CN106953035A - 电池盖板组件和包括该电池盖板组件的电池 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种电池盖板组件和包括该电池盖板组件的电池，解决了现有电池盖板组件的结构复杂以及工艺成本高的问题。该电池盖板组件包括：由导电材料制成的盖板；设置于所述盖板上并与所述盖板电连接的正极组件；和设置于所述盖板上并与所述盖板相绝缘的负极组件；其中，所述正极组件包括：设置在所述盖板的在竖直方向上的第一表面并与所述盖板电连接的正极外极板；和设置在所述盖板的与所述第一表面相对的第二表面并与所述盖板电连接的正极内极板。

Description

电池盖板组件和包括该电池盖板组件的电池

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种电池盖板组件和包括该电池盖板组件的电池。

背景技术

随着当今社会对于绿色环保理念的愈加重视，电能已经逐渐应用到了人们生活的方方面面，例如电动汽车、电动列车和电动自行车等都已经实现采用电池作为动力来源。

图1所示为现有技术提供的一种电池的结构示意图。如图1所示，该电池包括：电池盖板组件100’、电芯本体200和外壳300。电芯本体200设置在外壳300中，电芯本体200通过内部的化学反应产生电能，包括用于形成电路回路的正极极耳41和负极极耳42。电池盖板组件100’密封设置于外壳300的开口上。该现有的电池盖板组件100’包括：正极组件1’、负极组件2’和盖板3’，正极组件1’和负极组件2’分别设置于盖板3’上。电芯本体200的正极极耳41通过正极组件1’与外部用电装置400实现电连接；电芯本体200的负极极耳42通过负极组件2’与外部用电装置400实现电连接。

图2所示为现有电池盖板组件中的正极组件部分的示意图。如图2所示，该现有的电池盖板组件100’的正极组件1’包括正极极柱12’、正极密封圈13’、正极导电板14’和正极外极板11’。该正极极柱12’包括正极柱状部121’和正极台阶部122’，正极柱状部121’设置在正极台阶部122’上，正极柱状部121’穿过盖板3’上的正极通孔31’与正极外极板11’固定连接。正极导电板14’设置在正极外极板11’与盖板3’之间，用于实现正极外极板11’与盖板3’之间的电连接。正极密封圈13’设置于正极通孔31’与正极极柱12’的间隙中，用于实现对于正极通孔31’的密封。

然而，上述的现有电池盖板组件100’存在如下问题。采用正极极柱12’以实现外壳300内部与正极外极板11’之间的电导通，这就必须要在盖板3’上设置正极通孔31’，这导致了组件的复杂以及工艺成本的提高。同时，为了避免电池内部的气体散发到电池外部，正极通孔31’处还必须设置正极密封圈13’。然而任何一种密封组件都不能实现完全的密封，这种密封组件的设置也会导致组件的复杂以及工艺成本的提高。此外，正极外极板11’与盖板3’之间通过正极导电板14’以接触导通的方式实现电连接，这会导致正极外极板11’与盖板3’之间接触内阻的增加，从而导致电能的损耗。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供了一种电池盖板组件和电池，解决了现有电池盖板组件的结构复杂以及工艺成本高的问题。

