CN209730049U - 一种新型动力电池极柱组件及其顶盖 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种新型动力电池极柱组件，包括正极极柱端子和负极极柱组件；所述正极极柱端子为阶梯柱结构，包括上台阶柱和下台阶柱；所述负极极柱组件包括依次层叠设置的负极极柱端子、密封垫片和顶盖连接片；正极极柱端子为单体式的结构，结构与制作工序简单，有效的降低了极柱端子的制作成本；且新型的动力电池极柱组件可通用于多种类型、型号的电池顶盖中，有效的降低了新顶盖的开发周期和开发成本。本实用新型还提供了一种应用该极柱组件的新型动力电池顶盖，有效的缩减了电池顶盖的高度，进而有效的提升了动力电池的容量；且极柱组件采用非完全贯穿顶盖片的设计，可取消转接块的使用，有效的减小顶盖的重量，提升动力电池的能量密度。

Description

一种新型动力电池极柱组件及其顶盖

技术领域

本实用新型属于动力电池技术领域，具体涉及一种新型动力电池极柱组件及其顶盖。

背景技术

顶盖组件作为动力电池的重要构成部件，在电池中起到密封、集成注液口、集成防爆阀口、输送传导电流等作用。极柱组件作为顶盖组件中输送传导电流的部件，其结构设计对电池的容量、能量密度、电热、安全等性能方面有重要影响。

目前，顶盖组件的设计通常采用极柱部件贯穿顶盖片，然后采用极柱-顶盖片一体注塑或极柱-外部导电端子铆接的方式将极柱组件固定于顶盖片上。常规设计的极柱组件的极柱高度通常较高，极柱内转接块尺寸较大，进而造成极柱组件的质量较大，极柱（或铆接端子）的结构较复杂、加工制作成本较高等问题，对电池的容量、能量密度等性能造成重大的影响。

因此，急需开发一种具备新结构的极柱组件的顶盖设计，以满足电池高容量、高能量密度等性能的发展需求。

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新型动力电池极柱组件，正极极柱端子为单体式的结构，取消了极柱部分塑胶件（或铆接件）以及密封件的应用，结构与制作工序简单，有效的降低了极柱端子、顶盖的制作成本；且正极极柱端子和负极极柱组件可通用于多种类型、型号的电池顶盖中，有效的降低了新顶盖的开发周期和开发成本。本实用新型还提供了一种应用该极柱组件的新型动力电池顶盖，有效的缩减了电池顶盖的高度，可有效的提升电池壳体内裸电芯的设计高度，进而提升动力电池的容量；且极柱组件采用非完全贯穿顶盖片的设计，可取消转接块的使用，有效的减小顶盖的重量，提升动力电池的能量密度。

本实用新型所要达到的技术效果通过以下方案实现：

本实用新型中的新型动力电池极柱组件，包括正极极柱端子和负极极柱组件，所述正极极柱端子用于电池正极电流的输送和传导，所述负极极柱组件用于电池负极电流的输送和传导。

所述正极极柱端子为阶梯柱结构，所述阶梯柱结构优选为圆阶梯柱结构或方阶梯柱结构；包括上台阶柱和下台阶柱，所述上台阶柱用于与动力电池外连接件的连接，所述下台阶柱底部设有盲孔，用于与动力电池内连接件的连接。

所述负极极柱组件包括依次层叠设置的负极极柱端子、密封垫片和顶盖连接片；所述负极极柱端子为直柱体结构或阶梯柱结构，用于动力电池内连接件与外连接件的连接和导通，且正极极柱端子为圆阶梯柱结构时，结构优选为圆直柱体结构或圆阶梯柱结构，正极极柱端子为方阶梯柱结构时，结构优选为方直柱体结构或方阶梯柱结构；所述密封垫片与负极极柱端子相适配、固设于所述负极极柱端子底部，用于动力电池的密封和绝缘，组装成电池后，不仅可有效的避免负极极柱端子与顶盖片的短接，而且可有效的避免电池内部电解液的渗漏；所述顶盖连接片固设于密封垫片底部，用于负极极柱组件整体与顶盖片的连接，且顶盖连接片上表面设有与密封垫片相适配的凹坑。

