[实用新型]一种动力电池及其顶盖

说明书

技术领域

本实用新型属于动力电池技术领域，尤其涉及一种具有良好安全性能且连接可靠的动力电池顶盖，及包含该顶盖且具有高能量密度的动力电池。

背景技术

随着现代社会的发展和人们环保意识的增强，越来越多的设备选择以可充电的二次电池作为电源，如手机、笔记本电脑、电动工具、电动汽车和储能电站等等，这为可充电的二次电池的应用与发展提供了广阔的空间。

其中，电动汽车和储能电站等一般需要使用具有大容量的动力电池。为了保证动力电池使用过程中的安全性，一般需要使用金属外壳。

具体来说，动力电池一般包括动力电芯和用于容纳所述动力电芯的金属外壳，动力电芯前端设有正极极耳和负极极耳，金属外壳一般包括外壳主体和顶盖，所述顶盖上设有正极柱、负极柱和注液孔。装配时，先将正极极耳和负极极耳分别与正极柱和负极柱焊接连接，然后将电芯置于外壳主体内，并将顶盖与外壳主体焊接密封，组装成半成品电池。再经过注液、化成和容量等一系列工序即得到动力电池。

其中，为了实现电池的密封和绝缘以改善动力电池的安全性能，一般会在极柱(包括正极柱和负极柱)与顶盖片的上表面之间设置上绝缘体，在极柱(包括正极柱和负极柱)和顶盖片的下表面之间设置下绝缘体，在下绝缘体和顶盖片之间还会设置密封圈，以保证密封。上绝缘体和下绝缘体一般使用塑料材料，因为塑料材料重量轻、厚度薄且价格低廉。但是塑料材料本身存在熔点较低的缺陷，当动力电池出现高温时，位于极柱和顶盖之间的塑料绝缘体会全部熔化或烧尽，并引发动力电池的二次短路，影响了动力电池的安全性能。

为了避免上绝缘体和下绝缘体在高温下发生融化或烧尽等问题，近年来，也有人尝试在动力电池的极柱和顶盖之间采用陶瓷等耐高温材料作为上绝缘体和下绝缘体。陶瓷等材料确实能够很好的解决二次短路问题，大大提高了动力电池的安全性能；但是由于陶瓷材料本身较脆，与极柱和顶盖之间的连接不能采用铆压等方式。

现有用陶瓷材料作为上绝缘体和下绝缘体的动力电池中，极柱、上绝缘体、下绝缘体和顶盖之间采用的是螺母连接。螺母连接存在以下缺点：一是连接可靠性不太好，振动过程中可能松动，通常需要加防松胶；二是螺母重量大而且不能做得太薄，否则与极柱之间配合的牙数太少，导致在振动过程中容易松动。这样，对于同样外形尺寸的电池，电池极柱柱体部裸漏在外面的尺寸较大，电池壳高度相对就小，会导致电池壳内部可利用空间小，能量密度低。

有鉴于此，确有必要提供一种具有良好安全性能且连接可靠的动力电池顶盖，及包含该顶盖且具有高能量密度的动力电池。

实用新型内容

本实用新型的目的之一在于：针对现有技术的不足，而提供一种具有良好安全性能且连接可靠的动力电池顶盖。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种动力电池顶盖，包括顶盖片、极柱、下绝缘体、密封圈和上绝缘体，所述顶盖片上设有注液孔和极柱孔，所述下绝缘体安装在极柱上，所述密封圈套设在极柱上且位于顶盖片下方，所述上绝缘体套设在极柱上且位于所述顶盖片上方，所述极柱密封安装在极柱孔内，所述极柱上设有环形槽，所述环形槽内卡接有卡簧。所述卡簧的材质为不锈钢、弹簧钢等弹簧金属材料。组装时，可以采用卡簧钳等专用组装工具把顶盖片、极柱、密封圈、下绝缘体、上绝缘体通过卡簧可靠的连接成一体。

作为本实用新型动力电池顶盖的一种改进，所述极柱包括基部和自基部向上延伸的柱体部。

作为本实用新型动力电池顶盖的一种改进，所述基部上设有安装孔，所述下绝缘体安装在所述安装孔内。

作为本实用新型动力电池顶盖的一种改进，所述环形槽设置在柱体部上。

作为本实用新型动力电池顶盖的一种改进，所述极柱包括正极柱和负极柱。

作为本实用新型动力电池顶盖的一种改进，所述卡簧为轴用弹性卡簧、E形卡簧、无耳弹性卡簧或双层卡簧。

作为本实用新型动力电池顶盖的一种改进，所述上绝缘体为陶瓷环。

作为本实用新型动力电池顶盖的一种改进，所述下绝缘体为陶瓷柱。上绝缘体和下绝缘体的材质为耐高温材料。

作为本实用新型动力电池顶盖的一种改进，所述密封圈为弹性密封环。所述密封圈的材质为耐腐蚀的弹性密封材料。

相对于现有技术，本实用新型至少具有以下优点：

一是连接可靠性好，极柱与顶盖不会在振动过程中松动；

二是由于卡簧可以做得薄，电池极柱柱体部裸漏在外面的尺寸相对较小，对于同样外形尺寸的电池，可利用的电池内部空间更大，而且卡簧比螺母重量更轻，所以能量密度更高；此外，卡簧价格更低廉，可以降低生产成本；