本发明涉及电池装配,尤其涉及一种电芯顶盖极柱及其装配方法。
背景技术:
1、锂离子电池因具有能量密度和功率密度大、循环寿命长、安全性好、绿色环保等优点,在风光储能、小型家庭储能及汽车动力电池中具有广阔的应用前景。其中方形铝壳电池,因在系统集成端具有体积利用率高的优势,被广泛应用于储能电池和动力电池中。为进一步提供电池能量密度降低电池成本,当前设计的电池容量不断增大,相对的,电池安全也越来越被人们重视,各国电池标准每年对电池安全性均逐步调整增大要求。其中电池结构件的稳定是保证电池在长期工作中安全和可靠的前提。
2、现有电池结构件盖板组件极柱的弹性密封和固定,主要通过顶盖/顶盖连接件与极柱端子间设置的氟橡胶弹性密封圈进行密封,并配合在密封圈周围设置固定件与极柱形成固定。此类结构复杂,且随电池使用时间增长,氟橡胶密封圈长时间浸润电解液,在使用过程中因外力导致极柱位移产生的电解液泄露,加之弹性固定限位不稳、寿命短、从而造成电极柱侧壁电解液泄露、失去固定,影响电池的电性能及安全性。
技术实现思路
1、为了克服现有技术的缺陷,本发明所要解决的技术问题在于提出一种电芯顶盖极柱及其装配方法,采用以下技术方案:
2、本发明提供一种电芯顶盖极柱,包括顶盖板和下塑胶,下塑胶固设于顶盖板的底面,顶盖板和下塑胶对应设置有至少一个极柱孔,极柱孔内固设有固定环,固定环内设置有极柱端子;
3、下塑胶向极柱孔内延伸形成承托部,该承托部抵接固定环下端,并固定连接极柱端子;
4、上述下塑胶、固定环与极柱端子之间形成空腔,该空腔内装配有圈体,上述圈体与固定环和极柱端子过盈配合;
5、上述极柱端子的侧壁于空腔内设置有凸环,固定环的内侧于空腔内设置有配位槽,且配位槽与凸环相互对立设置,上述圈体包裹上述凸环。
6、在上述技术方案中,设置固定环的目的在于提供稳定的支撑结构,极柱端子固定好后,通过在固定环和极柱端子之间装配圈体,过盈配合确保极柱端子安装和使用过程保持稳固,该结构还减少了整体部件的数量,降低了装配难度,节约了制造成本。其中,圈体中部弯折并包裹住极柱端子的凸环,形成稳定的连接结构,可以承受电池在使用过程中遇到的沿极柱端子径向的震动或冲击,确保限位稳固,而圈体的过盈配合提高了极柱端子密封结构的稳定性和可靠性,能够在后续极柱焊接、接电发热时保持良好的密封性。
7、作进一步改进的,上述固定环的外侧壁设置有止位部,该止位部抵接于极柱孔上边缘。
8、在上述技术方案中,在固定环的装配工序中,需要通过焊接等方式将固定环固定在极柱孔,上述止位部可以准确确定固定环的位置,为后续的固定工序提供必要支撑。
9、作进一步改进的,上述极柱端子侧壁设置有卡接槽,上述承托部的端部卡接于上述卡接槽。
10、在上述技术方案中,通过卡接槽可以快速实现极柱端子的定位和预固定,简化了装配过程,提高了生产效率,摆脱对紧固件或粘合剂的依赖,便于后续维护和零件更换。
11、作进一步改进的,上述极柱端子的侧壁于空腔内设置有至少一个锁止孔,上述圈体外侧壁设置有与锁止孔插接配合的锁止部。
12、在上述技术方案中,进一步的,圈体设置有防止极柱端子转动的锁止部,为极柱端子提供额外的固定点,避免极柱端子因为振动、冲击或其他外力作用而发生转动,提高了电池的整体稳定性和耐用性。
13、作进一步改进的,上述锁止孔位于凸环的上方。
14、在上述技术方案中,锁止孔设置于凸环上方的目的在于更方便地观察锁止部是否准确插接与锁止孔,及时作出调整,确保圈体安装到位,达到预期的限位作用,防止极柱端子转动。
