CN117673642A - 一种锂电池密封结构 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锂电池密封结构，涉及锂电池密封技术领域。本发明一种锂电池密封结构包括密封底筒、密封盖筒与密封壳，所述密封底筒的底部设置有底凸盘，所述密封壳能与底凸盘固定连接，所述密封壳密封套接在密封底筒和密封盖筒外侧时，第一压环与第二压环之间形成上缓冲空腔，第二压环与第三压环之间形成阻燃空腔，第三压环与底凸盘之间形成下缓冲空腔。本发明通过第一压环、第二压环与第三压环的设置，只需将密封盖筒盖在密封底筒上，然后将密封壳冲压在底凸盘上即可完成整体组装，组装方便，且上缓冲空腔、阻燃空腔与下缓冲空腔一次冲压即可形成，可为装置提供三层密封，能有效的防止水与灰尘进入装置中，密封效果好。
Description
技术领域
本发明涉及锂电池密封技术领域，具体涉及一种锂电池密封结构。
背景技术
随着新能源行业的发展，电池的需求和要求也随之提升，为了提高电池的续航以及对电池充电很多工厂都采用锂电池原料生产电池，“锂电池”是一类由锂金属或锂合金为正/负极材料，使用非水电解质溶液的电池。而且在很多地方都使用到了柱形的锂电池。
在中国专利（申请号为：CN202011237300.3），公开了一种锂电池用圆柱形包装密封壳体结构，包括防护机构和设置在防护机构内的柱形密封机构，所述柱形密封机构至少包括：
弹性密封装置，所述弹性密封装置包括密封底座，所述密封底座为“柱形”结构，且所述密封底座内部开设有开口向上的“柱形”凹槽，从而使密封底座与柱形的锂电池(以下简称：锂电池)的外部轮廓相适配，以便于后期的包装和固定，所述密封底座侧壁的顶部开设有，所述滑动空腔的顶部设有受力装置，所述受力装置包括滑动壳体，所述滑动壳体与滑动空腔滑动连接，所述滑动壳体的顶部设有密封壳体。
该专利与现有技术在实际使用过程中存在以下技术问题：
1、该专利通过设置密封壳体对锂电池进行防护，当内部锂电池发生爆炸时，装置无法进行泄压缓冲，压力直接作用在密封壳体上，容易导致密封密封壳体爆开，使用安全性差，且整体结构组装复杂，需要分别对密封部位进行依次密封，安装难度大。
2、同时该专利阻燃性较差，锂电池在其内部容易燃烧，且燃烧产生的有害烟雾会直接排至外界，造成环境污染。
发明内容
本发明的目的在于：为解决上述问题，本发明提供了一种锂电池密封结构。
本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：
一种锂电池密封结构，包括密封底筒、密封盖筒与密封壳，所述密封底筒的底部设置有底凸盘，所述密封壳能与底凸盘固定连接，所述密封底筒的顶部设置有下连接凸环，所述密封底筒的外侧设置有下外凸环，所述密封盖筒的外侧设置有上外凸环，所述密封盖筒的底部设置有上连接凸环，上连接凸环与下连接凸环的外径相同，所述上外凸环、上连接凸环、下外凸环与底凸盘的外径依次增加，所述密封壳的内壁设置有第一压环、第二压环与第三压环，所述第一压环的内径小于上外凸环的外径，所述第二压环的内径大于上外凸环的外径且小于上连接凸环的外径，所述第三压环的内径大于上连接凸环的外径且小于下外凸环的外径，所述密封壳的内径大于下外凸环的外径且小于底凸盘的外径；
所述密封壳密封套接在密封底筒和密封盖筒外侧时，第一压环与第二压环之间形成上缓冲空腔，第二压环与第三压环之间形成阻燃空腔，第三压环与底凸盘之间形成下缓冲空腔，所述上缓冲空腔的内部设置有上过滤组件，所述阻燃空腔的内部设置有阻燃组件，所述下缓冲空腔的内部设置有下过滤组件；
所述密封底筒的内底部设置有下电极，所述密封盖筒的内顶部设置有上电极。
进一步地，所述上过滤组件包括固定连接在密封壳内壁的上过滤套，所述上过滤套的内部中空设置，且内部存放有活性炭，所述上过滤套的顶部与底部均贯穿开设有过滤孔，所述上过滤套的内径与上外凸环的外径相同，所述上过滤套套接在上外凸环的外侧。
