CN115832649A - 一种电芯注液孔密封工装及密封方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电芯注液孔密封工装及密封方法，涉及电芯注液孔密封技术领域，其中，电芯注液孔密封工装包括：托盘，具有多个用于放置电芯的容纳腔；中间组件，包括衬板，所述衬板安装于所述托盘，所述衬板对应各个所述容纳腔的位置设置有第一通孔；盖板组件，包括密封件和压板，所述密封件用于与多个所述电芯的注液孔抵接，以实现所述注液孔的密封，所述压板设置于所述密封件远离所述电芯的一侧；连接组件，用于连接所述托盘和所述压板。通过压板将密封件紧压在托盘中的多个电芯上，实现一个密封件同时对托盘中的多个电芯的注液孔的密封工作，避免了使用密封钉插入单电芯的注液孔时密封钉容易折断的情况，有效防止了异物进入到电芯内部。

Description

一种电芯注液孔密封工装及密封方法

技术领域

本申请涉及电芯注液孔密封技术领域，特别是涉及一种电芯注液孔密封工装及密封方法。

背景技术

注液孔未密封的电芯，如圆柱电芯，在生产过程中需要常温静置或者高温静置，静置时需要低湿环境，以防止有水分进入到电芯内部，从而避免后续充放电过程中电芯壳体鼓胀。

传统的圆柱电芯，如18650圆柱电芯注液后通常直接对注液孔滚槽密封，在静置及化成时注液孔都是闭口，使得电芯与外界环境无接触。方形电芯注液孔较大，如直径为Φ3mm，可以使用一种特制的胶钉对注液孔进行密封，静置前插钉，化成前拔钉。而圆柱电芯的注液孔直径通常较小，如注液孔直径为Φ1.2mm，使用胶钉插入注液孔内进行密封时，因胶钉直径较小易折断，容易使异物进入电芯内部而影响电芯安全性能。

发明内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种电芯注液孔密封工装，能够有效避免异物进入电芯内部，进而保证电芯安全性能。

本申请还提出一种电芯注液孔密封方法。

本申请的一方面实施例的电芯注液孔密封工装，包括：托盘，具有多个用于放置电芯的容纳腔；中间组件，包括衬板，所述衬板安装于所述托盘，所述衬板对应各个所述容纳腔的位置设置有第一通孔，所述第一通孔与所述电芯匹配；盖板组件，包括密封件和压板，所述密封件用于与多个所述电芯的注液孔抵接，以实现所述注液孔的密封，所述压板设置于所述密封件远离所述电芯的一侧；连接组件，用于连接所述托盘和所述压板，以使所述密封件与所述注液孔抵接。

进一步地，所述连接组件包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件的一端与所述托盘连接，所述第一连接件的另一端贯穿所述密封件和所述压板后与所述第二连接件螺纹连接。

进一步地，所述第一连接件包括第一部分，所述第一部分设置有第一限位部，所述托盘设置有与所述第一限位部配合连接的第二限位部。

进一步地，所述第一限位部具有卡位凹部，所述第二限位部包括与所述卡位凹部匹配的凸起，所述第一连接件还包括第二部分，所述第二部分连接于所述第一部分远离所述托盘的一端，所述第一部分与所述第二部分的衔接处形成有第一台阶，所述衬板具有与所述第二部分相匹配的第二通孔，所述第二部分穿设于所述第二通孔，所述衬板与所述第一台阶抵接。

进一步地，所述卡位凹部为十字凹槽。

进一步地，所述第二连接件包括基部和第二驱动部，所述基部与第一连接件螺纹连接，所述第二驱动部与所述基部连接，所述第二驱动部用于驱动所述基部转动。

进一步地，所述中间组件包括连接柱，所述连接柱的一端与所述托盘固定连接，所述衬板设置有与所述连接柱另一端匹配的限位孔，所述连接柱至少部分位于所述限位孔，所述衬板通过紧固件与所述连接柱固定连接。

