顶盖组件、制造方法、电池及电池模组

摘要

本发明涉及新能源汽车的动力电池的领域，公开了一种顶盖组件、制造方法、电池及电池模组。本发明提供的顶盖组件包括顶盖和极柱，极柱与顶盖之间通过绝缘子封接，绝缘子的一端穿设顶盖，极柱的一端穿设绝缘子，且绝缘子分别与顶盖和极柱密封焊接。本发明提供的顶盖组件通过绝缘子实现极柱与顶盖之间的密封连接，密封性能好，结构简单，零件少，实现了极柱与顶盖之间的绝缘密封，无需将密封件进行金属化实现连接和密封，且绝缘子环境适应性强，机械性能好，使电池呼吸时状态始终无任何变化，提高了电池的安全性能，降低了成本，同时在长期使用状态下，绝缘子状态不会出现任何变化，并且有效寿命高达十五年以上。

权利要求

1.一种顶盖组件，其特征在于，包括顶盖(1)和极柱(2)，所述极柱(2)与所述顶盖(1)之间通过绝缘子(3)封接，所述绝缘子(3)的一端穿设所述顶盖(1)，所述极柱(2)的一端穿设所述绝缘子(3)，且所述绝缘子(3)分别与所述顶盖(1)和所述极柱(2)密封焊接。

2.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，所述绝缘子(3)与所述顶盖(1)之间设有间隙(4)，所述间隙(4)内填充有焊料，所述焊料用于密封连接所述绝缘子(3)与所述顶盖(1)。

3.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，所述绝缘子(3)与所述极柱(2)之间设有间隙(4)，所述间隙(4)内填充有焊料，所述焊料用于密封连接所述绝缘子(3)与所述极柱(2)。

4.根据权利要求2或3所述的顶盖组件，其特征在于，所述焊料为金属材质或合金材质。

5.一种顶盖组件的制造方法，其特征在于，用于加工权利要求1-4任一项所述的顶盖组件，所述制造方法包括：将绝缘子(3)和极柱(2)装配于顶盖(1)上；

在所述绝缘子(3)与所述极柱(2)之间的间隙(4)以及所述绝缘子(3)与所述顶盖(1)之间的间隙(4)填充焊料并焊接。

6.根据权利要求5所述的顶盖组件的制造方法，其特征在于，所述绝缘子(3)与所述顶盖(1)和所述极柱(2)的焊接温度为450-650℃。

7.根据权利要求5所述的顶盖组件的制造方法，其特征在于，所述在所述绝缘子(3)与所述极柱(2)之间的间隙(4)以及所述绝缘子(3)与所述顶盖(1)之间的间隙(4)填充焊料之后还包括：施加预设温度使焊料渗透至所述间隙(4)中。

8.根据权利要求5所述的顶盖组件的制造方法，其特征在于，所述将绝缘子(3)和极柱(2)装配于顶盖(1)上之前还包括：加工预设形状的所述极柱(2)和所述绝缘子(3)，在所述绝缘子(3)上开设与所述极柱(2)匹配的第一安装孔(11)，在所述顶盖(1)上开设与所述绝缘子(3)匹配的第二安装孔(31)。

9.一种电池，包括外壳以及设置在所述外壳端部的顶盖组件，其特征在于，所述顶盖组件为权利要求1-4任一项所述的顶盖组件。

10.一种电池模组，包括若干相互串联和/或并联的单体电池，其特征在于，所述单体电池为权利要求9所述的电池。

说明书

顶盖组件、制造方法、电池及电池模组

技术领域

[0001] 本发明涉及新能源汽车的动力电池的领域，尤其涉及一种顶盖组件、制造方法、电池及电池模组。

背景技术

[0002] 随着人们对环境的重视程度的不断增加，新能源汽车得到了快速发展。而作为新能源汽车的动力核心部件，动力电池的发展，也势必会影响到新能源汽车的进步，特别是动力电池顶盖的密封，更是动力电池安全性的根本所在，其影响电池使用的整体性能。

