一種蓋板組件、含有該蓋板組件的電池和電池組的制作方法
【專利摘要】本實用新型涉及鋰離子電池領域，尤其涉及一種蓋板組件、含有該蓋板組件的電池和電池組。蓋板組件包括蓋板本體、設置在蓋板本體上的電極端子和防爆片，防爆片為由用于與蓋板本體焊接的焊接部和一面內凹、一面凸起的爆破部組成的臺階狀防爆片，爆破部上設置有刻痕。電池包括殼體、用于密封所述殼體的蓋板組件以及位于殼體內部的極芯，蓋板組件為本實用新型提供的蓋板組件。本實用新型還提供了一種電池組。本實用新型提供的蓋板組件，防爆片與蓋板焊接過程中，不會對防爆片上的刻痕造成損傷，防爆片性能良好并能夠提高電池安全性能。
【專利說明】
一種蓋板組件、含有該蓋板組件的電池和電池組
技術領域
[0001]本實用新型涉及鋰離子電池領域，尤其涉及一種蓋板組件、含有該蓋板組件的電池和電池組。
【背景技術】
[0002]隨著科技的不斷發(fā)展，鋰離子電池在各行各業(yè)中的使用越來越頻繁，對鋰離子電池安全性能的要求也就變得越來越高。
[0003]在鋰離子電池的使用過程中，難免會出現(xiàn)因各種原因導致電池內部溫度上升、壓力上升的情況;如果不能及時將電池內部的熱量或氣體排出，將會對鋰離子電池的使用壽命造成很大的影響。更嚴重的，將會導致鋰離子電池爆炸，嚴重影響其使用者的安全。
[0004]因此，在鋰離子電池中，對電池的泄壓、防爆設計，是必不可少的。在現(xiàn)有技術中，通過在電池的蓋板上設置防爆片或防爆閥來實現(xiàn)泄壓防爆的目的；在電池內部壓力過高時，防爆片破裂或防爆閥打開，使得氣體排出，防止電池發(fā)生爆炸等威脅到人生安全的情況。現(xiàn)有技術中的防爆片，往往采用平片打薄后刻痕來滿足起爆要求，這樣的防爆片在和蓋板進行焊接組合時，由于焊接處的熱效應存在，往往會導致焊接后防爆片的刻痕處收縮開裂，影響防爆片的安全性能?，F(xiàn)有技術中的蓋板為平板狀，厚度基本一致;使得蓋板和殼體在進行激光焊接時，焊接處距離防爆片距離偏小，而防爆片由于需要在一定壓力下起爆，所以刻痕處會減薄到到很小的厚度，這樣在蓋板焊接過程中產生的熱量會導致防爆片刻痕處的熱脹冷縮效應加大，導致防爆片破裂。
[0005]上述現(xiàn)有技術中提供的蓋板組件，防爆片與蓋板組裝的過程中，容易對防爆片尤其是防爆片上的刻痕造成損傷，影響防爆片的使用，會造成防爆片失效率上升。

【發(fā)明內容】

[0006]本實用新型旨在一定程度上解決上述至少一個技術問題，提供一種防爆片與蓋板焊接過程中，不會對防爆片上的刻痕造成損傷，防爆片性能良好并能夠提高電池安全性能的蓋板組件，同時本實用新型還提供了一種含有上述蓋板組件的電池及電池組。
[0007]為此，本實用新型提供了一種蓋板組件，包括蓋板本體、設置在蓋板本體上的電極端子和防爆片，所述防爆片為由用于與蓋板本體焊接的焊接部和一面內凹、一面凸起的爆破部組成的臺階狀防爆片，所述爆破部上設置有刻痕。
[0008]本實用新型提供的蓋板組件，通過將防爆片制作成臺階狀，刻痕設置在臺階狀防爆片的爆破部上，增加了刻痕與防爆片與蓋板本體焊接處的距離，焊接過程中產生的熱量不會影響到刻痕，不會導致防爆片損傷，防爆片性能良好并且能夠提高電池安全性能。
[0009]進一步，所述爆破部的厚度等于所述焊接部的厚度。
[0010]進一步，所述爆破部與所述焊接部為一體式結構。
[0011]優(yōu)選地，所述防爆片由平片中間向一側凸起而形成。
[0012]進一步，所述蓋板本體包括安裝區(qū)和用于與電池的殼體焊接的焊接區(qū)，所述安裝區(qū)的厚度大于焊接區(qū)的厚度，所述防爆片設置在所述安裝區(qū)上。
[0013]優(yōu)選地，所述焊接區(qū)位于所述安裝區(qū)的四周。