进一步地，所述正极极柱端子为单种金属极柱端子，为进一步优化结构，所述正极极柱端子与顶盖片材质一致，优选为铝金属极柱端子；正极极柱端子的上台阶柱上端面中部设有正极柱中心孔，用于外连接件与正极极柱端子上端面连接时的对中定位。

进一步地，所述负极极柱端子为单种金属端子或多种金属复合端子，当负极极柱端子为单种金属端子时，优选为直柱体结构，且单种金属端子优选为铜金属端子；当负极极柱端子为多种金属复合端子时，优选为阶梯柱结构，且多种金属复合端子优选为铜铝复合端子；负极极柱端子上端面中部设有负极柱中心孔，用于外连接件与负极极柱端子上端面连接时的对中定位。

进一步地，所述密封垫片优选为陶瓷垫片，具有良好的密封、绝缘和防静电性能，组装动力电池时可有效的提高动力电池整体的安全性能；所述顶盖连接片与顶盖片的材质一致，可有效的保证顶盖连接片与顶盖片连接的稳定性和一致性；密封垫片和顶盖连接片中部均设有连接通孔，用于内连接件的通过，与极柱端子电连接，实现动力电池电流的输入与输出。

进一步地，所述负极极柱端子与密封垫片之间、所述密封垫片与顶盖连接片之间均为钎焊连接或固相焊连接，钎焊连接为采用低于焊件熔点的钎料和焊件同时加热到钎料熔化温度后，利用液态钎料填充固态工件的缝隙使工件连接的焊接方法；固相焊连接为依靠原子间的扩散或塑性流动实现工件连接的方法，不会对负极极柱端子、密封垫片和顶盖连接片造成损伤，可有效的保护负极极柱组件整体，维持负极极柱组件的稳定性。

本实用新型的新型动力电池顶盖，包括顶盖片、防爆阀片、防爆阀保护贴片、下塑胶以及如上所述的新型动力电池极柱组件；所述顶盖片用于新型动力电池极柱组件和防爆阀的安装和固定，同时密封安装于电池壳体上，用于动力电池整体的安装和密封；所述防爆阀片和防爆阀保护贴片设于顶盖片上形成防爆阀，用于动力电池的防爆，提高动力电池的安全性能；所述下塑胶用于动力电池内部与外部的绝缘，提高动力电池的安全性能。

所述顶盖片两端部上分别设有与所述下台阶柱相适配的正极装配槽，以及与所述顶盖连接片相适配的负极装配槽，所述正极装配槽用于正极极柱端子的安装和固定，所述负极装配槽用于负极极柱组件的安装和固定；

所述正极极柱端子焊接固定于正极装配槽上，所述负极极柱组件焊接固定于负极装配槽上，焊接方式优选为激光焊接；所述正极装配槽和负极装配槽中部均设有装配槽通孔，用于内连接件的通过，与极柱端子电连接，实现动力电池电流的输入与输出；所述下塑胶顶部设有与所述装配槽通孔相适配的卡扣结构，用于下塑胶与顶盖片的连接和固定，且所述卡扣结构分别与正极装配槽和负极装配槽的槽底内边沿卡紧连接。

进一步地，所述装配槽通孔的直径小于盲孔和连接通孔的直径，不仅可保证卡扣结构与顶盖片连接的有效性，而且可有效的避免卡扣结构与正极极柱端子和负极极柱组件相干涉。

进一步地，所述正极装配槽和负极装配槽外周均设有环形浅槽，可防止焊接的飞溅物散落至顶盖表面、防止焊印轨迹凸出于顶盖片表面，有效的保证了顶盖表面的平面度。

进一步地，所述下塑胶为绝缘塑胶，且下塑胶上设有与所述装配槽通孔相对应的下塑胶通孔，用于内连接件的通过，与极柱端子电连接，实现动力电池电流的输入与输出；为进一步优化结构，保证下塑胶与顶盖片连接的稳定性，所述卡扣结构均匀分布于下塑胶通孔外周上，优选地，数量为两个或两个以上。

