一种方形锂离子电池极柱防转动装置.pdf

本发明涉及一种方形锂离子电池极柱防转动装置，包括分别由正、负极柱本体和正、负极柱台组成的正、负极柱，正、负极柱本体分别由上部、下部组成，正、负极柱本体的上部、下部之间设置扁台状的正、负极柱台，还包括与正、负极柱构成镶嵌配合的支架，支架上开设分别与正、负极柱台的周边轮廓相吻合的第一、二通孔，正、负极柱台周边轮廓均为非圆形，正、负极柱台的周边轮廓由至少两段相异曲率的边缘构成。本发明通过设置支架，并将正、负极柱与支架组装为一体，使正、负极柱与支架互相锁死，能够有效地防止极柱转动，同时，本发明结构简单，组装容易，成本低。

1、  一种方形锂离子电池极柱防转动装置，包括分别由正、负极柱本体(12、22)和正、负极柱台(11、21)组成的正、负极柱(10、20)，正、负极柱本体(12、22)分别由上部(12a、22a)、下部(12b、22b)组成，正、负极柱本体(12、22)的上部(12a、22a)、下部(12b、22b)之间设置扁台状的正、负极柱台(11、21)，其特征在于：还包括与正、负极柱(10、20)构成镶嵌配合的支架(30)，支架(30)上开设分别与正、负极柱台(11、21)的周边轮廓相吻合的第一、二通孔(31、32)，正、负极柱台(11、21)周边轮廓均为非圆形，正、负极柱台(11、21)的周边轮廓由至少两段相异曲率的边缘构成。

2、  根据权利要求1所述的方形锂离子电池极柱防转动装置，其特征在于：所述的支架(30)为塑料支架，其周边轮廓呈长方形，支架(30)内部镶嵌第一、二金属件(33、34)，第一、二金属件(33、34)的中心处开设与正、负极柱台(11、21)周边轮廓相吻合的第一、二通孔(31、32)，第一、二金属件(33、34)与正、负极柱台(11、21)静配合，第一、二金属件(33、34)的边沿处各开设4个定位孔(35)。

3、  根据权利要求1所述的方形锂离子电池极柱防转动装置，其特征在于：所述的正、负极柱台(11、21)周边轮廓大致呈椭圆形。

4、  根据权利要求1所述的方形锂离子电池极柱防转动装置，其特征在于：所述的正、负极柱本体(12、22)的上部(12a、22a)上设置光杆，光杆上端设置与螺母(80)相配合的螺杆，光杆上依次套设下绝缘密封垫圈(40)、上绝缘垫圈(50)和金属密封垫圈(60)，锂离子金属盖板(70)安装在下绝缘密封垫圈(40)和上绝缘垫圈(50)之间。

5、  根据权利要求1所述的方形锂离子电池极柱防转动装置，其特征在于：所述的正、负极柱本体(12、22)的下部(12b、22b)各包括两个平行平面(12c、22c)和两端的过渡圆柱面(12d、22d)，正、负极柱本体(12、22)的下部(12b、22b)各开设可供极耳连接的连接孔(121、221)，连接孔(121、221)设置两个且其走向垂直于平面(12c、22c)。

6、  根据权利要求2所述的方形锂离子电池极柱防转动装置，其特征在于：所述的支架(30)上位于第一、二通孔(31、32)之间的位置处设置凹部(36)，凹部(36)的中心处开设圆孔(37)。

