CN218957991U - 一种上盖组件、电芯及大容量电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种上盖组件、电芯及大容量电池，上盖组件包括极柱，极柱内沿其轴向设置有注液管，注液管一端设置注液口，另一端封闭，注液管的管体设置有出液口；封堵管套设在注液口的管体上；第一状态时，电解液通过注液口和出液口流入电芯壳体内；第二状态时，封堵管收缩并封堵出液口。通过在极柱内设置贯通的通道，并在通道内设置套设了封堵管的注液管的方式，电解液可以通过注液管上设置的注液口和出液口进入到电芯壳体内，在发生热失控时，封堵管收缩将出液口封堵，热失控烟气和废电芯的电解液无法通出液口和注液口反流，解决了发生热失控时，电解液储液舱内的电解液被污染的问题，且该方法结构简单、实用性强、效果好。

Description

一种上盖组件、电芯及大容量电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种上盖组件、电芯及大容量电池。

背景技术

锂电池是一种比能量高，电压高，使用寿命长、对环境无危害、无记忆性的新型电池，传统结构的锂电池在工作过程中会产生大量的热量，锂电池内部热量会迅速累积，使得电池温度过高，对于极柱内有电解液注液通道的电池来说，当电池发生热失控时，电池热失控产生的烟气会通过电解液通道向外释放，当多个电池相连通时，若一个电池发生热失控，则热失控烟气会污染相连通的管路和其他电池，使得整个大容量电池报废，如何避免多个电池相互连通时坏电池对其他电池产生影响，是需要解决的问题。

专利CN 111341970 A公开了一种电池防爆结构，连接于单体电池的顶盖上，顶盖上开设有能够连通单体电池的内腔和密闭壳体的内腔的通孔，密闭壳体内远离通孔的一端设置有检测组件；封堵件和弹性件，当封堵件位于第一位置时，封堵件能够抵压于顶盖并封堵通孔，当封堵件在内腔内气体的推动下由第一位置向第二位置运动时，检测组件能够向BMS发送信号以切断单体电池的充电或放电，弹性件被配置为能够去封堵件由第二位置运动至第一位置。该装置结构较为复杂。

专利CN210926145U公开了一种锂离子电池的注液孔封堵结构，注液孔为曲线延伸的通孔，在注液孔内塞有将注液孔封堵住的塑料球和钢球。本专利先打入可变形的塑料球，在电池化成后排出气体，再打入钢球将注液孔密封。该结构操作复杂，并且没有解决电池热失控烟气的封堵问题。

实用新型内容

为解决上述问题，本实用新型采用的一种技术方案是，提供一种上盖组件，所述上盖组件包括极柱，所述极柱设置有贯通的通道，所述通道内沿所述极柱轴向设置有可导电的注液管，所述注液管一端设置注液口，另一端封闭，所述注液管的管体设置有出液口；

所述封堵管套设在所述注液管的管体上；

第一状态时，电解液通过所述注液口和出液口注入到电芯壳体内；

第二状态时，所述封堵管收缩，以封堵所述出液口。

进一步的，所述封堵管为热缩管，当环境温度超过阈值时所述封堵管收缩。

进一步的，所述注液管包括固定部和所述管体，所述固定部突出所述极柱表面，所述管体位于所述极柱内，所述注液口设置在所述固定部的一端，且所述固定部外径大于或等于所述管体的直径，所述管体置于所述通道内，所述注液管通过所述固定部卡接在所述极柱上。

进一步的，所述固定部外周向设置有螺纹。

进一步的，所述注液管的管体外周向设置有凹凸纹路。

进一步的，所述注液口上设置有密封膜，以密封所述注液口；所述密封膜遇电解液溶解或在外力作用下被打开。

进一步的，所述上盖组件还包括电连接片，所述极柱、汇流盘、电连接片依次叠放并电连接，所述电连接片与电极组件电连接；

所述汇流盘设置有通孔，以使电解液通过所述通孔流入电芯壳体内；

在第一状态时，所述上盖组件与电极组件电连接；

在第二状态时，所述电连接片至少部分因高温发生熔断，断开与所述汇流盘的电连接，以使所述电极组件与所述上盖组件发生断路。

进一步的，所述上盖组件还包括金属支撑片，所述金属支撑片为环形片，设置在所述极柱与所述汇流盘之间，以防止汇流盘发生形变。

进一步的，所述汇流盘设置有凹陷部，以容纳所述注液管的一端。

进一步的，所述电连接片与所述汇流盘之间设置有热熔金属层，所述热熔金属层在环境温度超过阈值时熔化。

为解决上述问题，本实用新型采用的一种技术方案是，提供一种电芯，所述电芯包括电极组件、筒体、绝缘安装件和所述上盖组件，所述上盖组件由所述绝缘安装件沿所述极柱、汇流盘的边沿夹紧包覆后固定在所述电芯筒体上。

为解决上述问题，本实用新型采用的一种技术方案是，提供一种大容量电池，包括电解液储液舱，还包括若干所述电芯，所述电解液储液舱设置有若干注液嘴，所述电芯通过注液管与所述注液嘴固定连接，以使所述电解液储液舱内的电解液注入到所述电芯内。

进一步的，所述电解液储液舱为金属舱，与若干电芯固定安装后，充当所述大容量电池的正/负极。

本实用新型的有益效果：本实用新型通过在极柱内设置贯通的通道，并在通道内设置套设了封堵管的注液管的方式，使若干电芯与电解液储液舱组成的大容量电池，在正常状态下时，电解液储液舱内的电解液可以通过注液管上设置的注液口和出液口进入到电芯壳体内，在发生热失控时，封堵管收缩将出液口封堵，热失控烟气和废电芯的电解液无法通出液口和注液口反流进入到电解液储液舱，解决了发生热失控时，电解液储液舱内的电解液被污染的问题，且该方法结构简单、实用性强、效果好。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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为一个实施例中上盖组件的结构示意图；

图2为一个实施例中上盖组件的爆炸示意图；

图3为一个实施例中注液管的结构示意图；

图4为一个实施例中电池的爆炸示意图；

图5为一个实施例中电池的结构示意图；

图6为一个实施例中大容量电池的结构示意图。

附图标记：

100-上盖组件

10-极柱

11-注液管

111-固定部

112-管体

12-注液口

13-出液口

14-封堵管

16-密封膜

17-泄爆口

18-电连接片

19-汇流盘

191-通孔

200-筒体

300-绝缘安装件

400-电解液储液舱

401储液舱注液口

402储液舱补液口

具体实施方式

尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，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。

以下，适当地参照附图详细说明具体公开了本申请的一种上盖组件、电芯及大容量电池。但是会有省略不必要的详细说明的情况。例如，有省略对已众所周知的事项的详细说明、实际相同结构的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，便于本领域技术人员的理解。此外，附图及以下说明是为了本领域技术人员充分理解本申请而提供的，并不旨在限定权利要求书所记载的主题。

如果没有特别的说明，本申请的所有实施方式以及可选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。如果没有特别的说明，本申请的所有技术特征以及可选技术特征可以相互组合形成新的技术方案。

如果没有特别的说明，本申请所提到的“包括”和“包含”表示开放式，也可以是封闭式。例如，“包括”和“包含”可以表示还可以包括或包含没有列出的其他组分，也可以仅包括或包含列出的组分。

应理解，术语“第一”、“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或顺序。

实施例1

本实施例提供一种上盖组件的结构示意图，本实施例中上盖组件更适用于圆柱电池。上盖组件包括极柱，极柱为中心处具有圆柱状凸起，并在底端设置有安装盘的结构。极柱在其中心圆柱状凸起处设置有贯通两端的通道，并在该通道内沿其轴向设置有可导电的注液管，注液管一端设置注液口，另一端封闭，并在注液管的管体上设置出液口。封堵管套设在注液管的管体上；第一状态时，即常规使用时，电解液通过注液口和出液口注入到电芯壳体内；第二状态时，即电芯发生热失控时，封堵管收缩，以封堵出液口。

