动力电池顶盖及动力电池
阅读说明：本技术 动力电池顶盖及动力电池 (Power battery top cap and power battery ) 是由 曾志亮 杜秋文 于 2021-06-09 设计创作，主要内容包括：一种动力电池顶盖,包括设有穿孔的盖板、极柱及将所述极柱一体成型固定于所述穿孔内的绝缘本体,所述绝缘本体将所述极柱与所述盖板实现电隔离,所述盖板包括板体,所述板体上设有固定部,所述穿孔贯穿所述固定部,板体朝向所述穿孔延伸形成环绕所述穿孔外周的内凸部,所述内凸部的上表面低于所述板体外侧面的表面,所述内凸部的下表面高于所述板体内侧面的表面,所述极柱包括暴露于所述板体内外两侧的连接部、接触部及自所述连接部与接触部之间向外延伸形成的外凸部,所述绝缘本体包括外包部、自所述外包部外侧延伸至所述外凸部与所述内凸部之间的中间层及自所述中间层内侧向外延伸覆盖所述固定部内侧的内包层。本申请还包括一种动力电池。(A power battery top cover comprises a cover plate with a through hole, a pole and an insulating body for integrally forming and fixing the pole in the through hole, the insulating body electrically isolates the pole from the cover plate, the cover plate comprises a plate body, the plate body is provided with a fixing part, the through hole penetrates through the fixing part, the plate body extends towards the through hole to form an inner convex part surrounding the periphery of the through hole, the upper surface of the inner convex part is lower than the surface of the outer side surface of the plate body, the lower surface of the inner convex part is higher than the surface of the inner side surface of the plate body, the pole comprises a connecting part exposed at the inner side and the outer side of the plate body, a contact part and an outer convex part formed by extending outwards from the connecting part to the contact part, the insulating body comprises an outer wrapping portion, an intermediate layer and an inner wrapping layer, wherein the intermediate layer extends from the outer side of the outer wrapping portion to a position between the outer convex portion and the inner convex portion, and the inner wrapping layer extends from the inner side of the intermediate layer outwards to cover the inner side of the fixing portion. The application also includes a power battery.)
