CN100429808C - 一种锂离子电池注液机构 - Google Patents

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Abstract

一种锂离子电池注液机构，由导孔、注液管、压缩弹簧、内、外密封垫、内挡环和外挡环组成；导孔设置在锂离子电池的电池壳内，内注液腔与锂离子电池内部的电池芯相通，外注液腔与外界相通；注液管置于导孔内，注液管与导孔之间装有压缩弹簧；注液管的一端为注液口，另一端由内挡环封堵，注液管上设有外挡环和内排液口；外密封垫和内密封垫分别与导孔内的两个密封座在注液时或注液完成后形成密封。本发明的优点是：结构简单，操作方便，避免了在电池壳或者电池盖上保留小孔来完成注液的方式，减少了后续密封工序；可以在完成注液后随时给锂离子电池补充电解液、排气或充入气体添加剂，对确保电池性能、降低生产成本和提高生产效率具有重要意义。

Description

一种锂离子电池注液机构
(一)技术领域
本发明涉及一种锂离子电池电解液的注入方法，特别是一种锂离子电池注液机构。
(二)背景技术
锂离子电池具有电压高、比能量高、循环使用次数多、存储时间长等优点，不仅在便携式电子设备上如移动电话、数码摄像机和手提电脑得到广泛应用，而且也广泛应用于电动汽车、电动自行车以及电动工具等大中型电动设备方面，因此对锂离子电池的性能要求越来越高。电解液是锂离子电池的重要组成部分，注液是将定量的电解液注入到锂离子电池内部的重要工序，是锂离子电池生产过程中非常重要的环节。注液量多容易引起电池起鼓，造成电池厚度不良；注液量少会使电池容量和循环性能降低；注液量不均匀则导致电池容量和循环性能产生一致性差异。这些问题都会直接影响到锂离子电池的性能。目前采用的注液方法主要是在锂离子电池的电池盖或电池壳体上保留小孔来进行注液，然后再将小孔密封。这种注液方法不仅工序复杂，而且还存在如下缺点：注液量不足时，无法再对锂离子电池补加电解液；无法对锂离子电池补充气体添加剂，而对锂离子电池补充CO2、SO2、N2O等气体添加剂后，能够改善电解液导电能力、提高锂离子电池性能、在电池过充时起到保护作用和延长使用寿命。此外，在锂离子电池反复充放电过程中会产生CO、CO2、CH4、C2H6等气体，传统的注液方法在小孔密封完成后无法排气，容易引起锂离子电池鼓胀而损坏。
(三)发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的缺点，提供一种锂离子电池注液机构。
本发明的技术方案：
一种锂离子电池注液机构，其特征在于：由导孔、注液管、弹簧和密封垫组成；导孔设置在锂离子电池的电池壳内，其两端分别设有内注液腔和外注液腔，内注液腔与锂离子电池内部的电池芯相通，外注液腔与外界相通；导孔内还设有与密封垫相配合的外密封座和内密封座；注液管置于导孔内，注液管与导孔之间装有压缩弹簧；注液管的一端为注液口，另一端由内挡环封堵，注液管上还设有外挡环和内排液口；外密封垫和内密封垫套在注液管外面且为过盈配合，其分别与导孔内的两个密封座在注液时或注液完成后形成密封；注液时从注液口顶压注液管沿导孔移动到外密封垫与外密封座形成密封，内排液口应位于内注液腔中；注液完成后注液管回到原来位置时，内排液口应位于导孔内。
一种上述锂离子电池注液机构，其特征在于：注液机构和电池壳或者电池盖做成一体，处于电池壳或者电池盖的任意位置。
一种上述锂离子电池注液机构，其特征在于：注液管由耐腐蚀材料制成。
一种上述锂离子电池注液机构，其特征在于：注液管上与外挡环和内挡环的连接方式为焊接、粘接或一体铸成。
一种上述锂离子电池注液机构，其特征在于：压缩弹簧由耐腐蚀弹簧钢制成。
一种上述锂离子电池注液机构，其特征在于：外密封垫和内密封垫由耐腐蚀橡胶制成。
一种上述锂离子电池注液机构，其特征在于：适用于厚度范围为4mm-200mm的锂离子电池。
一种上述锂离子电池注液机构，其特征在于：适用于排放锂离子电池反复充放电过程中产生的气体。
一种上述锂离子电池注液机构，其特征在于：适用于对锂离子电池补充气体添加剂。
本发明的工作原理：锂离子电池不注液时或注液完成后，在压缩弹簧的作用下内挡环、内密封垫和内密封座构成内密封，使内注液腔以及锂离子电池内部的电池芯完全与外界隔离，避免电解液外漏；在给锂离子电池注液时，只要将电解液接入注液口，然后从注液口顶压注液管沿导孔移动到外挡环、外密封垫与外密封座形成密封，内排液口位移到内注液腔内，外部给电解液施压使电解液通过内注液腔进入到锂离子电池内部的电池芯中。按上述方法，亦可对锂离子电池补充气体添加剂，只要在注液口接入要添加的气体并给气体施压即可。当需要排放锂离子电池内产生的气体时，同样按上述方式操作(顶压注液管)，通过外部真空部件接通注液口，使气体经由内注液腔、内排液口、注液管和注液口逆向排出。
本发明的优点是：结构简单，操作方便，避免了在电池壳或者电池盖上保留小孔来完成注液的方式，减少了后续密封工序；可以在完成注液后随时给锂离子电池补充电解液、排气或充入气体添加剂，对确保电池性能、降低生产成本和提高生产效率具有重要意义。
(四)附图说明
锂离子电池注液机构结构示意图
图中：1.注液口       2.外挡环       3.外密封垫
      4.外注液腔     5.外密封座     6.注液管
      7.导孔         8.压缩弹簧     9.内排液口
      10.内密封座    11.内密封垫    12.内挡环
      13.内注液腔    14.电池盖      15.电池芯
      16.电池壳
(五)具体实施方式
实施例：见附图
以动力电池204075为例，电池的外形尺寸是：长度40mm，宽度(电池厚度)20mm，高度75mm，注液机构和电池壳做成一体，位于电池壳的侧面。注液机构由导孔7、注液管6、压缩弹簧8、外密封垫3和内密封垫11组成，导孔7设置在锂离子电池的电池壳16内，其两端分别设置有内注液腔13和外注液腔4，内注液腔13与锂离子电池内部的电池芯15相通，外注液腔4与外界相通；导孔7内设有与密封垫相配合的外密封座5和内密封座10；注液管6置于导孔7内，注液管6与导孔7之间装有压缩弹簧8；注液管6的一端为注液口1，另一端由内挡环12封堵，注液管6上还设有外挡环2和内排液口9；外密封垫3和内密封垫11套在注液管6外面且为过盈配合，其分别与导孔内的两个密封座在注液时或注液完成后形成密封。内挡环12、外挡环2与注液管由耐腐蚀工程塑料一体铸成；压缩弹簧8是由耐腐蚀弹簧钢55Si2Mn制成；外密封垫3和内密封垫11由EPDM耐腐蚀橡胶制成。
工作过程：锂离子电池不注液时或者注液完成后，在压缩弹簧8的作用下内挡环12、内密封垫11和内密封座10构成内密封，使内注液腔12以及锂离子电池内部的电池芯15完全与外界隔离，避免电解液外漏。注液时，只要将电解液接入注液口1，然后从注液口1顶压注液管6沿导孔7移动，直到外挡环2、外密封垫3与外密封座5形成密封，内排液口9位移到内注液腔13内，外部给电解液施压使电解液通过内注液腔13进入到锂离子电池内部的电池芯15中。按上述方法，亦可对锂离子电池补充CO2、SO2等气体添加剂，只要在注液口1接入要添加的气体并给气体施压即可。当需要排放锂离子电池内产生的气体(CO、CH4等)时，同样按上述方式操作(顶压注液管6)，通过外部真空部件接通注液口1，使气体经由内注液腔13、内排液口9、注液管6和注液口1逆向排出。经试验表明，使用该注液机构，注液及排气效果良好。

