CN116581498B - 电池端盖组件、电池、电池包和用电设备 - Google Patents

电池端盖组件、电池、电池包和用电设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了电池端盖组件、电池、电池包和用电设备，电池端盖组件包括：盖板，具有注液孔，注液孔的孔壁上设有台阶和容纳槽；密封件，设置在容纳槽内，且密封件的外侧壁与注液孔的孔壁相接触，环形的密封件内限出容纳空间；密封件中设有容置槽，容置槽沿密封件的环形方向延伸；密封钉，包括限位部和密封部，限位部可拆卸地设置在台阶上，密封部可拆卸地限位在容纳空间内，密封部的外侧壁与密封件的内侧壁相抵接；环形弹性件，设置在容置槽内，且环形弹性件与密封件的内侧壁相抵接。该电池端盖组件实现了对注液孔的密封，且实现了密封钉的可拆卸，从而便于电池能够进行二次注液，便于实现电池的二次使用。

Description

电池端盖组件、电池、电池包和用电设备
技术领域
本发明属于电池技术领域，具体涉及一种电池端盖组件、电池、电池包和用电设备。
背景技术
锂离子电池在制作过程中需要向电芯内灌注电解液，因此需在其端盖上开设注液孔。现有的锂离子电池的端盖组件上的注液孔的密封，一般先将胶钉塞入注液孔中进行第一层密封，然后将密封片装配至胶钉上方的注液孔处，采用激光将密封片与电池盖板焊接为一体，实现第二层密封。经激光焊接后的注液口被封死，确保电池在使用过程中不会发生漏液问题。
但是，当电池使用一段时间后，其内部电解液会下降至标准水平以下，需要对其进行补液时，上述经激光焊接的注液口密封结构不能被拆卸，导致电池不能进行二次注液，从而影响电池使用寿命以及电池的利用率。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的目的在于提出一种电池端盖组件、电池、电池包和用电设备。本发明的电池端盖组件在实现对注液孔进行密封的同时，实现了密封结构的可拆卸，从而便于后续电池能够进行二次注液，便于实现电池的二次使用，从而提升了电池的使用寿命以及电池的利用率。同时，本发明的注液孔的密封结构简单，提升了组装以及拆卸效率。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种电池端盖组件。根据本发明的实施例，所述电池端盖组件包括：
盖板，所述盖板具有注液孔，所述注液孔沿所述盖板的厚度方向贯穿所述盖板，所述注液孔的孔壁上设有台阶和至少一个容纳槽，所述台阶与至少一个所述容纳槽沿所述盖板的厚度方向层叠设置；
至少一个密封件，所述密封件设置在所述容纳槽内，且所述密封件的外侧壁与所述注液孔的孔壁相接触，所述密封件为环形，环形的所述密封件内限出容纳空间；所述密封件中设有容置槽，所述容置槽沿所述密封件的环形方向延伸；
密封钉，所述密封钉包括相连接的限位部和密封部，所述限位部可拆卸地设置在所述台阶上，所述密封部可拆卸地限位在所述容纳空间内，所述密封部的外侧壁与所述密封件的内侧壁相抵接；
至少一个环形弹性件，所述环形弹性件设置在所述容置槽内，且所述环形弹性件与所述密封件的内侧壁相抵接。
根据本发明实施例的电池端盖组件，在实现对注液孔进行密封的同时，实现了密封结构的可拆卸，从而便于后续电池能够进行二次注液，便于实现电池的二次使用，从而提升了电池的使用寿命以及电池的利用率。同时，本发明的注液孔的密封结构简单，提升了组装以及拆卸效率。
另外，根据本发明上述实施例的电池端盖组件还可以具有如下附加的技术特征：
在本发明的一些实施例中，所述限位部的外侧壁上设有第一卡接部，所述注液孔的孔壁上设有第二卡接部，所述第一卡接部与所述第二卡接部可拆卸地卡接。
在本发明的一些实施例中，所述第一卡接部为卡台，所述第二卡接部为卡槽。
在本发明的一些实施例中，所述注液孔的孔壁上设有导向槽，所述导向槽与所述卡槽相连通，所述卡槽朝所述注液孔中心线的方向开口，所述导向槽朝所述注液孔中心线的方向开口，且所述导向槽朝远离所述容纳槽的方向开口。
在本发明的一些实施例中，沿所述注液孔的中心线的方向，所述卡台的尺寸小于等于所述卡槽的尺寸；和/或，沿所述注液孔的中心线的方向，所述卡台的尺寸小于所述导向槽的尺寸。
在本发明的一些实施例中，所述密封部的外侧壁上设有凸部，所述密封件卡在所述凸部上，且沿所述注液孔的中心线的方向，所述凸部的靠近所述限位部的表面与所述密封件的远离所述限位部的表面相接触。
在本发明的一些实施例中，所述凸部沿所述注液孔的中心线的方向的尺寸为0.2-0.4mm；和/或，所述凸部沿所述注液孔的径向方向的尺寸为0.2-0.4mm。
