用于电池的顶盖组件、电池及储能装置的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，尤其是涉及一种用于电池的顶盖组件、电池及储能装置。


背景技术：

2.随着社会的发展，环境污染的加剧和传统能源的日益枯竭，人们对环保的意识越来越强。锂离子电池以其高能量密度、高电压、低放电率、和长循环寿命等优点成为绿色能源的首选，因而广泛用于蓝牙耳机、手机、数码、平板电脑等便携设备，以及电动汽车、储能电站等大型设备。
3.相比较下，圆柱形软包装锂离子电池更能发挥内部空间的利用率。虽然目前也有圆柱形软包装锂离子电池的应用案例，但现有的圆柱电池的极柱位置固定，焊接或铆接后，导致极柱结构不平整，装配误差大。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出了一种用于电池的顶盖组件，所述用于电池的顶盖组件具有装配精度高、结构简单的优势。
5.本实用新型还提出一种电池，所述电池具有如上所述的用于电池的顶盖组件。
6.本实用新型还提供一种储能装置，所述储能装置包括多个如上所述的电池。
7.根据本实用新型实施例的用于电池的顶盖组件，包括：极柱；压块，所述压块上设有限位孔，所述限位孔处设有所述极柱，所述极柱的至少一部分配合于所述限位孔内，所述限位孔包括轴向相连的第一孔段和第二孔段，所述第一孔段的径向尺寸大于所述第二孔段的径向尺寸。
8.根据本实用新型实施例的用于电池的顶盖组件，通过设置轴向方向相连的第一孔段和第二孔段，可以使限位孔的内周壁呈阶梯状，以利于收容焊料、或收容极柱端部的铆接形变结构，这样不但可以提升顶盖组件的平整度，而且还可以调节顶盖组件的公差，提升顶盖组件的组装精度，从而可以优化顶盖组件的结构。
9.在一些实施例中，所述限位孔还包括：第三孔段，所述第三孔段、所述第二孔段、所述第一孔段沿所述限位孔的轴向方向顺次连，所述第三孔段的径向尺寸小于所述第二孔段的径向尺寸以构造出台阶部，所述台阶部与所述极柱相止抵。
10.在一些实施例中，所述极柱包括主体部以及第一凸边，所述第一凸边位于所述主体部的一端的边缘处，所述第一凸边凸出于所述主体部的周壁面，所述第一凸边沿所述主体部的周向方向延伸，
11.所述主体部的至少一部分配合于所述第三孔段内，所述第一凸边的至少一部分配合于所述第二孔段内且与所述台阶部相止抵。
12.在一些实施例中，所述极柱还包括：第二凸边，所述第二凸边位于所述主体部的另
一端的边缘处，所述第二凸边凸出于所述主体部的周壁面，所述第二凸边沿所述主体部的周向方向延伸。
13.在一些实施例中，还包括：绝缘盖板，所述绝缘盖板与所述压块层叠设置，所述绝缘盖板具有安装孔，所述安装孔与所述限位孔相对，所述安装孔处穿设有所述极柱，
14.所述第二凸边位于所述绝缘盖板的背离所述压块的一侧且与所述绝缘盖板相止抵。
15.在一些实施例中，还包括：顶盖板和绝缘件，所述顶盖板设于所述绝缘件和所述绝缘盖板之间，所述压块、所述绝缘件、所述顶盖板和所述绝缘盖板夹设于所述第一凸边和所述第二凸边之间。
16.在一些实施例中，所述第一凸边背离所述第二凸边的表面与所述第一孔段的内底壁平齐。
17.在一些实施例中，所述限位孔朝向所述绝缘件的端部具有第一倒角。
18.根据本实用新型实施例的电池，包括如上所述的用于电池的顶盖组件。根据本实用新型实施例的电池，通过在限位孔内设置阶梯孔，并且设置用于收容焊料、或收容极柱端部的铆接形变结构，这样不但可以提升顶盖组件的平整度，而且还可以调节顶盖组件的公差，提升顶盖组件的组装精度，从而可以优化顶盖组件的结构。
19.根据本实用新型实施例的储能装置，包括多个如上所述的电池。根据本实用新型实施例的储能装置，通过在限位孔内设置阶梯孔，并且设置用于收容焊料、或收容极柱端部的铆接形变结构，这样不但可以提升顶盖组件的平整度，而且还可以调节顶盖组件的公差，提升顶盖组件的组装精度，从而可以优化顶盖组件的结构。
