一種動(dòng)力電池組合蓋帽及其所應(yīng)用的動(dòng)力電池的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供一種動(dòng)力電池組合蓋帽，其包括頂蓋及與所述頂蓋連接的密封圈，所述頂蓋包括基體、上端部及連接在所述基體與所述上端部之間的中間臺階，所述中間臺階從所述基體的中間區(qū)域向上垂直延伸而成，所述上端部從所述中間臺階的中間區(qū)域向上凸出；所述中間臺階的外徑大于所述上端部的直徑且小于所述基體的外徑；所述密封圈包括基部及從所述基部的中間區(qū)域向上垂直延伸而出的凸出部；所述凸出部沿著所述密封圈軸向的高度等于所述中間臺階的高度；上述結(jié)構(gòu)，當(dāng)所述頂蓋與所述密封圈組裝時(shí)，所述凸出部與所述中間臺階的外側(cè)面緊密貼合，從而增加所述頂蓋與所述密封圈的絕緣接觸面積以錯(cuò)開電池外殼與所述頂蓋的接觸距離，從而提高安全絕緣性能。
【專利說明】
一種動(dòng)力電池組合蓋帽及其所應(yīng)用的動(dòng)力電池
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型屬于動(dòng)力電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于動(dòng)力電池上的動(dòng)力電池組合蓋帽及其所應(yīng)用的動(dòng)力電池。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全球汽車的增多與傳統(tǒng)能源如石油的不斷消耗之間的矛盾不斷升級，人們迫切希望開發(fā)新的能源取代傳統(tǒng)能源，以滿足人們?nèi)粘Ｉ畹男枨?。在這種需求的推動(dòng)下，低碳經(jīng)濟(jì)已經(jīng)成為未來經(jīng)濟(jì)發(fā)展的主流?；旌蟿?dòng)力汽車和電動(dòng)汽車作為新能源汽車的代表，逐漸得到了廣大生產(chǎn)廠商和消費(fèi)者的認(rèn)可。在電動(dòng)汽車普及的過程中對車載容量大的動(dòng)力電池也不斷地提出更高的要求。車載容量大的動(dòng)力電池的性能優(yōu)劣直接影響著電動(dòng)汽車的整體性能，需要具有更高的安全性，更優(yōu)秀的電學(xué)性能和更輕的重量。
[0003 ]動(dòng)力電池是新能源電池的重要組成部分，動(dòng)力電池的可靠性和安全性是動(dòng)力電池制作過程中的一個(gè)技術(shù)難點(diǎn)和重點(diǎn)，而電池的密封性是影響電池的安全性和可靠性的一個(gè)重要因素。如果電池的密封性不好，在使用過程中，電池容易吸入空氣中的水分，導(dǎo)致電池?zé)o法繼續(xù)使用。特別是對大容量電池，其對氣密性的要求就更加嚴(yán)格，因?yàn)殡姵厝萘扛?，?nèi)壓相對也較高，電池裝配后更加容易漏液或漏氣，會給電池造成極大的安全隱患，且電液揮發(fā)會造成電池性能和壽命的衰減等問題。
[0004]動(dòng)力電池一般包括動(dòng)力電芯、容納所述動(dòng)力電芯的金屬外殼及焊接在所述金屬外殼上的頂蓋。目前，用于動(dòng)力電池的頂蓋，一般包含設(shè)有通孔的電池蓋板、電池極柱、陶瓷、橡膠密封圈、螺母等零件。這些零件的連接方式如下:所述極柱穿設(shè)于所述電池蓋板的通孔內(nèi)，所述極柱與所述通孔之間通過所述橡膠密封圈隔離密封，所述陶瓷設(shè)置于所述極柱與所述頂蓋之間用于兩者的絕緣以及高溫下固定其相對位置，所述螺母裝設(shè)在所述極柱的螺紋上，用于壓緊授權(quán)書橡膠密封圈；其耐高溫及密封是分別通過所述陶瓷材料和所述橡膠密封圈來實(shí)現(xiàn)的。
