CN113193276A

CN113193276A - 一种硬壳电池及用电装置

Info

Publication number: CN113193276A
Application number: CN202110461205.XA
Authority: CN
Inventors: 张榆峰; 巩琪奇
Original assignee: Ningde Amperex Technology Ltd
Current assignee: Ningde Amperex Technology Ltd
Priority date: 2021-04-27
Filing date: 2021-04-27
Publication date: 2021-07-30

Abstract

本申请实施例涉及电池技术领域，公开了一种硬壳电池及用电装置，包括电芯本体和壳体，所述电芯本体收容于所述壳体内，所述壳体设置有圆形注液孔。所述硬壳电池还包括：密封钉及导向件，所述密封钉包括钉帽和钉柱，所述钉柱连接于所述钉帽，并且，沿所述钉柱的轴向方向，所述钉柱在所述钉帽上的投影的中心与所述钉帽的中心轴共线。所述导向件设置于所述壳体的内壁，并且，沿所述导向件的轴向方向，所述导向件在所述壳体上的投影与所述注液孔中心重合。通过导向件的设置，可以对密封钉的钉柱进行导向，使得密封钉能自适应的实现与注液孔的对齐，方便快捷。

Description

一种硬壳电池及用电装置

技术领域

本申请实施例涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种硬壳电池及用电装置。

背景技术

目前钢壳电池的密封钉结构设计中，常采用圆柱形或斜圆台形凸台结构，对于设备的定位精度要求极高，轻微的偏离注液孔圆心，就会导致密封钉凸台和注液孔边缘相干涉，造成密封钉起翘和贴合不紧密。

发明内容

本申请实施例旨在提供一种硬壳电池及用电设备，使得密封钉能自适应导向，实现与注液孔的对齐。

本申请实施例解决其技术问题采用以下技术方案：提供一种硬壳电池，包括电芯本体和壳体，所述电芯本体收容于所述壳体内，所述壳体设置有圆形注液孔。

所述硬壳电池还包括：密封钉及导向件，所述密封钉用于密封所述注液孔，所述密封钉包括钉帽和钉柱，所述钉柱连接于所述钉帽，并且，沿所述钉柱的轴向方向，所述钉柱在所述钉帽上的投影的中心与所述钉帽的中心轴共线。

所述钉柱用于插入所述注液孔，所述钉帽固定于所述壳体，用于密封所述注液孔。

所述导向件设置于所述壳体的内壁，并且，沿所述导向件的轴向方向，所述导向件在所述壳体上的投影与所述注液孔中心重合。

在一些实施例中，所述导向件呈漏斗形，所述导向件包括第一圆形端口、第二圆形端口以及导向壁，所述导向件的径向截面的半径沿所述导向件的轴向方向自所述第一圆形端口向所述第二圆形端口逐渐减小，并且，所述导向件的第一圆形端口的半径大于或等于所述注液孔的半径。

在一些实施例中，所述钉帽呈圆柱体，所述钉帽的半径大于所述注液孔的半径，所述钉帽的周缘与所述壳体通过焊接密封固定。

在一些实施例中，所述钉柱呈圆锥体，所述钉柱径向截面的半径沿所述钉柱的延伸方向逐渐减小，并且，所述钉柱的任一径向截面的半径均小于所述注液孔的半径，利于所述钉柱插入所述注液孔，避免所述钉柱与所述注液孔的边缘发生干涉。

在一些实施例中，所述导向件的导向壁的倾角小于或等于所述钉柱的锥面的倾角，以使所述导向壁对所述钉柱进行导向，更利于所述钉柱插入所述注液孔。

在一些实施例中，所述导向件与所述壳体一体成型，和/或，所述钉帽和所述钉柱一体成型。

在一些实施例中，所述导向件的第一圆形端口与所述壳体焊接固定，和/或，所述钉帽和所述钉柱焊接固定。

在一些实施例中，所述导向件是由磁性材料制成的，和/或，所述壳体由不锈钢制成的。

在一些实施例中，所述钉柱的高度大于所述注液孔的深度并且小于所述导向件和所述注液孔的深度之和，避免所述钉柱与所述电芯本体发生干涉，影响所述硬壳电池的能量密度。

本申请实施例还提供一种用电装置，包括负载及上述的硬壳电池，所述硬壳电池用于为所述负载供电。

在一些实施例中，所述用电装置包括电动汽车。

本申请实施例的有益效果：

本申请实施例提供一种硬壳电池及用电装置，通过设置导向件，可以对密封钉的钉柱进行导向，使得密封钉能自适应的实现与注液孔的对齐，方便快捷。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本申请实施例提供的一种硬壳电池的爆炸示意图；

