本發(fā)明涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種電池蓋板組件和包括該電池蓋板組件的電池。

背景技術(shù)：

隨著當(dāng)今社會對于綠色環(huán)保理念的愈加重視，電能已經(jīng)逐漸應(yīng)用到了人們生活的方方面面，例如電動汽車、電動列車和電動自行車等都已經(jīng)實現(xiàn)采用電池作為動力來源。

圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)提供的一種電池的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，該電池包括：電池蓋板組件100’、電芯本體200和外殼300。電芯本體200設(shè)置在外殼300中，電芯本體200通過內(nèi)部的化學(xué)反應(yīng)產(chǎn)生電能，包括用于形成電路回路的正極極耳41和負(fù)極極耳42。電池蓋板組件100’密封設(shè)置于外殼300的開口上。該現(xiàn)有的電池蓋板組件100’包括：正極組件1’、負(fù)極組件2’和蓋板3’，正極組件1’和負(fù)極組件2’分別設(shè)置于蓋板3’上。電芯本體200的正極極耳41通過正極組件1’與外部用電裝置400實現(xiàn)電連接；電芯本體200的負(fù)極極耳42通過負(fù)極組件2’與外部用電裝置400實現(xiàn)電連接。

圖2所示為現(xiàn)有電池蓋板組件中的正極組件部分的示意圖。如圖2所示，該現(xiàn)有的電池蓋板組件100’的正極組件1’包括正極極柱12’、正極密封圈13’、正極導(dǎo)電板14’和正極外極板11’。該正極極柱12’包括正極柱狀部121’和正極臺階部122’，正極柱狀部121’設(shè)置在正極臺階部122’上，正極柱狀部121’穿過蓋板3’上的正極通孔31’與正極外極板11’固定連接。正極導(dǎo)電板14’設(shè)置在正極外極板11’與蓋板3’之間，用于實現(xiàn)正極外極板11’與蓋板3’之間的電連接。正極密封圈13’設(shè)置于正極通孔31’與正極極柱12’的間隙中，用于實現(xiàn)對于正極通孔31’的密封。

然而，上述的現(xiàn)有電池蓋板組件100’存在如下問題。采用正極極柱12’以實現(xiàn)外殼300內(nèi)部與正極外極板11’之間的電導(dǎo)通，這就必須要在蓋板3’上設(shè)置正極通孔31’，這導(dǎo)致了組件的復(fù)雜以及工藝成本的提高。同時，為了避免電池內(nèi)部的氣體散發(fā)到電池外部，正極通孔31’處還必須設(shè)置正極密封圈13’。然而任何一種密封組件都不能實現(xiàn)完全的密封，這種密封組件的設(shè)置也會導(dǎo)致組件的復(fù)雜以及工藝成本的提高。此外，正極外極板11’與蓋板3’之間通過正極導(dǎo)電板14’以接觸導(dǎo)通的方式實現(xiàn)電連接，這會導(dǎo)致正極外極板11’與蓋板3’之間接觸內(nèi)阻的增加，從而導(dǎo)致電能的損耗。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明實施例提供了一種電池蓋板組件和電池，解決了現(xiàn)有電池蓋板組件的結(jié)構(gòu)復(fù)雜以及工藝成本高的問題。

本發(fā)明一實施例提供的一種電池蓋板組件包括：由導(dǎo)電材料制成的蓋板；

設(shè)置于所述蓋板上并與所述蓋板電連接的正極組件；和

設(shè)置于所述蓋板上并與所述蓋板相絕緣的負(fù)極組件，

其特征在于，所述正極組件包括：

設(shè)置在所述蓋板的在豎直方向上的第一表面并與所述蓋板電連接的正極外極板；和

設(shè)置在所述蓋板的與所述第一表面相對的第二表面并與所述蓋板電連接的正極內(nèi)極板。

其中，所述正極外極板焊接在所述第一表面；和/或

所述正極內(nèi)極板焊接在所述第二表面。

其中，所述蓋板進(jìn)一步包括：設(shè)置在所述第一表面的第一凸起結(jié)構(gòu)，所述正極外極板底端設(shè)有臺階結(jié)構(gòu)，所述正極外極板的所述臺階結(jié)構(gòu)與所述蓋板的所述第一凸起結(jié)構(gòu)相焊接。

