CN116231251A - 一种锂离子电池及其顶盖组件和下塑胶件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂离子电池及其顶盖组件和下塑胶件，该下塑胶件包括下塑胶件本体，下塑胶件本体上设有注液孔下型腔和防爆阀下型腔，注液孔下型腔与锂离子电池顶盖组件的顶盖片上的注液孔相对且连通，防爆阀下型腔与锂离子电池顶盖组件的顶盖片上的防爆阀相对；注液孔下型腔和防爆阀下型腔连通且均设有排液孔；注液孔下型腔在与注液孔正对的位置固定设有一平挡片，平挡片所在平面与注液孔的轴线垂直，平挡片与注液孔之间的距离与密封胶钉需要插入的深度相等。本发明能够解决目前电池注液时效率低、注液时对电芯会造成破坏、插密封胶钉时插入过深影响电池气密性的问题。
Description
技术领域
本发明属于新能源材料制备技术领域，尤其涉及一种锂离子电池及其顶盖组件和下塑胶件。
背景技术
锂离子电池作为新能源产业领域的关键核心部件，在储能、电动汽车、电动双轮车及消费类产品上的到广泛应用，同时也对锂离子电池的安全性能及稳定性能提出了更高的要求。
锂离子电池结构主要包括电芯、壳体及顶盖组件。其中顶盖组件包括有顶盖片、下塑胶件、保护元件。现有的技术会在下塑胶件本体上开有与顶盖片注液孔位置相对的注液孔用来对电池进行注液操作，但是其具有以下缺点：
1、注液后，需要在注液孔插入密封胶钉，而现有技术中，由于插入密封胶钉时的作用力不稳定，当插入时的力过大时易造成密封胶钉插入过深，从而影响密封性；
2、注液时电解液沿注液孔经过下塑胶件的注液通孔后，会直接冲击在电芯芯包上，电解液的冲击的作用易对电芯造成损坏；
3、从注液孔注入电解液时，电解液不能及时扩散到全部电池内部，影响注液效率。
发明内容
为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种锂离子电池及其顶盖组件和下塑胶件，本发明能够解决目前电池注液时效率低、注液时对电芯会造成破坏、插密封胶钉时插入过深影响电池气密性的问题。
为达到此目的，本发明采用以下技术方案：
一种锂离子电池顶盖组件的下塑胶件，包括下塑胶件本体，下塑胶件本体上设有注液孔下型腔和防爆阀下型腔，注液孔下型腔与锂离子电池顶盖组件的顶盖片上的注液孔相对且连通，防爆阀下型腔与锂离子电池顶盖组件的顶盖片上的防爆阀相对；
注液孔下型腔和防爆阀下型腔连通，注液孔下型腔和防爆阀下型腔上均设有排液孔；
注液孔下型腔在与锂离子电池顶盖组件上的注液孔正对的位置固定设有一平挡片，平挡片所在平面与锂离子电池顶盖组件的顶盖片上的注液孔的轴线垂直，平挡片与锂离子电池顶盖组件的顶盖片上的注液孔之间的距离与锂离子电池顶盖组件的顶盖片上的注液孔适配的密封胶钉需要插入的深度相等。
优选的，所述平挡片的形状为圆形，平挡片的直径不小于所述密封胶钉插入注液孔中一端端面的直径。
优选的，注液孔下型腔的深度大于所述密封胶钉插入注液孔中的深度，平挡片通过若干连接柱与注液孔下型腔上与下塑胶件本体相对的表面固定连接，若干连接柱均匀地分布在平挡片的四周，相邻连接柱之间留有第一排液孔，第一排液孔使注液孔下型腔的内腔与注液孔下型腔的外部连通。
优选的，防爆阀下型腔上与下塑胶件本体相对的表面设有多个第二排液孔。
优选的，所述第二排液孔采用长孔，所有第二排液孔的长孔平行。
优选的，所有第二排液孔呈等间距格栅结构。
优选的，注液孔下型腔和防爆阀下型腔的侧壁均匀开设有第三排液孔。
优选的，注液孔下型腔和防爆阀下型腔均为下塑胶件本体表面下凹后形成的凹腔结构，注液孔下型腔和防爆阀下型腔的深度相同。
