一种二次电池顶盖、二次电池及制作方法

技术领域

本发明涉及二次电池技术领域，特别是涉及一种二次电池顶盖、二次电池及制作方法。

背景技术

目前二次电池常见的电池类型为方形铝壳电芯类型，二次电池主要包括电芯、铝壳及顶盖组件，铝壳主要作用是为电芯提供一个密闭空间，并容纳电芯及电解液，二次电池内部组件通过与顶盖组件的正负极柱连接来实现电化学反应。

传统二次电池顶盖的正负极柱，多以焊接或者注塑固定工艺进行固定，当使用焊接固定工艺对正负极柱进行固定时，会使得正负极柱存在焊接虚焊、焊洞、炸火等不良问题，会使得正负极柱的牢固可靠性不高；当使用注塑固定工艺对正负极柱进行固定时，也会使得正负极柱的牢固可靠性不高。

发明内容

基于此，本发明提供了一种二次电池顶盖，包括盖板以及设于所述盖板上的极柱组件；

所述盖板上设置有至少一个极柱孔，所述极柱组件与所述极柱孔对应设置；

所述极柱组件包括极柱、钢圈组件以及密封组件；所述极柱的第一端限位于所述盖板一侧，所述极柱的第二端穿越所述极柱孔；所述钢圈组件可转动设置在所述极柱的第二端上并将所述极柱的第二端限位于所述盖板另一侧；所述密封组件夹持于所述盖板与所述极柱之间，以密封所述极柱孔。

进一步地，所述极柱的第一端包括固定件，所述固定件与所述盖板背向所述塑胶组件的一面连接以与所述钢圈组件配合，将所述极柱固定在所述极柱孔内。

进一步地，所述极柱包括极柱本体以及从所述极柱本体的侧壁向外延伸的多个第一凸起，所述极柱的第二端包括所述多个第一凸起，所述钢圈组件包括环形结构以及从所述环形结构内壁向内延伸的多个第二凸起，所述钢圈组件的所述多个第二凸起分别穿过每相邻两个所述第一凸起之间的间隙以套设于所述极柱上并放置于所述盖板上，所述钢圈组件相对于所述极柱转动使所述第二凸起与对应所述第一凸起接触，以将所述极柱锁紧于所述极柱孔内。

进一步地，所述环形结构包括与所述盖板接触的第一环形以及固定于所述第一环形的第二环形，所述多个第二凸起设于所述第二环形上，所述第一环形由绝缘材料制成，所述第二环形以及所述第二凸起由钢材料制成。

进一步地，所述密封组件还用于使所述极柱与所述盖板绝缘。

进一步地，所述盖板包括顶盖片和与所述极柱孔一一对应设置的塑胶件，所述塑胶件设于所述顶盖片远离所述钢圈组件的一侧。

进一步地，所述顶盖片还设置有第一注液孔，所述塑胶件设置有第二注液孔，所述第一注液孔和所述第二注液孔相对应。

进一步地，所述二次电池顶盖还包括防爆片和贴片，所述顶盖片未设置所述塑胶件的区域还形成有防爆孔，所述防爆片设置在所述顶盖片远离所述钢圈组件的一侧，所述防爆片的边缘与所述顶盖片连接并将所述防爆孔密封，所述贴片设置在所述顶盖片靠近所述钢圈组件的一侧，所述贴片的边缘与所述顶盖片连接，以使所述贴片盖住所述防爆孔，所述贴片上设置透气孔。

