专利名称：动力电池封装组件的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及动力电池封装技术，尤其涉及一种动力电池封装组件。
背景技术：
随着现代社会的发展和人们环保意识的增强，越来越多的设备选择以可充电的二次电池作为电源，如手机、笔记本电脑、电动自行车、电动汽车和储能电站等等，这为可充电的二次电池的应用与发展提供了广阔的空间。其中，电动汽车和储能电站等一般需要使用具有大容量的动力电池。动力电池一般包括电芯和用于容纳电芯的金属壳体和电池顶盖，电芯顶部设有正极极耳和负极极耳，电池顶盖上设有与其绝缘的正极柱、负极柱和注液孔。装配时，先将正极极耳和负极极耳分别与正极柱和负极柱焊接连接，然后将电芯置于壳体内，并将电池顶盖与壳体焊接密封，组装成半成品电池。再经过注液、化成和容量等一系列工序即得到动力电池。目前电池封装结构通常有两大类，一种是电芯置于容易装配的绝缘支架中，而容易装配的绝缘支架通常要注塑成型，壁厚较厚，占用空间较多，影响电池的容量密度。另外一种是采用电芯顶支架，置于电芯与电池盖板之间用于固定电芯，并直接用绝缘纸或绝缘塑料袋将电芯包裹，其往往不好装配或不能实现自动化装配，影响生产效率，增加生产成本。
实用新型内容鉴于背景技术中存在的问题，本实用新型的目的在于提供一种动力电池封装组件，其能有效保护电芯、提高电池的容量密度、能使电芯方便快速地装入壳体内。为了解决上述问题，本实用新型提供了一种动力电池封装组件，其包括:电芯顶支架，封装电芯时设置于电芯顶部，包括相互扣合的电芯顶支架主体以及电芯顶支架盖板；以及电芯绝缘片，封装电芯时弯折成型并包覆电芯的左右前后及底面且包覆电芯顶支架四周并与顶支架热熔固定成一体。在根据本实用新型所述的动力电池封装组件中，优选地，所述动力电池封装组件还可包括:电池顶盖，封装电芯时与电芯顶支架主体以及电芯顶支架盖板扣合。在根据本实用新型所述的动力电池封装组件中，优选地，所述动力电池封装组件还可包括:壳体，将组装的电芯绝缘片、电芯顶支架、电芯容纳在其与电池顶盖之间的空间内并包封电池顶盖的四周。本实用新型的有益效果如下:相对于背景技术，本实用新型的动力电池封装组件能有效防止电芯与壳体之间以及极柱与壳体之间的短路，还能防止电芯在壳体内蹿动，对电芯起到固定作用；而且能使电芯方便快速地装入壳体内，从而实现自动化装配，提高生产效率，降低加工成本；同时由于绝缘片弯折成 型且厚度可以控制得很薄，所以能最大限度地提高电池容量密度。
图1是根据本实用新型的动力电池封装结构的电芯顶支架的放大分解示意图；图2是根据本实用新型的动力电池封装结构的电芯绝缘片在弯折成型开始前展开的示意图；图3是图2所示的电芯绝缘片的电芯绝缘片主体面折弯后的示意图；图4是图3所示的电芯绝缘片的电芯绝缘片拐角面折弯后的示意图；图5是图4所示的位于一个电芯绝缘片主体面两侧的电芯绝缘片侧面折弯后的示意图；图6是图5所示的位于另一个电芯绝缘片主体面两侧的电芯绝缘片侧面折弯成后的不意图；图7是电芯安装根据本实用新型的动力电池封装结构的电芯顶支架前的结构示意图，其示出动力电池封装结构的带有极柱的电池顶盖；图8是图7电芯安装电芯顶支架之后的结构示意图；图9是图8的组装件置入图6所示的电芯绝缘片后的结构示意图；图10是图9的组装件置入的动力电池封装结构的壳体内后的结构示意图。其中，附图标记说明如下:I电池顶盖3电 芯顶支架11、12卡槽31电芯顶支架主体2电芯绝缘片311卡勾21电芯绝缘片底面312卡槽22电芯绝缘片主体面313、314热熔柱23电芯绝缘片拐角面315凹部24电芯绝缘片侧面316凹部25定位部32电芯顶支架盖板251定位孔321卡勾26定位部322卡勾261定位孔323热熔柱27定位部324凹部271定位孔4电芯28'破断线5壳体28"破断线6极柱28"'破断线7注液孔29导流孔