15、作进一步改进的,还包括加强圈,该加强圈的一端固设于顶盖板的顶部,另一端卡接于极柱端子的侧壁,且加强圈覆盖于上述固定环和圈体之上。
16、在上述技术方案中,设置加强圈的目的在于包裹圈体和固定环、保护极柱装配结构高于顶盖板的部分,增强整个装配结构的机械强度,提高其抵抗外部冲击和振动的能力。
17、作进一步改进的,上述极柱端子由单一金属制成,或者由多种金属层叠设置而成。
18、作进一步改进的,上述极柱端子由上至下层叠设置有第一金属层和第二金属层,上述第一金属层下端设置有上半凸环,上述第二金属层设置有下半凸环,上述上半凸环与下半凸环叠放形成上述凸环。
19、在上述实施例中,设置双层金属层的目的在于提高极柱与电解液的电化学稳定性,同时还能降低极柱成本。具体的,采用的均为具有优良热稳定性,且与电解液、金属电极具有电化学稳定性的热塑性材料,相比传统常规氟橡胶密封圈,具有显著的材料强度,使得密封结构在不同温度区间均能保持高稳定性。
20、本发明进一步提供一种电芯顶盖极柱的装配方法,结构如上任意一项所述的电芯顶盖极柱的装配结构按如下步骤进行装配:
21、s1:将固定环设于极柱孔内,固定环的下端抵接承托部,止位部抵接于极柱孔的上边缘,固定环位置确定后将其与极柱孔焊接固定;
22、s2:将圈体装配于固定环和极柱端子之间,并将圈体的锁止部插入极柱端子的锁止孔内;
23、s3:将极柱端子放置于圈体内,极柱端子的卡接槽与承托部的端部卡接,使凸环与配位槽位置相对,此时极柱端子与固定环之间形成具有弯折结构的空腔;
24、s4:将加强圈固设于顶盖板上端,并与极柱端子卡接。
1.一种电芯顶盖极柱,包括顶盖板(100)和下塑胶(200),下塑胶(200)固设于顶盖板(100)的底面,顶盖板(100)和下塑胶(200)对应设置有至少一个极柱孔(300),其特征在于:
2.如权利要求1所述的一种电芯顶盖极柱,其特征在于:所述固定环(1)的外侧壁设置有止位部(11),该止位部(11)抵接于极柱孔(300)上边缘。
3.如权利要求1所述的一种电芯顶盖极柱,其特征在于:所述极柱端子(2)侧壁设置有卡接槽(21),所述承托部(201)的端部卡接于所述卡接槽(21)。
4.如权利要求1所述的一种电芯顶盖极柱,其特征在于:所述极柱端子(2)的侧壁于空腔内设置有至少一个锁止孔(22),所述圈体(3)外侧壁设置有与锁止孔(22)插接配合的锁止部(31)。
5.如权利要求1所述的一种电芯顶盖极柱,其特征在于:所述锁止孔(22)位于凸环(23)的上方。
6.如权利要求1所述的一种电芯顶盖极柱,其特征在于:还包括加强圈(4),该加强圈(4)的一端固设于顶盖板(100)的顶部,另一端卡接于极柱端子(2)的侧壁,且加强圈(4)覆盖于所述固定环(1)和圈体(3)之上。
7.如权利要求1-6任意一项所述的一种电芯顶盖极柱,其特征在于:所述极柱端子(2)由单一金属制成,或者由多种金属层叠设置而成。
8.如权利要求7所述的一种电芯顶盖极柱,其特征在于:所述极柱端子(2)由上至下层叠固定设置有第一金属层(2a)和第二金属层(2b),所述第一金属层(2a)下端设置有上半凸环(231),所述第二金属层(2b)设置有下半凸环(232),所述上半凸环(231)与下半凸环(232)叠放形成所述凸环(23)。
9.一种电芯顶盖极柱的装配方法,其特征在于:用于装配结构如权利要求1-6任意一项所述的电芯顶盖极柱,具体步骤如下: