CN116581446A - 端盖组件、电池单体和储能设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电池技术领域,本发明解决密封圈易被盖板压缩破损的问题。本发明公开一种端盖组件、电池单体和储能设备。端盖组件包括:盖板,盖板包括沿厚度方向的第一面和第二面,盖板设有贯穿第一面和第二面的第一通孔;极柱,极柱穿设第一通孔;密封圈,密封圈包括沿厚度方向的第三面和第四面,密封圈设有贯穿第三面和第四面的第二通孔,极柱穿设第二通孔,第二通孔的孔壁上沿密封圈周向方向设有多个凸块,多个凸块夹持极柱,第二面压在第三面上,密封圈包括相邻两个凸块之间的密封段,密封段设有应力释放空间。上述端盖组件可避免密封圈被盖板压缩破损,保证了密封圈的密封性能,提升了电池单位的安全性能。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域,特别涉及一种端盖组件、电池单体和储能设备。
背景技术
目前,电池单体的顶盖组件包括极柱、密封圈和光铝片,极柱穿设光铝片的极柱孔,光铝片压着密封圈实现极柱与光铝片的密封连接。然而,在组装顶盖组件时容易造成密封圈的开裂进而破损而影响电池单体的密封性能,严重会导致电池单体漏液起火。
发明内容
本发明实施方式提供一种端盖组件、电池单体和储能设备以解决上述存在的至少一个技术问题。
本发明实施方式的一种端盖组件包括:
盖板,所述盖板包括沿厚度方向的第一面和第二面,所述盖板设有贯穿所述第一面和所述第二面的第一通孔;
极柱,所述极柱穿设所述第一通孔;
密封圈,所述密封圈包括沿厚度方向的第三面和第四面,所述密封圈设有贯穿所述第三面和所述第四面的第二通孔,所述极柱穿设所述第二通孔,所述第二通孔的孔壁上沿所述密封圈周向方向设有多个凸块,所述多个凸块夹持所述极柱,所述第二面压在所述第三面上,所述密封圈包括相邻两个所述凸块之间的密封段,所述密封段的第三面和第四面中的至少一个开设有应力释放空间。
上述端盖组件中,第二面压在第三面时,密封圈可以向应力释放空间内发生变形,释放应力,避免密封圈被盖板压缩破损,保证了密封圈的密封性能,提升了电池单位的安全性能。而且,多个凸块夹持极柱,避免密封圈因晃动而造成的移位,进一步提升密封圈的密封性能,应力释放空间设在密封段,凸块不会对密封段向应力释放空间内发生变形时造成阻碍。
在某些实施方式中,所述第二面与所述第一通孔的孔壁连接形成有连接处,所述连接处沿所述密封圈厚度方向在所述密封圈上的投影至少部分地位于所述应力释放空间中。
如此,可以提升应力释放效果。
在某些实施方式中,所述连接处呈倒角结构或圆角结构。
如此,可以避免连接处直接划破密封圈。
在某些实施方式中,所述应力释放空间包括第一应力释放空间,所述第一应力释放空间在所述第三面形成有第一开口,所述连接处的至少一部分穿设所述第一开口并位于所述第一应力释放空间中。
如此,可以提升应力释放效果。
在某些实施方式中,所述应力释放空间包括第二应力释放空间,所述第二应力释放空间在所述第四面形成有第二开口,所述第二应力释放空间与所述第一应力释放空间沿所述密封圈厚度方向对应且间隔设置。
如此,可以提升应力释放效果。
在某些实施方式中,所述密封圈设有多个所述应力释放空间,多个所述应力释放空间沿所述密封圈的周向方向间隔布置。
如此,可以利用间隔的多个应力释放空间来释放密封圈的应力。
在某些实施方式中,所述应力释放空间沿所述密封圈的周向方向呈环形。
如此,可以利用环形的应力释放空间来释放密封圈的应力。
在某些实施方式中,所述应力释放空间包括凹槽、缺口和封闭空腔中的至少一种,所述密封圈包括第五面,所述第五面连接所述第三面靠近所述极柱的边缘和所述第四面靠近所述极柱的边缘,所述缺口开设在所述第三面和所述第五面,和/或,开设在所述第四面和所述第五面。
如此,形成应力释放空间的结构简单。
在某些实施方式中,所述应力释放空间包括第一应力释放空间,所述第一应力释放空间在所述第三面形成有第一开口,所述第一应力释放空间沿所述密封圈径向的宽度从所述第一应力释放空间的底部向所述第一开口的方向逐渐增大,和/或;
所述应力释放空间包括第二应力释放空间,所述第二应力释放空间在所述第四面形成有第二开口,所述第二应力释放空间沿所述密封圈径向的宽度从所述第二应力释放空间的底部向所述第二开口的方向逐渐增大。
如此,可以方便密封圈的脱模,防止密封圈边缘披锋而影响密封性。
