二次电池顶盖及其组装工艺的制作方法

本发明涉及二次电池，特别是涉及一种二次电池顶盖及其组装工艺。

背景技术：

1、在新能源汽车、电动车、电力存储系统等领域中，二次电池作为一种能源存储装置，被广泛应用于各种移动设备中。二次电池包括若干电池单体、将所述电池单体并联在一起的汇流组件及电连接所述汇流组件并将电能传输至用电设备的极柱。为保持二次电池内部的密封性，二次电池还包括有外壳、封闭所述外壳的顶盖，极柱固定于顶盖上并通过上塑胶件及下塑胶件与顶盖的盖板保持电隔离。

2、现有的顶盖通常是在盖板上形成一个铝环，并通过在铝环上设置与极柱配合的卡扣和避让缺口配合实现极柱在轴向上的防脱，如公开号为cn217468605u的中国实用新型专利，通过在盖板上形成极柱压环，在组装时，通过极柱与压环在特定方向上配合将极柱从上至下装入盖板内，由于极柱在装入盖板上时具有特定的方向，组装效率极低。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种二次电池顶盖及其组装工艺，以解决现有技术中组装和成型效率低以及产品质量的一致性和稳定性较差的问题。

2、为达到上述目的，本发明提供一种二次电池顶盖的组装工艺，包括以下步骤：

3、提供预制件：提供形成有卡环的盖板、极柱、下塑胶件以及压环的预制件；

4、组装极柱和下塑胶件：将极柱固定在注塑模具内，并将下塑胶件从上至下组装并限位支撑在极柱上；

5、组装盖板：将盖板从上至下组装在极柱上并限位支撑于下塑胶件的上侧面；

6、组装压环：将压环同轴置于极柱的上方并将压环与卡环在第一配合位置上对齐后向下组装压环，使压环间隔环套在卡环外周并支撑在极柱的顶部，沿周向旋转压环，使压环与卡环在第二配合位置至少部分对齐，其中，所述卡环、压环、极柱与盖板之间形成有连通的隔离腔；

7、固定压环与极柱：将压环与极柱的顶部固定；

8、注塑上塑胶件：合模形成包含隔离腔的注塑型腔，并在所述注塑型腔内注塑形成上塑胶件，使盖板、极柱、上塑胶件、下塑胶件和压环成型为一体。

9、进一步的，在所述组装极柱和下塑胶件的步骤中，所述极柱包括底盘部、设置于所述底盘部的上侧面的柱体部以及设置于所述柱体部的上侧面的焊接部；所述下塑胶件上贯穿形成有穿孔，所述下塑胶件的下侧面对应所述穿孔外凸设有限位凸环以及形成于所述限位凸环内周的限位槽，所述穿孔的内径小于所述限位槽的内径和底盘部的直径且大于或等于所述柱体部和焊接部的直径；组装极柱和下塑胶件的具体方法为：

10、将极柱通过底盘部与注塑模具进行定位并预固定极柱；

11、将下塑胶件置于极柱的上方并使所述穿孔与极柱在轴向上对齐，下移所述下塑胶件使穿孔穿套在柱体部外，所述下塑胶件支撑在底盘部的上侧面且所述底盘部限位于所述限位槽内。

12、进一步的，在所述组装盖板的步骤中，所述盖板上贯穿形成有极柱孔，所述盖板的下侧面对应所述极柱孔的边缘凹设有与极柱的内周面连通的定位环槽；所述下塑胶件的上侧面对应所述定位环槽的位置处凸设有定位凸环，所述定位凸环的外径与所述定位环槽的内径适配；组装盖板的具体方法为：

13、将盖板置于下塑胶件的上方并使所述极柱孔与极柱在轴向上对齐，下移所述盖板使极柱孔间隔穿套在柱体部外，所述盖板的下侧面支撑于下塑胶件的上侧面且所述定位凸环限位于所述定位环槽内。

14、进一步的，在所述组装压环的步骤中，所述卡环包括绕所述极柱孔的边缘设置的卡扣部以及绕所述极柱孔的边缘设置在所述卡扣部旁侧的第一避让部，所述压环包括悬于所述卡环上方的环状本体以及自所述环状本体的外周一体向下形成并环套在所述卡扣部外的扣合环，所述扣合环包括对应于所述第一避让部设置的配合部以及对应于所述卡扣部设置的第二避让部；当所述压环与卡环在第一配合位置对齐时，所述卡扣部与第二避让部在周向上对齐且所述配合部与第一避让部在周向上对齐，当所述压环与卡环在第二配合位置至少部分对齐时，所述卡扣部与配合部在周向投影面上的投影至少部分重叠以及在水平投影面上的投影至少部分重叠。

15、进一步的，在所述组装压环的步骤中，所述环状本体对应所述焊接部的位置处贯穿设置有焊接孔，所述焊接孔的内径与所述焊接部的直径适配，所述焊接部的直径小于所述柱体部的直径使所述柱体部的上侧面形成一环形支撑面，组装压环的具体方法为：

16、将压环置于卡环的上方并使所述焊接孔与极柱在轴向上对齐，周向旋转所述压环至第一配合位置，使配合部与第一避让部以及第二避让部与卡扣部在水平投影面上重叠，下移所述压环使所述焊接孔穿套在焊接部外并使环状本体的下侧面支撑于所述环形支撑面上；周向旋转所述压环至第二配合位置，使所述卡扣部与配合部在周向投影面上的投影至少部分重叠以及在水平投影面上的投影至少部分重叠，所述隔离腔形成于所述柱体部的外周、卡环的内周和外周、环状本体的下侧面、扣合环的内周以及第一避让部和第二避让部合围限定的空间内。

17、进一步的，在所述固定压环与极柱的步骤中，所述环状本体的上侧面且对应于所述焊接孔边缘处凹设有第一环形半槽，所述焊接部的上侧面且对应于所述焊接部边缘处凹设有第二环形半槽，当所述压环与所述极柱组装后，所述第一环形半槽位于所述第二环形半槽的内侧，所述第一环形半槽与第二环形半槽在径向上连通且第一环形半槽的槽底平面与所述第二环形半槽的槽底平面齐平，固定压环与极柱的具体方法为：

18、在所述第一环形半槽与第二环形半槽的交界处进行激光焊接以固定所述压环和极柱。

19、进一步的，在所述注塑上塑胶件的步骤中，所述压环的底部与所述盖板的上侧面间隔形成有一连通槽，当注塑模具合模后，在所述压环的外周与注塑模具的型腔内壁之间形成一外注塑腔，所述外注塑腔与隔离腔通过所述连通槽和/或第二避让部连通；注塑上塑胶件的具体方法为：

20、合模使所述外注塑腔、连通槽和/或第二避让部以及隔离腔连通形成注塑型腔，注塑原料通过浇口进入注塑型腔内以成型上塑胶件，同时使盖板、极柱、上塑胶件、下塑胶件和压环成型为一体；其中，注塑成型的上塑胶件包括形成于所述隔离腔内的内绝缘层、形成于所述连通槽内的连接层以及形成于所述外注塑腔内并环套在压环的外周面的外包层，所述内绝缘层与所述隔离腔的内壁抵靠实现所述压环及上塑胶件的周向限位。

21、进一步的，所述盖板上还贯穿设置有防爆安装孔，所述盖板的下侧面对应所述防爆安装孔的边缘凹设有安装槽，在所述提供预制件的步骤中，还包括：

22、提供防爆组件预制件，所述防爆组件包括保护膜和防爆片；

23、所述组装工艺还包括以下步骤：

24、组装防爆组件：将所述防爆片与所述防爆安装孔在轴向上对齐后将所述防爆片组装并焊接至所述安装槽内以封堵所述防爆安装孔的下端，再将所述保护膜固定至所述盖板的上侧面并封堵所述防爆安装孔的上端。

25、进一步的，在所述提供预制件的步骤中，还包括：

26、提供密封件预制件，所述密封件呈台阶圆台结构，所述密封件包括外径较大的第一密封圈和一体形成于第一密封圈上的外径较小的第二密封圈，所述第一密封圈和第二密封圈的内径等大且与所述柱体部的直径适配，所述第一密封圈的外径小于或等于所述穿孔的内径，所述第二密封圈的外径小于或等于所述极柱孔的内径；

27、在所述组装极柱和下塑胶件的步骤之前，还包括以下步骤：

28、组装密封件：提供密封件，并将所述密封件环套且贴合在所述柱体部的外周，当所述极柱与下塑胶件和盖板组装后，所述第一密封圈的下侧面支撑在所述底盘部上，第一密封圈的上侧面压持于所述盖板的下侧面，第二密封圈压入所述柱体部的外周与极柱孔的内周之间以隔离极柱与盖板。

29、为达到上述目的，本发明的另一技术方案提供一种二次电池顶盖，包括形成有卡环的盖板、极柱、下塑胶件和压环，所述盖板、极柱、下塑胶件和压环采用如上所述的组装工艺进行组装。

30、本发明具有以下有益效果：(一)通过在盖板上设置卡环以及设置能够与极柱固定并与卡环配合的压环，在组装阶段，当极柱受到z向推力时，可以通过压持翻边与配合翻边相抵，可以限制极柱从极柱孔中脱落，以增加极柱组装的稳定性；而在使用阶段，当极柱受到z向推力时，第一防转块和第二防转块在周向上对应设置，并被包覆在上塑胶件内，可以增加整个上塑胶件的结构强度，进而增强二次电池的z向推力承受力，从而提高二次电池的稳定性和耐用性，以延长二次电池的使用寿命；(二)设置第一防转块和第一避让口以及第二防转块和第二避让口，第一避让口对第二防转块的避让以及第二避让口对第一防转块的避让，能够在压环组装时，通过旋转压环的方式，使第一防转块与第二防转块快速对齐，以提高顶盖的组装效率、降低生产成本，并且由于第一防转块与第二防转块配对设置且相对卡扣配合，能够减少人为操作失误的可能性，进而提高生产质量；(三)通过第一防转块与第一防转槽以及第二防转块与第二防转槽的配合，能够增加上塑胶件整体相对于盖板、极柱、卡环和压环的防转性能，防转上塑胶件因转动摩擦变形、磨损等，进而增强二次电池的可靠性和使用的安全性，能够有效提升二次电池的电性能，对于保障二次电池性能和延长二次电池寿命都具有重要的意义；(四)通过设置底面位于同一水平位的第一环形半槽和第二环形半槽，能够保证极柱与环状本体在焊接过程中的一致性，并且，更容易控制焊接参数，确保各处的焊接强度和焊接质量稳定，从而提高极柱与压环的装配精度和稳定性；(五)通过将第一沟槽和第二沟槽设置在防爆片的上表面，且设置呈向外凸出的弧面结构的叶片，使得二次电池的电芯内压升高时，作用在防爆片上的作用力能够快速集中在叶片上凸出的位置，迫使第一沟槽和第二沟槽快速断裂，以进一步增加使用的安全性。