一种电池顶盖组件及动力电池的制作方法

1.本发明涉及新能源电池技术领域，特别涉及一种电池顶盖组件及动力电池。


背景技术：

2.环境污染和能源短缺等问题近年来日渐突出。锂离子动力电池因其绿色环保、高能量密度、低自放电、长循环寿命等诸多优点，已在通讯及电子器件、储能电站、新能源汽车等领域中广泛使用，其对提高能源利用率及保护环境方面发挥着重要的意义。
3.在相关技术中，动力电池的极柱通常设置在顶盖结构上，极柱通常通过在顶盖内外两侧设置塑胶件、并在顶盖外侧焊接铆接块来实现与顶盖固定连接的，而为了更好的固定极柱，防止极柱受到外力作用时生转动，通常会在正负极铆接块上分别设置异形的陶瓷防扭固定柱等配合结构来与盖板上对应的开孔进行配合安装，实现对铆接块的防扭功能。
4.采用相关技术中制造不同造型的铆接块来满足正负极铆接块的防扭功能，其异形结构往往需要各设置一套模具来对正负极的铆接块进行分别制造，导致工序增加，且制造成本高。同时铆接块本身的防扭通常依靠与其配合的塑胶件四周的挡边，以及防扭固定柱与顶盖的配合硬接触，其结构复杂，装配间隙多，陶瓷防扭固定柱在长时间使用后也容易发生破损，导致抗扭能力差。


技术实现要素：

5.本发明实施例提供了一种电池顶盖组件及动力电池，能够解决相关技术中位于电池顶盖上的铆接块结构制造成本高且防扭能力差的问题。所述技术方案如下：
6.第一方面，本发明实施例提供了一种电池顶盖组件，包括：
7.顶盖片体、正极铆接块、负极铆接块、正极绝缘板、负极绝缘板、正极柱和负极柱，
8.所述顶盖片体具有相对设置的第一侧面和第二侧面，所述第一侧面上间隔设置有第一安装凹槽和第二安装凹槽，所述第一安装凹槽的侧壁上凸出设置有第一限位凸起，所述第二安装凹槽的侧壁上凸出设置有第二限位凸起，
9.所述正极绝缘板安装于所述第一安装凹槽中，所述正极绝缘板的一侧面具有与所述第一限位凸起相配合的第一凹槽，所述正极绝缘板的另一侧面具有第一限位槽，所述第一限位槽的侧壁上凸出设置有第一防扭凸起，所述正极铆接块安装于所述第一限位槽中，所述正极铆接块具有与所述第一防扭凸起相匹配的第二凹槽，所述正极柱依次贯穿所述第一安装凹槽的底壁、所述正极绝缘板并与所述正极铆接块铆接；
10.所述负极绝缘板安装于所述第二安装凹槽中，所述负极绝缘板的一侧面具有与所述第二限位凸起相配合的第三凹槽，所述负极绝缘板的另一侧面具有第二限位槽，所述第二限位槽的侧壁上凸出设置有第二防扭凸起，所述负极铆接块安装于所述第二限位槽中，所述负极铆接块具有与所述第二防扭凸起相匹配的第四凹槽，所述负极柱依次贯穿所述第二安装凹槽的底壁、所述负极绝缘板并与所述负极铆接块铆接。
11.可选地，所述第一安装凹槽内具有两个所述第一限位凸起，两个所述第一限位凸
起对称设置于所述第一安装凹槽的相对侧壁上；所述第二安装凹槽内具有两个所述第二限位凸起，两个所述第二限位凸起对称设置于所述第二安装凹槽的相对侧壁上。
12.可选地，所述第一限位凸起的轮廓与所述第二限位凸起的轮廓不同。
13.可选地，所述第一防扭凸起和所述第一凹槽一体冲压成型；所述第二防扭凸起和所述第二凹槽一体冲压成型。
14.可选地，所述顶盖片体上还具有防爆阀安装孔，所述防爆阀安装孔位于所述第一安装凹槽和所述第二安装凹槽之间。
15.可选地，所述正极柱包括依次连接的第一柱体和第二柱体，所述第一柱体用于穿设于所述顶盖片体和所述正极绝缘板中，所述第一柱体用于穿设于所述正极铆接块中，所述第一柱体的直径大于所述第二柱体，所述第二柱体与所述第一柱体同轴，所述第一柱体与所述第二柱体连接的端面上具有第一环形凸台，所述第一环形凸台围绕所述第二柱体布置，所述第二柱体上具有第一环形凹槽；所述负极柱包括依次连接的第三柱体和第四柱体，所述第三柱体用于穿设于所述顶盖片体和所述正极绝缘板中，所述第四柱体用于穿设于所述正极铆接块中，所述第三柱体的直径大于所述第四柱体，所述第三柱体与所述第四柱体同轴，所述第三柱体与所述第四柱体连接的端面上具有第二环形凸台，所述第二环形凸台围绕所述第四柱体布置，所述第四柱体上具有第二环形凹槽。
