CN113437452B - 电池电解液注射组件及电解液注射系统 - Google Patents

电池电解液注射组件及电解液注射系统 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种电池电解液注射组件及电解液注射系统。本申请提供的电池电解液注射组件包括同轴设置的注液针和密封套，密封套设置于注液针外侧，注液针具有用于供电解液流动的通道，通道贯穿注液针在自身长度方向上的两端；注液针包括伸入段，伸入段用于通过电池的注液孔伸入电池内部，以使得通道内的电解液流至电池内部；密封套的部分结构用于通过注液孔伸入电池内部；密封套具有在自身延伸方向分布的第一端部和第二端部，且第一端部的外径与第二端部的外径不等。本申请的电池电解液注射组件能够防止电解液溢出至电池的外表面。

Description

电池电解液注射组件及电解液注射系统
技术领域
本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池电解液注射组件及电解液注射系统。
背景技术
电池是指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间，能将化学能转化成电能的装置，电池一般包括壳体和位于壳体内部的卷芯等结构，在电池的制造过程中，需要向壳体内部注射电解液，以使得电解液填充于卷芯内部，对于有注液孔的电池来说，在对电解液注射完毕之后需要对注液孔进行封口。
现有的电解液注射组件一般包括注液针和设置于注液针外部的密封套，注液针的第一端能够通过壳体上的注液孔伸入壳体内，密封套设置于注液针的第二端外，密封套抵接在壳体上，注液针内具有通道，电解液通过通道流入壳体内。
然而，上述的电解液注射组件在对电解液注射完毕之后，壳体表面会沾附较多的电解液，在对注液孔进行焊接封口的时候，容易造成焊接缺陷，导致壳体没有良好的密封性能，使得电池无法正常使用。
发明内容
本申请提供一种电池电解液注射组件及电解液注射系统，其中，电池能够正常使用。
第一方面，本申请提供一种电池电解液注射组件，包括同轴设置的注液针和密封套，密封套设置于注液针外侧，注液针具有用于供电解液流动的通道，通道贯穿注液针在自身长度方向上的两端；注液针包括伸入段，伸入段用于通过电池的注液孔伸入电池内部，以使得通道内的电解液流至电池内部；密封套的部分结构用于通过注液孔伸入电池内部；密封套具有在自身延伸方向分布的第一端部和第二端部，且第一端部的外径与第二端部的外径不等。
第二方面，本申请提供一种电解液注射系统，包括供液组件、电池和上述的电池电解液注射组件，供液组件与电池电解液注射组件的通道连通，并向通道输送电解液；电池包括壳体和位于壳体内部的卷芯，壳体上开设有注液孔，注液孔的轴向和电池电解液注射组件的注液针的轴向均与电池的高度方向一致；注液针的伸入段伸入卷芯中部，且伸入段的长度至少为壳体高度的四分之一。
本申请提供的电池电解液注射组件及电解液注射系统中，电解液注射系统，包括供液组件、电池和电池电解液注射组件，供液组件与电池电解液注射组件的通道连通，并向通道输送电解液；电池包括壳体和位于壳体内部的卷芯，壳体上开设有注液孔，注液孔的轴向和电池电解液注射组件的注液针的轴向均与电池的高度方向一致；电池电解液注射组件包括同轴设置的注液针和密封套，密封套设置于注液针外侧，注液针具有用于供电解液流动的通道，通道贯穿注液针在自身长度方向上的两端；注液针包括伸入段，伸入段用于通过注液孔伸入电池内部，以使得通道内的电解液流至电池内部；密封套的部分结构用于通过注液孔伸入电池内部；密封套具有在自身延伸方向分布的第一端部和第二端部，且第一端部的外径与第二端部的外径不等。本申请提供的电解液注射系统中，电池电解液注射组件通过注液孔向电池内部注射电解液时，能够防止电解液溢出至电池的表面，以对注液孔进行有效封口，使得电池能够正常使用。
本申请的构造以及它的其他申请目的及有益效果将会通过结合附图而对优选实施例的描述而更加明显易懂。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1a为本申请实施例提供的电解液注射系统的立体结构示意图；
图1b为本申请实施例提供的电解液注射系统的平面结构示意图；
图1c为图1b沿A-A方向的剖视图；
图2a为本申请实施例提供的电池电解液注射组件的立体结构示意图；
