CN115377575B - 用于单体电池的端盖组件、单体电池、电池包和用电装置 - Google Patents

用于单体电池的端盖组件、单体电池、电池包和用电装置 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种用于单体电池的端盖组件、单体电池、电池包和用电装置，用于避免进行防爆阀焊接时，焊渣等焊接飞溅物喷溅至极柱的问题，保证极柱的工作稳定性，消除电池的安全隐患。本申请所示端盖组件包括盖体、极柱组件和保护件；盖体设有间隔设置的安装孔和防爆孔，安装孔和防爆孔均沿盖体的厚度方向贯穿盖体；极柱组件包括极柱，极柱穿设于安装孔；保护件能够覆盖极柱的一端面。端盖组件处于第一状态时，极柱的一端面露出；端盖组件处于第二状态时，保护件覆盖极柱的一端面，防爆孔露出，以便于进行防爆阀的焊接。由于保护件覆盖导电面，焊接飞溅物不会喷溅到极柱的导电面上，保证了极柱工作的稳定性，消除了电池的安全隐患。

Description

用于单体电池的端盖组件、单体电池、电池包和用电装置
技术领域
本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种用于单体电池的端盖组件、单体电池、电池包和用电装置。
背景技术
现有技术中，往往需要在单体电池的端盖组件上焊接防爆阀来实现对电池的防爆设计，然而在焊接防爆阀的过程中，焊渣等焊接飞溅物会喷溅到极柱上，影响极柱工作的稳定性，导致电池存在安全隐患。
发明内容
本申请提供一种用于单体电池的端盖组件、单体电池、电池包和用电装置，用于避免进行防爆阀焊接时，焊渣等焊接飞溅物喷溅至极柱的问题，保证极柱的工作稳定性，消除电池的安全隐患。
第一方面，本申请提供一种用于单体电池的端盖组件，包括盖体、极柱组件和保护件；
所述盖体设有间隔设置的安装孔和防爆孔，所述安装孔和所述防爆孔均沿所述盖体的厚度方向贯穿所述盖体；
所述极柱组件包括极柱，所述极柱穿设于所述安装孔；
所述保护件能够覆盖所述极柱的一端面；
所述端盖组件处于第一状态时，所述极柱的所述一端面露出；
所述端盖组件处于第二状态时，所述防爆孔露出，所述保护件覆盖所述极柱的所述一端面。
其中，所述端盖组件还包括第一柔性连接件，所述第一柔性连接件的一端连接所述极柱组件，所述第一柔性连接件的另一端连接所述保护件。
其中，所述端盖组件处于所述第一状态时，所述第一柔性连接件处于展开状态；所述端盖组件处于所述第二状态时，所述第一柔性连接件处于折叠状态。
其中，所述保护件包括保护主体和辅助件，所述保护主体设有通孔，所述通孔沿所述保护主体的厚度方向贯穿所述保护主体；
所述端盖组件处于所述第一状态时，所述保护主体位于所述极柱组件的顶侧，所述通孔与所述极柱的所述一端面相对设置，所述通孔露出；
所述端盖组件处于所述第二状态时，所述保护主体位于所述极柱组件的顶侧，所述辅助件可拆卸地安装于所述通孔，且覆盖所述通孔。
其中，所述盖体还设有注液孔，所述注液孔沿所述盖体的厚度方向贯穿所述盖体，且与所述安装孔和所述防爆孔均间隔设置，所述电池盖体还包括密封件，所述端盖组件处于所述第一状态和所述第二状态时，所述密封件密封所述注液孔。
其中，所述注液孔包括沉孔段和注液段，所述注液段位于所述沉孔段远离所述盖体的外表面的一侧，且与所述沉孔段连通；
所述端盖组件处于所述第一状态和所述第二状态时，所述密封件密封所述沉孔段。
其中，所述极柱组件还包括绝缘件和压块，所述绝缘件安装于所述盖体，所述压块安装于所述绝缘件的背离所述盖体的一侧，所述绝缘件和所述压块均套设于所述极柱。
其中，所述压块背离所述盖体的表面位于所述极柱的所述一端面背离所述盖体的一侧，所述端盖组件位于所述第二状态时，所述保护件位于所述压块背离所述盖体的表面，所述保护件的周面环绕所述极柱的周面设置。
其中，所述端盖组件还包括卡扣件，所述卡扣件安装于所述极柱组件或所述盖体上；
