一种能够防止极柱扭转的电池顶盖的制作方法

1.本实用新型涉及电池顶盖技术领域，具体涉及一种能够防止极柱扭转的电池顶盖。


背景技术：

2.锂电池”是一类由锂金属或锂合金为负极材料、使用非水电解质溶液的电池。由于锂金属的化学特性非常活泼，使得锂金属的加工、保存、使用，对环境要求非常高，随着科学技术的发展，现在锂电池已经成为了主流。现有技术中，电池顶盖封盖在壳体的上端开口，一般包括顶盖片和两个极柱，两个极柱分别穿设在顶盖片中，极柱的内端延伸至壳体内部，与壳体内的电芯连接，极柱的外端延伸至顶盖片外，用于与外部元件连接。现有技术中，所制作的电极柱一般为圆柱状，为了防止在使用过程中电极柱发生扭转而破坏电池的内部结构，一般是将极柱铆接或注塑在顶盖片上实现固定，然而通过这种方法固定的极柱在电池长时间使用后仍会造成极柱的松卸。
3.因此出现了防止极柱扭转的新的设计，如公开号为cn212783611u的专利所公开的一种具有防扭极柱的电池顶盖，包括：顶盖片，所述顶盖片具有极柱孔；极柱，所述极柱穿设于极柱孔，所述极柱的顶部穿出于所述顶盖片，所述极柱的顶部具有防扭段，所述防扭段的外周环设有多个间隔布置的防扭槽；上塑胶，所述上塑胶固定于所述顶盖片的上表面，所述上塑胶包裹于所述极柱的顶部，且所述上塑胶嵌合于多个所述防扭槽内。该专利中的上塑胶嵌合于极柱防扭段的多个防扭槽中，而上塑胶是固定于顶盖片上的，所以能够阻止极柱扭转；但该专利中防扭段的多个防扭槽构成一环形轮齿状结构，加工难度高，且上塑胶需要与上述齿状结构的防扭槽啮合，精度要求高，加工成本高。