图2b为本申请实施例提供的电池电解液注射组件的爆炸图；
图2c为本申请实施例提供的电池电解液注射组件的平面结构示意图；
图2d为图2c沿B-B方向的剖视图；
图3a为本申请实施例提供的电池电解液注射组件与盖体的配合关系示意图；
图3b为图3a沿C-C方向的剖视图。
附图标记说明：
1-注液针；2-密封套；3-壳体；4-卷芯；
10-电池；11-通道；12-伸入段；13-第二杆段；21-第一端部；22-第二端部；20-电池电解液注射组件；31-空腔；32-注液孔；33-壳体本体；34-盖体；
121-第一杆段；331-第一壳体本体；332-第二壳体本体；341-盖体主体；342-外缘部；35-固态粘结剂。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
需要说明的是，在本申请的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于方便描述不同的部件，而不能理解为指示或暗示顺序关系、相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
电池一般包括包装外壳和位于外壳内部的卷芯，在对电池进行制造的过程中，需要通过外壳上的注液孔向外壳内部注射电解液，以使电解液填充于卷芯内部；现有的电解液注射组件一般包括注液针和设置于注液针外侧的密封套，其中，密封套的外周面与圆柱体的外周面一致；当通过该电解液注射组件向外壳内部注射电解液时，注液针伸入壳体内部的杆段的长度较小，使得电解液难以有效填充于卷芯内部，此外，密封套的的端面会抵挡在外壳的表面上，在对电解液注射的过程中，如果电解液溢出则会沾附在外壳的表面上，在对注液孔进行封口时，由于外壳表面沾附的电解液会产生焊接缺陷，使得电池的外壳无法密封，则会提升电池的次品率。
由此，本申请提供一种电池电解液注射组件及电解液注射系统，其中，电池电解液注射组件包括注液针和密封套，密封套为圆台状，且密封套的小端的部分结构会伸入电池内部，使得密封套的外周面的部分与注液孔配合，能够防止电解液溢出至电池的表面，在对注液孔封口时难以造成焊接缺陷，从而能够确保电池内部的密封性；此外，注液针伸入电池内部的杆段的长度较长，而现有技术中注液针伸入电池内部的杆段的长度较短，使得电解液在卷芯内的填充方向为由注液孔至电池底部，电解液的填充效率慢且填充效果不好，而本申请中通过对注液针的长度进行限制，以使得电解液的填充方向为由电池底部至注液孔，从而能够提升电解液的填充效率，且电解液的填充效果好。
以下将结合附图和具体实施方式对本申请进行详细介绍。
图1a为本申请实施例提供的电解液注射系统的立体结构示意图。图1b为本申请实施例提供的电解液注射系统的平面结构示意图。图1c为图1b沿A-A方向的剖视图。
如图1所示，本实施例一种电解液注射系统，包括供液组件、电池10和电池电解液注射组件20，其中，电池10可以但不限于是纽扣电池，在此，对电池10的其他类型不作具体限制。
需要说明的是，上述的供液组件可以具有储存电解液的腔体，供液组件也可以是其他的电解液储存装置，在此，对供液组件的类型不作具体限制。
在一些具体的实施方式中，电池10包括壳体3和卷芯4，壳体3具有空腔31和注液孔32，卷芯4设置于空腔31内，注液孔32连通外界与空腔31，注液孔32的轴向与电池10的高度方向一致，且注液孔32在卷芯4高度方向上的投影与卷芯4的中心重合。
在本实施例的具体的实施方式中，壳体3包括壳体本体33和与壳体本体33绝缘连接的盖体34，盖体34位于壳体本体33的沿壳体高度方向的一侧；注液孔32形成于盖体34上，注液孔32的中心与盖体34的中心重合。
具体的，壳体本体33包括第一壳体本体331和第二壳体本体332，空腔31形成于第一壳体本体331内部，第二壳体本体332设置于空腔31的腔口处，以对空腔31的部分腔口进行覆盖，盖体34包括盖体主体341和外缘部342，盖体主体341相对于外缘部342向靠近卷芯4的位置凹陷，注液孔32开设于盖体主体341的中部，外缘部342连接于盖体主体341的外周，而为了实现壳体本体33与盖体34的绝缘连接，在本实施例的具体的实施方式中，外缘部342与第二壳体本体332之间通过固态粘结剂35热复合连接，例如是，外缘部342与第二壳体本体332之间可以通过聚丙烯(polypropylene，PP)热复合连接，此处的PP则为一种固态胶；在此，对其他实施方式中的固态粘结剂35的类型不作具体限制。