[0005]現(xiàn)有的動(dòng)力電池的頂蓋存在以下缺點(diǎn):I)蓋帽的絕緣面積有限，鋼殼和蓋帽絕緣的安全距離太小，封口時(shí)稍有不慎就會壓緊密封圈的邊緣而導(dǎo)通電芯，平時(shí)檢測所述電芯時(shí)，稍有不小心就會碰觸短路打火花，存在安全隱患。2)極柱與頂蓋之間的耐高溫、絕緣、密封的功能是通過使用多個(gè)零件或裝置配合來實(shí)現(xiàn)的，使這種頂蓋的重量大、體積大、裝配繁瑣，對動(dòng)力電池的能量密度的提高以及成本的降低有負(fù)面影響。尤其當(dāng)所述動(dòng)力電池出現(xiàn)異常情況時(shí)，會產(chǎn)生500度以上的高溫，所述橡膠密封圈在如此高的溫度下容易融化而使所述極柱與所述通孔之間的密封失效，使所述動(dòng)力電芯內(nèi)的可燃性氣體從所述極柱與所述通孔之間的間隙泄露，而造成危險(xiǎn)。
[000?]有鑒于此，確有必要提供一種具有耐尚溫、尚絕緣性、尚密封性及良好的安全性能的電動(dòng)電池組合蓋帽及其所應(yīng)用的動(dòng)力電池。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問題在于提供一種動(dòng)力電池組合蓋帽及其所應(yīng)用的動(dòng)力電池，旨在其不僅結(jié)構(gòu)簡單合理、操作方便、節(jié)省材料成本，而且絕緣性、密封性及安全性高，有效降低動(dòng)力電池的正、負(fù)極之間出現(xiàn)短路風(fēng)險(xiǎn)。
[0008]本實(shí)用新型是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種動(dòng)力電池組合蓋帽，其包括頂蓋及與所述頂蓋連接的密封圈，所述頂蓋包括基體、上端部及連接在所述基體與所述上端部之間的中間臺階，所述中間臺階從所述基體的中間區(qū)域向上垂直延伸而成，所述上端部從所述中間臺階的中間區(qū)域向上凸出；所述中間臺階的外徑大于所述上端部的直徑且小于所述基體的外徑;所述密封圈包括基部及從所述基部的中間區(qū)域向上垂直延伸而出的凸出部;所述基部對應(yīng)所述基體，所述凸出部對應(yīng)所述中間臺階，且所述凸出部沿著所述密封圈軸向的高度等于所述中間臺階的高度；當(dāng)所述頂蓋與所述密封圈組裝時(shí)，所述凸出部緊密貼合在所述中間臺階的外側(cè)面上。
[0009]進(jìn)一步地，前述的上端部靠近所述中間臺階的位置均勻設(shè)置有多個(gè)排氣孔以排出動(dòng)力電池內(nèi)產(chǎn)生的大量氣體。
[0010]進(jìn)一步地，前述的頂蓋通過沖壓方式形成圓盤結(jié)構(gòu)，其材質(zhì)為銅鍍鎳。
[0011]進(jìn)一步地，前述的基部的直徑大于所述凸出部的直徑，所述凸出部上開設(shè)有中空開口以使所述頂蓋從所述開口中穿過而與所述密封圈連接;所述密封圈的材質(zhì)為防腐蝕硅橡膠材料，通過其自身的彈性形變配合所述頂蓋進(jìn)行密封，所述密封圈還包括從所述基部的下側(cè)向下延伸的環(huán)形臺階。
[0012]進(jìn)一步地，前述的動(dòng)力電池組合蓋帽還包括防爆片、鋼環(huán)、絕緣墊圈及連接片；所述密封圈包覆在所述防爆片的外側(cè)，所述鋼環(huán)設(shè)置在所述頂蓋與所述防爆片之間，所述絕緣墊圈設(shè)置在所述防爆片的下端，所述連接片固定在所述絕緣墊圈內(nèi)且其上表面的中間位置與所述防爆片連接或斷開;所述絕緣墊圈的外徑小于所述環(huán)形臺階的內(nèi)徑，所述環(huán)形臺階上設(shè)有環(huán)形開孔以收容所述絕緣墊圈于其中。
