一种电池用复合顶盖组件、电池及用电设备的制作方法

1.本实用新型属于电池技术领域，具体涉及一种电池用复合顶盖组件、电池及用电设备。


背景技术：

2.目前，电池模组为了提高电池包的能量密度，优化电池布局时提出了电池倒置放置的装车需求；顶盖向下倒置承重，这对顶盖位置的结构强度也提出了更高的要求。
3.电池倒置装车后，长期在车上颠簸震动，对电池顶盖位置会造成较大的剪切力冲击，电池壳口焊位置有开裂漏液风险；尤其较长的顶盖，壳口焊时顶盖出现下沉台阶，影响到激光焊有效熔深一致性，会加剧开裂风险，对此，行业内没有太好的解决方式，改善激光焊效果也不明显。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种电池用复合顶盖组件，可有效解决电芯在模组内倒置时电池壳口焊位置易开裂的问题。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种电池用复合顶盖组件，包括顶盖片和加固件，所述加固件设置有贯穿所述加固件厚度的安装孔，所述顶盖片设置在所述安装孔内；其中，所述加固件的硬度大于所述顶盖片的硬度。
6.进一步地，所述安装孔包括沉槽以及与所述沉槽连通的阶梯孔，所述阶梯孔内形成有一环形台，所述顶盖片的下端面与所述环形台抵接。
7.进一步地，所述顶盖片为3003-h14型铝材制成，所述加固件为3003-h18型铝材制成。
8.进一步地，所述加固件的宽度为1.5mm～50.0mm，所述加固件的厚度为2.0mm～5.0mm。
9.进一步地，所述沉槽的宽度为0.5mm～2.0mm，所述沉槽的深度为0～1.0mm。
10.进一步地，所述阶梯孔上端面与所述环形台的距离为1.5mm～4.0mm。
11.进一步地，所述环形台的宽度为0.5mm～5.0mm，所述环形台的厚度为0.2mm～1.0mm。
12.进一步地，所述顶盖片的边缘厚度为1.5mm～4.0mm，且所述顶盖片的边缘厚度等于所述阶梯孔上端面至所述环形台的距离。
13.本实用新型还提供了一种电池，包括上述的电池用复合顶盖组件。
14.本实用新型还提供了一种用电设备，包括上述的电池。
15.本实用新型的有益效果在于：一种电池用复合顶盖组件，包括顶盖片和加固件，所述加固件设置有贯穿所述加固件厚度的安装孔，所述顶盖片设置在所述安装孔内；其中，所述加固件的硬度大于所述顶盖片的硬度。本实用新型提供的一种电池用复合顶盖组件，顶盖片嵌设在加固件内，且加固件的硬度大于顶盖片的硬度，以使得该电池用复合顶盖组件
的硬度得到了大幅度提升，能够改善壳口焊时顶盖弯曲有下沉台阶造成壳口焊有效熔深一致性差的状况。且当电池倒置放置时，电池震动对复合顶盖组件造成的较大剪切力由加固件承担，可大大改善电池顶盖的抗冲击能力，进而可有效预防电芯在模组内倒置时电池壳口焊位置易开裂的问题。
附图说明
16.下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施方式的特征、优点和技术效果。
17.图1为本实用新型实施例中的电池的结构示意图；
18.图2为本实用新型实施例中的电池的剖视图；
19.图3为图2的a局部放大示意图；
20.图4为本实用新型实施例中的电池用复合顶盖组件的分解图；
21.图5为图4的b局部放大示意图；
22.图6为本实用新型实施例中的电池用复合顶盖组件的剖视图；
23.图7为图6的c局部放大示意图。
24.其中，附图标记说明如下：
25.1、顶盖片；11、通孔；2、加固件；21、安装孔；211、沉槽；212、阶梯孔；212a、环形台；3、极柱；31、卡槽；32、凸部；4、绝缘件；5、塑胶件；6、壳体；w1、加固件的宽度；d1、加固件的厚度；w2、沉槽的宽度；h1、沉槽的深度；h2、阶梯孔上端面与环形台的距离；w3、环形台的宽度；d2、环形台的厚度；d3、顶盖片的边缘厚度。
具体实施方式
26.如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。
27.在申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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。
28.在本技术的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
29.以下结合附图1～7对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。
30.由于3003-h14铝材具有较佳的成形加工特性、高耐腐蚀性、良好的焊接性和导电性；目前行业内的动力电池常采用3003-h14铝材制成顶盖片。发明人发现，由3003-h14铝材
制成的顶盖片虽然具有以上几个优点，但强度相对较低，基于市场对提高动力电池能量密度的需求，提出了将电池倒置装车的方案，然而，由于现有的顶盖片强度较低，当顶盖片倒置向下时，顶盖片需要承受电芯、转接片等部件以及电解液的重量，往往会出现电池壳口焊位置有开裂漏液风险。而且，电池倒置装车后，电池长期在车上颠簸震动，对电池顶盖位置会造成较大的剪切力冲击，进一步加剧了电池壳口焊位置出现开裂漏液的风险。
