一种锂离子电池盖板及锂离子电池的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种锂离子电池盖板及锂离子电池。


背景技术：

2.目前，纽扣式锂离子电池的外壳常常采用盖板与壳体组合的铆接结构，或者盖板与壳体组合的焊接结构来完成锂离子电池的封装，其中，铆接结构包括传统的铆接结构、层叠胶接结构等。传统的铆接结构通常由密封圈来进行密封，由于密封圈需要保证一定的压缩比，铆接零件的结构强度要求相对较高，可靠的密封性和较小的铆接高度难以同时兼顾。
3.因此，亟需一种锂离子电池盖板及锂离子电池来解决上述问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种锂离子电池盖板及锂离子电池，其密封效果良好，密封的可靠性较高，且铆接高度较小，有利于提高锂离子电池的能量密度。
5.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
6.一方面，本实用新型提供一种锂离子电池盖板，该锂离子电池盖板包括：
7.盖板本体，所述盖板本体包括外圈和环形凸台，所述外圈的中心设有安装孔，所述安装孔的边缘向下延伸形成所述环形凸台，所述环形凸台的末端向所述盖板本体的中心轴倾斜；
8.密封圈，所述密封圈包括互相连接的轴向密封部和径向密封部，所述轴向密封部的下端面与所述外圈的上端面连接，所述径向密封部设置在所述安装孔内，所述径向密封部的长度大于所述环形凸台的长度；
9.铆钉，所述铆钉包括互相连接的压接部和固定部，所述压接部的下端面与所述轴向密封部的上端面抵接，所述固定部设置在所述安装孔内，铆接后，所述固定部上对应所述环形凸台的侧壁的位置形成第一凸起，所述径向密封部形成第一折弯区，所述第一凸起将所述第一折弯区压紧在所述环形凸台的侧壁上，所述固定部的末端形成第二凸起，所述径向密封部上对应所述第二凸起的位置形成第二折弯区，所述环形凸台的末端将所述第二折弯区压紧在所述第二凸起上。
10.可选地，所述外圈与所述环形凸台的连接处设有折弯凸起，铆接后，所述轴向密封部上对应所述折弯凸起的位置形成第三折弯区，所述压接部将所述第三折弯区压紧在所述折弯凸起上。
11.可选地，所述压接部与所述轴向密封部之间，以及所述轴向密封部与所述盖板本体之间均设有密封胶。
12.可选地，所述密封胶为聚丙烯、丙烯酸酯、丁晴橡胶、环氧树脂、酚醛树脂中的一种。
13.可选地，所述密封圈的压缩比例在30％～80％的范围内。
14.可选地，所述锂离子电池盖板的高度为0.2mm～1.0mm。
15.可选地，所述铆钉与所述密封圈之间，以及所述密封圈与所述盖板本体之间为过盈配合。
16.可选地，铆接的方式选用压铆或旋铆，以使所述铆钉的所述固定部和所述密封圈的所述径向密封部产生挤压变形。
17.另一方面，本实用新型提供一种锂离子电池，包括壳体、卷芯以及上述任一方案中的锂离子电池盖板，所述卷芯设置在所述壳体内，所述锂离子电池盖板与所述壳体连接。
18.可选地，所述卷芯上对应所述环形凸台的位置向下凹陷，形成喇叭口状的避让部。
19.本实用新型的有益效果为：
20.本实用新型提供一种锂离子电池盖板，该锂离子电池盖板包括盖板本体、密封圈和铆钉，盖板本体包括外圈和环形凸台，密封圈设置在盖板本体和铆钉之间，由于环形凸台的设置使得铆钉与盖板本体铆接后，铆钉发生径向形变，对密封圈施加了压力，密封圈被挤压变形，形成第一折弯区和第二折弯区，增加了密封路径，提高了密封的可靠性，同时由于第一折弯区和第二折弯区的形成，在保证足够的密封性能下，能够减小盖板本体的总体高度，节省了空间，有利于能量密度的提高。
21.本实用新型还提供一种锂离子电池，包括上述的锂离子电池盖板，由于盖板本体的总体高度较小，有利于减小锂离子电池的整体尺寸，提高锂离子电池的能量密度。
附图说明
22.图1是本实用新型实施例一中提供的锂离子电池盖板的结构示意图；
23.图2是图1中a处的局部放大图；
24.图3是本实用新型实施例一中提供的锂离子电池的结构示意图；
25.图4是本实用新型实施例二中提供的锂离子电池盖板的结构示意图；
26.图5是图4中b处的局部放大图；
27.图6是本实用新型实施例二中提供的锂离子电池的结构示意图。
28.图中：
29.100、盖板本体；110、外圈；120、环形凸台；130、折弯凸起；200、密封圈；210、轴向密封部；211、第三折弯区；220、径向密封部；221、第一折弯区；222、第二折弯区；300、铆钉；310、压接部；320、固定部；321、第一凸起；322、第二凸起；400、壳体；500、卷芯；600、第一集流体；700、第二集流体。
