CN218498336U - 密封钉、顶盖组件、单体电池及电池包 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种密封钉、顶盖组件、单体电池及电池包，密封钉包括第一壁、第二壁与第三壁，第二壁与第一壁相对设置，且相互间隔，第三壁环设于第一壁与第二壁之间，并与第一壁与第二壁共同围合形成容纳腔，第二壁和/或第三壁设有透气孔，透气孔与容纳腔连通；顶盖组件、单体电池与电池包均包括密封钉。本申请中，密封钉设有容纳腔以及与容纳腔连通的透气孔，容纳腔可以加大氦气在注液孔内部的存储量，容纳腔内的氦气需通过透气孔排出至注液孔外部，可以减缓氦气的排出速率，避免氦气在单体电池放入氦检设备前完全泄露，保证氦气的泄露在氦检设备中被有效检出，提高氦检精度。

Description

密封钉、顶盖组件、单体电池及电池包

技术领域

本申请涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种密封钉、顶盖组件、单体电池及电池包。

背景技术

动力电池注液孔处的密封不良，会引起电解液的减少或变质，容易引发安全风险，因此，动力电池在制造过程中，通常在二次注液后将胶钉塞入注液孔中，再进行密封钉焊接，通过向注液孔内通入一定量的氦气，然后检测是否有氦气泄露来判定单体电池是否漏液。相关技术中，压氦时压入的氦气量较少，且氦气容易泄露，导致氦检仪无法检出，出现误判。

实用新型内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种密封钉，能够储存一定量的氦气，提高氦检精度。

本申请还提出一种具有上述密封钉的顶盖组件。

本申请还提出一种具有上述顶盖组件的单体电池。

本申请还提出一种具有上述单体电池的电池包。

根据本申请的第一方面实施例的密封钉，包括：

第一壁；

第二壁，与所述第一壁相对设置，且相互间隔；

第三壁，环设于所述第一壁与所述第二壁之间，并与所述第一壁与所述第二壁共同围合形成容纳腔；

其中，所述第二壁和/或所述第三壁设有透气孔，所述透气孔与所述容纳腔连通。

根据本申请实施例的密封钉，至少具有如下有益效果：

本申请中的密封钉设有容纳腔以及与容纳腔连通的透气孔，容纳腔可以加大氦气在注液孔内部的存储量，容纳腔内的氦气需通过透气孔排出至注液孔外部，可以减缓氦气的排出速率，避免氦气在单体电池放入氦检设备前完全泄露，保证氦气的泄露在氦检设备中被有效检出，提高氦检精度。

根据本申请的一些实施例，所述透气孔设置于所述第三壁，且所述透气孔在所述第三壁的外表面形成有第一开口，在所述第三壁的内表面形成有第二开口，所述第一开口相对所述第二开口靠近所述第二壁设置。

根据本申请的一些实施例，在朝向所述容纳腔的方向上，所述透气孔的孔径逐渐减小。

根据本申请的一些实施例，所述第一壁、所述第二壁与所述第三壁为一体结构。

根据本申请的一些实施例，所述第一壁与所述第二壁为一体结构，所述第三壁为独立的零件，并与所述第二壁连接；

或者，所述第二壁与所述第三壁为一体结构，所述第一壁为独立的零件，并与所述第二壁连接。

根据本申请的第二方面实施例的顶盖组件，包括：

顶盖，具有贯穿的注液孔；

第一方面实施例的密封钉，所述密封钉安装于所述注液孔内，且所述第一壁相对所述第三壁朝向所述顶盖的外侧设置；

焊接部，焊接固定于所述密封钉以及所述注液孔的孔壁之间，所述焊接部沿所述密封钉的周向设置；

其中，所述透气孔在所述密封钉的外表面形成的第一开口位于所述焊接部的内侧。

根据本申请的一些实施例，所述顶盖组件还包括胶钉，所述注液孔包括沿所述密封钉向所述注液孔插入方向依次设置的第一孔段与第二孔段，所述密封钉容置于所述第一孔段，所述胶钉封堵所述第二孔段。

