CN210984848U - 一种动力电池及汽车 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种动力电池及汽车，属于电池生产制造技术领域。该动力电池包括电芯组、第一连接片、第二连接片、正极柱、负极柱和顶盖组件，电芯组包括相对设置的第一电芯和第二电芯，第一连接片的两端、第二连接片的两端均分别与第一电芯和第二电芯超声焊接，设置在第一连接片中部的正极柱穿过正极盖板上的第一穿设孔设置，并压装有第一限位件，设置在第二连接片中部的负极柱穿过负极盖板的第二穿设孔设置，并压装有第二限位件，顶盖板搭接在正极盖板和负极盖板之间，且顶盖板两端的外壁面分别与正极盖板的外壁面、负极盖板的外壁面焊接。该动力电池通过采用超声焊接以及外部焊接实现组装，避免了焊渣进入电芯内部，提高了安全性。

Description

一种动力电池及汽车

技术领域

本实用新型涉及电池生产制造技术领域，尤其涉及一种动力电池及汽车。

背景技术

目前动力电池由于其高容量、高安全性以及易配组等优势，被广泛应用在各行各业中，例如用于新能源汽车行业内。动力电池在装配过程中有一道工序为采用激光焊将电芯的极片与连接片焊接起来，并将连接片与设置在动力电池顶盖组件上的极柱激光焊接。在此工序中，由于激光焊接会产生金属焊渣，在激光焊接连接片的极片和电芯、以及激光焊接连接片与极柱时，金属焊渣很容易溅射进入电芯内部，从而引发电芯短路现象的出现。

在新能源汽车内，由于动力电池是其唯一动力源，因此其性能高低直接影响了新能源汽车的使用性。当动力电池的内部出现短路时，会对新能源汽车造成极大的安全隐患，严重威胁了乘车人的生命安全。因此，如何提出一种安全性能高、不易发生短路故障的动力电池是新能源汽车行业亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的一个目的在于提供一种动力电池，不易发生短路故障，安全性能高。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种动力电池，包括：

至少一个电芯组，每个所述电芯组包括相对设置的第一电芯和第二电芯；

第一连接片和第二连接片，所述第一连接片的一端与所述第一电芯的正极片超声焊接，另一端与所述第二电芯的负极片超声焊接，所述第二连接片的一端与所述第一电芯的负极片超声焊接，另一端与所述第二电芯的正极片超声焊接；

正极柱和负极柱，所述正极柱设置在所述第一连接片的中部，所述负极柱设置在所述第二连接片的中部；

顶盖组件，所述顶盖组件包括正极盖板、负极盖板以及顶盖板，所述正极盖板上设置有第一穿设孔，所述负极盖板上设置有第二穿设孔，所述正极柱穿过所述第一穿设孔设置，并压装有第一限位件，所述负极柱穿过所述第二穿设孔设置，并压装有第二限位件；

所述顶盖板搭接在所述正极盖板和所述负极盖板之间，且所述顶盖板的第一端的外壁面与所述正极盖板的外壁面焊接，所述顶盖板的第二端的外壁面与所述负极盖板的外壁面焊接。

作为优选，所述顶盖板的所述第一端和所述正极盖板的端部均呈阶梯状，所述第一端上的第一阶梯面与所述正极盖板上的第二阶梯面相适配。

作为优选，所述顶盖板的所述第二端和所述负极盖板的端部均呈阶梯状，所述第二端上的第三阶梯面与所述负极盖板上的第四阶梯面相适配。

作为优选，所述第三阶梯面和所述第一阶梯面对称设置。

作为优选，所述顶盖组件还包括：

正侧盖板，所述正侧盖板搭接在所述正极盖板远离所述顶盖板的一侧，且所述正侧盖板的外壁面与所述正极盖板的外壁面焊接。

作为优选，所述顶盖组件还包括：

负侧盖板，所述负侧盖板搭接在所述负极盖板远离所述顶盖板的一侧，且所述负侧盖板的外壁面与所述负极盖板的外壁面焊接。

作为优选，所述第一连接片和所述第二连接片均包括呈U型连接的第一部、第二部和第三部，所述第一部与所述第一电芯连接，所述第三部与所述第二电芯连接，所述正极柱或者所述负极柱凸设在所述第二部上。