所述端盖组件处于所述第二状态时，所述卡扣件与所述保护件相互卡持。
第二方面，本申请提供一种单体电池，包括壳体和上述任一种用于单体电池的端盖组件，所述端盖组件安装于所述壳体的一端。
第三方面，本申请提供一种电池包，包括上述单体电池。
第四方面，本申请提供一种用电装置，包括上述单体电池，所述单体电池用于提供电能。
本申请所示端盖组件处于第一状态时，极柱的一端面相对保护件露出，电池可正常使用。端盖组件处于第二状态时，保护件覆盖极柱的一端面。此时，防爆孔露出，在焊接防爆阀的过程中，焊渣等飞溅物不会喷溅到极柱的一端面上，也就不会影响极柱的正常使用，保证了极柱工作的稳定性，消除了电池的安全隐患，保障了电池的使用可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例所需要使用的附图进行说明。
图1是本申请实施例提供的第一种电池处于第一种状态下的结构示意图；
图2是图1所示电池处于第二种状态下的结构示意图；
图3是图1所示电池处于第三种状态下的结构示意图；
图4是图1所示电池中端盖组件的结构示意图；
图5是图2所示电池中端盖组件结构示意图；
图6是图3所示电池中端盖组件结构示意图；
图7是图6所示端盖组件的分解结构示意图；
图8是图4所示端盖组件沿I-I处剖开后的剖面结构示意图；
图9是图7所示端盖组件中保护件在另一个角度下的结构示意图；
图10是图5所示端盖组件沿II-II处剖开后的剖面结构示意图；
图11是图6所示端盖组件沿III-III处剖开后的剖面结构示意图；
图12是本申请实施例提供的第二种电池中端盖组件处于第一状态的结构示意图；
图13是图12所示端盖组件处于第二状态的结构示意图。
具体实施方式
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。
请参阅图1和图2，图1是本申请实施例提供的第一种电池100处于第一种状态下的结构示意图，图2是图1所示电池100处于第二种状态下的结构示意图，图3是图1所示电池处于第三种状态下的结构示意图。
本实施例中，电池100为圆柱形电池。电池100包括壳体110和两个端盖组件120。壳体110设有收容腔(图未示)，收容腔用于收容电解液。两个端盖组件120分别安装于壳体110的相对两端。两个端盖组件120分别为电池顶盖(图未标)和电池底盖(图未示)。电池顶盖安装于壳体110的顶端，电池底盖安装于壳体110的底端。其中，电池顶盖的极柱10用作正极柱，电池底盖的极柱用作负极柱。
其中，图1所示电池100处于待使用状态，端盖组件120处于第一状态，端盖组件120的极柱10露出，端盖组件120的注液孔1202处于密封状态，以防止外界的灰尘等杂质经注液孔1202进入收容腔内污染电解液。图2所示电池100处于待焊接防爆阀状态，端盖组件120处于第二状态，端盖组件120的极柱10被覆盖，端盖组件120的注液孔1202处于密封状态。在焊接防爆阀的过程中，焊渣等飞溅物既不会喷溅到极柱10上，不会影响极柱10的正常使用，也不会经注液孔1202进入收容腔污染电解液，避免引发短路问题。图3所示电池100处于待注液状态，端盖组件120处于第三状态，端盖组件120的极柱10被覆盖，端盖组件120的注液孔1202露出，且与收容腔连通，以便于电解液自注液孔1202向收容腔注入电解液。
需要说明的是，图2所示电池处于待焊接防爆阀状态，可以是电池100在装配完成后待进行第一次防爆阀焊接的状态，也可以是电池100经长时间使用后，防爆阀掉落后，待进行第二次防爆阀焊接的状态。图3所示电池100处于待注液状态，可以是电池100在装配完成后待进行第一次注液的状态，也可以是电池100经长时间使用后待进行第二次注液的状态。
接下来，将以电池顶盖为例，对端盖组件120的结构进行具体描述。
