下塑胶结构、端盖组件、储能装置及用电设备
技术领域
本发明涉及储能技术领域,尤其涉及一种下塑胶结构、端盖组件、储能装置及用电设备。
背景技术
二次电池(Rechargeable battery)又称为充电电池或蓄电池,是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池。二次电池的可循环利用特性使其逐渐成为用电设备的主要动力来源,随着二次电池的需求量逐渐增大,人们对其各方面的性能要求也越来越高,尤其是对于二次电池循环性能的要求,而二次电池的注液效果的优劣是影响电池循环性能的重要参数。
相关技术中的二次电池通常是由端盖组件、裸电芯和壳体组成,其中,端盖组件包括端盖、下塑胶件等多个部件,在端盖和下塑胶件上均设有贯通的注液孔,以使电解液能够通过端盖和下塑胶件上的注液孔注入壳体内部,以浸润裸电芯。然而,注液孔为了避让其他结构(例如极柱的安装位或防爆阀的安装位等),通常会偏离裸电芯的中心区域,如此容易使得电解液集中偏向裸电芯的一侧注射,从而容易存在电解液吸收不均匀的现象,进而会延长电解液充分浸润裸电芯的时间,进而影响浸润效率。
发明内容
本发明实施例公开了一种下塑胶结构、端盖组件、储能装置及用电设备,能够有效缩短电解液浸润裸电芯的时间,从而有利于提高裸电芯的浸润效率。
为了实现上述目的,第一方面,本发明公开了一种下塑胶结构,所述下塑胶结构包括:
下塑胶件,所述下塑胶件具有第一表面以及与所述第一表面相背的第二表面,所述下塑胶件设置有贯通所述第一表面和所述第二表面的第一注液孔;以及
导流件,所述导流件包括连接部件和弹性导流部件,所述连接部件与所述第一表面连接,所述弹性导流部件连接于所述连接部件并与所述第一注液孔之间具有间隙,且所述弹性导流部件在所述第一表面上的投影至少覆盖部分所述第一注液孔,所述弹性导流部件具有朝向所述第一表面设置的第三表面以及与所述第三表面相背的第四表面,所述第三表面朝向所述第一表面凸起设置,以使所述第三表面用于导流经所述第一注液孔注入的电解液,且所述第四表面朝向所述第三表面凹陷形成凹陷部。
通过在下塑胶件上额外增设导流件,该导流件的弹性导流部件在下塑胶件上的投影覆盖于第一注液孔,且该弹性导流部件具有朝向第一表面设置的第三表面和与第三表面相背的第四表面,该第三表面朝向第一表面凸起设置,从而能利用该第三表面将经第一注液孔注入的电解液导流至裸电芯的不同位置,如此能够增大电解液浸润裸电芯的区域,避免电解液集中偏向裸电芯的一侧注射,改善裸电芯吸收电解液不均匀的问题,从而有利于提高裸电芯对电解液的吸收效率,缩短裸电芯的浸润时间,提高裸电芯的浸润效率;同时由于弹性导流部件在下塑胶件上的投影覆盖于第一注液孔,使得经第一注液孔注入的电解液能够先接触第三表面,然后再落到裸电芯上,以避免电解液直接冲击裸电芯,从而有利于降低因电解液直接冲击裸电芯而导致裸电芯受损的概率。
进一步地,由于弹性导流部件为弹性结构,且弹性导流部件的第四表面朝向第三表面凹陷以形成凹陷部,这样在弹性导流部件受到电解液的冲击力时,能够利用凹陷部为弹性导流部件的形变提供形变空间,以便于弹性导流部件在受到电解液的冲击力时能发生形变。具体地在较大流量的电解液经第一注液孔注入时,电解液对弹性导流部件的冲击力较大,而较大的冲击力使弹性导流部件产生相对较大的形变,使得弹性导流部件的第三表面被拉平且趋于平整,此时的电解液在第三表面上的导流方向与第一注液孔的轴线方向的夹角较大,使得电解液飞射得相对较远,从而使得电解液能够飞射至裸电芯距离第一注液孔较远的位置;在较小流量的电解液经第一注液孔注入时,电解液对弹性导流部件的冲击力较小,而较小的冲击力使弹性导流部件产生相对较小的形变,此时的电解液在第三表面上的导流方向与第一注液孔的轴线方向的夹角较小,电解液飞射得相对较近,从而使得电解液能够飞射至裸电芯距离第一注液孔较近的位置。也即是,设置弹性导流部件,可通过控制电解液的注液流速、流量以控制注液时的冲击力,间接控制第三表面朝向第一表面凸起的程度,即间接控制电解液在第三表面上的导流方向与第一注液孔的轴线方向的夹角,以进一步调整电解液的飞射距离,便于根据产品的需求,例如裸电芯的尺寸大小,使得电解液能够分散导流并均匀滴落至裸电芯的各个位置,便于裸电芯更加均匀且快速的浸润,加快浸润时间。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,所述弹性导流部件为回转体结构,所述第三表面的中心朝向所述第一表面拱起设置,且所述第四表面的中心朝向所述第三表面凹陷以形成所述凹陷部。这样能将第三表面构造成中心朝向第一表面拱起的旋转面,将第四表面构造成中心朝向第三表面凹陷的旋转面,且还能保证第三表面和第四表面的中心相对设置,以保证弹性导流部件形变的方式是从靠近第一表面的顶部向远离第一表面的方向形变,以使弹性导流部件即便在受到电解液冲击发生形变后仍能维持第三表面为朝向第一表面凸起的形状,从而确保第三表面始终能起到导流的作用。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,所述第三表面和所述第四表面相互平行设置。这样能够保证弹性导流部件任意位置的厚度都是保持一致的,以避免某一位置的厚度过薄而导致在受到电解液的冲击时产生破裂,以及避免某一位置的厚度过厚而导致在受到电解液的冲击时难以产生形变,从而导致弹性导流部件导流效果较差的情况,也即是,通过使第三表面和第四表面相互平行设置,能够在确保弹性导流部件的结构强度的同时,还方便弹性导流部件在受到电解液冲击时产生形变,调整电解液的飞射距离,提升注液均匀性。