CN218070003U - 一种电池顶盖及水系钠离子电池单体 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池顶盖及水系钠离子电池单体，属于电池技术领域。电池顶盖包括盖板、胶盖和密封钉，盖板上开设有泄压腔，泄压腔内与其开口相对的腔壁上开设有注液孔，胶盖位于泄压腔内并盖设于注液孔处，密封钉可拆卸地设置于泄压腔的开口处，用于封闭泄压腔，密封钉与胶盖之间具有间隙，且密封钉上开设有连通泄压腔的排气孔。本申请提供的电池顶盖，通过将注液孔、泄压腔和排气孔设置为一体，使得电池顶盖的结构集成度较高，且方便电池顶盖的加工和安装，提高了该产品的市场竞争力。

Description

一种电池顶盖及水系钠离子电池单体

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池顶盖及水系钠离子电池单体。

背景技术

钠离子电池是一种二次电池(可充电电池)，其主要依靠钠离子在正极和负极之间移动来实现充放电，是现代高性能电池的代表。

钠离子电池具体可分为有机体系和水系电池，现有的水系钠离子电池，都是将注液孔和排气孔分别设置在顶盖的不同位置上，这种设计方式存在顶盖集成度低、安装和加工不便的缺点，导致顶盖的生产成本较高、生产效率低。

实用新型内容

有鉴于此，本申请的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种电池顶盖及水系钠离子电池单体，以解决现有技术中顶盖的注液孔和排气孔单独设置，导致顶盖集成度低、生产成本较高、生产效率低的技术问题。

为解决上述技术问题，本申请提供了：

一种电池顶盖，包括：

盖板，所述盖板上开设有泄压腔，所述泄压腔内与其开口相对的腔壁上开设有注液孔；

胶盖，位于所述泄压腔内，并盖设于所述注液孔处；

密封钉，可拆卸地设置于所述泄压腔的开口处，以封闭所述泄压腔；

其中，所述密封钉与所述胶盖之间具有间隙，且所述密封钉上开设有与所述泄压腔连通的排气孔。

另外，根据本申请的电池顶盖，还可具有如下附加的技术特征：

在本申请的一些实施例中，所述密封钉与所述泄压腔的腔壁螺纹连接，且所述密封钉背离所述泄压腔的端面上开设有旋拧缺口。

在本申请的一些实施例中，所述旋拧缺口为一字形或十字形结构。

在本申请的一些实施例中，所述泄压腔内与其开口相对的腔壁上沿所述注液孔的周向形成有第一环形凸起，所述第一环形凸起与所述泄压腔的腔壁之间形成环形沟槽，所述胶盖套设于所述第一环形凸起，且所述胶盖的一部分位于所述环形沟槽内。

在本申请的一些实施例中，所述盖板背离所述泄压腔的一侧沿所述注液孔的周向形成有第二环形凸起。

在本申请的一些实施例中，所述盖板包括板体和凸台，所述板体上开设有正极柱安装孔和负极柱安装孔，所述凸台一体成型于所述板体的一侧，并位于所述正极柱安装孔和所述负极柱安装孔之间，且所述凸台开设有所述泄压腔。

在本申请的一些实施例中，所述盖板背离所述泄压腔的一侧沿其周向开设有封装凹槽，所述封装凹槽内靠近所述泄压腔的侧壁为斜面，所述斜面向所述封装凹槽的底壁方向倾斜。

在本申请的一些实施例中，所述盖板背离所述泄压腔的一侧间隔地设置有多个限位板，且所述多个限位板中的至少一个所述限位板位于所述注液孔处。

在本申请的一些实施例中，所述多个限位板包括第一限位板、第二限位板和第三限位板，所述第一限位板和所述第三限位板分别设置于所述盖板背离所述泄压腔的一侧，并分别远离所述注液孔，所述第二限位板设置于所述盖板背离所述泄压腔的一侧并位于所述注液孔处，且所述注液孔贯通于所述第二限位板。

