一种动力电池顶盖结构及动力电池的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种动力电池顶盖结构及动力电池。


背景技术：

2.动力电池作为新能源动力汽车的核心部件及能量来源，随着新能源电动汽车的广泛应用，动力电池技术也不断发展和改进，市场对动力电池的安全性能和使用寿命的要求也越来越高。目前，动力电池按结构主要分成三类：圆柱型电池、方形电池和软包电池。采用方形长电芯组成电池包为现阶段一种较为热门的技术路线。采用这种结构的电池，相较于其他类型的电池具有更小的尺寸、更高的能量密度、更大的散热面积和更高的安全性能。在方形长电芯的制造装配中，其顶盖组件、极柱等部件及其与电芯的连接较为复杂，对于电池整体的性能也有重要的影响。
3.现有技术中，支撑极耳的支架和下塑胶采用分体设置，支架和下塑胶进行装配，由于支架和下塑胶均是塑胶件，存在易变形的缺陷，并且两者之间的装配间隙将对电池的整体长度造成影响，整体结构的紧凑性较差。另外，支架和极耳装配后，极耳弯曲形状难以调整，当支架发生变形时，导致极耳发生变形，容易发生电池内部短路的风险。
4.因此，亟需提出一种动力电池顶盖结构及动力电池来解决上述问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的一个目的在于提供一种动力电池顶盖结构，极耳和支架的装配方便，不易发生剐蹭，夹持极耳的松紧程度可以调节，支架的变形对于极耳的影响较小，从而动力电池内部不易发生短路，安全性能高。
6.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.一种动力电池顶盖结构，能够设置于电芯端面并与极耳连接，所述动力电池顶盖结构包括：
8.顶盖组件；
9.支架，所述顶盖组件与所述支架连接并形成容腔，所述支架包括极耳支撑部和极耳夹持部，所述极耳能够置于所述容腔内且支撑于所述极耳支撑部上，所述极耳夹持部的第一端转动连接于所述极耳支撑部的第一端，所述极耳夹持部的第二端能够靠近所述极耳支撑部的第二端并与所述极耳夹持部的第二端配合夹持所述极耳的根部。
10.可选地，所述极耳夹持部包括侧板，所述侧板的第一端转动连接于所述极耳支撑部的第一端，所述侧板的第二端能够靠近所述极耳支撑部的第二端。
11.可选地，所述极耳夹持部还包括折边，所述折边连接于所述侧板朝向所述极耳支撑部的一侧，所述极耳根部夹持于所述折边与所述极耳支撑部之间。
12.可选地，所述顶盖组件包括第一塑胶件，所述第一塑胶件与所述极耳支撑部固定连接。
13.可选地，所述极耳支撑部的两端设置有防脱部，所述第一塑胶件沿长度方向的两
端均设置有扣角，所述扣角和所述防脱部卡接。
14.可选地，所述顶盖组件还包括第一连接板，所述第一连接板和所述第一塑胶件固定连接，所述第一连接板与所述极耳电连接。
15.可选地，所述支架还包括电芯支撑部，所述电芯支撑部的顶部支撑所述顶盖组件，所述电芯支撑部的底部支撑所述电芯的端面，所述电芯支撑部的外底面与所述极耳支撑部的外底面之间具有高度差。
16.可选地，所述顶盖组件还包括盖板，所述盖板支撑于所述电芯支撑部上。
17.可选地，所述电芯支撑部包括凹槽，所述凹槽的内部形成防爆空间，所述凹槽的底部设置有泄压孔。
18.本实用新型的另一个目的在于提供一种动力电池，该动力电池装配方便，在装配过程中，极耳不易受到损伤，装配后，极耳不易变形。
19.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
20.一种动力电池，包括极耳和上述的动力电池顶盖结构，所述极耳弯折后置于所述动力电池顶盖结构的所述容腔中。
21.有益效果：
