电池盖板组件、电池及车辆的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池盖板组件、电池及车辆。


背景技术：

2.动力电池可以作为新能源汽车的动力源，动力电池包括壳体、电芯和盖板，电芯设于壳体内，盖板盖设在壳体的开口端。目前，市场上量产的动力电池盖板大多为铆接极柱盖板，极柱和铆接铝块的铆接配合夹持固定在盖板上，通过极柱底部对密封圈的压缩进而实现密封，然后利用塑胶件实现绝缘。现有趋势表明，越来越多的客户对电芯的过流需求变得越来越严苛，这意味着，电芯在使用的过程中，极柱的温升随之变得越来越大，传统铆接结构密封圈与极柱直接接触，且密封圈位于电芯内部，即密封圈将长期处于一个高温、且带有电解液的环境，这样的环境会加速密封圈的老化，影响密封圈的寿命，一旦密封圈提前失效，将会造成电芯的漏液起火，甚至爆炸。
3.作为现有技术，例举中国专利申请cn202123345924.x，该专利公开了一种盖板组件，盖板组件包括盖板、极柱、密封圈和上塑胶，其中，极柱安装在盖板上，密封圈套设在极柱四周并位于盖板的外部。该盖板组件在组装时，由于密封圈尺寸较小且密封圈为软质材质，不便于工作人员捏放组装，影响盖板组件的组装效率，增加时间成本。
4.因此，亟待需要一种电池盖板组件以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的第一个目的在于提供电池盖板组件，能够便于组装密封圈，提高盖板组装效率，降低时间成本。
6.本实用新型的第二个目的在于提供动力电池，通过应用上述电池盖板组件，动力电池使用寿命长，稳定性好。
7.本实用新型的第三个目的在于提供车辆，通过应用上述动力电池，动力源供给稳定性好，提高用户体验感。
8.为实现上述目的，提供以下技术方案：
9.第一方面，提供了一种电池盖板组件，包括：
10.盖板，所述盖板上设有通孔；
11.铆接圈，所述铆接圈的截面呈阶梯状；所述铆接圈的一端伸入所述通孔，另一端位于所述盖板的内表面一侧；
12.密封圈，所述密封圈套设于所述铆接圈的一端，且所述密封圈位于所述铆接圈的另一端和所述盖板的内表面之间。
13.作为所述电池盖板组件的可选方案，所述电池盖板组件还包括极柱，所述极柱包括铝基体和铜基体，所述铝基体至少部分位于所述盖板的外表面一侧，所述铜基体位于所述盖板的内表面一侧。
14.作为所述电池盖板组件的可选方案，所述铝基体的截面呈阶梯状，所述铝基体的
一部分位于所述盖板的外表面一侧，另一部分穿过所述通孔，所述铝基体上设有容纳槽用于容纳所述铜基体。
15.作为所述电池盖板组件的可选方案，所述铜基体的截面呈阶梯状，所述铜基体的外侧壁与所述容纳槽的内侧壁接触。
16.作为所述电池盖板组件的可选方案，所述铆接圈上设有贯穿其厚度方向的安装孔，所述安装孔的截面形状为阶梯状，所述安装孔的内侧壁与所述铝基体外侧壁接触。
17.作为所述电池盖板组件的可选方案，所述铆接圈包括相互连接的第一限位部、连接部和第二限位部，所述第一限位部和所述第二限位部分别连接于所述连接部的两侧。
18.作为所述电池盖板组件的可选方案，所述密封圈套设在所述连接部外。
19.作为所述电池盖板组件的可选方案，还包括外绝缘件，所述外绝缘件套设于所述极柱外，所述外绝缘件至少部分位于所述盖板的外表面一侧。
20.作为所述电池盖板组件的可选方案，还包括内绝缘件，所述内绝缘件位于所述盖板的内表面一侧，所述内绝缘件围设于所述密封圈外。
21.第二方面，提供了一种动力电池，包括如上任一方案所述的电池盖板组件。
22.第三方面，提供了一种车辆，包括如上任一方案所述的动力电池。
23.与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
24.本实用新型提供的电池盖板组件，包括盖板、铆接圈、密封钉和极柱，盖板上设有通孔；铆接圈的截面呈阶梯状；铆接圈的一端伸入通孔，铆接圈的另一端位于盖板的内表面一侧；密封圈位于铆接圈的另一端和盖板的内表面之间，盖板组件在组装时，可将密封圈套设在铆接圈的一端，工作人员可直接捏拿铆接圈进行组装即可，一次性完成密封圈和铆接圈的组装，提高盖板组装效率，降低时间成本。
25.本实用新型提供的动力电池，通过应用上述电池盖板组件，动力电池使用寿命长，稳定性好。
