盖板组件及单体电池的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种盖板组件及单体电池。


背景技术：

2.作为驱动能源，锂离子电池已在新能源交通工具和各类储能元件中广泛应用，锂离子电池通常包括极芯、壳体以及盖板组件，极芯设置在壳体内，盖板组件盖设在电芯壳的开口处。
3.现有技术中，盖板组件包括顶盖板和极柱等部件，极柱与顶盖板的连接往往是通过在极柱和顶盖板的多个位置进行多次铆接实现的，这种连接方式的操作较为繁琐，不利于提高生产效率，并且，在没有铆接的位置不能形成良好的密封，不利于提高极柱与顶盖板之间的密封性。
4.因此，亟需提出一种盖板组件及单体电池来解决上述技术问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的第一个目的在于提供一种盖板组件，该盖板组件简化了极柱与顶盖板的密封操作，并且提高了极柱与顶盖板之间的密封性。
6.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
7.盖板组件，包括：
8.顶盖板；
9.密封圈，密封圈设置在顶盖板上；
10.极柱，极柱与密封圈同轴，极柱的侧壁凸设有凸出部，凸出部沿极柱的周向延伸呈闭环结构；
11.塑胶环，塑胶环的外壁上凸设有第一压紧部，塑胶环的内壁上凸设有第二压紧部；
12.连接件，连接件具有相连接的固定部和第三压紧部，固定部与顶盖板固定连接，第三压紧部将第一压紧部压紧在顶盖板上，以将凸出部和密封圈密封压紧在第二压紧部与顶盖板之间。
13.可选地，顶盖板上设有支撑槽，密封圈设置在支撑槽的槽底，凸出部和密封圈被密封压紧在第二压紧部与支撑槽的槽底之间。
14.可选地，固定部与支撑槽的槽底和/或支撑槽的内壁固定连接，第三压紧部将第一压紧部压紧在支撑槽的槽底。
15.可选地，盖板组件还包括连接板，连接板与顶盖板连接，且连接板位于顶盖板背离极柱的一侧，连接板的端面上凸设有凸台，支撑槽的槽底设有连接孔，极柱与连接孔同轴，凸台穿设于连接孔并与极柱连接。
16.可选地，第二压紧部沿塑胶环的周向延伸呈闭环结构。
17.可选地，第一压紧部沿塑胶环的周向延伸呈闭环结构，连接件为环形结构，第三压紧部和固定部均沿连接件的周向延伸呈闭环结构。
18.可选地，沿塑胶环的轴向方向，第一压紧部与第二压紧部间隔设置。
19.可选地，沿极柱的轴向方向，固定部与第三压紧部间隔设置。
20.可选地，塑胶环的内壁上还设有缺口，缺口的开口朝向密封圈设置。
21.本实用新型的第二个目的在于提供一种单体电池，具有较高的生产效率，并且，其极柱与顶盖板之间密封性较高。
22.为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
23.单体电池，包括壳体和上述的盖板组件，壳体具有容纳腔，盖板组件盖设在容纳腔的开口处。
24.有益效果：
25.本实用新型提供的盖板组件，连接件的固定部与顶盖板固定连接，连接件的第三压紧部将塑胶环的第一压紧部压紧在顶盖板上，第三压紧部对第一压紧部施加的压紧力由塑胶环传递给第二压紧部，使得第二压紧部将该压紧力传递给极柱的凸出部和密封圈，最终使得极柱的凸出部和密封圈被密封压紧在第二压紧部与顶盖板之间，由此实现极柱与顶盖板之间的密封效果，该盖板组件省去了铆接工艺，只需将连接件的固定部与顶盖板固定连接即可，简化了极柱与顶盖板的密封操作，具有提高生产效率的效果；另外，极柱侧壁的凸出部沿极柱的周向延伸呈闭环结构，且极柱与密封圈同轴设置，因此在极柱的周向上，极柱与顶盖板之间能够形成良好的密封效果，有效提高了极柱与顶盖板的密封性。
26.本实用新型提供的单体电池，采用上述的盖板组件，具有提高生产效率的效果，以及提高极柱与顶盖板之间密封性的效果。
附图说明
27.图1是本实施例提供的盖板组件的爆炸结构示意图；
28.图2是本实施例提供的极柱的结构示意图；
29.图3是本实施例提供的塑胶环的剖面结构示意图；
30.图4是本实施例提供的连接件的剖面结构示意图；
31.图5是本实施例提供的盖板组件的剖面结构示意图；
32.图6是图5中a处局部放大图；
33.图7是本实施例提供的顶盖板的局部剖面放大图；
34.图8是本实施例提供的连接板的结构示意图；
35.图9是本实施例提供的盖板组件的结构示意图。
36.图中：