22.本实用新型提供的动力电池顶盖结构在电芯端面和顶盖组件之间设置支架，支架用来将顶盖组件和电芯隔离，省去了下塑胶的使用。通过设置极耳支撑部，在进行装配时，极耳弯折后能够搭设在极耳支撑部的表面，从而对极耳起到支撑的作用。在极耳弯折后，容置于极耳支撑部和顶盖组件之间的容腔，极耳根部固定在极耳夹持部和极耳支撑部形成的缝隙之间。由于极耳夹持部的第一端与极耳支撑部的第一端可转动连接，极耳夹持部和极耳支撑部之间的开口大小可以调节，在进行支架和电芯的装配时，转动极耳夹持部，增大极耳夹持部和极耳支撑部之间的开口，将极耳从开口处插入，极耳放置在适当位置后，再将极耳夹持部闭合。采用此种结构形式，一方面方便极耳的安装，避免在安装过程中，支架剐蹭极耳，造成极耳的损伤，另一方面，极耳夹持部的松紧程度可以自动进行调节，更好地适应极耳在弯折时发生的变形，再一方面，当支架由于缩水或其他原因发生形变时，极耳夹持部的自动调节能够削弱支架变形对于极耳的影响。该顶盖组件结构简单，装配方便，能够有效避免电池内部短路的问题发生，从而提高电池的安全性能。
附图说明
23.图1是本实用新型提供的电芯及极耳的结构示意图；
24.图2是本实用新型提供的动力电池顶盖结构装配后的剖面示意图一；
25.图3是本实用新型提供的极耳夹持部扣合状态的结构示意图；
26.图4是本实用新型提供的极耳夹持部未扣合状态的结构示意图；
27.图5是本实用新型提供的动力电池顶盖结构的爆炸图；
28.图6是本实用新型提供的支架的结构示意图；
29.图7是本实用新型提供的第一塑胶件的结构示意图；
30.图8是本实用新型提供的动力电池顶盖结构装配后的剖面示意图二。
31.图中：
32.10、电芯；20、极耳；21、第一水平部；22、竖直部；23、第二水平部；
33.100、顶盖组件；110、盖板；111、防爆阀；112、保护片；120、第一连接板；130、第一塑胶件；131、扣角；140、第二连接板；150、第二塑胶件；160、极柱；170、密封圈；200、支架；210、极耳支撑部；220、极耳夹持部；221、侧板；222、折边；230、电芯支撑部；240、加强肋；250、防脱部；260、泄压孔；270、凹槽；280、注液通道。
具体实施方式
34.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
35.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置，而且，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。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
36.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
37.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
38.参见图1，在电池的制备工艺中，通常将极耳20伸出电芯10设置，为了方便将极耳20和极柱160进行连接，伸出电芯10的极耳20长度较长，在进行装备时，需要将极耳20折叠在电芯10端面和顶盖组件100之间。在本实施例中，极耳20弯折后自根部至自由端依次形成第一水平部21、竖直部22和第二水平部23，其中第二水平部23用于和极柱160进行电连接。
39.参见图1和图2，本实施例提供一种动力电池顶盖结构，该动力电池顶盖结构能够和极耳20连接，包括顶盖组件100和支架200。顶盖组件100与支架200连接并形成容腔，支架200包括极耳支撑部210和极耳夹持部220，极耳20能够置于容腔内且支撑于极耳支撑部210上，极耳夹持部220的第一端转动连接于极耳支撑部210的第一端，极耳夹持部220的第二端能够靠近极耳支撑部210的第二端并与极耳夹持部220的第二端配合夹持极耳20的根部。
40.上述动力电池顶盖结构将支架200设置在电芯10端面和顶盖组件100之间，顶盖组件100盖设在支架200上，支架200能够起到隔离顶盖组件100和电芯10的作用，省去原有设
