电池盖板结构和锂电池

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，具体涉及一种电池盖板结构和锂电池。

背景技术

随着锂离子电池技术的日益成熟，锂离子电池作为动力电池广泛应用于电动汽车和储能领域中，对锂离子电池的使用性能及安全性要求日益升高。锂电池盖板作为锂离子电池中的一个配件，其作用首先是通过与铝壳焊接后使内外环境隔绝，起到密封作用；其次是连接内外电路，把电池内部电流通过盖板极柱输送到外部，起到导流作用。

传统的盖板一般主要由光铝片、（正、负极）极柱、（正、负极）上塑胶、下绝缘件、防爆阀和防爆阀保护膜组成。装配时，极柱底板与连接块之间夹着上塑胶、光铝片、下绝缘件和密封圈，夹紧后，极柱上端与连接块采用铆接激光焊接固定。

但是，现有的盖板的结构件数量较多，导致盖板的装配工序繁多，设备工装较为复杂，生产节拍较慢。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种电池盖板结构和锂电池，以解决现有的盖板的结构件数量较多，导致盖板的装配工序繁多，设备工装较为复杂，生产节拍较慢的问题。

第一方面，本发明提供了一种电池盖板结构，包括：

板片，其沿厚度方向开设形成第一通孔；

连接块，设置于板片的厚度方向一侧；

极柱，设置于板片沿厚度方向远离连接块一侧，极柱沿其自身轴向的一端适于穿过第一通孔并与连接块固定连接；

上绝缘件本体，由弹性材料制成，上绝缘件本体设置于连接块与板片之间，上绝缘件本体适于将连接块与板片之间绝缘密封；

上绝缘件本体沿厚度方向朝远离连接块方向延伸形成凸出部，凸出部设置于极柱的外侧周壁与第一通孔的内侧周壁之间，凸出部适于将极柱与板片之间绝缘密封。

本发明所提供的电池盖板结构，通过在连接块与板片之间设置上绝缘件本体，且上绝缘件本体由弹性材料制成，在极柱与连接块铆接激光焊接固定的过程中，通过连接块与板片同时对上绝缘件本体进行挤压，使得上绝缘件本体在其自身的弹性恢复力的作用下同时与连接块和板片紧密贴合，不仅能够将连接块与板片进行绝缘，而且能够实现连接块与板片之间的密封；通过在上绝缘件本体的厚度方向一侧设置凸出部，凸出部内置于极柱的外侧周壁与第一通孔的内侧周壁之间，从而将极柱与板片之间进行绝缘；进而同时实现连接块与板片之间和极柱与板片之间的绝缘，同时又能够保证电池内部密封；本发明所提供的电池盖板结构，省去了额外的密封圈，减少了盖板的结构件数量，有利于简化盖板的装配工序和设备工装，同时提高生产节拍。

在一种可选的实施方式中，上绝缘件本体沿厚度方向靠近连接块的一侧设置有第一沉台，连接块上设置有与第一沉台对配的第一凸台，第一凸台适于与第一沉台挤压密封。

通过如此设置，在极柱与连接块铆接激光焊接固定的过程中，通过连接块与板片同时对上绝缘件本体进行挤压，从而使得第一凸台将上绝缘件本体压缩后挤料填充至第一沉台的周边空隙内，上绝缘件本体在自身弹性恢复力的作用下能够保证第一沉台与第一凸台之间稳定的压缩密封，进而实现连接块与板片之间的绝缘密封。

在一种可选的实施方式中，第一凸台对第一沉台的压缩量为B

通过如此设置，从而保证有效压缩量，既能够保证第一沉台有效回弹，避免第一沉台溃败，又能够保证第一沉台与第一凸台之间有效压紧，避免漏气，进而有效防止密封失效。

在一种可选的实施方式中，第一沉台的深度为C

通过如此设置，以保证第一凸台对上绝缘件本体压缩后挤料填充到周边空隙的填充率不超过100%，从而在实现上绝缘件本体与连接块对配压缩密封的同时，有效避免第一沉台因过渡挤料填充而涨开，进而保证上绝缘件本体与连接块之间的有效密封。

在一种可选的实施方式中，上绝缘件本体沿厚度方向靠近板片的一侧设置有第二沉台，板片上设置有与第二沉台对配的第二凸台，第二凸台适于与第二沉台挤压密封。

通过如此设置，在极柱与连接块铆接激光焊接固定的过程中，通过连接块与板片同时对上绝缘件本体进行挤压，从而使得第二凸台将上绝缘件本体压缩后挤料填充至第二沉台的周边空隙内，上绝缘件本体在自身弹性恢复力的作用下能够保证第二凸台与第二沉台之间稳定的压缩密封，进而进一步保证连接块与板片之间的绝缘密封。

