极柱、顶盖组件及电池的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种极柱、顶盖组件及电池。


背景技术：

2.随着电池行业的快速发展，方形铝壳电池因具有较高的安全性与容量高等优势，而且由于该电池具有散热效果好，组装效率高等优点成为了企业主要研究方向之一。
3.目前，该类电池通常采用芯包的极耳直接与极柱的底板实现电连接，因此缺少了熔断结构的设计。当电芯发生短路时，相对薄弱的极耳结构成为温度升高的主要区域，而极耳在高温的情况下有可能会造成电极材料的分解，从而造成电池爆炸。


技术实现要素：

4.本实用新型实施例的一个目的在于：提供一种极柱，其结构简单，具有过载防护功能。
5.本实用新型实施例的另一个目的在于：提供一种顶盖组件，其结构简单，制造成本低。
6.本实用新型实施例的又一个目的在于：提供一种电池，其安全性较高。
7.为达此目的，本实用新型实施例采用以下技术方案：
8.第一方面，提供一种极柱，包括主体和与所述主体连接的连接板，所述连接板用于连接极耳，所述主体上凸出设置有延伸部，所述延伸部远离所述主体的一端与所述连接板连接，所述延伸部上设置有熔断结构。
9.作为一种极柱的优选方案，所述主体具有相对设置的第一端和第二端，所述延伸部的一端与所述第一端连接，另一端朝向远离所述第二端的方向延伸。
10.作为一种极柱的优选方案，所述延伸部环绕设置在所述主体的周部；或，
11.所述延伸部有至少两个，所有的所述延伸部沿所述主体的周部间隔设置。
12.作为一种极柱的优选方案，所述延伸部与所述主体的外侧壁呈夹角设置。
13.作为一种极柱的优选方案，所述熔断结构为开设在所述延伸部上的熔断槽；或，所述熔断结构的熔点低于所述延伸部的熔点。
14.作为一种极柱的优选方案，所述连接板上开设有安装孔，所述安装孔为盲孔，所述盲孔位于所述连接板邻近所述主体的一侧，部分所述延伸部设置在所述盲孔内，且所述延伸部远离所述主体的一端与所述盲孔的孔壁和/或所述盲孔的底部连接。
15.作为一种极柱的优选方案，所述延伸部远离所述主体的一端设置有第一连接部，所述第一连接部朝向远离所述主体的中心轴线延伸，所述第一连接部与所述盲孔的孔壁和/或所述盲孔的底部连接。
16.作为一种极柱的优选方案，所述连接板远离所述主体的一侧面对应所述第一连接部的位置设置有焊接槽，所述焊接槽的槽底与所述第一连接部焊接。
17.作为一种极柱的优选方案，所述连接板沿所述连接板的厚度方向贯穿开设有安装
孔，所述延伸部位于所述安装孔内，且所述延伸部远离所述主体的一端与所述安装孔的孔壁连接，所述安装孔内设置有密封件，所述密封件封堵所述安装孔远离所述延伸部的一端的开口。
18.作为一种极柱的优选方案，所述安装孔的孔壁上设置有第二连接部，所述第二连接部朝向所述安装孔的中心延伸，所述延伸部远离所述主体的一端设置有第一连接部，所述第一连接部朝向远离所述主体的中心轴线延伸，所述第一连接部和所述第二连接部连接。
19.第二方面，提供一种顶盖组件，包括顶盖片和上述的极柱，所述顶盖片设置有第一通孔，所述极柱的连接板位于所述顶盖片的一侧面，所述极柱的主体贯穿所述第一通孔凸出于所述顶盖片的另一侧。
20.作为一种顶盖组件的优选方案，还包括第一塑胶体，所述第一塑胶体设置在所述顶盖片和所述连接板之间，所述第一塑胶体设置有第二通孔，所述主体贯穿所述第二通孔，所述第一塑胶体沿所述第二通孔的孔壁朝向所述连接板延伸形成有第一凸环，所述第一凸环插设在所述连接板的安装孔内，用于将所述延伸部压紧在所述安装孔内。
21.第三方面，提供一种电池，包括壳体、电芯和上述的顶盖组件，所述电芯设置在所述壳体内，所述顶盖组件设置在所述壳体的开口处。