进一步地，所述极柱组件还包括塑胶组件，所述塑胶组件盖设于所述钢圈组件上且所述塑胶组件的边缘与所述盖板连接，用于保护所述钢圈组件。

进一步地，所述塑胶组件的边缘通过超声波焊接于所述盖板上。

本发明还提供了一种二次电池，包括如上述任一技术方案所述的二次电池顶盖。

本发明还提供了一种二次电池顶盖的制作方法，应用于如上述任一技术方案所述二次电池顶盖，所述二次电池顶盖的制作方法，包括：

将所述防爆片的边缘与所述顶盖片连接并将所述防爆孔密封；

将所述极柱的第一端限位于所述盖板一侧，将所述极柱的第二端穿越所述极柱孔，将所述密封组件夹持于所述盖板与所述极柱之间；

使所述固定件与所述盖板背向所述塑胶组件的一面连接以与所述钢圈组件配合，以将所述极柱固定在所述极柱孔内；

将所述塑胶组件的边缘通过超声波焊接于所述盖板上，将所述贴片的边缘与所述顶盖片连接，以使所述贴片盖住所述防爆孔。

本发明实施例提供的一种二次电池顶盖、二次电池及制作方法，通过所述盖板上设置有至少一个极柱孔，所述极柱组件与所述极柱孔对应设置，通过所述极柱的第一端限位于所述盖板一侧，所述极柱的第二端穿越所述极柱孔；所述钢圈组件可转动设置在所述极柱的第二端上并将所述极柱的第二端限位于所述盖板另一侧，可以使极柱的固定更为牢固，提高了极柱的牢固可靠性；通过将所述密封组件夹持于所述盖板与所述极柱之间，以密封所述极柱孔。

附图说明

图1为本发明实施例提供的二次电池顶盖的第一立体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的二次电池顶盖的第二立体结构示意图；

图3为本发明实施例提供的二次电池顶盖的爆炸示意图；

图4为本发明实施例提供的极柱与钢圈组件的第一分解结构示意图；

图5为本发明实施例提供的极柱与钢圈组件的第二分解结构示意图；

图6为本发明实施例提供的极柱与钢圈组件的第一组合结构示意图；

图7为本发明实施例提供的极柱与钢圈组件的第二组合结构示意图；

图8为本发明实施例提供的图1中沿横向A-A剖切线剖切的剖面结构示意图；

图9为本发明实施例提供的图1中沿横向B-B剖切线剖切的剖面结构示意图；

图10为本发明实施例提供的二次电池顶盖的环形结构的分解结构示意图；

图11为本发明实施例提供的二次电池顶盖的制作方法的流程示意图；

图12为本发明实施例提供的二次电池顶盖的制作方法的第一工艺状态示意图；

图13为本发明实施例提供的二次电池顶盖的制作方法的第二工艺状态示意图；

图14为本发明实施例提供的二次电池顶盖的制作方法的第三工艺状态示意图；

图15为本发明实施例提供的二次电池顶盖的制作方法的第四工艺状态示意图。

附图中各标号的含义为：

100-盖板；110-极柱孔；120-顶盖片；121-第一注液孔；122-防爆孔；130-塑胶件；131-第二注液孔；200-极柱组件；210-极柱；211-极柱本体；212-第一凸起；220-密封组件；230-钢圈组件；231-环形结构；2310-第一环形；2311-固定槽；2320-第二环形；2321-圆环层；2322-多边形层；232-第二凸起；233-凹槽；240-塑胶组件；250-固定件；300-防爆片；400-贴片；410-透气孔。

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，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

图1是本发明实施例的二次电池顶盖的第一立体结构示意图，图2是本发明实施例的二次电池顶盖的第二立体结构示意图。需注意的是，若有实质上相同的结果，本发明的二次电池顶盖并不以图1-2所示的结构为限。本发明实施例提供的二次电池顶盖，包括盖板100以及设于所述盖板100上的极柱组件200；

所述盖板100上设置有至少一个极柱孔110，所述极柱组件200与所述极柱孔110对应设置；

所述极柱组件200包括极柱210、钢圈组件230以及密封组件220；所述极柱210的第一端限位于所述盖板100一侧，所述极柱210的第二端穿越所述极柱孔110；所述钢圈组件230可转动设置在所述极柱210的第二端上并将所述极柱210的第二端限位于所述盖板100另一侧；所述密封组件220夹持于所述盖板100与所述极柱210之间，以密封所述极柱孔110。

