動力電池頂蓋及動力電池的製作方法
2023-08-01 19:50:56 1
動力電池頂蓋及動力電池的製作方法
【專利摘要】本申請涉及儲能器件領域，尤其涉及一種動力電池頂蓋及動力電池。動力電池頂蓋包括頂蓋片、第一電極單元以及第二電極單元，第一電極單元包括連接板、翻轉片以及電流切斷結構，連接板上設置有裝配孔，電流切斷結構固定在裝配孔的徑向投影範圍內，且與連接板電連接，頂蓋片上設置有翻轉片連接孔，翻轉片連接孔與裝配孔相對，翻轉片固定在翻轉片連接孔的徑向投影範圍內且密封翻轉片連接孔，第二電極單元與頂蓋片相固定，且第一電極單元與第二電極單元之間電絕緣。動力電池包括動力電池頂蓋。本申請所提供的動力電池能夠提高電池的能量密度。
【專利說明】
動力電池頂蓋及動力電池
技術領域
[0001]本申請涉及儲能器件領域，尤其涉及一種動力電池頂蓋及動力電池。
【背景技術】
[0002]對於EV硬殼電池，為了解決過充問題，業界普遍採用的方案是，在電芯失效之前切斷電池主迴路，防止電池繼續充電以保證電池安全。
[0003]目前，對於方形的硬殼電池，一般在電池的內部設置CID(電流切斷結構)進行過充保護。同時，一般的電流切斷結構均需要配合翻轉片使用，因此，相關技術中會將電流切斷結構以及翻轉片均設置在電池的內部。但這樣電流切斷結構與翻轉片會佔用電池內部的較大空間。
[0004]考慮到目前對動力電池的容量密度要求越來越高，對電池內部的空間利用率要求越來越高。
[0005]有鑑於此，我們有必須設計一種結構，儘量少的佔用電池內部空間。
【實用新型內容】
[0006]本申請提供了一種動力電池頂蓋及動力電池，能夠解決上述問題。
[0007]本申請的第一方面提供了一種動力電池頂蓋，包括頂蓋片、第一電極單元以及第二電極單元，
[0008]所述第一電極單元包括連接板、翻轉片以及電流切斷結構，
[0009]所述連接板固定於所述頂蓋片的上方，所述連接板上設置有裝配孔，所述電流切斷結構固定在所述裝配孔的徑向投影範圍內，且與所述連接板電連接，
[0010]所述頂蓋片上設置有翻轉片連接孔，所述翻轉片連接孔與所述裝配孔相對，所述翻轉片固定在所述翻轉片連接孔的徑向投影範圍內且密封所述翻轉片連接孔，
[0011 ]所述翻轉片通過所述電流切斷結構才能與所述連接板電連接，
[0012]所述第二電極單元與所述頂蓋片相固定，且所述第一電極單元與所述第二電極單元之間電絕緣，所述翻轉片能夠在動力電池內部壓力超過基準壓力時翻轉並將所述電流切斷結構斷開與所述連接板的電連接狀態。
[0013]優選地，所述翻轉片與所述電流切斷結構的底部直接接觸。優選地，所述裝配孔貫穿所述連接板的厚度方向。
[0014]優選地，所述電流切斷結構與所述連接板一體設置。
[0015]優選地，所述裝配孔為由所述連接板的下表面向內凹陷形成的盲孔。
[0016]優選地，所述翻轉片包括連接凸頭以及翻轉部，
[0017]所述翻轉部為片狀環面結構，所述連接凸頭位於所述翻轉部的中部，所述連接凸頭朝所述電流切斷結構的下表面凸出，且與所述電流切斷結構相接觸，所述翻轉部的邊緣與所述翻轉片連接孔密封連接。
[0018]優選地，所述翻轉片與所述頂蓋片一體設置。
[0019]優選地，還包括絕緣件，所述連接板和/或所述翻轉片通過所述絕緣件與所述頂蓋片絕緣連接。
[0020]優選地，所述絕緣件與所述頂蓋片粘接。
[0021 ]優選地，還包括連接件，所述絕緣件與所述頂蓋片通過所述連接件相連。
[0022]優選地，所述絕緣件和/或所述頂蓋片上設置有連接件配合部，所述連接件與所述連接件配合部配合固定。
[0023]優選地，所述連接件為鉚釘，所述鉚釘固定在所述頂蓋片上，所述絕緣件上設置有連接孔，所述鉚釘與所述連接孔鉚接。
