CN204696162U - 一种封口体及其应用的电化学新能源器件 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种封口体及其应用的电化学新能源器件，封口体包括刚性面板和弹性橡胶体，所述弹性橡胶体包覆在刚性面板的侧表面以及至少一个端面，所述弹性橡胶体的外圈侧面为与器件外壳固连的弹性橡胶机械密封处，所述刚性面板和弹性橡胶体上设有插装正负引出端子头的贯通孔。电化学新能源器件包括外壳、芯包元件和封口体，所述芯包元件置于外壳内，所述封口体置于外壳开口处，并通过机械密封将封口体的弹性橡胶机械密封处和外壳开口周边固连密封，正负引出端子头插装在封口体的贯通孔中，一端通过正负极端子焊接处与芯包元件连接，另一端通过正负引出线引出。应用本实用新型封口体的产品具有良好的防爆功能和使用安全性能，且具有良好的防漏功能。

Description

一种封口体及其应用的电化学新能源器件

技术领域

本实用新型涉及一种作为密封新能源器件容器的封口体，具体是具备将含浸有电解质溶液的芯包端子引出的封口体，及其应用的一次电池、二次电池、超级电容或电解电容等一系列电化学方面的新能源器件。

背景技术

电化学新能源器件通过将含浸有电解质溶液的元件收容在有底圆柱形的铝壳内，并通过设有正负极电极的封口体来密封形成。作为电化学新能源器件的封口体，需要绝缘、气密、耐腐蚀性、电化学新能源器件一般使用橡胶塞来作为封口体。

公开(公告)号为CN101847756A的中国发明专利公开了一种圆柱形铝壳束腰封口正负极同向引出的锂离子电池，在锂离子电池制作过程中，首先将卷绕好的锂离子电池芯1正负导针4、5由端盖3或橡胶塞9穿过，或将正负导针4、5与正负极耳10、11铆接在端盖3上，然后再将带有端盖3或橡胶塞9的锂离子电池芯1装入圆柱形铝壳2中，最后再把装有锂离子电池芯1的圆柱形铝壳2与端盖3或橡胶塞9一起经滚动封口装置封口，并在圆柱形铝壳2端口滚动成型出封口带7和束腰带8，完成本发明锂离子电池的加工制作。

该专利公布的技术方案使用橡胶塞作为封口体的电池，容易因内部气压问题容易从正负极导针处泄漏，束腰封口挤压铝壳时变形的造成电解质溶液泄漏，并且对橡胶塞的厚度有要求，太薄更容易造成电解质溶液泄漏，厚度的增加造成整体电池容量减小，缺陷太多。

公开(公告)号为CN203536479U的中国实用新型专利公开了一种锂离子电池，包括电池外壳、位于电池外壳中的电芯和密封件，在密封件上引出有连接电芯的正极导针和负极导针，所述电池外壳的内壁设置有台阶，电芯位于台阶下方的空间内，密封件卡于台阶上，外壳开口处向内变形形成紧口将密封件紧压于台阶上。

在该技术方案中，端盖和密封件的橡胶塞之间采用平面叠置，易脱落，并且将密封件放置台阶上，还需要把端盖放置于密封件上，并且增加了外壳内壁台阶，增加了整体工序，增加了外壳壁厚，减少了橡胶塞密封效果电解质溶液泄漏更加严重，密封件、端盖、壁厚造成整体电池容量(能量密度)减小，整体成本增加。

实用新型内容

本实用新型解决的技术问题是：针对现有电化学新能源器件存在的易泄露、封口体占用电池容量的缺陷，提供一种新型的封口体及其应用的电化学新能源器件，减少内部气压造成的电解质溶液泄漏，降低封口体对器件外壳容量的占用，增加整体器件容量(能量密度)，避免橡胶塞变形造成的产品泄漏成品率下降。

本实用新型采用如下技术方案实现：一种封口体，包括刚性面板和弹性橡胶体，所述刚性面板为圆形，所述弹性橡胶体包覆在刚性面板的圆周侧表面以及至少一个端面，所述弹性橡胶体的外圈侧面为与器件外壳固连的弹性橡胶机械密封处，所述刚性面板和弹性橡胶体上设有插装正负引出端子头的贯通孔。

