CN118523016A - 盖板组件及电池 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电池技术领域,公开了一种盖板组件及电池,盖板组件包括:盖板;支撑件,设置在盖板的一侧,支撑件上远离盖板的一侧具有沿支撑件的长度方向间隔设置第一凸台和第二凸台,第一凸台与第二凸台朝向远离盖板的方向凸起,第一凸台与第二凸台之间形成凹陷部,凹陷部适于容纳极组上的极耳;保护板,设置在支撑件远离盖板的一侧,保护板包括基板和支撑筋,基板上靠近支撑件的一侧固定连接支撑筋,基板与支撑件上的凸台相抵接,基板上远离支撑筋的另一侧呈平面,基板上开设有避让槽,以供极耳穿过,避让槽与支撑筋间隔设置,支撑筋位于凹陷部内且与凹陷部的底面抵接。保护板的平面与极组接触,提高极组受力均匀性。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域,具体涉及盖板组件及电池。
背景技术
锂离子电池通常包括壳体、极组、盖板、支撑件等组件。其中,盖板和壳体通过激光焊接固定,提供具有足够强度的密闭保护空间,以安装极组;支撑件位于盖板与极组之间,起到绝缘防护的作用,支撑件上朝向极组的一侧形成凹陷部,以提供极耳弯折空间,凹陷部以外的部分形成凸台,凸台与极组相抵接,以支撑极组、防止极组窜动。
由于盖板集成由防爆阀、极柱、注液孔、温感区等多种功能,空间设计往往非常紧张,随着对电池结构件过流要求的不断提高,需要最大限度增加极耳宽度来以满足过流需求,为合理利用盖板上的空间,盖板上的极柱通常偏心设计,因此,极组上的极耳通常需要偏心设计。对应地,支撑件上的凹陷部偏心设计,使得凹陷部两侧的两个凸台的大小不一致,较小的一个凸台与极组的接触面积远远小于较大的一个凸台与极组的接触面积,在组装电池后,两个凸台对应的极组两侧处受力不均,较小的一个凸台对极组的压强较高,容易出现较小的一个凸台对应的一侧极组过压的情况,极组被压伤比例很高,影响电池装配良率。
发明内容
有鉴于此,本发明提供了一种盖板组件及电池,以解决极组受力不均的问题。
第一方面,本发明提供了一种盖板组件,包括:盖板;支撑件,设置在所述盖板的一侧,所述支撑件上远离所述盖板的一侧具有沿所述支撑件的长度方向间隔设置第一凸台和第二凸台,所述第一凸台与所述第二凸台朝向远离所述盖板的方向凸起,所述第一凸台与所述第二凸台之间形成凹陷部,所述凹陷部适于容纳极组上的极耳;保护板,设置在所述支撑件远离所述盖板的一侧,所述保护板包括基板和支撑筋,所述基板上靠近所述支撑件的一侧固定连接所述支撑筋,所述基板与所述支撑件上的凸台相抵接,所述基板上远离所述支撑筋的另一侧呈平面,所述基板上开设有避让槽,以供所述极耳穿过,所述避让槽与所述支撑筋间隔设置,所述支撑筋位于所述凹陷部内且与所述凹陷部的底面抵接。
有益效果:通过在支撑件远离盖板的一侧增加保护板,在盖板组件安装到电池中时,在支撑件与极组之间增加了保护板,保护板的基板上呈平面的一侧与极组接触,即保护板通过平面与极组抵接,与传统的仅通过支撑件上的凸台与极组接触的形式相比,增大了盖板组件与极组的接触面积,避免因支撑件上的第一凸台、第二凸台大小不相等而导致极组沿长度方向的两端受力不均,从而在盖板组件压紧极组时,提高极组的受力的均匀性,避免极组局部过压,提高极组在沿长度方向上的两端的受压平衡度,防止极组局部受力集中而受损,降低极组被压伤的风险,提高电池装配良率;并且,通过在保护板上设置支撑筋,增大保护板的结构强度,并且支撑筋位于支撑件上的第一凸台与第二凸台之间的凹陷部内,支撑筋支撑于基板与支撑件之间,避免基板与凹陷部相对应的部分朝向靠近支撑件的方向弯曲变形而导致与极组分离,进一步提高极组受力的均匀性;同时,通过在基板上开设避让槽,为极组上的极耳提供避让空间,保证极耳顺利穿过保护板而进入到支撑件的凹陷部中,以便于实现极耳与盖板上的极柱连接。
在一种可选的实施方式中,所述避让槽朝向所述基板的一侧边开口。
有益效果:通过将避让槽开设在基板的一个侧边处,一方面便于避让槽的加工成型,另一方面,也便于与极耳的装配,同时,也为支撑筋预留更多的设计空间,有利于提高支撑筋的结构强度,从而提高保护板的可靠性。
