电芯极柱、电芯盖板及电芯的制作方法

1.本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电芯极柱、电芯盖板及电芯。


背景技术：

2.动力电池的电芯通常是将电芯芯包卷绕好后通过转接片进行焊接，通过转接片将电芯芯包极耳和电芯极柱进行连接，然后通过焊接将电芯极柱与汇流排焊接，形成电芯之间的串并联。电芯的电极始终保持导电状态，在运输过程中或其他特殊情况下可能会发生短路，降低了安全性。


技术实现要素：

3.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一，为此，本发明实施例提供了一种电芯极柱、电芯盖板及电芯，可根据实际需要使电芯保持常通或常断的状态，避免在运输过程中或其他特殊情况下发生短路的问题，提高了安全性。
4.本发明一方面实施例提出了一种电芯极柱，包括：上极柱、下极柱和挤压件，所述上极柱的中心具有第一通孔，第一通孔的内壁固定连接有第一金属触片；所述下极柱通过绝缘件与上极柱相连，下极柱的中心具有第二通孔，第二通孔与第一通孔相连通，第二通孔的内壁固定连接有第二金属触片，第二金属触片与第一金属触片在无外力压迫时相分离；所述挤压件与上极柱和/或下极柱可拆卸连接，挤压件压迫第一金属触片以使第一金属触片与第二金属触片导电连接。
5.本发明通过设置可拆卸的挤压件来使电芯保持常通或常断的状态，可避免在运输过程中或其他特殊情况下发生短路的问题，提高了安全性。
6.在一些实施例中，所述第二通孔的内壁在位于第二金属触片背离第一金属触片的一侧连接有防爆阀。可保障电芯的安全使用，而且将防爆阀内置于电极中，可节约空间。
7.在一些实施例中，所述挤压件沿轴向具有排气孔。配合防爆阀，可使电芯内部产生的气体排出。
8.在一些实施例中，所述防爆阀具有防爆膜，所述挤压件的底部和/或第二金属触片的底部具有尖端部，尖端部邻近防爆膜，以使防爆膜鼓起时尖端部将防爆膜刺破。
9.在一些实施例中，所述挤压件与第一通孔和/或第二通孔的内壁通过螺纹连接。
10.在一些实施例中，所述第一金属触片与第二金属触片均为弹性触片。将挤压件拆除后，第一金属触片与第二金属触片自动回位，保持最初相互分离的状态，即处于常断状态。
11.在一些实施例中，所述挤压件包括：螺纹段和操作段，所述螺纹段与第一通孔和/或第二通孔的内壁通过螺纹连接；所述操作段连接于螺纹段的顶部，操作段具有与螺纹段相衔接的阶梯面。通过设置操作段，可便于对挤压件进行安装和拆除的操作。
12.在一些实施例中，所述电芯极柱还包括压迫段，所述压迫段连接于螺纹段的底部，压迫段的外径小于螺纹段的外径，压迫段压迫第一金属触片以使第一金属触片与第二金属
触片导电连接。通过设置压迫段，可便于使第一金属触片和第二金属触片导电连接。
13.在一些实施例中，所述下极柱的底部固定连接用于与芯包极耳相抵接的弹性导电件。可便于使芯包极耳通过挤压弹性导电件而与电极之间导电连接，无需焊接操作。
14.本发明另一方面实施例提出了一种电芯盖板，包括：上述的电芯极柱和盖板体，所述盖板体具有安装孔，安装孔处安装电芯极柱，盖板体与电芯极柱之间设有绝缘层。使上电极与下电极处于常断状态，防止通过具有导电性的盖板导电。
15.本发明第三方面实施例提出了一种电芯，包括上述的电芯盖板。
附图说明
16.本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，
17.其中：
18.图1是本发明实施例中的电芯极柱的结构示意图；
19.图2是本发明实施例中的电芯盖板的外部结构示意图；
20.图3是本发明实施例中的电芯盖板的内部结构示意图；
21.附图标记：
22.1-排气孔；2-操作段；3-螺纹段；4-尖端部；5-上极柱；6-上板体；7-下板体；8-绝缘层；9-弹性导电件；10-第一通孔；11-下极柱；12-第二通孔；13-第一金属触片；14-第二金属触片；15-防爆膜；16-绝缘件。
具体实施方式
23.下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
24.下面参考附图描述本发明实施例的电芯极柱、电芯盖板及电芯。
25.如图1所示，本发明一方面实施例提出了一种电芯极柱，包括：上极柱5、下极柱11和挤压件，上极柱5的中心具有第一通孔10，第一通孔10的内壁固定连接有第一金属触片13；下极柱11通过绝缘件16与上极柱5相连，下极柱11的中心具有第二通孔12，第二通孔12与第一通孔10相连通，第二通孔12的内壁固定连接有第二金属触片14，第二金属触片14与第一金属触片13在无外力压迫时相分离；挤压件与上极柱5和/或下极柱11可拆卸连接，挤压件压迫第一金属触片13以使第一金属触片13与第二金属触片14导电连接。
