二次电池极柱组件及其二次电池顶盖的制作方法

本实用新型涉及储能器械领域，尤其涉及一种二次电池极柱组件及其二次电池顶盖。

背景技术：

现代社会，越来越多的电动工具及新能源交通工具的驱动电源向着高容量、高安全性的方向发展，电池以其高容量等优良特性，广泛地运用在电动工具及新能源交通工具中。这些电池除了具有高容量外还应当具有良好的安全性才能达到使用的标准和满足人们的需求。

一般的二次电池，负极端需要满足与顶盖及壳体的电绝缘，因而会设置众多的绝缘组件，如将负极柱与顶盖绝缘的上塑胶件、置于负极安装孔中进行电绝缘及密封的密封圈、及将负极连接片与顶盖进行电绝缘的下塑胶件，这些组件在进行顶盖片负极端的安装时，为了严格控制其气密性，其安装的精度要求很高，既要对密封圈进行预压，又要严格控制各部件之间的间隙，因而成本高且良品率低。

因而，急需提供一种新的顶盖结构或顶盖的生产方法以解决前述顶盖结构的装配和加工问题。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于，针对现有技术的不足而提供一种二次电池极柱组件，其结构简单、无需繁琐的密封及装配工艺，因而容易生产且良品率高。

为达到上述目的，本实用新型一方面提供了一种二次电池极柱组件，安装于二次电池的顶盖片，包括：极柱件、顶盖连接件和围设于所述极柱件的注塑件，所述顶盖连接件具有固定于所述顶盖片的平台部和与所述平台部相连的嵌入部，所述嵌入部嵌入所述注塑件，于竖直方向上所述极柱件和所述平台部之间存在间隙，部分所述注塑件填充于所述间隙。

本实用新型的二次电池极柱组件仅需将平台部与顶盖片进行固定，即可完成极柱组件与顶盖片的装配，其工序简单，无需繁琐的密封及装配工艺。且二次电池极柱组件结构简单，仅极柱件、顶盖连接件和注塑件三个部件，通过将极柱件和顶盖连接件于模具上固定并隔离，再采用注塑原料注塑成型即可。顶盖连接件的嵌入部嵌入注塑件，可防止极柱件在电池的使用过程中因松动而带动注塑件窜动，因而其牢靠性较好，同时注塑件还可以取代传统密封圈对极柱件和顶盖连接件的绝缘作用，省略了密封圈的装配工序，因而，本实用新型的二次电池极柱组件的良品率得到了极大的提高。

进一步的，所述平台部和所述嵌入部为一体式结构，所述平台部的一端沿竖直方向向上延伸形成所述嵌入部并嵌入所述注塑件。或者，所述平台部与所述嵌入部焊接固定，所述平台部的上表面内凹成槽口，所述嵌入部的一端嵌入并固定于所述槽口，嵌入部焊接固定于槽口中，可使嵌入部与平台部焊接时焊接强度更大，两者之间的固定更牢靠。更进一步的，所述嵌入件具有开口方向平行于所述顶盖片的通孔，所述注塑件具有与所述通孔嵌合的凸块，从而可实现嵌入部和注塑件的嵌合固定。

本实用新型另一方面提供了一种二次电池顶盖，用于对容纳电芯的壳体进行密封，包括：顶盖片和设置于所述顶盖片的第一极柱组件，所述顶盖片设有第一极柱安装孔，所述第一极柱组件固定于所述第一极柱安装孔，所述第一极柱组件包括第一极柱件、顶盖连接件和围设于所述第一极柱件的注塑件，所述顶盖连接件具有固定于所述顶盖片的平台部和与所述平台部相连的嵌入部，所述嵌入部嵌入所述注塑件，于竖直方向上所述第一极柱件和所述平台部之间存在间隙，部分所述注塑件填充于所述间隙。

