电池盖板组件、电池模组、单体及动力电池、电动汽车的制作方法

1.本公开涉及单体电池领域，具体地，涉及一种电池盖板组件、单体电池、电池模组、动力电池及电动汽车。


背景技术：

2.在动力单体电池的发展过程中，随着对能量密度的需求不断提升，动力单体电池结构也变得越来越紧凑，动力单体电池内部的有效绝缘距离也不得不通过各种方式去压缩。在动力电池的包体(即动力电池的外壳)内出现电解液泄露导致高压短路时，动力电池的电压变得很大，使得在单体电池的极芯的极耳部位与盖板装配的位置易出现绝缘失效或绝缘距离不足导致拉弧起火的情况，容易引起安全事故。针对这一问题，现有技术的通常做法为在盖板与极芯的极耳装配的位置采用绝缘膜包裹的方式进行绝缘防护，但是，在结构紧凑的单体电池中绝缘膜包裹后的有效绝缘距离往往还是不够，仍可能会出现拉弧起火的现象。


技术实现要素：

3.本公开的目的是提供一种电池盖板组件、单体电池、电池模组、动力电池及电动汽车，该单体电池能够有效降低甚至避免极芯与盖板接触部位产生拉弧起火的风险。
4.为了实现上述目的，本公开提供一种电池盖板组件，包括盖板，所述盖板用于封装单体电池的壳体的开口，所述盖板用于面向所述壳体的内部的内表面覆盖有第一绝缘涂层。
5.可选地，所述第一绝缘涂层的厚度为0.03mm
‑
0.15mm。
6.可选地，所述第一绝缘涂层为绝缘胶涂层或具有绝缘性能的高聚物涂层。
7.可选地，所述第一绝缘涂层为真空镀膜层或喷涂层。
8.可选地，所述电池盖板组件还包括金属防爆阀，所述金属防爆阀设置在所述盖板上，所述金属防爆阀向内凸出于所述盖板的表面也覆盖有所述第一绝缘涂层。
9.根据本公开的另一方面，提供一种单体电池，该电池单体包括壳体、极芯和上述的电池盖板组件，所述极芯设置在所述壳体内，所述电池盖板组件通过所述盖板封装壳体的开口。
10.可选地你，所述壳体的内表面覆盖有第二绝缘涂层。
11.根据本公开的另一方面，提供一种电池模组，该电池模组包括上述的单体电池。
12.根据本公开的另一方面，提供一种动力电池，该动力电池包括上述的电池模组。
13.根据本公开的另一方面，提供一种电动汽车，该电动汽车包括上述的动力电池。
14.在本公开提供的电池盖板组件中，由于在盖板的内表面覆盖有第一绝缘涂层，相较于现有技术中采用绝缘膜包裹实现盖板与极芯的极耳绝缘连接的方式，本方案在盖板上设置的绝缘层为绝缘涂层，第一绝缘涂层在绝缘基础上，还具有高附着力、耐磨、耐刮擦等优点，使得第一绝缘涂层可以长久耐电解液，始终能够覆盖在盖板的内表面，因此绝缘效果
较好，避免了如采用绝缘膜包括方式带来的绝缘失效的风险。基于此，如果电池模组或动力电池的外壳内因液体泄漏(如冷却液或单体电池的电解液)而导致高压短路时，即便电池模组或动力电池内的单体电池受到高电压的作用，第一绝缘涂层也不容易出现绝缘失效的情况。因此，可以有效降低甚至避免单体电池出现高压拉弧起火的风险，提高了安全性能。
15.本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
16.附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：
17.图1是本公开一种实施例提供的电池盖板组件的立体结构示意图；
18.图2是本公开一种实施例提供的盖板组件的正视示意图；
19.图3是图2中a部分的放大示意图；
20.图4是本公开一种实施例提供的单体电池的外壳的下壳体的正视示意图；
21.图5是图4中b部分的放大示意图；
22.图6是本公开一种实施例提供的电池模组的部分分解立体示意图。
23.附图标记说明
24.100
‑
单体电池；10
‑
电池盖板组件；11
‑
盖板；12
‑
第一绝缘涂层；13
‑
金属防爆阀；14
‑
绝缘连接件；15
‑
导电件；16
‑
正极柱；17
‑
负极柱；20
‑
壳体；21
‑ꢀ
第二绝缘涂层；1000
‑
电池模组。
具体实施方式
25.以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。