26.本实用新型提供的车辆，通过应用上述动力电池，动力供给稳定性好，提高用户体验感。
附图说明
27.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对本实用新型实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据本实用新型实施例的内容和这些附图获得其他的附图。
28.图1为本实用新型提供的电池盖板组件的分解示意图；
29.图2为本实用新型提供的电池盖板组件的剖视示意图；
30.图3为本实用新型提供的铆接圈的结构示意图；
31.图4为本实用新型提供的第一种负极极柱装配铆接前的剖视示意图；
32.图5为本实用新型提供的第二种负极极柱铆接前的剖视示意图；
33.图6为本实用新型提供的外绝缘件的结构示意图。
34.附图标记：
35.10、盖板；101、通孔；102、凹部；103、防爆阀开孔；20、极柱；30、铆接圈；300、安装
孔；301、第一限位部；302、连接部；303、第二限位部；40、密封圈；50、外绝缘件；501、第一外绝缘部；502、第二外绝缘部；503、第三外绝缘部；60、内绝缘件；70、防爆片；
36.1、铝基体；11、第一铝部；12、第二铝部；121、容纳槽；
37.2、铜基体；21-第一铜部；22-第二铜部。
具体实施方式
38.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，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
39.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。
40.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。
41.在本实用新型的描述中，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。
42.图1示出了本实用新型提供的电池盖板组件的分解示意图。如图1所示，该盖板组件包括盖板10、极柱20、铆接圈30、密封圈40、外绝缘件50、内绝缘件60和防爆片70。极柱20包括负极极柱和正极极柱，盖板10上设有供极柱20穿过的通孔101，极柱20配合密封圈40、外绝缘件50、铆接圈30安装于盖板10上。图1中，内绝缘件60为长条型，一个内绝缘件60同时用作负极极柱和正极极柱的内部绝缘，当然，在其他实施例中，还可以设置两个内绝缘件60，两个内绝缘件60分别与正极极柱和负极极柱配合使用。继续参见图1，盖板10的外表面上设有凹部102，凹部围绕通孔101设置，凹部102用于容置外绝缘件50，实现外绝缘件50的限位装配，还可以减小负极极柱的顶面距盖板10表面之间的距离，可缩小整个电池盖板组件的厚度，对整个动力电池来说，有利于提高动力电池能量密度。继续参见图1，盖板10上开设有防爆阀开孔103，防爆阀开孔103设于两个通孔101之间，用于安装防爆片70。示例性地，防爆阀开孔103为长圆孔。当然，在其他实施例中，防爆阀开孔103还可以是圆孔或其他形状，在此不再一一举例说明。同理，内绝缘件60上开设有与盖板10上的防爆阀开孔103相对应的通孔，该通孔的形状及尺寸与盖板10上的防爆阀开孔103相同。
43.图1中极柱20为长方形柱状结构，与极柱20配合的外绝缘件50、密封圈40、铆接圈30均为长方形结构，盖板10上的通孔101也为长方形，内绝缘件60上的通孔也为长方形。当然，在其他实施例中，极柱20还可以是方柱状结构，或圆柱状结构，与此同时，与极柱20配合
的其他部件进行相应改变即可，在此不再赘述。示例性地，铆接圈30由钢材制成，可保证铆接圈30的结构强度。
44.图2示出了本实用新型提供的电池盖板组件中负极极柱处的剖视示意图。铆接圈30的截面呈阶梯状，铆接圈30的小头端伸入通孔，铆接圈30的大头端位于盖板10的内表面一侧。该电池盖板组件的装配过程如下：将密封圈40套设在铆接圈30的小头端上，由于铆接圈30为硬质材料，便于工作人员拿捏安装，工作人员可一次性完成密封圈40和铆接圈30的组装，提高盖板组装效率，降低时间成本。将内绝缘件60安装在盖板10的内表面一侧；将铆接圈30的第一端伸入通孔101，然后铆接圈30的第二端抵接于密封圈40及内绝缘件60上；将负极极柱穿插过盖板10的负极通孔，之后将负极极柱位于盖板10内表面一侧的一端铆接于铆接圈30上。此外，正极极柱的装配方法与负极极柱的装配方法相似，在此不再赘述。此外，该盖板组件使用铆接圈30替换铆接铝块，电流直接通过极柱20传递给汇流排，使得电流传递路径上的电阻变小，减小极柱20升温，延缓密封圈40的老化；利用铆接圈30替换铆接铝块，还能够提高极柱20的强度及可靠性；利用铆接圈30压缩密封圈40，防止转接片与极柱20焊接时，温度过高烫伤密封圈40。
