本實(shí)用新型屬于動(dòng)力電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種動(dòng)力電池頂蓋。

背景技術(shù)：

隨著現(xiàn)代社會(huì)的發(fā)展和人們環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)，越來(lái)越多的設(shè)備選擇以鋰電池作為電源，如手機(jī)、筆記本電腦、電動(dòng)工具和電動(dòng)汽車(chē)等等，這為鋰電池的應(yīng)用與發(fā)展提供了廣闊的空間。其中，電動(dòng)工具和電動(dòng)汽車(chē)等所使用的鋰電池一般稱(chēng)之為動(dòng)力電池。

目前動(dòng)力電池結(jié)構(gòu)件設(shè)計(jì)都比較復(fù)雜，尤其是頂蓋結(jié)構(gòu)。考慮到電芯安全，目前很多頂蓋在負(fù)極極柱位置增加了絕緣材料以將頂蓋與負(fù)極極柱之間進(jìn)行絕緣，如采用聚乙烯、聚丙烯等絕緣塑料，然而試驗(yàn)測(cè)試表明，當(dāng)電芯在一些濫用測(cè)試環(huán)境下，電芯表面溫度會(huì)達(dá)到250℃以上，上述高溫足以熔化絕緣塑料，從而導(dǎo)致二次安全隱患的發(fā)生；而且，此類(lèi)塑料本身容易老化，在長(zhǎng)期的使用過(guò)程中，經(jīng)過(guò)反反復(fù)復(fù)的升溫和降溫，極易出現(xiàn)開(kāi)裂和脫落，從而影響整個(gè)結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性；另外，上述絕緣塑料在較高溫環(huán)境下還會(huì)出現(xiàn)軟化甚至熔化，無(wú)法循環(huán)使用。

此外，現(xiàn)有技術(shù)中還有在負(fù)極極柱增加陶瓷、云母或者玻璃材料來(lái)保證高溫絕緣，雖然此類(lèi)材料不會(huì)被融化，但是其絕緣和密封效果差，一致性較難控制；而且此類(lèi)材料韌性和抗彎曲能力差，而目前的絕緣塊基本都是如圖1中42’所示的圓環(huán)形結(jié)構(gòu)，套設(shè)于極柱上。眾所周知，陶瓷材料、玻璃材料都很脆，容易壓裂。所以基本上都要很高的厚度才能確保強(qiáng)度。而且，對(duì)于環(huán)形陶瓷絕緣塊，上下表面需要足夠平才能很好的抗壓，這往往需要后加工磨平。因此，這樣一方面會(huì)導(dǎo)致成本過(guò)高，不利于動(dòng)力電池的批量生產(chǎn)；另一方面會(huì)導(dǎo)致極柱高度太高，致電芯高度增加，大大降低模組的利用空間。

有鑒于此，確有必要提供一種具有低成本、耐高溫、高絕緣性、高密封性和良好安全性能的動(dòng)力電池頂蓋。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型的目的在于：針對(duì)現(xiàn)有動(dòng)力電池頂蓋生產(chǎn)成本高、濫用測(cè)試安全性能低的不足，而提供一種具有低成本、耐高溫、高絕緣性、高密封性和良好安全性能的動(dòng)力電池頂蓋。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型采用以下解決方案：

一種動(dòng)力電池頂蓋，包括頂蓋片、負(fù)極極柱、正極極柱、絕緣組件和電阻組件，所述頂蓋片上設(shè)置有第一安裝孔和第二安裝孔，所述負(fù)極極柱通過(guò)所述絕緣組件安裝在所述第一安裝孔內(nèi)，所述正極極柱通過(guò)所述電阻組件安裝在所述第二安裝孔內(nèi)，所述絕緣組件包括絕緣樹(shù)脂環(huán)和絕緣密封圈，所述絕緣密封圈套設(shè)在所述負(fù)極極柱上并與所述頂蓋片絕緣連接，所述負(fù)極極柱還通過(guò)所述絕緣樹(shù)脂環(huán)與所述頂蓋片絕緣連接，所述絕緣樹(shù)脂環(huán)的內(nèi)壁上設(shè)置有若干第一缺口，所述第一缺口均勻分布在所述內(nèi)壁上。

