一种无极柱动力电池顶盖及动力电池的制作方法

本发明主要涉及动力电池技术领域，特别涉及一种高度简化的、低成本、无贯通极柱的动力电池顶盖及包含该动力电池顶盖的动力电池。

背景技术：

随着环境问题的日益突出，低碳经济已经成为未来经济发展的主流。而日益严峻的空气形势也进一步促进了新能源汽车的兴起。混合动力汽车和纯电动汽车作为新能源汽车的代表，也逐渐得到了广大生产厂商和消费者的认可。动力电池作为新能源汽车的主要动力源，已成为电动汽车的关键部件之一。

作为电动汽车的关键部件，动力电池对整车动力性、经济性、安全性都具有重大的影响。面随着动力电池市场逐步规范，动力电池模组规格已逐步统一，形成了几个规格的标准模组，而目前动力电池在模组内的空间利用率不高，整个模组的容量和体积能量密度受到较大影响。因此，有必要在动力电池结构上做出调整，来提高模组内电池高度空间利用率，进一步提升单体电池容量。

另一方面，随着国家新能源补贴退坡及原材料成本上升，动力电池提质降本迫在眉睫；作为原材料成本占比较大的动力电池顶盖，也急需对结构做出优化，满足功能及安全要求的前提下，尽可能简化结构，降低成本。

有鉴于此，确有必要开发一款动力电池顶盖，用以解决如下技术问题：

1.在不影响电池内部空间的前提下，降低电池外部高度，提升模组空间利用率；

2.简化结构，减少顶盖配件的数量，降低成本；

3.优化导电单元的结构，提升导电单元的强度，减少物料加工成本。

技术实现要素：

本发明的目的在于克服上述现有技术之不足而提供一种无极柱动力电池顶盖，通过调整顶盖导电单元结构形式，在不影响电池内部空间的前提下，降低外部高度，提升模组空间利用率；同时，简化结构，降低物料成本。

为实现上述目的，本发明提供的一种无极柱动力电池顶盖，包括顶盖片，密封设置于顶盖片上的第一导电单元、第二导电单元、防爆阀、注液孔结构以及设于所述顶盖片下方的下绝缘件；所述顶盖片上设有两个导电单元安装孔，所述第一导电单元、第二导电单元分别密封安装于导电单元安装孔处；所述第一导电单元与顶盖片之间设置有第一弹性密封件，所述第二导电单元与顶盖片之间设置有第二弹性密封件，其中，所述第一导电单元、第二导电单元分别采用焊接金属板与导电基块嵌套注塑成一体，所述焊接金属板与顶盖片固定连接，所述焊接金属板上还设有用于注塑时嵌套塑胶的第一卡槽和凸包。

优选的，第一导电单元、第二导电单元分别设计成三层台阶结构，所述第一导电单元、第二导电单元的上还设置用于在注塑的时候嵌套塑胶的第二卡槽和凹坑。

优选的，所述下绝缘件在与两个导电单元安装孔相对应的位置分别设有两个环形卡扣，每一所述导电单元安装孔上还分别设有与环形卡扣配合安装的环形扣位，所述下绝缘件与导电单元安装孔通过形成卡扣连接固定为一体结构。

优选的，所述下绝缘件在与两个导电单元安装孔相对应的位置分别设有两个环形胶柱，所述环形胶柱包括通过热熔塑性形变而形成的蘑菇头结构，所述下绝缘件通过蘑菇头结构挂接在靠近导电单元安装孔的周缘上。

优选的，围绕所述导电单元安装孔设有安装槽。

优选的，所述安装槽设置成两级台阶，靠近导电单元安装孔圆心的第一台阶，第一台阶外侧还设有用于吸收焊接金属板的焊接凸起的第二台阶；导电单元设于第一台阶的上方，焊接金属板的设于第二台阶上方，在安装槽上将导电单元与焊接金属板固定好相对位置后，包胶注塑结合为一体，塑胶填充到焊接金属板的第一卡槽和凸包且填充到导电单元的第二卡槽和凹坑，以使焊接金属板和导电单元结合为一体。

优选的，所述焊接金属板与顶盖片焊接或者胶粘固定。

优选的，所述第一导电单元采用导电PPS注塑成形，所述第二导电单元采用绝缘PPS注塑成形，第一导电单元与顶盖片通过导电PPS电连接，第二导电单元绝缘密封安装于顶盖片上；第一导电单元与顶盖片之间的电阻为0～50000mohm。

优选的，所述第一导电单元上的第一导电基块采用铝板连续冲压成型，所述第二导电单元上的第二导电基块采用铜铝复合板连续冲压成型；所述铜铝复合板铜层厚度为0.3～5mm，所述铝层厚度为0.5～20.0mm。

本发明还提供一种动力电池，包括：电池壳体，收容于电池壳体内的裸电芯、灌注于电池壳体内的电解液，以及密封安装于动力电池壳体上且设有极柱的动力电池顶盖。

优选的，所述动力电池整体呈方形；所述动力电池可以是锂离子电池。

本发明的有益效果是：

1.在不影响电池内部空间的前提下，极大降低了电池外部高度，提升了模组空间利用率。

2.简化了顶盖结构，减少了顶盖配件数量，降低了成本。

3.优化了导电单元结构，提升了导电单元强度，减少物料加工成本。

附图说明

图1是本发明的动力电池的轴侧图；

图2是本发明动力电池顶盖的轴侧图；

图3是本发明动力电池顶盖爆炸图；

图4是本发明动力电池顶盖俯视图；

图5是本发明动力电池顶盖的剖切示意图；

图6是图5中的细节A详细视图；

图7是导电单元的爆炸图；

图8是导电基块的轴侧图；

图9是焊接金属板的轴侧图；

图10是导电单元的剖切示意图；

图11是下绝缘件的轴侧图；

图12是图6的进一步的示意图；

附图标记：

1、动力电池顶盖；11、顶盖片；12、第一导电单元；121、第一导电基块；122、弹性密封件；13、第二导电单元；131、第二导电基块；132、塑胶；133、焊接金属板；1331、第一卡槽；1332、凸包；1333、凹凸结构；1311、第二卡槽；1312、凹坑；1313、豁口结构；134、弹性密封件；14、防爆阀；141、防爆片；142、防爆片保护膜；143、椭圆形槽；15、注液孔；16、下绝缘件；161、环形卡扣；17、安装槽；171、第一台阶；172、第二台阶；18、导电单元安装孔。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。