45.图3示出了本实用新型提供的铆接圈30的结构示意图。如图3结合图2所示，铆接圈30上设有贯穿其厚度的安装孔300，安装孔300的截面形状为阶梯状，安装孔300的内侧壁与极柱20的外壁接触。铆接圈30包括第一限位部301、连接部302和第二限位部303，第一限位部301和第二限位部303分别连接于连接部302的两侧，第一限位部301的内侧壁、连接部302的内侧壁和第二限位部303的内侧壁形成安装孔300的内侧壁。示例性地，铆接圈30可以为铆接钢圈，第一限位部301和第二限位部303平行间隔设置并分别连接于连接部302的两侧。第一限位部301位于通孔101内，第二限位部303位于通孔101外，且第二限位部303与盖板10的内表面抵接，具体地，第二限位部303与盖板10之间设有内绝缘件60。
46.图4示出了本实用新型提供的第一种负极极柱的铆接前的剖视图。如图4所示，极柱20为负极极柱时，极柱20包括铝基体1和铜基体2，铜基体2固定连接于铝基体1上，铝基体1至少部分位于盖板10的外表面一侧，铜基体2位于盖板10的内表面一侧。铝基体1用于与汇流排电连接，铜基体2用于与电芯极耳或转接片电连接。铜铝复合极柱20既便于负极极柱的功能实现，又可便于负极极柱的铆接固定。
47.可选地，铝基体1的截面为阶梯状，铝基体1包括大头端的第一铝部11和小头端的第二铝部12，第一铝部11位于盖板10的外表面一侧，第二铝部12远离第一铝部11的一端设有容纳槽121；铜基体2的端面与容纳槽121的底面连接形成复合连接面，铜基体2的厚度小于容纳槽121的深度。简而言之，铝基体1的第二铝部12超出铜基体2的部分用于铆接填料，在负极极柱进行铆接的时候，铝基体1的第二铝部12高出铜基体2部分的材料一部分用于填充负极极柱内部的间隙，将铜铝摩擦焊的结合面进行密封，防止此界面遭到电解液的腐蚀；另一部分用于填充第二铝部12与铆接圈30之间的间隙，将极柱20进行固定，同时保证密封圈40的压缩。
48.示例性地，铜基体2为柱状结构，可以为圆柱状，也可以为方柱状。当铜基体2为圆柱状时，容纳槽121为圆形凹槽，铜基体2的直径小于容纳槽121的直径。第一铝部11靠近第二铝部12的表面上设有凸台，该凸台可用于铆接圈30的端面配合。示例性地，铝基体1为阶梯长方柱状结构，此时，第一铝部11的边长大于第二铝部12的边长。在其他实施例中，铝基
体1还可以为阶梯圆柱状结构，第一铝部11的直径大于第二铝部12的直径。在本实施例中，正极极柱可选用铝柱，其结构可采用普通常用铝柱结构，也可以采用上述铝基体1的结构。
49.参见图4，铜基体2的外壁与容纳槽121的内壁之间设有间隔。第二铝部12进行铆接，铆接力对负极极柱的影响较小，且第二铝部12铆接变形后能够填充第二铝部12内壁与铜基体2外壁之间的间隔(参见图2)，从而遮挡铜铝复合连接面，一方面能够避免电芯电解液腐蚀铜铝复合连接面，延长负极极柱的使用寿命；另一方面能够增强铜基体2与铝基体1的连接强度，避免转接片或极耳的拉扯力致使负极极柱在铜铝复合连接面处断裂失效。此外，第二铝部12铆接变形后还可以对铜基体2进行固定，同时保证负极密封圈的压缩，避免电解液泄露，提高盖板10的密封性。该负极极柱将铜基体2固定于铝基体1的第二铝部12的容纳槽121内，利用铝基体1的第一铝部11与盖板10的一侧限位配合，利用铝基体1的第二铝部12超出铜基体2的部分与盖板10铆接固定，能够减小装配铆接过程中，对其自身电阻及铜铝复合面的影响，降低失效风险，延长使用寿命。
