一種注液密封組合件、動力電池蓋板組件和動力電池的製作方法
2023-05-11 04:26:42
本發明涉及到動力電池領域，特別是涉及到一種注液密封組合件、動力電池蓋板組件和動力電池。
背景技術：
鋰離子動力電池作為電動車(純電動和混動)的能量輸出關鍵部件，受到各汽車廠家、電池廠家和儲能系統等新能源廠家所重視，而動力電池蓋板又是電池結構的核心部件。一般鋰離子動力電池的蓋板由蓋板本體、塑料墊片、極柱和卡簧等，採用注塑或鉚接的方式連為一體，其中塑料作為蓋板本體和電池極柱間的密封絕緣材料，塑料在不同環境和極端環境下使用會出現收縮、老化、鉚接一致性差而使鉚釘鬆動等導致電池漏液引起安全問題。
目前市場上的動力鋰離子電池不具備二次注液的功能，動力電池的壽命短，成本高。
技術實現要素：
本發明的主要目的為提供一種二次注液、延長動力電池壽命的注液密封組合件、動力電池蓋板組件和動力電池。
本發明提供了一種注液密封組合件，用於安裝於動力電池蓋板上，其包括絕緣體、法蘭盤、極柱和極帽；
所述密封託架設置有密封閥安裝孔，所述密封閥適配安裝於所述密封閥安裝孔上，且所述密封閥和所述密封託架密封焊接；
所述密封閥設置有向上的第一凸臺，所述啟動環設置有適配穿過所述第一凸臺的第一通孔，所述密封閥與啟動環層疊設置，所述啟動環通過第一通孔穿套於所述第一凸臺上。
進一步地，所述密封託架沿側面底部向外延伸有第二凸臺。
進一步地，所述密封閥安裝孔包括有第一內孔和第二內孔，所述第一內孔和第二內孔連通，且所述第一內孔橫截面積大於所述第二內孔橫截面積；
所述密封閥抵頂於所述第二內孔，且密封焊接於所述第一內孔內。
進一步地，所述密封閥安裝孔包括有第一內孔、第二內孔和第三內孔，且所述第一內孔、第二內孔和第三內孔連通，所述第一內孔橫截面積大於所述第二內孔橫截面積，所述第二內孔橫截面積大於所述第三內孔橫截面積；
所述密封閥抵頂於所述第三內孔，且密封焊接於所述第二內孔，凸出於所述第二內孔的密封閥的外側與所述第一內孔密封焊接。
進一步地，所述啟動環還設置有第二通孔，所述第二通孔和第一通孔垂直於同一平面上，且位於所述啟動環的兩端。
本發明還提出了一種動力電池蓋板組件，包括蓋板本體、注液密封組合件和電極端子；
所述注液密封組合件包括密封託架、密封閥和啟動環；
所述密封託架設置有密封閥安裝孔，所述密封閥適配安裝於所述密封閥安裝孔上，且所述密封閥和所述密封託架密封焊接；
所述密封閥設置有向上的第一凸臺，所述啟動環設置有適配穿過所述第一凸臺的第一通孔，所述密封閥與啟動環層疊設置，所述啟動環通過第一通孔穿套並固定於所述第一凸臺上；
所述蓋板本體上設置有密封安裝孔和法蘭安裝孔，密封託架安裝於所述密封安裝孔上，且與所述蓋板本體密封焊接；
所述電極端子安裝於所述法蘭安裝孔上，並與所述蓋板本體密封焊接。
進一步地，所述電極端子包括絕緣體、法蘭盤、極柱和極帽；
所述絕緣體上設置極柱安裝孔，所述法蘭盤與所述絕緣體層疊設置，所述極柱安裝孔與所述法蘭盤的法蘭孔連通，且所述法蘭盤靠近所述絕緣體的一面與所述絕緣體密封焊接；
所述極柱包括柱體和柔性板，所述柱體垂直所述柔性板固定設置，所述柔性板的周側設置第三凸臺，所述柱體遠離所述柔性板的一端依次穿過所述極柱安裝孔、法蘭孔，所述柱體與所述極柱安裝孔內邊緣、法蘭孔的側壁有間隙，所述第三凸臺阻擋所述柱體繼續沿極柱安裝孔移動，所述第三凸臺的底部與所述絕緣體密封焊接；
所述柔性板背對所述絕緣體的面上設置有凹槽，所述極帽適配安裝於所述凹槽內，並通過焊接密封。
進一步地，所述注液密封組合件如上述所述的注液密封組合件。
