CN209461569U - 一种锂离子电池排气机构 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种锂离子电池排气机构，包括设置在电池壳体上的注液口和用于封闭注液口的密封结构件，其特征在于：所述密封结构件由弹性管体和封闭弹性管体孔腔的透气膜构成，所述弹性管体具有第一管体段和第二管体段，所述第一管体段的外径与待封闭的注液口过盈配合，所述第二管体段的外径大于第一管体段的外径，两者之间形成与注液口配合的台阶结构。采用本实用新型的装置能在电池注液后直接将电池密封，在化成时能够直接排出气体泄压，不需要进行打孔和再封闭作业；能方便化成的进行，并且有效提升电池使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种锂离子电池，具体涉及一种用于锂离子电池的排气机构。
背景技术
锂离子电池首次化成时内部产气量较多，气体存在于电池内会持续产生一系列的负面影响，尤其是方形铝壳的制造工艺中，一般需在后段工序通过抽真空排气的方式排除内部气体，以便电池性能得到出色的发挥。
目前行业内化成工艺也在更为快速成熟地发展，如负压化成工艺，其理论基础也是在第一时间将电池内部产生的气体排出，避免内部产气对电池外观和性能产生任何负面的影响，如厚度的膨胀引起的外形变化，极片隔膜之间的空隙带来的离子穿梭的通道障碍，源头上保证了电池品质和性能的最优化。
为实现上述排气功能，通常的做法是将锂离子电池的注液口用作排气口，电池注液后不密封注液口，使电池内部与外部环境相通，进行预充电和搁置，然后密封注液口。这种方法在化成过程中，电池内部与外界接触的时间较长，电池吸湿的可能性增加。
中国发明专利CN104167566A公开了一种锂离子电池的封口化成方法，在电池壳上预留排气孔位，注液后密封注液口并进行静置，在充电化成一定时间后打开排气孔，进行抽真空排气，然后用钢珠密封排气孔。上述方法在注液后直接密封注液口，使电池内部与外部环境接触时间非常短，减少了电池吸湿的可能性。然而，该方法操作过程较为复杂，用钢珠密封排气孔的作业增加了操作成本；同时，现有技术中均只能在化成过程中进行排气，而在电池使用过程中产生的废气则不能排出。
因此，如果能够提供一种既能密封电池，又能实现自动排气的机构，对于简化化成作业、改善电池寿命将起到重要作用。
发明内容
本实用新型的发明目的是提供一种锂离子电池排气结构，使电池循环使用过程中气排出电池外，防止电池产气后鼓胀，提高因鼓胀导致的安全性。
为达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案是：一种锂离子电池排气机构，包括设置在电池壳体上的注液口和用于封闭注液口的密封结构件，所述密封结构件由弹性管体和封闭弹性管体孔腔的透气膜构成，所述弹性管体具有第一管体段和第二管体段，所述第一管体段的外径与待封闭的注液口过盈配合，所述第二管体段的外径大于第一管体段的外径，两者之间形成与注液口配合的台阶结构。
使用时，在锂离子电池注液完成后，将密封结构件的第一管体段塞入注液口，由于第一管体段与注液口过盈配合，使注液口密封，而第二管体段较大，可以避免密封结构件掉入电池壳体内。透气膜的存在保证了电池内部与外界的水分交换，同时，当内部产气导致压力大于外界压力时，会自动通过透气膜向外界排气释放压力。
优选的技术方案，所述第一管体段与所述第二管体段为一体成型结构。例如，可以采用高分子聚合物制备，使其具有一定的弹性，保证密封配合。
上述技术方案中，所述透气膜可以采用高分子材料制备，例如PP。优选的技术方案，所述透气膜为聚四氟乙烯防水透气膜。其具有抗酸、抗碱、抗有机溶剂的优点。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：
1、本实用新型通过设置具有透气膜的密封结构件来封闭注液口，在电池注液后，直接将电池密封，防止与外界的接触；同时，通过透气膜，在化成时能够直接排出气体泄压，不需要进行打孔和再封闭作业。
2、本实用新型设置的密封结构件，在平时使用过程中，可以排气废气，保证电池内压不提升。
3、本实用新型能有效提升电池使用寿命，由于本实用新型的结构在电池全生命周期内起作用，气体不断的产生并排除出去，所以完全不用顾虑气体对电池性能发挥的恶劣影响，大大改善电池的生命周期。
4、安全保障：根本上杜绝内部高温时导致压力过大引起爆炸的危险。
附图说明
图1是实施例一中密封结构件的结构示意图；
图2是图1的右视图；
图3是图2的A-A剖视图；
图4是图3的B部局部放大图。
其中：1、第一管体段；2、第二管体段；3、透气膜。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
实施例一：一种锂离子电池排气机构，包括设置在电池壳体上的注液口和用于封闭注液口的密封结构件，所述密封结构件由弹性管体和封闭弹性管体孔腔的透气膜3构成，所述弹性管体具有第一管体段1和第二管体段，所述第一管体段1的外径与待封闭的注液口过盈配合，所述第二管体段2的外径比注液口的孔径大2～10mm，形成与注液口配合的台阶结构，避免密封结构件掉入电池壳体内。
本实施例中，第一管体段与所述第二管体段采用PP制备，一体成型，透气膜采用聚四氟乙烯防水透气膜。
使用时，在锂离子电池注液完成后，将密封结构件的第一管体段塞入注液口，由于第一管体段与注液口过盈配合，使注液口密封，而第二管体段较大，可以避免密封结构件掉入电池壳体内。透气膜的存在保证了电池内部与外界的水分交换，同时，当内部产气导致压力大于外界压力时，会自动通过透气膜向外界排气释放压力。
为试验本实施例的效果，分别进行以下试验：
1、先取1只未干燥的电池，注液后尝试密封，电池编号1，密封件连接气囊验证部件排气功能是否有效，一次一充电后观察确认气囊完全膨胀，表明此功能有效。