在某些实施方式中,所述第一应力释放空间包括第一凹槽,所述第一凹槽包括相对的两个第一侧壁,所述两个第一侧壁沿所述第一凹槽的中轴线向外倾斜,所述两个第一侧壁所形成的夹角为第一拔模角度V1,1°≤V1≤20°,和/或;
所述第二应力释放空间包括第二凹槽,所述第二凹槽包括相对的两个第二侧壁,所述两个第二侧壁沿所述第二凹槽的中轴线向外倾斜,所述两个第二侧壁所形成的夹角为第二拔模角度V2,1°≤V2≤20°。
如此,可以在提升密封圈脱模的便利性和保证密封圈的密封性能之间取得较佳平衡。
在某些实施方式中,所述应力释放空间包括第一应力释放空间和第二应力释放空间,所述第一应力释放空间在所述第三面形成有第一开口,所述第二应力释放空间在所述第四面形成有第二开口,所述第一应力释放空间与所述第二应力释放空间沿所述密封圈厚度方向对应设置,所述密封圈满足以下关系式:
0.1T≤t1≤0.4T,0.1T≤t2≤0.4T,其中,t1为所述第二应力释放空间的深度,t2为所述第一应力释放空间的深度,T为所述密封圈的整体厚度。
如此,可以保证密封圈在凹槽处的强度。
在某些实施方式中,所述应力释放空间包括凹槽,所述凹槽在所述第三面和/或在所述第四面形成有开口,所述端盖组件满足以下条件:
d1<D;
d2>D;
d3≥0.5mm;
其中,d1为所述凹槽的内径,d2为所述凹槽的外径,D为所述第一通孔的直径,d3为单侧所述密封圈与所述盖板的接触区域宽度。
如此,密封圈避开了最大剪切区域又能满足的密封区域宽度要求。
本发明实施方式的一种电池单体包括上述任一实施方式的端盖组件。
本发明实施方式的一种储能设备包括上述实施方式的电池单体。
上述电池单体和储能设备中,第二面压在第三面时,密封圈可以向应力释放空间内发生变形,释放应力,避免密封圈被盖板压缩破损,保证了密封圈的密封性能,提升了电池单位的安全性能。而且,多个凸块夹持极柱,避免密封圈因晃动而造成的移位,进一步提升密封圈的密封性能,应力释放空间设在密封段,凸块不会对密封段向应力释放空间内发生变形时造成阻碍。
本发明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,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对实施方式或现有技术描述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方式,对在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示出的结构获得其他的附图。
图1为本发明实施方式的端盖组件的俯视图;
图2为图1的端盖组件沿A-A线的截面图;
图3为图2的端盖组件的B部分的放大图;
图4为本发明实施方式的第二面与第一通孔孔壁的连接处沿密封圈厚度方向在密封圈上的投影与凹槽的位置关系图;
图5为本发明实施方式的密封圈的立体示意图;
图6为本发明实施方式的密封圈的另一立体示意图;
图7为本发明实施方式的密封圈的俯视图;
图8为图7的密封圈沿C-C线的截面图;
图9为本发明实施方式的密封圈的另一俯视图;
图10为图9的密封圈沿D-D线的截面图;
图11为本发明实施方式的端盖组件的截面图;
图12为图11的端盖组件E部分的放大图;
图13为相关技术中的端盖组件的截面放大图。
部分附图标记说明:
端盖组件100,盖板12,极柱14,密封圈16,第一面18,第二面20,第一通孔22,第三面24,第四面26,第二通孔28,凸块30,密封段32,应力释放空间34,上端部36,中间部38,下端部40,上塑胶42,下塑胶44,防爆阀46,保护膜48,第三通孔50,注液孔52,连接处54,投影56,第一开口57,凹槽58,第一凹槽582,第二凹槽584,第五面60,第二开口62。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施方式,实施方式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方式是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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发明和简化描述,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发明的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,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。