CN218070155U - 一种电池的端盖组件、电池、电池包及用电设备 - Google Patents

Abstract

一种电池的端盖组件，包括：密封件和端盖，密封件包括沿第一方向依次设置的密封部分和导向部分，端盖开设注液孔，密封件设于端盖，密封部分与注液孔沿第一方向依次设置，且进行密封配合，导向部分的至少部分间隙配合于注液孔，注液孔与导向部分之间形成第一缓冲间隙，通过设置导向部分能够实现密封件的快速定位；同时，所形成的第一缓冲间隙也能够避免导向部分和注液孔直接接触，此种设置使得密封件完全让开注液孔，进而避免安装过程中由于彼此接触摩擦，以产生碎屑落入电池电解液中的可能，进而避免电池短路等异常行为的发生，提高了电池的安全性能。本申请还公开一种电池、电池包及用电设备。

Description

一种电池的端盖组件、电池、电池包及用电设备

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池的端盖组件、电池、电池包及用电设备。

背景技术

动力电池广泛应用于诸如电动汽车等新能源技术领域，例如锂电池、铅酸电池和镉镍电池等，以锂电池为例，锂离子电池的端盖上开设有注液孔，用于往电池内部注入电解液，当注液完毕时，需要对注液孔进行封闭。

相关技术中，采用将密封件与注液孔进行过盈配合，以实现对注液孔的密封，但是采用此种方式密封，如果密封件采用金属构件的话，密封件在密封过程容易与端盖摩擦以产生金属碎屑，如果金属碎屑落入电池的电解液中，容易引发电池短路等异常，进而造成安全事故。

实用新型内容

本申请实施例公开了一种电池的端盖组件、电池、电池包及用电设备，能够避免安装过程中由于彼此接触摩擦，导致产生碎屑落入电池电解液中的可能，提高了电池的安全性能。

为了实现上述目的，第一方面，本申请实施例公开了一种电池的端盖组件，包括：端盖，开设注液孔，密封件，设于端盖，密封件包括：密封部分，与注液孔沿第一方向依次设置，且进行密封配合，导向部分，设于密封部分朝向注液孔的一侧，导向部分的至少部分间隙配合于注液孔，注液孔与导向部分之间形成第一缓冲间隙；其中，第一方向沿注液孔的开设方向。

可选地，端盖还设有沉台孔，沉台孔、注液孔朝第一方向依次设置，注液孔朝向第一方向的横截面积，小于沉台孔朝向第一方向的横截面积，密封部分设于沉台孔，以密封配合注液孔，密封件的高度小于或等于沉台孔的高度，高度方向与第一方向一致。

可选地，沉台孔朝向第一方向的横截面，与密封部分朝向第一方向的横截面匹配，密封部分与沉台孔朝第一方向导向配合，导向部分具有朝第一方向的第一截面，注液孔具有朝第一方向的第二截面，第一截面与第二截面共面，第一截面位于第二截面内，第一截面的外缘和第二截面的外缘之间具有间隙。

可选地，沉台孔为圆孔，密封部分为圆形堵盖，沉台孔的孔轴线与密封部分的轴线同轴设置。

可选地，导向部分为回转体，注液孔为圆孔，导向部分的轴线与注液孔的孔轴线同轴设置。

可选地，沉台孔的孔轴线、密封部分的轴线、注液孔的孔轴线与导向部分的轴线同轴设置。

可选地，导向部分为圆柱头。

可选地，导向部分远离密封部分一侧的横截面积，小于导向部分靠近密封部分一侧的横截面积，横截面积朝向第一方向。

可选地，导向部分的横截面积自远离密封部分的一侧向靠近密封部分的一侧逐渐增大。

可选地，第一缓冲间隙的间隙宽度为0.1mm～5mm。

可选地，密封部分中用于设置导向部分的一面为第二面，端盖朝向第二面的一面为第一面，第一面和第二面中的至少一者凸设密封环部，密封部分通过密封环部支撑设置于端盖，第一面、密封环部的内环面和第二面围成第二缓冲间隙，第二缓冲间隙朝第一方向连通第一缓冲间隙。

可选地，密封部分包括本体部和密封环部，第二面位于本体部，密封环部沿本体部的边缘设置。

可选地，密封部分还包括延伸部，延伸部和本体部沿第一方向依次设置，延伸部、密封环部和本体部依次相连，并且延伸部围绕密封环部设置，密封部分通过密封环部、延伸部支撑设置于端盖。