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,所述第三表面被所述弹性导流部件的中心旋转轴所在平面截得的截线为曲线,所述曲线包括关于所述第三表面的中心旋转轴对称的第一线段和第二线段,所述第一线段和所述第二线段的曲率自靠近所述第一表面的位置向远离所述第一表面的方向逐渐减小。第一线段和第二线段的曲率越小,说明第三表面的距离第一表面越远的边缘区域越平缓,则电解液在第三表面的边缘区域上的导流方向与第一注液孔的轴线方向的夹角越大,这样有利于使电解液飞射得更远,从而有利于使电解液飞射至裸电芯距离第一注液孔更远的位置,提升整体注液均匀性。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,所述弹性导流部件的材质为橡胶,且所述弹性导流部件的弹性模量E为0.00584GPa~0.00984GPa,和/或,所述弹性导流部件的泊松比μ=0.27~0.67。通过将弹性导流部件的弹性模量控制在上述范围内,能够保证弹性导流部件在受到电解液冲击时便于产生足够的形变,从而便于通过控制电解液的注液流速、流量以控制注液时的冲击力,间接控制第三表面朝向第一表面凸起的程度,以便于调整电解液的飞射距离,进而便于根据产品的需求,例如裸电芯的尺寸大小,使得电解液能够分散导流并均匀滴落至裸电芯的各个位置,提升浸润效果。而通过将弹性导流部件的泊松比控制在上述范围内,能够保证弹性导流部件形变的方式是从靠近第一表面的顶部向远离第一表面的方向形变,以使弹性导流部件即便在受到电解液冲击发生形变后仍能维持第三表面为朝向第一表面凸起的形状,从而确保第三表面始终能起到导流的作用。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,所述第三表面具有距离所述第一注液孔最近的中心区域,所述中心区域的中心与所述第一注液孔的中心偏心设置,且所述第一注液孔的中心位于所述中心区域的中心和所述下塑胶件的中心之间。
第三表面的中心区域位于第一注液孔的中心远离下塑胶件的中心的一侧,这样能使较多的电解液直接滴落至第三表面的靠近下塑胶件的中心的一侧的区域上,并顺着第三表面的靠近下塑胶件的中心的一侧的区域流向裸电芯的中心,以及裸电芯的远离第一注液孔的一侧,从而使得更多的电解液流向裸电芯的中心,以及裸电芯的远离第一注液孔的一侧,提升整体注液均匀性。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,所述中心区域在所述第一表面上的投影位于所述第一注液孔中,这样能保证电解液滴落下去能够撞击到第三表面的中心区域,从而能够通过调整注液时的冲击力大小控制弹性导流部件的变形程度,以调整电解液在第三表面上的导流方向与第一注液孔的轴线方向的夹角,从而电解液的飞射距离,以便于满足不同尺寸大小的裸电芯的浸润要求;同时还能提升整体注液均匀性。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,所述第一注液孔的中心和所述下塑胶件的中心相连形成中心连线,所述下塑胶件的位于所述中心连线的两侧关于所述中心连线对称;所述中心区域的中心在所述第一表面上的投影位于所述中心连线上。
这样能够避免中心区域的中心偏向中心连线的两侧的某一侧设置,以使电解液能够分散并均匀地导流至中心连线的两侧,从而使得电解液能更好地分散并均匀地滴落至裸电芯的各个位置,便于裸电芯更加均匀且快速地浸润。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,所述第三表面具有距离所述第一注液孔最近的中心区域,沿所述第一注液孔的轴线方向上,所述第三表面的所述中心区域与所述第一注液孔之间的最短距离为1mm~2.5mm,一方面,避免第三表面距离第一注液孔太近,从而避免出现反冒泡的现象,以确保正常注液,另一方面,避免第三表面距离第一注液孔太远,以确保第三表面能够对大部分电解液进行分流,使得电解液能更好地分散导流至裸电芯的各个位置,以便于裸电芯能更加均匀且快速地浸润。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,所述下塑胶件的形状为方形,且所述第一表面的中部凸设有防爆阀栅栏,所述防爆阀栅栏沿第一方向延伸设置,所述防爆阀栅栏的中部设置有凹槽,所述凹槽贯穿所述防爆阀栅栏沿第二方向上的两侧,所述第一方向和所述第二方向均平行所述第一表面,且相互垂直,在所述第一表面朝向所述弹性导流部件的方向上,所述弹性导流部件的背离所述第一表面的一表面高于所述凹槽的槽底面,或与所述凹槽的槽底面平齐,以保证电解液可以自防爆阀栅栏中部的凹槽通过并流向下塑胶件距离第一注液孔更远的位置,以使电解液能够流向裸电芯距离第一注液孔更远的位置上,从而使得电解液能够分散导流并均匀滴落至裸电芯的各个位置上,便于裸电芯更加均匀且快速的浸润;
或者,所述下塑胶件的形状为圆形,且所述第一表面的边缘处凸设有弧形支撑栅栏,在所述第一表面朝向所述弹性导流部件的方向上,所述弹性导流部件的背离所述第一表面的一表面低于所述弧形支撑栅栏的背离所述第一表面的一表面,以使弹性导流部件的第四表面能够与集流盘的盘体部间隔设置,预留间隙便于走液。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,所述连接部件为多个,多个所述连接部件分别与所述第一表面连接,且多个所述连接部件分别与所述弹性导流部件连接,各所述连接部件在所述第一注液孔的轴线方向上的高度相同。设置多个连接部件,使得弹性导流部件和下塑胶件之间至少具有两个连接位置,从而有利于弹性导流部件和下塑胶件之间的连接稳定性。通过将所有的连接部件在第一注液孔的轴线方向上的高度保持一致,有利于避免弹性导流部件在未受到电解液的冲击力之前就会发生形变甚至扭曲,以确保弹性导流部件的结构稳定性。