在本发明的一些实施例中，所述密封件包括密封件内侧壁、密封件导向壁和密封件外侧壁，所述密封件导向壁连接在所述密封件内侧壁与所述密封件外侧壁之间；所述密封件内侧壁和所述密封件导向壁共同内限出所述容纳空间，所述密封件内侧壁、所述密封件导向壁与所述密封件外侧壁围合形成所述容置槽。
在本发明的一些实施例中，所述密封件导向壁与所述注液孔的中心线的夹角α为15-45度。
在本发明的一些实施例中，所述限位部远离所述密封部的一侧设有抓取部；和/或，所述限位部与所述密封部一体成型。
在本发明的一些实施例中，所述注液孔的孔壁上设有多个容纳槽，多个所述容纳槽沿所述盖板的厚度方向朝向背离所述台阶的方向依次间隔设置，每个所述容纳槽内均设置一个所述密封件，每个所述密封件的内侧壁均与所述密封部的外侧壁相抵接；每个所述密封件的所述容置槽内均设置一个所述环形弹性件，且每个所述环形弹性件均与相应的所述密封件的内侧壁相抵接。
在本发明的一些实施例中，所述密封件为弹性密封件；和/或，所述环形弹性件为环形弹簧；和/或，所述密封钉为金属密封钉。
在本发明的一些实施例中，所述电池端盖组件具有未密封状态及密封状态，所述环形弹性件具有第一状态及第二状态，当所述电池端盖组件处于所述未密封状态时，所述环形弹性件处于所述第一状态，当所述电池端盖组件处于所述密封状态时，所述环形弹性件处于所述第二状态，且所述环形弹性件处于所述第一状态下的内径小于所述环形弹性件处于所述第二状态下的内径。
在本发明的一些实施例中，所述环形弹性件处于所述第二状态下的内径与所述环形弹性件处于所述第一状态下的内径的差值为0.72-0.9mm；和/或，所述环形弹性件的弹性系数为106.16N/mm≤k≤398.09N/mm。
在本发明的一些实施例中，在所述电池端盖组件处于未密封状态下，所述密封件的内径小于所述密封部的直径。
在本发明的一些实施例中，所述密封件在未密封状态下的内径为0.4-0.8mm；和/或，所述密封部的直径为2-4mm。
在本发明的第二个方面，本发明提出了一种电池。根据本发明的实施例，电池具有以上实施例的电池端盖组件。由此，由于密封钉可拆卸地固定在注液孔内，从而便于后续电池能够进行二次注液，便于实现电池的二次使用，从而提升了电池的使用寿命以及电池的利用率。
在本发明的第三个方面，本发明提出了一种电池包。根据本发明的实施例，所述电池包具有如上所述的电池。本发明的电池包在使用过程中，能够便于后续密封钉的拆卸，从而便于电池的二次注液，延长了电池包的使用寿命以及利用率。
在本发明的第四个方面，本发明提出了一种用电设备。根据本发明的实施例，所述用电设备具有如上所述的电池包。本发明的用电设备在使用过程中，能够便于后续密封钉的拆卸，从而便于电池的二次注液，延长了电池包的使用寿命，进而便于降低用电设备的成本。
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
本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本发明一个实施例的电池端盖组件的爆炸示意图；
图2为图1的局部（P部）示意图；
图3为本发明一个实施例的电池端盖组件的截面示意图；
图4为本发明一个实施例的密封钉的结构示意图；
图5为本发明再一个实施例的密封钉的结构示意图；
图6为本发明一个实施例的密封件的结构示意图；
图7为图6的A-A方向的截面图；
图8为本发明一个实施例的注液孔的结构示意图；
图9为本发明一个实施例的密封件的不同压缩量对应的反弹力示意图；
图10为发明一个实施例的车辆的示意图；
图11为发明一个实施例的电池包的示意图；
图12为发明一个实施例的电池的示意图。
附图标注，1000-车辆，1100-控制器，1200-马达，1300-电池包，1310-箱体，1311-第一部分，1312-第二部分，1320-电池，1321-电池端盖组件，1322-壳体；
