二次电池顶盖及其组装方法，及二次电池

技术领域

本发明涉及储能器械领域，尤其涉及一种二次电池顶盖及其组装方法，及二次电池。

背景技术

随着现代社会的发展和人们环保意识的增强，越来越多的电动工具及新能源交通工具的驱动电源向着高容量、高安全性的方向发展，这为锂二次电池的应用与发展提供了广阔的空间。

一般的二次电池，极柱需要与顶盖片及壳体电绝缘，因而会设置众多的绝缘组件，如将负极柱与顶盖片绝缘的上塑胶件、置于负极安装孔中进行电绝缘及密封的密封件、及将负极柱下端或负极连接片与顶盖片进行电绝缘的下塑胶件，这些组件在进行顶盖片与负极柱的安装时，为了严格控制其气密性，其安装的精度要求很高，既要对密封件进行预压，又要严格控制各部件之间的间隙，因而成本高且良品率低。密封件进行预压时通常是于竖直方向上进行压缩，即进行纵向压缩，由于二次电池顶盖上众多的绝缘组件的设置，使得预压操作较困难，另外，目前为了满足电池的轻薄化要求，顶盖片设置越来越薄，其强度亦在下降，当于顶盖片上对密封件进行预压时容易使顶盖片发生形变，而影响二次电池顶盖的使用性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种新型的二次电池顶盖，其可对密封件进行水平施压而实现密封，避免传统的于竖直方向施压而影响二次电池的使用性能。

为实现上述目的，本发明的第一方面提供了一种二次电池顶盖，用于密封容纳电芯的壳体，包括顶盖片、负极柱、固定于所述负极柱的铆接片，所述顶盖片开设有第一安装孔，所述负极柱穿设并绝缘安装于所述第一安装孔，所述铆接片借由所述第一绝缘件与所述顶盖片绝缘，所述负极柱包括穿设所述第一安装孔的本体和位于所述顶盖片下部并与之绝缘的凸台部，所述顶盖片和所述本体借由密封件进行绝缘，所述本体的中部设有开口向上的凹槽，所述本体的上部借由所述凹槽的周壁受外力挤压而发生的形变与所述铆接片进行铆接，且下部于水平方向上抵接于所述密封件。

与现有技术相比，本发明的二次电池顶盖极柱本体的中部设有开口向上的凹槽，凹槽的设置可减轻二次电池顶盖的重量，以满足电池顶盖轻薄化的要求。同时，本体的上部借由凹槽的周壁受外力挤压而发生的形变可与铆接片进行铆接，通过凹槽的周壁受外力挤压因而本体的下部于水平方向上可抵接于密封件，通过水平方向所受的作用力而使密封件于水平方向上实现密封，其可避免传统的于竖直方向施压而致顶盖片变形，以致影响二次电池的使用性能。

进一步的，所述本体的上部与所述铆接片进行铆接而形成由所述凹槽的周壁于开口向外延伸形成的延伸部。

进一步的，所述铆接片的中部设有供所述本体穿设的固定孔，所述铆接片的下部卡接于所述第一绝缘件，铆接片和第一绝缘件卡接配合可提高连接牢靠性。更进一步的，所述铆接片下部的侧壁内凹形成槽口，所述第一绝缘件设有卡接于所述槽口的凸起部。

进一步的，所述顶盖片的下方设有将所述顶盖片和所述凸台部进行绝缘的第二绝缘件，所述第二绝缘件设有阶梯孔，所述负极柱的所述本体穿设所述阶梯孔且所述凸台部卡设于所述阶梯孔，通过卡接的方式可使负极柱和第二绝缘件的连接牢靠性更强。

进一步的，所述本体于铆压前为空心圆柱体结构，且铆压前的内径为D1，外径为D2，铆压后的内径为D3，外径为D4，且D1/D3为0.5～0.9，D2-D1为0.1～10mm。

