CN102290544B - 一种大容量锂离子动力电池极柱密封结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种大容量锂离子动力电池极柱密封结构，包括盖板及与盖板密封连接的极柱，所述极柱一端为连接柱，另一端为电极端；所述盖板包括盖板本体，沿盖板本体中心伸出盖板凸台，在盖板本体及盖板凸台中心设有极柱孔；在极柱上设有一密封台；在所述密封台上装好密封垫圈后，所述电极端穿过盖板的极柱孔，所述极柱和极柱孔之间及盖板凸台和密封台之间通过密封垫圈密封绝缘；在所述极柱上靠近电极端且穿过盖板本体的位置注塑绝缘保护套；在盖板凸台、密封台及设于二者之间的密封垫圈外表面注塑另一绝缘保护套。本发明能有效保证电池连接稳定性和密封性，进而保证电池的使用安全性能。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子电池领域，具体涉及一种大容量锂离子动力电池极柱密封结构。
背景技术
锂离子电池具有电压高、充放电寿命长、快速充电、自放电率低、工作温度范围宽等优点，锂离子电池已经被广泛应用于数码相机、手机、电动工具等领域。
随着电动汽车技术的发展和成熟，基于锂离子电池的优点，锂离子电池被用作电动车的动力电池，锂离子动力电池技术已成为电动汽车动力的核心技术，也是绝大多数汽车和零部件企业的首选和主攻方向。作为电动汽车动力，选用的锂离子动力电池为大容量电池，保证电池的可靠性和安全性是大容量动力电池制作工艺中的技术难点和重点；特别是电池正负极柱与盖板的密封性及正负极柱与极耳的连接直接影响电池各个性能的重要环节。
对于锂离子电池来讲，锂离子电池的寿命和安全可靠性直接取决于锂离子电池内电解物质与外界的隔绝，即必须保证锂离子电池外壳完好密封。如不能可靠地实现电池外壳的密封，则电池外壳内部的电解物质会直接与外界接触，从而容易发生剧烈的化学反应，使得锂离子电池失效，甚至发生爆炸。锂离子电池的极柱，一方面连接电池芯体的极耳，汇聚电池内部电流，另一方面与电池盖板形成密封并伸出到电池壳体外部，作为电池电极。电极极柱贯穿于电池壳体内外，电极极柱在保证与电池壳体相互绝缘的情况下，还应当保证其与电池盖板的良好密封性。电动汽车电池使用环境比较恶劣，对锂离子电池的安全性能要求很高，在目前的大容量锂离子电池中，正负极柱的密封主要采用对极柱、密封垫圈、电池盖板进行压缩的方法来密封极柱；具体是通过拧紧螺母，使极柱、密封构件、电池盖板各接触面互相挤压达到密封效果。在高低温、气压低等恶劣环境下，密封部位的电池盖板受到较大的挤压力，容易造成盖板变形，进而影响极柱的密封效果，造成漏液，会严重影响电池性能和循环使用寿命。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种密封性能好，能有效保证动力电池使用安全性能的大容量锂离子动力电池极柱密封结构。
为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：
所述的大容量锂离子动力电池极柱密封结构，包括盖板及与盖板密封连接的极柱，所述极柱一端为连接柱，另一端为电极端；所述盖板包括盖板本体，沿所述盖板本体伸出盖板凸台，在所述盖板本体及盖板凸台中心设有极柱孔；在极柱上设有一密封台；在所述密封台上装好密封垫圈后，所述电极端穿过盖板的极柱孔，所述极柱和极柱孔之间及所述盖板凸台和密封台之间通过密封垫圈密封绝缘；在所述极柱上靠近电极端且穿过盖板本体的位置注塑绝缘保护套；在所述盖板凸台、密封台及设于二者之间的密封垫圈外表面注塑另一绝缘保护套。
所述盖板凸台下表面与所述密封台上表面平行设置，且所述盖板凸台下表面面积小于所述密封台上表面。
在所述极柱上靠近电极端的位置设有一卡环，所述绝缘保护套注塑于所述卡环外部及所述卡环与所述盖板本体之间。
所述密封垫圈包括垫圈本体，沿所述垫圈本体中心伸出一垫圈凸台；所述垫圈凸台伸入到所述盖板凸台内部；所述垫圈本体设于所述盖板凸台下表面与密封台上表面之间。
所述绝缘保护套为聚丙烯塑料注塑构成。
所述垫圈本体为与所述盖板凸台下表面适配的形状。
所述密封垫圈由硅橡胶制作而成。
本发明的优点在于：所述的大容量锂离子动力电池极柱密封结构，所述极柱和极柱孔之间、所述盖板凸台和密封台之间通过密封垫圈绝缘和密封；极柱上靠近电极端且穿过盖板本体的位置、以及所述盖板凸台、密封台及密封垫圈之间通过注塑绝缘保护套，实现极柱与盖板的整体绝缘和密封；通过注塑绝缘保护套的形式，能有效保证锂离子电池连接稳定性和密封性，进而保证电池的使用安全性能；这种密封结构密封性好，各个部分结构简单、安装方便，适合于大批量生产。
附图说明
下面对本发明说明书各幅附图表达的内容及图中的标记作简要说明：
图1为本发明大容量锂离子动力电池极柱密封结构示意图；
图2为本发明大容量锂离子动力电池极柱密封结构中盖板的结构示意图；
图3为本发明大容量锂离子动力电池极柱密封结构中极柱的结构示意图；
