电池顶盖结构和电池的制作方法

1.本实用新型涉及端盖，特别涉及一种电池顶盖结构。本实用新型还涉及包括该电池顶盖结构的电池。


背景技术：

2.当随着现代社会的发展和人们环保意识的增强，越来越多的设备选择以可充电的二次电池作为电源，如手机、笔记本电脑、电动工具、电动汽车和储能电站等，这为可充电的二次电池的应用与发展提供了广阔的空间。其中，电动汽车和储能电站等一般需要使用具有大容量的动力电池。
3.锂电池顶盖作为锂离子电池中的一个重要配件，其既能够通过与铝壳焊接后使内外环境隔绝起到密封作用，也能够连接内外电路，把电池内部电流通过顶盖极柱输送到外部，起到导流作用。
4.现有技术的锂离子电池顶盖大都采用氟橡胶密封圈进行密封，极柱和顶盖件之间设置有端盖下板件，且端盖下板件的材质为聚丙烯，端盖下板件通过极柱和顶盖件的挤压固定，但是不能够达到密封的作用。电解液能够从端盖下板件和极柱之间的缝隙进入到下塑件极柱孔边缘部位。现有技术中的端盖下板件和密封圈之间通过过盈配合，能够起到一定的密封作用。但是端盖下板件由于没有受到足够的约束，容易局部扩张变形，导致密封圈与端盖下板件配合处出现间隙，密封性能下降。电解液会进入到间隙中，导致电池也存在自放电，影响电池的性能。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种电池顶盖结构，能够保证极柱和端盖下板件之间的密封性能，防止电池自短路而影响电池的性能。
6.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
7.一种电池顶盖结构，包括端盖本体和插设在所述端盖本体上的极柱，所述端盖本体和所述极柱之间设置有密封件，所述端盖本体包括端盖下板件和设置在所述端盖下板件上的基板，所述极柱包括极柱固定座和设置在所述极柱固定座上的极柱插入端，所述极柱固定座上设置有与所述端盖下板件下表面弹性抵接的固定座凸起，和/或所述端盖下板件上设置有与所述极柱固定座上表面弹性抵接的下板件下凸起。
8.进一步的，所述极柱固定座上设置有所述固定座凸起，所述端盖下板件上设置有与所述固定座凸起匹配的下板件下凹槽，所述固定座凸起与所述下板件下凹槽的底壁弹性抵接；和/或所述端盖下板件上设置有所述下板件下凸起，所述极柱固定座上设置有与所述下板件下凸起匹配的固定座凹槽，所述下板件下凸起与所述固定座凹槽的底壁弹性抵接。
9.进一步的，所述基板上设置有与所述端盖下板件上表面弹性抵接的基板凸起，和/或所述端盖下板件上设置有与所述基板下表面弹性抵接的下板件上凸起。
10.进一步的，所述基板上设置有所述基板凸起，所述端盖下板件上设置有与所述基
板凸起匹配的下板件上凹槽，所述基板凸起和所述下板件上凹槽的底壁弹性抵接；和/或所述端盖下板件上设置有所述下板件上凸起，所述基板上设置有与所述下板件上凸起匹配的基板凹槽，所述下板件上凸起和所述基板凹槽的底壁弹性抵接。
11.进一步的，所述端盖下板件包括分开设置的第一端盖下板件和第二端盖下板件，第一端盖下板件和基板之间、以及第二端盖下板件和基板之间设置有基板凸起和/或下板件上凸起。
12.进一步的，所述端盖下板件上设置有适于卡接所述极柱固定座的固定座安装槽。
13.进一步的，还包括用于固定所述极柱的铆接件，所述铆接件包括正极铆接件和负极铆接件，所述正极铆接件和所述基板导电连接，所述负极铆接件和所述基板绝缘连接。
14.进一步的，所述负极铆接件和所述基板之间设置有绝缘体。
15.进一步的，所述绝缘体上设置有铆接件安装槽，所述负极铆接件一端卡设在所述铆接件安装槽内；所述基板上设置有绝缘体安装槽，所述有绝缘体一端卡设在所述绝缘体安装槽内。
16.相对于现有技术，本实用新型所述的电池顶盖结构具有以下优势：
17.本实用新型所述的电池顶盖结构，在极柱固定座设置有与端盖下板件下表面弹性抵接的固定座凸起，和/或在端盖下板件上设置有与极柱固定座上表面弹性抵接的下板件下凸起，通过固定座凸起和端盖下板件下表面的弹性抵接、和/或下板件下凸起和极柱固定座上表面的弹性抵接，在极柱固定座和端盖下板件之间形成密封线，以实现极柱固定座上表面和端盖下板件之间的密封，防止由于电解液穿过极柱固定座上表面和端盖下板件下表面之间的缝隙进入密封件和极柱之间的缝隙而引起的基板和极柱之间的电导通，防止电池自放电的产生，保证电池的性能。
18.本实用新型的另一目的在于提出一种电池，能够保证极柱和端盖下板件之间的密封性能，防止电池自短路而影响电池的性能。
19.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