进一步地，所述连接柱包括固定部，所述托盘设置有支撑柱，所述支撑柱与所述固定部螺纹连接。

进一步地，所述密封件包括EPDM片，所述EPDM片用于封堵所述注液孔。

本申请另一方面实施例的电芯注液孔密封方法，基于如前所述的电芯注液孔密封工装，包括如下步骤：把所述衬板安装于所述托盘；将所述电芯放置到所述容纳腔，并使所述电芯位于所述第一通孔中；将所述密封件设置于所述电芯上，使所述密封件将所述电芯的注液孔遮挡，并通过所述压板将所述密封件压在所述电芯上，以使所述密封件将所述注液孔密封。

前述的电芯注液孔密封工装，至少具有如下有益效果：通过压板将一个密封件紧压在托盘中的多个电芯上，实现一个密封件同时对托盘中的多个电芯的注液孔的密封工作，避免了使用密封钉插入单电芯的注液孔容易导致密封钉折断的情况，有效防止了异物进入到电芯内部。同时，密封件能够同时对托盘中的多个电芯同时密封，有利于提高注液孔的密封效率。此外，利用密封件对注液孔进行密封，密封后整盘电芯可以不用放置在低湿环境中，能够有效节省除湿能耗及成本。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本申请做进一步的说明，其中：

图1为本申请一方面实施例的电芯注液孔密封工装的整体结构示意图；

图2为本申请一方面实施例的电芯注液孔密封工装的部分结构示意图；

图3为图2的正视示意图；

图4为图3中A-A的剖视示意图；

图5为图4中D部分的局部放大示意图；

图6为本申请一方面实施例的电芯注液孔密封工装中第一连接件的结构示意图；

图7为本申请一方面实施例的电芯注液孔密封工装中的第一连接件另一角度的结构示意图；

图8为图3中B-B的剖视示意图；

图9为图8中E部分的局部放大示意图；

图10为本申请一方面实施例的电芯注液孔密封工装中连接柱的其中一种结构示意图；

图11为图10中的连接柱的剖切示意图；

图12为底盘、衬板及连接柱的安装示意图；

图13为图12中H部分的局部放大示意图；

图14为本申请一方面实施例的电芯注液孔密封工装的俯视示意图；

图15为图14中C-C的剖切示意图；

图16为图15中F部分的局部放大示意图；

图17为本申请一方面实施例涉及的电芯的其中一种结构示意图。

附图标记：

1、电芯；101、极柱；102、注液孔；

100、托盘；110、第二限位部；120、支撑柱；130、容纳腔；140、分隔单元；

210、衬板；211、第一通孔；212、限位孔；213、第一连接孔；214、第四通孔；215、第二通孔；220、连接柱；221、固定部；222、导向部；223、第二连接孔；224、第一驱动部；

310、密封件；311、定位孔；320、压板；321、第三通孔；

410、第一连接件；411、第一部分；4111、第一限位部；4112、卡位凹部；412、第二部分；413、第一台阶；414、第三部分；420、第二连接件。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。

在本申请的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。

本申请的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

参见图1至图2所示，本申请一方面实施例公开了一种电芯注液孔密封工装，该电芯注液孔密封工装包括托盘100、中间组件、盖板组件及连接组件。

如图2所示，托盘100中设置有多个用于放置电芯1的容纳腔130。使用时，一个容纳腔130能够对应放入一个或多个电芯1。

如图2所示，中间组件包括衬板210，衬板210安装于托盘100，衬板210对应各个容纳腔130的位置设置有第一通孔211，第一通孔211与电芯1匹配。具体的，第一通孔211的尺寸与电芯1的外轮廓相匹配，以使电芯1能够至少部分穿过第一通孔211，使电芯1放入到容纳腔130中；与此同时，第一通孔211的尺寸与电芯1的外轮廓匹配，能够对电芯1起到限位固定作用，有效避免了电芯1在托盘100中晃动或倾倒歪斜的情况。其中，电芯1放入到容纳腔130中后，电芯1的底部与容纳腔130的底部即托盘100抵接。