请参阅图4至图7，图4是图1所示电池100中端盖组件120的结构示意图，图5是图2所示电池100中端盖组件120的结构示意图，图6是图3所示电池100中端盖组件120的结构示意图，图7是图6所示端盖组件120的分解结构示意图。
端盖组件120包括盖体121、辅助盖体122、极柱组件123、保护件124、第一柔性连接件125、密封件126和第二柔性连接件127。辅助盖体122和极柱组件123均安装于盖体121。第一柔性连接件125的一端连接于保护件124，另一端连接于极柱组件123。第二柔性连接件127的一端连接于密封件126，另一端连接于极柱组件123。
盖体121设有安装孔1201、注液孔1202和防爆孔1203。安装孔1201、注液孔1202和防爆孔1203均沿盖体121的厚度方向贯穿盖体121。具体的，安装孔1201位于盖体121的中部，注液孔1202和防爆孔1203分别位于安装孔1201的相对两侧，且均与安装孔1201间隔设置。示例性的，盖体121可采用铝等金属材料制成。
需要说明的是，防爆孔1203的设置可以便于在盖体121上安装防爆阀，防爆孔1203可连通电池100的内部和外部，当电池100内部的气压上升时，电池100内部的气体能及时从防爆孔1203中排向电池100外部，增加电池100使用的安全性，避免电池100发生爆炸。
本实施例中，注液孔1202包括沉孔段1204和注液段1205，注液段1205位于沉孔段1204背离盖体121的外表面的一侧，且连通沉孔段1204和收容腔。其中，沉孔段1204为圆锥台形孔，沿盖体121的外表面向内表面的方向，沉孔段1204的孔径逐渐减小。注液段1205为圆柱形孔，注液段1205的孔径d1小于沉孔段1204的孔径。示例性的，沉孔段1204的中心轴与注液段1205的中心轴重合。
需要说明的是，本申请实施例描述端盖组件120时所提及的“外”和“内”等方位词，均以图1所示电池100的方位进行描述，以背离壳体110的一侧为“外”，以朝向壳体110的一侧为“内”，后文类似的描述可做相同理解。
辅助盖体122安装于盖体121的内侧。辅助盖体122设有第一通孔1206、第二通孔1207和第三通孔1208。第一通孔1206、第二通孔1207和第三通孔1208均沿辅助盖体122的厚度方向贯穿辅助盖体122。具体的，第一通孔1206位于辅助盖体122的中部，且与安装孔1201连通。第二通孔1207和第三通孔1208分别位于第一通孔1206的相对两侧。其中，第二通孔1207与注液孔1202连通，第三通孔1208与防爆孔1203连通。示例性的，辅助盖体122可采用塑胶等绝缘材料制成。
请参阅图7和图8，图8是图4所示端盖组件120沿I-I处剖开后的剖面结构示意图。其中，沿I-I处剖开是指沿I-I线所在平面剖面，文中类似描述可做相同理解。
极柱组件123安装于盖体121的中部。极柱组件123包括极柱10、绝缘件20和压块30。极柱10穿设于辅助盖体122的第一通孔1206和盖体121的安装孔1201。具体的，极柱10包括导电部分11，导电部分11相对盖体121的安装孔1201伸出。导电部分11背离安装孔1201的一端面1001。其中，极柱10的一端面1001为圆形面，极柱10的一端面1001的直径为D1。
绝缘件20安装于盖体121，且套设于导电部分11的周面。压块30安装于绝缘件20背离盖体121的一侧，且套设于导电部分11的周面，以将极柱10固定安装于盖体121。此外，端盖组件120还可以包括密封圈128，密封圈128夹持于极柱10的周面与安装孔1201的孔壁之间，不仅可以保证极柱10与盖体121之间的装配稳定性，还可以避免极柱10与盖体121直接接触导电，实现极柱10与盖体121之间的绝缘。
