一种盖板组件、含有该盖板组件的电池和电池组的制作方法

本发明涉及锂离子电池领域，尤其涉及一种盖板组件、含有该盖板组件的电池和电池组。

背景技术：

随着科技的不断发展，锂离子电池在各行各业中的使用越来越频繁，对锂离子电池安全性能的要求也就变得越来越高。

在锂离子电池的使用过程中，难免会出现因各种原因导致电池内部温度上升、压力上升的情况；如果不能及时将电池内部的热量或气体排出，将会对锂离子电池的使用寿命造成很大的影响。更严重的，将会导致锂离子电池爆炸，严重影响其使用者的安全。

因此，在锂离子电池中，对电池的泄压、防爆设计，是必不可少的。在现有技术中，通过在电池的盖板上设置防爆片或防爆阀来实现泄压防爆的目的；在电池内部压力过高时，防爆片破裂或防爆阀打开，使得气体排出，防止电池发生爆炸等威胁到人生安全的情况。但是，现有技术中，电池内部的极芯与盖板之间，没有专门的排气通道；在电池内部发生异常，特别是极芯产生膨胀时，很可能将上方的防爆片堵死，断开电池内部与防爆片之间的气体导通，使防爆片起不到安全泄压的作用。

另外，现有技术中的防爆片，往往采用平片打薄后刻痕来满足起爆要求，这样的防爆片在和盖板进行焊接组合时，由于焊接处的热效应存在，往往会导致焊接后防爆片的刻痕处收缩开裂，影响防爆片的安全性能。现有技术中的盖板为平板状，厚度基本一致；使得盖板和壳体在进行激光焊接时，焊接处距离防爆片距离偏小，而防爆片由于需要在一定压力下起爆，所以刻痕处会减薄到到很小的厚度，这样在盖板焊接过程中产生的热量会导致防爆片刻痕处的热胀冷缩效应加大，导致防爆片破裂。

上述现有技术中提供的盖板组件，一方面，防爆片容易被堵死，起不到防爆泄压的作用；另一方面，防爆片与盖板组装的过程中，容易对防爆片尤其是防爆片上的刻痕造成损伤，影响防爆片的使用，会造成防爆片失效率上升。

技术实现要素：

本发明旨在一定程度上解决上述至少一个技术问题，提供一种拥有良好的排气通道、防爆片性能良好、能够提高电池安全性能的盖板组件，同时本发明还提供了一种含有上述盖板组件的电池及电池组。

为此，本发明提供了一种盖板组件，包括盖板本体、设置在盖板本体上的电极端子和防爆片，其中，所述盖板本体的内侧设置有隔圈，所述隔圈与盖板本体之间留有第一排气通道，所述隔圈与防爆片之间留有第二排气通道，所述第一排气通道与第二排气通道相互贯通并与电池内部空间连通。

本发明提供的盖板组件，通过在盖板本体的内侧设置隔圈，用来支撑起隔圈与盖板本体以及隔圈与防爆片之间的排气通道，即第一排气通道和第二排气通道；上述第一排气通道或第二排气通道相互贯通，同时又与电池内部空间连通。通过上述两种排气通道的配合，即使在电池内部极芯异常膨胀时，也能保证排气通道的顺畅，不会因为极芯的膨胀而堵住防爆片，能够很好的保证防爆片的正常工作，提高电池的安全性能。

优选地，所述盖板本体的内侧设置有用于将盖板本体与极芯引出片绝缘的绝缘层，所述隔圈位于所述绝缘层的下侧，所述第一排气通道包括位于所述隔圈与所述绝缘层之间的排气通道。

进一步，所述绝缘层为绝缘片，所述隔圈通过卡扣与所述绝缘片连接。

进一步，所述隔圈为u型条状隔圈，所述u型条状隔圈的两侧边与所述绝缘片卡接，所述u型条状隔圈的底面与盖板本体和/或绝缘片之间留有第一排气通道，所述u型条状隔圈的底面与防爆片之间留有第二排气通道。

