CN115051091A - 一种极柱防泄漏密封结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种极柱防泄漏密封结构，光铝片及塑胶座上分别设有上极柱孔和下极柱孔，所述极柱包括底板及一体连接在底板上的柱体，所述的柱体穿设在所述的上、下极柱孔内，光铝片上方的极柱外周设有塑胶套，柱体外周的底板与光铝片之间设有可伸缩密封圈，所述的可伸缩密封圈为预压缩结构，可伸缩密封圈的上端与光铝片抵接，可伸缩密封圈的下端通过热膨胀受力圈与底板抵接，极柱受热时，热膨胀受力圈的轴向膨胀量不小于塑胶套的轴向收缩量。本发明利用受力环受热后膨胀弥补塑胶套减小的厚度差，使得氟橡胶圈的压缩量保持不变，进而保证其密封性，从而保证动力电池顶盖极柱的气密性。
Description
技术领域
本发明涉及动力电池技术领域，特别涉及一种极柱防泄漏密封结构。
背景技术
目前的动力电池顶盖主要包括极柱-密封圈-光铝片-防爆阀-下塑胶-上塑胶，其中密封圈材质主要为氟橡胶，其特点是耐高温，耐腐蚀。上塑胶主要材质为PPS，其绝缘性能良好但不耐高温，顶盖在进行Basbar焊接和连接片焊接时会产生大量的热量，上塑胶会因为受热而融化待冷却后二次结晶从而密封极柱，但在此过程中密封圈因受到的力变小，从而导致密封圈的压缩量得到释放，进而产生漏液的风险。公开日为2021年11月26日，公开号为CN214898629U的中国专利文献公开了一种蓄电池用新型结构极柱密封圈，涉及蓄电池配件技术领域，包括橡胶圈，所述橡胶圈的外侧上密封贴合有外侧塑胶圈，所述橡胶圈的内侧密封贴合有中间垫圈，所述中间垫圈的内侧设有内侧贴合圈。将内侧贴合圈的内侧对准极柱上的碳棒，然后直接将极柱密封圈套在其上，然后对极柱密封圈进行按压，直至处于上侧位置的端头贴合圈抵达既定位置，最后再将极柱上的金属片安装好即可，该极柱密封圈在安装时过程简单，只需要套上后再进行按压即可完成紧固密封，并且可弹性形变的中间塑胶弹片和端头塑胶弹片可以确保主要连接处的结构紧固性，提高了极柱密封圈在安装后的密封性及可靠性。但该极柱密封圈在后期进行焊接时会因密封圈的压缩量得到释放而产生漏液的风险。
发明内容
本发明的目的是为解决现有技术的极柱密封圈在后期进行焊接时会因为发热引起密封圈的压缩量释放而产生漏液风险的问题，提供一种极柱防泄漏密封结构，其压缩量能随压力和温度的变化而变化，从而保证动力电池顶盖极柱的气密性。
本发明为解决上述技术问题所采用的技术方案是，一种极柱防泄漏密封结构，包括光铝片及紧贴光铝片底面设置的塑胶座，所述的光铝片及塑胶座上分别设有上极柱孔和下极柱孔，所述极柱包括底板及一体连接在底板上的柱体，所述的柱体穿设在所述的上、下极柱孔内，柱体的中部设有环绕柱体的卡槽，光铝片上方的极柱外周设有塑胶套，所述塑胶套的下部内侧卡设在柱体的卡槽内，柱体外周的底板与光铝片之间设有可伸缩密封圈，所述的可伸缩密封圈为预压缩结构，可伸缩密封圈的上端与光铝片抵接，可伸缩密封圈的下端通过热膨胀受力圈与底板抵接，极柱受热时，热膨胀受力圈的轴向膨胀量不小于塑胶套的轴向收缩量。本发明设置在光铝片上的塑胶套采用高强度塑料注塑嵌入并固定在光铝片上，可以保证极柱的稳固及电池盖板的密封性；本发明的极柱在柱体外周的底板与光铝片之间设有可伸缩密封圈，可伸缩密封圈的上端与光铝片抵接，下端通过热膨胀受力圈与底板抵接，本发明的可伸缩密封圈通过模具注塑塑胶套时提供外加压力，使可伸缩密封圈处于预压缩状态。这样，可伸缩密封圈在实际工作中具有足够的压缩量可以得到释放，从而确保极柱的密封性能。另一方面，本发明在可伸缩与底板之间还设有热膨胀受力圈，当顶盖在进行Basbar焊接和连接片焊接受热引起塑胶套热熔导致其高度收缩（即厚度减少）时，热膨胀受力圈在受热后厚度会增加，且热膨胀受力圈的轴向膨胀量不小于塑胶套的轴向收缩量，这样可以弥补此时塑胶套减小的厚度差，从而使可伸缩密封圈压缩量维持不变，进而保证其密封性。