技术领域
本申请涉及动力电池领域，尤指一种动力电池顶盖及动力电池。
背景技术
动力电池包括若干电池单体、将所述电池单体并联在一起的汇流组件及电连接所述汇流组件并将电能传输出去的一对极柱。动力电池内部有注入电解液等液态物质，需要保持所述动力电池的密封性，为保持密封性，所述动力电池还包括有外壳、封闭所述外壳的顶盖，所述极柱固定于所述顶盖上并需要顶盖的盖板保持电隔离。现有动力电池顶盖一般包括开设有至少两个安装孔的盖板、固定于所述安装孔内的极柱，所述极柱采用铜或铝材质制造，为保证所述极柱被固定于所述盖板上，所述极柱一般采用上下两块，在分别装入所述安装孔内后点焊固定，随后进行注塑成型进一步固定形成电隔离层，同时至少其中一块极柱上套设有密封圈以将密封圈夹持于所述极柱与所述盖板之间达到更好的密封效果。上述制造工艺较为复杂，制造成本较高。
发明内容
鉴于此，有必要提供一种制造成本低且性能稳定的动力电池顶盖及动力电池。
为解决上述技术问题，本申请提供了一种动力电池顶盖，包括设有穿孔的盖板、极柱及将所述极柱一体成型固定于所述穿孔内的绝缘本体，所述绝缘本体将所述极柱与所述盖板实现电隔离，所述盖板包括板体，所述板体上设有固定部，所述穿孔贯穿所述固定部，板体朝向所述穿孔延伸形成环绕所述穿孔外周的内凸部，所述内凸部的上表面低于所述板体外侧面的表面，所述内凸部的下表面高于所述板体内侧面的表面，所述极柱包括暴露于所述板体内外两侧的连接部、接触部及自所述连接部与接触部之间向外延伸形成的外凸部，所述外凸部的外径大于所述穿孔的内径使所述外凸部至少部分位于所述内凸部上方，所述绝缘本体包括覆盖与所述固定部外侧的外包部、自所述外包部外侧延伸至所述外凸部与所述内凸部之间的中间层及自所述中间层内侧向外延伸覆盖所述固定部内侧的内包层。
优选地，所述内凸部是自所述板体中间朝向所述穿孔延伸形成的，并使所述内凸部相对于所述板体的外侧面与内侧面均产生凹陷。
优选地，所述内凸部上侧外周缘自所述板体的外侧面凹陷形成环绕所述内凸部的凹陷边缘，所述板体的内侧面在所述内凸部边缘形成结合区域，所述凹陷边缘上表面位于所述板体外侧面与所述内凸部上表面之间，所述内凸部上表面的宽度大于所述内凸部下表面的宽度。
优选地，所述内凸部上设有若干缺口，所述外凸部对应所述内凸部的缺口位置处设有若干避空部，所述避空部与所述缺口至少部分在垂直方向上重叠形成塑胶流动通道。
优选地，相邻避空部之间形成若干凸片，所述缺口之间还设有若干贯穿所述内凸部的通孔，所述通孔对应于所述避空部形成塑胶流动通道。
优选地，所述绝缘本体的外包层包裹于所述外凸部上表面、凹陷边缘上侧，且所述外包层向上凸出所述板体的外侧面；所述中间层填充所述内凸部上表面并位于所述内凸部与所述外凸部之间实现二者电隔离；所述外包层包裹所述内凸部下表面、连接部外周面及所述结合区域的底面。
优选地，所述极柱还包括位于所述外凸部与所述连接部之间的埋入部，所述连接部的外径小于所述埋入部的外径，所述中间层包括位于所述内凸部与所述外凸部之间的水平部及自所述水平部内侧向下延伸位于所述内凸部内边缘与所述埋入部外周面之间的竖直部；所述结合区域向上开设有若干盲孔，所述内包层包括填充所述连接部外周的埋入部底面、内凸部底面及所述结合区域底面的内包主体及填充满所述盲孔的盲孔嵌入部。
优选地，所述外包层与所述中间层之间形成有收容所述外凸部的第一收容空间，所述中间层与所述内包层之间形成有收容所述内凸部的第二收容空间，所述绝缘本体的外包层、中间层及内包层为整体结构。
优选地，所述绝缘本体采用改性PPS材质，所述盖板与极柱与所述绝缘本体结合的区域均进行了纳米蚀孔处理以在金属表面形成若干纳米微孔，使塑胶材料进入所述纳米微孔内实现更好的结合力与密封性。
未解决上述技术问题，本申请还包括一种动力电池，包括外壳、安装于所述外壳内的若干电池单体、及前述顶盖，所述顶盖封盖于所述外壳且将若干所述电池单体连接在一起，所述顶盖上设有正负极柱，所述电池单体通过串联的方式连接至所述正负极柱上。