在一种可选的实施方式中,所述避让槽沿所述保护板的宽度方向的尺寸W1的取值范围为:2.3 mm-3.5 mm。
有益效果:通过设置避让槽沿宽度方向的尺寸W1在2.3 mm-3.5 mm范围内取值,既可以向极耳预留足够的避让空间,防止损伤极耳,又可以避免极组受力不均,还可以保证保护板的结构强度。
在一种可选的实施方式中,所述避让槽沿所述保护板的宽度方向的尺寸W1与所述极耳的厚度H0之间的比值的取值范围为:2.3≤W1/H0≤11.7。
有益效果:通过设置避让槽的宽度W1与极耳的厚度H0的比值在2.3-11.7范围内取值,既可以保证避让槽为极耳的折弯提供足够的避让空间,防止保护板与极耳发生干涉,从而避免损伤极耳,又可以保证保护板具有足够的结构强度,并避免极组受力不均。
在一种可选的实施方式中,所述避让槽沿所述保护板的长度方向的尺寸为L1,所述极耳沿所述保护板的长度方向的尺寸为L2,其中,L1大于L2,且L1与L2相差6 mm-8 mm;和/或,所述基板的厚度H1的取值范围为0.8 mm-1.2 mm。
有益效果:通过设置避让槽沿长度方向的尺寸L1大于极耳沿长度方向的尺寸L2,并且L1比L2增大的值在6 mm-8 mm范围内取值,既可以保证避让槽为极耳预留足够的空间,防止损伤极耳,又可以提高极耳的受力均匀性。通过设置基板的厚度H1的在0.8 mm-1.2 mm范围内取值,既可以保证基板能够顺利成型且具有足够的结构强度,保证极组的受力均匀性,又可以避免保护板占用过多的电池内部空间而压伤极组,还可以避免因保护板重量过大而影响电池的能量密度。
在一种可选的实施方式中,所述支撑筋的高度H2的取值范围为:2.5 mm-3 mm;和/或,所述支撑筋沿所述保护板的宽度方向的尺寸W2的取值范围为:3 mm-5 mm;和/或,所述支撑筋与所述避让槽之间的距离W3的取值范围为1.5 mm-2.5 mm。
有益效果:通过设置支撑筋的高度H2在2.5 mm-3 mm范围内取值,既可保证支撑筋能够在基板与支撑件之间起到稳定的支撑作用,提高保护板的稳定性,避免出现因保护板中间段与极组受力接触不良而导致的极组与凸台对应处局部被压伤的情况出现,又可以避免支撑筋过度挤压而对极耳造成损伤。通过设置支撑筋的宽度W2在3 mm-5 mm范围内取值,既可以保证支撑筋具有足够的支撑强度,又可以保证避让槽具有足够的宽度尺寸,从而避免损伤极耳。通过设置支撑筋与避让槽之间的距离W3在1.5 mm-2.5 mm范围内取值,既可以保证给极耳的折弯预留足够的空间,保证对极耳折弯避让足够,避免极耳损伤,又可以保证支撑筋具有足够的支撑强度,提高结构稳定性。
在一种可选的实施方式中,所述基板上朝向所述支撑件的一侧设置有卡扣,所述支撑件朝向所述保护板的一侧对应设置有卡槽,所述卡扣与所述卡槽卡接。
有益效果:通过在基板上设置卡扣,并在保护板上设置对应的卡槽,通过卡扣与卡槽的配合,实现基板与保护板的装配,卡扣与卡槽结构简单,易于成型,且配合方式牢固可靠,配合过程便于操作,有利于提高保护板与支撑件组装后的稳定性,提高装配效率。
在一种可选的实施方式中,所述卡扣包括相间隔设置的两个卡接部,每个所述卡接部包括连接段和卡勾,所述连接段连接在所述基板与所述卡勾之间,每个所述卡勾朝向远离另一个所述卡勾的方向弯折。
有益效果:通过设置卡扣包括两个相间隔的卡接部,且两个卡接部上的卡勾朝向相反的方向伸出,当卡扣插进卡槽过程中,卡槽的侧壁挤压卡勾,连接段轻微弹性变形,两个卡接部的顶端相互靠近,以便于卡勾进入卡槽,待卡勾进入卡槽后,连接段回弹,实现卡扣与卡槽卡接,便于卡扣进入卡槽,且装配后稳定性高。
在一种可选的实施方式中,所述基板与所述支撑件热熔连接。
有益效果:通过热压固定连接基板与凸台,无需设置额外的连接结构,保护板及支撑件的结构简单,热熔过程易操作,成本低。
第二方面,本发明还提供了一种电池,包括:壳体,具有开口端;极组,放置在所述壳体内,所述极组上具有极耳;上述的盖板组件,所述盖板组件设置在所述壳体的开口端,支撑件及保护板位于壳体内,盖板与所述壳体焊接,以封闭所述壳体。因为电池包括盖板组件,具有与盖板组件相同的效果,在此不再赘述。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本发明的一些实施方式,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为传统的电池正极侧的分解示意图;