在一种可选的实施方式中，第二凸台对第二沉台的压缩量为B

通过如此设置，从而保证有效压缩量，既能够保证第二沉台有效回弹，避免第二沉台溃败，又能够保证第二沉台与第二凸台之间有效压紧，避免漏气，进而有效防止密封失效。

在一种可选的实施方式中，第二沉台的深度为C

通过如此设置，以保证第二凸台对上绝缘件本体压缩后挤料填充到周边空隙的填充率不超过100%，从而在实现上绝缘件本体与板片对配压缩密封的同时，有效避免第二沉台因过渡挤料填充而涨开，进而保证上绝缘件本体与板片之间的有效密封。

在一种可选的实施方式中，第二沉台与第一沉台之间的径向距离为F，F满足1 mm≤F≤5 mm。

通过如此设置，既能够避免连接块对配上绝缘件本体的密封结构与板片对配上绝缘件本体的密封结构之间产生结构冲突，防止上绝缘件本体因应力过大而破损，又能够避免连接块远离极柱的中心轴线的区域发生翘曲，保证上绝缘件本体对连接块与板片之间的绝缘密封效果。

在一种可选的实施方式中，极柱沿其自身轴向远离连接块的一端设置有底板；电池盖板结构还包括下绝缘件，下绝缘件的厚度方向一侧与底板相抵接，另一侧与板片相抵接；

下绝缘件沿厚度方向开设形成第二通孔；凸出部沿厚度方向朝远离连接块方向延伸至第二通孔内，凸出部设置于极柱的外侧周壁与第二通孔的内侧周壁之间。

通过如此设置，在极柱与连接块铆接激光焊接固定的过程中，极柱的外侧周壁和第二通孔的内侧周壁对凸出部可以施加挤压力，通过挤压力与凸出部自身的弹性恢复力之间的相互作用，使得凸出部的内外两侧能够同时与极柱的外侧周壁和第二通孔的内侧周壁紧密贴合，从而实现极柱与下绝缘件之间的密封，进而进一步保证电池内部密封。

第二方面，本发明还提供了一种锂电池，包括：锂电池本体，以及如上述的电池盖板结构。

由于第二方面的锂电池包括第一方面的电池盖板结构，因此，第二方面的锂电池包括第一方面的电池盖板结构的全部有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的一种电池盖板结构的爆炸结构示意图；

图2为图1中所示的板片的另一个视角下的局部放大示意图；

图3为图1中所示的上绝缘件本体的一个视角下的立体结构示意图；

图4为本发明实施例的一种电池盖板结构的俯视结构示意图；

图5为图4中P-P截面的剖视结构示意图；

图6为图5中Q处的局部放大示意图；

图7为图1中所示的上绝缘件本体的另一个视角下的立体结构示意图；

图8为图1中所示的连接块的一个视角下的立体结构示意图；

图9为图6中T处局部放大后的一个尺寸示意图；

图10为图6中T处局部放大后的另一个尺寸示意图；

图11为图6中T处局部放大后的再一个尺寸示意图；

图12为图1中所示的下绝缘件的另一个视角下的立体结构示意图。

附图标记说明：

10、板片；11、第一通孔；12、第二凸台；

20、连接块；21、第一凸台；

30、极柱；31、底板；

40、上绝缘件本体；41、凸出部；42、第一沉台；43、第二沉台；

50、下绝缘件；51、第二通孔。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

相关技术中，盖板一般主要由板片、（正、负极）极柱、（正、负极）上塑胶、下绝缘件、防爆阀和防爆阀保护膜组成。装配时，极柱底板与连接块之间夹着上塑胶、板片、下绝缘件和密封圈，夹紧后，极柱上端与连接块采用铆接激光焊接固定。其中，上塑胶起到将连接块与板片绝缘的作用；密封圈是为了防止极柱与板片搭接，保证电池内部密封，起绝缘密封作用。

但是，相关技术中的盖板的结构件数量较多，导致盖板的装配工序繁多，设备工装较为复杂，生产节拍较慢。

下面结合图1至图12，描述本发明的实施例。

根据本发明的实施例，一方面，提供了一种电池盖板结构，包括：

板片10，可以由铝材料制成，请结合图1和图2所示，板片10沿厚度方向开设形成第一通孔11；

连接块20，设置于板片10的厚度方向一侧；

极柱30，设置于板片10沿厚度方向远离连接块20一侧，极柱30沿其自身轴向的一端适于穿过第一通孔11并与连接块20采用铆接激光焊接固定；

上绝缘件本体40，由弹性材料制成，上绝缘件本体40设置于连接块20与板片10之间，上绝缘件本体40适于在极柱30与连接块20铆接激光焊接固定的过程中对连接块20与板片10之间进行绝缘和密封；

