电池盖板电极组件、电池盖板组件和电池的制作方法

本发明涉及电池技术领域，具体涉及一种电池盖板电极组件、电池盖板组件和电池。

背景技术：

随着当今社会对于绿色环保理念的愈加重视，电能已经逐渐应用到了人们生活的方方面面，例如电动汽车和电动自行车等都已经实现采用电池作为动力来源。现有的动力电池由电芯本体和设置在电芯本体上方的电池盖板组成，电芯本体上的电极需要通过电池盖板上的电极极柱向外输出电能。

为了保证电芯本体内部产生电能的化学反应能够不受外界环境的影响，电池盖板需要密封设置在电芯本体上。由于电池盖板上的电极极柱需要连接电池内部的电芯本体和电池外部的负载，因此电极极柱处的密封对于整个电池的正常工作至关重要。然而，由于动力电池的工作环境存在多样性(例如可能需要长期工作在高温和/或低温环境下)，现有的电池盖板在电极极柱处的密封效果并不好，容易出现密封失效的问题。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供了一种电池盖板电极组件、电池盖板组件和电池，解决了现有电池盖板在电极极柱处的密封容易失效的问题。

根据本发明的一个方面，提供了一种电池盖板电极组件，包括：盖板，包括第一表面、在竖直方向上与所述第一表面相对的第二表面，以及贯穿所述第一表面和所述第二表面的电极通孔；与所述盖板的所述第二表面贴合的绝缘垫，所述绝缘垫包括与所述电极通孔对应设置的绝缘垫通孔，所述绝缘垫通孔的尺寸大于所述电极通孔的尺寸；贯穿所述电极通孔以及所述绝缘垫通孔的电极极柱；密封套，设置在所述电极极柱与所述电极通孔之间的间隙中；以及密封垫圈，设置在所述密封套的下端与所述绝缘垫通孔之间的间隙中。

在一实施例中，所述密封套采用注塑材料制成，所述密封垫圈采用橡胶材料制成。

在一实施例中，所述密封套采用pfa注塑材料制成；和/或，所述密封垫圈采用氟橡胶材料制成。

在一实施例中，所述电极极柱包括极柱部和连接于所述极柱部的竖直方向上底端的第一台阶部；其中，所述极柱部贯穿所述电极通孔和所述绝缘垫通孔，所述第一台阶部延伸设置于所述绝缘垫和所述密封垫圈在竖直方向上的下方。

在一实施例中，所述电池盖板电极组件进一步包括：设置在所述盖板的所述第一表面上方的压板，所述压板包括与所述电极通孔对应设置的压板通孔；其中，所述电极极柱的上端穿过所述压板通孔，并与所述压板铆接固定。

在一实施例中，所述电池盖板电极组件进一步包括：设置在所述盖板的第一表面和所述压板之间的保护垫，所述保护垫包括与所述电极通孔对应设置的保护垫通孔，所述电极极柱穿过所述保护垫通孔。

在一实施例中，所述保护垫通孔的尺寸大于所述电极通孔；其中所述密封套的上端包括填充于所述电极极柱与所述保护垫通孔之间的第二台阶部。

根据本发明的另一个方面，提供了一种电池盖板组件，包括：正极组件和负极组件；其中，所述正极组件和/或所述负极组件分别包括：盖板，包括第一表面、在竖直方向上与所述第一表面相对的第二表面，以及贯穿所述第一表面和所述第二表面的电极通孔；与所述盖板的所述第二表面贴合的绝缘垫，所述绝缘垫包括与所述电极通孔对应设置的绝缘垫通孔，所述绝缘垫通孔的尺寸大于所述电极通孔的尺寸；贯穿所述电极通孔以及所述绝缘垫通孔的电极极柱；密封套，设置在所述电极极柱与所述电极通孔之间的间隙中；密封垫圈，设置在所述密封套的下端与所述绝缘垫通孔之间的间隙中；以及用于将所述电极极柱与电芯本体的电极极耳连接起来的电极引片。

在一实施例中，所述电池盖板组件进一步包括：设置于所述盖板上的防爆机构，所述防爆机构包括防爆片和位于所述防爆片上方的保护膜，其中所述防爆片构造为当电池内部压力超过阈值时被电池内部压力突破来释放压力。