进一步的，所述弹性橡胶体的贯通孔设有内径小于正负引出端子头外径的端子头过盈挤压处。

进一步的，所述弹性橡胶体位于外壳内的端面上设有若干弹性凸起物。

进一步的，所述刚性面板的贯通孔周边设有环状的面板凸台。

进一步的，所述刚性面板和弹性橡胶体上对应的防爆孔，所述刚性面板上的防爆孔和弹性橡胶体上的防爆孔之间具有部分弹性橡胶体的膜层。

进一步的，所述刚性面板上设有与正负引出端子头电连接的集成电路板，所述集成电路板上设置的为正负引出端子之间的保护电路。

进一步的，所述刚性面板和弹性橡胶体之间采用层压或注塑一体成型。

本实用新型还公开了一种应用上述封口体的电化学新能源器件，包括外壳、芯包元件和封口体，所述芯包元件置于外壳内，所述封口体置于外壳开口处，并通过机械密封将封口体的弹性橡胶机械密封处和外壳开口周边固连密封，正负引出端子头插装在封口体的贯通孔中，一端通过正负极端子焊接处与芯包元件连接，另一端通过正负引出线引出。

进一步的，所述封口体的弹性橡胶机械密封处与外壳接触，并形成凹形方式的机械密封。

在本实用新型中，所述电化学新能源器件为一次电池、二次电池、超级电容或电解电容。

本实用新型通过将弹性橡胶体与刚性面板进行层压或注塑一体成型而构成封口体，并且该固体材料制成的刚性面板上可以根据不同需求进行颜色更改及商标、徽标、标识语、产品型号的标识。与封口体为单一的橡胶塞相比较，本实用新型通过采用刚性面板减小了封口体厚度，减少了因橡胶塞变形造成的产品泄漏。通过使用作为弹性材料的弹性橡胶体包覆在刚性面板上，加工简单，且在构成封口体的情况下，可提高封口密封性。另外作为弹性材料可用热塑性弹性材料或热固性材料构成。弹性橡胶体包覆刚性面板的形式构成刚性面板与外部大气接触表面，通过由弹性橡胶体包覆上述刚性面板的一面及侧表面成凹形方式构成，封口体的侧表面与外壳相接，固体材料圆形面板侧表面形成凹形方式的弹性橡胶体与外壳接触面积较大，通过机械密封，可获得良好的弹性橡胶体密封效果，且封口体为弹性橡胶体与刚性面板进行层压或注塑一体成型，减少橡胶塞变形造成的产品泄漏成品率下降。具体的，刚性面板和弹性橡胶体侧表面的机械密封处通过机械密封凹形面进行密封。

刚性面板与弹性橡胶体之间设有贯通孔与正负引出端子通过过盈配合，而且正负极端子头与刚性面板和弹性橡胶体之间造成挤压力配合，减少了内部气压造成的电解质溶液的泄漏。

另外，将电化学新能源器件的集成电路板合成在封口体上，减少产品整体成本及厚度，减少生产工序。

由上所述，本实用新型增加了刚性面板，减少橡胶塞变形造成的产品泄漏成品率下降，减小了封口体厚度，增加整体器件容量(能量密度)，增加正负引出端子与封口体端子孔的多道过盈及挤压力配合，减少内部气压造成的电解质溶液泄漏，刚性面板也可作为新能源供器件集成电路板合成的载体，减少产品整体成本并且减少生产工序。

