CN113823874B - 便于回收利用的圆柱电池模组及回收利用方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及便于回收利用的圆柱电池模组及回收利用方法，包括多个圆柱电池，所述圆柱电池的一端设置有电池盖板，所述电池盖板中部设置有贯穿其的注液孔，所述注液孔由可拆卸密封件封堵；支架，所述支架卡扣于所述圆柱电池两端，所述支架上设置有暴露所述圆柱电池端面的中心孔；连接片，所述连接片从支架外穿过所述中心孔连接相邻两所述圆柱电池的不同电极，所述连接片与所述注液孔外周的电池盖板固定连接；固定件，多个所述固定件夹紧两所述支架以固定所述圆柱电池。本发明将注液孔设置在圆柱电池中心，并在组装呈模组后依然暴露于外界，方便打开，便于二次回收利用。

Description

便于回收利用的圆柱电池模组及回收利用方法
技术领域
本发明涉及圆柱电池生产技术领域，尤其是指便于回收利用的圆柱电池模组及回收利用方法。
背景技术
电动汽车对动力电池的性能要求较高，当动力电池的容量下降到一定程度后，动力电池模组在充电时一部分单体电池充满了电，但另一部分单体电池没有充满电，最终动力电池模组处于不满电状态。同时，动力电池模组放电时，根据“木桶原理”，没有充满电的单体电池容易最先放完电，最终动力电池模组处于放不完电的状态。动力电池模组充不满电，同时放不完电，导致充放电的效率很低，因此为了确保电动汽车的动力性能、续驶里程和运行过程中的安全性能，就必须对其进行更换。
对于更换下的电池，现有技术中的处理方式通常是直接将其废弃，此种处理方式一方面废弃的电池中的Co、Ni等重金属一旦泄露出来，将会对土壤和地下水产生污染，另一方面废弃的电池模组，仍具有一定的剩余容量，直接废弃浪费资源。因此还存在一种处理方式是将更换下的动力电池包进行拆解，经过筛选和重新配组，有可能应用于工况相对良好、对电池性能要求相对较低的场合，实现动力电池的二次利用。这种方法有效，但是成本极高，不利于推广。
动力电池容量下降通常是因为电解液的损耗，现有的电池模组无法在不拆解的情况下进行补液操作，故回收利用成本高，因此亟需一种降低拆解成本的电池模组。
发明内容
为此，本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术中电池模组不便于回收利用的缺陷，提出一种便于回收利用的圆柱电池模组及回收利用方法，降低回收利用成本，充分发挥电池模组的性能，有利于节能减排。
为解决上述技术问题，本发明提供了便于回收利用的圆柱电池模组，包括：
多个圆柱电池，所述圆柱电池的一端设置有电池盖板，所述电池盖板中部设置有贯穿其的注液孔，所述注液孔由可拆卸密封件封堵；
支架，所述支架卡扣于所述圆柱电池两端，所述支架上设置有暴露所述圆柱电池端面的中心孔；
连接片，所述连接片从支架外穿过所述中心孔连接相邻两所述圆柱电池的不同电极，所述连接片与所述注液孔外周的电池盖板固定连接；
固定件，多个所述固定件夹紧两所述支架以固定所述圆柱电池。
在本发明的一个实施例中，所述电池盖板中部设置有突出的凸台，所述注液孔位于所述凸台中部，所述凸台周围的电池盖板由电池外壳包覆。
在本发明的一个实施例中，所述中心孔的直径小于所述圆柱电池的直径且大于所述凸台的直径，所述连接片与所述凸台相连。
在本发明的一个实施例中，所述可拆卸密封件包括密封橡胶塞、密封胶钉和密封盖帽，所述密封橡胶塞中部中空，所述密封橡胶塞插入所述注液孔中，所述密封胶钉封堵所述密封橡胶塞的中空部分，所述密封盖帽与所述电池盖板固定连接以将密封橡胶塞密封在所述圆柱电池内。
在本发明的一个实施例中，所述密封橡胶塞与所述注液孔过盈配合，所述密封胶钉与所述密封橡胶塞过盈配合。
在本发明的一个实施例中，所述注液孔周侧设置有与所述密封橡胶塞配合的第一台阶，所述注液孔周侧设置有与所述密封盖帽配合的第二台阶。
在本发明的一个实施例中，所述固定件为无弹力绝缘带，所述绝缘带环绕两所述支架。
在本发明的一个实施例中，相邻两排所述圆柱电池菱形交错排布，所述绝缘带一侧对应两所述圆柱电池中间。
