一种动力电池组合盖帽及其所应用的动力电池的制作方法
【专利摘要】本实用新型提供一种动力电池组合盖帽，其包括顶盖及与所述顶盖连接的密封圈，所述顶盖包括基体、上端部及连接在所述基体与所述上端部之间的中间台阶，所述中间台阶从所述基体的中间区域向上垂直延伸而成，所述上端部从所述中间台阶的中间区域向上凸出；所述中间台阶的外径大于所述上端部的直径且小于所述基体的外径；所述密封圈包括基部及从所述基部的中间区域向上垂直延伸而出的凸出部；所述凸出部沿着所述密封圈轴向的高度等于所述中间台阶的高度；上述结构，当所述顶盖与所述密封圈组装时，所述凸出部与所述中间台阶的外侧面紧密贴合，从而增加所述顶盖与所述密封圈的绝缘接触面积以错开电池外壳与所述顶盖的接触距离，从而提高安全绝缘性能。
【专利说明】
一种动力电池组合盖帽及其所应用的动力电池
技术领域
[0001]本实用新型属于动力电池技术领域，尤其涉及一种用于动力电池上的动力电池组合盖帽及其所应用的动力电池。
【背景技术】
[0002]随着全球汽车的增多与传统能源如石油的不断消耗之间的矛盾不断升级，人们迫切希望开发新的能源取代传统能源，以满足人们日常生活的需求。在这种需求的推动下，低碳经济已经成为未来经济发展的主流。混合动力汽车和电动汽车作为新能源汽车的代表，逐渐得到了广大生产厂商和消费者的认可。在电动汽车普及的过程中对车载容量大的动力电池也不断地提出更高的要求。车载容量大的动力电池的性能优劣直接影响着电动汽车的整体性能，需要具有更高的安全性，更优秀的电学性能和更轻的重量。
[0003 ]动力电池是新能源电池的重要组成部分，动力电池的可靠性和安全性是动力电池制作过程中的一个技术难点和重点，而电池的密封性是影响电池的安全性和可靠性的一个重要因素。如果电池的密封性不好，在使用过程中，电池容易吸入空气中的水分，导致电池无法继续使用。特别是对大容量电池，其对气密性的要求就更加严格，因为电池容量高，内压相对也较高，电池装配后更加容易漏液或漏气，会给电池造成极大的安全隐患，且电液挥发会造成电池性能和寿命的衰减等问题。
[0004]动力电池一般包括动力电芯、容纳所述动力电芯的金属外壳及焊接在所述金属外壳上的顶盖。目前，用于动力电池的顶盖，一般包含设有通孔的电池盖板、电池极柱、陶瓷、橡胶密封圈、螺母等零件。这些零件的连接方式如下:所述极柱穿设于所述电池盖板的通孔内，所述极柱与所述通孔之间通过所述橡胶密封圈隔离密封，所述陶瓷设置于所述极柱与所述顶盖之间用于两者的绝缘以及高温下固定其相对位置，所述螺母装设在所述极柱的螺纹上，用于压紧授权书橡胶密封圈；其耐高温及密封是分别通过所述陶瓷材料和所述橡胶密封圈来实现的。
[0005]现有的动力电池的顶盖存在以下缺点:I)盖帽的绝缘面积有限，钢壳和盖帽绝缘的安全距离太小，封口时稍有不慎就会压紧密封圈的边缘而导通电芯，平时检测所述电芯时，稍有不小心就会碰触短路打火花，存在安全隐患。2)极柱与顶盖之间的耐高温、绝缘、密封的功能是通过使用多个零件或装置配合来实现的，使这种顶盖的重量大、体积大、装配繁琐，对动力电池的能量密度的提高以及成本的降低有负面影响。尤其当所述动力电池出现异常情况时，会产生500度以上的高温，所述橡胶密封圈在如此高的温度下容易融化而使所述极柱与所述通孔之间的密封失效，使所述动力电芯内的可燃性气体从所述极柱与所述通孔之间的间隙泄露，而造成危险。
[000?]有鉴于此，确有必要提供一种具有耐尚温、尚绝缘性、尚密封性及良好的安全性能的电动电池组合盖帽及其所应用的动力电池。
【实用新型内容】
[0007]本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种动力电池组合盖帽及其所应用的动力电池，旨在其不仅结构简单合理、操作方便、节省材料成本，而且绝缘性、密封性及安全性高，有效降低动力电池的正、负极之间出现短路风险。
