一种动力电池的顶盖结构及动力电池的制作方法

本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种动力电池的顶盖结构及动力电池。

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。

顶盖片铝材冲压成型的结构，一直被广泛使用于动力电池顶盖设置中，通常情况下，铝顶盖片上设计有极柱、防爆阀、注液孔等结构，经冲压形成的盖板结构，顶盖包括顶盖片、正负极柱、上塑胶、密封圈及下塑胶，零件种类多，成本高，且在制作过程中容易产生金属屑或金属丝，容易造成电芯短路甚至报废。

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，提供一种动力电池的顶盖结构，能够简化顶盖结构，降低电池的生产成本，还能够防止刮蹭电芯的极片，提高电池的安全性。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种动力电池的顶盖结构，包括塑胶的顶盖片；塑胶件，与所述顶盖片连接；其中，所述顶盖具有安装状态和预安装状态，其中，当处于所述安装状态时，所述塑胶件运动至所述顶盖片同向位置处。

优选的，所述顶盖片和所述塑胶件之间设置有弯折部，所述塑胶件可沿所述弯折部向所述顶盖片折叠，所述弯折部在所述塑胶件折叠后至少一处连接。

优选的，在高度方向上，所述弯折部的高度为0.1～1.0mm。

优选的，在长度方向上，所述顶盖片的至少一端部向外延伸形成所述塑胶件，或所述顶盖片在其两个端部之间的任意一处向外延伸形成所述塑胶件。

优选的，所述顶盖片和所述塑胶件至少一者设置有卡部和/或扣部，所述顶盖片与所述塑胶件卡扣连接。

优选的，所述塑胶件在宽度方向的两侧边缘设置有倾斜面。

优选的，所述顶盖片设置有注液孔和防爆阀中的至少一种，所述塑胶件设置有网孔，所述网孔对应设置在所述注液孔的下方，所述网孔靠近所述注液孔的一面设置有凸起，所述凸起围绕所述网孔设置，所述防爆阀和所述顶盖片为一体式结构，所述防爆阀的外侧与所述顶盖片相对应处设有刻痕。

优选的，所述动力电池的顶盖结构还包括极柱，所述极柱包括柱体及设置在所述柱体底部的底板；所述顶盖片设置有极柱安装孔；所述极柱安装孔的顶部设置有凸包，所述凸包围绕所述柱体的顶部设置，所述极柱安装孔的内壁与所述柱体的侧壁凹凸配合，所述极柱安装孔的底部设置有凹槽，所述底板容置于所述凹槽。

优选的，所述动力电池的顶盖结构还包括连接片，沿高度方向位于所述顶盖片和所述塑胶件之间，并且串联在所述极柱和电芯的极耳之间，至少一个所述连接片设置有与所述极柱配合的缺口，所述连接片材质和所述底板的材质均与其电连接的电芯的极片的集流材料相同。

本实用新型的目的之二在于提供一种动力电池，包括壳体，设置有开口；电芯，容置于所述壳体；如上述的动力电池的顶盖结构，顶盖片固定于所述开口，用于将所述电芯封闭在所述壳体内，所述顶盖片和所述开口之间设置有填充料。

本实用新型的有益效果在于，本实用新型包括塑胶的顶盖片；塑胶件，与所述顶盖片连接；其中，所述顶盖具有安装状态和预安装状态，其中，当处于所述安装状态时，所述塑胶件运动至所述顶盖片同向位置处。由于铝顶盖片上设计有极柱、防爆阀、注液孔等结构，经冲压形成的盖板结构，顶盖包括顶盖片、正负极柱、上塑胶、密封圈及下塑胶，零件种类多，成本高，且在制作过程中容易产生金属屑或金属丝，容易造成电芯短路甚至报废，因此，将塑胶件与顶盖片转动连接，使得顶盖片和塑胶件形成一体式设计，相当于单个零件，而且顶盖具有安装状态和预安装状态，塑胶件运动至顶盖片同向位置处，不仅装配误差较小，而且便于对顶盖片和塑胶件安装定位，而且省去了在顶盖片顶部安装极耳垫板或下塑胶，简化装配步骤，避免在装配过程中发生漏装的情况，有助于简化生产工艺，从而降低制造成本；此外，采用塑胶的顶盖片，不仅起到绝缘正、负极柱的作用，省去了安装上塑胶、密封圈及下塑胶，而且，塑胶的顶盖片在制作过程中，没有产生金属屑或金属丝，降低刮蹭电芯的极片的概率，确保顶盖片与极柱之间的结合力及密封性，有助于降低顶盖的整体的高度，减少顶盖侵占电池内部的空间，有助于提高电池的能量密度，同时使得顶盖片的重量降低，有助于降低电池的整体的重量，从而提高电池的重量能量密度。其中，预安装状态包括塑胶件处于展开状态，还包括顶盖片和塑胶件之间可形成除度外的任意角度的状态；顶盖片可通过注塑成型，与极柱结合成一体，顶盖片至少部分包覆极柱的侧部，有助于提高顶盖片和极柱之间的密封性，降低电解液发生泄漏的概率。本实用新型能够简化顶盖结构，降低电池的生产成本，还能够防止刮蹭电芯的极片，提高电池的安全性。