[0024]優選地，所述連接板與所述絕緣件卡接。
[0025]本申請的第二方面提供了一種動力電池，包括所述的動力電池頂蓋。
[0026]本申請提供的技術方案可以達到以下有益效果:
[0027]本申請所提供的動力電池通過在連接板上設置裝配孔，將電流切斷結構設置在裝配孔內，同時在頂蓋片上設置翻轉片連接孔，將翻轉片設置在翻轉片連接孔內，能夠使電流切斷結構以及翻轉片基本不佔用電池內部空間，從而大幅提高電池的能量密度。
[0028]應當理解的是，以上的一般描述和後文的細節描述僅是示例性的，並不能限制本申請。
【附圖說明】
[0029]圖1為本申請實施例所提供的動力電池頂蓋的整體側斷面圖；
[0030]圖2為本申請實施例中電流切斷結構在裝配孔的底端時動力電池頂蓋正常狀態下在圖1中A部分的局部放大圖；
[0031]圖3為本申請實施例中電流切斷結構在裝配孔的底端時動力電池頂蓋過充保護狀態下在圖1中A部分的局部放大圖；
[0032]圖4為本申請實施例中電流切斷結構在裝配孔的中部時動力電池頂蓋正常狀態下在圖1中A部分的局部放大圖；
[0033]圖5為本申請實施例中電流切斷結構在裝配孔的頂端時動力電池頂蓋正常狀態下在圖1中A部分的局部放大圖；
[0034]圖6為本申請實施例所提供的帶有連接件的動力電池頂蓋在第一電極單元處的分解結構視圖；
[0035]圖7為本申請實施例圖6所示的動力電池頂蓋正常狀態下在圖1中A部分的局部放大圖。
[0036]附圖標記:
[0037 ] 10-頂蓋片；
[0038]100-翻轉片連接孔；
[0039]102-鉚釘；
[0040]20-第一電極單元；
[0041 ] 200-絕緣件；
[0042]200a-連接孔；
[0043]202-連接板；
[0044]202a-裝配孔；
[0045]204-翻轉片；
[0046]204a-連接凸頭；
[0047]204b-翻轉部；
[0048]206-電流切斷結構；
[0049]30-第二電極單元。
[0050]此處的附圖被併入說明書中並構成本說明書的一部分，示出了符合本申請的實施例，並與說明書一起用於解釋本申請的原理。
【具體實施方式】
[0051]下面通過具體的實施例並結合附圖對本申請做進一步的詳細描述。文中所述「前」、「後」、「左」、「右」、「上」、「下」均以附圖中的動力電池頂蓋及動力電池的放置狀態為參照。
[0052]如圖1至3所示，本申請實施例提供了一種動力電池頂蓋，包括頂蓋片10、第一電極單元20以及第二電極單元30。其中，第二電極單元30與頂蓋片10之間相固定。第一電極單元20包括連接板202、翻轉片204以及電流切斷結構206。在本實施例中，頂蓋片10上設置有翻轉片連接孔100，同時在連接板202上設置有裝配孔202a，連接板202位於頂蓋片10的上方，要保證翻轉片連接孔100與裝配孔202a相對，電流切斷結構206固定在裝配孔202a的徑向投影範圍內，例如設置在裝配孔202a的內部、端部亦或是凸出裝配孔202a，並與連接板202進行電連接。電流切斷結構206上會設置一些薄弱區，以便在外力作用下導致電流切斷結構206沿著這些薄弱區損壞，而中斷電流傳輸。翻轉片204則固定在翻轉片連接孔100的徑向投影範圍內，例如設置在裝配孔202a的內部、端部亦或是凸出翻轉片連接孔100，並且要能夠密封該翻轉片連接孔100。
[0053]在電路連接上，動力電池的一極要通過翻轉片204以及電流切斷結構206將電能輸送至連接板202上，同時還需要保證動力電池的兩極之間不發生短路。滿足上述要求的連接結構均可作為本實施例的電路連接結構。例如，動力電池的一極直接與翻轉片204連接，翻轉片204與頂蓋片10之間通過一絕緣件200電絕緣，並且與電流切斷結構206的底部直接接觸而電連接，動力電池的另一極與第二電極單元30電連接，同時第二電極單元30與頂蓋片10之間採用電絕緣或電連接。
