CN114421065A - 动力电池顶盖及其制造方法 - Google Patents
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Abstract
一种动力电池顶盖，包括设有极柱孔的盖板、安装于所述极柱孔周缘的密封圈、一体注塑成型在一起的铆接环与绝缘本体及压接于所述铆接环下并密封所述极柱孔的极柱，所述极柱孔包括穿孔及自所述盖板表面凹陷形成于所述穿孔外周的凹陷部及自所述凹陷部表面向上凸出形成的若干铆柱，所述密封圈安装于所述穿孔周缘的凹陷部上，所述铆接环包括贴合于所述凹陷部表面的铆接面、自所述铆接面中间撕破向内上方延伸形成的压接斜壁及贯穿所述铆接面的若干铆接孔，所述被压接斜面被所述压接斜壁及其上的绝缘本体压制，所述铆柱进入所述铆接孔内铆接固定。本申请还包括一种动力电池顶盖制造方法。
Description
技术领域
本申请涉及动力电池领域，尤指一种动力电池顶盖及其制造方法。
背景技术
动力电池包括若干电池单体、将所述电池单体并联在一起的汇流组件及电连接所述汇流组件并将电能传输出去的一对极柱。动力电池内部有注入电解液等液态物质，需要保持所述动力电池的密封性，为保持密封性，所述动力电池还包括有外壳、封闭所述外壳的顶盖，所述极柱固定于所述顶盖上并需要顶盖的盖板保持电隔离。中华人民共和国第202110666517.4号专利申请揭示了一种动力电池顶盖，该动力电池顶盖包括设有极柱孔的盖板、焊接于所述极柱孔外周的铆接环、密封圈、极柱及将所述极柱一体成型固定于所述极柱孔与铆接环内的绝缘本体。在制造所述顶盖时，先将所述铆接环的焊接面贴合所述极柱孔的凹陷部焊接固定，随后再将密封圈套于所述盖板的极柱孔周缘，再将极柱自所述铆接环顶部放入所述铆接环内部并压接所述密封圈，此过程中，所述铆接环顶部设有错位的凸出部，在一定位置处将所述极柱置入后再转动一定位置实现对位限制，定位所述极柱后进行注塑成型将所述极柱固定于所述铆接环内。上述方案的极柱、铆接环的结构复杂，加工难度较大，同时，组装制造工艺复杂，大大增加了制造成本，注塑成型时盖板需要一起置入模具内注塑成型，增加了对注塑设备的要求。
发明内容
鉴于此，有必要提供一种密封性好，且容易制造的动力电池顶盖及其制造方法。
为解决上述技术问题，本申请提供了一种动力电池顶盖，包括设有极柱孔的盖板、安装于所述极柱孔周缘的密封圈、一体注塑成型在一起的铆接环与绝缘本体及压接于所述铆接环下并密封所述极柱孔的极柱，所述极柱孔包括穿孔及自所述盖板表面凹陷形成于所述穿孔外周的凹陷部及自所述凹陷部表面向上凸出形成的若干铆柱，所述密封圈安装于所述穿孔周缘的凹陷部上，所述铆接环包括贴合于所述凹陷部表面的铆接面、自所述铆接面中间撕破向内上方延伸形成的压接斜壁及贯穿所述铆接面的若干铆接孔，所述极柱包括上连接部、下连接部、形成于所述上连接部与下连接部之间的被压接斜面，所述下连接部周缘压接于所述密封圈上并密封所述穿孔，所述上连接部暴露于外界，所述被压接斜面被所述压接斜壁及其上的绝缘本体压制，所述铆柱进入所述铆接孔内铆接固定。
优选地，所述铆接环与所述绝缘本体的结合体在所述压接斜壁内形成有上下开口的容纳腔，所述容纳腔下端开口大于上端开口，所述极柱装入所述容纳腔内。
优选地，所述铆接环的压接斜壁与所述极柱的被压接斜面之间间隔有所述绝缘本体以电隔离所述铆接环与所述极柱，所述极柱的下连接部压持于所述密封圈上以电隔离所述极柱与所述盖板。
优选地，所述凹陷部位于所述穿孔外缘向上凸出形成有凸边，所述凸边的顶部高于所述凹陷部的表面且低于所述盖板表面，所述密封圈包括位于所述凸边上侧的压接表面、贯穿所述压接表面形成的套孔、自所述压接表面内外两侧向下延伸形成的内侧壁、外侧壁及形成于所述内侧壁与外侧壁之间的容纳所述凸边的扣入槽。
优选地，所述极柱的下连接部表面压持在所述密封圈的压接表面上并与所述凸边挤压所述压接表面实现密封。