进一步地，所述阻燃组件包括固定连接在第二压环与第三压环之间的分隔网环，所述分隔网环与密封壳内壁之间设置有存放空腔，存放空腔的内部存放有固体阻燃剂，所述分隔网环的内径大于上连接凸环的外径。
进一步地，所述固体阻燃剂采用氯系阻燃剂。
进一步地，所述下过滤组件包括固定连接在密封底筒外侧的下过滤套，所述下过滤套的内部中空设置，且内部存放有活性炭，所述下过滤套的顶部贯穿开设有上通孔，所述下过滤套外侧的底部贯穿开设有侧通孔，所述密封壳的内壁设置有内衬套，所述内衬套的高度大于下过滤套的高度，所述内衬套紧密套接在下过滤套外侧，所述内衬套的内径大于下外凸环的外径。
进一步地，所述第一压环与上外凸环之间设置有第一密封圈，所述第二压环与上连接凸环之间设置有第二密封圈，所述上连接凸环与下连接凸环之间设置有第三密封圈，所述第三压环与下外凸环之间设置有第四密封圈，所述密封壳与底凸盘之间设置有第五密封圈。
进一步地，所述第一密封圈与第五密封圈工作压力相同，所述第二密封圈与第四密封圈工作压力相同，所述第三密封圈的工作压力小于第二密封圈的工作压力，所述第二密封圈的工作压力小于第一密封圈的工作压力。
进一步地，所述底凸盘的顶部设置有多组连接柱，多组所述连接柱呈环形设置，所述连接柱的顶部设置有扩张头，所述扩张头的顶部开设于扩张口；
所述密封壳的底部开设有多组柱孔，所述柱孔与连接柱对应设置，所述柱孔的顶部开设有扩张孔，所述扩张孔的内部设置有扩张锥。
进一步地，所述密封盖筒的顶部设置有导电座，所述上电极螺纹连接在导电座中。
进一步地，所述第一压环的内径大于密封盖筒的外径。
本发明的有益效果如下：
1、本发明通过密封壳密封套接在密封底筒和密封盖筒外侧时，第一压环与第二压环之间形成上缓冲空腔，第二压环与第三压环之间形成阻燃空腔，第三压环与底凸盘之间形成下缓冲空腔，上缓冲空腔、阻燃空腔与下缓冲空腔由上到下设置，且阻燃空腔对准密封底筒与密封盖筒连接处，产生爆炸时，爆炸气体先通过阻燃空腔进行初步缓冲，然后经过上缓冲空腔与下缓冲空腔二次缓冲，能有效防止密封壳脱落，防爆效果好。
2、本发明通过阻燃空腔内部设置阻燃组件防止锂电池进一步燃烧，阻燃效果好，通过上缓冲空腔与下缓冲空腔设置上过滤组件与下过滤组件，能对阻燃产生的有毒有害气体进行过滤，且有毒气体进入上缓冲空腔与下缓冲空腔中需要达到一定压力才会释放，因此有毒气体在上缓冲空腔与下缓冲空腔中循环过滤，过滤充分后，才会排出。
3、本发明通过第一压环、第二压环与第三压环的设置，只需将密封盖筒盖在密封底筒上，然后将密封壳冲压在底凸盘上即可完成整体组装，组装方便，且上缓冲空腔、阻燃空腔与下缓冲空腔一次冲压即可形成，可为装置提供三层密封，能有效的防止水与灰尘进入装置中，密封效果好。
附图说明
图1是本发明整体示意图；
图2是本发明整体剖视示意图；
图3是本发明密封底筒与密封盖筒安装示意图；
图4是本发明密封底筒与密封盖筒拆卸示意图；
图5是本发明密封底筒与密封盖筒剖视示意图；
图6是本发明连接柱剖视示意图；
图7是本发明密封套筒示意图；
图8是本发明密封套筒剖视示意图；
图9是本发明图8中A部分放大示意图。
附图标记：1、密封底筒；101、下电极；102、底凸盘；103、连接柱；1031、扩张头；1032、扩张口；104、下连接凸环；105、下外凸环；106、下过滤套；2、密封盖筒；201、上电极；202、导电座；203、上外凸环；204、上连接凸环；3、密封壳；301、柱孔；302、扩张孔；303、扩张锥；304、第一压环；305、第二压环；306、第三压环；307、内衬套；308、上过滤套；309、分隔网环；4、上缓冲空腔；5、阻燃空腔；6、下缓冲空腔；7、第一密封圈；8、第二密封圈；9、第三密封圈；10、第四密封圈；11、第五密封圈。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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。
依本发明一较佳实施例的一种锂电池密封结构将在以下被详细地阐述。
