CN218039759U - 注液孔密封结构及锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种注液孔密封结构，包括：基座，基座上开设有贯穿基座的内侧和外侧的注液孔，注液孔用于向锂离子电池的内部注入电解液；拉铆钉，拉铆钉包括钉芯及钉头，钉头插设于注液孔中，钉芯一端与钉头连接，钉芯另一端外露于基座外侧，钉头能够在钉芯的驱动下膨胀至抵紧基座以密封注液孔；钉头的材料至少与基座抵接钉头部分的材料相同。本申请通过将钉头的材料设置成至少与基座抵接钉头部分的材料相同，使得在不同的温度下，钉头与基座具有一样的膨胀系数，即使在极端温度下，钉头与基座之间也不会产生缝隙，从而保证了注液孔的密封性，防止电解液从注液孔处漏出。

Description

注液孔密封结构及锂离子电池

技术领域

本申请属于锂离子电池技术领域，更具体地说，是涉及一种注液孔密封结构及锂离子电池。

背景技术

锂离子电池越来越多的采用开口化成，甚至负压化成工艺，导致对注液孔的设计和密封提出了更高的要求。但是，现有技术中的注液孔密封结构，在不同温度环境下，其表现出对注液孔的密封效果不是很好，最终导致影响锂离子电池的开口化成及负压化成工艺。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种注液孔密封结构及锂离子电池，以解决现有技术中存在的注液孔密封效果不好影响锂离子电池的后续工艺的技术问题。

为实现上述目的，本申请实施例采用的技术方案是：提供了一种注液孔密封结构，包括：

基座，所述基座上开设有贯穿所述基座的内侧和外侧的注液孔，所述注液孔用于向锂离子电池的内部注入电解液；

拉铆钉，所述拉铆钉包括钉芯及钉头，所述钉头插设于所述注液孔中，所述钉芯一端与所述钉头连接，所述钉芯另一端外露于所述基座外侧，所述钉头能够在所述钉芯的驱动下膨胀至抵紧所述基座以密封所述注液孔；

所述钉头的材料至少与所述基座抵接所述钉头部分的材料相同。

在一种可能的设计中，所述注液孔为沉孔，所述注液孔包括呈阶梯连通的小径部及大径部，所述钉头包括呈阶梯连接的插入部及止挡部，所述插入部插设于所述小径部中，所述止挡部设于所述大径部中，且所述止挡部朝向所述插入部的一侧抵接于所述大径部的底壁上。

在一种可能的设计中，所述止挡部远离所述插入部的一侧与所述基座的外侧平齐。

在一种可能的设计中，所述止挡部外周壁与所述大径部的内周壁之间预留有供激光焊接的空间。

在一种可能的设计中，所述钉头插设于所述注液孔且未穿出所述基座的内侧，所述钉头能够在所述钉芯的驱动下膨胀至抵紧所述注液孔的内侧壁上以密封所述注液孔。

在一种可能的设计中，所述钉头插设于所述注液孔中且一端伸出所述基座的内侧，所述钉头一端能够在所述钉芯的驱动下膨胀至抵紧所述基座的内侧以密封所述注液孔。

在一种可能的设计中，所述基座为锂离子电池的极柱，所述注液孔贯穿所述极柱；

或者，所述基座为锂离子电池一端的盖板，所述注液孔贯穿所述盖板。

在一种可能的设计中，所述基座包括极柱，所述基座还包括贴设于所述极柱内侧的集流盘，所述注液孔分别贯穿所述极柱和所述集流盘；所述钉头插设于所述注液孔中且一端伸出所述集流盘的内侧，所述钉头一端能够在所述钉芯的驱动下膨胀至抵紧所述集流盘的内侧以将所述集流盘与所述极柱抵紧。

在一种可能的设计中，所述基座包括极柱及集流盘，所述集流盘包括贴设于所述极柱内侧的底盘及凸设于所述底盘中心的凸柱，所述凸柱插设于所述极柱的中心孔中；所述注液孔分别贯穿所述底盘、所述凸柱及所述极柱，所述钉头插设于所述注液孔中且一端伸出所述底盘内侧，所述钉头一端能够在所述钉芯的驱动下膨胀至抵紧所述底盘内侧以将所述底盘与所述极柱抵紧。