本實(shí)用新型通過(guò)在負(fù)極極柱上套設(shè)絕緣樹(shù)脂環(huán)實(shí)現(xiàn)負(fù)極極柱與頂蓋片的絕緣連接，該絕緣樹(shù)脂環(huán)不僅滿足了耐高溫、高絕緣性、高密封性和良好安全性能要求；而且通過(guò)在絕緣樹(shù)脂環(huán)的內(nèi)壁設(shè)置若干缺口，使絕緣樹(shù)脂環(huán)與負(fù)極極柱表面間隙配合，可有效加強(qiáng)絕緣樹(shù)脂環(huán)的固緊效果，防止絕緣樹(shù)脂環(huán)發(fā)生松動(dòng)，保持負(fù)極極柱結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

作為本實(shí)用新型動(dòng)力電池頂蓋的進(jìn)一步改進(jìn)，所述絕緣組件還包括卡簧；所述負(fù)極極柱設(shè)有環(huán)形槽，所述卡簧卡設(shè)于所述環(huán)形槽并抵接于所述絕緣樹(shù)脂環(huán)?？ɑ傻淖饔檬怯糜诠潭ń^緣樹(shù)脂環(huán)，防止其由于振動(dòng)等而發(fā)生松動(dòng)。因?yàn)榭ɑ煽梢宰龅煤鼙。姵貥O柱柱體部裸漏在外面的尺寸相對(duì)較小，對(duì)于同樣外形尺寸的電池，可利用的電池內(nèi)部空間更大，而且卡簧比螺母重量更輕，所以能量密度更高；此外，卡簧價(jià)格更低廉，可以降低生產(chǎn)成本。

作為本實(shí)用新型動(dòng)力電池頂蓋的進(jìn)一步改進(jìn)，所述第一缺口與所述負(fù)極極柱之間設(shè)置有絕緣膠層。所述絕緣膠層為耐高溫耐腐蝕材料，且其制作材質(zhì)可與絕緣樹(shù)脂環(huán)的制作材質(zhì)相同，如聚酰亞胺、聚酰胺-酰亞胺、聚醚醚酮等，這樣可保證更好的相容性和更佳的固緊效果。

作為本實(shí)用新型動(dòng)力電池頂蓋的進(jìn)一步改進(jìn)，所述絕緣樹(shù)脂環(huán)的外壁上設(shè)置有若干第二缺口，所述第二缺口均勻分布在所述外壁上。設(shè)置第二缺口使絕緣樹(shù)脂環(huán)與頂蓋片間隙配合，進(jìn)一步加強(qiáng)絕緣樹(shù)脂環(huán)的固緊效果。

作為本實(shí)用新型動(dòng)力電池頂蓋的進(jìn)一步改進(jìn)，若干第一缺口之間形成有若干第一凸起部，若干第二缺口之間形成有若干第二凸起部，所述第一缺口和所述第二凸起部對(duì)應(yīng)設(shè)置，所述第一凸起部和所述第二缺口對(duì)應(yīng)設(shè)置。這樣設(shè)置可使整個(gè)絕緣樹(shù)脂環(huán)受力均勻，避免其由于受力不均而發(fā)生損壞，而且這樣可實(shí)現(xiàn)最佳的固緊效果。

作為本實(shí)用新型動(dòng)力電池頂蓋的進(jìn)一步改進(jìn)，所述絕緣樹(shù)脂為聚苯并咪唑、聚酰胺-酰亞胺、聚酰亞胺和聚醚醚酮中的至少一種。這些絕緣樹(shù)脂材料均為耐高溫耐腐蝕材料，完全滿足高溫下的使用要求。

作為本實(shí)用新型動(dòng)力電池頂蓋的進(jìn)一步改進(jìn)，所述絕緣樹(shù)脂環(huán)的熔融溫度為500～1000℃。絕緣樹(shù)脂環(huán)的熔融溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于一般安全測(cè)試條件下的電芯表面溫度，完全滿足安全要求。

作為本實(shí)用新型動(dòng)力電池頂蓋的進(jìn)一步改進(jìn)，所述絕緣樹(shù)脂環(huán)的絕緣電阻大于或等于1Mohm，耐擊穿電壓大于或等于1kV。更為優(yōu)選地，絕緣電阻大于或等于100Mohm，耐擊穿電壓大于或等于2kV。由于絕緣樹(shù)脂環(huán)采用高絕緣性能的樹(shù)脂材料制成，使其完全能夠滿足絕緣要求。