以下结合附图及具体实施方式对本实用新型做进一步说明。

附图说明

图1为实施例1中的封口体的俯视图。

图2为实施例1中的封口体的主剖视图以及和正负引出端子头的分解示意。

图3为应用实施例1的封口体的电池示意图。

图4为实施例2中的封口体的俯视图。

图5为实施例2中的封口体的主剖视图以及和正负引出端子头的分解示意。

图6为实施例3中的封口体的俯视图。

图7为实施例3中的封口体的主剖视图以及和正负引出端子头的分解示意。

图8为实施例4中的封口体的俯视图。

图9为实施例4中的封口体的主剖视图以及和正负引出端子头的分解示意。

图中标号：

1/1-a：刚性面板；

2/2-b：弹性橡胶体；

3/3-c：正负引出端子头；

4/4-d：正负引出线；

5：外壳；

6：芯包元件；

7/7-e：第一机械密封位；

8/8-f：第二机械密封位；

9/9-g：端子头过盈挤压处；

10/10-h：弹性橡胶机械密封处；

11/11-I：贯通孔；

12：正负极端子焊接处；

13：弹性凸出物；

14：面板凸台；

15：防爆孔；

16：膜层。

具体实施方式

实施例1

参见图1和图2，封口体包括刚性面板1/1-a和弹性橡胶体2/2-b，弹性橡胶体2/2-b包覆在刚性面板的侧表面以及底部端面，弹性橡胶体2/2-b的外圈侧面为与器件外壳5固连的弹性橡胶机械密封处10/10-h，用于将封口体整个和装配封口的器件外壳进行机械密封连接，刚性面板1/1-a和弹性橡胶体2/2-b上设有两个插装正负引出端子头3/3-c的贯通孔11/11-I。弹性橡胶体2/2-b的贯通孔内设有内径小于正负引出端子头外径的端子头过盈挤压处9/9-g，端子头过盈挤压处9/9-g应当靠近弹性橡胶体与刚性面板的连接处设置。

结合参见图3，图示为图1和图2中的封口体应用于一次电池的装配示意图，将含浸有电解质溶液的芯包元件6收容在有底圆柱形的外壳5内，封口体置于外壳的开口处，并通过机械密封将封口体的弹性橡胶机械密封处10/10-h和外壳开口周边固连密封，正负引出端子头3/3-c插装在封口体的贯通孔11/11-I中，一端通过正负极端子焊接处12与芯包元件6连接，另一端通过正负引出线4/4-d引出，正负引出端子头3/3-c、正负引出线4/4-d分别对应刚性面板1/1-a和弹性橡胶体2/2-b的上贯通孔11/11-I过盈挤压装配，实现封口体对外壳的密封。

封口体的弹性橡胶机械密封处10/10-h与外壳5开口处接触，并形成凹形方式的机械密封，其中弹性橡胶体2/2-b周边形成凹形的第一机械密封位7/7-e，弹性橡胶体与外壳接触面积增大，可获得良好的弹性橡胶体密封效果，弹性橡胶体2/2-b环绕刚性面板周边的部分形成凸起的第二机械密封位8/8-f，可进一步将刚性面板定位在弹性橡胶体形成的凹形空间内，整体提升外壳的密封效果。

刚性面板1/1-a为对应外壳5开口的圆形，其上可设置集成电路板，用于集成设置正负引出端子头之间的保护电路，电路板根据产品过充、过放、以及材料不同而功能有所改变，本实施例中，首先将圆形的刚性面板1/1-a放入模具中，将弹性橡胶体2/2-b与刚性面板1/1-a通过层压或注塑弹性橡胶体包覆刚性面板的至少一个端面及侧表面成凹形方式构成封口体。

实施例2

参见图4和图5，本实施例在实施例1的基础上，在封口体的弹性橡胶体2/2-b位于外壳内部的端面上设置若干弹性凸起物13，设有弹性凸起物13的弹性橡胶体的端面是与外壳内的芯包元件压紧接触的一面，通过增加弹性凸出物13能够与芯包元件更有效的紧密配合，防止芯包元件在外壳内移动。

实施例3

参见图6和与7，本实施例在实施例1的基础上，在封口体的刚性面板1/1-a的贯通孔周边设有环状的面板凸台14，通过在刚性面板的贯通孔周边增加面板凸台，能够解决产品焊接时因温度造成正负引出线4/4-d之间造成短路的问题，同时还可保护正负引出线有效延伸，不易折断。

