專利名稱：電池蓋板組件及使用該組件的鋰離子電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池領(lǐng)域，尤其涉及一種電池蓋板組件以及使用這種電池蓋 板組件的鋰離子電池。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的電池一般包括殼體、蓋板和極柱，蓋板固定在殼體上，極柱穿過 蓋板上的通孔并使用螺母加以緊固。電池，尤其是高容量的鋰離子電池，在充放電過程中會產(chǎn)生大量的熱量， 且正極產(chǎn)生的熱量遠遠高于負極產(chǎn)生的熱量，這是因為在充放電過程中，由 于正、負極柱的材質(zhì)不同，正極柱(鋁質(zhì))的導(dǎo)熱系數(shù)低于負極柱(銅質(zhì)) 的導(dǎo)熱系數(shù)，所以當兩者通過相同的電流時，正極柱的熱量必然高于負極柱。 因此，為了保證電池的安全性，保證對相對較高溫度的正極處實施準確的溫 度監(jiān)測，溫度傳感器相對于正極柱的安裝位置的確定就顯得非常重要。在現(xiàn)有技術(shù)中，通常是在正極柱中設(shè)置溫度傳感器。這種方法的實施會 受到極柱自身體積的限制，需要將極柱加高或者加大，增加了電池的體積和 重量，從而導(dǎo)致電池的體積密度比降低。此外，由于位于蓋板上的與正負極耳相連接的正負極柱結(jié)構(gòu)相似，且沒 有任何標記，因此在蓋板組件的裝配過程中容易出現(xiàn)正負極柱與蓋板的相對 位置錯誤的現(xiàn)象，這將造成電池裝配過程中正負極耳反接，或者因溫度傳感 器不在正極端而無法準確檢測正極溫度的情況，繼而引發(fā)一系列的安全隱 患。CN 2773914 Y公開了一種電池蓋板組件以及使用該蓋板組件的電池。 其中，電池蓋板組件包括具有通孔的金屬蓋板和極柱，極柱上具有定位塊，其特征在于，還包括卡板，所述卡板由絕緣材料制成，卡板上具有與極柱上 的定位塊形狀匹配的凹槽，凹槽底面具有通孔，所述極柱穿過卡板凹槽中的 通孔和金屬蓋板的通孔后，緊固在金屬蓋板上。在該專利中，由于金屬蓋板與極柱之間采用具有定位與絕緣功能為一體 的卡板，實現(xiàn)在極柱安裝過程中，自動將極柱固定，而且可在電池蓋板組件 的裝配和電池組連接時，防止極柱轉(zhuǎn)動， 一方面使極柱的安裝更方便，另一 方面，也使安裝后的電池蓋板組件密封更緊密。但是，由于金屬蓋板和絕緣卡板為獨立結(jié)構(gòu)，兩者需通過上下兩個密封 圈來達到密封和固定效果，所以在裝配步驟上相對繁瑣，裝配過程的一致性 和可靠性也相對較差。同時由于正負極柱凹槽的形狀相同，不能達到裝配防 錯的功能，從而有可能將溫度傳感器裝在負極柱的位置而無法實現(xiàn)對正極處 進行溫度監(jiān)測的功能。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種能夠解決裝配復(fù)雜、正極柱和負極柱在金屬蓋 板上的裝配位置可能錯誤的電池蓋板組件。本發(fā)明提供的電池蓋板組件包括正極柱、負極柱、金屬蓋板和固定在金 屬蓋板內(nèi)側(cè)表面上的絕緣卡板，正極柱和負極柱的內(nèi)端分別具有正極柱定位 塊和負極柱定位塊，金屬蓋板上具有正極通孔和負極通孔，絕緣卡板上具有 與正極柱定位塊和負極柱定位塊形狀匹配的正極卡槽和負極卡槽，正極柱和 負極柱的外端分別穿過正極卡槽和負極卡槽以及正極通孔和負極通孔并通 過緊固件緊固，所述正極柱定位塊和負極柱定位塊的外圍表面形狀彼此不 同，并分別不可旋轉(zhuǎn)且不可互換地容納在所述正極卡槽和負極卡槽內(nèi)。通過將絕緣卡板固定在金屬蓋板的下表面，可以簡化電池蓋板組件的裝 配。通過將正極柱定位塊和負極柱定位塊的外圍表面形狀設(shè)計成彼此不同，