100-盖板，200-注液孔，201-台阶，202-容纳槽，203-第二卡接部，204-导向槽，300-环形弹性件，400-密封件，401-容置槽，402-容纳空间，403-密封件内侧壁，404-密封件导向壁，405-密封件外侧壁，500-密封钉，501-限位部，502-密封部，503-抓取部，504-凸部，505-第一卡接部。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，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，旨在用于解释本发明，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”、“轴向”、“径向”、“周向”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，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至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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，除非另有明确的限定。对于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“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本发明的一个方面，本发明提出了一种电池端盖组件1321。根据本发明的实施例，参考附图1-8，上述电池端盖组件1321包括：盖板100，所述盖板100具有注液孔200，所述注液孔200沿所述盖板100的厚度方向贯穿所述盖板100，所述注液孔200的孔壁上设有台阶201和至少一个容纳槽202，所述台阶201与至少一个所述容纳槽202沿所述盖板100的厚度方向层叠设置；至少一个密封件400，所述密封件400设置在所述容纳槽202内，且所述密封件400的外侧壁与所述注液孔200的孔壁相接触，所述密封件400为环形，环形的所述密封件400内限出容纳空间402；所述密封件400中设有容置槽401，所述容置槽401沿所述密封件400的环形方向延伸；密封钉500，所述密封钉500包括相连接的限位部501和密封部502，所述限位部501可拆卸地设置在所述台阶201上，所述密封部502可拆卸地限位在所述容纳空间402内，所述密封部502的外侧壁与所述密封件400的内侧壁相抵接，且所述密封部502的外侧壁与所述密封件400的内侧壁之间存在弹性压力；至少一个环形弹性件300，所述环形弹性件300设置在所述容置槽401内，环形弹性件300与密封件400的内侧壁相抵接，且所述环形弹性件300与所述密封件400的内侧壁之间存在弹性压力。由此，本发明的电池端盖组件在实现对注液孔进行密封的同时，实现了密封结构的可拆卸，从而便于后续电池能够进行二次注液，便于实现电池的二次使用，从而提升了电池的使用寿命以及电池的利用率。同时，本发明的注液孔的密封结构简单，提升了组装以及拆卸效率。
下面对本发明提出的电池端盖组件能够实现上述有益效果的原理进行详细说明：
现有技术中，电池端盖组件上的注液孔的密封，一般先将胶钉塞入注液孔中进行第一层密封，然后将密封片装配至胶钉上方的注液孔处，采用激光将密封片与电池盖板焊接为一体，实现第二层密封。经激光焊接后的注液口被封死，确保电池在使用过程中不会发生漏液问题。但是，当电池使用一段时间后，其内部电解液会下降至标准水平以下，需要对其进行补液时，上述经激光焊接的注液口密封结构不能被拆卸，导致电池不能进行二次注液，从而影响电池使用寿命以及电池的利用率。
为了解决上述问题，本发明提供一种电池端盖组件1321，参考附图1-8，包括：盖板100、至少一个密封件400、密封钉500和至少一个环形弹性件300。其中，上述盖板100具有注液孔200，在注液孔200的孔壁上设置台阶201和至少一个容纳槽202，容纳槽202上设置环形密封件400，密封件400的外侧壁与注液孔的孔壁相接触，且环形密封件400固定在注液孔的孔壁上，从而将环形密封件400限位在容纳槽202上，同时实现了环形密封件400与注液孔的孔壁之间的密封。密封钉500包括相连接的限位部501和密封部502，密封钉500的限位部501设置在台阶201上，通过将密封钉500的限位部501限位在注液孔的台阶201上，从而将密封钉500限位在注液孔中。密封钉500的密封部502被限位在环形密封件400内限出的容纳空间402内，密封部502的外侧壁与密封件400的内侧壁相抵接，且密封部502的外侧壁与密封件400的内侧壁之间存在弹性压力，即密封件400的内侧壁对密封部502有一个向注液孔的中心线O-O方向的弹性压力，密封部502对密封件400的内侧壁有一个远离注液孔的中心线O-O方向的弹性压力，从而实现了密封件400与密封钉500的密封部502之间的密封。另外，在密封件400的容置槽401内设置环形弹性件300，环形弹性件300与密封件400的内侧壁之间存在弹性压力，环形弹性件300会向注液孔的中心线O-O缩紧，该环形弹性件300使密封件400的内侧壁具有向注液孔的中心线O-O扩张的趋势，紧紧地锁住密封钉500的密封部502，从而进一步确保了密封件400与密封钉500的密封部502之间的密封。至此，上述电池端盖组件的密封结构对注液孔实现了完全密封，确保了电池在使用过程中不会发生漏液问题。