进一步地，所述顶盖片中部设有贯穿于顶盖片的防爆阀口，所述防爆阀片设于所述防爆阀口背部，所述防爆阀保护贴片贴于所述防爆阀口上，形成防爆阀，用于动力电池的泄压和防爆；且所述防爆阀口与装配槽通孔之间设有贯穿于顶盖片的注液口，用于动力电池电解液的注入。

本实用新型的新型动力电池极柱组件具有以下优点：

1、本实用新型的新型动力电池极柱组件的正极极柱端子为单体式的结构，取消了极柱部分塑胶件（或铆接件）以及密封件的应用，结构与制作工序简单，有效的降低了极柱端子的制作成本；

2、本实用新型的新型动力电池极柱组件可通用于多种类型、型号的电池顶盖中，有效的降低新顶盖的开发周期和开发成本。

本实用新型应用该极柱组件的新型动力电池顶盖具有以下优点：

1、本实用新型的动力电池顶盖有效的缩减了电池顶盖的高度，可有效的提升电池壳体内裸电芯的设计高度，进而提升动力电池的容量；

2、本实用新型动力电池顶盖的极柱组件采用非完全贯穿顶盖片的设计，可取消转接块的使用，有效的减小顶盖的重量，提升动力电池的能量密度。

附图说明

图1为本实用新型中正极极柱端子的结构示意图（圆阶梯柱极柱端子）；

图2为本实用新型中负极极柱组件的装配结构示意图（圆柱极柱端子）；

图3为本实用新型中负极极柱组件的***视图（圆柱极柱端子）

图4为本实用新型中动力电池顶盖的整体结构示意图（圆柱极柱端子）；

图5为本实用新型中动力电池顶盖的***视图（圆柱极柱端子）；

图6为本实用新型中动力电池顶盖的剖面结构示意图（圆柱极柱端子）；

图7为本实用新型中顶盖片的结构示意图（圆柱极柱端子）；

图8为本实用新型中正极极柱端子的结构示意图（方阶梯柱极柱端子）；

图9为本实用新型中负极极柱组件的装配结构示意图（方柱极柱端子）；

图10为本实用新型中负极极柱组件的***视图（方柱极柱端子）

图11为本实用新型中动力电池顶盖的整体结构示意图（方柱极柱端子）；

图12为本实用新型中动力电池顶盖的***视图（方柱极柱端子）；

图13为本实用新型中动力电池顶盖的剖面结构示意图（方柱极柱端子）；

图14为本实用新型中顶盖片的结构示意图（方柱极柱端子）。

附图标记说明如下：

1、正极极柱端子；11、上台阶柱；12、下台阶柱；13、盲孔；14、正极柱中心孔；2、负极极柱组件；21、负极极柱端子；211、负极柱中心孔；22、密封垫片；221、连接通孔；23、顶盖连接片；231、凹坑；3、顶盖片；31、正极装配槽；32、负极装配槽；33、防爆阀口；34、注液口；35、装配槽通孔；36、环形浅槽；4、防爆阀保护贴片；5、下塑胶；51、卡扣结构；52、下塑胶通孔；6、防爆阀片。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的说明。

本实施例中的新型动力电池极柱组件，包括正极极柱端子和负极极柱组件；正极极柱端子为阶梯柱结构，阶梯柱结构优选为如附图1所示的圆阶梯柱结构，或如附图8所示的方阶梯柱结构，其中附图1和8中的（a）表示正极极柱端子的外表面，（b）表示正极极柱端子的内表面；包括上台阶柱11和下台阶柱12，且上台阶柱上端面中部设有正极柱中心孔14，下台阶柱底部设有盲孔13。正极极柱端子为单种金属极柱端子，为进一步优化结构，正极极柱端子与顶盖片材质一致，优选为铝金属极柱端子。