具体实施方式
30.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
31.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。
32.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。
33.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
34.实施例一
35.目前，现有技术中的锂离子电池盖板的总体高度一般大于1mm，从而保证铆接的强度足够，同时密封的可靠性高，当锂离子电池盖板的总体高度下降到1mm以下时，密封圈的密封路径减小，密封的可靠性较低，电池容易发生漏液的情况，安全性较差，并且铆接的区域也同样会减小，铆钉与锂离子电池盖板的连接强度降低，也会造成密封性能的下降。
36.为了解决上述问题，本实施例提供了一种锂离子电池盖板，如图1和图2所示，该锂离子电池盖板包括盖板本体100、密封圈200和铆钉300，盖板本体100包括外圈110和环形凸台120，外圈110的中心设有安装孔，安装孔的边缘向下延伸形成环形凸台120，环形凸台120的末端向盖板本体100的中心轴倾斜，密封圈200设置在盖板本体100和铆钉300之间，密封圈200包括互相连接的轴向密封部210和径向密封部220，铆钉300包括压接部310和固定部320，固定部320和径向密封部220设置在安装孔内，且轴向密封部210的下端面与外圈110的上端面连接，径向密封部220压接部310的下端面与轴向密封部210的上端面连接，轴向密封部210沿盖板本体100的轴向方向密封铆钉300的压接部310和盖板本体100的外圈110，径向密封部220沿盖板本体100的径向方向密封铆钉300的固定部320和盖板本体100的环形凸台120。
37.具体地，盖板本体100与铆钉300铆接后，铆钉300的固定部320发生径向形变，固定部320上对应环形凸台120的侧壁的位置形成第一凸起321，第一凸起321对密封圈200的径向密封部220进行挤压，密封圈200的径向密封部220形成第一折弯区221，第一凸起321能够将第一折弯区221压紧在环形凸台120的侧壁上，形成第一处弹性压缩密封结构；固定部320的末端同样发生径向形变，形成第二凸起322，相应地，在径向密封部220上对应第二凸起322的位置形成第二折弯区222，由于径向密封部220的长度大于环形凸台120的长度，因此，在密封圈200的径向密封部220发生变形后，能够包裹住环形凸台120的末端，环形凸台120的末端将第二折弯区222压紧在第二凸起322上，从而形成第二处弹性压缩密封结构。由于第一折弯区221和第二折弯区222的形成，保证了盖板本体100与铆钉300之间具有足够的密封路径，提高了密封的可靠性，同时由于铆钉300和密封圈200均是发生径向变形来增加密封路径，因此在保证足够的密封性能下，能够减小盖板本体100的总体高度，节省了盖板本体100高度方向上的压缩密封空间，有利于能量密度的提高。进而本实施例中的锂离子电池盖板的高度为0.2mm～1.0mm时，即可满足密封强度和连接强度的需要，大大减小了锂离子电池的整体尺寸，节省了空间，有利于锂离子电池能量密度提升。
38.作为一种可选地方案，铆钉300可以选用金属材料制成，例如，可以采用铝、铝合金、不锈钢等铁基合金，以及镍合金等，此处不再一一赘述。优选地，本实施例中的铆钉300采用铝合金制成。在一些实施例中，为了提高铆钉300表面的耐腐蚀性和粘结强度，铆钉300的表面可以进行氧化、电镀或喷砂处理。铆钉300的加工方式可以选用机加工、冲压、铸造、粉末冶金等。
39.盖板本体100同样选用金属材料制成，例如，可以采用铝、铝合金、不锈钢等铁基合金，以及镍合金等，此处不再一一赘述。优选地，本实施例中的盖板本体100采用不锈钢等铁基合金制成。在一些实施例中，为了提高盖板本体100表面的耐腐蚀性和粘结强度，盖板本体100的表面可以进行氧化、电镀或喷砂处理。盖板本体100的加工方式可以选用机加工、冲压、铸造、粉末冶金等。
40.密封圈200可以选用聚丙烯(pp)、聚对苯二甲酸丁二醇酯(pbt)、可溶性聚四氟乙烯(pfa)、橡胶以及硅橡胶等，本实施例对此不作限定。密封圈200的压缩比例控制在30％～80％的范围内，以保证具有较好的弹性压缩性能，提高密封效果。密封圈200的加工方式可以为注塑、喷涂、丝印、模切、热压等加工方式，此处不再一一赘述。