同时，密封钉500的限位部501可拆卸地设置在台阶201上，且密封钉500的密封部502可拆卸地限位在容纳空间402内，当电池使用一段时间后，其内部电解液下降至标准水平以下，需要对其进行补液时，采用远离盖板且向上的外力将限位部501从注液孔孔壁的台阶201上取出，带动密封部502从环形密封件400内限出的容纳空间402内拔出，从而将电池端盖组件上的注液孔打开，对电池内部进行补充电解液。补液完成后，采用靠近盖板且向下的外力将密封部502塞进环形密封件400内限出的容纳空间402内，密封部502向远离注液孔中心线方向挤压密封件400，且密封件400向靠近注液孔中心线方向挤压密封部502；同时限位部501被限位在台阶201上，从而达到再次密封注液孔的效果。可见，在需要二次注液时，只需用外力将密封钉500拔出即可打开注液孔，进行注液，注完液再将密封钉500塞进去即可自行关闭实现注液孔的密封。由此，本发明的电池端盖组件在实现对注液孔进行密封的同时，实现了密封结构的可拆卸，从而便于后续电池能够进行二次注液，便于实现电池的二次使用，从而提升了电池的使用寿命以及电池的利用率。同时，本发明的注液孔的密封结构简单，提升了组装以及拆卸效率。
根据本发明的一些具体实施例，参考附图4和8，限位部501的外侧壁上设有第一卡接部505，在注液孔的中心线O-O的方向上，注液孔的孔壁上设有第二卡接部203，第一卡接部505与第二卡接部203可拆卸地卡接。在电池端盖组件处于密封状态下，在注液孔的中心线O-O的方向上，第一卡接部505与注液孔孔壁上的第二卡接部203相对应。由此，有效避免了当电芯内部发生副反应产生大量的气体时而导致的将密封钉500被弹出的情况，进一步确保了密封钉500的限位部501在台阶201上的限位效果，从而进一步确保了密封钉500的密封效果。
作为一些具体示例，第一卡接部505为卡台，第二卡接部203为卡槽，当密封钉500需要密封时，将卡台卡入卡槽中，从而将密封钉500固定在注液孔的孔壁上，由此避免了密封钉500被弹出；当密封钉500需要拔出时，将卡台转出卡槽，卡台与注液孔的孔壁之间的卡接解除，不影响密封钉500的拔出。
进一步地，参考附图8，注液孔的孔壁上设有导向槽204，导向槽204与卡槽相连通，卡槽朝注液孔中心线的方向开口，导向槽朝注液孔中心线的方向开口，且导向槽朝远离容纳槽的方向开口。当密封钉500需要密封时，首先将卡台放置在导向槽204位置，卡台由导向槽204位置滑入卡槽中，从而将密封钉500固定在注液孔的孔壁上；当密封钉500需要拔出时，将卡台滑出卡槽，滑至导向槽204位置，然后拔出密封钉500。
需要说明的是，卡台的尺寸小于导向槽204的尺寸，由此卡台才能放置或滑动至导向槽204中。沿注液孔的中心线O-O的方向，卡台的尺寸小于等于卡槽的尺寸，由此，卡台才能顺利滑入卡槽中。卡台的具体尺寸以及形状并不受特别限定，本领域人员可根据实际需求进行设定，只要达到卡台顺利滑入卡槽中的目的即可。
根据本发明的再一些具体实施例，参考附图5，密封部502的外侧壁上设有凸部504，密封件400卡在凸部504上，且沿注液孔的中心线O-O的方向，凸部504的靠近限位部501的表面与密封件400的远离限位部501的表面相接触，由此，该凸部504具有限位密封钉500的密封部502的效果，进一步有效避免了密封钉500被弹出的情况，进一步确保了密封钉500的密封效果。
在本发明的实施例中，上述凸部504的具体形状以及尺寸均不受特别限定，本领域人员可根据实际需求进行设定，例如上述凸部504可设置成围绕密封钉500的环形凸部504，也可以设置成多个间隔设置的块状凸部504。作为一些具体示例，凸部504沿注液孔的中心线O-O的方向的尺寸为0.2-0.4mm，mm是毫米的简写；和/或，凸部504沿注液孔的径向方向的尺寸为0.2-0.4mm，由此，进一步确保了该凸部504具有限位密封钉500的密封部502的效果。