7、  根据权利要求4所述的方形锂离子电池极柱防转动装置，其特征在于：所述的螺杆、光杆的横截面呈圆形。

一种方形锂离子电池极柱防转动装置
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池，尤其是一种方形锂离子电池极柱防转动装置。
背景技术
随着容量型、功率型锂离子电池的应用，方型壳体的引出式极耳已不能满足锂离子电池大电流放电的需要，极柱式设计已开始代替极耳引出式设计。极柱式设计的锂离子电池在制造和使用过程中，由于螺母的反复拧动，容易造成极柱松动影响电池密封效果，严重的会造成极片上极耳与极片断裂，使电池寿命减短或电池内部短路。
现有的防止极柱转动方法有：第一种，极柱与盖板浇铸一体，极柱与盖板之间进行绝缘浇铸；第二种，防转动件与盖板焊接在一起，极柱与盖板、防转动件之间进行绝缘处理；第三种，盖板内凹卡槽，极柱与盖板之间加绝缘垫，极柱与盖板挤压防转；第四种，内加防塑料件，锁在极柱自锁台防转。
以上四种方法都存在着大量的问题：第一种，由于是一次浇铸成型，成本过高，现在国产民用锂离子电池无发现此种结构；第二种，由于防转动件与盖板需焊在一起，组装难度较大，电池极柱密封效果不会很好，防转动件需与极柱内台配合，防转动件需做成一个漏斗型，防转动件或极柱加工困难，国内生产的民用产品还没发现此结构，成本较高；第三种，由于需要盖板内凹，盖板又要与极柱之间加绝缘垫，为达到密封和防转动，盖板必须加厚，绝缘垫材料必须抗疲劳能力较高，在增加成本和质量的前提下，能达到很好的效果，但国内此设计的产品，盖板、绝缘垫都很薄，由于小电池使用时，要求的转动力距较小，此种设计多用于小电池上，由于大电池在使用时要求的转动力距较大，此设计无法达到理想的效果；第四种，由于塑料件的强度问题，塑料件质量较大，极柱自锁台有效厚度需要加厚，造成极柱质量需增加、电池内腔利用率降低，国内部分厂家正在使用此设计，但效果也不是很不理想。
发明内容
本发明的目的在于提供一种安全性高、密封性强、能够有效地防止极柱转动的方形锂离子电池极柱防转动装置。
为实现上述目的，本发明提供的一种方形锂离子电池极柱防转动装置，包括分别由正、负极柱本体和正、负极柱台组成的正、负极柱，正、负极柱本体分别由上部、下部组成，正、负极柱本体的上部、下部之间设置扁台状的正、负极柱台，还包括与正、负极柱构成镶嵌配合的支架，支架上开设分别与正、负极柱台的周边轮廓相吻合的第一、二通孔，正、负极柱台周边轮廓均为非圆形，正、负极柱台的周边轮廓由至少两段相异曲率的边缘构成。
本发明通过设置支架，并将正、负极柱与支架组装为一体，使正、负极柱与支架互相锁死，能够有效地防止极柱转动，同时，本发明结构简单，组装容易，成本低。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是图1中极柱的结构示意图；
图3是图2的俯视图；
图4是图1中支架的结构示意图；
图5是图4的A-A剖视图；
图6是图4中的金属镶件的结构示意图。
具体实施方式
一种方形锂离子电池极柱防转动装置，包括分别由正、负极柱本体12、22和正、负极柱台11、21组成的正、负极柱10、20，正、负极柱台11、21和正、负极柱本体12、22在加工时一体成型。正、负极柱本体12、22分别由上部12a、22a、下部12b、22b组成，正、负极柱本体12、22的上部12a、22a、下部12b、22b之间设置扁台状的正、负极柱台11、21，本发明还包括与正、负极柱10、20构成镶嵌配合的支架30，支架30上开设分别与正、负极柱台11、21的周边轮廓相吻合的第一、二通孔31、32，正、负极柱台11、21周边轮廓均为非圆形，正、负极柱台11、21的周边轮廓由至少两段相异曲率的边缘构成，如图1所示。
结合图1、2、3，所述的正、负极柱台11、21周边轮廓大致呈椭圆形，正、负极柱台11、21的两相邻边之间呈圆弧状过渡，大大降低了锐度，有效地防止极耳被割断现象的发生，保证了电池组的安全性。正、负极柱台11、21的周边轮廓也可设计为正六边形、跑道形、或者其它多边形，其中正六边形可直接用六边形棒材加工；跑道形易加工，虽然质量较重，但有利于负极柱的散热。