[0054]又或者，連接板202通過絕緣件200與頂蓋片10電絕緣，翻轉片204與頂蓋片10之間為電連接，並且，翻轉片204與電流切斷結構206的底部直接接觸，二者也為電連接，第二電極單元30則與頂蓋片10之間電絕緣。
[0055]在正常狀態下，電流能夠經過翻轉片204以及電流切斷結構206傳遞至連接板202上。而在動力電池內部壓力超過基準壓力時，翻轉片204能夠在壓力作用下向上翻轉，同時推動電流切斷結構206，直至將電流切斷結構206沿著薄弱區破壞，使其喪失電流傳輸能力，從而實現過流保護功能。
[0056]在本實施例中，由於電流切換結構206設置在連接板202上，而翻轉片204設置在頂蓋片10的翻轉片連接孔100內，因而翻轉片204與電流切換結構206基本不會佔用動力電池的內部空間，故而能夠大幅提高動力電池的體積能量密度。
[0057]在本實施例中，裝配孔202a可以採用貫穿連接板202的厚度方向的通孔，也可以採用由連接板202的下表面向連接板202的內部凹陷形成的盲孔。電流切斷結構206在裝配孔202a內的位置可以根據需要進行調整，當裝配孔202a採用通孔結構時，電流切斷結構206位於裝配孔202a的底端(參見圖2和圖3)、中部(參見圖4)或頂端(參見圖5)均可，此時的電流切斷結構206可以與連接板202採用焊接或其它方式進行連接，為了便於製造和裝配，電流切斷結構206也可以與連接板202進行一體成型。
[0058]而當裝配孔202a採用盲孔結構時，為了給電流切斷結構206預留出足夠的空間，防止電流切斷結構2 O 6的破壞動作受到限制，造成無法完全切斷電流，此時的電流切斷結構206最好位於裝配孔202a的底端。這種結構電流切斷結構206不便於與連接板202進行一體成型，因此可採用分別製造再通過焊接或其它方式進行連接。
[0059]如圖2所示，本實施例所提供的翻轉片204包括連接凸頭204a以及翻轉部204b，翻轉部204b為片狀環面結構，連接凸頭204a位於翻轉部204b的中部。連接凸頭204a朝電流切斷結構206的下表面凸出，且與電流切斷結構206相接觸，翻轉部204b的邊緣則與裝配孔202a密封連接。連接凸頭204a的主要作用是克服翻轉片204與電流切斷結構206之間的距離，使二者能夠順利地進行緊密接觸。翻轉片204與電流切斷結構206之間的間距越大，則連接凸頭204a的長度也就越大。連接凸頭204a的頂端面最好採用平面，這樣與電流切斷結構206的接觸更為緊密，無論是作用力還是電流的傳遞均更為有效。與電流切斷結構206類似，翻轉片204在翻轉片連接孔100內的位置也可以根據需要進行調整，並且，翻轉片204與頂蓋片10同樣可以一體成型，在此不再贅述。
[0060]在本實施例中，絕緣件200與頂蓋片10之間可以直接通過粘接固定，此外，也可以通過連接件來連接絕緣件200以及頂蓋片10。在採用連接件進行連接時，可以在絕緣件200或頂蓋片10上設置連接件配合部，例如階梯孔、卡槽、卡孔等結構，而連接件可以採用鉚釘、卡扣件甚至熱熔柱等結構與這些連接件配合部進行配合連接，從而實現配合固定。如圖6和7所示，圖6所示的動力電池頂蓋在頂蓋片10上設置鉚釘102充當連接件，同時在絕緣件200上設置連接孔200a從當連接件配合部，通過連接孔200a與鉚釘102進行配合鉚接，從而使頂蓋片10與絕緣件200進行固定(參見圖7)。
