CN112542664A - 方形锂电池及方形锂电池的气密检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种方形锂电池及方形锂电池的气密检测方法。方形锂电池包括电池本体，电池本体上开设有注液孔以及与注液孔连通的注液口；密封塞，与注液孔密封配合；补焊片，与注液口焊接密封；气袋，气袋内部包含被检气体，气袋设置于密封塞与补焊片之间；其中，在补焊片焊接密封于注液口时，提供使气袋熔破的热量，以使气袋释放被检气体至密封塞与补焊片之间。本发明提供的方向锂电池及方形锂电池的气密检测方法，通过在密封塞与补焊片之间放置气袋，利用补焊片焊接时的热量熔破气袋，从而释放被检气体至密封塞与补焊片之间，可检测补焊片是否完成了对注液口的密封，从而提高方形锂电池的使用可靠性及安全性。

Description

方形锂电池及方形锂电池的气密检测方法

技术领域

本发明涉及电池密封性检测技术领域，特别是涉及一种方形锂电池及方形锂电池的气密检测方法。

背景技术

锂电池凭借其能量密度大、输出功率高、充放电寿命长、可快速充电、绿色无污染、工作温度范围宽及自放电小等诸多优点而备受关注。

锂电池内部化学体系性质活泼，非常容易与外界的水分和空气发生副反应导致电池性能退化或失效，故封装气密性对于锂电池的可靠性、安全性是至关重要的。如何有效检测锂电池气密性，确保封装不良品不会流入消费市场，具有非常重要的意义。

目前，部分方形锂电池在注液后会使用胶塞将注液口封闭，以确保电池内部保持一定的真空度，然后在注液口上方激光焊接密封铝片实施密封。因为胶塞的密封性，导致预先注入电池内部的检测气体无法进入胶塞与密封铝片之间的空间，从而无法检测密封铝片的焊接气密性。

发明内容

基于此，有必要针对现有方形锂电池无法检测密封铝片的焊接气密性的问题，提供一种密封性好的方形锂电池及方形锂电池的气密检测方法。

一种方形锂电池，包括电池本体，所述电池本体上开设有注液孔以及与所述注液孔连通的注液口；密封塞，与所述注液孔密封配合；补焊片，与所述注液口焊接密封；气袋，所述气袋内部包含被检气体，所述气袋设置于所述密封塞与所述补焊片之间；其中，在所述补焊片焊接密封于所述注液口时，提供使所述气袋熔破的热量，以使所述气袋释放所述被检气体至所述密封塞与所述补焊片之间。

上述方向锂电池，在对注液口进行注入电解液完成后，向注液孔中塞入密封塞，在向注液口处焊接补焊片之前，先将气袋放置于密封塞上，再将补焊片对应于注液口进行焊接密封，此时，焊接产生大量热量，该热量使得气袋被加热，进而熔破释放被检气体至密封塞与补焊片之间。通过气密检测设备对方形锂电池进行气密检测，检测是否有被检气体泄露，则可判断补焊片处是否密封良好。

在其中一个实施例中，所述密封塞的顶部设有凹槽，所述气袋放置于所述凹槽内。

在其中一个实施例中，所述密封塞的顶部设有供所述密封塞旋入所述注液孔的十字形凹槽或一字形凹槽；所述凹槽至少部分设置于所述十字形凹槽或一字型凹槽。

在其中一个实施例中，所述气袋至少部分凸设于所述密封塞。

在其中一个实施例中，所述密封塞为弹性密封塞或者所述气袋为弹性气袋；所述气袋至少部分凸设于所述注液口。

在其中一个实施例中，所述密封塞包括圆柱型本体及锥头，所述锥头设置于所述圆柱型本体一端。

在其中一个实施例中，所述被检气体为氮气、氢气或惰性气体中的一种或多种组合；所述惰性气体为氦气、氖气、氩气、氪气、氙气或氡气。

在其中一个实施例中，所述气袋形状为球形、椭圆球形或方形。

在其中一个实施例中，所述气袋的材质为PP、PE、PET或PVC中的一种或多种组合。

一种方形锂电池的气密检测方法，包括步骤提供一电池本体，所述电池本体上开设有注液孔以及与所述注液孔连通的注液口；将密封塞与所述注液孔密封配合；将气袋放置于所述密封塞上，所述气袋内部包含被检气体；将补焊片焊接至所述注液口，以与所述注液口密封配合，其中，在所述补焊片焊接密封与所述注液口时，提供使所述气袋熔破的热量，以使所述气袋释放所述被检气体至所述补焊片与所述密封塞之间；检测所述方形锂电池是否有所述被检测气体逸出。

