一种动力电池顶盖及电池的制作方法

1.本发明涉及蓄电池技术领域，特别是涉及一种动力电池顶盖及电池。


背景技术：

2.目前，随着环境问题的日益突出，低碳经济的倡导，新能源汽车随着越来越严重的空气质量而兴起。广大生产商和消费者也开始逐步认可混合动力汽车和纯电动汽车作为代表的新能源汽车。动力电池作为新能源汽车的主要动力源，已成为电动汽车的核心部件之一。单体动力电池结构件主要是由顶盖、连接片、壳体和一些绝缘构件组成，裸电芯与连接片电连接，电流从裸电芯流经连接片然后再通过顶盖的正负极柱，最后输送到模组或者电池包。顶盖作为单体动力电池结构件中的核心部件之一，其结构复杂、制作成本较高，如申请号202122099725.9中公开的一种极简极柱动力电池顶盖，其通过极柱上的绝缘隔热环、密封圈与顶盖片上的安装环的凹台嵌合连接，并且在安装环与安装凹槽之间的剩余空隙填充有注塑件，实现极柱在电池顶盖上的固定。
3.然而，现有的极柱、顶盖及其固定方式，固定的加工方式复杂、且加工成本高。


技术实现要素：

4.基于此，有必要针对极柱、顶盖及其固定方式加工复杂成本高的问题，提供一种动力电池顶盖及电池。
5.一种动力电池顶盖，包括：正极组件、负极组件和顶盖片，正极组件、负极组件分别固定于顶盖片的两端；其中，顶盖片一端设置正极柱安装孔，另一端设置负极柱安装孔；
6.其中，所述正极组件包括正极柱、第一铆接铝块，第一铆接铝块嵌入固定于正极柱安装孔内，所述正极柱呈几字形，正极柱顶部外周设置第一台阶，所述正极柱依次穿过正极柱安装孔和第一铆接铝块的中间通孔，并通过第一台阶与第一铆接铝块铆接；和/或，
7.所述负极组件包括负极柱、第二铆接铝块，第二铆接铝块嵌入固定于负极柱安装孔，所述负极柱呈几字形，负极柱顶部外周设置第三台阶，所述负极柱依次穿过负极柱安装孔和第二铆接铝块的中间通孔，并通过第三台阶与第二铆接铝块铆接。
8.可选的，所动力电池顶盖，还包括：下塑胶和密封圈，所述顶盖片与下塑胶叠合，下塑胶在与正极柱安装孔和负极柱安装孔对应位置分别设置正极密封孔和负极密封孔，所述正极密封孔和负极密封孔嵌入密封圈；
9.所述正极柱依次穿过正极密封孔中密封圈、正极柱安装孔和第一铆接铝块的中间通孔，并通过第一台阶与第一铆接铝块铆接；和/或，
10.所述负极柱依次穿过负极密封孔中密封圈、负极柱安装孔和第二铆接铝块的中间通孔，并通过第三台阶与第二铆接铝块铆接。
11.可选的，第一铆接铝块包括第一铝块和正极上塑胶，所述第一铝块包括中部设置的沉槽和沉槽中间设置的通孔，所述正极上塑胶包括中部设置的沉槽和沉槽中间设置的通孔，正极柱的第一台阶与第一铝块的沉槽相配合，第一铝块与正极上塑胶的沉槽相配合，正
极上塑胶嵌入固定于正极柱安装孔内；和/或，
12.第二铆接铝块包括第二铝块和负极上塑胶，所述第二铝块包括中部设置的沉槽和沉槽中间设置的通孔，所述负极上塑胶包括中部设置的沉槽和沉槽中间设置的通孔，负极柱的第三台阶与第二铝块的沉槽相配合，第二铝块与负极上塑胶的沉槽相配合，负极上塑胶嵌入固定于负极柱安装孔内。
13.可选的，所述正极柱安装孔包括第一凸台、第二凸台、第一通孔和第一正极沉槽，第一凸台位于第二凸台的外周，第二凸台高度低于第一凸台，第二凸台位于第一通孔的外周，顶盖片下表面设有与第一凸台对应的第一正极沉槽，所述第一铆接铝块与第二凸台相配合；和/或，
14.所述负极柱安装孔包括第三凸台、第四凸台、第二通孔和第一负极沉槽，第三凸台位于第四凸台的外周，第四凸台高度低于第三凸台，第四凸台位于第二通孔的外周，顶盖片下表面设有与第三凸台对应的第一负极沉槽，所述第二铆接铝块与第四凸台相配合。
15.可选的，所述正极柱上表面压制形成第一凹槽和第一台阶；和/或，所述负极柱上表面压制形成第二凹槽和第三台阶。
16.可选的，所述第一凹槽和/或第二凹槽槽截面呈三角形、梯形、矩形或半圆形。
17.可选的，所述正极柱下表面中部设置第三沉槽；和/或，所述负极柱下表面中部设置第四沉槽。