31.发明人还发现，由于顶盖片上安装有极柱、密封件等多个部件，采用3003-h14铝材制成的顶盖片，特别是该顶盖片长度较大时，该顶盖片中间位置容易出现下沉，从而在进行壳口焊时影响到激光焊有效熔深一致性，会加剧焊接位置出现开裂的风险。
32.基于此，本实用新型提供了一种电池用复合顶盖组件，参见图4～7所示，电池用复合顶盖组件包括顶盖片1和加固件2，加固件2设置有贯穿加固件2厚度的安装孔21，顶盖片1设置在安装孔21内；其中，加固件2的硬度大于顶盖片1的硬度。在本实施例中，顶盖片1嵌设在加固件2内，且加固件2的硬度大于顶盖片1的硬度，以使得该电池用复合顶盖组件的硬度得到了大幅度提升，能够改善壳口焊时顶盖弯曲有下沉台阶造成壳口焊有效熔深一致性差的状况。且当电池倒置放置时，电池震动对复合顶盖组件造成的较大剪切力由加固件2承担，可大大改善电池顶盖的抗冲击能力，进而可有效预防电芯在模组内倒置时电池壳口焊位置易开裂的问题。
33.由于3003-h18型铝材具有更高的硬度，直接采用3003-h18型铝材通过冲压方式制成顶盖片1对模具损耗较大，从而不具备量产可行性。基于此，本实施例中的顶盖片1为3003-h14型铝材制成，加固件2为3003-h18型铝材制成，本技术中的加固件2中间位置开设在贯穿其厚度的安装孔21，降低了生产难度，可通过简易的一体冲压成型工艺制成，然后将顶盖片1放置在加固件2的安装孔21内，最后采用激光缝焊方式将顶盖片1和加固件2焊接在一起形成复合件。
34.在本实施例中，加固件的宽度w1为1.5mm～50.0mm，加固件的厚度d1为2.0mm～5.0mm。更为具体地，加固件的宽度w1优选为5mm、10mm、15mm、20mm、25mm、30mm、35mm、40mm、45mm或50mm，加固件的厚度d1优选为2.0mm、3.0mm、4.0mm、5.0mm。
35.在本实施例中，安装孔21包括沉槽211以及与沉槽211连通的阶梯孔212，阶梯孔212内形成有一环形台212a，顶盖片1的下端面与环形台212a抵接。在本实施例中，沉槽的宽度w2为0.5mm～2.0mm，沉槽的深度h1为0～1.0mm。阶梯孔212上端面与环形台212a的距离h2为1.5mm～4.0mm。环形台的宽度w3为0.5mm～5.0mm，环形台的厚度d2为0.2mm～1.0mm。
36.值得一提的是，在本实施例中，顶盖片的边缘厚度d3为1.5mm～4.0mm，且顶盖片的边缘厚度d3等于阶梯孔212上端面至环形台212a的距离h2。即顶盖片1的下端面与环形台212a的上端面相接触，顶盖片1的上端面与沉槽211的底面齐平，这样设置，便于沿着顶盖片1侧壁与安装孔21内壁之间形成的缝隙焊接，降低了焊接难度，提高了焊接优率。
37.在本实施例中，顶盖片1上设置有两个贯穿顶盖片1厚度的通孔11，这两个通孔11均用于安装极柱3。
38.其中，极柱3上部设置有卡槽31，极柱3外周套设有绝缘件4，且该绝缘件4设置有用于与该卡槽31配合卡接的卡凸，以增强极柱3与绝缘件4之间的安装牢固性，极柱3下部设置在凸部32，该凸部32用于与塑胶件5配合使用。
39.参见图1～3所示，本实用新型还提供了一种电池，包括上述的电池用复合顶盖组
件、壳体6、电芯以及电解液，壳体6上端设置有一个用于将电芯放入壳体6内腔的开口，电芯通过该开口被放置到壳体6内腔中，且壳体6内腔中还装有电解液，复合顶盖组件覆盖在壳体6的开口处，并与壳体6通过墩封工艺或激光焊接工艺来进行封口。
40.在本实施例中，电芯包括正极片、隔膜以及负极片，电芯由正极片、隔膜或负极片经过卷绕或堆叠方式制成。
41.本实用新型还提供了一种用电设备，包括上述的电池。用电设备可以是车辆、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。车辆可以是燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等；航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等；电动玩具包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等；电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具，例如，电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等等。本技术实施例对上述用电设备不做特殊限制。
42.此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
43.根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

