CN220774545U - 一种电芯顶盖结构和电芯 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电芯顶盖结构和电芯，属于新能源电池技术领域。该顶盖结构包括电芯盖板和密封钉，电芯盖板的顶面设置有注液沉孔，注液沉孔包括依次连通的第一孔段和第二孔段。密封钉包括金属盖板和橡胶密封柱，橡胶密封柱的一端与金属盖板连接，橡胶密封柱的另一端设置有圆锥钉头。金属盖板固定安装于第一孔段中，橡胶密封柱插装于第二孔段中，圆锥钉头位于电芯盖板的底面一侧，圆锥钉头的底面与电芯盖板的底面相抵接。采用该电芯顶盖结构和电芯能够在保证电芯注液口密封性能的同时，解决相关技术中采用金属密封件与注液口配合密封的过程中因异物掉落至电芯内部所造成安全隐患问题。

Description

一种电芯顶盖结构和电芯

技术领域

本实用新型涉及新能源电池技术领域，特别涉及一种电芯顶盖结构和电芯。

背景技术

在锂电池的电芯中，其电芯壳体上通常会预留注液孔，当电芯组装完成后，需要通过注液孔将电解液注入电芯壳体内部，保证内部芯包被电解液浸润。其中，电解液注入完成后注液孔的密封尤为重要，若注液孔密封不严，则会导致锂电池漏液，不仅会引发电池性能下降，电解液还容易沾染于其他部件上，造成部件的腐蚀。

在相关技术中，常规的电芯壳体顶盖上的注液孔密封通常采用金属密封钉或密封球与注液孔过盈配合实现密封。在将密封钉或密封球等密封件嵌入安装到注液孔中后，利用激光焊接的方式进行固定连接实现密封。

采用相关技术中利用密封件与注液孔过盈配合的密封方式，其过盈量需要控制在很小的范围内，对加工精度要求较高。若过盈量过大，或者在配合嵌入装配的过程中操作不规范，其金属制的密封件会与注液孔的孔壁之间发生摩擦剐蹭，进而产生金属颗粒和毛刺导入到电芯壳体内部引起短路，造成安全隐患。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种电芯顶盖结构和电芯，能够在保证电芯注液口密封性能的同时，解决相关技术中采用金属密封件与注液口配合密封的过程中因异物掉落至电芯内部所造成安全隐患问题。所述技术方案如下：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种电芯顶盖结构，包括电芯盖板和密封钉，

所述电芯盖板的顶面设置有注液沉孔，所述注液沉孔包括依次连通的第一孔段和第二孔段，所述第一孔段的直径大于第二孔段；

所述密封钉包括金属盖板和橡胶密封柱，所述橡胶密封柱的一端与所述金属盖板连接，所述橡胶密封柱的另一端设置有圆锥钉头，所述圆锥钉头的底面直径大于所述第二孔段的孔径，所述圆锥钉头在远离所述金属盖板的方向上直径逐渐减小，所述金属盖板固定安装于所述第一孔段中，所述橡胶密封柱插装于所述第二孔段中，所述圆锥钉头位于所述电芯盖板的底面一侧，所述圆锥钉头的底面与所述电芯盖板的底面相抵接。

可选地，所述橡胶密封柱上设置有密封凸缘，所述第二孔段的孔壁上设置有与所述密封凸缘相匹配的密封凹槽。

可选地，所述橡胶密封柱上沿长度方向设置有多个所述密封凸缘，所述第二孔段的孔壁上设置有与多个所述密封凸缘一一对应的多个密封凹槽。

可选地，所述圆锥钉头的底面上设置有环形凹槽，所述环形凹槽围绕所述橡胶密封柱设置。

可选地，所述橡胶密封柱与所述第二孔段过盈配合。

可选地，在靠近所述第二孔段的方向上，所述第一孔段的孔径逐渐减小，所述金属盖板呈与所述第一孔段相匹配的锥形台状。

可选地，所述金属盖板固定焊接于所述第一孔段中。

可选地，所述电芯盖板上设置有防爆阀。

可选地，所述金属盖板为铝合金制件。

第二方面，本实用新型实施例提供了一种电芯，包括前述第一方面所述的电芯顶盖结构。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