图2是图1所示的硬壳电池的剖视图；

图3是图1所示的硬壳电池中导向件的结构示意图；

图4是图1所示的硬壳电池中密封钉的结构示意图；

图5是本申请另一实施例提供的一种组装硬壳电池的方法的流程图；

图6是图5所示的方法中步骤S40的子流程图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施例，对本申请进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”/“安装于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“”、“外”、“垂直”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请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，不是用于限制本申请。本说明书所使用的术语“和/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。

此外，下面所描述的本申请不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

请一并参阅图1和图2，图1为本申请实施例提供的一种硬壳电池100的爆炸示意图，图2为硬壳电池100的剖视图。所述硬壳电池100包括壳体10、电芯本体20、导向件30及密封钉40，所述电芯本体20收容于所述壳体10内。所述壳体10设置有圆形注液孔11，所述导向件30设置于所述壳体10的内壁，并且，沿所述导向件30的轴向方向，所述导向件30在所述壳体10上的投影的中心与所述注液孔11的中心重合。所述密封钉40用于密封所述注液孔11，所述密封钉40包括钉帽41和钉柱42，所述钉柱42垂直于连接于所述钉帽41，并且沿所述钉柱42的轴向方向，所述钉柱42在所述钉帽41上的投影的中心与所述钉帽31的中心轴共线，所述钉柱42用于插入所述注液孔11，所述钉帽固定于所述壳体10。

需要说明的是：所述钉柱42的轴向方向是指所述钉帽41向所述钉柱42延伸的方向。

在一些实施例中，所述壳体10为钢壳。

本申请实施例的硬壳电池100应用于消费类电池，如扣式锂离子电池等。

请参阅图3，在一些实施例中，所述导向件30包括第一圆形端口31、第二圆形端口32以及导向壁33，所述导向件的第一圆形端口31与所述壳体10固定，所述导向件的第一圆形端口31的半径大于或等于所述注液孔11的半径。

在一些实施例中，为方便所述钉柱42插入所述注液孔11，所述导向件30呈漏斗形，所述导向件33的径向截面的半径沿所述导向件的轴向方向自所述第一圆形端口31向所述第二圆形端口32逐渐减小，这样的方式，使得所述导向件30具有导向作用。

在一些其他实施例中，所述导向件30也可大致呈漏斗形，例如，所述导向件除了上述的第一圆形端口、第二圆形端口和导向壁外，还包括空心柱，空心柱连接于第一圆形端口，空心柱的内径与第一圆形端口的内径相等，该空心柱的的高度较短，使得该导向柱近似为漏斗形，该空心柱固定与壳体。当然，所述导向柱的形状并不限于本申请实施例，所有近似为漏斗形的导向件均包含在本申请实施例中。

需要说明的是，所述导向件30的轴向方向为所述第一圆形端口31向所述第二圆形端口32延伸的方向，所述导向件30的径向方向为与所述导向件30的轴向方向垂直的方向。

在一些实施例中，所述导向件30与所述壳体10一体成型，和/或，所述钉帽41和所述钉柱42一体成型。

在一些实施例中，所述导向件的第一圆形端口31与所述壳体10焊接固定，和/或，所述钉帽41和所述钉柱42焊接固定。

在一些实施例中，所述导向件30由铬钴系磁性合金材料或其他复合式性磁材料制成，例如钕铁硼永磁或永磁铁氧体等，使得所述导向件30具有磁吸功能，和/或，所述壳体10由不锈钢制成的，例如所述钢壳以430不锈钢带为基底，在钢带上镀覆镍-钴合金层冲压而成。