本发明一实施例提供的一种电池盖板组件包括：由导电材料制成的盖板；

设置于所述盖板上并与所述盖板电连接的正极组件；和

设置于所述盖板上并与所述盖板相绝缘的负极组件，

其特征在于，所述正极组件包括：

设置在所述盖板的在竖直方向上的第一表面并与所述盖板电连接的正极外极板；和

设置在所述盖板的与所述第一表面相对的第二表面并与所述盖板电连接的正极内极板。

其中，所述正极外极板焊接在所述第一表面；和/或

所述正极内极板焊接在所述第二表面。

其中，所述盖板进一步包括：设置在所述第一表面的第一凸起结构，所述正极外极板底端设有台阶结构，所述正极外极板的所述台阶结构与所述盖板的所述第一凸起结构相焊接。

其中，所述第一凸起结构包括两个凸起肋条，所述正极外极板的所述台阶结构的两侧分别焊接于所述两个凸起肋条的两个相对的侧面。

其中，所述盖板进一步包括：设置在所述第二表面的第二凸起结构，所述正极内极板上设有焊接通孔，所述盖板的所述第二凸起结构焊接于所述正极内极板的所述焊接通孔中。

其中，所述第一凸起结构或所述第二凸起结构通过冲压工艺形成。

其中，所述电池盖板组件进一步包括：在预设条件下将所述负极组件与所述盖板导通的负极导通装置。

其中，所述正极内极板包括熔断通孔以及分别位于所述熔断通孔两侧的两个熔断条。

其中，所述电池盖板组件进一步包括熔断保护夹具，配置为限制所述正极内极板的位置和/或形状变化。

其中，所述正极内极板包括熔断通孔以及分别位于所述熔断通孔两侧的两个熔断条；

所述熔断保护夹具采用绝缘材料制成，包括上端板、下端板以及连接柱，所述下端板通过所述连接柱与所述上端板连接；

其中，所述连接柱穿过所述熔断通孔，所述上端板设置于所述正极内极板与所述盖板之间，所述下端板托住所述正极内极板在竖直方向上远离所述第二表面的一面。

其中，所述负极导通装置为翻转片，所述盖板包括负极通孔和负极导通槽，所述负极组件包括：负极外极板、负极极柱和密封组件；

其中，所述负极极柱穿过所述负极通孔与所述负极外极板电连接，所述密封组件配置为形成所述负极外极板和所述负极极柱分别与所述盖板之间的绝缘；

其中，所述翻转片在未翻转状态下与所述盖板电连接，并悬置于所述盖板的所述负极导通槽中，当电池内部的压力异常时所述翻转片发生形状翻转与所述负极外极板导通。

其中，所述负极极柱包括负极柱状部和负极台阶部，所述负极柱状部设置于所述负极台阶部上，所述负极柱状部穿过所述负极通孔与所述负极外极板电连接；

其中，所述电池盖板组件进一步包括：绝缘保护垫，设置于所述盖板的第二表面下方，用于形成所述盖板与所述正极内极板之间的绝缘、以及所述盖板与所述负极极柱的负极台阶部之间的绝缘。

本发明一实施例提供的一种电池，包括：如前任意一项所述的电池盖板组件。

本发明实施例提供的一种电池盖板组件和电池，将正极外极板和正极内极板分别直接焊接在盖板的第一表面和第二表面，使得正极外极板和正极内极板直接通过盖板实现电连接，取消了现有电池盖板组件中的正极通孔、正极密封圈、正极导电板以及正极极柱。盖板的正极组件的部分实现了完全密封，同时由于所采用的零件更少，结构更简洁，工艺成本也更低。

附图说明

图1所示为现有技术提供的一种电池的结构示意图。

图2所示为现有技术提供的一种电池盖板组件的正极组件部分的示意图。

图3所示为本发明一实施例提供的一种电池的结构示意图。

图4所示为本发明一实施例提供的一种电池盖板组件的正极组件部分的主视图。

图5所示为本发明一实施例提供的一种电池盖板组件的正极组件部分的仰视图。

图6a～6b所示为本发明一实施例提供的电池盖板组件的工作原理示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明一实施例提供一种电池盖板组件100，适用于如图3所示的电池。该电池盖板组件100包括：正极组件1、负极组件2和由导电材料制成的盖板3。正极组件1设置于盖板3上并与盖板3电连接，负极组件2设置于盖板3上并与盖板3相绝缘。电芯本体200的正极极耳41通过正极组件1与外部用电装置400实现电连接。电芯本体200的负极极耳42通过负极组件2与外部用电装置400实现电连接。

然而，该电池盖板组件100与现有的电池盖板组件100’有所不同。具体而言，如图4所示，该电池盖板组件100的正极组件1包括：正极外极板11和正极内极板12。正极外极板11设置在盖板3在竖直方向上的第一表面31，与外部用电装置400电连接，该第一表面31即为盖板3朝向外部用电装置400的一面。正极内极板12设置在盖板3的与第一表面31相对的第二表面32，与正极极耳41电连接(例如参考图6a)，该第二表面32即为盖板3朝向电池内部电芯本体200的一面。正极外极板11与正极内极板12通过盖板3实现电连接。这样将该电池盖板组件100应用于一种电池时，该电池正常工作状态下所形成的电路回路中的电路导通方向可为：正极极耳41-正极内极板12-盖板3-正极外极板11-外部用电装置400-负极组件2-负极极耳42。