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接。可以是机械连接,也可以是电连接。可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对在本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本发明。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母,这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外,本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
请参图13,在相关技术中,密封圈600易开裂破损。发明人发现,造成密封圈600易开裂破损的原因是,在位于盖板300(如光铝片)和极柱孔400之间的边缘区域500,密封圈600受到的应力(如剪切力)最大,容易造成密封圈600的开裂破损,进而影响电池单体的密封效果,导致电池单体漏液起火。
请参图1至图5,本发明实施方式提供的一种端盖组件100包括盖板12、极柱14和密封圈16。盖板12包括沿厚度方向的第一面18和第二面20,盖板12设有贯穿第一面18和第二面20的第一通孔22。极柱14穿设第一通孔22。密封圈16包括沿厚度方向的第三面24和第四面26,密封圈16设有贯穿第三面24和第四面26的第二通孔28,极柱14穿设第二通孔28,第二通孔28的孔壁上沿密封圈16周向方向设有多个凸块30,多个凸块30夹持极柱14,第二面20压在第三面24上,密封圈16包括相邻两个凸块30之间的密封段32,密封段32设有应力释放空间34。
上述端盖组件100中,第二面20压在第三面24时,密封圈16可以向应力释放空间34内发生变形,释放应力,避免密封圈16被盖板12压缩破损,保证了密封圈16的密封性能,提升了电池单位的安全性能。而且,多个凸块30夹持极柱14,避免密封圈16因晃动而造成的移位,进一步提升密封圈16的密封性能,应力释放空间34设在密封段32,凸块30不会对密封段32向应力释放空间34内发生变形时造成阻碍。
具体地,本发明对盖板12的材质和第一通孔22的形状不作具体限定。在一个实施方式中,盖板12可以是光铝片,第一通孔22可以是圆形孔。
请结合图2、图3和图5,盖板12包括沿厚度方向的第一面18和第二面20,第一面18与第二面20相背,第一通孔22贯穿第一面18和第二面20。厚度方向可以是图2中的上下方向,第一面18为上表面,第二面20为下表面,第三面24为上表面,第四面26为下表面。
极柱14穿设第一通孔22,极柱14可以采用金属材质。极柱14可以是整体呈圆柱形或多棱柱的形状,极柱14也可以由不同直径的圆柱或棱柱连接而成,在此不作具体限定。在图3中,极柱14包括上端部36、中间部38和下端部40,中间部38连接上端部36和下端部40,中间部38的径向尺寸小于上端部36和下端部40的径向尺寸,密封圈16套设在中间部38上。
端盖组件100包括两个极柱14和两个密封圈16,盖板12设有两个第一通孔22,两个极柱14分别穿设两个第一通孔22和分别穿设两个第二通孔28,每个密封圈16密封连接盖板12与对应的一个极柱14的下端部40。在图1中,右侧的极柱14是负极柱,左侧的极柱14是正极柱。本发明对第二通孔28和密封圈16的形状不作具体限定,在图5和图6中,第二通孔28为圆形孔,密封圈16为圆环形密封圈16。
端盖组件100还包括两个上塑胶42、一个下塑胶44、防爆阀46和保护膜48。每个上塑胶42位于盖板12与每个极柱14之间以隔开盖板12和极柱14,防止盖板12和极柱14接触而造成短路。密封圈16可以设在盖板12与极柱14之间,保证盖板12与极柱14之间的密封性。
下塑胶44连接在盖板12的下表面,盖板12设有第三通孔50,防爆阀46安装在下塑胶44,并从第三通孔50露出,保护膜48设在第三通孔50处并覆盖防爆阀46,以防止防爆阀46被外界物品刮伤。