进一步，所述u型条状隔圈的两侧边上均设置有卡槽，所述绝缘片上设置有卡凸，所述u型条状隔圈与绝缘片之间通过卡槽与卡凸的配合卡接连接。

优选地，所述u型条状隔圈的两端设置有开口，所述第一排气通道或第二排气通道通过所述开口与电池内部空间连通。

优选地，所述绝缘层为涂覆在盖板本体下表面的绝缘涂层，所述隔圈与所述绝缘涂层粘贴在一起。

优选地，所述绝缘层覆盖在整个盖板本体的下表面，所述隔圈与所述绝缘层之间留有第一排气通道。

优选地，所述防爆片为由用于与盖板本体焊接的焊接部和一面内凹、一面凸起的爆破部组成的台阶状防爆片，所述爆破部上设置有刻痕。

进一步，所述爆破部的厚度等于所述焊接部的厚度。

进一步，所述爆破部与所述焊接部为一体式结构。

优选地，所述防爆片由平片中间向一侧凸起而形成。

进一步，所述盖板本体包括安装区和用于与电池的壳体焊接的焊接区，所述安装区的厚度大于焊接区的厚度，所述防爆片设置在所述安装区上。

优选地，所述焊接区位于所述安装区的四周。

进一步，所述安装区上设置有内凹的安装平台，所述防爆片安装在所述安装平台上。

优选地，所述焊接区的厚度等于电池的壳体的厚度。

本发明还提供了一种电池，包括壳体、用于密封所述壳体的盖板组件以及位于壳体内部的极芯，其中，所述盖板组件为本发明提供的盖板组件，所述极芯与所述电极端子之间通过极芯引出片连接。

优选地，所述隔圈的长度大于或等于极芯的宽度。

本发明还提供了一种电池组，由若干单体电池相互串/并联而成，其中，上述单体电池为本发明提供的电池。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是一个实施例中单体电池截面示意图。

图2是图1中a的放大图。

图3是图1中b的放大图。

图4是盖板组件与极芯引出片的连接立体示意图。

图5是隔圈的整体结构示意图。

图6是一个实施例中防爆片与盖板本体的连接示意图。

图7是一个实施例中盖板本体的结构示意图。

图8是一个实施例中防爆片的结构示意图。

图9是一个实施例中单体电池的整体结构示意图。

图10是一个实施例中单体电池的内部结构窄面示意图。

附图标记

101第一排气通道；102第二排气通道；12盖板本体；120焊接区；122安装区；124安装平台；126注液孔；14电极端子；142绝缘密封件；144密封圈；146碟片；148凸缘；16防爆片；160焊接部；162爆破部；164刻痕；18隔圈；180侧边；182底面；1801卡槽；1802开口；19绝缘片；20壳体；30极芯；300极芯引出片；302水平部；304竖直部。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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发明和简化描述，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发明的限制。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一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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。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发明中的具体含义。

下面结合附图1至3说明一下本发明提供的盖板组件，包括盖板本体12、设置在盖板本体12上的电极端子14和防爆片16，其中，盖板本体12的内侧设置有隔圈18，隔圈18与盖板本体12之间留有第一排气通道101，隔圈18与防爆片16之间留有第二排气通道102，第一排气通道101与第二排气通道102相互贯通并与电池内部空间连通。本发明提供的盖板组件，通过在盖板本体12的内侧设置隔圈18，用来支撑起隔圈18与盖板本体12以及隔圈18与防爆片16之间的排气通道，即第一排气通道101和第二排气通道102；上述第一排气通道101和第二排气通道102相互贯通，同时又与电池内部空间连通，将电池内部空间产生的气体顺利通向防爆片16的下方，进而通过防爆片16实现泄压、排气。上述隔圈18的存在，对第一排气通道101和第二排气通道102起到支撑作用，即使在内部极芯30膨胀的情况下，也能保持第一排气通道101和第二排气通道102的顺畅。通过上述两种排气通道的配合，即使在电池内部极芯30异常膨胀时，也能保证排气通道的顺畅，不会因为极芯30的膨胀而堵住防爆片16，能够很好的保证防爆片16的正常工作，提高电池的安全性能。在本发明中，隔圈18优选采用金属合金制成，其硬度、强度较高，能够起到更好的支撑作用。