应当指出，衬板210与容纳腔130对应的位置可以根据实际需求设置一个或多个第一通孔211。例如，当衬板210与容纳腔130对应的位置设置的第一通孔211的数量为一个时，即一个容纳腔130中放入一个电芯1。

在前述实施例中，通过更换衬板210，改变衬板210中第一通孔211的孔径，能够使本申请实施例的电芯注液孔密封工装适用不同直径的电芯1的注液孔102密封工作，从而提高其兼容性、实用性。应当理解，前述所指的不同直径的电芯1的直径应小于容纳腔130的内接圆的直径，以保证电芯1能够放入到容纳腔130中。

如图2所示，盖板组件包括密封件310和压板320，密封件310用于与多个电芯1的注液孔102同时抵接，以实现注液孔102的密封，压板320设置于密封件310远离电芯1的一侧。具体的，密封件310的大小尺寸小于等于压板320的尺寸，以保证压板320能够将密封件310压在电芯1的顶端面，进而将位于电芯1顶端面的注液孔102密封。其中，密封件310与压板320组可以是预先组装好的整体部件，也可以是相互独立的两个部件。

如图2所示，连接组件用于连接托盘100和压板320，使得压板320压紧密封件310，以使密封件310与注液孔102抵接并实现密封。对托盘100中的电芯1的注液孔102进行密封时，注液完成后，使密封件310与多个电芯1的注液孔102对齐，然后利用连接组件将压板320与衬板210收紧，使得密封件310能够紧紧压在电芯1的顶端面，从而将电芯1顶端面的注液孔102密封。

前述的电芯注液孔密封工装中，通过压板320将一个密封件310紧压在托盘100中的多个电芯1上，实现一个密封件310同时对托盘100中的多个电芯1的注液孔102的密封工作，避免了使用密封钉插入单电芯1的注液孔102时密封钉容易折断的情况，有效防止了异物进入到电芯1内部。同时，密封件310能够同时对托盘100中的多个电芯1同时密封，有利于提高注液孔102的密封效率。此外，利用密封件310对注液孔102进行密封，密封后整盘电芯1可以不用放置在低湿环境中，能够有效节省除湿能耗及成本。

一些实施例中，参见图1和图2所示，密封件310具有弹性层，弹性层的材料可以是热塑性弹性体、硅胶或者EPDM(三元乙丙橡胶)等耐电解液腐蚀材料。密封注液孔102时，密封件310的弹性层与电芯1的注液孔102抵接，在压板320的压力作用下，弹性层发生形变，同时将注液孔102密封。

本实施例中，参见图1和图2所示，密封件310包括EPDM片(三元乙丙橡胶)，EPDM片用于封堵注液孔102。也就是说，密封件310的弹性层为片状的EPDM材料制作而成。EPDM材料能够耐电解液腐蚀，有效防止了电芯1中的电解液腐蚀密封件310的情况。同时，EPDM材料具有一定的弹性，在受到压板320的挤压作用时，能够与注液孔102的边缘紧贴，进而将注液孔102密封。

一些实施例中，如图2和图3所示，连接组件包括第一连接件410和第二连接件420，第一连接件410的一端与托盘100连接，第一连接件410的另一端贯穿密封件310和压板320并与第二连接件420螺纹连接。具体的，第一连接件410的下端与衬板210连接，且第一连接件410无法沿远离托盘100的方向移动，即第一连接件410无法向上移动。衬板210设置有供第一连接件410穿过的第二通孔215，第一连接件410的上端穿过衬板210的第二连接孔223后继续向上延伸，如图2和图4所示。托盘100中的电芯1注入电解液后，把密封件310及压板320放置到电芯1的上方，并使密封件310将多盘100中的多个电芯1的注液孔102遮挡。其中，密封件310及压板320均设置有供第一连接件410穿过的孔，且第一连接件410的上端突出于压板320的上表面，第二连接件420与第一连接件410的上端螺纹连接。压板320设置有多个第三通孔321，第三通孔321避开极柱101及注液孔102设置。在第二连接件420旋入过程中，第二连接件420同时将压板320向靠近托盘100的方向挤压，以将密封件310紧压在电芯1的上表面，进而实现对注液孔102的密封。