结合图4，所述的支架30为塑料支架，其周边轮廓呈长方形，支架30内部镶嵌第一、二金属镶件33、34，二者的周边轮廓呈长方形，第一、二金属镶件33、34的中心处开设与正、负极柱台11、21周边轮廓相吻合的第一、二通孔31、32，第一、二金属镶件33、34与正、负极柱台11、21静配合，第一、二金属镶件33、34的边沿处各开设4个定位孔35，定位孔35在铸造过程中用于与模具内的定位销相配合，起到定位作用。所述的支架30上位于第一、二通孔31、32之间的位置处设置凹部36，凹部36的截面呈长方形，在支架铸造的过程中，这种结构能够防止因非金属材料成形冷却时收缩而变形，凹部36的中心处开设圆孔37，该圆孔37用于注射电解液。支架30防转动功效的好坏，主要取决于正、负极柱台11、21和支架30的内部第一、二金属镶件33、34配合的紧密情况，以及正、负极柱台11、21最大转动距离的大小，正、负极柱台11、21的转动距离是指受力点与极柱中心点的垂直距离。
结合图1，所述的正、负极柱本体12、22的上部12a、22a上设置光杆，光杆上端设置与螺母80相配合的螺杆，所述的螺杆和光杆的横截面均呈圆形。光杆上依次套设下绝缘密封垫圈40、上绝缘垫圈50和金属密封垫圈60，锂离子金属盖板70安装在下绝缘密封垫圈40和上绝缘垫圈50之间，位于正、负极柱台11、21下方的正、负极柱本体12、22上分别开设两个对称布置的极耳连接孔121、221。
结合图2、3，所述的正、负极柱本体12、22的下部12b、22b各包括两个平行平面12c、22c和两端的过渡圆柱面12d、22d，正、负极柱本体12、22的下部12b、22b各开设可供极耳连接的连接孔121、221，连接孔121、221设置两个且其走向垂直于平面12c、22c。
以下结合图1、2、3、4、5、6对本发明作进一步的说明。
首先用金属材料加工出图2、3所示的正、负极柱本体12、22和正、负极柱台11、21作为正、负极柱10、20，即在生产加工时，用一个圆柱体先分别加工出正、负极柱本体12、22的上部12a、22a，然后沿圆柱体的轴向自下而上切去两个拱形，形成两个相平行的平面11a、21a，在两平行平面11a、21a的基础上，再沿圆柱体的轴向自下而上切去两个拱形，形成两个与平面11a、21a相平行的平面12c、22c，同时形成具有一定厚度的正、负极柱台11、21，两平面11a、21a之间的间距大于两平面12c、22c之间的间距，此时正、负极柱本体12、22的下部12b、22b成型，最后在正、负极柱本体12、22的下部12b、22b上开设连接孔121、221即可。
其次，用金属材料加工出图5所示的支架内部镶嵌的第一、二金属镶件33、34，第一、二金属镶件33、34上分别开设第一、二通孔31、32和四个定位孔35，其中第一、二通孔31、32可供正、负极柱10、20穿过，支架30与第一、二极柱台11、21紧密配合。如用线切割加工支架30内部的第一、二金属镶件33、34，可只有2个定位孔35；如用冲切加工支架30内部的第一、二金属镶件33、34，必须保证至少4个定位孔35，其中两对角上布置两个孔径稍大的定位孔35，起主要定位作用，另外两对角上布置孔径稍小的定位孔35，起辅助定位作用，以保证冲切精度。
再次，按图4所示开出塑料铸件模具，利用开出的模具和制成的支架30内部的第一、二金属镶件33、34进行支架30的铸造。
最后，进行组装时，先将正、负极柱10、20插入到支架30的第一、二通孔31、32中，由于正、负极柱10、20的正、负极柱台11、21的形状与第一、二通孔31、32的形状相匹配，正、负极柱10、20与支架30相互咬合，避免支架30掉落，实现正、负极柱10、20的防转动。然后依次安装下绝缘密封垫圈40、锂离子金属盖板70、上绝缘垫圈50、金属密封垫圈60，最后拧紧螺母80，即完成了组装。
总之，本发明的核心在于设置支架30，将正、负极柱10、20安装在支架30上，并与支架30紧密配合，有效地防止正、负极柱10、20的转动。