CN108649149A - 电池盖板与极耳的连接结构及电池装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池盖板与极耳的连接结构及电池装配方法。电池盖板与极耳的连接结构包括电池盖板、电芯和用于连接电芯与电池盖板的导电带，所述导电带折叠布置在电池盖板与电芯之间，所述电池盖板的内侧设有绝缘支撑件，绝缘支撑件具有用于容纳折叠的导电带的导电带容纳槽，所述导电带容纳槽具有隔离在电池壳体厚度方向两侧的壳体内壁与折叠的导电带之间的槽壁。电池装配方法包括以下步骤：步骤一、将电池盖板与电芯通过可折叠的导电带连接；步骤二、将电池盖板向电芯的极耳引出端扣合，使得导电带折叠到电池盖板内侧的绝缘支撑件上设置的导电带容纳槽内。上述技术方案能够解决现有的电池结构存在安全隐患、可靠性差的问题。

Description

电池盖板与极耳的连接结构及电池装配方法

技术领域

本发明涉及电池盖板与极耳的连接结构及电池装配方法。

背景技术

锂离子电池具有重量轻、储能大、功率大、无污染、寿命长、自放电系数小、温度适应范围广等优点，因此逐渐受到人们的青睐，在储能及动力电池领域也逐渐取代了其它的传统电池。

现有的一种锂离子电池如授权公告号为CN 205828564 U的中国专利中公开的一种低成本铝结构锂离子电池，是一种两端出极耳的锂离子电池，包括电池壳体，电池壳体的两端分别设有开口，两开口处分别连接一只电池盖板，分别为正极盖板和负极盖板，正、负极盖板上分别设有电极接触端子，例如极柱；正极盖板和负极盖板通过焊接固定到电池壳体两端的开口处，与电池壳体围成用于容纳电芯的电芯容纳腔，电芯设置在电芯容纳腔内。组装时，正极盖板和负极盖板分别通过连接件与电芯对应侧的正极极耳和负极极耳连接，实现电能的传导。

实际制造过程中，连接件有时采用的是软连接，在极耳较长的情况下，装配盖板时也可以将极耳直接与电池盖板连接而不使用软连接，软连接或极耳的延长部分构成用于连通电极接触端子与电芯的导电带。导电带在电池盖板盖合到电池壳体的过程中会发生弯折，当正极盖板或负极盖板封盖到电池壳体上以后，导电带有可能与电池壳体接触，由于电池壳体为金属，因此该情况会导致电池内部短路。另外，电池在使用过程中，电芯会由于振动或受到冲击而在电池壳体内移动，同样可能导致导电带与电池壳体接触导通，导致电池内部短路。

由此可见，现有技术中电池盖板与极耳的连接结构存在安全隐患，稳定性较差。现有技术中为了避免由于软连接或极耳与电池壳体接触导致的电池短路，往往会增加电芯与端盖之间的间距来实现对导电带的处理，但是这样又会造成电芯内部的空间利用率降低，无法满足市场对电池能量密度越来越高的要求。如果为了避免短路而在壳体内壁上粘贴绝缘层，则会降低装配效率，也不便于自动化装配。

发明内容

本发明的目的是提供一种电池盖板与极耳的连接结构，以及一种电池装配方法，能够解决现有的电池结构存在安全隐患、可靠性差的问题。

本发明中电池盖板与极耳的连接结构采用的技术方案如下。

电池盖板与极耳的连接结构，包括电池盖板、电芯和用于连接电芯与电池盖板的导电带，所述导电带折叠布置在电池盖板与电芯之间，所述电池盖板的内侧设有绝缘支撑件，绝缘支撑件具有用于容纳折叠的导电带的导电带容纳槽，所述导电带容纳槽具有隔离在电池壳体厚度方向两侧的壳体内壁与折叠的导电带之间的槽壁。