本实用新型的二次电池顶盖，仅需将二次电池极柱组件与顶盖片进行固定，即可完成极柱组件与顶盖片的装配，其工序简单，无需繁琐的密封及装配工艺。

进一步的，所述平台部和所述嵌入部为一体式结构，所述平台部具有与所第一极柱安装孔同轴的且可供所述第一极柱件穿设的穿设孔，所述平台部于远离所述穿设孔的一端沿远离所述电芯的方向延伸并形成所述嵌入部。更进一步的，所述第一极柱安装孔为直孔，所述平台部容纳且固定于所述第一极柱安装孔。第一极柱安装孔为直孔，平台部容纳且固定于第一极柱安装孔，因而可将第一极柱组件于第一极柱安装孔处的位置下移，从而使二次电池顶盖的高度降低，因而可有效降低了二次电池的整体高度，从而提高其于电池模组中的体积能量密度。

或者，所述平台部与所述嵌入部焊接固定，所述顶盖片面向所述电芯的一侧于所述第一极柱安装孔处设有凹槽，所述平台部嵌入并固定于所述凹槽，平台部于凹槽的固定可通过焊接而进行，平台部固定于顶盖片的下表面，即第一极柱组件于顶盖片的安装位置整体下移，从而使二次电池顶盖的高度降低，因而可有效降低了二次电池的整体高度，从而提高其于电池模组中的体积能量密度。

进一步的，所述第一极柱件包括第一端子和与所述第一端子焊接固定的第一连接件，所述第一连接件伸入且绝缘设置于所述第一极柱安装孔，所述第一连接件电连接所述第一端子和所述电芯的第一电极。更进一步的，所述第一连接件具有连接件本体和由所述连接件本体向远离所述电芯的方向延伸形成的连接件凸台，所述连接件凸台伸入所述第一极柱安装孔并连接所述第一端子，第一连接件设有凸台，可增加第一连接件与电芯的第一电极连接时的接触面积，可增加过流能力。更进一步的，所述连接件凸台具有开口面向所述电芯的腔体，腔体可容纳直接连接第一连接件的极耳或者连接极耳的连接片，凸台可直接与容纳于腔体的极耳或者连接片连接，腔体的设置可使壳体内部的空间利用率增加，从而进一步提高二次电池的体积能量密度。

进一步的，所述顶盖片与所述电芯之间设有绝缘件，所述绝缘件向远离所述电芯的方向延伸且形成内空、周壁闭合的第一延伸部，所述第一延伸部伸入所述第一极柱安装孔，且所述第一延伸部介于所述平台部与所述连接件凸台之间，第一延伸部由绝缘件向远离电芯的方向延伸而成，且内空、周壁闭合，内空可供连接件凸台穿设，闭合的周壁既可以将平台部与连接件凸台电绝缘，又可避免第一极柱组件与顶盖片装配时产生的金属丝从周壁与平台部之间的间隙掉落至电芯中而引起短路。

更进一步的，所述顶盖片与所述电芯之间设有绝缘件，所述绝缘件朝向所述电芯的方向延伸形成第二延伸部，所述第一连接件设有卡槽，所述第二延伸部卡接于所述卡槽。第二延伸部可对第一连接件起到定位及固定作用，以便于第一连接件与第一端子的焊接固定。

进一步的，所述顶盖片与所述电芯之间设有绝缘件，所述绝缘件向远离所述电芯的方向延伸形成第一延伸部，所述第一延伸部与所述平台部卡接固定，更进一步的，所述第一延伸部设有缺口，所述平台部设有与所述缺口卡接配合的卡接部，从而可使第一延伸部与第一极柱组件进行固定以防止后续于二次电池的使用过程中第一延伸部与二次电池顶盖的装配出现松动。

进一步的，所述第一端子沿竖直方向设有第一台阶和第二台阶，所述注塑件包裹所述第一台阶，所述注塑件的上表面与所述第二台阶的平台齐平。注塑件包裹第一台阶可使注塑件与第一极柱件嵌合更牢靠，注塑件的上表面与第二台阶的平台齐平可更方便第一极柱件与外界部件的安装连接，且使第一极柱件除了与外界连接的部分，其余部分皆被注塑件所围设，从而提高二次电池的安全性。

