CN108039428A - 一种电池密封结构及电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电池密封结构及电池,属于电池技术领域。本发明所提供的电池密封结构包括顶盖和极柱,顶盖上设置有通孔,极柱一端穿过通孔设置,顶盖沿通孔的边缘向外设置有环形的第一翻边,第一翻边的顶部向外翻折形成第二翻边,第一翻边和极柱之间设置有绝缘密封层,且绝缘密封层包覆第一翻边和第二翻边。通过沿通孔的边缘向上凸设形成第一翻边,扩大了顶盖和极柱的接触面积,将第一翻边的顶部向外翻折形成第二翻边,利用绝缘密封层填充在第一翻边和极柱之间,并包覆第一翻边和第二翻边,提高了顶盖和极柱的连接强度和密封性,避免了动力电池在运输过或者充放电过程中顶盖和极柱之间发生松动,提高了电池的使用寿命和安全性能。

Description

一种电池密封结构及电池
技术领域
本发明涉及电池技术领域,尤其涉及一种电池密封结构及应用该密封结构的电池。
背景技术
随着环境污染情况的日益严重,人们对于环境的保护意识也越来越高,传统的燃料能源燃烧排放的气体是污染环境的重要因素,清洁能源越来越受到人们的重视,应用清洁能源的设备越来越受到人们的追捧。动力电池是一种清洁能源,其具有能量高、无污染等优点,是纯电动汽车和混合动力汽车的能量来源,是新能源储能电站的发展方向,因此动力电池安全性能和续航能力越来越受到人们的重视。
动力电池顶盖的密封性直接决定着动力电池的安全性能和续航能力,现有的动力电池的顶盖和电池极柱之间的密封方式多采用螺母旋紧或者铆接方式压紧,此种密封方式的紧固性差,在动力电池的运输、震动以及充放电过程中经常会出现松动现象,从而造成电池顶盖密封失效,从而引起电解液的泄露,进而造成电池短路或者容量衰减,使电池使用寿命缩短或者无法正常使用,且存在极大的安全隐患。
发明内容
本发明的一个目的在于提供一种电池密封结构,该电池密封结构结构紧凑,连接强度高,密封效果好。
本发明的另一个目的在于提供一种电池,该电池密封性能好,不易发生泄漏,使用寿命长,安全性能高,续航时间长。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
一种电池密封结构,包括顶盖和极柱,所述顶盖上设置有通孔,所述极柱一端穿过所述通孔设置,所述顶盖沿所述通孔的边缘向上凸设有环形的第一翻边,所述第一翻边的顶部向外翻折形成第二翻边,所述第一翻边和所述极柱之间设置有绝缘密封层,且所述绝缘密封层包覆所述第一翻边和第二翻边。
作为优选,所述第一翻边和所述第二翻边呈L型。
作为优选,所述第一翻边内表面上和/或所述极柱表面上进行物理或化学处理以增加表面粗糙度。
作为优选,所述第一翻边内表面上设置有第一绝缘层;和/或
所述极柱表面上设置有第二绝缘层。
作为优选,所述绝缘密封层包含陶瓷、塑胶和玻璃中的一种或者几种;
所述第一绝缘层包含陶瓷、塑胶和玻璃中的一种或者几种;
所述第二绝缘层包含陶瓷、塑胶和玻璃中的一种或者几种。
作为优选,所述极柱为铜极柱、铝极柱或铜铝复合极柱。
作为优选,所述电池密封结构还包括:
绝缘垫圈,所述绝缘垫圈套接在所述极柱上,并与所述顶盖抵接。
作为优选,所述绝缘垫圈为为橡胶圈或者塑料圈。
作为优选,所述极柱为阶梯轴,其包括第一轴和第二轴,所述第一轴的直径大于所述第二轴的直径,所述第二轴穿过所述通孔设置,所述绝缘垫圈套设在所述第二轴上,且所述绝缘垫圈的一端抵接在所述阶梯轴的阶梯面上,另一端与所述顶盖抵接。
一种电池,包含上述所述的电池密封结构。
本发明的有益效果:
