專利名稱：一種動力電池及其頂蓋的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于動力電池技術領域，尤其涉及一種具有良好安全性能且連接可靠的動力電池頂蓋，及包含該頂蓋且具有高能量密度的動力電池。
背景技術：
隨著現(xiàn)代社會的發(fā)展和人們環(huán)保意識的增強，越來越多的設備選擇以可充電的二次電池作為電源，如手機、筆記本電腦、電動工具、電動汽車和儲能電站等等，這為可充電的二次電池的應用與發(fā)展提供了廣闊的空間。其中，電動汽車和儲能電站等一般需要使用具有大容量的動力電池。為了保證動力電池使用過程中的安全性，一般需要使用金屬外殼。具體來說，動力電池一般包括動力電芯和用于容納所述動力電芯的金屬外殼，動力電芯前端設有正極極耳和負極極耳，金屬外殼一般包括外殼主體和頂蓋，所述頂蓋上設有正極柱、負極柱和注液孔。裝配時，先將正極極耳和負極極耳分別與正極柱和負極柱焊接連接，然后將電芯置于外殼主體內(nèi)，并將頂蓋與外殼主體焊接密封，組裝成半成品電池。再經(jīng)過注液、化成和容量等一系列工序即得到動力電池。其中，為了實現(xiàn)電池的密封和絕緣以改善動力電池的安全性能，一般會在極柱(包括正極柱和負極柱)與頂蓋片的上表面之間設置上絕緣體，在極柱(包括正極柱和負極柱)和頂蓋片的下表面之間設置下絕緣體，在下絕緣體和頂蓋片之間還會設置密封圈，以保證密封。上絕緣體和下絕緣體一般使用塑料材料，因為塑料材料重量輕、厚度薄且價格低廉。但是塑料材料本身存在熔點較低的缺陷，當動力電池出現(xiàn)高溫時，位于極柱和頂蓋之間的塑料絕緣體會全部熔化或燒盡，并引發(fā)動力電池的二次短路，影響了動力電池的安全性倉泛。為了避免上絕緣體和下絕緣體在高溫下發(fā)生融化或燒盡等問題，近年來，也有人嘗試在動力電池的極柱和頂蓋之間采用陶瓷等耐高溫材料作為上絕緣體和下絕緣體。陶瓷等材料確實能夠很好的解決二次短路問題，大大提高了動力電池的安全性能；但是由于陶瓷材料本身較脆，與極柱和頂蓋之間的連接不能采用鉚壓等方式?，F(xiàn)有用陶瓷材料作為上絕緣體和下絕緣體的動力電池中，極柱、上絕緣體、下絕緣體和頂蓋之間采用的是螺母連接。螺母連接存在以下缺點一是連接可靠性不太好，振動過程中可能松動，通常需要加防松膠；二是螺母重量大而且不能做得太薄，否則與極柱之間配合的牙數(shù)太少，導致在振動過程中容易松動。這樣，對于同樣外形尺寸的電池，電池極柱柱體部裸漏在外面的尺寸較大，電池殼高度相對就小，會導致電池殼內(nèi)部可利用空間小，能量密度低。有鑒于此，確有必要提供一種具有良好安全性能且連接可靠的動力電池頂蓋，及包含該頂蓋且具有高能量密度的動力電池
實用新型內(nèi)容
[0009]本實用新型的目的之一在于針對現(xiàn)有技術的不足，而提供一種具有良好安全性能且連接可靠的動力電池頂蓋。為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術方案一種動力電池頂蓋，包括頂蓋片、極柱、下絕緣體、密封圈和上絕緣體，所述頂蓋片上設有注液孔和極柱孔，所述下絕緣體安裝在極柱上，所述密封圈套設在極柱上且位于頂蓋片下方，所述上絕緣體套設在極柱上且位于所述頂蓋片上方，所述極柱密封安裝在極柱孔內(nèi)，所述極柱上設有環(huán)形槽，所述環(huán)形槽內(nèi)卡接有卡簧。所述卡簧的材質(zhì)為不銹鋼、彈簧鋼等彈簧金屬材料。組裝時，可以采用卡簧鉗等專用組裝工具把頂蓋片、極柱、密封圈、下絕緣體、上絕緣體通過卡簧可靠的連接成一體。作為本實用新型動力電池頂蓋的一種改進，所述極柱包括基部和自基部向上延伸的柱體部。作為本實用新型動力電池頂蓋的一種改進，所述基部上設有安裝孔，所述下絕緣體安裝在所述安裝孔內(nèi)。作為本實用新型動力電池頂蓋的一種改進，所述環(huán)形槽設置在柱體部上。作為本實用新型動力電池頂蓋的一種改進，所述極柱包括正極柱和負極柱。作為本實用新型動力電池頂蓋的一種改進，所述卡簧為軸用彈性卡簧、E形卡簧、無耳彈性卡簧或雙層卡簧。作為本實用新型動力電池頂蓋的一種改進，所述上絕緣體為陶瓷環(huán)。