盖板12还设有注液孔52,注液孔52位于一个极柱14与防爆阀46之间。可以通过注液孔52向电池单体内部注入电解液,注液完成后,利用密封钉密封注液孔52。
在盖板12的第二面20压在密封圈16的第三面24上时,密封圈16被压部位会向密封圈16内部压缩,从而挤压密封圈16的其他部位,密封圈16的其他部位可以向应力释放空间34内发生变形,以释放应力,避免密封圈16被盖板12压缩破损,保证了密封圈16的密封性能,提升了电池单位的安全性。
在本发明实施方式中,多个凸块30夹持极柱14的中间部38,可以使密封圈16与极柱14之间的位置相对固定,密封圈16不易移动,避免密封圈16因晃动所造成的移位导致密封性能下降。
应力释放空间34设在相邻两个凸块30之间的密封段32,在密封段32受压时,一方面,密封段32会向应力释放空间34内变形,另一方面,相邻两个凸块30之间的间隙可以允许密封段32对应于应力释放空间34的受压部位向相邻两个凸块30之间的间隙内变形,进一步释放应力。
当密封段32因被挤压而向应力释放空间34内变形时,由于应力释放空间34设在相邻两个凸块30之间的密封段32,凸块30不会阻碍密封段32向应力释放空间34内变形。
可选地,密封圈16可以由硅胶一体制造。
在某些实施方式中,请参图3和图4,第二面20与第一通孔22的孔壁连接形成有连接处54,连接处54沿密封圈16厚度方向在密封圈16上的投影56至少部分地位于应力释放空间34中。
如此,可以提升应力释放效果。
具体地,在盖板12压在密封圈16时,连接处54压在第三面24上。连接处54沿密封圈16厚度方向在密封圈16上的投影56至少部分地位于应力释放空间34中,在密封圈16的厚度方向上,连接处54距应力释放空间34较近,当连接处54压在第三面24上时,密封圈16可以较易地向应力释放空间34内变形,提升应力释放效果。
在某些实施方式中,连接处54呈倒角结构或圆角结构。
如此,可以避免连接处54直接划破密封圈16。
具体地,盖板12压在密封圈16上时,连接处54与密封圈16接触,连接处54呈倒角结构或圆角结构,第二面20与第一通孔22的孔壁之间通过斜面或圆弧面过渡连接,相较于第二面20与第一通孔22的孔壁垂直连接所形成的尖锐连接处,连接处54呈倒角结构或圆角结构可以增大连接处54与密封圈16的接触面积,因而连接处54作用于密封圈16上的压强减少,避免连接处54直接划破密封圈16,保证了密封圈16的密封性能。
在某些实施方式中,应力释放空间34包括第一应力释放空间,第一应力释放空间在第三面24形成有第一开口57,连接处54的至少一部分穿设第一开口57并位于第一应力释放空间中。
如此,可以提升应力释放效果。
具体地,在盖板12压在密封圈16时,连接处54的至少一部分可以经第一开口57伸入第一应力释放空间中。连接处54的至少一部分可以位于第一应力释放空间中,使在密封圈16的厚度方向上,连接处54距第一应力释放空间较近,当连接处54压在第三面24上时,密封圈16可以较容易地向第一应力释放空间内变形,提升应力释放效果。
在某些实施方式中,应力释放空间34包括第二应力释放空间,第二应力释放空间在第四面26形成有第二开口62,第二应力释放空间与第一应力释放空间沿密封圈16厚度方向对应且间隔设置。
如此,可以提升应力释放效果。
具体地,密封圈16沿厚度方向设有间隔的第一应力释放空间和第二应力释放空间,第一应力释放空间在第三面24形成有第一开口57,第二应力释放空间在第四面26形成有第二开口62,且第一应力释放空间与第二应力释放空间沿密封圈16厚度方向对应且间隔设置。当连接处54压在第三面24上时,一方面,连接处54的至少一部分可以位于第一应力释放空间中,密封圈16的受压部位可以向第一应力释放空间内变形,另一方面,密封圈16的受压部位可以从第三面24向第二应力释放空间内变形,进而可以提升应力释放效果。
进一步地,密封圈16沿厚度方向设有间隔的第一应力释放空间和第二应力释放空间,即密封圈16沿厚度方向的两个面均设有对应的开口,此设计可以使密封圈16不分正反面,防止密封圈16放反,进而实现防呆设计。
在某些实施方式中,密封圈16设有多个应力释放空间34,多个应力释放空间34沿密封圈16的周向方向间隔布置。
如此,可以利用间隔的多个应力释放空间34来释放密封圈16的应力。
具体地,在图6中,应力释放空间34为凹槽58,每个凹槽58呈圆弧形,密封圈16为圆环形密封圈16,凹槽58的圆弧方向与密封圈16的圆弧方向相同,应力释放效果好。