计中下塑胶的使用，减少零部件的使用能够简化装配程序并降低部件的生产成本，同时，避免了下塑胶变形对极耳20的影响。动力电池顶盖组件100设置了极耳支撑部210，在进行装配时，极耳20弯折后搭设在极耳支撑部210的表面，对极耳20起到支撑的作用。在极耳20弯折后，容置于极耳支撑部210和顶盖组件100之间的容腔，极耳20的根部固定在极耳夹持部220和极耳支撑部210形成的缝隙之间。由于极耳夹持部220的第一端与极耳支撑部210的一端可转动连接，极耳夹持部220和极耳支撑部210之间的开口大小可以调节，在进行支架200和电芯10的装配时，转动极耳夹持部220，增大极耳夹持部220和极耳支撑部210件的开口，将极耳20从开口处插入，极耳20放置在适当位置后，再将极耳夹持部220闭合。采用此种结构形式，一方面方便极耳20的安装，避免在安装过程中，支架200剐蹭极耳20，造成极耳20的损伤，另一方面，极耳夹持部220的松紧程度可以自动进行弹性调节，更好地适应极耳20在弯折时发生的变形，再一方面，当支架200由于缩水或其他原因发生形变时，能够削弱支架200变形对于极耳20的影响。该顶盖组件100结构简单，装配方便，能够有效避免电池内部短路的问题发生，从而提高电池的安全性能。
41.本实施例中，根据电芯10端面的形状特点，支架200大致呈长方体结构，可以理解地，支架200采用塑胶或其他绝缘材料制成，不仅能够起到支撑极耳20的作用，同时，能够将电芯10和顶盖组件100进行绝缘隔离，避免电池发生内部短路。在本实施例中，支架200包括相邻设置的凹槽270、容腔和注液通道280，其中，容腔根据极耳20弯折后的形状设计为长方体。凹槽270和容腔之间通过竖直设置的挡板隔开。
42.图3为极耳夹持部220扣合后的结构示意图，图4为极耳夹持部220未扣合状态下的结构示意图。参见图3和图4，极耳支撑部210具有一个底板和一个面板，底板和面板垂直设置，底板的宽度小于支架200整体的宽度，为极耳20的根部留出空间，面板的长度根据电芯10的宽度设置。极耳夹持部220包括侧板221，侧板221形成了容腔沿长度方向的一个侧壁，侧板221的第一端转动连接于极耳支撑部210的第一端，侧板221的第二端能够靠近极耳支撑部210的第二端。侧板221的第二端与极耳支撑部210的第二端配合设置且两者之间为过盈配合，无需设置卡扣结构或采用粘结等其他连接方式进行固定。
43.进一步地，极耳夹持部220还包括折边222，折边222连接于侧板221朝向极耳支撑部210的一侧，可选地，侧板221和折边222垂直设置，且折边222和极耳支撑部210的底板在同一平面上，极耳20根部夹持于折边222与极耳支撑部210之间，折边222能够填充侧板221和极耳20根部之间的间隙，对极耳20根部起到定位作用。
44.极耳夹持部220扣合后，折板和极耳支撑部210的底板之间留有一条缝隙，该缝隙的宽度根据极耳20根部的厚度设置，要求使两者能够夹住极耳20。在本实施例中，侧板221连接在挡板上，在其他实施例中，侧板221也可以连接在注液通道280的一侧。可选地，支架200为一体成型结构，极耳夹持部220在与极耳支撑部210的连接处做薄处理，从而方便侧板221转动，使其可以弹性调节夹持的松紧度。支架200在装配之后无需再进行胶粘，装配方便简单。
45.进一步地，参见图5，顶盖组件100包括第一塑胶件130，第一连接板120和盖板110。第一塑胶件130设置在容腔的上方，和极耳支撑部210固定连接。第一连接板120和第一塑胶件130固定连接，第一连接板120极耳20电连接。盖板110和第一塑胶件130连接，由于第一连接板120为导体，第一塑胶件130的设置能够将第一连接板120和盖板110绝缘。可选地，第一
塑胶件130具有开口向下的凹腔，第一连接板120嵌入凹腔中，凹腔的设置能够起到定位的作用，方便装配，同时，增加结构的牢固性。可选地，极耳夹持部220的侧板221和极耳支撑部210的面板的高度相同，且高度小于容腔的两个端壁，第一连接板120及第一塑胶件130的长度均等于容腔的长度，从而第一连接板120和第一塑胶件130能够分别装配到容腔的上方，整体结构紧凑，布置合理。进一步地，本实施例提供的顶盖组件100还包括第二连接板140和第二塑胶件150，第二连接板140位于盖板110的上方，第二塑胶件150位于盖板110和第二连接板140之间，将盖板110和第二连接板140绝缘隔离。第二塑胶件150为长方形结构，上部开槽，将第二连接板140置于槽体中，能够对第二连接板140起到限位和绝缘作用，保证连接的稳定性和牢固性。可选地，盖板110的表面开设有凹腔，第二塑胶件150嵌于凹腔中，对第二塑胶件150起到限位的作用，从而能够方便第二塑胶件150和盖板110的装配。第一连接板120、第一塑胶件130、第二连接板140及第二塑胶件150上均设置有极柱安装孔。在本实施例中，第二连接板140、第二塑胶件150、盖板110、第一塑胶件130和第一连接板120从上至下依次层叠设置，极柱160穿设其中，对五个部件进行连接固定。为了保证密封性，极柱160上套设有密封圈170，极柱160和密封圈170一同穿设在安装孔中。
46.进一步地，第一塑胶件130的两端分别连接于极耳支撑部210的两端。具体地，极耳支撑部210的两端设置有防脱部250，第一塑胶件130沿长度方向的两端均设置有扣角131，扣角131和防脱部250卡接。参见图6，注液通道280设置有两个，注液通道280间隔设置，两个防脱部250中的一个设置在两个注液通道280之间，另外一个防脱部250设置在挡板上。防脱部250具有两个相对设置的向下弯折的钩体。参见图7，扣角131设置在第一塑胶件130两个位置相对的侧边，包括方形块状结构和位于块状结构两侧的凸棱。参见图8，在进行第一塑胶件130和支架200的装配时，扣角131沿竖直方向插入到两个钩体之间，钩体被凸棱涨开变形，装配完成后，凸棱位于钩体的下方，钩体向中心收缩，并夹紧在块状结构的两侧，凸棱和钩体卡接，防止扣角131从防脱部250中退出。可以理解的，在自然状态下，两个钩体之间的水平距离略小于块状结构的宽度，保证装配后钩体与块状结构紧密贴合，无缝隙。采用防脱部250和扣角131配合设置，有效避免电池产线装配定位波动造成的支架200和顶盖组件100扣合失败，提高了支架200和顶盖组件100的装配质量，防止两者之间因扣合不牢而发生位置偏差或脱落。
47.进一步地，支架200还包括电芯支撑部230，电芯支撑部230的顶部支撑顶盖组件100，电芯支撑部230的底部支撑电芯10的端面，电芯支撑部230的外底面与极耳支撑部210的外底面之间具有高度差。由于极耳20的根部凸出电芯10表面，电芯支撑部230的外底面与极耳支撑部210的外底面之间的高度差设置能够适应于极耳20根部的结构，从而使支架200平稳地放置在电芯10的端面上。高度差可以设置为小于或等于5mm，示例性地，可以为2mm、3mm、4mm或5mm等，根据电芯10和极耳20的具体结构进行设置即可。进一步地，盖板110支撑于电芯支撑部230上，电芯支撑部230的顶部能够和盖板110直接接触。
48.进一步地，电芯支撑部230包括注液通道280，注液通道280被配置为连通电芯10的内部，用于向电芯10注入电解液。注液通道280对电解液起到导流的作用。电芯支撑部230还包括凹槽270，凹槽270的内部形成防爆空间，凹槽270的底部设置有泄压孔260，盖板110上设置有防爆阀111，电芯10产生的气体依次经泄压孔260、防爆空间以及防爆阀111排出。具体地，防爆阀111和泄压孔260的位置相对设置，槽底开设有多个方形泄压孔260，多个泄压
孔260呈矩阵型排列。凹槽270内部沿支架200的长度方向设置有加强肋240，加强肋240的设置能够加强支架200结构的稳定性，有效避免支架200因缩水、挤压等因素发生变形。在其他实施例中，泄压孔260的形状和排列方式不限于此，根据支架200的具体结构进行设置即可。进一步地，凹槽270的槽口边缘和顶盖组件100抵接，凹槽270的槽底和电芯10的端面抵接，从而对电芯10和顶盖组件100起到支撑作用。当电池升温内部气体膨胀，压力增加到一定程度时，可通过泄压孔260和防爆阀111放气泄压，从而避免电池爆炸。可选地，盖板110上还设置有防爆阀111的保护片112，对于防爆阀111起到保护作用。
49.本实施例还提供一种动力电池，包括电芯10、连接于电芯10的极耳20和上述的动力电池顶盖结构，极耳20的根部夹持于极耳支撑部210和极耳夹持部220之间，极耳20弯折后置于动力电池顶盖结构的容腔中，第一水平部21搭设在极耳支撑部210上。该动力电池装配方便，在装配过程中，极耳20不易受到损伤，装配后，极耳20不易变形。
50.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。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权利要求的保护范围之内。