实施例一
如图1-9所示，一种锂电池密封结构，包括密封底筒1、密封盖筒2与密封壳3，密封底筒1的底部设置有底凸盘102，密封壳3能与底凸盘102固定连接，密封底筒1的顶部设置有下连接凸环104，密封底筒1的外侧设置有下外凸环105，密封盖筒2的外侧设置有上外凸环203，密封盖筒2的底部设置有上连接凸环204，上连接凸环204与下连接凸环104的外径相同，上外凸环203、上连接凸环204、下外凸环105与底凸盘102的外径依次增加，密封壳3的内壁设置有第一压环304、第二压环305与第三压环306，第一压环304的内径小于上外凸环203的外径，第二压环305的内径大于上外凸环203的外径且小于上连接凸环204的外径，第三压环306的内径大于上连接凸环204的外径且小于下外凸环105的外径，密封壳3的内径大于下外凸环105的外径且小于底凸盘102的外径；
密封壳3密封套接在密封底筒1和密封盖筒2外侧时，第一压环304与第二压环305之间形成上缓冲空腔4，第二压环305与第三压环306之间形成阻燃空腔5，第三压环306与底凸盘102之间形成下缓冲空腔6，上缓冲空腔4的内部设置有上过滤组件，阻燃空腔5的内部设置有阻燃组件，下缓冲空腔6的内部设置有下过滤组件；
密封底筒1的内底部设置有下电极101，密封盖筒2的内顶部设置有上电极201。
安装时，将锂电池装在密封底筒1中，然后将密封盖筒2盖在密封底筒1上，接着将密封壳3套接在密封底筒1和密封盖筒2外侧，利用冲压设备，下压密封壳3，密封壳3冲压固定在底凸盘102上，此时第一压环304与上连接凸环204紧密接触，形成第一密封，第二压环305与上连接凸环204紧密接触，形成第二密封，同时上连接凸环204与下连接凸环104紧密接触，形成第三密封，第三压环306与下外凸环105紧密接触，形成第四密封，同时密封壳3与底凸盘102之间形成第五密封，因此第一压环304与第二压环305之间形成上缓冲空腔4，第二压环305与第三压环306之间形成阻燃空腔5，第三压环306与底凸盘102之间形成下缓冲空腔6，第一密封与第五密封为最外侧一层密封，第二密封与第四密封为中间一层密封，第三密封为最内层密封，因此一次冲压可同时完成三层密封，且将密封底筒1、密封盖筒2和密封壳3组装在一起，制造效率高，且使用时，最外层密封容易被腐蚀，当最外侧失效时，上过滤组件与下过滤组件能阻挡灰尘与水进行阻燃空腔5中，密封时间久；
当锂电池发生爆炸时，先冲开最内层密封，此时阻燃空腔5内部的空间对爆炸产生的压力进行初步吸收，然后突破中间层密封，上缓冲空腔4与下缓冲空腔6对爆炸压力进行二次吸收，此时大部分爆炸能量都得到有效缓冲，装置不会直接爆裂，同时保证产生的高温使阻燃组件产生作用，阻燃组件阻止锂电池燃烧，燃烧产生的废气进入上缓冲空腔4与下缓冲空腔6中，由于最层密封的限制，需要上缓冲空腔4与下缓冲空腔6中达到一定气压才会打开，废气在上缓冲空腔4与下缓冲空腔6积累并反复通过上过滤组件与下过滤组件，上过滤组件与下过滤组件充分吸收有毒有害物质，燃烧的气体存储在上缓冲空腔4与下缓冲空腔6中，当燃烧过于剧烈，上缓冲空腔4与下缓冲空腔6中压力过大，突破最外层密封，此时排出的烟气不会含有较多的有毒有害物质，减少燃烧对环境产生的污染。
进一步地，第一压环304的内径大于密封盖筒2的外径，通过该设计，使上缓冲空腔4中的气体能在一定气压下顺利排出。
实施例二
如图2-图9所示，上过滤组件包括固定连接在密封壳3内壁的上过滤套308，上过滤套308的内部中空设置，且内部存放有活性炭，上过滤套308的顶部与底部均贯穿开设有过滤孔，上过滤套308的内径与上外凸环203的外径相同，上过滤套308套接在上外凸环203的外侧。
燃烧产生的烟气通过过滤孔进入上过滤套308中，活性炭吸附有毒有害物质，气体通过过滤孔能反复通过上过滤套308。
实施例三
如图2-图9所示，阻燃组件包括固定连接在第二压环305与第三压环306之间的分隔网环309，分隔网环309与密封壳3内壁之间设置有存放空腔，存放空腔的内部存放有固体阻燃剂，分隔网环309的内径大于上连接凸环204的外径。