图4为本发明大容量锂离子动力电池极柱密封结构中的密封垫圈的结构示意图；
上述图中的标记均为：
1、盖板，2、极柱，3、绝缘保护套，4、盖板本体，5、盖板凸台，6、电极端，7、连接柱，8、密封台，9、卡环，10、密封垫圈，11、垫圈本体，12、垫圈凸台。
具体实施方式
下面对照附图，通过对最优实施例的描述，对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明。
如图1至图4所示，所述的大容量锂离子动力电池极柱密封结构，包括盖板1及与盖板1密封连接的极柱2，极柱2一端为连接柱7，连接柱7用于汇聚电流并连接电池芯体的极耳，另一端为电极端6，电极端6伸出到盖板1外侧作为电极；盖板1包括盖板本体4，沿盖板本体4伸出盖板凸台5，在盖板本体4及盖板凸台5中心设有极柱孔；在极柱2上设有一密封台8；在密封台8上安装好密封垫圈10后，极柱2的电极端6穿过盖板1上的极柱孔，极柱2和极柱孔之间、及盖板凸台5和密封台8之间通过密封垫圈10密封绝缘；在极柱2上靠近电极端6且穿过盖板本体4的位置注塑一绝缘保护套3；在盖板凸台5、密封台8外表面及设于盖板凸台5、密封台8之间的密封垫圈10外表面注塑另一绝缘保护套3。
所述大容量锂离子动力电池极柱密封结构，密封垫圈10先安装在密封台8的上表面，然后极柱2再穿过盖板3的极柱孔部分，再进行注塑密封；极柱2和极柱孔之间、盖板凸台5和密封台8之间通过密封垫圈10绝缘和密封；极柱2上靠近电极端6且穿过盖板本体4的位置、以及盖板凸台5、密封台8及密封垫圈10之间通过注塑绝缘保护套3，实现极柱2与盖板1的整体绝缘和密封，采用内丝式连接结构，保证锂离子电池的安全性能；这种密封结构密封性好，各个部分结构简单、安装方便，适合大批量生产。
为进一步提高锂离子电池的安全性能，除了保证极柱2与盖板1的绝缘和密封性好之外，通过结构的改进，保证极柱2热量散发性好；在安装时，保证盖板凸台5下表面与密封台8上表面平行设置，且盖板凸台5下表面面积小于密封台8上表面面积；这样在电池大电流放电时，有利于极柱2热量的散发，提高了电池安全性能。
通过注塑绝缘保护套的形式，注塑工艺本身能够保证极柱2与盖板1的连接稳定性及绝缘性能；为进一步保证极柱2与盖板1的连接稳定性及绝缘性能，在极柱2上靠近电极端6的位置设有一卡环9，绝缘保护套3注塑于卡环9外部及卡环9与盖板本体4之间。
进一步的，优选注塑的绝缘保护套3材质为pp塑料，即聚丙烯塑料，注塑的绝缘保护套3具备良好的化学腐蚀性，并且其电绝缘性不受温度影响，能够满足密封、绝缘功能。绝缘保护套3的形状可根据实际需要选择，优选绝缘保护套3为长方体结构。
进一步的，密封垫圈10为拉伸凸台结构，包括垫圈本体11，沿垫圈本体11中心伸出一垫圈凸台12；垫圈凸台12伸入到盖板凸台5内部；垫圈本体11设于盖板凸台5下表面与密封台8上表面之间，实现极柱2与盖板1绝缘；从有利于极柱2散热性的角度考虑，优选垫圈本体11为与盖板凸台5下表面适配的形状；进一步的，优选密封垫圈10材料为防腐蚀的硅橡胶，硅橡胶具有良好的弹性形变性能，能很高的配合绝缘保护套，可以保证气密性，防止电池漏液和外部水分的侵入。
上面对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种大容量锂离子动力电池极柱密封结构，包括盖板（1）及与盖板（1）密封连接的极柱（2），所述极柱（2）一端为连接柱（7），另一端为电极端（6）；所述盖板（1）包括盖板本体（4），其特征在于：沿所述盖板本体（4）伸出盖板凸台（5），在所述盖板本体（4）及盖板凸台（5）中心设有极柱孔；在极柱（2）上设有一密封台（8）；在所述密封台（8）上装好密封垫圈（10）后，所述电极端（6）穿过盖板（1）的极柱孔，所述极柱（2）和极柱孔之间及所述盖板凸台（5）和密封台（8）之间通过密封垫圈（10）密封绝缘；在所述极柱（2）上靠近电极端（6）且穿过盖板本体（4）的位置注塑绝缘保护套（3）；在所述盖板凸台（5）、密封台（8）及设于二者之间的密封垫圈（10）外表面注塑另一绝缘保护套（3）；
所述盖板凸台（5）下表面与所述密封台（8）上表面平行设置，且所述盖板凸台（5）下表面面积小于所述密封台（8）上表面；
在所述极柱（2）上靠近电极端（6）的位置设有一卡环（9），所述绝缘保护套（3）注塑于所述卡环（9）外部及所述卡环（9）与所述盖板本体（4）之间；
所述密封垫圈（10）包括垫圈本体（11），沿所述垫圈本体（11）中心伸出一垫圈凸台（12）；所述垫圈凸台（12）伸入到所述盖板凸台（5）内部；所述垫圈本体（11）设于所述盖板凸台（5）下表面与密封台（8）上表面之间；
所述绝缘保护套（3）为聚丙烯塑料注塑构成；
所述密封垫圈（10）由硅橡胶制作而成。
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