具体实施方式
以下结合附图来说明根据本实用新型的动力电池封装组件。如图1和图2所示，根据本实用新型的动力电池封装组件包括:电芯顶支架3，封装电芯4时设置于电芯4顶部，包括相互扣合的电芯顶支架主体31以及电芯顶支架盖板32 ;以及电芯绝缘片2，封装电芯4时弯折成型并包覆电芯4的左右前后及底面且包覆电芯顶支架3四周并与顶支架3热熔固定成一体。为了实现电芯顶支架主体31和电芯顶支架盖板32的相互扣合，如图1所示，优选地，电芯顶支架主体31可设置有卡槽312，电芯顶支架盖板32可设置有与电芯顶支架主体31的卡槽312对应扣合的卡勾322。如图2所示，电芯绝缘片2可包括:电芯绝缘片底面21 ;电芯绝缘片主体面22，对应一体连接于电芯绝缘片底面21两侧、且一侧的电芯绝缘片主体面22设置有带定位孔251的定位部25而另一侧的电芯绝缘片主体面22设置有带定位孔261的定位部26 ;电芯绝缘片拐角面23，一体连接于对应的电芯绝缘片主体面22 ;以及电芯绝缘片侧面24，一体连接于对应的电芯绝缘片拐角面23且设置有带定位孔271的定位部27。相应地，电芯顶支架主体31设置有穿设对应的定位孔261，271并被热压的热熔柱313、314 (右端侧的热熔柱313以虚线示出，热熔柱314以虚线示出);电芯顶支架盖板32设置有穿设对应的定位孔251并被热压的热熔柱323。在图1和图2所示的结构中，更优选地，定位部25在相应电芯绝缘片主体面22的朝向电芯顶支架盖板32的热熔柱323插入的一侧突出而在该相应电芯绝缘片主体面22的被电芯顶支架盖板32的热熔柱323穿出的一侧凹入，电芯顶支架盖板32在其设置热熔柱323的部位设置有与定位部25配合的凹部324 ;定位部26在相应电芯绝缘片侧面24的朝向电芯顶支架主体31的热熔柱314插入的一侧突出而在该电芯绝缘片侧面24的被电芯顶支架主体31的热熔柱314穿出的一侧凹入，电芯顶支架主体31在其设置热熔柱314的部位设置有与定位部26配合的凹部316 ;定位部27在相应电芯绝缘片侧面24的朝向电芯顶支架主体31的热熔柱313插入的一侧突出而在电芯绝缘片侧面24的被电芯顶支架主体31的热熔柱313穿出的一侧凹入，电芯顶支架主体31在其设置热熔柱313的部位设置有与定位部27配合的凹部315，与各热熔柱313对应配合的两个定位部27之间凹凸配合(其配合过程如后面的图5所示)。
为了便于电芯绝缘片2弯折成型，如图2所示，优选地，电芯绝缘片底面21与其两侧的电芯绝缘片主体面22之间均成型有破断线2V ;对应的电芯绝缘片主体面22与电芯绝缘片拐角面23之间成型有破断线28";对应的电芯绝缘片拐角面23与电芯绝缘片侧面24之间成型有破断线28"'。破断线28'、28"及28"'均为未穿透电芯绝缘片2的线。为了便于在封装电芯4后便于电芯顶支架3与壳体5之间的电解液渗透到电芯4内部，同时在电芯4短路时产生的高温气体能迅速地从电芯4中排出，电芯绝缘片底面21设置有多个导流孔29。对于电芯顶支架3和电芯绝缘片2的材质，优选地，电芯顶支架3为耐电解液的PP> PE或PET材质，电芯绝缘片2为耐电解液的PP、PE或PET材质。对于电芯绝缘片2的厚度，优选地，电芯绝缘片2的厚度为0.03^0.5mm。在根据本实用新型所述的动力电池封装组件中，如图7所示，所述动力电池封装组件还可包括:电池顶盖I，封装电芯4时与电芯顶支架主体31以及电芯顶支架盖板32扣
八