附图说明
20.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
21.图1是根据本实用新型实施例的用于电池的顶盖组件的主视图；
22.图2是图1中沿a-a方向的剖视图；
23.图3是图2中的局部结构示意图；
24.图4是图3中b处的局部放大示意图；
25.图5是图2中的局部结构示意图，其中不包括极柱的结构；
26.图6是图5中c处的局部放大示意图；
27.图7是根据本实用新型实施例的用于电池的顶盖组件的俯视图；
28.图8是根据本实用新型实施例的用于电池的顶盖组件的立体图；
29.图9是根据本实用新型实施例的用于电池的顶盖组件的爆炸图；
30.图10是图9中的极柱的剖视示意图；
31.图11是图9中的压块的一个视角的立体图；
32.图12是图9中的压块的另一个视角的立体图；
33.图13是图9中的压块的剖视示意图；
34.图14是图9中的绝缘件的一个视角的立体图；
35.图15是图9中的绝缘件的另一个视角的立体图；
36.图16是图9中的绝缘件的主视图；
37.图17是图9中的绝缘件的剖视图；
38.图18是图9中的绝缘盖板的一个视角的立体图；
39.图19是图9中的绝缘盖板的另一个视角的立体图；
40.图20是图9中的绝缘盖板的主视图；
41.图21是图9中的绝缘盖板的剖视图；
42.图22是图21的局部结构示意图；
43.图23是图9中的绝缘盖板与集流体的配合结构示意图；
44.图24是图23中f-f方向的剖视图；
45.图25是图9中的顶盖板的一个视角的立体图；
46.图26是图9中的顶盖板的主视图；
47.图27是图9中的顶盖板的另一个视角的立体图；
48.图28是图9中的集流排的主视图，其中集流排处于展开状态；
49.图29是图9中的集流排的结构示意图，其中集流排处于折叠状态；
50.图30是图9中的集流排的结构示意图，其中集流排处于折叠状态。
51.附图标记：
52.顶盖组件100，
53.绝缘盖板110，安装孔111，限位筋112，第一限位筋113，第二限位筋114，第三限位筋115，加强筋116，
54.止抵部117，保护凸缘118，折边119，
55.顶盖板120，贯通孔121，防转凹槽122，
56.绝缘件130，定位孔131，凸台132，第二倒角133，第三倒角134，嵌合凹槽135，防转凸边136，第一防转边缘137，第二防转边缘138，
57.压块140，限位孔141，第一倒角142，第一孔段143，第二孔段144，第三孔段145，嵌合凸起部146，台阶部147，
58.极柱150，主体部151，第一凸边152，第二凸边153，
59.密封腔154，间隙155，密封件156，
60.集流排160，第一折痕161，第一凹槽1611，第二折痕162，第二凹槽1621，
61.第一部分163，第二部分164，第三部分165，扩大段166，避让缺口167，避让孔 168，
62.防爆孔170，防爆阀171，注液孔172，注液孔塞173。
具体实施方式
63.下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本实用新型的实施例。
64.下面参考图1-图30描述根据本实用新型实施例的用于电池的顶盖组件100，顶盖组件100包括：压块140和极柱150。
65.具体而言，如图2-图3所示，压块140上设有限位孔141，限位孔141处设有极柱 150，极柱150的至少一部分配合于限位孔141内，限位孔141包括沿限位孔141的轴向方向相连的第一孔段143和第二孔段144，第一孔段143的径向尺寸大于第二孔段144 的径向尺寸。
