CN113644356A - 一种电池顶盖的极耳连接结构及电池 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电池的技术领域，具体涉及一种电池顶盖的极耳连接结构，包括第一连接件(1)，用于与电池的顶盖片(8)或极柱固定连接；第二连接件(2)，连接于所述第一连接件(1)；所述第一连接件(1)和所述第二连接件(2)为一体结构，所述第二连接件(2)相对于所述第一连接件(1)弯折，所述第一连接件(1)和所述第二连接件(2)之间为至少一次弯折或翻折形成的连接部(5)。本发明采用无边料的结构，能够降低生产成本，还能提高生产效率。此外，本发明还公开了一种电池。
Description
技术领域
本发明属于电池的技术领域，具体涉及一种电池顶盖的极耳连接结构及电池。
背景技术
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锂电池作为电源，如手机、笔记本电脑、电动工具和电动汽车等等，这为锂电池的应用与发展提供了广阔的空间。其中，电动工具和电动汽车等所使用的锂电池一般称之为电池。电芯极耳通过转接片焊接于极柱的结构，一直被广泛使用于电池顶盖设置中，通常情况下，电芯极耳先同转接片超焊在一起，然后置于顶盖极柱底部激光焊接实现电芯功能。
但对于能量密度高的宽电芯，结构设计也衍生了两侧出极耳结构方式，此设计不仅可以提高电芯能量密度，还可以改善制造工艺，但同时极耳焊接部需要设计折弯的结构，由于弯折部需连接到极耳焊接部，导致结构形状多样，模具设计无法规避排模时存在的剩余料，导致边料多、成本高等制造工序缺陷。
发明内容
本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种电池顶盖的极耳连接结构，采用无边料的结构，能够降低生产成本，还能提高生产效率。
为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
一种电池顶盖的极耳连接结构，包括第一连接件，用于与电池的顶盖片或极柱固定连接；第二连接件，连接于所述第一连接件；所述第一连接件和所述第二连接件为一体结构，所述第二连接件相对于所述第一连接件弯折，所述第一连接件和所述第二连接件之间为至少一次弯折或翻折形成的连接部。
作为本发明所述的一种电池顶盖的极耳连接结构的一种改进，所述第一连接件和所述第二连接件均为棒材或板材。
作为本发明所述的一种电池顶盖的极耳连接结构的一种改进，所述第一连接件和所述第二连接件均为棒材，所述第一连接件和/或所述第二连接件设置有压扁部。
作为本发明所述的一种电池顶盖的极耳连接结构的一种改进，所述第一连接件与所述第二连接件弯折形成柱状的连接部。
作为本发明所述的一种电池顶盖的极耳连接结构的一种改进，所述第一连接件和所述第二连接件均为板材，所述第一连接件的一端通过至少一次翻折形成连接部，所述连接部与所述第二连接件连接，所述连接部为等腰三角形。
作为本发明所述的一种电池顶盖的极耳连接结构的一种改进，翻折过程为：所述第一连接件与所述第二连接件在平面上先对折180度，所述第二连接件向远离第一连接件的方向翻折形成等腰三角形的连接部。
作为本发明所述的一种电池顶盖的极耳连接结构的一种改进，所述等腰三角形具有两个45度角，所述等腰三角形的一条腰边具有延伸部，所述延伸部垂直于所述第一连接件的平面折弯90度。
作为本发明所述的一种电池顶盖的极耳连接结构的一种改进，所述第一连接件设置有用于供铆钉穿过的通孔。
作为本发明所述的一种电池顶盖的极耳连接结构的一种改进，所述第一连接件的一端通过至少一次翻折形成所述第二连接件。
作为本发明所述的一种电池顶盖的极耳连接结构的一种改进，所述第一连接件和所述第二连接件之间为至少一次弯折形成的连接部。
作为本发明所述的一种电池顶盖的极耳连接结构的一种改进，所述第一连接件的厚度方向和所述连接部的厚度方向相同；所述第一连接件的厚度方向垂直于所述第二连接件的厚度方向。
作为本发明所述的一种电池顶盖的极耳连接结构的一种改进，所述第一连接件设置有凹陷部，所述通孔设置在所述凹陷部的底部；
作为本发明所述的一种电池顶盖的极耳连接结构的一种改进，所述凹陷部的至少一端设置有供穿透焊或超声波焊的焊孔。
作为本发明所述的一种电池顶盖的极耳连接结构的一种改进，所述第二连接件设置有台阶部。