本申请提供的注液孔密封结构的有益效果在于：与现有技术相比，本申请实施例的注液孔密封结构，通过将钉头的材料设置成至少与基座抵接钉头部分的材料相同，使得在不同的温度下，钉头与基座具有一样的膨胀系数，即使在极端温度下，钉头与基座之间也不会产生缝隙，从而保证了注液孔的密封性，防止电解液从注液孔处漏出，进而利于锂离子电池的开口化成及负压化成工艺。同时，也杜绝了采用钢珠密封注液孔导致压钢珠密封对注液孔平面带来的大压力，此外，还避免了激光焊接可能产生的气孔、炸点、金属飞溅、金属微粒、热应力等问题。

另一方面，本申请还提供了一种锂离子电池，包括上述注液孔密封结构。

本申请实施例提供的锂离子电池，通过上述注液孔密封结构的设计，使得该锂离子电池的密封效果好，利于锂离子电池的开口化成及负压化成工艺，利于锂离子电池的制作成型。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的锂离子电池的结构示意图；

图2为本申请实施例一提供的注液孔密封结构的剖视示意图；

图3为图2中钉头与基座的装配示意图；

图4为图2中基座的剖视示意图；

图5为本申请实施例二提供的注液孔密封结构的剖视示意图；

图6为图5中钉头与基座的装配示意图；

图7为本申请实施例三提供的注液孔密封结构的剖视示意图；

图8为图7中钉头与基座的装配示意图；

图9为本申请实施例四提供的注液孔密封结构的剖视示意图；

图10为图9中钉头与基座的装配示意图。

其中，图中各附图标记：

100、注液孔密封结构；10(10b、10c、10d)、基座；11(11b、11c、11d)、极柱；12(12c、12d)、集流盘；121d、凸柱；122d、底盘；13、注液孔；131、小径部；132、大径部；20、拉铆钉；21、钉芯；211、芯端；212、芯杆；22、钉头；221、插入部；222、止挡部；223、插孔；2231、第一孔段；2232、第二孔段；30、空间；200、壳体；300、卷芯；400、内腔。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或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申请的限制。

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一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

请参阅图1，本申请提供了一种锂离子电池，包括壳体200、卷芯300及注液孔密封结构100。壳体200具有内腔400，卷芯300设于内腔400中，注液孔密封结构100用于向内腔400中注入电解液，并用于在电解液注入结束后，将内腔400密封，以防止电解液外露。

请参阅图2至图10，现对本申请实施例提供的注液孔密封结构100进行说明。注液孔密封结构100包括基座10及拉铆钉20。基座10具有相对设置的内侧和外侧，基座10的外侧对应锂离子电池的外部，基座10的内侧对应锂离子电池的内腔400。基座10上开设有注液孔13，注液孔13贯穿基座10的内侧和外侧，注液孔13用于向锂离子电池内部注入电解液。

拉铆钉20跟现有技术中的拉铆钉20工作原理相同。拉铆钉20包括钉芯21及钉头22，钉头22插设于注液孔13中，钉芯21一端与钉头22连接，钉芯21另一端外露于基座10外侧，钉头22能够在钉芯21的驱动下膨胀至抵紧基座10以密封注液孔13。

其中，钉头22可以是仅仅插设于注液孔13中，操作时，可将钉芯21的另一端插入拉铆枪中，通过拉铆枪拉动钉芯21，直至钉头22径向向外膨胀，钉芯21拉断为止。钉芯21与钉头22分离，钉头22膨胀位置的外壁与注液孔13的内壁抵接，以实现注液孔13的密封。同时，钉头22也可以是贯穿注液孔13，且钉头22一端伸向基座10内侧，当拉铆枪拉断钉芯21时，钉头22一端膨胀并与基座10内侧抵接，从而实现注液孔13的密封。

在本实施例中，钉头22的材料至少与基座10抵接钉头22部分的材料相同，也即是根据基座10的材料来选择钉头22的材料。例如基座10采用铝材制成，则选择铝材制成的钉头22。基座10可以是与钉头22抵接部分的材料与钉头22的材料相同，也可以是基座10整体的材料均与钉头22的材料相同。此外，钉芯21可以采用和钉头22一样的材料制成，钉芯21也可以采用与钉头22不一样的材料制成，可以根据实际需求进行设定。