根据本发明的又一些具体实施例，参考附图7，所述密封件400包括密封件内侧壁403、密封件导向壁404和密封件外侧壁405，所述密封件导向壁404连接在所述密封件内侧壁403与所述密封件外侧壁405之间；密封件内侧壁403和密封件导向壁404共同内限出容纳空间，所述密封件内侧壁403、所述密封件导向壁404与所述密封件外侧壁405围合形成所述容置槽401。其中，密封件内侧壁403与密封部502的外侧壁之间存在弹性压力，密封件外侧壁405固定在注液孔的孔壁上，密封件导向壁404具有引导密封钉500插入或拔出注液孔的作用，使密封钉500的插入或拔出更加容易。
进一步地，密封件导向壁404与注液孔的中心线O-O的夹角α可以为15-45度，由此，进一步便于密封钉500的插入或拔出，夹角α过大或者过小均不便于密封钉500的插入或拔出。
根据本发明的又一些具体实施例，参考附图4和5，限位部501远离密封部502的一侧设有抓取部503，当需要外力将密封钉500塞入或者拔出注液孔时，可通过抓取抓取部503来对密封钉500进行施力或移动。
在本发明的实施例中，限位部501与密封部502可一体成型，由此，进一步有利于密封钉500的密封作用以及限位作用。
根据本发明的又一些具体实施例，参考附图3和8，注液孔的孔壁上设有多个容纳槽202，多个容纳槽202沿盖板的厚度方向朝向背离台阶的方向依次间隔设置，每个容纳槽202内均设置一个密封件400，每个密封件400的内侧壁均与密封部502的外侧壁相抵接，且每个密封件400的内侧壁均与密封部502的外侧壁之间存在弹性压力；每个密封件400的容置槽401内均设置一个环形弹性件300，且每个环形弹性件300均与相应的密封件400的内侧壁之间存在弹性压力。由此，通过设置多个密封件400同时对密封钉500的密封部502进行密封，使密封结构对注液孔的密封效果更佳。作为一些具体示例，相邻密封件400沿注液孔的中心线O-O方向的距离可以为0.8-1mm。
本领域人员可根据实际电池端盖组件对注液孔的密封度的需求设置密封件400的个数，其中，密封件400的个数与容纳槽的个数、环形弹性件300的个数均相等。另外，如果因盖板的厚度不够而无法设置多个密封件400时，可在注液孔下方会设凸台增加厚度，使其厚度足够设置多个密封件400。
在本发明的实施例中，密封件400为弹性密封件400，例如氟橡胶密封件400，该弹性密封件400能对插入密封件400内限出的容纳空间402内的密封部502产生弹力压力。环形弹性件300为环形弹簧，环形弹簧可对密封件400的内侧壁产生弹力压力。密封钉500为金属密封钉500，例如铝材密封钉500。
在本发明的实施例中，电池端盖组件具有未密封状态及密封状态，环形弹性件具有第一状态及第二状态，当电池端盖组件处于未密封状态时，环形弹性件处于第一状态，当电池端盖组件处于密封状态时，环形弹性件处于第二状态，且环形弹性件处于第一状态下的内径小于环形弹性件处于第二状态下的内径。由此，当环形弹性件300套入容置槽401中时，环形弹性件300被拉长，此时环形弹性件300处于弹性状态，环形弹性件300具有向注液孔中心线收缩的趋势，该环形弹性件300使密封件400的内侧壁具有向注液孔的中心线O-O扩张的趋势，从而进一步确保了密封件400与密封钉500的密封部502之间的密封。
作为一些具体示例，环形弹性件处于第二状态下的内径与环形弹性件处于第一状态下的内径的差值可以为0.72-0.9mm，由此，确保了环形弹性件300能向密封钉500的密封部502施加足够的弹力，进一步确保了密封件400与密封钉500的密封部502之间的密封效果。
作为一些具体示例，假设密封钉500的密封部502的直径为3mm，密封件400在密封状态下的压缩率一般取25%-40%，当密封件400的径向厚度为1.2mm时，密封件400在密封状态下的压缩量在0.3-0.48mm之间，密封件400在密封状态下的压缩量在范围内能够实现较好的密封效果。弹簧在放松状态下的内径也为d0=3mm，密封件400放松状态下的内径为0.6mm，环形的容置槽在密封件400在放松状态下的内径为3mm。
放进密封钉500之后，环形的容置槽的内径变为4.2mm(未加弹簧伸缩时状态)，当密封件400的压缩量为0.3mm时，环形的容置槽的内径变为d1=3.9mm，当密封件400的压缩量为0.48mm时，环形的容置槽的内径变为d2=3.72mm。
