一种电池极柱包胶的结构及电池顶盖的制作方法

本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种电池极柱包胶的结构及电池顶盖。

背景技术：

如今，随着现代社会的发展和人们环保意识的增强，越来越多的设备选择以锂电池作为电源，如手机、笔记本电脑、电动工具和电动汽车等等，这为锂电池的应用与发展提供了广阔的空间。其中，电动工具和电动汽车等所使用的锂电池一般称之为动力电池。

在动力电池顶盖设计中，顶盖与极柱之间设置注塑的成型结构，通常情况下，采用导电塑胶包胶极柱，使得顶盖片与正极柱电连接，导电塑胶阻值为欧姆级以上，从而保证顶盖与正极柱的电位，密封圈一般在包胶注塑前安装，当进行注塑时，塑胶产生的冲击力和高温会损伤密封圈，造成形变、密封不良等影响，从而降低电芯安全性能，甚至电芯报废。

技术实现要素：

本实用新型的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种电池极柱包胶的结构，通过保护件隔离密封圈，防止绝缘件注塑时损坏密封圈，有助于提高电芯的安全性能。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种电池极柱包胶的结构，包括极柱、绝缘件及密封圈，所述绝缘件套设于所述极柱的上部，所述密封圈套设于所述极柱的下部，所述绝缘件和所述密封圈之间设置有保护件，所述保护件与所述极柱、顶盖片电连接。

作为本实用新型所述的一种电池极柱包胶的结构的一种改进，所述极柱为正极柱，所述保护件为导电塑胶，所述导电塑胶的电阻值为0.1mω～50000ω。

作为本实用新型所述的一种电池极柱包胶的结构的一种改进，所述保护件为由聚苯硫醚pps、聚砜psu、聚四氟乙烯pfa、苯二甲酸丁二醇酯pbt、聚酰胺pa、纳米材料或聚丙烯pp一体成型结构。

作为本实用新型所述的一种电池极柱包胶的结构的一种改进，所述极柱为负极柱，所述保护件为绝缘塑胶。

作为本实用新型所述的一种电池极柱包胶的结构的一种改进，所述极柱和所述保护件装配合成正极柱或负极柱，并安装于所述顶盖片。

作为本实用新型所述的一种电池极柱包胶的结构的一种改进，所述极柱包括底板及固定于所述底板的柱体，所述柱体的顶部设置有第一台阶，所述柱体的底部设置有第二台阶，所述第一台阶和所述第二台阶之间形成有凹槽，所述绝缘件的内壁与所述凹槽相配合。

作为本实用新型所述的一种电池极柱包胶的结构的一种改进，所述底板的结构为方体结构、圆柱结构、圆台结构或椭圆柱结构，所述柱体的形状为方形、椭圆形或圆形。

作为本实用新型所述的一种电池极柱包胶的结构的一种改进，所述保护件套设于所述第二台阶的外侧，所述密封圈套设于所述保护件的外侧。

作为本实用新型所述的一种电池极柱包胶的结构的一种改进，所述保护件的顶部设置有凸台，所述凸台抵于所述绝缘件的底部。

本实用新型的目的之二在于提供一种电池顶盖，包括顶盖片及如上述电池极柱包胶的结构，所述顶盖片设置有极柱通孔，所述极柱通孔的顶部形成有第一凹部，所述绝缘件嵌于所述第一凹部。

需要说明的是：极柱通孔的顶部形成有第一凹部，使得绝缘件能够部分嵌入顶盖片，能够降低绝缘件和顶盖片的整体高度，从而提高电池的能量密度，这种设计不仅保证电池的功能不受影响，还能减少顶盖占用电池内部的空间，使电池内部能够放置更大的电芯，从而提高电池的能量密度。

作为本实用新型所述的一种电池顶盖的一种改进，所述顶盖片底部安装有下塑胶，所述极柱通孔的顶部形成有第二凹部，所述第二凹部用于嵌入所述密封圈和所述下塑胶，所述顶盖片和所述下塑胶之间安装有防爆阀，所述防爆阀的顶部安装有保护膜。

本实用新型的有益效果在于，本实用新型包括极柱、绝缘件及密封圈，所述绝缘件套设于所述极柱的上部，所述密封圈套设于所述极柱的下部，所述绝缘件和所述密封圈之间设置有保护件，所述保护件与所述极柱、顶盖片电连接。由于在极柱包胶前，密封圈已经进行安装，当进行注塑时，塑胶产生的冲击力和高温会损伤密封圈，造成形变、密封不良等影响，从而降低电芯安全性能，甚至电芯报废，因此，绝缘件和密封圈之间预先设置保护件，在绝缘件进行注塑成型时，起到隔离密封圈、极柱与顶盖片的作用，防止注塑冲击力和高温损坏密封圈；密封圈为氟橡胶，在电池使用过程中，能够密封极柱和极柱通孔之间缝隙，防止电解液通过缝隙腐蚀绝缘件，也起到绝缘极柱和极柱通孔；绝缘件安装于顶盖，使得极柱与顶盖绝缘，当电池发生外部短路时，绝缘件能够隔离顶盖，降低回路电流损坏电芯的概率，同时，绝缘件通过注塑包胶极柱，起到紧固极柱的作用，防止极柱从顶盖中脱落，有助于提高顶盖的稳固性，其中，绝缘件为由pps材料、psu材料、pfa材料、pbt材料、pa材料、纳米材料或pp材料一体成型结构，替代采用氟橡胶制作密封圈3。本实用新型通过保护件隔离密封圈，防止绝缘件注塑时损坏密封圈，有助于提高电芯的安全性能。