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,多个所述连接部件沿所述第一注液孔的周向均匀间隔分布于所述第一注液孔的边缘。如此,可以使弹性导流部件的受力相对比较均匀,在注液时,弹性导流部件不会发生偏向,以避免将电解液集中导流至裸电芯的某一位置,从而确保整体注液均匀性。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,所述连接部件朝向所述弹性导流部件的中心设置有导流面,所述导流面为导流弧面或导流斜面,所述导流面用于对经所述第一注液孔注入的电解液进行导流。连接部件上的导流面的设置,使得电解液可以利用导流面进行二次分流及导流,从而有利于进一步提高电解液的注液效率。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,所述导流面为导流斜面时,所述导流斜面包括呈角度连接的第一子导流斜面和第二子导流斜面,所述第一子导流斜面和第二子导流斜面的相交线和所述第一注液孔的轴线平行,所述第一子导流斜面和第二子导流斜面关于所述相交线和所述第一注液孔的轴线所在平面对称,如此使得电解液能够自相交线的位置开始分散,并基本能均匀地沿第一子导流斜面和第二子导流斜面流向各个位置。
作为一种可选的实施方式,在本发明第一方面的实施例中,所述连接部件与所述下塑胶件一体成型,能够缩短加工时间,以及简化安装过程,提高安装效率;且由于在注塑成型的过程中,连接部件与下塑胶件的连接处通常是融合连接在一起的,所以连接部件与下塑胶件之间的连接可靠性、稳定性较高。
或者,所述连接部件与所述下塑胶件热熔连接,安装方式比较简单,而且相较于传统的机械紧固(铆接、螺接等方式),热熔连接使得连接部件与下塑胶件的连接处有可能融合连接在一起,连接强度较高,且安装后的下塑胶结构整体质量较轻,有利于该下塑胶结构的轻量化设计。
或者,所述连接部件与所述下塑胶件可拆卸连接,即连接部件可以从下塑胶件上拆卸下来,则导流件从下塑胶件上拆卸下来,以便于在弹性导流部件的弹性失效时,能将导流件拆下更换新的导流件,而不是更换整个下塑胶结构,从而有利于降低更换成本。
第二方面,本发明公开了一种端盖组件,所述端盖组件包括端盖板和如上述第一方面所述的下塑胶结构,所述下塑胶结构的所述下塑胶件连接于所述端盖板,所述导流件位于所述下塑胶件的背离所述端盖板的一侧,所述端盖板设有与所述第一注液孔连通的第二注液孔。具有上述第一方面所述的下塑胶结构的端盖组件,能够有效缩短电解液浸润裸电芯的时间,从而有利于提高裸电芯的浸润效率。
第三方面,本发明公开了一种储能装置,所述储能装置具有壳体、裸电芯以及如上述第二方面所述的端盖组件,所述壳体具有开口,所述裸电芯内置于所述壳体中,所述端盖板密封连接于所述开口,所述下塑胶结构朝向所述裸电芯设置。具有上述第二方面所述的端盖组件的储能装置,因第二方面所述的端盖组件具有上述第一方面所述的下塑胶结构所具备的有益效果,所以本发明第三方面公开的储能装置能够有效缩短电解液浸润裸电芯的时间,从而有利于提高裸电芯的浸润效率。
第四方面,本发明公开了一种用电设备,所述用电设备包括如上述第三方面所述的储能装置。具有上述第三方面所述的储能装置的用电设备,因第三方面所述的储能装置具有上述第一方面所述的下塑胶结构所具备的有益效果,所以本发明第四方面公开的用电设备能够有效缩短电解液浸润裸电芯的时间,从而有利于提高裸电芯的浸润效率。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
本发明实施例提供的下塑胶结构、端盖组件、储能装置及用电设备,通过在下塑胶件上额外增设导流件,该导流件的弹性导流部件在下塑胶件上的投影覆盖于第一注液孔,且该弹性导流部件具有朝向第一表面设置的第三表面和与第三表面相背的第四表面,该第三表面朝向第一表面凸起设置,从而能利用凸出部将经第一注液孔注入的电解液导流至裸电芯的不同位置,如此能够增大电解液浸润裸电芯的区域,避免电解液集中偏向裸电芯的一侧注射,改善裸电芯吸收电解液不均匀的问题,从而有利于提高裸电芯对电解液的吸收效率,缩短裸电芯的浸润时间,提高裸电芯的浸润效率;同时由于弹性导流部件在下塑胶件上的投影覆盖于第一注液孔,使得经第一注液孔注入的电解液能够先接触第三表面,然后再落到裸电芯上,以避免电解液直接冲击裸电芯,从而有利于降低因电解液直接冲击裸电芯而导致裸电芯受损的概率。
进一步地,由于弹性导流部件为弹性结构,且弹性导流部件的第四表面朝向第三表面凹陷以形成凹陷部,这样在弹性导流部件受到电解液的冲击力时,能够利用凹陷部为弹性导流部件的形变提供形变空间,以便于弹性导流部件在受到电解液的冲击力时能发生形变。具体地在较大流量的电解液经第一注液孔注入时,电解液对弹性导流部件的冲击力较大,而较大的冲击力使得弹性导流部件产生相对较大的形变,使得弹性导流部件的第三表面被拉平且趋于平整,此时的电解液在第三表面上的导流方向与第一注液孔的轴线方向的夹角较大,使得电解液飞射得相对较远,从而使得电解液能够飞射至裸电芯距离第一注液孔较远的位置;在较小流量的电解液经第一注液孔注入时,电解液对弹性导流部件的冲击力较小,而较小的冲击力使得弹性导流部件产生相对较小的形变,此时的电解液在第三表面上的导流方向与第一注液孔的轴线方向的夹角较小,电解液飞射得相对较近,从而使得电解液能够飞射至裸电芯距离第一注液孔较近的位置。也即是,设置弹性导流部件,可通过控制电解液的注液流速、流量以控制注液时的冲击力,间接控制第三表面朝向第一表面凸起的程度,即间接控制电解液在第三表面上的导流方向与第一注液孔的轴线方向的夹角,以进一步调整电解液的飞射距离,便于根据产品的需求,例如裸电芯的尺寸大小,使得电解液能够分散导流并均匀滴落至裸电芯的各个位置,便于裸电芯更加均匀且快速的浸润,加快浸润时间。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例公开的下塑胶结构的立体结构示意图;