本发明所提供的电池密封结构包括顶盖和极柱,顶盖上设置有通孔,极柱一端穿过通孔设置,顶盖沿通孔的边缘向外设置有环形的第一翻边,第一翻边的顶部向外翻折形成第二翻边,第一翻边和极柱之间设置有绝缘密封层,且绝缘密封层包覆第一翻边和第二翻边。通过沿通孔的边缘向上凸设形成第一翻边,扩大了顶盖和极柱的接触面积,在此基础上,将第一翻边的顶部向外翻折形成第二翻边,通过在第一翻边和极柱之间设置有绝缘密封层,并利用绝缘密封层包覆第一翻边和第二翻边,提高了顶盖和极柱的连接强度和密封性,从而避免了动力电池在运输过或者充放电过程中顶盖和极柱之间发生松动导致电池液泄露,提高了电池的使用寿命和安全性能。
附图说明
图1是本发明所提供的电池密封结构的示意图;
图2是本发明所提供的顶盖的剖视图;
图3是本发明所提供的极柱的结构示意图。
图中:1、顶盖;101、第一翻边;102、第二翻边;103、通孔;2、极柱;201、第一轴;202、第二轴;3、绝缘密封层;4、绝缘垫圈。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1至图3所示,本发明提供了一种电池密封结构,该电池密封结构包括顶盖1和极柱2,顶盖1为片状结构,其上设置有通孔103,通孔103的形状与极柱2的形状相适配,优选采用圆形孔。极柱2可以为电池的正极,也可以为负极,极柱2的制造材料可以采用铜、铝中的一种或者采用两种复合而成,极柱2呈圆柱状,极柱2的一端穿过通孔103设置,沿通孔103的边缘向外设置有环形第一翻边101,第一翻边101可以采用冲压工艺形成,利用模具的作用沿通孔103边缘形成有一定角度的直壁或凸缘。当然也可以采用分体制造,先制造一个筒状结构,再将筒状结构的一端焊接在顶盖1的通孔103处,但是该种加工方法比较复杂,在本实施例中选择采用冲压工艺形成一体式第一翻边101。如图2所示,第一翻边101的顶部向外翻折形成第二翻边102,第二翻边102和第一翻边101整体呈L型,第一翻边101的外环面和第二翻边102之间形成L型的容纳区。第一翻边101和极柱2之间设置有绝缘密封层3,绝缘密封层3包覆第二翻边102和第一翻边101,绝缘密封层3可以包含陶瓷、塑胶和玻璃中的一种或者几种绝缘材料,在第一翻边101和极柱2之间填充绝缘材料时,可以首先通过高温将绝缘材料熔化,然后控制好温度和压力将一种绝缘材料或几种绝缘材料的混合物由上至下填充在第一翻边101和极柱2之间,在填充过程中,部分绝缘材料填充至第二翻边102和第一翻边101形成的L型容纳区,利用绝缘材料将第一翻边101、第二翻边和极柱2紧密结合在一起,冷却后形成致密的绝缘密封层3,从而起到密封的效果。
通过沿通孔103的边缘向外设置环形第一翻边101,扩大了顶盖1和极柱2的接触面积,在此基础上,通过在第一翻边101和极柱2之间设置有绝缘密封层3,提高了顶盖1和极柱2的连接强度和密封性,将第一翻边101的顶部向外翻折形成第二翻边102,位于L型容纳区的绝缘材料进一步提高了顶盖1和极柱2连接的紧密度,从而避免动力电池在运输过或者充放电过程中顶盖1和极柱2之间发生松动导致电池液泄露,提高了电池的使用寿命和安全性能。
进一步的,为了提高第一翻边101和极柱2的连接强度和密封性,可以采用化学方法或者机械方法处理第一翻边101的内表面和极柱2的外表面,从而增加第一翻边101的内表面和极柱2的摩擦度,化学方法可以采用化学物质腐蚀第一翻边101的内表面,机械方法可以采用机械摩擦、外力凿孔等方法,在第一翻边101的内表面形成一些细微的但是具有一定深度的孔状结构,该孔状结构能够在填充绝缘材料时,使部分绝缘材料进入孔状结构内,从而增大绝缘材料层与第一翻边101的连接强度和密封性。当然为了方便填充绝缘密封层3,并进一步提高连接强度和密封性,在第一翻边101的内表面形成孔状结构后,可以采用电镀、覆膜或者喷涂的方法在第一翻边101的内表面上先形成一层薄薄的第一绝缘层,第一绝缘层包含陶瓷、塑胶和玻璃中的一种或者几种绝缘材料,从而使第一翻边101的内表面重新光滑,待填充绝缘密封层3时,形成绝缘密封层3的绝缘材料能够顺利的进入第一翻边101和极柱2之间,且利用绝缘密封层3的高温与第一绝缘层相互融合形成紧密的结构。