图2为传统的电池负极侧的分解示意图;
图3为本发明实施例的一种支撑件的结构示意图;
图4为本发明实施例的一种保护板的结构示意图;
图5为图4中A的局部放大示意图;
图6为本发明实施例的另一种保护板的结构示意图;
图7为本发明实施例的一种保护板与支撑件装配前的位置关系示意图;
图8为本发明实施例的另一种保护板与支撑件装配后的结构示意图;
图9为本发明实施例的一种支撑件、保护板及极耳装配后的结构示意图;
图10为本发明实施例的一种电池的结构示意图;
图11为图10所示的电池的正视图;
图12为图10所示的电池的左视图;
图13为图12中B-B方向剖视图。
附图标记说明:
1、盖板;101、极柱;102、盖板保护贴片;2、支撑件;220、端板;201、第一凸台;202、第二凸台;203、凹陷部;204、卡槽;3、保护板;301、基板;302、支撑筋;303、避让槽;304、卡扣;305、卡接部;315、连接段;325、卡勾;335、导向面;4、极组;401、极耳;5、壳体;501、蓝膜;6、侧板;7、裸电芯绝缘片。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域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,都属于本发明保护的范围。
如图1至图2所示,电池通常由壳体5、极组4、蓝膜501、盖板1(集成极柱101、防爆阀、注液孔等)、支撑件、盖板保护贴片102、侧板6、裸电芯绝缘片7、电解液等组成。其中蓝膜501和盖板保护贴片102主要贴敷于壳体5和盖板1外表面,起到机械防护和绝缘作用;侧板6和裸电芯绝缘片7主要包覆于极组4外侧,起到保护极组4免受外界损伤和绝缘防护作用;支撑件主要提供极耳弯折空间、绝缘防护、支撑极组4、防止极组4窜动等;盖板1和壳体5通过激光焊接固定,提供具有足够强度的极组的密闭保护空间。
由于盖板1集成由防爆阀、极柱101、注液孔、温感区等多种功能,空间设计往往非常紧张,另外随着电池快充需求的不断提升,对结构件过流的要求不断提高,需要最大限度增加极耳401横截面积以满足过流需求,为适应盖板上空间的合理利用,极耳401需要偏心设计,支撑件上的第一凸台201大于第二凸台202,则第二凸台202与极组4接触面远远小于第一凸台201与极组4接触面,导致盖板组件入壳时,极组4两侧受力不均匀,导致出现极组4与第二凸台202所对应一侧过压,极组4被压伤比例很高,影响电芯装配良率。
下面结合图3至图13,描述本发明的实施例。
根据本发明的实施例,一方面,提供了一种盖板组件,如图1至图9所示,盖板组件包括:盖板1、支撑件2及保护板3。支撑件2设置在盖板1的一侧,支撑件2上远离盖板1的一侧具有沿支撑件2的长度方向间隔设置第一凸台201和第二凸台202,第一凸台201与第二凸台202朝向远离盖板1的方向凸起,第一凸台201与第二凸台202之间形成凹陷部203,凹陷部203适于容纳极组4上的极耳401;保护板3设置在支撑件2远离盖板1的一侧,保护板3包括基板301和支撑筋302,基板301上靠近支撑件2的一侧固定连接支撑筋302,基板301与支撑件2上的凸台相抵接,基板301上远离支撑筋302的另一侧呈平面,基板301上开设有避让槽303,以供极耳401穿过,避让槽303与支撑筋302间隔设置,支撑筋302位于凹陷部203内且与凹陷部203的底面抵接。
需要说明的是,长度方向指的是图3中箭头所指的“长度方向”;支撑件2上的凸台指的是第一凸台201及第二凸台202;凹陷部203的底面指的是支撑件2上位于凹陷部203所在区域内的部分朝向保护板3一侧的表面;极耳401穿过避让槽303后向凹陷部203内弯折,弯折后的极耳401用于与盖板1上的极柱101电性连接,弯折后的极耳401位于支撑筋302与凹陷部203的底面之间,支撑筋302将极耳401压在支撑件2上,即支撑筋302通过极耳401与支撑件2间接抵接;由于极耳401上具有焊印,支撑筋302抵接于极耳401的焊印上,不会对极耳401造成损伤。