26.在本公开中，在未作相反说明的情况下，使用的术语如“上、下、前、后”通常附图的图面的方向定义的，与车辆的上、下、前、后的方向相同。
[0027]“内、外”是指相关零部件的内、外。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0028]
在本公开的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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公开中的具体含义。
[0029]
如图1至图6所示，本公开提供了一种电池盖板组件10、包括该电池盖板组件10的单体电池100、包括该单体电池100的电池模组1000、包括该电池模组1000的动力电池、以及包括该动力电池的电动汽车。
[0030]
其中，单体电池100还包括壳体20和极芯，极芯设置在壳体20内，电池盖板组件10通过盖板11封装壳体20的开口。多个单体电池100通过串联或并联成电池模组1000，并可以置入包体(即动力电池的外壳)内而形成动力电池。此外，除动力电池领域外，本公开中提供的各种技术方案还可以广泛应用于其他的电池领域中。
[0031]
如图1所示，本公开提供的电池盖板组件10包括盖板11，盖板11用于封装单体电池
的壳体20的开口，盖板11用于面向壳体20的内部的内表面覆盖有第一绝缘涂层12。
[0032]
在本公开提供的电池盖板组件10中，由于在盖板11的内表面覆盖有第一绝缘涂层12，相较于现有技术中采用绝缘膜包裹实现盖板与极芯的极耳绝缘连接的方式，本方案在盖板11上设置的绝缘层为绝缘涂层，第一绝缘涂层12在绝缘基础上，还具有高附着力、耐磨、耐刮擦等优点，使得第一绝缘涂层12可以长久耐电解液，始终能够覆盖在盖板的内表面，因此绝缘效果较好，避免了如采用绝缘膜包括方式带来的绝缘失效的风险。基于此，如果电池模组100或动力电池的外壳内因液体泄漏(如冷却液或单体电池10 的电解液)而导致高压短路时，即便电池模组100或动力电池内的单体电池 10受到高电压的作用，第一绝缘涂层12也不容易出现绝缘失效的情况。因此，可以有效降低甚至避免单体电池10出现高压拉弧起火的风险，提高了安全性能。
[0033]
本公开对第一绝缘涂层12的厚度不作限定，其可以为任意适当的值。可选地，在本公开的一种实施例中，第一绝缘涂层12的厚度可为 0.03mm
‑
0.15mm。在该范围内，既保证了第一绝缘涂层12具有足够的厚度，第一绝缘涂层12能耐1000v以上的高压，防止出现因被高压击穿而导致安全事故的情况，防止出现因盖板11与极芯之间产生拉弧而导致起火的情况，因此，保证了其绝缘效果。同时，厚度在上述范围内，也能避免因厚度过大而是第一绝缘涂层12占用单体电池10过多的内部空间，有利于增大极芯的体积，从而有利于增加电池的能量密度。
[0034]
本公开对第一绝缘涂层12的材料不作限定，其可以为任意适当的材料，只要能够具有较好的绝缘效果即可。可选地，第一绝缘涂层12可以为绝缘胶涂层或具有绝缘性能的高聚物涂层，如派瑞林，使第一绝缘涂层12具有很高的绝缘性，可以长久耐电解液，并且，在金属结构件上具有高附着力、耐磨、耐刮擦等优点，以保证第一绝缘涂层12与盖板11黏结的可靠性。
[0035]
为了保证第一绝缘涂层在盖板11、防爆阀等电池盖板组件10的金属零部件上的黏附效果，在本公开的一种实施例中，第一绝缘涂层12可为真空镀膜层或喷涂层。即在本实施例中，可使用真空镀膜、喷涂等方式将第一绝缘涂层12涂覆在盖板11等零部件上，以使第一绝缘涂层12均匀覆盖于电池盖板组件10的金属零部件上，达到有效绝缘的目的，极大成都提高了单体电池100、电池模组100、动力电池及电动汽车的安全性能。
[0036]
如图1和图2所示，在本公开的一种实施例中，电池盖板组件10还包括金属防爆阀13，金属防爆阀13设置盖板11上，例如，嵌设在盖板11上，金属防爆阀13向内凸出于盖板11的表面也覆盖有第一绝缘涂层12。如此，可以有效降低甚至避免金属防爆阀13与极芯之间出现高压拉弧而导致起火的风险。
[0037]