请结合图1和图3所示，上绝缘件本体40沿厚度方向朝远离连接块20方向延伸形成凸出部41，凸出部41与上绝缘件本体40为一体成型结构，请一并结合图6所示，凸出部41为环形凸台结构，凸出部41与第一通孔11同轴设置，凸出部41设置于极柱30的外侧周壁与第一通孔11的内侧周壁之间，凸出部41适于将极柱30与板片10之间绝缘。

需要说明的是，上绝缘件本体40可以采用例如氟橡胶等橡胶材质，弹性性能、绝缘性能和耐电解液性能优良，从而在起到绝缘作用的同时，也起到密封的作用。

需要说明的是，凸出部41作为上绝缘件本体40的一部分，在极柱30与连接块20铆接激光焊接固定的过程中，极柱30的外侧周壁和第一通孔11的内侧周壁对凸出部41可以施加挤压力，通过挤压力与凸出部41自身的弹性恢复力之间的相互作用，使得凸出部41的内外两侧能够同时与极柱30的外侧周壁和第一通孔11的内侧周壁紧密贴合，从而实现极柱30与板片10之间的密封。

本实施例所提供的电池盖板结构，通过在连接块20与板片10之间设置上绝缘件本体40，且上绝缘件本体40由弹性材料制成，在极柱30与连接块20铆接激光焊接固定的过程中，通过连接块20与板片10同时对上绝缘件本体40进行挤压，使得上绝缘件本体40在其自身的弹性恢复力的作用下同时与连接块20和板片10紧密贴合，不仅能够将连接块20与板片10进行绝缘，而且能够实现连接块20与板片10之间的密封；通过在上绝缘件本体40的厚度方向一侧设置凸出部41，凸出部41内置于极柱30的外侧周壁与第一通孔11的内侧周壁之间，从而将极柱30与板片10之间进行绝缘；进而同时实现连接块20与板片10之间和极柱30与板片10之间的绝缘，同时又能够保证电池内部密封；本实施例所提供的电池盖板结构，省去了额外的密封圈，减少了盖板的结构件数量，有利于简化盖板的装配工序和设备工装，同时提高生产节拍。

在一些实施例中，请参见图7所示，上绝缘件本体40沿厚度方向靠近连接块20的一侧设置有第一沉台42，请参见图8所示，连接块20上设置有与第一沉台42对配的第一凸台21，请一并结合图6和图9所示，第一沉台42和第一凸台21均与凸出部41同轴设置，第一凸台21适于与第一沉台42挤压密封。

本实施例中，通过在上绝缘件本体40上设置第一沉台42，同时在连接块20上设置与第一沉台42对配的第一凸台21，在极柱30与连接块20铆接激光焊接固定的过程中，通过连接块20与板片10同时对上绝缘件本体40进行挤压，从而使得第一凸台21将上绝缘件本体40压缩后挤料填充至第一沉台42的周边空隙内，上绝缘件本体40在自身弹性恢复力的作用下能够保证第一沉台42与第一凸台21之间稳定的压缩密封，进而实现连接块20与板片10之间的绝缘密封。

在一些实施例中，请参见图9所示，第一凸台21对第一沉台42的压缩量为B

需要说明的是，请参见图9所示，尺寸线A

本实施例中，第一凸台21对第一沉台42的压缩量B

在一些实施例中，请参见图10所示，第一沉台42的深度为C

需要说明的是，第一凸台21的宽度D

结合下表1，以下通过若干组试验例，对本发明的实施例提供的电池盖板结构通过第一凸台21与第一沉台42进行密封的氦检效果进行验证。

正常状态下：

如表1实施例9所示，A

如表1实施例10所示，A

如表1实施例11所示，A

极限状态下：

如表1实施例1所示，A

如表1实施例4所示，A

如表1实施例8所示，A

以下为对比例：

如表1对比例2所示，当A

如表1对比例3所示，当D

如表1对比例5所示，当B

如表1对比例6所示，当B

如表1对比例7所示，当不满足（E

表1

由此可见，首先，第一沉台42的初始厚度A

在一些实施例中，请参见图3所示，上绝缘件本体40沿厚度方向靠近板片10的一侧设置有第二沉台43，请参见图2所示，板片10上设置有与第二沉台43对配的第二凸台12，请一并结合图6和图9所示，第二沉台43和第二凸台12均与凸出部41同轴设置，第二凸台12适于与第二沉台43挤压密封。

