本發(fā)明涉及電池,具體涉及一種組合式電池蓋板及其組裝方法、電池。
背景技術(shù):
1、在快速發(fā)展的新能源汽車及儲能系統(tǒng)領(lǐng)域,電池組作為核心能量存儲單元,其性能、安全性及成本效益是衡量整個系統(tǒng)競爭力的關(guān)鍵因素。電池組中,電池蓋板作為電芯的封裝與保護結(jié)構(gòu),不僅承載著密封、防爆、散熱等多重功能,還直接關(guān)系到電芯之間的電氣連接與能量傳輸效率。其中,極柱作為電池蓋板上的關(guān)鍵部件,負(fù)責(zé)將電芯內(nèi)部的電能引出并與外部電路相連,其設(shè)計合理性對電池組的整體表現(xiàn)至關(guān)重要。
2、然而,在傳統(tǒng)電池蓋板設(shè)計中,一個普遍存在的問題是極柱的體積相對較大。這主要是由于極柱需要足夠的截面積以保證電流在傳輸過程中的低電阻和高穩(wěn)定性,特別是在高能量密度、大功率輸出的應(yīng)用場景下,對極柱的導(dǎo)電能力和散熱性能提出了更高要求。因此,增大極柱體積成為了一種常見的解決方案,但這同時也帶來了材料成本上升、重量增加以及空間利用率下降等問題。
3、另一方面,電芯在成組過程中,需要通過巴片(也稱為連接片或母線)將多個單體電芯串聯(lián)或并聯(lián)起來,以實現(xiàn)整體電池組的電壓和容量要求。由于電芯排列緊湊,留給巴片焊接的空間有限,導(dǎo)致焊接面積相對較小。這種設(shè)計不僅增加了焊接難度,降低了焊接接頭的機械強度和電氣連接的可靠性,還限制了電池組在復(fù)雜工況下的容錯能力。一旦某個焊接點出現(xiàn)故障,可能會迅速擴散至整個電池組,影響整個系統(tǒng)的安全性和穩(wěn)定性;因此,如何克服上述存在的技術(shù)問題和缺陷成為重點需要解決的問題。
技術(shù)實現(xiàn)思路
1、針對極柱體積大、焊接面積相對較小、焊接難度大的問題,本發(fā)明提供了一種組合式電池蓋板及其組裝方法、電池。
2、本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案如下:
3、本發(fā)明第一方面提供了一種組合式電池蓋板,包括第一絕緣件、蓋板、第二絕緣件、密封圈、極柱和壓板;
4、所述第一絕緣件設(shè)于所述蓋板的外側(cè),所述第二絕緣件設(shè)于所述蓋板的內(nèi)側(cè);
5、所述極柱包括第一極柱段及連接于所述第一極柱段的第二極柱段;
6、所述第一極柱段抵接于所述第一絕緣件的背離所述蓋板的一側(cè);所述第一極柱段的背離所述第二極柱的端部為外接端,所述外接端用于對外連接,所述外接端的端面露出于所述第一絕緣件外;
7、所述第二極柱段穿設(shè)于所述第一絕緣件、所述蓋板和所述第二絕緣件,所述壓板固定連接于所述第二極柱段,所述壓板抵接與所述第二絕緣件的背離所述蓋板的一側(cè);所述第二極柱段背離所述第一極柱的端部為內(nèi)接端,所述內(nèi)接端用于連接電池的電芯極耳,所述內(nèi)接端的端面露出于所述壓板外;
8、所述密封圈密封連接所述第二極柱段、所述第二絕緣件、所述蓋板和所述第一絕緣件。
9、可選的,所述第二極柱段包括連接與所述第一極柱段的第一段,及連接于所述第一段的第二段;所述第一極柱段的外周突出于所述第一段的外周,所述第一段的外周突出于所述第二段;
10、所述第一段穿設(shè)于所述第一絕緣件、所述蓋板和所述第二絕緣件;
11、所述第二段穿設(shè)于所述壓板,所述第二段背離所述第一段的端部為內(nèi)接端;
12、所述壓板抵接于所述第一段的端面,并與所述第二段固定。
13、可選的,所述第二段的背離所述第一段的端面,平齊或突出所述壓板背離所述第二絕緣件的一側(cè)。
14、可選的,所述第一極柱段的邊長或直徑為l1mm,所述第一段的邊長或直徑為l2mm,所述第二段的邊長或直徑為l3mm,l1與l2滿足關(guān)系式:2.5mm≤l1-l2≤5.5mm;l2與l3滿足關(guān)系式:1mm≤l2-l3≤3mm。
15、可選的,所述密封圈的外周尺寸,從所述密封圈的一端到另一端逐漸增大。
16、可選的,所述蓋板上設(shè)有第一通孔,所述第二絕緣件上對應(yīng)所述第一通孔的位置設(shè)有第二通孔,所述第二極柱段穿設(shè)于所述第一通孔和所述第二通孔,所述第二極柱段外側(cè)套設(shè)有所述密封圈;
17、所述密封圈的小端面抵接于所述第一絕緣件;
18、所述密封圈的大端面抵接于所述壓板,所述密封圈的外壁與所述第一通孔的內(nèi)壁和所述第二通孔的內(nèi)壁抵接;或,
19、所述密封圈的大端面抵接于所述第二絕緣件,所述密封圈的外壁與所述第一通孔的內(nèi)壁抵接。
20、可選的,所述第一絕緣件設(shè)有環(huán)形凸部,所述環(huán)形凸部伸入所述第一通孔的一端;所述密封圈的小端面與所述環(huán)形凸部抵接;或,
21、所述第一絕緣件位于所述第一通孔外,并遮擋所述第一通孔的外圈;所述密封圈的小端面,與所述第一絕緣件的遮擋于所述第一通孔的外圈的部位抵接。
22、可選的,所述密封圈的內(nèi)周面為圓面,所述密封圈的外周面為圓錐面;所述極柱與所述密封圈配合的一端為圓柱段;
23、所述密封端的軸向兩端面分別為第一圓環(huán)平面和第二圓環(huán)平面。
24、可選的,所述蓋板包括蓋板本體和設(shè)于所述蓋板本體上的第一凸臺,所述第一凸臺的外側(cè)突出所述蓋板本體的外側(cè);
25、所述第一凸臺設(shè)有第一凹槽和所述第一通孔;所述第一通孔貫通所述第一凹槽的槽底,所述第一絕緣件嵌入所述第一凹槽內(nèi);
26、所述第一絕緣件上設(shè)有第二凹槽和第三通孔,所述第三通孔貫通所述第二凹槽的槽底;所述第一極柱段嵌于所述第二凹槽,所述第二極柱段穿設(shè)與所述第三通孔;
27、所述第一凹槽的槽壁限制所述第一絕緣件轉(zhuǎn)動,所述第二凹槽的槽壁限制所述第一極柱段的轉(zhuǎn)動。
28、可選的,所述第一凹槽和所述第二凹槽為方形槽,所述第一絕緣件和所述第一極柱段為方形結(jié)構(gòu)。
29、可選的,所述蓋板的內(nèi)側(cè)形成有第三凹槽,所述第三凹槽環(huán)繞于所述第一通孔外周,所述第二絕緣件朝向所述蓋板的方向凸出形成有第二凸臺,所述第二凸臺環(huán)繞于所述第二通孔外周,所述第二凸臺嵌入所述第三凹槽內(nèi)。
30、可選的,所述第二絕緣件朝向所述蓋板的方向凹陷形成有第四凹槽,所述壓板嵌入所述第四凹槽內(nèi)。
31、可選的,所述第二絕緣件上設(shè)置有第五凹槽,所述第五凹槽由所述蓋板封閉以形成有腔體,且所述第五凹槽上開設(shè)有多個用于連通所述腔體和電池殼體內(nèi)腔的透氣液孔;
32、所述蓋板上設(shè)置有第一注液口和防爆件,所述第二絕緣件上對應(yīng)所述第一注液孔的位置設(shè)置有第二注液孔,所述第一注液孔與所述第二注液孔連通,所述防爆件位于所述蓋板上與所述第五凹槽相對的位置。
33、本發(fā)明第二方面提供了一種組合式電池蓋板的組裝方法,所述方法包括如下步驟:
34、將第一絕緣件、蓋板、第二絕緣件、極柱和密封圈組裝為組件一;所述組件一中:
35、所述第一絕緣件、所述蓋板、所述第二絕緣件層疊設(shè)置;所述極柱穿設(shè)于所述第一絕緣件、所述蓋板和所述第二絕緣件;所述密封圈套于所述第一極柱段上,并嵌于所述蓋板內(nèi);
36、將壓板組裝于組件一上,并夾緊第一極柱段和壓板,使得所述第一極柱段、所述第一絕緣件、所述蓋板、所述第二絕緣件和所述壓板沿所述蓋板的厚度方向依次抵緊,所述密封圈彈壓于所述第二柱段、所述壓板、所述第二絕緣件、所述蓋板和所述第一絕緣件之間,或所述密封圈彈壓于所述第二柱段、所述第二絕緣件、所述蓋板和所述第一絕緣件之間;
37、焊接所述壓板和所述第二極柱段,得到所述組合式電池蓋板。
38、本發(fā)明第三方面提供了一種電池,所述電池包括上述所述組合式電池蓋板,或由上述組裝方法組裝的所述組合式電池蓋板。
39、根據(jù)本發(fā)明提供的組合式電池蓋板,本技術(shù)的極柱采用倒裝的方式安裝,第一極柱段的露出于第一絕緣件的部位用于對外連接,第二極柱段的露出于壓板的部位用于與電芯連接,避免了通過組合式電池蓋板中的多個零件焊接來實現(xiàn)電芯與組合式電池蓋板以外的電路連接,具有更好的過流效果;電芯成組時,用于連接相鄰電芯的巴片與第一極柱段電連接(如焊接),電芯的極耳與第二極柱段電連接(如焊接),在滿足電芯過流要求的同時,第一極柱段具有更大的連接面能與巴片連接,容錯率大,可減小極柱在垂直于其軸向上的尺寸,極柱用料更少,實現(xiàn)減重降本。