[0014]進一步，所述安裝區(qū)上設置有內凹的安裝平臺，所述防爆片安裝在所述安裝平臺上。
[0015]優(yōu)選地，所述焊接區(qū)的厚度等于電池的殼體的厚度。
[0016]本實用新型還提供了一種電池，包括殼體、用于密封所述殼體的蓋板組件以及位于殼體內部的極芯，其中，所述蓋板組件為本實用新型提供的蓋板組件。
[0017]本實用新型還提供了一種電池組，由若干單體電池相互串/并聯(lián)而成，其中，上述單體電池為本實用新型提供的電池。
[0018]本實用新型的附加方面和優(yōu)點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本實用新型的實踐了解到。
【附圖說明】
[0019]本實用新型的上述和/或附加的方面和優(yōu)點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0020]圖1是一個實施例中單體電池截面示意圖。
[0021]圖2是圖1中A的放大圖。
[0022]圖3是圖1中B的放大圖。
[0023]圖4是蓋板組件與極芯引出片的連接立體示意圖。
[0024I圖5是隔圈的整體結構示意圖。
[0025]圖6是一個實施例中防爆片與蓋板本體的連接示意圖。
[0026]圖7是一個實施例中蓋板本體的結構示意圖。
[0027]圖8是一個實施例中防爆片的結構示意圖。
[0028]圖9是一個實施例中單體電池的整體結構示意圖。
[0029]圖10是一個實施例中單體電池的內部結構窄面示意圖。
[0030]附圖標記
[0031]101第一排氣通道；102第二排氣通道；12蓋板本體；120焊接區(qū)；122安裝區(qū)；124安裝平臺；126注液孔；14電極端子；142絕緣密封件；144密封圈；146碟片；148凸緣；16防爆片；160焊接部；162爆破部；164刻痕；18隔圈；180側邊；182底面；1801卡槽;1802開口；19絕緣片;20殼體;30極芯;300極芯引出片;302水平部;304豎直部。
【具體實施方式】
[0032]下面詳細描述本實用新型的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，旨在用于解釋本實用新型，而不能理解為對本實用新型的限制。
[0033]在本實用新型的描述中，需要理解的是，術語“長度”、“寬度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性或者隱含指明所指示的技術特征的數量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隱含地包括一個或者更多個該特征。在本實用新型的描述中，“多個”的含義是兩個或兩個以上，除非另有明確具體的限定。
[0034]在本實用新型中，除非另有明確的規(guī)定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”、“固定”等術語應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以根據具體情況理解上述術語在本實用新型中的具體含義。