根据不同的压缩量来选取不同的弹性系数，根据氟橡胶密封件400的压缩量对应的反弹力来对应弹簧力，如图9所示，从图9中可知，如图可知，在密封件400的压缩量0.3mm时（即25%的压缩率），对应的反弹力为300N（N为物理学中的力学单位，全称牛顿），在密封件400的压缩量为0.48mm时（即40%的压缩率）时，对应的反弹力为780N，根据弹簧力的计算公式F=kx，k为弹性系数，x为伸长量，F为弹簧力：
当压缩量为0.3mm时，即伸长量x=πd1-πd0时，F=k0.3*(πd1-πd0)，则k0.3=300/(3.9π-3π)=106.16N/mm。
当压缩量为0.48mm时，即伸长量x为0.48mm时，F=k0.48*(πd2-πd0)，则k0.48=900/(3.72π-3π)=398.09N/mm。
因此，根据密封件400的压缩率在25%-40%范围内，能起到较好的密封效果和寿命年限，弹簧内径在取3mm的情况下，弹性系数可选106.16N/mm≤k≤398.09N/mm。由此，确保了环形弹性件300能向密封钉500的密封部502施加足够的弹力，进一步确保了密封件400与密封钉500的密封部502之间的密封效果。
在本发明的实施例中，在电池端盖组件处于未密封状态下，密封件400的内径小于密封部502的直径，由于密封件400为弹性密封件400，可在外力的作用下将密封钉500的密封部502塞入密封件400内限出的容纳空间402内，当将密封钉500的密封部502塞入密封件400内限出的容纳空间402内时，密封件400向远离注液孔中心线的方向收缩，密封件400的内侧壁对密封部502有一个向注液孔的中心线O-O方向的弹性压力，密封部502对密封件400的内侧壁有一个远离注液孔的中心线O-O方向的弹性压力，从而实现了密封件400与密封钉500的密封部502之间的密封。作为一些具体示例，密封件400在自然状态下的内径可以为0.4-0.8mm；和/或，密封件400在自然状态下的外径可以为8-10mm；和/或，密封部502的直径可以为2-4mm。
在本发明的实施例中，注液孔的孔径、密封部502的厚度、限位部501的厚度、密封件400的厚度、台阶的厚度、容纳槽的厚度、台阶和容纳槽沿径向方向的尺寸均不受特别限定，本领域人员可根据实际需求进行设定，作为一些具体示例，注液孔的孔径可以为8-10mm；和/或，密封部502的厚度可以为4-6mm；和/或，限位部501的厚度可以为0.8-1mm；和/或，密封件400的厚度可以为0.8-1.2mm；和/或，台阶和容纳槽厚度各自独立地可以为0.8-1mm；和/或，台阶和容纳槽沿径向方向的尺寸各自独立地可以为1-2mm。
本发明的电池端盖组件上的密封结构的装配以及拆卸过程如下：
首先将环形弹性件（例如环形弹簧）装到密封件的容置槽中，然后将密封件安装在注液孔的台阶上，可采用粘胶将密封件固定在注液孔的孔壁上，最后将密封钉插进去安装在孔内，完成装配。在一些实施例中，将卡台与进行卡槽卡接后方可完成装配。
当电池使用一段时间后，其内部电解液下降至标准水平以下，需要对其进行补液时，采用远离盖板且向上的外力将限位部从注液孔孔壁的台阶上取出，带动密封部从环形密封件内限出的容纳空间内拔出，从而将电池端盖组件上的注液孔打开，对电池内部进行补充电解液。补液完成后，采用靠近盖板且向下的外力将密封部塞进环形密封件内限出的容纳空间内，密封部向远离注液孔中心线方向挤压密封件，且密封件向靠近注液孔中心线方向挤压密封部；同时限位部被限位在台阶上，从而达到再次密封注液孔的效果。
在本发明的第二个方面，本发明提出了一种电池1320，参考附图12。根据本发明的实施例，电池1320具有以上实施例的电池端盖组件1321。具体地，该电池可以为二次电池或一次电池；还可以是锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池，但不局限于此。该电池可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。本发明的一些实施例中，电池可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等，本发明实施例对此并不限定。电池可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等，本发明实施例对此也不限定。
作为一个具体实施例，参考附图12，该电池1320包括壳体1322、电芯组件和电池端盖组件1321，壳体1322具有容纳腔和连通容纳腔和外部空间的开口，电芯组件位于容纳腔内，且与壳体的底部固定连接，电池端盖组件1321与壳体1322固定连接，且设置在密封壳体的开口处，电池端盖组件1321还与电芯组件连接。