应用本实施例的盖板组件,通过在支撑件2远离盖板1的一侧增加保护板3,在盖板组件安装到电池中时,在支撑件2与极组4之间增加了保护板3,保护板3的基板301上呈平面的一侧与极组4接触,即保护板3通过平面与极组4抵接,与传统的仅通过支撑件2上的凸台与极组4接触的形式相比,增大了盖板组件与极组4的接触面积,避免因支撑件2上的第一凸台201、第二凸台202大小不相等而导致极组4沿长度方向的两端受力不均,从而在盖板组件压紧极组4时,提高极组4的受力的均匀性,避免极组4局部过压,提高极组4在沿长度方向上的两端的受压平衡度,防止极组4局部受力集中而受损,降低极组被压伤的风险,提高电池装配良率;并且,通过在保护板3上设置支撑筋302,增大保护板3的结构强度,并且支撑筋302位于支撑件2上的第一凸台201与第二凸台202之间的凹陷部203内,支撑筋302支撑于基板301与支撑件2之间,避免基板301与凹陷部203相对应的部分朝向靠近支撑件2的方向弯曲变形而导致与极组4分离,进一步提高极组4受力的均匀性;同时,通过在基板301上开设避让槽303,为极组4上的极耳401提供避让空间,保证极耳401顺利穿过保护板3而进入到支撑件2的凹陷部203中,以便于实现极耳401与盖板1上的极柱101连接。
具体地,保护板3为绝缘材质,起到绝缘防护作用。可选地,保护板3的材质为PP(聚丙烯),绝缘性好。
优选地,支撑筋302与基板301一体成型,支撑筋302凸出基板301的表面,支撑筋302呈沿保护板3的长度方向延伸的长条形。
可选地,支撑件2为电池负极侧的下塑胶,进一步结合图2所示,负极侧的下塑胶与盖板1装配,下塑胶上具有第一凸台201、第二凸台202及凹陷部203,第二凸台202小于第一凸台201,对应地,极耳401为负极耳。可以理解,作为可替换的实施方式,支撑件2也可以是电池正极侧的端板220,进一步结合图1所示,正极侧的下塑胶直接连接在盖板1上且无凸台,端板220位于盖板1与极组4之间,端板220上朝向极组的一侧具有第一凸台201、第二凸台202及凹陷部203,对应地,极耳401为正极耳。
在一个实施例中,避让槽303朝向基板301的一侧边开口。通过将避让槽303开设在基板301的一个侧边处,一方面便于避让槽303的加工成型,另一方面,也便于与极耳401的装配,同时,也为支撑筋302预留更多的设计空间,有利于提高支撑筋302的结构强度,从而提高保护板3的可靠性。进一步结合图4及图6所示,避让槽303沿保护板3的厚度方向贯穿基板301,避让槽303设置在基板301上沿宽度方向的一侧的边缘,极耳401在避让槽303处折弯,极耳401通过避让槽303绕过保护板3后进入到支撑件2的凹陷部203中,以进一步与盖板1上的极柱101焊接。其中,宽度方向指的是图4及图6中箭头所指的“宽度方向”;厚度方向指的是图4及图6中箭头所指的“厚度方向”。
在一个实施例中,进一步结合图4所示,避让槽303沿保护板3的宽度方向的尺寸W1的取值范围为:2.3 mm-3.5 mm。需要说明的是,避让槽303沿保护板3的宽度方向的尺寸W1即避让槽303的宽度,避让槽303为极耳401进行让位,若避让槽303的宽度W1小于2.3 mm,则避让槽303沿宽度方向的尺寸过小,没有足够的空间供极耳401折弯转向,不利于极耳401通过,容易导致极耳401折弯处被压伤,从而影响电池的性能;若避让槽303的宽度W1大于3.5mm,则避让槽303沿宽度方向的尺寸过大,基板301上沿宽度方向与避让槽303相对应的实体部分的宽度过小,基板301的强度减弱,影响结构强度,也会容易导致极耳401折弯处被损伤,并且该实体部分与极组4接触面积过小,会造成极组沿宽度方向受压不平衡的问题出现,并且基板301上留给支撑筋302的设计空间过小,不利于支撑筋302的设置,会影响保护板3的结构强度,因此,通过设置避让槽303沿宽度方向的尺寸W1在2.3 mm-3.5 mm范围内取值,既可以向极耳401预留足够的避让空间,防止损伤极耳401,又可以避免极组4受力不均,还可以保证保护板3的结构强度。其中,宽度方向指的是图4中箭头所指的“宽度方向”。
