CN207038572U - 一种动力电池顶盖 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种动力电池顶盖，包括：顶盖片；注液孔；焊接于顶盖片下端的防爆阀，所述顶盖片上端设有防爆阀保护膜；所述顶盖片与防爆阀焊接处设为凸台结构；动力电池两极柱分设于顶盖片两端。本实用新型中动力电池的顶盖结构通过在顶盖片上设置于防爆阀结构和极柱机构相适配的凸台结构，提升了顶盖片的结构刚度，保证了电芯在组装过程中顶盖与壳体的平面度，提升了激光焊接的合格率，在保证了结构刚度和组装性能的同时，电池电芯内部容积增大，裸电芯所占空间比例提升，相对应的能量密度也得到了提升。
Description
技术领域
本实用新型属于动力电池领域，具体涉及一种动力电池的顶盖结构。
背景技术
随着现代社会的不断发展，能源问题已成为制约社会和经济发展的瓶颈，随着能源科技的不断革新，寻找新型能源和可替代能源成为人类社会可持续发展的必经之路。据国内外权威专家预计，今后数十年间，人类世界汽车的保有量会急剧增加，由此带来的环境保护的迫切性和石油储量日益短缺的压力尤其紧迫地使人类重新考虑未来汽车的动力问题。
近年来，电动汽车在上述背景下应运而生，并得到了大幅的推广和使用，以期减少废气的排放和化石能源的消耗。作为电动汽车的关键部件，动力电池对整车动力性、经济性和安全性都具有重大的影响。车用动力电池需要具备能量密度高、输出功率高、寿命长、充放电效率高、使用温度范围广、自放电低、负载特性好、低内阻、无记忆效应等特性才能够实现快速充电、安全性高以及可重复使用性等特点。在上述对动力电池的要求中，电池容量是制约其发展的最明显的因素之一，现有技术中的动力电池壳体内空间小、裸电芯所占空间比例少，相对应的能量密度低，针对目前国家补贴越来越提升动力电池能量密度的前提下，提升动力电池内部空间从而提升电池能量密度是提升动力电池品质和推广其应用范围的重要途径。
发明内容
为了解决所述现有技术的不足，本实用新型提供了一种通过结构设计扩充动力电池内部空间的动力电池顶盖，并且提供使用这种顶盖结构的动力电池。在扩充电芯内部空间的同时，还需考虑到内部空间扩充对结构所带来的影响，应避免由于扩充容量所带来的对结构刚度的影响。
本实用新型所要达到的技术效果通过以下方案实现：
本实用新型中提供的动力电池顶盖，包括：
顶盖片；
注液孔；
焊接于顶盖片下端的防爆阀，所述顶盖片上端设有防爆阀保护膜；
所述顶盖片与防爆阀焊接处设为凸台结构；
动力电池两极柱分设于顶盖片两端。
进一步地，所述凸台结构为环状中空凸台结构。
进一步地，所述顶盖片与防爆阀焊接处的连接强度大于防爆阀处的破裂强度。
进一步地，所述顶盖片与极柱组装配合处设为与极柱形状相适配的凸起部。
进一步地，所述凸台结构高度为0.5-5mm。优选地，所述凸台结构高度为1.2-2.8mm。
进一步地，所述顶盖片与防爆阀焊接长度为3-6mm。
进一步地，所述设于顶盖片上的防爆阀、防爆阀保护膜以及凸台结构的结构组合数量为2组或者2组以上。
进一步地，所述极柱与顶盖片之间设有密封圈。
进一步地，所述极柱通过绝缘层与顶盖片绝缘。
本实用新型具有以下优点：
1、本实用新型中动力电池的顶盖结构通过在顶盖片上设置于防爆阀结构和极柱机构相适配的凸台结构，提升了顶盖片的结构刚度，保证了电芯在组装过程中顶盖与壳体的平面度，提升了激光焊接的合格率。在保证了结构刚度和组装性能的同时，电池电芯内部容积增大，裸电芯所占空间比例提升，相对应的能量密度也得到了提升。
2、设置上述凸台结构后，防爆阀与电芯之间的距离增加，少了在装配过程中的软连接对防爆阀的刮碰几率。
3、增加了电池内部的填充空间，减少电池在工作中由于产生气体造成的对外壳的压力。
4、设有凸台结构后，防爆阀高出注液孔平面，可有效防止电解液流入防爆阀从而腐蚀防爆阀。
5.设有凸台结构后，提高了防爆阀处的强度，减小了激光焊后，焊接应力对于防爆阀的拉扯而导致防爆阀失效的几率。
附图说明
图1为本实用新型中动力电池顶盖的俯视图；
图2为图1中动力电池顶盖B-B面剖视图；
图3为图2中虚线部分放大图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。
本实施例中提供的动力电池顶盖的结构如附图1、附图2和附图3所示，包括顶盖片30、注液孔40。
在现有技术中，顶盖片上直接设有平的开孔，开孔底端焊接防爆阀，上端设有防爆阀保护膜，与之相对的，本实施例中的动力电池顶盖还包括焊接于顶盖片下端的防爆阀70，顶盖片上端设有防爆阀保护膜60，顶盖片与防爆阀焊接处的连接强度大于防爆阀处的破裂强度，以起到电池防爆的作用。如附图2所示，顶盖片30与防爆阀70焊接处设为凸台结构301，该凸台结构为环状中空凸台结构，该凸台结构301高度优选为0.5-5mm，进一步优选为1.2-2.8mm。上述高度的选择是根据现有动力电池尺寸所限定，高度不宜过高，否则会降低凸台结构处的强度，由于结构起伏过大还会影响电池pack的装配，同时高度也不宜过低，否则无法起到所需技术效果。