第二方面，本申请实施例还公开了一种电池，包括：壳体、电芯和端盖组件，壳体设有容纳腔，容纳腔具有成型于壳体至少一侧的开口，电芯设于容纳腔，端盖组件设于开口，容纳腔、注液孔和密封件沿第一方向依次设置，且容纳腔连通注液孔。

第三方面，本申请实施例还公开了一种电池包，包括电池。

第四方面，本申请实施例还公开了一种用电设备，包括电池包。

与现有技术相比，本申请的有益效果是：

本申请对电池的端盖组件进行优化设计，具体为设置端盖组件包括：密封件和端盖，密封件包括沿第一方向依次设置的密封部分和导向部分，端盖开设注液孔，密封件设于端盖，密封部分与注液孔沿第一方向依次设置，且进行密封配合，导向部分的至少部分间隙配合于注液孔，注液孔与导向部分之间形成第一缓冲间隙。

可以看出，通过设置导向部分能够实现密封件的快速定位，从而提高安装效率。并且，由于密封部分是封堵设置在注液孔的孔口位置的，并且所形成的第一缓冲间隙也能够避免导向部分和注液孔直接接触，此种设置使得密封件的外边缘与注液孔间隔开，从而避免安装过程中由于彼此接触摩擦，以产生碎屑落入电池电解液中的可能，进而避免电池短路等异常行为的发生，提高了电池的安全性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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为本申请公开的一种电池结构示意图；

图2为本申请公开的第一种端盖组件的结构示意图；

图3为本申请公开的图2的I处放大图；

图4为本申请公开的第二种端盖组件的结构示意图；

图5为本申请公开的图4的II处放大图。

附图标记说明：

100-端盖、

110-注液孔、120-沉台孔、111-第一缓冲间隙、112-第二缓冲间隙、101-第一面、

200-密封件、

210-密封部分、211-密封环部、212-本体部、213-延伸部、201-第二面、220-导向部分、

300-端盖组件、400-电芯、500-壳体、510-容纳腔。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本实用新型及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。

电池的组装过程中，需要在电池的端盖上开设有注液孔，以便往电池内部注入电解液，当注液完毕时，需要对注液孔进行封闭。相关技术中，采用将密封件与注液孔进行过盈配合，以实现对注液孔的密封，但是采用此种方式密封，如果密封件采用金属构件的话，密封件在密封过程容易与端盖摩擦以产生金属碎屑，如果金属碎屑落入电池的电解液中，容易引发电池短路等异常，进而造成安全事故，本申请的设置目的，正是为了优化密封结构，防止产生金属碎屑，下面开始详述。

实施例一：

图1为应用本申请电池的整体结构，电池包括：壳体500、电芯400和端盖组件300。其中，壳体500设有容纳腔510，容纳腔510具有成型于壳体500至少一侧的开口，比如单侧开口，又或者两相对侧均设置开口。

电芯400设于容纳腔510，端盖组件300设于开口，以便对开口进行封堵。端盖组件300设置有后文所述的注液孔110，容纳腔510、注液孔110、密封件200沿第一方向依次设置，且容纳腔510连通注液孔110。

电芯400可以是卷芯，通常由正极片、负极片绕卷形成，且两端形成极耳，也可以是其他类型，比如方形电池的电芯等。端盖组件300通常还设置集流盘、极柱等，电芯400、集流盘和极柱将依次电连接，使用过程中可以将电能导出并实现能量传输。

容纳腔510还存有电解液，电解液从注液孔110注入，注入完毕后，为防止电解液的溢出，需要对注液孔110进行密封，本申请对相关密封结构进行了优化，以提高电池的整体安全性能，下面将通过对本申请端盖组件300的介绍来展示相关密封结构。

实施例二：

请参考图2～图3，本申请的端盖组件300应用于上述的电池。端盖组件300可以包括：密封件200和端盖100。端盖100开设注液孔110，注液孔110用于向电池内部注入电解液，上述的第一方向可以理解为注液孔110的开设方向。