[0013]進(jìn)一步地，前述的防爆片將所述動(dòng)力電池的電芯電性連接至所述頂蓋上，所述防爆片的材質(zhì)為鋁材，其包括可變形本體及沿所述可變形本體的邊緣設(shè)置的凸沿;所述凸沿包覆在所述基體外側(cè)，所述可變形本體的中部與所述電芯連接;當(dāng)所述可變形本體變形時(shí)，所述防爆片與所述電芯斷開。
[0014]進(jìn)一步地，前述的鋼環(huán)電性連接所述頂蓋與所述防爆片，所述鋼環(huán)為正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC)以對所述動(dòng)力電池起過熱保護(hù)作用。
[0015]進(jìn)一步地，前述的連接片的中部與所述可變形本體連接;所述連接片大致為圓形結(jié)構(gòu)，其直徑小于所述絕緣墊圈的外徑;所述連接片底面的中心部位設(shè)置有凹陷或凹坑以使所述連接片中心的厚度較其他部位薄，所述連接片上靠近其中心的位置開設(shè)有多個(gè)通孔;當(dāng)所述動(dòng)力電池的內(nèi)壓增大時(shí)，所述內(nèi)壓通過所述通孔施加至所述防爆片上。
[0016]進(jìn)一步地，前述的動(dòng)力電池，其包括外殼、電芯、動(dòng)力電池組合蓋帽；其中，所述動(dòng)力電池組合蓋帽與所述外殼密封絕緣連接，所述電芯收容于所述外殼內(nèi)并與所述動(dòng)力電池組合蓋帽及所述外殼均電性連接;所述動(dòng)力電池組合蓋帽頂蓋及與所述頂蓋連接的密封圈，所述頂蓋包括基體、上端部及連接在所述基體與所述上端部之間的中間臺階，所述中間臺階從所述基體的中間區(qū)域向上垂直延伸而成，所述上端部從所述中間臺階的中間區(qū)域向上凸出；所述中間臺階的外徑大于所述上端部的直徑且小于所述基體的外徑;所述密封圈包括基部及從所述基部的中間區(qū)域向上垂直延伸而出的凸出部;所述基部對應(yīng)所述基體，所述凸出部對應(yīng)所述中間臺階，且所述凸出部沿著所述密封圈軸向的高度等于所述中間臺階的高度；當(dāng)所述頂蓋與所述密封圈組裝時(shí)，所述凸出部緊密貼合在所述中間臺階的外側(cè)面上。
[0017]本實(shí)用新型與現(xiàn)有技術(shù)相比，有益效果在于:本實(shí)用新型實(shí)施例提供的動(dòng)力電池組合蓋帽及其所述應(yīng)用的動(dòng)力電池，通過在所述頂蓋及所述密封圈上分別設(shè)置中間臺階及凸出部結(jié)構(gòu)，當(dāng)所述頂蓋與所述密封圈組裝時(shí)，所述凸出部緊密貼合在所述中間臺階的外側(cè)面上，從而增加所述頂蓋與所述密封圈的絕緣接觸面積以錯(cuò)開電池外殼與所述頂蓋的接觸距離，從而提高安全絕緣性能。
【附圖說明】
[0018]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例提供的動(dòng)力電池組合蓋帽的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是圖1中的動(dòng)力電池組合蓋帽的頂蓋的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖3是圖1中的動(dòng)力電池組合蓋帽的密封圈的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021]圖4是裝有圖1中的動(dòng)力電池組合蓋帽的動(dòng)力電池的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0022]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。