50.图5示出了本实用新型提供的第二种负极极柱的铆接前的剖视图。如图5所示，铜基体2还可以为阶梯柱状结构，铜基体2包括大头端的第一铜部21和小头端的第二铜部22，第一铜部21远离第二铜部22的端面与容纳槽121的槽底面连接形成复合连接面。此外，第一铝部11靠近第二铝部12的表面上设有凸台，该凸台可用于负极铆接圈的端面配合。当铝基体1和铜基体2均为阶梯圆柱状时，第一铝部11的直径大于第二铝部12的直径，第一铜部21的直径大于第二铜部22的直径。当铝基体1和铜基体2均为阶梯方柱状时，第一铝部11的边长大于第二铝部12的边长，第一铜部21的边长大于第二铜部22的边长。
51.相比铜基体2为柱状结构的负极极柱，该负极极柱通过将铜基体2设为呈阶梯设置的第一铜部21和第二铜部22，使得第二铝部12铆接变形后与铜基体2形成的连接面也为台阶形，一方面增大电解液渗透入第一铜部21和容纳槽121的槽底面的铜铝复合连接面的困难程度，避免铜铝复合连接面因电解液腐蚀而失效，延长负极极柱的使用寿命，保证动力电池的稳定性；另一方面铝基体1的第二铝部12铆接变形后覆盖第一铜部21凸出的部分，能够提高铜基体2和铝基体1的结合强度。将负极极柱的铜基体2设计为台阶圆柱，铆接前状态为小径的第二铜部22的外壁与铝基体1的第二铝部12的内壁之间有一定的间隙，可以用过第二铝部12的铆接进行填充及密封，通过第二铝部12铆接后对铜基体2的大径第一铜部21进行包覆，提升了铜铝基体1结合面耐连接片拉力疲劳及扭力疲劳的能力，如当铜基体2受到向下拉力时，此铆接区域可以为焊接界面分担一部分受力；同时此区域的包覆保证铜铝摩擦焊的复合接触面不接触电解液；即使铜铝焊接复合连接面存在铆接密封失效，此结构也会增大电解液对其界面侵蚀的路径，尽可能延长此界面的使用寿命。
52.进一步地，第二铝部12的铆接面与铜基体2的端面平齐，便于铜基体2与电芯的极耳或转接片电连接。
53.需要说明的是，铜基体2的端面与容纳槽121的槽底面通过摩擦焊焊接形成复合连接面。当然在其他实施例中，铜基体2的端面还可以采用其他方式与容纳槽121的槽底面进行连接，在此不再限制。
54.图6示出了本实用新型提供的外绝缘件50的结构示意图。如图6结合图3所示，外绝缘件50包括第一外绝缘部501、第二外绝缘部502和第三外绝缘部503，第一外绝缘部501位于第一铝部11和盖板10的外表面之间，第二外绝缘部502围绕第一外绝缘部501设置并包覆
于第一铝部11的周侧，第三外绝缘部503连接于第一外绝缘部501的内圈，第三外绝缘部503位于盖板10通孔101与铆接圈30的外壁之间，外绝缘件50用于极柱20与盖板10外表面之间的绝缘连接。负极外绝缘件和正极外绝缘件均采用上述结构，在此不再赘述。
55.外绝缘件50的第三绝缘部503穿过通孔101向盖板10内侧延伸，直到接触铆接圈30的表面，第三绝缘部503一方面起到对外绝缘件50自身定位的作用，还可以完全包裹住极柱20，起到极柱20与盖板10之间绝缘的作用，第三绝缘部503的直径需要小于等于密封圈40的内径尺寸，一方面防止装配干涉，另一方面与压缩后的密封圈40共同起到密封的作用。
56.本实施例还提供了一种电池，包括壳体、电芯和电池盖板组件，电芯设于壳体内，盖板组件盖设于壳体的开口端。其中，电池盖板组件可以选用上述的盖板组件，通过应用上述盖板组件，该动力电池性能稳定，使用寿命长。
57.本实施例还提供了一种车辆，包括车体和动力电池，动力电池作为车体的动力源，配合车体的底盘系统能够驱动车体行驶。其中，动力电池可选用如上所述的电池，通过应用上述电池，该车辆动力供给稳定，用户体验好。
58.注意，在本说明书的描述中，参考术语“有些实施例”、“其他实施例”等的描述意指接合该实施例或示例描述的具体特征、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或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式接合。
59.上述仅为本实用新型的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本实用新型不限于这里所述的特定实施例，对本领域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。因此，虽然通过以上实施例对本实用新型进行了较为详细的说明，但是本实用新型不仅仅限于以上实施例，在不脱离本实用新型构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本实用新型的范围由所附的权利要求范围决定。