密封件200可以包括密封部分210和导向部分220。其中，密封部分210主要起密封作用，导向部分220可以起到安装导向作用。

具体来说，密封件200可以设于端盖100，密封部分210与注液孔110沿第一方向依次设置，且进行密封配合，比如密封部分210封堵在注液孔110的孔口，并且焊接相连于端盖100，从而实现对注液孔110的密封，或者密封部分210直接粘接于端盖100，以封堵注液孔110。

导向部分220设于密封部分210朝向注液孔110的一侧，并且导向部分220的至少部分间隙配合于注液孔110，以使注液孔110与导向部分220之间形成第一缓冲间隙111。

这样，通过设置导向部分220能够实现密封件200的快速定位，从而提高安装效率。同时，本申请还对密封件200与注液孔110的连接进行了设计，其一是使得密封部分210封堵设置在注液孔110的孔口位置，其二是使得导向部分220至少部分间隙配合于注液孔110，从而导向部分220与注液孔110之间所形成的第一缓冲间隙111能够避免导向部分220和注液孔110直接接触。通过上述两方面使得密封件200减少与注液孔110之间的接触，进而避免安装过程中由于彼此接触摩擦，以产生碎屑落入电池电解液中的可能，进而避免电池短路等异常行为的发生，提高了电池的安全性能。

在一些实施例中，端盖100还可以设有沉台孔120。沉台孔120、注液孔110朝第一方向依次设置。注液孔110朝向第一方向的横截面积，小于沉台孔120朝向第一方向的横截面积。密封部分210可以设于沉台孔120，以密封配合注液孔110。第一面101为沉台孔120的底面，密封件200的高度小于或等于沉台孔120的高度，高度方向与第一方向一致。

可以看出，沉台孔120的设置用于容纳以及保护密封件200，这样密封件200不会凸出于端盖100外，避免密封件200受到外界的磕碰，进而避免因密封件200异常移位导致的密封失效、磕碰注液孔110产生碎屑等问题，保证端盖组件300的密封性能以及电池的安全性能。

可选地，沉台孔120朝向第一方向的横截面，与密封部分210朝向第一方向的横截面匹配，这里的匹配可以理解为：沉台孔120朝向第一方向的横截面，在形状和面积大小等方面，均与密封部分210朝向第一方向的横截面保持一致。这样，密封部分210安装于沉台孔120时，密封部分210的外周面与沉台孔120的内孔面之间保持全周方向的贴合，或者密封部分210的外周面与沉台孔120的内孔面之间的间隙控制在0.05mm以内，从而使密封部分210与沉台孔120朝第一方向导向配合，避免产生较大的横向移动。

同时，导向部分220具有朝第一方向的第一截面，注液孔110具有朝第一方向的第二截面，第一截面与第二截面共面。第一截面位于第二截面内，第一截面的外缘和第二截面的外缘之间具有间隙。

可以看出，在安装密封件200的过程中，由于密封部分210与沉台孔120保持导向配合，可以实现对密封件200安装的预定位，从而加快安装效率，同时更为重要的是：导向配合保证安装过程中密封件200不会发生大幅度的横移、晃动等异常，从而使导向部分220和注液孔110之间始终具有间隙，导向部分220不会磕碰注液孔110，更好的避免由于彼此接触摩擦，导致产生碎屑落入电池电解液中的可能。

可选地，沉台孔120可以为圆孔，密封部分210可以为圆形堵盖。沉台孔120的孔轴线与密封部分210的轴线同轴设置，圆形的设计方便加工制造，同时沉台孔120与密封部分210的同轴设置方式，不会发生偏心等异常，更易安装。

可选地，导向部分220可以为回转体，注液孔110可以为圆孔，导向部分220的轴线与注液孔110的孔轴线同轴设置。同理，回转体结构和圆孔均便于加工制造，同时同轴设置的方式保证导向部分220与注液孔110之间形成的间隙均匀，减少磕碰的可能。

可选地，沉台孔120的孔轴线、密封部分210的轴线、注液孔110的孔轴线与导向部分220的轴线同轴设置。此种设置下，彼此之间均保持对中且不会发生偏心，进一步保证安装效率，以及减小注液孔110与导向部分220之间出现磕碰的可能。

可选地，对于导向部分220的具体结构来说，可以设置为圆柱头，以便于制造。同时，圆柱头远离密封部分210一侧的棱边可以设置为倒角或倒钝结构，更加便于导向部分220装入注液孔110中。同理的，注液孔110朝向密封部分210一侧的孔口棱边也可以进行倒角或倒钝，以提高安装便携性，此处不再详述。