本发明还提供了便于回收利用的圆柱电池模组的回收利用方法，针对上述的圆柱电池模组，包括如下步骤：
解开固定支架的固定件；
拆下圆柱电池模组一端中的可拆卸密封件，向注液孔中补充注液，并进行化成，而后再利用可拆卸密封件将注液孔密封；
拆卸圆柱电池模组另一端中的可拆卸密封件，向注液孔中补充注液，并进行化成，而后再利用可拆卸密封件将注液孔密封；
利用固定件将补充注液后的圆柱电池模组固定。
在本发明的一个实施例中，在解开固定件之前，对圆柱电池模组的外观、充放电性能、绝缘性能、健康状态进行检测。
本发明的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：
本发明所述的圆柱电池模组，将注液孔设置在圆柱电池中心，并在组装呈模组后依然暴露于外界，方便打开，便于二次回收利用；
本发明的回收利用方法，操作简便，由于无需对圆柱电池模组进行拆卸，因此成本低，便于推广。
附图说明
为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据本发明的具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中
图1是本发明整体结构示意图；
图2是本发明图1中A区结构放大图；
图3是本发明圆柱电池组装结构放大图；
图4是本发明电池模组一端示意图；
图5是本发明电池模组另一端示意图。
说明书附图标记说明：10、圆柱电池；11、电池盖板；111、凸台；112、第一台阶；113、第二台阶；12、注液孔；13、可拆卸密封件；131、密封橡胶塞；132、密封胶钉；133、密封盖帽；14、电池外壳；20、支架；21、中心孔；30、连接片；40、固定件。
实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。
参照图1和图2所示，为本发明的便于回收利用的圆柱电池10模组，包括：
多个圆柱电池10，所述圆柱电池10的一端设置有电池盖板11，所述电池盖板11中部设置有贯穿其的注液孔12，所述注液孔12由可拆卸密封件13封堵；打开可拆卸密封件13即将圆柱电池10的注液孔12暴露在外，可以直接通过该注液孔12进行注液同时对圆柱电池10进行化成。
支架20，所述支架20卡扣于所述圆柱电池10两端，所述支架20上设置有暴露所述圆柱电池10端面的中心孔21；从而支架20在固定圆柱电池10的同时能够使得圆柱电池10的注液孔12暴露在外，从而无需拆卸支架20即可打开注液孔12。
连接片30，所述连接片30从支架20外穿过所述中心孔21连接相邻两所述圆柱电池10的不同电极，所述连接片30与所述注液孔12外周的电池盖板11固定连接；连接片30在将多个圆柱电池10串联的同时，不会遮挡圆柱电池10的注液孔12，从而在打开注液孔12时无需拆卸连接片30。
固定件40，多个所述固定件40夹紧两所述支架20以固定所述圆柱电池10。保证圆柱电池10模组结构的稳定。
本实施例的圆柱电池10在回收时，支架20将圆柱电池10固定在内，连接片30从支架20外侧连接圆柱电池10两端的电极，固定件40将支架20和圆柱电池10夹紧，圆柱电池10模组结构稳定。且圆柱电池10两端的电极从支架20的中心孔21中露出，对应注液孔12的位置从连接片30一端的中部露出，即支架20和连接片30均对该位置无遮挡。从而在再次利用时，可以无需拆卸支架20和连接片30。可以在保持圆柱电池10模组完整的情况下，直接从中心孔21中将可拆卸密封件13打开，露出注液孔12，通过注液孔12对圆柱电池10进行补液，恢复圆柱电池10模组的性能。即使固定件40在固定两支架20时遮挡了部分圆柱电池10的注液孔12，也可以仅拆除固定件40，此时由于连接片30与圆柱电池10固定，将支架20限制在连接片30与圆柱电池10之间，在不进行剧烈动作的情况下，圆柱电池10模组可以保持模组的形状不会松散，在补液完成后，再利用固定件40对圆柱电池10模组进行进一步固定。