作为其中的一些实施例，请参见图4和图5所示，第一连接件410包括第一部分411，第一部分411设置有第一限位部4111，托盘100设置有与第一限位部4111配合连接的第二限位部110。第一限位部4111与第二限位部110配合连接，以限制第一连接件410向上移动。

进一步地，请继续参见图4和图5所示，第一限位部4111具有卡位凹部4112，第二限位部110包括与卡位凹部4112匹配的凸起，第一连接件410还包括第二部分412，第二部分412连接于第一部分411远离托盘100的一端，第一部分411与第二部分412的衔接处形成有第一台阶413，衬板210具有与第二部分412相匹配的第二通孔215，第二部分412穿设于第二通孔215，衬板210与第一台阶413抵接。由图示可知，卡位凹部4112位于第一连接件410的的底部，与卡位凹部4112相互配合的凸起位于容纳腔130的底部。装配时，托盘100的卡位凸起插入到卡位凹部4112内，以限制第一连接件410转动。由图示还可以看出，衬板210与第一连接件410的第二部分412配合连接，且衬板210的第二通孔215的直径小于第一连接件410的第一部分411的外径，从而使衬板210能够对第一连接件410起到止挡作用，限制了第一连接件410向上移动。换言之，通过衬板210与第一台阶413的相互配合，以及卡位凹部4112与凸起的相互配合，实现了第一连接件410与托盘100的固定连接的作用。

本实施例中，参见图6和图7所示，卡位凹部4112为十字凹槽，托盘100底部的凸起为与十字凹槽匹配的十字凸起。十字凸起能够对第一连接件410的底部起到定位作用，同时很好地限制了第一连接件410绕自身轴线转动，避免了第二连接件420旋入第一连接件410时第一连接件410与第二连接件420同步转动的情况，保证了密封效率。其中，第一连接件410还包括第三部分414，第三部分414设置有螺纹段，用于与第二连接件420连接。其中，第三部分414的横截面小于第二部分412的横截面。

一些实施例中，如图6和图7所示，第三部分414的远离第一部分411的一端设置有外螺纹，第二连接件420可以选择为与第一连接件410上端配合的螺母。

一些实施例中，请继续参见图2和图3所示，第二连接件420包括基部和第二驱动部，基部与第一连接件410螺纹连接，第二驱动部与基部连接，第二驱动部用于驱动基部转动。具体到本实施例中，第一连接件410的上端设置有外螺纹，第二连接件420的基部设置有与之匹配的内螺纹。连接时，可将作用力作用于第二驱动部，利用第二驱动部带动基部转动。第二驱动部的设置，便于手动密封注液孔102。在实际工作中，第二连接件420具体可以选择为蝶形螺母。

一些实施例中，参见图8至图11所示，中间组件包括连接柱220，连接柱220的一端与托盘100固定连接，衬板210设置有与连接柱220另一端匹配的限位孔212，连接柱220至少部分位于限位孔212，衬板210通过紧固件与连接柱220固定连接。具体的，连接柱220的下端设置有螺纹段，连接柱220与底盘螺纹连接；连接柱220的上端位于限位孔212内且连接柱220的上端与限位孔212的底部抵接，使得连接柱220能够对衬板210起到支撑作用。连接柱220还设置有第二连接孔223，衬板210对应第二连接孔223的位置设置有第一连接孔213，第一连接孔213和第二连接孔223穿设有紧固件，进而使衬板210固定连接到连接柱220上。实际应用中，第二连接孔223设置为螺纹孔，紧固件具体可以选择为沉孔螺栓或其它连接螺栓。