[0035]本實用新型的一個實施例中，如圖6和圖8所示及圖1所示，蓋板組件包括蓋板本體12、設置在蓋板本體12上的電極端子14和防爆片16，防爆片16為由用于與蓋板本體12焊接的焊接部160和一面內凹、一面凸起的爆破部162組成的臺階狀防爆片，爆破部162上設置有刻痕164。在該防爆片16上的刻痕164，由于臺階的存在，增加了刻痕164與蓋板本體12的距離；當焊接部160與蓋板本體12進行焊接時，降低了焊接處的熱效應對刻痕164帶來的影響。在本實施例中，整個防爆片16可以看成一個帽狀，帽體為爆破部162，而帽沿為焊接部160，將爆破部162凸起，能夠增加爆破部162上刻痕164與焊接部160邊緣的距離，即與防爆片16和蓋板本體12焊接處的距離。防爆片16與蓋板本體12焊接過程中，不會對防爆片16上的刻痕164造成損傷，防爆片16性能良好并能夠提高電池安全性能的蓋板組件。
[0036]作為本實用新型的一個優(yōu)選方案，上述爆破部162的厚度等于焊接部160的厚度。
[0037]作為本實用新型的一個優(yōu)選方案，上述爆破部162與焊接部160為一體式結構，便于加工也便于安裝。
[0038]進一步，上述防爆片16由平片中間向一側凸起而形成。也就是說，防爆片16由一個完整的圓形平面片狀體，通過外力或者其他方式，使得其中間向一側凸起，形成爆破部162，而剩余的其他部分則變?yōu)楹附硬?60。當然，上述防爆片16也可以通過注塑，一體成型，而省去后續(xù)的變形操作。
[0039]同樣的，如圖6和圖7所示，為了進一步增加防爆片16上刻痕164與蓋板本體12和殼體20的焊接處之間的距離，將蓋板本體12制作成焊接區(qū)120和安裝區(qū)122兩部分，其中，焊接區(qū)120用于與電池殼體20進行焊接，而安裝區(qū)122用于安裝設置上述防爆片16;并且，安裝區(qū)122的厚度大于焊接區(qū)120的厚度。蓋板本體12加厚的設計，保證了防爆片16到焊接區(qū)120的距離增加。
[0040]作為本實用新型的一個優(yōu)選，上述焊接區(qū)120位于安裝區(qū)122的四周，即蓋板本體12的四周形成焊接區(qū)120，而由四周包圍而成的是安裝區(qū)122。
[0041]更進一步的優(yōu)選，上述安裝區(qū)122上設置有內凹的安裝平臺124，防爆片16安裝在上述安裝平臺124上，使得防爆片16在蓋板本體12的外側不是那么突出，提高蓋板組件整體的性能和美觀。
[0042]在本實用新型的一個實施例中，優(yōu)選焊接區(qū)120的厚度等于電池殼體20的厚度(如圖6中，C為焊接區(qū)的厚度，D為電池的殼體厚度，C等于D)，可以有效降低焊接后焊接區(qū)120或殼體20熱收縮對焊縫裂紋的影響。
[0043]本實用新型還提供了一種電池，如圖9和圖10所示，包括殼體20、用于密封所述殼體20的蓋板組件以及位于殼體20內部的極芯30，其中，蓋板組件為本實用新型提供的蓋板組件，極芯30與電極端子14之間通過極芯引出片300連接。
[0044]優(yōu)選地，在本實用新型的一個實施例中，如圖1所示，優(yōu)選隔圈18的長度大于或等于極芯30的寬度。
[0045]另外，本實用新型還提供了一種電池組，由若干單體電池相互串/并聯(lián)而成，其中，上述單體電池為本實用新型提供的電池。
[0046]如圖1至3所示，蓋板本體12的內側設置有隔圈18，隔圈18與蓋板本體12之間留有第一排氣通道101，隔圈18與防爆片16之間留有第二排氣通道102，第一排氣通道101與第二排氣通道102相互貫通并與電池內部空間連通。本實用新型提供的蓋板組件，通過在蓋板本體12的內側設置隔圈18，用來支撐起隔圈18與蓋板本體12以及隔圈18與防爆片16之間的排氣通道，即第一排氣通道101和第二排氣通道102;上述第一排氣通道101和第二排氣通道102相互貫通，同時又與電池內部空間連通，將電池內部空間產生的氣體順利通向防爆片16的下方，進而通過防爆片16實現(xiàn)泄壓、排氣。上述隔圈18的存在，對第一排氣通道101和第二排氣通道102起到支撐作用，即使在內部極芯30膨脹的情況下，也能保持第一排氣通道101和第二排氣通道102的順暢。通過上述兩種排氣通道的配合，即使在電池內部極芯30異常膨脹時，也能保證排氣通道的順暢，不會因為極芯30的膨脹而堵住防爆片16，能夠很好的保證防爆片16的正常工作，提高電池的安全性能。在本實用新型中，隔圈18優(yōu)選采用金屬合金制成，其硬度、強度較高，能夠起到更好的支撐作用。
