CN218414798U - 端盖、端盖组件、电池单体、电池及用电设备 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种端盖、端盖组件、电池单体、电池及用电设备,包括板主体,沿自身厚度方向贯穿设有注液孔,其中,板主体内还设有排气流道,排气流道延伸至注液孔的侧壁,以使排气流道与注液孔连通,且排气流道被配置为在板主体的第一表面上形成具有与外界连通的排气孔,排气孔与注液孔隔开排布,第一表面为板主体远离电池单体内部的表面。在对注液孔进行焊接密封的时候,将注液孔焊接过程中所产生的蒸汽流入至排气流道中并沿着排气流道向远离注液孔的方向流动,最后从排气孔排出。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,特别是涉及端盖、端盖组件、电池单体、电池及用电设备。
背景技术
在电池制作过程中,电池完成注液后,需采用密封件如密封钉等,密封端盖上的注液孔。在密封作业中,通常以焊接方式对密封件与注液孔之间进行焊接。然而,注液后电解液在注液口积累,密封件焊接收尾处电解液容易受热产生蒸汽溢出,导致产生焊接爆点或针孔等缺陷,极大程度破坏电芯密封可靠性。
实用新型内容
基于此,有必要提供一种端盖、端盖组件、电池单体和电池,有效避免注液孔在焊接密封时产生焊接爆点或针孔等缺陷,提升密封可靠性。
第一方面,本申请提供了一种端盖,包括板主体,沿自身厚度方向贯穿设有注液孔;其中,板主体上还设有排气流道,排气流道延伸至注液孔的侧壁,以使排气流道与注液孔连通,且排气流道被配置为在板主体的第一表面上形成具有与外界连通的排气孔,排气孔与注液孔隔开排布,第一表面为板主体远离电池单体内部的表面。
本申请提供的端盖,能够在对注液孔进行焊接密封的时候,将注液孔焊接过程中所产生的蒸汽流入至排气流道中并沿着排气流道向远离注液孔的方向流动,最后从排气孔排出,避免产生的蒸汽无法逃逸,会向上冲破熔融状态的焊缝,导致焊接密封中形成焊接爆点或针孔的缺陷,从而提高密封可靠性。
在一些实施例中,排气流道包括排气道主体,排气道主体具有位于自身延伸方向相对两端的第一端和第二端,第二端与排气孔连通,第一端延伸至注液孔的侧壁。从而提供唯一的一条排气流道的排气方向,使得排气流道的对蒸汽的排气效果更好,不会产生蒸汽分流或者回流现象。
在一些实施例中排气道主体包括相互连通的第一排气段和第二排气段,第一排气段在板主体内沿第一方向延伸、且在远离第二排气段的一侧形成第一端,第二排气段在板主体内沿板主体的厚度方向延伸、且在远离第一排气段的一侧形成第二端,第一方向与板主体的厚度方向相交。如此,进入排气流道内的蒸汽能够在排气流道内冷凝并存放至拐角处,从而避免排气流道内的液体影响后续排气孔的封闭。
在一些实施例中,注液孔包括沿自身贯通方向上相互连通的注液段和密封段,密封段的一端延伸至第一表面,密封段用于和密封件连接并密封注液孔,第一端延伸至密封段的侧壁。能够在密封段被密封时将密封段内产生的蒸汽排出,同时还能够避免注液孔的注液段内的电解液沿排气流道产生外溢的情况。
在一些实施例中,密封段具有起始密封位置,起始密封位置在板主体的厚度方向上位于第一端靠近第一表面的一侧。使得在对密封段进行密封时,排气流道的第一端始终与密封段连通,避免密封钉焊接过程中由于排气流道被关闭造成电解液蒸汽无法从排气流道排出产生的焊接爆点或针孔等缺陷,从而提高密封可靠性。
在一些实施例中,第二排气段的延伸长度大于密封段的底壁的最大内径的一半,注液段的一端与密封段的底壁连通。限定排气道主体不会过短或过长,以保证有效的对蒸汽进行排出。
根据本申请的一些实施例,可选地,第一端在侧壁上形成的开口的几何中心与密封段的底壁之间的距离记为N1,第一表面与密封段的底壁之间的距离记为N2,N1小于N2的三分之二,以提高端盖的结构强度。
在一些实施例中,注液段和密封段形成台阶状的注液孔,且密封段的横截面积大于注液孔的横截面积。将注液孔分为上下两段,在后期焊接密封时可进行双段密封,使得端盖的密封性能更佳。
在一些实施例中,排气孔被构造为能够被封闭以封闭排气道主体,以保证保证注液孔的密封性。
在一些实施例中,排气道主体的内壁包括在厚度方向上和第一表面相对设置的导流壁,导流壁被配置为相对第一表面水平设置,由于导流壁水平设置,蒸汽不用爬坡,从而提高了蒸汽的排气速率且构造相对简单。
第二方面,本申请提供了一种端盖组件,包括密封件和如以上任一方案中的端盖。密封件,且密封件被构造为在密封过程中,保持排气流道与密封段连通,保证在对注液孔进行密封的时候,电解液蒸汽能够及时排出。
在一些实施例中。密封件构造为通过焊接与密封段的侧壁连接,从对注液孔进行密封。
第三方面,本申请提供了一种电池单体,包括:壳体,端部具有开口;电极组件,收容于壳体内;如以上任一项的端盖组件,端盖组件盖设于开口。