附图说明

下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施方式的特征、优点和技术效果。

图1为本实用新型中实施方式一在预安装状态的结构示意图。

图2为本实用新型中实施方式一在预安装状态的底面示意图。

图3为本实用新型中实施方式一在预安装状态的剖面结构示意图。

图4为本实用新型中实施方式一在安装状态的结构示意图。

图5为本实用新型中实施方式一在安装状态的底面示意图。

图6为本实用新型中实施方式一在安装状态的剖面结构示意图。

图7为本实用新型中实施方式四在预安装状态的结构示意图。

图8为本实用新型中实施方式四在安装状态的结构示意图。

图9为本实用新型中实施方式四的分解示意图。

其中，附图标记说明如下：

1-顶盖片；11-注液孔；12-防爆阀；13-极柱安装孔；131-凸包；132-凹槽；121-刻痕；

2-塑胶件；21-网孔；211-凸起；

3-弯折部；

4-卡部；

5-扣部；

6-倾斜面；

7-极柱；71-柱体；72-底板；

8-连接片；81-缺口；

9-壳体；91-开口；

10-电芯；

20-填充料；

x-长度方向；

y-宽度方向；

z-高度方向。

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。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

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1～9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。

实施方式一

一种动力电池的顶盖结构，包括塑胶的顶盖片1；塑胶件2，与顶盖片1连接；其中，顶盖具有安装状态和预安装状态，其中，当处于安装状态时，塑胶件2运动至顶盖片1同向位置处。

由于铝顶盖片上设计有极柱、防爆阀、注液孔等结构，经冲压形成的盖板结构，顶盖包括顶盖片、正负极柱、上塑胶、密封圈及下塑胶，零件种类多，成本高，且在制作过程中容易产生金属屑或金属丝，容易造成电芯短路甚至报废，因此，参见图1至图6所示，将塑胶件2与顶盖片1转动连接，使得顶盖片1和塑胶件2形成一体式设计，相当于单个零件，而且顶盖具有安装状态和预安装状态，塑胶件2运动至顶盖片1同向位置处，不仅装配误差较小，而且便于对顶盖片1和塑胶件2安装定位，而且省去了在顶盖片1顶部安装极耳垫板或下塑胶，简化装配步骤，避免在装配过程中发生漏装的情况，有助于简化生产工艺，从而降低制造成本；此外，采用塑胶的顶盖片1，不仅起到绝缘正、负极柱的作用，省去了安装上塑胶、密封圈及下塑胶，而且，塑胶的顶盖片1在制作过程中，没有产生金属屑或金属丝，降低刮蹭电芯10的极片的概率，确保顶盖片1与极柱7之间的结合力及密封性，有助于降低顶盖的整体的高度，减少顶盖侵占电池内部的空间，有助于提高电池的能量密度，同时使得顶盖片1的重量降低，有助于降低电池的整体的重量，从而提高电池的重量能量密度。其中，预安装状态包括但不限于下塑胶件处于展开状态，还包括顶盖片1和塑胶件2之间可形成除0度外的任意角度的状态；顶盖片1可通过注塑成型，与极柱7结合成一体，顶盖片1至少部分包覆极柱7的侧部，有助于提高顶盖片1和极柱7之间的密封性，降低电解液发生泄漏的概率。

在根据本实用新型的动力电池的顶盖结构中，顶盖片1和塑胶件2之间设置有弯折部3，塑胶件2可沿弯折部3向顶盖片1折叠，弯折部3在塑胶件2折叠后至少一处连接，在高度方向z上，弯折部3的高度d为0.1mm。增加弯折部3，使得顶盖片1和塑胶件2可在弯折部3弯折，限定弯折部3的高度d为最小值，防止弯折部3的高度过小，导致弯折部3的弯折尺寸受限或容易折断，影响塑胶件2正常弯折，甚至导致尺寸公差累计，塑胶件2发生变形。