其中，电池端盖组件如上述实施方式所述，结合上述所述的电池端盖组件，由于密封钉可拆卸地固定在注液孔内，从而便于后续电池能够进行二次注液，便于实现电池的二次使用，从而提升了电池的使用寿命以及电池的利用率。
在本发明的第三个方面，本发明提出了一种电池包。根据本发明的实施例，所述电池包具有如上所述的电池。由此，本发明的电池包在使用过程中，能够便于后续密封钉的拆卸，从而便于电池的二次注液，延长了电池包的使用寿命以及利用率。
作为一个具体实施例，参考附图11，电池包1300包括箱体1310和电池1320，电池1320容纳于箱体1310内。其中，箱体1310用于为电池1320提供容纳空间，箱体1310可以采用多种结构。在一些实施例中，箱体1310可以包括第一部分1311和第二部分1312，第一部分1311和第二部分1312相互盖合，第一部分1311和第二部分1312共同限定出用于容纳电池1320的容纳空间。第二部分1312可以为一端开口的空心结构，第一部分1311可以为板状结构，第一部分1311盖合于第二部分1312的开口侧，以使第一部分1311和第二部分1312共同限定出容纳空间；第一部分1311和第二部分1312也可以是均为一侧开口的空心结构，第一部分1311的开口侧盖合于第二部分1312的开口侧。当然，第一部分1311和第二部分1312形成的、箱体1310可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。
在电池包1300中，电池1320可以是多个，多个电池1320之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池1320中既有串联又有并联。多个电池1320之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池1320构成的整体容纳于箱体1310内；当然，电池包1300也可以是多个电池1320先串联或并联或混联组成电池模块形式，多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体1310内。
在本发明的第四个方面，本发明提出了一种用电设备。根据本发明的实施例，所述用电设备具有如上所述的电池包。由此，本发明的用电设备在使用过程中，能够便于后续密封钉的拆卸，从而便于电池的二次注液，延长了电池包的使用寿命，进而便于降低用电设备的成本。
具体地，上述用电设备可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、车辆、轮船、航天器等等。其中，电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等，航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。
以下实施例为了方便说明，以本发明一实施例的一种用电设备为车辆1000为例进行说明。请参考图10，图10为本发明一些实施例提供的车辆1000的结构示意图。车辆1000可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆1000的内部设置有电池包1300，电池包1300可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池包1300可以用于车辆1000的供电，例如，电池包1300可以作为车辆1000的操作电源。车辆1000还可以包括控制器1100和马达1200，控制器1100用来控制电池包1300为马达1200供电，例如，用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。在本发明另一些实施例中，电池包1300不仅可以作为车辆1000的操作电源，还可以作为车辆1000的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动力。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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发明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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (12)

