本发明属于动力电池技术领域，具体涉及一种动力电池顶盖及其装配方法以及动力电池。
背景技术：
随着现代社会的发展和人们环保意识的增强，越来越多的设备选择以锂电池作为供电来源，如手机、笔记本电脑、电动工具和电动汽车等等，这为锂电池的应用与发展提供了广阔的空间。其中，电动工具和电动汽车等所使用的锂电池一般称之为动力电池。
目前，在动力电池的包胶装配方式中，通常会在极柱上加工一些凹槽，以此来提高塑胶的承受力，但是现有技术中，极柱的凹槽处只能用冲压或机加工凹槽的加工方式，不但成本高，效率低，甚至会产生金属屑，无法确保电芯产品的安全性能；另一方面，顶盖片通常设置有突出表面的凸包以及凸包在顶盖片下形成有凹槽，而目前顶盖片的生产中，凸包和凹槽处也是采用如上的冲压或机加工的加工方式，但是利用该工艺生产的凸包的厚度过大以及凹槽的深度过小，因而导致顶盖片的凸包和凹槽处的空间无法有效利用，故在产业竞争和高能量密度发展的趋势下，以上工艺显然不能满足实际的需求。
有鉴于此，确有必要对现有的电池顶盖作进一步改进，以克服上述缺点。
技术实现要素：
本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供的一种动力电池顶盖，该电池顶盖不但结构简单，而且省却了加工极柱凹槽的工序，提高了生产效率，同时还避免了因加工凹槽而容易残留金属屑的问题。
为实现上述的目的，本发明采用以下技术方案：
一种动力电池顶盖，包括顶盖片、正极柱、负极柱、绝缘塑胶件和导电塑胶件，所述顶盖片设置有正极安装孔和负极安装孔，所述正极柱穿过所述正极安装孔与所述导电塑胶件连接，所述负极柱穿过所述负极安装孔与所述绝缘塑胶件连接，所述正极柱包括正极柱本体和与所述正极柱本体连接的正极柱底座，所述正极柱本体的上部设置有第一凸起部，所述正极柱本体与所述正极柱底座连接处设置有第二凸起部，所述正极柱本体、正极柱底座、第一凸起部和第二凸起部为压铸一体成型结构，所述第一凸起部、所述正极柱本体和所述第二凸起部之间形成第一凹槽。
作为本发明所述的动力电池顶盖的一种改进，所述负极柱包括负极柱本体和与所述负极柱本体连接的负极柱底座，所述负极柱本体的上部设置有第三凸起部，所述负极柱本体与所述负极柱底座连接处设置有第四凸起部，所述第三凸起部、所述负极柱本体和所述第四凸起部之间形成第二凹槽。通过第二凹槽，可以有效地将顶盖片和绝缘塑胶件进行固定，防止发生轴向的移动，增强了电池工作的稳定性。
作为本发明所述的动力电池顶盖的一种改进，所述正极柱底座、第二凸起部与所述顶盖片之间设置有第一密封圈；所述负极柱底座、第四凸起部与所述顶盖片之间设置有第二密封圈。第一密封圈和第二密封圈能分别对正极柱和负极柱起到绝缘的作用，防止极柱与顶盖片触碰而造成电池短路，提高电池的安全性。
作为本发明所述的动力电池顶盖的一种改进，所述导电塑胶件通过包胶注塑成型的方式设置于所述顶盖片、第一凸起部、正极柱本体、第二凸起部和第一密封圈之间。导电塑胶件采用包胶注塑的方式操作简单，而且与正极柱的贴合度较好，可靠性较高。
作为本发明所述的动力电池顶盖的一种改进，所述负极柱为复合极柱，所述绝缘塑胶件通过包胶注塑成型的方式设置于所述顶盖片、第三凸起部、负极柱本体、第四凸起部和第二密封圈之间。绝缘塑胶件采用包胶注塑的方式操作简单，而且与负极柱的贴合度较好，可靠性较高。
作为本发明所述的动力电池顶盖的一种改进，所述顶盖片为压铸一体成型结构，所述顶盖片设置有凸出于上表面的凸包，所述凸包在所述顶盖片的下表面形成凹槽，所述正极柱安装孔与所述负极安装孔均设置于所述凹槽。顶盖片压铸一体成型，能降低凸包的厚度和增大凹槽的深度，提高顶盖片的空间利用率。
