一种盖板组件、电池及其用电设备的制作方法

1.本实用新型属于电池技术领域，具体涉及一种盖板组件、电池及其用电设备。


背景技术：

2.圆柱锂离子电池卷芯由隔膜、正极片、负极片卷绕而成，因是卷绕结构，卷芯中间有卷心轴贯穿卷芯。
3.卷芯入壳后，位于卷芯两侧的正负极耳分别焊接到顶盖和底盖上，而为了避免顶盖/底盖损伤卷芯，会在壳体外冲出一圈凹槽，壳体内形成台阶，顶盖/底盖抵接在台阶上，但当台阶受力发生形变时，台阶有极大概率会损伤到卷芯。其次，卷芯卷绕好后，会将卷芯两侧极耳焊接在集流盘上，然后集流盘分别焊接到顶盖和底盖上，而位于圆柱壳体一端的集流盘与顶盖或底盖焊接时，往往会从另一端穿过卷芯轴，即，从卷芯内部将集流盘与顶盖或底盖焊接在一起。采用这种焊接方式会导致焊接面积较小，会使电池的过流能力减弱。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种盖板组件，以解决电池过流能力弱的问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种盖板组件，包括：盖体和集流构件，所述盖体沿其厚度方向设置有贯穿孔；所述集流构件设置在所述盖体的一侧，且所述集流构件包括集流部和导电部，所述集流部和导电部为一体结构；其中，所述导电部朝向所述贯穿孔方向延伸，且所述导电部的上端面低于所述盖体的外端面。
6.进一步地，所述导电部和所述盖体之间通过缝焊方式焊接。
7.进一步地，所述贯穿孔的直径等于所述导电部的直径。
8.本实用新型的目的之二在于：提供了一种电池，包括：壳体、卷芯以及盖板组件，所述壳体设置有至少一个敞开口；所述卷芯设置在所述壳体内，所述卷芯至少一端设置有极耳；盖体设置在所述敞开口处并与所述壳体密封连接，所述集流构件和所述极耳电性连接。
9.进一步地，所述壳体包括壳本体以及设置在所述壳本体一端的底盖，所述壳本体和所述底盖为一体结构。
10.进一步地，还包括集流盘，所述集流盘设置在所述卷芯远离所述盖板组件的一端，所述集流盘包括盘体以及由所述盘体至少一部分向外凸出形成的凸体，所述底盖上设置有与所述凸体相配合的通孔。
11.进一步地，所述凸体和所述底盖之间通过缝焊方式焊接。
12.进一步地，所述凸体的上端面低于所述底盖的外端面。
13.进一步地，所述卷芯端面和所述盖体底面之间的距离等于或大于所述集流部的厚度。
14.本实用新型的目的之三在于：提供了一种用电设备，包括上述的电池。
15.本实用新型的有益效果在于：
16.(1)与现有的电池相比，本技术中的集流构件包括集流部和导电部，集流部和导电部为一体结构，无需从卷芯内部将集流部焊接在盖体的一侧上，进而避免了焊接面积小导致电池过流能力弱的问题；
17.(2)与现有的电池相比，本技术中的导电部其上端面低于盖体的外端面，且导电部朝向盖体的贯穿孔方向延伸，使得盖体和导电部之间可以采用缝焊方式焊接在一起，进而使得集流构件被固定在盖体面向卷芯的一侧，使得集流构件不仅能够将卷芯化学反应产生的电能导流到盖体上，而且还能抵接在卷芯的一端面上，避免卷芯在壳体内部发生移位，进而无需在壳体上设置环形凹槽来卡接卷芯，减少壳体冲压凹槽的工艺，避免凹槽受到外力作用发生变形进而对卷芯造成损坏的风险，提高了电池的安全性能。
附图说明
18.下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施方式的特征、优点和技术效果。
19.图1为本实用新型实施例1中的车辆的结构示意图；
20.图2为本实用新型实施例1中的电池的结构示意图之一；
21.图3为本实用新型实施例1中的电池的结构示意图之二；
22.其中，附图标记说明如下：
23.1、盖体；1a、盖体的外端面；2、集流构件；21、集流部；22、导电部；22a、导电部的上端面；3、壳体；31、壳本体；32、底盖；32a、底盖的外端面；4、卷芯；5、极耳；6、集流盘；61、盘体；62、凸体；62a、凸体的上端面；
24.100、车辆；101、电池。
具体实施方式
25.如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。
26.在申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“水平”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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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。
