本实用新型涉及一种卷芯全包覆安装结构。
背景技术：
随着社会的绿色发展，锂电池被广泛应用于各种行业，尤其是新能源汽车领域，为了满足在2020年能量密度达到300Wh/kg的目标下，不仅对电池电池正负极材料、隔膜、电解液提出了更为苛刻的要求，而且对电池结构件的稳定性、轻量化、安全性的要求也更为明确。作为新能源汽车动力输出的源头，电池更是承载着车辆与人员的生命安全。因此选择一款性能优越、安全更高的的动力电池势必成为人们的首要之选。然而，动力电池的盖板作为电池的核心组件，卷芯的包膜作为电池防短路的重要屏障，其重要性更是不言而喻。
电池盖板与电池的高能量密度、高安全性、高稳定性有着直接关系，它是保证电池不失效的最重要的一道屏障。一般由基板、正负极极柱、绝缘层、止动架等组成。而止动架正是盖板与卷芯中间的支撑桥梁，它在保证盖板与卷芯适当距离的情况下，紧紧按压卷芯，从而提高卷芯在电池内部的稳定性，避免因为卷芯的偏移窜动导致电池内部绝缘膜的脱落、极耳的断裂、极片错位等失效造成的安全隐患。
一款电池发生安全隐患与电池内部的短路是离不开关系的，在电池的制造过程中，都会对卷芯做保护处理。传统包膜会将绝缘膜热烫于止动架侧面，此方式很容易带来制成难度和脱胶的风险，而且绝缘膜太厚会影响入壳继而影响电池单体能量，绝缘膜太薄又容易破损或者热烫点熔化；或者采用卷芯全包胶，而全包胶会使电解液无法充分的利用，造成含浸不良循环差的风险。
技术实现要素：
本实用新型的目的在于提供一种卷芯全包覆安装结构，该结构通过PET胶层与绝缘膜的相交包覆，实现了对卷芯的完全包裹，上、下止动架扣合安装的方式，可适当减少止动架高度，提高电池内部空间利用率，提升电池能量，保证性能的优越性和安全可靠性。
为实现上述目的，本实用新型采用了以下技术方案：包括依次叠放的PET胶层、下止动架、卷芯装配体、绝缘膜、上止动架及盖板，所述的上止动架通过正极铆钉与负极铆钉焊接在盖板上，所述的卷芯装配体及绝缘膜固定在下止动架及上止动架之间，且下止动架与上止动架之间卡合相连，所述的绝缘膜对卷芯装配体形成自底面至前后侧面的包覆，所述的PET胶层对卷芯装配体形成自顶面至前后侧面以及左右侧面的包覆，所述的PET胶层与绝缘膜的端部在卷芯装配体的前后侧面形成包覆相交状态，所述的PET胶层在外侧，绝缘膜在内侧。
所述的上止动架上设有定位凸台、注液孔凸台及球形卡扣，所述的下止动架上设有与定位凸台、注液孔凸台及球形卡扣相配合的定位孔、注液定位孔及卡扣孔，所述的下止动架上还设有第一排气孔。
所述的下止动架包括第一止动平面以及对称设置在第一止动平面两侧的第二止动平面及第三止动平面，所述的第一止动平面上设有腰形的第一防爆槽，所述第一止动平面的前后两侧面上设有拱形的第二防爆槽，所述第一止动平面的左右两侧面设有第三防爆槽，所述第一防爆槽的槽体内设有拱形的第一加强筋。
所述上止动架底面的两端分别设有U形的第一定位筋及第二定位筋，所述的第一定位筋及第二定位筋的内侧分别设有块状的第二加强筋及第三加强筋，所述的第一定位筋及第二加强筋形成容纳正极垫片的定位区域，所述的第二定位筋及第三加强筋形成容纳负极垫片的定位区域，且第二加强筋及第三加强筋分别与第二止动平面及第三止动平面的顶面相接触。
所述的卷芯装配体包括卷芯、与卷芯形成一体结构的正极极耳及负极极耳，所述正极极耳的上下面分别设有正极垫片及正极软连接片，所述负极极耳的上下面分别设有负极垫片及负极软连接片，所述的正极极耳与正极垫片、正极软连接片焊接相连，所述的正极垫片及负极垫片分别与正极铆钉及负极铆钉焊接固定，所述的正极垫片、正极极耳与正极软连接片之间设有贯穿三者的第一定位孔，所述的负极垫片、负极极耳与负极软连接片之间设有贯穿三者的第二定位孔，所述的正极垫片及正极软连接片上设有与注液孔凸台的外圆相配合定位的第一弧形定位孔，所述的负极垫片及负极软连接片上设有与定位凸台的外圆相配合定位的第二弧形定位孔。
所述的绝缘膜为整体结构，包括与卷芯装配体前后侧面相配合的前膜及后膜，所述的前膜及后膜对称设置且两者通过中间的连接膜相连，所述的连接膜与前膜及后膜之间形成供卷芯装配体与正极铆钉及负极铆钉焊接的缺口，所述的连接膜上设有与定位凸台、注液孔凸台、球形卡扣、第一排气孔位置相吻合的第三定位孔、第四定位孔、第一卡扣孔及第二排气孔，所述的连接膜上还设有与防爆阀位置相吻合的防爆阀排气孔。