[0023]請參閱圖1至圖4所示，本實(shí)用新型提供的動(dòng)力電池組合蓋帽用于給電動(dòng)汽車提供動(dòng)力源的動(dòng)力電池上。所述動(dòng)力電池組合蓋帽適用于各種圓柱電池，特別是金屬制外殼的鋼殼圓柱電池，例如鎳氫電池、鎳鎘電池或鋰離子電子等。其中，鋰離子電池可以為鋰電池或鋰離子聚合物電池。所述動(dòng)力電池組合蓋帽設(shè)置在所述動(dòng)力電池的外殼100(圖4所示)上，并與所述外殼100絕緣密封連接。所述動(dòng)力電池組合蓋帽包括至上而下依次組裝在密封圈2內(nèi)的、由金屬導(dǎo)電材料制成的頂蓋1、防爆片3、鋼環(huán)4、絕緣墊圈5及連接片6。所述密封圈I為絕緣材料。所述密封圈2包覆在所述防爆片3的外側(cè)，所述鋼環(huán)4設(shè)置在所述頂蓋I與所述防爆片3之間，所述絕緣墊圈5設(shè)置于所述防爆片3的下端，所述連接片6固定在所述絕緣墊圈5內(nèi)且其上表面的中間位置與所述防爆片3連接或斷開。在本實(shí)施例中，所述絕緣墊圈5的外徑小于所述密封圈2下端的內(nèi)徑，所述動(dòng)力電池組合蓋帽可作為動(dòng)力電池的正極或負(fù)極。
[0024]請接合參閱圖2及圖3所示，所述頂蓋I的材質(zhì)可以為鋼、銅、銅鍍鎳、鋼鍍鎳、不銹鋼、銅鍍銀、銅鍍金或銅銀合金。在本實(shí)施例中，所述頂蓋I的材質(zhì)優(yōu)選為銅鍍鎳，因?yàn)殂~鍍鎳具有較好的抗氧化性能，導(dǎo)通電阻低，性價(jià)比高。所述頂蓋I通過沖壓方式形成圓盤結(jié)構(gòu)，其包括基體10、上端部11及連接在所述基體10與所述上端部11之間的中間臺階12。所述中間臺階12從所述基體10的中間區(qū)域向上垂直延伸而成，所述上端部11從所述中間臺階2的中間區(qū)域向上凸出；所述中間臺階12的外徑大于所述上端部11的直徑且小于所述基體10的外徑。所述上端部11靠近所述中間臺階12的位置均勻設(shè)置有多個(gè)排氣孔110以使所述動(dòng)力電池內(nèi)產(chǎn)生的大量氣體能從所述排氣孔110中排出而避免出現(xiàn)爆炸。所述頂蓋I通過設(shè)置所述中間臺階12結(jié)構(gòu)，從而可錯(cuò)開所述外殼100與所述頂蓋I的接觸，不僅提高安全性能，而且還能加強(qiáng)所述頂蓋I的強(qiáng)度。在本實(shí)施例中，所述上端部11為凸臺結(jié)構(gòu)。
[0025]所述密封圈2的材質(zhì)為防腐蝕硅橡膠材料，通過其自身的彈性形變配合所述頂蓋I進(jìn)行密封，從而可有效地防止電池漏液和外部水分的侵入。所述密封圈2的結(jié)構(gòu)與所述頂蓋I的結(jié)構(gòu)類似，為中空圓盤結(jié)構(gòu)。所述密封圈2包括基部20、從所述基部20的中間區(qū)域向上垂直延伸而出的凸出部21，及從所述基部20的下側(cè)向下延伸的環(huán)形臺階22。所述基部20的直徑大于所述凸出部21的直徑。所述凸出部21上開設(shè)有中空開口 210以使所述頂蓋I從所述開口 210中穿過而與所述密封圈2連接。所述環(huán)形臺階22也設(shè)有環(huán)形開孔(未標(biāo)號)以將所述絕緣墊圈5收容于所述環(huán)形開孔中。所述基部20對應(yīng)所述基體10，所述凸出部21對應(yīng)所述中間臺階12，且所述環(huán)形臺階22沿著所述密封圈2軸向的高度等于所述中間臺階12的高度。當(dāng)所述頂蓋I與所述密封圈2組裝時(shí)，所述凸出部21緊密貼合在所述中間臺階12的外側(cè)面上，從而增加了所述頂蓋I與所述密封圈2的絕緣接觸面積以錯(cuò)開所述外殼100與所述頂蓋I的接觸距離，從而提高安全絕緣性能。