另外，本申请还提供了一种水系钠离子电池单体，包括上述任一实施例中所述的电池顶盖。

相对于现有技术，本申请的有益效果是：

本申请提出一种电池顶盖，盖板上开设有泄压腔，泄压腔内与其开口相对的腔壁上开设有注液孔，胶盖位于泄压腔内并盖设于注液孔处，密封钉可拆卸地设置于泄压腔的开口处，用于封闭泄压腔，密封钉与胶盖之间具有间隙，且密封钉上开设有连通泄压腔的排气孔。

在使用本申请的电池顶盖时，打开密封钉后，可通过设置在泄压腔腔壁上的注液孔向电池壳体内注射电解液；关闭密封钉后，电池壳体内的多余气体可通过注液孔从胶盖边沿溢出至泄压腔内，并最终从密封钉的排气孔排出，以实现泄压。

本申请提供的电池顶盖，通过将注液孔、泄压腔和排气孔设置为一体，使得电池顶盖的结构集成度较高，且方便电池顶盖的加工和安装，提高了该产品的市场竞争力。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1示出了本申请一些实施例中电池顶盖的第一视角结构示意图；

图2示出了本申请一些实施例中电池顶盖的第二视角结构示意图；

图3示出了本申请一些实施例中电池顶盖的结构剖视图；

图4示出了本申请一些实施例中电池顶盖的结构爆炸图；

图5示出了本申请一些实施例中水系钠离子电池单体的部分结构示意图。

主要元件符号说明：

1000-水系钠离子电池单体；100-电池顶盖；10-盖板；11-板体；111-正极柱安装孔；112-负极柱安装孔；113-封装凹槽；1131-斜面；12-凸台；121-泄压腔；1211-内螺纹；1212-第一环形凸起；13-注液孔；14-第二环形凸起；20-胶盖；30-密封钉；31-排气孔；32-外螺纹；33-旋拧缺口；40-限位板；40a-第一限位板；40b-第二限位板；40c-第三限位板；200-电池壳体；201-封装凸起；300-电芯。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

钠离子电池是一种二次电池(可充电电池)，其主要依靠钠离子在正极和负极之间移动来实现充放电，一般采用含有钠元素的材料作为电极，是现代高性能电池的代表。在充放电过程中，Na+在两个电极之间往返嵌入和脱嵌：充电时，Na+从正极脱嵌，经过电解质嵌入负极，负极处于富钠状态；放电时则相反。

钠离子电池具体可分为有机体系和水系电池，现有的水系钠离子电池，都是将注液孔(用于向电池壳体内注射电解液)和排气孔(用于排出电池壳体内的多余气体)分别设置在顶盖的不同位置上，这种设计方式存在顶盖集成度低、安装和加工不便的缺点，导致顶盖的生产成本较高、生产效率低。

为了解决上述问题，本申请的实施例提供了一种电池顶盖100及水系钠离子电池单体1000，下面结合本申请实施例中的附图对本申请实施例进行描述。

在对本实施例进行说明之前，首先对涉及到的概念进行简单说明：

电池能量密度：电池的平均单位体积或质量所释放出的电能。用来衡量单位体积的电池所储存的电量。

水系钠离子电池单体1000的基本结构：电池单体包括电池壳体200和电池顶盖100，电池壳体200用于容纳电芯300，电池顶盖100盖设于电池壳体200上，电池顶盖100上配置有注液孔13，通过注液孔13可向电池壳体200内部注射电解液，电解液作为离子迁移的媒介，可为电芯300的工作提供离子，并保证工作中发生的化学反应可逆。

实施例一

一并参阅图1和图5，本申请的实施例一提供了一种电池顶盖100，属于电池技术领域，主要应用于水系钠离子电池单体1000中，用于密封水系钠离子电池单体1000的电池壳体200，以实现电池壳体200的电解液注射、泄压等功能。