其中，所述第一凸起結(jié)構(gòu)包括兩個凸起肋條，所述正極外極板的所述臺階結(jié)構(gòu)的兩側(cè)分別焊接于所述兩個凸起肋條的兩個相對的側(cè)面。

其中，所述蓋板進(jìn)一步包括：設(shè)置在所述第二表面的第二凸起結(jié)構(gòu)，所述正極內(nèi)極板上設(shè)有焊接通孔，所述蓋板的所述第二凸起結(jié)構(gòu)焊接于所述正極內(nèi)極板的所述焊接通孔中。

其中，所述第一凸起結(jié)構(gòu)或所述第二凸起結(jié)構(gòu)通過沖壓工藝形成。

其中，所述電池蓋板組件進(jìn)一步包括：在預(yù)設(shè)條件下將所述負(fù)極組件與所述蓋板導(dǎo)通的負(fù)極導(dǎo)通裝置。

其中，所述正極內(nèi)極板包括熔斷通孔以及分別位于所述熔斷通孔兩側(cè)的兩個熔斷條。

其中，所述電池蓋板組件進(jìn)一步包括熔斷保護(hù)夾具，配置為限制所述正極內(nèi)極板的位置和/或形狀變化。

其中，所述正極內(nèi)極板包括熔斷通孔以及分別位于所述熔斷通孔兩側(cè)的兩個熔斷條；

所述熔斷保護(hù)夾具采用絕緣材料制成，包括上端板、下端板以及連接柱，所述下端板通過所述連接柱與所述上端板連接；

其中，所述連接柱穿過所述熔斷通孔，所述上端板設(shè)置于所述正極內(nèi)極板與所述蓋板之間，所述下端板托住所述正極內(nèi)極板在豎直方向上遠(yuǎn)離所述第二表面的一面。

其中，所述負(fù)極導(dǎo)通裝置為翻轉(zhuǎn)片，所述蓋板包括負(fù)極通孔和負(fù)極導(dǎo)通槽，所述負(fù)極組件包括：負(fù)極外極板、負(fù)極極柱和密封組件；

其中，所述負(fù)極極柱穿過所述負(fù)極通孔與所述負(fù)極外極板電連接，所述密封組件配置為形成所述負(fù)極外極板和所述負(fù)極極柱分別與所述蓋板之間的絕緣；

其中，所述翻轉(zhuǎn)片在未翻轉(zhuǎn)狀態(tài)下與所述蓋板電連接，并懸置于所述蓋板的所述負(fù)極導(dǎo)通槽中，當(dāng)電池內(nèi)部的壓力異常時所述翻轉(zhuǎn)片發(fā)生形狀翻轉(zhuǎn)與所述負(fù)極外極板導(dǎo)通。

其中，所述負(fù)極極柱包括負(fù)極柱狀部和負(fù)極臺階部，所述負(fù)極柱狀部設(shè)置于所述負(fù)極臺階部上，所述負(fù)極柱狀部穿過所述負(fù)極通孔與所述負(fù)極外極板電連接；

其中，所述電池蓋板組件進(jìn)一步包括：絕緣保護(hù)墊，設(shè)置于所述蓋板的第二表面下方，用于形成所述蓋板與所述正極內(nèi)極板之間的絕緣、以及所述蓋板與所述負(fù)極極柱的負(fù)極臺階部之間的絕緣。

本發(fā)明一實施例提供的一種電池，包括：如前任意一項所述的電池蓋板組件。

本發(fā)明實施例提供的一種電池蓋板組件和電池，將正極外極板和正極內(nèi)極板分別直接焊接在蓋板的第一表面和第二表面，使得正極外極板和正極內(nèi)極板直接通過蓋板實現(xiàn)電連接，取消了現(xiàn)有電池蓋板組件中的正極通孔、正極密封圈、正極導(dǎo)電板以及正極極柱。蓋板的正極組件的部分實現(xiàn)了完全密封，同時由于所采用的零件更少，結(jié)構(gòu)更簡潔，工藝成本也更低。

附圖說明

圖1所示為現(xiàn)有技術(shù)提供的一種電池的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2所示為現(xiàn)有技術(shù)提供的一種電池蓋板組件的正極組件部分的示意圖。

圖3所示為本發(fā)明一實施例提供的一種電池的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖4所示為本發(fā)明一實施例提供的一種電池蓋板組件的正極組件部分的主視圖。

圖5所示為本發(fā)明一實施例提供的一種電池蓋板組件的正極組件部分的仰視圖。

圖6a～6b所示為本發(fā)明一實施例提供的電池蓋板組件的工作原理示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。顯然，所描述的實施例僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

本發(fā)明一實施例提供一種電池蓋板組件100，適用于如圖3所示的電池。該電池蓋板組件100包括：正極組件1、負(fù)極組件2和由導(dǎo)電材料制成的蓋板3。正極組件1設(shè)置于蓋板3上并與蓋板3電連接，負(fù)極組件2設(shè)置于蓋板3上并與蓋板3相絕緣。電芯本體200的正極極耳41通過正極組件1與外部用電裝置400實現(xiàn)電連接。電芯本體200的負(fù)極極耳42通過負(fù)極組件2與外部用電裝置400實現(xiàn)電連接。

然而，該電池蓋板組件100與現(xiàn)有的電池蓋板組件100’有所不同。具體而言，如圖4所示，該電池蓋板組件100的正極組件1包括：正極外極板11和正極內(nèi)極板12。正極外極板11設(shè)置在蓋板3在豎直方向上的第一表面31，與外部用電裝置400電連接，該第一表面31即為蓋板3朝向外部用電裝置400的一面。正極內(nèi)極板12設(shè)置在蓋板3的與第一表面31相對的第二表面32，與正極極耳41電連接(例如參考圖6a)，該第二表面32即為蓋板3朝向電池內(nèi)部電芯本體200的一面。正極外極板11與正極內(nèi)極板12通過蓋板3實現(xiàn)電連接。這樣將該電池蓋板組件100應(yīng)用于一種電池時，該電池正常工作狀態(tài)下所形成的電路回路中的電路導(dǎo)通方向可為：正極極耳41-正極內(nèi)極板12-蓋板3-正極外極板11-外部用電裝置400-負(fù)極組件2-負(fù)極極耳42。

由此可見，相對于圖2所示的現(xiàn)有的電池蓋板組件100’，本發(fā)明實施例所提供的電池蓋板組件100將正極外極板11和正極內(nèi)極板12分別直接焊接在了蓋板3的第一表面31和第二表面32(例如，可采用激光焊接的方式)，使得正極外極板11和正極內(nèi)極板12直接通過蓋板3實現(xiàn)電連接，取消了現(xiàn)有電池蓋板組件100’中的正極通孔31’、正極密封圈13’、正極導(dǎo)電板14’以及正極極柱12’。蓋板3的正極組件1的部分實現(xiàn)了完全密封，同時由于所采用的零件更少，結(jié)構(gòu)更簡潔，工藝成本也更低。

在本發(fā)明一實施例中，正極外極板11可焊接在第一表面31，正極內(nèi)極板12也可焊接在第二表面32。這樣不僅可使得電池蓋板3的正極組件1部分實現(xiàn)完全密封，而且還消除了正極外極板11與蓋板3之間的接觸內(nèi)阻，降低了電能損耗。