作为优选，所述的柱体为圆柱体，所述的上极柱孔和下极柱孔均为圆孔，下极柱孔的直径大于上极柱孔的直径，所述的可伸缩密封圈为圆环形，可伸缩密封圈的上端内沿设有凸环，所述凸环的外径小于上极柱孔的直径，所述凸环的上端面与塑胶套的底面抵接。凸环用于将极柱与光铝片分隔开，同时凸环的外径小于上极柱孔的直径可以使凸环在高度方向上具有一定的压缩空间，确保凸环的上端面与塑胶套的底面抵接紧密。
作为优选，可伸缩密封圈的外径小于下极柱孔的直径，可伸缩密封圈的外周面与下极柱孔的内壁之间设有容纳腔，所述的可伸缩密封圈为氟橡胶材质，可伸缩密封圈的轴向压缩量为可伸缩密封圈自由高度的20%至60%。容纳腔用于容纳可伸缩密封圈在通过模具注塑塑胶套时受到外力而被压缩引起的径向延伸部分，该延伸部分在可伸缩密封圈内的压力被释放时使可伸缩密封圈趋向于复原，从而确保极柱的密封性。可伸缩密封圈采用氟橡胶材质，氟橡胶具有高度的化学稳定性，是目前所有弹性体中耐介质性能最好的一种，且具有良好的弹性、耐磨性等物理机械性能。
作为优选，所述的热膨胀受力圈为铁-铝合金或镍-铝合金材质，当环境温度由常温升高至280摄氏度时，所述热膨胀受力圈的轴向膨胀量（即高度方向的膨胀量）不小于0.1毫米。热膨胀受力圈在受热时高度方向的膨胀量用于弥补塑胶套受热而减小的厚度差，这样可以确保可伸缩密封圈压缩量维持不变，进而保证其密封性。热膨胀受力圈在高度方向的膨胀量可以根据塑胶套受热时实际可能出现的厚度减小量确定。
作为优选，光铝片上表面设有环绕上极柱孔的凸边，所述的凸边呈矩形，所述的塑胶套呈矩形，塑胶套的底面设有与所述凸边适配的矩形底槽。矩形的凸边嵌入塑胶套底面的矩形底槽，可以防止塑胶套转动。
作为优选，上极柱孔处的光铝片底面设有铝片凹槽，所述的铝片凹槽为矩形，下极柱孔外周的塑胶座上表面设有与所述铝片凹槽适配的矩形凸台，所述的下极柱孔位于矩形凸台的中央。光铝片底面的矩形铝片凹槽与塑胶座上表面的矩形凸台配合，用于光铝片与塑胶座的配合固定。
作为优选，下极柱孔处的塑胶座底面设有塑胶座凹槽，所述的塑胶座凹槽为矩形，所述的底板为矩形板，与所述的塑胶座凹槽相适配。矩形底板嵌入塑胶座凹槽，防止极柱转动，同时底板大于上、下极柱孔，防止极柱脱出。
作为优选，光铝片及塑胶座均为长方形，所述极柱为两个，在光铝片两端对称设置，两个极柱之间的光铝片中部设有防爆阀及注液孔，所述防爆阀的上方设有盖板，所述塑胶座上设有与防爆阀对应的排气槽，所述的排气槽内设有多个排气孔，塑胶座的两端还设有透气孔。设置在光铝片上的防爆阀可以在高压时释放压力，起到防爆作用确保安全，同时可以保证在正常压力下电池的密封性能。通过设置在塑胶座两端阀的透气孔，可以方便将塑胶座与光铝片之间的空气排出。
本发明的有益效果是，它有效地解决了现有技术的极柱密封圈在后期进行焊接时会因为发热引起密封圈的压缩量释放而产生漏液风险的问题，提供一种极柱防泄漏密封结构，利用受力环受热后膨胀弥补塑胶套减小的厚度差，使得氟橡胶圈的压缩量保持不变，进而保证其密封性，从而保证动力电池顶盖极柱的气密性。
附图说明
图1是本发明极柱防泄漏密封结构的一种立体分解结构示意图；
图2是本发明极柱防泄漏密封结构的一种结构示意图；
图3是本发明极柱防泄漏密封结构的一种仰视结构示意图；
图4是本发明极柱防泄漏密封结构的一种剖视结构示意图；
图5是图4的一种局部结构放大图；
图6是图5的一种局部结构放大图；
图7是图5的一种分解结构示意图。
图中： 1. 光铝片，2.塑胶座，3.上极柱孔，4.下极柱孔，5.极柱，6.底板，7.柱体，8.卡槽，9. 塑胶套，10.可伸缩密封圈，11.热膨胀受力圈，12.凸环，13.容纳腔，14.凸边，15.矩形底槽，16.铝片凹槽，17.矩形凸台，18.塑胶座凹槽，19.防爆阀，20.注液孔，21.盖板，22.排气槽，23.排气孔，24.透气孔。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图对本发明技术方案的具体实施方式作进一步的说明。