在一些实施例中，为避免所述壳体10发生短路，所述导向件30的材料中不含铝(Al)元素。

在一些实施例中，为避免注液过程中液滴腐蚀所述导向件30，使得所述导向件30失效，所述导向件30具有耐腐蚀性。

请参阅图4，在一些实施例中，所述钉帽41为圆柱体，也即，所述钉帽41沿所述钉帽41的径向方向的横截面的形状为圆形，所述钉帽41的半径大于所述注液孔11的半径，所述钉帽31的周缘与所述壳体10通过焊接密封固定。

在一些其他实施例中，所述钉帽也可大致呈圆柱体，例如，所述钉帽为凸台，沿钉柱的轴向方向，该钉帽的径向截面为圆形，该钉帽的倾角近似为90度，如88度，使得，该钉帽的外形近似为圆柱体。当然，所述钉帽的形状并不限于本申请实施例，所有近似为圆柱体的钉帽均包含在本申请实施例中。

在一些实施例中，所述钉柱42为圆锥体，所述钉柱42沿所述钉柱42的径向方向的横截面的半径沿所述钉柱42的延伸方向逐渐减小，也即，所述钉柱42的外轮廓(外壁)为圆锥面，使得所述钉柱42的外轮廓具有导向作用，方便所述钉柱42安装于所述注液孔11，避免所述钉柱42与所述注液孔11的边缘发生干涉或钉柱42安装于所述注液孔11时起翘。

进一步地，所述钉柱42的任一径向方向的横截面的半径均小于所述注液孔11的半径，以确保所述钉柱42能完全插入所述注液孔11，利于所述钉帽41与所述壳体10的焊接固定。

在一些其他实施例中，所述钉柱也可大致呈圆锥体，例如，钉柱为锥台，也即钉柱远离钉帽的一端为一平面而非一顶点，该平面的半径较小，使得该钉柱近似为圆锥体。当然，所述钉柱的形状并不限于本申请实施例，所有近似为圆锥体的钉柱均包含在本申请实施例中。

需要说明的是，所述钉帽41及钉柱42的径向方向为与所述钉柱42的轴向方向垂直的方向。

在一些实施例中，所述钉柱42的高度大于所述注液孔11的深度，也即所述钉柱42的高度大于所述壳体10的壁厚。并且，所述钉柱42的高度小于所述导向件20及注液孔11的深度之和，避免所述钉柱42与所述电芯本体20发生干涉，影响所述硬壳电池100的能量密度。

所述导向件的导向壁23的倾角小于或等于所述钉柱32的圆锥面的倾角，使得所述密封钉40安装于所述注液孔11时，所述导向壁33对所述钉柱42进行导向，更利于所述钉柱42的插入。另外在所述导向件30的磁吸作用下，所述钉柱42会自动调整，与所述注液孔11对齐。使得所述密封钉40不会因为自身的定位偏差而与所述注液孔11的边缘发生干涉和起翘。

上述的对齐是指沿所述钉柱42的轴向方向，所述钉柱的中心轴与所述注液孔的中心轴共线。上述的定位偏差是指沿钉柱的轴向方向，密封钉的中心轴与注液孔的中心轴不重合。

需要说明的是，所述导向壁23的倾角是指：所述导向件水平放置于地面时，也即导向件的第二圆形端口水平放置于地面时，所述导向件的外壁与地面之间的夹角。所述钉柱的圆锥面的倾角是指：在钉帽与地面平行时，钉柱的外壁与地面之间的夹角。