需要说明的是，上述的壳体本体33和盖体34均可以采用金属不锈钢或镍制成，在一些可选的实施方式中，第二壳体本体332由镍制成，在此，对壳体本体33和盖体34的制造材料不作具体限制。
而为了确保电池10内部具有良好的密封性能，使得在电池电解液注射组件20对电解液注射完成之后，能够对注液孔32进行有效封口，本实施例还提供一种电池电解液注射组件20。
图2a为本申请实施例提供的电池电解液注射组件的立体结构示意图。图2b为本申请实施例提供的电池电解液注射组件的爆炸图。图2c为本申请实施例提供的电池电解液注射组件的平面结构示意图。图2d为图2c沿B-B方向的剖视图。图3a为本申请实施例提供的电池电解液注射组件与盖体的配合关系示意图。图3b为图3a沿C-C方向的剖视图。
如图1a至图3b所示，在本实施例的具体的实施方式中，电池电解液注射组件20包括同轴设置的注液针1和密封套2，注液针1的轴向与电池10的高度方向一致，密封套2设置于注液针1外侧，注液针1具有用于供电解液流动的通道11，供液组件与通道11连通，并向通道11输送电解液，通道11贯穿注液针1在自身长度方向上的两端；注液针1包括伸入段12，伸入段12用于通过注液孔32伸入卷芯4中部，以使得通道11内的电解液流至电池10内部。
为了使伸入段12能够通过注液孔32伸入卷芯4中部，在本实施例中，注液针1的直径小于注液孔32的直径。
而为了避免电解液溢出至电池10表面，在本实施例中，密封套2的部分结构用于通过注液孔32伸入电池10内部；密封套2具有在自身延伸方向分布的第一端部21和第二端部22，且第一端部21的外径与第二端部22的外径不等，这样，使得密封套2的外周面与注液孔32的侧壁配合，在向空腔31内注射电解液时，即使有电解液溢出，溢出的电解液也只会沾附在注液孔32的侧壁上，而不是壳体3的外表面上，由此，能够防止在对注液孔32封口的时候产生焊接缺陷。
而为了实现电解液在卷芯4的有效填充，在本实施例中，伸入段12的长度至少为第一壳体本体331高度的四分之一，这样，使得注液针1的端部距离电池10底部即就是第一壳体本体331底部的距离较小，使得电解液在第一壳体本体331内部的填充方向为由第一壳体本体331的底部至注液孔32的方向，由此，使得电解液在卷芯4内部的填充效果较好。
为了将密封套2设置于注液针1上，在一些可选的实施方式中，密封套2注塑形成于注液针1上，并和注液针1形成一体式结构；在另一些可选的实施方式中，密封套2套设于注液针1上，在此，对密封套2与注液针1之间的设置方式不作具体限制。
而为了使密封套2的第二端部22能够通过注液孔32伸入空腔31内，在本实施例中，密封套2的外径从第一端部21至第二端部22逐渐减小，且第一端部21在密封套2自由状态下的外径大于注液孔32的直径，第二端部22在密封套2自由状态下的外径小于注液孔32的直径，这样，则能够使得第二端部22能够伸入空腔31内。
为了便于使密封套2伸入空腔31内，在一些实施方式中，密封套2为弹性件；而为了保证密封套2与注液孔32之间具有更好的密封性能，在本实施例中，密封套2与注液孔32配合处的外径大于注液孔32的直径。
为了防止电解液腐蚀密封套2，在本实施例的具体的实施方式中，密封套2为橡胶件；在一些其他的实施方式中，密封套2也可以是其他类型的弹性件，在此，对密封套2的具体类型不作限制。
进一步地，为了便于对密封套2进行加工，在本实施例的具体的实施方式中，第一端部21具有远离注液针1的第一外边缘，第二端部22具有远离注液针1的第二外边缘；密封套2的外壁面形成于第一外边缘与第二外边缘之间，且第一外边缘向第二外边缘沿直线延伸，也就是说，使得密封套2的外周面与圆台的外周面一致。
进一步地，为了确保伸入段12在伸入空腔31中时，伸入段12的端部距离第一壳体本体331的底部有较小的距离，在本实施例中，伸入段12包括未被密封套2覆盖的第一杆段121，第一杆段121位于电池10内部；密封套2与第一杆段121的长度比为1:4～1:2，进一步地，为了便于向通道11内输送电解液，注液针1还包括未被密封套2覆盖的第二杆段13，第二杆段13位于电池10外部。