在本發(fā)明一實施例中，為了避免在將正極外極板11焊接在蓋板3的第一表面31上時將蓋板3焊穿，該電池蓋板組件的蓋板3可進(jìn)一步包括設(shè)置在第一表面31的第一凸起結(jié)構(gòu)311(高度可為1mm)，正極外極板11底端設(shè)有臺階結(jié)構(gòu)111(厚度可為1mm)，正極外極板11的臺階結(jié)構(gòu)111與蓋板3的第一凸起結(jié)構(gòu)311相焊接。這樣在將正極外極板11焊接在蓋板3上時，控制焊接熔深小于該第一凸起結(jié)構(gòu)311的凸起高度即可有效防止焊穿蓋板3。在本發(fā)明一實施例中，如圖4所示，該第一凸起結(jié)構(gòu)311可具體包括兩個凸起肋條，正極外極板11的臺階結(jié)構(gòu)111的兩側(cè)分別焊接于兩個凸起肋條的兩個相對的側(cè)面，焊接線的位置可如圖4中的500所示。

在本發(fā)明一實施例中，為了避免在將正極內(nèi)極板12焊接在蓋板3的第二表面32時將蓋板3焊穿，如圖4所示，蓋板3可進(jìn)一步包括設(shè)置在第二表面32的第二凸起結(jié)構(gòu)321(高度可為1mm)，正極內(nèi)極板12上設(shè)有焊接通孔121，蓋板3的第二凸起結(jié)構(gòu)321焊接于正極內(nèi)極板12的焊接通孔121中。例如，該第二凸起結(jié)構(gòu)321可為能與焊接通孔121相配合的圓柱形凸包，將該凸包插入焊接通孔121后，再將凸包的邊緣與焊接通孔121的側(cè)邊相焊接即可，焊接線的位置可如圖4中的500所示。在一進(jìn)一步實施例中，為了便于實現(xiàn)在該焊接通孔121內(nèi)的焊接過程，還可在該焊接通孔121的端口處設(shè)置焊接臺階。同樣地，在焊接的過程中控制焊接的熔深小于該第二凸起結(jié)構(gòu)321的高度即可有效防止焊穿蓋板3。

在本發(fā)明一實施例中，上述的第一凸起結(jié)構(gòu)311和/或第二凸起結(jié)構(gòu)321可通過沖壓工藝直接形成。這樣便僅需要先加工出蓋板3的板材，然后通過沖壓工藝即可快速批量地形成該第一凸起結(jié)構(gòu)311和/或第二凸起結(jié)構(gòu)321。

應(yīng)當(dāng)理解，雖然在上面的描述中限定了第一凸起結(jié)構(gòu)311以及第二凸起結(jié)構(gòu)321的具體形狀，但在本發(fā)明其他實施例中，該第一凸起結(jié)構(gòu)311以及第二凸起結(jié)構(gòu)321也可采用其他的形狀實現(xiàn)，只要能起到防止焊穿蓋板3的目的即可，本發(fā)明對此不做限定。

在本發(fā)明一實施例中，考慮到電池處于異常工作狀態(tài)下時(例如電芯本體200內(nèi)部化學(xué)反應(yīng)異常導(dǎo)致外殼300內(nèi)部氣體壓力異常)，需要馬上停止電能輸出以避免危險發(fā)生，可在該電池蓋板組件100中進(jìn)一步設(shè)置一個負(fù)極導(dǎo)通裝置(圖4中未示出)。該負(fù)極導(dǎo)通裝置在預(yù)設(shè)條件下(例如電池異常工作狀態(tài))可將負(fù)極組件2與蓋板3導(dǎo)通。這樣在電池異常工作狀態(tài)下便可實現(xiàn)負(fù)極組件2與正極組件1之間的短路，所形成的電路回路中的電路導(dǎo)通方向變更為了：正極極耳41-正極內(nèi)極板12-蓋板3-正極外極板11-負(fù)極組件2-負(fù)極極耳42，再通過一定的保護(hù)設(shè)計使得在短路狀態(tài)下的電路回路從預(yù)設(shè)的位置斷開，即可達(dá)到保護(hù)的目的。