第四方面,本申请提供了一种电池,包括以上的电池单体。
第五方面,本申请提供了一种用电设备,包括以上的电池,电池用于提供电能。
上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
通过阅读对下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中,用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中:
图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图;
图2为本申请一些实施例提供的电池的结构爆炸图;
图3为本申请一些实施例提供的电池单体的结构爆炸图;
图4为本申请一些实施例提供的端盖的结构示意图一;
图5为本申请一些实施例提供的端盖的结构示意图二;
图6为本申请一些实施例提供的端盖的结构示意图三;
图7为本申请一些实施例提供的端盖的剖面示意图一;
图8为本申请一些实施例提供的端盖的剖面示意图二。
1000、车辆;100、电池;200、控制器;300、马达;10、箱体;11、第一部分;12、第二部分;20、电池单体;21、壳体;22、电极组件;23、泄压结构;24、电极端子;25、端盖;251、板主体;251a、第一表面;251b、第二表面;253、注液孔;253a、密封段;253b、注液段;255、排气流道;255a、排气道主体;255a1、第一排气段;255a11、第一端;255a2、第二排气段;255a21、第二端;255b、排气孔;255c、导流壁;L1、第一方向;L2、厚度方向。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请;本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中,技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象,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、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中,术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中,术语“多个”指的是两个以上(包括两个),同理,“多组”指的是两组以上(包括两组),“多片”指的是两片以上(包括两片)。
在本申请实施例的描述中,技术术语“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实施例和简化描述,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实施例的限制。
在本申请实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,技术术语“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;也可以是机械连接,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实施例中的具体含义。
目前,从市场形势的发展来看,动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统,而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具,以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大,其市场的需求量也在不断地扩增。
本申请人注意到,电池注液中,注液孔中或多或少会残留电解液。当对注液孔进行焊接时,焊接所产生的高温会蒸发残留的电解液,使之形成电解液蒸汽。随着焊接的继续,所产生的蒸汽会从未焊接区域中进行逃逸;当进行焊接收尾阶段时,即为最后的焊接闭合操作,产生的蒸汽无法逃逸,会向上冲破熔融状态的焊缝,导致焊接密封中形成焊接爆点或针孔等缺陷。
基于此,为了解决注液孔焊接密封中易形成焊接爆点或针孔等缺陷等问题,本申请人经过伸入研究,设计了一种端盖,设置与注液孔的焊接位置连通的排气流道,且排气流道具有与外界连通的排气孔,从而形成一条从注液孔的焊接位置到外界的排气流道。
在对注液孔进行焊接密封的时候,排气流道的设置能够形成电解液蒸汽的排气流道,注液孔焊接过程中所产生的蒸汽流入至排气流道中并沿着排气流道向远离注液孔的方向流动,又能避免注液操作中向电池单体内部注入的电解液飞溅至排气流道中,从而保证排气流道的排气功能。
