电池极柱件、电池盖板组件及电池的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池极柱件、电池盖板组件及电池。


背景技术：

2.相关技术中，为了方便极柱组件与汇流排和内部电芯进行电连接，电池的负极极柱一般采用复合极柱，即将不同极柱段进行连接后再通过机加工得到最终的成品，由于不同极柱段的结构限制，连接稳定性较差，容易出现脱落问题。


技术实现要素：

3.本实用新型提供一种电池极柱件、电池盖板组件及电池，以改善电池极柱件的性能。
4.根据本实用新型的第一个方面，提供了一种电池极柱件，用于设置于电池盖板组件的盖板，电池极柱件包括：
5.第一极柱；
6.第二极柱，第一极柱与第二极柱通过摩擦焊连接，第一极柱与第二极柱焊接形成结合面；
7.其中，结合面的面积大于结合面在盖板上的正投影的面积。
8.本实用新型实施例的电池极柱件包括第一极柱和第二极柱，第一极柱与第二极柱通过摩擦焊形成结合面，以此保证第一极柱和第二极柱的可靠连接。由于结合面的面积大于结合面在盖板上的正投影的面积，即增加了第一极柱与第二极柱之间的结合面积，提高了第一极柱与第二极柱的结合强度，降低了第一极柱与第二极柱脱落的风险，以此改善电池极柱件的性能。
9.根据本实用新型的第二个方面，提供了一种电池盖板组件，包括上述的电池极柱件和盖板，电池极柱件设置于盖板。
10.本实用新型实施例的电池盖板组件包括电池极柱件和用于安装电池极柱件的盖板，电池极柱件包括第一极柱和第二极柱，第一极柱与第二极柱通过摩擦焊形成结合面，以此保证第一极柱和第二极柱的可靠连接。由于结合面的面积大于结合面在盖板上的正投影的面积，即增加了第一极柱与第二极柱之间的结合面积，提高了第一极柱与第二极柱的结合强度，降低了第一极柱与第二极柱脱落的风险，以此改善电池盖板组件的性能。
11.根据本实用新型的第三个方面，提供了一种电池，包括上述的电池盖板组件。
12.本实用新型实施例的电池包括电池盖板组件，电池盖板组件包括电池极柱件和用于安装电池极柱件的盖板，电池极柱件包括第一极柱和第二极柱，第一极柱与第二极柱通过摩擦焊形成结合面，以此保证第一极柱和第二极柱的可靠连接。由于结合面的面积大于结合面在盖板上的正投影的面积，即增加了第一极柱与第二极柱之间的结合面积，提高了第一极柱与第二极柱的结合强度，降低了第一极柱与第二极柱脱落的风险，以此改善电池的性能。
附图说明
13.为了更好地理解本公开，可参考在下面的附图中示出的实施例。在附图中的部件未必是按比例的，并且相关的元件可能省略，以便强调和清楚地说明本公开的技术特征。另外，相关要素或部件可以有如本领域中已知的不同的设置。此外，在附图中，同样的附图标记在各个附图中表示相同或类似的部件。其中：
14.图1是根据一示例性实施方式示出的一种电池极柱件的结构示意图；
15.图2是根据一示例性实施方式示出的一种电池极柱件的分解结构示意图；
16.图3是根据一示例性实施方式示出的一种电池极柱件的剖面结构示意图；
17.图4是根据一示例性实施方式示出的一种电池盖板组件的电池极柱件和盖板的配合结构示意图。
18.附图标记说明如下：
19.1、结合面；10、第一极柱；11、凸起；20、第二极柱；21、凹槽；30、盖板；40、正极极柱。
具体实施方式
20.下面将结合本公开示例实施例中的附图，对本公开示例实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。本文中的描述的示例实施例仅仅是用于说明的目的，而并非用于限制本公开的保护范围，因此应当理解，在不脱离本公开的保护范围的情况下，可以对示例实施例进行各种修改和改变。