本發明還提出了一種動力電池，包括極芯、電解液、殼體以及動力電池蓋板組件，所述電解液、極芯容納於殼體與動力電池蓋板組件形成的容納空間內；
所述動力電池蓋板組件包括蓋板本體、注液密封組合件和電極端子；
所述注液密封組合件包括密封託架、密封閥和啟動環；
所述密封託架設置有密封閥安裝孔，所述密封閥適配安裝於所述密封閥安裝孔上，且所述密封閥和所述密封託架密封焊接；
所述密封閥設置有向上的第一凸臺，所述啟動環設置有適配穿過所述第一凸臺的第一通孔，所述密封閥與啟動環層疊設置，所述啟動環通過第一通孔穿套並固定於所述第一凸臺上；
所述蓋板本體上設置有密封安裝孔和法蘭安裝孔，密封託架安裝於所述密封安裝孔上，且與所述蓋板本體密封焊接；
所述電極端子安裝於所述法蘭安裝孔上，並與所述蓋板本體密封焊接。
進一步地，所述動力電池蓋板組件如上述所述的動力電池蓋板組件。
本發明的有益效果為，在動力電池蓋板組件上增加注液密封組合件，通過對動力電池進行二次注液，有效的延長動力電池的壽命，同時，在極柱端子處設計降低焊接過程中產生的應力，消除開裂的風險，提高動力電池蓋板組件的性能，節省成本。
附圖說明
圖1是本發明一實施例的注液密封組合件的結構示意圖；
圖2是本發明一實施例的動力電池蓋板組件的主視圖；
圖3是圖2的a-a剖視圖；
圖4為本發明一實施例的動力電池蓋板組件的結構示意圖；
圖5為本發明一實施例的動力電池蓋板組件的爆炸結構示意圖；
圖6為本發明一實施例的動力電池蓋板組件二次注液後密封示意圖；
圖7為本發明一實施例的動力電池的結構示意圖。
本發明目的的實現、功能特點及優點將結合實施例，參照附圖做進一步說明。
具體實施方式
應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發明，並不用於限定本發明。
下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發明的一部分實施例，而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬於本發明保護的範圍。
需要說明，本發明實施例中所有方向性指示(諸如上、下、左、右、前、後……)僅用於解釋在某一特定姿態(如附圖所示)下各部件之間的相對位置關係、運動情況等，如果該特定姿態發生改變時，則該方向性指示也相應地隨之改變，所述的連接可以是直接連接，也可以是間接連接。
另外，在本發明中如涉及「第一」、「第二」等的描述僅用於描述目的，而不能理解為指示或暗示其相對重要性或者隱含指明所指示的技術特徵的數量。由此，限定有「第一」、「第二」的特徵可以明示或者隱含地包括至少一個該特徵。另外，各個實施例之間的技術方案可以相互結合，但是必須是以本領域普通技術人員能夠實現為基礎，當技術方案的結合出現相互矛盾或無法實現時應當認為這種技術方案的結合不存在，也不在本發明要求的保護範圍之內。
參照圖1所示，提出本發明一實施例的一種注液密封組合件100，用於安裝於動力電池蓋板上，其包括密封託架3、密封閥4和啟動環5；密封託架3設置有密封閥安裝孔，密封閥4適配安裝於密封閥安裝孔上，且密封閥4和密封託架3密封焊接；密封閥4設置有向上的第一凸臺401，啟動環5設置有適配穿過第一凸臺401的第一通孔501，密封閥4與啟動環5層疊設置，啟動環5通過第一通孔501穿套並固定於第一凸臺401上。
本發明的注液密封組合件100用於動力電池上，具體用於動力電池蓋板上，當動力電池內的電解液用完後，可通過打開注液密封組合件100，再次注進電解液後，然後進行密封焊接，動力電池便可再次利用，延長使用壽命，節省成本。