进一步地,对注液孔焊接完成之后,可对排气流道上的排气孔进行焊接以封闭排气流道。如此操作后,能保证注液孔处焊接的蒸汽通过排气孔排出,同时,进行最后焊接闭合操作时,沿排气流道溢出的电解液蒸汽会在过程中冷凝并积压在排气流道的内壁上而不会堵塞在排气口开口处,不会影响到排气孔的封闭,从而有效避免焊接爆点或针孔等缺陷,提升密封性能。
本申请实施例公开的电池单体可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电装置中。可以使用具备本申请公开的电池单体、电池等组成该用电装置的电源系统。
本申请实施例提供一种使用电池作为电源的用电装置,用电装置可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中,电动玩具可以包括固定式或移动式的电动玩具,例如,游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等,航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。
以下实施例为了方便说明,以本申请一实施例的一种用电装置为车辆为例进行说明。
请参照图1,图1为本申请一些实施例提供的车辆1000的结构示意图。车辆1000可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车,新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆1000的内部设置有电池100,电池100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池100可以用于车辆1000的供电,例如,电池100可以作为车辆1000的操作电源。车辆1000还可以包括控制器200和马达300,控制器200用来控制电池100为马达300供电,例如,用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
在本申请一些实施例中,电池100不仅可以作为车辆1000的操作电源,还可以作为车辆1000的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。
请参照图2,图2为本申请一些实施例提供的电池100的爆炸图。电池100包括箱体10和电池单体20,电池单体20容纳于箱体10内。其中,箱体10用于为电池单体20提供容纳空间,箱体10可以采用多种结构。在一些实施例中,箱体10可以包括第一部分11和第二部分12,第一部分11与第二部分12相互盖合,第一部分11和第二部分12共同限定出用于容纳电池单体20的容纳空间。第二部分12可以为一端开口的空心结构,第一部分11可以为板状结构,第一部分11盖合于第二部分12的开口侧,以使第一部分11与第二部分12共同限定出容纳空间;第一部分11和第二部分12也可以是均为一侧开口的空心结构,第一部分11的开口侧盖合于第二部分12的开口侧。当然,第一部分11和第二部分12形成的箱体10可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。
在电池100中,电池单体20可以是多个,多个电池单体20之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池单体20中既有串联又有并联。多个电池单体20之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池单体20构成的整体容纳于箱体10内;当然,电池100也可以是多个电池单体20先串联或并联或混联组成电池100模块形式,多个电池100模块再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体10内。电池100还可以包括其他结构,例如,该电池100还可以包括汇流部件,用于实现多个电池单体20之间的电连接。
其中,每个电池单体20可以为二次电池100或一次电池100;还可以是锂硫电池100、钠离子电池100或镁离子电池100,但不局限于此。电池单体20可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。
请参照图3,图3为本申请一些实施例提供的电池单体20的分解结构示意图。电池单体20是指组成电池100的最小单元。如图,电池单体20包括有端盖25、壳体21、电极组件22以及其他的功能性部件。
