CN106067535B - 电池 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电池结构技术领域，尤其涉及一种电池，其包括壳体、储液室、抽液结构和感压结构，其中：储液室设置于壳体的内部，储液室内具有储液腔，储液室上具有第一刺穿膜，且开设抽液口和补液口，储液腔通过补液口与壳体内的电解液容纳空间相连通；抽液结构包括抽液管，抽液管上具有第一口和第二口，第一口与储液腔相连通，第二口与壳体上的密封口相连通；感压结构包括感压室、驱动件和第一刺穿钉，感压室设置于壳体内，感压室内部具有感压腔，感压腔的腔壁包括弹性腔壁，驱动件支撑于弹性腔壁上，第一刺穿钉固定于驱动件上，且第一刺穿钉在弹性腔壁破裂时，由驱动件驱动而靠近第一刺穿膜，并刺穿第一刺穿膜。该电池不容易出现循环跳水的问题。

Description

电池

技术领域

本申请涉及电池结构技术领域，尤其涉及一种电池。

背景技术

电解液是电池的重要组成部分之一，其对电池的工作性能具有至关重要的影响。随着电池的使用时间不短增加，电解液会不断地消耗，当电解液的消耗量达到极限值时，就需要向电池内补充电解液。

传统技术中通常会预先将电解液装入增设的储液装置中，当电池的循环次数达到预设值时，可打开储液装置的阀门，使得储液装置内的电解液注入电池内部。

然而，上述储液装置中的电解液在注入电池内之前，已经在常温条件下存放了较长的时间，导致储液装置中的电解液容易变质，当这部分电解液被注入电池内部时，将污染电池内部的电解液环境，致使电池容易出现循环跳水的问题。

发明内容

本申请提供了一种电池，该电池不容易出现循环跳水的问题。

本申请的第一方面提供了一种电池，其包括壳体、储液室、抽液结构和感压结构，其中：

所述储液室设置于所述壳体的内部，所述储液室内具有储液腔，所述储液室上具有第一刺穿膜，且开设抽液口和补液口，所述储液腔通过所述补液口与所述壳体内的电解液容纳空间相连通；

所述抽液结构包括抽液管，所述抽液管上具有第一口和第二口，所述第一口与所述储液腔相连通，所述第二口与所述壳体上的密封口相连通；

所述感压结构包括感压室、驱动件和第一刺穿钉，所述感压室设置于所述壳体内，所述感压室内部具有感压腔，所述感压腔的腔壁包括弹性腔壁，所述驱动件支撑于所述弹性腔壁上，所述第一刺穿钉固定于所述驱动件上，且所述第一刺穿钉在所述弹性腔壁破裂时，由所述驱动件驱动而靠近所述第一刺穿膜，并刺穿所述第一刺穿膜。

优选地，所述抽液结构还包括密封塞，所述抽液管上还开设第三口，所述第三口与所述电解液容纳空间相连通，所述密封塞在所述抽液管内具有移动行程，在所述移动行程的一端处，所述密封塞封堵于所述第三口处。

优选地，所述储液室包括本体和储液室门，所述抽液口开设于所述本体上，所述储液室门铰接于所述抽液口处，所述抽液管连接于所述储液室门处。

优选地，还包括密封件，所述密封件固定于所述储液室门上靠近所述储液腔的一侧，所述密封件密封配合于所述储液室门与所述本体之间。

优选地，还包括设置于所述壳体上的防爆阀以及设置于所述防爆阀上的第二刺穿钉，所述防爆阀包括按钮，所述第二刺穿钉位于所述按钮上靠近所述储液室的一侧，所述储液室上与所述第二刺穿钉相对的部分包括第二刺穿膜，所述第二刺穿钉在所述按钮的作用下能够靠近所述第二刺穿膜，并刺穿所述刺穿膜。