16.可选地，所述第一柱体和所述第三柱体的侧壁上均套接有绝缘密封圈。
17.可选地，所述绝缘密封圈在所述第一柱体的轴线方向上的长度大于所述第一柱体的长度；所述绝缘密封圈在所述第三柱体的轴线方向上的长度大于所述第三柱体的长度。
18.第二方面，本发明实施例还提供了一种动力电池，包括前述第一方面所述的电池该组件和下壳体，所述电池顶盖组件的所述顶盖片体盖设于所述下壳体上。
19.可选地，所述第二侧面上凸出设置有与所述下壳体的开口相匹配的塑胶结构件。
20.本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：
21.在装配完成后的使用过程中，除了利用第一限位槽和第二限位槽的槽壁作为挡边对正极铆接块和负极铆接块进行限位固定的基础上，第一防扭凸起和第二防扭凸起可以分别实现对正极铆接块和负极铆接块的限位固定，保证与正极铆接块固定连接的正极柱以及与负极铆接块固定连接的负极柱的安装紧固，避免在外力作用下与顶盖片体发生相对转动，进一步提高了正极铆接块和负极铆接块的防扭能力。
22.同时与相关技术中相比，本发明实施例所提供的电池顶盖组件仅通过对正极绝缘板和负极绝缘板的成型结构进行了改进，并在顶盖片体、正极铆接块、负极铆接块上设置与之配合的结构即可解决相关技术中位于电池顶盖上的铆接块结构制造成本高且防扭能力差的问题。正极铆接块和负极铆接块结构相同，可以采用相同的模具和工艺进行制造，降低制造成本。
附图说明
23.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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发明的一些实施例，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。
24.图1是本发明实施例提供的电池顶盖组件的立体结构爆炸图；
25.图2是本发明实施例提供的顶盖片体、正极柱和负极柱的装配结构示意图；
26.图3是如图2中a处的局部放大结构示意图；
27.图4是如图2中b处的局部放大结构示意图；
28.图5是本发明实施例提供的电池顶盖组件的侧视结构示意图；
29.图6是本发明实施例提供的正极绝缘片的立体结构示意图；
30.图7是本发明实施例提供的正极绝缘片的底面结构示意图；
31.图8是本发明实施例提供的负极绝缘片的立体结构示意图；
32.图9是本发明实施例提供的负极绝缘片的底面结构示意图；
33.图10是本发明实施例提供的正极绝缘片的结构示意图；
34.图11是本发明实施例提供的负极绝缘片的结构示意图；
35.图12是本发明实施例提供的正极柱的结构剖视图；
36.图13是本发明实施例提供的电池顶盖组件的局部结构剖视图；
37.图14是本发明实施例提供的负极柱的结构剖视图；
38.图15是本发明实施例提供的一种动力电池的结构示意图。
39.图中：
40.1-顶盖片体；1a-第一侧面；1b-第二侧面；2-正极铆接块；3-负极铆接块；4-正极绝缘板；5-负极绝缘板；6-正极柱；7-负极柱；8-绝缘密封圈；9-下壳体；11-第一安装凹槽；12-第二安装凹槽；13-防爆阀安装孔；14-塑胶结构件；21-第二凹槽；31-第四凹槽；41-第一凹槽；42-第一限位槽；51-第三凹槽；52-第二限位槽；61-第一柱体；62-第二柱体；71-第三柱体；72-第四柱体；111-第一限位凸起；121-第二限位凸起；421-第一防扭凸起；521-第二防扭凸起；611-第一环形凸台；621-第一环形凹槽；711-第二环形凸台；721-第二环形凹槽；a-防爆阀；b-防爆阀保护片。
具体实施方式
41.为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
42.在相关技术中，动力电池的极柱通常设置在顶盖结构上，极柱通常通过在顶盖内外两侧设置塑胶件、并在顶盖外侧焊接铆接块来实现与顶盖固定连接的，而为了更好的固定极柱，防止极柱受到外力作用时生转动，通常会在正负极铆接块上分别设置异形的陶瓷防扭固定柱等配合结构来与盖板上对应的开孔进行配合安装，实现对铆接块的防扭功能。