图2是本发明实施例公开的下塑胶结构另一视角的立体结构示意图;
图3是本发明实施例公开的弹性导流部件受到较小的冲击力时的下塑胶结构的前视图;
图4是本发明实施例公开的弹性导流部件受到较大的冲击力时的下塑胶结构的前视图;
图5是本发明实施例公开的下塑胶结构的俯视图;
图6是图5中的下塑胶结构沿A-A方向的剖视图;
图7是本发明实施例公开的下塑胶结构为圆形的立体结构示意图;
图8是图7中的下塑胶结构的俯视图;
图9是图8中的下塑胶结构沿B-B方向的剖视图;
图10是本发明实施例公开的凸出部具有端面时的弹性导流部件的立体结构示意图;
图11是本发明实施例公开的凸出部具有端面时的弹性导流部件另一视角的立体结构示意图;
图12是本发明实施例公开的端面的中心和下塑胶件的中心偏心设置时的下塑胶结构的俯视图;
图13是图12中的E处的局部放大图;
图14是本发明实施例公开的凸出部具有凸点时的弹性导流部件的立体结构示意图;
图15是本发明实施例公开的凸点和下塑胶件的中心偏心设置时的下塑胶结构的俯视图;
图16是图15中的F处的局部放大图;
图17是本发明实施例公开的弹性导流部件的俯视图;
图18是本发明实施例公开的端盖组件的结构示意图;
图19是本发明实施例公开的储能装置的结构示意图。
主要附图标记说明
10-下塑胶结构;11-下塑胶件;11a-第一表面;11b-第二表面;111-第一注液孔;12-导流件;121-连接部件;1211-导流面;1211a-第一子导流斜面;1211b-第二子导流斜面;122-弹性导流部件;122a-第三表面;122b-第四表面;122c-中心区域;1221-凹陷部;1222a-第一线段;1222b-第二线段;13-防爆阀栅栏;131-凹槽;1311-槽底面;14-弧形支撑栅栏;
M1-中心连线;
20-端盖组件;21-端盖板;211-第二注液孔;
30-储能装置;31-壳体;311-开口;32-裸电芯。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明中,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例,并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位,或以特定方位进行构造和操作。
并且,上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外,还可能用于表示其他含义,例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。
此外,术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如,可以是固定连接,可拆卸连接,或整体式构造;可以是机械连接,或电连接;可以是直接相连,或者是通过中间媒介间接相连,又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外,术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同),并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明,“多个”的含义为两个或两个以上。
下面将结合实施例和附图对本发明的技术方案作进一步的说明。
请参阅图1至图4,本发明实施例公开了一种下塑胶结构,下塑胶结构10包括下塑胶件11以及导流件12,下塑胶件11具有第一表面11a以及与第一表面11a相背的第二表面11b,下塑胶件11设置有贯通第一表面11a和第二表面11b的第一注液孔111;导流件12包括连接部件121和弹性导流部件122,连接部件121与下塑胶件11的第一表面11a连接,弹性导流部件122连接于连接部件121并与第一注液孔111之间具有间隙,以使弹性导流部件122能够通过连接部件121连接在下塑胶件11的第一表面11a,且弹性导流部件122在第一表面11a上的投影至少覆盖部分第一注液孔111,即,弹性导流部件122在第一表面11a上的投影可以覆盖第一注液孔111的其中一部分,第一注液孔111的另一部分不被弹性导流部件122在第一表面11a上的投影所覆盖;或者,弹性导流部件122在第一表面11a上的投影覆盖整个第一注液孔111,以使经第一注液孔111注入的电解液能够先流到弹性导流部件122。该弹性导流部件122具有朝向第一表面11a设置的第三表面122a以及与第三表面122a相背的第四表面122b,第三表面122a朝向第一表面11a凸起设置,以使第三表面122a能用于导流经第一注液孔111注入的电解液,即,在注液时,经第一注液孔111注入的电解液能够沿着第三表面122a流动并从第三表面122a的边缘处分散飞射至裸电芯的不同位置,即,在注液时,能利用第三表面122a导流经第一注液孔111注入的电解液分散飞射至裸电芯的不同位置。第四表面122b朝向第三表面122a凹陷形成凹陷部1221。
