CN210120159U - 一种基于块状极柱的电池顶盖及锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种基于块状极柱的电池顶盖及锂离子电池，电池顶盖包括盖板、塑胶件和块状极柱；块状极柱和盖板通过塑胶件固定连接；块状极柱朝向盖板的各个面上均开设有一块状极柱槽；塑胶件设于盖板和块状极柱之间；塑胶件填充块状极柱槽，包裹盖板朝向块状极柱的部分，并固定连接块状极柱朝向盖板的各个面。本实用新型通过塑胶件使块状极柱和盖板固定连接，在块状极柱朝向盖板的各个面上均开设块状极柱槽且塑胶件填充块状极柱槽，使得块状极柱和塑胶件之间结合更加紧密。通过块状极柱槽可保障电池顶盖的气密性好。

Description

一种基于块状极柱的电池顶盖及锂离子电池

技术领域

本实用新型涉及电池领域，尤其涉及一种基于块状极柱的电池顶盖及锂离子电池。

背景技术

目前新能源汽车行业动力电池的电池顶盖中，块状极柱和盖板一般采用组装工艺。具体是根据需求先对正级/负极块状极柱进行摩擦焊接加工，摩擦焊接加工主要是在块状极柱为复合结构时使用，如将铜片和铝片通过摩擦焊接组成铜铝复合块状极柱。然后将氟橡胶材质的密封圈和PP材质注塑形成的下塑胶件，组装于正级/负极块状极柱上；再利用冲压成型的铝制盖板组装于密封圈和下塑胶件上，铝制盖板挤压密封圈从而让密封圈产生一定的压缩比例，以避免漏气；最后利用PPS注塑工艺，将盖板和各零件如密封圈和下塑胶固定，确保盖板和多个零件组合在一起，形成盖板。

目前的结构存在一定的风险，由于整体零部件较多，各个零部件加工制作工序复杂，涉及众多加工和成品组装环节的品质控制，整体成品的一致性合格率低，另外摩擦焊接不能100％有效焊接，存在断裂风险，目前是整个摩擦焊接行业都难以解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种基于块状极柱的电池顶盖及锂离子电池，来解决盖板合格率低的问题。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种基于块状极柱的电池顶盖，包括盖板、塑胶件和至少一个块状极柱；所述块状极柱和盖板通过所述塑胶件固定连接；

所述盖板上开设有用于块状极柱***的盖板孔，所述盖板孔贯通所述盖板相对的两板面；所述块状极柱***所述盖板孔中，所述块状极柱朝向盖板的各个面上均开设有一块状极柱槽；

所述塑胶件设于所述盖板和块状极柱之间；所述塑胶件填充所述块状极柱槽，包裹所述盖板朝向块状极柱的部分，并固定连接所述块状极柱朝向盖板的各个面。

可选的，所述盖板孔的孔壁中央向块状极柱的方向凸出有一盖板凸部，所述盖板凸部分别和盖板的顶面、盖板的底面形成一阶梯面；所述塑胶件包括所述盖板凸部和阶梯面。

可选的，所述块状极柱和塑胶件连接的表面、以及所述盖板和塑胶件连接的表面均开设有多个纳米孔，所述塑胶件渗入所述纳米孔中。

可选的，所述块状极柱的顶面凸出有一块状极柱凸部，所述块状极柱凸部和块状极柱的顶面形成一阶梯面。

可选的，所述纳米孔的孔径为70-120nm，孔深为2-5μm。

可选的，所述电池顶盖的气密性测试泄漏率小于10-7(Pa·m3)/s。

可选的，所述塑胶件为PPS塑胶件或PBT塑胶件。

可选的，所述电池顶盖包括两个块状极柱，所述盖板上设有两个盖板孔，两个块状极柱和两个盖板孔一一对应；两个所述块状极柱分别为正极块状极柱和负极块状极柱；

所述盖板为铝盖板，所述正极块状极柱为正极铝块状极柱，所述负极块状极柱为负极铜块状极柱或负极铜铝复合块状极柱。

可选的，所述盖板上设有注液孔，所述注液孔位于两个所述块状极柱之间。

一种锂离子电池，包括如上所述的电池顶盖。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型通过塑胶件使块状极柱和盖板固定连接，在块状极柱朝向盖板的各个面上均开设块状极柱槽且塑胶件填充块状极柱槽，使得块状极柱和塑胶件之间结合更加紧密。虽然块状极柱和盖板之间的接触面积较小，通过块状极柱槽可弥补这一缺陷，保障电池顶盖的气密性好。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。

图1为本实用新型实施例1提供的电池顶盖的剖视图。

图2为本实用新型实施例1提供的电池顶盖的示意图。

图示说明：1、盖板；11、盖板凸部；2、块状极柱；21、块状极柱槽； 22、块状极柱凸部；3、塑胶件；4、注液孔。

具体实施方式

为使得本实用新型的实用新型目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。需要说明的是，当一个组件被认为是“连接”另一个组件，它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例1