优选地，所述铆接环的铆接面被限位于所述凹陷部内，所述铆柱与所述铆接孔一一对应并铆接固定，所述铆柱为锥形结构。
优选地，所述铆接环的铆接面与所述压接斜壁连接处贯穿形成有若干流动孔，所述绝缘本体填充满所述流动孔，所述绝缘本体包括基部及自所述基部斜向内上方延伸并包裹于所述压接斜壁内外两侧的包裹部。
优选地，所述铆柱与所述凹陷部的径向内壁面之间存在间隙。
优选地，所述动力电池顶盖还包括组装于所述盖板底部的内壳，所述内壳包括覆盖所述盖板底面的内壳体、贯穿所述内壳体且对应所述穿孔形成的通孔、自所述内壳体向上延伸形成的若干热熔柱，所述盖板底面对应所述热熔柱位置处开设有若干热熔孔，所述热熔柱伸入所述热熔孔内后热熔固定，所述热熔孔为盲孔不贯穿所述盖板的上表面。
为解决上述技术问题，本申请还提供了一种动力电池顶盖的制造方法，包括如下步骤：
S10、提供所述铆接环，并在所述铆接环外注塑成型所述绝缘本体；
所述压接斜壁内形成有上下开口的容纳腔，所述容纳腔内壁面被所述绝缘本体覆盖形成包裹部；
S20、提供所述极柱，将所述极柱向上装入所述铆接环与所述包裹部内的容纳腔内；
所述极柱的被压接斜面紧贴限制于所述容纳腔的内壁面上并通过所述包裹部与所述铆接环电隔离；
S30、提供所述盖板及密封圈，将所述密封圈组装于所述穿孔周缘的凹陷部上；本步骤可以置于S20或S10之前；
S40、将装入极柱的铆接环与绝缘本体的结合体向下压入所述凹陷部内，所述盖板的铆柱向上对应***所述铆接孔内，向下挤压所述铆柱使所述铆柱向径向扩张固定于所述铆接孔内。
本申请动力电池顶盖制造方法先将铆接环注塑成型形成铆接环与绝缘本体的结合体，而后再将结合体组装至所述盖板上并通过铆柱与铆接孔的方式进行铆接固定，避免现有技术中注塑成型需要将整个盖板组件进行模内注塑成型造成对机器要求高，大件注塑效率低的问题；同时，本申请的动力电池顶盖的铆接环与极柱相较于现有焊接环与极柱设计的结构更简单，去除了一些复杂的机加工结构，降低了组件的制造成本。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请动力电池顶盖的立体组合图；
图2为本申请动力电池顶盖的立体分解图；
图3为本申请动力电池顶盖的极柱、绝缘本体、铆接环及密封圈的立体分解图；
图4为本申请动力电池顶盖的极柱、绝缘本体、铆接环及密封圈另一角度的立体分解图；
图5为本申请动力电池顶盖的绝缘本体与铆接环的结合体、极柱及密封圈的剖面图；
图6为沿图1所示A-A虚线的剖视图。
附图标记说明
内壳-10；内壳体-11；热熔柱-12；通孔-13；栅栏-14；注液通孔-15；端部-16；盖板-20；板体-21；极柱孔-22；穿孔-221；凹陷部-222；铆柱-223；凸边-224；防爆口-23；注液孔-24；极柱-30；上连接部-31；下连接部-32；被压接斜面-33；密封圈-40；压接表面-41；套孔-42；内侧壁-43；外侧壁-44；扣入槽-45；铆接环-50；铆接面-51；铆接孔-511；压接斜壁-52；流动孔-521；绝缘本体-60；基部-61；包裹部-62；保护膜-72；防爆片-71；容纳腔-S。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
本申请以图1所示X方向为横向方向，以Y方向为纵向方向，以Z方向为垂直方向的上方。
请继续参阅图1、图2所示，本申请动力电池顶盖包括设有极柱孔22的盖板20、铆接于所述极柱孔22周缘的铆接环50、套设于所述极柱孔22上侧周缘的密封圈40、极柱30、一体成型于所述铆接环50外并隔离所述铆接环50与极柱30的绝缘本体60及热熔固定于所述盖板20底面的内壳10。