作為本實(shí)用新型動(dòng)力電池頂蓋的進(jìn)一步改進(jìn)，所述絕緣樹(shù)脂環(huán)的厚度為0.01～30mm。由于絕緣樹(shù)脂環(huán)的高韌性和高抗彎曲能力，因而可碾成很薄的薄片，從而降低極柱的高度，提高利用空間。

作為本實(shí)用新型動(dòng)力電池頂蓋的進(jìn)一步改進(jìn)，所述絕緣樹(shù)脂環(huán)的厚度為0.10～10mm。

作為本實(shí)用新型動(dòng)力電池頂蓋的進(jìn)一步改進(jìn)，所述絕緣密封圈的制作材質(zhì)為氟橡膠或陶瓷材料。而氟橡膠或陶瓷材料均為耐高溫性能較好的絕緣材料，完全滿足耐高溫和絕緣的使用要求。

本實(shí)用新型的有益效果在于：相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，本實(shí)用新型通過(guò)在負(fù)極極柱和頂蓋片之間設(shè)置絕緣樹(shù)脂環(huán)，實(shí)現(xiàn)了負(fù)極極柱和殼體絕緣。當(dāng)動(dòng)力電池在使用過(guò)程中出現(xiàn)高溫時(shí)，由耐高溫耐腐蝕材料制作的絕緣樹(shù)脂環(huán)不會(huì)發(fā)生熔化，因此可以避免極柱受高溫后與電池頂蓋直接接觸，預(yù)防因正、負(fù)極極柱都與電池頂蓋接觸引發(fā)的短路，改善動(dòng)力電池的安全性能。此外，相比于陶瓷、云母或者玻璃等材料絕緣密封效果差、裝配易破裂等問(wèn)題，本實(shí)用新型選用的絕緣樹(shù)脂環(huán)具有高韌性，因而可碾成很薄的薄片，從而降低極柱的高度。因此本實(shí)用新型不僅保證了動(dòng)力電池的安全性能，還提高了模組的利用空間，降低了生產(chǎn)成本。

附圖說(shuō)明

圖1為現(xiàn)有技術(shù)中絕緣塊的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖2中A的局部放大圖。

圖4為本實(shí)用新型中絕緣樹(shù)脂環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖之一。

圖5為本實(shí)用新型中絕緣樹(shù)脂環(huán)的結(jié)構(gòu)示意圖之二。

圖中：1-頂蓋片；2-負(fù)極極柱；3-正極極柱；4-絕緣組件；41-卡簧；42-絕緣樹(shù)脂環(huán)；42’-絕緣塊；421-第一缺口；422-第二缺口；43-絕緣密封圈；5-電阻組件。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合具體實(shí)施方式和說(shuō)明書(shū)附圖對(duì)本實(shí)用新型及其有益效果作進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，但是，本實(shí)用新型的具體實(shí)施方式并不局限于此。

具體實(shí)施方式1

如圖2～4所示，一種動(dòng)力電池頂蓋，包括頂蓋片1、負(fù)極極柱2、正極極柱3、絕緣組件4和電阻組件5，頂蓋片1上設(shè)置有第一安裝孔和第二安裝孔，負(fù)極極柱2通過(guò)絕緣組件4安裝在第一安裝孔內(nèi)，正極極柱3通過(guò)電阻組件5安裝在第二安裝孔內(nèi)，絕緣組件4包括絕緣樹(shù)脂環(huán)42和絕緣密封圈43，絕緣密封圈43套設(shè)在負(fù)極極柱2上并與頂蓋片1絕緣連接，負(fù)極極柱2還通過(guò)絕緣樹(shù)脂環(huán)42與頂蓋片1絕緣連接，絕緣樹(shù)脂環(huán)42的內(nèi)壁上設(shè)置有若干第一缺口421，第一缺口421均勻分布在內(nèi)壁上。其中，絕緣樹(shù)脂環(huán)42的制作材質(zhì)為聚酰亞胺；絕緣樹(shù)脂環(huán)42的厚度為3mm，熔融溫度為500℃，絕緣電阻為100Mohm；絕緣密封圈43由氟橡膠或者陶瓷材料制成。