[0003] 现有技术中，极柱与顶盖之间通过塑胶密封圈压迫密封，并通过塑胶材料定位，实现密封和绝缘，存在结构复杂，零件多，成本高，高低温冲击性能较差的问题；极柱与顶盖之间还可以将绝缘子的上下面进行金属化，然后与极柱和连结片焊接，最后整个组件再跟顶盖焊接，结构复杂且成本高。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种顶盖组件，使极柱与顶盖之间密封性好，结构简单，环境适应性强，且成本低。

[0005] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：

[0006] 一种顶盖组件，包括顶盖和极柱，所述极柱与所述顶盖之间通过绝缘子封接，所述绝缘子的一端穿设所述顶盖，所述极柱的一端穿设所述绝缘子，且所述绝缘子分别与所述顶盖和所述极柱密封焊接。

[0007] 优选地，所述绝缘子与所述顶盖之间设有间隙，所述间隙内填充有焊料，所述焊料用于密封连接所述绝缘子与所述顶盖。

[0008] 优选地，所述绝缘子与所述极柱之间设有间隙，所述间隙内填充有焊料，所述焊料用于密封连接所述绝缘子与所述极柱。

[0009] 优选地，所述焊料为金属材质或合金材质。

[0010] 本发明的目的在于还提供一种顶盖组件的制造方法，工艺简单，且加工的极柱与顶盖之间的密封性好。

[0011] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：

[0012] 一种顶盖组件的制造方法，用于加工上述的顶盖组件，所述制造方法包括：

[0013] 将绝缘子和极柱装配于顶盖上；

[0014] 在所述绝缘子与所述极柱之间的间隙以及所述绝缘子与所述顶盖之间的间隙填充焊料并焊接。

[0015] 优选地，所述绝缘子与所述顶盖和所述极柱的焊接温度为450-650℃。

[0016] 优选地，所述在所述绝缘子与所述极柱之间的间隙以及所述绝缘子与所述顶盖之间的间隙填充焊料之后还包括：

[0017] 施加预设温度使焊料渗透至所述间隙中。

[0018] 优选地，所述将绝缘子和极柱装配于顶盖上之前还包括：

[0019] 加工预设形状的所述极柱和所述绝缘子，在所述绝缘子上开设与所述极柱匹配的第一安装孔，在所述顶盖上开设与所述绝缘子匹配的第二安装孔。

[0020] 本发明的目的在于还提供一种电池，电池质量好，使用安全系数高。

[0021] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：

[0022] 一种电池，包括外壳以及设置在所述外壳端部的顶盖组件，所述顶盖组件为上述的顶盖组件。

[0023] 本发明的目的在于还提供一种电池模组，质量好且生产成本低。

[0024] 为达此目的，本发明采用以下技术方案：

[0025] 一种电池模组，包括若干相互串联和/或并联的单体电池，所述单体电池为上述的电池。

[0026] 本发明的有益效果：

[0027] 本发明提供的顶盖组件通过绝缘子实现极柱与顶盖之间的密封连接，密封性能好，结构简单，零件少，实现了极柱与顶盖之间的绝缘密封，无需将密封件进行金属化实现连接和密封，且绝缘子环境适应性强，机械性能好，使电池呼吸时状态始终无任何变化，提高了电池的安全性能，降低了成本，同时在长期使用状态下，绝缘子状态不会出现任何变化，并且有效寿命高达十五年以上。

[0028] 本发明提供的顶盖组件的制造方法只需要在绝缘子与极柱和顶盖之间添加焊料并焊接即可实现极柱与顶盖的密封连接，简化了加工工艺，降低了加工成本。

[0029] 本发明提供的电池，采用上述的顶盖组件，电池质量好，成本低，使用安全系数高。

[0030] 本发明提供的电池模组，采用上述的电池，质量好且生产成本低。

附图说明

[0031] 图1是本发明实施例提供的顶盖组件的剖面图；

[0032] 图2是图1的局部放大示意图；

[0033] 图3是本发明实施例提供的顶盖组件的制造方法的主要步骤流程图；

[0034] 图4是本发明实施例提供的顶盖组件的制造方法的详细步骤流程图。

[0035] 图中：

[0036] 1、顶盖；11、第一安装孔；2、极柱；3、绝缘子；31、第二安装孔；4、间隙。

具体实施方式

[0037] 为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面将结合附图对本发明实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