在本申请提供的下塑胶结构10中,通过在下塑胶件11上额外增设导流件12,该导流件12的弹性导流部件122在下塑胶件11上的投影覆盖于第一注液孔111,且该弹性导流部件122的朝向第一表面11a设置的第三表面122a朝向第一表面11a凸起设置,从而能利用第三表面122a将经第一注液孔111注入的电解液导流至裸电芯的不同位置,如此能够增大电解液浸润裸电芯的区域,避免电解液集中偏向裸电芯的一侧注射,改善裸电芯吸收电解液不均匀的问题,从而有利于提高裸电芯对电解液的吸收效率,缩短裸电芯的浸润时间,提高裸电芯的浸润效率;同时由于弹性导流部件122在下塑胶件11上的投影覆盖于第一注液孔111,使得经第一注液孔111注入的电解液能够先接触第三表面122a,然后再落到裸电芯上,以避免电解液直接冲击裸电芯,从而有利于降低因电解液直接冲击裸电芯而导致裸电芯受损的概率。
进一步地,由于弹性导流部件122为弹性结构,且弹性导流部件122的第四表面122b朝向第三表面122a凹陷以形成凹陷部1221,这样在弹性导流部件122受到电解液的冲击力时,能够利用凹陷部1221为弹性导流部件122的形变提供形变空间,以便于弹性导流部件122在受到电解液的冲击力时能发生形变。具体地在较小流量的电解液经第一注液孔111注入时,如图2和图3所示,电解液对弹性导流部件122的冲击力较小,而较小的冲击力使弹性导流部件122产生相对较小的形变,此时的电解液在第三表面122a上的导流方向与第一注液孔111的轴线方向的夹角较小,使得电解液飞射得相对较近,从而使得电解液能够飞射至裸电芯距离第一注液孔111较近的位置;而在较大流量的电解液经第一注液孔111注入时,如图2和图4所示,电解液对弹性导流部件122的冲击力较大,而较大的冲击力使弹性导流部件122产生相对较大的形变,使得弹性导流部件122的第三表面122a被拉平且趋于平整,此时的电解液在第三表面122a上的导流方向与第一注液孔111的轴线方向的夹角较大,使得电解液飞射得相对较远,从而使得电解液能够飞射至裸电芯距离第一注液孔111较远的位置。也即是,设置弹性导流部件122,可通过控制电解液的注液流速、流量以控制注液时的冲击力,间接控制第三表面122a朝向第一表面11a凸起的程度,即间接控制电解液在第三表面122a上的导流方向与第一注液孔111的轴线方向的夹角,以进一步调整电解液的飞射距离,便于根据产品的需求,例如裸电芯的尺寸大小,使得电解液能够分散导流并均匀滴落至裸电芯的各个位置,便于裸电芯更加均匀且快速的浸润,加快浸润时间。
更进一步地,相关技术中为了提高注液效果,普遍在注液流速、流量上需要把控其一致性,以避免不一致的注液流量以及流速为注液效果带来负面影响,而本申请不一致的注液流量及流速却能带来有益的注液效果,进一步降低操作人员的操作精度,提高生产效率。
优选地,弹性导流部件122在第一表面11a上的投影覆盖整个第一注液孔111,这样能够使经第一注液孔111注入的电解液尽可能多地沿着弹性导流部件122的第三表面122a分散导流,以使电解液能更多地从弹性导流部件122的边缘处分散飞射出去,从而确保电解液能够流向裸电芯距离第一注液孔111更远的位置,进而有利于加快电解液浸润裸电芯的时间,提高裸电芯对电解液的吸收效率。
一些实施例中,弹性导流部件122可为回转体结构,弹性导流部件122的第三表面122a的中心朝向第一表面11a拱起设置,且第四表面122b的中心朝向第三表面122a凹陷以形成凹陷部1221。这样能将第三表面122a构造成中心朝向第一表面11a拱起的旋转面,将第四表面122b构造成中心朝向第三表面122a凹陷的旋转面,且还能保证第三表面122a和第四表面122b的中心相对设置,以保证弹性导流部件122形变的方式是从靠近第一表面11a的顶部向远离第一表面11a的方向形变,以使弹性导流部件122即便在受到电解液冲击发生形变后仍能维持第三表面122a为朝向第一表面11a凸起的形状,从而确保第三表面122a始终能起到导流的作用。
一些实施例中,如图5和图6所示,第三表面122a和第四表面122b相互平行设置。这样能够保证弹性导流部件122任意位置的厚度都是保持一致的,以避免某一位置的厚度过薄而导致在受到电解液的冲击时产生破裂,以及避免某一位置的厚度过厚而导致在受到电解液的冲击时难以产生形变,从而导致弹性导流部件导流效果较差的情况,也即是,通过使第三表面122a和第四表面122b相互平行设置,能够在确保弹性导流部件122的结构强度的同时,还方便弹性导流部件122在受到电解液冲击时产生形变,调整电解液的飞射距离,提升注液均匀性。
一些实施例中,该弹性导流部件122可为薄片状结构,例如,弹性导流部件122可为弹片;另一些实施例中,该弹性导流部件122的材质可为但不局限于橡胶、硅胶、泡棉或塑胶等具有弹性形变能力且能够恢复形变的材料。
优选地,弹性导流部件122的材质为橡胶,且弹性导流部件122的弹性模量E可为0.00584GPa~0.00984GPa,例如,E=0.00584GPa、0.00600GPa、0.00684GPa、0.00700GPa、0.00784GPa、0.00800GPa、0.00884GPa、 0.00900GPa或0.00984GPa等。通过将弹性导流部件122的弹性模量控制在上述范围内,能够保证弹性导流部件122在受到电解液冲击时便于产生足够的形变,从而便于通过控制电解液的注液流速、流量以控制注液时的冲击力,间接控制第三表面122a朝向第一表面11a凸起的程度,以便于调整电解液的飞射距离,进而便于根据产品的需求,例如裸电芯的尺寸大小,使得电解液能够分散导流并均匀滴落至裸电芯的各个位置,提升浸润效果。
进一步地,弹性导流部件122的泊松比μ=0.27~0.67,例如,μ=0.27、0.30、0.35、0.38、0.40、0.45、0.50、0.55、0.60、0.65或0.67等。通过将弹性导流部件122的泊松比控制在上述范围内,能够保证弹性导流部件122形变的方式是从靠近第一表面11a的顶部向远离第一表面11a的方向形变,以使弹性导流部件122即便在受到电解液冲击发生形变后仍能维持第三表面122a为朝向第一表面11a凸起的形状,从而确保第三表面122a始终能起到导流的作用。
