動力電池頂蓋結構的制作方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種動力電池頂蓋結構，其包括蓋板和凸出于蓋板的第一極柱和第二極柱；蓋板包括上頂面和下頂面，并開設有貫穿上下頂面的第一極柱孔；第一極柱通過第一極柱連接組件裝設在蓋板的第一極柱孔中，并與蓋板保持絕緣；所述第二極柱是一體成型于蓋板上的一個凸臺，第二極柱凸臺上設置有薄弱熔斷區(qū)。與現有技術相比，本實用新型動力電池頂蓋結構以一體成型于蓋板上的凸臺作為第二極柱，不僅能夠提高電池的密封性能、結構穩(wěn)定性和安全性，而且能夠降低制造成本并省去極柱連接件所占空間，有利于縮小電池體積。
【專利說明】動力電池頂蓋結構

【技術領域】
[0001]本實用新型涉及電池【技術領域】，更具體地說，涉及一種動力電池頂蓋結構。

【背景技術】
[0002]隨著現代社會的發(fā)展和環(huán)保意識的增強，越來越多的設備選擇以可充電的動力電池作為電源，如手機、筆記本電腦、電動工具、電動汽車、儲能設備等等，尤其是電動汽車和儲能設備更是需要大容量的動力電池。
[0003]對動力電池的巨大需求，為可充電的動力電池的應用與發(fā)展提供了廣闊的空間，同時也對電池提出了更高的性能要求，例如，電池必須具有較高的容量、良好的安全性以及較長的循環(huán)壽命等特性。目前常用的動力電池頂蓋多是通過塑膠墊片絕緣，并直接采用注塑、鉚接或壓接等工藝把兩個極柱和頂蓋固定為一體。這種電池一旦發(fā)生意外，高能量的電能就會轉化為熱能而使電池溫度急劇升高，電池頂蓋的塑膠隨之也會受熱熔化而導致正負極柱連通短路，以致引發(fā)更大的安全事故。另外，鋁材質由于具有成本低、重量輕以及散熱性好等特點，已被廣泛使用于動力電池作為殼體；但是，鋁殼的電位和電池正極電位之間存在的電位差，會造成電解液鋁殼腐蝕問題。
[0004]有鑒于此，確有必要提供一種能夠預防電池二次短路和殼體腐蝕的動力電池頂蓋結構。
實用新型內容
[0005]本實用新型的目的在于:提供一種設計構思簡單、且能防止電池二次短路和電池殼體腐蝕的動力電池頂蓋結構。
[0006]為了實現上述目的，本實用新型提供了一種動力電池頂蓋結構，其包括蓋板和凸出于蓋板的第一極柱和第二極柱；蓋板包括上頂面和下頂面，并開設有貫穿上下頂面的第一極柱孔；第一極柱通過第一極柱連接組件裝設在蓋板的第一極柱孔中，并與蓋板保持絕緣；所述第二極柱是一體成型于蓋板上的一個凸臺，第二極柱凸臺上設置有薄弱熔斷區(qū)。
[0007]作為本實用新型動力電池頂蓋結構的一種改進，所述薄弱熔斷區(qū)的厚度小于蓋板的厚度。
[0008]作為本實用新型動力電池頂蓋結構的一種改進，所述蓋板的厚度為2-10111111 ；薄弱熔斷區(qū)的厚度小于蓋板厚度的值為0.5 4 111-3皿。
[0009]作為本實用新型動力電池頂蓋結構的一種改進，所述薄弱熔斷區(qū)的厚度小于蓋板厚度的優(yōu)選值為1 ^ 111-2111111。
[0010]作為本實用新型動力電池頂蓋結構的一種改進，所述第二極柱凸臺的俯視形狀為長方形、橢圓形或圓形。
[0011]作為本實用新型動力電池頂蓋結構的一種改進，所述薄弱熔斷區(qū)位于第二極柱凸臺頂面周邊弧度較大的彎折區(qū)域，或是位于第二極柱凸臺底部與蓋板鄰接的區(qū)域。
[0012]作為本實用新型動力電池頂蓋結構的一種改進，所述第二極柱是在蓋板上沖壓成型而成，其上因沖壓受力拉伸而形成的厚度最小區(qū)域即為薄弱熔斷區(qū)。
[0013]作為本實用新型動力電池頂蓋結構的一種改進，所述第一極柱為負極柱，第二極柱為正極柱。