负极极柱组件如附图2-3和附图9-10所示，包括依次层叠设置的负极极柱端子21、密封垫片22和顶盖连接片23；负极极柱端子为直柱体结构或阶梯柱结构，且正极极柱端子为圆阶梯柱结构时，结构优选为圆直柱体结构或圆阶梯柱结构，正极极柱端子为方阶梯柱结构时，结构优选为方直柱体结构或方阶梯柱结构；负极极柱端子为单种金属端子或多种金属复合端子，当负极极柱端子为单种金属端子时，优选为直柱体结构，且单种金属端子优选为铜金属端子；当负极极柱端子为多种金属复合端子时，优选为阶梯柱结构，且多种金属复合端子优选为铜铝复合端子；负极极柱端子上端面中部设有负极柱中心孔211。密封垫片与负极极柱端子相适配、固设于负极极柱端子底部，优选为具有良好的密封、绝缘和防静电性能的陶瓷垫片；顶盖连接片固设于密封垫片底部，与顶盖片的材质一致，优选为铝金属片，且顶盖连接片上表面设有与密封垫片相适配的凹坑231。

密封垫片和顶盖连接片中部均设有连接通孔221，用于内连接件的通过，与极柱端子电连接，实现动力电池电流的输入与输出。负极极柱端子与密封垫片之间、密封垫片与顶盖连接片之间均为钎焊连接或固相焊连接，钎焊连接为采用低于焊件熔点的钎料和焊件同时加热到钎料熔化温度后，利用液态钎料填充固态工件的缝隙使工件连接的焊接方法；固相焊连接为依靠原子间的扩散或塑性流动实现工件连接的方法，不会对负极极柱端子、密封垫片和顶盖连接片造成损伤，可有效的保护负极极柱组件整体，维持负极极柱组件的稳定性。

本实施例中的新型动力电池顶盖如附图4-6和附图11-13所示，包括顶盖片3、防爆阀片6、防爆阀保护贴片4、下塑胶5以及如上的正极极柱端子1和负极极柱组件2。

顶盖片如附图7和附图14所示，两端部上分别设有与下台阶柱相适配的正极装配槽31，以及与顶盖连接片相适配的负极装配槽32，正极极柱端子焊接固定于正极装配槽上，负极极柱组件焊接固定于负极装配槽上，焊接方式优选为激光焊接；正极装配槽和负极装配槽中部均设有装配槽通孔35，用于内连接件的通过，与极柱端子电连接，实现动力电池电流的输入与输出；下塑胶顶部设有与装配槽通孔相适配的卡扣结构51，卡扣结构分别与正极装配槽和负极装配槽的槽底内边沿卡紧连接；为进一步优化结构，保证下塑胶与顶盖片连接的稳定性，卡扣结构均匀分布于下塑胶通孔外周上，优选地，数量为两个或两个以上。

装配槽通孔的直径小于盲孔和连接通孔的直径，不仅可保证卡扣结构与顶盖片连接的有效性，而且可有效的避免卡扣结构与正极极柱端子和负极极柱组件相干涉。正极装配槽和负极装配槽外周均设有环形浅槽36，可防止焊接的飞溅物散落至顶盖表面、防止焊印轨迹凸出于顶盖片表面，有效的保证了顶盖表面的平面度。下塑胶为绝缘塑胶，且下塑胶上设有与装配槽通孔相对应的下塑胶通孔52，用于内连接件的通过，与极柱端子电连接，实现动力电池电流的输入与输出。

顶盖片中部设有贯穿于顶盖片的防爆阀口33，防爆阀片设于防爆阀口背部，防爆阀保护贴片贴于防爆阀口上，形成防爆阀，用于动力电池的泄压和防爆；且防爆阀口与装配槽通孔之间设有贯穿于顶盖片的注液口34，用于动力电池电解液的注入。

本实用新型的实施例中的新型动力电池极柱组件制备而成的动力电池顶盖，极柱组件外露顶盖片的高度和下塑胶的高度均大幅减小，现有的动力电池顶盖极柱组件外露顶盖片的高度约为6-7mm，下塑胶的高度约为5-6mm，而采用本实施例极柱组件设计的动力电池顶盖，极柱组件外露顶盖片的高度约为2-3mm， 下塑胶的高度约为3-4mm，有效的提升了电池壳体内裸电芯的设计高度，即动力电池外形总高不变情况下，极柱组件外露顶盖片高度和下塑胶高度的缩减，可使裸电芯的高度空间提升约5-6mm，进而提升动力电池的容量。且本实施例的极柱组件采用的是非完全贯穿顶盖片的设计，即取消了原位于顶盖片下方用于极柱端子与内连接件的电连接的转接块的使用，有效的减小了动力电池顶盖的重量，提升了动力电池的能量密度。