进一步的,在极柱2表面上同样也可以设置有孔状结构,在极柱2表面上形成孔状结构后,同样可以电镀、覆膜或者喷涂的方法在极柱2表面上形成一层第二绝缘层,第二绝缘层的材料可以和第一绝缘层相同,也可以不同,优选采用相同材料。
进一步的,为了提高密封结构的绝缘性,防止电池内的电解液外漏腐蚀顶盖1,在极柱2和顶盖1之间设置有绝缘垫圈4,绝缘垫圈4为圆环状结构。具体的,绝缘垫圈4可以采用橡胶或者塑料制成,具体的,橡胶可以为氟橡胶圈或者其他耐高温、耐电解液的橡胶材料;塑料可以为PFA或者其他耐高温、耐电解液的塑料。为了便于固定绝缘垫圈4,如图3所示,将极柱2设置为阶梯轴状结构,其具体包括第一轴201和第二轴202,第一轴201的直径大于第二轴202的直径,第二轴202穿过通孔103设置,绝缘垫圈4套设在第二轴202上,且绝缘垫圈4的一端抵接在阶梯面上,另一端与顶盖1抵接。
本发明还提供了一种电池,该电池的正极和负极均可以采用上述密封结构,利用该密封结构的电池具有密封性能好,不易发生泄漏,使用寿命长,安全性能高,续航时间长等优点。
显然,本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例,而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池密封结构,包括顶盖(1)和极柱(2),所述顶盖(1)上设置有通孔(103),所述极柱(2)一端穿过所述通孔(103)设置,其特征在于,所述顶盖(1)沿所述通孔(103)的边缘向上凸设有环形的第一翻边(101),所述第一翻边(101)的顶部向外翻折形成第二翻边(102),所述第一翻边(101)和所述极柱(2)之间设置有绝缘密封层(3),且所述绝缘密封层(3)包覆所述第一翻边(101)和第二翻边(102)。
2.根据权利要求1所述的电池密封结构,其特征在于,
所述第一翻边(101)和所述第二翻边(102)呈L型。
3.根据权利要求1所述的电池密封结构,其特征在于,
所述第一翻边(101)内表面上和/或所述极柱(2)表面上进行物理或化学处理以增加表面粗糙度。
4.根据权利要求3所述的电池密封结构,其特征在于,
所述第一翻边(101)内表面上设置有第一绝缘层;和/或
所述极柱(2)表面上设置有第二绝缘层。
5.根据权利要求4所述的电池密封结构,其特征在于,
所述绝缘密封层(3)包含陶瓷、塑胶和玻璃中的一种或者几种;
所述第一绝缘层包含陶瓷、塑胶和玻璃中的一种或者几种;
所述第二绝缘层包含陶瓷、塑胶和玻璃中的一种或者几种。
6.根据权利要求1所述的电池密封结构,其特征在于,
所述极柱(2)为铜极柱、铝极柱或铜铝复合极柱。
7.根据权利要求1所述的电池密封结构,其特征在于,所述电池密封结构还包括:
绝缘垫圈(4),所述绝缘垫圈(4)套接在所述极柱(2)上,并与所述顶盖(1)抵接。
8.根据权利要求7所述的电池密封结构,其特征在于,
所述绝缘垫圈(4)为橡胶圈或者塑料圈。
9.根据权利要求7所述的电池密封结构,其特征在于,
所述极柱(2)为阶梯轴,其包括第一轴(201)和第二轴(202),所述第一轴(201)的直径大于所述第二轴(202)的直径,所述第二轴(202)穿过所述通孔(103)设置,所述绝缘垫圈(4)套设在所述第二轴(202)上,且所述绝缘垫圈(4)的一端抵接在所述阶梯轴的阶梯面上,另一端与所述顶盖(1)抵接。
10.一种电池,其特征在于,包含权利要求1-9中任一项所述的电池密封结构。
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