本申请动力电池顶盖及动力电池通过采用一体结构的极柱，且极柱结构设计上可通过冲压工艺成型，降低了制造难度，同时仅需通过塑胶将所述极柱固定于所述盖板的固定部上，去除现有顶盖需要内置密封圈，极柱结构复杂的技术问题，所述绝缘本体通过一体成型形成分别包裹固定于所述盖板上下两侧的外包层与内包层及连接所述外包层与内包层为一体的中间层，实现所述极柱与盖板的电隔离且实现牢固结合固定并实现密封。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请动力电池的立体图；
图2为本申请动力电池顶盖的立体图；
图3为本申请动力电池顶盖的立体分解图；
图4为本申请动力电池顶盖的盖板的局部放大图，从上往下的视角观察；
图5为本申请动力电池顶盖的盖板的局部放大图，从下往上的视角观察；
图6为本申请动力电池顶盖的极柱的立体图；
图7为本申请动力电池顶盖的极柱另一角度的立体图；
图8为本申请动力电池顶盖的绝缘本体的立体图；
图9为沿图8所示B-B虚线的剖视图；
图10为沿图2所示A-A虚线的剖视图。
附图标记说明
外壳-10；顶盖-A；盖板-20；固定部-21，22；穿孔-211；内凸部-212；缺口-2121；通孔-2122；结合区域-213；盲孔-2131；凹陷边缘-214；防爆口-23；注液孔-24；板体-25；外侧面-251；内侧面-252；极柱-30；接触部-31；外凸部-32；上表面-321；下表面-322；凸片-323；避空部-324；埋入部-33；连接部-34；柱体-35；绝缘本体-40；外包层-41；中间层-42；内包层-43；第一收容空间-411；覆盖端缘-412；水平部-421；竖直部-422；第二收容空间-423；内包主体-431；内包端部-432；盲孔嵌入部-433；连接片-50；焊接板-51；引流连接端-52；防爆片-61；保护膜片-62。
具体实施方式
为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
请参阅图1所示，本申请动力电池包括外壳10、安装于所述外壳10内的若干电池单体(未图示)、封盖于所述外壳10上且将若干所述电池单体连接在一起的顶盖A。所述顶盖A上设有正负极柱30，所述电池单体通过并联或串联的方式连接至所述正负极柱30上。
请继续参阅图2至5所示，所述动力电池顶盖A包括设有固定部21，22的盖板20、置于所述固定部21，22内的极柱30及将所述极柱30一体成型于所述盖板20上的绝缘本体40。所述盖板20上设有两个固定部21，22，所述极柱30包括负极柱与正极柱，所述负极柱与正极柱分别固定于两个所述固定部21，22内。
所述盖板20大致呈长方体形状的板状结构，所述盖板20包括设有外侧面251与内侧面252的板体25、上下贯穿所述板体25形成的防爆口23、注液孔24及所述固定部21，22。所述防爆口23内侧焊接固定有防爆片61，所述防爆口23外侧粘贴有保护膜片62。所述注液孔24通常采用胶塞密封。
重点参阅图4、图5所示，所述固定部21，22包括贯穿所述板体25形成的穿孔211及自所述板体25沿径向朝所述穿孔211内延伸形成的内凸部212。所述内凸部212是自所述板体25中间部分凸出形成的，即所述内凸部212的厚度小于所述板体25的厚度，所述内凸部212的上表面低于所述板体25的外侧面251，所述内凸部212的底面高于所述板体25的内侧面252。所述板体25的内侧面252在所述内凸部212外周缘形成有结合区域213，所述结合区域213上向上开设有若干盲孔2131。所述内凸部212均匀贯穿形成有若干通孔2122，所述内凸部212的相邻通孔2122之间部分切除形成有若干缺口2121。
所述板体25的外侧面251在所述内凸部212的边缘向下凹陷形成有凹陷边缘214，所述凹陷边缘214的上表面低于所述板体25的外侧面251且高于所述内凸部212的上表面。
请继续参阅图2至图9所示，重点参阅图6、图7所示，所述极柱30包括柱体35、形成于所述柱体35上表面的接触部31、自所述柱体35向外凸出形成的外凸部32、及形成于所述柱体35下侧的埋入部33及形成于所述柱体35底面的连接部34。所述外凸部32的外径大于所述接触部31的外径，所述接触部31的外径大于所述埋入部33的外径，所述埋入部33的外径大于所述连接部34的外径。所述外凸部32位于所述接触部31与所述埋入部33之间，所述连接部34是自所述埋入部33向下凸出形成的。所述外凸部32的外径大于所述盖板20的穿孔211的内径，使所述外凸部32位于所述内凸部212上方并受到所述内凸部212的支撑。