如图1所示，注液管11包括固定部111和管体112，固定部111固定在极柱10的通道上或通道内，管体112位于极柱10内，注液口12设置在固定部111的一端，出液口13设置在管体112上，管体112一端与固定部111贯通，另一端封闭。封堵管14套设在管体112上。管体112应当与极柱10内壁保持一定的空间，以保证封堵管14套设在管体112上以后，还能让电解液顺利从出液口13流出来，不至于提前堵塞出液口。

在一些实施方式中，固定部与极柱10内壁固定连接，例如焊接、粘接等，在另一些实施方式中，固定部111和管体112均为圆柱状，固定部111突出于极柱10表面，且固定部111直径大于极柱10的开口，管体112通过开口置于极柱10内，注液管11通过固定部卡接在极柱10上。

在一些实施方式中，封堵管14为热缩管，当环境温度超过阈值时，封堵管14受热收缩，紧紧附着在注液管11的管体表面，出液口13被封堵，电芯内部的电解液无法从注液管11的注液通道反流出去，避免了使用该上盖组件的电芯与电解液储液舱连接后反流进入电解液储液舱污染舱内电解液。

为了增加封堵管14在热失控时封堵出液口13的封堵效果，注液管11的的管体表面设置有凹凸纹路，封堵管14收缩后在注液管11的管体表面能够附着的更加紧密，保证热失控烟气和废电池的电解液不会反流进入注液管。

在一些实施方式中，在电芯化成分容前，为了保证电芯内部电极组件不与空气接触设置密封膜注液口12上，以密封注液管的开口，在需要注入电解液时，密封膜16遇电解液溶解继而形成开口，注液口12可进行正常的注液。密封膜16还可以设置一层不溶于电解液的保护膜，在电芯与电解液储液舱固定安装后常规使用时，保护膜可使密封膜16不被电芯内的电解液溶解，仅当需要补液、换液、注液时，电解液储液舱内注入的电解液遇上与电解液储液舱固定安装的极柱10，注液口12上的密封膜16遇到电解液溶解，保护膜随之脱落，注液口12被打开，电解液储液舱内的电解液得以进入到电芯壳体内进行补液、换液或注液。在另一些实施方式中，密封膜16在外力作用下被打开，电解液储液舱内的电解液通过注液口12进入电芯壳体内。

极柱10还设置有泄爆口17，设置在安装盘上。注液管11固定部外周向设置有螺纹101，便于与电解液储液舱之间安装连接。

上盖组件100还设置有汇流盘19，汇流盘19上设置有通孔191，便于电解液从出液口13流出后通过汇流盘19上的通孔191进入电芯壳体内。

实施例2

如图1所示，为一种上盖组件的结构示意图，本实施例中上盖组件更适用于圆柱电池。上盖组件100包括极柱10，极柱10为中心处具有圆柱状凸起，并在底端设置有安装盘的结构。极柱10在其中心处圆柱状凸起处设置有贯通的两端的通道，并在该通道内沿其轴向设置有注液管11，注液管11一端开口，另一端封闭，开口端设置为注液口12，注液管11的管体设置有出液口13；封堵管14套设在注液管11的管体上。注液管11在设置出液口13的部分，应当与极柱10内壁保持一定的空间，以保证封堵管14套设在注液管11的管体上以后，还能让电解液顺利从出液口流出来，不至于提前堵塞出液口。第一状态时，即常规使用时，电解液通过注液口12和出液口13注入电芯壳体200内；第二状态时，即电芯发生热失控时，封堵管14收缩并覆盖出液口13，封堵出液口13。

在一些实施方式中，注液管11设置有注液口12的一端与极柱10内壁固定连接，例如焊接、粘接等，在另一些实施方式中，注液管11包括固定部111和管体112，固定部111和管体112均为圆柱状，注液口12设置在固定部111的一端，固定部111突出于极柱10表面，且固定部111直径大于极柱10的开口，管体112通过开口置于极柱10内，注液管11通过固定部卡接在极柱10上。