参考图1，本发明公开了一种动力电池，包括电池壳体、收容于电池壳体内的裸电芯、灌注于电池壳体内的电解液，以及密封安装于动力电池壳体上且设有极柱的动力电池顶盖。所述动力电池壳体与本发明的动力电池顶盖配套安装，二者的尺寸要相适应。本发明的动力电池可以是锂离子电池。

请继续参考图2、图3，本发明的一种动力电池顶盖1，包括矩形的顶盖片11、密封设置于顶盖片11上的圆台形的第一导电单元12和第二导电单元13、防爆阀14、注液孔结构15以及下绝缘件16。

具体的，所述顶盖片11的中部设置一椭圆形槽143，用于安装防爆阀14，所述防爆阀14包括在上的防爆片保护膜142、设置在防爆片保护膜142下方的防爆片141。所述下绝缘件16安装在顶盖片11的下方。所述顶盖片11上设有两个导电单元安装孔18，所述两个导电单元安装孔18对称设置在顶盖片11上。所述第一导电单元12、第二导电单元13密封安装于安装孔18处。所述第一导电单元12与顶盖片11之间设置有弹性密封件134，所述第二导电单元13与顶盖片11之间也设置有弹性密封件134。

如图7、图8、图9所示，两个所述导电单元12、13分别采用焊接金属板133与导电基块嵌套注塑成一体。同时，在所述焊接金属板133上设置凹凸结构1333，所述凹凸结构1333包括第一卡槽1331和凸包1332，注塑的时候嵌套塑胶，保证强度。所述第一卡槽1331和凸包1332相互交叉。当两个所述导电单元12、13安装在导电单元安装孔18之后，导电基块121、131的顶面伸出顶盖片11的表面。

如图8所示，所述导电基块121、131设计成三层台阶结构。所述导电基块的外表面设置豁口结构1313，所述豁口结构1313包括相互正交设置的第二卡槽1311和凹坑1312，注塑的时候嵌套塑胶，确保强度。优选的，第二卡槽1311水平设置，凹坑1312竖直设置。还需要指出的，附图8只是示意，在实施本专利技术时，第二卡槽1311及凹坑1312的数量、位置可以调整，这些合理拓展的方案都落入本申请的保护范围之内。

所述顶盖片11设置两个导电单元安装孔18，所述导电单元12、13和焊接金属板133通过塑胶132连成一体，所述导电单元12、13上的豁口结构1313和焊接金属板133上的凹凸结构1333填充到塑胶132中，使导电单元12、13和焊接金属板133连成一体。请参阅图12，围绕所述导电单元安装孔18，设置有安装槽17，所述安装槽17包括第一台阶171，第一台阶171上方放置导电单元12、13，所述导电单元12、13的外侧放置焊接金属板133，焊接金属板133与导电单元12、13的位置固定后，注塑塑胶，使二者连成一体。焊接金属板133与顶盖片11通过焊接或者胶粘固定，所述第一台阶171的外侧还可以设置第二台阶，所述第二台阶用于吸收激光焊接凸起。

下绝缘件16可以通过多种方式成型，如注塑、吸塑、模压成型等成型方式，参考图11，在安装孔位置设置环形卡扣161，扣入导电单元安装孔18，完成装配；上述的环形卡扣161可以用环形胶柱代替，通过热熔塑性变形，形成″蘑菇头”，下绝缘件16通过该蘑菇头挂在导电单元安装孔18的边缘上，从而使下绝缘件16固定在顶盖片11上。

作为本发明的一种具体实施例，参考图9，所述焊接金属板133外形可以为圆形或方形或多边形。优选的，所述焊接金属板133为圆形；所述焊接金属板133与顶盖片11采用激光焊接固定，焊接形式可以为缝焊或是穿透焊；所述焊接金属板133与顶盖片11还可以采用胶粘固定。

作为本发明的一种具体实施例，参考图3，所述第一导电单元121采用导电PPS注塑成形，所述第二导电单元131采用绝缘PPS注塑成形。即：第一导电单元12与顶盖1通过大电阻(导电PPS)电连接，第二导电单元13绝缘密封安装于顶盖1上。第一导电单元12与顶盖1之间的电阻为0～50000mohm，优选的，第一导电单元12与顶盖1之间的电阻为500～2000mohm；第一导电单元12与顶盖1电连接后，能防止壳体及顶盖片11腐蚀，同时，大电阻能保证第二导电单元13与壳体发生短路状况下，短路电流能控制在一个较小的范围，不至于引起安全事故。

作为本发明的一种具体实施例，参考图10，所述第一导电基块121采用铝板连续冲压成型，所述第二导电基块131采用铜铝复合板连续冲压成型；所述铜铝复合板铜层厚度为0.3～5.0mm，铝层厚度为0.5～20.0mm；优选的，所述铜铝复合板铜层厚度为0.6～1.5mm，铝层厚度为1.0～5.0mm；

作为本发明的一种具体实施例，所述弹性密封件134为环形，截面形状为″口″字型、椭圆形、圆形等。

以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。