进一步的，所述密封件为圆环结构，且所述密封件于所述本体铆压前于水平方向的壁厚为L1，铆压后于水平方向的壁厚为L2，且L2/L1为0.55～0.85。

本发明的第二方面提供了一种二次电池顶盖的组装方法，包括步骤：

(1)将负极柱的本体上套设密封件，且借以所述密封件连接顶盖片，所述本体的上方套设铆接片，所述铆接片借以第一绝缘件和所述顶盖片隔离，所述本体的中部设有开口向上的凹槽；

(2)采用尺寸大于所述凹槽的压头伸入所述凹槽并对所述凹槽的周壁施以压力以使所述本体的上部发生形变而与所述铆接片进行铆接，且所述本体的内径和外径皆变大以使套设于所述本体上的密封件于水平方向上发生压缩形变并抵接于所述本体。

通过负极柱的本体上的凹槽的巧妙设计，对负极柱的凹槽施加外力即可与铆接片进行铆接，凹槽于外力的作用下尺寸发生改变从而对密封件进行水平方向的压缩以实现密封件的密封，以避免传统密封件于竖直方向的预压而致顶盖片发生变形。

本发明的第三方面提供了一种二次电池，包括电芯、容纳所述电芯的壳体和密封所述壳体的顶盖，所述顶盖为前述的二次电池顶盖或前述的二次电池顶盖的组装方法所组装的二次电池顶盖。

附图说明

图1为本发明的二次电池顶盖一实施例的俯视图。

图2为图1的二次电池顶盖于一方向上的爆炸图。

图3为图1的二次电池顶盖于另一方向上的爆炸图。

图4为图1于A-A方向的剖视图。

图5为图4中B部分的放大图。

图6为铆压前的示意图。

图7为铆压后的示意图。

图8为图6中C部分的放大图。

图9为图7中D部分的放大图。

元件说明

100-二次电池顶盖；10-顶盖片；11-第一安装孔；13-第二安装孔；15-防爆阀孔；20-正极柱；30-负极柱；31-本体；311-凹槽；33-凸台部；35-延伸部；40-防爆阀组件；410-防爆阀；430-防爆阀保护片；50-注液孔；60-铆接片；60a-正极铆接片；610-固定孔；630-槽口；70-第一绝缘件；70a-正极第一绝缘件；710-凸起部；80-密封件；80a-正极密封件；90-第二绝缘件；910-阶梯孔；200-压力机；210-压头

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。需要说明的是，通常二次电池为竖直放置，二次电池顶盖设有电芯的一方为下方，反之为上方，上、下方向定义为厚度或高度方向。

下面结合附图来说明本发明的二次电池顶盖及其二次电池。

本发明的二次电池包括电芯、容纳电芯的壳体和密封壳体的二次电池顶盖100。二次电池顶盖100可与壳体进行焊接而密封，壳体内注有浸润电芯的二次电池电解液。如图1～9所示，二次电池顶盖100包括顶盖片10，以及设置于顶盖片10上的正极柱20、负极柱30、注液孔50和防爆阀组件40。顶盖片1上设有第一安装孔11、第二安装孔13和防爆阀安装孔15，第一安装孔11绝缘固定有负极柱30，第二安装孔13连接有正极柱20。防爆阀组件4包括防爆阀410和防爆阀保护片430，防爆阀安装孔15设有防爆阀410，防爆阀410的上方设有防爆阀保护片430。顶盖片1下方设有第二绝缘件90以将顶盖片10与壳体中的电芯进行电绝缘。

为了便于描述，先以负极一侧为例对本发明的二次电池顶盖100进行详细描述。如图1～9所示，负极柱30上固定有铆接片60，铆接片60借由第一绝缘件70与顶盖片10绝缘，负极柱30包括穿设第一安装孔11的本体31和位于顶盖片10下部并与之绝缘的凸台部33，顶盖片10和本体31借由密封件80进行绝缘，本体31的中部设有开口向上的凹槽311，本体31的上部借由凹槽311的周壁受外力挤压而发生的形变与铆接片60进行铆接，且下部于水平方向上抵接于密封件80。