43.采用相关技术中制造不同造型的铆接块来满足正负极铆接块的防扭功能，其异形结构往往需要各设置一套模具来对正负极的铆接块进行分别制造，导致工序增加，且制造成本高。同时铆接块本身的防扭通常依靠与其配合的塑胶件四周的挡边，以及防扭固定柱与顶盖的配合硬接触，其结构复杂，装配间隙多，陶瓷防扭固定柱在长时间使用后也容易发生破损，导致抗扭能力差。
44.图1是本发明实施例提供的电池顶盖组件的立体结构爆炸图。图2是本发明实施例提供的顶盖片体、正极柱和负极柱的装配结构示意图。图3是如图2中a处的局部放大结构示意图。图4是如图2中b处的局部放大结构示意图。图5是本发明实施例提供的电池顶盖组件
的侧视结构示意图。图6是本发明实施例提供的正极绝缘片的立体结构示意图。图7是本发明实施例提供的正极绝缘片的底面结构示意图。图8是本发明实施例提供的负极绝缘片的立体结构示意图。图9是本发明实施例提供的负极绝缘片的底面结构示意图。图10是本发明实施例提供的正极绝缘片的结构示意图。
45.图11是本发明实施例提供的负极绝缘片的结构示意图。图12是本发明实施例提供的正极柱的结构剖视图。图13是本发明实施例提供的电池顶盖组件的局部结构剖视图。图14是本发明实施例提供的负极柱的结构剖视图。如图1至14所示，通过实践，本技术人提供了一种电池顶盖组件，包括顶盖片体1、正极铆接块2、负极铆接块3、正极绝缘板4、负极绝缘板5、正极柱6和负极柱7。
46.其中，顶盖片体1具有相对设置的第一侧面1a和第二侧面1b，第一侧面1a上间隔设置有第一安装凹槽11和第二安装凹槽12。第一安装凹槽11的侧壁上凸出设置有第一限位凸起111，第二安装凹槽12的侧壁上凸出设置有第二限位凸起121。
47.正极绝缘板4安装于第一安装凹槽11中，正极绝缘板4的一侧面具有与第一限位凸起111相配合的第一凹槽41。正极绝缘板4的另一侧面具有第一限位槽42，第一限位槽42的侧壁上凸出设置有第一防扭凸起421。正极铆接块2安装于第一限位槽42中，正极铆接块2具有与第一防扭凸起421相匹配的第二凹槽21。正极柱6依次贯穿第一安装凹槽11的底壁、正极绝缘板4并与正极铆接块2铆接。
48.负极绝缘板5安装于第二安装凹槽12中，负极绝缘板5的一侧面具有与第二限位凸起121相配合的第三凹槽51。负极绝缘板5的另一侧面具有第二限位槽52，第二限位槽52的侧壁上凸出设置有第二防扭凸起521。负极铆接块3安装于第二限位槽52中，负极铆接块3具有与第二防扭凸起521相匹配的第四凹槽31。负极柱7依次贯穿第二安装凹槽12的底壁、负极绝缘板5并与负极铆接块3铆接。
49.在本发明实施例中，顶盖片体1的第一侧面1a可以作为电池在装配后位于外侧的端面。在进行电池顶盖组件的组装时，首先将正极绝缘板4和负极绝缘板5分别配合装配到第一安装凹槽11和第二安装凹槽12中，其中正极绝缘板4一侧面上的第一凹槽41会配合卡接在第一安装凹槽11中的第一限位凸起111上，负极绝缘板5一侧面上的第二凹槽21会配合卡接在第二安装凹槽12中的第二限位凸起121上。第一限位凸起111和第二限位凸起121可以分别实现对正极绝缘板4和负极绝缘板5的限位固定，保证装配稳固。之后再将正极铆接块2和负极铆接块3分别配合装配到第一限位槽42和第二限位槽52中，第一限位槽42中的第一防扭凸起421卡入正极铆接块2上的第二凹槽21中，而第二限位槽52中的第二防扭凸起521则卡入负极铆接块3的第四凹槽31中。第一安装凹槽11的底壁、正极绝缘板4与正极铆接块2上均具与正极柱6相匹配的铆接通孔，正极柱6可以由第二侧面1b一侧依次贯穿第一安装凹槽11的底壁、正极绝缘板4并与正极铆接块2铆接。第二安装凹槽12的底壁、负极绝缘板5与负极铆接块3均具有与负极柱7相匹配的铆接通孔，负极柱7可以由第二侧面1b一侧依次贯穿第二安装凹槽12的底壁、负极绝缘板5并与负极铆接块3铆接。