使正極柱定位塊和負極柱定位塊只能分別容納在所述正極卡槽和負極卡槽 內(nèi)，從而能夠輕松地實現(xiàn)防止正極柱和負極柱彼此裝錯位置的現(xiàn)象，保證溫 度傳感器安裝在電池的正極處，對電池溫度進行準確監(jiān)測，提高了電池的安 全性能。另外，通過在金屬蓋板上靠近正極柱附近的位置設(shè)置與溫度傳感器形狀 匹配的安裝槽，將溫度傳感器安裝在該安裝槽內(nèi)，而不是安裝在正極柱中， 因此可以方便地在電池的正極端附近設(shè)置溫度傳感器以準確檢測正極端的 溫度，并且不會由于要增加正極柱的尺寸而導(dǎo)致電池的體積和重量增加。


圖1是本發(fā)明電池蓋板組件裝配之前的示意性透視圖。圖2是正負極柱裝配在蓋板上的示意性立體圖。圖3是使用本發(fā)明電池蓋板組件的電池的示意性立體圖。
具體實施方式
下面參照附圖對本發(fā)明進行詳細描述。如圖所示，本發(fā)明提供的電池蓋板組件，包括正極柱2、負極柱3、金 屬蓋板1和固定在金屬蓋板1內(nèi)側(cè)表面上的絕緣卡板5，正極柱2和負極柱 3的內(nèi)端分別具有正極柱定位塊21和負極柱定位塊31，金屬蓋板1上具有 正極通孔11和負極通孔12，絕緣卡板5上具有與正極柱定位塊21和負極柱 定位塊31形狀匹配的正極卡槽51和負極卡槽52，正極柱2和負極柱3的外 端分別穿過正極卡槽51和負極卡槽52以及正極通孔11和負極通孔12并通 過緊固件緊固，所述正極柱定位塊21和負極柱定位塊31的外圍表面形狀彼 此不同，并分別不可旋轉(zhuǎn)且不可互換地容納在所述正極卡槽51和負極卡槽 52內(nèi)。
優(yōu)選地，所述絕緣卡板5的內(nèi)側(cè)表面上具有突出的正極卡塊53和負極 卡塊54，所述正極卡槽51和負極卡槽52分別由所述正極卡塊53和負極卡 塊54構(gòu)成。在CN 2773914 Y公開的技術(shù)方案中，所述凹槽(相當于本發(fā)明 的正極卡槽51和負極卡槽52)是通過直接在絕緣卡板內(nèi)開槽而形成。在這 種情況下，為了有效地保持和固定正負極柱上的定位塊，所述絕緣卡板必須 具有相對較大的厚度，因此會導(dǎo)致電池的整體積極增加以及成本升高。而在 本發(fā)明的該優(yōu)選技術(shù)方案中，所述正極卡槽51和負極卡槽52可以是通過在 絕緣卡板5的內(nèi)側(cè)表面上突出的正極卡塊53和負極卡塊54構(gòu)成，因此通過 適當增加正極卡塊53和負極卡塊54的厚度，可以將所述絕緣卡板5的厚度 降低到最小程度，從而降低了電池的制造成本，減小了電池的體積和重量。為了進一步增強所述正極卡塊53和負極卡塊54的強度，即增加正極卡 槽51和負極卡槽52的強度，使之能夠牢固地固定住正極柱定位塊21和負 極柱定位塊31，所述正極卡塊53和負極卡塊54上優(yōu)選具有空心的加強筋 55，本發(fā)明對加強筋55的具體形狀沒有限制。所述絕緣卡板5和正極卡塊53和負極卡塊54優(yōu)選為一體化結(jié)構(gòu)，通常 是通過注塑成形為一體化的注塑件。通過將絕緣卡板5牢固地固定在所述金 屬蓋板1的下表面上，可以簡化本發(fā)明電池蓋板組件的裝配過程?？梢酝ㄟ^ 任何公知的方式將絕緣卡板5固定在所述金屬蓋板1上?？紤]到制造工藝和 生產(chǎn)效率方面的因素，優(yōu)選通過注塑的方式將絕緣卡板5整體注塑到所述金 屬蓋板1的下表面上。如本發(fā)明的背景技術(shù)部分所述，因為與正負極耳相連接的正極柱2和負 極柱3結(jié)構(gòu)相似，且沒有任何標記，因此在電池蓋板組件的裝配過程中容易 出現(xiàn)正極柱2和負極柱3與金屬蓋板1的相對位置錯誤的現(xiàn)象，這將造成電 池裝配過程中正負極耳反接，或者因溫度傳感器不在正極端而無法準確檢測 正極溫度的情況，繼而引發(fā)一系列的安全隱患。
