CN107425145B - 一种钮扣式锂电芯密封结构及密封方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种钮扣式锂电芯密封结构及密封方法，钮扣式锂电芯密封结构包括电芯盖、密封圈及电芯壳。电芯盖具有包边结构，包边结构形成第一包边、第二包边及第三包边，第三包边形成锁边段及封口段；电芯壳具有密封边结构，密封边结构形成第一密封边、第二密封边、第三密封边及第四密封边；第一包边与第四密封边通过密封圈相互抵持，第二包边与第三密封边通过密封圈相互抵持，第三包边的锁边段与第二密封边通过密封圈相互抵持，第三包边的封口段与第一密封边通过密封圈相互抵持。本发明的钮扣式锂电芯密封结构，对电芯盖的包边结构以及对电芯壳的密封边结构进行优化，防止密封圈在封口过程中受损、破裂而导致漏液现象，从而提高整体的密封性。

Description

一种钮扣式锂电芯密封结构及密封方法
技术领域
本发明涉及钮扣式锂电芯技术领域，特别是涉及一种钮扣式锂电芯密封结构及密封方法。
背景技术
如图1所示，其为传统的钮扣式锂电芯10在电芯封口前的剖视图，传统的钮扣式锂电芯10包括：电芯盖100（如图3所示）、密封圈200（如图4所示）、电芯壳300（如图5所示）、卷芯400。传统的钮扣式锂电芯10的装配过程如下：首先，将密封圈200套于电芯壳300上；然后，卷芯400负极耳与电芯壳300焊接，卷芯400正极耳与电芯盖100焊接；接着，把卷芯400放入电芯壳300内，盖上电芯盖100；最后，采用专用设备对电芯盖100进行封口（如图2所示）。
此种钮扣式锂电芯10具有如下技术问题：在距电芯壳300开口边缘0.7mm处形成半径为0.35mm的壳体圆弧槽310，在距电芯盖100开口边缘1.3mm处形成半径为0.5mm的盖体圆弧槽110，由于壳体圆弧槽310及盖体圆弧槽110的尺寸太小，加工精度很难保证，特别是在专用设备旋转封口时（如图2所示）, 电芯盖100在旋转封口过程中摆动, 壳体圆弧槽310由于尺寸太小，像切刀一样切割到密封圈200，故密封圈200很容易受损、破裂，导致漏液，使得此种钮扣式锂电芯10直接报废。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种钮扣式锂电芯密封结构及密封方法，防止密封圈在封口过程中受损、破裂而导致漏液现象，从而提高整体的密封性。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：
一种钮扣式锂电芯密封结构，包括：电芯盖、密封圈、电芯壳；
所述电芯盖具有包边结构，所述包边结构形成依次连接第一包边、第二包边及第三包边，所述第三包边形成锁边段及封口段，所述第一包边为圆柱侧面结构，所述第二包边为圆锥侧面结构，所述锁边段为圆柱侧面结构，所述封口段为圆锥侧面结构；
所述电芯壳具有密封边结构，所述密封边结构形成依次连接的第一密封边、第二密封边、第三密封边及第四密封边，所述第一密封边及所述第三密封边均为圆锥侧面结构，所述第二密封边及所述第四密封边均为圆柱侧面结构；
所述第一包边与所述第四密封边通过所述密封圈相互抵持，所述第二包边与所述第三密封边通过所述密封圈相互抵持，所述第三包边的锁边段与所述第二密封边通过所述密封圈相互抵持，所述第三包边的封口段与所述第一密封边通过所述密封圈相互抵持。
在其中一个实施例中，还包括卷芯，所述卷芯收容于所述电芯盖与所述电芯壳所形成的密封腔体内。
在其中一个实施例中，所述电芯盖为一端开口一端封闭的中空圆筒体结构。
在其中一个实施例中，所述电芯壳为一端开口一端封闭的中空圆筒体结构。
一种钮扣式锂电芯密封方法，采用上述的钮扣式锂电芯密封结构而得到，包括如下步骤：
将所述密封圈套于所述电芯壳上；
将所述电芯盖盖合于所述电芯壳上，使得所述第一包边与所述第四密封边通过所述密封圈相互抵持，所述第二包边与所述第三密封边通过所述密封圈相互抵持，所述第三包边的锁边段与所述第二密封边通过所述密封圈相互抵持；
对所述第三包边的封口段进行卷边收缩，使得所述第三包边的封口段与所述第一密封边通过所述密封圈相互抵持。
本发明的一种钮扣式锂电芯密封结构及密封方法，通过设置电芯盖、密封圈、电芯壳，特别是对电芯盖的包边结构以及对电芯壳的密封边结构进行优化，防止密封圈在封口过程中受损、破裂而导致漏液现象，从而提高整体的密封性。
附图说明
图1为传统的钮扣式锂电芯在封口前的剖视图；
图2为传统的钮扣式锂电芯在封口后的剖视图；
图3为图1所示的传统的钮扣式锂电芯的电芯盖的剖视图；
图4为图1所示的传统的钮扣式锂电芯的密封圈的剖视图；