50.在装配完成后的使用过程中，除了利用第一限位槽42和第二限位槽52的槽壁作为挡边对正极铆接块2和负极铆接块3进行限位固定的基础上，第一防扭凸起421和第二防扭凸起521可以分别实现对正极铆接块2和负极铆接块3的限位固定，保证与正极铆接块2固定连接的正极柱6以及与负极铆接块3固定连接的负极柱7的安装紧固，避免在外力作用下与
顶盖片体1发生相对转动，进一步提高了正极铆接块2和负极铆接块3的防扭能力。同时与相关技术中相比，本发明实施例所提供的电池顶盖组件仅通过对正极绝缘板4和负极绝缘板5的成型结构进行了改进，并在顶盖片体、正极铆接块2、负极铆接块3上设置与之配合的结构即可解决相关技术中位于电池顶盖上的铆接块结构制造成本高且防扭能力差的问题。正极铆接块2和负极铆接块3结构相同，可以采用相同的模具和工艺进行制造，降低制造成本。
51.示例性地，在发明实施例中，正极铆接块2和负极铆接块3均为铜制或者铝制的软质金属结构件。
52.可选地，第一安装凹槽11内具有两个第一限位凸起111，两个第一限位凸起111对称设置于第一安装凹槽11的相对侧壁上；第二安装凹槽12内具有两个第二限位凸起121，两个第二限位凸起121对称设置于第二安装凹槽12的相对侧壁上。示例性地，在本发明实施例中，通过在第一安装凹槽11内相对于铆接通孔对称设置两个第一限位凸起111，在第二安装凹槽12内相对于铆接通孔堆成设置两个第二限位凸起121，可以进一步提高对正极绝缘板4和负极绝缘板5的限位紧固性能。在产生相对旋转的趋势时，也能同时通过两个第一限位凸起111或者第二限位凸起121对产生的应力进行分担，避免在长时间使用时与正极绝缘板4和负极绝缘板5的配合面发生形变和损坏，进一步提高了电池顶盖组件的抗扭能力和整体使用寿命。
53.可选地，第一限位凸起111的轮廓与第二限位凸起121的轮廓不同。示例性地，在本发明实施例中，第一限位凸起111为由第一安装凹槽11的侧壁上凸出设置的矩形块状结构，第二限位凸起121也为由第一安装凹槽11的侧壁上凸出设置的矩形块状结构，但第一限位凸起111在轮廓上的两个侧壁连接处均为圆弧倒角，而第二限位凸起121在轮廓上的其中一个侧壁连接处设置有斜边缺口。相应的，正极绝缘板4上的第一凹槽41和负极绝缘板5的上的第三凹槽51的形状也不相同。在进行电池顶盖组件的装配时，若工作人员错将装配好的负极绝缘板5和负极铆接块3装入第一安装槽11中时，会因第三凹槽51和第一限位凸起111的形状不匹配而无法装入，实现正极绝缘板4和负极绝缘板5的防呆功能，保证装配准确，提高了电池顶盖组件的实用性。
54.可选地，第一防扭凸起421和第一凹槽41一体冲压成型；第二防扭凸起521和第二凹槽21一体冲压成型。示例性地，在本发明实施例中，第一防扭凸起421和第一凹槽41，第二防扭凸起521和第二凹槽21可以设置在基材板体两侧面的相应位置，通过冲压一体成型，结构简单，加工方便。
55.可选地，顶盖片体1上还具有防爆阀安装孔13，防爆阀安装孔13位于第一安装凹槽11和第二安装凹槽12之间。示例性地，在本发明实施例中，在进行实际动力电池装配时，可以在防爆阀安装孔13处安装防爆阀a和防爆阀保护片b。相较于传统的动力电池将防爆阀结构设置于外壳体的侧板上的方式，通过在顶盖片体1上设置用于配合安装防爆阀结构的防爆阀安装孔13，可以有效增加设置的防爆阀a的面积，提高了电池顶盖组件的使用安全性。
56.可选地，正极柱6包括依次连接的第一柱体61和第二柱体62，第一柱体61用于穿设于顶盖片体1和正极绝缘板4中，第二柱体62用于穿设于正极铆接块2中，第一柱体61的直径大于第二柱体62，第二柱体62与第一柱体61同轴，第一柱体61与第二柱体62连接的端面上具有第一环形凸台611，第一环形凸台611围绕第二柱体62布置，第二柱体62上具有第一环形凹槽621；负极柱7包括依次连接的第三柱体71和第四柱体72，第三柱体71用于穿设于顶
