CN207800663U - 用于电池的帽盖组件以及电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于电池的帽盖组件以及电池。该帽盖组件包括：帽盖本体，帽盖本体具有通孔；保护电路模块，保护电路模块具有导电过孔；以及柱形集流体，柱形集流体包括集流部、连接部和柱形部，连接部的一端与集流部连接，并且另一端与柱形部连接，集流部被构造为用于与电芯的正极或者负极连接，连接部位于通孔中并与通孔形成密封，柱形部从导电过孔穿出，并与导电过孔电连接。该帽盖组件的结构简单，并且能够提高电池的装配效率。

Description

用于电池的帽盖组件以及电池

技术领域

本实用新型涉及储能装置技术领域，更具体地，涉及一种用于电池的帽盖组件以及电池。

背景技术

为了提高电池的安全性能，通常设置有保护电路模块(PCM)。PCM能够有效地避免过充电、过放电、浪涌电流以及外部电路短路等现象对电池造成损害。

在现有的电池中，帽盖包括导体片。电芯的正、负极通常通过导体与帽盖的导体片焊接连接。PCM的正、负极通过镍片与帽盖的导体片焊接连接。PCM的正、负极与外部电路连接。通过PCM的正、负极对电池进行充放电。在该电池中，需要通过激光焊接将镍片或者导线与电池的正、负极以及PCM的正、负极端子电连接。为了便于焊接，需要首先将镍片焊接到PCM上，以形成整体结构，然后再将整体结构的镍片焊接到帽盖的导体片上。

这种连接方式，造成了电池的结构复杂，装配工序繁多，生产效率低。

此外，由于焊接作业的空间小，造成焊接难度大，成品率低。

因此，需要提供一种新的技术方案，以解决上述技术问题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的是提供一种用于电池的帽盖组件的新技术方案。

根据本实用新型的第一方面，提供了一种用于电池的帽盖组件。该帽盖组件包括：帽盖本体，所述帽盖本体具有通孔；保护电路模块，所述保护电路模块具有导电过孔；以及柱形集流体，所述柱形集流体包括集流部、连接部和柱形部，所述连接部的一端与所述集流部连接，并且另一端与所述柱形部连接，所述集流部被构造为用于与电芯的正极或者负极连接，所述连接部位于所述通孔中并与所述通孔形成密封，所述柱形部从所述导电过孔穿出，并与所述导电过孔电连接。

可选地，所述集流部呈片状结构。

可选地，所述集流部与所述连接部是一体成型的。

可选地，所述连接部与所述柱形部插接在一起。

可选地，所述连接部具有孔，在所述孔的内表面上和/或所述柱形部的***端的外表面上涂覆有热敏性材料，所述柱形部的***端***所述孔中，以形成插接；或者所述连接部具有凸起，所述柱形部的端面具有孔，在所述凸起的外表面和/或所述孔的内表面涂覆有热敏性材料，所述凸起***所述孔中，以形成插接；所述热敏性材料被构造为用于在环境温度过高或者过低时，能提高柱形集流体的电阻。

可选地，所述帽盖本体包括骨架和柔性密封件，所述骨架包括所述通孔，所述柔性密封件包括环形部，所述环形部的至少局部位于所述通孔内，所述连接部与所述环形部过盈配合，以形成密封。

可选地，所述环形部与所述连接部之间具有缺口，当所述电池的内部气压超过设定值时，气体经由所述缺口进行释放。

可选地，所述柱形部与所述保护电路模块的导电过孔焊接在一起。

根据本实用新型的另一个方面，提供了一种电池。该电池包括壳体、电芯以及本实用新型提供的所述用于电池的帽盖组件；所述电芯位于所述壳体内，所述帽盖本体被固定在所述壳体的开口端内，所述帽盖本体的外边缘与所述壳体的内表面形成密封，所述保护电路模块位于所述壳体的开口端外。

可选地，包括两个所述柱形集流体，其中一个所述柱形集流体分别与所述电芯的正极以及所述保护电路模块的正极导电过孔连接，另一个所述柱形集流体分别与所述电芯的负极以及所述保护电路模块的负极导电过孔连接；或者包括一个所述柱形集流体，所述柱形集流体分别与所述电芯的正极以及所述保护电路模块的正极导电过孔连接，所述电池的壳体与所述电芯的负极以及所述保护电路模块的负极端子连接；或者，所述柱形集流体分别与所述电芯的负极以及所述保护电路模块的负极导电过孔连接，所述电池的壳体与所述电芯的正极以及所述保护电路模块的正极端子连接。