所述外凸部32包括上表面321及下表面，所述外凸部32的外周还向外凸出形成有若干凸片323，若干所述凸片323之间形成有若干避空部324。所述极柱30为正极柱时，所述柱体35为采用同一金属材料制成的一个整体，具体采用铝合金材料；当所述极柱30为负极柱时，所述柱体35为铝合金，所述连接部34为铜合金，通过摩擦焊等工艺将所述连接部34固定于所述柱体35下端。所述连接片50包括焊接于所述连接部34下侧的焊接板51及自所述焊接板51折弯向下延伸形成的引流连接端52。
请重点参阅图8至图10所示，将所述盖板20与所述极柱30固定至注塑模具内进行注塑成型所述绝缘本体40。具体地，所述极柱30与所述盖板20保持相互独立隔离的状态下进行注塑成型，成型后所述绝缘本体40将所述极柱30固定于所述盖板20的固定部21，22内；所述极柱30的外凸部32及其上的凸片323位于所述盖板20的内凸部212上方而保持不接触状态，使所述外凸部32与所述内凸部212之间存在隔离间隙。同时，所述外凸部32的避空部324对应所述内凸部212上的缺口2121。所述外凸部32的凸片323位于所述内凸部212的范围之内，而不会超出所述内凸部212外，所述埋入部33位于所述内凸部212之间的穿孔211内。所述埋入部33的外径小于所述穿孔211的内径，所述接触部31与所述连接部34分别暴露于所述盖板20的上下表面。
所述绝缘本体40包括外包层41、自所述外包层41外周下侧向内延伸形成的中间层42、自所述中间层42内侧端缘向下延伸后再向外延伸形成的内包层43及上下贯穿所述绝缘本体40的极柱孔44。所述极柱40被包裹于所述极柱孔44内。
所述外包层41覆盖于所述盖板20的内凸部212外侧、凹陷边缘214及所述极柱30的外凸部32的上表面321。所述外包层41与所述中间层42之间形成收容所述极柱30的外凸部32及其上的凸片323的第一收容空间411，所述外包层41的上侧内缘覆盖所述外凸部32的上表面321并形成覆盖端缘412，所述覆盖端缘412的厚度小于所述外包层41的厚度。
所述中间层42是自所述外包层41的外侧下缘先极柱孔44延伸后再在所述极柱孔44边缘向下延伸形成的，包括水平部421与竖直部422，所述水平部421填充所述外凸部32的底面322与所述内凸部212的上表面之间实现电隔离。所述竖直部422填充所述埋入部33与所述内凸部212的内边缘之间实现电隔离。所述内包部43与所述中间层42之间形成收容所述内凸部212的第二收容空间423，所述内包层43内侧覆盖所述连接部34外周的埋入部33底面并形成内包主体431，所述内包主体431外侧向外延伸形成包裹于所述板体25内侧面251的结合区域213上的内包端部432，所述内包端部432上形成有若干填充所述盲孔2131的盲孔嵌入部433。所述盲孔2131与所述盲孔嵌入部433的相互固持可增加所述所述绝缘本体40与所述板体25的结合力。所述内凸部212上的通孔2122同样被注满塑胶以增强结合力。
在注塑成型所述绝缘本体40时，所述极柱30的外凸部32的避空部324对应于所述内凸部212的缺口2121，使塑胶通过所述避空部324与所述缺口2121顺畅流动。
所述绝缘本体40采用强度高、结合力强的PPS改性塑胶，而所述内凸部212、外凸部32等与塑胶结合的部位可以进行纳米蚀孔处理形成若干纳米微孔，帮助塑胶进入纳米微孔内形成结合力强、密封性好的产品。
本申请动力电池顶盖及动力电池通过采用一体结构的极柱30，且极柱30结构设计上可通过冲压工艺成型，降低了制造难度，同时仅需通过塑胶将所述极柱30固定于所述盖板20的固定部21，22上，去除现有顶盖需要内置密封圈，极柱结构复杂的技术问题。
以上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。
以上实施例仅表达了本发明的优选的实施方式，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。
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