由此可见，相对于图2所示的现有的电池盖板组件100’，本发明实施例所提供的电池盖板组件100将正极外极板11和正极内极板12分别直接焊接在了盖板3的第一表面31和第二表面32(例如，可采用激光焊接的方式)，使得正极外极板11和正极内极板12直接通过盖板3实现电连接，取消了现有电池盖板组件100’中的正极通孔31’、正极密封圈13’、正极导电板14’以及正极极柱12’。盖板3的正极组件1的部分实现了完全密封，同时由于所采用的零件更少，结构更简洁，工艺成本也更低。

在本发明一实施例中，正极外极板11可焊接在第一表面31，正极内极板12也可焊接在第二表面32。这样不仅可使得电池盖板3的正极组件1部分实现完全密封，而且还消除了正极外极板11与盖板3之间的接触内阻，降低了电能损耗。

在本发明一实施例中，为了避免在将正极外极板11焊接在盖板3的第一表面31上时将盖板3焊穿，该电池盖板组件的盖板3可进一步包括设置在第一表面31的第一凸起结构311(高度可为1mm)，正极外极板11底端设有台阶结构111(厚度可为1mm)，正极外极板11的台阶结构111与盖板3的第一凸起结构311相焊接。这样在将正极外极板11焊接在盖板3上时，控制焊接熔深小于该第一凸起结构311的凸起高度即可有效防止焊穿盖板3。在本发明一实施例中，如图4所示，该第一凸起结构311可具体包括两个凸起肋条，正极外极板11的台阶结构111的两侧分别焊接于两个凸起肋条的两个相对的侧面，焊接线的位置可如图4中的500所示。

在本发明一实施例中，为了避免在将正极内极板12焊接在盖板3的第二表面32时将盖板3焊穿，如图4所示，盖板3可进一步包括设置在第二表面32的第二凸起结构321(高度可为1mm)，正极内极板12上设有焊接通孔121，盖板3的第二凸起结构321焊接于正极内极板12的焊接通孔121中。例如，该第二凸起结构321可为能与焊接通孔121相配合的圆柱形凸包，将该凸包***焊接通孔121后，再将凸包的边缘与焊接通孔121的侧边相焊接即可，焊接线的位置可如图4中的500所示。在一进一步实施例中，为了便于实现在该焊接通孔121内的焊接过程，还可在该焊接通孔121的端口处设置焊接台阶。同样地，在焊接的过程中控制焊接的熔深小于该第二凸起结构321的高度即可有效防止焊穿盖板3。

在本发明一实施例中，上述的第一凸起结构311和/或第二凸起结构321可通过冲压工艺直接形成。这样便仅需要先加工出盖板3的板材，然后通过冲压工艺即可快速批量地形成该第一凸起结构311和/或第二凸起结构321。

应当理解，虽然在上面的描述中限定了第一凸起结构311以及第二凸起结构321的具体形状，但在本发明其他实施例中，该第一凸起结构311以及第二凸起结构321也可采用其他的形状实现，只要能起到防止焊穿盖板3的目的即可，本发明对此不做限定。

在本发明一实施例中，考虑到电池处于异常工作状态下时(例如电芯本体200内部化学反应异常导致外壳300内部气体压力异常)，需要马上停止电能输出以避免危险发生，可在该电池盖板组件100中进一步设置一个负极导通装置(图4中未示出)。该负极导通装置在预设条件下(例如电池异常工作状态)可将负极组件2与盖板3导通。这样在电池异常工作状态下便可实现负极组件2与正极组件1之间的短路，所形成的电路回路中的电路导通方向变更为了：正极极耳41-正极内极板12-盖板3-正极外极板11-负极组件2-负极极耳42，再通过一定的保护设计使得在短路状态下的电路回路从预设的位置断开，即可达到保护的目的。

在本发明一实施例中，该保护设计可通过熔断正极内极板12的一部分来实现。具体而言，如图5所示，正极内极板12可包括熔断通孔122以及分别位于熔断通孔122两侧的两个熔断条123。由于正极内极板12的宽度是一定的，因此位于熔断通孔122两侧的两个熔断条123的宽度相对于正极内极板12的其他部位较窄，因而该两个熔断条123的导电平方较小，当电路回路处于短路状态下时，该两个熔断条123便会先行熔断以断开电路回路，从而起到保护的作用。