37.100、顶盖板；110、支撑槽；111、连接孔；200、密封圈；200a、正极密封圈；200b、负极密封圈；300、极柱；300a、正极柱；300b、负极柱；310、凸出部；400、塑胶环；400a、正极塑胶环；400b、负极塑胶环；410、第一压紧部；420、第二压紧部；430、缺口；500、连接件；500a、正极连接件；500b、负极连接件；510、固定部；520、第三压紧部；600、连接板；600a、正极连接板；600b、负极连接板；610、凸台；700、塑胶板；810、防爆阀；820、保护贴片。
具体实施方式
38.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处
所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
39.在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
40.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
41.在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
42.本实施例提供一种盖板组件，该盖板组件简化了极柱与顶盖板的密封操作，并且提高了极柱与顶盖板之间的密封性。
43.示例性地，如图1至图6所示，该盖板组件包括顶盖板100、密封圈200、极柱300、塑胶环400以及连接件500，密封圈200设置在顶盖板100上，极柱300与密封圈200同轴，极柱300的侧壁凸设有凸出部310，凸出部310沿极柱300的周向延伸呈闭环结构，塑胶环400的外壁上凸设有第一压紧部410，塑胶环400的内壁上凸设有第二压紧部420，连接件500具有相连接的固定部510和第三压紧部520，固定部510与顶盖板100固定连接，第三压紧部520将第一压紧部410压紧在顶盖板100上，以将凸出部310和密封圈200密封压紧在第二压紧部420与顶盖板100之间。
44.本实施例提供的盖板组件，连接件500的固定部510与顶盖板100固定连接，连接件500的第三压紧部520将塑胶环400的第一压紧部410压紧在顶盖板100上，第三压紧部520对第一压紧部410施加的压紧力由塑胶环400传递给第二压紧部420，使得第二压紧部420将该压紧力传递给极柱300的凸出部310和密封圈200，最终使得极柱300的凸出部310和密封圈200被密封压紧在第二压紧部420与顶盖板100之间，由此实现极柱300与顶盖板100之间的密封效果。
45.该盖板组件省去了铆接工艺，只需将连接件500的固定部510与顶盖板100固定连接即可，简化了极柱300与顶盖板100的密封操作，具有提高生产效率和降低生产成本的效果，并且，省去铆接结构的设计，还省去了铆接件的重量，具有减轻盖板组件整体重量的效果；其次，极柱300侧壁的凸出部310沿极柱300的周向延伸呈闭环结构，且极柱300与密封圈200同轴设置，因此在极柱300的周向上，极柱300与顶盖板100之间能够形成良好的密封效果，有效提高了极柱300与顶盖板100的密封性；再次，在极柱300的径向方向上，连接件500的第三压紧部520与极柱300的凸出部310之间通过塑胶环400隔开，降低了连接件500与极
柱300之间发生短路的几率，提高了盖板组件的使用安全性；又次，在极柱300的轴向方向上，连接件500的第三压紧部520与极柱300的凸出部310没有重叠，一定程度上减小了盖板组件的厚度尺寸。
46.可选地，如图1至图6所示，第二压紧部420沿塑胶环400的周向延伸呈闭环结构，使得第二压紧部420能够沿着凸出部310的周向均匀地为凸出部310提供压紧力，进而提高极柱300与顶盖板100之间的密封性和密封均匀性。
47.进一步地，如图1至图6所示，第一压紧部410沿塑胶环400的周向延伸呈闭环结构，连接件500为环形结构，第三压紧部520和固定部510均沿连接件500的周向延伸呈闭环结构，使得连接件500能够沿着塑胶环400的周向均匀地为第一压紧部410提供压紧力，进一步提高极柱300与顶盖板100之间的密封性和密封均匀性。可以理解的是，在其他实施方案中，连接件500也可以是块状结构，只要是能够使得第三压紧部520对第一压紧部410施加压紧力即可。