图5为图1所示的传统的钮扣式锂电芯的电芯壳的剖视图；
图6为本发明一实施例的钮扣式锂电芯密封结构在封口前的剖视图；
图7为本发明一实施例的钮扣式锂电芯密封结构在封口后的剖视图；
图8为图6所示的钮扣式锂电芯密封结构的电芯盖的剖视图；
图9为图6所示的钮扣式锂电芯密封结构的密封圈的剖视图；
图10为图6所示的钮扣式锂电芯密封结构的电芯壳的剖视图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如图6及图7所示，一种钮扣式锂电芯密封结构20，包括：电芯盖500、密封圈600、电芯壳700。在本实施例中，电芯盖500及电芯壳700均为一端开口一端封闭的中空圆筒体结构。进一步的，钮扣式锂电芯密封结构20还包括卷芯800，卷芯800收容于电芯盖500与电芯壳700所形成的密封腔体内。
如图8所示，电芯盖500具有包边结构510，包边结构510形成依次连接第一包边511、第二包边512及第三包边513，第三包边513形成锁边段513a及封口段513b，第一包边511为圆柱侧面结构，第二包边512为圆锥侧面结构，锁边段513a为圆柱侧面结构，封口段513b为圆锥侧面结构。
如图10所示，电芯壳700具有密封边结构710，密封边结构710形成依次连接的第一密封边711、第二密封边712、第三密封边713及第四密封边714，第一密封边711及第三密封边713均为圆锥侧面结构，第二密封边712及第四密封边714均为圆柱侧面结构。
第一包边511与第四密封边714通过密封圈600相互抵持，第二包边512与第三密封边713通过密封圈600相互抵持，第三包边513的锁边段513a与第二密封边712通过密封圈600相互抵持，第三包边513的封口段513b与第一密封边711通过密封圈600相互抵持。
要说明的是，包边结构510具有依次连接的第一包边511、第二包边512及第三包边513，第三包边513形成锁边段513a及封口段513b，密封边结构710具有依次连接的第一密封边711、第二密封边712、第三密封边713及第四密封边714，在将电芯盖500盖合于电芯壳700上时，第一包边511与第四密封边714相互抵持，第二包边512与第三密封边713相互抵持，第三包边513的锁边段513a与第二密封边712抵持，第三包边513的封口段513b与第一密封边711抵持，从而将处于包边结构510与密封边结构710之间的密封圈600压紧，实现密封。
如图9所示，密封圈600的结构形成依次连接的第一密封面610、第二密封面620、第三密封面630、第四密封面640，第一密封面610及第三密封面630均为圆柱侧面结构，第二密封面620及第四密封面640均为圆锥侧面结构。具体的，第一密封面610受挤于第一包边511与第四密封边714之间，第二密封面620受挤于第二包边512与第三密封边713之间，第三密封面630受挤于第三包边513的锁边段513a与第二密封边712之间，第四密封面640受挤于第三包边513的封口段513b与第一密封边711之间。
要说明的是，第二包边512与封口段513b在卷边收缩封口时形成了正反双向的圆锥侧面紧扣密封结构（如图8所示），相应的，第一密封边711与第三密封边713也形成了正反双向的圆锥侧面紧扣密封结构（如图10所示），此种结构起到了更有效的定位作用，减少了封口段513b在进行旋转卷边收缩封口过程中的摆动，更重要的，正反双向的圆锥侧面紧扣密封结构通过挤压密封圈600，使密封圈600变形，起到更有效的密封作用，同时还提高电芯壳700、密封圈600和电芯盖500的扣合稳定性。
包边结构510具有依次连接第一包边511、第二包边512及第三包边513，第一包边511、第二包边512及第三包边513之间形成凹凸不平结构，同时，密封边结构710具有依次连接的第一密封边711、第二密封边712、第三密封边713及第四密封边714，第一密封边711、第二密封边712、第三密封边713及第四密封边714也形成了凹凸不平结构，密封圈600被紧压于包边结构510与密封边结构710之间时，由于凹凸不平结构的存在，使得同样凹凸不平结构的密封圈600与电池盖500和电芯壳700更好接触, 密封面积更大, 密封更好。凹凸不平结构设计的密封圈600提高了包边结构510与密封边结构710之间的气密性，防止漏液现象的发生。
第一包边511、第二包边512及第三包边513之间形成的凹凸不平结构与第一密封边711、第二密封边712、第三密封边713及第四密封边714形成的凹凸不平结构相互配合，凸起结构陷入于凹槽结构中，形成卡齿结构，使得电芯盖500紧紧扣合于电芯壳700中，不容易脱落，从而提高了扣合的稳定性。