根据本公开的一个实施例，柱形集流部的集流部与电芯的正极片或者负极片连接。连接部穿过帽盖本体的通孔。柱形部穿过导电过孔，并与保护电路模块电连接。在该例子中，柱形集流体直接导通电芯和保护电路模块，这样简化了电连接结构。

此外，帽盖本体不需要具备导通的功能，简化了帽盖本体的结构，并且省去了电芯的导体与帽盖本体以及帽盖本体与保护电路模块的导体(例如，镍片)焊接的步骤。该帽盖组件的使用，简化了电池装配的步骤，提高了生产效率。

此外，由于不需要设置电芯与帽盖本体以及帽盖与保护电路模块的导体，故可以节省出电池的内部空间，并将节省的空间用于提高电芯的质量，从而提升了电池的容量。

此外，在该例子中，直接将保护电路模块安装到柱形集流体上，并使柱形部穿过导电过孔，这样可以从保护电路模块的正面进行焊接，从而降低了电池的装配难度，提高了成品率。

通过以下参照附图对本实用新型的示例性实施例的详细描述，本实用新型的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本实用新型的实施例，并且连同其说明一起用于解释本实用新型的原理。

图1是根据本实用新型的一个实施例的电池的分解图。

图2是根据本实用新型的一个实施例的电池的剖视图。

图3是根据本实用新型的一个实施例的保护电路模块的俯视图。

图4是根据本实用新型的一个实施例的柱形集流体的结构示意图。

图5是根据本实用新型的一个实施例的柱形部的结构示意图。

图6是根据本实用新型的一个实施例的连接部和集流部的俯视图。

图7是根据本实用新型的一个实施例的帽盖本体的分解图。

图8是根据本实用新型的一个实施例的另一个电池的分解图。

附图标记说明：

11：保护电路模块；12：帽盖本体；13：通孔；14：正极导电过孔；15：骨架；16：柔性密封件；17：绝缘片；18：柱形集流体；19：柱形部；20：连接部；21：集流部；22：开口端；23：密封胶；24：负极导电过孔；25：壳体；26：电芯；27：热敏性材料；28：孔；29：支架；30：环形部；31：外框；32：L形镍片；33：缺口。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本实用新型的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本实用新型的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本实用新型及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。

根据本实用新型的一个实施例，提供了一种用于电池的帽盖组件。如图1所示，该帽盖组件包括帽盖本体12、保护电路模块11和柱形集流体18。帽盖本体12具有通孔13。帽盖本体12盖合在电池壳体25的开口端22。帽盖本体12用于密封电池。

如图3所示，保护电路模块11具有导电过孔14，24。导电过孔14，24即具有导电功能的孔，例如，在孔的表面镀上金属，以形成金属化通孔。导电过孔14，24为保护电路模块11的正极端子或者负极端子。

保护电路模块11用于保护电池。电池通过保护电路模块11与外部电路电连接。例如，保护电路模块11在电池过充、过放、过载或短路时，切断线路或者提高电阻，这样能够起到保护电池的作用。

在一个例子中，保护电路模块11还集成有MOS开关、PTC单元和NTC单元。MOS开关能够避免浪涌电流对电池造成损坏。在电池充、放电时，温度过高或者过低都会对电池造成损坏。在温度过高的情况下，PTC单元切断电路，从而防止电池的高温损坏。在温度过低的情况下，NTC单元切断电路，从而防止电池的低温损坏。

如图1以及图4-6所示，柱形集流体18包括集流部21、连接部20和柱形部19。柱形集流体18用于导通电芯26与保护电路模块11。连接部20的一端与集流部21连接，并且另一端与柱形部19连接。例如，通过插接、卡接等方式将集流部21、连接部20和柱形部19依次连接。

集流部21被构造为用于与电芯26的正极或者负极连接。例如，通过激光焊接的方式将集流体焊接到电芯26的正极片或者负极片上。

连接部20位于通孔13中，并与通孔13形成密封。例如，在组装时，将帽盖本体12从柱形部19一侧穿到连接部20的外侧。连接部20与通孔13之间形成密封。优选地，连接部20的外径大于柱形部19的外径，以便于密封。