在本發(fā)明一實施例中，該保護(hù)設(shè)計可通過熔斷正極內(nèi)極板12的一部分來實現(xiàn)。具體而言，如圖5所示，正極內(nèi)極板12可包括熔斷通孔122以及分別位于熔斷通孔122兩側(cè)的兩個熔斷條123。由于正極內(nèi)極板12的寬度是一定的，因此位于熔斷通孔122兩側(cè)的兩個熔斷條123的寬度相對于正極內(nèi)極板12的其他部位較窄，因而該兩個熔斷條123的導(dǎo)電平方較小，當(dāng)電路回路處于短路狀態(tài)下時，該兩個熔斷條123便會先行熔斷以斷開電路回路，從而起到保護(hù)的作用。

在本發(fā)明一實施例中，考慮到正極內(nèi)極板12發(fā)生熔斷后形狀和位置可能會發(fā)生變化，這有可能會引起正極內(nèi)極板12與蓋板3的二次導(dǎo)通或影響到電池內(nèi)部其他元件的性能。如圖4所示，該電池蓋板組件100可進(jìn)一步包括熔斷保護(hù)夾具8，配置為限制正極內(nèi)極板12的位置和/或形狀變化。例如，當(dāng)該正極內(nèi)極板12包括熔斷通孔122以及分別位于該熔斷通孔122兩側(cè)的兩個熔斷條123時，為了避免兩個熔斷條123熔斷后，該正極內(nèi)極板12本身的形狀位置發(fā)生變化，可將該熔斷保護(hù)夾具8設(shè)計呈工字型。具體而言，該熔斷保護(hù)夾具8采用絕緣材料制成，包括上端板81、下端板82以及連接柱83，下端板82通過連接柱83與上端板81連接，連接柱83穿過熔斷通孔122。上端板81設(shè)置于正極內(nèi)極板12與蓋板3之間，用于在兩個熔斷條123熔斷后仍能保證正極內(nèi)極板12與蓋板3之間的絕緣；下端板82托住正極內(nèi)極板12朝向電芯本體200的一面，以避免兩個熔斷條123熔斷后正極內(nèi)極板12掉入電池內(nèi)部。

圖6a和6b所示為本發(fā)明一實施例提供的電池蓋板組件的工作原理示意圖。如圖6a和6b所示，該電池蓋板組件100的正極組件1與圖4所示的相同，在此不再贅述。負(fù)極組件2包括：負(fù)極外極板21、負(fù)極極柱22和密封組件23。其中，負(fù)極極柱22穿過負(fù)極通孔313與負(fù)極外極板21電連接，密封組件23配置為形成負(fù)極外極板21和負(fù)極極柱22分別與蓋板3之間的絕緣。

在本發(fā)明一實施例中，如圖6a和6b所示，負(fù)極極柱22可包括負(fù)極柱狀部221和負(fù)極臺階部222，負(fù)極柱狀部221設(shè)置于負(fù)極臺階部222上，負(fù)極柱狀部221穿過負(fù)極通孔313與負(fù)極外極板21電連接。此時，為了實現(xiàn)蓋板3與負(fù)極極柱22的負(fù)極臺階部222之間的絕緣，該電池蓋板組件還可進(jìn)一步包括一個絕緣保護(hù)墊33，設(shè)置于蓋板3的第二表面32下方，由此便形成了蓋板3與正極內(nèi)極板12之間的絕緣、以及蓋板3與負(fù)極極柱22的負(fù)極臺階部222之間的絕緣。

