盖板及电池的制作方法

1.本实用新型涉及电池领域，具体地涉及一种盖板及电池。


背景技术：

2.锂离子电池是目前综合性能最好的电池体系，因其具有比能量高、循环寿命长、体积小、质量轻、无记忆效应、无污染等特点，迅速发展成为新一代储能电源，并广泛的应用于信息技术、电动车和混合动力车、航空航天等领域。其中方形电池作为动力电池三种封装(方形、软包、圆柱)形式之一，具有封装可靠度高、系统能量效率高、结构较为简单、单体容量大、系统构成相对简单、成本较低等一系列优势。随着电动汽车产业迅速发展，作为动力电源，锂离子电池能量密度需求持续大幅增长；另一方面随着原材料成本的大幅度上升，电池成本压力越来越大。
3.现有技术方案将极柱组件与顶盖片组装在一起的方式有两种。一种为注塑工艺，通过在高于聚苯硫醚（pps）熔融温度的高温下，将pps材料填充到极柱与顶盖片之间，待冷却后实现极柱的组装。另一种为铆接工艺，通过压铆的工艺将极柱组件与顶盖片组装到一起。虽然两种结构在极柱体与顶盖片装配方式不同，但是相同点就是极柱的制作工艺需要大量机械加工作业，一方面会产生大量的废料，另外一方面制程时间长且能耗较高；特别是负极柱还要引进摩擦焊的工艺，这些都会导致极柱体的制造成本增加。此外，现有的电池盖板的装配方式为保证足够的铆接强度，需要使用更厚的结构支撑块，从而导致极柱的质量更大、高度更高，增加空间占用，不利于电池能量密度的提升。