66.根据本实用新型实施例的用于电池的顶盖组件100，通过设置轴向方向相连的第一孔段143和第二孔段144，可以使限位孔141的内周壁呈阶梯状，以利于收容焊料、或收容极柱150端部的铆接形变结构，这样不但可以提升顶盖组件100的平整度，而且还可以调节顶盖组件100的公差，提升顶盖组件100的组装精度，从而可以优化顶盖组件100的结构。
67.在一些示例中，如图13所示，限位孔141还可以包括第三孔段145，第三孔段145、第二孔段144、第一孔段143沿限位孔141的轴向方向顺次连，第三孔段145的径向尺寸小于第二孔段144的径向尺寸以构造出台阶部，台阶部147与极柱150相止抵。由此，可以提高极柱150的安装于限位孔141内的稳固性。同时，可以提高顶盖组件的平整度。
68.可以理解的是，第二孔段144和第三孔段145可以用于收容极柱150。第一孔段143 的径向尺寸大于第二孔段144的径向尺寸，当需要对极柱150位于第二孔段144的端部焊接时，第一孔段143的内部空间可以用于收容焊料，当需要对极柱150位于第二孔段 144的端部铆接时，极柱150的端部在铆接后形变产生凸起，第一孔段143的内部空间可以用于收凸起部分。
69.进一步地，参照图10，极柱150可以包括主体部151以及第一凸边152，第一凸边 152位于主体部151的一端(例如，主体部151的上端)的边缘处，第一凸边152凸出于主体部151的周壁面，第一凸边152沿主体部151的周向方向延伸。通过设置第一凸边152可以利于极柱150与限位孔141的装配，主体部151的至少一部分配合于第三孔段145内，第一凸边152的至少一部分配合于第二孔段144内且与上述台阶部相止抵，进而可以提高极柱150与限位孔141配合的稳固性。
70.在一些实施例中，如图10所示，极柱150还可以包括第二凸边153，第二凸边153 位于主体部151的另一端(例如，主体部151的下端)的边缘处，第二凸边153凸出于主体部151的周壁面，第二凸边153沿主体部151的周向方向延伸。如此设置的凸出于主体部151的周壁面的第二凸边153，一方面，可以利于提高极柱150的安装稳固性，便于与集流排160的焊接连接，同时，可以便于与其他结构形成密封结构，提高顶盖组件100的密封性。
71.在一些示例中，如图2所示，用于电池的顶盖组件100还可以包括绝缘盖板110，绝缘盖板110与压块140层叠设置，绝缘盖板110具有安装孔111，安装孔111与限位孔141相对，以便于安装极柱150。安装孔111处穿设有极柱150，第二凸边153位于绝缘盖板110的背离压块140的一侧且与绝缘盖板110相止抵，进而可以提高绝缘盖板 110与极柱150配合的稳固性，同时，可以在第二凸边153的作用下，对绝缘盖板110 起到压紧的作用，可以提升顶盖组件100的稳定性。
72.在一些实施例中，参照图2，用于电池的顶盖组件100还可以包括顶盖板120，顶盖板120设于绝缘件和绝缘盖板110之间，压块140、绝缘件130、顶盖板120和绝缘盖板110夹设于第一凸边152和第二凸边153之间。这里，第一凸边152和第二凸边153 对层叠设置的压块140、绝缘件130、顶盖板120和绝缘盖板110起到压紧、固定的作用，从而可以提升顶盖组件100的稳定性。
73.如图1-图3所示，绝缘盖板110、顶盖板120、绝缘件130和压块140从下至上依次叠加设置。如图5、图6所示，绝缘盖板110具有安装孔111、顶盖板120上设有贯通孔121、绝缘件130具有定位孔131、压块140上设有限位孔141，其中，安装孔111、贯通孔121、定位孔131和限位孔141依次相对且连通，以构造出通孔，极柱150可以安装在该通孔内。