在本实施例中，在刚性面板1/1-a和弹性橡胶体2/2-b上对应的防爆孔15，刚性面板1/1-a上的防爆孔和弹性橡胶体2/2-b上的防爆孔之间具有部分弹性橡胶体的膜层16，产品在使用中出现内部短路、过充、过压、高温情况下，外壳5内部产生的高压气体，可由防爆孔15处冲破膜层16及时得到释放，防止外壳5整体引起爆炸，提高了产品使用的安全可靠性。

实施例4

参见图8和图9，在实施例1至实施例3中，封口体的刚性面板1/1-a均位于弹性橡胶体2/2-b的上层，即装配在产品上后，刚性面板1/1-a位于外壳的外部，本实施例的弹性橡胶体2/2-b包覆在刚性面板的侧表面以及顶部端面，将刚性面板1/1-a置于弹性橡胶体2/2-b的下层，封口体装配在产品上后，刚性面板1/1-a与外壳内的芯包元件6抵接，同时，弹性橡胶体2/2-b周边的机械密封处与外壳机械密封连接，可保证刚性面板1/1-a与弹性橡胶体2/2-b不分离。对应的，弹性橡胶体2/2-b的贯通孔内的端子头过盈挤压处9/9-g应当对应做出位置调整，紧靠下部的刚性面板1/1-a设置。

在本实用新型中，保护的是刚性面板1/1-a和弹性橡胶体2/2-b之间的包覆式连接关系，实施例1-3和实施例4中刚性面板与弹性橡胶体之间不同的相对位置，只要都是采用的包覆式连接，均应理解为在本实用新型的保护范围之内。

上述实施例中的封口体可应用在多种电化学新能源器件中，可以是一次电池、二次电池、超级电容或电解电容等。

上述为本实用新型的优选实施方式，但所属领域的技术人员应该明白，在不脱离所附权利要求书所限定的本实用新型的精神和范围内，在形式和细节上对本实用新型所作出的各种变化，都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种封口体，其特征在于：包括刚性面板和弹性橡胶体，所述刚性面板为圆形，所述弹性橡胶体包覆在刚性面板的圆周侧表面以及至少一个端面，所述弹性橡胶体的外圈侧面为与器件外壳固连的弹性橡胶机械密封处，所述刚性面板和弹性橡胶体上设有插装正负引出端子头的贯通孔。

2.根据权利要求1所述的一种封口体，所述弹性橡胶体的贯通孔内设有内径小于正负引出端子头外径的端子头过盈挤压处。

3.根据权利要求2所述的一种封口体，所述弹性橡胶体位于外壳内的端面上设有若干弹性凸起物。

4.根据权利要求2所述的一种封口体，所述刚性面板的贯通孔周边设有环状的面板凸台。

5.根据权利要求1所述的一种封口体，所述刚性面板和弹性橡胶体上对应的防爆孔，所述刚性面板上的防爆孔和弹性橡胶体上的防爆孔之间具有部分弹性橡胶体的膜层。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种封口体，所述刚性面板上设有与正负引出端子头电连接的集成电路板，所述集成电路板上设置的为正负引出端子之间的保护电路。

7.根据权利要求6所述的一种封口体，所述刚性面板和弹性橡胶体之间采用层压或注塑一体成型。

8.一种应用权利要求1-7所述的封口体的电化学新能源器件，其特征在于：包括外壳、芯包元件和封口体，所述芯包元件置于外壳内，所述封口体置于外壳开口处，并通过机械密封将封口体的弹性橡胶机械密封处和外壳开口周边固 连密封，正负引出端子头插装在封口体的贯通孔中，一端通过正负极端子焊接处与芯包元件连接，另一端通过正负引出线引出。

9.根据权利要求8所述的一种电化学新能源器件，所述封口体的弹性橡胶机械密封处与外壳接触，并形成凹形方式的机械密封。

10.根据权利要求8或9所述的一种电化学新能源器件，所述电化学新能源器件为一次电池、二次电池、超级电容或电解电容。