1.一种电池端盖组件，其特征在于，包括：
盖板，所述盖板具有注液孔，所述注液孔沿所述盖板的厚度方向贯穿所述盖板，所述注液孔的孔壁上设有台阶和至少一个容纳槽，所述台阶与至少一个所述容纳槽沿所述盖板的厚度方向层叠设置；
至少一个密封件，所述密封件设置在所述容纳槽内，且所述密封件的外侧壁与所述注液孔的孔壁相接触，所述密封件为环形，环形的所述密封件内限出容纳空间；所述密封件中设有容置槽，所述容置槽沿所述密封件的环形方向延伸；
密封钉，所述密封钉包括相连接的限位部和密封部，所述限位部可拆卸地设置在所述台阶上，所述密封部可拆卸地限位在所述容纳空间内，所述密封部的外侧壁与所述密封件的内侧壁相抵接；
至少一个环形弹性件，所述环形弹性件设置在所述容置槽内，且所述环形弹性件与所述密封件的内侧壁相抵接；
所述限位部的外侧壁上设有第一卡接部，所述注液孔的孔壁上设有第二卡接部，所述第一卡接部与所述第二卡接部可拆卸地卡接；所述第一卡接部为卡台，所述第二卡接部为卡槽；所述注液孔的孔壁上设有导向槽，所述导向槽与所述卡槽相连通，所述卡槽朝所述注液孔中心线的方向开口，所述导向槽朝所述注液孔中心线的方向开口，且所述导向槽朝远离所述容纳槽的方向开口；
所述密封件包括密封件内侧壁、密封件导向壁和密封件外侧壁，所述密封件导向壁连接在所述密封件内侧壁与所述密封件外侧壁之间，所述密封件内侧壁和所述密封件导向壁共同限出所述容纳空间，所述密封件内侧壁、所述密封件导向壁与所述密封件外侧壁围合形成所述容置槽；
所述密封件为弹性密封件，所述环形弹性件为环形弹簧，所述密封钉为金属密封钉；
所述电池端盖组件具有未密封状态及密封状态，所述环形弹性件具有第一状态及第二状态，当所述电池端盖组件处于所述未密封状态时，所述环形弹性件处于所述第一状态，当所述电池端盖组件处于所述密封状态时，所述环形弹性件处于所述第二状态，且所述环形弹性件处于所述第一状态下的内径小于所述环形弹性件处于所述第二状态下的内径；
当所述环形弹性件套入所述容置槽中时，所述环形弹性件被拉长，此时所述环形弹性件处于弹性状态，所述环形弹性件具有向所述注液孔中心线收缩的趋势，以使所述密封件的内侧壁具有向所述注液孔的中心线扩张的趋势；
在所述电池端盖组件处于未密封状态下时，所述密封件的内径小于所述密封部的直径。
2.根据权利要求1所述的电池端盖组件，其特征在于，沿所述注液孔的中心线的方向，所述卡台的尺寸小于等于所述卡槽的尺寸；
和/或，沿所述注液孔的中心线的方向，所述卡台的尺寸小于所述导向槽的尺寸。
3.根据权利要求1所述的电池端盖组件，其特征在于，所述密封部的外侧壁上设有凸部，所述密封件卡在所述凸部上，且沿所述注液孔的中心线的方向，所述凸部的靠近所述限位部的表面与所述密封件的远离所述限位部的表面相接触。
4.根据权利要求3所述的电池端盖组件，其特征在于，所述凸部沿所述注液孔的中心线的方向的尺寸为0.2-0.4mm；
和/或，所述凸部沿所述注液孔的径向方向的尺寸为0.2-0.4mm。
5.根据权利要求1所述的电池端盖组件，其特征在于，所述密封件导向壁与所述注液孔的中心线的夹角α为15-45度。
6.根据权利要求1所述的电池端盖组件，其特征在于，所述限位部远离所述密封部的一侧设有抓取部；
和/或，所述限位部与所述密封部一体成型。
7.根据权利要求1所述的电池端盖组件，其特征在于，所述注液孔的孔壁上设有多个容纳槽，多个所述容纳槽沿所述盖板的厚度方向朝向背离所述台阶的方向依次间隔设置，每个所述容纳槽内均设置一个所述密封件，每个所述密封件的内侧壁均与所述密封部的外侧壁相抵接；
每个所述密封件的所述容置槽内均设置一个所述环形弹性件，且每个所述环形弹性件均与相应的所述密封件的内侧壁相抵接。
8.根据权利要求1所述的电池端盖组件，其特征在于，所述环形弹性件处于所述第二状态下的内径与所述环形弹性件处于所述第一状态下的内径的差值为0.72-0.9mm；
和/或，所述环形弹性件的弹性系数为106.16N/mm≤k≤398.09N/mm。
9.根据权利要求1所述的电池端盖组件，其特征在于，所述密封件在未密封状态下的内径为0.4-0.8mm；
和/或，所述密封部的直径为2-4mm。
10.一种电池，其特征在于，具有权利要求1-9中任一项所述的电池端盖组件。
11.一种电池包，其特征在于，具有权利要求10所述的电池。
12.一种用电设备，其特征在于，具有权利要求11所述的电池包。
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