[0038] 在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

[0039] 在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

[0040] 现有技术中，极柱与顶盖之间的密封和绝缘，存在结构复杂，零件多，成本高等问题，针对该问题，本实施例提供一种顶盖组件以解决上述问题。

[0041] 具体地，如图1和图2所示，本实施例提供的顶盖组件包括顶盖1和极柱2，极柱2与顶盖1之间通过绝缘子3封接，绝缘子3的一端穿设顶盖1，极柱2的一端穿设绝缘子3，且绝缘子3分别与顶盖1和极柱2密封焊接。本实施例提供的顶盖组件通过绝缘子3实现极柱2与顶盖1之间的密封连接，密封性能好，结构简单，零件少，实现了极柱2与顶盖1之间的绝缘密封，无需将密封件进行金属化实现连接和密封，且绝缘子3环境适应性强，机械性能好，使电池呼吸时状态始终无任何变化，提高了电池的安全性能，降低了成本，同时在长期使用状态下，绝缘子3状态不会出现任何变化，并且有效寿命高达十五年以上。

[0042] 在本实施例中，顶盖1上开设有用于安装绝缘子3的第一安装孔11，绝缘子3上开设有用于安装极柱2的第二安装孔31，将绝缘子3安装于顶盖1上，极柱2安装于绝缘子3上。优选地，第一安装孔11设置为长方形孔，绝缘子3的形状为长方形，长方形孔方便加工和安装。

[0043] 顶盖1由金属材料制成，绝缘子3为无机非金属材料，绝缘子3可以是陶瓷等无机非金属材料，为了实现绝缘子3与顶盖1的固定连接，且便于连接无机非金属材料和金属材料，本实施例中，在绝缘子3安装于顶盖1上时，绝缘子3与顶盖1之间设有间隙4，间隙4内填充有焊料，焊料用于密封连接绝缘子3和顶盖1。在实现绝缘子3与顶盖1的连接时，首先向间隙4内的焊料施加设定的温度，使焊料充分渗透到间隙4内，便于充分焊接，且提高绝缘子3与顶盖1连接的可靠性。

[0044] 进一步地，例如，绝缘子3与顶盖1之间的间隙4设置为0.2-0.3mm，既能保证绝缘子3与顶盖1之间能填充充足的焊料，又能确保绝缘子3与顶盖1连接的稳定性。当然，在其它实施例中间隙4也可以设置为小于0.2mm或大于0.3mm,依据实际情况进行合理选择即可。

[0045] 极柱2由金属材料制成，绝缘子3为无机非金属材料，为了实现绝缘子3与极柱2的固定连接，且便于连接无机非金属材料和金属材料，本实施例中，在极柱2安装于绝缘子3上时，极柱2与绝缘子3之间设有间隙4，间隙4内填充有焊料，焊料用于密封连接绝缘子3和极柱2。在实现绝缘子3与极柱2的连接时，首先向间隙4内的焊料施加设定的温度，使焊料充分渗透到间隙4内，便于充分焊接，且提高绝缘子3与极柱2连接的可靠性，然后再进行焊接。

[0046] 进一步地，例如：绝缘子3与极柱2之间的间隙4设置为0.2-0.3mm，既能保证绝缘子3与极柱2之间能填充充足的焊料，又能确保绝缘子3与顶盖1连接的稳定性，当然，在其它实施例中间隙4也可以设置为小于0.2mm或大于0.3mm,依据实际情况进行合理选择即可。

[0047] 在本实施例中，绝缘子3与顶盖1之间填充的焊料以及绝缘子3与极柱2之间填充的焊料的材质均为金属或者合金材质，以使绝缘子3与顶盖1和极柱2连接。

[0048] 在本实施例中，绝缘子3与顶盖1和极柱2的焊接温度为450-650℃。设置该焊接温度能焊接含铝成分的焊料，降低了对焊接设备焊接温度的要求，且在该焊接温度下，绝缘子3不易裂，有效地保护了绝缘子3，提高了产品的合格率。