一并参阅图1至图3，本实施例提出的电池顶盖100，可包括盖板10、胶盖20以及密封钉30。

其中，盖板10上开设有泄压腔121，泄压腔121内与其开口相对的腔壁上开设有注液孔13，胶盖20位于泄压腔121内，并盖设于注液孔13处，密封钉30可拆卸地设置于泄压腔121的开口处，以封闭泄压腔121，密封钉30与胶盖20之间具有间隙，且密封钉30上开设有与泄压腔121连通的排气孔31。

本实施例中，具体的，盖板10上开设有泄压腔121，泄压腔121的设置便于安装密封钉30和胶盖20，泄压腔121内与泄压腔121的开口相对的腔壁上开设有注液孔13，通过注液孔13可向电池壳体200内部注射电解液，胶盖20位于泄压腔121内，并且胶盖20盖设在注液孔13处，当电池壳体200内的气压较小时，胶盖20能够对注液孔13起到密封作用，当电池壳体200内的气压较大时，多余的气体可通过注液孔13沿胶盖20的边沿溢出至泄压腔121内。密封钉30与泄压腔121的开口处可拆卸连接，用于封闭泄压腔121，密封钉30与胶盖20之间具有间隙，以便于气体流通，密封钉30上开设有连通泄压腔121的排气孔31，泄压腔121内存储的气体可通过排气孔31排出，从而实现电池壳体200内部气压的卸除(泄压)，以使电池壳体200的内部恢复到正常的气压大小，泄压后，胶盖20依靠自身张力可再次密封注液孔13。

可选的，盖板10可采用塑料材质制造，以减轻电池顶盖100的重量，进而提高水系钠离子电池单体1000的能量密度。胶盖20可采用硅胶材质制造，以保证胶盖20具有足够的张力，当电池壳体200内的多余气体排出后，胶盖20可通过自身张力再次将注液孔13密封。

参阅图1，可选的，排气孔31可设置有多个，多个排气孔31有规则或无规则地间隔设置在密封钉30上，以保证气体排出的效率。

可以理解的是，当排气孔31的数量足够多时，密封钉30可以阻挡体积较大的外界杂质颗粒物落入泄压腔121内，起到一定的密封作用，与此同时，电池壳体200内的多余气体可分别从多个排气孔31中排出，不影响泄压效果。

继续参阅图1，在本申请的一些实施例中，可选的，密封钉30与泄压腔121的腔壁螺纹连接，且密封钉30背离泄压腔121的端面上开设有旋拧缺口33。

具体而言，沿密封钉30的周向形成有外螺纹32，沿泄压腔121的侧壁周向形成有与外螺纹32配合的内螺纹1211，密封钉30通过其外螺纹32与泄压腔121的内螺纹1211螺纹连接，以实现密封钉30可拆卸连接于泄压腔121的开口处。

另外，密封钉30背离泄压腔121的一侧端面上所开设的旋拧缺口33，便于使用者旋拧密封钉30，以实现泄压腔121的敞开和关闭，提高了密封钉30的安装和拆卸效率。

可选的，旋拧缺口33为一字形或十字形结构。其中，一字形结构的旋拧缺口33可与一字螺丝刀配合使用，十字结构的旋拧缺口33可与十字螺丝刀配合使用。

需要说明的是，对于上述实施例，还可以在密封钉30上设置卡接部，在泄压腔121的腔壁上设置限位部，例如卡接部为弹性卡扣，限位部为卡槽。当密封钉30沿泄压腔121的腔壁滑动至预设位置时，卡接部能够卡接于限位部，这种方式同样能够实现密封钉30与泄压腔121的开口处可拆卸连接。

参阅图3，在本申请的一些实施例中，可选的，泄压腔121内与其开口相对的腔壁上沿注液孔13的周向形成有第一环形凸起1212，第一环形凸起1212与泄压腔121的腔壁之间形成环形沟槽，胶盖20套设于第一环形凸起1212，且胶盖20的一部分位于环形沟槽内。