在一个实施方式中,第一应力释放空间包括间隔的多个第一凹槽582,第二应力释放空间包括间隔的多个第二凹槽584,多个第一凹槽582在第三面24形成有间隔的多个第一开口57,多个第二凹槽584在第四面26形成有间隔的多个第二开口62。
在一个实施方式中,沿密封圈16厚度方向,多个第一凹槽582与多个第二凹槽584可以是一一对应设置。可以理解,在其他实施方式中,多个第一凹槽582与多个第二凹槽584也可以沿密封圈16径向方向(如图2中的左右方向)错开设置。
在一个实施方式中,应力释放空间34可以是缺口,密封圈16包括第五面60,第五面60连接第三面24靠近极柱的边缘和第四面26靠近极柱的边缘,缺口开设在第三面24和第五面60,或开设在第四面26和第五面60,或缺口开设在第三面24和第五面60,和开设在第四面26和第五面60。
在一个实施方式中,在第三面24上形成有第一开口57的所有第一应力释放空间可以均为凹槽58,或均为缺口,或若干第一应力释放空间为凹槽58,若干第一应力释放空间为缺口。在第四面26上形成有第二开口62的所有第二应力释放空间可以均为凹槽58,或均为缺口,或若干第二应力释放空间为凹槽58,若干第二应力释放空间为缺口,也就是说应力释放空间34包括凹槽58和缺口中的至少一种,如此,形成应力释放空间34的结构简单。第一应力释放空间的结构可与第二应力释放空间的结构全部相同或部分相同或全部不相同,在此不作具体限定。可以理解,在其他实施方式中,应力释放空间还可以是设在密封段内的封闭空腔,即应力释放空间34包括凹槽58、缺口和封闭空腔中的至少一种。
在某些实施方式中,应力释放空间34沿密封圈16的周向方向呈环形。
如此,可以利用环形的应力释放空间34来释放密封圈16的应力。
具体地,在图5中,应力释放空间34为凹槽58,凹槽58呈圆环形,密封圈16为圆环形密封圈16,凹槽58的圆弧方向与密封圈16的圆弧方向相同,释放应力的效果好。
在一个实施方式中,第一应力释放空间为第一凹槽582,第二应力释放空间为第二凹槽584,第一凹槽582和第二凹槽584均为环形,第一凹槽582在第三面24形成的第一开口57呈环形,第二凹槽584在第四面26形成的第二开口62呈环形。
在一个实施方式中,沿密封圈16厚度方向,第一凹槽582与第二凹槽584可以是对应设置。在一个实施方式中,第一凹槽582与第二凹槽584也可以沿密封圈16径向方向(如图2中的左右方向)错开设置。
在一个实施方式中,环形的第一凹槽582是多个,多个第一凹槽582可以沿密封圈16的径向方向同心设置。在一个实施方式中,环形的第二凹槽584是多个,多个第二凹槽584可以沿密封圈16的径向方向同心设置。
在一个实施方式中,应力释放空间34可以是沿密封圈16周向方向呈环形的缺口,缺口开设在第三面24和第五面60,和/或,开设在第四面26和第五面60。
在某些实施方式中,请参图7至图8,应力释放空间34包括第一应力释放空间,第一应力释放空间在第三面24形成有第一开口57,第一应力释放空间沿密封圈16径向的宽度从第一应力释放空间的底部向第一开口57逐渐增大,和/或;
应力释放空间34包括第二应力释放空间,第二应力释放空间在第四面26形成有第二开口62,第二应力释放空间沿密封圈16径向的宽度从第二应力释放空间的底部向第二开口62逐渐增大。
如此,可以方便密封圈16的脱模,防止密封圈16边缘披锋而影响密封性。
具体地,在一个实施方式中,密封圈16可以通过注塑工艺一体成型制造。制造密封圈16时,可以将熔融的密封圈16材料注入模具中,待冷却后,脱模,即将密封圈16从模具上脱下来。由于第一应力释放空间沿密封圈16径向的宽度从第一应力释放空间的底部向第一开口57逐渐增大,使得第一应力释放空间在第三面24的第一开口57宽度比第一应力释放空间的底部宽度大,使模具易于从密封圈16的第一应力释放空间中脱出,防止密封圈16边缘披锋而影响密封性。
由于第二应力释放空间沿密封圈16径向的宽度从第二应力释放空间的底部向第二开口62逐渐增大,使得第二应力释放空间在第四面26的第二开口62宽度比第二应力释放空间的底部宽度大,使模具易于从密封圈16的第二应力释放空间中脱出,防止密封圈16边缘披锋而影响密封性。
在某些实施方式中,请参图7至图8,第一应力释放空间包括第一凹槽582,第一凹槽582包括相对的两个第一侧壁,两个第一侧壁沿第一凹槽582的中轴线L1向外倾斜,两个第一侧壁所形成的夹角为第一拔模角度V1,1°≤V1≤20°,和/或;
