一种电池顶盖组件及动力电池的制作方法

1.本实用新型涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种电池顶盖组件及动力电池。


背景技术：

2.如今，伴随着信息化高科技时代的来临，能源应用形态正在发生变化，可再生、无污染、小型分立的可移动高性能电源需求快速增长。各国都在大力发展绿色、高效动力电池。锂离子电池作为一种新型动力电池，具有能量密度和功率密度大、工作电压高、重量轻、体积小、循环寿命长、安全性好、绿色环保等优点，在便携式电器、电动工具、大型贮能、电动交通动力电源等方面具有广阔的应用前景。
3.现阶段，方形铝壳电池占主导地位，目前市面上所用的电池顶盖结构复杂，制成工序多。同时，电池顶盖的正负极柱与顶盖的固定方式多采用激光焊接、一体式注塑。以上方式存在以下问题：装配过程复杂且耗时，成本偏高，影响生产效率。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型提出了一种制成工序简单，低成本的电池顶盖组件及动力电池。
5.本实用新型的技术方案是这样实现的：
6.一方面，本实用新型提供了一种电池顶盖组件，包括：
7.顶盖片，所述顶盖片长度方向两端分别开设有贯通的安装孔；
8.极柱，设置有两个，分别用于与安装孔进行配合，所述极柱包括基座及柱体，所述基座设置于顶盖片的下表面，柱体固定设置在基座上表面且从顶盖片的安装孔穿出，所述柱体上还设置有环形壁；
9.密封件，设置在安装孔与极柱之间，用于使极柱与顶盖片之间密封；
10.绝缘件，呈环状结构，其套设于柱体外周圈并与顶盖片上表面接触；
11.在所述环形壁受压向外水平延展时，对绝缘件进行挤压，以使极柱与顶盖片进行固定。
12.在上述技术方案的基础上，优选的，所述密封件包括第一密封部，第一密封部呈圆筒状结构，其套设在柱体外周圈，第一密封部的外壁与安装孔的内壁贴合，第一密封部向外延伸形成有第二密封部，第二密封部上表面与顶盖片的下侧相贴合，第二密封部的下表面与基座的表面相贴合。
13.进一步，优选的，所述第一密封部穿过安装孔，且第一密封部的顶部与顶盖片上表面齐平。
14.在上述技术方案的基础上，优选的，所述顶盖片上表面设置有至少一个第一凹陷部，所述绝缘件的下表面设置有与第一凹陷部相配合的第一凸起部。
15.进一步，优选的，所述绝缘件上表面靠近柱体处设置有若干第二凸起部，所述第二凸起部绕绝缘件轴心线等间距或非等间距布置，所述环形壁外周圈设置有若干与第二凸起
部配合的第二凹陷部，所述第二凹陷部绕绝缘件轴心线等间距或非等间距布置。
16.优选的，所述顶盖片下表面还固定设置有下塑件。
17.优选的，所述顶盖片上还设置有注液孔及防爆阀孔。
18.进一步，优选的，所述顶盖片上还设置有顶贴片，顶帖片上开设有供极柱及防爆阀孔穿过的通孔。
19.另一方面，本实用新型公开了一种动力电池，包括上述电池顶盖组件；还包括电池壳体，和设于电池壳体内的电芯，所述电芯外侧包裹有第一绝缘膜，所述电池壳体外侧包裹有第二绝缘膜。
20.本实用新型相对于现有技术具有以下有益效果：
21.(1)本实用新型公开的电池顶盖组件，极柱在与顶盖片安装时，仅需要密封件和绝缘件，整体装配结构简单，通过将密封件安装到极柱上，与顶盖片的安装孔配合后，在极柱上套设绝缘件，通过冲压方式对极柱顶面的环形壁冲压展平，对绝缘件进行挤压，从而实现极柱与顶盖片进行固定。相对于传统顶盖结构，本实用新型的顶盖结构简单，同时在装配过程中，相对于传统激光焊接，冲压方式能耗成本更低，设备投入成本更低；同时极柱与顶盖装配后，可以直接通过极柱底端的基座与电芯上的极耳连接，取消了转接片，电池的成本进一步降低；
22.(2)通过在绝缘件表面的第一凸起部与顶盖片表面的第一凹陷部配合，可以避免绝缘件相对于顶盖片旋转，在环形壁压紧绝缘件的基础上，可以避免极柱相对于安装孔旋转；
23.(3)通过绝缘件表面设置若干第二凸起部，环形壁外侧壁设置第二凹陷部，当环形壁受压展平后，利用第二凹陷部及第二凸起部的配合，可以实现极柱与绝缘件保持固定，在绝缘件与顶盖片固定的前提下，进而实现极柱与顶盖片相互固定，完全避免了极柱相对于安装孔旋转。
附图说明