柱形部19从导电过孔14，24穿出，并与导电过孔14，24电连接。例如，柱形部19与导电过孔14，24焊接在一起。例如，锡焊焊接。这种连接方式使得柱形部19与导电过孔14，24的电连接更加可靠。

在本实用新型实施例中，柱形集流部21的集流部21与电芯26的正极片或者负极片连接。连接部20穿过帽盖本体12的通孔13。柱形部19穿过导电过孔14，24，并与保护电路模块11电连接。在该例子中，柱形集流体18直接导通电芯26和保护电路模块11，这样简化了电连接结构。

此外，帽盖本体12不需要具备导通的功能，简化了帽盖本体12的结构，并且省去了电芯26的导体与帽盖本体12以及帽盖本体12与保护电路模块11的导体(例如，镍片)焊接的步骤。该帽盖组件的使用，简化了电池装配的步骤，提高了生产效率。

此外，由于不需要设置电芯26与帽盖本体12以及帽盖与保护电路模块11的导体，故可以节省出电池的内部空间，并将节省的空间用于提高电芯26的质量，从而提升了电池的容量。

此外，在该例子中，直接将保护电路模块11安装到柱形集流体18上，并使柱形部19穿过导电过孔14，24，这样可以从保护电路模块11的正面进行焊接，从而降低了电池的装配难度，提高了成品率。

在一个例子中，如图4所示，集流部21呈片状结构。片状结构具有大的表面积，能够有效地提高集流效率。

此外，由于电芯26通常为片状结构，故片状结构的集流体与电芯26的连接会更容易。

在一个例子中，集流部21与连接部20是一体成型的。例如，通过注塑成型、冲压成型等方式一体形成集流部21和连接部20。这使得柱形集流体18的加工变得容易。

在一个例子中，连接部20与柱形部19插接在一起。通过这种方式，连接部20与柱形部19的连接变得容易。例如，连接部20与柱形部19之间形成过盈配合或者插接后再进行焊接的方式，以使连接部20与柱形部19固定连接。

在一个例子中，如图5-6所示，连接部20具有孔28。在孔28的内表面上和/或柱形部19的***端的外表面上涂覆有热敏性材料27。柱形部19的***端***孔28中，以形成插接。

连接部20具有凸起。柱形部19的端面具有孔。在凸起的外表面和/或孔的内表面涂覆有热敏性材料27。凸起***孔中，以形成插接。

热敏性材料27被构造为在环境温度过高或者过低时，能提高柱形集流体18的电阻，以降低电流，从而防止电池在充、放电时出现过流的现象。

例如，热敏性材料27包括Mo-Co-Ni-Cu的合金材料等，该材料在环境温度过高时，能够提高柱形集流体18的电阻。在通常情况下，连接电芯26的正极片的柱形集流体18在充、放电时容易受温度升高的影响。该热敏性材料27可以涂覆在该柱形集流体18的柱形部19和连接部20的连接面上。

热敏性材料27还可以是BaTiO₃、SnO-SbO等，该材料在环境温度过低时，能够提高柱形集流体18的电阻。在通常情况下，连接电芯26的负极片的柱形集流体18在充、放电时容易受温度降低的影响。该热敏性材料27可以涂覆在该柱形集流体18的柱形部19和连接部20的连接面上。

热敏性材料27不限于上述几种，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择。

通过在柱形部19和连接部20的连接面上涂覆热敏性材料27，能够进一步提高电池的安全性能。热敏性材料27与保护电路模块11形成了电池的双重保护，这样，即使其中一个失效了，另一个也能有效地保护电池。

在一个例子中，如图2和7所示，帽盖本体12包括骨架15和柔性密封件。骨架15由硬质材料制成。骨架15使帽盖本体12具有足够的强度。骨架15包括通孔13。例如，柔性密封部16的整体呈片状结构。柔性密封部16与骨架15贴合在一起，以保持良好的密封效果。柔性密封件包括环形部30。环形部30的至少局部位于通孔13内。连接部20与环形部30过盈配合，以形成密封。柔性密封部16的弹性高，能够紧密地与连接部20贴合在一起。

例如，用于制造柔性密封部16的材料包括热塑性弹性体(TPE)、热塑性聚氨酯弹性体(TPU)、热塑性硫化橡胶(TPV)、热塑性聚烯烃弹性体(TPO)、热塑性聚酯弹性体(TPEE)等。