具體實(shí)施方式2

與具體實(shí)施方式1不同的是，絕緣樹(shù)脂環(huán)42的制作材質(zhì)為聚苯并咪唑和聚醚醚酮的混合物；絕緣樹(shù)脂環(huán)42的厚度為1mm，熔融溫度為750℃，絕緣電阻為50Mohm。

其它結(jié)構(gòu)同具體實(shí)施方式1，這里不再贅述。

具體實(shí)施方式3

與具體實(shí)施方式1不同的是，絕緣樹(shù)脂環(huán)42的制作材質(zhì)為聚苯并咪唑和聚醚醚酮的混合物；絕緣樹(shù)脂環(huán)42的厚度為8mm，熔融溫度為800℃，絕緣電阻為180Mohm。

其它結(jié)構(gòu)同具體實(shí)施方式1，這里不再贅述。

具體實(shí)施方式4

與具體實(shí)施方式1不同的是，絕緣組件4還包括卡簧41；負(fù)極極柱2設(shè)有環(huán)形槽，卡簧41卡設(shè)于環(huán)形槽并抵接于絕緣樹(shù)脂環(huán)42。

其它結(jié)構(gòu)同具體實(shí)施方式1，這里不再贅述。

具體實(shí)施方式5

與具體實(shí)施方式1不同的是，絕緣樹(shù)脂環(huán)42的內(nèi)壁設(shè)置有若干第一缺口421和外壁上設(shè)置有若干第二缺口422，第一缺口421均勻分布在內(nèi)壁上，第二缺口422均勻分布在外壁上，且內(nèi)壁的第一缺口421和外壁的凸起部對(duì)應(yīng)設(shè)置，其結(jié)構(gòu)如圖5所示。

其它結(jié)構(gòu)同具體實(shí)施方式1，這里不再贅述。

具體實(shí)施方式6

與具體實(shí)施方式1不同的是，絕緣樹(shù)脂環(huán)42內(nèi)壁的第一缺口421和負(fù)極極柱2之間設(shè)置有絕緣膠層，絕緣膠層的材質(zhì)為聚酰亞胺；絕緣樹(shù)脂環(huán)42的厚度為5mm，熔融溫度為600℃，絕緣電阻為160Mohm。

其它結(jié)構(gòu)同具體實(shí)施方式1，這里不再贅述。

具體實(shí)施方式7

與具體實(shí)施方式6不同的是，絕緣膠層的材質(zhì)為聚酰亞胺和聚酰胺-酰亞胺的混合物；絕緣樹(shù)脂環(huán)42的厚度為0.1mm，熔融溫度為700℃，絕緣電阻為250Mohm。

其它結(jié)構(gòu)同具體實(shí)施方式6，這里不再贅述。

具體實(shí)施方式8

與具體實(shí)施方式6不同的是，絕緣膠層的材質(zhì)為聚酰亞胺、聚酰胺-酰亞胺和聚醚醚酮的混合物；絕緣樹(shù)脂環(huán)42的厚度為10mm，熔融溫度為900℃，絕緣電阻為100Mohm。

其它結(jié)構(gòu)同具體實(shí)施方式6，這里不再贅述。

具體實(shí)施方式9

與具體實(shí)施方式1不同的是，絕緣樹(shù)脂環(huán)42的厚度為0.01mm，熔融溫度為550℃，絕緣電阻為1Mohm。

其它結(jié)構(gòu)同具體實(shí)施方式1，這里不再贅述。

具體實(shí)施方式10

與具體實(shí)施方式1不同的是，絕緣樹(shù)脂環(huán)42的厚度為30mm，熔融溫度為1000℃，絕緣電阻為200Mohm。

其它結(jié)構(gòu)同具體實(shí)施方式1，這里不再贅述。

對(duì)比實(shí)施方式1

與具體實(shí)施方式1不同的是，負(fù)極極柱2和頂蓋片1通過(guò)絕緣塊絕緣連接，絕緣塊結(jié)構(gòu)如圖1所示，絕緣塊的材質(zhì)為聚丙烯，其最高承受溫度為190℃，絕緣電阻為0.5Mohm。

其它結(jié)構(gòu)同具體實(shí)施方式1，這里不再贅述。

對(duì)比實(shí)施方式2

與具體實(shí)施方式1不同的是，負(fù)極極柱2和頂蓋片1通過(guò)絕緣塊絕緣連接，絕緣塊結(jié)構(gòu)如圖1所示，絕緣塊的材質(zhì)為聚硫醚，其最高承受溫度為250℃，絕緣電阻為1Mohm。

