CN204809306U - 二次电池的注液孔焊接组件 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及储能器件领域,尤其涉及一种二次电池的注液孔焊接组件,包括壳体顶盖、注液孔、密封盖板以及应力释放结构,注液孔开设于壳体顶盖上,且从壳体顶盖的顶端到底端方向依次包括装配沉台以及通孔,密封盖板收容于装配沉台内且不会落入通孔中,所述应力释放结构设置在所述焊接部位的一侧或两侧,且能够释放来自所述焊接部位的应力。本实用新型所提供的二次电池的注液孔焊接组件通过在密封盖板以及装配沉台的焊接部位附近设置应力释放结构,当焊接部位进行满焊焊接后,应力释放结构能够有效释放焊缝附近的应力,防止焊缝产生裂纹。

Description

二次电池的注液孔焊接组件
技术领域
本实用新型涉及储能器件领域,尤其涉及一种二次电池的注液孔焊接组件。
背景技术
在二次电池(例如锂离子电池)的制造过程中,在完成注液工序之后,需要将壳体顶盖上的注液孔进行激光密封焊接,以防止电解液的泄漏。
相关技术中,如图1和2所示,具体实施过程是先用T型密封钉塞住注液孔20,防止电解液溢出污染焊缝,之后对残留在焊接区域表面的电解液进行清洁,最后将密封盖板40和注液孔20的焊接部位400用激光满焊的方式来密封,焊接完形成满焊焊缝。
焊接过程中由于冷热收缩会产生应力,焊接应力得不到释放会残留在焊缝中,且焊缝属于平面环状焊缝,焊接应力集中现象更加明显,当焊接应力达到一定程度就会造成焊缝开裂,产生焊接裂纹。目前满焊焊缝因焊接应力导致的裂纹至今未彻底解决,尤其微小的裂纹不易检出,很容易造成漏液,存在非常大的安全隐患。
裂纹产生的机理:焊接的热效应导致焊缝内产生焊接内应力,满焊过程中,当焊缝含有较多的低熔点杂质时,杂质容易富集在焊缝中心位置,形成液态薄膜,在较大的拉伸应力作用下焊缝会开裂,形成裂纹。
实用新型内容
本实用新型提供了一种二次电池的注液孔焊接组件,能够有效防止焊接裂纹的发生。
本实用新型提供了一种二次电池的注液孔焊接组件,包括壳体顶盖、注液孔、密封盖板以及应力释放结构,所述注液孔开设于所述壳体顶盖上,且从所述壳体顶盖的顶端到底端的方向依次包括装配沉台以及通孔,所述密封盖板收容于所述装配沉台内且不会落入所述通孔中,并且所述密封盖板的上边缘与所述装配沉台的上边缘形成用于进行焊接的焊接部位,所述应力释放结构设置在所述焊接部位的一侧或两侧,且能够释放来自所述焊接部位的应力。
优选地,所述应力释放结构包括设置在所述密封盖板上的第一应力释放槽,所述第一应力释放槽沿所述密封盖板的边缘成环状分布。
优选地,所述应力释放结构包括设置在所述壳体顶盖上的第二应力释放槽,所述第二应力释放槽沿所述装配沉台的边缘成环状分布。
优选地,所述第一应力释放槽和/或所述第二应力释放槽距所述焊接部位的最短距离为0.1-1mm。
优选地,所述第一应力释放槽和/或所述第二应力释放槽的截面为矩形、梯形、圆弧形或三角形。
优选地,所述第一应力释放槽和/或所述第二应力释放槽的深度为0.1-5.5mm。
优选地,所述应力释放结构包括设置在所述壳体顶盖上的环状凸台,所述装配沉台设被所述环状凸台包围。
优选地,所述环状凸台的顶端厚度为0.1-1mm。
优选地,所述环状凸台的高度为0.1-5.5mm。
优选地,所述环状凸台的外侧面与所述壳体顶盖之间的夹角为直角或钝角。本实用新型提供的技术方案可以达到以下有益效果:
本实用新型所提供的二次电池的注液孔焊接组件通过在密封盖板以及装配沉台的焊接部位附近设置应力释放结构,当焊接部位进行满焊焊接后,应力释放结构能够有效释放焊缝附近的应力,防止焊缝产生裂纹。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的,并不能限制本实用新型。
附图说明
图1为本实用新型背景技术所提供的二次电池的整体结构意图;
图2为本实用新型背景技术所提供的二次电池的注液孔焊接组件的装配结构示意图;
图3为本实用新型实施例所提供的带有第一应力释放槽的二次电池的注液孔焊接组件的分解结构示意图;
图4为本实用新型实施例所提供的带有第一应力释放槽的二次电池的注液孔焊接组件的组合结构示意图;
图5为本实用新型实施例所提供的带有第二应力释放槽的二次电池的注液孔焊接组件的分解结构示意图;
图6为本实用新型实施例所提供的带有第二应力释放槽的二次电池的注液孔焊接组件的组合结构示意图;