技术实现要素：

4.本实用新型所要解决的技术问题是：目前极柱的制作工艺需要大量的机械加工，产生废料较多、制造周期长、能耗高，增加制造成本，且极柱的质量较大，增加空间占用，不利于电池能量密度的提升。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种盖板，包括：
6.顶盖，设有极柱孔；和
7.极柱体，包括穿设于所述极柱孔的极柱体本体，所述极柱体本体的两端分别设有第一限位板和第二限位板，所述第一限位板与所述第二限位板之间形成与所述顶盖卡接配合的环形卡槽；
8.其中，所述极柱体本体的内部中空且设有所述第二限位板的一端具有开口。
9.可选地，所述盖板还包括设置在所述第一限位板与所述顶盖之间的绝缘垫片。
10.可选地，所述绝缘垫片的内圈朝向所述顶盖的方向延伸形成第一环形卡板，所述第一环形卡板处于所述极柱体本体的外周与所述极柱孔的内壁之间。
11.可选地，所述绝缘垫片与所述第一限位板之间设有支撑垫片。
12.可选地，所述盖板还包括设置在所述第二限位板与所述顶盖之间的密封件。
13.可选地，所述密封件的内圈朝向所述顶盖的方向延伸形成第二环形卡板，所述第
二环形卡板处于所述极柱体本体的外周与所述极柱孔的内壁之间。
14.可选地，所述盖板还包括设置在所述顶盖的底面的下塑胶板，所述下塑胶板设置在所述密封件的外周，所述第二限位板贴合在所述下塑胶板的背离所述顶盖的一侧。
15.可选地，所述顶盖的底面设有第一限位槽，所述第一限位槽环绕在所述极柱孔的外周，所述下塑胶板上设有与所述第一限位槽相匹配的限位台；和/或
16.所述下塑胶板的底面设有第二限位槽，所述第二限位板的外圈设置在所述第二限位槽内。
17.可选地，所述第一限位板包括顶板，所述顶板的外圈内折形成连接板，所述极柱体本体的端部与所述连接板连接。
18.本实用新型还提供了一种电池，包括顶部敞口的底壳、设置在所述底壳内部的电芯以及上述的盖板，所述盖板设置在所述底壳的敞口端，所述电芯与所述盖板上的极柱体连接。
19.本实用新型实施方式提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：
20.本实用新型提供的极柱体通过第一限位板和第二限位板安装在顶盖上，能够有效防止极柱体在其轴向方向上的移动，进而确保极柱体的固定效果，且该种固定方式对极柱体的强度无要求，极柱体的内部设置成中空结构，连接片可以伸入至极柱体的内部与极柱体焊接连接，提升了电池壳体内空间利用率，同时极柱质量较小，能够有效提高电池的能量密度；极柱体可通过冲压的方式制成，工艺简单、效率高且无需摩擦焊、精机械加工等高耗能工艺，可显著降低极柱体的制造成本。
附图说明
21.图1为本实用新型实施方式所述盖板的结构示意图；
22.图2为本实用新型实施方式所述盖板的剖面图；
23.图3为图2中a处的放大图；
24.图4为本实用新型实施方式所述基板第一次冲压后的示意图；
25.图5为本实用新型实施方式所述基板第二次冲压后的示意图；
26.图6为本实用新型实施方式所述基板第三次冲压后的示意图；
27.图7为本实用新型实施方式所述基板第四次冲压后的示意图；
28.图8为本实用新型实施方式部分所述极柱体的结构示意图；
29.图9为本实用新型实施方式部分所述顶盖的结构示意图；
30.图10为本实用新型实施方式部分所述下塑胶板的结构示意图；
31.图11为本实用新型实施方式所述电池的结构示意图。
32.附图标记说明
33.1、顶盖；11、极柱孔；12、第一限位槽；2、极柱体；21、极柱体本体；22、第一限位板；221、顶板；222、连接板；23、第二限位板；24、开口；3、绝缘垫片；31、第一环形卡板；4、支撑垫片；5、密封件；51、第二环形卡板；6、下塑胶板；61、限位台；62、第二限位槽；7、第一冲头、71、第二冲头；72、第三冲头；73、第四冲头；8、固定台；9、底壳。
具体实施方式
34.结合图1至图3所示，本实用新型实施方式提供的盖板包括顶盖1和极柱体2。
35.顶盖1上设有极柱孔11。极柱体2包括穿设于极柱孔11的极柱体本体21，极柱体本体21的两端分别设有第一限位板22和第二限位板23，第一限位板22和第二限位板23之间形成与顶盖1卡接配合的环形卡槽；其中，极柱体本体21的内部中空且设有第二限位板23的一端具有开口24。
36.具体地，极柱体本体21的两端均伸出极柱孔11，以图3所示方向为例，极柱体本体21的顶端外周沿着极柱体本体21的径向方向向外延伸设有第一限位板22，极柱体本体21的底端外周沿着极柱体本体21的径向方向向外延伸设有第二限位板23，极柱体本体21穿设在极柱孔11内，极柱孔11外周的部分顶盖1卡接在第一限位板22与第二限位板23之间，以确保连接效果。极柱体本体21的底端具有开口24，以供电芯的极耳伸入至极柱体本体21的内部，并使得极耳与极柱体本体21内部的顶壁焊接连接。第一限位板22、第二限位板23和极柱体本体21一体成型，确保结构强度。其中，极柱体2由金属铜或铝制成的基板冲压形成，增加加工的便利性。极柱孔11和极柱体2的数量应为两个，且两个极柱体2的安装方式相同。