进一步的，所述顶盖片设置有第二极柱组件，所述顶盖片还设有第二极柱安装孔，所述第二极柱组件固定于所述第二极柱安装孔，第二极柱组件与第一极柱组件为对称结构，或者，所述顶盖片设置有第二极柱件，所述第二极柱件焊接固定于所述顶盖片，或者，所述顶盖片设置有第二极柱件，所述顶盖片向远离所述电芯的方向凸起而构成所述第二极柱件。

附图说明

图1为本实用新型的二次电池顶盖的一实施例的立体图。

图2为本实用新型的二次电池顶盖的一实施例的俯视图。

图3为图1中二次电池顶盖于一方向上的局部爆炸图。

图4为图3的一变化图。

图5为图2中于A-A方向的剖视图。

图6为图5的一变化图。

图7为图2中于B-B方向的剖视图。

图8为图7的一变化图

图9为图5中C部分的放大图。

图10为图6中C部分的放大图。

图11为本实用新型的二次电池极柱组件的一实施例的剖视图。

图12为图11的一变化图。

图13为图5中D部分的放大图。

图14为图6中D部分的放大图。

图15为图12的一变化图。

图16为图12的又一变化图。

元件标号说明

100-二次电池顶盖；1-顶盖片；11-负极极柱安装孔；2-正极极柱组件；21-正极极柱件；211-正极上端子部；213-正极下端子部；215-正极连接件；2151-正极连接件本体；2153-正极连接件凸台；23-正极端顶盖连接件；231-正极端平台部；233-正极端嵌入部；25-正极端注塑件；3-负极极柱组件；31-负极极柱件；311-上端子部；3111-第一台阶；3113-第二台阶；313-下端子部；315-负极连接件；3151-连接件本体；3153-连接件凸台；3155-卡槽；33-顶盖连接件；331-平台部；3311-穿设孔；3313-卡接部；3315-槽口；333-嵌入部；3331-通孔；35-注塑件；4-防爆阀；5-注液孔；6-绝缘件；61-第一延伸部；611-缺口；63-第二延伸部。

具体实施方式

为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更全面的描述。附图中给出了本实用新型的较佳实施例。但是，本实用新型可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本实用新型的公开内容的理解更加透彻全面。需要说明的是，通常二次电池为竖直放置，二次电池顶盖的极柱件伸出与外界连接的一侧为上方，另一侧为下方，上下方向为其高度方向。

本实用新型的第一极柱组件可指正极极柱组件也可指负极极柱组件，对应的，第一极柱组件可指正极极柱组件也可指负极极柱组件，具体的，当第一极柱组件为正极极柱组件时，第二极柱组件为负极极柱组件；当第一极柱组件为负极极柱组件时，第一极柱组件为正极极柱组件。本具体实施方式中以第一极柱组件为负极极柱组件，第二极柱组件为正极极柱组件为例进行说明。

本实用新型的二次电池顶盖可用于密封壳体而制备二次电池，二次电池顶盖可与壳体进行焊接而密封。参照图1～5，二次电池顶盖100包括顶盖片1，以及设置在顶盖片1上的正极极柱组件2和负极极柱组件3，顶盖片1设有防爆阀4和注液孔5，顶盖片1下方设有绝缘件6以用于将顶盖片1与壳体(图中未示出)中的电芯电绝缘。顶盖片1上分别设有正极极柱安装孔(图中未示出)和负极极柱安装孔11，正极极柱组件2和负极极柱组件3分别固定于正极极柱安装孔和负极极柱安装孔11，两者可皆与顶盖片1电绝缘，也可负极极柱组件3与顶盖片1电绝缘，而正极极柱组件2与顶盖片1电连接。