Claims (9)

1.一种锂离子电池注液机构，其特征在于：由导孔、注液管、压缩弹簧、内密封垫、外密封垫、内挡环和外挡环组成；导孔设置在锂离子电池的电池壳内，其两端分别设有内注液腔和外注液腔，内注液腔与锂离子电池内部的电池芯相通，外注液腔与外界相通；导孔内还设有与内、外密封垫相配合的内密封座和外密封座；注液管置于导孔内，注液管与导孔之间装有压缩弹簧；注液管的一端为注液口，另一端由内挡环封堵，注液管上还设有外挡环和内排液口；内密封垫和外密封垫套在注液管外面且与注液管过盈配合；锂离子电池不注液时或注液完成后，在压缩弹簧的作用下内挡环、内密封垫和内密封座构成内密封，使内注液腔以及锂离子电池内部的电池芯完全与外界隔离，避免电解液外漏，这时内排液口位于导孔内；注液时从注液口顶压注液管沿导孔移动到外挡环、外密封垫与外密封座形成密封，实现与外界隔离，这时内排液口位于内注液腔中。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池注液机构，其特征在于：注液机构和电池壳或者电池盖做成一体，处于电池壳或者电池盖的任意位置。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池注液机构，其特征在于：注液管由耐腐蚀材料制成。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池注液机构，其特征在于：注液管与外挡环和内挡环的连接方式为焊接、粘接或一体铸成。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池注液机构，其特征在于：压缩弹簧由耐腐蚀弹簧钢制成。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池注液机构，其特征在于：外密封垫和内密封垫由耐腐蚀橡胶制成。
7.根据权利要求1所述的锂离子电池注液机构，其特征在于：适用于厚度范围为4mm-200mm的锂离子电池。
8.根据权利要求1所述的锂离子电池注液机构，其特征在于：适用于排放锂离子电池反复充放电过程中产生的气体。
9.根据权利要求1所述的锂离子电池注液机构，其特征在于：适用于对锂离子电池补充气体添加剂。
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