上述实施例中，连接柱220与托盘100通过螺纹连接，连接柱220与衬板210通过螺栓等紧固件连接。也就是说，实际应用中，前述实施例的连接柱220可以更换。进而，需要对不同高度的电芯1的注液孔102进行密封时，可以通过更换不同高度的连接柱220，使得更换连接柱220后的密封工装能够适用于不同高度的电芯1的注液孔102密封工作，进而提高了本实施例的密封工装的通用性。应当指出，同一批次的多个电芯1应为同一规格。

此外，前述实施例中，衬板210中设置有限位孔212，装配时连接柱220至少部分位于该限位孔212中，且限位孔212与连接柱220匹配，从而在水平方向对衬板210进行限位，有效避免了衬板210发生横向偏移进而导致密封件310无法很好地将注液孔102密封的情况。

作为其中的一些实施例，请继续参见8至图11所示，连接柱220包括固定部221，托盘100设置有支撑柱120，支撑柱120与固定部221螺纹连接。具体的，固定部221的外周设置有外螺纹，支撑柱120设置有与固定部221配合连接的第三连接孔，第三连接孔内设置有与前述外螺纹匹配的内螺纹，固定部221与第三连接孔螺纹连接。

进一步地，连接柱220还设置有导向部222，导向部222设置于固定部221的上端，支撑柱120设置有与该导向部222匹配的定位部，如图9所示。进一步地，连接柱220的外周设置有第一驱动部224，该第一驱动部224具有两个相互平行的平面，转动该连接柱220时，将工具卡合在该第一驱动部224上，以驱动该连接柱220转动。组装时，连接柱220的下端与第三连接孔螺纹连接，且支撑柱120的定位部与连接柱220的导向部222配合连接。导向部222和定位部的相互配合能够分担连接柱220受到的横向作用力，从而对固定部221与第三连接孔的连接起到了保护作用。

下面以一个具体的实施例详细描述本申请实施例的电芯注液孔密封工装。应当理解，下述实施例仅是示例性描述，不应理解为对本申请实施例的电芯注液孔密封工装的限制。

参见图12至图17所示，托盘100包括多个按照一定规律布置的分隔单元140，多个分隔单元140限定出多个容纳腔130。衬板210通过连接柱220安装到托盘100上，其中，一个衬板210通过多个连接柱220与托盘100连接，以保证衬板210的安装稳定性。衬板210中的第一通孔211的数量和位置与托盘100中容纳腔130的数量和位置一一对应。相邻两排第一通孔211之间设置有多个第四通孔214，以提高散热能力。托盘100中设置有4个衬板210，4个衬板210将托盘100划分为四个电池分区，以确保密封件310对注液孔102密封的可靠性。每个第一通孔211中放入有一个电芯1，该电芯1为圆柱电芯，具体可以是18650圆柱电芯，电芯1的顶端包括极柱101以及偏心设置的注液孔102。电芯1注液完毕后，将EPDM片放置于电芯1上，其中，EPDM片对应极柱101的位置设置有定位孔311，该定位孔311与极柱101匹配。注液孔102密封时，通过使极柱101落入到定位孔311中，以确保EPDM片能够将注液孔102遮挡。然后将蝶形螺母旋入到第一连接件410上端的螺纹段中，随着蝶形螺母向下移动，蝶形螺母将压板320向下挤压，能够使压板320将EPDM片紧压在电芯1的上端面。此时，EPDM片由于受到挤压作用而变形，从而与注液孔102边缘紧贴，进而实现对注液孔102的密封工作。