如图8所示，更进一步的，第三包边513具有封口段513b，在将电芯盖500盖合于电芯壳700上时，通过专用设备对第三包边513的封口段513b进行卷边收缩（如图7所示），实现封口，从而进一步提高了扣合的稳定性。
第一包边511为圆柱侧面结构，第二包边512为圆锥侧面结构，锁边段513a为圆柱侧面结构，封口段513b为圆锥侧面结构，这样的结构相对于传统的开设圆弧槽的设计，包边结构510不会产生锋利的切刀式凸起，同理的，密封边结构710也同样不会产生锋利的切刀式凸起，这样就不会对密封圈600造成伤害，密封圈600不会发生受损、破裂的问题，在组装的最后阶段，采用专用设备将第三包边513的封口段513b进行卷边收缩，便实现了固定。即使封口段513b在卷边收缩的过程中将密封圈600切割，也只是影响到了密封圈600后段的微小部分，对整体并不会造成严重的影响。
进一步要说明的是，密封圈600具有凸出于包边结构510与密封边结构710连接处的凸出端650（如图7所示），更有效防止电芯壳700和电芯盖500接触引起的电芯短路发生。
还要说明的是，密封圈600还具有预定位环结构660，预定位环结构660弹性套设于第四密封边714的一端。通过设置预定位环结构660，用于对密封圈600的预固定，即，密封圈600通过预定位环结构660套设于电芯壳700的第四密封边714一端上，从而防止密封圈600脱落，为后续电芯盖500盖合于电芯壳700实现稳定密封作好准备。
同时，还提供一种采用上述钮扣式锂电芯密封结构20得到的钮扣式锂电芯密封方法，包括如下步骤：
将密封圈600套于电芯壳700上；
将电芯盖500盖合于电芯壳700上，使得第一包边511与第四密封边714通过密封圈600相互抵持，第二包边512与第三密封边713通过密封圈600相互抵持，第三包边513的锁边段513a与第二密封边712通过密封圈600相互抵持；
对第三包边513的封口段513b进行卷边收缩，使得第三包边513的封口段513b与第一密封边711通过密封圈600相互抵持。
本发明的一种钮扣式锂电芯密封结构20，通过设置电芯盖500、密封圈600、电芯壳700，特别是对电芯盖500的包边结构510以及对电芯壳700的密封边结构710进行优化，防止密封圈600在封口过程中受损、破裂而导致漏液现象，从而提高整体的密封性。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (5)

1.一种钮扣式锂电芯密封结构，其特征在于，包括：电芯盖、密封圈、电芯壳；
所述电芯盖具有包边结构，所述包边结构形成依次连接第一包边、第二包边及第三包边，所述第三包边形成锁边段及封口段，所述第一包边为圆柱侧面结构，所述第二包边为圆锥侧面结构，所述锁边段为圆柱侧面结构，所述封口段为圆锥侧面结构，且所述第二包边与所述封口段在卷边收缩封口时形成正反双向的圆锥侧面紧扣密封结构；
所述电芯壳具有密封边结构，所述密封边结构形成依次连接的第一密封边、第二密封边、第三密封边及第四密封边，所述第一密封边及所述第三密封边均为圆锥侧面结构，且所述第一密封边与所述第三密封边形成正反双向的圆锥侧面紧扣密封结构，所述第二密封边及所述第四密封边均为圆柱侧面结构；
所述第一包边与所述第四密封边通过所述密封圈相互抵持，所述第二包边与所述第三密封边通过所述密封圈相互抵持，所述第三包边的锁边段与所述第二密封边通过所述密封圈相互抵持，所述第三包边的封口段与所述第一密封边通过所述密封圈相互抵持。
2.根据权利要求1所述的钮扣式锂电芯密封结构，其特征在于，还包括卷芯，所述卷芯收容于所述电芯盖与所述电芯壳所形成的密封腔体内。
3.根据权利要求1所述的钮扣式锂电芯密封结构，其特征在于，所述电芯盖为一端开口一端封闭的中空圆筒体结构。
4.根据权利要求1所述的钮扣式锂电芯密封结构，其特征在于，所述电芯壳为一端开口一端封闭的中空圆筒体结构。
5.一种钮扣式锂电芯密封方法，其特征在于，采用权利要求1至4任意一项所述的钮扣式锂电芯密封结构而得到，包括如下步骤：
将所述密封圈套于所述电芯壳上；
将所述电芯盖盖合于所述电芯壳上，使得所述第一包边与所述第四密封边通过所述密封圈相互抵持，所述第二包边与所述第三密封边通过所述密封圈相互抵持，所述第三包边的锁边段与所述第二密封边通过所述密封圈相互抵持；
对所述第三包边的封口段进行卷边收缩，使得所述第三包边的封口段与所述第一密封边通过所述密封圈相互抵持。
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