其中，上述极柱组件200可以包括若干个，若干个极柱组件200可以包括正极柱和负极柱，极柱210可以为正极柱或负极柱；极柱210可以与用电设备连接，二次电池内部的电能可以通过极柱210向用电设备输出，极柱210连接至充电设备时，电能通过极柱210为二次电池的充电，所述密封组件220夹持于所述盖板100与所述极柱210之间，可以为所述密封组件220设置于所述极柱孔110的内壁和所述极柱210之间。

本发明实施例，通过所述盖板100上设置有至少一个极柱孔110，所述极柱组件200与所述极柱孔110对应设置，通过所述极柱210的第一端限位于所述盖板100一侧，所述极柱210的第二端穿越所述极柱孔110；所述钢圈组件230可转动设置在所述极柱210的第二端上并将所述极柱210的第二端限位于所述盖板100另一侧，可以使极柱210的固定更为牢固，提高了极柱210的牢固可靠性；通过将所述密封组件220夹持于所述盖板100与所述极柱210之间，以密封所述极柱孔110。

在一个可选的实施方式中，所述极柱210的第一端包括固定件250，所述固定件250与所述盖板100背向所述塑胶组件240的一面连接以与所述钢圈组件230配合，将所述极柱210固定在所述极柱孔110内。

一个具体实施例中，二次电池顶盖的爆炸示意图，如图3所示。若极柱210为正极柱，则该极柱210与其固定件250均可以由铝材料制成，若极柱210为负极柱，则该极柱210可以由铝材料制成，其固定件250可以由铜材料制成。

本发明实施例通过固定件250与盖板100背向所述塑胶组件240的一面连接以与所述钢圈组件230配合，将所述极柱210固定在所述极柱孔110内，可以使可以使极柱210的固定更为牢固。

在一个可选的实施方式中，所述极柱210包括极柱本体211以及从所述极柱本体211的侧壁向外延伸的多个第一凸起212，所述极柱210的第二端包括所述多个第一凸起212，所述钢圈组件230包括环形结构231以及从所述环形结构231内壁向内延伸的多个第二凸起232，所述钢圈组件230的所述多个第二凸起232分别穿过每相邻两个所述第一凸起212之间的间隙以套设于所述极柱210上并放置于所述盖板100上，所述钢圈组件230相对于所述极柱210转动使所述第二凸起232与对应所述第一凸起212接触，以将所述极柱210锁紧于所述极柱孔110内。

一个具体实施例中，极柱210与钢圈组件230的第一分解结构示意图，如图4所示，图4中显示有极柱本体211、第一凸起212、环形结构231、第一环形2310、第二环形2320及第二凸起232。

一个具体实施例中，极柱210与钢圈组件230的第二分解结构示意图，如图5所示，图5显示有极柱本体211、第一凸起212、环形结构231、第一环形2310、第二环形2320、第二凸起232及凹槽233，该凹槽233位于第二凸起232的上方，其与位于第一凸起212下方的凸柱对应设置，至少有一个第二凸起232上包括该凹槽233，对应至少一个第一凸起212包括凸柱，优选的，每一个第二凸起232上包括该凹槽233，对应每一个第一凸起212包括凸柱，其中，凸柱可以为隆起的凸点。当所述钢圈组件230相对于所述极柱210转动使所述第二凸起232与对应所述第一凸起212接触后，可使凸柱落入至凹槽233内，以使所述钢圈组件230与所述极柱210不再转动，可以更好的将所述钢圈组件230与所述极柱210固定。

一个具体实施例中，极柱210与钢圈组件230的第一组合结构示意图，如图6所示，图6对应所述钢圈组件230的所述多个第二凸起232，分别穿过每相邻两个所述第一凸起212之间的间隙以套设于所述极柱210上时的状态；极柱210与钢圈组件230的第二组合结构示意图，如图7所示，图7对应所述钢圈组件230相对于所述极柱210转动后，所述第二凸起232与对应所述第一凸起212接触，以将所述极柱210锁紧于所述极柱孔110内时的状态；当钢圈组件230套设于所述极柱210上时，其也放置于所述盖板100上；图8为图1中沿横向A-A剖切线剖切的剖面结构示意图，图9为图1中沿横向B-B剖切线剖切的剖面结构示意图。