其中，极柱10的一端面1001和压块30的外表面(即压块30背离盖体121的表面)均相对盖体121的外表面突出。示例性的，极柱10的一端面1001与压块30的外表面凹陷。即，压块30的外表面位于极柱10的一端面1001背离盖体121的一侧。在其他一些实施例中，极柱10的一端面1001也可以相对压块30的外表面凸出，或者，极柱10的一端面1001与压块30的外表面齐平，只要极柱10的一端面1001可相对压块30的的外表面露出即可。
请参阅图7和图9，图9是图7所示端盖组件120中保护件124在另一个角度下的结构示意图。
本实施例中，保护件124大致呈“帽状”。保护件124可采用铝等耐腐蚀材料制成，以提高保护件124的抗腐蚀能力，避免保护件124长期与空气接触而发生腐蚀。保护件124包括第一保护部分1241和第二保护部分1242，第二保护部分1242固定连接于第一保护部分1241。具体的，第一保护部分1241呈圆柱形，第一保护部分1241的直径为D1。示例性的，D1大于或等于d1。其中，第一保护部分1241设有凹槽1243，凹槽1243为圆形槽，凹槽1243的槽径为D2，D2小于D1。示例性的，D2大于或等于d1。
第二保护部分1242呈环状。第二保护部分1242固定连接于第一保护部分1241的一端，且环绕凹槽1243的开口设置。第二保护部分1242包括相对设置的第一端面1244和第二端面1245，自第一端面1244向第二端面1245的方向上，第二保护部分1242的尺寸均等。其中，第一端面1244和第二端面1245均为圆形面。第一端面1244和第二端面1245的直径均为D3，D3大于D1和d1。
第一柔性连接件125的一端连接于保护件124的第二保护部分1242，另一端连接于绝缘件20。示例性的，第一柔性连接件125可通过粘接等方式连接于保护件124和绝缘件20。请参阅图4，端盖组件120处于第一状态时，保护件124相对极柱组件123翻开，以使极柱10的一端面1001露出，且与外界空间露出。其中，第一柔性连接件125处于展开状态。应当理解的是，此时，保护件124的位置不影响防爆孔1203的正常使用。
请参阅图5、图6、图10和图11，图10是图5所示端盖组件120沿II-II处剖开后的剖面结构示意图，图11是图6所示端盖组件120沿III-III处剖开后的剖面结构示意图。
端盖组件120处于第二状态和第三状态时，保护件124位于极柱组件123的顶侧。具体的，保护件124覆盖极柱10的一端面1001。其中，保护件124的第二端面1245与压块30的外表面接触，保护件124的周面环绕极柱10的周面设置，第一柔性连接件125处于折叠状态。
可以理解的是，端盖组件120处于第二状态时，防爆孔1203露出，可在防爆孔1203处焊接防爆阀。由于保护件124覆盖极柱10的一端面1001，在焊接防爆阀的过程中，焊渣等飞溅物不会掉落在极柱10的一端面1001，保证极柱10工作的稳定性，保证了电池的使用可靠性。
请参阅图7，本实施例中，密封件126的结构与沉孔段1204的结构相适配。密封件126可采用铝等耐腐蚀材料制成，以提高密封件126的抗腐蚀能力，避免密封件126长期与空气接触而发生腐蚀。密封件126呈圆锥台形。密封件126包括相对设置的第三端面1261和第四端面1262，自第三端面1261向第四端面1262的方向上，密封件126的直径逐渐增大。其中，第三端面1261和第四端面1262均为圆形面。第三端面1261的直径为D4，D4大于d1。第四端面1262的直径为D5，D5大于D4。