端盖25是指盖合于壳体21的开口处以将电池单体20的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地,端盖25的形状可以与壳体21的形状相适应以配合壳体21。可选地,端盖25可以由具有一定硬度和强度的材质(如铝合金)制成,这样,端盖25在受挤压碰撞时就不易发生形变,使电池单体20能够具备更高的结构强度,安全性能也可以有所提高。端盖25上可以设置有如电极端子24等的功能性部件。电极端子24可以用于与电极组件22电连接,以用于输出或输入电池单体20的电能。在一些实施例中,端盖25上还可以设置有用于在电池单体20的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压结构23。端盖25的材质也可以是多种的,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等,本申请实施例对此不作特殊限制。在一些实施例中,在端盖25的内侧还可以设置有绝缘件,绝缘件可以用于隔离壳体21内的电连接部件与端盖25,以降低短路的风险。示例性的,绝缘件可以是塑料、橡胶等。
壳体21是用于配合端盖25以形成电池单体20的内部环境的组件,其中,形成的内部环境可以用于容纳电极组件22、电解液以及其他部件。壳体21和端盖25可以是独立的部件,可以于壳体21上设置开口,通过在开口处使端盖25盖合开口以形成电池单体20的内部环境。不限地,也可以使端盖25和壳体21一体化,具体地,端盖25和壳体21可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面,当需要封装壳体21的内部时,再使端盖25盖合壳体21。壳体21可以是多种形状和多种尺寸的,例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。具体地,壳体21的形状可以根据电极组件22的具体形状和尺寸大小来确定。壳体21的材质可以是多种,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等,本申请实施例对此不作特殊限制。
电极组件22是电池单体20中发生电化学反应的部件。壳体21内可以包含一个或更多个电极组件22。电极组件22主要由阳极极片和阴极极片卷绕或层叠放置形成,并且通常在阳极极片与阴极极片之间设有隔膜。阳极极片和阴极极片具有活性物质的部分构成电极组件22的主体部,阳极极片和阴极极片不具有活性物质的部分各自构成极耳。阳极极耳和阴极极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池100的充放电过程中,阳极活性物质和阴极活性物质与电解液发生反应,极耳连接电极端子24以形成电流回路。
根据本申请的一些实施例,请参照图4至图6,本申请提供了一种端盖25,板主体251,沿自身厚度方向L2贯穿设有注液孔253,其中,板主体251内还设有排气流道255,排气流道255延伸至注液孔253的侧壁,以使排气流道255与注液孔253连通,且排气流道255被配置为在板主体251的第一表面251a上形成具有与外界连通的排气孔255b,排气孔255b与注液孔253隔开排布,第一表面为板主体251远离电池单体20内部的表面。
排气流道255在板主体251上分布可有多种,其可以为直线状、弯折状或者呈多条通道在板主体251上延伸,比如:排气流道255沿着注液孔253的径向向外延伸;或者排气流道255的延伸方向不经过注液孔253的中心,如排气流道255沿着板主体251的长度或宽度方向或直径方向延伸等。排气流道255的数量可为一个,也可为多个。当排气流道255为多个时,多个排气流道255的排列方式可有多种,比如:多个排气流道255以注液孔253为中心周向间隔排布。
另外,排气流道255可设置在板主体251的第一表面251a上,也可设置在板主体251的内部,此时排气流道255的至少一部分(比如排气流道255的一端等)穿出板主体251的第一表面251a形成排气孔255b,如此,进入排气流道255内的蒸汽能够在排气流道255内冷凝并存放至排气流道255的内壁或者弯折拐角处,而未冷凝的蒸汽则从排气孔255b排出。
排气孔255b与注液孔253隔开布设是指排气流道255仅存在局部(即排气孔255b)与外界连通,从注液孔253进入排气流道255内的蒸汽能够在排气流道255内流动一段距离(此距离由排气流道255的流道长度决定)后通过排气孔255b排出。排气孔255b在第一表面251a上的正投影的的形状有多种设计,比如:排气孔255b可呈但不限于圆形、椭圆形、三角形、四边形等设计。