[0014]作為本實用新型動力電池頂蓋結構的一種改進，所述蓋板上還開設有貫穿上下頂面的防爆閥孔，防爆孔閥中裝設有防爆閥組件。
[0015]作為本實用新型動力電池頂蓋結構的一種改進，所述第一極柱連接組件包括耐高溫絕緣塊，第一極柱穿過蓋板的第一極柱孔，耐高溫絕緣塊間隔在第一極柱和蓋板之間，使二者保持絕緣。
[0016]作為本實用新型動力電池頂蓋結構的一種改進，所述負極柱包括底座和垂直于底座的柱體，柱體的直徑小于負極柱孔的直徑；所述負極柱連接組件還包括套設在負極柱柱體底部的密封圈，耐高溫絕緣塊包括下耐高溫絕緣塊，密封圈和下耐高溫絕緣塊各自間隔在負極柱的底座和蓋板下頂面之間。
[0017]作為本實用新型動力電池頂蓋結構的一種改進，所述負極柱的底座上表面和蓋板下頂面上分別對應開設有形狀與下耐高溫絕緣塊相適配的絕緣塊收容槽；下耐高溫絕緣塊具有一定高度，其卡在負極柱底座和蓋板下頂面的絕緣塊收容槽中，使負極柱的底座和蓋板下頂面彼此分離，并對底座和蓋板進行定位。
[0018]作為本實用新型動力電池頂蓋結構的一種改進，所述耐高溫絕緣塊還包括間隔在負極柱的柱體和蓋板上頂面之間的上耐高溫絕緣塊；上耐高溫絕緣塊為內徑與負極柱的柱體直徑相適配的圓環(huán)形，蓋板的上頂面在負極柱孔周圍開設有與上耐高溫絕緣塊相適配的絕緣塊收容槽；上耐高溫絕緣塊套設在穿過負極柱孔的柱體上，其底部鑲嵌在蓋板上頂面的絕緣塊收容槽中，從而將負極柱的柱體和蓋板上頂面定位在彼此分離的位置上。
[0019]作為本實用新型動力電池頂蓋結構的一種改進，所述上耐高溫絕緣塊的底部設有向下凸出的隔離環(huán)，隔離環(huán)伸入負極柱的柱體與負極柱孔壁之間的空隙中，使二者保持絕緣。
[0020]作為本實用新型動力電池頂蓋結構的一種改進，所述上耐高溫絕緣塊的頂部由卡入負極柱柱體周壁的卡簧壓緊固定。
[0021]作為本實用新型動力電池頂蓋結構的一種改進，所述耐高溫絕緣塊為陽極氧化絕緣處理的鋁塊、陶瓷塊或其他耐高溫4001以上的絕緣塊。
[0022]作為本實用新型動力電池頂蓋結構的一種改進，所述蓋板為方形、橢圓形或圓形，其采用鋁質材料，并開設有貫穿上下頂面的注液孔。
[0023]作為本實用新型動力電池頂蓋結構的一種改進，還包括對蓋板及安裝在蓋板上的所有組件進行進一步固定的注塑塑膠件。
[0024]與現有技術相比，本實用新型動力電池頂蓋結構以一體成型于蓋板上的凸臺作為第二極柱，不僅能夠提高電池的密封性能、結構穩(wěn)定性和安全性，而且能夠降低制造成本并省去極柱連接件所占空間，有利于縮小電池體積。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]下面結合附圖和【具體實施方式】，對本實用新型動力電池頂蓋結構的有益技術效果進行詳細說明，其中:
[0026]圖1為本實用新型動力電池頂蓋結構的爆炸圖；
[0027]圖2為本實用新型動力電池頂蓋結構的立體組合圖；
[0028]圖3為本實用新型動力電池頂蓋結構的剖視圖。
[0029]圖4和圖5分別為圖3中左右部分的放大圖。
[0030]圖6為本實用新型動力電池頂蓋結構安裝于電池殼體上的結構示意圖。

【具體實施方式】
[0031]為了使本實用新型的目的、技術方案和有益技術效果更加清晰明白，以下結合附圖和【具體實施方式】，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解的是，本說明書中描述的【具體實施方式】僅僅是為了解釋本實用新型，并不是為了限定本實用新型。