本发明还提供了一种锂离子电池顶盖组件，包括顶盖片和本发明如上所述的下塑胶件，顶盖片与所述下塑胶件连接，顶盖片上设有注液孔以及防爆阀，下塑胶件上的注液孔下型腔与所述注液孔相对且连通，下塑胶件上的防爆阀下型腔与锂离子电池顶盖组件上的防爆阀相对。
本发明还提供了一种锂离子电池，所述锂离子电池的顶盖组件采用本发明如上所述的锂离子电池顶盖组件。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明锂离子电池顶盖组件的下塑胶件中，通过设置平挡片，能够使得密封胶钉在插入时对密封胶钉插入的深度进行限制，使得密封胶钉插入的深度适当且均匀，避免了由于插入密封胶钉时的作用力不稳定，导致密封胶钉插入的深度深浅不一，导致密封性无法保证的缺陷，提高该工序良品率；其次，也降低了密封胶钉插入时对插入操作的要求，提高了作业效率。其次通过平挡片能够缓冲在注液时电解液对电芯造成的损坏，提高电池安全性。通过设置注液孔下型腔和防爆阀下型腔、且注液孔下型腔和防爆阀下型腔连通，注液孔下型腔和防爆阀下型腔上均设有排液孔，一方面增加了电解液在电池内部滴落的范围从而提高电解液的注液和浸润效率；另一方面，通过注液孔下型腔和防爆阀下型腔连通的结构相比现有技术的下塑胶结构而言储存电解液的空腔结构更大，能够进一步对电解液的流动进行缓存、缓冲和降低流速，进一步降低在注液时电解液对电芯芯包造成的损坏，提高电池安全性。
附图说明
图1(a)为本发明锂离子电池顶盖组件的下塑胶件的仰视图；图1(b)为图1(a)中的A部放大示意图；
图2为图1(a)所示下塑胶件的第一三维立体图；
图3为图1(a)所示下塑胶件的第二三维立体图；
图4为图3所示下塑胶件沿长度方向的局部(设置注液孔下型腔和防爆阀下型腔部位)纵剖图；
图5(a)为现有技术中采用的密封胶钉的主视图；图5(b)为现有技术中采用的密封胶钉的仰视图。
图中，1-下塑胶件本体；2-注液孔下型腔；3-防爆阀下型腔；4-平挡片；5-第一排液孔；6-第二排液孔；7-第三排液孔；8-连接柱；9-密封胶钉。
具体实施方式
为了使本领域技术人员更好的理解本发明方案，下面将结合附图，对本发明的技术方案进行清楚、完整的描述。基于本发明公开中的技术方案，本领域普通技术人员基于本申请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。
为了解决目前顶盖注液结构插入密封胶钉出现插入过深影响电池气密性、注液浸润效率低、电解液冲击电芯芯包对电芯造成破坏的缺点，本实施例提供了锂离子电池及其顶盖组件和下塑胶件，具体介绍如下。
参见图1-图4，锂离子电池顶盖组件的下塑胶件，包括下塑胶件本体1，下塑胶件本体1上设有注液孔下型腔2和防爆阀下型腔3，注液孔下型腔2与锂离子电池顶盖组件的顶盖片上的注液孔相对且连通，防爆阀下型腔3与锂离子电池顶盖组件的顶盖片上的防爆阀相对；注液孔下型腔2和防爆阀下型腔3连通，注液孔下型腔2和防爆阀下型腔上均设有排液孔；注液孔下型腔2在与锂离子电池顶盖组件上的注液孔正对的位置固定设有一平挡片4，平挡片4所在平面与锂离子电池顶盖组件的顶盖片上的注液孔的轴线垂直，平挡片4与锂离子电池顶盖组件的顶盖片上的注液孔之间的距离与锂离子电池顶盖组件的顶盖片上的注液孔适配的密封胶钉需要插入的深度相等。
本发明上述技术方案的原理如下：
