电芯的顶盖连接结构和电芯的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，尤其是涉及一种电芯的顶盖连接结构和电芯。


背景技术：

2.在相关技术中，绝缘盖板或者金属盖板可以通过一体成型技术制造，直接与外壳进行装配，挤压部通常使用辊压工艺在外壳的外壁上形成，但是由于辊压工艺精度和工作人员的影响，很难保证绝缘盖板与外壳之间的密封性，以及绝缘盖板与外壳之间是否会产生相对转动，影响电芯的正常使用。且绝缘盖板和外壳之间的固定连接不够牢固，绝缘盖板的强度不够，安装过程中容易损坏。


技术实现要素：

3.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种电芯的顶盖连接结构和电芯。
4.根据本实用新型第一方面实施例的电芯的顶盖连接结构包括：外壳、复合盖板，所述外壳内设有用于容纳卷芯以及电解液的容纳空间，所述外壳的顶端敞开并形成装配口，所述复合盖板包括彼此连接的绝缘盖板以及支撑板，所述支撑板嵌设于所述绝缘盖板的端部或内部，所述绝缘盖板为弹性件，所述支撑板的强度和密度均大于所述绝缘盖板，所述绝缘盖板在所述装配口处与所述外壳连接，且封闭所述容纳空间。所述外壳的侧壁设有挤压部，所述挤压部朝向所述绝缘盖板突出，并且沿径向挤压所述绝缘盖板的侧壁。
5.由此，在绝缘盖板的一侧镶嵌强度和密度均比绝缘盖板大的支撑板，以能够增加整个复合盖板的结构强度，且能够对绝缘盖板形成支撑，在绝缘盖板受到挤压密封时，支撑板能够对弹性盖板起到配重作用，避免绝缘盖板被挤压弹出，同时挤压部的设置增加了顶盖连接结构密封性和连接紧密性。
6.在一些实施例中，所述支撑板嵌设在所述绝缘盖板的背离所述卷芯的一端，所述挤压部位于所述支撑板的下方，且在所述外壳的轴向上所述挤压部与所述支撑板错开。
7.在一些实施例中，所述挤压部沿轴向的投影的一部分与所述支撑板重合。
8.在一些实施例中，所述挤压部与所述支撑板的重合部分的高度为h，所述挤压部的总高度为h，所述挤压部的总高度≥0.1mm且满足h为h的1/4-1/2。
9.在一些实施例中，所述挤压部在所述外壳的外壁形成凹槽，所述凹槽的截面为圆滑曲线，所述圆滑曲线相对于所述外壳的径向对称分布。
10.在一些实施例中，所述挤压部为环形槽，所述环形槽的个数为一个或多个。
11.可选地，所述挤压部为多个间隔分布的一字型槽或人字形槽。
12.可选地，所述挤压部为凹点且多个凹点沿周向分布。
13.可选地，所述挤压部为围绕所述外壳中心轴线呈螺旋状延伸的螺旋形凹槽。
14.在一些实施例中，所述支撑板设于所述绝缘盖板顶端的安装槽内，所述绝缘盖板具有突出于所述支撑板、围绕在所述支撑板外圈的环形凸沿，所述外壳还具有位于顶部的
折弯部，所述折弯部朝向内侧弯折并形成为外壳的顶翻边，所述外壳包覆至少部分所述环形凸沿。
15.在一些实施例中，一部分所述环形凸沿被挤压在所述支撑板的顶面与所述顶翻边之间。
16.根据本实用新型第二方面实施例的电芯包括上述实施例中任一项所述的顶盖连接结构。
17.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
18.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
19.图1是根据本实用新型实施例的电芯组成电池的示意图。
20.图2是根据本实用新型实施例的电芯的示意图。
21.图3是根据本实用新型实施例的电芯的立体拆分示意图。
22.图4是根据本实用新型实施例的电芯的剖视示意图。
23.图5是图4中p区域的局部放大示意图。
24.图6是根据本实用新型实施例的复合盖板的示意图。
25.图7是根据本实用新型实施例的绝缘盖板与极柱的装配示意图。
26.图8是根据本实用新型实施例的支撑板的示意图。