在本實施例中，密封託架3上設置有密封閥安裝孔，密封閥4呈片狀設置，且垂直向上設置有第一凸臺401，密封閥4安裝在密封閥安裝孔內，進行第一次注液後的密封，第一凸臺401處固定啟動環5，啟動環5設置適配穿過第一凸臺401的第一通孔501，密封閥4與啟動環5層疊設置，啟動環5通過第一通孔501穿套並固定於第一凸臺401上，啟動環5用於開啟密封閥4，當動力電池內的電解液用完後，利用啟動環5開啟密封閥4後，進行二次注液，再次焊接密封，動力電池即可二次利用，節省成本。
在本實施例中，密封託架3沿側面底部向外延伸有第三凸臺71。密封託架3設置的第三凸臺71用於與蓋板本體1密封焊接時，增大焊接的接觸面積，使密封託架3與蓋板本體1更加密封。
在本實施例中，密封閥安裝孔包括有第一內孔和第二內孔，第一內孔和第二內孔連通，且第一內孔橫截面積大於第二內孔橫截面積；密封閥4抵頂於第二內孔，且密封焊接於第一內孔內。第二內孔容納於第一內孔中，密封閥4安裝於密封閥安裝孔內時，密封閥4面向第二內孔的一面抵頂於第二內孔，且密封閥4與第一內孔的內邊緣密封焊接固定，防止電解液溢出來。
在另一實施例中，密封閥安裝孔包括有第一內孔、第二內孔和第三內孔，且第一內孔、第二內孔和第三內孔連通，第一內孔橫截面積大於第二內孔橫截面積，第二內孔橫截面積大於第三內孔橫截面積；密封閥4抵頂於第三內孔，且密封焊接於第二內孔，凸出於第二內孔的密封閥4的外側與第一內孔密封焊接。當密封閥4安裝於密封閥安裝孔內，密封閥4穿過第一內孔、第二內孔，第二內孔與第三內孔形成階層，密封閥4面向第三內孔的一面與該階層密封焊接，且密封閥4的周側與第二內孔的內邊緣液密封焊接，實現動力電池的預設二次注液的密封組合件，並防止電解液外漏。
在本實施例中，啟動環5還設置有第二通孔502，第二通孔502和第一通孔501垂直於同一平面上，且分別位於啟動環5的兩端。啟動環5通過第一通孔501穿套並固定於密封閥4上的第一凸臺401，設置第二通孔502，當動力電池內的電解液實用完成後，以方便啟動密封閥4。
如圖1-6，本發明還提出了一種動力電池蓋板組件300，包括蓋板本體1、注液密封組合件100和電極端子200；注液密封組合件100包括密封託架3、密封閥4和啟動環5；密封託架3設置有密封閥安裝孔，密封閥4適配安裝於密封閥安裝孔上，且密封閥4和密封託架3密封焊接；密封閥4設置有向上的第一凸臺401，啟動環5設置有適配穿過第一凸臺401的第一通孔501，密封閥4與啟動環5層疊設置，啟動環5通過第一通孔501穿套並固定於第一凸臺401上；蓋板本體1上設置有密封安裝孔和法蘭安裝孔，密封託架3安裝於密封安裝孔上，且與蓋板本體1密封焊接；電極端子200安裝於法蘭安裝孔上，並與蓋板本體1密封焊接。
在本實施例中，蓋板本體1上設置有密封安裝孔，密封安裝孔內還設置有可注液進去的注液孔，並設置一個密封橡膠2用於堵塞該注液孔，防止電解液從注液孔中流出，密封託架3靠近蓋板本體1的一端外周與密封安裝孔密封焊接固定，然後再通過安裝密封閥4和啟動環5，形成動力電池蓋板組件300上的注液密封組合件100，可通過打開注液密封組合件100，再次注進電解液，然後再通過密封板13進行密封焊接(如圖6所示)，實現二次注液，使動力電池的使用壽命延長，節省成本。