所述盖板20包括板体21、贯穿所述板体21形成的所述极柱孔22、防爆口23及注液孔24。所述极柱孔22包括穿孔221、自所述板体21向下凹陷形成的位于所述穿孔221外周的凹陷部222、自所述穿孔221周缘向上凸出形成的凸边224及自所述凹陷部222外周向上凸出形成的若干铆柱223。所述铆柱223均匀分布于所述环形结构的凹陷部22上，且所述铆柱223与所述凹陷部222横向内壁之间存在一定的间隙，初始状态下，所述铆柱223自由端呈锥形结构。所述凸边224的高度不高于所述板体21的表面。
所述内壳10包括覆盖所述板体21底面的内壳体11、贯穿所述内壳体11且对应所述穿孔221形成的通孔13、对应所述注液孔24贯穿所述内壳体11的注液通孔15、形成于所述防爆口23下方的栅栏14及覆盖所述板体21横向两侧的端部16。所述内壳体11向上延伸形成有若干热熔柱12，所述板体21底面对应所述热熔柱12位置处开设有若干热熔孔(未图示)，所述热熔柱12伸入所述热熔孔内后热熔固定，所述热熔孔为盲孔不贯穿所述板体21的上表面。所述栅栏14中间位置处向下凹陷不与所述防爆口23底侧直接接触。所述防爆口23的底侧焊接有防爆片71，所述防爆口23顶部固定有保护膜72。
请继续参阅图2至图6所示，所述极柱30包括有正极柱与负极柱，每个所述极柱30包括有上连接部31、与所述上连接部31相对的下连接部32及自形成于所述上连接部31与所述下连接部32之间的被压接斜面33。所述下连接部32的外径大于所述上连接部31的外径，使所述被压接斜面33呈斜向外扩大的斜面结构，所述极柱30无特殊的结构设计，外形结构通过简单冲压即可完成制造。所述正极柱采用一种材料，即铝合金制成。所述负极柱采用两种材料结合在一起，即所述极柱30的上半部分采用铝合金材质，所述极柱30的下半部分采用铜合金制成。
所述铆接环50包括贴合于所述凹陷部222表面的铆接面51、自所述铆接面51内侧斜向内上侧延伸形成的压接斜壁52、贯穿所述铆接面51的若干铆接孔511及开设于所述压接斜壁52与所述铆接面51连接处的若干流动孔521。所述铆接面51的外径不大于所述凹陷部222的内径使所述铆接面51向下完全进入所述凹陷部222内，所述凹陷部222内向上凸起的铆柱223分别一一对应于所述铆接面51上的铆接孔511，且所述铆柱223的顶端向上凸出于所述铆接孔511的表面。所述铆柱223最后需要向下挤压铆接使所述铆柱223固定于所述铆接孔511内，此时，所述铆接孔511在设计时可以设计成斜面结构，使所述铆柱223铆接后增加所述铆柱223与所述铆接孔511的固持力。所述压接斜壁52斜向内上方延伸形成倾斜壁面，所述压接斜壁52底部的内径大于顶部的内径。
所述绝缘本体60一体成型于所述铆接环50外，具体地，将所述铆接环50进行模内注塑成型，所述绝缘本体60包裹于所述铆接环50外，所述绝缘本体60包括与所述铆接面51底面平齐的基部61及自所述基部61斜向内上方延伸并包裹于所述压接斜壁52内外两侧的包裹部62。所述包裹部62内侧与所述压接斜壁52一样保持斜面结构。所述铆接环50的压接斜壁52与所述绝缘本体60的包裹部62顶部与底部开口呈开放状态并形成容纳所述极柱30的容纳腔S。
所述极柱30向上装入所述铆接环50与所述绝缘本体60内，所述极柱30的上连接部31暴露于所述铆接环50与绝缘本体60的顶部开口外，所述极柱30的下连接部31暴露于所述铆接环50与所述绝缘本体60的底部开口外。所述极柱30的被压接斜面33贴合所述包裹部62的内表面，通过所述铆接环50的压接斜壁52的力量向下固定所述极柱30，所述极柱30的被压接斜面33与所述压接斜壁52之间通过所述绝缘本体60的包裹部62间隔实现绝缘电隔离。
所述密封圈40包括压接表面41、贯穿所述压接表面41形成的套孔42、自所述压接表面41径向两侧分别向下延伸形成的内侧壁43与外侧壁44及形成于所述内侧壁43与所述外侧壁44之间的扣入槽45。所述内侧壁43垂直长度大于所述外侧壁44的垂直长度。所述密封圈40压入所述穿孔221周缘的凸边224上，即所述凸边224卡入所述扣入槽45内，所述内侧壁43贴覆于所述穿孔221的内壁面上。
