CN219371161U - 一种双极性电池的密封结构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种双极性电池的密封结构，由第一板框和第二板框交错叠加构成；所述第一板框和第二板框的注液孔分别位于不同的位置，使得叠加构成的密封框架上形成两排以上注液孔，注液孔位置交错设置，互不干涉，每个电池单元对应一个注液孔；所述注液孔端口设置有密封塞；所述密封塞包括安装盘，安装盘底端设置有支撑管，上端设置有用于套接第一弹簧的空心轴，所述第一弹簧上端设置有压板；所述支撑管上端连通空心轴；所述支撑管上套有用于堵住注液孔的弹性塞头；所述空心轴侧壁设置有排气孔连通空心轴内腔；所述空心轴内设置有用于堵住底端口的塞子，塞子上端设置有第二弹簧，第二弹簧通过紧定螺钉压住；所述紧定螺钉螺纹连接在空心轴内。

Description

一种双极性电池的密封结构

技术领域

本实用新型属于双极性电池技术领域，具体涉及一种双极性电池的密封结构。

背景技术

双极性电池是由多片密封框叠加构成，密封框内交错叠加安装有隔膜和双极性极片，在双极性极片两面分别涂覆有不同极性的活性物质。可以简单理解为由多个电池单元串联叠加构成的电池，每个电池单元由密封框和双极性极片以及隔膜组成；这种电池具有高电压，高能量密度，过流能力高的特点。

双极性电池的电压高度与其单元串联数量有关，为了提高能量密度，就需要降低电池单元的厚度，从而实现在更小的空间内串联叠加更多的电池单元。

现有技术中，双极性电池的电池单元上每个密封框上都需要开设注液孔用于注入电解液，也用于排出充电时产生的多余气体，注液孔上设有密封塞，通常为了便于装配，每个密封框上的注液孔都开设在同一位置。由于注液孔会占用一定的厚度空间，因此每片密封框的厚度受到限制，导致双极性电池在相同体积内叠加电池单元数量受限，由此限制了双极性电池的电压。

目前，双极性电池的密封塞一般为弹性橡胶材料，上端通过弹簧压住；当电池内腔气压高于弹簧压力时，密封塞即可自动打开将气体泄压出来。当密封塞直径变小时，其支撑强度就较差，容易弯曲变形，从而影响双极性电池内密封性或者气体泄压，降低双极性电池的安全性。

实用新型内容

本实用新型提供一种双极性电池的密封结构，一方面可以使得双极性电池的电池单元更薄，单位体积内叠加串联更多的电池单元，另一方面能够使得密封塞直径更小的同时保持足够的支撑强度来提高使用稳定性，提升密封效果，同时能够实现多层泄压功能，从而防止电池内气压过高无法泄压导致的爆炸，实现防爆效果。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种双极性电池的密封结构，由第一板框和第二板框交错叠加构成；所述第一板框和第二板框的注液孔分别位于不同的位置，使得叠加构成的密封框架上形成两排以上注液孔，注液孔位置交错设置，互不干涉，每个电池单元对应一个注液孔；所述注液孔端口设置有密封塞；

所述密封塞包括安装盘，安装盘底端设置有支撑管，上端设置有用于套接第一弹簧的空心轴，所述第一弹簧上端设置有压板；

所述支撑管上端连通空心轴；所述支撑管上套有用于堵住注液孔的弹性塞头；所述空心轴侧壁设置有排气孔连通空心轴内腔；所述空心轴内设置有用于堵住底端口的塞子，塞子上端设置有第二弹簧，第二弹簧通过紧定螺钉压住；所述紧定螺钉螺纹连接在空心轴内，所述密封塞采用两排以上设计，设置于密封框的注液孔内，每个密封塞单独工作。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一板框和第二板框的侧边均设置有第一槽口和

第

二槽口；所述第一板框的注液孔位于第一槽口内；所述第二板框的注液孔位于第二槽口内；所述第一槽口和第二槽口上均设置有压板压住密封塞。

上述改进的技术效果为：第一槽口和第二槽口可以便于安装和定位压板。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一板框和第二板框为片状矩形框结构，一侧面上设置有第一密封槽框和第二密封条框，另一侧面上设置有第一密封条框和第二密封槽框；所述第一密封槽框与第一密封条框配合；所述第二密封条框与第二密封槽框配合。