在根据本实用新型的动力电池的顶盖结构中，在长度方向x上，顶盖片1的两端部向外延伸形成塑胶件2。顶盖片1与塑胶件2采用一体成型结构，不仅能够提高顶盖片1整体的刚性，还能简化制造工艺，降低生产成本，还有助于控制尺寸误差，提高顶盖片1与塑胶件2的定位的准确性，其中，两个塑胶件2间隔设置，不仅省去了在塑胶件2设置防爆阀透气孔，简化塑胶件2生产工艺，还使得防爆阀12的下端没有塑胶件2遮盖，避免塑胶件2因高温熔化而堵住防爆阀12，确保防爆阀12能正常开阀，同时，防爆阀12的下端没有塑胶件2，有助于降低顶盖整体的重量，提高电池的重量能量密度。

在根据本实用新型的动力电池的顶盖结构中，参见图4至图6所示，顶盖片1设置有扣部5，塑胶件2设置有卡部4，顶盖片1与塑胶件2卡扣连接。具体的，扣部5为圆柱体，扣部5的顶部设置有扣柱，卡部4为中空的卡柱，扣柱的面积稍大于卡柱的面积，便于对扣部5和卡部4进行拆卸和安装，并在塑胶件2发生变形或断裂时，可对第一塑胶件2进行更换，有助于降低下塑胶件整体的维修成本，同时，使得顶盖片1和塑胶件2可拆分，有助于提高顶盖的生产的灵活性，但本实用新型不以此为限，因在装配电池时，不同型号或不同尺寸的电池其壳体内的各个部件的排布也会不同，塑胶件2翻转后与顶盖片1固定连接，固定连接方式还包括粘接、热熔接和超声连接。其中，扣部5和卡部4的形状可以为圆形、椭圆形或方形。

在根据本实用新型的动力电池的顶盖结构中，参见图1至图3所示，塑胶件2在宽度方向y的两侧边缘设置有倾斜面6。增加倾斜面6，能够进一步避免装配过程中压折电芯10的极耳，且倾斜面6为平面或下凸曲面，优选为下凸曲面，能够避免极耳在塑胶件2的边角弯折造成应力集中，或边缘尖角刺破极片的情况，此外，倾斜面6便于在电芯10捆扎时，圆滑过渡不损伤极片，可以减少对电芯10的极耳的磨损，进一步保护极耳，延长电池的使用寿命。

在根据本实用新型的动力电池的顶盖结构中，顶盖片1设置有注液孔11和防爆阀12中的至少一种，塑胶件2设置有网孔21，网孔21对应设置在注液孔11的下方，网孔21靠近注液孔11的一面设置有凸起211，凸起211围绕网孔21设置，防爆阀12和顶盖片1为一体式结构，防爆阀12的外侧与顶盖片1相对应处设有刻痕121。增加注液孔11，便于电解液从电池顶盖的注液孔11进入到电池内部，保证注液效率，网孔21能够拦截从注液孔掉入的化成钉或异物，有助于提高电池的安全性。具体的，网孔21可由若干个扇形围成，也可以由若干个平行的栅栏形成，也可以由三角形孔、圆形孔、方形孔等多种形状的孔组成，多个孔可以按照一定的规则进行排列，形成注液通道，满足拦截从注液孔11掉入的化成钉或异物即可；凸起211抵接于注液孔11的下方，形成容置化成钉或异物的空间，可以防止化成钉从注液口81落入顶盖片1与塑胶件2之间的间隙，有助于提高电池的安全性。其中，防爆阀12和顶盖片1为一体式结构，省去了焊接防爆阀12，降低成本，提高电芯10的安全性能，同时，防爆阀12中央设计的凸起，用于分散应力，稳定爆破值，提高电芯10安全性能，此外，刻痕121处相对其所连接的防爆阀12和顶盖片1更薄弱，当电池内部发热产生气体，内部压力达到一定值时，防爆阀12的刻痕121在内压作用下破裂，防止电池内压过大导致爆炸。