在本實施例中，電極端子200包括絕緣體8、法蘭盤9、極柱7和極帽6；絕緣體8上設置極柱安裝孔，法蘭盤9與絕緣體8層疊設置，極柱安裝孔與法蘭盤9的法蘭孔連通，且法蘭盤9靠近絕緣體8的一面與絕緣體8密封焊接；極柱7包括柱體702和柔性板701，柱體702垂直柔性板701固定設置，柔性板701的周側設置第三凸臺71，柱體702遠離柔性板701的一端依次穿過極柱安裝孔、法蘭孔，柱體702與極柱安裝孔內邊緣、法蘭孔的側壁有間隙，第三凸臺71阻擋柱體702繼續沿極柱安裝孔移動，第三凸臺71的底部與絕緣體8密封焊接；柔性板701背向絕緣體8的面上設置有凹槽，極帽6適配安裝於凹槽內，並通過焊接密封。第三凸臺71既可以提高極柱7與絕緣體8的焊接穩定性，還可以防止柱體702過多的伸入絕緣體8內，起到限位的作用。極帽6安裝焊接於軟性板701背向柱體702的一面的凹槽內。
在本實施例中，柔性板701面向絕緣體8的一面設置至少一條圍繞柱體702的凸起圓環；柔性板701背向絕緣體8的一面上設置對應凸起圓環的環形槽。柔性板701的設計，當極柱7與絕緣體8進行焊接時，能有效的消除在焊接過程中產出的應力，絕緣體8採用的是陶瓷材料，柔性設計的柔性板701設置有凸起圓環以及對應的凹槽，可以有效的消除焊接的應力，避免陶瓷潛在的開裂風險。凸起圓環的條數也可以為多條，根據具體的實用環境和焊接條件進行選擇，比如設置兩條凸起圓環並對應設置有兩條對應的凹槽等。
在另一實施例中，上述第三凸臺71的底部設置至少一條圍繞柱體702的凸齒圓環，第三凸臺71與絕緣體8密封焊接時，凸齒圓環嵌入焊料中，凸齒圓環嵌入焊料中，具有咬合作用，提高焊接面積，從而提高第三凸臺71與絕緣體8的焊接穩定性。絕緣體8靠近第三凸臺71的一面上設置對應凸齒圓環的環形槽。環形槽內可以預設釺焊料等，在焊接時，釺焊料熔化，凸齒圓環適配地伸入環形槽內，從而提高焊接面積，提高絕緣體8與第三凸臺71之間的焊接強度，提高焊接的穩定性和密封性。
在本實施例中，第三凸臺71包括上沿臺711、下沿臺713和緩衝部712，上沿臺711和下沿臺713處於不同的平面，通過緩衝部712連接。上沿臺711用於與柔性板701連接，下沿臺713用於與絕緣體8焊接，在焊接過程中，起到緩衝作用，提高焊接的合格率。
在本實施例中，法蘭盤9包括底環臺和頂環臺；底環臺和頂環臺同軸層疊設置，且頂環臺的直徑小於底環臺的直徑。底環臺為一種材料的焊接層，頂環臺為另一種材料的焊接層，兩種焊接層可以通過熱或冷軋為一體，也可是焊接為一體。
在另一實施例中，上述法蘭盤9包括底環臺、過渡環臺和頂環臺；底環臺、過渡環臺和頂環臺依次同軸層疊設置，過渡環臺的直徑小於底環臺的直徑和頂環臺的直徑。過渡環臺起到緩衝作用，可以提高頂環臺與絕緣體8之間焊接時的合格率，以及底環臺與動力電池的蓋板本體1焊接時的合格率。本實施例中，底環臺為一種材料的焊接層，頂環臺為另一種材料的焊接層，兩種焊接層可以通過熱或冷軋為一體，或焊接為一體，而過渡環臺為底環臺或頂環臺其中一個的突出部分，或者為兩者各突出部分後連接形成；在其它實施例中，過渡環臺可以為不同於底環臺和頂環臺的第三種材料製成，分別與底環臺和頂環臺壓合或焊接。
在本實施例中，上述電極端子200還包括密封圈10，密封圈10穿套於柱體702上，並通過墊片11固定於法蘭孔內。密封圈10採用o型密封圈，實現密封效果。