第二应力释放空间包括第二凹槽584,第二凹槽584包括相对的两个第二侧壁,两个第二侧壁沿第二凹槽584的中轴线L2向外倾斜,两个第二侧壁所形成的夹角为第二拔模角度V2,1°≤V2≤20°。
如此,可以在提升密封圈16脱模的便利性和保证密封圈16的密封性能之间取得较佳平衡。
具体地,若第一拔模角度V1<1°,则第一拔模角度较小,模具不易脱离密封圈16。若第一拔模角度V1>20°,则第一拔模角度较大,导致第一凹槽582的第一开口57较大,密封圈16在第一开口57处强度不足,影响密封圈16的密封性能。1°≤V1≤20°,则可以在提升密封圈16脱模的便利性和保证密封圈16的密封性能之间取得较佳平衡。
在一些例子中,第一拔模角度V1可以是1°、5°、7°、10°、12°、14°、17°、18°、20°或1°至20°之间的其他数值。
若第二拔模角度V2<1°,则第二拔模角度较小,模具不易脱离密封圈16。若第二拔模角度V2>20°,则第二拔模角度较大,导致第二凹槽584的第二开口62较大,密封圈16在第二开口62处强度不足,影响密封圈16的密封性能。1°≤V2≤20°,则可以在提升密封圈16脱模的便利性和保证密封圈16的密封性能之间取得较佳平衡。
在一些例子中,第二拔模角度V2可以是1°、5°、7°、10°、12°、14°、17°、18°、20°或1°至20°之间的其他数值。可选地,V1=V2,第一凹槽582的中轴线L1与第二凹槽584的中轴线L2重合。
在某些实施方式中,请参图9至图10,应力释放空间34包括第一应力释放空间和第二应力释放空间,第一应力释放空间在第三面24形成有第一开口57,第二应力释放空间在第四面26形成有第二开口62,第一应力释放空间与第二应力释放空间沿密封圈厚度方向对应设置,密封圈16满足以下关系式:
0.1T≤t1≤0.4T,0.1T≤t2≤0.4T,其中,t1为第二应力释放空间的深度,t2为第一应力释放空间的深度,T为密封圈16的整体厚度。
如此,可以保证密封圈16在凹槽58处的强度。
具体地,若t1<0.1T和t2<0.1T,则t1和t2过小,第一应力释放空间和第二应力释放空间的深度不够,应力释放效果不佳。若t1>0.4T和t2>0.4T,则t1和t2过大,密封圈16在第一应力释放空间和第二应力释放空间处过薄,易造成密封圈16在第一应力释放空间和第二应力释放空间处强度不够,易断裂。
0.1T≤t1≤0.4T和0.1T≤t2≤0.4T,则可以保证密封圈16在第一应力释放空间和第二应力释放空间处的强度和应力释放效果之间取得较佳的平衡。
在一些例子中,t1可以是0.1T、0.15T、0.2T、0.25T、0.3T、0.35T、0.4T或0.1T至0.4T之间的其他数值,在此不作具体限定。
在一些例子中,t2可以是0.1T、0.15T、0.2T、0.25T、0.3T、0.35T、0.4T或0.1T至0.4T之间的其他数值,在此不作具体限定。t1与t2可以相等,也可以不相等。
在某些实施方式中,应力释放空间34包括凹槽58,凹槽58在第三面24和/或在第四面26形成有开口,端盖组件100满足以下条件:
d1<D;
d2>D;
d3≥0.5mm;
其中,d1为凹槽58的内径,d2为凹槽58的外径,D为第一通孔22的直径,d3为单侧密封圈16与盖板12的接触区域宽度。
如此,密封圈16避开了最大剪切区域又能满足的密封区域宽度要求。
具体地,在一个实施方式中,凹槽58包括第一凹槽582,第一凹槽582在第三面24形成有第一开口57。若d1≥D,则在盖板12压在密封圈16上时,整个第一凹槽582被盖板12覆盖住或第一通孔22的孔壁与第一凹槽582靠近极柱14的侧壁对齐,第二面20与第一通孔22的连接处54位于第一凹槽582外,或连接处54位于第一凹槽582靠近极柱14的侧壁上,应力释放效果不佳。若d2≤D,则在盖板12压在密封圈16上时,整个第一凹槽582没有被盖板12覆盖或第一通孔22的孔壁与第一凹槽582远离极柱14的侧壁对齐,第二面20与第一通孔22的连接处54位于第一凹槽582外或连接处54位于第一凹槽582远离极柱14的侧壁上,应力释放效果不佳。
d1<D,d2>D,即可以使盖板12覆盖第一凹槽582的一部分,第二面20与第一通孔22的连接处54可以落入第一凹槽582中,密封圈16可以避开最大剪切区域,提升应力释放效果。