2、用以上方法，取未干燥电池2只（编号2和编号3）进行实验，收集整个制造过程关键数据和产品关键参数。
试验结果如下表所示：
| 电池编号 | 1 | 2 | 3 |
| 一次一前厚度 | 16.52 | 16.43 | 16.5 |
| 一次一后厚度 | 18.13 | 18.08 | 18.1 |
| 是否干燥 | 未干燥 | 未干燥 | 未干燥 |
| 气囊气量多少 | 多 | 多 | 多 |
| 一次二启动电压 | 3675 | 3678 | 3675 |
| 一次二化成容量 | 14431 | 14432 | 14468 |
| 内阻 | 1.8 | 1.89 | 1.93 |
| 循环次数 | 6 | 12 | 8 |
| 首次放电容量 | 14431 | 14432 | 14468 |
| 循环后最终放电容量 | 13930 | 14096 | 14153 |
| 容量保持率 | 96.50% | 97.70% | 97.80% |
| 是否漏液 | 不漏液 | 不漏液 | 不漏液 |
| 高温房静置电压1 | 4071 | 4076 | 4076 |
| 高温房静置电压2 | 4062 | 4073 | 4073 |
| 高温房静置电压3 | 4038 | 4053 | 4056 |
| 7天压降(电压3-电压2） | 24 | 20 | 17 |
| 高温房静置电压4 | 3651 | 3859 | 3931 |
| 50天压降（电压4-电压2） | 411 | 214 | 142 |
根据上述试验可见：
从充电后手指套的膨胀程度来看，排气试验装置作为电池封口后的排气通道是有效的；
循环结束后，随机拿了1号抽真空检漏不漏液，印证了只能气体出来，液体不会出来，密封有保障性。
从电池过程关键特性来看，密封结构件保证了电池的正常性能得以发挥，其排气性和密封性是有一定保障的，尤其是初步的电压，容量，厚度、内阻，在干燥过的和未干燥的电池上也拉开了差异，这个差异更进一步说明排气装置的的功能和作用起到了，而且排气功能为未干燥电池的性能发挥也起到了很好的修复作用。
电池一直放置老化房观察，1号是在外界无环境控制的地方进行的结构件黏胶密封，电池内部大量吸入了水分；2号和3号是未干燥电池，电压、容量、厚度、内阻在干燥和未干燥电池差异明显，但压降差异不明显，推断压降是持续缓慢体现的性能，干燥后的电池因密封不佳在后面出现了漏液，和未干燥电池水分导致电池会体现出同一个一个水平的自放电，更为说明结构密封件的有效性起到了作用。
Claims (3)
1.一种锂离子电池排气机构，包括设置在电池壳体上的注液口和用于封闭注液口的密封结构件，其特征在于：所述密封结构件由弹性管体和封闭弹性管体孔腔的透气膜构成，所述弹性管体具有第一管体段和第二管体段，所述第一管体段的外径与待封闭的注液口过盈配合，所述第二管体段的外径大于第一管体段的外径，两者之间形成与注液口配合的台阶结构。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池排气机构，其特征在于：所述第一管体段与所述第二管体段为一体成型结构。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池排气机构，其特征在于：所述透气膜为聚四氟乙烯防水透气膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201920079803.9U CN209461569U (zh) | 2019-01-17 | 2019-01-17 | 一种锂离子电池排气机构 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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| CN201920079803.9U CN209461569U (zh) | 2019-01-17 | 2019-01-17 | 一种锂离子电池排气机构 |
Publications (1)
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| CN209461569U true CN209461569U (zh) | 2019-10-01 |
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ID=68044855
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| CN201920079803.9U Active CN209461569U (zh) | 2019-01-17 | 2019-01-17 | 一种锂离子电池排气机构 |
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|---|---|
| CN (1) | CN209461569U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113655395A (zh) * | 2021-08-17 | 2021-11-16 | 星恒电源股份有限公司 | 一种评估电动自行车用锂电池使用状态的方法 |
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2019
- 2019-01-17 CN CN201920079803.9U patent/CN209461569U/zh active Active
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