本申请实施例提供的注液孔密封结构100，通过将钉头22的材料设置成至少与基座10抵接钉头22部分的材料相同，使得在不同的温度下，钉头22与基座10具有一样的膨胀系数，即使在极端温度下，钉头22与基座10之间也不会产生缝隙，从而保证了注液孔13的密封性，防止电解液从注液孔13处漏出，进而利于锂离子电池的开口化成及负压化成工艺。同时，也杜绝了采用钢珠密封注液孔13而导致压钢珠密封对注液孔13平面带来的大压力，此外，也避免了采用激光焊接密封可能产生的气孔、炸点、金属飞溅、金属微粒、热应力等问题。

请参阅图2，钉芯21采用硬质材料制成，钉头22采用软质金属材料制成。钉头22具有插孔223，插孔223包括相互连通的第一孔段2231及第二孔段2232，第一孔段2231的内径小于第二孔段2232的内径，第一孔段2231自钉头22的外端面向内侧延伸，第二孔段2232自第一孔段2231向内延伸，且第二孔段2232远离第一孔段2231的一端为封闭端。钉芯21包括相互连接的芯端211及芯杆212，芯端211的横截面面积大于芯杆212的横截面面积。芯端211收容于第二孔段2232中，芯端211带动钉芯21对应第二孔段2232的位置向芯杆212方向移动，从而带动钉芯21对应第二孔段2232的部分变形膨胀并与基座10抵紧。

在一个实施例中，钉头22采用铝、铜或不锈钢材料制成，同样的，基座10对应钉头22部分也采用铝、铜或不锈钢材料制成，其在保证钉头22的硬度较软易于变形的同时，还能防止钉头22与基座10在不同温度下形变过大，进而保证了注液孔13的密封性。可以理解地，在本申请的其他实施例中，根据实际情况及具体要求，上述钉头22和基座10也可以采用其他材料制成，只要能够满足钉头22与基座10材质相同，且不影响基座10及钉头22的本身功能均可，此处不做特别限定。

在一个实施例中，请参阅图2及图3，注液孔13为沉孔，注液孔13包括小径部131及大径部132，小径部131与大径部132呈阶梯连通，小径部131的内径小于大径部132的内径。钉头22包括插入部221及止挡部222，插入部221与止挡部222呈阶梯连接，插入部221的外径小于止挡部222的外径。安装时，插入部221插设于小径部131中，止挡部222设于大径部132中，且止挡部222朝向插入部221的一侧抵接于大径部132的底壁上。再加上钉头22部分膨胀后抵紧基座10，从而使得钉头22与基座10之间至少有两个密封点，提高了钉头22与基座10之间的密封性能，进而提高了注液孔13的密封性能。

在一个实施例中，请参阅图2，止挡部222远离插入部221的一侧与基座10的外侧平齐。例如，当基座10为极柱时，对于小直径的极柱，当止挡部222的外侧与极柱的外侧平齐时，可以采用钉头22直接作为极柱的外露面。可以理解地，在本申请的其他实施例中，根据实际设计情况，上述止挡部222远离插入部221的一侧也可以不与基座10的外侧平齐，例如止挡部222远离插入部221的一侧内凹于基座10外侧，或者止挡部222远离插入部221的一侧外凸于基座10外侧，此处不做特别限定。

在一个实施例中，请参阅图2，也可以在止挡部222外周壁与大径部132的内周壁之间预留供激光焊接的空间30，如此设置，使得当钉头22与基座10之间密封性能不是很好时，也可以在钉头22与基座10之间再加上一道激光焊接工艺，以保障钉头22与基座10之间的密封性，保证注液孔13密封可靠。

具体的，可以是将止挡部222设置成圆柱状，并将大径部132也设置成圆柱状，且止挡部222的外径小于大径部132的内径，从而可以在止挡部222与大径部132的内壁之间进行激光焊接。也可以是将止挡部222设置成圆柱部，将大径部132也设置成圆柱状，且止挡部222的外径与大径部132的内径相适配，然后通过将止挡部222的外端进行削减材料设置，以使得止挡部222的外端与大径部132的内壁之间形成有供激光焊接的空间30，此处不做特别限定。

上述基座10可以是锂离子电池的极柱11，也可以是锂离子电池一端的盖板。此外，上述基座10也可以是锂离子电池的极柱11加集流盘12，或者是锂离子电池的盖板加集流盘12。具体的，可以根据实际设计需求进行设定。