在根据本实用新型的动力电池的顶盖结构中，动力电池的顶盖结构还包括极柱7，极柱7包括柱体71及设置在柱体71底部的底板72；顶盖片1设置有极柱安装孔13；极柱安装孔13的顶部设置有凸包131，凸包131围绕柱体71的顶部设置，极柱安装孔13的内壁与柱体71的侧壁凹凸配合，极柱安装孔13的底部设置有凹槽132，底板72容置于凹槽132。凸包131能够围绕柱体71的顶部，能够提高保护顶盖片1上的极柱7，并限制极柱7的位置，降低极柱7与外部导电部件接触的概率，同时，有助于减少极柱7侵占电池内部的空间，有助于提高电池的能量密度，底板72容置于凹槽132，相当于将底板72嵌入顶盖片1的底部，配合凸包131，起到固定极柱7的作用，降低极柱7发生位移或晃动的概率，同时，有助于降低顶盖整体的高度，减少侵占电池内部的空间，从而提高电池的能量密度；极柱安装孔13的内壁与柱体71的侧壁凹凸配合，起到固定极柱7的作用，具体的，柱体71外壁设置有凹部，极柱安装孔13的内壁设置有凸部，但本实用新型不以此为限，柱体71外壁设置有凸部，极柱安装孔13的内壁设置有凹部，满足两个凹凸配合即可。

本实施方式中的电池有两个极柱7，分别为第一极柱、第二极柱，均设置在顶盖片1上，第一极柱可以为正极柱也可以为负极柱，相应地，第二极柱为负极柱或正极柱。于本实施方式中，第一极柱作为正极，第二极柱作为负极，当第一极柱作为正极，底板72、柱体71及与其连接的连接片8可均为金属铝，底板72和柱体71可采用一体成型的结构，能够保证电池的质量不受影响，降低第一极柱的生产成本；第二极柱作为负极，柱体71可为金属铝，底板72为金属铜，底板72和柱体71采用复合极柱，能够保证电池的质量不受影响，降低第二极柱的生产成本。

本实用新型的工作原理是：

将塑胶件2与顶盖片1转动连接，使得顶盖片1和塑胶件2形成一体式设计，相当于单个零件，而且顶盖具有安装状态和预安装状态，塑胶件2运动至顶盖片1同向位置处，不仅装配误差较小，而且便于对顶盖片1和塑胶件2安装定位，而且省去了在顶盖片1顶部安装极耳垫板或下塑胶，简化装配步骤，避免在装配过程中发生漏装的情况，有助于简化生产工艺，从而降低制造成本；此外，采用塑胶的顶盖片1，不仅起到绝缘正、负极柱的作用，省去了安装上塑胶、密封圈及下塑胶，而且，塑胶的顶盖片1在制作过程中，没有产生金属屑或金属丝，降低刮蹭电芯10的极片的概率，确保顶盖片1与极柱7之间的结合力及密封性，有助于降低顶盖的整体的高度，减少顶盖侵占电池内部的空间，有助于提高电池的能量密度，同时使得顶盖片1的重量降低，有助于降低电池的整体的重量，从而提高电池的重量能量密度。

实施方式二

与实施方式一不同的是：本实施方式在长度方向x上，顶盖片1在其两个端部之间的任意一处向外延伸形成塑胶件2，顶盖片1设置有卡部4，塑胶件2设置有扣部5，顶盖片1与塑胶件2卡扣连接，在高度方向z上，弯折部3的高度d为1mm，动力电池的顶盖结构还包括连接片8，沿高度方向z位于顶盖片1和塑胶件2之间，并且串联在极柱7和电芯10的极耳之间，至少一个连接片8设置有与极柱7配合的缺口81，连接片8材质和底板72的材质均与其电连接的电芯10的极片的集流材料相同。可根据实际电池的结构，将顶盖片1在其两个端部之间的任意一处向外延伸形成塑胶件2，确保满足顶盖片1和塑胶件2转动连接即可；根据实际电池结构，顶盖片1可设置有卡部4，塑胶件2可设置有扣部5，满足在安装状态时，顶盖片1和塑胶件2扣接即可；限定弯折部3的高度d为最大值，防止弯折部3的高度过大，导致过多侵占电池内部的空间，不利于提高电池的能量密度，还导致生产成本上升。