本申请另一实施例还提供了一种用电装置，包括负载以及上述的硬壳电池100，所述硬壳电池100为所述负载供电。

在一些实施例中，所述用电装置可以为电动汽车、电动两轮车、扫地机器人、手表、手机或平板电脑等。

本申请实施例提供的一种硬壳电池及用电装置通过设置导向件对密封钉的钉柱进行导向，使得密封钉能自适应地调整与所述注液孔对齐。

如图5所示，本申请实施例另一实施例还提供一种组装上述硬壳电池的方法，所述方法包括：

步骤S10:提供上述的电芯本体20和壳体10，其中，所述电芯本体20收容于所述壳体10内，所述壳体10设置有圆形注液孔11。

步骤S20:提供上述导向件30和封钉40。

步骤S30:控制上料设备将所述密封钉40的钉柱42放入所述注液孔11中。

需要说明的是：在所述密封钉40放入所述注液孔11中时，所述密封钉40偏离所述注液孔11一段位置，并记该位置为偏离位置。

步骤S40:控制压料设备将所述密封钉的钉帽41压紧于所述壳体上。

步骤S50:利用激光设备对所述钉帽41的周缘和壳体10进行焊接固定。

其中，如图6所示，所述控制压料设备将所述密封钉的钉帽41压紧于所述壳体10上的步骤包括：

S41:控制压料设备施加较小的压力按压所述钉帽41，直至所述钉柱42与所述注液孔11对齐。

需要说明的是：施加较小的力按压所述钉帽41是为了利用导向件30的导向及磁吸作用将所述钉柱42从偏离位置纠正至中心位置，其中，中心位置是指沿钉柱的轴向方向，钉柱的中心轴和注液孔的中心轴共线。

S42:控制CCD视觉定位系统对所述钉帽41进行定位，控制压料设备对所述钉帽41的中心位置施加较大的压力按压所述钉帽41，直至所述钉帽41压紧于所述壳体10上。

其中，所述CCD视觉定位系统用于根据所述钉帽的坐标位置识别出所述钉帽41的中心位置，避免压料设备施加较大压力时偏离所述钉帽的中心位置，使得所述密封钉起翘。

需要说明的是，压料设备对所述钉帽的中心位置施加较大的压力按压所述钉帽，是为了消除钉帽与壳体之间的间隙。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；在本申请的思路下，以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合，步骤可以以任意顺序实现，并存在如上所述的本申请的不同方面的许多其它变化，为了简明，它们没有在细节中提供；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims

1.一种硬壳电池，包括电芯本体和壳体，所述电芯本体收容于所述壳体内，所述壳体设置有圆形注液孔，其特征在于，所述硬壳电池还包括：

密封钉，安装于所述注液孔，所述密封钉包括钉帽和钉柱，所述钉柱连接于所述钉帽，并且，沿所述钉柱的轴向方向，所述钉柱在所述钉帽上的投影的中心与所述钉帽的中心轴共线；及

导向件，所述导向件设置于所述壳体的内壁，并且，沿所述导向件的轴向方向，所述导向件在所述壳体上的投影的中心与所述注液孔中心重合。

2.根据权利要求1所述的硬壳电池，其特征在于，

所述导向件呈漏斗形，所述导向件包括第一圆形端口、第二圆形端口以及导向壁，所述导向件的径向截面的半径沿所述导向件的轴向方向自所述第一圆形端口向所述第二圆形端口逐渐减小，并且，所述导向件的第一圆形端口的半径大于或等于所述注液孔的半径。

3.根据权利要求1所述的硬壳电池，其特征在于，

所述钉帽呈圆柱体，所述钉帽的半径大于所述注液孔的半径，所述钉帽的周缘与所述壳体通过焊接密封固定。

4.根据权利要求3所述的硬壳电池，其特征在于，

所述钉柱呈圆锥体，所述钉柱的径向截面的半径沿所述钉柱的延伸方向逐渐减小，并且，所述钉柱的任一径向截面的半径均小于所述注液孔的半径。

5.根据权利要求4所述的硬壳电池，其特征在于，

所述导向件的导向壁的倾角小于或等于所述钉柱的锥面的倾角。

6.根据权利要求1所述的硬壳电池，其特征在于，所述导向件与所述壳体一体成型，和/或，所述钉帽和所述钉柱一体成型。

7.根据权利要求3所述的硬壳电池，其特征在于，所述导向件的第一圆形端口与所述壳体焊接固定，和/或，所述钉帽和所述钉柱焊接固定。

8.根据权利要求6或7所述的硬壳电池，其特征在于，

所述导向件是由磁性材料制成的，和/或，所述壳体由不锈钢制成的。

9.根据权利要求1所述的硬壳电池，其特征在于，所述钉柱的高度大于所述注液孔的深度并且小于所述导向件和所述注液孔的深度之和。

10.一种用电装置，其特征在于，包括负载以及如权利要求1-9任一项所述的硬壳电池，所述硬壳电池为所述负载供电。