有益效果：本发明采用上述技术方案，通过将导电带折叠布置在电池盖板与电芯之间的导电带容纳槽内，能够通过导电带容纳槽的槽壁将导电带与电池壳体厚度方向两侧的壳体内壁隔离，从而避免导电带与电池壳体接触，提高可靠性，同时，导电带在折叠前能够使电池盖板与电芯之间具有较大的间距，从而便于导电带与电池盖板和/或电芯的连接，便于装配。同时，由于导电带设置在导电带容纳槽中以后能够避免导电带与电池壳体接触，因此不需要在电芯与端盖之间设置较大的间距，有利于减小尺寸和体积，提高电池能量密度。

作为一种优选的技术方案，所述绝缘支撑件固定在电池盖板上。

采用该方案能够减少零部件数量，减少工序，使电池装配更简单。

作为一种优选的技术方案，所述绝缘支撑件具有用于与所述电芯的端面沿垂直于电池盖板的方向挡止配合的挡止部。

绝缘支撑件上设置挡止部能够对电芯起到定位作用，避免电芯在电池壳体内窜动，从而能够进一步提高可靠性和安全性。

在设置挡止部的基础上，作为一种优选的技术方案，所述挡止部包括所述导电带容纳槽的槽口口沿。

导电带容纳槽的槽口口沿作为挡止部能够更大限度地对导电带起到隔离作用，进一步提高隔离效果。

在设置挡止部的基础上，作为一种优选的技术方案，所述绝缘支撑件的两端设有绝缘支撑台，导电带容纳槽位于两端的绝缘支撑台之间，所述绝缘支撑台具有用于与所述电芯的端面沿垂直于电池盖板的方向挡止配合的挡止面，所述挡止部包括所述绝缘支撑台。

设置绝缘支撑台能够对电池壳体宽度方向两侧起到隔离作用，同时支撑台具有较大的挡止面积，能够保证电芯的可靠定位。

作为一种优选的技术方案，所述导电带具有与电池盖板连接的盖板连接段和与电芯连接的电芯连接段，盖板连接段与电芯连接段之间设有中间连接段，盖板连接段、中间连接段和电芯连接段折叠形成Z形。

Z形折叠的方案折弯方便，便于操作，有利于提高装配效率。

作为一种优选的技术方案，所述导电带固定连接在电芯上引出的极耳上，所述极耳与导电带相连的部分折弯布置以与电池盖板平行。

采用该技术方案能够进一步减小电池尺寸，提高电池能量密度。

作为一种优选的技术方案，所述导电带的折弯处预设有折痕。

设置折痕能够方便折弯，并且有利于控制折弯尺寸和形状，提高一致性和可靠性。

在设置绝缘支撑台的基础上，所述电池盖板包括正极盖板和负极盖板，所述正极盖板和负极盖板分别设置在电池的相背两侧，所述电芯插设在电池的电池壳体内，所述电芯的宽度方向两侧设有垂直于电池盖板延伸的侧板，所述侧板的一端与正极盖板或负极盖板上的绝缘支撑台搭接、另一端与电芯的对应端平齐。

设置侧板能够对正极盖板或负极盖板进行定位，并且便于装入电池壳体，从而有利于提高装配效率、保证装配质量。

在设置侧板的基础上，与所述侧板搭接的绝缘支撑台的侧面上设有供侧板固定的卡扣。

设置卡扣结构简单，操作方便，定位效果好。

在设置侧板的基础上，所述侧板与电芯之间粘接有胶带。

胶带能够进一步提高电池盖板和侧板的定位可靠性，工艺成熟，操作方便。

在设置盖板连接段、中间连接段的基础上，作为一种优选的技术方案，所述电池盖板包括正极盖板，导电带包括与正极盖板连接的正极导电带，正极导电带的盖板连接段与中间连接段之间设有耐高温隔离片。

设置耐高温隔离片的作用是，在正极导电带熔断时，防止熔断后的盖板连接段与中间连接段粘连在一起，从而保证电路的断开，及时切断故障。

以上优选的技术方案可以单独采用，也可以两个以上组合采用。

本发明中电池装配方法采用的技术方案如下。

电池装配方法，该方法包括以下步骤：步骤一、将电池盖板与电芯通过可折叠的导电带连接；步骤二、将电池盖板向电芯的极耳引出端扣合，使得导电带折叠到电池盖板内侧的绝缘支撑件上设置的导电带容纳槽内。