作为优选，所述第一连接片和所述正极盖板之间设置有密封机构；和/或

所述第二连接片和所述负极盖板之间设置有密封机构。

作为优选，所述正极柱和所述第一限位件之间设置有导电块；和/或

所述负极柱和所述第二限位件之间设置有绝缘块。

本实用新型的另一个目的在于提供一种汽车，该汽车的能源供给稳定，安全性高。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种汽车，包括上述的动力电池。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供了一种动力电池，该动力电池通过采用超声焊接将连接片和电芯的极片连接，避免了焊渣的产生。且通过将顶盖组件设置为分体的正极盖板、负极盖板以及顶盖板，将正极盖板与正极柱、负极盖板与负极柱独立组装后，再将顶盖板置于正极盖板和负极盖板之间，并将顶盖板置的两端的外壁面分别与正极盖板的外壁面、负极盖板的外壁面焊接，由于焊接发生在顶盖组件的外侧，即使产生焊渣也不会掉入电芯内，避免了焊渣进入电芯内部造成的短路问题的出现，提高了动力电池的安全性。

附图说明

图1是本实用新型所提供的动力电池的内部结构的俯视图；

图2是本实用新型所提供的动力电池的内部结构的主视图；

图3是本实用新型所提供的电芯组、第一连接片和第二连接片的结构示意图。

图中：

1、第一电芯；2、第二电芯；3、第一连接片；4、第二连接片；5、正极柱；6、负极柱；7、顶盖组件；71、正极盖板；72、负极盖板；73、顶盖板；74、正侧盖板；75、负侧盖板；81、第一限位件；82、第二限位件；9、密封圈；10、导电块；11、绝缘块。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

本实施例提供了一种动力电池，该动力电池为锂离子电池，其能够被用于汽车中，以作为汽车的动力能源使用。当然除了用于汽车外，还可以用于其他的设备中。如图1至图3所示，该动力电池包括壳体(图中未示出)和顶盖组件7，壳体为矩形盒状结构，顶盖组件7盖设在壳体的开口处，壳体和顶盖组件7之间形成容纳空间。可选地，在本实施例中，壳体采用铝材制成。该动力电池还包括设置在容纳空间中的电芯组、连接片和极柱等。电芯组的数量根据需求可以设置为一个或者多个，在本实施例中，以一个电芯组为例进行介绍。

具体地，如图1至图3所示，电芯组包括相对设置的第一电芯1和第二电芯2，第一电芯1和第二电芯2上均设置有正极片和负极片。连接片包括第一连接片3和第二连接片4，第一连接片3的一端与第一电芯1的正极片超声焊接，另一端与第二电芯2的负极片超声焊接，第二连接片4的一端与第一电芯1的负极片超声焊接，另一端与第二电芯2的正极片超声焊接。相较于激光焊接，超声焊接不会产生焊渣，从而能够避免焊渣进入电芯内部发生短路现象，提高了整个动力电池组装过程中的安全性。

第一连接片3的中部设置有正极柱5，正极柱5和第一连接片3可以一体成型，也可以分体制造后再焊接形成。第二连接片4的中部设置有负极柱6，负极柱6和第二连接片4可以一体成型，也可以分体制造后再焊接形成。

如图2所示，在本实施例中，顶盖组件7为分体结构，其包括正极盖板71、负极盖板72以及顶盖板73，正极盖板71上设置有第一穿设孔，负极盖板72上设置有第二穿设孔，正极柱5穿过第一穿设孔设置，且在正极柱5的穿设端上压装有第一限位件81，负极柱6穿过第二穿设孔设置，且在负极柱6的穿设端压装有第二限位件82。顶盖板73搭接在正极盖板71和负极盖板72之间，且顶盖板73的第一端的外壁面与正极盖板71的外壁面焊接，顶盖板73的第二端的外壁面与负极盖板72的外壁面焊接。此处的焊接可以为超声焊接，也可以为激光焊接。

该动力电池在组装极柱和顶盖组件7时，首先将正极盖板71装配至正极柱5，并压装第一限位件81，并同时将负极盖板72装配至负极柱6上，并压装第二限位件82；完成正极盖板71、负极盖板72装配后，再将顶盖板73置于正极盖板71、负极盖板72之间；最后，将顶盖板73的两端的外壁面与正极盖板71的外壁面、负极盖板72的外壁面分别焊接。由于焊接发生在顶盖组件7的外侧，即使产生焊渣也不会掉入电芯内，从而避免了焊渣进入电芯内部造成的短路问题的出现，提高了动力电池的安全性。

可选地，如图2所示，顶盖板73的第一端和正极盖板71的端部均呈阶梯状，第一端上的第一阶梯面与正极盖板71上的第二阶梯面相适配。具体地，第一阶梯面和第二阶梯面均包括依次连接的第一竖直面、第一水平和第二竖直面，第一竖直面垂直连接在第一水平面的上方，第二竖直面垂直连接在第一水平面的下方。