单体电池10充电时如果过充，其内部由于反应会产生气体，使得单体电池10内的压力增大。在本实施例中，金属防爆阀13用于当单体电池10 的内部的压力增大到预设值开启以进行泄压，例如，当压力增大到金属防爆阀13的开启值时，可开启金属防爆阀13，以将单体电池10的内部的气体排出以泄压，避免单体电池10爆炸。
[0038]
需要说明的是，本公开对电池盖板组件10的具体结构不作限定，当盖板11上还安装有其他金属件时，可在该金属件凸出于盖板11的内表面的部分涂覆第一绝缘涂层12，以降低甚至避免该金属件与极芯之间出现高压拉弧而起火的风险。
[0039]
如图2和图3所示，在本公开的一种实施例中，单体电池10可为方形电池，盖板11为
长方体结构，盖板11的长度方向的两端设置有绝缘连接件 14，该绝缘连接件14的上端连接于盖板11，下端可用于抵接在单体电池10 的极芯上，以起到支撑作用。
[0040]
如图2和图6所示，在本公开的一种实施例中，盖板11的内表面可设置有导电件15，该导电件15可用于实现极芯与正极柱16、负极柱17的电连接。正极柱16和负极柱17进行电流的输入和输出，以完成单体电池10 的充放电工作。
[0041]
如图4和图5所示，在本公开的一种实施例中，壳体20的内表面覆盖有第二绝缘涂层21，第二绝缘涂层21用于在极芯与壳体20的之间起到绝缘作用，通过设置第二绝缘涂层21，可以有效的降低甚至避免壳体20与极芯之间出现拉弧起火的风险。
[0042]
本公开对第二绝缘涂层21的厚度不作限定，其可以为任意适当的值。可选地，在本公开的一种实施例中，第二绝缘涂层21的厚度可为 0.03mm
‑
0.15mm。在该范围内，既保证了第二绝缘涂层21具有足够的厚度，使第二绝缘涂层21能耐1000v以上的高压，防止出现因被高压击穿而导致安全事故，因此，保证了其绝缘效果。同时，厚度在上述范围内，也能避免因厚度过大而是第二绝缘涂层21占用单体电池10过多的内部空间，有利于增加电池的能量密度。
[0043]
同样，本公开对第二绝缘涂层21的材料不作限定，其可以为任意适当的材料，只要能够具有较好的绝缘效果即可。可选地，第二绝缘涂层21可以为绝缘胶涂层或具有绝缘性能的高聚物涂层，如派瑞林，使第二绝缘涂层 21具有很高的绝缘性，可以长久耐电解液，并且，在壳体20上具有高附着力、耐磨、耐刮擦等优点，以保证第二绝缘涂层21与壳体20的内表面黏结的可靠性。
[0044]
为了保证第二绝缘涂层在壳体20上的黏附效果，在本公开的一种实施例中，第二绝缘涂层21可为真空镀膜层或喷涂层，即在本实施例中，可使用真空镀膜、喷涂等方式将第二绝缘涂层21涂覆在壳体20的内表面上，以使第二绝缘涂层21均匀覆盖在壳体20的内表面上，达到有效绝缘的目的。
[0045]
将单体电池10安装在电池模组1000或动力电池内时，通常将单体电池 100的壳体20固定在电池托盘上，为了保证壳体20与电池托盘之间的绝缘性，壳体20的外表面可涂覆有第三绝缘涂层(未图示)。如此，即便电池模组1000或动力电池内出现导电液体的泄露，通过第三绝缘涂层的作用，可以有效的降低甚至避免单体电池10出现高压拉弧起火的风险。
[0046]
可选地，本公开对第三绝缘涂层的厚度、材质以及涂覆在壳体20的外表面的方式均不作限定，可选地，在本公开的一种实施例中，第三绝缘涂层的厚度可为0.03mm
‑
0.15mm。可使用真空镀膜、喷涂等方式将第二绝缘涂层 21涂覆在壳体20的内壁上。第三绝缘涂层可以为绝缘胶涂层或具有绝缘性能的高聚物涂层，如派瑞林。第三绝缘涂层的上述厚度、材质及涂覆方式的效果如上文所述，此处不再赘述。
[0047]
以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。
[0048]
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。
[0049]
此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本
公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。