根据本申请的一些实施例，在所述密封钉插入所述注液孔的方向上，所述第一孔段的孔壁与所述第三壁的外表面朝向所述容纳腔倾斜。

根据本申请的第三方面实施例的单体电池，包括：

壳体，具有开口；

第二方面实施例的顶盖组件，所述顶盖组件盖封所述开口；

电芯，容纳于所述壳体的内部。

根据本申请的第四方面实施例的电池包，包括：

箱体；

第三方面实施例的单体电池，所述单体电池位于所述箱体内。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本申请做进一步的说明，其中：

图1为本申请密封钉一个实施例的结构示意图；

图2为图1示出的密封钉的爆炸示意图；

图3为图1示出的密封钉一个实施例的剖视图；

图4为图1示出的密封钉另一实施例的剖视图；

图5为图3的局部示意图；

图6为图1示出的密封钉另一实施例的剖视图；

图7为图1示出的密封钉一个实施例的分解示意图；

图8为本申请顶盖组件一个实施例的结构示意图；

图9为图8中示出的顶盖的示意图；

图10为焊接部与顶盖、密封钉的配合示意图；

图11为氦检操作示意图；

图12为密封钉点焊的位置示意图；

图13为本申请单体电池一个实施例的示意图；

图14为本申请电池包一个实施例的示意图。

附图标记：

密封钉100，第一壁110，第二壁120，第三壁130，容纳腔140，透气孔150，第一开口151，第二开口152；顶盖200，注液孔210，第一孔段211，第二孔段212；焊接部300；胶钉400；充气嘴500；壳体600，开口610；电芯700；箱体800。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述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，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。

在本申请的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。

本申请的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

本申请中提供了一种密封钉100，参照图1至图4，密封钉100包括第一壁110、第二壁120与第三壁130，第一壁110与第二壁120相对设置且相互间隔，第三壁130位于第一壁110与第二壁120之间，第三壁130呈环形设置，以与第一壁110、第二壁120共同围合形成容纳腔140，第二壁120和/或第三壁130上设有透气孔150，透气孔150与容纳腔140连通。

在进行氦检时，先将密封钉100插入注液孔210内，然后向注液孔210压氦，氦气通过透气孔150进入容纳腔140内储存，最后将密封钉100上平面与注液孔210的孔壁密封，再将单体电池放置于氦检设置内检测氦气的泄露速率，以判定单体电池是否漏液。通过设置容纳腔140，可以加大氦气在注液孔210内部的存储量，避免氦气在单体电池放入氦检设备前完全泄露，而导致注液孔210的密封不良未被检出；容纳腔140内的氦气需通过透气孔150排出至注液孔210外部，由于透气孔150的孔径较小，可以减缓氦气的排出速率，密封钉100插入注液孔210后，密封钉100的第一壁110相较于第二壁120更靠近注液孔210的外侧，将透气孔150设置于第二壁120和/或第三壁130可以避免容纳腔140内的氦气直接通过第一壁110排出，加长氦气从容纳腔140内排出注液孔210的流动路径，延缓氦气的泄露，并且，氦气的密度低于空气的密度，当单体电池的注液孔210朝上放置时，压氦后氦气悬浮于容纳腔140内，透气孔150位于密封钉100的下侧，能够进一步降低氦气的泄露速率，保证氦气的泄露在氦检设备中被有效检出，提高氦检精度。

相关技术中，通常向注液孔210中充入氦气后，塞入胶钉400与密封钉100，再进行氦检，由于胶钉400与注液孔210过盈配合，注液孔210内的氦气无法通过胶钉400排出，导致密封钉100的密封过程中产生的爆点及密封不良位置无法被检出。而本申请中，氦检时，密封钉100放置于已塞入注液孔210内的胶钉400的上方，因此，充入注液孔210内的氦气能够通过透气孔150进入容纳腔140内，并存在于胶钉400的上方，若密封钉100与注液孔210的孔壁之间存在密封不良，容纳腔140内的氦气泄露至注液孔210的外部，并被氦检设备检出，可以克服由于胶钉400与注液孔210过盈配合，导致密封钉100的密封不良无法被检出的问题。

由于密封钉100插入注液孔210后，第二壁120与第三壁130均位于注液孔210的内部，并在第一壁110与注液孔210的孔壁之间进行密封；通过将透气孔150设置于第二壁120和/或第三壁130上，氦气经过透气孔150排出容纳腔140后，需从第一壁110与注液孔210之间的密封不良处排出注液孔210，从而可以根据氦气是否泄露判定密封钉100与注液孔210的孔壁之间是否存在密封不良。