所述极柱30向下压接于所述密封圈40的压接表面41上，具体地，所述下连接部32封闭所述穿孔221，且所述下连接部32的表面压持在所述密封圈40的压接表面41上实现密封。
本申请动力电池顶盖在设计所述盖板20、极柱30及铆接环50时，最大程度简化部件的结构设计，尽量避免复杂化零组件而导致的加工难度与加工成本，相较于现有技术中的极柱与焊接环的结构更易于加工，在保证可靠性的同时，极大地降低制造成本。
本申请动力电池顶盖的制造方法包括如下步骤：
S10、提供铆接环50，并在所述铆接环50外注塑成型所述绝缘本体60；
本步骤中，所述绝缘环50包括呈水平环状结构的铆接面51及自所述铆接面51斜向内上方延伸形成的压接斜壁52，所述铆接面51上均匀贯穿形成有若干铆接孔511。所述绝缘本体60包裹于所述铆接环50外，所述压接斜壁52内外两侧均包裹有所述绝缘本体60并形成包裹部62，所述包裹部62贴合于所述压接斜壁52内表面一侧的部分用于电隔离所述铆接环50与极柱30。所述铆接环50与绝缘本体60的结合体顶部与底部均开口，并在所述压接斜壁52内形成上下开口的容纳腔S。
S20、提供极柱30，将所述极柱30向上装入所述铆接环50与所述包裹部62内的容纳腔S内；
此步骤中，所述极柱30包括暴露于所述容纳腔S顶部外的上连接部31、暴露于所述容纳腔S底部外的的下连接部32及形成于所述上连接部31与下连接部32之间的被压接斜面33。所述极柱30装入所述容纳腔S内后，所述极柱30的被压接斜面33压持于所述压接斜壁52下并通过所述绝缘本体60的包裹部62与所述铆接环50电隔离。
S30、提供贯穿形成有极柱孔22的盖板21及密封圈40，将所述密封圈40组装于所述极柱孔22上；本步骤可以置于S20或S10之前；
所述盖板20包括板体21、贯穿所述板体21形成的所述极柱孔22。所述极柱孔22包括上下贯穿的穿孔221、自所述板体21向下凹陷形成的位于所述穿孔221外周的凹陷部222、自所述穿孔221周缘向上凸出形成的凸边224及自所述凹陷部222外周向上凸出形成的若干铆柱223。所述铆柱223均匀分布于所述环形结构的凹陷部22上，且所述铆柱223与所述凹陷部222横向内壁之间存在一定的间隙，初始状态下，所述铆柱223自由端呈锥形结构。所述凸边224的高度不高于所述板体21的表面。
所述密封圈40包括压接表面41、贯穿所述压接表面41形成的套孔42、自所述压接表面41径向两侧分别向下延伸形成的内侧壁43与外侧壁44及形成于所述内侧壁43与所述外侧壁44之间的扣入槽45。所述内侧壁43垂直长度大于所述外侧壁44的垂直长度。
所述凸边224卡入所述密封圈40的扣入槽45内，所述套孔42与所述穿孔221相对应，所述内侧壁43贴覆于所述穿孔221的内壁面上，所述外侧壁44贴合于所述凸边224的径向外壁面上。
S40、将装入极柱30的铆接环50与绝缘本体60的结合体向下压入所述凹陷部222内，所述盖板20的铆柱223向上对应***所述铆接孔511内，并向下挤压所述铆柱223使所述铆柱223向径向扩张固定于所述铆接孔511内；
本步骤中，所述极柱30的下连接部32外缘支撑于所述穿孔221周缘的密封圈40的压接表面41上以密封所述穿孔221，所述极柱30的被压接斜面33受到所述铆接环50及绝缘本体60结合体形成的压接斜壁52，62的向下压力以紧密压紧所述密封圈40的压接表面41。
本申请动力电池顶盖制造方法先将铆接环50注塑成型形成铆接环50与绝缘本体60的结合体，而后再将结合体组装至所述盖板20上并通过铆柱223与铆接孔511的方式进行铆接固定，避免现有技术中注塑成型需要将整个盖板组件进行模内注塑成型造成对机器要求高，大件注塑效率低的问题；同时，本申请的动力电池顶盖的铆接环50与极柱30相较于现有焊接环与极柱设计的结构更简单，去除了一些复杂的机加工结构，降低了组件的制造成本。