在一个例子中，骨架15包括支架29和外框31。支架29具有贯穿孔。支架29由金属材料制作而成。外框31的整体呈筒状结构。外框31包括底部和侧壁。底部和侧壁连接，以形成一端敞开的腔体。底部还包括通孔13。通孔13的壁向腔体内延伸。支架29包括贯穿孔。支架29嵌入腔体中，并且贴合在底部。贯穿孔套在壁的外侧。这种骨架兼具足够的结构强度以及良好的密封效果。

外框31由硬质高分子材料制作而成，例如，聚碳酸酯(PC)、丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)等。复合结构的骨架15使得外框31与电池的壳体25密封效果更好。此外，在进行滚槽加工工序时，骨架15具有足够的强度，不易发生变形。

柔性密封件位于底部的与腔体相对的一侧。环形部30***通孔13中。环形部30与通孔13形成密封。柱形集流体18从环形部30穿过。连接部20位于环形部30内，并形成过盈配合。

在该例子中，通过在不同的部件设置不同的材质，使得帽盖本体12具有足够的强度以及密封效果。具体地，帽盖本体12的外框31能够与壳体25形成良好的密封。支架29使帽盖本体12具有足够的结构强度。柔性密封件能与外框31以及柱形集流体18形成良好的密封。

在一个例子中，如图2所示，环形部30与连接部20之间具有缺口33。当电池的内部气压超过设定值时，气体经由缺口33进行释放。例如，缺口33围绕连接部20设置。缺口33使得连接部20与环形部30之间的接触面积减小。例如，当内部气压超过2个大气压时，气体经由缺口33进行释放。缺口33的设置能有效防止因电池的内部气压过高导致电池鼓起甚至***，从而提高了电池的安全性能。

根据本实用新型的另一个实施例，提供了一种电池。如图1-2所示，该电池包括壳体25、电芯26以及本实用新型提供的用于电池的帽盖组件。电芯26位于壳体25内。帽盖本体12被固定在壳体25的开口端22内。帽盖本体12的外边缘与壳体25的内表面形成密封。保护电路模块11位于壳体25的开口端22外。电池的形状可以是圆柱形、方形、椭圆柱形、半圆柱形或者其他多边形柱状。

该电池具有结构简单，容量高的特点。

在一个例子中，用于电池的帽盖组件包括两个柱形集流体18。其中一个柱形集流体18分别与电芯26的正极(例如，正极片)以及保护电路模块11的正极导电过孔14连接；另一个柱形集流体18分别与电芯26的负极(例如，负极片)以及保护电路模块11的负极导电过孔24连接。

在该例子中，电池包括以下组装步骤，

S1、将两个柱形集流体18通过焊接(例如，超声焊接)的方式分别焊接到电芯26的正、负极片上，并按照设定的形状将电芯26卷绕成圆柱形结构或者方形结构。

S2、将焊接后的电芯26放置到壳体25中，并对壳体25进行滚槽，以固定电芯26的位置。需要说明的是，在电芯26的与开口端22相对的一端设置有密封胶以及绝缘片，以使电芯26与壳体25绝缘。

S4、将电芯26进行烘烤，并在真空环境下向壳体25中注入电解液。在加注电解液完成后，在电芯26上覆盖绝缘片17，以使电芯26与壳体25(开口端22一侧)绝缘。

S5、将帽盖本体12装配到开口端22内，并使柱形集流体18穿过帽盖的通孔13。然后，进行封口。为了使柱形集流体18与帽盖本体12的密封良好，在通孔13内还填充有密封胶23。帽盖本体12可以采用上述实施例所述的结构。

S6、对已封口的电池进行化成和分容。在化成工序中，电芯26的电解质与正、负极片导通，以使电芯26能够发生电化学反应。在分容工序中，能够确定电池的容量。

S7、将多个已封口的电池放置到治具上。例如，该治具具有成排、成列设置的多个定位孔。每个定位孔中***一个已封口的电池。针形集流体的柱形部19朝外。

S8、将保护电路模块11放置到已封口的电池上，并使柱形部19穿过导电过孔。

S9、使用自动化焊接机械手臂一次性完成柱形部19与导电过孔14,24的焊接。

由于电池的结构简单，焊接工序少，故能够实现电池的自动化、批量化生产，大大提高了生产效率。

此外，由于柱形部19与导电过孔14,24的焊接在外侧进行，故作业空间大，焊接准确，成品率高。

在另一个例子中，如图8所示，用于电池的帽盖组件包括一个柱形集流体18。柱形集流体18分别与电芯26的正极(例如，正极片)以及保护电路模块11的正极导电过孔14连接。电池的壳体25与电芯26的负极(例如，负极片)以及保护电路模块11的负极端子连接。需要说明的是，负极端子可以是导电过孔或者其他结构的端子。