[0008]本实用新型是这样实现的，一种动力电池组合盖帽，其包括顶盖及与所述顶盖连接的密封圈，所述顶盖包括基体、上端部及连接在所述基体与所述上端部之间的中间台阶，所述中间台阶从所述基体的中间区域向上垂直延伸而成，所述上端部从所述中间台阶的中间区域向上凸出；所述中间台阶的外径大于所述上端部的直径且小于所述基体的外径;所述密封圈包括基部及从所述基部的中间区域向上垂直延伸而出的凸出部;所述基部对应所述基体，所述凸出部对应所述中间台阶，且所述凸出部沿着所述密封圈轴向的高度等于所述中间台阶的高度；当所述顶盖与所述密封圈组装时，所述凸出部紧密贴合在所述中间台阶的外侧面上。
[0009]进一步地，前述的上端部靠近所述中间台阶的位置均匀设置有多个排气孔以排出动力电池内产生的大量气体。
[0010]进一步地，前述的顶盖通过冲压方式形成圆盘结构，其材质为铜镀镍。
[0011]进一步地，前述的基部的直径大于所述凸出部的直径，所述凸出部上开设有中空开口以使所述顶盖从所述开口中穿过而与所述密封圈连接;所述密封圈的材质为防腐蚀硅橡胶材料，通过其自身的弹性形变配合所述顶盖进行密封，所述密封圈还包括从所述基部的下侧向下延伸的环形台阶。
[0012]进一步地，前述的动力电池组合盖帽还包括防爆片、钢环、绝缘垫圈及连接片；所述密封圈包覆在所述防爆片的外侧，所述钢环设置在所述顶盖与所述防爆片之间，所述绝缘垫圈设置在所述防爆片的下端，所述连接片固定在所述绝缘垫圈内且其上表面的中间位置与所述防爆片连接或断开;所述绝缘垫圈的外径小于所述环形台阶的内径，所述环形台阶上设有环形开孔以收容所述绝缘垫圈于其中。
[0013]进一步地，前述的防爆片将所述动力电池的电芯电性连接至所述顶盖上，所述防爆片的材质为铝材，其包括可变形本体及沿所述可变形本体的边缘设置的凸沿;所述凸沿包覆在所述基体外侧，所述可变形本体的中部与所述电芯连接;当所述可变形本体变形时，所述防爆片与所述电芯断开。
[0014]进一步地，前述的钢环电性连接所述顶盖与所述防爆片，所述钢环为正温度系数热敏电阻(PTC)以对所述动力电池起过热保护作用。
[0015]进一步地，前述的连接片的中部与所述可变形本体连接;所述连接片大致为圆形结构，其直径小于所述绝缘垫圈的外径;所述连接片底面的中心部位设置有凹陷或凹坑以使所述连接片中心的厚度较其他部位薄，所述连接片上靠近其中心的位置开设有多个通孔;当所述动力电池的内压增大时，所述内压通过所述通孔施加至所述防爆片上。
[0016]进一步地，前述的动力电池，其包括外壳、电芯、动力电池组合盖帽；其中，所述动力电池组合盖帽与所述外壳密封绝缘连接，所述电芯收容于所述外壳内并与所述动力电池组合盖帽及所述外壳均电性连接;所述动力电池组合盖帽顶盖及与所述顶盖连接的密封圈，所述顶盖包括基体、上端部及连接在所述基体与所述上端部之间的中间台阶，所述中间台阶从所述基体的中间区域向上垂直延伸而成，所述上端部从所述中间台阶的中间区域向上凸出；所述中间台阶的外径大于所述上端部的直径且小于所述基体的外径;所述密封圈包括基部及从所述基部的中间区域向上垂直延伸而出的凸出部;所述基部对应所述基体，所述凸出部对应所述中间台阶，且所述凸出部沿着所述密封圈轴向的高度等于所述中间台阶的高度；当所述顶盖与所述密封圈组装时，所述凸出部紧密贴合在所述中间台阶的外侧面上。
[0017]本实用新型与现有技术相比，有益效果在于:本实用新型实施例提供的动力电池组合盖帽及其所述应用的动力电池，通过在所述顶盖及所述密封圈上分别设置中间台阶及凸出部结构，当所述顶盖与所述密封圈组装时，所述凸出部紧密贴合在所述中间台阶的外侧面上，从而增加所述顶盖与所述密封圈的绝缘接触面积以错开电池外壳与所述顶盖的接触距离，从而提高安全绝缘性能。
【附图说明】
[0018]图1是本实用新型实施例提供的动力电池组合盖帽的剖面结构示意图。
[0019]图2是图1中的动力电池组合盖帽的顶盖的结构示意图。
[0020]图3是图1中的动力电池组合盖帽的密封圈的结构示意图。
[0021]图4是装有图1中的动力电池组合盖帽的动力电池的结构示意图。
【具体实施方式】