实施例1
在如图1图2所示的实施例1中，一种极柱防泄漏密封结构，包括光铝片1及紧贴光铝片底面设置的塑胶座2，光铝片及塑胶座均为长方形，所述的光铝片及塑胶座上分别设有上极柱孔3和下极柱孔4，所述极柱5包括底板6及一体连接在底板上的柱体7，所述的柱体穿设在所述的上、下极柱孔内，柱体的中部设有环绕柱体的卡槽8（见图5图6图7），所述极柱为两个，在光铝片两端对称设置，两个极柱之间的光铝片中部设有防爆阀19及注液孔20，设置在光铝片上的防爆阀可以在高压时释放压力，起到防爆作用确保安全，同时可以保证在正常压力下电池的密封性能。所述防爆阀呈椭圆形，设置在光铝片的下表面，防爆阀上设有撕裂槽，防爆阀的上方设有椭圆形的盖板21，盖板设置在防爆阀的上表面，所述塑胶座上设有与防爆阀对应的排气槽22，排气槽呈下凹结构，位于防爆阀的下方（见图4），所述的排气槽底面设有多行排气孔23，本实施例的排气孔为方孔，塑胶座的两端还各设有一列透气孔24（见图3）。光铝片上方的极柱外周设有塑胶套9，所述塑胶套的下部内侧卡设在柱体的卡槽内，光铝片上表面设有环绕上极柱孔的凸边14，所述的凸边呈矩形，所述的塑胶套呈矩形，塑胶套的底面设有与所述凸边适配的矩形底槽15。矩形的凸边嵌入塑胶套底面的矩形底槽，可以防止塑胶套转动。柱体外周的底板与光铝片之间设有可伸缩密封圈10，所述的可伸缩密封圈为预压缩结构，其轴向压缩量为可伸缩密封圈自由高度的20%至60%。可伸缩密封圈的上端与光铝片抵接，可伸缩密封圈的下端通过热膨胀受力圈11与底板抵接，极柱受热时，热膨胀受力圈的轴向膨胀量不小于塑胶套的轴向收缩量。可伸缩密封圈通过模具注塑塑胶套时提供外加压力，使可伸缩密封圈处于被压缩状态。本实施例的热膨胀受力圈为铁-铝合金或镍-铝合金材质，其热膨胀性能是当环境温度由20摄氏度升高至280摄氏度时，所述热膨胀受力圈的轴向膨胀量（即高度方向的膨胀量）不小于0.1毫米。热膨胀受力圈在受热时高度方向的膨胀量用于弥补塑胶套受热而减小的厚度差，这样可以确保可伸缩密封圈压缩量维持不变，进而保证其密封性。
本实施例的柱体为圆柱体，所述的上极柱孔和下极柱孔均为圆孔，下极柱孔的直径大于上极柱孔的直径，所述的可伸缩密封圈为圆环形，可伸缩密封圈的上端内沿设有凸环12，所述凸环的外径小于上极柱孔的直径，所述凸环的上端面与塑胶套的底面抵接。凸环用于将极柱与光铝片分隔开，同时凸环的外径小于上极柱孔的直径可以使凸环在高度方向上具有一定的压缩空间，确保凸环的上端面与塑胶套的底面抵接紧密。可伸缩密封圈的外径小于下极柱孔的直径，可伸缩密封圈的外周面与下极柱孔的内壁之间设有容纳腔13，所述的可伸缩密封圈为氟橡胶材质。容纳腔用于容纳可伸缩密封圈在通过模具注塑塑胶套时受到外力而被压缩引起的径向延伸部分，该延伸部分在可伸缩密封圈内的压力被释放时使可伸缩密封圈趋向于复原，从而确保极柱的密封性。可伸缩密封圈采用氟橡胶材质，氟橡胶具有高度的化学稳定性，是目前所有弹性体中耐介质性能最好的一种，且具有良好的弹性、耐磨性等物理机械性能。
上极柱孔处的光铝片底面设有铝片凹槽16，所述的铝片凹槽为矩形，下极柱孔外周的塑胶座上表面设有与所述铝片凹槽适配的矩形凸台17，所述的下极柱孔位于矩形凸台的中央。光铝片底面的矩形铝片凹槽与塑胶座上表面的矩形凸台配合，用于光铝片与塑胶座的配合固定。下极柱孔处的塑胶座底面设有塑胶座凹槽18，所述的塑胶座凹槽为矩形，所述的底板为矩形板，与所述的塑胶座凹槽相适配。矩形底板嵌入塑胶座凹槽，防止极柱转动，同时底板大于上、下极柱孔，防止极柱脱出。