第二柔性连接件127的一端连接于密封件126，另一端连接于绝缘件20。示例性的，第二柔性连接件127可通过粘接等方式连接于密封件126和绝缘件20。如图4和图5所示，端盖组件120处于第一状态和第二状态时，密封件126安装于沉孔段1204，且密封注液孔1202，保证电池100外部的杂质不会经注液孔1202进入电池100内部，保证电池100的使用可靠性。其中，密封件126的第三端面1261与沉孔段1204的槽底壁接触，且遮盖注液段1205，第四端面1262与盖体121的外表面齐平，第二柔性连接件127处于展平状态。此时，极柱10的一端面1001相对盖体121的外表面露出。可以理解的是，端盖组件120处于第二状态时，由于密封件126密封注液孔1202，在焊接防爆阀的过程中，焊接飞溅物不会自注液孔1202进入收容腔内污染电解液，避免引发短路问题。
如图6和图11所示，端盖组件120处于第三状态时，密封件126和保护件124堆叠设置。具体的，密封件126位于保护件124背离一端面1001的一侧，且覆盖一端面1001。其中，密封件126的第四端面1262与保护件124的第一保护部分1241(如图9所示)接触，第二柔性连接件127处于折叠状态。此时，注液孔1202露出，以便于电解液自注液孔1202向收容腔注入电解液，由于保护件124覆盖极柱10的一端面1001，外溅的电解液不会直接与极柱10接触，也就不会对极柱10造成腐蚀，保证了极柱10工作的稳定性，保障了电池100的使用可靠性。
在其他一些实施例中，端盖组件120处于第三状态时，密封件126还可以覆盖压块30的外表面，或者，也可以密封件126覆盖极柱10的一端面1001，保护件124位于密封件126背离一端面1001的一侧，本申请对密封件126和保护件124的位置不作具体限制，只要密封件126和保护件124中至少一个可以覆盖极柱10的一端面1001即可。
此外，端盖组件120还可以包括卡扣件(图未示)，卡扣件设于极柱组件123或盖体121。端盖组件120处于第二状态时，卡扣件与保护件124相互卡持，以将保护件124稳定地固定于极柱组件123的顶侧，不仅可以保证保护件124始终覆盖极柱10的一端面1001，还可以避免保护件124从极柱组件123的顶侧移动，防止保护件124影响焊接防爆阀。端盖组件120处于第三状态时，卡扣件与密封件126相互卡持，以将保护件124和密封件126均稳定地固定于极柱组件123的顶侧，不仅可以保证保护件124始终覆盖极柱10的一端面1001，还可以避免密封件126从极柱组件123的顶侧移动，防止密封件126影响电解液的灌注。
请参阅图12和图13，图12是本申请实施例提供的第二种电池中端盖组件120处于第一状态的结构示意图，图13是图12所示端盖组件120处于第二种状态下的结构示意图。
本实施例所示端盖组件120与上述第一种电池100的端盖组件120的不同之处在于，保护件124包括保护主体1246和辅助件1247。具体的，保护主体1246设有通孔1248，通孔1248沿保护主体1246的厚度方向贯穿保护主体1246。辅助件1247可拆卸地安装于保护主体1246，且覆盖通孔1248。
端盖组件120处于第一状态时，保护主体1246位于极柱组件123的顶侧，辅助件1247未装配于保护主体1246，通孔1248相对极柱10的一端面1001设置，且通孔1248露出，以使极柱10的一端面1001露出。其中，第一柔性连接件125处于折叠状态。此时，保护件124不需要相对极柱组件123翻开，而始终位于极柱组件123的顶侧，保护件124不会影响防爆孔1203的正常使用。
端盖组件120处于第二状态和第三状态时，保护主体1246位于极柱组件123的顶侧，辅助件1247可拆卸地安装于保护主体1246，且覆盖通孔1248，以使保护件124覆盖极柱10的一端面1001，防止电解液或焊接飞溅物掉落在极柱10的一端面1001，实现对极柱10的有效保护。
示例性的，辅助件1247可为可撕拉保护膜，辅助件1247粘接于保护主体1246。端盖组件120处于第一状态时，辅助件1247可从保护主体1246上撕下，以露出通孔1248，使得极柱10的一端面1001露出。端盖组件120处于第二状态和第三状态时，辅助件1247可粘接于保护主体1246，以覆盖通孔1248，从而覆盖极柱10的一端面1001。需要说明的是，辅助件1247也可以为其他的结构件，本申请实施例对此不作具体限制。