有益效果：本发明采用上述技术方案，导电带在折叠前能够使电池盖板与电芯之间具有较大的间距，从而便于导电带与电池盖板和/或电芯的连接，便于装配，并且通过将导电带折叠布置在电池盖板与电芯之间的导电带容纳槽内，能够通过导电带容纳槽的槽壁将导电带与电池壳体厚度方向两侧的壳体内壁隔离，从而避免导电带与电池壳体接触，提高可靠性，不需要在电芯与端盖之间设置较大的间距，有利于减小尺寸和体积，提高电池能量密度。

作为一种优选的技术方案，所述绝缘支撑件采用的是固定在电池盖板上的绝缘支撑件。

作为一种优选的技术方案，所述电芯通过其端面与绝缘支撑件的挡止配合定位在电池壳体内。

在将电芯通过绝缘支撑件定位的技术上，作为一种优选的技术方案，所述导电带容纳槽的槽口口沿与电芯的端面挡止配合。

在将电芯通过绝缘支撑件定位的技术上，作为一种优选的技术方案，所述绝缘支撑件的两端设有绝缘支撑台，导电带容纳槽位于两端的绝缘支撑台之间，所述绝缘支撑台与电芯的端面挡止配合。

作为一种优选的技术方案，所述导电带具有与电池盖板连接的盖板连接段和与电芯连接的电芯连接段，盖板连接段与电芯连接段之间设有中间连接段，盖板连接段、中间连接段和电芯连接段按照Z形折叠。

作为一种优选的技术方案，步骤二中还包括将电池的极耳与导电带相连的部分折弯成与电池盖板平行的步骤。

作为一种优选的技术方案，所述电池盖板包括正极盖板和负极盖板，所述正极盖板和负极盖板分别设置在电池的相背两侧，正极盖板和负极盖板的任意一个经过所述步骤一处理后，与电芯共同从电池壳体上与正极盖板和负极盖板的另一个所对应的一端插入电池壳体内，然后对正极盖板和负极盖板的另一个进行所述步骤一的处理。

作为一种优选的技术方案，电池装配方法还包括在导电带的折弯处预设折痕的步骤。

以上优选的技术方案可以单独采用，也可以两个以上组合采用。

附图说明

图1是电池盖板与极耳的连接结构的一个实施例的电芯的结构示意图；

图2是电芯与正极盖板的连接结构示意图；

图3是正极盖板扣合到电芯上以后的结构示意图；

图4是正极盖板扣合到电芯上以后的剖视图（剖切面垂直于电池盖板和壳体的厚度方向侧面）；

图5是侧板与电芯、正极盖板的组装状态示意图；

图6是电芯上连接负极极耳的结构示意图；

图7是图6中的电芯装入电池壳体后的结构示意图；

图8是电芯与负极盖板的连接结构示意图；

图9是电池组装完成后的结构示意图；

图10是图9的剖视图（剖切面垂直于电池盖板和壳体的厚度方向侧面）。

图中各附图标记所对应的组成部分的名称为：1-电池壳体，2-电芯，3-正极极耳，4-负极极耳，5-正极盖板，6-负极盖板，7-正极软连接，8-负极软连接，9-负极柱板，10-绝缘支撑件，11-绝缘支撑台，12-边框，13-导电带容纳槽，14-折痕，15-卡扣，16-侧板，17-胶带，18-麦拉膜，19-正极极耳焊印，20-负极极耳焊印，21-耐高温隔离片。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