作為本實用新型動力電池頂蓋的一種改進，所述下絕緣體為陶瓷柱。上絕緣體和下絕緣體的材質(zhì)為耐高溫材料。作為本實用新型動力電池頂蓋的一種改進，所述密封圈為彈性密封環(huán)。所述密封圈的材質(zhì)為耐腐蝕的彈性密封材料。相對于現(xiàn)有技術，本實用新型至少具有以下優(yōu)點一是連接可靠性好，極柱與頂蓋不會在振動過程中松動；二是由于卡簧可以做得薄，電池極柱柱體部裸漏在外面的尺寸相對較小，對于同樣外形尺寸的電池，可利用的電池內(nèi)部空間更大，而且卡簧比螺母重量更輕，所以能量密度更高；此外，卡簧價格更低廉，可以降低生產(chǎn)成本；三是上絕緣體和下絕緣體均使用耐高溫的陶瓷材料，即使電池出現(xiàn)高溫，也不會融化或燒盡，避免了電池的二次短路問題，大大提高了動力電池的安全性能。本實用新型的另一個目的在于提供一種動力電池，包括動力電芯、用于容納所述動力電芯的金屬殼體，以及灌注于金屬殼體內(nèi)的電解液，所述金屬殼體包括密封連接的外殼主體和頂蓋，所述頂蓋為上述段落所述的動力電池頂蓋。相對于現(xiàn)有技術，本實用新型的動力電池，由于其頂蓋部分采用了卡簧連接，因為卡簧可以做得薄，電池極柱柱體部裸漏在外面的尺寸相對較小，對于同樣外形尺寸的電池，可利用的電池內(nèi)部空間更大，而且卡簧比螺母重量更輕，所以能量密度更高；此外，卡簧價格更低廉，可以降低生產(chǎn)成本。

圖I為本實用新型動力電池頂蓋結構示意圖；[0027]圖2為本實用新型動力電池頂蓋分解示意圖；圖3為本實用新型動力電池頂蓋中軸用彈性卡簧的結構示意圖；圖4為本實用新型動力電池頂蓋中E形卡簧的結構示意圖；圖5為本實用新型動力電池頂蓋中無耳彈性卡簧的結構示意圖；圖6為本實用新型動力電池頂蓋中雙層卡簧的結構示意圖；圖7為本實用新型動力電池的剖視圖。
具體實施方式
具體實施方式
I 如圖I和2所示，本實用新型一種動力電池頂蓋，包括頂蓋片11、極柱12、下絕緣體13、密封圈14和上絕緣體15，頂蓋片11由不銹鋼或鋁制成，所述頂蓋片11上設有注液孔111和極柱孔112，所述下絕緣體13安裝在極柱12上，所述密封圈14套設在極柱12上且位于頂蓋片11下方，所述上絕緣體15套設在極柱12上且位于所述頂蓋片11上方，所述極柱12密封安裝在極柱孔112內(nèi)，所述極柱12上設有環(huán)形槽121，所述環(huán)形槽121內(nèi)卡接有卡簧16。其中，所述極柱12包括基部122和自基部122向上延伸的柱體部123。所述基部122上設有安裝孔124，所述下絕緣體13安裝在所述安裝孔124內(nèi)。所述環(huán)形槽121設置在柱體部123上。所述極柱12包括正極柱和負極柱。需要說明的是，因為正極柱和負極柱的結構相似，且本實用新型的構思可以同時適用于正極柱和負極柱，所以在本說明書中將正極柱和負極柱不加區(qū)分地統(tǒng)一稱為極柱。所述卡簧16為軸用彈性卡簧(如圖3所示)、E形卡簧(如圖4所示)、無耳彈性卡簧(如圖5所示)或雙層卡簧(如圖6所示)。所述上絕緣體15為陶瓷環(huán)。所述下絕緣體13為陶瓷柱。所述密封圈14為彈性密封環(huán)。組裝時，先將密封圈14套入極柱12的柱體部123上；然后將下絕緣體13裝入極柱12基部122的安裝孔124里面；將頂蓋片11套入極柱12柱體部123上；隨后，將上絕緣體15裝配到極柱12柱體部123上；最后把卡簧16卡入極柱12柱體部123的環(huán)形槽121內(nèi)，完成動力電池頂蓋的組裝。本實用新型動力電池頂蓋，卡簧16卡入極柱12的環(huán)形槽121內(nèi)，可以有效的防止極柱12與頂蓋片11在振動過程中松脫，連接可靠性非常好；而且卡簧16的厚度薄、重量輕，所以動力電池頂蓋可以做得更薄更輕，這樣，對于同樣外形尺寸的電池，電池極柱12裸漏在外面的尺寸較小，電池殼體高度相對就大，電池殼內(nèi)部可利用空間就更大，能量密度更聞。
具體實施方式
2如圖7所不,一種動力電池，包括動力電芯2、用于容納所述動力電芯2的金屬殼體3，以及灌注于金屬殼體3內(nèi)的電解液，所述動力電芯2的前端設有正極極耳21和負極極耳22，所述金屬殼體3包括密封連接的外殼主體31和頂蓋I，所述頂蓋I包括頂蓋片11、極柱12、下絕緣體13、密封圈14和上絕緣體15，所述頂蓋片11上設有注液孔111和極柱孔112，所述下絕緣體13安裝在極柱12上，所述密封圈14套設在極柱12上且位于頂蓋片11下方，所述上絕緣體15套設在極柱12上且位于所述頂蓋片11上方，所述極柱12密封安裝在極柱孔112內(nèi)，所述極柱12上設有環(huán)形槽121，所述環(huán)形槽121內(nèi)卡接有卡簧16。所述極柱12包括正極柱和負極柱，正極極耳21和負極極耳22分別與正極柱和負極柱焊接連接。本實用新型動力電池的組裝過程如下首先，將動力電芯2的正極極耳21和負極極耳22分別與頂蓋I上安裝的正極柱和負極柱焊接連接，然后將連接有頂蓋I的動力電芯2放置于外殼主體31中；其次，向外殼主體31中灌注電解液；最后，將頂蓋I通過激光焊接密封安裝于外殼主體31的頂端，即完成本實用新型動力電池的組裝。使用時，極柱12的一端與動力電芯2電性連接，另一端與外電路連接。根據(jù)上述說明書的揭示和教導，本實用新型所屬領域的技術人員還可以對上述實施方式進行適當?shù)淖兏托薷?。因此，本實用新型并不局限于上面揭示和描述?b>具體實施方式
，對本實用新型的一些修改和變更也應當落入本實用新型的權利要求的保護范圍內(nèi)。 此外，盡管本說明書中使用了一些特定的術語，但這些術語只是為了方便說明，并不對本實用新型構成任何限制。
權利要求1.一種動力電池頂蓋，包括頂蓋片、極柱、下絕緣體、密封圈和上絕緣體，所述頂蓋片上設有注液孔和極柱孔，所述下絕緣體安裝在極柱上，所述密封圈套設在極柱上且位于頂蓋片下方，所述上絕緣體套設在極柱上且位于所述頂蓋片上方，所述極柱密封安裝在極柱孔內(nèi)，其特征在于所述極柱上設有環(huán)形槽，所述環(huán)形槽內(nèi)卡接有卡簧。
2.根據(jù)權利要求I所述的動力電池頂蓋，其特征在于所述極柱包括基部和自基部向上延伸的柱體部。
3.根據(jù)權利要求2所述的動力電池頂蓋，其特征在于所述基部上設有安裝孔，所述下絕緣體安裝在所述安裝孔內(nèi)。
4.根據(jù)權利要求2所述的動力電池頂蓋，其特征在于所述環(huán)形槽設置在柱體部上。
5.根據(jù)權利要求I所述的動力電池頂蓋，其特征在于所述極柱包括正極柱和負極柱。
6.根據(jù)權利要求I所述的動力電池頂蓋，其特征在于所述卡簧為軸用彈性卡簧、E形卡簧、無耳彈性卡簧或雙層卡簧。
7.根據(jù)權利要求I所述的動力電池頂蓋，其特征在于所述上絕緣體為陶瓷環(huán)。
8.根據(jù)權利要求I所述的動力電池頂蓋，其特征在于所述下絕緣體為陶瓷柱。
9.根據(jù)權利要求I所述的動力電池頂蓋，其特征在于所述密封圈為彈性密封環(huán)。
10.一種動力電池，包括動力電芯、用于容納所述動力電芯的金屬殼體，以及灌注于金屬殼體內(nèi)的電解液，所述金屬殼體包括密封連接的外殼主體和頂蓋，其特征在于所述頂蓋為權利要求I至9任一項所述的動力電池頂蓋。
專利摘要本實用新型屬于動力電池技術領域，尤其涉及一種動力電池頂蓋，包括頂蓋片、極柱、下絕緣體、密封圈和上絕緣體，所述頂蓋片上設有注液孔和極柱孔，所述下絕緣體安裝在極柱上，所述密封圈套設在極柱上且位于頂蓋片下方，所述上絕緣體套設在極柱上且位于所述頂蓋片上方，所述極柱密封安裝在極柱孔內(nèi)，所述極柱上設有環(huán)形槽，所述環(huán)形槽內(nèi)卡接有卡簧。相對于現(xiàn)有技術，本實用新型連接可靠性好，極柱與頂蓋不會在振動過程中松動；對于同樣外形尺寸的電池，可利用的電池內(nèi)部空間更大，而且卡簧比螺母重量更輕，所以能量密度更高；而且大大提高了動力電池的安全性能。此外，本實用新型還公開了一種包含該頂蓋的動力電池。
文檔編號H01M2/06GK202495487SQ20122004497
公開日2012年10月17日 申請日期2012年2月13日 優(yōu)先權日2012年2月13日
發(fā)明者李全坤, 鄧平華 申請人:東莞新能源科技有限公司