技术实现要素：

4.本实用新型针对上述现有技术存在的问题做出改进，即本实用新型所要解决的技术问题是提供一种能够防止极柱扭转的电池顶盖，包括盖板、极柱和上环扣；所述盖板具有供所述极柱穿过的安装孔，所述极柱包括延伸方向一致的第一圆台和偏心圆台，所述偏心圆台的中心轴线与所述第一圆台的中心轴线之间存在间距；所述上环扣包括完全箍住所述第一圆台周向侧壁的同心环和完全箍住所述偏心圆台周向侧壁的偏心环，所述上环扣固定在所述盖板上。
5.作为本实用新型的优选，所述第一圆台的中心轴线与偏心圆台的中心轴线之间的距离是所述第一圆台半径的10%-20%。
6.作为本实用新型的优选，所述偏心圆台的半径小于所述第一圆台的半径。
7.作为本实用新型的优选，所述偏心圆台沿中心轴线完全投影在所述第一圆台的底面内。
8.作为本实用新型的优选，所述同心环的底面和所述偏心环的外周侧壁形成第一台角部，所述偏心环外周侧壁形状尺寸与所述安装孔对应一致，所述偏心环卡装在所述安装
孔中，所述同心环压在所述盖板的上表面。
9.作为本实用新型的优选，所述同心环的底面上至少开设有两个分别位于对角位置上的卡接凹槽，所述盖板的上表面上固定有能够对应卡接入所述卡接凹槽中的卡接凸块。
10.作为本实用新型的优选，所述极柱还包括基台和第二圆台，所述第一圆台、所述偏心圆台、所述第二圆台和所述基台从上往下依序连接形成所述极柱，所述第二圆台与所述第一圆台同轴且同半径，所述第二圆台外周侧壁和所述基台上表面形成第二台角部，所述第二台角部处设置有密封圈，所述基台和所述盖板沿上下方向夹住所述密封圈。
11.作为本实用新型的优选，所述基台上表面开设有包围所述第二圆台外周侧壁的限位槽，所述密封圈嵌设在所述限位槽中并箍住所述第二圆台。
12.作为本实用新型的优选，还包括位于所述盖板下方的下绝缘层，所述下绝缘层上表面具有第一方形凸台，所述盖板下表面具有能够供所述第一方形凸台插接配合的第一方形凹槽，所述安装孔贯穿所述第一方形凹槽，所述下绝缘层上具有上下贯通并贯穿所述第一方形凸台的固定孔。
13.作为本实用新型的优选，所述下绝缘层下表面具有第二方形凹槽，所述固定孔贯穿所述第二方形凹槽，所述基台能够与所述第二方形凹槽对应插接配合。
14.有益效果：
15.偏心圆台本身是一个形状规则的圆台，所以其结构设计十分简单，而对应的偏心环同样结构简单，所以使得偏心台和偏心环的制造成本都很低；而且偏心环是阻挡整个偏心圆台的摆动，不仅仅是对偏心圆台某一局部部位的阻挡，阻挡效果良好，另一方面偏心环自身在阻挡偏心圆台时也是整体受力，不仅仅是自身某一局部部位应力集中，稳定、可靠、使用寿命长。
附图说明
16.图1为所述电池顶盖各个部件的装配关系示意图；
17.图2为所述电池顶盖各个部件分解的立体示意图；
18.图3为所述盖板的剖视图；
19.图4为所述极柱的立体示意图；
20.图5为所述上环扣的俯视图；
21.图6为图5中b-b剖面的剖视图；
22.图7为所述下绝缘层的剖视图。
具体实施方式
23.以下具体实施例仅仅是对本实用新型的解释，其并不是对本实用新型的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本实用新型的权利要求范围内都受到专利法的保护。
24.本实用新型一种能够防止极柱2扭转的电池顶盖，包括盖板1、极柱2和上环扣3；所述盖板1具有供所述极柱2穿过的安装孔11，所述极柱2包括延伸方向一致的第一圆台21和偏心圆台22，所述偏心圆台22的中心轴线与所述第一圆台21的中心轴线之间存在间距；所述上环扣3包括完全箍住所述第一圆台21周向侧壁的同心环31和完全箍住所述偏心圆台22
周向侧壁的偏心环32，所述上环扣3固定在所述盖板1上。第一圆台21和偏心圆台22固定连接，但两者的中心轴线不重合，当第一圆台21具有发生扭转的趋势时，第一圆台21是以自身中心轴线为旋转中心的，同时带动偏心圆台22产生以第一圆台21的中心轴线为旋转中心的扭转趋势；此时第一圆台21只要能够克服与同心环31之间的摩擦力就能够扭转，但偏心圆台22的运动趋势不是绕自身中心轴线的转动，而是绕第一圆台21的中心轴线的摆动，由于偏心环32是固定的，所以偏心圆台22会被偏心环32所阻挡，无法跟随第一圆台21扭转，所以第一圆台21也被限制住，使得极柱2无法扭转。本实施例中偏心圆台22本身是一个形状规则的圆台，所以其结构设计十分简单，而对应的偏心环32同样结构简单，所以使得偏心台和偏心环32的制造成本都很低；而且偏心环32是阻挡整个偏心圆台22的摆动，不仅仅是对偏心圆台22某一局部部位的阻挡，阻挡效果良好，另一方面偏心环32自身在阻挡偏心圆台22时也是整体受力，不仅仅是自身某一局部部位应力集中，稳定、可靠、使用寿命长。
25.第一圆台21和偏心圆台22都是沿上下方向延伸的，并且两者上下固定连接为一体，两者天然存在中心轴线，在第一圆台21扭转带动偏心圆台22整体摆动时，偏心圆台22的中心轴线绕第一圆台21的中心轴线转动，若两个中心轴线的距离较远，则一方面使得偏心圆台22过于偏离第一圆台21，两者的整体性较低，使得极柱2结构不牢靠，在承受扭转力时易断裂，另一方面两个中心轴线之间的距离可以视为摆臂长度，摆臂长度过长可能减弱防扭效果。因此本实施例优选所述第一圆台21的中心轴线与偏心圆台22的中心轴线之间的距离是所述第一圆台21半径的10%-20%，这样偏心圆台22与第一圆台21的偏离程度较低，两者的整体性较高，极柱2结构稳定可靠，在被上环扣3阻挡扭转时不易断裂，而且能够保证防扭效果。