作为本发明所述的一种电池顶盖的极耳连接结构的一种改进，所述第一连接件和所述第二连接件均为棒材或板材，材质为铜或铝。
本发明的目的之二在于提供一种电池，包括顶盖片，设置有第一极柱和第二极柱；所述第一极柱和所述顶盖片为一体形成结构，所述第二极柱通过塑胶件安装于所述顶盖片；两个如上述的电池顶盖的极耳连接结构，其中一个所述极耳连接结构焊接在所述顶盖片，另一个所述极耳连接结构与所述第二极柱的底部固定连接。
本发明的有益效果在于，本发明包括第一连接件，用于与电池的顶盖片或极柱固定连接；第二连接件，连接于所述第一连接件；所述第一连接件和所述第二连接件为一体结构，所述第二连接件相对于所述第一连接件弯折，所述第一连接件和所述第二连接件之间为至少一次弯折或翻折形成的连接部。由于模具设计无法规避排模时存在的剩余料，导致边料多、成本高等制造工序缺陷，因此，将板材弯折预设角度，形成第一连接件和第二连接件，第一连接件连接电池的顶盖片或极柱，第二连接件与电芯侧壁的极耳固定连接，实现极柱和电芯组件之间的电连接，其中，板材通过直冲压成型工艺形成，没有外凸或内凹的结构，有助于降低与板材对应的冲压模的成本，且不会排摸后存在多余尺寸，即不会产生多余的边料，然后通过折弯和/或翻折即可形成极耳连接结构，有助于简化极耳连接结构的生产工艺，提高极耳连接结构的生产效率，而且折弯过程也不会产生多余的边料，起到环保的作用，连接部与第一连接件和第二连接件为一体结构，有助于提高极耳连接结构整体的强度。本发明采用无边料的结构，能够降低生产成本，还能提高生产效率。
附图说明
下面将参考附图来描述本发明示例性实施方式的特征、优点和技术效果。
图1为本发明中实施方式一的结构示意图。
图2为本发明中实施方式一在安装于顶盖片后的结构示意图。
图3为本发明中实施方式一的制造示意图。
图4为本发明中实施方式三的结构示意图。
图5为本发明中实施方式三在安装于顶盖片后的结构示意图。
图6为本发明中实施方式三的制造示意图。
图7为本发明中实施方式四的结构示意图。
图8为本发明中实施方式四在安装于顶盖片后的结构示意图。
图9为本发明中实施方式四的制造示意图。
图10为本发明中实施方式五的结构示意图。
图11为本发明中实施方式五在安装于顶盖片后的结构示意图。
图12为本发明中实施方式五的制造示意图。
图13为本发明的其中一种电池的结构示意图。
图14为本发明的另一种电池的结构示意图。
其中，附图标记说明如下：
1-第一连接件；
2-第二连接件；
3-压扁部；
4-通孔；
5-连接部；51-延伸部；
6-凹陷部；61-焊孔；
7-台阶部；
8-顶盖片；81-第一极柱；82-第二极柱；
9-塑胶件；
X-长度方向。
具体实施方式
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。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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发明中的具体含义。
以下结合附图1～14对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。
实施方式一
本实施方式提供了一种电池，包括电芯组件、顶盖组件和壳体，其中，壳体可为六面体形，也可为其他形状，且该壳体内部形成容纳腔，用于容纳电芯组件和电解液，壳体的一端设有开口，使得电芯组件可通过该开口放置于壳体的容纳腔，且容纳腔内可设置有多个电芯组件，多个电芯组件相互堆叠。其中，壳体可包括金属材料，例如铝或铝合金等，也可包括绝缘材料，例如塑胶等。
其中，电芯组件包括电芯和极耳，沿长度方向X，电芯具有相对设置的两侧壁，在该电池中，电芯的两侧壁分别延伸出极耳。
其中，顶盖组件包括顶盖片8和两个极柱，顶盖片8固定于壳体的开口，并设置有防爆口，且防爆口处设置有防爆阀，将电芯组件和电解液封闭于壳体的容纳腔，极柱设置于顶盖片8。其中，两个极柱分别为用于与电芯组件的正极电连接的正极极柱和用于与电芯组件的负极电连接的负极极柱。沿长度方向X，电芯组件的两侧分别设置有极耳连接结构，且一个极耳连接结构与顶盖组件上的正极极柱固定连接，然后再与电芯组件连接，另一个极耳连接结构与顶盖组件上的负极极柱固定连接，然后再与电芯组件连接。于本实施方式中，正极极柱和顶盖片8也可采用一体式结构，将极耳连接结构和顶盖片8固定连接，即可实现正极极柱和电芯组件的电连接。