作为本发明所述的动力电池顶盖的一种改进，还包括下塑胶，所述正极柱和所述负极柱分别通过所述下塑胶与所述顶盖片绝缘连接。通过下塑胶，正极柱、负极柱分别与所述顶盖片形成隔离状态，防止极柱与顶盖片触碰造成短路。
作为本发明所述的动力电池顶盖的一种改进，还包括防爆阀和注液孔，所述防爆阀和所述注液孔均设置于所述顶盖片。通过增设防爆阀，能在电池包内压力达到防爆阀启爆压力值时直接与外部直通，快速泄气，预防或降低爆破时电池箱内高压造的损害，进一步提高了电池的安全性。
与现有技术相比，本发明目的之一具有以下有益效果：
1)本发明通过在正极柱设置第一凹槽，可以有效地将顶盖片、导电塑胶件等部件进行固定，防止发生轴向移动，使电池顶盖结构更牢固，增强了电池工作的稳定性；
2)由于正极柱采用一体式的结构，相比于分体式的结构，一体式的极柱不仅可以省却大量的装配工序还可以减少极柱模具的开模数量，提高了生产效率，降低了生产的成本；
3)本发明通过在极柱上增加第一凸起部以形成第一凹槽，相比于直接在极柱上冲压凹槽的方式，可以增大极柱的表面积，从而提高了极柱的过流能力。
本发明的目的之二在于：提供一种动力电池顶盖的装配方法，包括以下步骤，
s1：将铝液浇注进模腔，经冷却压铸形成正极柱、顶盖片；
s2：负极柱通过以下方式之一进行制作：1)将铜、铝的混合液浇注进模腔，经冷却压铸形成负极柱；2)将铜液浇注进模腔，经冷却压铸形成负极柱本体、第三凸起部和第四凸起部的组合件，然后再将该组合件与铝材质的负极柱底座通过摩擦焊形成负极柱；3)将铜液浇注进模腔，经冷却压铸形成负极柱；
s3：将第一密封圈设置于正极柱的第二凸起部，将第二密封圈设置于负极柱的第四凸起部；
s4：将正极柱、负极柱分别安装于顶盖片的正极柱安装孔和负极柱安装孔；
s5：通过包胶注塑成型的方式，将导电塑胶件固定于所述顶盖片、第一凸起部、正极柱本体、第二凸起部和第一密封圈之间以及将绝缘塑胶件固定于所述顶盖片、第三凸起部、负极柱本体、第四凸起部和第二密封圈之间。
与现有技术相比，本发明目的之二具有以下有益效果：本发明所述的装配方法操作简单，解决了顶盖片空间利用率较小的问题。
本发明的目的之三在于：提供一种动力电池，包括壳体、电芯、电解液和电池顶盖，其中，所述电池顶盖为上述任意一段所述的动力电池顶盖，所述电芯和电解液均设置于所述壳体内，所述电池顶盖密封安装于所述壳体顶部。
与现有技术相比，本发明目的之三具有以下有益效果：本发明中的动力电池不仅结构简单，而且牢固可靠，在生产的过程中还能节省了大量工序，有效地提高了生产效率以及降低了生产成本。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
图1为本发明中电池顶盖的结构示意图；
图2为本发明中电池顶盖的分解示意图；
图3为本发明中电池顶盖的截面图；
图4为图3中a处的放大图；
图5为图3中b处的放大图；
图6为本发明中正极柱的结构示意图；
图7为本发明中负极柱的结构示意图；
图8为本发明中对比例1中顶盖片的剖视图；
图9为图8中c处的放大图；
图10为本发明中动力电池的结构示意图；
其中，0-壳体；01-电芯；1-顶盖片；2-正极柱；21-正极柱本体；22-正极柱底座；23-第一凸起部；24-第二凸起部；25-第一密封圈；3-负极柱；31-负极柱本体；32-负极柱底座；33-第三凸起部；34-第四凸起部；35-第二密封圈；4-绝缘塑胶件；5-导电塑胶件；6-下塑胶；7-防爆阀；8-注液孔；t1-顶盖片凸包侧边度；t2-顶盖片凸包厚度；t3-顶盖片凹槽深度。