上述钉头22可以是插设于注液孔13且未穿出基座10的内侧，则钉头22能够在钉芯21的驱动下膨胀至抵紧注液孔13的内侧壁上以密封注液孔13；或者是，钉头22也可以是插设于注液孔13中且一端伸出基座10的内侧，则钉头22一端能够在钉芯21的驱动下膨胀至抵紧基座10的内侧以密封注液孔13。

下面对基座10的类型以及钉头22与基座10的密封情况进行举例说明。

实施例一

请参阅图2至图4，基座10为锂离子电池的极柱11，注液孔13贯穿极柱设置。注液孔13为沉孔，钉头22插设于注液孔13且未穿出极柱11的内侧，钉头22能够在钉芯21的驱动下膨胀至抵紧注液孔13的内侧壁上以密封注液孔13。具体是，钉头22对应第二孔段2232的部分膨胀并与注液孔13抵接，此外，钉头22的止挡部222的内侧抵接于大径部132的底壁上，从而使得钉头22与基座11之间至少有两个密封点，提高了钉头22与极柱11之间的密封性能。可以理解地，在本申请的其他实施例中，根据实际设计情况及具体要求，上述基座10也可以为锂离子电池的盖板，具体是锂离子电池的壳体200的顶盖，注液孔13贯穿盖板，此处不做特别限定。

此外，止挡部222外周壁与大径部132的内周壁之间预留供激光焊接的空间30。

实施例二

请参阅图5及图6，基座10b为锂离子电池的极柱11b，注液孔13贯穿极柱11b设置。注液孔13为沉孔，钉头22插设于注液孔13中且一端伸出极柱11b的内侧，钉头22一端能够在钉芯21的驱动下膨胀至抵紧极柱11b的内侧以密封注液孔13。具体是，钉头22对应第二孔段2232的部分伸出极柱11b的内侧，则对应的，芯端211也伸出极柱11b的内侧，当抽动芯杆212时，能够通过芯端211带动钉头22对应第二孔段2232的部分径向膨胀且沿竖直方向抵紧极柱11b的内侧，此外，钉头22对应第二孔段2232的部分的横截面尺寸大于注液孔13的内径，从而使得钉头22对应第二孔段2232的部分能够将注液孔13封堵。此外，钉头22的止挡部222的内侧抵接于大径部132的底壁上，从而使得钉头22与基座11之间至少有两个密封点，提高了钉头22与极柱11b之间的密封性能。可以理解地，在本申请的其他实施例中，根据实际设计情况及具体要求，上述基座10也可以为锂离子电池的盖板，注液孔13贯穿盖板，此处不做特别限定。

此外，止挡部222外周壁与大径部132的内周壁之间预留供激光焊接的空间30。

实施例三

请参阅图7及图8，基座10c包括极柱11c及贴设于极柱11c内侧的集流盘12c。注液孔13为沉孔，注液孔13分别贯穿极柱11c和集流盘12c，钉头22插设于注液孔13中且一端伸出集流盘12c的内侧，钉头22一端能够在钉芯21的驱动下膨胀至抵紧集流盘12c的内侧以将集流盘12c与极柱11c抵紧。

具体是，钉头22对应第二孔段2232的部分伸出集流盘12c的内侧，则对应的，芯端211也伸出集流盘12c的内侧，当抽动芯杆212时，能够通过芯端211带动钉头22对应第二孔段2232的部分径向膨胀且沿竖直方向抵紧集流盘12c的内侧，此外，钉头22对应第二孔段2232的部分的横截面尺寸大于注液孔13的内径，从而使得钉头22对应第二孔段2232的部分能够将注液孔13封堵。此外，钉头22的止挡部222的内侧抵接于大径部132的底壁上，从而使得钉头22与基座11c之间至少有两个密封点，提高了钉头22与极柱11b之间的密封性能，此外还能够通过钉头22将极柱11c和集流盘12c相互抵紧。可以理解地，在本申请的其他实施例中，根据实际设计情况及具体要求，上述极柱也可以替换成盖板，此处不做特别限定。

此外，止挡部222外周壁与大径部132的内周壁之间预留供激光焊接的空间30。

实施例四

请参阅图9及图10，基座10d包括极柱11d及集流盘12d，集流盘12d包括底盘122d及凸柱121d，底盘122d贴设于极柱11d内侧，凸柱121d凸设于底盘122d的中心，凸柱121d插设于极柱11d的中心孔中。注液孔13为沉孔，注液孔13分别贯穿底盘122d、凸柱121d及极柱11d。