74.如图3、图10所示，极柱150可以包括主体部151、第一凸边152和第二凸边153，主体部151呈柱状，第一凸边152位于主体部151的一端的边缘处，第一凸边152凸出于主体部151的周壁面，第一凸边152沿主体部151的周向方向延伸，第二凸边153位于主体部151的另一端的边缘处，第二凸边153凸出于主体部151的周壁面，第二凸边 153沿主体部151的周向方向延伸。
75.其中，如图3所示，主体部151穿设于限位孔141、定位孔131、贯通孔121和安装孔111，压块140、绝缘件130、顶盖板120和绝缘盖板110夹设于第一凸边152和第二凸边153之间，第一凸边152与压块140止抵，第二凸边153与绝缘盖板110止抵。这里，第一凸边152和第二凸边153对层叠设置的压块140、绝缘件130、顶盖板120和绝缘盖板110起到压紧、固定的作用，从而可以提升顶盖组件100的稳定性。
76.如图13所示，限位孔141可以包括依次连通的第一孔段143、第二孔段144和第三孔段145。其中，第一凸边152位于第二孔段144内，主体部151的部分位于第三孔段 145内。
77.根据本实用新型的一些实施例，如图3所示，第一凸边152背离第二凸边153的表面与第一孔段143的内底壁平齐。由此，不但便于对极柱150进行焊接或铆接，而且极柱150还不占用第一孔段143的内部空间，从而第一孔段143可以收容焊料或极柱150 的铆接凸起，避免焊料外溢或者凸起凸出于压块140的表面。
78.根据本实用新型的一些实施例，如图4-图6所示，贯通孔121的孔径小于安装孔111 的孔径，定位孔131的孔径小于贯通孔121的孔径。这样，由贯通孔121、安装孔111 和定位孔131构造出的通孔可以分为多个孔径不同的孔段。进一步地，第二凸边153朝向第一凸边152的表面、安装孔111的内周壁、顶盖板120上朝向第二凸边153且凸出于安装孔111内周壁的表面限定出密封腔154，密封腔154内设有密封件156。
79.更进一步地，如图4所示，贯通孔121的内周壁和主体部151的外周壁之间具有间隙155，间隙155与密封腔154连通，也即密封腔154在靠近间隙155的位置处具有开口，密封腔154通过开口与间隙155连通。这样，当密封件156装配至密封腔154内时，密封腔154内壁对密封件156进行挤压，在挤压力的作用下，密封件156的部分构造出现形变，由于密封腔154与间隙155连通，密封件156朝向间隙155内部形变，此时密封件156的部分结构可以封堵开口，由此可以提升密封件156的密封效果。
80.由此，通过利用极柱150、压块140、绝缘件130、顶盖板120和绝缘盖板110构造出密封腔154，并且密封腔154与贯通孔121的内周壁和主体部151的外周壁之间的间隙155连通，当密封件156装配至密封腔154内时，在挤压力的作用下，密封件156的部分构造出现形变，密封件156的部分结构可以封堵开口，由此可以提升密封件156的密封效果。
81.根据本实用新型的一些实施例，在第二凸边153至第一凸边152的方向上，安装孔 111的横截面积逐渐减小。可以理解的是，安装孔111的横截面积逐渐减小，这样安装孔111的周壁可以构造出倾斜周壁，当密封件156装配至安装孔111内时，倾斜周壁对密封件156具有挤压作用，进而可以驱动密封件156朝向具有间隙155的部位发生形变，从而可以提升密封件156的密封效果。
82.在如图13、图6所示的示例中，限位孔141朝向绝缘件130的端部具有第一倒角142。一方面，可以利用倒角结构消除压块140加工时的切削应力，从而可以提升压块140的结构强度；另一方面，在对极柱150装配时，可以利用第一倒角142引导极柱150穿设于限位孔141