具体实施方式
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决所述技术问题，基本达到所述技术效果。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”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。
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。
以下结合附图对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。
实施例1
如图1～7所示，一种动力电池顶盖，包括顶盖片1、正极柱2、负极柱3、绝缘塑胶件4和导电塑胶件5，顶盖片1设置有正极安装孔和负极安装孔，正极柱2穿过正极安装孔与导电塑胶件5连接，负极柱3穿过负极安装孔与绝缘塑胶件4连接，正极柱2包括正极柱本体21和与正极柱本体21连接的正极柱底座22，正极柱本体21的上部设置有第一凸起部23，正极柱本体21与正极柱底座22连接处设置有第二凸起部24，正极柱本体21、正极柱底座22、第一凸起部23和第二凸起部24为压铸一体成型结构，第一凸起部23、正极柱本体21和第二凸起部24之间形成第一凹槽。在本发明中，通过第一凹槽的作用，可以有效地将顶盖片1、导电塑胶件5等部件进行固定，防止发生轴向移动，使电池顶盖结构更牢固，增强了电池工作的稳定性；另外，由于正极柱2采用一体式的结构，在实际生产中，只需要将铝液浇注进模腔，经冷却即可铸成上述一体式的正极柱2，相比于分体式的结构，一体式的极柱不仅可以省却大量的装配工序还可以减少极柱模具的开模数量，提高了生产效率，降低了装配过程中的生产成本，此外，本发明通过在极柱上增加第一凸起部23以形成第一凹槽，相比于直接在极柱上冲压凹槽的方式，可以增大极柱的表面积，从而提高了极柱的过流能力。
优选的，负极柱3包括负极柱本体31和与负极柱本体31连接的负极柱底座32，负极柱本体31的上部设置有第三凸起部33，负极柱本体31与负极柱底座32连接处设置有第四凸起部34，第三凸起部33、负极柱本体31和第四凸起部34之间形成第二凹槽。在本实施例中，通过第二凹槽，可以有效地将顶盖片1和绝缘塑胶件4进行固定，防止发生轴向的移动，增强了电池工作的稳定性。
优选的，正极柱底座22、第二凸起部24与顶盖片1之间设置有第一密封圈25；负极柱底座32、第四凸起部34与顶盖片1之间设置有第二密封圈35。其中，第一密封圈25和第二密封圈35能分别对正极柱2和负极柱3起到绝缘的作用，防止极柱与顶盖片1触碰而造成电池短路，提高电池的安全性。
优选的，导电塑胶件5通过包胶注塑成型的方式设置于顶盖片1、第一凸起部23、正极柱本体21、第二凸起部24和第一密封圈25之间，其中，导电塑胶件5的电阻值为0.1mω～10kω，在本发明中导电塑胶件5采用包胶注塑的方式，操作简单，而且与正极柱2的贴合度较好，可靠性较高。
优选的，负极柱3为复合极柱，绝缘塑胶件4通过包胶注塑成型的方式设置于顶盖片1、第三凸起部33、负极柱本体31、第四凸起部34和第二密封圈35之间，在本发明中，绝缘塑胶件4采用包胶注塑的方式，操作简单，而且与负极柱3的贴合度较好，可靠性较高。