在一个实施方式中,凹槽58包括第二凹槽584,第二凹槽584在第四面26形成有第二开口62。若d1≥D,则在盖板12压在密封圈16上时,第二面20与第一通孔22的连接处54沿密封圈16厚度方向在密封圈16上的投影56位于第二凹槽584外或第一通孔22的孔壁沿密封圈16厚度方向在密封圈16上的投影与第二凹槽584靠近极柱14的侧壁对齐,应力释放效果不佳。若d2≤D,则在盖板12压在密封圈16上时,第二面20与第一通孔22的连接处54沿密封圈16厚度方向在密封圈16上的投影56位于第二凹槽584外或第一通孔22的孔壁沿密封圈16厚度方向在密封圈16上的投影与第二凹槽584远离极柱14的侧壁对齐,应力释放效果不佳。
d1<D,d2>D,即在盖板12压在密封圈16上时,第二面20与第一通孔22的连接处54沿密封圈16厚度方向在密封圈16上的投影56可以落入第二凹槽584中,密封圈16可以避开最大剪切区域,提升应力释放效果。
若d3<0.5mm,则d3过小,单侧密封圈16与盖板12的接触区域宽度较小,不能满足宽度方向的密封区域的密封要求,长时间使用时,盖板12容易从密封圈16的外侧边缘滑落,影响密封圈16的可靠性。若d3≥0.5mm,单侧密封圈16与盖板12的接触区域的宽度大小适中,长时间使用时,盖板12不容易从密封圈16的外侧边缘滑落,能满足密封区域的宽度,保证了密封圈16的可靠性。d3的上限可以根据经验值、测试、或仿真或其他因素确定,在此不作具体限定。
在图11和图12中,凹槽58包括第一凹槽582和第二凹槽584,第一凹槽582为内径为d11,外径为d21,d11<D,d21>D。第二凹槽584为内径为d12,外径为d22,d12<D,d22>D。
本发明实施方式的一种电池单体包括上述任一实施方式的端盖组件100。
上述电池单体中,第二面20压在第三面24时,密封圈16可以向应力释放空间34内发生变形,释放应力,避免密封圈16被盖板12压缩破损,保证了密封圈16的密封性能,提升了电池单位的安全性能。而且,多个凸块30夹持极柱14,避免密封圈16因晃动而造成的移位,进一步提升密封圈16的密封性能,应力释放空间34设在密封段32,凸块30不会对密封段32向应力释放空间34内发生变形时造成阻碍。
具体地,电池单体还可包括壳体和裸电芯,壳体内设有容纳腔,壳体的一侧具有连通容纳腔的开口,端盖组件100安装在开口处以密封容纳腔。祼电芯位于容纳腔内,裸电芯包括正极耳和负极耳,正极耳可通过正极连接片连接正极柱,负极耳可通过负极连接片连接负极柱。
本发明实施方式的一种储能设备包括上述实施方式的电池单体。
上述储能设备中,第二面20压在第三面24时,密封圈16可以向应力释放空间34内发生变形,释放应力,避免密封圈16被盖板12压缩破损,保证了密封圈16的密封性能,提升了电池单位的安全性能。而且,多个凸块30夹持极柱14,避免密封圈16因晃动而造成的移位,进一步提升密封圈16的密封性能,应力释放空间34设在密封段32,凸块30不会对密封段32向应力释放空间34内发生变形时造成阻碍。
具体地,在一个实施方式中,储能设备还可包括簇架,一个或多个电池单体可以安装在簇架上。多个电池单体可以阵列形式布置在簇架上。多个电池单体可以以串联、并联或串并联的方式进行电连接接。
在一个实施方式中,储能设备还可包括簇架,多个电池单体可以放置在盒体内形成一个电池装置,一个或多个电池装置可以安装在簇架上。多个电池装置可以阵列形式布置在簇架上。多个电池装置可以以串联、并联或串并联的方式进行电连接接。一个电池装置中的多个电池单体可以以串联、并联或串并联的方式进行电连接接。
储能设备可以包括但不限于储能集装箱、家用储能柜等储能设备。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施方式”、“一些实施方式”、“示意性实施方式”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含在本发明的至少一个实施方式或示例中。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方式或示例。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方式或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本发明的实施方式,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施方式进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (14)