為了解決該技術(shù)問題，所述正極柱2和負極柱3上的正極柱定位塊21 和負極柱定位塊31的外圍表面形狀彼此不同且不可互換。也就是說，因為 正極柱定位塊21和負極柱定位塊31的外圍表面形狀彼此不同，相應(yīng)地，由 于所述正極卡槽51和負極卡槽52的形狀分別與正極柱定位塊21和負極柱 定位塊31的形狀匹配，所以它們的形狀也將彼此不同。因此，在這種情況 下，正極柱定位塊21和負極柱定位塊31只能對應(yīng)地容納在正極卡槽51和 負極卡槽52內(nèi)，否則將無法實現(xiàn)正常裝配，因此可以簡單地解決正極柱2 和負極柱3在金屬蓋板1上裝錯位置的問題。所述正極柱2和負極柱3上的正極柱定位塊21和負極柱定位塊31的外 圍表面形狀彼此不同且不可互換可以通過各種各樣的技術(shù)手段予以實現(xiàn)，這 對本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說是熟知的。例如，正極柱定位塊21和負極柱定位塊31中的一個定位塊的外圍表面 形狀可以是正六角形，另一個定位塊的外圍表面形狀則可以是切割正六角形 的一個角的尖端而形成一個小平面的七角形。或者， 一個定位塊21的外圍 表面形狀可以是切割正六角形的一個角的尖端而形成一個小平面22的七角 形，另一個定位塊的外圍表面形狀則是切割正六角形的相對兩個角的尖端而 形成的小平面32的八角形。后者圖示于附圖2中，但很明顯本發(fā)明并不限 于這些具體的例子。圖2所示為本發(fā)明的電池蓋板組件的裝配之后的示意圖。如圖所示，在 正極柱2和負極柱3的外端分別穿過所述正極卡槽51和負極卡槽52以及金 屬蓋板1上的正極通孔11和負極通孔12之后，正極柱2和負極柱3上的正 極柱定位塊21和負極柱定位塊31將分別容納在正極卡槽51和負極卡槽52 內(nèi)，并且不可旋轉(zhuǎn)且不可互換地固定于其中。在通過緊固件如螺母6將正極 柱2和負極柱3的外端緊固在金屬蓋板1上的過程中，正極柱2和負極柱3 不會旋轉(zhuǎn)，從而可以容易地進行緊固操作。并且，由于在金屬蓋板l的內(nèi)側(cè)
表面設(shè)置了所述絕緣卡板5，因此可以方便有效地實現(xiàn)電池與金屬蓋板1之間的電絕緣。優(yōu)選地，如圖3所示，在所述金屬蓋板1上靠近正極柱2的位置具有與 溫度傳感器(未圖示)的形狀相匹配的安裝槽4，溫度傳感器固定安裝在該 安裝槽4內(nèi)。由于溫度傳感器直接安裝在金屬蓋板1上的安裝槽4內(nèi)，而不是設(shè)置在 正極柱2上，因此可以方便地在電池的正極端附近設(shè)置溫度傳感器以準確檢 測正極端的溫度，并且不會由于要增加正極柱2的尺寸而導(dǎo)致電池的體積和重量增加。安裝槽4的形狀與溫度傳感器的外形匹配，從而可以將溫度傳感器牢固 地安裝在該安裝槽4內(nèi)。為了準確檢測正極柱2附近的溫度，使溫度傳感器 盡量靠近正極柱2安裝，例如，所述安裝槽4可以位于正極柱2半徑的1.5 一10倍的范圍內(nèi)的某一合適位置。另外，本發(fā)明還要求保護一種鋰離子電池，該電池包括殼體以及電池蓋 板組件，該電池蓋板組件使用本發(fā)明的電池蓋板組件。鋰離子電池的其它構(gòu) 件采用公知技術(shù)，因此省略其詳細描述。
權(quán)利要求