18.可选的，所述动力电池顶盖，还包括：防爆阀，所述防爆阀固定于顶盖片的中部。
19.可选的，所述顶盖片中部设置排气孔，所述防爆阀包括防爆阀保护片和防爆片，所述防爆阀保护片通过胶粘方式固定于顶盖片的排气孔正上方，所述防爆片通过焊接方式固连于顶盖片的排气孔的正下方。
20.可选的，所述正极柱和/或负极柱上表面到顶盖片上表面距离为0mm-8mm。
21.可选的，所述正极柱和/或负极柱几字形顶部的厚度为2mm-6mm。
22.可选的，所述正极柱和/或负极柱上表面呈圆形、跑道型或矩形。
23.可选的，所述正极柱由铝材质制成，所述负极柱由铜铝复合板或铜材质制成。
24.可选的，所述密封圈为材质为氟素橡胶、氟硅橡胶或pfa。
25.可选的，所述正极上塑胶材质为pps塑胶，和/或所述负极上塑胶材质为绝缘pps塑胶。
26.一种电池，包括上述动力电池顶盖。
27.上述一种动力电池顶盖及电池，正极柱和负极柱通过铆接铝块与顶盖片铆接固定，只需要通过压制就能让正极柱和负极柱固定在顶盖片上，可以有效的降低工艺复杂度，从而可以降低顶盖的成本；并且正负极柱结构呈“几”字形状，其整体厚度比较薄，重量比较轻，减轻了电池顶盖的重量，从而减轻了电池的重量。
附图说明
28.图1为一个实施例中动力电池顶盖的整体结构示意图；
29.图2为一个实施例中动力电池顶盖的爆炸示意图；
30.图3为一个实施例中正极组件固定于顶盖片的截面示意图；
31.图4为一个实施例中负极组件固定于顶盖片的截面示意图；
32.图5为一个实施例中正极柱安装孔的截面示意图；
33.图6为一个实施例中负极柱安装孔的截面示意图；
34.图7为一个实施例中正极柱的截面示意图；
35.图8为一个实施例中负极柱的截面示意图；
36.图9为一个实施例中正极柱的第一凹槽的截面示意图；
37.图10为另一个实施例中正极柱的第一凹槽的截面示意图；
38.图11为另一个实施例中正极柱的第一凹槽的截面示意图；
39.图12为一个实施例中正极柱的上表面的形状示意图；
40.图13为另一个实施例中正极柱的上表面的形状示意图；
41.图14为一个实施例中正极柱的上表面的形状示意图；
42.图15为一个实施例电池的整体结构示意图。
43.附图标号：1-正极组件；11-正极柱；111-第一台阶；112-第一凹槽；113-第三沉槽；114-第二台阶；12-第一铆接铝块；121-第一铝块；122-正极上塑胶；2-负极组件；21-负极柱；211-第三台阶；212-第二凹槽；213-第四沉槽；22-第二铆接铝块；221-第二铝块；222-负极上塑胶；3-防爆阀；31-防爆阀保护片；32-防爆片；4-顶盖片；41-正极柱安装孔；411-第一凸台；412-第二凸台；413-第一通孔；414-第一正极沉槽；42-负极柱安装孔；421-第三凸台；422-第四凸台；423-第二通孔；424-第一负极沉槽；43-排气孔；8-密封圈；9-下塑胶；91-正极密封孔；92-负极密封孔。
具体实施方式
44.为了使本领域的技术人员更好地理解本技术中的技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
45.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件上，它可以直接在另一个元件上或者间接设置在另一个元件上；当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至另一个元件上。
46.需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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技术和简化描述，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技术的限制。