在一个实施例中,避让槽303沿保护板3的宽度方向的尺寸W1与极耳401的厚度H0之间的比值的取值范围为:2.3≤W1/H0≤11.7。需要说明的是,极耳401的厚度H0如图13所示,极耳401的厚度H0与电池的种类、电池容量大小等有关,根据电池的不同,H0的取值范围为0.3-1.0mm。避让槽303的宽度W1与极耳401的厚度H0的比值越大,说明避让槽303对极耳401的让位越多,干涉越少,若避让槽303的宽度W1与极耳401的厚度H0的比值小于2.3,比值太小,在极耳401的厚度H0为确定值的情况下,则避让槽303的宽度过小,避让槽303不能为极耳401提供足够的折弯转向空间,保护板3极易与极耳401发生干涉,容易导致极耳401折弯处被压伤,从而影响电池的性能;若避让槽303的宽度W1与极耳401的厚度H0的比值大于11.7,比值过大,虽然避让槽303为极耳401提供了足够的避让空间,但避让槽303的宽度过大会导致保护板3上的实体部分的宽度尺寸过小,减弱保护板3的结构强度,不利于保护板3发挥保护支撑作用,还可能会造成极组4沿宽度方向受压不平衡的问题。因此,通过设置避让槽303的宽度W1与极耳401的厚度H0的比值在2.3-11.7范围内取值,既可以保证避让槽303为极耳401的折弯提供足够的避让空间,防止保护板3与极耳401发生干涉,从而避免损伤极耳401,又可以保证保护板3具有足够的结构强度,并避免极组4受力不均。
在一个实施例中,进一步结合图4及图10所示,避让槽303沿保护板3的长度方向的尺寸为L1,极耳401沿保护板3的长度方向的尺寸为L2,其中,L1大于L2,且L1与L2相差6 mm-8 mm。需要说明的是,若在沿保护板3的长度方向上,避让槽303的尺寸L1与极耳401的尺寸L2相差值小于6 mm,则避让槽303比极耳401长出的尺寸过小,不能为极耳401的折弯预留足够的空间,基板301容易触碰到极耳401,不便于操作极耳401绕过保护板3;若避让槽303的尺寸L1与极耳401的尺寸L2相差值大于8 mm,则避让槽303比极耳401长出的尺寸过大,避让槽303占用基板301上过多的空间,基板301强度减弱,且基板301与极组4接触面积减小,不利于提高极组4的受力均匀性。因此,通过设置避让槽303沿长度方向的尺寸L1大于极耳401沿长度方向的尺寸L2,并且L1比L2增大的值在6 mm-8 mm范围内取值,既可以保证避让槽303为极耳401预留足够的空间,防止损伤极耳401,又可以提高极耳401的受力均匀性。其中,长度方向指的是图4中箭头所指的“长度方向”。
在一个实施例中,基板301的厚度H1的取值范围为0.8 mm-1.2 mm。基板301的一侧与支撑件2相抵接且另一侧与极组4相抵接,若基板301的厚度H1小于0.8 mm,则基板301的厚度过小,结构强度低,支撑强度弱,难以保证极组4的受力均匀性,且较难成型;若基板301的厚度H1大于1.2 mm,则基板301的厚度过大,占用电池内部过多的空间,会对极组4过度挤压,造成极组4的损伤,影响电池的性能,并且基板301的厚度过大会使得保护板3的重量增大,不利于提高电池的能量密度。因此,通过设置基板301的厚度H1的在0.8 mm-1.2 mm范围内取值,既可以保证基板301能够顺利成型且具有足够的结构强度,保证极组4的受力均匀性,又可以避免保护板3占用过多的电池内部空间而压伤极组4,还可以避免因保护板3重量过大而影响电池的能量密度。优选地,基板301的厚度H1为1 mm。其中,厚度指的是沿图4中箭头所指的“高度方向”的尺寸。