所述的绝缘膜与卷芯装配体形成包覆后通过PP胶带进行固定。
由上述技术方案可知，本实用新型通过绝缘膜对卷芯装配体形成自底面至前后侧面的包覆，通过PET胶层对卷芯装配体形成自顶面至前后侧面以及左右侧面的包覆，且绝缘膜与PET胶层相交包覆，此方式可实现对卷芯的全方位包覆。相比传统结构来说，有更高的容量设计空间、安全性能和制成可行性。
附图说明
图1是本实用新型的分解结构示意图；
图2是本实用新型上止动架的结构示意图；
图3是本实用新型下止动架的结构示意图；
图4是图3的底面示意图；
图5是本实用新型卷芯装配体的结构示意图；
图6是本实用新型绝缘膜的结构示意图；
图7是本实用新型绝缘膜包覆卷芯装配体的装配图；
图8是本实用新型PP胶带固定绝缘膜的示意图；
图9是本实用新型PET胶层包覆卷芯装配体的装配图；
图10是本实用新型与铝壳的装配图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型做进一步说明：
如图1所示的一种卷芯全包覆安装结构，包括依次叠放的PET胶层1、下止动架2、卷芯装配体3、绝缘膜4、上止动架5及盖板6，上止动架5通过正极铆钉7与负极铆钉8焊接在盖板6上，卷芯装配体3及绝缘膜4固定在下止动架2及上止动架5之间，且下止动架2与上止动架5之间卡合相连，绝缘膜4对卷芯装配体3形成自底面至前后侧面的包覆，PET胶层1对卷芯装配体3形成自顶面至前后侧面以及左右侧面的包覆，PET胶层1与绝缘膜4的端部在卷芯装配体3的前后侧面形成包覆相交状态，PET胶层1在外侧，绝缘膜4在内侧。
进一步的，如图2、图3、图4所示，上止动架5上设有定位凸台51、注液孔凸台52及球形卡扣53，下止动架2上设有与定位凸台51、注液孔凸台52及球形卡扣53相配合的定位孔21、注液定位孔22及卡扣孔23，下止动架2上还设有第一排气孔24；第一排气孔24保证SSD的真实翻转压力。
下止动架2包括第一止动平面25以及对称设置在第一止动平面25两侧的第二止动平面26及第三止动平面27，第一止动平面25上设有腰形的第一防爆槽251，第一止动平面25的前后两侧面上设有拱形的第二防爆槽252，第一止动平面25的左右两侧面设有第二防爆槽252第一防爆槽251的槽体内设有拱形的第一加强筋254；第一防爆槽251、第二防爆槽252、第二防爆槽252保证防爆阀开启后气流的畅通；拱形的第一加强筋254保证第一止动平面25的止动效果。
上止动架5底面的两端分别设有U形的第一定位筋54及第二定位筋55，第一定位筋54及第二定位筋55的内侧分别设有块状的第二加强筋56及第三加强筋57，第一定位筋54及第二加强筋56形成容纳正极垫片的定位区域，第二定位筋55及第三加强筋57形成容纳负极垫片的定位区域，且第二加强筋56及第三加强筋57分别与第二止动平面26及第三止动平面27的顶面相接触。即通过第一定位筋54及第二加强筋56保证正极垫片处于上止动架5的有效区域内，通过第二定位筋55及第三加强筋57保证负极垫片处于上止动架5的有效区域内，同时，第二加强筋56与第二止动平面26的顶面261相接触，第三加强筋57与第三止动平面27的顶面271相接触，以保证卷芯的接触有效。
进一步的，如图5所示，卷芯装配体3包括卷芯31、与卷芯31形成一体结构的正极极耳32及负极极耳33，正极极耳32的上下面分别设有正极垫片34及正极软连接片35，负极极耳33的上下面分别设有负极垫片36及负极软连接片37，正极极耳32与正极垫片34、正极软连接片35焊接相连，正极垫片34及负极垫片36分别与正极铆钉7及负极铆钉8焊接固定，正极垫片34、正极极耳32与正极软连接片35之间设有贯穿三者的第一定位孔38，负极垫片36、负极极耳33与负极软连接片37之间设有贯穿三者的第二定位孔39，正极垫片34及正极软连接片35上设有与注液孔凸台52的外圆相配合定位的第一弧形定位孔381，负极垫片36及负极软连接片37上设有与定位凸台51的外圆相配合定位的第二弧形定位孔391。