上述改进的技术效果为：通过双层密封条来提高相邻两密封框之间的密封性能，提高电池安全性。

作为上述技术方案的进一步改进，所述注液孔端口设置有用于容纳密封塞的圆锥状的沉孔；所述沉孔的最大内径大于第一板框或第二板框的板厚。

上述改进的技术效果为：沉孔用于容纳密封塞，由于密封框板厚更小，所以会使得沉孔的内径超过密封框板的厚度，从而使得相邻的三个密封框板共同构成沉孔的内孔。

作为上述技术方案的进一步改进，所述第一板框和第二板框之间设有相适配的密封胶槽，该密封胶槽设置于第一密封槽框和第二密封条框之间。

上述改进的技术效果为：通过设置密封胶槽，提高双极性电池的密封性。

作为上述技术方案的进一步改进，所述支撑管与安装盘以及空心轴为一体式结构，相互

同

轴设置。

上述改进的技术效果为：提高支撑管与安装盘及空心轴的连接强度和结构稳定性。

作为上述技术方案的进一步改进，所述弹性塞头为圆锥体形状，中心设通孔用于套接在支撑管上；所述弹性塞头顶端与安装盘贴紧设置。

上述改进的技术效果为：圆锥体形状的弹性塞头可以更好的起到密封住注液孔的效果；弹性塞头与安装盘贴紧设置可以提高弹性塞头与安装盘之间的密封性。

作为上述技术方案的进一步改进，所述弹性塞头顶端设置有凸台，凸台与安装盘底面上的沉槽配合设置。

上述改进的技术效果为：通过增设凸台与沉槽配合，来提高弹性塞头与安装盘之间的密封性能。

作为上述技术方案的进一步改进，所述弹性塞头最大外径不大于安装盘直径。

上述改进的技术效果为：通过安装盘来提高弹性塞头上端的强度，防止弹性塞头变形，弹性塞头最大外径小于安装盘可以防止弹性塞头上端面变形。

作为上述技术方案的进一步改进，所述压板底面上设置有用于容纳第一弹簧和密封塞的安装孔。

上述改进的技术效果为：通过压板上的安装孔来定位安装弹簧和密封塞，提高结构稳定性。

一种双极性电池的防爆结构，采用所述的密封结构，将所述密封塞堵住双极性电池的密封框上的注液孔；在所述空心轴上套接第一弹簧；所述第一弹簧上端通过压板的安装孔压住；压板与双极性电池外壳连接。

上述双极性电池的防爆结构的技术效果为：压板与第一弹簧和密封塞构成第一道泄压阀结构，当电池腔内气压过高时，第一弹簧被压缩，密封塞上升进行泄压处理；紧定螺钉与第二弹簧和塞子构成第二道泄压阀结构，当第一道泄压阀出现故障时，第二弹簧被压缩，塞子上升，气体可以穿过支撑管和空心轴从排气孔泄压出来，从而提高了整个电池的防爆效果。

与现有技术相比，本实用新型的有益技术效果为：

1、采用两种型号的板框交错叠加构成，两种板框的注液孔位于不同的位置，使得最后形成的密封框架构成了两排以上注液孔，每个电池单元对应一个注液孔，注液孔位置交错设置，因此互不干涉，使得密封框的厚度能进一步降低；单位体积内叠加的板框更多，电池单元更多，从而提高双极性电池的能量密度和功率密度。

2、传统的密封塞全部采用弹性材料制备，而本技术方案中只有弹性塞头为弹性橡胶，用于堵住注液孔，弹性塞头套在支撑轴上，通过支撑轴来提高弹性塞头的支撑强度，防止弹性塞头沿轴向弯曲变形；通过安装盘来防止弹性塞头上端面变形。设计的支撑管连通注液孔，支撑管上端则连通空心轴，空心轴既能用于支撑第一弹簧，同时内部设计有塞子和第二弹簧，侧壁设计有排气孔，共同构成泄压阀结构；正常情况下，第一弹簧控制密封塞的升降泄压，当出现故障时，第二弹簧和塞子实现二次泄压，从而实现了双重保障的泄压处理，防止电池爆炸，提高安全性。当弹性塞头损坏时，可以取下来进行更换，不需要更换整个密封塞。