20.一种电池，设置有上述电池顶盖结构。
21.所述电池与上述电池顶盖结构相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。
22.本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
23.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
24.图1为本实用新型一个具体实施方式所述的电池顶盖结构的部分结构示意图；
25.图2为图1中部分结构的放大示意图；
26.图3为本实用新型第二个具体实施方式所述的电池顶盖结构的部分结构示意图；
27.图4为本实用新型第三个具体实施方式所述的电池顶盖结构的部分结构示意图；
28.图5为本实用新型第四个具体实施方式所述的电池顶盖结构的部分结构示意图；
29.图6为本实用新型第五个具体实施方式所述的电池顶盖结构的部分结构示意图；
30.图7为图6中部分结构的放大示意图；
31.图8是本实用新型一个具体实施方式中端盖下板件的部分结构示意图；
32.图9是本实用新型一个具体实施方式所述的电池顶盖结构的结构爆炸示意图。
33.附图标记说明：
34.1端盖本体
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2极柱
35.3密封件
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4铆接件
36.5绝缘体
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6铆接件安装槽
37.7绝缘体安装槽
38.11基板
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12端盖下板件
39.21极柱固定座
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22极柱插入端
40.111基板凸起
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112基板凹槽
41.121下板件下凸起
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122下板件下凹槽
42.123下板件上凸起
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124固定座安装槽
43.12a第一端盖下板件
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12b第二端盖下板件
具体实施方式
44.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
45.另外，在本实用新型的实施方式中所提到的术语“顶”、“底”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。电池中，电池顶盖结构所处的位置为电池的顶部，与之相反的地方为电池的底部。术语为基于附图所示的方位或位置关系，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实用新型的限制。
46.需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“安装”、“接触”应做广义理解，例如，连接可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，或者是两个零部件内部的连通或两个零部件的相互作用关系。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实用新型中的具体含义。
47.下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本实用新型。
48.本实用新型的基本实施方式提供的一种电池顶盖结构，如图1-图7所示，包括端盖本体1和插设在端盖本体1上的极柱2，端盖本体1和极柱2之间设置有密封件3，端盖本体1包括端盖下板件12和设置在端盖下板件12上的基板11，极柱2包括极柱固定座21和设置在极柱固定座21上的极柱插入端22，极柱固定座21上设置有与端盖下板件12下表面弹性抵接的固定座凸起211，和/或端盖下板件12上设置有与极柱固定座21上表面弹性抵接的下板件下凸起121。
49.根据本实用新型，极柱2可以是现有技术中公开的具有极柱固定座21的极柱结构，基板为金属板，可以是高强度的合金板、钢板、铝板或者其它金属板，优选为光铝板。
50.端盖本体1上设置有适于极柱2插入的电极安装孔。极柱2上的极柱固定座21以及极柱插入端22可以是一体成型，也可以是单独成型，后续通过焊接的方式连接。密封件3可
以是现有技术中公开的密封圈、密封垫或者其它密封结构。
51.端盖下板件12与固定座凸起211之间的弹性抵接可以通过端盖下板件12具有弹性，也可以通过固定座凸起211具有弹性。极柱固定座21和下板件下凸起121之间的弹性抵接可以是极柱固定座21具有弹性，也可以是下板件下凸起121具有弹性。在本实用新型的一个具体实施方式中，端盖下板件12为弹性绝缘材料成型件，则设置在端盖下板件12上的下板件下凸起121也具有弹性，弹性绝缘材料可以是现有技术中公开的任意一种具有弹性的绝缘材料，如常见的下塑胶。
52.具体的，固定座凸起211和下板件下凸起121为环状，且固定座凸起211绕周向设置在极柱插入端22的外围，下板件下凸起121绕周向设置在电极安装孔的外围，以保证极柱固定座21和端盖下板件12之间的密封性。
53.固定座凸起211和下板件下凸起121可以同时设置，也可以单独设置，优选为单独设置，能够提高固定座凸起211和端盖下板件12下表面之间或者下板件下凸起121和极柱固定座21上表面之间的抵接效果。从而保证两者之间的密封性能。
54.更具体的，固定座凸起211顶部以及下板件下凸起121顶部可以设置为弧面或者平面，优选地，为了能够提高密封效果，固定座凸起211顶部以及下板件下凸起121顶部设置为弧面，弧面的设置更方便端盖下板件12对固定座凸起211顶部的挤压、以及极柱固定座21对下板件下凸起121顶部的挤压，从而提高端盖下板件12和极柱固定座21之间的密封效果。弧面的弯曲程度可以是本领域技术人员根据实际情况确定。
55.上述描述中，固定座凸起211的“底部”是指固定座凸起211和极柱固定座21连接的一端，“顶部”是指与之相反的一端；下板件下凸起121“底部”是指下板件下凸起121和端盖下板件12连接的一端，“顶部”是指与之相反的一端。
56.上述基本实施方式提供的电池顶盖结构安装时，基板11层叠设置在端盖下板件12上，形成端盖本体1，极柱2设置两根，两根极柱2上均套设有密封件3，且分别插入到端盖本体1的两个电极安装孔内，两个极柱2的极柱固定座21的上表面以及端盖下板件12的底面之间通过固定座凸起211和/或下板件下凸起121弹性抵接，密封件3卡设在端盖本体1和极柱插入端22之间。
57.上述基本实施方式提供的而电池顶盖结构，在极柱固定座21设置有与端盖下板件12下表面弹性抵接的固定座凸起211，和/或在端盖下板件12上设置有与极柱固定座21上表面弹性抵接的下板件下凸起121，通过固定座凸起211和端盖下板件12下表面的弹性抵接、和/或下板件下凸起121和极柱固定座21上表面的弹性抵接，防止极柱固定座21和端盖下板件12之间出现缝隙，保证极柱固定座21上表面和端盖下板件12下表面之间的密封性，防止由于电解液穿过极柱固定座21上表面和端盖下板件12下表面之间的缝隙进入密封件3和极柱2之间的缝隙而引起的基板11和极柱2之间的电导通，防止电池自放电的产生，保证电池的性能。
58.为了能够进一步方便端盖下板件12和极柱固定座21之间的安装固定，参见图3-图5，在本实用新型的一个具体实施方式中，极柱固定座21上设置有固定座凸起211，端盖下板件12上设置有与固定座凸起211匹配的下板件下凹槽122，固定座凸起211与下板件下凹槽122的底壁弹性抵接；和/或端盖下板件12上设置有下板件下凸起121，极柱固定座21上设置有与下板件下凸起121匹配的固定座凹槽212，下板件下凸起121与固定座凹槽212的底壁弹
性抵接。
59.通过上述设置，在安装过程中，将固定座凸起211卡接在下板件下凹槽122内，和/或将下板件下凸起121卡设在固定座凹槽212内，以能够达到定位的效果，方便极柱2和端盖下板件12的安装定位。而且，通过使得固定座凸起211与下板件下凹槽122的底壁弹性抵接、和/或下板件下凸起121与固定座凹槽212的底壁弹性抵接，能够保证极柱固定座21和端盖下板件12之间的密封性。
60.在本实用新型的一个具体实施方式中，参见图5-图7，基板11上设置有与端盖下板件12上表面弹性抵接的基板凸起111，和/或端盖下板件12上设置有与基板11下表面弹性抵接的下板件上凸起123。