首先，结合附图对负极极柱组件3进行详细的描述。参照图3～12，负极极柱组件3具有负极极柱件31、顶盖连接件33和注塑件35，注塑件35围设于负极极柱件31，顶盖连接件33具有固定于顶盖片1的平台部331和与平台部331相连的嵌入部333，嵌入件333嵌入注塑件35，于竖直方向上负极极柱件31和平台部331之间存在间隙，部分注塑件35填充于间隙。进一步如图3、图5、图7、图9和图11所示，平台部331和嵌入部333一体成型，负极极柱安装孔11为直孔，平台部331容纳且固定于负极极柱安装孔11，因而可使二次电池顶盖的整体高度降低，其二次电池的体积能量密度提高。平台部331具有与负极极柱安装孔11同轴的且可供负极极柱件31穿设的穿设孔3311，平台部331于远离穿设孔3311的一端沿远离电芯的方向延伸并形成嵌入部333，即平台部331和嵌入部333构成一个“L”型。且因负极极柱安装孔11为直孔，平台部331容纳且固定于负极极柱安装孔11，故注塑件35主要存在于顶盖片的上部，且仅部分填充于负极极柱件31和平台部331之间的间隙。或者，如图4、图6、图8、图10和图12所示，顶盖连接件33为另一种结构，平台部331与嵌入部333焊接固定，顶盖片1面向电芯的一侧于负极极柱安装孔11处设有凹槽(图中未示出)，平台部331嵌入并固定于凹槽以使平台部331固定于顶盖片1的下表面。平台部331固定于顶盖片1的下表面，即负极极柱组件3于顶盖片1的安装位置整体下移，从而使二次电池顶盖100的高度降低，因而可有效降低了二次电池的整体高度，从而提高其于电池模组中的体积能量密度。嵌入件333具有开口方向平行于顶盖片1的通孔3331，注塑件35具有与通孔3331嵌合的凸块(图中未示出)，从而可实现嵌入部333和注塑件35的嵌合固定。

继续参照图3～12，负极极柱件31包括负极端子(图中未示出)和与负极端子焊接固定的负极连接件315，负极连接件315伸入且绝缘设置于负极极柱安装孔11，负极连接件315电连接负极端子和电芯的负极极耳(图中未示出)。负极连接件315具有连接件本体3151和由连接件本体3151向远离电芯的方向延伸形成的连接件凸台3153，连接件凸台3153伸入负极极柱安装孔11并连接负极端子，负极连接件315设有凸台，可增加负极连接件315与电芯的负极极耳连接时的接触面积，可增加过流能力。连接件凸台3153具有开口面向电芯的腔体(图中未示出)，腔体可容纳直接连接负极连接件315的负极极耳或者连接极耳的连接片，连接件凸台3153可直接与容纳于腔体的极耳或者连接片连接，腔体的设置可使壳体内部的空间利用率增加，从而提高二次电池的体积能量密度。负极端子具有上端子部311和下端子部313，通常上端子部311由铝材质制成以用于与外界相连，下端子部313由铜材质制成。上端子部311沿竖直方向设有第一台阶3111和第二台阶3113，注塑件35包裹第一台阶3111，注塑件35的上表面与第二台阶3113的平台齐平，因而可使注塑件35与负极极柱件31嵌合更牢靠。当然，负极极柱件31也可仅为具有上端子部311和下端子部313的负极端子，而不具有负极连接件315，下端子部313穿设并向下伸出负极极柱安装孔11和穿设孔3311且电连接电芯的负极极耳。