24.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
25.图1为本实用新型公开的电池顶盖组件的立体结构示意图；
26.图2为本实用新型公开的极柱的立体结构示意图；
27.图3为本实用新型公开的电池顶盖组件的平面结构示意图；
28.图4为图3中a处局部放大图；
29.图5为本实用新型公开的动力电池的分解示意图；
30.附图标识：
31.1、顶盖片；2、极柱；3、密封件；4、绝缘件；11、安装孔；21、基座；22、柱体；23、环形壁；31、第一密封部；32、第二密封部；12、第一凹陷部；41、第一凸起部；42、第二凸起部；231、第二凹陷部；5、下塑件；13、注液孔；14、防爆阀孔；6、顶贴片；7、电池壳体；8、电芯；9、第一绝缘膜；10、第二绝缘膜。
具体实施方式
32.下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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方式，都属于本实用新型保护的范围。
33.如图1所示，结合图2和3，本实用新型实施例公开了一种电池顶盖组件，包括顶盖片1、极柱2、密封件3及绝缘件4。
34.其中，顶盖片1用于与电池壳体7相配合，作为将电芯8封装在电池壳体7内的封堵件，同时起到安装极柱2，并往电池壳体7内为电芯8注入电解液的作用。为适应方形铝壳电池的结构，顶盖片1为长条形，材质为铝材质，也可以为其他金属材质。顶盖片1长度方向两端分别开设有贯通的安装孔11，安装孔11用于将极柱2与顶盖片1进行装配。
35.极柱2，设置有两个，为正极柱2和负极柱2，分别与安装孔11进行配合。极柱2一端用于和电池壳体7内的电芯8极耳连接，另一端用于和外部用电设备连接。更具体而言，正极柱2位于顶盖片1底部的部分与电芯8的正极极耳连接，正极柱2位于顶盖片1顶部的部分与用电设备的正极连接；负极柱2位于顶盖片1底部的部分与电芯8的负极极耳连接，正极柱2位于顶盖片1顶部的部分与用电设备的负极连接。
36.本实施例中的正极柱2和负极柱2结构相同，本实施例下文以极柱2代表正极柱2和负极柱2。极柱2包括基座21及柱体22，基座21为圆盘状，材质为铜材质，柱体22为铝材质，基座21与柱体22采用焊接方式连接，也可以采用其他方式连接。基座21设置于顶盖片1的下表面，柱体22固定设置在基座21上表面且从顶盖片1的安装孔11穿出，柱体22与安装孔11间隙配合，柱体22上还设置有环形壁23，环形壁23的材质也为铝材质，环形壁23可以直接在柱体22顶面通过机加工实现，环形壁23的厚度为1mm-3mm，高度为2mm-5mm。
37.密封件3，设置在安装孔11与极柱2之间，用于使极柱2与顶盖片1之间密封，密封件3为橡胶材质，在密封过程中，可以使极柱2与顶盖之间保持电性隔离。
38.绝缘件4，为硬质塑胶材质，呈环状结构，其套设于柱体22外周圈并与顶盖片1上表面接触；在环形壁23受压向外水平延展时，对绝缘件4进行挤压，以使极柱2与顶盖片1进行固定。为了方便环形壁23受压延展，可以在环形壁23顶面沿周圈开设若干缺口。在极柱2与顶盖片1装配固定后，整个顶盖组件与电池壳体7装配后，基座21可以直接与电池壳体7内的电芯8极耳进行抵接，省去了转接片，节省了成本。
39.本实施例公开的电池顶盖组件，极柱2在与顶盖片1安装时，仅需要密封件3和绝缘件4，整体装配结构简单，通过将密封件3安装到极柱2上后，与顶盖片1的安装孔11配合后，在极柱2上套设绝缘件4，通过冲压方式对极柱2顶面的环形壁23冲压展平，对绝缘件4进行挤压，从而实现极柱2与顶盖片1进行固定。相对于传统顶盖结构，本实用新型的顶盖结构简单，同时在装配过程中，相对于传统激光焊接，冲压方式能耗成本更低，设备投入成本更低；同时极柱2与顶盖装配后，可以直接通过极柱2底端的基座21与电芯8上的极耳连接，取消了转接片，电池的成本进一步降低
40.作为一些较佳实施方式，密封件3包括第一密封部31，第一密封部31呈圆筒状结构，其套设在柱体22外周圈，第一密封部31的外壁与安装孔11的内壁贴合，第一密封部31与安装孔11内壁过盈配合，配合间隙为0mm-0.5mm，第一密封部31向外延伸形成有第二密封部