160与极柱150焊接，集流排160位于绝缘盖板110背离绝缘件130的一侧。根据本实用新型的一些实施例，绝缘盖板110背离顶盖板120的一侧具有多条限位筋112，多条限位筋112限定出卡位槽，卡位槽用于限定集流排160的安装位置。可以理解的是，在对集流排160和极柱150焊接时，需要对集流排160和极柱150的相对位置进行定位，通过利用限位筋112限定出卡位槽，并利用卡位槽对集流排160进行定位，由此可以方便集流排160的装配。
90.这里对限位筋112的排布方式不做具体限定，只要其可对集流排160起到限位作用即可，例如，在一些示例中，如图19、图20以及图23所示，限位筋112可以为三条，且分别为第一限位筋113、第二限位筋114和第三限位筋115，第一限位筋113和第二限位筋114相互平行且相对设置，集流排160位于第一限位筋113和第二限位筋114之间，平行的两条限位筋112之间，第三限位筋115位于集流排160的端部，且第三限位筋115与集流排160的端部的边缘平行，第三限位筋115与第一限位筋113垂直。
91.进一步地，为了加强绝缘盖板110的结构强度，如图19、图20所示，绝缘盖板110 背离顶盖板120的一侧具有多条加强筋116。其中，多条加强筋116以安装孔111为圆心，呈放射状排列。更进一步地，加强筋116中的至少一条与限位筋112相交，这样至少有一条加强筋116与限位筋112形成交叉结构，从而可以利用交叉的筋条结构进一步提升顶盖板120的结构强度。
92.根据本实用新型的一些实施例，如图20-图22所示，绝缘盖板110背离顶盖板120 的一侧具有止抵部117，止抵部117用于支撑集流排160。需要说明的是，集流排160 可以通过折叠的方式收容在绝缘盖板110的一侧，在顶盖组件100装配过程中，装配力对集流排160起到挤压的作用，通过设置止抵部117，不但可以支撑集流排160，而且还可以起到保护集流排160的作用。进一步地，止抵部117可以呈长条状，集流排160 的延伸形状可以与集流排160的边缘相似，例如集流排160可以为弧形筋条。进一步地，如图20所示，止抵部117为两个，两个止抵部117关于安装孔111对称分布。这里需要说明的是，止抵部117的形状并不限于此，例如，在一些实施例中，止抵部117呈圆柱状，止抵部117为间隔开的多个。
93.为了提升极柱150的装配稳定性，在一些实施例中，绝缘盖板110背离顶盖板120 的一侧具有保护凸缘118，保护凸缘118环绕于极柱150的外周。由此，可以增大安装孔111的内周壁与极柱150的接触面积，并利用保护凸缘118保护、支撑极柱150，防止极柱150形变或倾斜。另外，保护凸缘118对绝缘盖板110具有加强结构强度的作用，也即保护凸缘118可以起到加强筋116的作用，以达到加强绝缘盖板110的结构强度的效果。
94.如图18所示，根据本实用新型的一些实施例，绝缘盖板110背离顶盖板120的一侧具有折边119，折边119位于绝缘盖板110的边缘处，且折边119沿绝缘盖板110的周向方向延伸。一方面，折边119对绝缘盖板110具有加强结构强度的作用；另一方面，通过设置折边119，可以利用折边119结构构造出接近封闭的收容空间，以收容集流排 160，同时也可以保护集流排160，防止集流排160受到挤压、碰撞。
95.为了能更好的收容集流排160，在一些实施例中，如图21和图22所示，折边119 的高度高于止抵部117的高度。由此，折边119与止抵部117的高度差可以限定出预留空间，集流排160的部分结构可以收容在预留空间内。需要说明的是，集流排160与绝缘盖板110组装时，需要对集流排160折叠，由于存在折叠的层数不同，集流排160上不同部位处的厚度不同，为了能够更好的收容折叠后的集流排160，在一些实施例中，如图21和图22所示，止抵部
117的高度高于保护凸缘118的高度，这样止抵部117与保护凸缘118之间的高度差，也可以限定出预留空间，以收容集流排160。例如，如图 22所示，折边119的高度为l1，止抵部117的高度为l2，保护凸缘118的高度为l3，其中l1＞l2＞l3。