优选地：

所述第一刺穿膜与所述第二刺穿膜形成一体式结构；

和/或，所述感压室与所述储液室形成一体式结构。

优选地，所述感压结构还包括弹性件，所述弹性件的一端在所述弹性腔壁破裂时，向所述驱动件施加回复驱动力。

优选地，还包括导液管，所述导液管的一端通过所述补液口与所述储液腔相连通，另一端为自由端，且所述自由端连通至所述壳体的底部。

优选地，所述储液室设置于所述壳体的顶部，所述储液室上具有避让通道，所述电池的极耳位于所述避让通道内。

优选地，所述壳体上的密封口用于与补气装置的出气口相连通，所述密封口与所述电解液容纳空间相连通。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请所提供的电池包括储液室和抽液结构，将电解液注入电池内后，电解液在电池内经过化成，然后可将抽气设备与抽液结构连通，以此将经过化成的电解液抽入储液室内。当需要补充电解液时，直接将储液室内的电解液补入即可。显然，上述储液室内的电解液已经经过化成操作，即使经过较长的储存时间，该电解液也不容易发生变质，因此该电池不容易出现循环跳水的问题。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

图1为本申请实施例所提供的电池的结构示意图；

图2为图1所示结构的侧视图；

图3为本申请实施例提供的储液室在一种状态下的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的储液室在另一种状态下的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的抽液结构在一种状态下的结构示意图；

图6为本申请实施例提供的抽液结构在另一种状态下的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的电池的局部结构示意图。

附图标记：

10-壳体；

100-电解液容纳空间；

101-密封口；

11-储液室；

110-储液腔；

111-抽液口；

112-补液口；

113-本体；

114-储液室门；

115-第二刺穿膜；

116-第一刺穿膜；

12-抽液管；

120-第一口；

121-第二口；

122-第三口；

13-密封塞；

14-密封件；

15-防爆阀；

16-第二刺穿钉；

17-感压结构；

170-感压室；

170a-感压腔；

170b-弹性腔壁；

171-驱动件；

172-第一刺穿钉；

173-弹性件；

18-导液管；

19-极耳。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。

如图1-7所示，本申请实施例提供了一种电池，其包括壳体10、储液室11、抽液结构和感压结构，其中：

壳体10可包括底壳和顶盖，底壳内具有电解液容纳空间100，顶盖上开设密封口101，该密封口101处可以设置密封钉。

储液室11设置于壳体10的内部，具体可以设置于壳体10的侧部。储液室11内具有储液腔110，储液室11上开设抽液口111和补液口112，储液腔110通过补液口112与壳体10的电解液容纳空间100相连通。该电解液容纳空间100指的是电池内用于放置电池卷芯(该电池卷芯可以是产气电芯，尤其是但不限于锂离子电芯)或者其他实现容量的主体的位置，电解液需要流动至此处。

抽液结构包括抽液管12，该抽液管12上具有第一口120和第二口121，该第一口120与储液腔110相连通，第二口121与壳体10上的密封口101相连通。

感压结构17包括感压室170、驱动件171和第一刺穿钉172，感压室170设置于壳体10内，感压室170内部具有感压腔170a，该感压腔170a的压力可以是常压，且其腔壁包括弹性腔壁170b，驱动件171支撑于弹性腔壁170b上，第一刺穿钉172固定于驱动件171上，且第一刺穿钉172在弹性腔壁170b破裂时，由驱动件171驱动而靠近第一刺穿膜116，并刺穿第一刺穿膜116。

生产上述电池时，首先将电解液注入电池内，所注入的量可以比电池初期所需的电解液量多15～50％。注入电池内的电解液在电池内将进行化成，使得电解液中的杂质在相应电位分解。然后可将抽气设备与抽液结构连通，以此将经过化成的电解液抽入储液室11内，抽气时采用的压力可以是-50～-90kPa，抽气时间可以是1～10min。当需要补充电解液时，直接将储液室11内的电解液补入，进而达到延长电池的使用寿命这一目的。显然，上述储液室11内的电解液已经经过化成操作，即使经过较长的储存时间，该电解液也不容易发生变质，因此该电池不容易出现循环跳水的问题。另外，此种补液方式也不容易引入新的杂质，使得电解液的质量更高。

另外，本实施例设置感压结构17后，对电池进行补液的时机就可以由电池自身的电解液消耗情况决定。具体地，消耗电解液的过程中会产生气体，使得电解液容纳空间100中的压力升高，进而压迫弹性腔壁170b，使得弹性腔壁170b向感应室170的内部凹陷，当压力升高到极限值时，弹性腔壁170b破裂。由于驱动件171支撑于弹性腔壁170b上，此时驱动件171下沉，以此带动第一刺穿钉172靠近第一刺穿膜116，并刺破第一刺穿膜116，进而连通储液腔110和电解液容纳空间100，使得电解液能够补入电解液容纳空间100中。可见，该方式可以实现自动补液。