1.一种端盖组件,其特征在于,包括:
盖板,所述盖板包括沿厚度方向的第一面和第二面,所述盖板设有贯穿所述第一面和所述第二面的第一通孔;
极柱,所述极柱穿设所述第一通孔;
密封圈,所述密封圈包括沿厚度方向的第三面和第四面,所述密封圈设有贯穿所述第三面和所述第四面的第二通孔,所述极柱穿设所述第二通孔,所述第二通孔的孔壁上沿所述密封圈周向方向设有多个凸块,所述多个凸块夹持所述极柱,所述第二面压在所述第三面上,所述密封圈包括相邻两个所述凸块之间的密封段,所述密封段设有应力释放空间。
2.根据权利要求1所述的端盖组件,其特征在于,所述第二面与所述第一通孔的孔壁连接形成有连接处,所述连接处沿所述密封圈厚度方向在所述密封圈上的投影至少部分地位于所述应力释放空间中。
3.根据权利要求2所述的端盖组件,其特征在于,所述连接处呈倒角结构或圆角结构。
4.根据权利要求2所述的端盖组件,其特征在于,所述应力释放空间包括第一应力释放空间,所述第一应力释放空间在所述第三面形成有第一开口,所述连接处的至少一部分穿设所述第一开口并位于所述第一应力释放空间中。
5.根据权利要求4所述的端盖组件,其特征在于,所述应力释放空间包括第二应力释放空间,所述第二应力释放空间在所述第四面形成有第二开口,所述第二应力释放空间与所述第一应力释放空间沿所述密封圈厚度方向对应且间隔设置。
6.根据权利要求1所述的端盖组件,其特征在于,所述密封圈设有多个所述应力释放空间,多个所述应力释放空间沿所述密封圈的周向方向间隔布置。
7.根据权利要求1所述的端盖组件,其特征在于,所述应力释放空间沿所述密封圈的周向方向呈环形。
8.根据权利要求1所述的端盖组件,其特征在于,所述应力释放空间包括凹槽、缺口和封闭空腔中的至少一种,所述密封圈包括第五面,所述第五面连接所述第三面靠近所述极柱的边缘和所述第四面靠近所述极柱的边缘,所述缺口开设在所述第三面和所述第五面,和/或,开设在所述第四面和所述第五面。
9.根据权利要求1所述的端盖组件,其特征在于,所述应力释放空间包括第一应力释放空间,所述第一应力释放空间在所述第三面形成有第一开口,所述第一应力释放空间沿所述密封圈径向的宽度从所述第一应力释放空间的底部向所述第一开口的方向逐渐增大,和/或;
所述应力释放空间包括第二应力释放空间,所述第二应力释放空间在所述第四面形成有第二开口,所述第二应力释放空间沿所述密封圈径向的宽度从所述第二应力释放空间的底部向所述第二开口的方向逐渐增大。
10.根据权利要求9所述的端盖组件,其特征在于,所述第一应力释放空间包括第一凹槽,所述第一凹槽包括相对的两个第一侧壁,所述两个第一侧壁沿所述第一凹槽的中轴线向外倾斜,所述两个第一侧壁所形成的夹角为第一拔模角度V1,1°≤V1≤20°,和/或;
所述第二应力释放空间包括第二凹槽,所述第二凹槽包括相对的两个第二侧壁,所述两个第二侧壁沿所述第二凹槽的中轴线向外倾斜,所述两个第二侧壁所形成的夹角为第二拔模角度V2,1°≤V2≤20°。
11.根据权利要求1所述的端盖组件,其特征在于,所述应力释放空间包括第一应力释放空间和第二应力释放空间,所述第一应力释放空间在所述第三面形成有第一开口,所述第二应力释放空间在所述第四面形成有第二开口,所述第一应力释放空间与所述第二应力释放空间沿所述密封圈厚度方向对应设置,所述密封圈满足以下关系式:
0.1T≤t1≤0.4T,0.1T≤t2≤0.4T,其中,t1为所述第二应力释放空间的深度,t2为所述第一应力释放空间的深度,T为所述密封圈的整体厚度。
12.根据权利要求1所述的端盖组件,其特征在于,所述应力释放空间包括凹槽,所述凹槽在所述第三面和/或在所述第四面形成有开口,所述端盖组件满足以下条件:
d1<D;
d2>D;
d3≥0.5mm;
其中,d1为所述凹槽的内径,d2为所述凹槽的外径,D为所述第一通孔的直径,d3为单侧所述密封圈与所述盖板的接触区域宽度。
13.一种电池单体,其特征在于,包括权利要求1-12任一项所述的端盖组件。
14.一种储能设备,其特征在于,包括权利要求13所述的电池单体。
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