图7为本实用新型实施例所提供的带有环状凸台的二次电池的注液孔焊接组件的分解结构示意图;
图8为本实用新型实施例所提供的带有环状凸台的二次电池的注液孔焊接组件的组合结构示意图;
图9为本实用新型实施例所提供的同时带有第一应力释放槽以及第二应力释放槽的二次电池的注液孔焊接组件的分解结构示意图;
图10为本实用新型实施例所提供的同时带有第一应力释放槽以及第二应力释放槽的二次电池的注液孔焊接组件的组合结构示意图;
图11为本实用新型实施例所提供的同时带有第一应力释放槽以及环状凸台的二次电池的注液孔焊接组件的分解结构示意图;
图12为本实用新型实施例所提供的同时带有第一应力释放槽以及环状凸台的二次电池的注液孔焊接组件的组合结构示意图。
附图标记:
10-壳体顶盖;
20-注液孔;
200-装配沉台;200a-侧面;200b-底面;202-通孔;
30-密封钉;
40-密封盖板;
400-焊接部位;
50-应力释放结构
500-第一应力释放槽;502-第二应力释放槽;504-环状凸台;504a-外侧面。
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分,示出了符合本实用新型的实施例,并与说明书一起用于解释本实用新型的原理。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。文中所述“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附图中的二次电池的注液孔焊接组件的放置状态为参照。
如图3至12所示,本实用新型实施例提供了一种二次电池的注液孔焊接组件,包括壳体顶盖10、注液孔20、密封钉30、密封盖板40以及应力释放结构50。
壳体顶盖10以及密封盖板40可由铝、铝合金、不锈钢或铁等金属材料制成,注液孔20开设于壳体顶盖10上,沿着壳体顶盖10的厚度方向由壳体顶盖10的顶端到底端,注液孔20依次包括装配沉台200以及通孔202。装配沉台200与通孔202之间呈阶梯状过渡。装配沉台200的径向尺寸大于通孔202的径向尺寸。
通孔202的尺寸与密封钉30的尺寸相配合,密封钉30可采用橡胶或硅胶材质,当密封钉30塞入通孔202时,便可实现对通孔202的密封。对通孔202的密封方式还可以采用将膜片胶粘于装配沉台200的底面202b上,膜片的材质可以为塑料、金属或塑料-金属复合材料。装配沉台200用于收容密封盖板40,并且其上边缘与密封盖板40的上边缘形成用于焊接的焊接部位400,该焊接部位400一般为一道宽度为0-0.3mm的环隙,通过沿该焊接部位400进行满焊焊接的方式可使密封盖板40与壳体顶盖10实现密封。
应力释放结构50设置在焊接部位400的内侧或者外侧,其作用是能够释放来自焊接部位400的焊接应力。下面针对应力释放结构50进行详细描述。
在本实用新型实施例中,应力释放结构50可以为仅设置在焊接部位400的内侧(参见图3和4),也就是设置在密封盖板40上的第一应力释放槽500。第一应力释放槽500沿密封盖板40的边缘成环状分布。其可以为一个完整的环状结构,也可以分别由呈环状分布的几段共同组成。在完成电解液注入后,对装配沉台200内部以及周边进行简单清洗,便可加盖密封盖板40并进行焊接。当焊接完成后,由于第一应力释放槽500在焊缝的内侧,因此可以对内侧的焊接应力进行释放。但这种结构无法释放外侧的焊接应力。
此外,在本实用新型实施例中,应力释放结构50也可以仅设置在焊接部位400的外侧,也就是壳体顶盖10上。此时可以有两种结构。第一种结构与第一应力释放槽500类似,在壳体顶盖10上设置沿着装配沉台200的边缘呈环状分布的第二应力释放槽502(参见图5和6)。第二应力释放槽502沿着装配沉台200的边缘呈环状分布。与第一应力释放槽500类似,第二应力释放槽502也可以由一个完整的环状结构或者呈环状分布的几段共同组成。第二种结构为在壳体顶盖10上设置一个高于壳体顶盖10的表面的环状凸台504,装配沉台200设置在环状凸台504内,并被环状凸台504所包围(参见图7和8)。这两种结构均可使焊缝的外侧获得足够的缓冲,能够对外侧的焊接应力进行很好的释放,但与之相对的,无法释放内侧的焊接应力。并且,这两种结构中,由于应力释放结构50设置在壳体顶盖10上,因此电解液经常会在第二应力释放槽502或者环状凸台504与壳体顶盖10之间的夹角内积存,因此,在采用这两种结构时,在焊接前还需要增加一道严格的清洗程序,采用碳酸二甲酯(DMC)对积存的电解液进行清理。