41.另外，密封圈200通过选用不同的材质以及铆接密封结构的强度，铆钉300、密封圈200和盖板本体100还可以形成锂离子电池的泄压装置，避免了锂离子电池发生爆炸。当锂离子电池内部的气压过大，直至超过密封强度时，铆钉300被推开形成泄压；当锂离子电池的温度超过压缩密封的稳定温度时，铆钉300被推开形成泄压。
42.作为一种可选地方案，本实施例中环形凸台120向盖板本体100的中心轴倾斜的角度可以根据实际情况进行调节，从而调整铆接的结构强度，进而控制盖板本体100的泄压压力，以确保电池的安全性。
43.更为优选地，本实施例将铆钉300与锂离子电池的第一集流体600焊接连接，避免了铆钉300直接飞出，保护了使用人员的安全。
44.为了进一步提高密封的可靠性，压接部310与轴向密封部210之间，以及轴向密封部210与盖板本体100之间均设有密封胶。通过结合两种密封方式对铆钉300和盖板本体100进行密封，进一步提高了密封的可靠性，保证密封效果良好。当然，本实施例中压接部310和外圈110上可以设置多个密封点进行涂胶，以进一步提高密封的可靠性，多重密封区域的设置能够提高密封的可靠性和耐受性。
45.作为一种优选地方案，密封胶可以选用粘性较大且不完全固化类型的胶黏剂。例如，可以选用聚丙烯、丙烯酸酯、丁晴橡胶、环氧树脂、酚醛树脂等胶粘剂中的一种。当然，在其他实施例中，也可以选用其他胶黏剂，本实施例对此不作限定。
46.本实施例中，盖板本体100与铆钉300的铆接方式可以选用压铆或旋铆，铆接时，依次将铆钉300、密封圈200、外圈110层叠组装到一起，并对其进行预压紧，铆钉300的固定部320的外径与密封圈200的径向密封部220的内圈之间，以及密封圈200的径向密封部220的外圈110与盖板本体100的环形凸台120的最小内径之间均为过盈配合，然后通过压铆或旋铆使铆钉300的固定部320和密封圈200的径向密封部220产生挤压变形，进而形成盖板本体100与铆钉300之间的弹性密封结构。
47.本实施例还提供一种锂离子电池，如图3所示，该锂离子电池包括壳体400、卷芯500以及上述的锂离子电池盖板，卷芯500设置在壳体400内，并通过第一集流体600与铆钉
300连接，通过第二集流体700与壳体400连接，锂离子电池盖板与壳体400焊接连接，形成了锂离子电池的外部支撑结构和密封结构。由于盖板本体100的总体高度较小，有利于减小锂离子电池的整体尺寸，锂离子电池的能量密度较高。
48.进一步地，卷芯500上对应环形凸台120的位置向下凹陷，形成了喇叭口状的避让部，当锂离子电池盖板与壳体400配合连接时，喇叭口状的避让部有设置，有利于盖板本体100上的环形凸台120的压入，起到了仿形的效果，能够与成型后的铆钉300的第二凸起322形成更加可靠的卡紧，同时减少了盖板本体100高度方向上密封所需的空间，进一步提高了锂离子电池内部的空间利用率，并且避免了环形凸台120对卷芯500发生挤压造成的卷芯500的不良损坏。
49.实施例二
50.本实施例还提供一种锂离子电池盖板，参见图4和图5，其与实施例一中的锂离子电池盖板的区别在于：本实施例中盖板本体100的外圈110与环形凸台120的连接处设有折弯凸起130，在铆钉300与盖板本体100铆接后，铆钉300的压接部310会对密封圈200的轴向密封部210施加向下的压力，使得轴向密封部210上对应折弯凸起130的位置发生变形，形成第三折弯区211，折弯凸起130和压接部310向相反的方向挤压第三折弯区211，从而在第三折弯区211形成第三处弹性压缩密封结构，进一步提高了密封的可靠性，密封效果良好。
51.本实施例还提供一种锂离子电池，如图6所示，该锂离子电池包括壳体400、卷芯500以及上述的锂离子电池盖板，卷芯500设置在壳体400内，卷芯500的正极通过第一集流体600与铆钉300连接，卷芯500的负极通过第二集流体700与壳体400连接，锂离子电池盖板与壳体400焊接连接，形成了锂离子电池的外部支撑结构和密封结构。由于盖板本体100的总体高度较小，有利于减小锂离子电池的整体尺寸，锂离子电池的能量密度较高。
52.本实施例中的其余结构与实施例一中的方案相同，此处不再赘述。
53.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。