可选地，请参考图4～图5，导向部分220也可以设置为其他形状。具体来说，导向部分220远离密封部分210一侧的横截面积，可以小于导向部分220靠近密封部分210一侧的横截面积，横截面积朝向第一方向。这样导向部分220呈现一头大一头小的结构，安装时小头一端率先进入注液孔110，使得导向部分220的安装更加容易方便，进一步提高装配效率。

可选地，导向部分220的横截面积自远离密封部分的一侧向靠近密封部分210的一侧逐渐增大。导向部分220的横截面均匀变化的设计方式，能够更加容易的装入注液孔110。

可选地，导向部分220可以设计为圆锥头，圆锥设计便于加工，且安装方便。

可选地，第一缓冲间隙111的间隙宽度为0.1mm～5mm。这样的间隙宽度范围既不会因间隙过小而碰撞起屑，也不会因间隙过大而承受过大的气液压力，综合性能较佳。

可选地，密封部分210中用于设置导向部分220的一面为第二面201，端盖100朝向第二面201的一面为第一面101。第一面101和第二面201中的至少一者可以凸设密封环部211。

密封部分210通过密封环部211支撑设置于端盖100，第一面101、密封环部211的内环面和第二面201围成第二缓冲间隙112，第二缓冲间隙112朝第一方向连通第一缓冲间隙111。

这样电解液受热膨胀产气时，第一缓冲间隙111和第二缓冲间隙112可以相互配合，以容纳膨胀时产生的气体或液体，从而让电池稳定在正常压力范围内，有效避免电池内部压力过大而造成的密封件200密封失效，提高了密封件200的密封性能。同时，第二缓冲间隙112的形成能够阻止密封部分210和第一面101直接进行接触，进而避免磕碰所起的碎屑落入注液孔110，能够更好的提高电池的安全性能。

可选地，密封环部211可以凸设于第一面101，即密封环部211为端盖100的其中一部分。而本申请为了加工制造更加方便，将密封环部211凸设于第二面201，即密封环部211为密封件200的其中一部分，并连接密封部分210。

具体来说，密封部分210可以包括本体部212和密封环部211。第二面201可以位于本体部212，密封环部211沿本体部212的边缘设置。此种设置下形成的结构没有多余材料的浪费，并且密封环部211的设置也能够起到加强筋的效果，以加强密封部分210的结构稳定性。

可选地，密封部分210还可以包括延伸部213。延伸部213和本体部212沿第一方向依次设置，延伸部213、密封环部211和本体部212依次相连，并且延伸部213围绕密封环部211设置，密封部分210通过密封环部211、延伸部213支撑设置于端盖100。

可以看出，密封部分210由于增加了延伸部213，使得密封部分210和端盖100之间的接触面积增加，从而提高了对注液孔110的密封效果，以及对密封部分210的支撑效果，密封性能提高的同时也具有更加稳定的结构。

可选地，延伸部213的外周面可以和沉台孔120的内孔面之间预留间隙，以便于焊料的注入，从而提高焊接密封性能。本申请将延伸部213的形状设置与沉台孔120匹配，即延伸部213的外周面与沉台孔120的内孔面保持全周方向的贴合，这样可以节省焊料，降低成本。

可选地，延伸部213的外周面可以设置外螺纹，沉台孔120的内孔面可以设置与外螺纹匹配的内螺纹，这样安装时，可以先将密封件200通过延伸部213旋入沉台孔120内，以通过螺纹连接的方式提高密封件200与端盖100之间的连接稳定性；然后再将两者之间的接缝处进行焊接相连，这样螺纹连接和焊接相互配合，进而提高密封件200与端盖100之间的连接稳定性，增强密封件200的密封性能。这里需要说明的是，此处的接缝可以包括密封件200与沉台孔120之间的螺纹配合缝隙，此处不再详述。

实施例三：

本申请还公开了一种电池包，该电池包包括上述的电池，电池包作为电池的存储核心，比如锂电池包等，这里不再详述。

实施例四：

本申请还公开了一种用电设备，该用电设备包括上述的电池包，比如用电设备为电动汽车、储能装置等。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (16)