在一些实施方式中，封堵管14为热缩管，当环境温度超过阈值时封堵管14受热收缩，紧紧附着在注液管11的管体表面，出液口13被封堵，电芯内部的电解液无法从注液管11的注液通道反流出去，避免了使用该上盖组件的电芯与电解液储液舱连接后反流进入电解液储液舱污染舱内电解液。

为了增加封堵管14在热失控时封堵出液口13的封堵效果，注液管11的的管体表面设置有凹凸纹路，封堵管14收缩后在注液管11的管体表面能够附着的更加紧密，保证热失控烟气和废电池的电解液不会反流进入注液管。

在一些实施方式中，在电芯化成分容前，为了保证电芯内部电极组件不与空气接触设置密封膜注液口12上，以密封注液管的开口，在需要注入电解液时，密封膜16遇电解液溶解，注液口12被打开，进行正常的注液。密封膜16还可以设置一层不溶于电解液的保护膜，在电芯与电解液储液舱固定安装后常规使用时，保护膜可密封膜密封膜16不被电芯内的电解液提前溶解，仅当需要补液、换液、注液时，电解液储液舱内注入的电解液遇上与电解液储液舱固定安装的极柱10，注液口12上的密封膜16遇到电解液溶解，保护膜随之脱落，注液口12被打开，电解液储液舱内的电解液得以进入到电芯壳体内进行补液、换液或注液。在另一些实施方式中，密封膜16在外力作用下被打开，电解液储液舱内的电解液通过注液口12进入电芯壳体内。

极柱10还设置有泄爆口17，设置在安装盘上。注液管11固定部外周向设置有螺纹101，便于与电解液储液舱之间安装连接。

上盖组件100还设置有汇流盘19，汇流盘19上设置有通孔，便于电解液从出液口13流出后通过汇流盘19上的通孔191进入电芯壳体内。

上盖组件100还包括电连接片18和汇流盘19，极柱10、汇流盘19、电连接片18依次叠放并电连接，电连接片18与电极组件的正极或负极电连接；汇流盘19设置有通孔191，以使电解液通过通孔191流入电芯壳体内；汇流盘19和电连接片18之间设置有热熔金属层，在第一状态时，即正常状态时，上盖组件100与电极组件电连接；在第二状态时，热熔金属层因高温发生熔断，断开电连接片18与电极组件之间的电连接，以使电极组件与上盖组件100发生断路，以保证大容量电池内任何一个电芯发生热失控后，不会因为短路造成整个大容量电池损坏或报废。因发生热失控时电芯温度较高，电连接片18与电极组件之间的热熔金属层在环境温度超过阈值时发生熔断，则可断开与电连接片18与电极组件之间的电连接。

实施例3

本实施例提供一种电芯，电芯包括筒体200、绝缘安装件300和实施例1中描述的上盖组件100，上盖组件100由绝缘安装件200沿极柱10及汇流件19的边缘部分包覆后固定在筒体200上。本实施例中，上盖组件100中的极柱10为电芯的一极，筒体200上设置有电芯的另一极，或者筒体200为电芯的另一极。

实施例4

本实施例提供一种电芯，电芯包括筒体200、绝缘安装件300和实施例4中描述的上盖组件100，上盖组件100由绝缘安装件200沿极柱10及汇流件19的边缘部分包覆后固定在筒体200上。本实施例中，上盖组件100中的极柱10为电芯的一极，筒体200上设置有电芯的另一极，或者筒体200为电芯的另一极。

实施例5

如图6所示，为一种大容量电池的结构示意图，包括电解液储液舱400，还包括若干实施例3中描述的电芯，电解液储液舱400设置有若干注液口401，电芯通过极柱10与储液舱注液口401固定连接，以使电解液储液舱400内的电解液注入到电芯内。电解液储液舱400为金属舱，与若干电芯固定安装后，充当大容量电池的正极或负极。电解液储液舱400还设置有储液舱补液口402，用于向电解液储液舱400注入电解液。