26.本发明通过设置可拆卸的挤压件来使电芯保持常通或常断的状态，可避免在运输过程中或其他特殊情况下发生短路的问题，提高了安全性。
27.进一步，上极柱5和下极柱11之间连接有极柱绝缘层，以使上极柱5与下极柱11之间保持常断状态，极柱绝缘层中心也具有通孔，分别与第一通孔10和第二通孔12相连通。
28.进一步，极柱绝缘层的材质为绝缘胶、橡胶或其他绝缘材料。
29.进一步，第一通孔10和第二通孔12形成用于挤压件插入的通道，挤压件可拆卸连接于第一通孔10和/或第二通孔12，可拆卸的连接方式可以是螺纹连接，也可以是插接。若为插接的连接方式时，为了使挤压件保持在通道内，可将挤压件的外侧面的局部设置胶套，挤压件压迫第一金属触片13以使第一金属触片13与第二金属触片14搭接而导电。若为螺纹
连接的连接方式时，可有多种情形：(1)第一通孔10内设有螺纹，挤压件与第一通孔10之间螺纹连接；(2)第二通孔12内设有螺纹，挤压件与第二通孔12之间螺纹连接；(3)第一通孔10与第二通孔12内均设有螺纹，挤压件与第一通孔10、第二通孔12之间螺纹连接；(4)上极柱5的上端面设有环形螺纹槽，挤压件的下部插入第一通孔10和第二通孔12之后，挤压件的上部螺纹连接于环形螺纹槽。
30.使用时，当需要电芯保持常通状态时，将挤压件插入通道内，使第一金属触片13与第二金属触片14导电连接；当需要电芯保持常断状态时，将挤压件从通道拆除，第一金属触片13与第二金属触片14恢复分离状态。
31.进一步，第一金属触片13与第二金属触片14的导电连接方式可以为直接导电，也可以为间接导电。直接导电的形式为挤压件压迫第一金属触片13以使第一金属触片13与第二金属触片14直接搭接而导电，间接导电的形式为挤压件压迫第一金属触片13后又继续压迫第二金属触片14，使挤压件抵接于第一金属触片13与第二金属触片14之间，而挤压件必须为金属导电材质，挤压件作为导电介质，使第一金属触片13与第二金属触片14导电连接。
32.进一步，第一金属触片13与第二金属触片14的形状可以为矩形。第一金属触片13与第二金属触片14的尺寸可以相同，也可以不同，但都不会将第一通孔10或第二通孔12封堵住。
33.在一些实施例中，第二通孔12的内壁在位于第二金属触片14背离第一金属触片13的一侧连接有防爆阀。可保障电芯的安全使用，而且将防爆阀内置于电极中，可节约空间。
34.进一步，防爆阀设于第二通孔12的底部且覆盖第二通孔12，以使电极保持封闭状态。
35.在一些实施例中，挤压件沿轴向具有排气孔1。配合防爆阀使用，可使电芯内部产生的气体排出。
36.进一步，排气孔1竖直方向设置，排气孔1可设于挤压件的中心处，也可设于非中心处，只要避开第一金属触片13与第二金属触片14即可，防止第一金属触片13或第二金属触片14将排气孔1堵住。
37.在一些实施例中，防爆阀为膜式防爆阀，防爆阀具有防爆膜15，挤压件的底部和/或第二金属触片14的底部具有尖端部4，尖端部4邻近防爆膜15，以使防爆膜15鼓起时尖端部4将防爆膜15刺破。
38.进一步，若尖端部4设于挤压件的底部，则尖端部4需避开第一金属触片13与第二金属触片14，使尖端部4位于第二金属触片14的下方，当电芯内部气压快速增大时，防爆膜15迅速鼓起，与尖端部4接触后将防爆膜15刺破，气体通过排气孔1向外排出。
39.进一步，尖端部4可以为尖锥结构，也可以为刺针结构。当尖端部4为尖锥结构时，排气孔1的下端口开设在尖锥结构的侧锥面，避开尖端位置。
40.可选的，尖端部4还可设于第二金属触片14的底部。当挤压件压迫第一金属触片13时，第一金属触片13也会压迫第二金属触片14而与第二金属触片14搭接，此时第二金属触片14位于挤压件和第一金属触片13的下方，防爆膜15与第二金属触片14距离最近，当电芯内部气压快速增大时，防爆膜15迅速鼓起，与尖端部4接触后将防爆膜15刺破，气体通过排气孔1向外排出。
41.在一些实施例中，挤压件与第一通孔10和/或第二通孔12的内壁通过螺纹连接。
42.在一些实施例中，第一金属触片13与第二金属触片14均为弹性触片。将挤压件拆除后，第一金属触片13与第二金属触片14自动回位，保持最初相互分离的状态，即处于常断状态。
43.在一些可选的实施例中，第一通孔10内壁开设有用于收纳第一金属触片13的第一凹槽，第二通孔12内壁开设有用于收纳第二金属触片14的第二凹槽，第一金属触片13和第二金属触片14均为可竖直方向翻转且可自动回位的弹性触片，当挤压件旋入第一通孔10时压迫第一金属触片13，使第一金属触片13向下翻转并挤压至第一凹槽内，当挤压件继续旋入第二通孔12时压迫第二金属触片14，使第二金属触片14向下翻转并挤压至第二凹槽内，由于第一金属触片13和第二金属触片14均具有弹性回复力，第一金属触片13和第二金属触片14分别抵接于挤压件，挤压件为金属导电材质，第一金属触片13和第二金属触片14通过挤压件导电连接。设置第一凹槽和第二凹槽的作用在于避开挤压件分别与第一通孔10和第二通孔12的接触面。