61.具体地，基板凸起111和下板件上凸起123均设置为环状，且绕周向设置在电极安装孔的外围，以保证基板11和端盖下板件12之间的密封性。基板凸起111和下板件上凸起123可以同时设置，也可以单独设置，优选为单独设置，能够提高基板凸起111和端盖下板件12上表面之间或者下板件上凸起123和基板11下表面之间的抵接效果。从而保证两者之间的密封性能。
62.更具体的，基板凸起111顶部以及下板件上凸起123顶部可以设置为弧面或者平面，优选地，为了能够提高密封效果，基板凸起111顶部以及下板件上凸起123顶部设置为弧面，弧面的设置更方便端盖下板件12对基板凸起111顶部的挤压、以及基板11对下板件上凸起123顶部的挤压，从而提基板11和端盖下板件12之间的密封效果。弧面的弯曲程度可以是本领域技术人员根据实际情况确定。
63.上述描述中，基板凸起111的“底部”是指基板凸起111和基板11连接的一端，“顶部”是指与之相反的一端；下板件上凸起123“底部”是指下板件上凸起123和端盖下板件12连接的一端，“顶部”是指与之相反的一端。
64.将端盖下板件12设置为弹性材料成型件，并通过与端盖下板件12上表面抵接的基板凸起111、和/或与基板11下表面抵接的下板件上凸起123的设置，能够实现端盖下板件12和基板凸起111之间、和/或基板11和下板件上凸起123之间的弹性抵接，防止基板11和端盖下板件12之间出现缝隙，保证基板11下表面和端盖下板件12上表面之间的密封性。
65.为了能够进一步方便端盖下板件12和基板11之间的安装固定，在本实用新型的一个具体实施方式中，参见图5，基板11上设置有基板凸起111，端盖下板件12上设置有与基板凸起111匹配的下板件上凹槽，基板凸起111和下板件上凹槽的底壁弹性抵接；和/或端盖下板件12上设置有下板件上凸起123，基板11上设置有与下板件上凸起123匹配的基板凹槽112，下板件上凸起123和基板凹槽112的底壁弹性抵接。
66.通过上述设置，在安装过程中，将基板凸起111卡接在下板件上凹槽内，和/或将下板件上凸起123卡设在基板凹槽112内，以能够达到定位的效果，方便基板11和端盖下板件12的安装定位。而且，通过使得基板凸起111与下板件下凹槽122的底壁弹性抵接、和/或下板件下凸起121与基板凹槽112的底壁弹性抵接，能够保证基板11和端盖下板件12之间的密封性。
67.在本实用新型的一个具体实施方式中，参见图9，端盖下板件12包括分开设置的第一端盖下板件12a和第二端盖下板件12b，第一端盖下板件12a和基板11之间、以及第二端盖下板件12和基板11之间设置有基板凸起111和/或下板件上凸起123。
68.具体地，第一端盖下板件12a和第二端盖下板件12b上均设置有下板件极柱安装孔，基板11上设置有基板极柱安装孔，基板极柱安装孔与下板件极柱安装孔对应设置形成极柱安装孔用于插装极柱2。
69.更具体地，第一端盖下板件12a和基板11之间设置有基板凸起111和/或下板件上凸起123，第二端盖下板件12和基板11之间也设置有基板凸起111和/或下板件上凸起123。
70.上述实施方式提供的电池顶盖结构，在定位装配过程中，可以通过调整第一端盖下板件12a和第二端盖下板件12b之间的间隙使得第一端盖下板件12a和基板11之间以及第二端盖下板件12b和基板11之间的端盖极柱安装孔与下板件极柱安装孔对应，既能够降低端盖下板件12和基板11的制作精度要求，且能够保证端盖下板件12和基板11的安装精度。
71.在本实用新型的一个具体实施方式中，端盖下板件12上设置有适于卡接极柱固定座21的固定座安装槽124。在安装过程中，极柱固定座21适于卡设在固定座安装槽124内，能够进一步对极柱2和端盖下板件12进行固定，从而防止端盖下板件12和极柱固定座21之间产生沿极柱安装孔径向方向上的移动，保证端盖下板件12和极柱插入端22之间的密封性能。
72.在本实用新型的一个具体实施方式中，参见图9，还包括用于固定极柱2的铆接件4，铆接件4包括正极铆接件和负极铆接件，其中，正极铆接件和基板11导电连接，负极铆接件和基板11绝缘连接。铆接件4可以是现有技术中常规使用的铆接件，其能够进一步固定极柱2，而且也能够实现大电流过电。
73.负极铆接件和基板11可以通过任意可以实现的方式绝缘连接，在本实用新型的一个具体实施方式中，参见图9，负极铆接件和基板11之间设置有绝缘体5。该绝缘体5可以是绝缘垫、绝缘片等。通过绝缘体5的设置实现负极铆接件和基板11之间的绝缘连接。