48.可选地，如图1至图6所示，沿塑胶环400的轴向方向，第一压紧部410与第二压紧部420间隔设置，第三压紧部520对第一压紧部410施加的压紧力，能够沿塑胶环400的轴向方向，传递至第二压紧部420，进而使得第二压紧部420对凸出部310施加压紧力，该结构设置能够提高第二压紧部420对凸出部310的压紧效果，进而提高了极柱300与顶盖板100之间的密封效果。本实施例中，第一压紧部410和第二压紧部420分别位于塑胶环400的两端，使得塑胶环400的整体结构较为紧凑，可以理解的是，在其他实施方案中，第一压紧部410和第二压紧部420也可以是在塑胶环400的轴向方向上平齐，只要是能够将第三压紧部520对第一压紧部410施加的压紧力传递给第二压紧部420即可。
49.可选地，第一压紧部410的厚度为0.5mm-5mm，示例性地，第一压紧部410的厚度可以是0.5mm、1.5mm、2.5mm或者5mm等，根据生产需求和使用需求而定即可，第二压紧部420的厚度为0.5mm-7mm，示例性地，第二压紧部420的厚度可以是0.5mm、2.5mm、5.5 mm或者7mm等，根据生产需求和使用需求而定即可。
50.可选地，如图1至图6所示，沿极柱300的轴向方向（即图6中的竖直方向），固定部510与第三压紧部520间隔设置，固定部510与顶盖板100固定连接好以后，顶盖板100对固定部510施加向下的拉力，固定部510与第三压紧部520沿极柱300的轴向方向间隔设置，使得上述拉力能够沿着竖直方向由固定部510传递到第三压紧部520，使得第三压紧部520能够向下压紧第一压紧部410，提高了第三压紧部520对第一压紧部410的压紧效果，进而提高了极柱300与顶盖板100之间的密封效果。本实施例中，连接件500的整体厚度为0.5mm-2.0mm，示例性地，连接件500的整体厚度可以是0.5mm、1.0mm或者2.0mm等，使得连接件500具有一定的结构强度，能够传递上述向下的拉力即可。可以理解的是，在其他实施方案中，固定部510和第三压紧部520也可以是在极柱300的轴向方向（即图6中的竖直方向）上平齐，只要是能够将顶盖板100对固定部510施加的向下拉力传递给第三压紧部520，使得第三压紧部520能够向下压紧第一压紧部410即可。
51.可选地，如图1至图6所示，塑胶环400的内壁上还设有缺口430，缺口430的开口朝向密封圈200设置，当凸出部310和密封圈200被密封压紧在第二压紧部420与顶盖板100之间时，密封圈200压缩变形，使得靠近于缺口430的部分密封圈200能够被挤压到缺口430内，扩大了密封圈200的密封空间，进而提高了极柱300与顶盖板100之间的密封效果。优选地，
缺口430沿塑胶环400的周向延伸呈闭环结构，当密封圈200压缩变形时，在密封圈200的周向上，靠近于缺口430的部分密封圈200都能够被挤压到缺口430内，进一步扩大了密封圈200的密封空间，因此进一步提高了极柱300与顶盖板100之间的密封效果。需要说明的是，若装配空间较小，也可以省去缺口430，只要是能够实现凸出部310和密封圈200被密封压紧在第二压紧部420与顶盖板100之间即可。
52.可选地，如图1至图7所示，顶盖板100上设有支撑槽110，密封圈200设置在支撑槽110的槽底，凸出部310和密封圈200被密封压紧在第二压紧部420与支撑槽110的槽底之间，以减小盖板组件的整体厚度尺寸。
53.进一步地，如图1至图7所示，固定部510与支撑槽110的内壁固定连接，第三压紧部520将第一压紧部410压紧在支撑槽110的槽底，达到进一步减小盖板组件整体厚度尺寸的效果。优选地，固定部510的厚度与支撑槽110内壁的高度相等，尽可能地扩大固定部510与支撑槽110内壁之间的连接面积，提高其二者连接的可靠性，并且还能使得盖板组件的整体结构的一致性较好。本实施例中，顶盖板100和连接件500均采用铝质材料制成，且固定部510与支撑槽110的内壁通过激光焊接的方式连接。可以理解的是，在其他实施方案中，固定部510与支撑槽110的内壁也可以通过热熔连接的方式固定连接。可以理解的是，在其他实施方案中，固定部510也可以与支撑槽110的槽底固定连接，或者，固定部510可以同时与支撑槽110的槽底和支撑槽110的内壁固定连接，根据实际生产需求而定即可。