[0061 ]在本申請的一些實施例中，為了提高連接板202與絕緣件200的連接強度，也可以在連接板202以及絕緣件200上設置卡槽、卡塊、卡孔、卡扣等卡接結構，從而使連接板202與絕緣件200能夠通過連接強度較高的卡接方式進行連接。
[0062]本實施例還提供了一種動力電池，採用本實施例中的動力電池頂蓋，能夠提高該動力電池的能量密度。
[0063]以上所述僅為本申請的優選實施例而已，並不用於限制本申請，對於本領域的技術人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本申請的保護範圍之內。
【主權項】
1.一種動力電池頂蓋，其特徵在於，包括頂蓋片、第一電極單元以及第二電極單元， 所述第一電極單元包括連接板、翻轉片以及電流切斷結構， 所述連接板固定於所述頂蓋片的上方，所述連接板上設置有裝配孔，所述電流切斷結構固定在所述裝配孔的徑向投影範圍內，且與所述連接板電連接， 所述頂蓋片上設置有翻轉片連接孔，所述翻轉片連接孔與所述裝配孔相對，所述翻轉片固定在所述翻轉片連接孔的徑向投影範圍內且密封所述翻轉片連接孔， 所述翻轉片通過所述電流切斷結構才能與所述連接板電連接， 所述第二電極單元與所述頂蓋片固定，且所述第一電極單元與所述第二電極單元之間電絕緣，所述翻轉片能夠在動力電池內部壓力超過基準壓力時翻轉並將使所述電流切斷結構斷開與所述連接板的電連接狀態。2.根據權利要求1所述的動力電池頂蓋，其特徵在於，所述翻轉片與所述電流切斷結構的底部直接接觸。3.根據權利要求1所述的動力電池頂蓋，其特徵在於，所述裝配孔貫穿所述連接板的厚度方向。4.根據權利要求3所述的動力電池頂蓋，其特徵在於，所述電流切斷結構與所述連接板一體設置。5.根據權利要求1所述的動力電池頂蓋，其特徵在於，所述裝配孔為由所述連接板的下表面向內凹陷形成的盲孔。6.根據權利要求1至5任一項所述的動力電池頂蓋，其特徵在於，所述翻轉片包括連接凸頭以及翻轉部， 所述翻轉部為片狀環面結構，所述連接凸頭位於所述翻轉部的中部，所述連接凸頭朝所述電流切斷結構的下表面凸出，且與所述電流切斷結構相接觸，所述翻轉部的邊緣與所述翻轉片連接孔密封連接。7.根據權利要求6所述的動力電池頂蓋，其特徵在於，所述翻轉片與所述頂蓋片一體設置。8.根據權利要求1至5任一項所述的動力電池頂蓋，其特徵在於，還包括絕緣件，所述連接板和/或所述翻轉片通過所述絕緣件與所述頂蓋片絕緣連接。9.根據權利要求8所述的動力電池頂蓋，其特徵在於，所述絕緣件與所述頂蓋片粘接。10.根據權利要求8所述的動力電池頂蓋，其特徵在於，還包括連接件，所述絕緣件與所述頂蓋片通過所述連接件相連。11.根據權利要求10所述的動力電池頂蓋，其特徵在於，所述絕緣件和/或所述頂蓋片上設置有連接件配合部，所述連接件與所述連接件配合部配合固定。12.根據權利要求11所述的動力電池頂蓋，其特徵在於，所述連接件為鉚釘，所述鉚釘固定在所述頂蓋片上，所述絕緣件上設置有連接孔，所述鉚釘與所述連接孔鉚接。13.根據權利要求8所述的動力電池頂蓋，其特徵在於，所述連接板與所述絕緣件卡接。14.一種動力電池，其特徵在於，包括權利要求1至13任一項所述的動力電池頂蓋。
【文檔編號】H01M2/04GK205692875SQ201620652540
【公開日】2016年11月16日
【申請日】2016年6月27日 公開號201620652540.2, CN 201620652540, CN 205692875 U, CN 205692875U, CN-U-205692875, CN201620652540, CN201620652540.2, CN205692875 U, CN205692875U
【發明人】李全坤, 鄧平華, 王鵬, 朱凌波, 郭劍
【申請人】寧德時代新能源科技股份有限公司