44.进一步，第一金属触片13铰接连接于第一通孔10，铰接处连接有弹簧，第二金属触片14铰接连接于第二通孔12，铰接处连接有弹簧，第一金属触片13和第二金属触片14均与自动回位合页(弹簧合页)的原理相同，当挤压件移除后，第一金属触片13和第二金属触片14可自动回位。
45.在一些实施例中，挤压件包括：螺纹段3和操作段2，螺纹段3与第一通孔10和/或第二通孔12的内壁通过螺纹连接；操作段2连接于螺纹段3的顶部，操作段2具有与螺纹段3相衔接的阶梯面。通过设置操作段2，可便于对挤压件进行安装和拆除的操作。
46.进一步，操作段2的外径大于螺纹段3的外径，操作段2突出于第一通孔10。当螺纹段3进入第一通孔10和第二通孔12组成的通道时，操作段2的阶梯面抵接于上极柱5的上端面。
47.进一步，操作段2的横截面的外轮廓为多边形，横截面与挤压件的轴向垂直，便于人工或扳手等工具旋动挤压件。
48.进一步，挤压件可为尖端螺栓，尖端螺栓的中心处开设有竖直方向的排气孔1。
49.在一些可选的实施例中，操作段2的外径小于螺纹段3的外径，操作段2和螺纹段3均进入第一通孔10和第二通孔12组成的通道。操作段2的侧部与第一通孔10之间留有空隙，便于利用装夹工具装夹于操作段2，将挤压件旋入或旋出。
50.在一些实施例中，电芯极柱还包括压迫段，压迫段连接于螺纹段3的底部，压迫段的外径小于螺纹段3的外径，压迫段压迫第一金属触片13以使第一金属触片13与第二金属触片14导电连接。通过设置压迫段，可便于使第一金属触片13和第二金属触片14导电连接。
51.需要说明的是，压迫段可避开第一金属触片13与第一通孔10的连接处以及第二金属触片14与第二通孔12的连接处，螺纹段3可仅与第一通孔10螺纹连接，压迫段压迫第一金属触片13向下翻转，以使第一金属触片13与第二金属触片14搭接导电。
52.具体的，压迫段的外形为光滑杆状，中心处开设通孔，与第一通孔10和第二通孔12相连通。
53.在一些实施例中，下极柱11的底部固定连接用于与芯包极耳相抵接的弹性导电件9。可便于使芯包极耳通过挤压弹性导电件9而与电极之间导电连接，无需焊接操作。
54.进一步，弹性导电件9为弹簧。
55.如图2-3所示，本发明另一方面实施例提出了一种电芯盖板，包括：上述的电芯极柱和盖板体，盖板体具有安装孔，安装孔处安装电芯极柱，盖板体与电芯极柱之间设有绝缘层8。
56.进一步，盖板体包括上板体6、下板体7和绝缘层8，上板体6和下板体7之间通过绝缘层8连接，上极柱5与上板体6在安装孔内焊接，下极柱11与下板体7在安装孔内焊接，绝缘层8与极柱的绝缘件16连接，使上电极与下电极处于常断状态，防止通过具有导电性的盖板导电。
57.进一步，盖板体为圆盘状，上极柱5和下极柱11均为圆柱状。
58.在一些可选的实施例中，盖板体的安装孔的孔径与第一通孔10和第二通孔12的孔径相等，上极柱5固定连接于上盖板的上端，下极柱11固定连接于下盖板的下端，盖板体的绝缘层8包含上极柱5和下极柱11之间的绝缘件，使上电极与下电极处于常断状态。
59.在一些可选的实施例中，电芯极柱固定连接于盖板体的上端面，绝缘层8仅为上极柱5和下极柱11之间的绝缘件16，上电极与下电极处于常断状态，而盖板体的内部不设置其他绝缘层。
60.本发明第三方面实施例提出了一种电芯，包括上述的电芯盖板。
61.在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
62.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
63.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，也可以是电连接或彼此可通讯；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，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
64.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“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
65.在本发明中，术语“一些实施例”等意指结合该实施例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例以及不同实施例的特征进行结合和组合。
66.尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