在一个实施例中,支撑筋302的高度H2的取值范围为:2.5 mm-3 mm。支撑筋302支撑在保护板3的基板301与支撑件2之间,若支撑筋302的高度小于2.5 mm,则支撑筋302的高度过小,支撑筋302距离凹陷部203底面的距离过大,支撑筋302无法经过极耳401与支撑件2相抵接,支撑筋302不能起到支撑作用,保护板3的稳定性较差,可能会出现保护板3中间段与极组4的接触受力不良,从而出现凸台将极组4的局部压伤的情况;若支撑筋302的高度大于3 mm,则支撑筋302的高度过大,超出凹陷部203的容纳范围,从而造成支撑筋302过度挤压极耳401的情况,造成极耳401损伤。因此,通过设置支撑筋302的高度H2在2.5 mm-3 mm范围内取值,既可保证支撑筋302能够在基板301与支撑件2之间起到稳定的支撑作用,提高保护板3的稳定性,避免出现因保护板3中间段与极组4受力接触不良而导致的极组4与凸台对应处局部被压伤的情况出现,又可以避免支撑筋302过度挤压而对极耳401造成损伤。其中,高度指的是沿图4中箭头所指的“高度方向”的尺寸。
在一个实施例中,支撑筋302沿保护板3的宽度方向的尺寸W2的取值范围为:3 mm-5 mm。支撑筋302设置在基板301上,支撑筋302的至少部分区段对应避让槽303,若支撑筋302的宽度尺寸W2小于3 mm,则支撑筋302的宽度过小,结构强度低,容易被压弯,支撑能力弱;若支撑筋302的宽度尺寸W2大于5 mm,则支撑筋302的宽度尺寸过大,占用过多保护板3的宽度方向上的空间,对应地,会压缩避让槽303的宽度尺寸,避让槽303的宽度尺寸过小,不能给极耳401的折弯预留足够的空间,容易损伤极耳401,从而影响电池的性能。因此,通过设置支撑筋302的宽度W2在3 mm-5 mm范围内取值,既可以保证支撑筋302具有足够的支撑强度,又可以保证避让槽303具有足够的宽度尺寸,从而避免损伤极耳401。
在一个实施例中,支撑筋302与避让槽303之间的距离W3的取值范围为1.5 mm-2.5mm。若支撑筋302与避让槽303之间的距离小于1.5 mm,则支撑筋302与避让槽303距离太近,极耳401弯折后容易被损伤;若支撑筋302与避让槽303之间的距离大于2.5 mm,则支撑筋302与避让槽303距离太远,由于基板301的宽度是一定的,则基板301沿宽度方向上留给支撑筋302的设计空间过小,导致支撑筋302的宽度过小,使得支撑筋302的结构强度低,容易被压弯,支撑能力弱,极耳401损伤率升高。因此,通过设置支撑筋302与避让槽303之间的距离W3在1.5 mm-2.5 mm范围内取值,既可以保证给极耳401的折弯预留足够的空间,保证对极耳401折弯避让足够,避免极耳401损伤,又可以保证支撑筋302具有足够的支撑强度,提高结构稳定性。
在一个实施例中,基板301上朝向支撑件2的一侧设置有卡扣304,支撑件2朝向保护板3的一侧对应设置有卡槽204,卡扣304与卡槽204卡接。通过在基板301上设置卡扣304,并在保护板3上设置对应的卡槽204,通过卡扣304与卡槽204的配合,实现基板301与保护板3的装配,卡扣304与卡槽204结构简单,易于成型,且配合方式牢固可靠,配合过程便于操作,有利于提高保护板3与支撑件2组装后的稳定性,提高装配效率。
优选地,卡扣304的数量为两个,在沿保护板3的长度方向上,支撑筋302的两侧各设置一个卡扣304;支撑件2的第一凸台201和第二凸台202上各设置有一个卡槽204,两个卡扣304与两个卡槽204一一对应配合,保护板3连接在支撑件2两端的凸台上,以提高保护板3与支撑件2装配的稳定性。
在一个实施例中,卡扣304包括相间隔设置的两个卡接部305,每个卡接部305包括连接段315和卡勾325,连接段315连接在基板301与卡勾325之间,每个卡勾325朝向远离另一个卡勾325的方向弯折。通过设置卡扣304包括两个相间隔的卡接部305,且两个卡接部305上的卡勾325朝向相反的方向伸出,当卡扣304插进卡槽204过程中,卡槽204的侧壁挤压卡勾325,连接段315轻微弹性变形,两个卡接部305的顶端相互靠近,以便于卡勾325进入卡槽204,待卡勾325进入卡槽204后,连接段315回弹,实现卡扣304与卡槽204卡接,便于卡扣304进入卡槽204,且装配后稳定性高。
优选地,卡槽204为贯穿凸台的实体部分的的通孔,每个卡扣304对应的两个卡勾325的外侧边之间的距离大于对应的通孔的尺寸,其中,凸台指的是第一凸台201和/或第二凸台202;卡勾325上远离所述连接段315的一侧设置有倒角,以形成导向面335,在卡扣304插入卡槽204过程中,导向面335为卡扣304提供导向,便于卡勾325穿过卡槽204。