1、一種電池蓋板組件，該電池蓋板組件包括正極柱(2)、負極柱(3)、金屬蓋板(1)和固定在金屬蓋板(1)內(nèi)側(cè)表面上的絕緣卡板(5)，正極柱(2)和負極柱(3)的內(nèi)端分別具有正極柱定位塊(21)和負極柱定位塊(31)，金屬蓋板(1)上具有正極通孔(11)和負極通孔(12)，絕緣卡板(5)上具有與正極柱定位塊(21)和負極柱定位塊(31)形狀匹配的正極卡槽(51)和負極卡槽(52)，正極柱(2)和負極柱(3)的外端分別穿過正極卡槽(51)和負極卡槽(52)以及正極通孔(11)和負極通孔(12)并通過緊固件緊固，其特征在于所述正極柱定位塊(21)和負極柱定位塊(31)的外圍表面形狀彼此不同，并分別不可旋轉(zhuǎn)且不可互換地容納在所述正極卡槽(51)和負極卡槽(52)內(nèi)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電池蓋板組件，其中，所述絕緣卡板(5)的 內(nèi)側(cè)表面上具有突出的正極卡塊(53)和負極卡塊(54)，所述正極卡槽(51) 和負極卡槽(52)分別由所述正極卡塊(53)和負極卡塊(54)構(gòu)成。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池蓋板組件，其中，所述正極卡塊(53) 和負極卡塊(54)上具有空心的加強筋(55)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池蓋板組件，其中，所述絕緣卡板(5)和 正極卡塊(53)和負極卡塊(54)為一體化結(jié)構(gòu)。
5、 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電池蓋板組件，其中，帶有所述正極卡塊(53) 和負極卡塊(54)的絕緣卡板(5)整體注塑到所述金屬蓋板(1)的下表面上。
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池蓋板組件，其中，所述正極柱定位塊(21) 和負極柱定位塊(31)中的一個定位塊的外圍表面形狀是正六角形，另一個 定位塊的外圍表面形狀是切割正六角形的一個角的尖端而形成的七角形。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池蓋板組件，其中，所述正極柱定位塊(21) 和負極柱定位塊(31)中的一個定位塊的外圍表面形狀是切割正六角形的一 個角的尖端而形成的七角形，另一個定位塊的外圍表面形狀是切割正六角形 的相對兩個角的尖端而形成的八角形。
8、 根據(jù)權(quán)利要求l所述的電池蓋板組件，其中，在所述金屬蓋板(1) 上靠近正極柱(2)的位置具有與溫度傳感器的形狀匹配的安裝槽(4)，溫 度傳感器固定安裝在該安裝槽(4)內(nèi)。
9、 一種鋰離子電池，該鋰離子電池包括電池蓋板組件和殼體，其特征 在于，所述電池蓋板組件是上述權(quán)利要求中任意一項所述的電池蓋板組件。
全文摘要
本發(fā)明提供的電池蓋板組件包括正極柱(2)、負極柱(3)、金屬蓋板(1)和絕緣卡板(5)，正極柱(2)和負極柱(3)的外端分別穿過絕緣卡板(5)上正極卡槽(51)和負極卡槽(52)以及金屬蓋板(1)上的正極通孔(11)和負極通孔(12)并通過緊固件緊固，所述正極柱定位塊(21)和負極柱定位塊(31)的外圍表面形狀彼此不同，并分別不可旋轉(zhuǎn)且不可互換地容納在所述正極卡槽(51)和負極卡槽(52)內(nèi)。通過將正極柱定位塊和負極柱定位塊的外圍表面形狀設(shè)計成彼此不同，使正極柱定位塊和負極柱定位塊只能分別容納在所述正極卡槽和負極卡槽內(nèi)，從而能夠防止正極柱和負極柱彼此裝錯位置，提高了電池的安全性能。
文檔編號H01M10/40GK101132059SQ20061011150
公開日2008年2月27日 申請日期2006年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2006年8月21日
發(fā)明者朱建華, 晞 沈, 慶 賴 申請人:比亞迪股份有限公司