上述盖板本体12为锂离子电池中常用的盖板本体12，包含安装电极端子14的通孔（未示出）、注液孔126以及防爆片16；盖板本体12一般选用与壳体20材料一致的铝制盖板。

上述电极端子14和防爆片16设置在盖板本体12上，其具体设置方式也是本领域常用的；具体的，一个实施例中，如图2所示，将电极端子14插入盖板本体12上的通孔内，并在电极端子14与盖板本体12之间设置绝缘密封件142，通过所述绝缘密封件142实现电极端子14与盖板本体12之间的绝缘。电极端子14的一部分插入至盖板本体12的内侧（此处及下文中的内侧，是指盖板本体12靠近极芯30的一侧，即位于电池内部的一侧），用于与极芯引出片300进行电连接；电极端子14位于盖板本体12外侧的一端用于与外部连接。上述绝缘密封件142，可以是行业内常用的绝缘密封件142，优选韧性比较好、强度比较高的陶瓷密封件。

本发明的一个实施例中，如图2所示，电极端子14包括与绝缘密封件142连接的凸缘148，通过凸缘148与绝缘密封件142进行焊接，同时，由于凸缘148具有一定的弧度，能够为电极端子14与绝缘密封件142之间的连接提供一定的缓冲作用，提高两者结合的可靠性。更优选地，绝缘密封件142通过一个碟片146与盖板本体12连接；该碟片146优选工字型碟片，工字型碟片的上表面与绝缘密封件142连接，工字型碟片的下表面与盖板本体12连接。为了更好的实现碟片146与电极端子14之间的绝缘，在碟片146与电极端子14之间设置有密封圈144，用来进行对电极端子14与碟片146之间的间隙进行绝缘密封。

如图1所示，盖板本体12的内侧设置有隔圈18，隔圈18的长度方向与盖板本体12的长度方向一致（上述隔圈18的长度方向以及盖板本体12的长度方向即为图1中的左右方向）；并且，在隔圈18与盖板本体12之间留有第一排气通道101，隔圈18与防爆片16之间留有第二排气通道102，第一排气通道101与第二排气通道102相互贯通并与电池内部空间连通。其中，和本领域常用的方案一样，如图2所示，上述防爆片16一般设置在两个电极端子14之间，因此，一般情况下，通过第一排气通道101，即盖板本体12与隔圈18之间的排气通道，将电池内部空间与上述第一排气通道101和第二排气通道102连通。

本发明的一个优选实施例中，如图1和图2所示，盖板本体12的内侧设置有用于将盖板本体12与极芯引出片300绝缘的绝缘层，隔圈18位于绝缘层的下侧，上述第一排气通道101包括位于隔圈18与绝缘层之间的排气通道；更具体的，电极端子14下侧连接有极芯引出片300时，由于极芯引出片300与绝缘层紧贴、绝缘层与盖板本体12紧贴，所以，上述第一排气通道101也可以看做是极芯引出片300与隔圈18之间的间隙，进一步，极芯引出片300的水平部302与隔圈18之间的间隙，即可以视为上述第一排气通道101。