附图说明

图1为本实用新型中实施例1的结构示意图；

图2为本实用新型中实施例3分解示意图；

图3为本实用新型中实施例4的第一凹部和第二凹部的剖面示意图；

其中：1-极柱；2-绝缘件；3-密封圈；4-保护件；11-底板；12-柱体；121-第一台阶；122-第二台阶；41-凸台；5-凹槽；6-顶盖片；61-极柱通孔；611-第一凹部；612-第二凹部；7-下塑胶；8-防爆阀；9-保护膜。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”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。

在实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。

实施例1

如图1所示，一种电池极柱包胶的结构，包括极柱1、绝缘件2及密封圈3，绝缘件2套设于极柱1的上部，密封圈3套设于极柱1的下部，绝缘件2和密封圈3之间设置有保护件4，保护件4与极柱1、顶盖片6电连接。由于在极柱1包胶前，密封圈3已经进行安装，当进行注塑时，塑胶产生的冲击力和高温会损伤密封圈3，造成形变、密封不良等影响，从而降低电芯安全性能，甚至电芯报废，因此，绝缘件2和密封圈3之间预先设置保护件4，在绝缘件2进行注塑成型时，起到隔离密封圈3、极柱1与顶盖片6的作用，防止注塑冲击力和高温损坏密封圈3；密封圈3为氟橡胶，在电池使用过程中，能够密封极柱1和极柱通孔61之间缝隙，防止电解液通过缝隙腐蚀绝缘件2，也起到绝缘极柱1和极柱通孔61；绝缘件2安装于顶盖，使得极柱1与顶盖绝缘，当电池发生外部短路时，绝缘件2能够隔离顶盖，降低回路电流损坏电芯的概率，同时，绝缘件2通过注塑包胶极柱1，起到紧固极柱1的作用，防止极柱1从顶盖中脱落，有助于提高顶盖的稳固性，其中，绝缘件2为由pps材料、psu材料、pfa材料、pbt材料、pa材料、纳米材料或pp材料一体成型结构，ps材料、psu材料、pfa材料、pbt材料、pa材料、纳米材料、pp材料均具有耐高温、耐腐蚀、优越的机械性能和绝缘性能，有助于提高绝缘件2的使用寿命，从而提高电池的质量，而且具有良好的环保性能和防火功效，更符合新能源汽车领域的环保要求。

优选的，极柱1为正极柱，保护件4为导电塑胶，导电塑胶的电阻值为0.1mω～50000ω。当极柱1为正极柱时，保护件4为导电塑胶，保护件4起到连接极柱1和顶盖的作用，从而保证顶盖与正极柱的电位，同时，还能够在电池内部发生高温、高压时，通过翻转片正常翻转，实现正极柱和负极柱连接，即形成内部保护回路，防止电池爆炸；由于现有技术一般通过在顶盖和极柱1之间安装电阻块，或导电材料制成正极柱上的绝缘件2，使得顶盖与正极柱电连接，本实施例不仅省去了在顶盖和极柱1之间安装电阻块，有助于减少电阻块占用顶盖的空间，还省去了将导电材料制成正极柱上的绝缘件2，有助于降低绝缘件2的生产成本；限定导电塑胶的电阻值，防止导电塑胶的电阻值过大，无法起到保证顶盖与正极柱的电位的作用，同时，防止导电塑胶的电阻值过小，容易在短路时烧坏电芯。

优选的，保护件4为由聚苯硫醚pps、聚砜psu、聚四氟乙烯pfa、苯二甲酸丁二醇酯pbt、聚酰胺pa、纳米材料或聚丙烯pp一体成型结构。保护件4采用由聚苯硫醚pps、聚砜psu、聚四氟乙烯pfa、苯二甲酸丁二醇酯pbt、聚酰胺pa、纳米材料或聚丙烯pp一体成型结构，能够提高保护件4的整体刚性，有助于延长保护件4的使用寿命，同时，降低保护件4的生产成本，也可设计为装配件，具有体积轻、生产工艺简单的特点，有助于提高电芯安全性能。

优选的，极柱1和保护件4装配合成正极柱或负极柱，并安装于顶盖片6。

优选的，极柱1包括底板11及固定于底板11的柱体12，柱体12的顶部设置有第一台阶121，柱体12的底部设置有第二台阶122，第一台阶121和第二台阶122之间形成有凹槽5，绝缘件2的内壁与凹槽5相配合。第一台阶121和第二台阶122之间形成有凹槽5，用于紧固绝缘件2上下方向的拉力，同时，绝缘件2通过嵌入凹槽5内，起到紧固极柱1的作用，实现顶盖与极柱1的绝缘功能；其中，第二台阶122能够增加底板11和柱体12之间的接触面积，从而提高两者之间的稳固性，其中，第一台阶121为直接通过冲压工艺形成，相比机器加工工艺形成凹槽5，不仅提高极柱1的过流能力，还避免加工过程中产生金属丝，提高了电池的安全性。

优选的，底板11的结构为方体结构、圆柱结构、圆台结构或椭圆柱结构，柱体12的形状为方形、椭圆形或圆形。根据实际产品需求，可以把底板11的结构设计为方体结构、圆柱结构、圆台结构或椭圆柱结构，将柱体12的形状设计为方形、椭圆形或圆形，两者的形状可相同，也可不相同。

优选的，保护件4套设于第二台阶122的外侧，密封圈3套设于保护件4的外侧。保护件4套设于第二台阶122的外侧，密封圈3套设于保护件4的外侧，能够提高保护件4、密封圈3与极柱1之间的稳固性，防止保护件4或密封圈3在使用过程中发生位移，导致密封圈3容易受塑胶产生的冲击力和高温影响，造成受形变、密封不良等问题。

优选的，保护件4的顶部设置有凸台41，凸台41抵于绝缘件2的底部。凸台41抵于绝缘件2的底部，有助于减少保护件4和绝缘件2的间隙，同时，减少绝缘件2的注入量，有利于降低绝缘件2的生产成本，从而降低顶盖的生产成本。

本实用新型的工作原理是：

绝缘件2和密封圈3之间预先设置保护件4，在绝缘件2进行注塑成型时，起到隔离密封圈3、极柱1与顶盖片6的作用，防止注塑冲击力和高温损坏密封圈3；密封圈3为氟橡胶，在电池使用过程中，能够密封极柱1和极柱通孔61之间缝隙，防止电解液通过缝隙腐蚀绝缘件2，也起到绝缘极柱1和极柱通孔61；绝缘件2安装于顶盖，使得极柱1与顶盖绝缘，当电池发生外部短路时，绝缘件2能够隔离顶盖，降低回路电流损坏电芯的概率，同时，绝缘件2通过注塑包胶极柱1，起到紧固极柱1的作用，防止极柱1从顶盖中脱落，有助于提高顶盖的稳固性。

实施例2

与实施例1不同的是：本实施例的极柱1为负极柱，保护件4为绝缘塑胶。当极柱1为负极柱，保护件4为绝缘塑胶，使得极柱1与顶盖绝缘，当电池发生外部短路时，绝缘件2能够隔离顶盖，降低回路电流损坏电芯的概率，也能够在绝缘件2进行注塑成型时，起到隔离绝缘件2和密封圈3的作用，防止注塑冲击力和高温损坏密封圈，于本实施例中，负极柱套设保护件4和密封圈3，但本实施例不以此为限，为了降低顶盖生产成本，负极柱对应的位置可以不设置保护件4，只设置密封圈3，密封圈3和保护件4还可以做成一体结构，即为由pps材料、psu材料、pfa材料、pbt材料、pa材料、纳米材料或pp材料一体成型结构，替代采用氟橡胶制作密封圈3。

其他结构与实施例1相同，这里不再赘述。

实施例3

如图2所示，一种电池顶盖，包括顶盖片6及如上述电池极柱包胶的结构，顶盖片6设置有极柱通孔61，极柱通孔61的顶部形成有第一凹部611，绝缘件2嵌于第一凹部611。

需要说明的是：极柱通孔61的顶部形成有第一凹部611，使得绝缘件2能够部分嵌入顶盖片6，能够降低绝缘件2和顶盖片6的整体高度，从而提高电池的能量密度，这种设计不仅保证电池的功能不受影响，还能减少顶盖占用电池内部的空间，使电池内部能够放置更大的电芯，从而提高电池的能量密度。

实施例4

如图3所示，与实施例3不同的是：本实施例的顶盖片6底部安装有下塑胶7，极柱1通孔的顶部形成有第二凹部612，第二凹部612用于嵌入密封圈3和下塑胶7，顶盖片6和下塑胶7之间安装有防爆阀8，防爆阀8的顶部安装有保护膜9。第二凹部612不仅能够紧固密封圈3和下塑胶7，还能将下塑胶7和密封圈3嵌入到顶盖片6，起到降低顶盖片6、下塑胶7和密封圈3的整体高度的作用，防爆阀8能够在电池由于过充、过放、过流及电池内部短路导致电池内压上升时，使电池自动快速泄压，避免电池爆炸导致安全事故的发生，保护膜9确保防爆阀10的功能能够实现。

其他结构与实施例3相同，这里不再赘述。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。