在本发明一实施例中，考虑到正极内极板12发生熔断后形状和位置可能会发生变化，这有可能会引起正极内极板12与盖板3的二次导通或影响到电池内部其他元件的性能。如图4所示，该电池盖板组件100可进一步包括熔断保护夹具8，配置为限制正极内极板12的位置和/或形状变化。例如，当该正极内极板12包括熔断通孔122以及分别位于该熔断通孔122两侧的两个熔断条123时，为了避免两个熔断条123熔断后，该正极内极板12本身的形状位置发生变化，可将该熔断保护夹具8设计呈工字型。具体而言，该熔断保护夹具8采用绝缘材料制成，包括上端板81、下端板82以及连接柱83，下端板82通过连接柱83与上端板81连接，连接柱83穿过熔断通孔122。上端板81设置于正极内极板12与盖板3之间，用于在两个熔断条123熔断后仍能保证正极内极板12与盖板3之间的绝缘；下端板82托住正极内极板12朝向电芯本体200的一面，以避免两个熔断条123熔断后正极内极板12掉入电池内部。

图6a和6b所示为本发明一实施例提供的电池盖板组件的工作原理示意图。如图6a和6b所示，该电池盖板组件100的正极组件1与图4所示的相同，在此不再赘述。负极组件2包括：负极外极板21、负极极柱22和密封组件23。其中，负极极柱22穿过负极通孔313与负极外极板21电连接，密封组件23配置为形成负极外极板21和负极极柱22分别与盖板3之间的绝缘。

在本发明一实施例中，如图6a和6b所示，负极极柱22可包括负极柱状部221和负极台阶部222，负极柱状部221设置于负极台阶部222上，负极柱状部221穿过负极通孔313与负极外极板21电连接。此时，为了实现盖板3与负极极柱22的负极台阶部222之间的绝缘，该电池盖板组件还可进一步包括一个绝缘保护垫33，设置于盖板3的第二表面32下方，由此便形成了盖板3与正极内极板12之间的绝缘、以及盖板3与负极极柱22的负极台阶部222之间的绝缘。

在本发明一实施例中，如图6a和6b所示，为了便于形成外壳300内部的电连接组件，正极组件1的正极内极板12可通过一个正极引片6与正极极耳41电连接，负极组件2可通过一个负极引片7与负极极耳42电连接。这样如图6a中的箭头所示，电池在正常工作状态下的电路回路中的电路导通方向为：正极极耳41-正极引片6-正极内极板12-盖板3-正极外极板11-外部用电装置400-负极外极板21-负极极柱22-负极引片7-负极极耳42。然而应当理解，正极组件1和负极组件2也可通过其他方式实现与正极极耳41和负极极耳42的电连接，本发明对此不做限定。

在本发明一实施例中，如图6a和6b所示，该电池盖板组件100中的负极导通装置为一个翻转片9，盖板3包括负极通孔313和负极导通槽314。

如图6a所示，在电池正常工作状态下，翻转片9处于未翻转状态，此时翻转片9仅与盖板3电连接，并悬置于盖板3的负极导通槽314中。当电池内部的压力异常时，翻转片9发生形状翻转与负极外极板21导通，从而将盖板3与负极外极板21导通，以形成电路回路的短路。如图6b中的箭头所示，在短路状态下电路回路中的电路导通方向变为：正极极耳41-正极引片6-正极内极板12-盖板3-正极外极板11-负极外极板21-负极极柱22-负极引片7-负极极耳42，正极内极板12上的熔断条123便会先行熔断以断开整个电路回路，以达到熔断保护的作用。

应当理解，虽然在上面的描述中将负极导通装置限定为了翻转片9，但在本发明的其他实施例中，为了配合不同的场景需求，该负极导通装置也可采用其他形式，只要能在预设条件下完成负极组件2与盖板3之间的导通以实现短路即可，本发明对该负极导通装置的具体形式并不做具体限定。

还应当理解，虽然在上面的描述中限定了负极组件2的具体组件形式，但在本发明的其他实施例中，负极组件2也可采用其他组件形式实现，只要能用于实现电芯本体200的负极极耳42与外部用电装置400之间的电连接即可，本发明对该负极组件2的具体组件形式同样不做限定。