32，第二密封部32上表面与顶盖片1的下侧相贴合，第二密封部32的下表面与基座21的表面相贴合。由此设置，通过第一密封部31和第二密封部32的设置，可以将基座21和柱体22完全与安装孔11进行密封，同时起到电性隔离。
41.优选的，第一密封部31穿过安装孔11，且第一密封部31的顶部与顶盖片1上表面齐平。由此设置，避免第一密封部31高出顶盖片1顶面后，对绝缘件4的安装造成阻碍。
42.由于柱体22与安装孔11配合后，柱体22会绕安装孔11轴心线方向旋转，进而导致极柱2与电芯8极耳接触不良。为此，需要避免极柱2在安装孔11内转动。参照附图4所示，本实施例采用的方案是：顶盖片1上表面设置有至少一个第一凹陷部12，绝缘件4的下表面设置有与第一凹陷部12相配合的第一凸起部41。由此设置，绝缘件4套设在柱体22上后，向下滑动，使第一凸起部41和第二凸起部42相互配合，可以避免绝缘件4相对于顶盖片1旋转，在环形壁23压紧绝缘件4的基础上，可以避免极柱2相对于安装孔11旋转。
43.虽然绝缘件4与顶盖片1之间通过第一凸起部41和第二凸起部42相互配合，但仅仅使绝缘件4与顶盖片1之间保持相对静止，而环形壁23冲压展平后压紧绝缘件4，是利用环形壁23展平后的表面与绝缘件4上表面挤压形成摩擦力，进而使极柱2借助于绝缘件4与顶盖片1保证静止，但环形壁23和绝缘件4仅是面面接触，仍会发生旋转的风险，导致极柱2在安装孔11发生转动。
44.为此，本实施例采用的方案是：在绝缘件4上表面靠近柱体22处设置有若干第二凸起部42，第二凸起部42绕绝缘件4轴心线等间距或非等间距布置，环形壁23外周圈设置有若干与第二凸起部42配合的第二凹陷部231，第二凹陷部231绕绝缘件4轴心线等间距或非等间距布置。由此设置，当环形壁23受压展平后，利用第二凹陷部231及第二凸起部42的配合，可以实现极柱2与绝缘件4保持固定，在绝缘件4与顶盖片1固定的前提下，实现极柱2与顶盖片1保持固定，进而完全避免了极柱2相对于安装孔11转动。
45.值得注意的是，由于绝缘件4套设在柱体22上后，无法保证第二凸起部42和第二凹陷部231位置刚好对应，因为本实施例使第二凸起部42和第二凹陷部231设置等间距或非等间距，故此，在环形壁23受压展平后，至少有一部分的第二凸起部42会和第二凹陷部231配合，这样以来，就可以使极柱2与绝缘件4保持固定，在绝缘件4与顶盖片1固定的前提下，进而实现极柱2与顶盖片1保持固定，完全避免了极柱2相对于安装孔11旋转。
46.上述实施例中，第一凸起部、第二凸起部的形状为半圆形或三角形。优选为半圆形，方便配合。
47.优选的，顶盖片1下表面还固定设置有下塑件5，通过下塑件5，可以避免电芯8与顶盖片1之间接触，防止发生短路。
48.优选的，顶盖片1上还设置有注液孔13及防爆阀孔14。注液孔13用于向电芯8内注入电解液；防爆阀孔14用于安装防爆阀，上述结构设置均为常规设置。
49.优选的，顶盖片1上还设置有顶贴片6，顶帖片上开设有供极柱2及防爆阀孔14穿过的通孔。顶帖片与顶盖片1上表面直接粘贴，用于起到绝缘作用。
50.本实施例还公开了一种动力电池，参照附图5所示，包括上述电池顶盖组件；还包括电池壳体7，和设于电池壳体7内的电芯8，电芯8外侧包裹有第一绝缘膜9，电池壳体7外侧包裹有第二绝缘膜10。
51.本实施例公开的动力电池的装配过程为：
52.首先，装配电池顶盖组件，将密封件3安装到极柱2上，与顶盖片1的安装孔11配合后，在极柱2上套设绝缘件4，使绝缘件4的底面贴合顶盖片1的上表面，并使第一凹陷部12和第一凸起部41配合，通过冲压方式对极柱2顶面的环形壁23冲压展平，对绝缘件4进行挤压，使第二凹陷部231和第二凸起部42配合，从而保持极柱2在安装孔11内相对静止，在顶盖片1表面粘贴顶帖片6，对顶盖片1起到绝缘作用，完成电池顶盖组件装配后，将电芯8外周包裹第一绝缘膜9，再将电芯8放置于电池壳体7内，将电池顶盖组件装配到电池壳体7上，使极柱2与电芯8极耳相连接，在电池壳体7外侧包裹第二绝缘膜10，由此完成整个动力电池的组装。
53.以上仅为本实用新型的较佳实施方式而已，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。