[0032]請參考圖1至圖3，本實用新型提供了一種動力電池頂蓋結構，其包括蓋板10、負極柱組件20、防爆閥組件30和注塑塑膠件40。
[0033]蓋板10呈矩形塊狀結構，包括上頂面11和下頂面12，在蓋板10上開設有貫穿上下頂面11、12的負極柱孔13、防爆閥孔14以及注液孔15。負極柱組件20裝設在負極柱孔13中，防爆閥組件30裝設在防爆閥孔14中。蓋板10的厚度為2-10111111。
[0034]請參閱圖4，蓋板10還一體沖壓成型有一個凸出于上頂面11的正極柱凸臺16 ；正極柱凸臺16的俯視形狀為長方形、橢圓形或圓形，其上因沖壓受力拉伸而形成的厚度最小區(qū)域為薄弱熔斷區(qū)160。根據沖壓的受力情況，薄弱熔斷區(qū)160位于第二極柱凸臺16頂面周邊弧度較大的彎折區(qū)域，或是位于第二極柱凸臺16底部與蓋板10鄰接的區(qū)域；薄弱熔斷區(qū)160的厚度與蓋板10厚度的差值為0.5 ^ 111-3111111，優(yōu)選為1111-2111111。
[0035]請參閱圖5，負極柱組件20包括負極柱21和負極柱連接組件。負極柱21包括大致呈方形塊狀的底座211和垂直于底座211的圓形柱體212 ；底座211的上表面開設有多個絕緣塊收容槽210 ；柱體212的直徑小于負極柱孔13的直徑，并在靠近頂部的周壁上開設有卡槽213。負極柱連接組件包括密封圈22、卡簧23、上耐高溫絕緣塊24和多個下耐高溫絕緣塊25，其中:上耐高溫絕緣塊24和下耐高溫絕緣塊25為陽極氧化絕緣處理的鋁塊、陶瓷塊或其他耐高溫4001以上的絕緣塊；上耐高溫絕緣塊24通常制成內徑與柱體212的直徑相適配的圓環(huán)形，其底部還設有向下凸出的隔離環(huán)240 ；下耐高溫絕緣塊25則制成方形或柱狀結構的小隔離塊體。
[0036]組裝時，將密封圈22套設在負極柱21的柱體212上，將下耐高溫絕緣塊25--放置在底座211上的絕緣塊收容槽210中；然后將負極柱21的柱體212貫穿蓋板10上的負極柱孔13，直至下耐高溫絕緣塊25卡入蓋板10在下頂面12開設的絕緣塊收容槽120中，此時，下耐高溫絕緣塊25和密封圈22分別間隔在負極柱21的底座211與蓋板10的下頂面12之間，下耐高溫絕緣塊25還對底座211與蓋板10起到定位作用，因此能夠有效地防止二者發(fā)生電性接觸；之后將上耐高溫絕緣塊24套設在穿過負極柱孔13的柱體212上，其底部鑲嵌在蓋板10在負極柱孔13周圍開設的絕緣塊收容槽130中，隔離環(huán)240則伸入負極柱21的柱體212與負極柱孔壁之間的空隙中，進一步防止柱體212的周壁與負極柱孔壁接觸而電導通；最后，將卡簧23卡入負極柱21的卡槽213內，將上耐高溫絕緣塊24壓緊而防止其從柱體212上脫落。
[0037]防爆閥組件30包括防爆閥31和防爆閥保護膜32，二者均呈圓盤形狀，一般是由較薄的金屬材料制成。防爆閥組件30組裝在蓋板10的防爆閥孔14中，當電池內部溫度過高導致壓強過大的時候，反應生成的氣體便會沖破防爆閥組件30而從防爆閥孔14中排出，達到降低電池內部氣壓的、防止電池爆炸的目的。
[0038]將上述負極柱組件20、防爆閥組件30對應安裝于蓋板10的相應位置后，還需要對組合好的裝配體進行注塑，形成包覆在裝配體主要部件外的注塑塑膠件40，從而對裝配體上的各組件起到進一步的固定作用；注塑后形成的組合體即為動力電池頂蓋結構。使用時，電芯的正極片將與電池殼體或鋁頂蓋10電導通，正極柱凸臺16即可直接作為正極柱使用。
[0039]本實用新型動力電池頂蓋結構的蓋板10也可以制成橢圓形或圓形，蓋板和電池殼體50(圖6所示)其他部分所采用的材料均可以為鋁質材料。