口 ο为了实现电池顶盖I在封装电芯4时与电芯顶支架主体31以及电芯顶支架盖板32扣合9，优选地，电池顶盖I设置有位于其下端的卡槽11、12，电芯顶支架主体31设置有与相应的卡槽11扣合的卡勾311，电芯顶支架盖板32设置有与相应的卡槽12 (以虚线示出)扣合的卡勾321。电池顶盖I可以设置有与电芯的极耳相连的并与电池顶盖I绝缘的极柱6。电池顶盖I金属材质。在根据本实用新型所述的动力电池封装组件中，如图10所示，所述动力电池封装组件还可包括:壳体5，将组装的电芯绝缘片2、电芯顶支架3、电芯4容纳在其与电池顶盖I之间的空间内并包封电池顶盖I的四周。壳体5为金属材质。下面结合图2-10说明电芯4的封装过程。在图2的展开的电芯绝缘片2的基础上，首先电芯绝缘片主体面22相对电芯绝缘片底面21沿破断线28'折弯成90度，弯折后的结构如3所示；然后在图3的基础上，一个电芯绝缘片主体面22两侧的电芯绝缘片拐角面23相对该相应的电芯绝缘片主体面22沿破断线28"折弯45度，弯折后的结构如4所示；之后，在图4的基础上，该一个电芯绝缘片主体面22两侧的电芯绝缘片侧面24相对相应的电芯绝缘片拐角面23沿破断线28"，折弯45度，弯折后的结构如5所示；接着，在图5的基础上，另一个电芯绝缘片主体面22两侧的电芯绝缘片拐角面23相对该相应的电芯绝缘片主体面22沿破断线28"折弯45度，最后该另一个电芯绝缘片主体面22两侧的电芯绝缘片侧面24相对相应的电芯绝缘片拐角面23沿破断线28"，折弯45度，绝缘片最终成型，如图6所示。如图7所示，将电芯4与电池顶盖I组装(极柱6和电芯4的极耳对应连接)，然后把电芯顶支架主体31组装于顶盖I与电芯4之间，顶支架主体31的两个卡勾311卡入顶盖I下端面的卡槽12里面，然后组装顶支架盖板32，顶支架盖板32的两个卡勾321卡入顶盖10下端面的卡槽11里面，同时，顶支架盖板32的卡勾322卡入顶支架主体31的卡槽312里面，从而形成组装后的结构如图8所示。之后，将图6折弯成型后的电芯绝缘片2套入图8所示的组装件，同时，电芯绝缘片2上面的定位孔251套入顶支架盖板32的323、定位孔261套入电芯顶支架主体31的热熔柱314、相应的定位孔271套入电芯顶支架主体31的热熔柱313，形成图9所示的组装件之后，用热压治具把热熔柱·313、323、323烫平，有效地将电芯绝缘片2、电芯顶支架3、电芯4与电池顶盖I紧凑地固定在一起。最后，将图9所示的组装件通过自动化夹具放置于壳体5中，然后，将含有极柱6的电池顶盖I通过激光焊接密封安装于壳体5的顶端，从而完成电芯4的封装，最终结构如图10所示。图10最终成型的结构可以进行后续工序，例如通过注液孔7注入电解液。通过上述结构，电芯绝缘片2、电芯顶支架3、电芯4与电池顶盖I紧凑地固定在一起，可防止电芯极耳反弹，同时能有效防止电芯4与壳体5之间以及极柱6与壳体5之间短路；能防止电芯4在壳体5内蹿动，对电芯4起到固定作用；其次，可方便快速入壳体5，实现自动化装配，提高生产效率，降低加工成本；最后，同时由于绝缘片弯折成型且厚度可以控制得很薄，所以能最大限度的提高电池容量密度。
权利要求1.一种动力电池封装组件，其特征在于，包括: 电芯顶支架(3),封装电芯(4)时设置于电芯(4)顶部,包括相互扣合的电芯顶支架主体(31)以及电芯顶支架盖板(32);以及 电芯绝缘片(2)，封装电芯(4)时弯折成型并包覆电芯(4)的左右前后及底面且包覆电芯顶支架(3)四周并与顶支架(3)热熔固定成一体。
2.根据权利要求1所述的动力电池封装组件，其特征在于，电芯顶支架主体(31)设置有卡槽(312)，电芯顶支架盖板(32)设置有与电芯顶支架主体(31)的卡槽(312)对应扣合的卡勾(322)。