请参考图1至图2，本实施例1提供了一种基于块状极柱的电池顶盖。

所述电池顶盖包括盖板1、塑胶件3和至少一个块状极柱2；所述块状极柱2和盖板1通过所述塑胶件3固定连接；

所述盖板1上开设有用于块状极柱2***的盖板1孔，所述盖板1孔贯通所述盖板1相对的两板面；所述块状极柱2***所述盖板1孔中，所述块状极柱2朝向盖板1的各个面上均开设有一块状极柱槽21；

所述塑胶件3设于所述盖板1和块状极柱2之间；所述塑胶件3填充所述块状极柱槽21，包裹所述盖板1朝向块状极柱2的部分，并固定连接所述块状极柱2朝向盖板1的各个面。

在本实施例中，所述盖板1孔的孔壁中央向块状极柱2的方向凸出有一盖板凸部11，所述盖板凸部11分别和盖板1的顶面、盖板1的底面形成一阶梯面；所述塑胶件3包括所述盖板凸部11和阶梯面。

虽然块状极柱2和盖板1之间的接触面积较小，但是通过块状极柱槽21 和盖板凸部11的设置可弥补这一缺陷，塑胶件3填充块状极柱槽21并且包裹盖板凸部11，提升了塑胶件3和盖板1、块状极柱2的结合力度，保障电池顶盖的气密性好。

在本实施例中，所述块状极柱2和塑胶件3连接的表面、以及所述盖板1 和塑胶件3连接的表面均开设有多个纳米孔，所述塑胶件3渗入所述纳米孔中。

塑胶件3渗入纳米孔中可进一步提升塑胶件3和块状极柱2、盖板1的结合力度，从而提升电池顶盖的气密性。

在本实施例中，所述块状极柱2的顶面凸出有一块状极柱凸部22，所述块状极柱凸部22和块状极柱2的顶面形成一阶梯面。

在电池顶盖上焊好电芯后，后端工艺需要将电池组装成模组，块状极柱凸部22导致的阶梯面在组装时方便自动化设备夹取和焊接。

经气密性测试后发现，本实用新型提供的电池顶盖的气密性测试泄漏率小于10^-7(Pa·m³)/s。所述气密性测试使用的设备为安徽皖仪科技股份有限公司提供的氦检仪，具体过程和参数如下：

将电池顶盖放置于密封的治具中，通过真空泵抽取内部真空，(设定时间15s，以达到30pa结束，正常6s以内)。之后喷氦气加压6s，氦检12s，氦压达到设定值时氦检启动，开模3s，清氦OK3s，NG5s。取出用于检测的电池顶盖，检测结束。

本实施例中，所述纳米孔的孔径为70-120nm，孔深为2-5μm。纳米孔密布于盖板1和块状极柱2上，相邻纳米孔之间的距离为60-90nm。本实施例中，所述塑胶件33为绝缘塑胶件3，所述绝缘塑胶件3优选为PPS(聚苯硫醚) 塑胶件3。PPS可以满足盖板1导电和绝缘性要求。也可选用PBT(聚对苯二甲酸丁二醇酯)塑胶件3。

本实施例中，所述电池顶盖包括两个块状极柱2，所述盖板1上设有两个盖板1孔，两个块状极柱2和两个盖板1孔一一对应；两个所述块状极柱2 分别为正极块状极柱2和负极块状极柱2。所述盖板1为铝盖板1，所述正极块状极柱2为正极铝块状极柱2，所述负极块状极柱2为负极铜块状极柱2或负极铜铝复合块状极柱2。

所述盖板1上还设有注液孔44，所述注液孔44位于正极块状极柱2和负极块状极柱2之间。

本实用新型通过塑胶件3使块状极柱2和盖板1固定连接，在块状极柱2 朝向盖板1的各个面上均开设块状极柱槽21且塑胶件3填充块状极柱槽21，使得块状极柱2和塑胶件3之间结合更加紧密。虽然块状极柱2和盖板1之间的接触面积较小，通过块状极柱槽21可弥补这一缺陷，保障电池顶盖的气密性好。进一步的，本实用新型还在块状极柱2和盖板1上通过化学腐蚀开设纳米孔，塑胶件3渗入纳米孔中可提升塑胶件3和块状极柱2、盖板1的结合力度，进一步提升电池顶盖的气密性。通过测试证明电池顶盖的气密性测试泄漏率小于10^-7(Pa·m³)/s，满足电池的气密性要求。并且，和现有技术相比，减少了下塑胶件3和密封圈的存在，可提升成品的合格率，降低成本。