[0026]所述防爆片3層疊于所述頂蓋I朝向所述外殼100的底部的一面上，所述防爆片3與所述外殼100密封絕緣連接。所述防爆片3電性連接電芯與所述頂蓋I，所述防爆片3的中部變形以使所述防爆片3與所述電芯斷開。在本實(shí)施例中，所述防爆片3的材質(zhì)為鋁材質(zhì)。所述防爆片3包括可變形本體30及沿所述可變形本體30的邊緣設(shè)置的凸沿31。所述凸沿31包覆在所述基體10外側(cè)，所述可變形本體30的中部與所述電芯連接。當(dāng)所述可變形本體30變形時(shí)，所述防爆片3與所述電芯斷開。
[0027]所述鋼環(huán)4設(shè)置于所述頂蓋I與所述防爆片3之間，以隔離所述頂蓋I與所述防爆片3，且所述鋼環(huán)4電性連接所述頂蓋I與所述防爆片3。在本實(shí)施例中，所述鋼環(huán)4為正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC)，PTC具有電阻率隨溫度升高而增大的特性，從而對所述動(dòng)力電池起過熱保護(hù)作用。
[0028]所述連接片6與所述電芯電性連接，且所述連接片6的中部與所述可變形本體30連接。所述連接片6大致為圓形結(jié)構(gòu)，所述絕緣墊圈5的外徑大于所述連接片6的直徑，當(dāng)所述連接片6與所述防爆片3之間的連接斷開后，可以更好地使所述連接片6與所述防爆片3絕緣。所述連接片6底面的中心部位設(shè)置有凹陷或凹坑(未標(biāo)號)，從而使所述連接片6中心的厚度較其他部位薄。所述連接片6上靠近其中心的位置開設(shè)有多個(gè)通孔(未標(biāo)號)。當(dāng)所述動(dòng)力電池的內(nèi)壓增大時(shí)，所述內(nèi)壓通過所述通孔施加至所述防爆片3上。當(dāng)所述連接片6與所述防爆片3之間的連接斷開后，可維修或更換所述連接片6，從而使所述動(dòng)力電池組合蓋帽除所述連接片6之外的部分重復(fù)利用，避免浪費(fèi)。在本實(shí)施例中，所述連接片6的材質(zhì)為鋁。所述絕緣墊圈5從背面看具有一臺階狀結(jié)構(gòu)(未標(biāo)號)，所述連接片6可與所述臺階狀結(jié)構(gòu)過盈配合，從而在所述絕緣墊圈5內(nèi)。
[0029]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的動(dòng)力電池組合蓋帽，通過在所述頂蓋及所述密封圈上分別設(shè)置中間臺階及凸出部結(jié)構(gòu)，當(dāng)所述頂蓋與所述密封圈組裝時(shí)，所述凸出部緊密貼合在所述中間臺階的外側(cè)面上，從而增加所述頂蓋與所述密封圈的絕緣接觸面積以錯(cuò)開電池外殼與所述頂蓋的接觸距離，從而提高安全絕緣性能。