本实施例中，具体的，电池壳体200内的电解液胶盖20具有凹腔，凹腔用于容纳第一环形凸起1212，且胶盖20的一部分嵌设于环形沟槽内，从而实现对第一环形凸起1212的整体包裹，避免电池壳体200内的电解液泄露到泄压腔121内。

另外，第一环形凸起1212的设置还增加了注液孔13凸出于泄压腔121腔壁的高度，进一步避免了电池壳体200内的电解液泄露到泄压腔121内，并且还可避免外界粉尘颗粒通过排气孔31和泄压腔121进入注液孔13中，提高了水系钠离子电池单体1000的使用寿命。

一并参阅图2和图3，在本申请的一些实施例中，盖板10背离泄压腔121的一侧沿注液孔13的周向形成有第二环形凸起14。

本实施例中，第二环形凸起14的设置增加了注液孔13凸出于盖板10的高度，进而缓解了电解液泄露的问题。

可选的，第二环形凸起14一体形成于盖板10上，且呈圆台形状，圆台形状的第二环形凸起14减少了第二环形凸起14的体积，从而减少对电池壳体200的内部空间的占用。

一并参阅图1和图4，在本申请的一些实施例中，盖板10包括板体11和凸台12，板体11上开设有正极柱安装孔111和负极柱安装孔112，凸台12一体成型于板体11的一侧，并位于正极柱安装孔111和负极柱安装孔112之间，且凸台12开设有泄压腔121。

本实施例中，正极柱安装孔111和负极柱安装孔112的设置分别用于安装电芯300的正极柱和负极柱。凸台12一体成型于板体11，提高了盖板10的结构强度。

可选的，凸台12的横截面形状为圆形，圆形形状的凸台12便于加工和安装密封钉30。

一并参阅图2、图3和图5，在本申请的一些实施例中，盖板10背离泄压腔121的一侧沿其周向开设有封装凹槽113，封装凹槽113内靠近泄压腔121的一侧壁为斜面1131，斜面1131朝向封装凹槽113的底壁方向倾斜。

参阅图5，具体的，电池壳体200的开口处形成有封装凸起201，盖板10上与泄压腔121相背的一侧表面沿盖板10的周向开设有与封装凸起201相配合的封装凹槽113，封装凹槽113的设置便于盖板10与电池壳体200的安装，封装凹槽113内靠近泄压腔121的侧壁为斜面1131，斜面1131向封装凹槽113的底壁方向倾斜，以提高盖板10与电池壳体200的连接强度。

可选的，封装凹槽113的内壁上设置有热熔塑料粘接层，以便于电池顶盖100与电池壳体200的安装，达到密封效果。

一并参阅图2和图5，在本申请的一些实施例中，可选的，盖板10背离泄压腔121的一侧间隔地设置有多个限位板40，且多个限位板40中的至少一个限位板40位于注液孔13处。

本实施例中，多个限位板40的设置用于限制电芯300与盖板10的相对移动，提高了电芯300与盖板10的安装强度，避免电芯300晃动导致水系钠离子电池单体1000出现故障，降低了水系钠离子电池单体1000的故障风险。

参阅图2，在本申请的上述盖板10背离泄压腔121的一侧间隔地设置有多个限位板40的实施例中，可选的，多个限位板40包括第一限位板40a、第二限位板40b和第三限位板40c，第一限位板40a和第三限位板40c分别设置于盖板10背离泄压腔121的一侧，并分别远离注液孔13，第二限位板40b设置于盖板10背离泄压腔121的一侧并位于注液孔13处，且注液孔13贯通于第二限位板40b。

具体而言，第一限位板40a和第二限位板40b分别设置在盖板10上背离泄压腔121的一侧表面，并且第一限位板40a和第二限位板40b分别远离注液孔13，以对电芯300的边缘两侧进行限位，第二限位板40b设置于盖板10背离泄压腔121的一侧并位于注液孔13处，以便于对电芯300的中间位置进行限位，且注液孔13贯通于第二限位板40b，也即第二限位板40b的设置不影响注液孔13的正常使用。