进一步地，固体阻燃剂采用氯系阻燃剂。
氯系阻燃剂的价格便宜，稳定性好、添加量少，分解产生卤化氢(HX)，卤化氢消除高分子材料燃烧反应产生活性自由基，使上述游离基浓度降低，从而减缓或终止燃烧的链式反应，达到阻燃的目的，最为物理吸收剂也可以用来吸收卤化氢，进一步降低污染。
实施例四
如图2-图9所示，下过滤组件包括固定连接在密封底筒1外侧的下过滤套106，下过滤套106的内部中空设置，且内部存放有活性炭，下过滤套106的顶部贯穿开设有上通孔，下过滤套106外侧的底部贯穿开设有侧通孔，密封壳3的内壁设置有内衬套307，内衬套307的高度大于下过滤套106的高度，内衬套307紧密套接在下过滤套106外侧，内衬套307的内径大于下外凸环105的外径。
烟气通过上通孔进入下过滤套106中，通过侧通孔排出，安装时，下外凸环105会通过内衬套307，不会影响密封壳3安装。
实施例五
如图2-图4所示，第一压环304与上外凸环203之间设置有第一密封圈7，第二压环305与上连接凸环204之间设置有第二密封圈8，上连接凸环204与下连接凸环104之间设置有第三密封圈9，第三压环306与下外凸环105之间设置有第四密封圈10，密封壳3与底凸盘102之间设置有第五密封圈11。
进一步地，第一密封圈7与第五密封圈11工作压力相同，第二密封圈8与第四密封圈10工作压力相同，第三密封圈9的工作压力小于第二密封圈8的工作压力，第二密封圈8的工作压力小于第一密封圈7的工作压力。
通过该设计，密封底筒1与密封盖筒2内部压力增加时，压力会先通过工作压力较小的第三密封圈9，突破最内层密封，然后突破第二密封圈8与第四密封圈10，进入上缓冲空腔4与下缓冲空腔6中，最后才会突破第一密封圈7与第五密封圈11。
实施例六
如图2、图6与图9所示，底凸盘102的顶部设置有多组连接柱103，多组连接柱103呈环形设置，连接柱103的顶部设置有扩张头1031，扩张头1031的顶部开设于扩张口1032；
密封壳3的底部开设有多组柱孔301，柱孔301与连接柱103对应设置，柱孔301的顶部开设有扩张孔302，扩张孔302的内部设置有扩张锥303。
安装时，将锂电池装在密封底筒1中，然后将密封盖筒2盖在密封底筒1上，接着将密封壳3套接在密封底筒1和密封盖筒2外侧，利用冲压设备，下压密封壳3，密封壳3冲压固定在底凸盘102上，扩张头1031在扩张锥303的作用下展开在扩张孔302中，此时扩张头1031卡接在扩张孔302中，完成密封壳3与底凸盘102固定，固定效果好。
实施例七
如图5所示，密封盖筒2的顶部设置有导电座202，上电极201螺纹连接在导电座202中，通过该设计，能调节上电极201与下电极101之间的间距，使装置适用于不同规格的锂电池。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (10)
1.一种锂电池密封结构，包括密封底筒（1）、密封盖筒（2）与密封壳（3），其特征在于，所述密封底筒（1）的底部设置有底凸盘（102），所述密封壳（3）能与底凸盘（102）固定连接，所述密封底筒（1）的顶部设置有下连接凸环（104），所述密封底筒（1）的外侧设置有下外凸环（105），所述密封盖筒（2）的外侧设置有上外凸环（203），所述密封盖筒（2）的底部设置有上连接凸环（204），上连接凸环（204）与下连接凸环（104）的外径相同，所述上外凸环（203）、上连接凸环（204）、下外凸环（105）与底凸盘（102）的外径依次增加，所述密封壳（3）的内壁设置有第一压环（304）、第二压环（305）与第三压环（306），所述第一压环（304）的内径小于上外凸环（203）的外径，所述第二压环（305）的内径大于上外凸环（203）的外径且小于上连接凸环（204）的外径，所述第三压环（306）的内径大于上连接凸环（204）的外径且小于下外凸环（105）的外径，所述密封壳（3）的内径大于下外凸环（105）的外径且小于底凸盘（102）的外径；