本申请实施例还提供一种电池包，包括上述单体电池100。
本申请实施例还包括一种用电装置，包括上述单体电池100，单体电池100用于提供电能。
以上描述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内；在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (9)

1.一种用于单体电池的端盖组件，其特征在于，包括盖体、极柱组件、保护件、密封件、第一柔性连接件和第二柔性连接件；
所述盖体设有间隔设置的安装孔、防爆孔和注液孔，所述安装孔、所述防爆孔和所述注液孔均沿所述盖体的厚度方向贯穿所述盖体，所述注液孔与所述安装孔和所述防爆孔均间隔设置；
所述极柱组件包括极柱，所述极柱穿设于所述安装孔；
所述保护件能够覆盖所述极柱的一端面；
所述第一柔性连接件的一端连接所述极柱组件，所述第一柔性连接件的另一端连接所述保护件，所述第二柔性连接件的一端连接于所述密封件，另一端连接于所述极柱组件；
所述端盖组件处于第一状态时，所述保护件相对所述极柱组件翻开，所述极柱的所述一端面露出，所述第一柔性连接件处于展开状态，所述密封件密封所述注液孔；
所述端盖组件处于第二状态时，所述防爆孔露出，所述保护件覆盖所述极柱的所述一端面，所述第一柔性连接件处于折叠状态，所述密封件密封所述注液孔；
所述端盖组件处于第三状态时，所述密封件和所述保护件堆叠设置，所述密封件位于所述保护件背离所述极柱的所述一端面的一侧，且覆盖所述极柱的所述一端面，所述第一柔性连接件和所述第二柔性连接件均处于折叠状态。
2.根据权利要求1所述的用于单体电池的端盖组件，其特征在于，所述保护件包括保护主体和辅助件，所述保护主体设有通孔，所述通孔沿所述保护主体的厚度方向贯穿所述保护主体；
所述端盖组件处于所述第一状态时，所述保护主体位于所述极柱组件的顶侧，所述通孔与所述极柱的所述一端面相对设置，所述通孔露出；
所述端盖组件处于所述第二状态时，所述保护主体位于所述极柱组件的顶侧，所述辅助件可拆卸地安装于所述通孔，且覆盖所述通孔。
3.根据权利要求1所述的用于单体电池的端盖组件，其特征在于，所述注液孔包括沉孔段和注液段，所述注液段位于所述沉孔段远离所述盖体的外表面的一侧，且与所述沉孔段连通；
所述端盖组件处于所述第一状态和所述第二状态时，所述密封件密封所述沉孔段。
4.根据权利要求1所述的用于单体电池的端盖组件，其特征在于，所述极柱组件还包括绝缘件和压块，所述绝缘件安装于所述盖体，所述压块安装于所述绝缘件的背离所述盖体的一侧，所述绝缘件和所述压块均套设于所述极柱。
5.根据权利要求4所述的用于单体电池的端盖组件，其特征在于，所述压块背离所述盖体的表面位于所述极柱的所述一端面背离所述盖体的一侧，所述端盖组件位于所述第二状态时，所述保护件位于所述压块背离所述盖体的表面，所述保护件的周面环绕所述极柱的周面设置。
6.根据权利要求1所述的用于单体电池的端盖组件，其特征在于，所述端盖组件还包括卡扣件，所述卡扣件安装于所述极柱组件或所述盖体上；
所述端盖组件处于所述第二状态时，所述卡扣件与所述保护件相互卡持。
7.一种单体电池，其特征在于，包括壳体和如权利要求1至6中任一项所述的用于单体电池的端盖组件，所述端盖组件安装于所述壳体的一端。
8.一种电池包，其特征在于，包括如权利要求7所述的单体电池。
9.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求7所述的单体电池，所述单体电池用于提供电能。
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