以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种动力电池顶盖，其特征在于，包括设有极柱孔的盖板、安装于所述极柱孔周缘的密封圈、一体注塑成型在一起的铆接环与绝缘本体及压接于所述铆接环下并密封所述极柱孔的极柱，所述极柱孔包括穿孔及自所述盖板表面凹陷形成于所述穿孔外周的凹陷部及自所述凹陷部表面向上凸出形成的若干铆柱，所述密封圈安装于所述穿孔周缘的凹陷部上，所述铆接环包括贴合于所述凹陷部表面的铆接面、自所述铆接面中间撕破向内上方延伸形成的压接斜壁及贯穿所述铆接面的若干铆接孔，所述极柱包括上连接部、下连接部、形成于所述上连接部与下连接部之间的被压接斜面，所述下连接部周缘压接于所述密封圈上并密封所述穿孔，所述上连接部暴露于外界，所述被压接斜面被所述压接斜壁及其上的绝缘本体压制，所述铆柱进入所述铆接孔内铆接固定。
2.如权利要求1所述的动力电池顶盖，其特征在于，所述铆接环与所述绝缘本体的结合体在所述压接斜壁内形成有上下开口的容纳腔，所述容纳腔下端开口大于上端开口，所述极柱装入所述容纳腔内。
3.如权利要求2所述的动力电池顶盖，其特征在于，所述铆接环的压接斜壁与所述极柱的被压接斜面之间间隔有所述绝缘本体以电隔离所述铆接环与所述极柱，所述极柱的下连接部压持于所述密封圈上以电隔离所述极柱与所述盖板。
4.如权利要求3所述的动力电池顶盖，其特征在于，所述凹陷部位于所述穿孔外缘向上凸出形成有凸边，所述凸边的顶部高于所述凹陷部的表面且低于所述盖板表面，所述密封圈包括位于所述凸边上侧的压接表面、贯穿所述压接表面形成的套孔、自所述压接表面内外两侧向下延伸形成的内侧壁、外侧壁及形成于所述内侧壁与外侧壁之间的容纳所述凸边的扣入槽。
5.如权利要求4所述的动力电池顶盖，其特征在于，所述极柱的下连接部表面压持在所述密封圈的压接表面上并与所述凸边挤压所述压接表面实现密封。
6.如权利要求5所述的动力电池顶盖，其特征在于，所述铆接环的铆接面被限位于所述凹陷部内，所述铆柱与所述铆接孔一一对应并铆接固定，所述铆柱为锥形结构。
7.如权利要求6所述的动力电池顶盖，其特征在于，所述铆接环的铆接面与所述压接斜壁连接处贯穿形成有若干流动孔，所述绝缘本体填充满所述流动孔，所述绝缘本体包括基部及自所述基部斜向内上方延伸并包裹于所述压接斜壁内外两侧的包裹部。
8.如权利要求7所述的动力电池顶盖，其特征在于，所述铆柱与所述凹陷部的径向内壁面之间存在间隙。
9.如权利要求8所述的动力电池顶盖，其特征在于，所述动力电池顶盖还包括组装于所述盖板底部的内壳，所述内壳包括覆盖所述盖板底面的内壳体、贯穿所述内壳体且对应所述穿孔形成的通孔、自所述内壳体向上延伸形成的若干热熔柱，所述盖板底面对应所述热熔柱位置处开设有若干热熔孔，所述热熔柱伸入所述热熔孔内后热熔固定，所述热熔孔为盲孔不贯穿所述盖板的上表面。
10.如权利要求1所述的动力电池顶盖的制造方法，其特征在于，包括如下步骤：
S10、提供所述铆接环，并在所述铆接环外注塑成型所述绝缘本体；
所述压接斜壁内形成有上下开口的容纳腔，所述容纳腔内壁面被所述绝缘本体覆盖形成包裹部；
S20、提供所述极柱，将所述极柱向上装入所述铆接环与所述包裹部内的容纳腔内；
所述极柱的被压接斜面紧贴限制于所述容纳腔的内壁面上并通过所述包裹部与所述铆接环电隔离；
S30、提供所述盖板及密封圈，将所述密封圈组装于所述穿孔周缘的凹陷部上；本步骤可以置于S20或S10之前；
S40、将装入极柱的铆接环与绝缘本体的结合体向下压入所述凹陷部内，所述盖板的铆柱向上对应***所述铆接孔内，向下挤压所述铆柱使所述铆柱向径向扩张固定于所述铆接孔内。
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