实施例6

如6图所示，为一种大容量电池的结构示意图，包括电解液储液舱400，还包括若干实施例4中描述的电芯，电解液储液舱400设置有若干注液口401，电芯通过极柱10与储液舱注液口401固定连接，以使电解液储液舱400内的电解液注入到电芯内。电解液储液舱400为金属舱，与若干电芯固定安装后，充当大容量电池的正极或负极。电解液储液舱400还设置有储液舱补液口402，用于向电解液储液舱400注入电解液。

本申请的上述实用新型内容并不意欲描述本申请中的每个公开的实施方式或每种实现方式。如下描述更具体地举例说明示例性实施方式。在整篇申请中的多处，通过一系列实施例提供了指导，这些实施例可以以各种组合形式使用。在各个实例中，列举仅作为代表性组，不应解释为穷举。

Claims (13)

1.一种上盖组件，其特征在于，所述上盖组件包括极柱，所述极柱设置有贯通的通道，所述通道内沿所述极柱轴向设置有可导电的注液管，所述注液管一端设置注液口，另一端封闭，所述注液管的管体设置有出液口；

封堵管套设在所述注液管的管体上；

第一状态时，电解液通过所述注液口和出液口注入到电芯壳体内；

第二状态时，所述封堵管收缩，以封堵所述出液口。

2.如权利要求1所述的上盖组件，其特征在于，所述封堵管为热缩管，当环境温度超过阈值时所述封堵管收缩。

3.如权利要求1所述的上盖组件，其特征在于，所述注液管包括固定部和所述管体，所述固定部突出所述极柱表面，所述管体位于所述极柱内，所述注液口设置在所述固定部的一端，且所述固定部外径大于或等于所述管体的直径，所述管体置于所述通道内，所述注液管通过所述固定部卡接在所述极柱上。

4.如权利要求3所述的上盖组件，其特征在于，所述固定部外周向设置有螺纹。

5.如权利要求1所述的上盖组件，其特征在于，所述注液管的管体外周向设置有凹凸纹路。

6.如权利要求1所述的上盖组件，其特征在于，所述注液口上设置有密封膜，以密封所述注液口；所述密封膜遇电解液溶解或在外力作用下被打开。

7.如权利要求1所述的上盖组件，其特征在于，所述上盖组件还包括电连接片，所述极柱、汇流盘、电连接片依次叠放并电连接，所述电连接片与电极组件电连接；

所述汇流盘设置有通孔，以使电解液通过所述通孔流入电芯壳体内；

在第一状态时，所述上盖组件与电极组件电连接；

在第二状态时，所述电连接片至少部分因高温发生熔断，断开与所述汇流盘的电连接，以使所述电极组件与所述上盖组件发生断路。

8.如权利要求7所述的上盖组件，其特征在于，所述上盖组件还包括金属支撑片，所述金属支撑片为环形片，设置在所述极柱与所述汇流盘之间，以防止汇流盘发生形变。

9.如权利要求7所述的上盖组件，其特征在于，所述汇流盘设置有凹陷部，以容纳所述注液管的一端。

10.如权利要求7所述的上盖组件，其特征在于，所述电连接片与所述汇流盘之间设置有热熔金属层，所述热熔金属层在环境温度超过阈值时熔化。

11.一种电芯，其特征在于，所述电芯包括电极组件、筒体、绝缘安装件和如权利要求1-10任一所述的上盖组件，所述上盖组件由所述绝缘安装件沿所述极柱、汇流盘的边沿夹紧包覆后固定在所述电芯筒体上。

12.一种大容量电池，其特征在于，包括电解液储液舱，还包括若干权利要求11所述的电芯，所述电解液储液舱设置有若干注液嘴，所述电芯通过注液管与所述注液嘴固定连接，以使所述电解液储液舱内的电解液注入到所述电芯内。

13.如权利要求12所述的大容量电池，其特征在于，所述电解液储液舱为金属舱，与若干电芯固定安装后，充当所述大容量电池的正/负极。

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