1.一种电池的端盖组件，其特征在于，包括：

端盖，开设注液孔，

密封件，设于所述端盖，

所述密封件包括：

密封部分，与所述注液孔沿第一方向依次设置，且进行密封配合，

导向部分，设于所述密封部分朝向所述注液孔的一侧，

所述导向部分的至少部分间隙配合于所述注液孔，所述注液孔与所述导向部分之间形成第一缓冲间隙；其中，所述第一方向沿所述注液孔的开设方向。

2.根据权利要求1所述的端盖组件，其特征在于，所述端盖还设有沉台孔，所述沉台孔、所述注液孔朝所述第一方向依次设置，

所述注液孔朝向所述第一方向的横截面积，小于所述沉台孔朝向所述第一方向的横截面积，

所述密封部分设于所述沉台孔，以密封配合所述注液孔，

所述密封件的高度小于或等于所述沉台孔的高度，所述高度方向与所述第一方向一致。

3.根据权利要求2所述的端盖组件，其特征在于，所述沉台孔朝向所述第一方向的横截面，与所述密封部分朝向所述第一方向的横截面匹配，所述密封部分与所述沉台孔朝所述第一方向导向配合，

所述导向部分具有朝所述第一方向的第一截面，所述注液孔具有朝所述第一方向的第二截面，所述第一截面与所述第二截面共面，

所述第一截面位于所述第二截面内，所述第一截面的外缘和所述第二截面的外缘之间具有间隙。

4.根据权利要求3所述的端盖组件，其特征在于，所述沉台孔为圆孔，所述密封部分为圆形堵盖，

所述沉台孔的孔轴线与所述密封部分的轴线同轴设置。

5.根据权利要求4所述的端盖组件，其特征在于，所述导向部分为回转体，所述注液孔为圆孔，

所述导向部分的轴线与所述注液孔的孔轴线同轴设置。

6.根据权利要求5所述的端盖组件，其特征在于，所述沉台孔的孔轴线、所述密封部分的轴线、所述注液孔的孔轴线与所述导向部分的轴线同轴设置。

7.根据权利要求1～6中任意一项所述的端盖组件，其特征在于，所述导向部分为圆柱头。

8.根据权利要求1～6中任意一项所述的端盖组件，其特征在于，所述导向部分远离所述密封部分一侧的横截面积，小于所述导向部分靠近所述密封部分一侧的横截面积，

所述横截面积朝向所述第一方向。

9.根据权利要求8所述的端盖组件，其特征在于，所述导向部分的横截面积自远离所述密封部分的一侧向靠近所述密封部分的一侧逐渐增大。

10.根据权利要求1～6中任意一项所述的端盖组件，其特征在于，所述第一缓冲间隙的间隙宽度为0.1mm～5mm。

11.根据权利要求1所述的端盖组件，其特征在于，所述密封部分中用于设置所述导向部分的一面为第二面，所述端盖朝向所述第二面的一面为第一面，

所述第一面和所述第二面中的至少一者凸设密封环部，

所述密封部分通过所述密封环部支撑设置于所述端盖，所述第一面、所述密封环部的内环面和所述第二面围成第二缓冲间隙，

所述第二缓冲间隙朝第一方向连通所述第一缓冲间隙。

12.根据权利要求11所述的端盖组件，其特征在于，所述密封部分包括本体部和所述密封环部，

所述第二面位于所述本体部，所述密封环部沿所述本体部的边缘设置。

13.根据权利要求12所述的端盖组件，其特征在于，所述密封部分还包括延伸部，

所述延伸部和所述本体部沿第一方向依次设置，

所述延伸部、所述密封环部和所述本体部依次相连，并且所述延伸部围绕所述密封环部设置，

所述密封部分通过所述密封环部、所述延伸部支撑设置于所述端盖。

14.一种电池，其特征在于，包括：壳体、电芯和权利要求1～13中任一项所述的端盖组件，

所述壳体设有容纳腔，所述容纳腔具有成型于所述壳体至少一侧的开口，

所述电芯设于所述容纳腔，所述端盖组件设于所述开口，所述容纳腔、所述注液孔和所述密封件沿第一方向依次设置，且所述容纳腔连通所述注液孔。

15.一种电池包，其特征在于，包括：权利要求14所述的电池。

16.一种用电设备，其特征在于，包括：权利要求15所述的电池包。

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