一些实施例中,如图5所示,第一注液孔111通常位于下塑胶件11的一侧,即第一注液孔111的中心O1和下塑胶件11的中心O2通常偏心设置 (第一注液孔111的中心O1和下塑胶件11的中心O2不同轴(或不同心)设置),以避让其他结构,例如,当下塑胶结构10应用于圆柱电池的端盖组件时,由于极柱的安装位通常设置于端盖板和下塑胶件11的几何中心,所以第一注液孔111通常位于极柱的安装位的任意一侧,以避让极柱的安装位;而当下塑胶结构10应用于方形电池的端盖组件时,由于防爆阀的安装位通常设置于端盖板和下塑胶件11的几何中心,所以第一注液孔111通常位于防爆阀的安装位的任意一侧,以避让防爆阀的安装位。
一些实施例中,如图2、图3、图5和图6所示,第三表面122a被自身中心旋转轴所在平面截得的截线为曲线,曲线包括关于第三表面122a的中心旋转轴对称的第一线段1222a和第二线段1222b,第一线段1222a和第二线段1222b的曲率自靠近第一表面11a的位置向远离第一表面11a的方向逐渐减小。第一线段1222a和第二线段1222b的曲率越小,说明第三表面122a的距离第一表面11a越远的边缘区域越平缓,则电解液在第三表面122a的边缘区域上的导流方向与第一注液孔111的轴线方向的夹角越大,这样有利于使电解液飞射得更远,从而有利于使电解液飞射至裸电芯距离第一注液孔111更远的位置,提升整体注液均匀性。
作为一种可选的实施方式,如图2、图5和图6所示,下塑胶件11的形状为方形,例如正方形或矩形,第一表面11a的中部凸设有防爆阀栅栏13,该防爆阀栅栏13沿第一方向延伸设置,且该防爆阀栅栏13的中部设置有凹槽131,所述凹槽131贯穿防爆阀栅栏13沿第二方向上的两侧,其中,第一方向和第二方向均平行第一表面11a,且相互垂直,例如第一方向可为图2和图5中的上下方向,第二方向可为图2和图5中的前后方向;在第一表面11a朝向弹性导流部件122的方向上,例如在图2和图6中的上下方向上,弹性导流部件122的背离第一表面11a的一表面高于凹槽131的槽底面1311,或者,弹性导流部件122的背离第一表面11a的一表面与凹槽131的槽底面1311平齐,也即是,弹性导流部件122的背离第一表面11a的一表面至第一表面11a的距离h1大于等于槽底面1311至第一表面11a的距离h2,以保证电解液可以自防爆阀栅栏13中部的凹槽131通过并流向下塑胶件11距离第一注液孔111更远的位置,以使电解液能够流向裸电芯距离第一注液孔111更远的位置上,从而使得电解液能够分散导流并均匀滴落至裸电芯的各个位置上,便于裸电芯更加均匀且快速的浸润。
作为另一种可选的实施方式,结合图7至图9所示,下塑胶件11的形状为圆形,第一表面11a的边缘处凸设有弧形支撑栅栏14;在第一表面11a朝向弹性导流部件122的方向上,例如图9中的上下方向上,弹性导流部件122的背离第一表面11a的一表面低于弧形支撑栅栏14的背离第一表面11a的一表面,即,弹性导流部件122的背离第一表面11a的一表面至第一表面11a的距离h1小于弧形支撑栅栏14相对第一表面11a凸出的高度h3,以使弹性导流部件122的第四表面122b能够与集流盘的盘体部间隔设置,预留间隙便于走液。
经研究发现,如果第三表面122a距离第一注液孔111较近,会使得电解液自第一注液孔111滴落下来时的路径空间较窄,从而容易出现电解液反冒泡的现象;而由于电解液受表面张力影响会有一部分黏附在下塑胶件11的第一表面11a并自第一表面11a流动,如果第三表面122a距离第一注液孔111较远,使得电解液自第一注液孔111滴落下来时的路径空间较宽,大部分电解液黏附在下塑胶件11的第一表面11a并自第一表面11a流动,使得第三表面122a对于电解液的分流效果较低,不利于裸电芯更加均匀且快速的浸润。所以在一些实施例中,如图6和图9所示,第三表面122a具有距离第一注液孔111最近的中心区域122c,沿第一注液孔111的轴线方向上(例如图6和图9中的上下方向上),第三表面122a的中心区域122c与第一注液孔111之间的距离h4为1mm~2.5mm,例如,1mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm、2mm、2.2mm、2.3mm或2.5mm等,一方面,避免第三表面122a距离第一注液孔111太近,从而避免出现反冒泡的现象,以确保正常注液,另一方面,避免第三表面122a距离第一注液孔111太远,以确保第三表面122a能够对大部分电解液进行分流,使得电解液能更好地分散导流至裸电芯的各个位置,以便于裸电芯能更加均匀且快速地浸润。
一种示例性的,如图10至图13所示,第三表面122a的中心区域122c可以为一个端面,另一种示例性的,如图14至图16所示,第三表面122a的中心区域122c也可以为一个凸点。
