一种极柱组件、顶盖和动力电池的制作方法

1.本实用新型涉及电池领域，具体涉及一种极柱组件、顶盖和动力电池。


背景技术：

2.现在各国都在发展新能源汽车，而动力电池也因此得到迅猛发展，同时对动力电池的要求也越来越高，尤其是在安全、能量密度，充电速率等方面。
3.现有技术中电池顶盖与极柱组件大多采用铆接，再进行激光焊接，从而实现整体结构的固定。其存在结构复杂、优率低、成本高等缺点，同时，传统铆接式顶盖受制于连接形式，使铆接块厚度不能减薄，导致极柱的连接部高度增加，极柱高度增加则导致电池内部空间降低，电芯容量降低，不利于提高电池能量密度。且铆接极柱由于结构限制使其极柱的横截面积偏小，载流能力差，不利于快充速率的提高。
4.针对于铆接式顶盖存在的问题，现在还存在非铆接形式的极柱组件，这种极柱组件采用连接件固定在顶盖的通孔内，其密封性难以保证。


技术实现要素：

5.本实用新型所要解决的技术问题是如何提高极柱组件密封性。
6.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种极柱组件，极柱组件包括极柱、限位组件和密封件，所述极柱外缘被限位于所述限位组件内，所述限位组件具有凹槽，所述密封件夹设于所述极柱外缘和所述限位组件之间，并具有延伸至所述凹槽内的第一密封部，所述第一密封部与所述凹槽的槽底密封抵接。
7.密封件夹在极柱外缘和限位组件之间的部分起到基础密封作用，密封件的第一密封部位于凹槽内，从而在限位组件和极柱之间形成曲折的结构，增加了流体通过的难度，从而提高了密封性。
8.在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
9.进一步，所述限位组件为环形，其内壁具有环形的容纳槽，所述极柱的侧壁具有向外延伸的裙边，所述裙边被限位于所述容纳槽内，所述容纳槽槽壁具有环形的所述凹槽，所述密封件位于所述容纳槽内并具有环形的所述第一密封部。
10.极柱通过裙边和容纳槽被限位，极柱与限位组件的组装结构稳固，限位可靠性高。
11.进一步，所述限位组件包括连接件和封板，所述连接件和所述封板均为环形，所述连接件的一端具有向所述极柱的中心轴方向延伸的限位部，所述封板与所述连接件另一端的内侧固定连接或一体成型，所述封板朝向所述裙边的一侧具有所述凹槽，所述封板和所述限位部之间形成所述容纳槽。
12.封板和限位部用于对裙边进行限位，凹槽设置在封板朝向限位部的一侧，这样，在极柱组件装配时，可以先将极柱一端与连接件一端固定，再将密封件装配至极柱外侧，最后装入封板或通过弯折连接件另一端形成与其一体成型的封板，利用封板压紧密封件。密封件被压紧至裙边，提高密封性。
13.进一步，所述连接件的另一端内侧具有凹部，所述封板的外缘固定于所述凹部内。
14.封板的外缘通过凹部限位，两者连接结构强度高。
15.进一步，所述限位组件还包括上绝缘件，所述上绝缘件包裹于所述连接件的一端，并使所述连接件与所述极柱绝缘。
16.上绝缘件使连接件与极柱绝缘，并将连接件与极柱连接。
17.进一步，所述裙边为多边形板状，所述上绝缘件和所述连接件均为与所述裙边相适配的多边形环状，所述上绝缘件拐角处的内壁具有向所述极柱的中心轴方向延伸的内延伸部，所述内延伸部与所述裙边朝向所述封板的一侧相接触。
18.在拐角处采用内延伸部对裙边限位，限位结构稳定，从而裙边可以设置的窄一些，极柱其余部分均可用于导电，导电面积大，载流能力强，可提升电池的充电速率。
19.进一步，所述第一密封部与所述凹槽槽壁之间具有调节余量。
20.由于存在调节余量，密封件可相对于凹槽适当移动，在保证密封可靠性的同时，可减小密封件对其他零件产生的应力。
21.本实用新型还提供一种顶盖，顶盖包括盖板和所述的极柱组件，所述盖板具有极柱过孔，所述极柱组件位于所述极柱过孔内，且所述限位组件与所述盖板固定连接或一体成型。
22.顶盖采用极柱组件，无需设置铆接结构组装，顶盖总体高度降低，能有效地提高电池能量密度。极柱组件装入盖板时，只需要在盖板上设置极柱过孔就可以装配，安装简便，可以适配不同尺寸的盖板，减少成本。盖板与极柱组件连接处外表面无焊缝，没有毛刺划破绝缘膜的风险，方便贴绝缘膜，提高电池的安全性。
23.进一步，顶盖还包括下绝缘件，所述下绝缘件与所述盖板固定连接，并具有与所述极柱过孔相对应的绝缘件通孔，所述极柱穿过所述绝缘件通孔。
24.下绝缘件用于将盖板与动力电池内的其他部件绝缘，避免漏电。