本实施例中，通过在上绝缘件本体40上设置第二沉台43，同时在板片10上设置与第二沉台43对配的第二凸台12，在极柱30与连接块20铆接激光焊接固定的过程中，通过连接块20与板片10同时对上绝缘件本体40进行挤压，从而使得第二凸台12将上绝缘件本体40压缩后挤料填充至第二沉台43的周边空隙内，上绝缘件本体40在自身弹性恢复力的作用下能够保证第二凸台12与第二沉台43之间稳定的压缩密封，进而进一步保证连接块20与板片10之间的绝缘密封。

在一些实施例中，请参见图9所示，第二凸台12对第二沉台43的压缩量为B

需要说明的是，请参见图9所示，尺寸线A

本实施例中，第二凸台12对第二沉台43的压缩量B

在一些实施例中，请参见图11所示，第二沉台43的深度为C

进一步地，D

需要说明的是，第二凸台12的宽度D

结合下表2，以下通过若干组试验例，对本发明的实施例提供的电池盖板结构通过第二凸台12与第二沉台43进行密封的氦检效果进行验证。

正常状态下：

如表2实施例9所示，A

如表2实施例10所示，A

如表2实施例11所示，A

极限状态下：

如表2实施例1所示，A

如表2实施例4所示，A

如表2实施例8所示，A

以下为对比例：

如表2对比例2所示，当A

如表2对比例3所示，当D

如表2对比例5所示，当B

如表2对比例6所示，当B

如表2对比例7所示，当不满足（E

表2

由此可见，首先，第二沉台43的初始厚度A

在一些实施例中，请参见图9所示，第二沉台43与第一沉台42之间的径向距离为F，F满足1 mm≤F≤5 mm。

需要说明的是，请参见图9所示，尺寸线F所标示的为第二沉台43与第一沉台42之间的径向距离；第二沉台43与第一沉台42之间的径向距离不可过小，否则容易导致连接块20对配上绝缘件本体40的密封结构与板片10对配上绝缘件本体40的密封结构之间产生结构冲突，致使上绝缘件本体40因应力过大而破损，因此，第二沉台43与第一沉台42之间的径向距离F需满足F≥1 mm；请一并结合图6所示，由于连接块20与上绝缘件本体40之间的对配压缩密封以及板片10与上绝缘件本体40之间的对配压缩密封均通过极柱30与连接块20的铆接激光焊接固定来提供压紧力，如果第二沉台43与第一沉台42之间的径向距离过大，一方面容易导致连接块20远离极柱30的中心轴线的区域发生翘曲，另一方面容易导致连接块20远离极柱30的中心轴线的区域对上绝缘件本体40无法压紧，影响密封效果，因此，第二沉台43与第一沉台42之间的径向距离F还需满足F≤5 mm。

本实施例中，第二沉台43与第一沉台42之间的径向距离F通过满足1 mm≤F≤5mm，既能够避免连接块20对配上绝缘件本体40的密封结构与板片10对配上绝缘件本体40的密封结构之间产生结构冲突，防止上绝缘件本体40因应力过大而破损，又能够避免连接块20远离极柱30的中心轴线的区域发生翘曲，保证上绝缘件本体40对连接块20与板片10之间的绝缘密封效果。

在一些实施例中，请参见图6所示，极柱30沿其自身轴向远离连接块20的一端设置有底板31；电池盖板结构还包括下绝缘件50，下绝缘件50设置于底板31与板片10之间，下绝缘件50的厚度方向一侧与底板31相抵接，另一侧与板片10相抵接；

请一并结合图12所示，下绝缘件50沿厚度方向开设形成第二通孔51；仍参见图6所示，凸出部41沿厚度方向朝远离连接块20方向延伸至第二通孔51内，凸出部41设置于极柱30的外侧周壁与第二通孔51的内侧周壁之间。

需要说明的是，凸出部41作为上绝缘件本体40的一部分，在极柱30与连接块20铆接激光焊接固定的过程中，极柱30的外侧周壁和第二通孔51的内侧周壁对凸出部41可以施加挤压力，通过挤压力与凸出部41自身的弹性恢复力之间的相互作用，使得凸出部41的内外两侧能够同时与极柱30的外侧周壁和第二通孔51的内侧周壁紧密贴合，从而实现极柱30与下绝缘件50之间的密封，进而进一步保证电池内部密封。

根据本发明的实施例，另一方面，还提供了一种锂电池，包括：锂电池本体，以及如上述的电池盖板结构。

由于本方案中的锂电池包括上述的电池盖板结构，因此，本方案中的锂电池包括上述电池盖板结构的全部有益效果。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。