当从注液孔注入电解液时，刚注入的电解液是一股液流，速度和压力相对较高，当电解液撞击到平挡片4后，通过平挡片4能够对电解液进行阻挡、缓冲、速度降低，与平挡片4撞击后的电解液向平挡片4四周流动并进入注液孔下型腔2和防爆阀下型腔3，由于注液孔下型腔2和防爆阀下型腔3具有一定的容积，可对电解液的流速进一步降低，然后通过注液孔下型腔2和防爆阀下型腔3上开设的排液孔以较低的速度滴落，本发明有效的降低了电解液的流速，增加了电解液在电池内部滴落的范围以及提高电解液的注液和浸润效率，降低了电解液对电芯芯包产生的冲击力，基于此，本发明的下塑胶件能够允许较高的电解液注入速度和压力，进而能够进一步提高效率。
当电解液注入完成后，需要塞密封胶钉9时，将密封胶钉9塞入注液孔中，在密封胶钉9塞入过程中会被平挡片4进行阻挡、限位，从而保证了密封胶钉9塞入合适的深度，防止密封胶钉插入过深。常用的密封胶钉9的结构如图5(a)和图5(b)所示，密封胶钉9的下端为平面，因此本发明中设置的是平挡片4，当密封胶钉9的下端面与平挡片4接触后，即可保证密封胶钉9的插入深度和垂直度，进而保证密封性。
作为本发明的优选方案，参见图4，平挡片4的形状可设置为圆形，使得与平挡片4接触后的电解液能够相对均匀的向平挡片4的四周分散，平挡片4的直径不小于所述密封胶钉插入注液孔中一端端面的直径，保证了密封胶钉9能够被平挡片4进行有效限位，避免密封胶钉9塞入时发生歪斜和过插入。
作为本发明的优选方案，参见图4，注液孔下型腔2的深度大于所述密封胶钉插入注液孔中的深度，即平挡片4在注液孔下型腔2底面的上方，平挡片4通过若干连接柱8与注液孔下型腔2上与下塑胶件本体1相对的表面(即图4中所示的注液孔下型腔2的底面)固定连接，若干连接柱8均匀地分布在平挡片4的四周，相邻连接柱8之间留有第一排液孔5，第一排液孔5形状为圆形且半径大于挡片4的半径，第一排液孔5使注液孔下型腔2的内腔与注液孔下型腔2的外部连通，连接柱8位于平挡片4与注液孔下型腔2底面之间，这样使得连接柱8主要承受压应力，能够使连接柱8不易损坏、提高其使用寿命。连接柱8的长度可以确定挡片4的位置高度，以满足挡片4对密封胶钉的定位作用。设置第一排液孔5能够增加电解液的滴落点，使得电解液的分布更加均匀。此外，参见图4以及图1(b)，连接柱8与平挡片4可设置为呈圆台形的一体结构，且平挡片4作为圆台的小端，这样使得下塑胶件本体1通过注塑成型的方式加工，提高了下塑胶件本体1的加工效率。
作为本发明的优选方案，参见图1-图4，防爆阀下型腔3上与下塑胶件本体1相对的表面设有多个第二排液孔6。利用第二排液孔6能够增加电解液的滴落点，使得电解液的分布更加均匀。
作为本发明的优选方案，参见图1-图4，所述第二排液孔6采用长孔，所有第二排液孔6的长孔平行，该结构的第二排液孔6兼顾排液以及防爆的要求。
作为本发明的优选方案，参见图1-图4，所有第二排液孔6呈等间距格栅结构，该结构的第二排液孔6便于加工，使得下塑胶件本体1通过注塑成型的方式加工，提高了下塑胶件本体1的加工效率。
作为本发明的优选方案，参见图1-图4，注液孔下型腔2和防爆阀下型腔3的侧壁均匀开设有第三排液孔7。利用第三排液孔7能够增加电解液的滴落点，使得电解液的分布更加均匀。第三排液孔7的形状可采用圆形。
作为本发明的优选方案，参见图4，注液孔下型腔2和防爆阀下型腔3均为下塑胶件本体1表面下凹后形成的凹腔结构，注液孔下型腔2和防爆阀下型腔3的深度相同。该结构的下塑胶件本体1可通过注塑成型进行一体成型，整体性较好、保证使用寿命。此外注液孔下型腔2的竖截面可采用矩形，使得注液孔下型腔2较易进入防爆阀下型腔3中。