板主体251在自身厚度方向L2上具有第一表面251a和第二表面251b,其中,在将端盖25装配在电池单体20上之后,第二表面251b面向电池单体20内部即与电池100内部的电解液连通,第一表面251a背向电池单体20内部即与电池100内部不连通。第一表面251a和第二表面251b可以整体构造为平面,或者构造为不平坦表面均可,具体根据电池单体20的结构和尺寸要求进行设置。
排气流道255延伸至注液孔253的侧壁,即注液孔253的圆周侧壁上设连通口以与排气流道255延伸方向上的一端连通,以使排气流道255与注液孔253连通。其中,连通口在设计时,需注意在注液孔253被密封的过程中不会被完全遮挡或隔断,比如在对注液孔253进行密封时最后再密封靠近连通口一侧,便于在整个注液孔253密封过程中,电解液蒸汽沿设定通道溢出。
对注液孔253密封完成之后,可再对排气流道255上的排气孔255b进行密封。操作后,能保证注液孔253处焊接的蒸汽通过排气孔255b排出,从而有效避免焊接爆点或针孔等缺陷,提升密封性能。
如此,通过设置排气流道255,能够在对注液孔253进行焊接密封的时候,将注液孔253焊接过程中所产生的蒸汽流入至排气流道255中并沿着排气流道255向远离注液孔253的方向流动,最后从排气孔255b排出,避免产生的蒸汽无法逃逸,会向上冲破熔融状态的焊缝,导致焊接密封中形成焊接爆点或针孔的缺陷,从而提高密封可靠性。
根据本申请的一些实施例,可选地,请参照图6至图8,排气流道255包括排气道主体255a,排气道主体255a具有位于自身延伸方向相对两端的第一端255a11和第二端255a21,第二端255a21与排气孔255b连通,第一端255a11延伸至注液孔253的侧壁。
排气道主体255a从注液孔253的侧壁向远离注液孔253的方向凹陷设置,并在板主体251上形成具有一定的延伸长度的槽状结构,使得蒸汽能够在槽内沿排气道主体255a的延伸方向流动。
第一端255a11作为排气道主体255a的进气开口,注液口产生的蒸汽可以从此位置进入排气流道255,第一端255a11可以是连通口本身,也可以是与连通口连通的其他结构。第二端255a21作为排气道主体255a的出气开口,进入排气道主体255a的蒸汽通过此出气开口进入排气孔255b,以从端盖25内部排出。
进一步地,将排气孔255b与第二端255a21连通,则排气孔255b与注液孔253间隔距离即为排气道主体255a的第一端255a11和第二端255a21之间的气流流动距离,进入排气道主体255a的蒸汽沿排气道主体255a的延伸方向流动之后再通过排气孔255b排气,从而提供唯一的一条排气方向供蒸汽流动,使得排气流道255的对蒸汽的排气效果更好,不会产生蒸汽分流或者回流现象。
在其他实施例中,排气孔255b也可以与排气流道255的第一端255a11和第二端255a21之间的任一局部位置进行连通,此时进入排气道主体255a的蒸汽在流动到排气孔255b位置时具有两条排气方向,一条是继续沿排气道主体255a的延伸方向继续流动至第二端255a21,再从第二端255a21返回至排气孔255b,另一条是沿排气孔255b排出,此时产生了蒸汽分流,蒸汽的排气效果和排气速度相对减弱。
可以理解地,在蒸汽沿排气道主体255a流动的过程中,蒸汽遇冷(即排气道主体255a的内壁)会逐渐的降温或产生冷凝现象,而产生的冷凝液体会堆积在排气道主体255a内壁上而不会堵塞排气孔255b,避免影响排气孔255b后续的密封。
根据本申请的一些实施例,请参照图6至图8,可选地,排气道主体255a包括相互连通的第一排气段255a1和第二排气段255a2,第一排气段255a1在板主体251内沿第一方向L1延伸、且在远离第二排气段255a2的一侧形成第一端255a11,第二排气段255a2在板主体251内沿板主体251的厚度方向L2延伸、且在远离第一排气段255a1的一侧形成第二端255a21,第一方向L1与板主体的厚度方向L2相交。
第二排气段255a2沿板主体251的厚度方向L2开设且其相对两端分别与排气孔255b和第一排气段255a1连通,第一排气段255a1的相对两端分别与注液孔253及第二排气段255a2连通,使得气流能够从第一端255a11进入第一排气段255a1后,再经过第一排气段255a1和第二排气段255a2的交接处,进入第二排气段255a2,最终经过排气孔255b排出。
并且,第一排气段255a1和第二排气段255a2的延伸方向相交,使得排气道主体255a内部形成至少一个拐角,如此,进入排气流道255内的蒸汽能够在排气流道255内冷凝并存放至拐角处,从而避免排气流道255内的液体影响后续排气孔255b的密封。
在其他实施例中,第二排气段255a2也可不沿厚度方向L2延伸开设,例如相对第一表面251a倾斜(即第二排气段255a2的轴线与第一表面251a所在平面的夹角不等于90°)开设均可。