优选的，顶盖片1为压铸一体成型结构，顶盖片1设置有凸出于上表面的凸包，凸包在顶盖片1的下表面形成凹槽，正极柱安装孔与负极安装孔均设置于凹槽12，本发明的顶盖片1在实际生产中，只需要将铝液浇注进模腔，经冷却即可铸成上述一体式的结构，相比于传统的利用冲压工艺制得的顶盖片的空间利用率更高。
优选的，还包括下塑胶6，正极柱2和负极柱3分别通过下塑胶与顶盖片1绝缘连接。通过下塑胶6，正极柱2、负极柱3分别与所述顶盖片1形成隔离状态，防止极柱与顶盖片1触碰造成短路。
作为本发明的一种优选方案，还包括防爆阀7和注液孔8，防爆阀7和注液孔8均设置于顶盖片1，防爆阀7能在电池包内压力达到防爆阀7启爆压力值时直接与外部直通，快速泄气，预防或降低爆破时电池箱内高压造的损害，进一步提高了电池的安全性。
实施例2
如图2所示，一种动力电池顶盖的装配方法，包括以下步骤，
s1：将铝液浇注进模腔，经冷却压铸形成正极柱2、顶盖片1；
s2：负极柱3通过以下方式之一进行制作：1)将铜、铝的混合液浇注进模腔，经冷却压铸形成负极柱3；2)将铜液浇注进模腔，经冷却压铸形成负极柱本体31、第三凸起部33和第四凸起部34的组合件，然后再将该组合件与铝材质的负极柱底座32通过摩擦焊形成负极柱3；3)将铜液浇注进模腔，经冷却压铸形成负极柱3；
s3：将第一密封圈25设置于正极柱2的第二凸起部24，将第二密封圈35设置于负极柱3的第四凸起部34；
s4：将正极柱2、负极柱3分别安装于顶盖片1的正极柱安装孔和负极柱安装孔；
s5：通过包胶注塑成型的方式，将导电塑胶件5固定于所述顶盖片1、第一凸起部23、正极柱本体21、第二凸起部24和第一密封圈25之间以及将绝缘塑胶件4固定于所述顶盖片1、第三凸起部33、负极柱本体31、第四凸起部34和第二密封圈35之间。
相比于现有技术，本发明所述的装配方法操作简单，解决了顶盖片空间利用率较小的问题。
为了说明本发明所述的动力电池顶盖的顶盖片空间利用率的提升，现设置对比例1与实施例2作对比。如图8～9所示，t1、t2、t3分别为顶盖片1的凸包侧边度、凸包厚度以及凹槽的深度，由图示可以看出，t1和t2处越小或t3处越大，可以为极柱或电池内部提高更多的空间，因而空间利用率也更高。
在对比例1中的顶盖片1采用常规的冲压工艺，其他结构与实施例1相同，这里不再赘述。
分别对采用冲压工艺和压铸一体式结构工艺的顶盖片上的凸包以及凹槽进行测量，测量结果见以下表1：
表1
由表1中可见，采用冲压工艺的顶盖片1上的凸包侧边度、厚度均只能冲压到1.5mm以上，而本发明通过压铸一体成型则能做到0.6～1.0mm的尺寸；凹槽深度上，冲压工艺生产的顶盖片1只能冲压不大于1.2mm的尺寸，而本发明通过压铸一体成型则能做到1.2～2.2mm的尺寸，因此，相对于冲压工艺生产的顶盖片1，本发明中的顶盖片1空间利用率更大，有效地解决了冲压模具不能将顶盖片冲压到相应尺寸的问题。
实施例3
如图10所示，一种动力电池，包括壳体0、电芯01、电解液和电池顶盖，电芯01和电解液均设置于壳体0内，电池顶盖密封安装于壳体0顶部。与现有的动力电池相比，本发明中的动力电池不仅结构简单，而且牢固可靠，在生产的过程中还能节省了大量工序，有效地提高了生产效率以及降低了生产成本。
上述说明示出并描述了本发明的若干优选实施方式，但如前所述，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施方式的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。