另外,在其他实施例中,基板301与支撑件2热熔连接。在组装过程中,待保护板3与支撑件2对齐后,对基板301和支撑件2的凸台进行热压,基板301与凸台熔融后,保护板3固定与支撑件2两端的凸台上,即可实现保护板3与支撑件2的固定连接,通过热压固定连接基板301与凸台,无需设置额外的连接结构,保护板3及支撑件2的结构简单,热熔过程易操作,成本低。
以下记述实际生产实例,对增加了保护板3的盖板组件和无保护板3的盖板组件分别入壳焊接后的极组4被损伤情况进行对比分析。
表1 极组压伤占比统计表
需要说明的是,电池装配完成后,极组损伤即为不合格,极组压伤比例即为不合格产品所占的百分比。对于实施例1至实施例6的电池,均增加了保护板3,且保护板3上的各项参数均在本申请限定的范围内,每个实施例包括若干电池,该组若干电池中的极耳被损伤的电池所占的百分比即为该实施例的极组压伤比例;对比例1至对比例6的电池,均无保护板3,每个实施例和与其相对应的对比例的区别仅在于有无保护板3,电池的其它结构均相同,具体地,比较例1与实施例1相对应,比较例2与实施例2相对应,……,以此类推。由表1可以看出,增加了保护板3的电池的极组压伤比例均低于无保护板3的电池的极组压伤比例,即通过增加保护板3可以有效改善传统的盖板入壳时造成极组受力不均匀到导致极组局部被压伤的情况,大大提高电池装配良率。
以下记述采用不同参数取值的保护板所组装的电池的装配结果,以对保护板3的参数取值进行验证。
表2为保护板3上的避让槽303沿宽度方向的W1、避让槽303沿宽度方向的尺寸W1与极耳401厚度H0的比值分别采用不同取值时,极耳损伤占比的统计结果。
表2 避让槽不同尺寸及其与极耳厚度比值对应的极耳损伤占比统计表
由表2可以看出,对于实施案例7至实施例14的电池,保护板3上的避让槽303的宽度W1的取值均在2.3 mm-3.5 mm范围内,避让槽303的宽度W1与极耳401的厚度H0的比值均在2.3至11.7范围内,极耳损伤占比分布在0.39%至0.62%范围内,极耳损伤占比较小;对于比较例7和比较例8的电池,避让槽303的宽度W1小于2.3 mm,不在本申请限定的范围内,避让槽303的宽度W1与极耳401的厚度H0的比值均小于2.3,也不在本申请限定的范围内,极耳损伤占比分别为3.65%和2.3%,均高于实施例7至实施例14中的极耳损伤占比;对于比较例9和比较例10的电池,避让槽303的宽度W1大于3.5 mm,也不在本申请限定的范围内,避让槽303的宽度W1与极耳401的厚度H0的比值均大于11.7,也不在本申请限定的范围内,极耳损伤占比分别为0.94%和1.01%,与比较例例7和比较例8的极耳损伤占相比有所减小,但仍高于实施例7至实施例14中的极耳损伤占比。综上,当避让槽303的宽度W1在本申请限定的范围内且避让槽303的宽度W1与极耳401的厚度H0的比值也在本申请限定的范围时,电池装配后的极耳损伤占比较小。即当避让槽303的宽度W1及避让槽303的宽度W1与极耳401的厚度H0的比值均在本申请限定的范围内时,可以减小极耳损伤,大大提高电池装配良率。
表3为保护板3上的支撑筋302与避让槽303之间的距离W3采用不同取值时,极耳损伤占比的统计结果。
表3 支撑筋与避让槽之间的不同距离对应的极耳损伤占比统计表
由表3可以看出,对于实施案例15至实施例22的电池,支撑筋302与避让槽303之间的距离W3的取值均在1.5 mm-2.5 mm范围内,极耳损伤占比分布在0.53%至0.84%之间范围内;对于比较例11和比较例12的电池,支撑筋302与避让槽303之间的距离W3小于1.5 mm,不在本申请限定的范围内,极耳损伤占比分别为2.41%和1.69%,均高于实施例15至实施例22中的极耳损伤占比;对于比较例13和比较例14的电池,支撑筋302与避让槽303之间的距离W3大于2.5 mm,不在本申请限定的范围内,极耳损伤占比分别为1.54%和2.31%,均高于实施例15至实施例22中的极耳损伤占比。综上,当支撑筋302与避让槽303之间的距离W3在本申请限定的范围内时,电池装配后的极耳损伤占比低于支撑筋302与避让槽303之间的距离W3不在本申请限定的范围内的电池装配后的极耳损伤占比。即当支撑筋302与避让槽303之间的距离W3在本申请限定的范围内时,可以减小极耳损伤,大大提高电池装配良率。