顶盖板73的第二端和负极盖板72的端部均呈阶梯状，第二端上的第三阶梯面与负极盖板72上的第四阶梯面相适配。具体地，第三阶梯面和第四阶梯面均包括依次连接的第三竖直面、第二水平和第四竖直面，第三竖直面垂直连接在第二水平面的上方，第四竖直面垂直连接在第二水平面的下方。如此设置能够提高整个顶盖组件7焊接后的整齐度，使正极盖板71、负极盖板72以及顶盖板73能够位于同一平面内，且能够进一步防止焊渣进入电芯内部。

进一步地，第三阶梯面和第一阶梯面对称设置，以使顶盖板73形成一个底部小、顶部大的结构，且由于第一阶梯面与第二阶梯面相适配，第三阶梯面与第四阶梯面相适配，因此正极盖板71和负极盖板72之间能够形成一个顶部开口小、底部开口大的通槽，如此设置不仅能够使顶盖板73顺利进入正极盖板71、负极盖板72之间形成的通槽内，且能够降低后期焊接的难度。

可选地，如图3所示，顶盖组件7还包括正侧盖板74，正侧盖板74搭接在正极盖板71远离顶盖板73的一侧，且正侧盖板74的外壁面与正极盖板71的外壁面焊接。进一步地，顶盖组件7还包括负侧盖板75，负侧盖板75搭接在负极盖板72远离顶盖板73的一侧，且负侧盖板75的外壁面与负极盖板72的外壁面焊接。在组装动力电池时，可以在将电芯组、连接片、极柱、正极盖板71、负极盖板72以及顶盖板73等部件置于壳体内后，再将正侧盖板74和负侧盖板75置于壳体内，并实现正侧盖板74与壳体、正极盖板71的焊接，以及负侧盖板75与壳体、负极盖板72的焊接。

为了提高正极柱5、负极柱6和顶盖组件7的连接强度，从而提高整个动力电池的组装紧固性，在正极柱5和负极柱6的穿设端上均设置有卡扣，第一限位件和第二限位件82均为卡扣型螺母，正极柱5和第一限位件81、负极柱6和第二限位件82均通过卡扣型螺母实现固定成型。可选地，在正极柱5和负极柱6的穿设端上均设置有螺纹结构，第一限位件81和第二限位件82内部设置有内螺纹，第一限位件81和第二限位件82分别螺纹连接在正极柱5、负极柱6的穿设端上，进一步提高了连接强度，避免滑脱现象的发生。

可选地，在本实施例中，第一连接片3和第二连接片4结构相同，以降低制造成本和设计成本。具体地，如图1和图3所示，第一连接片3和第二连接片4均包括呈U型连接的第一部、第二部和第三部，第一部与第一电芯1连接，第三部与第二电芯2连接，正极柱5或者负极柱6凸设在第二部上。呈U型的连接片制造成本较低，且与电芯组的连接稳定性高。

进一步地，第一连接片3和正极盖板71之间设置有密封机构，在第二连接片4和负极盖板72之间设置有密封机构，以提高动力电池的密封性。可选地，如图2所示，密封机构为套设在正极柱5或者负极柱6上的密封圈9。在本实施例中，密封圈9为弹性橡胶圈。进一步地，如图2所示，在正极柱5和第一限位件81之间设置有导电块10。在负极柱6和第二限位件82之间设置有绝缘块11，以提高绝缘性，避免漏电现象的发生。可选地，导电块10采用导电PPS制成，绝缘块11采用绝缘PPS制成。

该动力电池的制备工序如下：

1、制备正极片和负极片：在正极集流体上涂覆正极活性材料、正极导电剂以及正极粘结剂以形成正极片。在涂覆时，将正极活性材料、正极导电剂以及正极粘结剂涂覆在正极集流体的部分结构上形成正极片的涂覆区，未涂覆的结构形成正极片的未涂覆区。裁切正极片的未涂覆区从而形成正极耳。在负极集流体上涂覆负极活性材料、负极导电剂以及负极粘结剂以形成负极片。在涂覆时，将负极活性材料、负极导电剂以及负极粘结剂涂覆在负极集流体的部分结构上形成负极片的涂覆区，未涂覆的结构形成负极片的未涂覆区。裁切负极片的未涂覆区从而形成负极耳。

2、将上述制备的正极片、负极片与隔离膜卷绕成裸电芯，通过特定温度和压力的压板整形，形成待组装的电芯。

3、将上述待组装的第一电芯1和第二电芯2间隔设置，并将第一连接片3的两端分别与第一电芯1和第二电芯2超声波焊接；将第二连接片4的两端分别与第一电芯1和第二电芯2超声波焊接。

