极柱、盖板组件及电池的制作方法

本发明涉及电池，具体涉及极柱、盖板组件及电池。

背景技术：

1、随着电池行业的不断发展，人们对电池安全性的要求越来越高。极柱作为连接电池内外的关键部件，其性能对于整个电池的性能具有重要影响。其中，负极极柱大多采用铜铝复合的形式来提高其性能，现有技术中的铜铝复合极柱大多通过将铜层和铝层进行摩擦焊接后实现铜铝复合，铜层与铝层之间形成结合平面。

2、然而，呈平面状的结合面的强度较低，可靠性较差，在电池长期使用过程中，在经历长期的振动、冲击等工况后，在各部分的零部件相互作用下，极柱很容易从结合面处断裂，导致电池断路，增加了售后维修的人力及物力成本。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种极柱、盖板组件及电池，以解决复合极柱容易从结合面处断裂的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种极柱，包括：板体，包括铝层和铜层，所述铜层呈环状且连接在所述铝层的第一侧面的至少部分区域上；所述柱体连接在所述板体的第一侧，所述铜层的至少部分环绕连接在所述柱体的外周侧，所述柱体的至少部分为所述铜柱部，所述铜柱部覆盖所述柱体的外表面并与所述铜层固定连接；所述柱体适于穿设在盖板本体上的第一通孔中，所述第一通孔在所述盖板本体表面上所占的面积为s0，所述铜层的外轮廓在所述盖板本体表面上的投影所围成的面积为s1，所述铝层在所述盖板本体表面上的投影面积为s2，其中，s0＜s1≤s2。

3、有益效果：通过设置板体具有相连接的铝层和铜层，柱体上的铜柱部覆盖柱体的外表面且与铜层固定连接，使得柱体外观上为纯铜特征，实则为铜铝复合材质，板体为铜铝复合材质，即极柱整体为铜铝复合材质，既可以实现与极耳的电连接又可以减少铜的用量，降低成本，同时，通过设置铜层的外轮廓在盖板本体表面上的投影所围成的面积s1大于盖板本体上第一通孔的面积s0，且小于等于铝层在盖板本体表面上的投影面积s2，使得当极柱穿设在盖板本体上的第一通孔中时，铜铝结合面至少有一部分位于第一通孔轮廓的外围，盖板本体对板体上的铜层具有支撑作用，这样即使在套设在柱体上的密封件的回弹力作用而拉动柱体的情况下，铜层和铝层之间不会因为受到拉应力而发生结合面剥离的情况，从而有效防止复合极柱从结合面处断裂，提高极柱的质量，从而保证电池的质量。

4、在一种可选的实施方式中，所述铜层呈环状，所述柱体包括铝柱部和铜柱部，所述铝柱部由所述铝层第一侧面上的部分区域朝向远离所述铝层的方向凸起而成，所述铜柱部上具有朝向所述板体开口的凹陷部，所述凹陷部与所述铝柱部配合连接，以使所述铜柱部包裹所述铝柱部，所述铜柱部的开口端与所述铜层的内环连接；或者，所述柱体为铜柱部，所述铜柱部上靠近所述板体的一端与所述铜层连接。

5、有益效果：通过设置柱体包括与铝层一体连接的铝柱部及与铜层一体连接的铜柱部，铜柱部上的凹陷部与铝柱部配合连接且凹陷部的开口端与铜层的内环连接，实现铜柱部包裹铝柱部，使得柱体外观上为纯铜特征，实则为铜铝复合材质，并且，铝柱部凸出铝层的表面，则极柱在其中心线所在平面的截面上，铜材质与铝材质之间形成的铜铝结合面为呈倒置的“几”字型的连续面，比传统的呈平面的结合面的面积增大，复合强度更高，且用铜量更少。

6、在一种可选的实施方式中，所述板体的厚度为a，所述铝层的厚度的最小值为b，满足：1/3≤b/a＜1。

7、有益效果：既能够保证铝层具有足够的厚度，保证极柱能够顺利成型并保证成型后的稳定性，同时避免与巴片焊接过程中的熔深穿透铝层，从而避免焊接对铜铝结合面产生影响，又可以保证板体上具有铜层，确保铜层最大区域在盖板本体上的投影至少有一部分位于第一通孔的轮廓线的外围，从而保证盖板本体可以对铜层起到支撑作用，避免铜铝结合面处受拉应力而断开，实现提高极柱的结构强度。