继续如图2～5所示，本体31的上部与铆接片60进行铆接而形成由凹槽311的周壁于开口向外延伸形成的延伸部35。铆接片60的中部设有供本体31穿设的固定孔610，铆接片60的下部卡接于第一绝缘件70，铆接片60和第一绝缘件70卡接配合可提高连接牢靠性。铆接片60可于下部的侧壁内凹形成槽口630，第一绝缘件70设有卡接于槽口630的凸起部710，第一绝缘件70可为注塑件，通过注塑成型而实现两者的卡接配合。

继续如图2～5所示，顶盖片10的下方设有将顶盖片10和凸台部33进行绝缘的第二绝缘件90，第二绝缘件90设有阶梯孔910，负极柱30的本体31穿设阶梯孔910且凸台部33卡设于阶梯孔910，通过卡接的方式可使负极柱30和第二绝缘90件的连接牢靠性更强。

本发明的本体31于铆压前为空心圆柱体结构，且铆压前的内径为D1，外径为D2，铆压后的内径为D3，外径为D4，且D1/D3为0.5～0.9，D2-D1为0.1～10mm。密封件80为圆环结构，且密封件80于本体31铆压前于水平方向的壁厚为L1，铆压后于水平方向的壁厚为L2，且L2/L1为0.55～0.85，密封件80具有弹性，优选由橡胶材质制成。

如图6～9所示，本发明的二次电池顶盖100的可由下述方法组装，其包括步骤：

(1)将负极柱30的本体31上套设密封件80，且借以密封件80连接顶盖片10，本体31的上方套设铆接片60，铆接片60借以第一绝缘件70和顶盖片10隔离，本体31的中部设有开口向上的凹槽311；

(2)采用压力机200对负极柱31施压，其中压头210的尺寸D5大于凹槽311的内径D1，将压头210伸入凹槽311并对凹槽311的周壁施以压力以使本体31的上部发生形变而与铆接片60进行铆接，且本体31的内径和外径皆变大以使套设于本体31上的密封件80于水平方向上发生压缩形变并抵接于本体31。其中，压头210优选为前端为倒角或直径小于D3的导向结构。

正极端也可为与负极端为同样的结构，如图2～4所示，正极柱20上固定有正极铆接片60a，正极铆接片60a借由正极第一绝缘件70a与顶盖片10绝缘，正极柱20借由密封件80a与顶盖片10进行绝缘，正极柱20的上部借由内部凹槽的周壁受外力挤压而发生的形变与铆接片60a进行铆接，且下部于水平方向上抵接于密封件80a。在二次电池的使用过程中，为了解决二次电池的过充及穿刺问题，通常会使正极柱20与顶盖片10电导通而形成外短路，因而在注塑制备正极第一绝缘件70a时，可将正极第一绝缘件70a中加入导电颗粒，如导电碳或导电金属，而使正极柱20与顶盖片10电导通。为了简化工艺，正极柱20可直接焊接固定于顶盖片10，或者，顶盖片10向远离电芯的方向凸起而构成正极柱20。

本发明的二次电池顶盖100极柱的本体31中部设有开口向上的凹槽311，凹槽311的设置可减轻二次电池顶盖100的重量，以满足电池顶盖轻薄化的要求。同时，本体31的上部借由凹槽311的周壁受外力挤压而发生的形变可与铆接片60进行铆接，通过凹槽311的周壁受外力挤压因而本体311的下部于水平方向上可抵接于密封件80，通过水平方向所受的作用力而使密封件80于水平方向上实现密封，其可避免传统的于竖直方向施压而致顶盖片10变形，以致影响二次电池的使用性能。

应当指出，以上具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围，在阅读了本发明之后，本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求限定的范围。