绝缘板22”，压紧正极铆钉23’和负极铆钉23”使得密封圈24设置在止动架12阶梯贯通孔13的大口径端，最后将正极铆钉23’顶部、负极铆钉23”顶部与正极压板21’、负极压板21”焊接固定，完成该盖板100结构的装配。电芯300设于铝壳200的容置腔内，盖板100盖设在铝壳200的开口处，盖板100与铝壳200通过激光焊接完成整个电池结构的密封，铝壳200外再利用外包胶400密封。
68.针对上述各实施方式的详细解释，其目的仅在于对本实用新型进行解释，以便于能够更好地理解本实用新型，但是，这些描述不能以任何理由解释成是对本实用新型的限制，特别是，在不同的实施方式中描述的各个特征也可以相互任意组合，从而组成其他实施方式，除了有明确相反的描述，这些特征应被理解为能够应用于任何一个实施方式中，而并不仅局限于所描述的实施方式。