考虑到仅依靠驱动件171在自身重力的作用下下沉来带动第一刺穿钉172时，第一刺穿钉172受到的作用力比较有限，有可能无法刺穿第一刺穿膜116，上述感压结构17还可包括弹性件173，该弹性件173的一端在弹性腔壁170b破裂时，向驱动件171施加回复驱动力。在该回复驱动力和驱动件171的重力的共同作用下，第一刺穿钉172可以更可靠地刺破第一刺穿膜116。弹性件173可以采用弹簧。

当然，除了上述自动补液的方式以外，有时候还需要操作人员根据其他情况随机实施补液操作。这时候就需要操作人员手动触发补液操作。通常，壳体10的顶盖上会设置防爆阀15，为了手动触发补液操作，可以在防爆阀15上设置第二刺穿钉16，防爆阀15包括按钮，第二刺穿钉16位于按钮上靠近储液室11的一侧，该储液室11上与第二刺穿钉16相对的部分包括第二刺穿膜115，第二刺穿钉16在按钮的作用下能够靠近第二刺穿膜115，并刺穿该第二刺穿膜115。第二刺穿膜115可以选择圆形铝箔结构或者圆形镍箔结构，其直径可以是1～5mm，厚度可以是8～20μm。第二刺穿钉16可选用铝合金圆柱定，其直径可以是1～5mm。

当需要手动进行补液操作时，按下防爆阀15的按钮，该按钮即可带动第二刺穿钉16靠近第二刺穿膜115，当第二刺穿钉16的尖端与第二刺穿膜115相作用时，第二刺穿钉16向第二刺穿膜115施加作用力，第二刺穿膜115将被刺穿。此时撤去按钮上的作用力，使得按钮带动第二刺穿钉16回复至初始位置，第二刺穿膜115上的破裂部分可以将储液腔110与电解液容纳空间100连通，储液腔110内的压力降低，其内部的电解液即可流入电解液容纳空间100内，实现一次性补液操作。

优选地，可将第一刺穿膜116和第二刺穿膜115设置为一体式结构，以此简化储液室11的加工工艺。另外，可以将感压室170与储液室12设置为一体式结构，以此简化整个电池的加工工艺。

当一部分电解液被抽入储液室11内以后，需要采取保压措施，使得储液室11内的压力保持住，具体可以采用额外的封堵结构直接将抽液口111封堵住。但是此种方式不便于操作，同时也无法保证抽液口111处的密封性。为此，如图5和图6所示，上述抽液结构还可包括密封塞13，抽液管12上还开设第三口122，该第三口122与电解液容纳空间100相连通，密封塞13在抽液管12内具有移动行程，在该移动行程的一端处，密封塞13封堵于第三口处。

上述密封塞13在初始状态下可以位于抽液管12内远离第三口122的位置，此时可以进行抽气操作，使得电解液进入储液室11内。随着抽气操作不断进行，电解液容纳空间100趋于真空状态，此时密封塞13将向着靠近第三口122的方向移动，最终将第三口122封堵住，以使储液室11内的压力可以保持住。可见，抽液管12与密封塞13形成类似于单向阀的结构，使得储液腔110内的压力能够保持住，以防电解液在不需要补液的情况下漏入电解液容纳空间100中。

由于上述密封塞13在抽液管12中有可能会出现窜动，导致储液室11内的压力不稳定。为了防止此种情况出现，本申请实施例提供的储液室11可包括本体113和储液室门114，前述抽液口111开设于本体113上，储液室门114铰接于抽液口111处，抽液管12连接于储液室门114处。本体113可以采用铝板制造，其厚度可以是0.01～1mm。储液室门114可以采用铝板制造，其厚度可以是1mm。执行抽气抽液操作时，在储液腔110内的压力作用下，储液室门114可以及时关闭，且只能从外部打开，使得储液腔110可以保持压力，以防储液腔110内的电解液流出。由于此种方式中，储液室门114是自动关闭的，所以可以简化储液室11的保压措施，同时能够提高保压可靠性。

进一步地，电池还可包括密封件14，该密封件14固定于储液室门114上靠近储液腔110的一侧，密封件14密封配合于储液室门114与本体113之间，该密封件14可以选用橡胶密封圈。当储液室门114关闭以后，密封件14将密封连接于储液室门114与本体113之间，以此提高储液室门114与本体113之间的密封性，使得储液腔110的保压时间更长。