正极极柱组件2也可为与负极极柱组件3同样的结构，如图5～6和图13～14所示，正极极柱组件2具有正极极柱件21、正极端顶盖连接件23和正极端注塑件25，正极端注塑件25围设于正极极柱件21，正极端顶盖连接件23具有固定于顶盖片1的正极端平台部231和与正极端平台部231相连的正极端嵌入部233，正极端嵌入部233嵌入正极端注塑件25，于竖直方向上正极极柱件21和正极端平台部231之间存在间隙，部分正极端注塑件25填充于间隙。正极极柱件21包括正极端子(图中未示出)和与正极端子焊接固定的正极连接件215，正极连接件215伸入且绝缘设置于正极极柱安装孔，正极极柱件21具有正极上端子部211和正极下端子部213，正极连接件215具有正极连接件本体2151和由正极连接件本体2151向远离电芯的方向延伸形成的正极连接件凸台2153，正极连接件凸台2153伸入正极极柱安装孔并连接正极端子。如图5和图13所示，正极端平台部231和正极端嵌入部233为一体成型，正极极柱安装孔为直孔，正极端平台部231容纳且固定于正极极柱安装孔，因而可使二次电池顶盖的整体高度降低，其二次电池的体积能量密度提高。或者，如图6和图14所示，正极端平台部231具有与正极极柱安装孔同轴的且可供正极极柱件21穿设的正极端穿设孔，正极端平台部231于远离正极端穿设孔的一端沿远离电芯的方向延伸并形成正极端嵌入部233，即正极端平台部231和正极端嵌入部233构成一个“L”型。顶盖片1面向电芯的一侧于正极极柱安装孔处设有凹槽(图中未示出)，正极端平台部231嵌入并固定于凹槽以使正极端平台部231固定于顶盖片1的下表面。在二次电池的使用过程中，为了解决二次电池的过充及穿刺问题，通常会使正极极柱组件2与顶盖片1电导通而形成外短路，因而在注塑制备正极极柱组件2时，可将注塑材料中加入导电颗粒，如导电碳或导电金属，而使正极极柱组件2中的正极极柱件21与正极端顶盖连接件23通过导电塑料而实现电连接，通过正极端顶盖连接件23与顶盖片1的连接从而使正极极柱组件2与顶盖片1电导通。当然，第二极柱组件2与第一极柱组件3的结构也可不尽相同，如基于实际情况需求，而对正极端的极柱件、顶盖连接件和注塑件的结构进行局部调整而使第二极柱组件2与第一极柱组件3的结构并非为完全对称也是可以的。当然，正极极柱件21也可仅为具有正极上端子部211和正极下端子部213的正极端子，而不具有正极连接件215，正极下端子部213穿设并向下伸出正极极柱安装孔和正极端穿设孔且电连接电芯的正极极耳。为了简化工艺，正极端也可以为单独的正极极柱件21而并非组件结构，如图15所示，顶盖片1设置有正极极柱件21，正极极柱件21焊接固定于顶盖片1，或者，如图16所示，顶盖片1设置有正极极柱件21，顶盖片1向远离电芯的方向凸起而构成正极极柱件21。

需要补充说明的是，绝缘件6与顶盖片1通过热熔的方式进行固定，并且，如图3～10、图13～14所示，绝缘件6向远离电芯的方向延伸且形成内空、周壁闭合的两个第一延伸部61，两个第一延伸部61分别伸入负极极柱安装孔11和正极极柱安装孔，且负极端的第一延伸部61介于平台部331与连接件凸台3153之间，正极端的第一延伸部61介于正极端平台部231与正极连接件凸台2153之间，第一延伸部61由绝缘件6向远离电芯的方向延伸而成，且内空、周壁闭合，内空可供连接件凸台3153或2153穿设，闭合的周壁既可以将平台部331或231与连接件凸台3153或2153电绝缘，又可避免正极极柱组件2或负极极柱组件3与顶盖片1装配时产生的金属丝从周壁与平台部231或331之间的间隙掉落至电芯中而引起短路。进一步的，第一延伸部61与平台部331和/或正极端平台部231卡接固定，如图6所示，第一延伸部61设有缺口611，平台部331设有与缺口611卡接配合的卡接部3313，从而可使第一延伸部61与负极极柱组件3进行固定以防止后续于二次电池的使用过程中第一延伸部61与二次电池顶盖100的装配出现松动。绝缘件6朝向电芯的方向延伸形成两个第二延伸部63，负极连接件315设有卡槽3155，正极连接件215亦设有卡槽(图中未示出)，两个第二延伸部63分别卡接于两个卡槽。第二延伸部63可对负极连接件315和正极连接件215起到定位及固定作用，以便于负极连接件315与负极端子，及正极连接件215与正极端子的焊接固定。当然，若正极端的结构为图15或图16的结构时，绝缘件6仅在负极端设置第一延伸部61和第二延伸部63，第一延伸部61介于平台部331与连接件凸台3153之间，且第二延伸部63也仅与负极连接件315上的卡槽3155进行卡接固定。

应当指出，以上具体实施方式仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围，在阅读了本实用新型之后，本领域技术人员对本实用新型的各种等价形式的修改均落入本申请所附权利要求限定的范围。