4、将设置在第一连接片3中部的正极柱5套入正极盖板71的第一穿设孔内，并压缩密封圈9，安装导电块10，在正极柱5突出导电块10的端部压装第一限位件81；并同时将设置在第二连接片4中部的负极柱6套入负极盖板72的第二穿设孔内，并压缩密封圈9，安装绝缘块11，在负极柱6突出绝缘块11的端部压装第二限位件82。

5、将顶盖板73搭接在正极盖板71和负极盖板72形成的阶梯槽内，在顶盖板73的外侧将顶盖板73的第一端的外壁面与正极盖板71的外壁面焊接，并在负极盖板72的外侧将顶盖板73的第二端的外壁面与负极盖板72的外壁面焊接。

6、将步骤5中的产物放入矩形铝制的壳体中。

7、在正极盖板71远离顶盖板73的另一端和壳体的内壁之间焊接正侧盖板74，并在负极盖板72远离顶盖板73的另一端和壳体的内壁之间焊接负侧盖板75。

8、后续进行真空干燥、注液、化成、除气、分容等工序，经过以上工序后，完成该动力电池的最终制作。

本实施例还提供了一种汽车，该汽车采用上述的动力电池作为动力源，动力稳定性高，且安全性高。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种动力电池，其特征在于，包括：

至少一个电芯组，每个所述电芯组包括相对设置的第一电芯(1)和第二电芯(2)；

第一连接片(3)和第二连接片(4)，所述第一连接片(3)的一端与所述第一电芯(1)的正极片超声焊接，另一端与所述第二电芯(2)的负极片超声焊接，所述第二连接片(4)的一端与所述第一电芯(1)的负极片超声焊接，另一端与所述第二电芯(2)的正极片超声焊接；

正极柱(5)和负极柱(6)，所述正极柱(5)设置在所述第一连接片(3)的中部，所述负极柱(6)设置在所述第二连接片(4)的中部；

顶盖组件(7)，所述顶盖组件(7)包括正极盖板(71)、负极盖板(72)以及顶盖板(73)，所述正极盖板(71)上设置有第一穿设孔，所述负极盖板(72)上设置有第二穿设孔，所述正极柱(5)穿过所述第一穿设孔设置，并压装有第一限位件(81)，所述负极柱(6)穿过所述第二穿设孔设置，并压装有第二限位件(82)；

所述顶盖板(73)搭接在所述正极盖板(71)和所述负极盖板(72)之间，且所述顶盖板(73)的第一端的外壁面与所述正极盖板(71)的外壁面焊接，所述顶盖板(73)的第二端的外壁面与所述负极盖板(72)的外壁面焊接。

2.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于，

所述顶盖板(73)的所述第一端和所述正极盖板(71)的端部均呈阶梯状，所述第一端上的第一阶梯面与所述正极盖板(71)上的第二阶梯面相适配。

3.根据权利要求2所述的动力电池，其特征在于，

所述顶盖板(73)的所述第二端和所述负极盖板(72)的端部均呈阶梯状，所述第二端上的第三阶梯面与所述负极盖板(72)上的第四阶梯面相适配。

4.根据权利要求3所述的动力电池，其特征在于，

所述第三阶梯面和所述第一阶梯面对称设置。

5.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于，所述顶盖组件(7)还包括：

正侧盖板(74)，所述正侧盖板(74)搭接在所述正极盖板(71)远离所述顶盖板(73)的一侧，且所述正侧盖板(74)的外壁面与所述正极盖板(71)的外壁面焊接。

6.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于，所述顶盖组件(7)还包括：

负侧盖板(75)，所述负侧盖板(75)搭接在所述负极盖板(72)远离所述顶盖板(73)的一侧，且所述负侧盖板(75)的外壁面与所述负极盖板(72)的外壁面焊接。

7.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于，

所述第一连接片(3)和所述第二连接片(4)均包括呈U型连接的第一部、第二部和第三部，所述第一部与所述第一电芯(1)连接，所述第三部与所述第二电芯(2)连接，所述正极柱(5)或者所述负极柱(6)凸设在所述第二部上。

8.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于，

所述第一连接片(3)和所述正极盖板(71)之间设置有密封机构；和/或

所述第二连接片(4)和所述负极盖板(72)之间设置有密封机构。

9.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于，

所述正极柱(5)和所述第一限位件(81)之间设置有导电块(10)；和/或

所述负极柱(6)和所述第二限位件(82)之间设置有绝缘块(11)。

10.一种汽车，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的动力电池。

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