[0040]由于本實用新型動力電池頂蓋結構是先在蓋板10沖壓出正極柱凸臺16，然后才將負極柱21由密封圈22、上下耐高溫絕緣塊24、25和卡簧23固定在蓋板10上，最后再注塑為一體，因此其至少具有以下優(yōu)點:
[0041]1)正極柱凸臺16與蓋板10—體成型，提高了電池的密封性能和結構穩(wěn)定性，而且使電池的外觀更加簡潔和美觀；
[0042]2)取消了正極柱連接件，不僅能夠降低制造成本，而且能夠省去連接件所占空間，有利于縮小電池體積或為其他元件提供空間；
[0043]3)可以有效防止電池鋁殼體和電池正極柱由于電位差造成的鋁殼被電解液腐蝕；
[0044]4)高穩(wěn)定性的結構可以避免由于電芯發(fā)生意外產生的高溫導致塑膠熔化后的二次短路；
[0045]5)當電流過大時，薄弱熔斷區(qū)160能夠熔斷而切斷電流，進一步提高了電池的安全性能。
[0046]根據上述原理，本實用新型還可以對上述實施方式進行適當的變更和修改。因此，本實用新型并不局限于上面揭示和描述的【具體實施方式】，對本實用新型的一些修改和變更也應當落入本實用新型的權利要求的保護范圍內。此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，并不對本實用新型構成任何限制。
【權利要求】
1.一種動力電池頂蓋結構，其包括蓋板和凸出于蓋板的第一極柱和第二極柱；蓋板包括上頂面和下頂面，并開設有貫穿上下頂面的第一極柱孔；第一極柱通過第一極柱連接組件裝設在蓋板的第一極柱孔中，并與蓋板保持絕緣；其特征在于：所述第二極柱是一體成型于蓋板上的一個凸臺，第二極柱凸臺上設置有薄弱熔斷區(qū)。
2.根據權利要求I所述的動力電池頂蓋結構，其特征在于：所述薄弱熔斷區(qū)的厚度小于蓋板的厚度。
3.根據權利要求2所述的動力電池頂蓋結構，其特征在于：所述蓋板的厚度為2-10mm;薄弱熔斷區(qū)的厚度小于蓋板厚度的值為O. 5 μ m_3mm。
4.根據權利要求3所述的動力電池頂蓋結構，其特征在于：所述薄弱熔斷區(qū)的厚度小于蓋板厚度的優(yōu)選值為I μ m-2mm。
5.根據權利要求I所述的動力電池頂蓋結構，其特征在于：所述第二極柱凸臺的俯視形狀為長方形、橢圓形或圓形。
6.根據權利要求I所述的動力電池頂蓋結構，其特征在于：所述薄弱熔斷區(qū)位于第二極柱凸臺頂面周邊弧度較大的彎折區(qū)域，或是位于第二極柱凸臺底部與蓋板鄰接的區(qū)域。
7.根據權利要求I所述的動力電池頂蓋結構，其特征在于：所述第二極柱是在蓋板上沖壓成型而成，其上因沖壓受力拉伸而形成的厚度最小區(qū)域即為薄弱熔斷區(qū)。
8.根據權利要求I至7中任一項所述的動力電池頂蓋結構，其特征在于：所述第一極柱為負極柱，第二極柱為正極柱。
9.根據權利要求I至7中任一項所述的動力電池頂蓋結構，其特征在于：所述第一極柱連接組件包括耐高溫絕緣塊，第一極柱穿過蓋板的第一極柱孔，耐高溫絕緣塊間隔在第一極柱和蓋板之間，使二者保持絕緣。
10.根據權利要求I至7中任一項所述的動力電池頂蓋結構，其特征在于：所述耐高溫絕緣塊為耐高溫400°C以上的絕緣塊，優(yōu)選為陽極氧化絕緣處理的鋁塊或陶瓷塊。
【文檔編號】H01M2/04GK204102963SQ201420577119
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年10月8日 優(yōu)先權日:2014年10月8日
【發(fā)明者】郭志君, 王鵬, 鄧平華 申請人:東莞新能源科技有限公司