根据本发明的另一个方面，提供了一种电池，其特征在于，包括：如前所述的电池盖板组件；以及电芯本体。

本发明实施例提供的一种电池盖板电极组件、电池盖板组件和电池，通过在电极极柱与电极通孔之间的间隙中设置密封套，保证了电极极柱和电极通孔之间的通孔密封性能；同时，通过在密封套的下端与绝缘垫通孔之间的间隙中设置密封垫圈，进一步保证了绝缘垫靠近电芯本体的表面的面密封性能。由此可见，采用本发明实施例所提供的结构，可在电极极柱处实现孔密封和面密封的双重密封结构，以避免出现密封失效的问题。

附图说明

图1所示为现有技术提供的一种电池盖板电极组件的结构示意图。

图2所示为本发明一实施例提供的一种电池盖板组件的结构示意图。

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，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1所示为本发明一实施例提供的一种电池盖板电极组件的结构示意图。如图1所示，该电池盖板电极组件包括盖板1，绝缘垫2、电极极柱3、密封套4以及密封垫圈5。

具体而言，盖板1包括第一表面11、在竖直方向上与第一表面11相对的第二表面12，以及贯穿第一表面11和第二表面12的电极通孔13。绝缘垫2贴合在盖板1的第二表面12，绝缘垫2包括与电极通孔13对应设置的绝缘垫通孔21，绝缘垫通孔21的尺寸大于电极通孔13的尺寸。电极极柱3贯穿电极通孔13以及绝缘垫通孔21，密封套4设置在电极极柱3与电极通孔13之间的间隙中，密封垫圈5设置在密封套4的下端与绝缘垫通孔21之间的间隙中。

由此可见，本发明实施例提供的一种电池盖板电极组件通过在电极极柱3与电极通孔13之间的间隙中设置密封套4，保证了电极极柱3和电极通孔13之间的通孔密封性能。同时，通过在密封套4的下端与绝缘垫通孔21之间的间隙中设置密封垫圈5，进一步保证了绝缘垫2靠近电芯本体的表面的面密封性能。即，采用本发明实施例所提供的结构，可在电极极柱3处实现孔密封和面密封的双重密封结构，以避免出现密封失效的问题。

在本发明一实施例中，密封套4可采用注塑材料制成，密封垫圈5可采用橡胶材料制成。注塑材料在外力的作用下产生的压缩变形量小，且在长期工作条件下耐高温性能差而耐低温性能好；橡胶材料在外力的作用下产生的压缩变形量大，且在长期工作条件下耐高温性能高而耐低温性能差，因此通过将密封套4和密封垫圈5分别采用注塑材料和橡胶材料制成，两种材料的性能结合可使得电极极柱3处的密封结构能够承受更复杂的工作环境，进一步提高了产品的可靠性。

在一进一步实施例中，密封套4可具体采用pfa(polyfluoroalkoxy，又称过氟烷基化物或可溶性聚四氟乙烯)注塑材料制成。pfa注塑材料在外力的作用下产生的压缩变形量小(约20％左右)，可长期使用在-40℃～95℃，电绝缘性能不受温度影响，且有卓越的耐化学腐蚀性能。

在另一进一步实施例中，密封垫圈5可具体采用氟橡胶材料制成。相比pfa注塑材料，氟橡胶材料具有优异的耐高温性能但耐低温性能差，可长期使用在-20℃～130℃，在外力的作用下产生的压缩变形量大(约35％左右)，同时也具备优良的电绝缘性能和耐腐蚀性能。

在本发明一实施例中，如图1所示，电极极柱3包括极柱部31和连接于极柱部31的竖直方向上底端的第一台阶部32。极柱部31贯穿电极通孔13和绝缘垫通孔21，第一台阶部32延伸设置于绝缘垫2和密封垫圈5在竖直方向上的下方。这样密封垫圈5其实是密封设置在了竖直方向上第一台阶部32和盖板1之间的间隙中，同时密封设置在水平方向上绝缘垫2和极柱部31之间的间隙中。由此可见，通过设置延伸设置于绝缘垫2和密封垫圈5下方的第一台阶部32，可更有利于密封垫圈5的面密封效果，进一步提高电极极柱3处的密封性能。