所述密封壳（3）密封套接在密封底筒（1）和密封盖筒（2）外侧时，第一压环（304）与第二压环（305）之间形成上缓冲空腔（4），第二压环（305）与第三压环（306）之间形成阻燃空腔（5），第三压环（306）与底凸盘（102）之间形成下缓冲空腔（6），所述上缓冲空腔（4）的内部设置有上过滤组件，所述阻燃空腔（5）的内部设置有阻燃组件，所述下缓冲空腔（6）的内部设置有下过滤组件；
所述密封底筒（1）的内底部设置有下电极（101），所述密封盖筒（2）的内顶部设置有上电极（201）。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池密封结构，其特征在于，所述上过滤组件包括固定连接在密封壳（3）内壁的上过滤套（308），所述上过滤套（308）的内部中空设置，且内部存放有活性炭，所述上过滤套（308）的顶部与底部均贯穿开设有过滤孔，所述上过滤套（308）的内径与上外凸环（203）的外径相同，所述上过滤套（308）套接在上外凸环（203）的外侧。
3.根据权利要求2所述的一种锂电池密封结构，其特征在于，所述阻燃组件包括固定连接在第二压环（305）与第三压环（306）之间的分隔网环（309），所述分隔网环（309）与密封壳（3）内壁之间设置有存放空腔，存放空腔的内部存放有固体阻燃剂，所述分隔网环（309）的内径大于上连接凸环（204）的外径。
4.根据权利要求3所述的一种锂电池密封结构，其特征在于，所述固体阻燃剂采用氯系阻燃剂。
5.根据权利要求3所述的一种锂电池密封结构，其特征在于，所述下过滤组件包括固定连接在密封底筒（1）外侧的下过滤套（106），所述下过滤套（106）的内部中空设置，且内部存放有活性炭，所述下过滤套（106）的顶部贯穿开设有上通孔，所述下过滤套（106）外侧的底部贯穿开设有侧通孔，所述密封壳（3）的内壁设置有内衬套（307），所述内衬套（307）的高度大于下过滤套（106）的高度，所述内衬套（307）紧密套接在下过滤套（106）外侧，所述内衬套（307）的内径大于下外凸环（105）的外径。
6.根据权利要求1所述的一种锂电池密封结构，其特征在于，所述第一压环（304）与上外凸环（203）之间设置有第一密封圈（7），所述第二压环（305）与上连接凸环（204）之间设置有第二密封圈（8），所述上连接凸环（204）与下连接凸环（104）之间设置有第三密封圈（9），所述第三压环（306）与下外凸环（105）之间设置有第四密封圈（10），所述密封壳（3）与底凸盘（102）之间设置有第五密封圈（11）。
7.根据权利要求6所述的一种锂电池密封结构，其特征在于，所述第一密封圈（7）与第五密封圈（11）工作压力相同，所述第二密封圈（8）与第四密封圈（10）工作压力相同，所述第三密封圈（9）的工作压力小于第二密封圈（8）的工作压力，所述第二密封圈（8）的工作压力小于第一密封圈（7）的工作压力。
8.根据权利要求1-7任一项所述的一种锂电池密封结构，其特征在于，所述底凸盘（102）的顶部设置有多组连接柱（103），多组所述连接柱（103）呈环形设置，所述连接柱（103）的顶部设置有扩张头（1031），所述扩张头（1031）的顶部开设于扩张口（1032）；
所述密封壳（3）的底部开设有多组柱孔（301），所述柱孔（301）与连接柱（103）对应设置，所述柱孔（301）的顶部开设有扩张孔（302），所述扩张孔（302）的内部设置有扩张锥（303）。
9.根据权利要求1所述的一种锂电池密封结构，其特征在于，所述密封盖筒（2）的顶部设置有导电座（202），所述上电极（201）螺纹连接在导电座（202）中。
10.根据权利要求1所述的一种锂电池密封结构，其特征在于，所述第一压环（304）的内径大于密封盖筒（2）的外径。
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