采用本实用新型实施例所提供的电芯顶盖结构，利用金属盖板和橡胶密封柱相结合制成的密封钉与电芯盖板上的注液沉孔进行配合。在装配过程中，橡胶密封柱设置有圆锥钉头从电芯盖板的顶面向下压入注液沉孔，橡胶材质的圆锥钉头利用自身弹性收缩并穿过第二孔段后复原，利用其直径较大的底面对注液沉孔在电芯盖板底面的开口进行密封覆盖。而位于电芯盖板顶面的第一孔段则利用与电芯盖板同样金属材质的金属盖板配合封堵，实现对注液沉孔的密封。采用橡胶材质的橡胶密封柱设置有圆锥钉头，在插接配合的同时不会与注液沉孔发生剐蹭，能够有效防止金属毛刺和颗粒的产生，而设置配合抵接于电芯盖板底面上的圆锥钉头底面也能有效阻止可能存在的金属毛刺和颗粒落入电芯壳体内部，在保证电芯注液口密封性能的同时，解决相关技术中采用金属密封件与注液口配合密封的过程中因异物掉落至电芯内部所造成安全隐患问题。

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是本实用新型实施例提供的电芯顶盖结构的立体结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的密封钉的立体结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的电芯盖板的剖视结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的电芯顶盖结构的剖视结构示意图。

图中：

1-电芯盖板；2-密封钉；11-注液沉孔；12-防爆阀；21-金属盖板；22-橡胶密封柱；23-圆锥钉头；111-第一孔段；112-第二孔段；221-密封凸缘；231-环形凹槽；1121-密封凹槽。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

在相关技术中，常规的电芯壳体顶盖上的注液孔密封通常采用金属密封钉或密封球与注液孔过盈配合实现密封。在将密封钉或密封球等密封件嵌入安装到注液孔中后，利用激光焊接的方式进行固定连接实现密封。

采用相关技术中利用密封件与注液孔过盈配合的密封方式，其过盈量需要控制在很小的范围内，对加工精度要求较高。若过盈量过大，或者在配合嵌入装配的过程中操作不规范，其金属制的密封件会与注液孔的孔壁之间发生摩擦剐蹭，进而产生金属颗粒和毛刺导入到电芯壳体内部引起短路，造成安全隐患。

图1是本实用新型实施例提供的电芯顶盖结构的立体结构示意图。图2是本实用新型实施例提供的密封钉的立体结构示意图。图3是本实用新型实施例提供的电芯盖板的剖视结构示意图。图4是本实用新型实施例提供的电芯顶盖结构的剖视结构示意图。如图1至4所示，通过实践，本实用新型提供了一种电芯顶盖结构，包括电芯盖板1和密封钉2。

其中，电芯盖板1的顶面设置有注液沉孔11，注液沉孔11包括依次连通的第一孔段111和第二孔段112，第一孔段111的直径大于第二孔段112。

密封钉2包括金属盖板21和橡胶密封柱22。橡胶密封柱22的一端与金属盖板21垂直连接，橡胶密封柱22的另一端设置有圆锥钉头23，圆锥钉头23的底面直径大于第二孔段112的孔径，圆锥钉头23在远离金属盖板21的方向上直径逐渐减小。金属盖板21固定安装于第一孔段111中，橡胶密封柱22插装于第二孔段112中，圆锥钉头23位于电芯盖板1的底面一侧，圆锥钉头23的底面与电芯盖板1的底面相抵接。

在本实用新型实施例中，采用该电芯盖板1所制成的电芯在完成组装并通过注液沉孔11向内部进注入点解液后，利用密封钉2进行注液沉孔11的密封。在操作时，将橡胶密封柱22设置有圆锥钉头23的一端对准注液沉孔11的第二孔段112并向下压入，其中橡胶密封柱22的长度与第二孔段112相匹配，在完全压入后，金属盖板21对应固定安装于第一孔段111中对第二孔段112的一端进行密封覆盖，而圆锥钉头23则由第二孔段112穿出至电芯盖板1的底面，也即是位于电芯壳体内部的一面。在向下压入的过程中，圆锥钉头23利用其具有锥面的外壁进行导向，并利用橡胶材料的弹性实现收缩以进入直径较小的第二孔段112中。当压入安装到位，圆锥钉头23穿出到电芯盖板1的底面一侧后松弛复原，其底面即会与电芯盖板1的底面相贴并抵接配合，实现对第二孔段112的另一端的密封覆盖。