在其他实施例中,排气道主体255a还可以包括除第一排气段255a1和第二排气段255a2之外的排气段,以在排气道主体255a内部形成多个拐角,可以理解地,沿蒸汽的流动方向,排气道主体255a的最末端与排气孔255b连通。
根据本申请的一些实施例,可选地,注液孔253包括沿厚度方向L2相互连通的注液段253b和密封段253a,密封段253a的一端延伸至第一表面251a,密封段253a用于和密封件连接并密封注液孔253,第一端255a11延伸至密封段253a的侧壁。
即从第一表面指向第二表面的方向上,注液的液体先经过密封段253a,再经过注液段253b,通过密封件将密封段253a密封之后,则注液段253b已经被一次密封,此时可以再额外的设置其他密封结构将注液段253b进行再次密封,以保证注液孔253的密封性。
注液段253b和密封段253a的横截面积可以相同,也可以不同,当注液段253b和密封段253a的横截面积不同时,则密封段253a的底壁与注液段253b的一端连通。
排气道主体255a的一端延伸至密封段253a的侧壁,能够在密封段253a被密封时将密封段内产生的蒸汽排出,同时还能够避免注液孔253的注液段253b内的电解液沿排气流道255产生外溢的情况。
根据本申请的一些实施例,可选地,密封段253a具有起始密封位置,起始密封位置在板主体251的厚度方向L2上位于第一端255a11靠近第一表面251a的一侧。
起始密封位置是指对密封段253a进行密封时,最早开始密封的位置,可以理解地,起始密封位置对应地还有结尾密封位置,对注液孔253的密封段253a进行密封时,一般是设置密封件如密封钉,密封钉放置在密封段253a且其外表面与密封段253a的侧壁贴合,通过整圈焊接,将密封钉的上表面与密封段253a的焊接连接,以密封注液孔253。
起始密封位置在板主体251的厚度方向L2上位于第一端255a11靠近第一表面251a的一侧是指:密封段253a与密封件的起始焊接位置位于第一端255a11在板主体251的厚度方向L2的上方,以保证最后密封排气流道255。
可以理解地,整圈焊接时,则起始密封位置和结尾密封位置时为同一位置,如此,使得在对密封段253a进行密封时,排气流道255的第一端255a11始终与密封段253a连通,避免密封钉焊接过程中由于排气流道255被关闭造成电解液蒸汽无法从排气流道255排出产生的焊接爆点或针孔等缺陷,从而提高密封可靠性。
根据本申请的一些实施例,可选地,第二排气段255a2的延伸长度大于密封段253a的底壁的最大内径的一半,注液段253b的一端与密封段253a的底壁连通。
第二排气段255a2的延伸长度,即为图8中D1的长度,若第一端255a11所在平面和第二排气段255a2尽头所在平面平行,则D1即为第一端255a11所在平面和第二排气段255a2尽头所在平面之间的垂直距离,若第一端255a11所在平面和第二排气段255a2尽头所在平面不平行,则D1即为第一端255a11和第二排气段255a2尽头之间的最短距离。
密封段253a的侧壁围设于底壁的外周,且底壁作为注液段253b和密封段253a的连通位置,当底壁呈多边形设置,则底壁的最大内径即为底壁的其中两个距离最远的角之间的连线长度,当底壁为圆形状设置,则最大内径即为圆的直径,最大内径的一半即为图8中R1的长度。
当排气道主体255a过短或过长,则蒸汽流动路径不合适,排气不及时,本申请限定排气道主体255a不会过短或过长,以保证有效的对蒸汽进行排出。
根据本申请的一些实施例,可选地,排气道主体255a沿设定方向延伸,会产生延伸到板主体251的边缘或者延伸到其他结构的下方(在板主体251的厚度方向L2上),此时排气流道255无法正常排气。为了避免上述情况,设置排气孔255b的边缘与板主体251的边缘或其他结构如电极端子24之间的最小距离为3mm-5mm,从而提供一定的余量空间,避免影响到排气流道255的排气。
根据本申请的一些实施例,可选地,沿板主体251的厚度方向L2,第一端255a11在253侧壁上形成的开口的几何中心与密封段253a的底壁之间的距离记为N1,第一表面251a与密封段253a的底壁之间的距离记为N2,N1小于N2的三分之二。
如图8所示,第一表面251a与密封段253a的底壁之间的距离,即为密封段253a的侧壁在在板主体251的厚度方向L2上的高度,控制N1小于N2的三分之二,相当于将第一端255a11在253侧壁上形成的开口的几何中心限制于密封段253a的侧壁靠近底壁的三分之二高度内,能够避免排气道主体255a设置的过于靠近第一表面251a。