22.本实用新型实施例的有益效果为：通过在主体的一端设置有延伸部，并在延伸部上设置熔断结构，该熔断结构并不在主体上上设置，保证了主体的强度，当电流回路的电流过大时，熔断结构可以优先发生熔断，以使该极柱具备电流过载防护功能，并切断电路对整个电池进行防护。
附图说明
23.下面根据附图和实施例对本实用新型作进一步详细说明。
24.图1为本实用新型实施例的极柱的示意图。
25.图2为本实用新型实施例的极柱的剖视图。
26.图3为本实用新型一实施例的极柱的剖视图。
27.图4为本实用新型一实施例的主体的剖视图。
28.图5为本实用新型另一实施例的主体的剖视图。
29.图6为本实用新型又一实施例的主体的剖视图
30.图7为本实用新型本实施例的顶盖组件的拆解示意图。
31.图8为本实用新型本实施例的顶盖组件的剖视图。
32.图9为本实用新型本实施例的电池的结构示意图。
33.图中：
34.1、主体；11、第一端；12、第二端；13、限位槽；2、连接板；21、安装孔；211、第二连接部；22、焊接槽；3、延伸部；31、熔断结构；32、第一连接部；33、台阶面；331、第一倒角；34、缺口；4、顶盖片；41、第一通孔；5、端子；6、密封圈；7、第一塑胶体；71、第二通孔；72、第一凸环；73、第二凸环；8、第二塑胶体；9、壳体。
具体实施方式
35.为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案作进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅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，本领域技术人员在没有作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。
36.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，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。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。
38.目前，方形电池通常采用芯包的极耳直接连接在极柱的底板实现电连接，因此缺少了熔断结构的设计。当电芯发生短路时，相对薄弱的芯包极耳成为温度升高的主要区域，而极耳在高温的情况下有可能会造成正极材料的分解，从而造成电池爆炸的风险。为解决上述技术问题，本实用新型公开一种设置有熔断结构的极柱。
39.如图1和图2所示，本实用新型的极柱包括主体1和与主体1连接的连接板2，连接板2用于连接极耳，主体1上凸出设置有延伸部3，延伸部3远离主体1的一端与连接板2连接，延伸部3上设置有熔断结构31。本实用新型的连接板2用于电连接主体1和电芯的极耳，而在主体1的一端设置有延伸部3，以通过延伸部3与连接板2，以使用该极柱结构的电池形成从电芯极耳到连接板2，从连接板2到延伸部3，再从延伸部3到主体1的电流回路。通过在延伸部3上设置有熔断结构31，该熔断结构并不在主体上设置，保证了主体的强度。当电流回路的电流过大时，熔断结构31可以优先发生熔断，以使该极柱具备电流过载防护功能，并切断电路对整个电池进行防护。
40.需要说明是，该极柱不限应用于方形电池，可应用于任一形状的电池结构。
41.优选地，主体1和延伸部3一体成型，一体成型的结构强度较高，导电性好。
42.本实施例中，主体1具有相对设置的第一端11和第二端12，延伸部3的一端与第一端11连接，另一端朝向远离第二端12的方向延伸。延伸部3设置在主体1的端部，以使该整个极柱结构更加紧凑。在其他实施例中，延伸部3从主体1的非端部凸出设置。