采用本实用新型实施例所提供的电芯顶盖结构，利用金属盖板21和橡胶密封柱22相结合制成的密封钉2与电芯盖板1上的注液沉孔11进行配合。在装配过程中，橡胶密封柱22设置有圆锥钉头23从电芯盖板1的顶面向下压入注液沉孔11，橡胶材质的圆锥钉头23利用自身弹性收缩并穿过第二孔段112后复原，利用其直径较大的底面对注液沉孔11在电芯盖板1底面的开口进行密封覆盖。而位于电芯盖板1顶面的第一孔段111则利用与电芯盖板1同样金属材质的金属盖板21配合封堵，实现对注液沉孔11的密封。采用橡胶材质的橡胶密封柱22设置有圆锥钉头23，在插接配合的同时不会与注液沉孔11发生剐蹭，能够有效防止金属毛刺和颗粒的产生，而设置配合抵接于电芯盖板1底面上的圆锥钉头23底面也能有效阻止可能存在的金属毛刺和颗粒落入电芯壳体内部，在保证电芯注液口密封性能的同时，解决相关技术中采用金属密封件与注液口配合密封的过程中因异物掉落至电芯内部所造成安全隐患问题。

可选地，橡胶密封柱22上设置有密封凸缘221，第二孔段112的孔壁上设置有与密封凸缘221相匹配的密封凹槽1121。示例性地，在本实用新型实施例中，橡胶密封柱22在插装到第二孔段112中后，其侧壁上凸出设置的密封凸缘221会对应配合卡入到第二孔段112上内凹的密封凹槽1121中，进一步增大两者之间的接触面积，提高装配稳定性。密封凸缘221和密封凹槽1121的配合结构出了能实现限位固定，防止在装配到位后密封钉2出现轴向窜动。同时还能在第二孔段112的轴向上形成进一步的封堵结构，对橡胶密封柱22与第二孔段112之间可能存在的装配间隙进行封堵，有效提高电芯顶盖结构的装配稳定性和密封性。

可选地，橡胶密封柱22上沿长度方向设置有多个密封凸缘221，第二孔段112的孔壁上设置有与多个密封凸缘221一一对应的多个密封凹槽1121。示例性地，在本实用新型实施例中，橡胶密封柱22上沿长度方向设置有两个密封凸缘221，实现双重配合密封，在长时间使用后，若靠近电芯盖板1底面的一组密封凸缘221和密封凹槽1121配合结构失效或者出现质量问题，靠近第一孔段111的另一组密封凸缘221和密封凹槽1121配合结构依然可以起到密封的效果，有效提高了电芯顶盖结构的密封性和整体使用寿命。

可选地，圆锥钉头23的底面上设置有环形凹槽231，环形凹槽231围绕橡胶密封柱22设置。示例性地，在本实用新型实施中，通过在圆锥钉头23的底面上通过挖出一围绕橡胶密封柱22的环形凹槽231，使圆锥钉头23的锥形体结构内部形成围绕橡胶密封柱22的空腔。在圆锥钉头23收缩并穿过第二孔段112的过程中能够更加贴合于橡胶密封柱22，减少整体体积，使其压入与穿过的过程更加顺畅。而在穿出复原后，该环形凹槽231结构同样能够实现对可能存在金属颗粒和毛刺结构进行承接，避免掉入电芯壳体内部，或者卡于圆锥钉头23的底面与电芯盖板1的底面之间。在降低材料用量，减少生产成本的同时，进一步提高了电芯顶盖结构的装配稳定性和密封性。

可选地，橡胶密封柱22与第二孔段112过盈配合。示例性地，在本实用新型实施例中，橡胶密封柱22的直径被设置为略大于第二孔段112的孔径，在插入到位后实现过盈配合，避免两者之间出现装配间隙，进一步提高了电芯顶盖结构的装配稳定性和密封性。

可选地，在靠近第二孔段112的方向上，第一孔段111的孔径逐渐减小，金属盖板21呈与第一孔段111相匹配的锥形台状。示例性地，在本实用新型实施例中，在对金属盖板21进行下压如孔的过程中，倾斜的第一孔段111的孔壁能够与金属盖板21的锥形侧壁配合实现导向，使金属盖板21的下压过程平滑顺畅，同时在下压到位后保证密封钉2与注液沉孔11的同轴度，提高了电芯顶盖结构的装配稳定性。

可选地，金属盖板21固定焊接于第一孔段111中。示例性地，在本实用新型实施例中，金属盖板21在第一孔段111中安装到位后，可以通过激光焊的方式对其边缘与第一孔段111孔壁之间的缝隙进行焊接密封，实现固定连接避免松脱，进一步提高了电芯顶盖结构的密封性。

可选地，电芯盖板1上设置有防爆阀12。示例性地，在本实用新型实施例中，利用该电芯盖板1所组成的电芯，当内部发生热失控，因化学反应产气导致电芯内部气压升高超过预定阈值后，会冲开防爆阀12实现放气泄压，避免发生爆炸导致事故扩大，有效提高了电芯顶盖结构的安全性。