其它結(jié)構(gòu)同具體實(shí)施方式1，這里不再贅述。

對(duì)比實(shí)施方式3

與具體實(shí)施方式1不同的是，負(fù)極極柱2和頂蓋片1通過(guò)絕緣塊絕緣連接，絕緣塊結(jié)構(gòu)如圖1所示，絕緣塊的材質(zhì)為陶瓷材料，其最高承受溫度為500℃，絕緣電阻為0.2Mohm。

其它結(jié)構(gòu)同具體實(shí)施方式1，這里不再贅述。

對(duì)比實(shí)施方式4

與具體實(shí)施方式1不同的是，負(fù)極極柱2和頂蓋片1通過(guò)絕緣塊絕緣連接，絕緣塊結(jié)構(gòu)如圖4所示，絕緣塊的材質(zhì)為陶瓷材料，其最高承受溫度為500℃，絕緣電阻為0.1Mohm。

其它結(jié)構(gòu)同具體實(shí)施方式1，這里不再贅述。

對(duì)比實(shí)施方式5

與具體實(shí)施方式1不同的是，負(fù)極極柱2和頂蓋片1通過(guò)絕緣塊絕緣連接，絕緣塊結(jié)構(gòu)如圖1所示，絕緣塊的材質(zhì)為云母，其最高承受溫度為550℃，絕緣電阻為0.9Mohm。

其它結(jié)構(gòu)同具體實(shí)施方式1，這里不再贅述。

對(duì)比實(shí)施方式6

與具體實(shí)施方式1不同的是，負(fù)極極柱2和頂蓋片1通過(guò)絕緣塊絕緣連接，絕緣塊結(jié)構(gòu)如圖5所示，絕緣塊的材質(zhì)為云母，其最高承受溫度為550℃，絕緣電阻為0.7Mohm。

其它結(jié)構(gòu)同具體實(shí)施方式1，這里不再贅述。

分別對(duì)具體實(shí)施方式1～10和對(duì)比實(shí)施方式1～6所制得的動(dòng)力電池進(jìn)行穿釘、熱箱和過(guò)充安全性能測(cè)試，測(cè)試結(jié)果見(jiàn)表1。

其中，穿釘測(cè)試的條件為：鋼釘直徑2.5mm，刺穿速度0.02mm/s。實(shí)驗(yàn)時(shí)鋼釘從電芯的中心穿過(guò)，并在電芯中保持15min，觀察電芯的變化。如果電芯冒出大量的煙或著火，則認(rèn)為電芯不能通過(guò)穿釘測(cè)試。

表1 具體實(shí)施方式和對(duì)比實(shí)施方式所制得的電池的安全性能測(cè)試結(jié)果

由表1的測(cè)試結(jié)果可知，相比于采用傳統(tǒng)絕緣塑料或者陶瓷、云母等作為絕緣材料，本實(shí)用新型選用耐高溫的絕緣樹(shù)脂環(huán)42作為絕緣塊，其不僅克服了傳統(tǒng)絕緣塑料易老化、結(jié)構(gòu)不穩(wěn)定而且長(zhǎng)期循環(huán)性能差的問(wèn)題，同時(shí)還克服了陶瓷、云母等材料絕緣密封效果差，易破碎等缺陷，從而使電池在穿釘、熱箱和過(guò)充測(cè)試下具備更加優(yōu)異的安全性能。

根據(jù)上述說(shuō)明書(shū)的揭示和教導(dǎo)，本實(shí)用新型所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員還能夠?qū)ι鲜鰧?shí)施方式進(jìn)行變更和修改。因此，本實(shí)用新型并不局限于上述的具體實(shí)施方式，凡是本領(lǐng)域技術(shù)人員在本實(shí)用新型的基礎(chǔ)上所作出的任何顯而易見(jiàn)的改進(jìn)、替換或變型均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。此外，盡管本說(shuō)明書(shū)中使用了一些特定的術(shù)語(yǔ)，但這些術(shù)語(yǔ)只是為了方便說(shuō)明，并不對(duì)本實(shí)用新型構(gòu)成任何限制。