25.进一步，所述极柱靠近所述下绝缘件一端的端面从所述下绝缘件的所述绝缘件通孔中凸出，且与所述绝缘件通孔孔口处背离所述盖板一侧的表面的高度差为0.05mm-2mm，所述极柱另一端端面凸出所述限位组件，且与所述限位组件的背离所述下绝缘件一侧的端面之间的高度差为0.05-2mm。
26.极柱两端均向外凸出，便于将其与其他结构导电连接，相应的，位于动力电池壳体内的电连接片可以直接设置为板状结构，结构简单，可有效提升电池的载流能力。
27.进一步，顶盖还包括防爆阀，所述防爆阀固定于所述盖板的防爆口内；所述盖板上还设有注液孔。
28.防爆阀用于缓冲电池膨胀产生的压力，避免压力产生的爆炸。注液孔用于向电池内注液。
29.进一步，所述限位组件包括连接件，所述连接件与所述盖板固定连接或一体成型。
30.本实用新型还提供一种动力电池，包括所述的顶盖。
附图说明
31.图1为动力电池的三维图；
32.图2为动力电池的爆炸图，图中未显示壳体；
33.图3为图1动力电池的俯视图；
34.图4为图3动力电池的a-a向剖视图；
35.图5为图4动力电池的i处局部放大图；
36.图6为图5动力电池的ii处局部放大图；
37.图7为图1动力电池的顶盖的爆炸图；
38.图8为极柱组件的三维图，图中未显示封板；
39.图9为图8极柱组件的正视图；
40.图10为图5中的极柱主视图；
41.图11为圆形的极柱的三维图；
42.图12为上绝缘件俯视视角下的三维图；
43.图13为上绝缘件仰视视角下的三维图；
44.图14为连接件的三维图；
45.图15为具有圆形极柱的顶盖的俯视图；
46.图16为不设有台阶部的连接件与盖板固定连接的结构示意图；
47.图17为连接件与盖板一体成型的结构示意图；
48.图18为连接件与封板一体成型的限位组件结构示意图。
49.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
50.1、顶盖；
51.10、极柱组件；11、极柱；111、第一面；112、第二面；113、第三面；114、裙边；12、上绝缘件；121、卡槽；122、内延伸部；123、连接面；124、极柱容纳部；13、连接件；131、台阶部；132、凹部；133、限位部；14、密封件；141、第一密封部；142、第二密封部；15、封板；151、凹槽；16、容纳槽
52.20、防爆阀；
53.30、盖板；301、极柱过孔；302、注液孔；303、防爆口；304、凹面；
54.40、下绝缘件；
55.2、电连接片；3、极片总成；31、集流体；4、壳体。
具体实施方式
56.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
57.实施例一
58.如图1-图18所示，本实施例提供一种极柱组件，极柱组件10包括极柱11、限位组件和密封件14，所述极柱11外缘被限位于所述限位组件内，所述限位组件具有凹槽151，所述密封件14夹设于所述极柱11外缘和所述限位组件之间，并具有延伸至所述凹槽151内的第一密封部141，所述第一密封部141与所述凹槽151的槽底密封抵接。
59.密封件14夹在极柱11外缘和限位组件之间的部分起到基础密封作用，密封件14的第一密封部141位于凹槽151内，从而在限位组件和极柱11之间形成曲折的结构，增加了流体通过的难度，从而提高了密封性。
60.其中，对于所述的极柱11外缘被限位于限位组件内。可选的，极柱11可以为圆柱
形、椭圆柱形或棱柱形，其外侧边缘均被限位于限位组件内；或者，极柱11主体部分的中部或一端具有向外延伸的裙边114，裙边114被限位于限位组件内。进一步可选的，对于极柱11主体部分的中部具有裙边114的极柱11来说，极柱11主体部分为圆柱形(如图11所示)、椭圆柱形或棱柱形，或者，极柱11主体部分的两端分别为圆柱形、椭圆柱形或棱柱形等不同的形状，例如，图7和图8所示，在其中一个具体的示例中，极柱11位于裙边114一端的结构为四棱柱形，位于裙边114另一端的结构为椭圆柱形。可选的，极柱11主体部分与裙边114外轮廓可以为相同形状，例如图11所示，两者外轮廓均为圆形；或极柱11主体部分与裙边114外轮廓为不同的形状，例如极柱11主体部分外轮廓为圆形，裙边114外轮廓为多边形。
61.可选的，极柱11外缘可以仅通过限位组件被限位，或者，极柱组件安装到盖板30上后，通过限位组件与盖板30或下绝缘件40配合，实现极柱11外缘的限位。
62.实施例二