从上述实施例的方案可以看出，本实用新型提供了一种新型动力电池极柱组件，正极极柱端子为单体式的结构，取消了极柱部分塑胶件（或铆接件）以及密封件的应用，结构与制作工序简单，有效的降低了极柱端子的制作成本；且正极极柱端子和负极极柱组件可通用于多种类型、型号的电池顶盖中，有效的降低了新顶盖的开发周期和开发成本。本实用新型还提供了一种应用该极柱组件的新型动力电池顶盖，有效的缩减了电池顶盖的高度，可有效的提升电池壳体内裸电芯的设计高度，进而提升动力电池的容量；且极柱组件采用非完全贯穿顶盖片的设计，可取消转接块的使用，有效的减小顶盖的重量，提升动力电池的能量密度。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型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实用新型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实用新型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实用新型实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种新型动力电池极柱组件，其特征在于：包括正极极柱端子和负极极柱组件；

所述正极极柱端子为阶梯柱结构，包括上台阶柱和下台阶柱，且所述下台阶柱底部设有盲孔；

所述负极极柱组件包括依次层叠设置的负极极柱端子、密封垫片和顶盖连接片；所述负极极柱端子为直柱体结构或阶梯柱结构，所述密封垫片与负极极柱端子相适配、固设于所述负极极柱端子底部，所述顶盖连接片固设于密封垫片底部，且顶盖连接片上表面设有与密封垫片相适配的凹坑。

2.如权利要求1所述新型动力电池极柱组件，其特征在于：所述正极极柱端子为单种金属极柱端子，且正极极柱端子的上台阶柱上端面中部设有正极柱中心孔。

3.如权利要求1所述新型动力电池极柱组件，其特征在于：所述负极极柱端子为单种金属端子或多种金属复合端子，且负极极柱端子上端面中部设有负极柱中心孔。

4.如权利要求1所述新型动力电池极柱组件，其特征在于：所述密封垫片和顶盖连接片中部均设有连接通孔。

5.如权利要求1所述新型动力电池极柱组件，其特征在于：所述负极极柱端子与密封垫片之间、所述密封垫片与顶盖连接片之间均为钎焊连接或固相焊连接。

6.一种新型动力电池顶盖，其特征在于：包括顶盖片、防爆阀片、防爆阀保护贴片、下塑胶以及如权利要求1-5任一所述的新型动力电池极柱组件；

所述顶盖片两端部上分别设有与所述下台阶柱相适配的正极装配槽，以及与所述顶盖连接片相适配的负极装配槽；

所述正极极柱端子焊接固定于正极装配槽上，所述负极极柱组件焊接固定于负极装配槽上；所述正极装配槽和负极装配槽中部均设有装配槽通孔，所述下塑胶顶部设有与所述装配槽通孔相适配的卡扣结构，所述卡扣结构分别与正极装配槽和负极装配槽的槽底内边沿卡紧连接。

7.如权利要求6所述新型动力电池顶盖，其特征在于：所述装配槽通孔的直径小于盲孔和连接通孔的直径。

8.如权利要求6所述新型动力电池顶盖，其特征在于：所述正极装配槽和负极装配槽外周均设有环形浅槽。

9.如权利要求6所述新型动力电池顶盖，其特征在于：所述下塑胶为绝缘塑胶，且下塑胶上设有与所述装配槽通孔相对应的下塑胶通孔，所述卡扣结构均匀分布于下塑胶通孔外周上，数量为两个或两个以上。

10.如权利要求6所述新型动力电池顶盖，其特征在于：所述顶盖片中部设有贯穿于顶盖片的防爆阀口，所述防爆阀片设于所述防爆阀口背部，所述防爆阀保护贴片贴于所述防爆阀口上；且所述防爆阀口与装配槽通孔之间设有贯穿于顶盖片的注液口。