[0047]上述蓋板本體12為鋰離子電池中常用的蓋板本體12，包含安裝電極端子14的通孔(未示出)、注液孔126以及防爆片16;蓋板本體12—般選用與殼體20材料一致的鋁制蓋板。
[0048]上述電極端子14和防爆片16設置在蓋板本體12上，其具體設置方式也是本領域常用的；具體的，一個實施例中，如圖2所示，將電極端子14插入蓋板本體12上的通孔內，并在電極端子14與蓋板本體12之間設置絕緣密封件142，通過所述絕緣密封件142實現(xiàn)電極端子14與蓋板本體12之間的絕緣。電極端子14的一部分插入至蓋板本體12的內側(此處及下文中的內側，是指蓋板本體12靠近極芯30的一側，即位于電池內部的一側)，用于與極芯引出片300進行電連接;電極端子14位于蓋板本體12外側的一端用于與外部連接。上述絕緣密封件142，可以是行業(yè)內常用的絕緣密封件142，優(yōu)選韌性比較好、強度比較高的陶瓷密封件。
[0049]本實用新型的一個實施例中，如圖2所示，電極端子14包括與絕緣密封件142連接的凸緣148，通過凸緣148與絕緣密封件142進行焊接，同時，由于凸緣148具有一定的弧度，能夠為電極端子14與絕緣密封件142之間的連接提供一定的緩沖作用，提高兩者結合的可靠性。更優(yōu)選地，絕緣密封件142通過一個碟片146與蓋板本體12連接;該碟片146優(yōu)選工字型碟片，工字型碟片的上表面與絕緣密封件142連接，工字型碟片的下表面與蓋板本體12連接。為了更好的實現(xiàn)碟片146與電極端子14之間的絕緣，在碟片146與電極端子14之間設置有密封圈144，用來進行對電極端子14與碟片146之間的間隙進行絕緣密封。
[0050 ]如圖1所示，蓋板本體12的內側設置有隔圈18，隔圈18的長度方向與蓋板本體12的長度方向一致(上述隔圈18的長度方向以及蓋板本體12的長度方向即為圖1中的左右方向);并且，在隔圈18與蓋板本體12之間留有第一排氣通道101，隔圈18與防爆片16之間留有第二排氣通道102，第一排氣通道101與第二排氣通道102相互貫通并與電池內部空間連通。其中，和本領域常用的方案一樣，如圖2所示，上述防爆片16—般設置在兩個電極端子14之間，因此，一般情況下，通過第一排氣通道101，即蓋板本體12與隔圈18之間的排氣通道，將電池內部空間與上述第一排氣通道101和第二排氣通道102連通。
[0051 ]本實用新型的一個優(yōu)選實施例中，如圖1和圖2所示，蓋板本體12的內側設置有用于將蓋板本體12與極芯引出片300絕緣的絕緣層，隔圈18位于絕緣層的下側，上述第一排氣通道101包括位于隔圈18與絕緣層之間的排氣通道;更具體的，電極端子14下側連接有極芯引出片300時，由于極芯引出片300與絕緣層緊貼、絕緣層與蓋板本體12緊貼，所以，上述第一排氣通道101也可以看做是極芯引出片300與隔圈18之間的間隙，進一步，極芯引出片300的水平部302與隔圈18之間的間隙，即可以視為上述第一排氣通道101。