附图说明

图1为本发明一实施例中的方形锂电池的结构示意图；

图2为图1所示的方形锂电池的另一视角的结构示意图；

图3为图2所示的方形锂电池的A处局部放大结构示意图；

图4为本发明一实施例中的方形锂电池的密封塞的结构示意图。

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的实施例。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例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。

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例的目的，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。

在描述位置关系时，除非另有规定，否则当一元件被指为在另一元件“上”时，其能直接在其他元件上或亦可存在中间元件。亦可以理解的是，当元件被指为在两个元件“之间”时，其可为两个元件之间的唯一一个，或亦可存在一或多个中间元件。

在使用本文中描述的“包括”、“具有”、和“包含”的情况下，除非使用了明确的限定用语，例如“仅”、“由……组成”等，否则还可以添加另一部件。除非相反地提及，否则单数形式的术语可以包括复数形式，并不能理解为其数量为一个。

此外，附图并不是1：1的比例绘制，并且各元件的相对尺寸在附图中仅以示例地绘制，而不一定按照真实比例绘制。

为了便于理解本发明的技术方案，在详细展开说明之前，首先对现有方形锂电池的气密检测进行说明。

现有方形锂电池的气密检测方式是在对电池注液完成后注入氦气，在注液口处塞上胶塞，接着放入气密检测设备进行气密检测。

通常，胶塞在塞入注液孔后，因为胶塞是弹性的，故会有应力释放，此时，胶塞会塞的非常紧，泄漏量极微，故在注液口处进行二次铝片焊接密封时，氦气无法从胶塞处逸出至焊接铝片与胶塞之间的空间，故无法检测铝片是否完成了对注液口的密封。

另外，在后续方形锂电池的使用过程中，也会存在因胶塞密封失效的情况，例如因电解液在释放锂离子与极片发生化学反应后，会产生复杂的气体，电池内部压力增大，促使胶塞向外膨胀松懈而导致胶塞无法正常密封，或者胶塞受电解液腐蚀性作用而老化导致胶塞无法正常密封等，故此时若铝片存在密封不良情况，而造成电池泄露，不仅会影响电池的正常使用，同时也存在燃烧爆炸的隐患。

因此，需要提供一种可对铝片处进行气密检测，而使得电池气密性可靠的方形锂电池及其气密检测方法。

如图1和图2所示，本发明一实施例中的方形锂电池100，包括电池本体10、密封塞20(见附图3)、补焊片30及气袋40(见附图3)。

电池本体10上开设有注液孔11及与注液孔连通的注液口12，密封塞20与注液孔11密封配合，补焊片30与注液口12焊接密封，气袋40内部包含被检气体，气袋40设置于密封塞20与补焊片30之间，在补焊片30焊接密封于注液口12时，提供使气袋40熔破的热量，以使气袋40释放被检气体至密封塞20与补焊片30之间。

这样，在对注液口12进行注入电解液完成后，向注液孔11中塞入密封塞，在向注液口12处焊接补焊片30之前，先将气袋40放置于密封塞20上，再将补焊片30对应于注液口12进行焊接密封，此时，焊接产生大量热量，该热量使得气袋40被加热，进而熔破释放被检气体至密封塞20与补焊片30之间。通过气密检测设备对方形锂电池100进行气密检测，检测是否有被检气体泄露，则可判断补焊片30处是否密封良好。

本发明的方形锂电池100，可检测补焊片30是否完成了对注液口12的密封，并且检测方式和操作简单，故可保证方形锂电池100的使用可靠性和安全性。另外，因气袋40所占空间小，故没有改变方形锂电池的结构，故节约了成本。

具体到一实施例中，电池本体10包括壳体13及盖设于壳体13一侧的盖板14，壳体13内部具有隔膜组成的叠片或者卷绕，盖板14上设有正电极141、负电极142及安全部件143。如图3所示，在本发明的实施例中，注液孔11贯穿盖板14，注液口12位于盖板14的外侧表面。

在一些实施例中，注液孔11为沉孔，密封塞20至少部分位于沉孔的台阶处。

如图3和图4所示，在一些实施例中，密封塞20的顶部设有凹槽，气袋40放置于凹槽内。因密封塞20顶部与补焊片30之间的间隙尺寸小，故设置凹槽可提供容纳气袋40的一定空间，从而增加气袋40中存放被检气体的容量，进而使气袋40熔破释放于密封塞20与补焊片30之间的被检气体多，因此，提高气密检测的准确性。具体第，该凹槽的形状可为半球形或其他与气袋40外形形状相匹配的形状，在此不作限制。