54.可选地，如图1至图8所示，盖板组件还包括连接板600，连接板600与顶盖板100绝缘密封连接，且连接板600位于顶盖板100背离极柱300的一侧，连接板600用于与极芯的极耳连接，连接板600的端面上凸设有凸台610，支撑槽110的槽底设有连接孔111，极柱300与连接孔111同轴，凸台610穿设于连接孔111并与极柱300连接，极柱300与极耳通过连接板600实现电连接，该结构设置省去了极柱300穿设连接孔111的部分，减小了极柱300的整体体积和重量，进而减小了盖板组件的重量。本实施例中，连接板600与极耳通过超声焊接工艺连接，凸台610与极柱300通过激光焊接工艺连接。本实施例中，支撑槽110的槽底厚度为0.5mm-1.5mm，示例性地，支撑槽110槽底的厚度可以是0.5mm、0.7mm、0.8mm、1.0mm或者1.5mm等，其中，以支撑槽110的槽底厚度是0.7mm-1.0mm为佳，确保支撑槽110的槽底具有一定的结构强度来支撑密封圈200和极柱300，同时也可以尽量地减轻顶盖板100的整体重量，进而减轻盖板组件的整体重量。
55.进一步地，如图1至图8所示，盖板组件还包括塑胶板700，塑胶板700的一个端面与顶盖板100背离极柱300的一侧固定连接，塑胶板700的另一个端面与连接板600固定连接，塑胶板700上设有通孔，连接板600的凸台610依次穿设通孔和连接孔111，由此实现连接板600与顶盖板100的绝缘密封连接。
56.本实施例中，连接件500、塑胶环400、极柱300、顶盖板100、塑胶板700以及连接板600均可采用模具注塑工艺制成，相较于传统的机加工生产工艺相比，模具注塑工艺较为简单，能够有效提高生产效率并降低生产成本。并且，上述所有部件（或者其中的几个相连接的部件，例如，塑胶环400和极柱300）还可以采用一体注塑工艺制成，即，一次注塑即可制成多个部件，相较于一次开模只能制成一个部件相比，大大提高了生产效率，缩短了生产周期。当然，在其他实施方案中，也可以采用其他生产方式生产上述部件，示例性地，可以采用冲压成型工艺制作连接件500等。
57.本实施例中，如图1至图9所示，连接件500包括正极连接件500a和负极连接件500b，塑胶环400包括正极塑胶环400a和负极塑胶环400b，极柱300包括正极柱300a和负极柱300b，密封圈200包括正极密封圈200a和负极密封圈200b，连接板600包括正极连接板600a和负极连接板600b，正极连接件500a、正极塑胶环400a、正极柱300a、正极密封圈200a以及正极连接板600a一一对应，负极连接件500b、负极塑胶环400b、负极柱300b、负极密封圈200b以及负极连接板600b一一对应，正极柱300a与负极柱300b的外形尺寸相同，其二者的厚度均为2mm-7mm，示例性地，正极柱300a和负极柱300b各自的厚度可以是2mm、2.5mm、5mm或者7mm等，正极柱300a和负极柱300b均可采用冲压工艺制成。本实施例中，正极柱300a采用铝质材料制成，负极柱300b为铜铝复合材料，具体而言，如图2所示，负极柱300b的上端面为铝质材料，负极柱300b的下端面为铜材料。
58.本实施例中，负极塑胶环400b需选用具有绝缘特性的塑料材质制成，正极塑胶环400a可以选用具有绝缘特性的塑料材质制成，也可以选用具有弱导电特性的塑料材质制成。
59.本实施例中，塑胶环400为一体式结构，并且塑胶环400需要选用强度较大的塑料材质制成，可选地，塑胶环400的弯曲模量为1gpa-20gpa，示例性地，塑胶环400的弯曲模量可以是1gpa、10gpa或者20gpa等，其中以弯曲模量为10gpa的塑料材质为佳。其次，塑胶环400需要具有良好的耐高温性能，例如，塑胶环400可在130℃下长期使用并具有较小的变形量，以确保极芯在发出热量时，塑胶环400具有较小的变形量，进而确保极柱300与顶盖板100之间的密封性，并且，塑胶环400可在270℃下短期使用，以确保盖板组件与电芯壳焊接密封完毕后，极柱300与顶盖板100之间的密封依然有效。再次，塑胶环400需要具有良好的耐腐蚀性能，以防止电芯壳内的电解液对塑胶环400进行腐蚀，进而影响极柱300与顶盖板100之间的密封性。又次，塑胶环400需要具有良好的韧性，以避免连接件500的第三压紧部520对塑胶环400的第一压紧部410施加压力时，塑胶环400发生破损的问题。
60.本实施例还提供一种单体电池，该单体电池包括壳体和上述的盖板组件，壳体具有容纳腔，盖板组件盖设在容纳腔的开口处，该单体电池采用上述的盖板组件，具有提高生产效率的效果，以及提高极柱300与顶盖板100之间密封性的效果。