27.在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个或两个以上；除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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技术中的具体含义。
28.以下结合附图1～3对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限
定。
29.实施例1
30.本实用新型实施例1提供了一种盖板组件，包括盖体1和集流构件2，盖体1沿其厚度方向设置有贯穿孔；集流构件2设置在盖体1的一侧，且集流构件2包括集流部21和导电部22，集流部21和导电部22为一体结构；其中，导电部22朝向贯穿孔方向延伸，且导电部的上端面22a低于盖体的外端面1a。在本实施例1中，集流部21和导电部22可为一体成型工艺制成，或者，集流部21和导电部22预先焊接在一起以形成一体结构，本实用新型还可根据需要，采用其它方式形成一体结构，例如导电胶粘接等其它形式，本实用新型不做限制。
31.在本实施例1中，集流部21和导电部22为一体结构，无需从卷芯4内部将集流部21焊接在盖体1的一侧上，进而避免了焊接面积小导致电池过流能力弱的问题。在实际应用时，由于本实施例1中的集流部21和导电部22为一体结构，不仅降低了焊接难度，而且，仅需要从盖体1的外侧将盖体1焊接在导电部22上，即可实现集流构件2和盖体1的连接，焊接面积不受卷芯轴直径的限制，进而可增大焊接面积，提高电池的过流能力。
32.更为具体地，在本实施例1中，导电部22其上端面低于盖体的外端面1a，且导电部22朝向盖体1的贯穿孔方向延伸，使得盖体1和导电部22之间可以采用缝焊方式焊接在一起，进而使得集流构件2被固定在盖体1面向卷芯4的一侧，保证集流构件2不仅能够将卷芯4化学反应产生的电能导流到盖体1上，而且还能抵接在卷芯4的一端面上，避免卷芯4在壳体3内部发生移位，进而无需在壳体3上设置环形凹槽来卡接卷芯4，减少壳体3冲压凹槽的工艺，避免了卷芯4容易受到损坏的风险，提高了电池的安全性能。
33.更为具体地，贯穿孔的直径等于导电部22的直径，这样设计，当导电部22和盖体1之间通过缝焊方式焊接时，沿着贯穿孔的外周将导电部22和盖体1焊接在一起，能够增大焊接面积，使得盖体1和导电部22的连接更加牢固。
34.在本具体实施方式中，缝焊工艺是用一对滚盘电极代替点焊的圆柱形电极，与工件作相对运动，从而产生一个个熔核相互搭叠的密封焊缝的焊接方法，缝焊用的电极是圆形滚轮，滚轮直径为50～600mm，优选地，滚轮直径为180～250mm。滚轮厚度为10～20mm。
35.本实施例1还提供了一种电池，包括壳体3、卷芯4以及两个盖板组件，壳体3设置有两个敞开口，卷芯4设置在壳体3内，卷芯4两端分别设置有极耳5；盖体1设置在敞开口处并与壳体3密封连接，集流构件2和极耳5电性连接。
36.在本实施例1中，壳体3可以是各种形状，例如长方体、圆柱体、正方体等，壳体3内部中空以形成可放置卷芯4的容纳腔，且容纳腔内填充有电解液。
37.更为具体地，卷芯4由正极极片、负极极片和隔膜组成。电池主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。正极极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面，未涂敷正极活性物质层的正极集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的正极集流体，未涂敷正极活性物质层的正极集流体作为正极极耳。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极极片包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面，未涂敷负极活性物质层的负极集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的负极集流体，未涂敷负极活性物质层的负极集流体作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质可以为碳或硅等。隔膜的基膜材质可以为pp(polypropylene，聚丙烯)或pe
(polyethylene，聚乙烯)等。