动力电池的两极柱分设于顶盖片30两端，如附图2，极柱10为左侧极柱，另一侧极柱未标示。为进一步扩充动力电池内部空间位置，顶盖片30与极柱10组装配合处设为与极柱形状相适配的凸起部。该凸起部的设置不仅增加了电芯内部空间，而且便于极柱周围绝缘结构的设置，优化了电池两侧结构组成，有利于后续电池pack的组装。
本实施例中的顶盖片利用冲压的制备方法形成上述凸台结构，为进一步节省空间，顶盖片与防爆阀之间采用焊接的方式进行连接。
顶盖片与防爆阀之间焊接的长度以3-6mm为宜，如附图2中所示，两者焊接的距离为该截面图中防爆阀两侧与顶盖片相接的距离。为进一步增加动力电池内部的空间，可将设于顶盖片上的防爆阀、防爆阀保护膜以及凸台结构的结构组合数量设为2组或者2组以上。目前的动力电池应用中，1组上述结构组合即可达到提升电芯内部空间容量的效果。考虑到动力电池尺寸会随着需求逐渐扩大化，在此基础上可将上述结构组合数量提升至2组或者2组以上，同时需进行适应性设计以满足其他结构上的需求，在此不加赘述。
进一步的优化结构，极柱10通过较薄的绝缘层与顶盖片30绝缘，且极柱与顶盖片之间设有密封圈50。
目前，基于对于单体电芯的能量密度提升的要求，电芯的可用空间需要增大，因此电池的外形尺寸及防爆阀尺寸都需要增加，而顶盖片的厚度需要减少，而传统顶盖的结构在增加长度和宽度尺寸及减少顶盖片厚度后，防爆阀处成为结构薄弱区，在电池生产和使用过程中，很容易形成中间凸出或凹陷等不良变形，影响激光焊接的合格率及使用；注液后，由于传统防爆阀的平面与注夜孔平面在同一水平面上，很容易使残余电解液流入防爆阀内，腐蚀防爆阀。本实施例在顶盖片30上的防爆阀处冲压出高于顶盖片的凸台结构301，增加了防爆阀开孔处的结构强度；防爆阀安装在凸台结构301下表面，防爆阀保护膜安装在凸台结构301上表面，使防爆阀的平面高于顶盖片上注液孔40的平面，防止电解液流入防爆阀中，损坏防爆阀。
本实施例中动力电池的顶盖结构通过在顶盖片上设置于防爆阀结构和极柱机构相适配的凸台结构，提升了顶盖片的结构刚度，保证了电芯在组装过程中顶盖与壳体的平面度，提升了激光焊接的合格率。设置上述凸台结构后，防爆阀与电芯之间的距离增加，减少了在装配过程中的软连接对防爆阀的刮碰几率。增加了电池内部的填充空间，减少电池在工作中由于产生气体造成的对外壳的压力。在保证了结构刚度和组装性能的同时，由于凸台结构和凸起部的设置，电池电芯内部容积增大，裸电芯所占空间比例提升，相对应的能量密度也得到了提升。
最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本发明实施例的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本发明实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本发明实施例的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本发明实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种动力电池顶盖，其特征在于包括：
顶盖片；
注液孔；
焊接于所述顶盖片下端的防爆阀，以及设置于所述顶盖片上端的防爆阀保护膜；
所述顶盖片与防爆阀焊接处设为凸台结构；
动力电池两极柱分设于顶盖片两端。
2.如权利要求1所述动力电池顶盖，其特征在于：所述凸台结构为环状中空凸台结构。
3.如权利要求2所述动力电池顶盖，其特征在于：所述顶盖片与防爆阀焊接处的连接强度大于防爆阀处的破裂强度。
4.如权利要求1所述动力电池顶盖，其特征在于：所述顶盖片与极柱组装配合处设为与极柱形状相适配的凸起部。
5.如权利要求1所述动力电池顶盖，其特征在于：所述凸台结构高度为0.5-5mm。
6.如权利要求5所述动力电池顶盖，其特征在于：所述凸台结构高度为1.2-2.8mm。
7.如权利要求1所述动力电池顶盖，其特征在于：所述顶盖片与防爆阀焊接长度为3-6mm。
8.如权利要求1所述动力电池顶盖，其特征在于：所述设于顶盖片上的防爆阀、防爆阀保护膜以及凸台结构的结构组合数量为2组或者2组以上。
9.如权利要求1所述动力电池顶盖，其特征在于：所述极柱与顶盖片之间设有密封圈。
10.如权利要求1所述动力电池顶盖，其特征在于：所述极柱通过绝缘层与顶盖片绝缘。
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|---|---|---|---|---|
| CN108461665A (zh) * | 2018-05-31 | 2018-08-28 | 东莞百思利新能源科技有限公司 | 二次电池顶盖及其二次电池 |
| CN110323371A (zh) * | 2018-03-29 | 2019-10-11 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池模组 |
| JP2020155235A (ja) * | 2019-03-18 | 2020-09-24 | トヨタ自動車株式会社 | 電池用蓋体 |
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