在一些实施例中，密封塞20的顶部设有供密封塞20旋入注液孔11的十字形凹槽或一字形凹槽，凹槽至少部分设置于十字形凹槽或一字形凹槽。在密封塞20的顶部设置十字形凹槽或一字形凹槽，可方便密封塞20在有限的空间中被操作而与注液孔11密封配合，并且凹槽至少部分设置于十字形凹槽或一字形凹槽，在不阻碍密封塞20旋入的同时，也节省了空间。应当理解的是，可使用起子与密封塞20顶部的十字形凹槽或一字形凹槽配合，而使密封塞20被旋入与注液孔11密封配合。

进一步地，凹槽可设置于十字形凹槽或一字形凹槽的中心位置。

请再次参阅图4，在一些实施例中，密封塞20包括圆柱型本体22及锥头23，锥头23设置于圆柱型本体22的一端。利用锥头23可方便密封塞20进入注液孔11完成密封配合，圆柱型本体22的形状简单，可为气袋40的放置提供更多的空间，例如，当注液孔11为沉孔时，密封塞20可完全进入沉孔的通孔部分，而不设置于沉头处。在其他实施例中，密封塞20也可呈钉状，在此不作限制。

请再次参阅图3，在一些实施例中，气袋40至少部分凸设于密封塞20。如此，可使气袋40的体积增大，从而增加气袋40中存放被检气体的容量，进而使气袋40熔破释放于密封塞20与补焊片30之间的被检气体多，因此，提高气密检测的准确性。

在另一些实施例中，密封塞20为弹性密封塞或者气袋40为弹性气囊，气袋40至少部分凸设于注液口12。在将补焊片30对注液口12进行焊接之前，先要将补焊片30固定于注液口12对应的焊接位置，若气袋40至少部分凸设于注液口12，设置密封塞20为弹性密封塞或者气袋40为弹性气囊，可在气袋40倍压紧时，气袋40发生弹性形变或气袋40促使弹性密封塞20发生弹性变形，从而不影响补焊片20在注液口12对应的焊接位置的固定，因此，可进一步增大气袋40的体积，从而增加气袋40中存放被检气体的容量，提高气密检测的准确性。

在一些实施例中，气袋40的形状为球形、椭圆形或方形，优选的，气袋40的形状为椭圆形。

在一些实施例例中，气袋40的材质为PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)或PVC(聚氯乙烯)中的一种或多种组合。优选的，气袋40的材质为PP。应当理解的是，气袋40的材质应当不与电池本体10内的物质发生任何反应，例如，不与电解液反应。

在一些实施例中，被检气体为氮气、氢气或惰性气体中的一种或多种组合，惰性气体为氦气、氖气、氩气、氪气、氙气或氡气。优选的，被检气体为氦气。

基于上述的方形锂电池100，本发明还提供一种方形锂电池的气密检测方法，包括步骤：

S110：提供一电池本体10，电池本体10上开设有注液孔11及与注液孔11连通的注液口12；

其中，注液孔11可贯穿电池本体10的盖板14，注液口12位于盖板14的外侧表面。

S120：将密封塞20与注液孔11密封配合；

其中，密封塞20可为弹性密封塞，密封塞20的顶部设有供密封塞20旋入注液孔11的十字形凹槽或一字形凹槽，可利用起子与密封塞20顶部的十字形凹槽或一字形凹槽配合，而使密封塞20被旋入与注液孔11密封配合。

在一些实施例中，密封塞20包括圆柱型本体22及锥头23，锥头23设置于圆柱型本体22的一端。利用锥头23可方便密封塞20进入注液孔11完成密封配合。在其他实施例中，密封塞20也可呈钉状，在此不作限制。

S130：将气袋40放置于密封塞20上，气袋40内部包含被检气体；

其中，气袋40的形状为球形、椭圆形或方形，优选的，气袋40的形状为椭圆形。

气袋40的材质为PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)或PVC(聚氯乙烯)中的一种或多种组合。优选的，气袋40的材质为PP。

被检气体为氮气、氢气或惰性气体中的一种或多种组合，惰性气体为氦气、氖气、氩气、氪气、氙气或氡气。优选的，被检气体为氦气。

在一些实施例中，密封塞20的顶部设有凹槽，气袋40放置于凹槽内。进一步地，凹槽至少部分设置于十字形凹槽或一字形凹槽。

S140：将补焊片30焊接至注液口12，以与注液口12密封配合，其中，在补焊片30焊接密封于注液口12时，提供使气袋40熔破的热量，以使气袋40释放被检气体至补焊片30与密封塞20之间；