[0022]为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0023]请参阅图1至图4所示，本实用新型提供的动力电池组合盖帽用于给电动汽车提供动力源的动力电池上。所述动力电池组合盖帽适用于各种圆柱电池，特别是金属制外壳的钢壳圆柱电池，例如镍氢电池、镍镉电池或锂离子电子等。其中，锂离子电池可以为锂电池或锂离子聚合物电池。所述动力电池组合盖帽设置在所述动力电池的外壳100(图4所示)上，并与所述外壳100绝缘密封连接。所述动力电池组合盖帽包括至上而下依次组装在密封圈2内的、由金属导电材料制成的顶盖1、防爆片3、钢环4、绝缘垫圈5及连接片6。所述密封圈I为绝缘材料。所述密封圈2包覆在所述防爆片3的外侧，所述钢环4设置在所述顶盖I与所述防爆片3之间，所述绝缘垫圈5设置于所述防爆片3的下端，所述连接片6固定在所述绝缘垫圈5内且其上表面的中间位置与所述防爆片3连接或断开。在本实施例中，所述绝缘垫圈5的外径小于所述密封圈2下端的内径，所述动力电池组合盖帽可作为动力电池的正极或负极。
[0024]请接合参阅图2及图3所示，所述顶盖I的材质可以为钢、铜、铜镀镍、钢镀镍、不锈钢、铜镀银、铜镀金或铜银合金。在本实施例中，所述顶盖I的材质优选为铜镀镍，因为铜镀镍具有较好的抗氧化性能，导通电阻低，性价比高。所述顶盖I通过冲压方式形成圆盘结构，其包括基体10、上端部11及连接在所述基体10与所述上端部11之间的中间台阶12。所述中间台阶12从所述基体10的中间区域向上垂直延伸而成，所述上端部11从所述中间台阶2的中间区域向上凸出；所述中间台阶12的外径大于所述上端部11的直径且小于所述基体10的外径。所述上端部11靠近所述中间台阶12的位置均匀设置有多个排气孔110以使所述动力电池内产生的大量气体能从所述排气孔110中排出而避免出现爆炸。所述顶盖I通过设置所述中间台阶12结构，从而可错开所述外壳100与所述顶盖I的接触，不仅提高安全性能，而且还能加强所述顶盖I的强度。在本实施例中，所述上端部11为凸台结构。
[0025]所述密封圈2的材质为防腐蚀硅橡胶材料，通过其自身的弹性形变配合所述顶盖I进行密封，从而可有效地防止电池漏液和外部水分的侵入。所述密封圈2的结构与所述顶盖I的结构类似，为中空圆盘结构。所述密封圈2包括基部20、从所述基部20的中间区域向上垂直延伸而出的凸出部21，及从所述基部20的下侧向下延伸的环形台阶22。所述基部20的直径大于所述凸出部21的直径。所述凸出部21上开设有中空开口 210以使所述顶盖I从所述开口 210中穿过而与所述密封圈2连接。所述环形台阶22也设有环形开孔(未标号)以将所述绝缘垫圈5收容于所述环形开孔中。所述基部20对应所述基体10，所述凸出部21对应所述中间台阶12，且所述环形台阶22沿着所述密封圈2轴向的高度等于所述中间台阶12的高度。当所述顶盖I与所述密封圈2组装时，所述凸出部21紧密贴合在所述中间台阶12的外侧面上，从而增加了所述顶盖I与所述密封圈2的绝缘接触面积以错开所述外壳100与所述顶盖I的接触距离，从而提高安全绝缘性能。
[0026]所述防爆片3层叠于所述顶盖I朝向所述外壳100的底部的一面上，所述防爆片3与所述外壳100密封绝缘连接。所述防爆片3电性连接电芯与所述顶盖I，所述防爆片3的中部变形以使所述防爆片3与所述电芯断开。在本实施例中，所述防爆片3的材质为铝材质。所述防爆片3包括可变形本体30及沿所述可变形本体30的边缘设置的凸沿31。所述凸沿31包覆在所述基体10外侧，所述可变形本体30的中部与所述电芯连接。当所述可变形本体30变形时，所述防爆片3与所述电芯断开。
[0027]所述钢环4设置于所述顶盖I与所述防爆片3之间，以隔离所述顶盖I与所述防爆片3，且所述钢环4电性连接所述顶盖I与所述防爆片3。在本实施例中，所述钢环4为正温度系数热敏电阻(PTC)，PTC具有电阻率随温度升高而增大的特性，从而对所述动力电池起过热保护作用。
[0028]所述连接片6与所述电芯电性连接，且所述连接片6的中部与所述可变形本体30连接。所述连接片6大致为圆形结构，所述绝缘垫圈5的外径大于所述连接片6的直径，当所述连接片6与所述防爆片3之间的连接断开后，可以更好地使所述连接片6与所述防爆片3绝缘。所述连接片6底面的中心部位设置有凹陷或凹坑(未标号)，从而使所述连接片6中心的厚度较其他部位薄。所述连接片6上靠近其中心的位置开设有多个通孔(未标号)。当所述动力电池的内压增大时，所述内压通过所述通孔施加至所述防爆片3上。当所述连接片6与所述防爆片3之间的连接断开后，可维修或更换所述连接片6，从而使所述动力电池组合盖帽除所述连接片6之外的部分重复利用，避免浪费。在本实施例中，所述连接片6的材质为铝。所述绝缘垫圈5从背面看具有一台阶状结构(未标号)，所述连接片6可与所述台阶状结构过盈配合，从而在所述绝缘垫圈5内。
[0029]本实用新型实施例提供的动力电池组合盖帽，通过在所述顶盖及所述密封圈上分别设置中间台阶及凸出部结构，当所述顶盖与所述密封圈组装时，所述凸出部紧密贴合在所述中间台阶的外侧面上，从而增加所述顶盖与所述密封圈的绝缘接触面积以错开电池外壳与所述顶盖的接触距离，从而提高安全绝缘性能。
[0030]以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种动力电池组合盖帽，其特征在于:所述动力电池组合盖帽包括顶盖及与所述顶盖连接的密封圈，所述顶盖包括基体、上端部及连接在所述基体与所述上端部之间的中间台阶，所述中间台阶从所述基体的中间区域向上垂直延伸而成，所述上端部从所述中间台阶的中间区域向上凸出；所述中间台阶的外径大于所述上端部的直径且小于所述基体的外径;所述密封圈包括基部及从所述基部的中间区域向上垂直延伸而出的凸出部;所述基部对应所述基体，所述凸出部对应所述中间台阶，且所述凸出部沿着所述密封圈轴向的高度等于所述中间台阶的高度；当所述顶盖与所述密封圈组装时，所述凸出部紧密贴合在所述中间台阶的外侧面上。2.如权利要求1所述的动力电池组合盖帽，其特征在于，所述上端部靠近所述中间台阶的位置均匀设置有多个排气孔以排出动力电池内产生的大量气体。3.如权利要求2所述的动力电池组合盖帽，其特征在于，所述顶盖通过冲压方式形成圆盘结构，其材质为铜镀镍。4.如权利要求3所述的动力电池组合盖帽，其特征在于，所述基部的直径大于所述凸出部的直径，所述凸出部上开设有中空开口以使所述顶盖从所述开口中穿过而与所述密封圈连接;所述密封圈的材质为防腐蚀硅橡胶材料，通过其自身的弹性形变配合所述顶盖进行密封，所述密封圈还包括从所述基部的下侧向下延伸的环形台阶。5.如权利要求4所述的动力电池组合盖帽，其特征在于，所述动力电池组合盖帽还包括防爆片、钢环、绝缘垫圈及连接片;所述密封圈包覆在所述防爆片的外侧，所述钢环设置在所述顶盖与所述防爆片之间，所述绝缘垫圈设置在所述防爆片的下端，所述连接片固定在所述绝缘垫圈内且其上表面的中间位置与所述防爆片连接或断开;所述绝缘垫圈的外径小于所述环形台阶的内径，所述环形台阶上设有环形开孔以收容所述绝缘垫圈于其中。6.如权利要求5所述的动力电池组合盖帽，其特征在于，所述防爆片将所述动力电池的电芯电性连接至所述顶盖上，所述防爆片的材质为铝材，其包括可变形本体及沿所述可变形本体的边缘设置的凸沿;所述凸沿包覆在所述基体外侧，所述可变形本体的中部与所述电芯连接;当所述可变形本体变形时，所述防爆片与所述电芯断开。7.如权利要求6所述的动力电池组合盖帽，其特征在于，所述钢环电性连接所述顶盖与所述防爆片，所述钢环为正温度系数热敏电阻(PTC)以对所述动力电池起过热保护作用。8.如权利要求7所述的动力电池组合盖帽，其特征在于，所述连接片的中部与所述可变形本体连接;所述连接片大致为圆形结构，其直径小于所述绝缘垫圈的外径;所述连接片底面的中心部位设置有凹陷或凹坑以使所述连接片中心的厚度较其他部位薄，所述连接片上靠近其中心的位置开设有多个通孔；当所述动力电池的内压增大时，所述内压通过所述通孔施加至所述防爆片上。9.一种动力电池，其包括外壳、电芯、如权利要求1-8项中的任一项所述的动力电池组合盖帽；其中，所述动力电池组合盖帽与所述外壳密封绝缘连接，所述电芯收容于所述外壳内并与所述动力电池组合盖帽及所述外壳均电性连接。
【文档编号】H01M2/04GK205508893SQ201620272023
【公开日】2016年8月24日
【申请日】2016年4月5日
【发明人】林金艺
【申请人】深圳市沃特玛电池有限公司