96.为了更好的保护集流排160，在一些实施例中，折边119与保护凸缘118的高度差大于集流排160占用空间的厚度。这样，集流排160可以完全收容在折边119与止抵部 117限定出的预留空间内。
97.根据本实用新型的一些实施例，如图28-图29所示，集流排160具有第一折痕161 和第二折痕162，第一折痕161和第二折痕162在集流排160的长度方向上间隔开，第一折痕161和第二折痕162均沿集流排160的宽度方向延伸。第一折痕161和第二折痕 162将集流排160分隔为第一部分163、第二部分164和第三部分165，第一部分163 朝向第二部分164的一侧折弯且与极柱150焊接，第三部分165朝向第二部分164的另一侧折弯以与电芯焊接。
98.需要说明的是，当集流排160在折叠时，朝向两个不同方向进行折叠，这样第一部分163和第三部分165之间可以通过第二部分164间隔开，这样第一部分163和极柱150 焊接时，可以降低焊接工艺对第三部分165的影响；同样地，第三部分165与电芯的极耳焊接时，也可以降低焊接工艺对第一部分163的影响。
99.另外，在集流排160的长度方向上，第一部分163的长度大于第二部分164的长度。这样，在折叠集流排160时，集流排160的部分结构可以错开，从而可以使折叠后的集流排160整体厚度具有阶梯性的变化，一方面，便于将集流排160收容在绝缘件130的一侧；另一方面，还便于在不同部分上设置功能区域或避让结构。例如，如图28、图30所示，第三部分165具有扩大段166，扩大段166的宽度大于第二部分164的宽度，扩大段166具有避让缺口167，避让缺口167用于避让防爆阀，避让缺口167贯通扩大段166的部分边缘；进一步地，扩大段166具有避让孔168，避让孔168与极柱150的端部相对。
100.在一些实施例中，如图28所示，第一折痕161和第二折痕162中的至少一个沿直线延伸，这样方便对集流排160进行折叠。需要说明的是，集流排160在折叠时，由于集流排160材料具有延展性，在折痕位置处容易出现材料堆积，针对这一技术问题，在本实用新型的一些实施例中，如图28所示，第一折痕161的两端均具有第一凹槽1611；同样地，第二折痕162的两端均具有第二凹槽1621。
101.根据本实用新型实施例的电池，包括电芯、筒状的硬质外壳和如上所述的用于电池的顶盖组件100。需要说明的是，电池可以作为单体电池，多个单体电池可以组装构造出电池包、储能装置或充电站。硬质外壳的一端封闭，另一端敞开，顶盖组件100可以设于硬质外壳的敞开端，以对硬质外壳进行密封，电芯设于硬质外壳内部。例如，绝缘盖板110可以为下塑胶，绝缘件130可以为上塑胶。电池可以为二次电池。
102.根据本实用新型实施例的电池，通过在限位孔141内设置阶梯孔，并且设置用于收容焊料、或收容极柱150端部的铆接形变结构，这样不但可以提升顶盖组件100的平整度，而且还可以调节顶盖组件100的公差，提升顶盖组件100的组装精度，从而可以优化顶盖组件100的结构。
103.根据本发明实施例的储能装置，包括如上所述的电池。根据本发明实施例的储能装置，通过在限位孔141内设置阶梯孔，并且设置用于收容焊料、或收容极柱150端部的铆接形变结构，这样不但可以提升顶盖组件100的平整度，而且还可以调节顶盖组件100 的公
差，提升顶盖组件100的组装精度，从而可以优化顶盖组件100的结构。
104.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。
105.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。