[發明專利]一種動力電池極柱封裝結構、頂蓋、動力電池

在審

• 申請號: 202110382163.0
• 申請日: 2021-04-09
• 公開（公告）號: CN113131054A
• 公開（公告）日: 2021-07-16
• 發明（設計）人: 郭彬彬;符遠翔
• 申請（專利權）人: 郭彬彬
• 主分類號: H01M50/176
• 分類號: H01M50/176;H01M50/184;H01M50/188;H01M50/15
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種動力電池極柱封裝結構、頂蓋、動力電池。極柱封裝結構組件包括極柱、極柱注塑件、蓋板、密封圈、轉接片。通過注塑方式將極柱安裝在蓋板上，將密封圈套在極柱朝向裸電芯的一端，利用轉接片與極柱焊接結構壓縮、固定密封圈，形成動力電池極柱封裝結構。其特征是：轉接片、密封圈、蓋板凸出部、極柱注塑件、極柱凸出部在其垂直安裝方向有金屬件重疊，以蓋板凸出部為中心，轉接片與極柱凸出部的金屬硬連接結構將密封圈、極柱注塑件上下限位固定。有益效果是：增強動力電池極柱封裝結構強度，解決極柱封裝結構失效引發的電解液泄漏、絕緣不良等安全性問題；提高動力電池能量密度、新能源汽車續航里程；簡化極柱封裝結構，降低成本。

技術領域

本發明涉及電化學儲能裝置領域，尤其涉及一種動力電池極柱封裝結構及應用該極柱封裝結構的頂蓋、動力電池。

背景技術

在低碳經濟、碳中和的共識下，全球主要國家均提出了支持新能源汽車發展的戰略規劃。動力電池的安全性、能量密度、續航里程是新能源汽車推廣應用的關鍵指標。

現有技術中，方形或大圓柱形動力電池通常包括頂蓋、轉接片、裸電芯、絕緣膜、電解液、注液孔密封釘、殼體。

頂蓋通常包括蓋板、正極柱組件、負極柱組件、防爆閥、注液孔、頂支架蓋板。蓋板上設計有極柱安裝孔、防爆閥安裝孔、注液孔。防爆閥安裝在蓋板防爆閥安裝孔上。頂支架蓋板注塑成型后安裝在蓋板底部或直接在蓋板底部注塑成型。

轉接片一端與頂蓋上的極柱連接，另一端連接裸電芯上的極耳。

現有技術中，極柱組件主要有兩類封裝結構。

一類是鉚接結構，極柱組件通常包括極柱、密封絕緣件、鉚釘、絕緣件。在極柱、密封絕緣件、蓋板、絕緣件上加工通孔，鉚釘穿過極柱、密封絕緣件、蓋板、絕緣件后，對鉚釘、極柱、密封絕緣件、蓋板、絕緣件施壓，通過鉚釘變形固定極柱組件與蓋板；或對極柱、密封絕緣件、蓋板、絕緣件施壓后，將鉚釘與極柱激光焊接在一起，固定極柱組件與蓋板。鉚接結構需要對極柱各組件加工通孔，制造成本高；另外，鉚釘底座占用動力電池空間、鉚釘自身重量等因素降低了動力電池能量密度。

另一類是注塑結構，極柱組件通常包括極柱、極柱注塑件、密封絕緣件。密封絕緣件與極柱嵌套或貼合在一起，一起定位在蓋板極柱安裝孔區，通過注射塑膠件的方式，將極柱、密封絕緣件與蓋板固定在一起。

在動力電池實際應用中，極柱一端連接動力電池內部的轉接片（轉接片再連接裸電芯極耳），極柱另一端連接模組或PACK的匯流板，極柱承受多個方向拉力。采用這類極柱注塑結構的動力電池應用在新能源汽車上，由于汽車行駛過程中的長期震動導致存在極柱注塑件脆裂、極柱注塑件與極柱之間或蓋板之間產生縫隙、極柱組件在蓋板上松動等風險。極柱封裝結構的上述失效模式會引起動力電池電解液泄漏、絕緣不良等安全性問題。

這類簡潔的極柱封裝結構長期使用可靠性不足，對新能源汽車存在安全隱患。針對該問題，業內公開了一種利用金屬環焊接在蓋板上增強極柱封裝結構強度的技術方案。這個方案在頂蓋的極柱組件上增加了兩個金屬環結構件、并且增加了金屬環結構件激光焊接操作工序，引起頂蓋制造成本增加，同時增加了極柱組件及頂蓋的重量引起動力電池重量比能量密度下降。

因此，很有必要提供一種低制造成本方案用于提高動力電池極柱的封裝強度，改善動力電池的安全性，同時能提高動力電池能量密度、新能源汽車續航里程。

發明內容

本發明的第一個目的是增強極柱、極柱注塑件、極柱密封圈在蓋板上的封裝結構強度，解決極柱封裝結構失效引發的電解液泄漏、絕緣不良等安全性問題。

本發明的第二個目的是提高動力電池能量密度、新能源汽車續航里程。

本發明的第三個目的是降低頂蓋與動力電池制造成本。

為實現上述技術效果，本發明公開了一種動力電池極柱封裝結構、頂蓋、動力電池。