27.附图标记：
28.电芯100；
29.顶盖连接结构10；外壳11；容纳空间111；装配口112；挤压部113；外壁114；内壁115；折弯部116；复合盖板12；绝缘盖板121；安装槽a；注液孔b；凸台c；环形凸沿d；支撑板122；避让孔e；极柱13；
30.卷芯20。
具体实施方式
31.下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面参考图1-图8描述根据本实用新型实施例的电芯100的顶盖连接结构10和电芯100。
32.为了满足不同的使用电力需求，电池可以包括多个电池单体，电池单体也可以称之为电芯100，其中，多个电芯100之间可以串联、并联或混联，混联是指串联和并联的混合。也就是说，多个电芯100可以直接设置于电池箱体内以组成电池，如图1所示。当然，电芯100不局限于组装成电池，也可以作为独立的充放电元件进行使用。
33.电芯100包括外壳11以及设置于外壳11内的电芯主体(如卷芯20或者正极片、负极片层叠形成的叠层结构)。对于方形的电芯100，外壳11为长方体形，对于圆柱形电芯100，电芯100的外壳11可以为圆筒状。外壳11具有容纳电芯主体和电解液的内部空间以及与内部空间相连通的装配口112。卷芯20可以从装配口112处装入外壳11内。外壳11可以由例如铝、铝合金或塑料等材料制造。
34.顶盖组件也可以称之为端盖组件，用于对外壳11的装配口112进行密封。对于图2所示的电芯100为圆柱形电芯100，顶盖组件为圆盘形，对于方形的电芯100，相应地，顶盖组件大体为方形。
35.根据本实用新型第一方面实施例的电芯100的顶盖连接结构10包括：外壳11、复合盖板12，外壳11内设有用于容纳卷芯20以及电解液的容纳空间111，外壳11的顶端敞开并形成装配口112，复合盖板12包括彼此连接的绝缘盖板121以及支撑板122，支撑板122嵌设于绝缘盖板121的端部或内部，绝缘盖板121为弹性件，支撑板122的强度和密度均大于绝缘盖板121，绝缘盖板121在装配口112处与外壳11连接，且封闭容纳空间111。外壳11的侧壁设有挤压部113，挤压部113朝向绝缘盖板121突出，并且沿径向挤压绝缘盖板121的侧壁。
36.如图3和图4所示，复合盖板12在外壳11顶端的装配口112与外壳11配合，外壳11的侧壁上设有挤压部113，且挤压部113在外壳11的外壁114向内壁115方向上，在外壳11的外壁114上形成突起，在外壳11的内壁115上形成凹陷。复合盖板12与外壳11装配后，挤压部113可以与绝缘盖板121的侧壁接触，并向内挤压绝缘盖板121的侧壁。
37.由此，在绝缘盖板121的一侧镶嵌强度和密度均比绝缘盖板121大的支撑板122，以能够增加整个复合盖板12的结构强度，且能够对绝缘盖板121形成支撑，在绝缘盖板121受到挤压密封时，支撑板122能够对弹性盖板起到配重作用，避免绝缘盖板121被挤压弹出，同时挤压部113的设置增加了顶盖连接结构10密封性和连接紧密性。
38.具体地，支撑板122嵌设在绝缘盖板121的背离卷芯20的一端，挤压部113位于支撑板122的下方，且在外壳11的轴向上挤压部113与支撑板122错开。
39.也就是说，在外壳11的轴向上，支撑板122相比挤压部113要远离卷芯20，支撑板122更靠近外壳11的顶端，由于绝缘盖板121的侧壁与支撑板122的边缘之间具有一定的间隔，挤压部113在挤压绝缘盖板121的侧壁时，挤压的高度(外壳11径向上的距离)不同，挤压部113与支撑板122在轴向上相对错开，但是沿着外壳11轴向上的投影可以不相交或者重合。
40.由此，支撑板122嵌于绝缘盖板121背离卷芯20的一侧，增加绝缘盖板121结构强度的同时，提高绝缘盖板121背离卷芯20一侧的平整度，错开分布的挤压部113和支撑板122，增加了挤压部113对复合盖板12的支撑，以使挤压部113和绝缘盖板121之间的密封性更好，连接的更加紧密。
41.进一步地，挤压部113沿轴向的投影的一部分与支撑板122重合。这是因为挤压部113可以在支撑板122的下方对绝缘盖板121进行挤压，则在挤压部113沿外壳11的轴向从底端到顶端的方向上，挤压部113位于支撑板122下方的部分会在支撑板122上形成投影，投影与支撑板122部分重合。
42.由此，挤压部113沿轴向的投影部分与支撑板122重合，挤压部113位于支撑板122的下方，挤压绝缘盖板121的同时支撑支撑板122，以提高挤压部113对整个复合盖板12的挤压效果，增加绝缘盖板121与外壳11之间连接的强度。
43.如图5所示，挤压部113与支撑板122的重合部分的高度为h，挤压部113的总高度为h，挤压部113的总高度≥0.1mm且满足h为h的1/4-1/2。
44.由此，挤压部113与支撑板122在绝缘盖板121径向上部分重合，挤压部113止抵在绝缘盖板121的侧壁、支撑板122的下方，控制挤压部113和支撑板122重合部分的高度与挤
压部113总高度之间的范围，能够保证挤压部113的结构强度，使其能够有效支撑和挤压绝缘盖板121，增加绝缘盖板121与外壳11之间装配的稳定性。
45.如图4所示的实施例中，挤压部113在外壳11的外壁114形成凹槽，凹槽的截面为圆滑曲线，圆滑曲线相对于外壳11的径向对称分布。挤压部113在外壳11的外壁114上形成的凹槽可以是通过辊压工艺形成的，凹槽可以沿着外壳11的周向延伸，且形成的凹槽沿外壳11轴向的截面可以是圆滑的曲线，曲线的顶点水平朝向卷芯20的卷绕中心。
46.由此，外壳11上形成的凹槽的截面成圆滑曲线过渡，可以便于一次成型形成凹槽，降低工艺的难度，避免挤压部113受到的应力集中，降低挤压部113自身结构的强度和对绝缘盖板121的支撑效果。
47.具体地，挤压部113为环形槽，环形槽的个数为一个或多个。当环形槽的个数为多个时，环形槽在外壳11的轴向上分布在外壳11的外壁114上，相邻或间隔设置，且环形槽被挤压后，其直径会由于绝缘盖板121的挤压变大，且变化的范围≥0.1mm。
48.由此，挤压部113为环形槽，可以增加挤压部113与绝缘盖板121的接触面积，以使挤压部113能够更好的挤压绝缘盖板121，增加绝缘盖板121与外壳11之间配合的密封性和牢固性。
49.可选地，挤压部113为多个间隔分布的一字型槽或人字形槽。即挤压部113在外壳11的外壁114一侧表面会形成多个竖直的一字型槽，多个一字型槽在外壳11的周向上间隔分布并突出外壳11的内壁115。若挤压部113为多个人字形槽，单个人字形槽可以在外壳11的径向上对称分布，沿着外壳11的周向依次间隔分布。
50.由此，挤压部113为人字形槽或者一字型槽，以使挤压部113能够快速对绝缘盖板121进行挤压，挤压的效果明显，且可以降低绝缘盖板121与外壳11在周向上相对滑动的可能性，有助于提高挤压部113与外壳11在周向上配合的稳固性。
51.可选地，挤压部113为凹点且多个凹点沿周向分布。由此，将挤压部113设置成凹点，挤压部113与绝缘盖板121的侧壁为多个点接触，限定外壳11和绝缘盖板121多个方向的位移，可以更好的支撑和挤压绝缘盖板121。
52.可选地，挤压部113为围绕外壳11中心轴线呈螺旋状延伸的螺旋形凹槽。由此，螺旋形的凹槽可以时挤压部113与绝缘盖板121充分接触，在挤压绝缘盖板121的过程中，相邻的凹槽可以避免绝缘盖板121在轴向上移动，可以加强挤压部113对绝缘盖板121侧壁的支撑和挤压的强度，提升顶盖连接结构10的密封性。
53.详细地，支撑板122设于绝缘盖板121顶端的安装槽a内，绝缘盖板121具有突出于支撑板122、围绕在支撑板122外圈的环形凸沿d，外壳11还具有位于顶部的折弯部116，折弯部116朝向内侧弯折并形成为外壳11的顶翻边，外壳11包覆至少部分环形凸沿d。