21.在本公开的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个或两个以上；术语“和/或”包括一个或多个相关联列出项目的任何组合和所有组合。特别地，提到“该/所述”对象或“一个”对象同样旨在表示可能的多个此类对象中的一个。
22.除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接，或信号连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
23.进一步地，本公开的描述中，需要理解的是，本公开的示例实施例中所描述的“上”、“下”、“内”、“外”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本公开的示例实施例的限定。还需要理解的是，在上下文中，当提到一个元件或特征连接在另外元件(一个或多个)“上”、“下”、或者“内”、“外”时，其不仅能够直接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”，也可以通过中间元件间接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”。
24.本实用新型的一个实施例提供了一种电池极柱件，电池极柱件作为电池的正负极输出端，实现电池与外部的电连接，电池极柱件连接内部电芯的极耳。请参考图1至图4，电池极柱件用于设置于电池盖板组件的盖板30，电池极柱件包括：第一极柱10；第二极柱20，第一极柱10与第二极柱20通过摩擦焊连接，第一极柱10与第二极柱20焊接形成结合面1；其中，结合面1的面积大于结合面1在盖板30上的正投影的面积。
25.本实用新型一个实施例的电池极柱件包括第一极柱10和第二极柱20，第一极柱10与第二极柱20通过摩擦焊形成结合面1，以此保证第一极柱10和第二极柱20的可靠连接。由
于结合面1的面积大于结合面1在盖板30上的正投影的面积，即增加了第一极柱10与第二极柱20之间的结合面积，提高了第一极柱10与第二极柱20的结合强度，降低了第一极柱10与第二极柱20脱落的风险，以此改善电池极柱件的性能。
26.需要说明的是，结合面1的面积大于结合面1在盖板30上的正投影的面积，即结合面1的至少部分倾斜于盖板30设置，例如，将盖板30水平放置时，结合面1的至少部分相对于水平面倾斜设置，从而会使得结合面1的面积大于结合面1在水平面上的正投影的面积，以此来增加第一极柱10与第二极柱20之间的结合面积。第一极柱10与第二极柱20之间通过摩擦焊接连接，且焊接结合面相对较大，增加了电池极柱件的结合面积，降低电池极柱件脱落的风险，提高了第一极柱10与第二极柱20的结合强度，提高了摩擦焊接稳定性，且摩擦焊接便于操作，减少第一极柱10与第二极柱20之间的接触电阻。
27.相关技术中，摩擦焊是利用工件接触面摩擦产生的热量为热源，使工件在压力作用下产生塑性变形而进行焊接的方法。在压力作用下，是在恒定或递增压力以及扭矩的作用下，利用焊接接触端面之间的相对运动在摩擦面及其附近区域产生摩擦热和塑形变形热，使及其附近区域温度上升到接近但一般低于熔点的温度区间，材料的变形抗力降低、塑性提高、界面的氧化膜破碎，在顶锻压力的作用下，伴随材料产生塑性变形及流动，通过界面的分子扩散和再结晶而实现焊接的固态焊接方法。本实施例中，通过摩擦焊技术实现第一极柱10与第二极柱20的连接，可以保证第一极柱10与第二极柱20的结合强度。相关技术中，摩擦焊接可以包括摩擦螺柱焊、摩擦堆焊、第三体摩擦焊、嵌入摩擦焊、惯性摩擦焊、搅拌摩擦焊、径向摩擦焊、线性摩擦焊和摩擦叠焊等，对于第一极柱10与第二极柱20之间的焊接，可以根据需求选择上述焊接技术。