参照图2和图3所示，为图1中圆柱电池10模组组装结构示意图。本实施例中，为保证圆柱电池10整体的密封效果及方便与连接片30连接，所述电池盖板11中部设置有突出的凸台111，所述注液孔12位于所述凸台111中部，所述凸台111周围的电池盖板11由电池外壳14包覆。从而包裹电池盖板11的电池外壳14不会高过电池盖板11表面，且由于凸台111的限位，使得电池外壳14与电池盖板11之间相对位置稳定，同时连接片30能够直接接触凸台111，无需避开电池外壳14，确保连接片30与电池盖板11的接触。进一步的，所述中心孔21的直径小于所述圆柱电池10的直径且大于所述凸台111的直径，所述连接片30与所述凸台111相连。中心孔21一方面对圆柱电池10的轴向进行限位，防止圆柱电池10穿出支架20，另一方面保证连接片30能够接触到圆柱电池10的电极，确保多个圆柱电池10之间的串联。
进一步的，参照图3所示，所述可拆卸密封件13包括密封橡胶塞131、密封胶钉132和密封盖帽133，所述密封橡胶塞131中部中空，所述密封橡胶塞131插入所述注液孔12中，所述密封胶钉132封堵所述密封橡胶塞131的中空部分，所述密封盖帽133与所述电池盖板11固定连接以将密封橡胶塞131密封在所述圆柱电池10内。密封橡胶塞131插入注液孔12中，密封胶钉132插入密封橡胶塞131内，密封胶钉132的插入将密封橡胶塞131挤压在密封胶钉132和注液孔12之间，密封橡胶塞131由于挤压而与注液孔12贴合的更加紧密，大大提高了对注液孔12的密封效果。为保证密封胶钉132与密封橡胶塞131的挤压效果，所述密封橡胶塞131与所述注液孔12过盈配合，所述密封胶钉132与所述密封橡胶塞131过盈配合。密封橡胶塞131和密封胶钉132封堵注液孔12后，密封盖帽133与电池盖板11固定连接，完全覆盖密封橡胶塞131和密封胶钉132。一方面在密封橡胶塞131和密封胶钉132受到向外的压力时，密封盖帽133为两者的移动提供阻力，进一步保证密封效果，另一方面，防止外部的灰尘等杂质渗入密封组件，防止密封橡胶塞131和密封胶钉132长期暴露在外造成氧化，提高使用寿命。本实施例中，所述注液孔12周侧设置有与所述密封橡胶塞131配合的第一台阶112，所述注液孔12周侧设置有与所述密封盖帽133配合的第二台阶113，从而第一台阶112对密封橡胶塞131形成限位，防止过度插入，第二台阶113使得密封盖帽133与电池盖板11的连接处不会突出电池盖板11表面，防止受到冲击力时密封盖帽133与电池盖板11脱离，第二台阶113对密封盖帽133形成限位，在受到垂直于圆周电池轴向的冲击力时，可以保证密封盖帽133连接的稳定。在拆卸时，打开密封盖帽133，由于密封胶钉132与密封橡胶塞131均具有一定的弹性，因此密封胶钉132能够被抽出，密封胶钉132抽出后，密封橡胶塞131中部中空，即使密封橡胶塞131与注液孔12过盈配合，密封橡胶塞131也能够被取出，从而在保证对注液孔12密封效果的情况下方便打开注液孔12。
参照图4和图5所示，为圆柱电池10模组的两端。本实施例中，为使得圆柱电池10模组之间能够紧密排列，需要尽可能减小固定件40占用的空间，因此所述固定件40选择为无弹力绝缘带，所述绝缘带环绕两所述支架20。绝缘带绕城一周，将圆柱电池10绑紧在两支架20之间。绝缘带只有薄薄一层，几乎不占用多余空间，保证圆柱电池10模组之间拼接的紧凑。由于绝缘带具有一定的宽度，因此其会遮挡圆柱电池10的两端，即圆柱电池10设置注液孔12的一端也会被遮挡，为减少绝缘带遮挡的圆柱电池10的数量，同时提高圆柱电池10模组的能量密度，相邻两排所述圆柱电池10菱形交错排布，所述绝缘带一侧对应两所述圆柱电池10中间。此时，在两排圆柱电池10中，绝缘带仅会遮挡住其中一排圆柱电池10的电极，更多圆柱电池10无需拆卸绝缘带即可进行补充注液。
本发明还公开了便于回收利用的圆柱电池模组的回收利用方法，针对上述的圆柱电池模组，包括如下步骤：
解开固定支架的固定件；
拆下圆柱电池模组一端中的可拆卸密封件，向注液孔中补充注液，并进行化成，而后再利用可拆卸密封件将注液孔密封；