54.如图6至图8所示，绝缘盖板121在背离卷芯20的一侧设置有安装槽a，且安装槽a可以是环形的，环形的安装槽a可以容纳安装支撑板122。绝缘盖板121的侧壁在周向上还设有环形凸沿d，环形凸沿d可以高于绝缘盖板121的顶面，并且可以被外壳11顶部设置的折弯部116包覆。折弯部116可以沿着外壳11的轴向延伸，并在外壳11的底端向顶端的方向上逐渐向绝缘盖板121的顶面弯折，可以止抵在绝缘盖板121上，也可以是仅对环形凸沿d包覆但未止抵在绝缘盖板121的顶面。
55.由此，支撑板122设于绝缘盖板121的安装槽a内，折弯部116在外壳11的顶端对绝
缘盖板121的环形凸沿d包覆，以便于支撑板122与绝缘盖板121安装的更加紧固，提高绝缘盖板121的结构强度，折弯部116对环形凸沿d进行包覆，可以增加绝缘盖板121与外壳11之间的密封性，避免电解液从配合的缝隙中泄露和绝缘盖板121从外壳11的装配口112中脱离，以使复合盖板12与外壳11连接的更加紧密。
56.可选地，一部分环形凸沿d(靠近外壳11顶部的部分)被挤压在支撑板122的顶面与顶翻边之间。也就是说，外壳11顶部的折弯部116在向内弯折的过程中会挤压环形凸沿d，以使环形凸沿d沿着外壳11的径向在从外壳11的外壁114到内壁115的方向上产生弯折，被折弯部116挤压止抵在绝缘盖板121的顶端或者安装槽a中的支撑板122的顶面上。
57.由此，部分环形凸缘被挤压在支撑板122的顶面与顶翻边之间，增加绝缘盖板121与外壳11之间连接的紧固性，提高整个顶盖连接结构10的强度，电芯100的密封性更好。
58.根据本实用新型第二方面实施例的电芯100包括上述实施例中任一项的顶盖连接结构10。
59.结合图1至图8，可以理解的是，支撑板122安装在绝缘盖板121的安装槽a中，安装槽a中还可以设置用来开设注液孔b的凸台c，支撑板122在与安装槽a配合时开设有避让凸台c的避让孔e，支撑板122为环状，制造支撑板122的材质可以是金属铝。绝缘盖板121的的侧壁上还设有环形凸沿d，环形凸沿d高于支撑板122的顶面，可以与外壳11上设置的折弯部116配合，折弯部116可以沿着外壳11的轴向延伸，向环形凸沿d所在的一侧弯折并对环形凸沿d形成包覆，或者是挤压环形凸沿d与环形凸沿d一起止抵在复合盖板12的顶面。复合盖板12在与外壳11装配前先要与极柱13配合，然后与外壳11进行组装，外壳11上的挤压部113挤压绝缘盖板121的侧壁，且位于支撑板122的下方挤压绝缘盖板121，挤压部113可以是环形的凹槽或者凹点。
60.由此，支撑板122与挤压部113在轴向上相互错开，可以有效支撑支撑板122和绝缘盖板121，在轴向上对绝缘盖板121进行限位，便于绝缘盖板121能够被精准安装，截面为圆滑曲线的凹槽可以避免挤压部113应力集中，降低挤压部113的强度以及对绝缘盖板121的支撑性，绝缘盖板121设有环形凸沿d且能够被折弯部116挤压包覆，可以增加电芯100的结构强度，提高电芯100的密封性。
61.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
62.在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。在本实用新型的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
63.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
64.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。