附图说明

图1为密封框架构成的电池结构示意图。

图2为图1中局部A放大结构示意图。

图3为密封框架构成的电池内部结构示意图。

图4为相邻三个密封框叠加后的结构示意图。

图5为图4中局部B放大结构示意图。

图6为板框两侧的密封条框结构示意图。

图7为第一板框结构示意图。

图8为第二板框结构示意图。

图9为板框内的注液孔结构示意图。

图10为压板结构示意图。

图11为密封塞剖视结构示意图。

图12为密封塞的另一种结构示意图。

图13为密封塞安装的剖视结构示意图。

图中：1、第一板框；2、第二板框；3、注液孔；31、沉孔；4、密封塞；41、支撑管；42、弹性塞头；43、安装盘；44、空心轴；45、排气孔；46、塞子；47、第二弹簧；48、紧定螺钉；49、凸台；5、双极性极片；6、隔膜；7、压板；71、安装孔；8、底板；9、第一弹簧；11、第一槽口；12、第二槽口；13、第一密封槽框；14、第二密封条框；15、第一密封条框；16、第二密封槽框。

具体实施方式

为了使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，下面结合附图对本实用新型进行详细描述，本部分的描述仅是示范性和解释性，不应对本实用新型的保护范围有任何的限制作用。

实施例1

请参阅图1至图11，一种双极性电池的密封框架，由第一板框1和第二板框2交错叠加构成；所述第一板框1和第二板框2的注液孔3分别位于不同的位置，使得得叠加构成的密封框架上形成两排注液孔3，两排注液孔3位置交错设置，互不干涉，每个电池单元对应一个注液孔3，注液孔3端口设置有密封塞4；

密封塞4包括安装盘43，安装盘43底端设置有支撑管41，上端设置有用于套接第一弹簧9的空心轴44，第一弹簧9上端设置有压板7；支撑管41上端连通空心轴44；支撑管41上套有用于堵住注液孔3的弹性塞头42；空心轴44侧壁设置有排气孔45连通空心轴44内腔；空心轴44内设置有用于堵住底端口的塞子46，塞子46上端设置有第二弹簧47，第二弹簧47通过紧定螺钉48压住；紧定螺钉48螺纹连接在空心轴44内，密封塞4采用两排以上设计，设置于密封框的注液孔3内，每个密封塞单独工作。

具体的，第一板框1和第二板框2均为平板框架状，两侧面设有沉槽用于安装隔膜6和双极性极片5；注液孔3位于第一板框1和第二板框2的同一侧边上。

具体的，支撑管41的直径小于弹性塞头42的最小外径；弹性塞头42与支撑管41采用过盈配合；弹性塞头42上端与安装盘43底面贴紧安装，可以在贴合面上增设胶水；空心轴44的长度需要小于第一弹簧9的长度，空心轴44主要用于定位第一弹簧9，因此不用设计的太长；弹性塞头42为圆锥台结构；塞子46可以为圆锥台结构，空心轴44底面也设计成与塞子形状相配合的腔体；塞子46可以采用弹性橡胶材质；第二弹簧47安装在空心轴44内可移动；塞子46与空心轴44内壁可以采用间隙配合，从而便于塞子上下移动；排气孔45可以位于塞子46上方或者位于塞子46侧边位置；紧定螺钉48采用无螺头结构，顶端为内六角凹槽；通过旋转紧定螺钉48来调节第二弹簧对塞子46的压力。

在上述实施例基础上进一步优化，密封框架上的注液孔至少有两排，两排注液孔相互交错分布；使得双极性电池内的电池单元数量更多，但同一排的注液孔之间的间距又足够宽。

在上述实施例基础上进一步优化，所述支撑管41与安装盘43以及空心轴44为一体式结构，相互同轴设置。

在上述实施例基础上进一步优化，所述弹性塞头42为圆锥体形状，中心设通孔用于套接在支撑管41上；所述弹性塞头42顶端与安装盘43贴紧设置。

具体的，本实施例中，将双极性极片5、正单极片和负单极片、隔膜6组装成双极性电池，本实施例中双极性极片为14片，即使得双极电池共组成15个单格，分别为1、2、3、4......13、14、15号电池单元，两排注液孔位置交错设置，第一排注液孔对应着1、3、5、7、9、11、13、15号电池单元，第二排注液孔对应着2、4、6、8、10、12、14号电池单元。