在一个可选的实施方式中，所述环形结构231包括与所述盖板100接触的第一环形2310以及固定于所述第一环形2310的第二环形2320，所述多个第二凸起232设于所述第二环形2320上，所述第一环形2310由绝缘材料制成，所述第二环形2320以及所述第二凸起232由钢材料制成。

一个具体实施例中，二次电池顶盖的环形结构231的分解结构示意图，如图10所示，图10中，第一环形2310与盖板100接触，所述第一环形2310设有从靠近所述第二环形2320的一侧向远离所述第二环形2320的方向凹陷的固定槽2311，所述第二环形2320设于所述固定槽2311。所述第二环形2320包括外缘和内缘均呈圆形的圆环层2321以及设于所述圆环层2321上的多边形层2322，所述多边形层2322的外缘呈多边形，所述多边形层2322的的内缘呈圆形，所述圆环层2321容纳于所述固定槽2311中。

本发明实施例，通过使所述第二凸起232设于所述第二环形2320上，便于使环形结构231将极柱210固定，通过使第一环形2310由绝缘材料制成，以使钢圈组件230与盖板100绝缘，从而避免不同极柱210之间短路；使所述第二环形2320以及所述第二凸起232由钢材料制成，钢材料硬度较大，可以便于利用工装旋转钢圈组件230，从而使极柱210锁紧于所述极柱孔110内。

在一个可选的实施方式中，所述密封组件220用于使所述极柱210与所述盖板100绝缘。通过密封组件220使所述极柱210与所述盖板100绝缘，可以避免不同极柱210之间发生短路。

一个具体实施例中，密封组件220可以包括密封圈，所述密封圈由氟橡胶材料制成。

在一个可选的实施方式中，所述盖板100包括顶盖片120和与所述极柱孔110一一对应设置的塑胶件130，所述塑胶件130设于所述顶盖片120远离所述钢圈组件230的一侧。

一个具体实施例中，如图3所示，塑胶件130可以由塑胶材料制成，通过使塑胶件130设于所述顶盖片120远离所述钢圈组件230的一侧，使塑胶件130位于顶盖片120与定位件之间，可以避免顶盖片120与定位件之间导电，从而避免不同极柱210之间短路，还可以有利于将极柱本体211固定在极柱孔110中，其中顶盖片120可以由1060铝材质制成，硬度状态可以为H18。

在一个可选的实施方式中，所述顶盖片120还设置有第一注液孔121，所述塑胶件130设置有第二注液孔131，所述第一注液孔121和所述第二注液孔131相对应。

一个具体实施例中，如图3所示，通过设置相对应的所述第一注液孔121和所述第二注液孔131，可以便于向二次电池内部注入电解液。

在一个可选的实施方式中，所述二次电池顶盖还包括防爆片300和贴片400，所述顶盖片120未设置所述塑胶件130的区域还形成有防爆孔122，所述防爆片300设置在所述顶盖片120远离所述钢圈组件230的一侧，所述防爆片300的边缘与所述顶盖片120连接并将所述防爆孔122密封，所述贴片400设置在所述顶盖片120靠近所述钢圈组件230的一侧，所述贴片400的边缘与所述顶盖片120连接，以使所述贴片400盖住所述防爆孔122，所述贴片400上设置透气孔410。

一个具体实施例中，如图3所示，二次电池顶盖还包括防爆片300和贴片400，所述防爆片300的边缘与所述顶盖片120连接并将所述防爆孔122密封，所述贴片400上设置透气孔410，在二次电池内部胀气时，内部气压会挤压防爆片300，以使防爆片300的边缘脱离顶盖片120，二次电池内部气体会经过防爆孔122和贴片400上的透气孔410放出，从而防止二次电池因内部气体膨胀而发生爆炸，其中贴片400可以由PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)材质制成，防爆片300的厚度可以为0.05mm左右。