进一步的，如图6所示，绝缘膜4为整体结构，平铺于上止动架5的表面，绝缘膜4采用双向定位无热烫的方式保证平整与稳定性。绝缘膜4包括与卷芯装配体3前后侧面相配合的前膜41及后膜42，前膜41及后膜42对称设置且两者通过中间的连接膜43相连，连接膜43与前膜41及后膜42之间形成供卷芯装配体3与正极铆钉7及负极铆钉8焊接的缺口44，连接膜43上设有与定位凸台51、注液孔凸台52、球形卡扣53、第一排气孔24位置相吻合的第三定位孔45、第四定位孔46、第一卡扣孔47及第二排气孔48，连接膜43上还设有与防爆阀位置相吻合的防爆阀排气孔49。
进一步的，如图8所示，绝缘膜4与卷芯装配体3形成包覆后通过PP胶带9进行固定。PP胶带９对卷芯的侧面及顶部固定。
本实用新型的装配步骤如下：
1）先将上止动架通过正极铆钉、负极铆钉焊接装配在盖板1的底端，采用盖板底部向上的方式固定；
2）通过吸盘抓取绝缘膜，将绝缘膜平铺于上止动架表面，此过程可通过上止动架的注液孔凸台、定位凸台与绝缘膜的注液定位孔、定位孔的配合来实现两者的定位，并且绝缘膜底部采用负压方式保证其不偏移不翘曲；
3）通过机械手橡胶卡爪将卷芯装配体置于绝缘膜表面，通过第一弧形定位孔与注液孔凸台定位，第二弧形定位孔与定位凸台定位。第一定位筋、第二加强筋以及第二定位筋、第三加强筋保证正、负极垫片在上止动架的有效区域内，然后盖上激光保护盖，将正极垫片和负极垫片分别与正极铆钉和负极铆钉的底部充分接触后，进行激光焊接；
4）激光焊接完毕后，拿掉激光保护盖，再将下止动架与上止动架通过注液孔凸台、定位凸台和四个球形卡扣配合安装；
5）将卷芯装配体与绝缘膜对折，让两只卷芯的前后大面对齐并充分接触，适当下压卷芯底部，让其与下止动架的止动平面充分接触，保证卷芯在内部的稳定性；再分别对卷芯的侧边和底部通过PP胶带进行包胶固定，如图7、图8所示；
6）然后将PET胶层从卷芯底部包覆到离盖板底部2～3mm处，与绝缘膜的前膜及后膜包覆相交，并在卷芯侧边包边，先折叠PET胶层的底部，然后再折叠侧面，绝缘膜与PET胶层的相交实现了卷芯的全包覆，最后将包覆完成的电芯插入到铝壳10，实现整个装配过程，如图9、图10所示。
本实用新型的有益效果在于：1）绝缘膜与上止动架采用双向定位且无热烫的装配，完全避免了传统将绝缘膜热烫于止动架侧面带来的制成难度和脱胶的风险，因此全包膜可以在设计满足的情况下适当减少止动架高度，提高电池内部空间利用率，来实现电池能量的提升；2）采用绝缘膜由盖板底部到卷芯，以及PET胶层由卷芯底部到卷芯的全方位包覆方式，并且绝缘膜与PET胶层相交包覆，实现对卷芯的全方位包覆；减少传统制成平凡贴胶的繁琐，制成更为方便；3）上止动架通过两处定位凸台以及四个球形卡扣与下止动架实现可拆卸扣合，替代传统单一的止动架或者上、下止动架粘胶固定，无定位扣合等固定方式，提高了制成效率，降低了止动架倾斜或纵向位移等风险，提高了电池的安全性能；4）上止动架与下止动架的扣合结构可以有效代替传统的蝴蝶焊接，而且有助于极耳折叠平整，减少极耳内部震动；并且下止动架与卷芯接触采用平面止动，增大了接触面积，加强了止动效果，降低了震动对卷芯的损伤，将电池内的短路风险降到最低，而且可实现自动装配，提高生产效率；5）第三防爆槽避开了卷芯与下止动架的接触面，当下止动架与卷芯紧密接触后，第二防爆槽、第三防爆孔以及第一防爆槽可保证过充防爆阀打开后气体的顺利排出，更进一步地提高了电池的安全性能；6）上下止动架扣合装配与卷芯完全包覆式结构相互配合，不仅可以实现对卷芯的全方位保护，而且将短路风险降到最低。
以上所述的实施例仅仅是对本实用新型的优选实施方式进行描述，并非对本实用新型的范围进行限定，在不脱离本实用新型设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本实用新型的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本实用新型权利要求书确定的保护范围内。