如图2所示，在本实施例中，电极端子14的下端与极芯引出片300连接，在锂离子电池中，电极端子14的下端与极芯引出片300电连接的同时，还要保证极芯引出片300与盖板本体12之间的绝缘。在一般的方案中，如本实施例中，极芯引出片300包括与电极端子14的下端连接的水平部302，以及与极芯30电连接的竖直部304；其中，水平部302与盖板本体12较为接近，很容易与盖板本体12接触。因此，为了更好的将极芯引出片300与盖板本体12绝缘开来，本领域常用的方法是在两者之间设置绝缘层，包括在盖板本体12的下侧设置绝缘片19或者在盖板本体12的下表面涂覆绝缘涂层；而不论是绝缘涂层或者绝缘片19，其上表面一般都与盖板本体12的下表面贴合，而下表面与极芯引出片300的水平部302接触或留有一定的间隙。在本发明中，为了保证排气通道的畅通，在绝缘层与隔圈18之间设置排气通道。

在本发明中，如图2和图3所示，第一排气通道101包括两个部分，一个是隔圈18与盖板本体12之间的排气通道，一个是隔圈18与绝缘层（绝缘片19）之间的排气通道；这里只是对两种排气通道存在的位置进行区分，两者之间并没有实质性的差别。实际上，只要在隔圈18与盖板本体12之间存在排气通道，或者说中空的间隙，使得电池内部的气体能够顺利的通过，并传递至防爆片16所在的位置即可。

如图2所示，在上述实施例中，绝缘层不仅包括位于隔圈18与盖板本体12之间的部分，而且还包括盖板本体12与极芯引出片300之间的部分；上述排气通道，是指位于隔圈18与盖板本体12之间的绝缘层与隔圈18之间的间隙或通道。

本发明的一个实施例中，上述绝缘层为绝缘片19，隔圈18通过卡扣与上述绝缘片19连接。在该实施例中，绝缘片19为设置在盖板本体12内侧的片体，该片体部分位于盖板本体12与极芯引出片300之间，部分位于盖板本体12与隔圈18之间；并且，隔圈18与绝缘片19之间通过卡扣连接，以使得隔圈18能够连接在盖板本体12的内侧。

在行业内的一般方案中，如图2所示，绝缘片19贴在盖板本体12的下表面，而电极端子14依次穿过盖板本体12和绝缘片19，与电池内部的极芯引出片300电连接；而更具体的，极芯引出片300包括水平部302，此水平部302的上表面与绝缘片19的下表面贴合，此时，隔圈18与盖板本体12之间的排气通道、或隔圈18与绝缘片19之间的排气通道，则具体体现在隔圈18与极芯引出片300的水平部302之间的间隙或排气通道，此排气通道或间隙视为第一排气通道101。

如图4和图5所示，本发明的一个实施例中，隔圈18为u型条状隔圈，隔圈18的长度方向与盖板的长度方向一致，而位于电池内部的极芯30，其宽度方向（图1中的左右方向）与隔圈18的长度方向一致；具体的，如图1所示，左右方向即为极芯30的宽度方向、盖板的长度方向以及隔圈18的长度方向。u型是隔圈18的横截面为u型，如图5所示；条状是指隔圈18为左右方向上的长条状，如图1所示。

其中，u型的两个侧边180即为u型条状隔圈的两侧边180，该侧边180沿u型条状隔圈的长度方向延伸，u型条状隔圈通过该侧边180与绝缘片19进行卡接；而u型的底面182即为u型条状隔圈的底面182。该底面182与盖板本体12或绝缘片19之间的排气通道即为第一排气通道101，而底面182与防爆片16之间的排气通道为第二排气通道102。

本发明的一个实施例中，上述u型条状隔圈的两侧边180上均设置有卡槽1801，而绝缘片19上设置有卡凸（未示出），u型条状隔圈与绝缘片19之间通过卡槽1801与卡凸的配合卡接连接。在该实施例中，对于卡槽1801和卡凸的个数不做限定，只要能够实现u型条状隔圈与绝缘片19之间的卡接即可。