37.进一步优化地，如图8所示，第一限位板22包括顶板221，顶板221的外圈内折形成连接板222，极柱体本体21的端部与连接板222连接，该种设计方式的顶板221能够通过冲压的方式形成，以增加制作的便利性。
38.本实用新型提供的极柱体2通过第一限位板22和第二限位板23安装在顶盖1上，能够有效防止极柱体2在其轴向方向上的移动，进而确保极柱体2的固定效果。极柱体2的内部设置成中空结构，电芯极耳与连接片可以伸入至极柱体2的内部与极柱体2焊接连接，提升了电池壳体内空间利用率，同时极柱质量较小，能够有效提高电池的能量密度；极柱体2可通过冲压的方式制成，工艺简单、效率高且无需摩擦焊、精机械加工等高耗能工艺，可显著降低极柱体2的制造成本。
39.结合图2和图3所示，盖板还包括设置在第一限位板22与顶盖1之间的绝缘垫片3，以确保第一限位板22和顶盖1之间的绝缘效果。
40.进一步优化地，绝缘垫片3的内圈朝向顶盖1的方向延伸形成第一环形卡板31，第一环形卡板31处于极柱体本体21的外周与极柱孔11的内壁之间，且绝缘垫片3的外圈向外伸出第一限位板22。该种设计方式能够进一步确保第一限位板22和顶盖1之间的绝缘效果，同时能够确保极柱体本体21与极柱孔11的内侧壁的绝缘效果。
41.进一步优化地，绝缘垫片3与第一限位板22之间设有支撑垫片4。通过设置支撑垫片4可为第一限位板22的冲压提供支撑力，便于第一限位板22的成型。其中，支撑垫片4采用304不锈钢或高碳钢等具有较高强度的材料。
42.结合图2和图3所示，盖板还包括设置在第二限位板23与顶盖1之间的密封件5，以确保第二限位板23与顶盖1之间的绝缘效果和密封效果。
43.进一步优化地，密封件5的内圈朝向顶盖1的方向延伸形成第二环形卡板51，第二环形卡板51处于极柱体本体21的外周与极柱孔11的内壁之间，进而通过第二环形卡板51隔开极柱孔11的内壁和极柱体本体21的外周，确保顶盖1与极柱体本体21之间的绝缘效果。此外，第二环形卡板51与第一环形卡板31在极柱孔11的内壁和极柱体本体21的外周之间抵接，确保整体结构的紧凑性以及极柱体2与顶盖1之间的绝缘性。
44.盖板还包括设置在顶盖1的底面的下塑胶板6，下塑胶板6设置在密封件5的外周，第二限位板23贴合在下塑胶板6的背离顶盖1的一侧。该种设计方式能够确保第二限位板23与顶盖1之间的绝缘效果，且使得盖板的结构更加紧凑。
45.进一步优化地，结合图9和图10所示，顶盖1的底面设有第一限位槽12，第一限位槽12环绕在极柱孔11的外周，下塑胶板6上设有与第一限位槽12相匹配的限位台61。通过第一限位槽12与限位台61的配合方式使得连接更加紧凑，同时避免下塑胶板6与顶盖1之间出现窜动的现象。
46.进一步优化地，结合图3和图10所示，下塑胶板6的底面设有第二限位槽62，第二限位板23的外圈设置在第二限位槽62内。该种设计方式通过第二限位槽62容纳第二限位板23的边部，进而对第二限位板23起到限位效果，防止第二限位板23相对于下塑胶板6移动。
47.极柱体2的冲压过程包括以下步骤：
48.步骤s1，将片状的基板（金属铜板或铝板）进行第一次冲压，即通过第一冲头7对基板的中部向上冲压，以得到图4所示结构。
49.步骤s2，将第一次冲压后得到的基板穿过极柱孔11，使得第一次冲压后成型出的第二限位板23贴合在下塑胶板6和密封件5的底部，并在第二限位板23的底部支撑固定台8，且固定台8上设有能够伸入至基板内部的凸台，通过第二冲头71对基板的顶部进行第二次冲压，以得到图5所示的基板结构。
50.步骤s3，通过带有倒角的第三冲头72对基板进行第三次冲压，以得到图6所示的基板结构。
51.步骤s4，通过第四冲头73对基板进行第四次冲压，使得形成的第一限位板22贴合在支撑垫片4的顶部，以得到图7所示的结构，即得到本技术的极柱体2，并使得第一限位板22和第二限位板23卡接在顶盖1的两侧。
52.结合图1至图3所示，本领域的技术人员能够知晓的是，顶盖1上设置的极柱孔11的数量为两个，且每个极柱孔11上安装有一个极柱体2，且两个极柱体2分别为正极极柱体2和负极极柱体2，而正极极柱体2和负极极柱体2的设置方式和安装方式均与本技术的上述极柱体2的设置方式和安装方式相同。即顶盖1上设有两个极柱孔11，且两个极柱孔11分别安装有正极极柱体2和负极极柱体2，该处的正极极柱体2和负极极柱体2包括上述极柱体2的全部技术特征。
53.如图11所示，本实用新型还提供了一种电池，该电池包括顶部敞口的底壳9、设置在底壳9内部的电芯以及上述的盖板，盖板设置在底壳9的敞口端，电芯与盖板上的极柱体2连接，具体为电芯通过连接片与极柱体2连接，其中，该处的盖板包括上述的盖板的全部技术特征。