若排气道主体255a设置的过于靠近第一表面251a,则端盖25的结构强度会变弱,很容易受电极组件22膨胀而发生结构变形,稳定性降低,这样也无形中增加泄露的风险。通过限定第一端255a11在253侧壁上形成的开口的几何中心在密封段253a侧壁上的位置,从而提高了端板的结构强度。
进一步地,第一端255a11在253侧壁上形成的开口可设置为圆柱状、棱柱状或者其他不规则形状,其设置的内径的大小不易多大,从而避免影响端盖25的结构强度。
根据本申请的一些实施例,可选地,请参照图8,注液段253b和密封段253a形成台阶状的注液孔253,且密封段253a的横截面积大于注液孔253的横截面积。
注液段253b相对于密封段253a远离第一表面251a,即在板主体251的厚度方向L2上,注液孔253逐渐减小,以注液孔253为圆形结构为例,注液段253b的直径小于密封段253a的直径,密封件设置在面积相对较大的密封段253a,以对注液孔253实现密封,并且,避免注液段253b孔径过大造成的电解液泄露问题。
将注液孔253分为上下两段,在后期焊接密封时可进行双段密封,使得端盖25的密封性能更佳。
根据本申请的一些实施例,可选地,排气孔255b被构造为能够被封闭以封闭排气道主体255a。
排气孔255b作为排气道主体255a与外界连通的唯一开口,将排气孔255b封闭,此时排气道主体255a即为封闭,排气孔255b的封闭方式可为点焊、点胶等方式,在将密封件完全密封设于密封段253a之后,为了保证注液孔253的密封性,将排气孔255b完全封闭,此时注液孔253被完全密封,电池单体20内部与外部之间无法通过注液孔253连通。
可以理解地,进入排气流道255内的蒸汽能够在排气流道255内冷凝并存放至拐角处,从而不影响后续的排气孔255b的封闭操作。
具体地,当采用点焊对排气孔255b进行焊接时,排气孔255b的孔径范围为0.3mm-1.2mm,可选地,可以限定至0.5mm-1.2mm,便于排气孔255b加工的同时,避免排气孔255b过大,造成点焊工艺无法完全封闭排气孔255b。
具体地,当采用点胶对排气孔255b进行焊接时,排气孔255b的孔径范围为0.3mm-3.0mm,可选地,可以限定至0.5mm-3.0mm,此时,不受点焊工艺的影响,可以适当的将排气孔255b做大,以提高蒸汽的排气速率。
在其中一个实施例中,排气道主体255a的内壁包括在厚度方向L2上和第一表面251a相对设置的导流壁255c,导流壁255c被配置为相对第一表面251a水平设置。
导流壁255c为排气道主体255a的内壁的底壁,电解液蒸汽在底壁的限定下沿排气道主体255a的延伸方向移动,由于导流壁255c水平设置,蒸汽不用爬坡,从而提高了蒸汽的排气速率且构造相对简单。
可以理解地,可以沿蒸汽的流动方向,设置导流壁255c形成一定的坡度且向靠近远离第一端255a1的一侧下坡设置,使得蒸汽及蒸汽产生的冷凝液更加容易流向第二排气段255a2。
根据本申请的一些实施例,本申请提供了一种端盖组件。端盖组件包括:密封件和如以上任一方案中的端盖25。密封件被构造为在密封过程中,保持排气流道255与密封段253a连通。
密封件是指能封盖密封段253a的部件,其与注液孔253之间的连接方式可为焊接方式。密封件的形状可根据注液孔253的形状而定,比如:圆形、椭圆形、方形等。同时,密封件的结构也有多种选择,如不锈钢钉、铝钉等。
密封件在密封过程中,不能影响排气流道255与密封段253a之间连通关系,因为在焊接密封时,注液孔253中产生的蒸汽需通过排气流道255向排气孔255b处排出。第一密封件不影响排气流道255与注液孔253之间的连通,其实现方式可为:密封段253a的起始密封位置在板主体251的厚度方向L2上位于第一端255a11的上方。或者密封件的周向与注液孔253之间具有一定的间隙,以保证蒸汽在注液孔253与排气流道255之间流通等。
排气孔255b处于封闭状态是针对端盖组件成型之后而言,即端盖组件作为一完成品应用在电池单体20上时,该排气孔255b则处于封闭状态。排气孔255b的封闭方式有多种,具体已经在上述描述中进行记载,此处不再赘述。
上述的端盖组件,采用以上的端盖25,在焊接过程中,先对注液孔253处进行焊接;再对排气流道255上的排气孔255b进行焊接。如此操作后,能保证注液孔253处焊接的蒸汽通过排气孔255b排出,最后密封排气孔255b,从而密封电池单体20,提升密封性能。
根据本申请的一些实施例,可选地,密封件构造为通过焊接与密封段253a的侧壁连接。
即将密封件的外周与密封段253a的外周壁之间进行圈焊,从对注液孔253进行密封。
根据本申请的一些实施例,本申请提供了一种电池单体20。电池单体20包括:壳体21、电极组件22、端盖组件。壳体21端部具有开口。电极组件22收容于壳体21内。端盖组件盖设于开口。