在一个实施例中，如图3所示，透气孔150设置于第二壁120，第二壁120位于密封钉100朝向注液孔210的一侧，氦气泄漏时需通过透气孔150向下排出容纳腔140，再向上流动，沿密封钉100与注液孔210之间的间隙排出注液孔210，有利于减缓氦气的泄露。在另一实施例中，如图4所示，透气孔150设置于第三壁130，第三壁130朝向注液孔210的孔壁，氦气泄露时，通过透气孔150流动至密封钉100与注液孔210之间的间隙，再排出注液孔210。当然，如图6所示，透气孔150也可同时设置于第二壁120与第三壁130，氦气泄露时，可以同时经由第二壁120与第三壁130上的透气孔150排出容纳腔140。

透气孔150可以设置一个或多个。如图3所示，透气孔150设有一个，且位于第二壁120的中心处，氦气能够向密封钉100的外周均匀泄露，并且氦气泄漏时，所需流动的路径较长。或者，透气孔150设置有多个，多个透气孔150在第二壁120上均匀分布或沿第三壁130的外周均匀分布；进一步的，为加长氦气在透气孔150内的流动路径，透气孔150可以设置为弯曲状、倾斜状等。

透气孔150的截面可以设置为圆形、椭圆形、多边形等；透气孔150的直径设置为100μm-1000μm，以便于向容纳腔140充入氦气，并避免氦气快速泄露。

进一步的，在朝向容纳腔140的方向上，透气孔150的孔径逐渐减小，从而，透气孔150与容纳腔140连通处的孔径较小，与密封钉100外部空间连通处的孔径较大，以便于向容纳腔140内充入氦气，并同时可以减缓氦气的泄露。如图3所示，透气孔150设置于第二壁120，密封钉100插入注液孔210后，透气孔150下部的孔径大，上部的孔径小，透气孔150的下部可以容纳较多的氦气，能够加快氦气向容纳腔140的充斥效率，透气孔150的上部只能供较少的氦气流动，可以降低氦气的泄露速率。

需要说明的是，如图3所示，在第一壁110与第二壁120的排列方向上，密封钉100的截面呈梯形，以使透气孔150在背向容纳腔140的方向上呈扩口形状。或者，透气孔150的孔壁呈阶梯状，也即，在第一壁110与第二壁120的排列方向上，密封钉100的截面由多个梯形堆叠形成，并且在背向容纳腔140的方向上，密封钉100的截面逐渐增大。

如图5所示，在一个实施例中，透气孔150设置于第三壁130时，透气孔150在第三壁130的外表面形成第一开口610151，在第三壁130的内表面形成第二开口610152，第一开口610151相对于第二开口610152更靠近第二壁120，透气孔150通过第一开口610151与密封钉100的外部空间连通，透气孔150通过第二开口610152与容纳腔140连通。从而，若注液孔210朝上设置，密封钉100插入注液孔210后，第一开口610151位于第二开口610152的下方，氦气泄露时，需先通过第二开口610152向下流动，经由第一开口610151排出后再向上流动，并排出注液孔210；从而，加长了氦气泄露时的流动路径，并且氦气的密度小于空气的密度，将第一开口610151设置于第二开口610152的下方，能够进一步的减缓氦气的泄露。

作为第一壁110、第二壁120与第三壁130连接方式的一个具体实施例，第一壁110、第二壁120与第三壁130为一体结构。具体的，密封钉100通过3D打印、注塑等方式一体成型，使第一壁110、第二壁120与第三壁130一体连接，便于密封钉100的加工，并能满足密封钉100不同构型的结构设计需求。

作为第一壁110、第二壁120与第三壁130连接方式的另一具体实施例，第一壁110与第二壁120为一体结构，第三壁130为独立的零件，并与第二壁120连接，或者第二壁120与第三壁130为一体结构，第一壁110为独立的零件，并与第二壁120连接。具体的，如图7所示，第一壁110与第三壁130为一体结构，第二壁120相对第一壁110与第三壁130独立，第一壁110与第三壁130可通过冲压成型为一体结构，并通过焊接、粘接的方式与第二壁120连接，并共同围合形成容纳腔140。