技术特征：
1.一种盖板，其特征在于，包括：顶盖（1），设有极柱孔（11）；和极柱体（2），包括穿设于所述极柱孔（11）的极柱体本体（21），所述极柱体本体（21）的两端分别设有第一限位板（22）和第二限位板（23），所述第一限位板（22）与所述第二限位板（23）之间形成与所述顶盖（1）卡接配合的环形卡槽；其中，所述极柱体本体（21）的内部中空且设有所述第二限位板（23）的一端具有开口（24）。2.根据权利要求1所述的盖板，其特征在于，所述盖板还包括设置在所述第一限位板（22）与所述顶盖（1）之间的绝缘垫片（3）。3.根据权利要求2所述的盖板，其特征在于，所述绝缘垫片（3）的内圈朝向所述顶盖（1）的方向延伸形成第一环形卡板（31），所述第一环形卡板（31）处于所述极柱体本体（21）的外周与所述极柱孔（11）的内壁之间。4.根据权利要求2所述的盖板，其特征在于，所述绝缘垫片（3）与所述第一限位板（22）之间设有支撑垫片（4）。5.根据权利要求1所述的盖板，其特征在于，所述盖板还包括设置在所述第二限位板（23）与所述顶盖（1）之间的密封件（5）。6.根据权利要求5所述的盖板，其特征在于，所述密封件（5）的内圈朝向所述顶盖（1）的方向延伸形成第二环形卡板（51），所述第二环形卡板（51）处于所述极柱体本体（21）的外周与所述极柱孔（11）的内壁之间。7.根据权利要求5所述的盖板，其特征在于，所述盖板还包括设置在所述顶盖（1）的底面的下塑胶板（6），所述下塑胶板（6）设置在所述密封件（5）的外周，所述第二限位板（23）贴合在所述下塑胶板（6）的背离所述顶盖（1）的一侧。8.根据权利要求7所述的盖板，其特征在于，所述顶盖（1）的底面设有第一限位槽（12），所述第一限位槽（12）环绕在所述极柱孔（11）的外周，所述下塑胶板（6）上设有与所述第一限位槽（12）相匹配的限位台（61）；和/或所述下塑胶板（6）的底面设有第二限位槽（62），所述第二限位板（23）的外圈设置在所述第二限位槽（62）内。9.根据权利要求1至8中任意一项所述的盖板，其特征在于，所述第一限位板（22）包括顶板（221），所述顶板（221）的外圈内折形成连接板（222），所述极柱体本体（21）的端部与所述连接板（222）连接。10.一种电池，其特征在于，包括顶部敞口的底壳（9）、设置在所述底壳（9）内部的电芯以及如权利要求1至9中任意一项所述的盖板，所述盖板设置在所述底壳（9）的敞口端，所述电芯与所述盖板上的极柱体（2）连接。

技术总结
本实用新型涉及电池领域，公开了一种盖板及电池。该盖板包括顶盖和极柱体，顶盖上设有极柱孔；极柱体包括极柱体本体、第一限位板和第二限位板，第一限位板和第二限位板之间形成环形卡槽，极柱体本体的内部中空且具有开口。该电池包括上述盖板。本实用新型提供的极柱体通过第一限位板和第二限位板安装在顶盖上，能够确保极柱体的固定效果，极柱体的内部设置成中空结构，连接片可以伸入至极柱体的内部与极柱体焊接连接，提升了电池壳体内空间利用率，同时极柱质量较小，能够有效提高电池的能量密度；极柱体可通过冲压的方式制成，工艺简单、效率高且无需摩擦焊、精机械加工等高耗能工艺，可显著降低极柱体的制造成本。可显著降低极柱体的制造成本。可显著降低极柱体的制造成本。


技术研发人员：窦俊青 肖湘 娄佳训 李文俊 赵云 张实景 俞会根
受保护的技术使用者：卫蓝海博（淄博）新能源科技有限公司
技术研发日：2023.04.24
技术公布日：2023/7/19