8、在一种可选的实施方式中，所述板体的厚度a的取值范围为：2 mm≤a≤5 mm；和/或，所述铝层的厚度的最小值b的取值范围为：b≥1.5 mm。

9、有益效果：通过设置板体的厚度a在2 mm至5 mm之间取值，既可以避免板体在与铝巴片焊接过程中焊穿板体，且避免焊接热量透过板体大量传递至第一绝缘件上，从而避免第一绝缘件融化，保证第一绝缘件的阻值不会发生波动，从而保证电池正、负极边电压的一致性，避免电池内部发生电解液腐蚀的情况，同时，还可以避免板体过厚而导致极柱重量过大，从而有利于降低成本且提高电池的体积能量密度。通过设置铝层的厚度的最小值b大于等于1.5 mm，既能够保证铝巴片与极柱焊接的最大熔深不会穿透铝层，不会对铜铝结合面产生影响，也能够保证传递到第一绝缘件上的焊接热量不会超过第一绝缘件的熔点，保证第一绝缘件不会发生电阻值的波动，从而提到电池正负极边电压的一致性，提高电池的电性能及安全性能。

10、在一种可选的实施方式中，所述极柱由铜铝复合板加工而成，且所述板体与所述柱体一体成型。

11、有益效果：铜铝复合板为成型材料，铜铝复合板中的铜材质与铝材质结合在一起，不能分开，复合稳定性好，还具有强度高、耐用、性价比高等优点，整个极柱由铜铝复合板加工而成，一体成型的加工工艺简单，避免了传统的铜层与铝层摩擦焊接工序，铜铝复合板加工简单，材料利用率高，结构稳定，成本降低，并且铜铝复合结合面的接触面积大，极柱的过流能力增强，在极柱中通过大电流的情况下，也不会出现极柱熔断，从而避免了电池失控，提高安全性。

12、在一种可选的实施方式中，所述柱体呈圆柱体或椭圆柱体或多边形柱体；和/或，所述柱体包括柱体本体和凸台，所述柱体本体与所述板体相连接，所述凸台连接在所述柱体本体上远离所述板体的一端，所述凸台的中心线与所述柱体的中心线重合，所述凸台的横截面积小于所述柱体本体的横截面积。

13、有益效果：加工简单，便于成型且稳定性好。通过在柱体远离板体的一端构造凸台，凸台的中心线与柱体中心线重合且凸台的横截面积小于柱体本体的横截面积，凸台适于插入底板上的第四通孔中，柱体本体适于与底板上的安装槽的底面相抵接，从而实现柱体与底板的相互限位，便于装配的稳定性。

14、第二方面，本发明还提供了一种盖板组件，包括：盖板本体，开设有第一通孔；第一绝缘件，设置在所述盖板本体的一侧，所述第一绝缘件上开设有第二通孔；第二绝缘件，设置在所述盖板本体上远离所述第一绝缘件的一侧，所述第二绝缘件上开设有第三通孔；底板，设置在所述第二绝缘件远离所述盖板本体的一侧，所述底板上开设有第四通孔；上述的极柱，所述极柱的柱体依次穿过所述第二通孔、所述第一通孔、所述第三通孔后穿设在所述第四通孔中，所述极柱的板体与所述第一绝缘件上远离所述盖板本体的一侧相抵接；密封件，设置在所述柱体与盖板本体之间，所述密封件的内侧与所述柱体的外周面相抵接且外侧与所述第一通孔的内壁相抵接。因为盖板组件包括极柱，具有与极柱相同的效果，在此不再赘述。

15、在一种可选的实施方式中，所述底板上构造有安装槽，所述第四通孔位于所述安装槽中，所述第四通孔的横截面积小于所述极柱上的柱体本体的横截面积，所述柱体本体与所述安装槽相抵接，所述柱体上的凸台穿设在所述第四通孔中；和/或，所述第一绝缘件及所述第二绝缘件的材质均为塑料；和/或，所述密封件的材质为橡胶。