电池内电芯数量较多或第一极耳较短时，在装配过程中会使用连接片8，连接片8包括第一连接片和第二连接片。例如，电芯10、第一极耳以及第二极耳均至少为两个，每个电芯10均连接有第一极耳以及第二极耳。当第一极耳以及第二极耳均至少为两个时，其可以缠绕在塑胶件2的两侧，例如，第一极耳的折叠部分别位于翻转件的两侧，第一极耳的焊接部均通过第一连接片与第一极柱连接。第二极耳均通过第二连接片与第二极柱连接，实现了提高电池内部连接的稳定性。至少一个连接片8设置有与极柱7配合的缺口81，具体的，与正极柱连接的连接片8设置有缺口81，使得该连接片8避开极柱7，防止碰到极柱7，能够在电流大时，可以断开极耳，保证电芯10安全。连接片8和底板72为与其电连接的电芯10的极片的集流材料相同，即与负极片对应的金属材料相同，例如，与负极片连接的连接片8和底板72均采用铜，有助于降低两者的电压差。

其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。

实施方式三

与实施方式一不同的是：本实施方式在长度方向x上，顶盖片1的一端部向外延伸形成塑胶件2，顶盖片1设置有扣部5和卡部4，塑胶件2设置有卡部4和扣部5，顶盖片1与塑胶件2卡扣连接，在高度方向z上，弯折部3的高度d为0.5mm。顶盖片1的一端部向外延伸形成塑胶件2，在组装成电池时，只需将一个塑胶件2往顶盖片1弯折，省去了将弯折另一个塑胶件2的步骤，有助于简化生产工序，从而提高生产效率；根据实际电池结构，顶盖片1设置有扣部5和卡部4，塑胶件2设置有卡部4和扣部5，满足在安装状态时，顶盖片1和塑胶件2扣接即可；限定弯折部3的高度d为中间值，满足降低生产成本，还能确保弯折部3的弯折尺寸，使得塑胶件2正常弯折，避免塑胶件2发生变形。

其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。

实施方式四

一种动力电池，包括壳体9，设置有开口91；电芯10，容置于壳体9；如实施方式一的动力电池的顶盖结构，顶盖片1固定于开口91，用于将电芯10封闭在壳体9内，顶盖片1和开口91之间设置有填充料20。

需要说明的是：参见图7至图9所示，顶盖片1和壳体9熔接为一体，焊接时有填充料20，通过超声或热熔把两者固定，有助于提高顶盖片1和壳体9之间的密封性，降低电解液发生泄漏的概率，还能提高顶盖片1和壳体9整体的机械强度，有助于延长电池的使用寿命。

实施方式五

一种动力电池，包括壳体9，设置有开口91；电芯10，容置于壳体9；如实施方式二的动力电池的顶盖结构，顶盖片1固定于开口91，用于将电芯10封闭在壳体9内，顶盖片1和开口91之间设置有填充料20。

需要说明的是：电芯10包括正极片、隔膜及负极片，可以顺序堆叠并卷绕，正极片包括正极集流体，以及涂覆于正极集流体表面的正极活性材料，负极片包括负极集流体，以及涂覆于负极集流体表面的负极活性材料。第一极耳连接于正极集流体，第二极耳连接于负极集流体，正极集流体的边缘处可具有未被正极活性材料覆盖的空白区，第一极耳可直接通过裁切空白区形成。同样的，第二极耳可直接通过裁切负极集流体的空白区，此外，第一极耳和第二极耳也可以通过焊接分别固定于正极片和负极片的空白区。可采用激光焊接的方式，将第一极耳与第一极柱连接，第二极耳与第二极柱连接。

实施方式六

一种动力电池，包括壳体9，设置有开口91；电芯10，容置于壳体9；如实施方式三的动力电池的顶盖结构，顶盖片1固定于开口91，用于将电芯10封闭在壳体9内，顶盖片1和开口91之间设置有填充料20。

需要说明的是：在使用过程中，电池内的电芯10容易出现晃动的情况。如应用在电动汽车的电池在使用过程中，其电池内的电芯10容易因为汽车在行进过程中的晃动而出现晃动，为了解决这个问题，将塑胶件2和电芯10顶面的接触的面积与电芯10顶面的总面积之比设为大于预设值。塑胶件2与电芯10顶面接触的一面为平面结构，若塑胶件2和电芯10顶面的接触的面积过小，容易造成电芯10晃动，塑胶件2和电芯10顶面的接触的部分可以对电芯10起到限位的作用，实现了减少电池内电芯10容易出现晃动的情况，所以，将塑胶件2和电芯10顶面的接触的面积与电芯10顶面的总面积之比设为大于预设值。

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。