其中，气袋40至少部分凸设于密封塞20，更进一步地，密封塞20为弹性密封塞或者气袋40为弹性气囊，气袋40至少部分凸设于注液口12。

S150：检测方形锂电池100是否有被检测气体逸出。

其中，可通过气体检测设备检测方形锂电池100是否有被检测气体逸出。具体地，气体检测设备可以为真空箱检漏设备，包括具有真空腔室的真空箱、抽真空设备及检漏仪。将经步骤S140后的方形锂电池100放置于真空箱的真空腔室中，再利用抽真空设备对真空腔室进行抽真空，此时，查看检漏仪有无被检气体泄露情况。

本发明的方形锂电池100及方形锂电池气密检测方法，相比现有技术具有以下优点：

(1)、通过设置气袋40在密封塞20与补焊片30之间，利用补焊片30的热量熔破气袋40，从而释放被检气体至密封塞20与补焊片30之间，可检测补焊片30是否完成了对注液口12的密封，提高方形锂电池100的使用可靠性和安全性；

(2)、通过在密封塞20顶部设有凹槽，气袋40放置于凹槽内，可弥补密封塞20顶部与补焊片30之间的间隙尺寸小，提供容纳气袋40的一定空间，从而增加气袋40中存放被检气体的容量，进而提高气密检测的准确性；

(3)、通过设置密封塞20的顶部设有供密封塞20旋入注液孔11的十字形凹槽或一字形凹槽，凹槽至少部分设置于十字形凹槽或一字形凹槽，在不阻碍密封塞20旋入的同时，也节省了空间；

(4)、通过设置密封塞20包括圆柱型本体22及锥头23，当注液孔11为沉孔时，密封塞20可完全进入沉孔的通孔部分，而不设置于沉头处，故可为气袋40的放置提供更多的空间；

(5)、通过设置密封塞20为弹性密封塞或者气袋40为弹性气囊，气袋40至少部分凸设于注液口12，在不影响补焊片20在注液口12对应的焊接位置的固定，可进一步增大气袋40的体积，提高气密检测的准确性。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

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 (10)

1.一种方形锂电池，其特征在于，包括：

电池本体，所述电池本体上开设有注液孔以及与所述注液孔连通的注液口；

密封塞，与所述注液孔密封配合；

补焊片，与所述注液口焊接密封；

气袋，所述气袋内部包含被检气体，所述气袋设置于所述密封塞与所述补焊片之间；

其中，在所述补焊片焊接密封于所述注液口时，提供使所述气袋熔破的热量，以使所述气袋释放所述被检气体至所述密封塞与所述补焊片之间。

2.根据权利要求1所述的方形锂电池，其特征在于，所述密封塞的顶部设有凹槽，所述气袋放置于所述凹槽内。

3.根据权利要求2所示的方形锂电池，其特征在于，所述密封塞的顶部设有供所述密封塞旋入所述注液孔的十字形凹槽或一字形凹槽；

所述凹槽至少部分设置于所述十字形凹槽或一字型凹槽。

4.根据权利要求1所述的方形锂电池，其特征在于，所述气袋至少部分凸设于所述密封塞。

5.根据权利要求1所述的方形锂电池，其特征在于，所述密封塞为弹性密封塞或者所述气袋为弹性气袋；

所述气袋至少部分凸设于所述注液口。

6.根据权利要求1所述的方形锂电池，其特征在于，所述密封塞包括圆柱型本体及锥头，所述锥头设置于所述圆柱型本体一端。

7.根据权利要求1～6任一项所述的方形锂电池，其特征在于，所述被检气体为氮气、氢气或惰性气体中的一种或多种组合；

所述惰性气体为氦气、氖气、氩气、氪气、氙气或氡气。

8.根据权利要求1～6任一项所述的方形锂电池，其特征在于，所述气袋形状为球形、椭圆球形或方形。

9.根据权利要求1～6任一项所述的方形锂电池，其特征在于，所述气袋的材质为PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)或PVC(聚氯乙烯)中的一种或多种组合。

10.一种方形锂电池的气密检测方法，其特征在于，包括步骤：

提供一电池本体，所述电池本体上开设有注液孔以及与所述注液孔连通的注液口；

将密封塞与所述注液孔密封配合；

将气袋放置于所述密封塞上，所述气袋内部包含被检气体；

将补焊片焊接至所述注液口，以与所述注液口密封配合，其中，在所述补焊片焊接密封与所述注液口时，提供使所述气袋熔破的热量，以使所述气袋释放所述被检气体至所述补焊片与所述密封塞之间；

检测所述方形锂电池是否有所述被检测气体逸出。

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