[0052]如圖2所示，在本實施例中，電極端子14的下端與極芯引出片300連接，在鋰離子電池中，電極端子14的下端與極芯引出片300電連接的同時，還要保證極芯引出片300與蓋板本體12之間的絕緣。在一般的方案中，如本實施例中，極芯引出片300包括與電極端子14的下端連接的水平部302，以及與極芯30電連接的豎直部304;其中，水平部302與蓋板本體12較為接近，很容易與蓋板本體12接觸。因此，為了更好的將極芯引出片300與蓋板本體12絕緣開來，本領域常用的方法是在兩者之間設置絕緣層，包括在蓋板本體12的下側設置絕緣片19或者在蓋板本體12的下表面涂覆絕緣涂層;而不論是絕緣涂層或者絕緣片19，其上表面一般都與蓋板本體12的下表面貼合，而下表面與極芯引出片300的水平部302接觸或留有一定的間隙。在本實用新型中，為了保證排氣通道的暢通，在絕緣層與隔圈18之間設置排氣通道。
[0053]在本實用新型中，如圖2和圖3所示，第一排氣通道101包括兩個部分，一個是隔圈18與蓋板本體12之間的排氣通道，一個是隔圈18與絕緣層(絕緣片19)之間的排氣通道;這里只是對兩種排氣通道存在的位置進行區(qū)分，兩者之間并沒有實質性的差別。實際上，只要在隔圈18與蓋板本體12之間存在排氣通道，或者說中空的間隙，使得電池內部的氣體能夠順利的通過，并傳遞至防爆片16所在的位置即可。
[0054]如圖2所示，在上述實施例中，絕緣層不僅包括位于隔圈18與蓋板本體12之間的部分，而且還包括蓋板本體12與極芯引出片300之間的部分;上述排氣通道，是指位于隔圈18與蓋板本體12之間的絕緣層與隔圈18之間的間隙或通道。
[0055]本實用新型的一個實施例中，上述絕緣層為絕緣片19，隔圈18通過卡扣與上述絕緣片19連接。在該實施例中，絕緣片19為設置在蓋板本體12內側的片體，該片體部分位于蓋板本體12與極芯引出片300之間，部分位于蓋板本體12與隔圈18之間；并且，隔圈18與絕緣片19之間通過卡扣連接，以使得隔圈18能夠連接在蓋板本體12的內側。
[0056]在行業(yè)內的一般方案中，如圖2所示，絕緣片19貼在蓋板本體12的下表面，而電極端子14依次穿過蓋板本體12和絕緣片19，與電池內部的極芯引出片300電連接;而更具體的，極芯引出片300包括水平部302，此水平部302的上表面與絕緣片19的下表面貼合，此時，隔圈18與蓋板本體12之間的排氣通道、或隔圈18與絕緣片19之間的排氣通道，則具體體現(xiàn)在隔圈18與極芯引出片300的水平部302之間的間隙或排氣通道，此排氣通道或間隙視為第一排氣通道101。
[0057]如圖4和圖5所示，本實用新型的一個實施例中，隔圈18為U型條狀隔圈，隔圈18的長度方向與蓋板的長度方向一致，而位于電池內部的極芯30，其寬度方向(圖1中的左右方向)與隔圈18的長度方向一致；具體的，如圖1所示，左右方向即為極芯30的寬度方向、蓋板的長度方向以及隔圈18的長度方向。U型是隔圈18的橫截面為U型，如圖5所示;條狀是指隔圈18為左右方向上的長條狀，如圖1所示。
[0058]其中，U型的兩個側邊180即為U型條狀隔圈的兩側邊180，該側邊180沿U型條狀隔圈的長度方向延伸，U型條狀隔圈通過該側邊180與絕緣片19進行卡接;而U型的底面182SP為U型條狀隔圈的底面182。該底面182與蓋板本體12或絕緣片19之間的排氣通道即為第一排氣通道101，而底面182與防爆片16之間的排氣通道為第二排氣通道102。
[0059]本實用新型的一個實施例中，上述U型條狀隔圈的兩側邊180上均設置有卡槽1801，而絕緣片19上設置有卡凸(未示出)，U型條狀隔圈與絕緣片19之間通過卡槽1801與卡凸的配合卡接連接。在該實施例中，對于卡槽1801和卡凸的個數不做限定，只要能夠實現(xiàn)U型條狀隔圈與絕緣片19之間的卡接即可。