拆卸圆柱电池模组另一端中的可拆卸密封件，向注液孔中补充注液，并进行化成，而后再利用可拆卸密封件将注液孔密封；
利用固定件将补充注液后的圆柱电池模组固定。
由于固定支架遮挡了部分圆柱电池的电极，为方便对圆柱电池模组进行一次性补充注液，故先将固定件拆除。此时由于连接片与两圆柱电池固定连接，支架限制在连接片与圆柱电池之间，因此即使拆除固定件，圆柱电池模组也暂时不会散架，还能够将全部电极暴露在外，方便打开注液孔进行统一注液。本实施例中，由于圆柱电池模组两端均存在注液孔，因此分别对两端进行打开注液孔-进行注液、化成-密封注液孔的注液操作。全部完成后，再次用固定件固定两支架，保证圆柱电池模组结构的稳定。本实施例中，固定件采用绝缘带，固定时，分别拉住绝缘带两端，使绝缘带绕过两支架，而后将绝缘带两端固定。由于二次利用时需要拆卸固定件，而绝缘带成本低，使用方便，能够降低圆柱电池模组二次利用的成本。当然，在解开固定件之前，还需要对圆柱电池模组的外观、充放电性能、绝缘性能、健康状态进行检测。确保圆柱电池模组二次利用的安全性。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。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变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (9)

1.便于回收利用的圆柱电池模组，其特征在于，包括：
多个圆柱电池，所述圆柱电池的一端设置有电池盖板，所述电池盖板中部设置有贯穿其的注液孔，所述注液孔由可拆卸密封件封堵；
可拆卸密封件，所述可拆卸密封件包括密封橡胶塞、密封胶钉和密封盖帽，所述密封橡胶塞中部中空，所述密封橡胶塞插入所述注液孔中，所述密封胶钉封堵所述密封橡胶塞的中空部分，所述密封盖帽与所述电池盖板固定连接以将密封橡胶塞密封在所述圆柱电池内；
支架，所述支架卡扣于所述圆柱电池两端，所述支架上设置有暴露所述圆柱电池端面的中心孔；
连接片，所述连接片从支架外穿过所述中心孔连接相邻两所述圆柱电池的不同电极，所述连接片与所述注液孔外周的电池盖板固定连接，所述注液孔的位置从所述连接片的一端露出；
固定件，多个所述固定件夹紧两所述支架以固定所述圆柱电池。
2.根据权利要求1所述的便于回收利用的圆柱电池模组，其特征在于：所述电池盖板中部设置有突出的凸台，所述注液孔位于所述凸台中部，所述凸台周围的电池盖板由电池外壳包覆。
3.根据权利要求2所述的便于回收利用的圆柱电池模组，其特征在于：所述中心孔的直径小于所述圆柱电池的直径且大于所述凸台的直径，所述连接片与所述凸台相连。
4.根据权利要求1所述的便于回收利用的圆柱电池模组，其特征在于：所述密封橡胶塞与所述注液孔过盈配合，所述密封胶钉与所述密封橡胶塞过盈配合。
5.根据权利要求1所述的便于回收利用的圆柱电池模组，其特征在于：所述注液孔周侧设置有与所述密封橡胶塞配合的第一台阶，所述注液孔周侧设置有与所述密封盖帽配合的第二台阶。
6.根据权利要求1所述的便于回收利用的圆柱电池模组，其特征在于：所述固定件为无弹力绝缘带，所述绝缘带环绕两所述支架。
7.根据权利要求6所述的便于回收利用的圆柱电池模组，其特征在于：相邻两排所述圆柱电池菱形交错排布，所述绝缘带一侧对应两所述圆柱电池中间。
8.便于回收利用的圆柱电池模组的回收利用方法，其特征在于，针对权利要求1-7任一项所述的圆柱电池模组，包括如下步骤：
解开固定支架的固定件；
拆下圆柱电池模组一端中的可拆卸密封件，向注液孔中补充注液，并进行化成，而后再利用可拆卸密封件将注液孔密封；
拆卸圆柱电池模组另一端中的可拆卸密封件，向注液孔中补充注液，并进行化成，而后再利用可拆卸密封件将注液孔密封；
利用固定件将补充注液后的圆柱电池模组固定。
9.根据权利要求8所述的回收利用方法，其特征在于：在解开固定件之前，对圆柱电池模组的外观、充放电性能、绝缘性能、健康状态进行检测。
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