具体的，在对空腔31内注射电解液之前，应该先对电池10进行烘烤，使卷芯4内部的水分从注液孔32中排出，例如可以用烤箱对电池10进行烘烤；对电池10烘烤完成之后，将注液针1伸入空腔31内，使密封套2与注液孔32配合，此时，需要对空腔31内部的密封性进行检测，例如，可以对空腔31内部抽真空，并保持一定时间，循环多次，如果在抽真空之前和抽真空之后，空腔31内的压力没有改变的话，则说明空腔31内部密封性良好，反之则不合格，当确定空腔31内部密封性良好后，向空腔31内部注射一定量的电解液，电解液注射完成之后，对注液孔32进行封口，例如是焊接金属封口钉的形式，焊接完成之后再对电池10内部的密封性进行检测，保证电池10内部的密封性良好，才能说明生产出的电池10合格。
进一步地，为了确保对电池10内部注射的电解液的重量合格，在注射电解液之前和注射电解液之后都需要对电池10进行称重，以确保电解液的保有量合格，一般性的，注射的电解液的质量可以为0.18±0.03g。
需要说明的是，在上述对空腔31内部进行抽真空时，可以是对空腔31内部抽真空至-97KPa，并保持3s的时间，如果在这3s内，空腔31内部的压力低于-96.8KPa，则说明空腔31内部密封性不合格，进而则说明电池10为不合格产品，不会再注射电解液。
本实施例提供的电池电解液注射组件包括同轴设置的注液针和密封套，密封套设置于注液针外侧，注液针具有用于供电解液流动的通道，通道贯穿注液针在自身长度方向上的两端；注液针包括伸入段，伸入段用于通过电池的注液孔伸入电池内部，以使得通道内的电解液流至电池内部；密封套的部分结构用于通过注液孔伸入电池内部；密封套具有在自身延伸方向分布的第一端部和第二端部，且第一端部的外径与第二端部的外径不等。本实施例提供的电池电解液注射组件在对电池内部进行电解液的注射时，能够防止电解液溢出至电池表面，从而使得电池内部的密封性较好。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各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，或者对其中部分或者全部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 (7)

1.一种电池电解液注射组件，其特征在于，包括同轴设置的注液针和密封套，所述密封套设置于所述注液针外侧，所述注液针具有用于供电解液流动的通道，所述通道贯穿所述注液针在自身长度方向上的两端；所述注液针包括伸入段，所述伸入段用于通过所述电池的注液孔伸入所述电池内部，以使得所述通道内的所述电解液流至所述电池内部；
所述密封套的部分结构用于通过所述注液孔伸入所述电池内部；
所述密封套具有在自身延伸方向分布的第一端部和第二端部，且所述密封套的外径从所述第一端部至所述第二端部逐渐减小；
所述第一端部在所述密封套自由状态下的外径大于所述注液孔的直径，所述第二端部在所述密封套自由状态下的外径小于所述注液孔的直径；
所述密封套为圆台状；所述第一端部具有远离所述注液针的第一外边缘，所述第二端部具有远离所述注液针的第二外边缘；
所述密封套的外壁面形成于所述第一外边缘与所述第二外边缘之间，且所述第一外边缘向所述第二外边缘沿直线延伸。
2.根据权利要求1所述的电池电解液注射组件，其特征在于，所述密封套为弹性件。
3.根据权利要求2所述的电池电解液注射组件，其特征在于，所述密封套为橡胶件。
4.根据权利要求1所述的电池电解液注射组件，其特征在于，所述注液针的直径小于所述注液孔的直径。
5.根据权利要求1所述的电池电解液注射组件，其特征在于，所述伸入段包括未被所述密封套覆盖的第一杆段，所述第一杆段位于所述电池内部；
所述密封套与所述第一杆段的长度比为1:4～1:2。
6.根据权利要求1所述的电池电解液注射组件，其特征在于，所述密封套注塑形成于所述注液针上，并和所述注液针形成一体式结构；或，
所述密封套套设于所述注液针上。
7.一种电解液注射系统，其特征在于，包括供液组件、电池和权利要求1-6任一项所述的电池电解液注射组件，所述供液组件与所述电池电解液注射组件的通道连通，并向所述通道输送电解液；
所述电池包括壳体和位于壳体内部的卷芯，所述壳体上开设有注液孔，所述注液孔的轴向和所述电池电解液注射组件的注液针的轴向均与所述电池的高度方向一致；
所述注液针的伸入段伸入所述卷芯中部，且所述伸入段的长度至少为所述壳体高度的四分之一。
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