本发明中电池盖板与极耳的连接结构的一个实施例如图1至图10所示，是一种两头出极耳的锂离子电池上采用的连接结构，锂离子电池包括方形的电池壳体1，电池壳体1内装填有电芯2，电芯2的长度方向两端引出有极耳，电池壳体1的长度方向两端设有开口，开口处设置有电池盖板，电池盖板包括正极盖板5和负极盖板6，分别对应于正极极耳3和负极极耳4。正极盖板5和负极盖板6上均设有电极接触端子，分别为正极接触端子和负极接触端子，正极接触端子和负极接触端子分别与相应侧的极耳通过正极软连接7和负极软连接8导通，正极软连接7和负极软连接8分别形成正极导电带和负极导电带。正极软连接7和负极软连接8均采用可折叠结构，电池组装时以波浪形折叠。

如图1至5所示，电池盖板包括盖板主体和设置在盖板主体内侧的绝缘支撑件10，电池盖板包括正极盖板5和负极盖板6。绝缘支撑件10的长度方向两端分别设有绝缘支撑台11，两绝缘支撑台11之间连接有两条边框12，使得绝缘支撑件10整体为长方体结构，边框12和绝缘支撑台11围成用于容纳折叠的导电带的导电带容纳槽13。导电带容纳槽13具有隔离在电池壳体1厚度方向两侧的电池壳体1内壁与折叠的导电带之间的槽壁，本实施例中即连接在两绝缘支撑台11之间的边框12。绝缘支撑台11具有用于与电芯2的端面沿垂直于电池盖板的方向挡止配合的挡止面，边框12具有用于与电芯2的端面沿垂直于电池盖板的方向挡止配合的顶边，绝缘支撑台11的挡止面和边框12的顶面形成用于与电芯2的端面沿垂直于电池盖板的方向挡止配合的挡止部，用于对电芯2在壳体内进行定位，并能够彻底将电池壳体的内壁与软连接隔离，提高安全性能和可靠性。

盖板组装到壳体上时，导电带和极耳被折弯，极耳与导电带相连的部分折弯至与电池盖板平行，当然，该平行是指延伸方向大致一致即可，并不需要精确地平行。折叠后的导电带具有与电池盖板连接的盖板连接段和与电芯2连接的电芯连接段，盖板连接段与电芯连接段之间设有中间连接段，盖板连接段、中间连接段和电芯连接段折叠形成Z形。为了便于折弯和保证折弯长度，导电带的折弯处预设有折痕14。另外，在正极盖板5上，导电带容纳槽13的槽底壁的一侧与槽侧壁之间具有间隔，正极导电带从该间隔内引出，并且正极导电带的盖板连接段与中间连接段之间设有耐高温隔离片21，耐高温隔离片21嵌入导电带容纳槽13的槽底壁。在正极导电带熔断时，耐高温隔离片21用于防止熔断后的盖板连接段与中间连接段粘连在一起。在其他实施例中，耐高温隔离片21也可以采用其他方式设置，例如固定到导电带容纳槽13的槽底内壁上。

电芯2的宽度方向两侧设有垂直于电池盖板延伸的侧板16，侧板16的一端与正极盖板5或负极盖板6上的绝缘支撑台11搭接、另一端与电芯2的对应端平齐。为了使侧板16与电芯2良好固定和给装配带来便利，与侧板16搭接的绝缘支撑台11的侧面上设有供侧板16固定的卡扣15，侧板16与电芯2之间粘接有胶带17。

本实施例中，为了进一步提升安全性能，电芯2的外侧面通过胶带17粘贴有麦拉膜18，胶带17在电芯2的极耳引出端以U形布置，从而能够同时对电芯2两侧的麦拉膜18进行固定。为了更好地装配，侧板16上的胶带17在电芯2宽度方向两侧也以U形布置，并且位于正极端的麦拉膜18固定胶带17沿正极盖板5的盖合方向跨接在正极侧的绝缘支撑件10与电芯2之间，能够对正极盖板5起到预固定的作用。

上述锂离子电池的装配过程如下，该过程也是本发明中电池装配方法的一个实施例。

1.给电芯2的外侧面包覆麦拉膜18，并将麦拉膜18用胶带17固定在电芯2上，胶带17在电芯2的极耳引出端以U形布置，正极极耳3和负极极耳4分别从麦拉膜18两端引出；