74.在本实用新型的一个具体实施方式中，参见图9，绝缘体5上设置有铆接件安装槽6，负极铆接件一端卡设在铆接件安装槽6内；基板11上设置有绝缘体安装槽7，有绝缘体5一端卡设在绝缘体安装槽7内。将负极铆接件的一端卡设在铆接件安装槽6内，绝缘体5的一端卡设在绝缘体安装槽7内，能够防止负极铆接件和绝缘体5之间以及绝缘体5和基板11之间产生沿极柱安装孔径向方向上的移动，达到较好的定位作用，同时也能够保证负极铆接件和绝缘体5之间以及绝缘体5和基板11之间密封性能。
75.为了能够达到更好的密封效果，在本实用新型的一个具体实施方式中，极柱2与铆接件之间通过铝制件密封。
76.当然，端盖本体1还设有其它结构，如防爆阀、注液孔等。
77.作为本实用新型的一个相对优选的具体实施方式，提供一种电池顶盖结构，参见图3-图5、图8和图9，包括端盖本体1和插设在端盖本体1上的极柱2，端盖本体1上设置有极柱插入孔，端盖本体1和极柱2之间设置有密封件3，端盖本体1包括端盖下板件12和设置在端盖下板件12上的基板11，端盖下板件12为弹性材料成型件；极柱2包括极柱固定座21和设置在极柱固定座21上的极柱插入端22；极柱固定座21上设置有环状的固定座凸起211，固定座凸起211绕周向设置在极柱插入孔的外围，端盖下板件12上设置有与固定座凸起211匹配的下板件下凹槽122，固定座凸起211与下板件下凹槽122的底壁抵接；和/或端盖下板件12上设置有环状的下板件下凸起121，下板件下凸起121绕周向设置在极柱插入端22的外围，极柱固定座21上设置有与下板件下凸起121匹配的固定座凹槽212，下板件下凸起121与固
定座凹槽212的底壁抵接；基板11上设置有环状的基板凸起111，基板凸起111绕设在极柱插入孔的外围，端盖下板件12上设置有与基板凸起111匹配的下板件上凹槽，基板凸起111和下板件上凹槽的底壁抵接；和/或端盖下板件12上设置有环状的下板件上凸起123，下板件上凸起123绕设在极柱插入孔的外围，基板11上设置有与下板件上凸起123匹配的基板凹槽112，下板件上凸起123和基板凹槽112的底壁抵接；端盖下板件12上设置有适于卡接极柱固定座21的固定座安装槽124；还包括用于固定极柱2的铆接件4，铆接件4包括正极铆接件和负极铆接件，其中，正极铆接件和基板11导电连接，负极铆接件和基板11绝缘连接，负极铆接件和基板11之间设置有绝缘体5，绝缘体5上设置有铆接件安装槽6，负极铆接件一端卡设在铆接件安装槽6内，基板11上设置有绝缘体安装槽7，有绝缘体5一端卡设在绝缘体安装槽7内。
78.上述优选实施方式提供的电池顶盖结构安装时，第一端盖下板件12a和第二端盖下板件12b设置在基板11下方，形成端盖本体1，极柱2设置两根，两根极柱2上均套设有密封件3，且分别插入到端盖本体1的两个电极安装孔内，两个极柱2的极柱固定座21的上表面以及端盖下板件12的底面之间通过固定座凸起211和/或下板件下凸起121抵接，端盖下板件12的上表面以及基板11的下表面至今通过下板件上凸起123和/或基板凸起111抵接，密封件3卡设在端盖本体1和极柱插入端22之间；绝缘体5卡设在绝缘体安装槽7内，且负极极柱穿过绝缘体5，然后通过铆接件4固定极柱2，铝制件密封。
79.上述优选实施方式提供的而电池顶盖结构，将端盖下板件12设置为弹性材料成型件，并在极柱固定座21设置有与端盖下板件12下表面抵接的固定座凸起211，和/或在端盖下板件12上设置有与极柱固定座21上表面抵接的下板件下凸起121，通过固定座凸起211和端盖下板件12下表面的弹性抵接、和/或下板件下凸起121和极柱固定座21上表面的弹性抵接，防止极柱固定座21和端盖下板件12之间出现缝隙，保证极柱固定座21上表面和端盖下板件12下表面之间的密封性。在基板11上设置有与端盖下板件12上表面抵接的基板凸起111，和/或在端盖下板件12上设置有与基板11下表面抵接的下板件上凸起123，通过基板凸起111和端盖下板件12上表面之间、和/或下板件上凸起123和基板11下表面之间的弹性抵接，防止基板11和端盖下板件12之间出现缝隙，保证基板11下表面和端盖下板件12上表面之间的密封性。防止由于电解液穿过极柱固定座21上表面和端盖下板件12下表面之间的缝隙以及基板11下表面和端盖下板件12上表面之间的间隙进入密封件3和极柱2之间的缝隙而引起的基板11和极柱2之间的电导通，防止电池自放电的产生，保证电池的性能。
80.在本实用新型的电池的一个具体实施方式中，该电池包括上述电池顶盖结构。
81.具体地，还包括电池壳体和电芯极组，电池顶盖结构与电池壳体焊接，电芯极组置于电池壳体和电芯极组形成的空间内，且极柱与电芯极组电导通。
82.该电池具有上述电池顶盖结构的所有优点，在此不再一一赘述。
83.以上所述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。