可选地，金属盖板21为铝合金制件。示例性地，在本实用新型实施例中，采用铝合金材质的金属盖板21，其质轻且柔软，加工性能和耐腐蚀性能好，同时机械强度较高，能够有效提高电芯顶盖结构的整体使用寿命。

本实用新型实施例还提供了一种电芯，包括如图1至图4所示的电芯顶盖结构。采用本实用新型实施例所提供的电芯顶盖结构所组成的电芯壳体对卷芯进行承装以形成电芯。其利用金属盖板21和橡胶密封柱22相结合制成的密封钉2与电芯盖板1上的注液沉孔11进行配合实现装配密封。在装配过程中，橡胶密封柱22设置有圆锥钉头23从电芯盖板1的顶面向下压入注液沉孔11，橡胶材质的圆锥钉头23利用自身弹性收缩并穿过第二孔段112后复原，利用其直径较大的底面对注液沉孔11在电芯盖板1底面的开口进行密封覆盖。而位于电芯盖板1顶面的第一孔段111则利用与电芯盖板1同样金属材质的金属盖板21配合封堵，实现对注液沉孔11的密封。采用橡胶材质的橡胶密封柱22设置有圆锥钉头23，在插接配合的同时不会与注液沉孔11发生剐蹭，能够有效防止金属毛刺和颗粒的产生，而设置配合抵接于电芯盖板1底面上的圆锥钉头23底面也能有效阻止可能存在的金属毛刺和颗粒落入电芯壳体内部，在保证电芯注液口密封性能的同时，解决相关技术中采用金属密封件与注液口配合密封的过程中因异物掉落至电芯内部所造成安全隐患问题。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在至少一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则所述相对位置关系也可能相应地改变。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电芯顶盖结构，其特征在于，包括：电芯盖板(1)和密封钉(2)，

所述电芯盖板(1)的顶面设置有注液沉孔(11)，所述注液沉孔(11)包括依次连通的第一孔段(111)和第二孔段(112)，所述第一孔段(111)的直径大于第二孔段(112)；

所述密封钉(2)包括金属盖板(21)和橡胶密封柱(22)，所述橡胶密封柱(22)的一端与所述金属盖板(21)连接，所述橡胶密封柱(22)的另一端设置有圆锥钉头(23)，所述圆锥钉头(23)的底面直径大于所述第二孔段(112)的孔径，所述圆锥钉头(23)在远离所述金属盖板(21)的方向上直径逐渐减小，所述金属盖板(21)固定安装于所述第一孔段(111)中，所述橡胶密封柱(22)插装于所述第二孔段(112)中，所述圆锥钉头(23)位于所述电芯盖板(1)的底面一侧，所述圆锥钉头(23)的底面与所述电芯盖板(1)的底面相抵接。

2.根据权利要求1所述的电芯顶盖结构，其特征在于，所述橡胶密封柱(22)上设置有密封凸缘(221)，所述第二孔段(112)的孔壁上设置有与所述密封凸缘(221)相匹配的密封凹槽(1121)。

3.根据权利要求2所述的电芯顶盖结构，其特征在于，所述橡胶密封柱(22)上沿长度方向设置有多个所述密封凸缘(221)，所述第二孔段(112)的孔壁上设置有与多个所述密封凸缘(221)一一对应的多个密封凹槽(1121)。

4.根据权利要求1所述的电芯顶盖结构，其特征在于，所述圆锥钉头(23)的底面上设置有环形凹槽(231)，所述环形凹槽(231)围绕所述橡胶密封柱(22)设置。

5.根据权利要求1所述的电芯顶盖结构，其特征在于，所述橡胶密封柱(22)与所述第二孔段(112)过盈配合。

6.根据权利要求1至5任一项所述的电芯顶盖结构，其特征在于，在靠近所述第二孔段(112)的方向上，所述第一孔段(111)的孔径逐渐减小，所述金属盖板(21)呈与所述第一孔段(111)相匹配的锥形台状。

7.根据权利要求6所述的电芯顶盖结构，其特征在于，所述金属盖板(21)固定焊接于所述第一孔段(111)中。

8.根据权利要求1至5任一项所述的电芯顶盖结构，其特征在于，所述电芯盖板(1)上设置有防爆阀(12)。

9.根据权利要求8所述的电芯顶盖结构，其特征在于，所述金属盖板(21)为铝合金制件。

10.一种电芯，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的电芯顶盖结构。