本发明锂离子电池顶盖组件包括顶盖片和本发明如上所述的下塑胶件，顶盖片与所述下塑胶件连接，顶盖片上设有注液孔以及防爆阀，下塑胶件上的注液孔下型腔2与所述注液孔相对且连通，下塑胶件上的防爆阀下型腔3与锂离子电池顶盖组件上的防爆阀相对。
本发明还提供了一种锂离子电池，该锂离子电池的顶盖组件采用本发明如上所述的锂离子电池顶盖组件。
综上可以看出，本发明通过对锂离子电池顶盖下塑胶注液及密封胶钉定位结构进行设计，解决目前顶盖注液结构插入密封胶钉出现插入过深影响电池气密性、注液和浸润效率低、电解液冲击电芯芯包对电芯造成破坏的缺点，提高了注液工序的生产效率和良品率以及电池产品的安全性。
Claims (10)
1.一种锂离子电池顶盖组件的下塑胶件，其特征在于，包括下塑胶件本体(1)，下塑胶件本体(1)上设有注液孔下型腔(2)和防爆阀下型腔(3)，注液孔下型腔(2)与锂离子电池顶盖组件的顶盖片上的注液孔相对且连通，防爆阀下型腔(3)与锂离子电池顶盖组件的顶盖片上的防爆阀相对；
注液孔下型腔(2)和防爆阀下型腔(3)连通，注液孔下型腔(2)和防爆阀下型腔(3)上均设有排液孔；
注液孔下型腔(2)在与锂离子电池顶盖组件上的注液孔正对的位置固定设有一平挡片(4)，平挡片(4)所在平面与锂离子电池顶盖组件的顶盖片上的注液孔的轴线垂直，平挡片(4)与锂离子电池顶盖组件的顶盖片上的注液孔之间的距离与锂离子电池顶盖组件的顶盖片上的注液孔适配的密封胶钉需要插入的深度相等。
2.根据权利要求1所述的一种锂离子电池顶盖组件的下塑胶件，其特征在于，所述平挡片(4)的形状为圆形，平挡片(4)的直径不小于所述密封胶钉插入注液孔中一端端面的直径。
3.根据权利要求1所述的一种锂离子电池顶盖组件的下塑胶件，其特征在于，注液孔下型腔(2)的深度大于所述密封胶钉插入注液孔中的深度，平挡片(4)通过若干连接柱(8)与注液孔下型腔(2)上与下塑胶件本体(1)相对的表面固定连接，若干连接柱(8)均匀地分布在平挡片(4)的四周，相邻连接柱(8)之间留有第一排液孔(5)，第一排液孔(5)使注液孔下型腔(2)的内腔与注液孔下型腔(2)的外部连通。
4.根据权利要求1所述的一种锂离子电池顶盖组件的下塑胶件，其特征在于，防爆阀下型腔(3)上与下塑胶件本体(1)相对的表面设有多个第二排液孔(6)。
5.根据权利要求4所述的一种锂离子电池顶盖组件的下塑胶件，其特征在于，所述第二排液孔(6)采用长孔，所有第二排液孔(6)的长孔平行。
6.根据权利要求5所述的一种锂离子电池顶盖组件的下塑胶件，其特征在于，所有第二排液孔(6)呈等间距格栅结构。
7.根据权利要求1所述的一种锂离子电池顶盖组件的下塑胶件，其特征在于，注液孔下型腔(2)和防爆阀下型腔(3)的侧壁均匀开设有第三排液孔(7)。
8.根据权利要求1所述的一种锂离子电池顶盖组件的下塑胶件，其特征在于，注液孔下型腔(2)和防爆阀下型腔(3)均为下塑胶件本体(1)表面下凹后形成的凹腔结构，注液孔下型腔(2)和防爆阀下型腔(3)的深度相同。
9.一种锂离子电池顶盖组件，其特征在于，包括顶盖片和权利要求1-8任意一项所述的下塑胶件，顶盖片与所述下塑胶件连接，顶盖片上设有注液孔以及防爆阀，下塑胶件上的注液孔下型腔(2)与所述注液孔相对且连通，下塑胶件上的防爆阀下型腔(3)与锂离子电池顶盖组件上的防爆阀相对。
10.一种锂离子电池，其特征在于，所述锂离子电池的顶盖组件采用权利要求9所述的锂离子电池顶盖组件。
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