61.可选地，如图1至图9所示，顶盖板100上安装有防爆阀810，当壳体内的气压升高到一定压力值时，防爆阀810打开，以将壳体内的高压气体排出，防止壳体内部压力过高而发生爆炸的危险。
62.优选地，如图1至图9所示，防爆阀810上设置有保护贴片820，以对防爆阀810起到保护作用。
63.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

技术特征：
1.盖板组件，其特征在于，包括：顶盖板(100)；密封圈(200)，所述密封圈(200)设置在所述顶盖板(100)上；极柱(300)，所述极柱(300)与所述密封圈(200)同轴，所述极柱(300)的侧壁凸设有凸出部(310)，所述凸出部(310)沿所述极柱(300)的周向延伸呈闭环结构；塑胶环(400)，所述塑胶环(400)的外壁上凸设有第一压紧部(410)，所述塑胶环(400)的内壁上凸设有第二压紧部(420)；连接件(500)，所述连接件(500)具有相连接的固定部(510)和第三压紧部(520)，所述固定部(510)与所述顶盖板(100)固定连接，所述第三压紧部(520)将所述第一压紧部(410)压紧在所述顶盖板(100)上，以将所述凸出部(310)和所述密封圈(200)密封压紧在所述第二压紧部(420)与所述顶盖板(100)之间。2.根据权利要求1所述的盖板组件，其特征在于，所述顶盖板(100)上设有支撑槽(110)，所述密封圈(200)设置在所述支撑槽(110)的槽底，所述凸出部(310)和所述密封圈(200)被密封压紧在所述第二压紧部(420)与所述支撑槽(110)的槽底之间。3.根据权利要求2所述的盖板组件，其特征在于，所述固定部(510)与所述支撑槽(110)的槽底和/或所述支撑槽(110)的内壁固定连接，所述第三压紧部(520)将所述第一压紧部(410)压紧在所述支撑槽(110)的槽底。4.根据权利要求2所述的盖板组件，其特征在于，所述盖板组件还包括连接板(600)，所述连接板(600)与所述顶盖板(100)连接，且所述连接板(600)位于所述顶盖板(100)背离所述极柱(300)的一侧，所述连接板(600)的端面上凸设有凸台(610)，所述支撑槽(110)的槽底设有连接孔(111)，所述极柱(300)与所述连接孔(111)同轴，所述凸台(610)穿设于所述连接孔(111)并与所述极柱(300)连接。5.根据权利要求1-4任一项所述的盖板组件，其特征在于，所述第二压紧部(420)沿所述塑胶环(400)的周向延伸呈闭环结构。6.根据权利要求1-4任一项所述的盖板组件，其特征在于，所述第一压紧部(410)沿所述塑胶环(400)的周向延伸呈闭环结构，所述连接件(500)为环形结构，所述第三压紧部(520)和所述固定部(510)均沿所述连接件(500)的周向延伸呈闭环结构。7.根据权利要求1-4任一项所述的盖板组件，其特征在于，沿所述塑胶环(400)的轴向方向，所述第一压紧部(410)与所述第二压紧部(420)间隔设置。8.根据权利要求1-4任一项所述的盖板组件，其特征在于，沿所述极柱(300)的轴向方向，所述固定部(510)与所述第三压紧部(520)间隔设置。9.根据权利要求1-4任一项所述的盖板组件，其特征在于，所述塑胶环(400)的内壁上还设有缺口(430)，所述缺口(430)的开口朝向所述密封圈(200)设置。10.单体电池，其特征在于，包括壳体和权利要求1-9任一项所述的盖板组件，所述壳体具有容纳腔，所述盖板组件盖设在所述容纳腔的开口处。

技术总结
本实用新型属于电池技术领域，公开了一种盖板组件及单体电池，该盖板组件包括顶盖板、密封圈、极柱、塑胶环和连接件，密封圈设置在顶盖板上，极柱与密封圈同轴，且极柱的侧壁上凸设有沿其周向延伸呈闭环结构的凸出部，塑胶环的外壁上凸设有第一压紧部，塑胶环的内壁上凸设有第二压紧部，连接件包括相连接的固定部和第三压紧部，固定部与顶盖板固定连接，第三压紧部将第一压紧部压紧在顶盖板上，以将凸出部和密封圈密封压紧在第二压紧部与顶盖板之间，该盖板组件简化了极柱与顶盖板的密封操作，并且提高了极柱与顶盖板之间的密封性。且提高了极柱与顶盖板之间的密封性。且提高了极柱与顶盖板之间的密封性。


技术研发人员：刘峰 于广超
受保护的技术使用者：天津市捷威动力工业有限公司
技术研发日：2023.04.17
技术公布日：2023/7/12