47.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”、“若干个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
48.须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本技术可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本技术所能
产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本技术所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，在本说明书中使用的术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
49.在一个实施例中，如图1-图4所示，提供了一种动力电池顶盖，包括：正极组件1、负极组件2和顶盖片4，正极组件1、负极组件2分别固定于顶盖片4的两端；其中，顶盖片4一端设置正极柱安装孔41，另一端设置负极柱安装孔42；其中，所述正极组件1包括正极柱11、第一铆接铝块12，第一铆接铝块12嵌入固定于正极柱安装孔41内，所述正极柱11呈几字形，正极柱11顶部外周设置第一台阶111，所述正极柱11依次穿过正极柱安装孔41和第一铆接铝块12的中间通孔，并通过第一台阶111与第一铆接铝块12铆接；和/或，所述负极组件2包括负极柱21、第二铆接铝块22，第二铆接铝块22嵌入固定于负极柱安装孔42，所述负极柱21呈几字形，负极柱21顶部外周设置第三台阶211，所述负极柱21依次穿过负极柱安装孔42和第二铆接铝块22的中间通孔，并通过第三台阶211与第二铆接铝块22铆接。
50.其中，正极柱和/或负极柱整体呈“几”字形状，其可以通过模具直接冲压、拉伸而成。
51.上述一种动力电池顶盖，正极柱和负极柱通过铆接铝块与顶盖片铆接固定，只需要通过压制，就能让正极柱和负极柱固定在顶盖片上，可以有效的降低工艺复杂度，从而可以降低顶盖的成本；并且正负极柱结构呈“几”字形状，其整体厚度比较薄，重量比较轻，从而减轻了电池顶盖的重量。
52.在其中一个实施例中，图2-图4所示，所述动力电池顶盖，还包括：下塑胶9和密封圈8，所述顶盖片4与下塑胶9叠合，下塑胶9在与正极柱安装孔41和负极柱安装孔42对应位置分别设置正极密封孔91和负极密封孔92，所述正极密封孔91和负极密封孔92嵌入密封圈8；所述正极柱11依次穿过正极密封孔91中密封圈8、正极柱安装孔41和第一铆接铝块12的中间通孔，并通过第一台阶111与第一铆接铝块12铆接；和/或，所述负极柱21依次穿过负极密封孔92中密封圈8、负极柱安装孔42和第二铆接铝块22的中间通孔，并通过第三台阶211与第二铆接铝块22铆接。
53.其中，正极密封孔91的形状根据正极柱的柱体形状设置，负极密封孔92形状根据负极柱的柱体形状设置。密封圈8置于顶盖片4的正极柱安装孔41的第一正极沉槽414底面和第二台阶114上表面之间。下塑胶9固定连接在顶盖片4下表面。本实施例通过设置密封圈8使得正负极柱与顶盖片之间连接的密封性更好。
54.在其中一个实施例中，如图3和图4所示，第一铆接铝块12包括第一铝块121和正极上塑胶122，所述第一铝块121包括中部设置的沉槽和沉槽中间设置的通孔，所述正极上塑胶122包括中部设置的沉槽和沉槽中间设置的通孔，正极柱11的第一台阶111与第一铝块121的沉槽相配合，第一铝块121与正极上塑胶122的沉槽相配合，正极上塑胶122嵌入固定于正极柱安装孔41内；和/或，第二铆接铝块22包括第二铝块221和负极上塑胶222，所述第二铝块包括中部设置的沉槽和沉槽中间设置的通孔，所述负极上塑胶222包括中部设置的沉槽和沉槽中间设置的通孔，负极柱21的第三台阶211与第二铝块221的沉槽相配合，第二铝块221与负极上塑胶222的沉槽相配合，负极上塑胶222嵌入固定于负极柱安装孔42内。