本发明设置在光铝片上的塑胶套采用高强度塑料注塑嵌入并固定在光铝片上，可以保证极柱的稳固及电池盖板的密封性；本发明的极柱在柱体外周的底板与光铝片之间设有可伸缩密封圈，可伸缩密封圈的上端与光铝片抵接，下端通过热膨胀受力圈与底板抵接，本发明的可伸缩密封圈通过模具注塑塑胶套时提供外加压力，使可伸缩密封圈处于预压缩状态。这样，可伸缩密封圈在实际工作中具有足够的压缩量可以得到释放，从而确保极柱的密封性能。另一方面，本发明在可伸缩与底板之间还设有热膨胀受力圈，当顶盖在进行Basbar焊接和连接片焊接受热引起塑胶套热熔导致其高度收缩（即厚度减少）时，热膨胀受力圈在受热后厚度会增加，且热膨胀受力圈的轴向膨胀量不小于塑胶套的轴向收缩量，这样可以弥补此时塑胶套减小的厚度差，从而使可伸缩密封圈压缩量维持不变，进而保证其密封性。
除上述实施例外，在本发明的权利要求书及说明书所公开的范围内，本发明的技术特征或技术数据可以进行重新选择及组合，从而构成新的实施例，这些都是本领域技术人员无需进行创造性劳动即可实现的，因此这些本发明没有详细描述的实施例也应视为本发明的具体实施例而在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种极柱防泄漏密封结构，其特征在于，包括光铝片（1）及紧贴光铝片底面设置的塑胶座（2），所述的光铝片及塑胶座上分别设有上极柱孔（3）和下极柱孔（4），所述极柱（5）包括底板（6）及一体连接在底板上的柱体（7），所述的柱体穿设在所述的上、下极柱孔内，柱体的中部设有环绕柱体的卡槽（8），光铝片上方的极柱外周设有塑胶套（9），所述塑胶套的下部内侧卡设在柱体的卡槽内，柱体外周的底板与光铝片之间设有可伸缩密封圈（10），所述的可伸缩密封圈为预压缩结构，可伸缩密封圈的上端与光铝片抵接，可伸缩密封圈的下端通过热膨胀受力圈（11）与底板抵接，极柱受热时，热膨胀受力圈的轴向膨胀量不小于塑胶套的轴向收缩量。
2.根据权利要求1所述的极柱防泄漏密封结构，其特征在于，所述的柱体为圆柱体，所述的上极柱孔和下极柱孔均为圆孔，下极柱孔的直径大于上极柱孔的直径，所述的可伸缩密封圈为圆环形，可伸缩密封圈的上端内沿设有凸环（12），所述凸环的外径小于上极柱孔的直径，所述凸环的上端面与塑胶套的底面抵接。
3.根据权利要求2所述的极柱防泄漏密封结构，其特征在于，可伸缩密封圈的外径小于下极柱孔的直径，可伸缩密封圈的外周面与下极柱孔的内壁之间设有容纳腔（13），所述的可伸缩密封圈为氟橡胶材质，可伸缩密封圈的轴向压缩量为可伸缩密封圈自由高度的20%至60%。
4.根据权利要求1所述的极柱防泄漏密封结构，其特征在于，所述的热膨胀受力圈为铁-铝合金或镍-铝合金材质，当环境温度由20摄氏度升高至280摄氏度时，所述热膨胀受力圈的轴向膨胀量不小于0.1毫米。
5.根据权利要求1所述的极柱防泄漏密封结构，其特征在于，光铝片上表面设有环绕上极柱孔的凸边（14），所述的凸边呈矩形，所述的塑胶套呈矩形，塑胶套的底面设有与所述凸边适配的矩形底槽（15）。
6.根据权利要求1所述的极柱防泄漏密封结构，其特征在于，上极柱孔处的光铝片底面设有铝片凹槽（16），所述的铝片凹槽为矩形，下极柱孔外周的塑胶座上表面设有与所述铝片凹槽适配的矩形凸台（17），所述的下极柱孔位于矩形凸台的中央。
7.根据权利要求1所述的极柱防泄漏密封结构，其特征在于，下极柱孔处的塑胶座底面设有塑胶座凹槽（18），所述的塑胶座凹槽为矩形，所述的底板为矩形板，与所述的塑胶座凹槽相适配。
8.根据权利要求1-7任一项所述的极柱防泄漏密封结构，其特征在于，光铝片及塑胶座均为长方形，所述极柱为两个，在光铝片两端对称设置，两个极柱之间的光铝片中部设有防爆阀（19）及注液孔（20），所述防爆阀的上方设有盖板（21），所述塑胶座上设有与防爆阀对应的排气槽（22），所述的排气槽内设有多个排气孔（23），塑胶座的两端还设有透气孔（24）。
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