16、有益效果：通过在底板上设置安装槽且在安装槽中开设第四通孔，当极柱与底板配合时，由于第四通孔的横截面积小于柱体本体的尺寸，柱体本体不能穿入第四通孔中，柱体本体靠近凸台一侧的端面与安装槽的底面相抵接，实现底板与柱体本体沿极柱轴向的相互限位，防止底板进一步朝向靠近盖板本体的方向位移，同时柱体的凸台穿设在第四通孔中，第四通孔对凸台进行径向限位，从而实现底板与柱体的相对固定，装配方便且稳定性好。塑料绝缘性好，性能稳定。橡胶的弹性好，具有极佳的耐热性及很好的电绝缘性能，橡胶较为常见，易于获得，成本低。

17、在一种可选的实施方式中，所述凸台与所述底板焊接。

18、有益效果：通过将凸台与底板焊接，实现极柱与底板的固定连接，取消了传统的极柱与底板之间的铆接工序，在保证结构强度的前提下，降低了盖板组件的工序费用。

19、第三方面，本发明还提供了一种电池，包括：壳体，具有开口端；上述的盖板组件，设置在所述壳体的开口端，以封闭所述壳体；极组，设置在所述壳体内部，所述极组的端部具有极耳，所述极耳与所述盖板组件中的底板电性连接。因为电池包括盖板组件，具有与盖板组件相同的效果，在此不再赘述。

技术特征：

1.一种极柱，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的极柱，其特征在于，所述铜层呈环状，所述柱体包括铝柱部和铜柱部，所述铝柱部由所述铝层第一侧面上的部分区域朝向远离所述铝层的方向凸起而成，所述铜柱部上具有朝向所述板体开口的凹陷部，所述凹陷部与所述铝柱部配合连接，以使所述铜柱部包裹所述铝柱部，所述铜柱部的开口端与所述铜层的内环连接；

3.根据权利要求1所述的极柱，其特征在于，所述板体的厚度为a，所述铝层的厚度的最小值为b，满足：1/3≤b/a＜1。

4.根据权利要求3所述的极柱，其特征在于，所述板体的厚度a的取值范围为：2 mm≤a≤5 mm；

5.根据权利要求1所述的极柱，其特征在于，所述极柱由铜铝复合板加工而成，且所述板体与所述柱体一体成型。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的极柱，其特征在于，所述柱体呈圆柱体或椭圆柱体或多边形柱体；

7.一种盖板组件，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的盖板组件，其特征在于，所述底板上构造有安装槽，所述第四通孔位于所述安装槽中，所述第四通孔的横截面积小于所述极柱上的柱体本体的横截面积，所述柱体本体与所述安装槽相抵接，所述柱体上的凸台穿设在所述第四通孔中；

9.根据权利要求8所述的盖板组件，其特征在于，所述凸台与所述底板焊接。

10.一种电池，其特征在于，包括：

技术总结
本发明涉及电池技术领域，公开了极柱、盖板组件及电池，极柱包括：板体，包括铝层和铜层，铜层呈环状且连接在铝层的第一侧面的至少部分区域上；柱体，连接在板体的第一侧，铜层的至少部分环绕连接在柱体的外周侧，柱体的至少部分为铜柱部，铜柱部覆盖柱体的外表面并与铜层固定连接；柱体适于穿设在盖板本体上的第一通孔中，第一通孔在盖板本体表面上所占的面积为S0，铜层的外轮廓在盖板本体表面上的投影所围成面积为S1，铝层在盖板本体表面上的投影面积为S2，其中，S0＜S1≤S2。极柱上的铜铝结合面至少有一部分位于第一通孔轮廓的外围，铜层和铝层之间不会因受到拉应力而发生结合面剥离，防止极柱从铜铝结合面处断裂。

技术研发人员：徐同力,盛杰,马永贵,李俭
受保护的技术使用者：蜂巢能源科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/9/23