[0049] 本实施例还提供了一种顶盖组件的制造方法，用于加工上述的顶盖组件，如图3所示，该制造方法包括：

[0050] 将绝缘子3和极柱2装配于顶盖1上；

[0051] 在绝缘子3与极柱2之间的间隙4以及绝缘子3与顶盖1之间的间隙4填充焊料并焊接。

[0052] 本实施例提供的顶盖组件的制造方法只需要在绝缘子3与极柱2和顶盖1之间添加焊料并焊接即可实现极柱2与顶盖1的密封连接，大大简化了加工工艺，降低了加工成本。

[0053] 图4所示的是顶盖组件的制造方法的详细步骤流程图，结合图4，下面介绍本实施例提供的顶盖组件的制造方法的详细步骤。该制造方法主要包括：

[0054] 步骤一、加工预设形状的极柱2和绝缘子3，在绝缘子3上开设与极柱2匹配的第一安装孔11，在顶盖1上开设与绝缘子3匹配的第二安装孔31。

[0055] 具体地，在顶盖1上开设用于安装绝缘子3的第一安装孔11，绝缘子3上开设用于安装极柱2的第二安装孔31，将绝缘子3安装于顶盖1上，极柱2安装于绝缘子3上。优选地，第一安装孔11设置为长方形孔，优选通过拉伸的方式加工长方形孔，绝缘子3为长方形玻璃，长方形孔方便加工和安装。当然第一安装孔11和绝缘子3也可以是其他形状，例如圆形、椭圆形等，在此不做限定。

[0056] 步骤二、将绝缘子3装配于顶盖1上以及将极柱2装配于绝缘子3上。

[0057] 具体地，将绝缘子3安装于顶盖1的第一安装孔11内，优选地使绝缘子3的两端与顶盖1的两侧表面平齐，极柱2安装于绝缘子3的第二安装孔31上，优选地极柱2的一端穿设于顶盖1，使极柱2的两端均凸出于顶盖1的两侧表面设置，以便于使极柱2与极耳和外部设备连接。

[0058] 步骤三、在绝缘子3与极柱2之间的间隙4和绝缘子3与顶盖1之间的间隙4填充焊料。

[0059] 具体地，在绝缘子3安装于顶盖1的第一安装孔11内后，绝缘子3与第一安装孔11的孔壁之间有间隙4，以便添加焊料连接绝缘子3和顶盖1。

[0060] 在极柱2安装于绝缘子3的第二安装孔31内后，极柱2与第二安装孔31的孔壁之间有间隙4，以便添加焊料连接绝缘子3和极柱2。

[0061] 步骤四、施加预设温度使焊料渗透至间隙4中。

[0062] 具体地，焊料通常选择金属材质或者合金材质的焊料，针对不同材质的焊料施加不同的温度，以便使焊料充分渗透到间隙4内，便于充分焊接，且提高绝缘子3与顶盖2连接的可靠性。

[0063] 步骤五、焊接、冷却实现绝缘子3与极柱2和顶盖1的连接。

[0064] 具体地，在焊料充分渗透到间隙4内后，然后焊接，使绝缘子3分别与顶盖1和极柱2连接，然后进行冷却，即实现了无机非金属材料与金属材料的连接，即绝缘子3与极柱2和顶盖1的连接，且使用绝缘子3密封性好，环境适应性强，绝缘性好。

[0065] 绝缘子3与顶盖1和极柱2的焊接温度为450-650℃。设置该焊接温度能焊接含铝成分的焊料，降低了对焊接设备焊接温度的要求，且在该焊接温度下，绝缘子3不易裂，有效地保护了绝缘子3，提高了产品的合格率。

[0066] 本实施例还提供一种电池，包括外壳以及设置在外壳端部的顶盖组件，顶盖组件为上述的顶盖组件。采用上述的顶盖组件，电池质量好，成本低，使用安全系数高。

[0067] 同时，本实施例还提供一种电池模组，电池模组包括若干相互串联和/或并联的单体电池，该单体电池为本实施例提供的电池。

[0068] 综上所述，本实施例具有以上所述的优良特性，得以令其在使用上增进现有技术中所未有的效果而具有实用性，成为一极具实用价值的产品。

[0069] 显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。