另外，极耳连接结构用于使电池的电芯组件与电池外部形成电连接。由于电芯组件的电芯具有相对设置的两侧壁，极耳从电芯的侧壁延伸出，极耳连接结构用于与极耳相连接，为了减小电池的尺寸，一般需要将极耳弯折，而极耳连接结构的设置有利于极耳弯折和焊接。
具体的，顶盖片8设置有第一极柱81和第二极柱82；第一极柱81和顶盖片8为一体形成结构，第二极柱82通过塑胶件9安装于顶盖片8。
电池顶盖的极耳连接结构，包括第一连接件1，用于与电池的顶盖片8或极柱固定连接；第二连接件2，连接于第一连接件1；第一连接件1和第二连接件2为一体结构，第二连接件2相对于第一连接件1弯折。
由于模具设计无法规避排模时存在的剩余料，导致边料多、成本高等制造工序缺陷，因此，将板材弯折预设角度，形成第一连接件1和第二连接件2，第一连接件1连接电池的顶盖片8或极柱，第二连接件2与电芯侧壁的极耳固定连接，实现极柱和电芯组件之间的电连接，其中，板材通过直冲压成型工艺形成，没有外凸或内凹的结构，有助于降低与板材对应的冲压模的成本，且不会排摸后存在多余尺寸，即不会产生多余的边料，然后通过折弯即可形成极耳连接结构，有助于简化极耳连接结构的生产工艺，提高极耳连接结构的生产效率，而且折弯过程也不会产生多余的边料，起到环保的作用。
于本实施方式中，板材在折弯前为直线型结构，第一连接件1的厚度和第二连接件2的厚度相等，使得冲压前的板材刚好与五金冲压模吻合并进行冲压，不会形成排模后的多余尺寸，即不会产生多余的边料，有助于降低极耳连接结构的生产成本。其中，板材为单一金属材质或合金材质，如铜或铝材质。
在根据本发明的电池顶盖的极耳连接结构中，第二连接件2设置有台阶部7。具体的，台阶部7设置在第二连接件2对应极耳的位置，也可通过冲压的方式形成，能匹配极耳的形状，在一些实施方式中，极耳具有R角，台阶部7可以缓冲极耳的R角的厚度，防止电芯发生析锂。
此外，本实施方式的极耳连接结构可以用于连接正极柱和电芯的极耳，由于正极极柱和顶盖片8也采用一体式结构，正极极柱由顶盖片8向上凸起形成，极耳连接结构可采用直接与顶盖片8固定连接，顶盖片8设置有与第一连接件1配合的凹槽，使得第一连接件1可以嵌入到顶盖片8的底部，有助于降低顶盖组件整体的高度，提高电池内部的空间利用率，从而提高电池的质量，也可以没有凹槽，直接通过穿透焊的方式焊接于顶盖片，简化结构，降低生产成本。
实施方式二
与实施方式一不同的是：本实施方式的第一连接件1和第二连接件2均为板材，板材为L型结构，第一连接件1设置有用于供铆钉穿过的通孔4。具体的，第一连接件1和第二连接件2在折弯前为L型的板材，即在折弯前，第一连接件1和第二连接件2在同一个平面，且两者相互垂直，在折弯后，第一连接件1所在的平面垂直于第二连接件2所在的平面，使得第一连接件1与顶盖片8平行，便于与顶盖片8的第二极柱82焊接在一起，第二连接件2往电芯的方向延伸，起到连接极耳和第二极柱82的作用，其中，第一连接件1设置通孔4，供第二极柱82上的铆钉穿过，起到固定第二极柱82和第一连接件1的作用，第二连接件2也可通过冲压的方式形成台阶部7，匹配极耳的形状，防止电芯发生析锂。
此外，本实施方式的极耳连接结构可以用于连接负极柱和电芯的极耳，即第二极柱82套设至少一个塑胶件9，起到绝缘第二极柱82和顶盖片8的作用，塑胶件9包括但不限于上塑胶件、密封圈和下塑胶件，满足固定第二极柱82即可。下塑胶件的底部设置有供第一连接件1嵌入的凹槽，有助于降低顶盖组件整体的高度，提高电池内部的空间利用率，从而提高电池的质量。
其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。
实施方式三