应当理解，前述的电芯注液孔密封工装不仅能够适用于圆柱电芯的注液孔102密封工作，还可以适用于方形电芯、矩形电芯或其它形状的电芯的注液孔密封工作。

本申请另一方面公开了一种电芯注液孔密封方法，基于如前所述的电芯注液孔密封工装，包括如下步骤：把衬板210安装于托盘100；将电芯1放置到容纳腔130，并使电芯1位于第一通孔211中；将密封件310设置于电芯1上，使密封件310将电芯1的注液孔102遮挡，并通过压板320将密封件310压在电芯1上，使得密封件310与注液孔102紧贴，以使密封件310将注液孔102密封。本实施例中，密封件310为EPDM片，具有良好的耐电解液腐蚀能力。

上面结合附图对本申请实施例作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。此外，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。

Claims (10)

1.一种电芯注液孔密封工装，其特征在于，包括：

托盘，具有多个用于放置电芯的容纳腔；

中间组件，包括衬板，所述衬板安装于所述托盘，所述衬板对应各个所述容纳腔的位置设置有第一通孔，所述第一通孔与所述电芯匹配；

盖板组件，包括密封件和压板，所述密封件用于与多个所述电芯的注液孔抵接，以实现所述注液孔的密封，所述压板设置于所述密封件远离所述电芯的一侧；

连接组件，用于连接所述托盘和所述压板，以使所述密封件与所述注液孔抵接。

2.根据权利要求1所述的电芯注液孔密封工装，其特征在于，所述连接组件包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件的一端与所述托盘连接，所述第一连接件的另一端贯穿所述密封件和所述压板后与所述第二连接件螺纹连接。

3.根据权利要求2所述的电芯注液孔密封工装，其特征在于，所述第一连接件包括第一部分，所述第一部分设置有第一限位部，所述托盘设置有与所述第一限位部配合连接的第二限位部。

4.根据权利要求3所述的电芯注液孔密封工装，其特征在于，所述第一限位部具有卡位凹部，所述第二限位部包括与所述卡位凹部匹配的凸起，所述第一连接件还包括第二部分，所述第二部分连接于所述第一部分远离所述托盘的一端，所述第一部分与所述第二部分的衔接处形成有第一台阶，所述衬板具有与所述第二部分相匹配的第二通孔，所述第二部分穿设于所述第二通孔，所述衬板与所述第一台阶抵接。

5.根据权利要求4所述的电芯注液孔密封工装，其特征在于，所述卡位凹部为十字凹槽。

6.根据权利要求2至5任一项所述的电芯注液孔密封工装，其特征在于，所述第二连接件包括基部和第二驱动部，所述基部与第一连接件螺纹连接，所述第二驱动部与所述基部连接，所述第二驱动部用于驱动所述基部转动。

7.根据权利要求1所述的电芯注液孔密封工装，其特征在于，所述中间组件包括连接柱，所述连接柱的一端与所述托盘固定连接，所述衬板设置有与所述连接柱另一端匹配的限位孔，所述连接柱至少部分位于所述限位孔，所述衬板通过紧固件与所述连接柱固定连接。

8.根据权利要求7所述的电芯注液孔密封工装，其特征在于，所述连接柱包括固定部，所述托盘设置有支撑柱，所述支撑柱与所述固定部螺纹连接。

9.根据权利要求1所述的电芯注液孔密封工装，其特征在于，所述密封件包括EPDM片，所述EPDM片用于封堵所述注液孔。

10.一种电芯注液孔密封方法，其特征在于，基于如权利要求1至9任一项所述的电芯注液孔密封工装，包括如下步骤：

把所述衬板安装于所述托盘；

将所述电芯放置到所述容纳腔，并使所述电芯位于所述第一通孔中；

将所述密封件设置于多个所述电芯上，使所述密封件将多个所述电芯的注液孔遮挡，并通过所述压板将所述密封件压在多个所述电芯上，以使所述密封件将所述注液孔密封。

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