在本发明一实施例中，如图1所示，该电池盖板电极组件还可进一步包括：设置在盖板1的第一表面11上方的压板6，压板6包括与电极通孔13对应设置的压板通孔61。电极极柱3的上端穿过压板通孔61，并与压板6铆接固定。该电极极柱3的上端与该压板6铆接的过程可具体通过压和铆两个步骤完成。具体而言，通过压的步骤可使得压块在压板6和第一台阶部32处产生在竖直方向上的强大压力，以压紧密封垫圈5，从而实现竖直方向的密封。通过铆的步骤可使得铆接冲头作用于极柱部31上端，使得极柱部31产生变形而下沉于压板通孔61中，以锁住压板6并进一步巩固在压板6和第一台阶部32处产生在的竖直方向的压力，同时极柱部31在变形的过程中胀大以挤紧密封套4，从而实现水平方向的密封。

在本发明一实施例中，如图1所示，还可在盖板1的第一表面11和压板6之间进一步设置保护垫7，该保护垫7包括与电极通孔13对应设置的保护垫通孔71，电极极柱3穿过保护垫通孔71。

在一进一步实施例中，保护垫通孔71的尺寸大于电极通孔13；其中密封套4的上端包括填充于电极极柱3与保护垫通孔71之间的第二台阶部41。通过设置该第二台阶部41可在电极极柱3的上端也实现一定程度的面密封，以进一步提高密封效果。

应当理解，该保护垫7除了可与密封套4和压板6配合以提高密封效果，还可在一定程度上起到保护压板6的作用，以避免压板6被磕伤或碰伤。另外，当该电池盖板电极组件为负极组件时，该保护垫7可用于绝缘，以使得负极组件中的压板6与盖板1绝缘。而当该电池盖板电极组件为正极组件时，该保护垫7则可主要用于控制内阻，可以与盖板1导通，也可以与盖板1绝缘。即，正极组件中的保护垫7的材质可以根据实际场景的需求而选择为导电或绝缘，本发明对此不作限定。

图2所示为本发明一实施例提供的一种电池盖板组件的结构示意图。如图2所示，该电池盖板组件包括：正极组件101和负极组件102。正极组件101和负极组件102都采用了如图1所示的电池盖板电极组件的结构。正极组件101和负极组件102共用一个盖板1，正极组件101中的电极极柱3为正极极柱，该正极极柱通过一个正极电极引片103与电芯本体的正极极耳连接，负极组件102中的电极极柱3为负极极柱，该负极极柱通过一个负极电极引片104与电芯本体的负极极耳连接，其他部分的电池盖板电极组件的结构在此不再赘述。

由此可见，本发明实施例提供的一种电池盖板组件中的正极组件101和负极组件102通过在电极极柱3与电极通孔13之间的间隙中设置密封套4，保证了电极极柱3和电极通孔13之间的通孔密封性能。同时，通过在密封套4的下端与绝缘垫通孔21之间的间隙中设置密封垫圈5，进一步保证了绝缘垫2靠近电芯本体的表面的面密封性能。即，采用本发明实施例所提供的结构，可在正极组件101和负极组件102各自的电极极柱3处实现孔密封和面密封的双重密封结构，以避免出现密封失效的问题。

在本发明一实施例中，如图2所示，该电池盖板组件还可进一步包括：设置于盖板1上的防爆机构，该防爆机构包括防爆片105和位于防爆片105上方的保护膜106。该防爆片105构造为当电池内部压力超过阈值时被电池内部压力突破来释放压力，以此避免电池内部压力异常而引发爆炸。位于防爆片105上方的保护膜106用于保护防爆片105以防受到外界破坏或外界污染，以影响防爆片105的性能。在一实施例中，该防爆机构可设置在正极组件101和负极组件102之间的盖板1上，如图2所示。

应当理解，虽然在图2所示的实施例中，正极组件101和负极组件102都采用了如图1所示的电池盖板电极组件的结构，但在本发明的其他实施例中，也可以是仅有正极组件101或负极组件102采用了如图2所示的电池盖板电极组件的结构，本发明对此不做限定。

本发明一实施例还提供了一种电池，包括如图2所示的电池盖板组件和电芯本体。电芯本体通过内部的化学反应产生电能，包括用于形成电路回路的正极极耳和负极极耳。电芯本体的正极极耳通过电池盖板组件的正极组件101与外部用电装置实现电连接；电芯本体的负极极耳通过电池盖板组件的负极组件102与外部用电装置实现电连接。在一实施例中，该电池包括一个外壳，电芯本体设置在该外壳中，电池盖板组件密封设置于外壳的开口上。

应当理解，上面描述中所采用的限定词“第一”和“第二”仅用于更清楚地区分和解释技术特征，并不能用于限定本发明的保护范围。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本发明的保护范围之内。