63.在实施例一的基础上，所述限位组件为环形，其内壁具有环形的容纳槽16，所述极柱11的侧壁具有向外延伸的裙边114，所述裙边114被限位于所述容纳槽16内，所述容纳槽16槽壁具有环形的所述凹槽151，所述密封件14位于所述容纳槽16内并具有环形的所述第一密封部141。
64.极柱11通过裙边114和容纳槽16被限位，极柱11与限位组件的组装结构稳固，限位可靠性高。
65.可选的，如图5和图18所示，凹槽151可以位于容纳槽16的两侧侧壁，在如图5、图6、图16-图18所示的具体示例中，凹槽151位于容纳槽16下侧壁；或者凹槽151可以位于容纳槽16底壁(即图18中容纳槽16竖直的槽壁)。
66.实施例三
67.在实施例二的基础上，所述限位组件包括连接件13和封板15，所述连接件13和所述封板15均为环形，所述连接件13的一端具有向所述极柱11的中心轴方向延伸的限位部133，所述封板15与所述连接件13另一端的内侧固定连接或一体成型，所述封板15朝向所述裙边114的一侧具有所述凹槽151，所述封板15和所述限位部133之间形成所述容纳槽16。
68.封板15和限位部133用于对裙边114进行限位，凹槽151设置在封板15朝向限位部133的一侧，这样，在极柱组件10装配时，可以先将极柱11一端与连接件13一端固定，再将密封件14装配至极柱11外侧，最后装入封板15或通过弯折连接件13另一端形成与其一体成型的封板15，利用封板15压紧密封件14。密封件14被压紧至裙边114，提高密封性。
69.其中，所述的连接件13和封板15均为环形，该环形可以为圆形环、椭圆形环或者棱柱形环，连接件13和封板15与裙边114的外轮廓形状相适配。
70.实施例四
71.在实施例三的基础上，所述连接件13的另一端内侧具有凹部132，所述封板15的外缘固定于所述凹部132内。
72.如图6所示，封板15的外缘通过凹部132限位，两者连接结构强度高。
73.实施例五
74.在实施例三或实施例四的基础上，所述限位组件还包括上绝缘件12，所述上绝缘件12包裹于所述连接件13的一端，并使所述连接件13与所述极柱11绝缘。
75.上绝缘件12使连接件13与极柱11绝缘，并将连接件13与极柱11连接。
76.具体的，上绝缘件12具有向下敞口的卡槽121，限位部133插入卡槽121内。卡槽121内侧壁称为连接面123，连接面123与凹部132上方的连接件13内壁抵接。上绝缘件12呈环形，其内侧形成极柱容纳部124，极柱11安装在极柱容纳部124内，并与其固定连接。
77.在其中一个具体示例中，上绝缘件12采用注塑成型，并通过注塑工艺实现与连接件13和极柱11的固定连接。
78.实施例六
79.在实施例五的基础上，所述裙边114为多边形板状，所述上绝缘件12和所述连接件13均为与所述裙边114相适配的多边形环状，所述上绝缘件12拐角处的内壁具有所述极柱11的中心轴方向内延伸的内延伸部122，所述内延伸部122与所述裙边114朝向所述封板15的一侧相接触。
80.如图8、图9、图12和图13所示，在拐角处采用内延伸部122对裙边114限位，限位结构稳定，从而裙边114可以设置的窄一些，极柱11其余部分均可用于导电，导电面积大，载流能力强，可提升电池的充电速率。
81.具体的，如图5、图8和图9所示，在设有内延伸部122的位置，密封件14向极柱11中心方向收缩以避让内延伸部122，密封件14的外侧壁与内延伸部122内侧壁抵接，内延伸部122的上侧直接与裙边114拐角处下侧的第二面112抵接。
82.实施例七
83.在实施例一至六任一个的基础上，所述第一密封部141与所述凹槽151槽壁之间具有调节余量。
84.由于存在调节余量，密封件14可相对于凹槽151适当移动，在保证密封可靠性的同时，可减小密封件14沿凹槽151宽度方向对其他零件产生的应力。
85.具体的，密封件14包括一体成型的夹在第二面112和限位组件的封板15之间的第二密封部142、伸入凹槽151内的第一密封部141以及夹在极柱11侧壁与限位组件的封板15之间的密封件竖直部，如图6所示，第一密封部141与凹槽151之间以及密封件竖直部与封板15侧壁之间均具有间隙，从而使得密封件14沿凹槽151的宽度方向可以横向移动，实现调节。
86.实施例八
87.在实施例一至七任一个的基础上，本实施例提供一种顶盖，顶盖1包括盖板30和所述的极柱组件10，所述盖板30具有极柱过孔301，所述极柱组件10位于所述极柱过孔301内，且所述限位组件与所述盖板30固定连接或一体成型。