与实施方式一不同的是：本实施方式的第一连接件1和第二连接件2均为棒材，第一连接件1和/或第二连接件2设置有压扁部3，第一连接件1设置有用于供铆钉穿过的通孔4。具体的，在折弯前，棒材为直线型结构，也可以为长条形柱状结构，棒材的外径相等，在弯折后，棒材的两端相互垂直，由于棒材与其它部件接触面积较少，不便与极耳或极柱连接，因此，通过压扁棒材的两端，分别形成接触面积较大的第一连接件1和第二连接件2，增大第一连接件1和第二连接件2与其它部件的接触面积，有助于提高极耳连接结构的过流能力，提高电池的性能，其中，第一连接件1所在的平面垂直于第二连接件2所在的平面，第一连接件1和第二连接件2之间通过类似柱状的连接部5，由于该部分也与棒材弯折前的外径相同，该部分的强度变化不大，有助于提高连接结构整体的强度。其中，第一连接件1也设置通孔4，供第二极柱82上的铆钉穿过，起到固定第二极柱82和第一连接件1的作用，第二连接件2也可通过冲压的方式形成台阶部7，匹配极耳的形状，防止电芯发生析锂。棒材为单一金属材质或合金材质，如铜或铝材质。
此外，本实施方式的极耳连接结构可以用于连接负极柱和电芯的极耳，即第二极柱82套设至少一个塑胶件9，起到绝缘第二极柱82和顶盖片8的作用，塑胶件9包括但不限于上塑胶件、密封圈和下塑胶件，满足固定第二极柱82即可。下塑胶件的底部设置有供第一连接件1和棒状结构嵌入的凹槽，有助于降低顶盖组件整体的高度，提高电池内部的空间利用率，从而提高电池的质量。
其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。
实施方式四
与实施方式一不同的是：本实施方式的第一连接件1和第二连接件2均为板材，第一连接件的一端通过至少一次翻折形成第二连接件2，第一连接件1和第二连接件2之间为至少一次弯折形成的连接部5，第一连接件1的厚度方向和连接部5的厚度方向相同；第一连接件1的厚度方向垂直于第二连接件2的厚度方向，第一连接件1设置有用于供铆钉穿过的通孔4。具体的，在翻折前，板材为直线型板状结构，翻折过程为：第一连接件1与第二连接件2在平面上先对折180°，第二连接件2向远离第一连接件1的方向翻折形成等腰三角形的连接部5，其中，由于经过一次翻折，连接部5形成类似三角形的层状结构，如等腰三角形，等腰三角形的一条腰边具有延伸部51，延伸部51垂直于第一连接件1的平面折弯90度，且第一连接件1所在的平面垂直于第二连接件2所在的平面，连接部5和第一连接件1处在同一个平面，延伸部51从该平面往电芯方向延伸，但本发明不以此为限，根据实际生产需求，板材也可以经过多次翻折，以提高极耳连接结构的整体强度，此外，在完成制作极耳连接结构后，第一连接件1的厚度方向和连接部5的厚度方向相同，第一连接件1的厚度方向垂直于第二连接件2的厚度方向。
在本实施方式中，第一连接件1也设置通孔4，供第二极柱82上的铆钉穿过，起到固定第二极柱82和第一连接件1的作用，第二连接件2也可通过冲压的方式形成台阶部7，匹配极耳的形状，防止电芯发生析锂。板材为单一金属材质或合金材质，如铜或铝材质。
此外，本实施方式的极耳连接结构可以用于连接负极柱和电芯的极耳，即第二极柱82套设至少一个塑胶件9，起到绝缘第二极柱82和顶盖片8的作用，塑胶件9包括但不限于上塑胶件、密封圈和下塑胶件，满足固定第二极柱82即可。下塑胶件的底部设置有供第一连接件1和连接部5嵌入的凹槽，有助于降低顶盖组件整体的高度，提高电池内部的空间利用率，从而提高电池的质量。
其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。
实施方式五
与实施方式四不同的是：本实施方式的第一连接件1设置有凹陷部6，通孔4设置在凹陷部6的底部；凹陷部6的至少一端设置有供穿透焊或超声波焊的焊孔61。本实施方式的板材也可采用实施方式四的先翻折后弯折的结构，增加凹陷部6，能够与顶盖片8形成高度差，起到设备防呆的作用，凹陷部6的底部也可设置通孔4，便于与铆钉配合，供铆钉穿过，有助于提高极耳连接结构的稳固性，增加焊孔61便于将极耳连接结构和顶盖片8的下表面焊接在一起，优选通过穿透焊或超焊固定连接。第二连接件2也可通过冲压的方式形成台阶部7，匹配极耳的形状，防止电芯发生析锂。
翻折过程为：第一连接件1与第二连接件2翻折形成等腰三角形的连接部5，等腰三角形具有两个45度角，等腰三角形的一条腰边具有延伸部51，延伸部51垂直于第一连接件1的平面折弯90度。
此外，本实施方式的极耳连接结构可以用于连接正极柱和电芯的极耳，由于正极极柱和顶盖片8采用一体式结构，正极极柱由顶盖片8向上凸起形成，极耳连接结构可采用直接与顶盖片8固定连接，有助于降低顶盖组件整体的高度，提高电池内部的空间利用率，从而提高电池的质量。
其他结构与实施方式四相同，这里不再赘述。
电池