根据本申请的一些实施例,本申请提供了一种电池100,包括以上的电池单体20。
根据本申请的一些实施例,本申请提供了一种用电设备,包括以上的电池100,电池100用于提供电能。
根据本申请的一些实施例,请参考图4至图8,本申请提供了一种端盖25,端盖25包括板主体251及设于板主体251上的台阶状的注液孔253,注液孔253的密封段253a和注液段253b均呈圆孔状设置,并且在密封段253a的侧壁上开口并向远离注液孔253的方向延伸形成排气道主体255a,此时密封段253a的侧壁上开口形成排气道主体255a的第一端255a11,排气道主体255a形成“L”状延伸流道,其第二端255a21沿厚度方向L2形成且与排气孔255b连通,在对密封段253a进行密封焊接的时候,焊接过程中产生的产生的蒸汽流入至排气流道255中并沿着排气流道255向远离注液孔253的方向流动,最后从排气孔255b排出,避免产生的蒸汽无法逃逸,会向上冲破熔融状态的焊缝,导致焊接密封中形成焊接爆点或针孔的缺陷,从而提高密封可靠性。并且,进入排气流道255内的蒸汽能够在排气流道255内冷凝并存放至拐角处,从而避免液排气流道255内的液体影响后续排气孔255b的封闭。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,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申请各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (15)
1.一种端盖,用于电池单体,其特征在于,包括:
板主体,沿自身厚度方向贯穿设有注液孔;
其中,所述板主体内还设有排气流道,所述排气流道延伸至所述注液孔的侧壁,以使所述排气流道与所述注液孔连通,且所述排气流道被配置为在所述板主体的第一表面上形成具有与外界连通的排气孔,所述排气孔与所述注液孔隔开排布,所述第一表面为所述板主体远离所述电池单体内部的表面。
2.根据权利要求1所述的端盖,其特征在于,所述排气流道包括排气道主体,所述排气道主体具有位于自身延伸方向相对两端的第一端和第二端;
所述第二端与所述排气孔连通,所述第一端延伸至所述注液孔的侧壁。
3.根据权利要求2所述的端盖,其特征在于,所述排气道主体包括相互连通的第一排气段和第二排气段,所述第一排气段在所述板主体内沿第一方向延伸、且在远离所述第二排气段的一侧形成所述第一端;
所述第二排气段在所述板主体内沿所述板主体的厚度方向延伸、且在远离所述第一排气段的一侧形成所述第二端,所述第一方向与所述板主体的厚度方向相交。
4.根据权利要求3所述的端盖,其特征在于,所述注液孔包括沿所述板主体的厚度方向相互连通的注液段和密封段,所述密封段的一端延伸至所述第一表面,所述密封段用于和密封件连接并密封所述注液孔;
所述第一端延伸至所述密封段的侧壁。
5.根据权利要求4所述的端盖,其特征在于,所述密封段具有起始密封位置,所述起始密封位置在所述板主体的厚度方向上位于所述第一端靠近所述第一表面的一侧。
6.根据权利要求4所述的端盖,其特征在于,所述第二排气段的延伸长度大于所述密封段的底壁的最大内径的一半,所述注液段的一端与所述密封段的底壁连通。
7.根据权利要求4所述的端盖,其特征在于,沿所述板主体的厚度方向,所述第一端在所述注液孔侧壁上形成的开口的几何中心与所述密封段的底壁之间的距离记为N1,所述第一表面与所述密封段的底壁之间的距离记为N2,N1小于N2的三分之二。
8.根据权利要求4所述的端盖,其特征在于,所述注液段和密封段形成台阶状的注液孔,且所述密封段的横截面积大于所述注液孔的横截面积。
9.根据权利要求2所述的端盖,其特征在于,所述排气孔被构造为能够被封闭以封闭所述排气道主体。
10.根据权利要求2所述的端盖,其特征在于,所述排气道主体的内壁包括在所述厚度方向上和所述第一表面相对设置的导流壁,所述导流壁被配置为相对所述第一表面水平设置。
11.一种端盖组件,其特征在于,包括:
如权利要求1-10任一项所述的端盖;
密封件,密封于所述密封段,且所述密封件被构造为在密封过程中,保持所述排气流道与所述密封段连通。
12.根据权利要求11所述的端盖组件,其特征在于,所述密封件构造为通过焊接与所述密封段的侧壁密封连接。
13.一种电池单体,其特征在于,包括:
壳体,端部具有开口;
电极组件,收容于所述壳体内;
如权利要求11-12任一项所述的端盖组件,所述端盖组件盖设于所述开口。
14.一种电池,其特征在于,包括权利要求13所述的电池单体。
15.一种用电设备,其特征在于,包括权利要求14所述的电池,所述电池用于提供电能。
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