28.在一个实施例中，第一极柱10与第二极柱20通过搅拌摩擦焊连接，不仅可以保证第一极柱10与第二极柱20的结合强度，且焊接方式也较为可靠。搅拌摩擦焊是利用高速旋转的焊具与工件摩擦产生的热量使被焊材料局部熔化，当焊具沿着焊接界面向前移动时，被塑性化的材料在焊具的转动摩擦力作用下由焊具的前部流向后部，并在焊具的挤压下形成致密的固相焊缝。
29.在一个实施例中，结合面1包括平面和曲面中的至少之一，以此保证结合面1的面积大于结合面1在盖板30上的正投影的面积。
30.在一些实施例中，结合面1可以是平面，而结合面1倾斜于盖板30设置，例如，将盖板30水平放置时，结合面1相对于水平面倾斜设置，从而会使得结合面1的面积大于结合面1在水平面上的正投影的面积，以此来增加第一极柱10与第二极柱20之间的结合面积。
31.在一些实施例中，结合面1可以是曲面，从而能够保证结合面1的面积大于结合面1在水平面上的正投影的面积，以此来增加第一极柱10与第二极柱20之间的结合面积。
32.在一些实施例中，结合面1可以是圆弧面，不仅可以保证结合面1的面积大于结合面1在水平面上的正投影的面积，方便第一极柱10与第二极柱20的焊接，且可以避免产生金属屑。
33.在一些实施例中，结合面1可以是平面和曲面的结合，从而来保证结合面1的面积大于结合面1在水平面上的正投影的面积。
34.在一个实施例中，如图2所示，第一极柱10设置有凸起11，第二极柱20设置有凹槽21，凸起11与凹槽21之间形成结合面1，如图3所示，不仅可以保证结合面1的面积大于结合
面1在水平面上的正投影的面积，且可以在焊接过程中形成定位，方便实现第一极柱10与第二极柱20的焊接，从而提高焊接效率。
35.在一些实施例中，第一极柱10设置有至少两个凸起11，第二极柱20设置有至少两个凹槽21。
36.在一些实施例中，第一极柱10可以设置有凸起和凹槽，相应的，第二极柱20可以设置有凹槽和凸起。
37.在一个实施例中，如图2所示，第一极柱10设置有凹槽21，第二极柱20设置有凸起11，凸起11与凹槽21之间形成结合面1，如图3所示。
38.在一些实施例中，第一极柱10设置有至少两个凹槽21，第二极柱20设置有至少两个凸起11。
39.在一个实施例中，第一极柱10包括板体，第二极柱20包括柱体，第二极柱20在第一极柱10上的正投影位于第一极柱10的中部，不仅可以保证第一极柱10与第二极柱20的结合强度，且可以提高电池极柱件的结构强度。
40.在一些实施例中，第二极柱20连接于第一极柱10的中心位置处，第一极柱10由板体和位于板体上的凸起11组成，而第二极柱20可以由两个柱体组成，两个柱体的焊接面积不相同，且横截面积大的柱体连接于板体上。
41.在一个实施例中，第一极柱10和第二极柱20由不同的材料制备而成，因此，需要对第一极柱10和第二极柱20进行摩擦焊实现连接。
42.在一些实施例中，第一极柱10为铜，第二极柱20为铝，第一极柱10和第二极柱20可以分别连接极耳转接片和汇流条，或者，第一极柱10可以直接连接电芯上的极耳。
43.在一些实施例中，第一极柱10为铜，第二极柱20为镍，第一极柱10和第二极柱20可以分别连接极耳连接片和汇流条，或者，第一极柱10可以直接连接电芯上的极耳。
44.本实用新型的电池极柱件是一种复合极柱，通过增大复合极柱之间的连接面积，增大了第一极柱10和第二极柱20的结合强度，降低电池极柱件脱落的风险。
45.本实用新型的一个实施例还提供了一种电池盖板组件，如图1至图4所示，电池盖板组件包括上述的电池极柱件和盖板30，电池极柱件设置于盖板30。
46.本实用新型一个实施例的电池盖板组件包括电池极柱件和用于安装电池极柱件的盖板30，电池极柱件包括第一极柱10和第二极柱20，第一极柱10与第二极柱20通过摩擦焊形成结合面1，以此保证第一极柱10和第二极柱20的可靠连接。由于结合面1的面积大于结合面1在盖板30上的正投影的面积，即增加了第一极柱10与第二极柱20之间的结合面积，提高了第一极柱10与第二极柱20的结合强度，降低了第一极柱10与第二极柱20脱落的风险，以此改善电池盖板组件的性能。