本发明的电池包括实施方式一～五的电池顶盖的极耳连接结构。
具体的，包括：顶盖片8，设置有第一极柱81和第二极柱82；第一极柱81和顶盖片8为一体形成结构，第二极柱82通过塑胶件9安装于顶盖片8；两个如上述的电池顶盖的极耳连接结构，其中一个极耳连接结构焊接在顶盖片8，另一个极耳连接结构与第二极柱82的底部固定连接。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明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，本发明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发明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发明的保护范围。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，并不对本发明构成任何限制。
Claims (13)
1.一种电池顶盖的极耳连接结构，其特征在于，包括：
第一连接件(1)，用于与电池的顶盖片(8)或极柱固定连接；
第二连接件(2)，连接于所述第一连接件(1)；
所述第一连接件(1)和所述第二连接件(2)为一体结构，所述第二连接件(2)相对于所述第一连接件(1)弯折，所述第一连接件(1)和所述第二连接件(2)之间为至少一次弯折或翻折形成的连接部(5)。
2.如权利要求1所述的一种电池顶盖的极耳连接结构，其特征在于：所述第一连接件(1)和所述第二连接件(2)均为棒材或板材。
3.如权利要求1所述的一种电池顶盖的极耳连接结构，其特征在于：所述第一连接件(1)和所述第二连接件(2)均为棒材，所述第一连接件(1)和/或所述第二连接件(2)设置有压扁部(3)。
4.如权利要求3所述的一种电池顶盖的极耳连接结构，其特征在于：所述第一连接件(1)与所述第二连接件(2)弯折形成柱状的连接部(5)。
5.如权利要求1所述的一种电池顶盖的极耳连接结构，其特征在于：所述第一连接件(1)和所述第二连接件(2)均为板材，所述第一连接件(1)的一端通过至少一次翻折形成连接部(5)，所述连接部(5)与所述第二连接件(2)连接，所述连接部(5)为等腰三角形。
6.如权利要求5所述的一种电池顶盖的极耳连接结构，其特征在于翻折过程为：所述第一连接件(1)与所述第二连接件(2)在平面上先对折180度，所述第二连接件(2)向远离第一连接件(1)的方向翻折形成等腰三角形的连接部(5)。
7.如权利要求5或6所述的一种电池顶盖的极耳连接结构，其特征在于：所述等腰三角形具有两个45度角，所述等腰三角形的一条腰边具有延伸部(51)，所述延伸部(51)垂直于所述第一连接件(1)的平面折弯90度。
8.如权利要求1-6任意一项所述的一种电池顶盖的极耳连接结构，其特征在于：所述第一连接件(1)设置有用于供铆钉穿过的通孔(4)。
9.如权利要求5或6所述的一种电池顶盖的极耳连接结构，其特征在于：所述第一连接件(1)的厚度方向和所述连接部(5)的厚度方向相同；
所述第一连接件(1)的厚度方向垂直于所述第二连接件(2)的厚度方向。
10.如权利要求8所述的一种电池顶盖的极耳连接结构，其特征在于：所述第一连接件(1)设置有凹陷部(6)，所述通孔(4)设置在所述凹陷部(6)的底部；
所述凹陷部(6)的至少一端设置有供穿透焊或超声波焊的焊孔(61)。
11.如权利要求1-6任意一项所述的一种电池顶盖的极耳连接结构，其特征在于：所述第二连接件(2)设置有台阶部(7)。
12.如权利要求1-6任意一项所述的一种电池顶盖的极耳连接结构，其特征在于：所述第一连接件(1)和所述第二连接件(2)的材质为铜或铝。
13.一种电池，其特征在于，包括：
顶盖片(8)，设置有第一极柱(81)和第二极柱(82)；
所述第一极柱(81)和所述顶盖片(8)为一体形成结构，所述第二极柱(82)通过塑胶件(9)安装于所述顶盖片(8)；
两个如权利要求1-12任意一项所述的电池顶盖的极耳连接结构，其中一个所述极耳连接结构焊接在所述顶盖片(8)，另一个所述极耳连接结构与所述第二极柱(82)的底部固定连接。
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