43.具体地，延伸部3环绕设置在主体1的周部，以使主体1的第一端11能均匀导电。
44.具体地，延伸部3与主体1的外侧壁呈夹角设置，且夹角为钝角，该设计能让延伸部3朝向远离主体1的中心倾斜，以使延伸部3远离第一端11的一端面积大于第一端11的端面面积，该设计使得延伸部3和连接板2具有较大的连接面积，从而提高延伸部3和连接板2之间的连接可靠性。在其他实施例中，延伸部3也可以与主体1的外侧壁平行设置；或者延伸部
3与主体1的外侧壁呈锐角设置，不以本实施例为限。
45.具体地，如图2所示，熔断结构31为开设在延伸部3上的熔断槽，熔断槽凹设在延伸部3其中一个侧壁上，以使熔断槽的槽底与延伸部3的另一个侧壁之间的间距较小，从而形成局部薄弱，而在薄弱区上电流的流通能力不如极耳或极柱的其他位置，当电流回路的电流过大时，电流会因无法全部一起流过薄弱区，而造成薄弱区的温度急剧升高，以对薄弱区进行熔断。
46.优选地，该熔断槽的截面呈v型，v型槽结构使得熔断结构31的最薄区域仅位于熔断槽的槽底的尖角位置，因此，当电流回路的电流过大时，熔断结构31能迅速发生熔断。当然，在其他实施例中，熔断槽也可以是u型或其它形状的槽体结构，不以本实施例为限。
47.一实施例中，如图6所示，延伸部3有至少两个，所有的延伸部3沿主体1的周部间隔设置，多个延伸部3共同连接连接板2和主体1，并且分别在每个延伸部3上均设置有熔断结构31，从而提高熔断结构31发生熔断的准确性。
48.当然，多个延伸部3可以理解为在环绕设置在主体1周部的延伸部3上开设缺口34，通过设置缺口34以使环状延伸部3形成多个间隔设置延伸部3。
49.本实施例中，如图2所示，连接板2上开设有安装孔21，安装孔21为盲孔，盲孔位于连接板2邻近主体1的一侧，延伸部3位于盲孔内，且延伸部3远离主体1的一端分别与盲孔的孔壁和盲孔的底部连接。安装孔21的孔壁可以对延伸部3进行限位，提高连接板2和延伸部3之间的组装效率。此外，盲孔的设置不仅仅为了作为限位使用，还能起到容纳异物的作用，盲孔的设置可以保证当熔断发生时，熔断异物不会掉落至电芯中，引起二次危害。盲孔的深度可以将极柱熔断结构31完全包裹，熔断发生伴随零部件的高速高频震动，熔断区熔断后发生高温金属异物脱落甚至飞溅，此时的盲孔实际上作为一个相对密闭的腔体，限制了飞溅的可能，使高温异物无法掉落芯包上，提高了电池安全性。
50.具体地，熔断槽环绕设置在延伸部3的周部，该设计能提高熔断结构31对电池的防护，避免电流过大时，电流在局部位置流经延伸部3，也就是从电流在延伸部3上没有设置熔断槽的位置流过而造成熔断功能失效。
51.可选地，延伸部3仅与盲孔的孔壁连接；或延伸部3仅与盲孔的底部连接。
52.具体地，如图2所示，延伸部3远离主体1的一端设置有第一连接部32，第一连接部朝向远离主体1的中心轴线延伸，第一连接部32与盲孔的孔壁和/或盲孔的底部连接。通过设置第一连接部32能增加延伸部3和连接板2的接触面积，从而进一步提高延伸部3和第连接板2之间的连接效果。在其他实施例中，如图4所示，延伸部3的端部也可以不设置第一连接部32，从而减少延伸部3的截面面积，进而减少整个极柱的体积
53.可选地，第一连接部32仅与盲孔的底部连接，或第一连接部32仅与盲孔的孔壁连接。
54.优选地，熔断槽设置在延伸部3的内侧壁上，该设计能对熔断结构31进行隐藏，不会直接裸露在延伸部3的外侧，结构美观。在使用时，灰尘不易堆积熔断结构31内，或，其他的导电物体不会填充在熔断结构31，以保证熔断结构31的熔断效果