[0030]以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種動(dòng)力電池組合蓋帽，其特征在于:所述動(dòng)力電池組合蓋帽包括頂蓋及與所述頂蓋連接的密封圈，所述頂蓋包括基體、上端部及連接在所述基體與所述上端部之間的中間臺階，所述中間臺階從所述基體的中間區(qū)域向上垂直延伸而成，所述上端部從所述中間臺階的中間區(qū)域向上凸出；所述中間臺階的外徑大于所述上端部的直徑且小于所述基體的外徑;所述密封圈包括基部及從所述基部的中間區(qū)域向上垂直延伸而出的凸出部;所述基部對應(yīng)所述基體，所述凸出部對應(yīng)所述中間臺階，且所述凸出部沿著所述密封圈軸向的高度等于所述中間臺階的高度；當(dāng)所述頂蓋與所述密封圈組裝時(shí)，所述凸出部緊密貼合在所述中間臺階的外側(cè)面上。2.如權(quán)利要求1所述的動(dòng)力電池組合蓋帽，其特征在于，所述上端部靠近所述中間臺階的位置均勻設(shè)置有多個(gè)排氣孔以排出動(dòng)力電池內(nèi)產(chǎn)生的大量氣體。3.如權(quán)利要求2所述的動(dòng)力電池組合蓋帽，其特征在于，所述頂蓋通過沖壓方式形成圓盤結(jié)構(gòu)，其材質(zhì)為銅鍍鎳。4.如權(quán)利要求3所述的動(dòng)力電池組合蓋帽，其特征在于，所述基部的直徑大于所述凸出部的直徑，所述凸出部上開設(shè)有中空開口以使所述頂蓋從所述開口中穿過而與所述密封圈連接;所述密封圈的材質(zhì)為防腐蝕硅橡膠材料，通過其自身的彈性形變配合所述頂蓋進(jìn)行密封，所述密封圈還包括從所述基部的下側(cè)向下延伸的環(huán)形臺階。5.如權(quán)利要求4所述的動(dòng)力電池組合蓋帽，其特征在于，所述動(dòng)力電池組合蓋帽還包括防爆片、鋼環(huán)、絕緣墊圈及連接片;所述密封圈包覆在所述防爆片的外側(cè)，所述鋼環(huán)設(shè)置在所述頂蓋與所述防爆片之間，所述絕緣墊圈設(shè)置在所述防爆片的下端，所述連接片固定在所述絕緣墊圈內(nèi)且其上表面的中間位置與所述防爆片連接或斷開;所述絕緣墊圈的外徑小于所述環(huán)形臺階的內(nèi)徑，所述環(huán)形臺階上設(shè)有環(huán)形開孔以收容所述絕緣墊圈于其中。6.如權(quán)利要求5所述的動(dòng)力電池組合蓋帽，其特征在于，所述防爆片將所述動(dòng)力電池的電芯電性連接至所述頂蓋上，所述防爆片的材質(zhì)為鋁材，其包括可變形本體及沿所述可變形本體的邊緣設(shè)置的凸沿;所述凸沿包覆在所述基體外側(cè)，所述可變形本體的中部與所述電芯連接;當(dāng)所述可變形本體變形時(shí)，所述防爆片與所述電芯斷開。7.如權(quán)利要求6所述的動(dòng)力電池組合蓋帽，其特征在于，所述鋼環(huán)電性連接所述頂蓋與所述防爆片，所述鋼環(huán)為正溫度系數(shù)熱敏電阻(PTC)以對所述動(dòng)力電池起過熱保護(hù)作用。8.如權(quán)利要求7所述的動(dòng)力電池組合蓋帽，其特征在于，所述連接片的中部與所述可變形本體連接;所述連接片大致為圓形結(jié)構(gòu)，其直徑小于所述絕緣墊圈的外徑;所述連接片底面的中心部位設(shè)置有凹陷或凹坑以使所述連接片中心的厚度較其他部位薄，所述連接片上靠近其中心的位置開設(shè)有多個(gè)通孔；當(dāng)所述動(dòng)力電池的內(nèi)壓增大時(shí)，所述內(nèi)壓通過所述通孔施加至所述防爆片上。9.一種動(dòng)力電池，其包括外殼、電芯、如權(quán)利要求1-8項(xiàng)中的任一項(xiàng)所述的動(dòng)力電池組合蓋帽；其中，所述動(dòng)力電池組合蓋帽與所述外殼密封絕緣連接，所述電芯收容于所述外殼內(nèi)并與所述動(dòng)力電池組合蓋帽及所述外殼均電性連接。
【文檔編號】H01M2/04GK205508893SQ201620272023
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年4月5日
【發(fā)明人】林金藝
【申請人】深圳市沃特瑪電池有限公司