钉头22插设于注液孔13中且一端伸出底盘122d的内侧，钉头22一端能够在钉芯21的驱动下膨胀至抵紧底盘122d的内侧以将底盘122d与极柱11d抵紧。

具体是，钉头22对应第二孔段2232的部分伸出底盘122d的内侧，则对应的，芯端211也伸出底盘122d的内侧，当抽动芯杆212时，能够通过芯端211带动钉头22对应第二孔段2232的部分径向膨胀且沿竖直方向抵紧底盘122d的内侧，此外，钉头22对应第二孔段2232的部分的横截面尺寸大于注液孔13的内径，从而使得钉头22对应第二孔段2232的部分能够将注液孔13封堵。此外，钉头22的止挡部222的内侧抵接于大径部132的底壁上，从而使得钉头22与基座11d之间至少有两个密封点，提高了钉头22与极柱11b之间的密封性能，此外还能够通过钉头22将极柱11d和集流盘12d相互抵紧。可以理解地，在本申请的其他实施例中，根据实际设计情况及具体要求，上述极柱也可以替换成盖板，此处不做特别限定。

此外，止挡部222外周壁与大径部132的内周壁之间预留供激光焊接的空间30。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.注液孔密封结构，其特征在于，包括：

基座，所述基座上开设有贯穿所述基座的内侧和外侧的注液孔，所述注液孔用于向锂离子电池的内部注入电解液；

拉铆钉，所述拉铆钉包括钉芯及钉头，所述钉头插设于所述注液孔中，所述钉芯一端与所述钉头连接，所述钉芯另一端外露于所述基座外侧，所述钉头能够在所述钉芯的驱动下膨胀至抵紧所述基座以密封所述注液孔；

所述钉头的材料至少与所述基座抵接所述钉头部分的材料相同。

2.如权利要求1所述的注液孔密封结构，其特征在于，所述注液孔为沉孔，所述注液孔包括呈阶梯连通的小径部及大径部，所述钉头包括呈阶梯连接的插入部及止挡部，所述插入部插设于所述小径部中，所述止挡部设于所述大径部中，且所述止挡部朝向所述插入部的一侧抵接于所述大径部的底壁上。

3.如权利要求2所述的注液孔密封结构，其特征在于，所述止挡部远离所述插入部的一侧与所述基座的外侧平齐。

4.如权利要求2所述的注液孔密封结构，其特征在于，所述止挡部外周壁与所述大径部的内周壁之间预留有供激光焊接的空间。

5.如权利要求1至4任一项所述的注液孔密封结构，其特征在于，所述钉头插设于所述注液孔且未穿出所述基座的内侧，所述钉头能够在所述钉芯的驱动下膨胀至抵紧所述注液孔的内侧壁上以密封所述注液孔。

6.如权利要求1至4任一项所述的注液孔密封结构，其特征在于，所述钉头插设于所述注液孔中且一端伸出所述基座的内侧，所述钉头一端能够在所述钉芯的驱动下膨胀至抵紧所述基座的内侧以密封所述注液孔。

7.如权利要求1至4任一项所述的注液孔密封结构，其特征在于，所述基座为锂离子电池的极柱，所述注液孔贯穿所述极柱；

或者，所述基座为锂离子电池一端的盖板，所述注液孔贯穿所述盖板。

8.如权利要求6所述的注液孔密封结构，其特征在于，所述基座包括极柱，所述基座还包括贴设于所述极柱内侧的集流盘，所述注液孔分别贯穿所述极柱和所述集流盘；所述钉头插设于所述注液孔中且一端伸出所述集流盘的内侧，所述钉头一端能够在所述钉芯的驱动下膨胀至抵紧所述集流盘的内侧以将所述集流盘与所述极柱抵紧。

9.如权利要求6所述的注液孔密封结构，其特征在于，所述基座包括极柱及集流盘，所述集流盘包括贴设于所述极柱内侧的底盘及凸设于所述底盘中心的凸柱，所述凸柱插设于所述极柱的中心孔中；所述注液孔分别贯穿所述底盘、所述凸柱及所述极柱，所述钉头插设于所述注液孔中且一端伸出所述底盘内侧，所述钉头一端能够在所述钉芯的驱动下膨胀至抵紧所述底盘内侧以将所述底盘与所述极柱抵紧。

10.锂离子电池，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的注液孔密封结构。

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