实施例2

如图2-5所示，在上述实施例基础上进一步优化，所述第一板框1和第二板框2的侧边均设置有第一槽口11和第二槽口12；所述第一板框1的注液孔3位于第一槽口11内；所述第二板框2的注液孔3位于第二槽口12内；所述第一槽口11和第二槽口12上均设置有压板7压住密封塞4。

具体的，第一槽口11与第二槽口12之间留有一定的间距；第一槽口11和第二槽口12与压板7配合；刚好卡入压板7。

实施例3

如图6-8所示，在上述实施例基础上进一步优化，所述第一板框1和第二板框2为片状矩形框结构，一侧面上设置有第一密封槽框13和第二密封条框14，另一侧面上设置有第一密封条框15和第二密封槽框16；所述第一密封槽框13与第一密封条框15配合；所述第二密封条框14与第二密封槽框16配合。

具体的，第一板框1和第二板框2的尺寸大小相同，只有注液孔的位置不同；板框两侧面均设置有沉槽面，用于安装隔膜6和双极性极片5；板框上分布有穿孔，用于板框叠加串联后通过螺栓固定连接；相邻板框之间的第一密封条框15嵌入到第一密封槽框13内，第二密封条框14则嵌入第二密封槽框16内，从而使得板框之间形成密封环。

具体的，第一板框1和第二板框2之间设有相适配的密封胶槽(图中未画出)，该密封胶槽设置于第一密封槽框13和第二密封条框14之间，提高双极性电池的密封性。

实施例4

如图9所示，在上述实施例基础上进一步优化，所述注液孔3端口设置有用于容纳密封塞4的圆锥状的沉孔31；所述沉孔31的最大内径大于第一板框1或第二板框2的板厚。

具体的，注液孔3内径小于板框的最小厚度；注液孔3贯穿板框的内外侧边；沉孔31为圆锥状，与密封塞的端头相配合；沉孔31的最大内径大于第一板框1或第二板框2的板厚；相邻三个板框叠加后构成完整的沉孔31。

实施例5

如图10所示，在上述实施例基础上进一步优化，所述压板7底面上设置有用于容纳弹簧9和密封塞4的安装孔71。

具体的，本密封框架采用了两排注液孔分布，每块板框设计的更薄，每排注液孔之间的间隙更小，使相同尺寸下板框叠加的更多；为了适配足够多数量的密封塞，采用了两块压板7，每块压板7上的安装孔71之间的间隙与该排注液孔之间的间隙相同。

实施例6

如图12所示，在上述实施例基础上进一步优化，所述弹性塞头42顶端设置有凸台49，凸台49与安装盘43底面上的沉槽配合设置。

具体的，凸台49为原台；中心有穿孔；安装盘43底面设计圆形沉槽与凸台49配合，凸台49嵌入到沉槽内，提高弹性塞头42与安装盘43之间的密封性。

在上述实施例基础上进一步优化，所述弹性塞头42最大外径不大于安装盘43直径。

实施例7

如图13所示，采用上述任一实施例密封塞的双极性电池的防爆结构，将所述密封塞堵住双极性电池的密封框1上的注液孔3；在所述空心轴44上套接第一弹簧9；所述第一弹簧9上端通过压板7的安装孔71压住；压板7与双极性电池外壳连接。

本实用新型具体工作原理：

本技术方案中，采用两种密封框架交错叠加构成，两种密封框架的尺寸相同，注液孔位于不同的位置，使得最后形成的密封框架构成了两排以上注液孔，注液孔位置交错设置，因此互不干涉，板框的厚度能进一步降低，单位体积内叠加的板框数量更多，同时又能保证注液孔中的密封塞可以正常安装；电池单元更多，从而提高双极性电池的能量密度和功率密度。