55.本实施例中，通过不可形变负极上塑胶容纳铝块，能够防止容易形变的铝块形变导致正负极柱松脱。
56.在其中一个实施例中，如图5和图6所示，所述正极柱安装孔41包括第一凸台411、
第二凸台412、第一通孔413和第一正极沉槽414，第一凸台411位于第二凸台412的外周，第二凸台412高度低于第一凸台411，第二凸台412位于第一通孔413的外周，顶盖片4下表面设有与第一凸台411对应的第一正极沉槽414，所述第一铆接铝块12与第二凸台412相配合；和/或，所述负极柱安装孔42包括第三凸台421、第四凸台422、第二通孔423和第一负极沉槽424，第三凸台421位于第四凸台422的外周，第四凸台422高度低于第三凸台421，第四凸台422位于第二通孔423的外周，顶盖片4下表面设有与第三凸台421对应的第一负极沉槽424，所述第二铆接铝块22与第四凸台422相配合。
57.其中，正极柱从第一通孔413穿过，负极柱从第二通孔423穿过，第一铆接铝块12设置于第二凸台412之上，通过第一凸台411抵住第一铆接铝块12外边沿以实现第一铆接铝块12在水平方向的限位，第二铆接铝块22设置于第四凸台422之上，通过第三凸台421抵住第二铆接铝块22以实现第二铆接铝块22在水平方向的限位。第一正极沉槽414和/或第一负极沉槽424截面可为矩形也可为等边梯形，在第一正极沉槽414和/或第一负极沉槽424下容纳密封圈8。
58.在其中一个实施例中，如图7-图11所示，所述正极柱11上表面压制形成第一凹槽112和第一台阶111；和/或，所述负极柱21上表面压制形成第二凹槽212和第三台阶211。
59.其中，所述第一凹槽112和/或第二凹槽212槽截面呈三角形、梯形、矩形或半圆形。
60.在其中一个实施例中，如图7和图8所示，所述正极柱11下表面中部设置第三沉槽113；和/或，所述负极柱21下表面中部设置第四沉槽213。
61.其中，通过第三沉槽113或第四沉槽213的设置使得正负极柱呈几字形。
62.在其中一个实施例中，如图2所示，所动力电池顶盖，还包括：防爆阀3，所述防爆阀3固定于顶盖片4的中部。
63.其中，所述顶盖片4中部设置排气孔43，所述防爆阀3包括防爆阀保护片31和防爆片32，所述防爆阀保护片31通过胶粘方式固定于顶盖片4的排气孔43正上方，所述防爆片32通过焊接方式固连于顶盖片4的排气孔43的正下方。
64.其中，所述防爆片32可通过激光焊接固连于顶盖片4的排气孔43的正下方。下塑胶9在与排气孔43正下方设置网格状通孔。
65.在其中一个实施例中，所述正极柱11和/或负极柱21上表面到顶盖片4上表面距离为0mm-8mm。
66.在其中一个实施例中，所述正极柱11和/或负极柱21几字形顶部的厚度为2mm-6mm。即正极柱11的第三沉槽113的底部到正极柱11上表面的距离为2mm-6mm，和/或负极柱21的第四沉槽213的底部到负极柱21上表面的距离为2mm-6mm。
67.在其中一个实施例中，如图12-14所示，所述正极柱11和/或负极柱21上表面呈圆形、跑道型或矩形。即正极柱11和/或负极柱21的几字形上方的柱体的上表面呈圆形、跑道型或矩形。
68.在其中一个实施例中，所述正极柱11由铝材质制成，所述负极柱21由铜铝复合板或铜材质制成。
69.在其中一个实施例中，所述密封圈8为材质为氟素橡胶、氟硅橡胶或pfa。
70.在其中一个实施例中，所述正极上塑胶12)材质为pps塑胶，和/或所述负极上塑胶222材质为绝缘pps塑胶。
71.在其中一个实施例中，如图15所示，提供了一种电池，包括上述的动力电池顶盖。
72.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
73.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。