作为一种可选的实施方式,当第三表面122a的中心区域122c为一个端面时,结合图10至图13所示,则中心区域122c的中心可理解为该端面的中心O3,其中,该中心区域122c的中心O3与第一注液孔111的中心O1可以同轴设置或偏心设置。可以理解的,当中心区域122c的中心O3与第一注液孔111的中心O1同轴设置时,能够保证电解液滴落下去能够撞击到第三表面122a的中心区域122c,从而使滴落至第三表面122a的电解液自中心区域122c的位置开始分散,并基本能均匀地沿第三表面122a流向各个位置;但由于第一注液孔111的中心O1和下塑胶件11的中心O2通常偏心设置,为了实现注液均匀,需要将更多的电解液流向裸电芯的中心,以及裸电芯的远离第一注液孔111的一侧,所以优选中心区域122c的中心O3与第一注液孔111的中心O1偏心设置,且第一注液孔111的中心O1位于中心区域122c的中心O3和下塑胶件11的中心O2之间,即中心区域122c的中心O3位于第一注液孔111的中心O1远离下塑胶件11的中心O2的一侧,这样能使较多的电解液直接滴落至第三表面122a的靠近下塑胶件11的中心O2的一侧的区域上,并顺着第三表面122a的靠近下塑胶件11的中心O2的一侧的区域流向裸电芯的中心,以及裸电芯的远离第一注液孔111的一侧,从而使得更多的电解液流向裸电芯的中心,以及裸电芯的远离第一注液孔111的一侧,提升整体注液均匀性。
在此实施方式中,中心区域122c的中心O3与第一注液孔111的中心O1偏心设置,且中心区域122c的中心O3位于第一注液孔111的中心O1远离下塑胶件11的中心O2的一侧之后,如果中心区域122c的中心O3和第一注液孔111的中心O1之间的距离比较大,那么在注液时,从第一注液孔111注入的电解液有可能无法撞击到第三表面122a的中心区域122c,而导致弹性导流部件122的变形效果不佳,从而使得电解液飞射距离的控制效果不佳,并且如果中心区域122c的中心O3和第一注液孔111的中心O1之间的距离比较大,那么从第一注液孔111注入的电解液大部分会直接朝向第三表面122a的靠近下塑胶件11的中心O2的一侧的区域,流向裸电芯的远离第一注液孔111的一侧,导致电解液集中导流向裸电芯的远离第一注液孔111的一侧,从而容易存在注液均匀性差的问题,增加裸电芯浸润的时间。所以在一些实施例中,第三表面122a的中心区域122c在第一表面11a上的投影位于第一注液孔111中,以保证电解液滴落下去能够撞击到第三表面122a的中心区域122c,从而能够通过调整注液时的冲击力大小控制弹性导流部件122的变形程度,以调整电解液在第三表面122a上的导流方向与第一注液孔111的轴线方向的夹角,从而电解液的飞射距离,以便于满足不同尺寸大小的裸电芯的浸润要求;同时还能提升整体注液均匀性。
一些实施例中,第一注液孔111的中心O1和下塑胶件11的中心O2相连形成中心连线M1,其中,下塑胶件11的位于中心连线M1的两侧关于所述中心连线M1对称;中心区域122c的中心O3在第一表面11a上的投影位于所述中心连线M1上,这样能够避免中心区域122c的中心O3偏向中心连线M1的两侧的某一侧设置,以使电解液能够分散并均匀地导流至中心连线M1的两侧,从而使得电解液能更好地分散并均匀地滴落至裸电芯的各个位置,便于裸电芯更加均匀且快速地浸润。
作为另一种可选的实施方式,当第三表面122a的中心区域122c为一个凸点时,如图14至图16所示,则该凸点构成该中心区域122c的中心,该凸点与第一注液孔111的中心O1同轴设置或偏心设置。可以理解的,当凸点与第一注液孔111的中心O1同轴设置时,能够保证电解液滴落下去能够撞击到第三表面122a的凸点,从而使滴落至第三表面122a的电解液自该凸点的位置开始分散,并基本能均匀地沿第三表面122a流向各个位置;但由于第一注液孔111的中心O1和下塑胶件11的中心O2通常偏心设置,为了实现注液均匀,需要将更多的电解液流向裸电芯的中心,以及裸电芯的远离第一注液孔111的一侧,所以优选凸点与第一注液孔111的中心O1偏心设置,且第一注液孔111的中心O1位于凸点和下塑胶件11的中心O2之间,即凸点位于第一注液孔111的中心O1远离下塑胶件11的中心O2的一侧,这样能使较多的电解液直接滴落至第三表面122a的靠近下塑胶件11的中心O2的一侧的区域上,并顺着第三表面122a的靠近下塑胶件11的中心O2的一侧的区域流向裸电芯的中心,以及裸电芯的远离第一注液孔111的一侧,从而使得更多的电解液流向裸电芯的中心,以及裸电芯的远离第一注液孔111的一侧,提升整体注液均匀性。
在此实施方式中,凸点与第一注液孔111的中心O1偏心设置,且凸点位于第一注液孔111的中心O1远离下塑胶件11的中心O2的一侧之后,如果凸点和第一注液孔111的中心O1之间的距离比较大,那么在注液时,从第一注液孔111注入的电解液有可能无法撞击到凸点,而导致弹性导流部件122的变形效果不佳,从而使得电解液飞射距离的控制效果不佳,并且凸点和第一注液孔111的中心O1之间的距离比较大,那么从第一注液孔111注入的电解液大部分会直接朝向第三表面122a的靠近下塑胶件11的中心O2的一侧的区域,流向裸电芯的远离第一注液孔111的一侧,导致电解液集中导流向裸电芯的远离第一注液孔111的一侧,从而容易存在注液均匀性差的问题,增加裸电芯浸润的时间。所以在一些实施例中,凸点在第一表面11a上的投影位于第一注液孔111中,以保证电解液滴落下去能够撞击到凸点,从而能够通过调整注液时的冲击力大小控制弹性导流部件122的变形程度,以调整电解液在第三表面122a上的导流方向与第一注液孔111的轴线方向的夹角,从而电解液的飞射距离,以便于满足不同尺寸大小的裸电芯的浸润要求。
一些实施例中,第一注液孔111的中心O1和下塑胶件11的中心O2相连形成中心连线M1,其中,下塑胶件11的位于中心连线M1的两侧关于所述中心连线M1对称;该凸点在所述第一表面11a上的投影位于所述中心连线M1上,这样能够避免凸点偏向中心连线M1的两侧的某一侧设置,以使电解液能够分散并均匀地导流至中心连线M1的两侧,从而使得电解液能更好地分散并均匀地滴落至裸电芯的各个位置,便于裸电芯更加均匀且快速地浸润。