实施例2

本实施例2提供了一种基于块状极柱的电池顶盖的制备方法，可制得实施例1中的电池顶盖。

制备方法包括以下步骤：

S1、在块状极柱2的表面和盖板1朝向块状极柱2的表面通过化学腐蚀开设多个纳米孔；

S2、将块状极柱2***盖板1孔中；

S3、在块状极柱2和盖板1的连接处注塑塑胶，形成塑胶件3，使块状极柱2和盖板1固定连接。

其中，纳米孔的尺寸和分布密度、注塑塑胶的材料等在实施例1中均有详细介绍，在此不在赘述。

步骤S1中纳米孔的开设通过化学腐蚀进行，化学腐蚀具体包括如下步骤：

S11、用清洗液对块状极柱2/盖板1的表面进行清洗处理；

S12、将块状极柱2/盖板1放入碱液中处理，之后放入含有硫酸的酸液中处理；

S13、以石墨板作为阴极，以块状极柱2/盖板1作为阳极，放入含有硫酸和磷酸的电解液中，进行直流电电解，使块状极柱2/盖板1表面形成一层氧化膜；所述氧化膜含有纳米孔，纳米孔的孔径为70-120nm；

S14、将具有氧化膜的块状极柱2/盖板1放入纳米涂层溶液中浸泡，之后在聚烯基磷酸酯进行保护处理。

具体的，所述碱液为50g/L的氢氧化钠溶液，所述酸液为70g/L的硫酸溶液，所述纳米溶液包括以下质量百分比的组分：水性聚氨脂6％、聚乙烯醇1％、磷酸二乙脂13％和水80％。

步骤S3中的注塑塑胶的过程没有特殊要求，注塑工艺参数具体如下：

1.模具温度：130-150℃

2.料筒温度：第一段：290-300℃；第二段：300-320℃；第三段：310-330℃；第四段：310-330℃。

3.喷嘴温度：310-330℃。

3.注塑压力：80-150MPa(60-95％)。

4.注塑速度：中速-高速(40-150mm/sec)。

5.注塑时间：20秒。

实施例3

本实施例3提供了一种锂离子电池，包括实施例1所述的的电池顶盖和实施例2的制备方法制得的电池顶盖。

以上所述，以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种基于块状极柱的电池顶盖，其特征在于，包括盖板、塑胶件和至少一个块状极柱；所述块状极柱和盖板通过所述塑胶件固定连接；

所述盖板上开设有用于块状极柱***的盖板孔，所述盖板孔贯通所述盖板相对的两板面；所述块状极柱***所述盖板孔中，所述块状极柱朝向盖板的各个面上均开设有一块状极柱槽；

所述塑胶件设于所述盖板和块状极柱之间；所述塑胶件填充所述块状极柱槽，包裹所述盖板朝向块状极柱的部分，并固定连接所述块状极柱朝向盖板的各个面。

2.根据权利要求1所述的一种基于块状极柱的电池顶盖，其特征在于，所述盖板孔的孔壁中央向块状极柱的方向凸出有一盖板凸部，所述盖板凸部分别和盖板的顶面、盖板的底面形成一阶梯面；所述塑胶件包括所述盖板凸部和阶梯面。

3.根据权利要求1所述的一种基于块状极柱的电池顶盖，其特征在于，所述块状极柱和塑胶件连接的表面、以及所述盖板和塑胶件连接的表面均开设有多个纳米孔，所述塑胶件渗入所述纳米孔中。

4.根据权利要求1所述的一种基于块状极柱的电池顶盖，其特征在于，所述块状极柱的顶面凸出有一块状极柱凸部，所述块状极柱凸部和块状极柱的顶面形成一阶梯面。

5.根据权利要求3所述的一种基于块状极柱的电池顶盖，其特征在于，所述纳米孔的孔径为70-120nm，孔深为2-5μm；所述电池顶盖的气密性测试泄漏率小于10^-7(Pa·m³)/s。

6.根据权利要求1所述的一种基于块状极柱的电池顶盖，其特征在于，所述塑胶件为PPS塑胶件或PBT塑胶件。

7.根据权利要求1所述的一种基于块状极柱的电池顶盖，其特征在于，所述电池顶盖包括两个块状极柱，所述盖板上设有两个盖板孔，两个块状极柱和两个盖板孔一一对应；两个所述块状极柱分别为正极块状极柱和负极块状极柱；

所述盖板为铝盖板，所述正极块状极柱为正极铝块状极柱，所述负极块状极柱为负极铜块状极柱或负极铜铝复合块状极柱。

8.根据权利要求7所述的一种基于块状极柱的电池顶盖，其特征在于，所述盖板上设有注液孔，所述注液孔位于两个所述块状极柱之间。

9.一种锂离子电池，其特征在于，包括如权利要求1-8任一权利要求所述的电池顶盖。

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