26.本实施例优选第一圆台21、偏心圆台22由机加工制造，具体地，首先机加工出一根圆柱，然后将夹持这根圆柱的夹具沿圆柱的径向偏移一定距离，在这根圆柱上加工出一段偏心的圆柱部分，这样这根圆柱上就形成了两段中心轴线具有距离的圆柱体，分别作为第一圆台21和偏心圆台22；可见加工制造极为方便，两者的整体性很强，一体连接的牢固性也很强，而且机加工使得偏心圆台22的尺寸精度很高，根据其尺寸对应加工出偏心环32，偏心环32与偏心圆台22之间的装配精度也很高，装配牢固、可靠且密封性好，偏心环32对偏心圆台22的箍紧效果良好，偏心环32阻止偏心圆台22摆动的效果好，所以上环扣3防止极柱2发生扭转的效果好。上扣环中的偏心环32是阻挡偏心圆台22整体的摆动，因此本实施例优选所述偏心圆台22的半径小于所述第一圆台21的半径，减小偏心圆台22的尺寸，降低偏心环32的阻挡难度，提高防扭效果，所以在上述机加工出的两段圆柱体中，本实施例优选半径小的那一段作为偏心圆台22，这种情况下，所述偏心圆台22沿中心轴线完全投影在所述第一圆台21的底面内。
27.所述上环扣3固定安装在盖板1上，所以能够阻止极柱2扭转，由于同心环31和偏心环32分别箍住第一圆台21和偏心圆台22，所以同心环31和偏心环32也是上下连接的，具体的，本实施例优选所述同心环31的底面和所述偏心环32的外周侧壁形成第一台角部，所述偏心环32外周侧壁形状尺寸与所述安装孔11对应一致，所述偏心环32卡装在所述安装孔11中，所述同心环31压在所述盖板1的上表面，偏心环32与安装孔11的卡装足够紧，例如过盈配合，则能够使偏心环32固定在盖板1上，同心环31与盖板1之间的摩擦力也能够阻碍相对运动的产生。但在有些情况下极柱2的扭转力可能很大，上环扣3仍然可能发生扭转，所以进
一步改进，优选所述同心环31的底面上至少开设有两个分别位于对角位置上的卡接凹槽311，所述盖板1的上表面上固定有能够对应卡接入所述卡接凹槽311中的卡接凸块12，同心环31压在盖板1上表面时，卡接凸块12对应嵌入卡接凹槽311中，更好的避免上环扣3发生扭转，提高上环扣3在盖板1上的固定程度，从而提高上环扣3阻止极柱2扭转的能力。
28.所述极柱2需要穿过盖板1的安装孔11并伸入到电池内，所以极柱2还包括基台24和第二圆台23，所述第一圆台21、所述偏心圆台22、所述第二圆台23和所述基台24从上往下依序连接形成所述极柱2；所述第二圆台23和所述第一圆台21同轴且同半径，这样在机加工时首先一次性加工出圆柱体，然后在这根圆柱体上加工出偏心圆台22，就直接形成了偏心圆台22上下两侧的第一圆台21和第二圆台23，加工制造十分方便，第二圆台23增大了极柱2的长度，使极柱2能够往下延伸进入电池内部。因为本实施例中极柱2和盖板1都采用金属材质，所以若极柱2与安装孔11之间存在紧密配合，则对于精度要求极高，大幅增加制造成本，因此本实施例中极柱2穿过安装孔11但与安装孔11之间不存在配合关系，两者之间存在间隙，不仅使得密封性变差，而且使得极柱2稳定性较差；因此本实施例中所述基台24与第二圆台23同轴，且基台24的半径大于第二圆台23，基台24的半径还大于安装孔11的半径，第二圆台23外周侧壁和基台24上表面形成第二台角部，所述第二台角部处设置有密封圈4，所述基台24和所述盖板1沿上下方向夹住所述密封圈4，实际上实现的是基台24与盖板1之间的抵靠，只不过两者之间还存在一个密封圈4，既提高了密封性，又提高了极柱2的安装稳定性。进一步改进，优选所述基台24上表面开设有包围所述第二圆台23外周侧壁的限位槽25，所述密封圈4嵌设在所述限位槽25中并箍住所述第二圆台23，提高了密封圈4与极柱2的整体性，提高安装牢固程度，且提高密封效果。
29.本实施例中所述电池顶盖还包括位于所述盖板1下方的下绝缘层5，下绝缘层5与盖板1贴合在一起，所述下绝缘层5上表面具有第一方形凸台51，所述盖板1下表面具有能够供所述第一方形凸台51插接配合的第一方形凹槽13，所述安装孔11贯穿所述第一方形凹槽13，即第一方形凹槽13开设在对应安装孔11的位置上，形成位于盖板1下表面的围绕安装孔11下出口的凹槽，这样就使得下绝缘层5与盖板1安装在一起，形成一个整体；为满足极柱2的穿过，所述下绝缘层5上具有上下贯通且贯穿所述第一方形凸台51的固定孔52，即固定孔52开设在对应第一方形凸台51的位置上，这样固定孔52就对应安装孔11，使极柱2同时穿过安装孔11和固定孔52。
30.进一步地，优选所述下绝缘层5下表面具有第二方形凹槽53，所述固定孔52贯穿所述第二方形凹槽53，所述基台24能够与所述第二方形凹槽53对应插接配合，所述基台24外轮廓是与第二方形凹槽53轮廓对应一致的方形，所以在插接配合之后，极柱2的下端也得到了充分的固定和限制，进一步提高防扭转效果。
31.本实施例中所述盖板1采用轻量化金属材料，如铝合金、镁合金、钛合金、高强度钢等，优选为铝合金材料，保证机械强度；所述极柱2采用导电金属材料制成，如铝合金、铜合金、铜铝复合材料等，优选为铜铝复合材料；所述上环扣3和下绝缘层5皆采用绝缘材料，包括绝缘塑胶、热固性合成树脂、尼龙等，优选为绝缘塑胶。
32.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用
新型的保护范围应以权利要求的保护范围为准。