一些实施例中,连接部件121为多个,例如两个、三个、四个、五个或者更多个,多个连接部件121分别与下塑胶件11的第一表面11a连接,且多个连接部件121分别与弹性导流部件122连接。这样,弹性导流部件122和下塑胶件11之间至少具有两个连接位置,从而有利于弹性导流部件122和下塑胶件11之间的连接稳定性。而且,各个连接部件121在所述第一注液孔111的轴线方向上的高度相同,如果各个连接部件121在所述第一注液孔111的轴线方向上的高度不一致,会使得弹性导流部件122在未受到电解液的冲击力之前就会发生形变甚至扭曲,影响弹性导流部件122的结构强度、稳定性,通过将所有的连接部件121在第一注液孔111的轴线方向上的高度保持一致,以避免弹性导流部件122在未受到电解液的冲击力之前就会发生形变甚至扭曲,确保弹性导流部件122的结构稳定性。
优选地,连接部件121为三个,由于连接部件121相当于隔挡部件,过多的连接部件121会影响电解液的注液效率,而过少的连接部件121会影响弹性导流部件122的连接稳定性。设置三个连接部件121,能够在确保电解液的注液效率的同时,确保弹性导流部件122的连接稳定性。
进一步地,多个连接部件121可以沿第一注液孔111的周向均匀间隔分布于第一注液孔111的边缘,使得任意相邻的两个连接部件121之间的距离保持相等。如此可以使弹性导流部件122的受力相对比较均匀,在注液时,弹性导流部件122不会发生偏向,以避免将电解液集中导流至裸电芯的某一位置,从而确保整体注液均匀性。
一些实施例中,连接部件121朝向弹性导流部件122的中心设置有导流面1211,其中,该导流面1211为导流弧面或导流斜面,且该导流面1211能够用于对经第一注液孔111注入的电解液进行导流。连接部件121上的导流面1211的设置,使得电解液可以利用导流面1211进行二次分流及导流,从而有利于进一步提高电解液的注液效率。
示例性地,连接部件121可为条状结构或柱状结构等,例如圆柱状结构,此时的连接部件121的外周侧面可为弧面,则连接部件121的外周侧面形成所述导流弧面,如此无需对连接部件121再进行切割,连接部件121的结构比较简单。当导流面1211为导流斜面时,如图16和图17所示,导流斜面包括呈角度连接的第一子导流斜面1211a和第二子导流斜面1211b,第一子导流斜面1211a和第二子导流斜面1211b的相交线M2和第一注液孔111的轴线平行,且第一子导流斜面1211a和第二子导流斜面1211b关于相交线M2和第一注液孔111的轴线所在平面对称,使得电解液能够自相交线M2的位置开始分散,并基本能均匀地沿第一子导流斜面1211a和第二子导流斜面1211b流向各个位置。
作为一种可选的实施方式,连接部件121与下塑胶件11一体成型,例如连接部件121和下塑胶件11可以通过注塑的方式实现一体成型,能够缩短加工时间,以及简化安装过程,提高安装效率;且由于在注塑成型的过程中,连接部件121与下塑胶件11的连接处通常是融合连接在一起的,所以连接部件121与下塑胶件11之间的连接可靠性、稳定性较高。
作为另一种可选的实施方式,连接部件121与下塑胶件11热熔连接,安装方式比较简单,而且相较于传统的机械紧固(铆接、螺接等方式),热熔连接使得连接部件121与下塑胶件11的连接处有可能融合连接在一起,连接强度较高,且安装后的下塑胶结构10整体质量较轻,有利于该下塑胶结构10的轻量化设计。
作为又一种可选的实施方式,连接部件121与下塑胶件11可拆卸连接,例如连接部件121与下塑胶件11可以卡合连接,使得连接部件121可以从下塑胶件11上拆卸下来,从而使得导流件12从下塑胶件11上拆卸下来,以便于在弹性导流部件122的弹性失效时,能将导流件12拆下更换新的导流件12,而不是更换整个下塑胶结构10,从而有利于降低更换成本。
请参阅图18,本发明第二方面公开了一种端盖组件,所述端盖组件20包括端盖板21和如上述第一方面所述的下塑胶结构10,所述下塑胶结构10的所述下塑胶件11连接于所述端盖板21,所述导流件12位于所述下塑胶件11的背离所述端盖板21的一侧,所述端盖板21设有与所述第一注液孔111连通的第二注液孔211。可以理解的,具有上述第一方面所述的下塑胶结构10的端盖组件20,能够带来相同或者类似的有益效果,具体可参照在下塑胶结构10的实施例的描述,此处就不再赘述。
请参阅图19,本发明第三方面公开了一种储能装置,所述储能装置30具有壳体31、裸电芯32以及如上述第二方面所述的端盖组件20,所述壳体31具有开口311,所述裸电芯32内置于所述壳体31中,所述端盖板21密封连接于所述开口311,所述下塑胶结构10朝向所述裸电芯32设置。可以理解的,具有上述第二方面所述的端盖组件20的储能装置30,能够带来相同或者类似的有益效果,具体可参照在下塑胶结构10的实施例的描述,此处就不再赘述。
其中,储能装置30可包括但不限于单体电池、电池模组、电池包、电池系统等。当该储能装置30为单体电池时,其可为方形电池或圆形电池。
本发明第四方面公开了一种用电设备,所述用电设备包括如上述第三方面所述的储能装置。本申请实施例技术方案均适用于各种使用储能装置的用电设备,例如,电瓶车、电动玩具、电动工具、电动车辆、船舶和航天器、手机、便携式设备、掌上电脑或笔记本电脑等。
以上对本发明实施例公开的一种下塑胶结构、端盖组件、储能装置及用电设备进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的下塑胶结构、端盖组件、储能装置及用电设备及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本发明的思想,在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处,综上,本说明书内容不应理解为对本发明的限制。