在本發(fā)明一實施例中，如圖6a和6b所示，為了便于形成外殼300內(nèi)部的電連接組件，正極組件1的正極內(nèi)極板12可通過一個正極引片6與正極極耳41電連接，負(fù)極組件2可通過一個負(fù)極引片7與負(fù)極極耳42電連接。這樣如圖6a中的箭頭所示，電池在正常工作狀態(tài)下的電路回路中的電路導(dǎo)通方向為：正極極耳41-正極引片6-正極內(nèi)極板12-蓋板3-正極外極板11-外部用電裝置400-負(fù)極外極板21-負(fù)極極柱22-負(fù)極引片7-負(fù)極極耳42。然而應(yīng)當(dāng)理解，正極組件1和負(fù)極組件2也可通過其他方式實現(xiàn)與正極極耳41和負(fù)極極耳42的電連接，本發(fā)明對此不做限定。

在本發(fā)明一實施例中，如圖6a和6b所示，該電池蓋板組件100中的負(fù)極導(dǎo)通裝置為一個翻轉(zhuǎn)片9，蓋板3包括負(fù)極通孔313和負(fù)極導(dǎo)通槽314。

如圖6a所示，在電池正常工作狀態(tài)下，翻轉(zhuǎn)片9處于未翻轉(zhuǎn)狀態(tài)，此時翻轉(zhuǎn)片9僅與蓋板3電連接，并懸置于蓋板3的負(fù)極導(dǎo)通槽314中。當(dāng)電池內(nèi)部的壓力異常時，翻轉(zhuǎn)片9發(fā)生形狀翻轉(zhuǎn)與負(fù)極外極板21導(dǎo)通，從而將蓋板3與負(fù)極外極板21導(dǎo)通，以形成電路回路的短路。如圖6b中的箭頭所示，在短路狀態(tài)下電路回路中的電路導(dǎo)通方向變?yōu)椋赫龢O極耳41-正極引片6-正極內(nèi)極板12-蓋板3-正極外極板11-負(fù)極外極板21-負(fù)極極柱22-負(fù)極引片7-負(fù)極極耳42，正極內(nèi)極板12上的熔斷條123便會先行熔斷以斷開整個電路回路，以達(dá)到熔斷保護(hù)的作用。

應(yīng)當(dāng)理解，雖然在上面的描述中將負(fù)極導(dǎo)通裝置限定為了翻轉(zhuǎn)片9，但在本發(fā)明的其他實施例中，為了配合不同的場景需求，該負(fù)極導(dǎo)通裝置也可采用其他形式，只要能在預(yù)設(shè)條件下完成負(fù)極組件2與蓋板3之間的導(dǎo)通以實現(xiàn)短路即可，本發(fā)明對該負(fù)極導(dǎo)通裝置的具體形式并不做具體限定。

還應(yīng)當(dāng)理解，雖然在上面的描述中限定了負(fù)極組件2的具體組件形式，但在本發(fā)明的其他實施例中，負(fù)極組件2也可采用其他組件形式實現(xiàn)，只要能用于實現(xiàn)電芯本體200的負(fù)極極耳42與外部用電裝置400之間的電連接即可，本發(fā)明對該負(fù)極組件2的具體組件形式同樣不做限定。

本發(fā)明一實施例還提供一種電池，該電池包括如前任一實施例所述的電池蓋板組件100。

本發(fā)明實施例所提供的電池，所采用的電池蓋板組件100中將正極外極板11和正極內(nèi)極板12分別直接焊接在蓋板3的第一表面31和第二表面32，使得正極外極板11和正極內(nèi)極板12直接通過蓋板3實現(xiàn)電連接，取消了現(xiàn)有電池蓋板組件100’中的正極通孔31’、正極密封圈13’、正極導(dǎo)電板14’以及正極極柱12’。這樣不僅可使得電池蓋板3的正極組件1部分實現(xiàn)完全密封；同時，由于所采用的零件更少，結(jié)構(gòu)更簡潔，工藝成本也更低。

以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。