技术特征：
1.一种电芯极柱，其特征在于，包括：上极柱，所述上极柱的中心具有第一通孔，所述第一通孔的内壁固定连接有第一金属触片；下极柱，所述下极柱通过绝缘件与所述上极柱相连，所述下极柱的中心具有第二通孔，所述第二通孔与所述第一通孔相连通，所述第二通孔的内壁固定连接有第二金属触片，所述第二金属触片与所述第一金属触片在无外力压迫时相分离；挤压件，所述挤压件与所述上极柱和/或所述下极柱可拆卸连接，所述挤压件压迫所述第一金属触片以使所述第一金属触片与所述第二金属触片导电连接。2.根据权利要求1所述的电芯极柱，其特征在于，所述第二通孔的内壁在位于所述第二金属触片背离所述第一金属触片的一侧连接有防爆阀。3.根据权利要求2所述的电芯极柱，其特征在于，所述挤压件沿轴向具有排气孔。4.根据权利要求3所述的电芯极柱，其特征在于，所述防爆阀具有防爆膜，所述挤压件的底部和/或所述第二金属触片的底部具有尖端部，所述尖端部邻近所述防爆膜，以使所述防爆膜鼓起时所述尖端部将所述防爆膜刺破。5.根据权利要求1所述的电芯极柱，其特征在于，所述挤压件与所述第一通孔和/或所述第二通孔的内壁通过螺纹连接。6.根据权利要求1所述的电芯极柱，其特征在于，所述第一金属触片与所述第二金属触片均为弹性触片。7.根据权利要求1所述的电芯极柱，其特征在于，所述挤压件包括：螺纹段，所述螺纹段与所述第一通孔和/或所述第二通孔的内壁通过螺纹连接；操作段，所述操作段连接于所述螺纹段的顶部，所述操作段具有与所述螺纹段相衔接的阶梯面。8.根据权利要求7所述的电芯极柱，其特征在于，还包括压迫段，所述压迫段连接于所述螺纹段的底部，所述压迫段的外径小于所述螺纹段的外径，所述压迫段压迫所述第一金属触片以使所述第一金属触片与所述第二金属触片导电连接。9.根据权利要求1所述的电芯极柱，其特征在于，所述下极柱的底部固定连接用于与芯包极耳相抵接的弹性导电件。10.一种电芯盖板，其特征在于，包括：权利要求1-9任一项所述的电芯极柱；盖板体，所述盖板体具有安装孔，所述安装孔处安装所述电芯极柱，所述盖板体与所述电芯极柱之间设有绝缘层。11.一种电芯，其特征在于，包括权利要求10所述的电芯盖板。

技术总结
本发明提出一种电芯极柱、电芯盖板及电芯，电芯极柱包括：上极柱、下极柱和挤压件，上极柱的中心具有第一通孔，第一通孔的内壁固定连接有第一金属触片；下极柱通过绝缘件与上极柱相连，下极柱的中心具有第二通孔，第二通孔与第一通孔相连通，第二通孔的内壁固定连接有第二金属触片，第二金属触片与第一金属触片在无外力压迫时相分离；挤压件与上极柱和/或下极柱可拆卸连接，挤压件压迫第一金属触片以使第一金属触片与第二金属触片导电连接。本发明通过设置可拆卸的挤压件来使电芯保持常通或常断的状态，可避免在运输过程中或其他特殊情况下发生短路的问题，提高了安全性。提高了安全性。提高了安全性。


技术研发人员：程胜兵 蒋远富 王韬
受保护的技术使用者：楚能新能源股份有限公司
技术研发日：2023.08.01
技术公布日：2023/10/6