55.具体地，如图2所示，连接板2远离主体1的一侧面对应第一连接部32的位置设置有焊接槽22，焊接槽22的槽底与第一连接部32焊接，连接板2和延伸部3通常采用激光焊接，因此在连接板2上设置焊接槽22能让连接板2形成局部减薄，以提高激光的穿透效果，从而提
高连接板2和延伸部3之间的焊接效果。本实施例中，焊接槽22的槽底与第一连接部32焊接。
56.优选地，焊接槽22为呈环状，且环状的焊接槽22与第一连接部32适配，该设计不仅能让整个第一连接部32均能与焊接槽22的槽底焊接，相比在连接板2上开设一整圆形凹槽加工更加简单，减薄的区域更少，因此强度更高。
57.可选地，焊接槽22呈弧形状，且焊接槽22的设置两个或者多个，所有的焊接槽22环形均布在连接板2上。
58.优选的，第一连接部32靠近连接板2的一侧面与连接板2平齐且贴合。
59.具体地，延伸部3与主体1连接的一端设置有用于安装密封圈6的台阶面33。密封圈6通常套设在主体1外，因此台阶面33对密封圈6的其中一个侧面进行支撑，能提高对密封圈6的限位效果，避免密封圈6发生松动而影响整个电池的密封性。
60.具体地，台阶面33和延伸部3的侧壁之间设置有第一倒角331，第一倒角331的设置可以有效防止密封圈6压迫时被压破的风险，同时密封圈6会填满第一倒角331，以消除第一倒角331周部的电气间隙。本实施例中，第一倒角331为倒斜角，在其他实施例中，第一倒角331可以为倒圆角。
61.具体地，如图2所示，台阶面33的尺寸为φ1，熔断结构31的尺寸为φ2，延伸部3远离第一端11的端面尺寸为φ3，φ1＞φ2＞φ3。该设计能让整个极柱合理的利用垂直空间，以使该极柱应用场景更加广泛。
62.另一实施例中，如图3所示，连接板2沿连接板2的厚度方向贯穿开设有安装孔21，至少部分延伸部3设置在安装孔21内，且延伸部3远离主体1的一端与安装孔21的孔壁连接，该安装孔21为通孔，通孔的孔壁能对延伸部3进行限位，提高极柱的安装效率。
63.具体地，安装孔21内设置有密封件(未在附图中表示)，密封件封堵安装孔21远离延伸部3的一端的开口，通设置密封件能防止熔断结构31发生熔断后的高温异物飞溅。
64.优选地，密封件为密封胶，且该密封胶为耐高温材料，就算熔断结构31熔断产生的高温异物掉落在密封胶上也不造成其熔化。当然，密封件还可以是其他由耐高温材料制成的结构，不以本实施例为限。
65.具体地，安装孔21的孔壁上设置有第二连接部211，第二连接部211朝向安装孔21的中心延伸，延伸部3远离主体1的一端设置有第一连接部32，第一连接部32朝向远离主体1的中心轴线延伸，第一连接部32和第二连接部211连接。通过设置第二连接部211，以使安装孔21内相对孔壁具有外凸的焊接面，以提高延伸部3和连接板2的连接稳定性。
66.优选地，如图3所示，第二连接部211设置在安装孔21远离主体1的一端，以使第二连接部211作为第一连接部32的支撑部。
67.可选地，第二连接部211位于安装孔21邻近主体1的一端，或位于安装孔21的非端部的位置。
68.又一实施例中，如图5所示，延伸部3邻近第一端11的位置进行加强处理，也就是延伸部3邻近第一端11的截面尺寸大于延伸部3远离第一端11的尺寸，该结构增大了此处电流的流通能力，能进一步保证电流回路的电流过大时瞬间熔断熔断结构31，通过该设计提高了延伸部3和主体1连接位置的强度。
69.在一些实施例中，熔断结构31的熔点低于延伸部3的熔断点，因此，当电流回路的电流过大时，回路各个位置的温度都会升高，熔断结构31的熔点较低会优先发生熔断，并切
断电路对整个电池进行防护。可以理解的是，熔断结构31的材料与延伸部3材料不同，熔断结构31的材料熔点相比延伸部3的材料的熔点更低。
70.本实用新型还公开一种顶盖组件，如图7和图8所示，其包括顶盖片4、和任一实施的极柱，顶盖片4设置有第一通孔41，极柱的连接板2位于顶盖片4的一侧面，极柱的主体1贯穿第一通孔41凸出与顶盖片4的另一侧，通过使用该极柱，当电流回路的电流过大时，极柱的延伸部3上设置熔断结构31优先发生熔断，以切断顶盖组件的电流回路，从而提高该顶盖组件的安全性。
71.具体地，顶盖组件包括端子5，端子5设置在顶盖片4远离连接板2的一端，且与主体1连接，端子5用于与负载设备连接，以实现应用该顶盖组件的电池对负载设备的供电。
72.具体地，主体1上设置有限位槽13，端子5的对应主体1设置有第三通孔，主体1的端部嵌入第三通孔内，且第三通孔的孔壁卡在限位槽13内。
73.具体地，顶盖组件还包括密封圈6，密封圈6套设在主体1外，且密封圈6的其中一个侧面设置台阶面33上，台阶面33能对密封圈6进行支撑，有利于密封圈6在极柱上的安装，提高密封圈6的密封性。
74.具体地，密封圈6为t型结构，即密封圈6具有外径较大的第一密封部以及外径较小的第二密封部，外径较小的第一密封部插设在第一通孔41内，而外径较大的第二密封部抵接在台阶面33上。
75.在又一实施例中，密封圈6的内侧壁为倾斜面，倾斜面与延伸部3的加强面贴合，从而提高密封圈6的密封性能。
76.本实施例中，如图7和图8所示，顶盖组件还包括第一塑胶体7，第一塑胶体7设置在顶盖片4和连接板2之间，第一塑胶体7设置有第二通孔71，主体1插设在第二通孔71内，第一塑胶体7沿第二通孔71的孔壁朝向连接板2延伸形成由第一凸环72，第一凸环72插设在连接板2的安装孔21内，用于将延伸部3压紧在安装孔21内，以实现第一凸环72对连接板2的限位，即使连接板2由于重力或惯性脱离第一凸环72的限位，连接板2也无法朝向延伸部3移动，因此也就不会造成二次接触，防止熔断结构31发生熔断后连接板2发生移动而造成熔断处二次接触。
77.优选地，第一凸环72的外侧壁与安装孔21的孔壁抵紧，以实现第一凸环72对连接板2的限位。
78.优选地，第一凸环72远离第一塑胶体7的一端分别与第一连接部32和延伸部3的外侧壁抵接。
79.具体地，如图7所示，第一塑胶体7背离第一凸环72的一端面沿第二通孔71的孔壁朝向顶盖片4延伸形成由第二凸环73，第二凸环73插设在第一通孔41内，并且位于主体1和顶盖片4之间，以起到隔离顶盖片4和极柱的作用。
80.本实施例中，如图7所示，顶盖组件还包括第二塑胶体8，第二塑胶体8设置在顶盖片4和端子5之间，以起到隔离顶盖片4和端子5的作用。
81.本实用新型还公开一种电池，如图9所示，其包括壳体9、电芯和上述任一实施例的顶盖组件，电芯设置在壳体9内，而顶盖组件设置在壳体9的开口处。该顶盖组件的极柱设置熔断结构31，当电流过大时，熔断结构31能优选发生熔断，以切断电流回路对该电池进行保护，以使该电池具有较高安全性。
82.于本文的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。
83.在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”等的描述意指结合该实施例的具体特征、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。
84.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
85.以上结合具体实施例描述了本实用新型的技术原理。这些描述只是为了解释本实用新型的原理，而不能以任何方式解释为对本实用新型保护范围的限制。基于此处的解释，本领域的技术人员不需要付出创造性的劳动即可联想到本实用新型的其它具体实施方式，这些方式都将落入本实用新型的保护范围之内。