当采用第二种结构时,可以将环状凸台504的外侧面504a与壳体顶盖10之间的夹角设置为直角或钝角。角度越大则越不容易积存电解液,使清洗过程变得更为容易。
前面的三种结构由于只能够对单侧的焊接应力进行释放,因此在焊接时还是需要激光器采用大脉宽参数以减少焊接应力,因此焊接成本较高,焊接应力改善效果不显著。为了提高应力的释放能力,最好同时在焊缝的两侧,也就是在壳体顶盖10以及密封盖板40上均设置应力释放结构50。具体配合时,选择第一应力释放槽500与第二应力释放槽502进行搭配(参见图9和10),或者选择第一应力释放槽500与环状凸台504进行搭配(参见图11和12)均可。
对于第一应力释放槽500以及第二应力释放槽502,二者最好与焊接部位400之间保持0.1-1mm的最短间距,距离越远对于应力的释放效果越小。第一应力释放槽500和第二应力释放槽502的截面形状为矩形、梯形、圆弧形或三角形等形状均可,根据二次电池的型号、尺寸、壳体顶盖10以及密封盖板40的厚度等差异,对于一般情况,壳体顶盖10的厚度为0.6-6mm,第一应力释放槽500以及第二应力释放槽502的深度最好在0.1-5.5mm范围内合理选择。如果深度过大会影响壳体顶盖10以及密封盖板40的结构强度,深度过小则会降低应力释放能力。
而对于环状凸台504,其最小厚度也要保持在0.1-1mm范围内,厚度越大对于应力的释放效果越小,但厚度过小则很容易导致环状凸台504因强度过低损坏。环状凸台504的高度可以保持在0.1-5.5mm,如果高度过大会增加环状凸台504的制造成本,高度过小则会降低应力释放能力。
为了提高密封盖板40与装配沉台200之间的配合精度,同时降低装配难度,最好将装配沉台200的侧面200a与底面200b之间的夹角保持在直角或钝角范围内,并且,角度越大越易于装配。
在本实施例中,为了进一步简化焊接封装工艺,可以将密封钉30与密封盖板40固定在一起,这样能够减少单独将密封钉30塞入注液孔20的步骤。
以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已,并不用于限制本实用新型,对于本领域的技术人员来说,本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种二次电池的注液孔焊接组件,其特征在于,包括壳体顶盖、注液孔、密封盖板以及应力释放结构,
所述注液孔开设于所述壳体顶盖上,且从所述壳体顶盖的顶端到底端的方向依次包括装配沉台以及通孔,
所述密封盖板收容于所述装配沉台内且不会落入所述通孔中,并且所述密封盖板的上边缘与所述装配沉台的上边缘形成用于进行焊接的焊接部位,
所述应力释放结构设置在所述焊接部位的一侧或两侧,其能够释放来自所述焊接部位的应力。
2.根据权利要求1所述的二次电池的注液孔焊接组件,其特征在于,所述应力释放结构包括设置在所述密封盖板上的第一应力释放槽,所述第一应力释放槽沿所述密封盖板的边缘成环状分布。
3.根据权利要求2所述的二次电池的注液孔焊接组件,其特征在于,所述应力释放结构包括设置在所述壳体顶盖上的第二应力释放槽,所述第二应力释放槽沿所述装配沉台的边缘成环状分布。
4.根据权利要求3所述的二次电池的注液孔焊接组件,其特征在于,所述第一应力释放槽和/或所述第二应力释放槽距所述焊接部位的最短距离为0.1-1mm。
5.根据权利要求3所述的二次电池的注液孔焊接组件,其特征在于,所述第一应力释放槽和/或所述第二应力释放槽的截面为矩形、梯形、圆弧形或三角形。
6.根据权利要求3所述的二次电池的注液孔焊接组件,其特征在于,所述第一应力释放槽和/或所述第二应力释放槽的深度为0.1-5.5mm。
7.根据权利要求1或2所述的二次电池的注液孔焊接组件,其特征在于,所述应力释放结构包括设置在所述壳体顶盖上的环状凸台,所述装配沉台被所述环状凸台包围。
8.根据权利要求7所述的二次电池的注液孔焊接组件,其特征在于,所述环状凸台的最小厚度为0.1-1mm。
9.根据权利要求7所述的二次电池的注液孔焊接组件,其特征在于,所述环状凸台的高度为0.1-5.5mm。
10.根据权利要求7所述的二次电池的注液孔焊接组件,其特征在于,所述环状凸台的外侧面与所述壳体顶盖之间的夹角为直角或钝角。
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