47.在一个实施例中，电池极柱件的第一极柱10连接于盖板30上。第一极柱10与盖板30可以是铆接、卡接，在某些实施例中，不排除第一极柱10与盖板30可以是粘结。
48.在一些实施例中，盖板30上可以设置有限位部，限位部可以与电池极柱件的第一极柱10或第二极柱20相连接，从而可以避免电池极柱件由盖板30上脱离。限位部可以通过翻边铆接与第一极柱10或第二极柱20进行装配，即限位部可以压设在第一极柱10或第二极柱20上。
49.在一些实施例中，电池极柱件和盖板30之间可以设置有绝缘件，以此避免电池极
柱件和盖板30之间电连接。在某些实施例中，不排除，电池极柱件，和/或盖板30上设置有绝缘层，绝缘层可以为涂层，如氧化铝(al2o3)、氧化锆(zro2)等陶瓷材料，以此避免电池极柱件和盖板30之间电连接。
50.在一个实施例中，电池极柱件为负极极柱，如图4所示，电池盖板组件还包括：正极极柱40，正极极柱40设置于盖板30，负极极柱和正极极柱40可以分别连接电芯上的负极极耳和正极极耳。正极极柱40可以由铜材料制备而成。图4中仅示出了第二极柱20和正极极柱40与盖板30的位置关系，至于负极极柱和正极极柱40如何与盖板30进行固定，此处不作限定，可以是铆接、卡接等。而对于正极极柱40的结构形式可以和负极极柱相类似，也可以不相类似，此处不作限定。
51.本实用新型的一个实施例还提供了一种电池，包括上述的电池盖板组件。
52.本实用新型一个实施例的电池包括电池盖板组件，电池盖板组件包括电池极柱件和用于安装电池极柱件的盖板30，电池极柱件包括第一极柱10和第二极柱20，第一极柱10与第二极柱20通过摩擦焊形成结合面1，以此保证第一极柱10和第二极柱20的可靠连接。由于结合面1的面积大于结合面1在盖板30上的正投影的面积，即增加了第一极柱10与第二极柱20之间的结合面积，提高了第一极柱10与第二极柱20的结合强度，降低了第一极柱10与第二极柱20脱落的风险，以此改善电池的性能。
53.在一个实施例中，电池包括电芯和电解质，能够进行诸如充电/放电的电化学反应的最小单元。电芯是指将堆叠部卷绕或层压形成的单元，该堆叠部包括第一电极、分隔物以及第二电极。当第一电极为正电极时，第二电极为负电极。其中，第一电极和第二电极的极性可以互换。电芯设置在电池壳体内。电芯上设置有负极极耳和正极极耳，负极极耳和正极极耳可以直接与负极极柱和正极极柱40相连接，或者，负极极耳和正极极耳可以通过两个极耳转接片分别连接负极极柱和正极极柱40。
54.本实用新型的一个实施例还提供了一种电池组，包括上述的电池。
55.电池组可以为电池模组或电池包。
56.电池模组包括多个电池，多个电池可以通过端板和侧板进行固定。
57.电池包包括多个电池和电池箱体，电池箱体用于固定多个电池。
58.需要说明的是，电池包包括电池，电池可以为多个，多个电池设置于箱体内。其中，多个电池可以形成电池模组后安装于箱体内，此时，电池模组可以包括固定多个电池的端板和侧板。或者，多个电池可以直接设置在箱体内，即无需对多个电池进行成组，此时，可以去除端板和侧板。
59.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型创造后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和示例实施方式仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。
60.应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的保护范围仅由所附的权利要求来限制。