如图5所示，为了更好的避免极芯30的膨胀对防爆片16排气泄压的影响，本发明一个实施例中，将u型条状隔圈的两端设置有开口1802，而上述第一排气通道101或第二排气通道102通过该开口1802与电池内部空间连通。在本实施例中，u型条状隔圈的长度大于或等于极芯30的宽度，如此，极芯30的膨胀就不会影响到u型条状隔圈的两个端部，再将开口1802设置在u型条状隔圈的端部，就能很好的避免内部极芯30膨胀堵住开口，1802对排气、泄压的影响。

在上述实施例中，绝缘层为绝缘片19，有足够的韧性或强度，能够实现隔圈18与绝缘片19的卡扣连接；而在另一些绝缘层中，如涂覆在盖板本体12下表面上的绝缘涂层，其本身就是一层涂层，不具有立体结构，也不可能与隔圈18之间实现卡扣连接。因此，在绝缘涂层与隔圈18的连接方面，一般采用粘结的方式。

在本发明的一个实施例中，为了方便制作和设计，将上述绝缘层或绝缘片19做成一个整体，覆盖在整个盖板本体12的下表面，此时，上述第一排气通道101就只包括隔圈18与绝缘层或绝缘片19之间的间隙，而不在存在直接盖板板体与隔圈18你相对的部分。

本发明的一个实施例中，如图6和图8所示，防爆片16为由用于与盖板本体12焊接的焊接部160和一面内凹、一面凸起的爆破部162组成的台阶状防爆片，爆破部162上设置有刻痕164。在该防爆片16上的刻痕164，由于台阶的存在，增加了刻痕164与盖板本体12的距离；当焊接部160与盖板本体12进行焊接时，降低了焊接处的热效应对刻痕164带来的影响。在本实施例中，整个防爆片16可以看成一个帽状，帽体为爆破部162，而帽沿为焊接部160，将爆破部162凸起，能够增加爆破部162上刻痕164与焊接部160边缘的距离，即与防爆片16和盖板本体12焊接处的距离。

作为本发明的一个优选方案，上述爆破部162的厚度等于焊接部160的厚度。

作为本发明的一个优选方案，上述爆破部162与焊接部160为一体式结构，便于加工也便于安装。

进一步，上述防爆片16由平片中间向一侧凸起而形成。也就是说，防爆片16由一个完整的圆形平面片状体，通过外力或者其他方式，使得其中间向一侧凸起，形成爆破部162，而剩余的其他部分则变为焊接部160。当然，上述防爆片16也可以通过注塑，一体成型，而省去后续的变形操作。

同样的，如图6和图7所示，为了进一步增加防爆片16上刻痕164与盖板本体12和壳体20的焊接处之间的距离，将盖板本体12制作成焊接区120和安装区122两部分，其中，焊接区120用于与电池壳体20进行焊接，而安装区122用于安装设置上述防爆片16；并且，安装区122的厚度大于焊接区120的厚度。盖板本体12加厚的设计，保证了防爆片16到焊接区120的距离增加。

作为本发明的一个优选，上述焊接区120位于安装区122的四周，即盖板本体12的四周形成焊接区120，而由四周包围而成的是安装区122。

更进一步的优选，上述安装区122上设置有内凹的安装平台124，防爆片16安装在上述安装平台124上，使得防爆片16在盖板本体12的外侧不是那么突出，提高盖板组件整体的性能和美观。

在本发明的一个实施例中，优选焊接区120的厚度等于电池壳体20的厚度（如图6中，c为焊接区的厚度，d为电池的壳体厚度，c等于d），可以有效降低焊接后焊接区120或壳体20热收缩对焊缝裂纹的影响。

本发明还提供了一种电池，如图9和图10所示，包括壳体20、用于密封所述壳体20的盖板组件以及位于壳体20内部的极芯30，其中，盖板组件为本发明提供的盖板组件，极芯30与电极端子14之间通过极芯引出片300连接。

优选地，在本发明的一个实施例中，如图1所示，优选隔圈18的长度大于或等于极芯30的宽度。

另外，本发明还提供了一种电池组，由若干单体电池相互串/并联而成，其中，上述单体电池为本发明提供的电池。

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发明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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。