38.更为具体地，卷芯4端面和盖体1底面之间的距离等于或大于集流部21的厚度。即，盖体1底面可抵接在集流部21一端面上，盖体1的底面与集流部21的端面之间也可预留有一定的空隙。在本具体实施方式中，优选为卷芯4端面和盖体1底面之间的距离等于集流部21的厚度。当盖体1底面抵接在集流部21上端面，且导电部22容置在盖体1的贯穿孔内时，盖体1和集流构件2之间的接触面积最大，当受到外力作用时，能够防止盖体1向内凹陷，同时，也可增加两者之间的焊接面积，使得盖体1和集流构件2之间焊接更加牢固。
39.本实施例1提供的一种电池，其制备方法如下：
40.s1、正极极片、隔膜和负极极片卷绕形成卷芯4；
41.s2、从卷芯4两端引出的正极极耳和负极极耳分别采用揉平或拍平方式处理；
42.s3、正极极耳和两个集流构件3中的一个焊接，负极极耳和两个集流构件3中的另一个焊接；
43.s4、卷芯4放入壳体3内；
44.s5、两个盖体1分别覆盖壳体3的两个敞开口，并与壳体3端面通过激光焊接封口；
45.s6、从盖体1的外侧将集流构件3与盖体1焊接；
46.s7、从盖体1的中心孔注入电解液，然后通过激光焊接的方式密封注液孔。
47.本实用新型实施例1还提供了一种用电设备，包括上述的电池，本技术实施例1描述的技术方案均适用于各种使用电池的用电设备。
48.用电设备可以是车辆100、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。车辆100可以是燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等；航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等；电动玩具包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等；电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具，例如，电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等等。本技术实施例1对上述用电设备不做特殊限制。
49.以下实施例1为了方便说明，以用电设备为车辆100为例进行说明。
50.例如，如图1所示，为本技术一个实施例1的一种车辆100的结构示意图，车辆100可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆100的内部可以设置马达，控制器以及电池101，控制器用来控制电池101为马达供电。例如，在车辆100的底部或车头或车尾可以设置电池101。电池101可以用于车辆100的供电，例如，电池101可以作为车辆100的操作电源，用于车辆100的电路系统，例如，用于车辆100的启动、导航和运行时的工作用电需求。在本技术的另一实施例1中，电池101不仅仅可以作为车辆100的操作电源，还可以作为车辆100的驱动电源，替代或部分地替代燃油或天然气为车辆100提供驱动动力。
51.实施例2
52.与实施例1不同的是，本实用新型实施例2提供了一种电池，包括壳体3、卷芯4以及一个盖板组件，壳体3设置有一个敞开口；卷芯4设置在壳体3内，卷芯4两端分别设置有极耳5；盖体1设置在敞开口处并与壳体3密封连接，集流构件2和极耳5电性连接。
53.更为具体地，本实施例2中的壳体3包括壳本体31以及设置在壳本体31一端的底盖
32，壳本体31和底盖32为一体结构，壳体3可以是金属，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金等，也可以是塑料等非金属材料或其他复合材料。壳体3可以整体为同一种材料，也可以由多种材料组成。
54.本具体实施方式提供的电池还包括集流盘6，集流盘6设置在卷芯4远离盖板组件的一端，集流盘6包括盘体61以及由盘体61至少一部分向外凸出形成的凸体62，底盖32上设置有与凸体62相配合的通孔。在本实施例1中，凸体62和底盖32之间通过缝焊方式焊接，且凸体的上端面62a低于底盖的外端面32a。
55.在本实施例2中，在焊接集流盘6时，同样无需从卷芯4内部将集流盘6焊接在底盖32上，可从底盖32的外侧通过缝焊方式将两者焊接在一起，进而使得焊接面积不受卷芯中心孔的限制，可根据实际生产需要，增大两者的焊接面积，进而增强了电池的过流能力。
56.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当说明书作为一个整体，各实施例1中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
57.根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。