[0060]如圖5所示，為了更好的避免極芯30的膨脹對防爆片16排氣泄壓的影響，本實用新型一個實施例中，將U型條狀隔圈的兩端設置有開口 1802，而上述第一排氣通道101或第二排氣通道102通過該開口 1802與電池內部空間連通。在本實施例中，U型條狀隔圈的長度大于或等于極芯30的寬度，如此，極芯30的膨脹就不會影響到U型條狀隔圈的兩個端部，再將開口 1802設置在U型條狀隔圈的端部，就能很好的避免內部極芯30膨脹堵住開口，1802對排氣、泄壓的影響。
[0061]在上述實施例中，絕緣層為絕緣片19，有足夠的韌性或強度，能夠實現(xiàn)隔圈18與絕緣片19的卡扣連接;而在另一些絕緣層中，如涂覆在蓋板本體12下表面上的絕緣涂層，其本身就是一層涂層，不具有立體結構，也不可能與隔圈18之間實現(xiàn)卡扣連接。因此，在絕緣涂層與隔圈18的連接方面，一般采用粘結的方式。
[0062]在本實用新型的一個實施例中，為了方便制作和設計，將上述絕緣層或絕緣片19做成一個整體，覆蓋在整個蓋板本體12的下表面，此時，上述第一排氣通道101就只包括隔圈18與絕緣層或絕緣片19之間的間隙，而不在存在直接蓋板板體與隔圈18你相對的部分。
[0063]在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本實用新型的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
[0064]盡管上面已經示出和描述了本實用新型的實施例，可以理解的是，上述實施例是示例性的，不能理解為對本實用新型的限制，本領域的普通技術人員在不脫離本實用新型的原理和宗旨的情況下在本實用新型的范圍內可以對上述實施例進行變化、修改、替換和變型。
【主權項】
1.一種蓋板組件，包括蓋板本體(12)、設置在蓋板本體(12)上的電極端子(14)和防爆片(16)，其特征在于，所述防爆片(16)為由用于與蓋板本體(12)焊接的焊接部(160)和一面內凹、一面凸起的爆破部(162)組成的臺階狀防爆片，所述爆破部(162)上設置有刻痕(164)02.根據權利要求1所述的蓋板組件，其特征在于，所述爆破部(162)的厚度等于所述焊接部(160)的厚度。3.根據權利要求1所述的蓋板組件，其特征在于，所述爆破部(162)與所述焊接部(160)為一體式結構。4.根據權利要求3所述的蓋板組件，其特征在于，所述防爆片(16)由平片中間向一側凸起而形成。5.根據權利要求1所述的蓋板組件，其特征在于，所述蓋板本體(12)包括安裝區(qū)(122)和用于與電池的殼體(20)焊接的焊接區(qū)(120)，所述安裝區(qū)(122)的厚度大于焊接區(qū)(120)的厚度，所述防爆片(16)設置在所述安裝區(qū)(122)上。6.根據權利要求5所述的蓋板組件，其特征在于，所述焊接區(qū)(120)位于所述安裝區(qū)(122)的四周。7.根據權利要求5所述的蓋板組件，其特征在于，所述安裝區(qū)(122)上設置有內凹的安裝平臺(124)，所述防爆片(16)安裝在所述安裝平臺(124)上。8.根據權利要求5所述的蓋板組件，其特征在于，所述焊接區(qū)(120)的厚度等于電池的殼體(20)的厚度。9.一種電池，包括殼體(20)、用于密封所述殼體(20)的蓋板組件以及位于殼體(20)內部的極芯(30)，其特征在于，所述蓋板組件為權利要求1-8任意一項所述的蓋板組件。10.—種電池組，由若干單體電池相互串/并聯(lián)而成，其特征在于，所述單體電池為權利要求9所述的電池。
【文檔編號】H01M2/04GK205452374SQ201620036731
【公開日】2016年8月10日
【申請日】2016年1月13日
【發(fā)明人】公緒斌, 周燕飛
【申請人】惠州比亞迪電池有限公司