88.顶盖1采用极柱组件10，无需设置铆接结构组装，顶盖1总体高度降低，能有效地提高电池能量密度。极柱组件10装入盖板30时，只需要在盖板30上设置极柱过孔301就可以装配，安装简便，可以适配不同尺寸的盖板30，减少成本。盖板30与极柱组件10连接处外表面无焊缝，没有毛刺划破绝缘膜的风险，方便贴绝缘膜，提高电池的安全性。
89.具体的，顶盖1包括正极组件和负极组件，正极组件和负极组件中的至少一个为所述极柱组件10。
90.可选的，如图16所示，限位组件的连接件13与盖板30固定连接；或者如图17所示，限位组件的连接件13与盖板30一体成型。进一步的，如图5和图6所示，连接件13外壁还具有向外延伸的台阶部131，相应的，盖板30的极柱过孔301内壁具有凹面304，台阶部131位于凹
面304内，从而可对极柱组件10定位，然后再通过焊接或其他方式将连接件13与盖板30固定连接。
91.实施例九
92.在实施例八的基础上，顶盖1还包括下绝缘件40，所述下绝缘件40与所述盖板30固定连接，并具有与所述极柱过孔301相对应的绝缘件通孔，所述极柱11穿过所述绝缘件通孔。
93.下绝缘件40用于将盖板30与动力电池内的其他部件绝缘，避免漏电。
94.具体的，极柱组件10安装时，极柱组件10从盖板30下表面穿过极柱过孔301，通过连接件13与盖板30采用焊接固定。然后将下绝缘件40固定在盖板30下表面。
95.实施例十
96.在实施例九的基础上，所述极柱11靠近所述下绝缘件40一端的端面从所述下绝缘件40的所述绝缘件通孔中凸出，且与所述绝缘件通孔孔口处背离所述盖板30一侧的表面的高度差为0.05mm-2mm，所述极柱11另一端端面凸出所述限位组件，且与所述限位组件的背离所述下绝缘件40一侧的端面之间的高度差为0.05-2mm。
97.极柱11两端均向外凸出，便于将其与其他结构导电连接，相应的，位于动力电池壳体4内的电连接片2可以直接设置为板状结构，结构简单，可有效提升电池的载流能力。
98.具体的，如图5所示，极柱11上端面为第一面111，其下端面为第三面113，第一面111高出上绝缘件12上表面0.05-2mm，第三面113向下凸出下绝缘件40靠近绝缘件通孔处的下表面0.05-2mm。
99.实施例十一
100.在实施例八至十任一项的基础上，顶盖1还包括防爆阀20，所述防爆阀20固定于所述盖板30的防爆口303内；所述盖板30上还设有注液孔302。
101.防爆阀20用于缓冲电池膨胀产生的压力，避免压力产生的爆炸。注液孔302用于向电池内注液。
102.具体的，对应于防爆口303和注液孔302的位置，下绝缘件40也相应的设有通孔。
103.实施例十二
104.在实施例八至十一任一项的基础上，本实施例提供一种动力电池，包括所述的顶盖。
105.具体的，动力电池还包括电连接片2、极片总成3和壳体4，极片总成3安装于壳体4内，极片总成3的集流体31通过电连接片2与顶盖1上的极柱11导电连接。
106.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”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。
107.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
108.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“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特
征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
109.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
110.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
111.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例，并不用以限制本实用新型，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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