技术特征：
1.一种电池用复合顶盖组件，其特征在于：包括顶盖片(1)；加固件(2)，所述加固件(2)设置有贯穿所述加固件(2)厚度的安装孔(21)，所述顶盖片(1)设置在所述安装孔(21)内；其中，所述加固件(2)的硬度大于所述顶盖片(1)的硬度。2.如权利要求1所述的一种电池用复合顶盖组件，其特征在于：所述安装孔(21)包括沉槽(211)以及与所述沉槽(211)连通的阶梯孔(212)，所述阶梯孔(212)内形成有一环形台(212a)，所述顶盖片(1)的下端面与所述环形台(212a)抵接。3.如权利要求1所述的一种电池用复合顶盖组件，其特征在于：所述顶盖片(1)为3003-h14型铝材制成，所述加固件(2)为3003-h18型铝材制成。4.如权利要求1所述的一种电池用复合顶盖组件，其特征在于：所述加固件(2)的宽度为1.5mm～50.0mm，所述加固件(2)的厚度为2.0mm～5.0mm。5.如权利要求2所述的一种电池用复合顶盖组件，其特征在于：所述沉槽(211)的宽度为0.5mm～2.0mm，所述沉槽(211)的深度为0～1.0mm。6.如权利要求2所述的一种电池用复合顶盖组件，其特征在于：所述阶梯孔(212)上端面与所述环形台(212a)的距离为1.5mm～4.0mm。7.如权利要求2所述的一种电池用复合顶盖组件，其特征在于：所述环形台(212a)的宽度为0.5mm～5.0mm，所述环形台(212a)的厚度为0.2mm～1.0mm。8.如权利要求2所述的一种电池用复合顶盖组件，其特征在于：所述顶盖片(1)的边缘厚度为1.5mm～4.0mm，且所述顶盖片(1)的边缘厚度等于所述阶梯孔(212)上端面至所述环形台(212a)的距离。9.一种电池，其特征在于，包括权利要求1～8任意一项所述的电池用复合顶盖组件。10.一种用电设备，其特征在于，包括权利要求9所述的电池。

技术总结
本实用新型属于电池技术领域，具体涉及一种电池用复合顶盖组件、电池及用电设备，包括顶盖片和加固件，加固件设置有贯穿加固件厚度的安装孔，顶盖片设置在安装孔内；其中，加固件的硬度大于顶盖片的硬度。本实用新型提供的一种电池用复合顶盖组件，顶盖片嵌设在加固件内，且加固件的硬度大于顶盖片的硬度，以使得该电池用复合顶盖组件的硬度得到了大幅度提升，能够改善壳口焊时顶盖弯曲有下沉台阶造成壳口焊有效熔深一致性差的状况。且当电池倒置放置时，电池震动对复合顶盖组件造成的较大剪切力由加固件承担，可大大改善电池顶盖的抗冲击能力，进而可有效预防电芯在模组内倒置时电池壳口焊位置易开裂的问题。池壳口焊位置易开裂的问题。池壳口焊位置易开裂的问题。


技术研发人员：林法稳 吴思妙 黄双浩 陈圣立
受保护的技术使用者：江苏正力新能电池技术有限公司
技术研发日：2023.01.31
技术公布日：2023/8/17