当然，如图2所示，第一壁110、第二壁120与第三壁130均可设置为相互独立的结构，通过第一壁110、第二壁120与第三壁130之间的相互连接形成密封钉100。

需要说明的是，当第一壁110、第二壁120与第三壁130中的至少一个为独立零件时，第一壁110、第二壁120与第三壁130可设置为相同材质或者不同材质。如，第一壁110与第三壁130为一体结构时，第一壁110、第二壁120与第三壁130均选择为金属，第一壁110与第三壁130一体成型后，第二壁120焊接于第三壁130，并组合形成密封钉100；或者，第一壁110与第三壁130选择为金属，第二壁120为聚酯薄膜，第一壁110与第三壁130一体成型后，第二壁120贴附并粘接于第二壁120，以组合形成密封钉100。

如图8至图10所示，本申请中还提供了一种顶盖组件，顶盖组件包括顶盖200、上述的密封钉100与焊接部300，顶盖200具有贯穿的注液孔210，密封钉100安装于注液孔210内，并且第一壁110相对于第三壁130朝向顶盖200的外侧设置，从而在密封钉100插入注液孔210后，第一壁110位于注液孔210的最外侧，第二壁120与第三壁130位于注液孔210内，可避免容纳腔140内的氦气直接通过第一壁110排出；焊接部300固定于密封钉100与注液孔210的孔壁之间，焊接部300沿密封钉100的周向设置，以将密封钉100与注液孔210之间的间隙密封，透气孔150在密封钉100的外表面形成的第一开口610151位于焊接部300的内侧，因此，从第一开口610151排出的氦气需经由焊接部300排出至注液孔210的外部，若氦气泄露至注液孔210的外部，则说明焊接部300存在焊接不良位置，达到对电池是否漏液的检测目的。

密封钉100与胶钉400安装于注液孔210后，密封钉100位于胶钉400的上方，容纳腔140内的氦气可以通过密封钉100与胶钉400之间的间隙，以及密封钉100与注液孔210的孔壁之间的间隙流动，若焊接部300存在焊接不良，位于上述间隙内的氦气可以通过焊接不良位置排出至注液孔210的外部，并被氦检设备测出。

顶盖组件还包括胶钉400，密封钉100与胶钉400均安装于注液孔210内，以共同密封注液孔210。注液孔210包括沿密封钉100向注液孔210插入方向依次设置的第一孔段211与第二孔段212，密封钉100容置于第一孔段211，胶钉400封堵第二孔段212；胶钉400与第二孔段212过盈配合，以保证胶钉400对第二孔段212的密封强度，密封钉100插入第一孔段211，通过焊接部300与注液孔210的孔壁焊接固定后，第一孔段211被完全密封。

另外，在密封钉100插入注液孔210的方向上，第一孔段211的孔壁与第三壁130的外表面朝向容纳腔140倾斜，从而，第一孔段211呈扩口状，便于密封钉100插入第一孔段211内，并且第一孔段211的孔壁在密封钉100向注液孔210的插入过程起到导向作用，以方便密封钉100向第一孔段211的配合安装。

具体的，如图11所示，单体电池漏液检测的具体流程为：胶钉400塞入第二孔段212后，将密封钉100插入第一孔段211；如图12所示，向密封钉100与注液孔210孔壁之间的间隙进行点焊，点焊位置相互间隔，使密封钉100的部分区域与注液孔210的孔壁相连，并且二者之间存在间隙，此设置可为氦气提供足够的通道进入密封钉100的容纳腔140内，并且可避免密封钉100在压氦及抽真空过程中被吸入充气嘴500或者位置偏移，甚至脱落；将连接有真空源和氦气源的充气嘴500对准点焊后的密封钉100的中心位置，充气嘴500的外周围设于密封钉100的外侧，充气嘴500设置为柔性材质，向充气嘴500施加一定压力，使充气嘴500与顶盖200的表面紧密接触，以防止漏气；进行抽真空操作，容纳腔140内的空气沿密封钉100与注液孔210孔壁之间的封闭被抽出；然后向注液孔210充入氦气，氦气经由透气孔150进入容纳腔140内；对密封钉100与注液孔210孔壁之间的间隙进行满焊，并形成焊接部300，焊接部300围设于密封钉100的外周，以将密封钉100与注液孔210孔壁之间的间隙完全密封；将单体电池放置于氦检设备内，通过检测氦气的泄露速率判定密封钉100是否存在焊接不良以及单体电池是否存在漏液风险。