在一个可选的实施方式中，所述极柱组件200还包括塑胶组件240，所述塑胶组件240盖设于所述钢圈组件230上且所述塑胶组件240的边缘与所述盖板100连接，用于保护所述钢圈组件230。其中，塑胶组件240可以由PPS塑胶材质制成。

本发明实施例，通过将塑胶组件240盖设于钢圈组件230上且使塑胶组件240的边缘与盖板100连接，可以保护钢圈组件230，避免其受外界环境的影响，例如在向二次电池注入电解液时，可以避免电解液贱到钢圈组件230上。

在一个可选的实施方式中，所述塑胶组件240的边缘通过超声波焊接于所述盖板100上。

一个具体实施例实施例中，所述塑胶组件240包括与所述极柱孔110相对设置的顶壁以及与所述盖板100连接的侧壁，所述侧壁从所述顶壁的边缘向靠近所述钢圈组件230方向延伸，所述顶壁开设有与所述极柱本体211相对应的开孔(极柱孔110)。

本发明实施例通过超声波将塑胶组件240的边缘焊接于所述盖板100上，可以提高焊接的良品率。

本发明实施例提供的二次电池顶盖，通过所述盖板100上设置有至少一个极柱孔110，所述极柱组件200与所述极柱孔110对应设置，通过所述极柱210的第一端限位于所述盖板100一侧，所述极柱210的第二端穿越所述极柱孔110；所述钢圈组件230可转动设置在所述极柱210的第二端上并将所述极柱210的第二端限位于所述盖板100另一侧，可以使极柱210的固定更为牢固，提高了极柱210的牢固可靠性；通过将所述密封组件220夹持于所述盖板100与所述极柱210之间，以密封所述极柱孔110。

本发明实施例提供一种二次电池，包括任一所述实施例的二次电池顶盖。其中，二次电池除了包括二次电池顶盖以外，还可以包括壳本体以及位于壳本体内部的电芯。其中，二次电池为充电电池或蓄电池，其可以为铅蓄电池或者新能源电池，例如，锌锰电池、锌银电池锂离子电池或者锂锰电池等。

本发明实施例提供一种二次电池顶盖的制作方法，应用于上述任一实施例所述二次电池顶盖，所述二次电池顶盖的制作方法的流程示意图，如图11所示，包括：

S1，将所述防爆片300的边缘与所述顶盖片120连接并将所述防爆孔122密封；

S2，将所述极柱210的第一端限位于所述盖板100一侧，将所述极柱210的第二端穿越所述极柱孔110，以将所述极柱本体211贯穿设置于所述密封组件220内，将所述密封组件220夹持于所述盖板100与所述极柱210之间；

S3，使所述固定件250与所述盖板100背向所述塑胶组件240的一面连接以与所述钢圈组件230配合，以将所述极柱210固定在所述极柱孔110内；

S4，将所述塑胶组件240的边缘通过超声波焊接于所述盖板100上，将所述贴片400的边缘与所述顶盖片120连接，以使所述贴片400盖住所述防爆孔122。

一个具体实施例中，将所述防爆片300的边缘与所述顶盖片120连接并将所述防爆孔122密封，对应的二次电池顶盖的制作方法的第一工艺状态示意图，如图12所示；使所述固定件250与所述盖板100背向所述塑胶组件240的一面连接以与所述钢圈组件230配合，以将所述极柱210固定在所述极柱孔110，对应的二次电池顶盖的制作方法的第二工艺状态示意图，如图13所示；将所述塑胶组件240的边缘通过超声波焊接于所述盖板100上，对应的二次电池顶盖的制作方法的第三工艺状态示意图，如图14所示；将所述贴片400的边缘与所述顶盖片120连接，以使所述贴片400盖住所述防爆孔122，对应的二次电池顶盖的制作方法的第四工艺状态示意图，如图15所示。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。