当充电过程中电池腔内产生多余气体时，多余气体压力大于第一弹簧9的压力时，会顶开密封塞4排出来；当第一弹簧9发生故障或者密封塞与注液孔之间因粘连而无法正常打开时，高压气体会顶开塞子46，从排气孔45排出来，从而实现二次泄压，从而提高电池的防爆性能。通过旋转紧定螺钉48可以调节第二弹簧47的压力。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想。以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，由于文字表达的有限性，而客观上存在无限的具体结构，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进、润饰或变化，也可以将上述技术特征以适当的方式进行组合；这些改进润饰、变化或组合，或未经改进将实用新型的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种双极性电池的密封结构，其特征在于，由第一板框(1)和第二板框(2)交错叠加构成；所述第一板框(1)和第二板框(2)的注液孔(3)分别位于不同的位置，使得叠加构成的密封框架上形成两排以上注液孔(3)，注液孔(3)位置交错设置，互不干涉，每个电池单元对应一个注液孔(3)；所述注液孔(3)端口设置有密封塞(4)；

所述密封塞(4)包括安装盘(43)，安装盘(43)底端设置有支撑管(41)，上端设置有用于套接第一弹簧(9)的空心轴(44)，所述第一弹簧(9)上端设置有压板(7)；所述支撑管(41)上端连通空心轴(44)；所述支撑管(41)上套有用于堵住注液孔(3)的弹性塞头(42)；所述空心轴(44)侧壁设置有排气孔(45)连通空心轴(44)内腔；所述空心轴(44)内设置有用于堵住底端口的塞子(46)，塞子(46)上端设置有第二弹簧(47)，第二弹簧(47)通过紧定螺钉(48)压住；所述紧定螺钉(48)螺纹连接在空心轴(44)内，所述密封塞采用两排以上设计，设置于密封框的注液孔(3)内，每个密封塞单独工作。

2.根据权利要求1所述的一种双极性电池的密封结构，其特征在于，所述第一板框(1)和第二板框(2)的侧边均设置有第一槽口(11)和第二槽口(12)；所述第一板框(1)的注液孔(3)位于第一槽口(11)内；所述第二板框(2)的注液孔(3)位于第二槽口(12)内；所述第一槽口(11)和第二槽口(12)上均设置有压板(7)压住密封塞(4)。

3.根据权利要求1所述的一种双极性电池的密封结构，其特征在于，所述第一板框(1)和第二板框(2)为片状矩形框结构，一侧面上设置有第一密封槽框(13)和第二密封条框(14)，另一侧面上设置有第一密封条框(15)和第二密封槽框(16)；所述第一密封槽框(13)与第一密封条框(15)配合；所述第二密封条框(14)与第二密封槽框(16)配合。

4.根据权利要求1所述的一种双极性电池的密封结构，其特征在于，所述注液孔(3)端口设置有用于容纳密封塞(4)的圆锥状的沉孔(31)；所述沉孔(31)的最大内径大于第一板框(1)或第二板框(2)的板厚。

5.根据权利要求3所述的一种双极性电池的密封结构，其特征在于，所述第一板框(1)和第二板框(2)之间设有相适配的密封胶槽，该密封胶槽设置于第一密封槽框(13)和第二密封条框(14)之间。

6.根据权利要求1所述的一种双极性电池的密封结构，其特征在于，所述支撑管(41)与安装盘(43)以及空心轴(44)为一体式结构，相互同轴设置。

7.根据权利要求1所述的一种双极性电池的密封结构，其特征在于，所述弹性塞头(42)为圆锥体形状，中心设通孔用于套接在支撑管(41)上；所述弹性塞头(42)顶端与安装盘(43)贴紧设置。

8.根据权利要求1所述的一种双极性电池的密封结构，其特征在于，所述弹性塞头(42)顶端设置有凸台(49)，凸台(49)与安装盘(43)底面上的沉槽配合设置。

9.根据权利要求1所述的一种双极性电池的密封结构，其特征在于，所述弹性塞头(42)最大外径不大于安装盘(43)直径。

10.根据权利要求1所述的一种双极性电池的密封结构，其特征在于，所述压板(7)底面上设置有用于容纳第一弹簧(9)和密封塞的安装孔(71)。