技术特征：
1.一种极柱组件，其特征在于，极柱组件(10)包括极柱(11)、限位组件和密封件(14)，所述极柱(11)外缘被限位于所述限位组件内，所述限位组件具有凹槽(151)，所述密封件(14)夹设于所述极柱(11)外缘和所述限位组件之间，并具有延伸至所述凹槽(151)内的第一密封部(141)，所述第一密封部(141)与所述凹槽(151)的槽底密封抵接。2.根据权利要求1所述的一种极柱组件，其特征在于，所述限位组件为环形，其内壁具有环形的容纳槽(16)，所述极柱(11)的侧壁具有向外延伸的裙边(114)，所述裙边(114)被限位于所述容纳槽(16)内，所述容纳槽(16)槽壁具有环形的所述凹槽(151)，所述密封件(14)位于所述容纳槽(16)内并具有环形的所述第一密封部(141)。3.根据权利要求2所述的一种极柱组件，其特征在于，所述限位组件包括连接件(13)和封板(15)，所述连接件(13)和所述封板(15)均为环形，所述连接件(13)的一端具有向所述极柱(11)的中心轴方向延伸的限位部(133)，所述封板(15)与所述连接件(13)另一端的内侧固定连接或一体成型，所述封板(15)朝向所述裙边(114)的一侧具有所述凹槽(151)，所述封板(15)和所述限位部(133)之间形成所述容纳槽(16)。4.根据权利要求3所述的一种极柱组件，其特征在于，所述连接件(13)的另一端内侧具有凹部(132)，所述封板(15)的外缘固定于所述凹部(132)内。5.根据权利要求3所述的一种极柱组件，其特征在于，所述限位组件还包括上绝缘件(12)，所述上绝缘件(12)包裹于所述连接件(13)的一端，并使所述连接件(13)与所述极柱(11)绝缘。6.根据权利要求5所述的一种极柱组件，其特征在于，所述裙边(114)为多边形板状，所述上绝缘件(12)和所述连接件(13)均为与所述裙边(114)相适配的多边形环状，所述上绝缘件(12)拐角处的内壁具有向所述极柱(11)的中心轴方向延伸的内延伸部(122)，所述内延伸部(122)与所述裙边(114)朝向所述封板(15)的一侧相接触。7.根据权利要求1-6任一项所述的一种极柱组件，其特征在于，所述第一密封部(141)与所述凹槽(151)槽壁之间具有调节余量。8.一种顶盖，其特征在于，顶盖(1)包括盖板(30)和如权利要求1-7任一项所述的极柱组件(10)，所述盖板(30)具有极柱过孔(301)，所述极柱组件(10)位于所述极柱过孔(301)内，且所述限位组件与所述盖板(30)固定连接或一体成型。9.根据权利要求8所述的一种顶盖，其特征在于，顶盖(1)还包括下绝缘件(40)，所述下绝缘件(40)与所述盖板(30)固定连接，并具有与所述极柱过孔(301)相对应的绝缘件通孔，所述极柱(11)穿过所述绝缘件通孔。10.根据权利要求9所述的一种顶盖，其特征在于，所述极柱(11)靠近所述下绝缘件(40)一端的端面从所述下绝缘件(40)的所述绝缘件通孔中凸出，且与所述绝缘件通孔孔口处背离所述盖板(30)一侧的表面的高度差为0.05mm-2mm，所述极柱(11)另一端端面凸出所述限位组件，且与所述限位组件的背离所述下绝缘件(40)一侧的端面之间的高度差为0.05-2mm。11.根据权利要求8-10任一项所述的一种顶盖，其特征在于，顶盖(1)还包括防爆阀(20)，所述防爆阀(20)固定于所述盖板(30)的防爆口(303)内；所述盖板(30)上还设有注液孔(302)。12.根据权利要求8-10任一项所述的一种顶盖，其特征在于，所述限位组件包括连接件
(13)，所述连接件(13)与所述盖板(30)固定连接或一体成型。13.一种动力电池，其特征在于，包括如权利要求8-12任一项所述的顶盖。

技术总结
本实用新型涉及一种极柱组件、顶盖和动力电池，涉及电池领域，极柱组件包括极柱、限位组件和密封件，极柱外缘被限位于限位组件内，限位组件具有凹槽，密封件夹设于极柱外缘和限位组件之间，并具有延伸至凹槽内的第一密封部，第一密封部与凹槽的槽底密封抵接。顶盖包括所述极柱组件。动力电池包括所述顶盖。密封件夹在极柱外缘和限位组件之间的部分起到基础密封作用，密封件的第一密封部位于凹槽内，从而在限位组件和极柱之间形成曲折的结构，增加了流体通过的难度，从而提高了密封性。从而提高了密封性。从而提高了密封性。


技术研发人员：陈泰星 熊伟
受保护的技术使用者：孚能科技（赣州）股份有限公司
技术研发日：2023.03.20
技术公布日：2023/7/14