根据本发明的实施例,另一方面,还提供了一种电池,如图10至图13所示,电池包括:壳体5、极组4及上述的盖板组件,壳体5具有开口端;极组4放置在壳体5内,极组4上具有极耳401;盖板组件设置在壳体5的开口端,支撑件2及保护板3位于壳体5内,保护板3与极组相抵接,盖板1与壳体5焊接,以封闭壳体5。本实施例的电池通过在支撑件2与极组4之间保护板3,可以有效改善盖板组件入壳时极组4受力不均匀而导致极组4局部被压伤的情况,大大提高电池装配良率。并且实现方式简单,基本不增加成本。优选地,电池为锂离子电池。
本实施例的电池通过在支撑件2与极组4之间增加保护板3,可以有效改善传统方案中盖板组件入壳时,极组4受力不均匀而导致的极组4局部被压伤的情况,大大提高电池装配良率,并且实现方式简单,基本不增加成本。
虽然结合附图描述了本发明的实施例,但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型,这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (10)
1.一种盖板组件,其特征在于,包括:
盖板;
支撑件,设置在所述盖板的一侧,所述支撑件上远离所述盖板的一侧具有沿所述支撑件的长度方向间隔设置第一凸台和第二凸台,所述第一凸台与所述第二凸台朝向远离所述盖板的方向凸起,所述第一凸台与所述第二凸台之间形成凹陷部,所述凹陷部适于容纳极组上的极耳;
保护板,设置在所述支撑件远离所述盖板的一侧,所述保护板包括基板和支撑筋,所述基板上靠近所述支撑件的一侧固定连接所述支撑筋,所述基板与所述支撑件上的凸台相抵接,所述基板上远离所述支撑筋的一侧呈平面,以与所述极组相抵接,所述基板上开设有避让槽,以供所述极耳穿过,所述避让槽与所述支撑筋间隔设置,所述支撑筋位于所述凹陷部内且与所述凹陷部的底面抵接。
2.根据权利要求1所述的盖板组件,其特征在于,所述避让槽朝向所述基板的一侧边开口。
3.根据权利要求1所述的盖板组件,其特征在于,所述避让槽沿所述保护板的宽度方向的尺寸W1的取值范围为:2.3 mm-3.5 mm。
4.根据权利要求3所述的盖板组件,其特征在于,所述避让槽沿所述保护板的宽度方向的尺寸W1与所述极耳的厚度H0之间的比值的取值范围为:2.3≤W1/H0≤11.7。
5.根据权利要求1所述的盖板组件,其特征在于,所述避让槽沿所述保护板的长度方向的尺寸为L1,所述极耳沿所述保护板的长度方向的尺寸为L2,其中,L1大于L2,且L1与L2相差6 mm-8 mm;
和/或,所述基板的厚度H1的取值范围为0.8 mm-1.2 mm。
6.根据权利要求1所述的盖板组件,其特征在于,所述支撑筋的高度H2的取值范围为:2.5 mm-3 mm;
和/或,所述支撑筋沿所述保护板的宽度方向的尺寸W2的取值范围为:3 mm-5 mm;
和/或,所述支撑筋与所述避让槽之间的距离W3的取值范围为1.5 mm-2.5 mm。
7.根据权利要求1至6中任一项所述的盖板组件,其特征在于,所述基板上朝向所述支撑件的一侧设置有卡扣,所述支撑件朝向所述保护板的一侧对应设置有卡槽,所述卡扣与所述卡槽卡接。
8.根据权利要求7所述的盖板组件,其特征在于,所述卡扣包括相间隔设置的两个卡接部,每个所述卡接部包括连接段和卡勾,所述连接段连接在所述基板与所述卡勾之间,每个所述卡勾朝向远离另一个所述卡勾的方向弯折。
9.根据权利要求1至6中任一项所述的盖板组件,其特征在于,所述基板与所述支撑件热熔连接。
10.一种电池,其特征在于,包括:
壳体,具有开口端;
极组,放置在所述壳体内,所述极组上具有极耳;
权利要求1至9中任一项所述的盖板组件,所述盖板组件设置在所述壳体的开口端,支撑件及保护板位于壳体内,盖板与所述壳体焊接,以封闭所述壳体。
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