2.正极软连接7提前预焊到正极盖板5上，且正极软连接7提前做有折痕14，便于正极软连接7弯折；

3.将正极软连接7焊接到正极极耳3上，可以按照正极极耳焊印19焊接；此时正极软连接7还未折叠，正极盖板5与电芯2距离较大，便于正极软连接7与正极极耳3焊接；

4.将正极盖板5朝电芯2的端面翻转，向电芯2设有正极极耳3的一端扣合，正极绝缘支撑件10支撑到电芯2的正极极耳3端的麦拉膜18上；同时，正极盖板5上正极绝缘支撑件10两端的绝缘支撑台11和电芯2容纳槽的槽口口沿（即边框12的顶面）顶紧电芯2，起到固定电芯2的作用，正极软连接7和正极极耳3整体弯折成“Z”形后藏在中间的导电带容纳槽13内，导电带容纳槽13对正极的引出结构起到防护和固定作用；

5.将侧板16通过端部的适配卡扣15卡在正极绝缘支撑件10两侧的凸台所形成的卡扣15上，然后使用胶带17将侧板16固定到正极盖板5和麦拉膜18上；位于正极端的麦拉膜18固定胶带17沿正极盖板5的盖合方向跨接在正极侧的正极绝缘支撑件10与电芯2之间；

6.如图6所示，将负极软连接8通过超声波焊接到电芯2负极极耳4上，可以按照负极极耳焊印20焊接；负极软连接8提前做有折痕14，便于软连接弯折；

7.将连接有正极盖板5和负极软连接8的电芯2从电池壳体1的负极端开口送入电池壳体1，正极盖板5贴紧电池壳体1的正极端开口，负极软连接8从另一端面引出；

8.将负极软连接8通过激光焊接到负极盖板6内侧的负极柱板9上；

9.将负极盖板6朝电芯2的端面翻转，向电芯2设有负极极耳4的一端扣合，负极绝缘支撑件10支撑到电芯2的负极极耳4端的麦拉膜18上；同时，负极盖板6上负极绝缘支撑件10两端的绝缘支撑台11和电芯2容纳槽的槽口口沿（即边框12的顶面）顶紧电芯2，起到固定电芯2的作用，负极软连接8和负极极耳4整体弯折成“Z”形后藏在中间的导电带容纳槽13内，导电带容纳槽13对负极的引出结构起到防护和固定作用；

10. 将正极盖板5和负极盖板6通过激光焊接到电池壳体1的两端开口处；

通过正极盖板5和负极盖板6内部的绝缘支撑件10顶紧电芯2，正极引出和负极引出呈“Z”型折叠后分别置于正极盖板5和负极盖板6内部的导电带容纳槽13，对正、负极的引出结构起到绝缘和防护作用，结构简单，绝缘安全性优良，电池内部空间利用率很高，装配方便，便于自动化作业。

在上述实施例中，绝缘支撑件10固定在电池盖板上，在本发明的其他实施例中，绝缘支撑件10也可以与电池盖板主体分体布置，此时绝缘支撑件10上应当设置导电带穿孔，装配时首先使导电带穿过绝缘支撑件10上的导电带穿孔，然后连接到电极接触端子上。

在上述实施例中，导电带容纳槽13为的槽侧壁为封闭结构，在其他实施例中，导电带容纳槽13也可以是通槽，例如仅有上述的边框12形成的容纳槽。另外，导电带容纳槽13的槽侧壁也可以是间断结构。

在上述实施例中，绝缘支撑件10具有与电芯2的端面沿垂直于电池盖板的方向挡止配合的挡止部，并且挡止部包括导电带容纳槽13的槽口口沿和绝缘支撑件10两端的绝缘支撑台11；在本发明的其他实施例中，由于导电带容纳槽13已经能够起到隔离电池壳体1的作用，因此绝缘支撑件10与电芯2也可以不形成挡止关系；另外，电池组装完成后，绝缘支撑件10的挡止部可以与电芯2存在间隔，电芯2出现窜动时与电芯2形成挡止，起到阻挡作用。再者，也可以仅依靠导电带容纳槽13的槽口口沿或绝缘支撑件10两端的绝缘支撑台11作为挡止部，还可以设置其他的挡止部，例如在盖板本体内侧设置支撑柱。