本发明一实施例还提供一种电池，该电池包括如前任一实施例所述的电池盖板组件100。

本发明实施例所提供的电池，所采用的电池盖板组件100中将正极外极板11和正极内极板12分别直接焊接在盖板3的第一表面31和第二表面32，使得正极外极板11和正极内极板12直接通过盖板3实现电连接，取消了现有电池盖板组件100’中的正极通孔31’、正极密封圈13’、正极导电板14’以及正极极柱12’。这样不仅可使得电池盖板3的正极组件1部分实现完全密封；同时，由于所采用的零件更少，结构更简洁，工艺成本也更低。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，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、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种电池盖板组件，包括：

由导电材料制成的盖板；

设置于所述盖板上并与所述盖板电连接的正极组件；和

设置于所述盖板上并与所述盖板相绝缘的负极组件，

其特征在于，所述正极组件包括：

设置在所述盖板的在竖直方向上的第一表面并与所述盖板电连接的正极外极板；和

设置在所述盖板的与所述第一表面相对的第二表面并与所述盖板电连接的正极内极板。

2.根据权利要求1所述的电池盖板组件，其特征在于，所述正极外极板焊接在所述第一表面；和/或

所述正极内极板焊接在所述第二表面。

3.根据权利要求2所述的电池盖板组件，其特征在于，所述盖板进一步包括：设置在所述第一表面的第一凸起结构，所述正极外极板底端设有台阶结构，所述正极外极板的所述台阶结构与所述盖板的所述第一凸起结构相焊接。

4.根据权利要求3所述的电池盖板组件，其特征在于，所述第一凸起结构包括两个凸起肋条，所述正极外极板的所述台阶结构的两侧分别焊接于所述两个凸起肋条的两个相对的侧面。

5.根据权利要求2所述的电池盖板组件，其特征在于，所述盖板进一步包括：设置在所述第二表面的第二凸起结构，所述正极内极板上设有焊接通孔，所述盖板的所述第二凸起结构焊接于所述正极内极板的所述焊接通孔中。

6.根据权利要求3或5所述的电池盖板组件，其特征在于，所述第一凸起结构或所述第二凸起结构通过冲压工艺形成。

7.根据权利要求1所述的电池盖板组件，其特征在于，进一步包括：在预设条件下将所述负极组件与所述盖板导通的负极导通装置。

8.根据权利要求7所述的电池盖板组件，其特征在于，所述正极内极板包括熔断通孔以及分别位于所述熔断通孔两侧的两个熔断条。

9.根据权利要求7所述的电池盖板组件，其特征在于，进一步包括熔断保护夹具，配置为限制所述正极内极板的位置和/或形状变化。

10.根据权利要求9所述的电池盖板组件，其特征在于，所述正极内极板包括熔断通孔以及分别位于所述熔断通孔两侧的两个熔断条；

所述熔断保护夹具采用绝缘材料制成，包括上端板、下端板以及连接柱，所述下端板通过所述连接柱与所述上端板连接；

其中，所述连接柱穿过所述熔断通孔，所述上端板设置于所述正极内极板与所述盖板之间，所述下端板托住所述正极内极板在竖直方向上远离所述第二表面的一面。

11.根据权利要求7所述的电池盖板组件，其特征在于，所述负极导通装置为翻转片，所述盖板包括负极通孔和负极导通槽，所述负极组件包括：负极外极板、负极极柱和密封组件；

其中，所述负极极柱穿过所述负极通孔与所述负极外极板电连接，所述密封组件配置为形成所述负极外极板和所述负极极柱分别与所述盖板之间的绝缘；

其中，所述翻转片在未翻转状态下与所述盖板电连接，并悬置于所述盖板的所述负极导通槽中，当电池内部的压力异常时所述翻转片发生形状翻转与所述负极外极板导通。

12.根据权利要求11所述的电池盖板组件，其特征在于，所述负极极柱包括负极柱状部和负极台阶部，所述负极柱状部设置于所述负极台阶部上，所述负极柱状部穿过所述负极通孔与所述负极外极板电连接；

其中，所述电池盖板组件进一步包括：绝缘保护垫，设置于所述盖板的第二表面下方，用于形成所述盖板与所述正极内极板之间的绝缘、以及所述盖板与所述负极极柱的负极台阶部之间的绝缘。

13.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1至5以及7至12中任意一项所述的电池盖板组件。