盖片体1和正极绝缘板4中，第四柱体72用于穿设于正极铆接块2中，第三柱体71的直径大于第四柱体72，第三柱体71与第四柱体72同轴，第三柱体71与第四柱体72连接的端面上具有第二环形凸台711，第二环形凸台711围绕第四柱体72布置，第四柱体72上具有第二环形凹槽721。示例性地，在本发明实施例中，在进行正极柱6与正极铆接块2的铆接固定时，第一柱体61与第二柱体62连接的端面与第一凹槽41的底壁平齐，相应的第一环形凸台611则凸出于第一凹槽41的底壁和第一柱体61的端面。铜制或者铝制的正极铆接块2在与第一凹槽41的底壁接触后，由于其硬度较软，会在第一环形凸台611的挤压下发生形变并向第一环形凹槽621内部填充。在铆接完成后，发生形变的正极铆接块2会填满第一环形凹槽621内的空间，实现紧固配合，此时第一环形凹槽621与正极铆接块2的配合部分可以在正极柱6的轴线方向上对正极铆接块2进行限位，防止在后续焊接过程中正极铆接块2出现相对滑动，提高铆接后正极铆接块2表面的平面度以及焊接优率。还能够避免焊接时产生的金属屑进入到内部，提高产品安全性。第二负极柱7的结构与正极柱6相同，在此不做赘述。
57.可选地，第一柱体61和第三柱体71的侧壁上均套接有绝缘密封圈8。示例性地，在本发明实施例中，通过在第一柱体61和第三柱体71上套接绝缘密封圈8，可以进一步对正极柱6和负极柱7与顶盖片体1以及正极绝缘板4或者负极绝缘板5之间可能存在的装配间隙进行填充，并实现正极柱6和负极柱7与顶盖片体1之间的绝缘隔离，避免在正极柱6和负极柱7导通时发生短路，进一步提高了电池顶盖组件的安全性。
58.可选地，绝缘密封圈8在第一柱体61的轴线方向上的长度大于第一柱体61的长度；绝缘密封圈8在第三柱体71的轴线方向上的长度大于第三柱体71的长度。示例性地，在本发明实施例中，通过将绝缘密封圈8的长度设置为相对于第一柱体61和第三柱体71更长。以正极柱6为例，在进行正极柱6与正极铆接块2的铆接固定时，正极铆接块2在与第一凹槽41的底壁接触的同时会压紧绝缘密封圈8，使绝缘密封圈8能够完全填充满第一柱体61与顶盖片体1和正极绝缘板4之间的装配间隙，进一步提高了电池顶盖组件的内部绝缘性能。
59.图15是本发明实施例提供的一种动力电池的流程图。如图15所示，本发明实施例还提供了一种动力电池，包括如图1至图14所示的电池顶盖组件和下壳体9，电池顶盖组件的顶盖片体1盖设于下壳体9上。采用本电池顶盖组件的动力电池，其电池顶盖组件除了利用第一限位槽42和第二限位槽52的槽壁作为挡边对正极铆接块2和负极铆接块3进行限位固定的基础上，第一防扭凸起421和第二防扭凸起521可以分别实现对正极铆接块2和负极铆接块3的限位固定，保证与正极铆接块2固定连接的正极柱6以及与负极铆接块3固定连接的负极柱7的安装紧固，避免在外力作用下与顶盖片体1发生相对转动，进一步提高了正极铆接块2和负极铆接块3的防扭能力。同时与相关技术中相比，本发明实施例所提供的电池顶盖组件仅通过对正极绝缘板4和负极绝缘板5的成型结构进行了改进，并在顶盖片体、正极铆接块2、负极铆接块3上设置与之配合的结构即可解决相关技术中位于电池顶盖上的铆接块结构制造成本高且防扭能力差的问题。正极铆接块2和负极铆接块3结构相同，可以采用相同的模具和工艺进行制造，降低制造成本。
60.可选地，第二侧面1b上凸出设置有与下壳体9的开口相匹配的塑胶结构件14。示例性地，在本发明实施例中，在顶盖片体1盖设到下壳体9上后，位于第二侧面1b上的塑胶结构件14会对应插装到下壳体9的开口处，对顶盖片体1水平方向进行限位避免发生相对滑动，方便进行顶盖片体1与下壳体之间焊接，同时能提高动力电池的密封性能。
61.除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本发明专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则所述相对位置关系也可能相应地改变。
62.以上所述仅为本发明的可选实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。