在上述实施例中，导电带折叠形成Z形，在其他实施例中，导电带的折叠层数和形状也可以更改，例如也可以成V形折叠，再如成U形折叠，再如成W形折叠。导电带上也可以不设置折痕14，组装时依靠治具来保证折叠形状。

另外，在其他实施例中，电池组装时可以先连接负极盖板6，再连接正极盖板5，还可以先将电芯2装入壳体内，再组装正极盖板5和负极盖板6，而软连接可以预先连接到电芯2上，或者预先连接到电池盖板上。

再者，在上述实施例中，极耳从电芯2的两相背侧引出，在其他实施例中，极耳也可以从电芯2的同一侧引出，此时，正极盖板5和负极盖板6可以是分体结构，也可以是一体结构，均可以采用折叠的导电带实现装配，并通过导电带容纳槽13保证安全性。

最后需要说明的是，以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行不需付出创造性劳动的修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.电池盖板与极耳的连接结构，包括电池盖板、电芯和用于连接电芯与电池盖板的导电带，其特征在于：所述导电带折叠布置在电池盖板与电芯之间，所述电池盖板的内侧设有绝缘支撑件，绝缘支撑件具有用于容纳折叠的导电带的导电带容纳槽，所述导电带容纳槽具有隔离在电池壳体厚度方向两侧的壳体内壁与折叠的导电带之间的槽壁。

2.根据权利要求1所述的电池盖板与极耳的连接结构，其特征在于：所述绝缘支撑件固定在电池盖板上。

3.根据权利要求1或2所述的电池盖板与极耳的连接结构，其特征在于：所述绝缘支撑件具有用于与所述电芯的端面沿垂直于电池盖板的方向挡止配合的挡止部。

4.根据权利要求3所述的电池盖板与极耳的连接结构，其特征在于：所述挡止部包括所述导电带容纳槽的槽口口沿。

5.根据权利要求3所述的电池盖板与极耳的连接结构，其特征在于：所述绝缘支撑件的两端设有绝缘支撑台，导电带容纳槽位于两端的绝缘支撑台之间，所述绝缘支撑台具有用于与所述电芯的端面沿垂直于电池盖板的方向挡止配合的挡止面，所述挡止部包括所述绝缘支撑台。

6.根据权利要求1或2所述的电池盖板与极耳的连接结构，其特征在于：所述导电带具有与电池盖板连接的盖板连接段和与电芯连接的电芯连接段，盖板连接段与电芯连接段之间设有中间连接段，盖板连接段、中间连接段和电芯连接段折叠形成Z形。

7.根据权利要求1或2所述的电池盖板与极耳的连接结构，其特征在于：所述导电带固定连接在电芯上引出的极耳上，所述极耳与导电带相连的部分折弯布置以与电池盖板平行。

8.根据权利要求1或2所述的电池盖板与极耳的连接结构，其特征在于：所述导电带的折弯处预设有折痕。

9.根据权利要求5所述的电池盖板与极耳的连接结构，其特征在于：所述电池盖板包括正极盖板和负极盖板，所述正极盖板和负极盖板分别设置在电池的相背两侧，所述电芯插设在电池的电池壳体内，所述电芯的宽度方向两侧设有垂直于电池盖板延伸的侧板，所述侧板的一端与正极盖板或负极盖板上的绝缘支撑台搭接、另一端与电芯的对应端平齐。

10.电池装配方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一、将电池盖板与电芯通过可折叠的导电带连接；步骤二、将电池盖板向电芯的极耳引出端扣合，使得导电带折叠到电池盖板内侧的绝缘支撑件上设置的导电带容纳槽内。