实施例二

参阅图5，在本申请的上述实施例一的基础上，本申请的实施例二提出了一种水系钠离子电池单体1000，可包括电芯300、电池壳体200以及电池顶盖100。

其中，电芯300设置于电池壳体200内，电池顶盖100盖设于电池壳体200的开口处。电池顶盖100包括盖板10、胶盖20和密封钉30，盖板10上开设有泄压腔121，泄压腔121内与其开口相对的腔壁上开设有注液孔13，胶盖20位于泄压腔121内并盖设于注液孔13处，密封钉30可拆卸地设置于泄压腔121的开口处，用于封闭泄压腔121，密封钉30与胶盖20之间具有间隙，且密封钉30上开设有连通泄压腔121的排气孔31。

使用中，打开密封钉30以使泄压腔121敞开时，可通过设置在泄压腔121腔壁上的注液孔13向电池壳体200内注射电解液；关闭密封钉30以封闭泄压腔121时，电池壳体200内的多余气体可通过注液孔13从胶盖20边沿溢出到泄压腔121内，并最终从密封钉30的排气孔31排出，以实现泄压。

可以理解的是，电池顶盖100通过将注液孔13、泄压腔121和排气孔31设置为一体，使得电池顶盖100的结构集成度较高，且方便电池顶盖100的加工和安装，提高了该产品的市场竞争力。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种电池顶盖，其特征在于，包括：

盖板，所述盖板上开设有泄压腔，所述泄压腔内与其开口相对的腔壁上开设有注液孔；

胶盖，位于所述泄压腔内，并盖设于所述注液孔处；

密封钉，可拆卸地设置于所述泄压腔的开口处，以封闭所述泄压腔；

其中，所述密封钉与所述胶盖之间具有间隙，且所述密封钉上开设有与所述泄压腔连通的排气孔。

2.根据权利要求1所述的电池顶盖，其特征在于，所述密封钉与所述泄压腔的腔壁螺纹连接，且所述密封钉背离所述泄压腔的端面上开设有旋拧缺口。

3.根据权利要求2所述的电池顶盖，其特征在于，所述旋拧缺口为一字形或十字形结构。

4.根据权利要求1所述的电池顶盖，其特征在于，所述泄压腔内与其开口相对的腔壁上沿所述注液孔的周向形成有第一环形凸起，所述第一环形凸起与所述泄压腔的腔壁之间形成环形沟槽，所述胶盖套设于所述第一环形凸起，且所述胶盖的一部分位于所述环形沟槽内。

5.根据权利要求1所述的电池顶盖，其特征在于，所述盖板背离所述泄压腔的一侧沿所述注液孔的周向形成有第二环形凸起。

6.根据权利要求1所述的电池顶盖，其特征在于，所述盖板包括板体和凸台，所述板体上开设有正极柱安装孔和负极柱安装孔，所述凸台一体成型于所述板体的一侧，并位于所述正极柱安装孔和所述负极柱安装孔之间，且所述凸台开设有所述泄压腔。

7.根据权利要求1所述的电池顶盖，其特征在于，所述盖板背离所述泄压腔的一侧沿其周向开设有封装凹槽，所述封装凹槽内靠近所述泄压腔的侧壁为斜面，所述斜面向所述封装凹槽的底壁方向倾斜。

8.根据权利要求1所述的电池顶盖，其特征在于，所述盖板背离所述泄压腔的一侧间隔地设置有多个限位板，且所述多个限位板中的至少一个所述限位板位于所述注液孔处。

9.根据权利要求8所述的电池顶盖，其特征在于，所述多个限位板包括第一限位板、第二限位板和第三限位板，所述第一限位板和所述第三限位板分别设置于所述盖板背离所述泄压腔的一侧，并分别远离所述注液孔，所述第二限位板设置于所述盖板背离所述泄压腔的一侧并位于所述注液孔处，且所述注液孔贯通于所述第二限位板。

10.一种水系钠离子电池单体，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的电池顶盖。

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