3.根据权利要求1所述的动力电池封装组件，其特征在于， 电芯绝缘片(2)包括: 电芯绝缘片底面(21)； 电芯绝缘片主体面(22)，对应一体连接于电芯绝缘片底面((21)两侧、且一侧的电芯绝缘片主体面(22)设置有带定位孔(251)的定位部(25)而另一侧的电芯绝缘片主体面(22)设置有带定位孔(261)的定位部(26)； 电芯绝缘片拐角面(23)，一体连接于对应的电芯绝缘片主体面(22)；以及电芯绝缘片侧面(24)，一体连接于对应的电芯绝缘片拐角面(23)且设置有带定位孔(271)的定位部(27)； 电芯顶支架主体(31)设置有 穿设对应的定位孔(261，271)并被热压的热熔柱(313，314)； 电芯顶支架盖板(32)设置有穿设对应的定位孔(251)并被热压的热熔柱(323)。
4.根据权利要求3所述的动力电池封装组件，其特征在于， 定位部(25)在相应电芯绝缘片主体面(22)的朝向电芯顶支架盖板(32)的热熔柱(323)插入的一侧突出而在该相应电芯绝缘片主体面(22)的被电芯顶支架盖板(32)的热熔柱(323)穿出的一侧凹入，电芯顶支架盖板(32)在其设置热熔柱(323)的部位设置有与定位部(25)配合的凹部(324)； 定位部(26)在相应电芯绝缘片侧面(24)的朝向电芯顶支架主体(31)的热熔柱(314)插入的一侧突出而在该电芯绝缘片侧面(24)的被电芯顶支架主体(31)的热熔柱(314)穿出的一侧凹入，电芯顶支架主体(31)在其设置热熔柱(314)的部位设置有与定位部(26)配合的凹部(316)； 定位部(27)在相应电芯绝缘片侧面(24)的朝向电芯顶支架主体(31)的热熔柱(313)插入的一侧突出而在电芯绝缘片侧面(24)的被电芯顶支架主体(31)的热熔柱(313)穿出的一侧凹入，电芯顶支架主体(31)在其设置热熔柱(313)的部位设置有与定位部(27)配合的凹部(315)，与各热熔柱(313)对应配合的两个定位部(27)之间凹凸配合。
5.根据权利要求3所述的动力电池封装组件，其特征在于， 电芯绝缘片底面(21)与其两侧的电芯绝缘片主体面(22)之间均成型有破断线(28')； 对应的电芯绝缘片主体面(22)与电芯绝缘片拐角面(23)之间成型有破断线(28")； 对应的电芯绝缘片拐角面(23)与电芯绝缘片侧面(24)之间成型有破断线(28"')。
6.根据权利要求5所述的动力电池封装组件，其特征在于，电芯绝缘片底面(21)设置有多个导流孔(29)。
7.根据权利要求1所述的动力电池封装组件，其特征在于， 电芯顶支架(3)为耐电解液的PP、PE或PET材质； 电芯绝缘片(2 )为耐电解液的PP、PE或PET材质。
8.根据权利要求1所述的动力电池封装组件，其特征在于，电芯绝缘片(2)厚度为0.03 0.5mm。
9.根据权利要求1所述的动力电池封装组件，其特征在于，所述动力电池封装组件还包括: 电池顶盖(I )，封装电芯(4)时与电芯顶支架主体(31)以及电芯顶支架盖板(32)扣合。
10.根据权利要求9所述的动力电池封装组件，其特征在于，所述动力电池封装组件还包括: 壳体(5)，将组装的电芯绝缘片(2)、电芯顶支架(3)、电芯(4)容纳在其与电池顶盖(I)之间的空间内 并包封电池顶盖(I)的四周。
专利摘要本实用新型提供了一种动力电池封装组件，其包括电芯顶支架，封装电芯时设置于电芯顶部，包括相互扣合的电芯顶支架主体以及电芯顶支架盖板；以及电芯绝缘片，封装电芯时弯折成型并包覆电芯的左右前后及底面且包覆电芯顶支架四周并与顶支架热熔固定成一体。还可包括电池顶盖，封装电芯时与电芯顶支架主体以及电芯顶支架盖板扣合。优选地，所述动力电池封装组件还可包括壳体，将组装的电芯绝缘片、电芯顶支架、电芯容纳在其与电池顶盖之间的空间内并包封电池顶盖的四周。本实用新型的动力电池封装组件能有效保护电芯、提高电池的容量密度、能使电芯方便快速地装入壳体内。
文档编号H01M2/10GK203103376SQ20132005966
公开日2013年7月31日 申请日期2013年2月1日 优先权日2013年2月1日
发明者李全坤, 王鹏, 邓平华, 吴凯 申请人:宁德新能源科技有限公司