需要说明的是，由于容纳腔140能够容纳一定量的氦气，且氦气的密度小于空气的密度，氦气需经由位于密封钉100下部的透气孔150从注液孔210排出，可以减缓氦气的泄露速率，避免氦气在满焊与单体电池向氦检设备放置的过程中完全漏出，从而提高氦检精度。

另外，如图12所示，点焊的位置沿密封钉100的周向均匀分布，因此，充气嘴500向容纳腔140的充气较为均匀，并且可使不同单体电池充入的氦气量保持一致，保证氦检的一致性；点焊的位置可以根据需求设置为2个、3个或者更多。

抽真空操作的时间设置为1-30s，抽真空操作的压力为-20～-100KPa，以使容纳腔140内空气被完全抽出；压氦操作的时间为1-30s，压氦的压力为10～300KPa，以使氦气充满容纳腔140，并有效利用容纳腔140的储存能力；压氦操作至密封钉100满焊的时间间隔为1-50s，以保证单体电池放入氦检设备后，注液孔210内的氦气未完全泄露。

如图13所示，本申请还提供了一种单体电池，包括壳体600、电芯700与上述的顶盖组件，电芯700容纳于壳体600内部，壳体600具有开口610，顶盖组件盖封开口610，以将电芯700密封于壳体600内。电解液通过顶盖200上的注液孔210注入壳体600内，密封钉100对注液孔210进行密封，通过上述的氦检流程检测密封钉100是否存在焊接不良，并判断单体电池是否具有漏液风险。

进一步的，如图14所示，本申请还提供了一种电池包，电池包包括箱体800及上述的单体电池，单体电池位于箱体800内。单体电池可设置多个并沿不同方向排列，多个单体电池固定于箱体800内。

上面结合附图对本申请实施例作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.密封钉，其特征在于，包括：

第一壁；

第二壁，与所述第一壁相对设置，且相互间隔；

第三壁，环设于所述第一壁与所述第二壁之间，并与所述第一壁与所述第二壁共同围合形成容纳腔；

其中，所述第二壁和/或所述第三壁设有透气孔，所述透气孔与所述容纳腔连通。

2.根据权利要求1所述的密封钉，其特征在于，所述透气孔设置于所述第三壁，且所述透气孔在所述第三壁的外表面形成有第一开口，在所述第三壁的内表面形成有第二开口，所述第一开口相对所述第二开口靠近所述第二壁设置。

3.根据权利要求1所述的密封钉，其特征在于，在朝向所述容纳腔的方向上，所述透气孔的孔径逐渐减小。

4.根据权利要求1至3中任一项所述的密封钉，其特征在于，所述第一壁、所述第二壁与所述第三壁为一体结构。

5.根据权利要求1至3中任一项所述的密封钉，其特征在于，所述第一壁与所述第二壁为一体结构，所述第三壁为独立的零件，并与所述第二壁连接；

或者，所述第二壁与所述第三壁为一体结构，所述第一壁为独立的零件，并与所述第二壁连接。

6.顶盖组件，其特征在于，包括：

顶盖，具有贯穿的注液孔；

权利要求1至5中任一项所述的密封钉，所述密封钉安装于所述注液孔内，且所述第一壁相对所述第三壁朝向所述顶盖的外侧设置；

焊接部，焊接固定于所述密封钉以及所述注液孔的孔壁之间，所述焊接部沿所述密封钉的周向设置；

其中，所述透气孔在所述密封钉的外表面形成的第一开口位于所述焊接部的内侧。

7.根据权利要求6所述的顶盖组件，其特征在于，所述顶盖组件还包括胶钉，所述注液孔包括沿所述密封钉向所述注液孔插入方向依次设置的第一孔段与第二孔段，所述密封钉容置于所述第一孔段，所述胶钉封堵所述第二孔段。

8.根据权利要求7所述的顶盖组件，其特征在于，在所述密封钉插入所述注液孔的方向上，所述第一孔段的孔壁与所述第三壁的外表面朝向所述容纳腔倾斜。

9.单体电池，其特征在于，包括：

壳体，具有开口；

如权利要求6至8中任一项所述的顶盖组件，所述顶盖组件盖封所述开口；

电芯，容纳于所述壳体的内部。

10.电池包，其特征在于，包括：

箱体；

如权利要求9所述的单体电池，所述单体电池位于所述箱体内。

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