或者，柱形集流体18分别与电芯26的负极(例如，负极片)以及保护电路模块11的负极导电过孔24连接。电池的壳体25与电芯26的正极(例如，正极片)以及保护电路模块11的正极端子连接。例如，壳体25通过L形镍片32与保护电路模块11的正极端子连接。需要说明的是，正极端子可以是导电过孔或者其他结构的端子。

在该例子中，在焊接时，需要将柱形部19与导电过孔12,14、L形镍片32与壳体25以及L形镍片32与保护电路模块11的端子进行焊接。由于焊接位置均位于电池的外侧，故焊接难度小，成品率高。

虽然已经通过例子对本实用新型的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本实用新型的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本实用新型的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本实用新型的范围由所附权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种用于电池的帽盖组件，其特征在于，包括：

帽盖本体，所述帽盖本体具有通孔；

保护电路模块，所述保护电路模块具有导电过孔；以及

柱形集流体，所述柱形集流体包括集流部、连接部和柱形部，所述连接部的一端与所述集流部连接，并且另一端与所述柱形部连接，所述集流部被构造为用于与电芯的正极或者负极连接，所述连接部位于所述通孔中并与所述通孔形成密封，所述柱形部从所述导电过孔穿出，并与所述导电过孔电连接。

2.根据权利要求1所述的用于电池的帽盖组件，其特征在于，所述集流部呈片状结构。

3.根据权利要求1所述的用于电池的帽盖组件，其特征在于，所述集流部与所述连接部是一体成型的。

4.根据权利要求1所述的用于电池的帽盖组件，其特征在于，所述连接部与所述柱形部插接在一起。

5.根据权利要求1所述的用于电池的帽盖组件，其特征在于，所述连接部具有孔，在所述孔的内表面上和/或所述柱形部的***端的外表面上涂覆有热敏性材料，所述柱形部的***端***所述孔中，以形成插接；或者

所述连接部具有凸起，所述柱形部的端面具有孔，在所述凸起的外表面和/或所述孔的内表面涂覆有热敏性材料，所述凸起***所述孔中，以形成插接；

所述热敏性材料被构造为用于在环境温度过高或者过低时，能提高柱形集流体的电阻。

6.根据权利要求1所述的用于电池的帽盖组件，其特征在于，所述帽盖本体包括骨架和柔性密封件，所述骨架包括所述通孔，所述柔性密封件包括环形部，所述环形部的至少局部位于所述通孔内，所述连接部与所述环形部过盈配合，以形成密封。

7.根据权利要求6所述的用于电池的帽盖组件，其特征在于，所述环形部与所述连接部之间具有缺口，当所述电池的内部气压超过设定值时，气体经由所述缺口进行释放。

8.根据权利要求1所述的用于电池的帽盖组件，其特征在于，所述柱形部与所述保护电路模块的导电过孔焊接在一起。

9.一种电池，其特征在于，包括壳体、电芯以及如权利要求1-8中的任意一项所述的用于电池的帽盖组件；所述电芯位于所述壳体内，所述帽盖本体被固定在所述壳体的开口端内，所述帽盖本体的外边缘与所述壳体的内表面形成密封，所述保护电路模块位于所述壳体的开口端外。

10.根据权利要求9所述的电池，其特征在于，包括两个所述柱形集流体，其中一个所述柱形集流体分别与所述电芯的正极以及所述保护电路模块的正极导电过孔连接，另一个所述柱形集流体分别与所述电芯的负极以及所述保护电路模块的负极导电过孔连接；或者

包括一个所述柱形集流体，所述柱形集流体分别与所述电芯的正极以及所述保护电路模块的正极导电过孔连接，所述电池的壳体与所述电芯的负极以及所述保护电路模块的负极端子连接；或者，所述柱形集流体分别与所述电芯的负极以及所述保护电路模块的负极导电过孔连接，所述电池的壳体与所述电芯的正极以及所述保护电路模块的正极端子连接。