一种实施例中，上述电池还可包括导液管18，该导液管18的一端通过补液口112与储液腔110相连通，另一端为自由端，且该自由端连通至壳体10的底部，该壳体10的底部也就是电解液容纳空间100的底部。设置导液管18后，可以使得储液腔110与电解液容纳空间100之间形成较大的高度差，利用该高度差可以更方便地实现补液操作。可选地，导液管18可以采用铝管，其壁厚可以是0.1～1mm，其直径可以是3～10mm。另外，导液管18的自由端与壳体10的底壁之间的距离可以是5～30mm。

为了充分利用电池内部的空间，可以将储液室11设置于壳体10的顶部。该储液室11的储液腔110的容积可以是电池内部体积的5～20％。由于壳体10的顶部安装有极耳19，因此为了避让极耳19，可以在储液室11上开设避让通道，电池的极耳19则位于该避让通道内。更进一步地，极耳19上可以安装绝缘套，以防极耳与储液室11或者其周围的其他结构接触。

本申请实施例提供的电池实施抽气操作后，电解液容纳空间100内的压力较高，此压力不利于电池的正常工作，因此当电解液已经存储于储液室11内以后，可以采用补气装置将氦气、氩气、氮气等惰性气体中的一种或者几种回填至电解液容纳空间100中，使得电解液容纳空间中的压力恢复至常压。因此，壳体10上的密封口用于与补气装置的出气口相连通，该密封口与电解液容纳空间100相连通。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池，其特征在于，包括壳体、储液室、抽液结构和感压结构，其中：

所述储液室设置于所述壳体的内部，所述储液室内具有储液腔，所述储液室上具有第一刺穿膜，且开设抽液口和补液口，所述储液腔通过所述补液口与所述壳体内的电解液容纳空间相连通；

所述抽液结构包括抽液管，所述抽液管上具有第一口和第二口，所述第一口与所述储液腔相连通，所述第二口与所述壳体上的密封口相连通；

所述感压结构包括感压室、驱动件和第一刺穿钉，所述感压室设置于所述壳体内，所述感压室内部具有感压腔，所述感压腔的腔壁包括弹性腔壁，所述驱动件支撑于所述弹性腔壁上，所述第一刺穿钉固定于所述驱动件上，且所述第一刺穿钉在所述弹性腔壁破裂时，由所述驱动件驱动而靠近所述第一刺穿膜，并刺穿所述第一刺穿膜。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述抽液结构还包括密封塞，所述抽液管上还开设第三口，所述第三口与所述电解液容纳空间相连通，所述密封塞在所述抽液管内具有移动行程，在所述移动行程的一端处，所述密封塞封堵于所述第三口处。

3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述储液室包括本体和储液室门，所述抽液口开设于所述本体上，所述储液室门铰接于所述抽液口处，所述抽液管连接于所述储液室门处。

4.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，还包括密封件，所述密封件固定于所述储液室门上靠近所述储液腔的一侧，所述密封件密封配合于所述储液室门与所述本体之间。

5.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，还包括设置于所述壳体上的防爆阀以及设置于所述防爆阀上的第二刺穿钉，所述防爆阀包括按钮，所述第二刺穿钉位于所述按钮上靠近所述储液室的一侧，所述储液室上与所述第二刺穿钉相对的部分包括第二刺穿膜，所述第二刺穿钉在所述按钮的作用下能够靠近所述第二刺穿膜，并刺穿所述第二刺穿膜。

6.根据权利要求5所述的电池，其特征在于：

所述第一刺穿膜与所述第二刺穿膜形成一体式结构；

和/或，所述感压室与所述储液室形成一体式结构。

7.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述感压结构还包括弹性件，所述弹性件的一端在所述弹性腔壁破裂时，向所述驱动件施加回复驱动力。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的电池，其特征在于，还包括导液管，所述导液管的一端通过所述补液口与所述储液腔相连通，另一端为自由端，且所述自由端连通至所述壳体的底部。

9.根据权利要求1-7中任一项所述的电池，其特征在于，所述储液室设置于所述壳体的顶部，所述储液室上具有避让通道，所述电池的极耳位于所述避让通道内。

10.根据权利要求1-7中任一项所述的电池，其特征在于，所述壳体上的密封口用于与补气装置的出气口相连通，所述密封口与所述电解液容纳空间相连通。