如圖7所示，本發明還提出了一種動力電池，包括極芯500、電解液、殼體400以及動力電池蓋板組件300，電解液、極芯500容納於殼體400與動力電池蓋板組件300形成的容納空間內；動力電池蓋板組件300包括蓋板本體1、注液密封組合件100和電極端子200；注液密封組合件100包括密封託架3、密封閥4和啟動環5；密封託架3設置有密封閥安裝孔，密封閥4適配安裝於密封閥安裝孔上，且密封閥4和密封託架3密封焊接；密封閥4呈片狀設置，並設置有第一凸臺401，啟動環5設置有適配穿過第一凸臺401的第一通孔501，密封閥4與啟動環5層疊設置，啟動環5通過第一通孔501穿套並固定於第一凸臺401上；蓋板本體1上設置有密封安裝孔和法蘭安裝孔，密封託架3安裝於密封安裝孔上，且與蓋板本體1密封焊接；電極端子200安裝於法蘭安裝孔上，並與蓋板本體1密封焊接。
在本實施例中，蓋板本體1上設置有密封安裝孔，密封安裝孔內還設置有可注液進去的注液孔，並設置一個密封橡膠2用於堵塞該注液孔，防止電解液從注液孔中流出，密封託架3靠近蓋板本體1的一端外周與密封安裝孔密封焊接固定，然後再通過安裝密封閥4和啟動環5，形成動力電池蓋板組件300上的注液密封組合件100，可通過打開注液密封組合件100，再次注進電解液，然後再進行密封板13密封焊接(如圖6所示)，實現二次注液，使動力電池的使用壽命延長，節省成本。
在本實施例中，電極端子200包括絕緣體8、法蘭盤9、極柱7和極帽6；絕緣體8上設置極柱安裝孔，法蘭盤9與絕緣體8層疊設置，極柱安裝孔與法蘭盤9的法蘭孔連通，且法蘭盤9靠近絕緣體8的一面與絕緣體8密封焊接；極柱7包括柱體702和柔性板701，柱體702垂直柔性板701固定設置，柔性板701的周側設置第三凸臺71，柱體702遠離柔性板701的一端依次穿過極柱安裝孔、法蘭孔，柱體702與極柱安裝孔內邊緣、法蘭孔的側壁有間隙，第三凸臺71阻擋柱體702繼續沿極柱安裝孔移動，第三凸臺71的底部與絕緣體8密封焊接；柔性板701背向絕緣體8的面上設置有凹槽，極帽6適配安裝於凹槽內，並通過焊接密封。第三凸臺71既可以提高極柱7與絕緣體8的焊接穩定性，還可以防止柱體702過多的伸入絕緣體8內，起到限位的作用。極帽6安裝焊接於軟性板701背向柱體702的一面的凹槽內。
在本實施例中，柔性板701面向絕緣體8的一面設置至少一條圍繞柱體的凸起圓環；柔性板701背向絕緣體8的一面上設置對應凸起圓環的環形槽。柔性板701的設計，當極柱7與絕緣體8進行焊接時，能有效的消除在焊接過程中產出的應力，絕緣體8採用的是陶瓷材料，柔性設計的柔性板701設置有凸起圓環以及對應的凹槽，可以有效的消除焊接的應力，避免陶瓷潛在的開裂風險。凸起圓環的條數也可以為多條，根據具體的實用環境和焊接條件進行選擇，比如設置兩條凸起圓環並對應設置有兩條對應的凹槽等。
在另一實施例中，上述第三凸臺71的底部設置至少一條圍繞柱體702的凸齒圓環，第三凸臺71與絕緣體8密封焊接時，凸齒圓環嵌入焊料中，凸齒圓環嵌入焊料中，具有咬合作用，提高焊接面積，從而提高第三凸臺71與絕緣體8的焊接穩定性。絕緣體8靠近第三凸臺71的一面上設置對應凸齒圓環的環形槽。環形槽內可以預設釺焊料等，在焊接時，釺焊料熔化，凸齒圓環適配地伸入環形槽內，從而提高焊接面積，提高絕緣體8與第三凸臺71之間的焊接強度，提高焊接的穩定性和密封性。
在本實施例中，第三凸臺71包括上沿臺711、下沿臺713和緩衝部712，上沿臺711和下沿臺713處於不同的平面，通過緩衝部712連接。上沿臺711用於與柔性板701連接，下沿臺713用於與絕緣體8焊接，在焊接過程中，起到緩衝作用，提高焊接的合格率。
在本實施例中，法蘭盤9包括底環臺和頂環臺；底環臺和頂環臺同軸層疊設置，且頂環臺的直徑小於底環臺的直徑。底環臺為一種材料的焊接層，頂環臺為另一種材料的焊接層，兩種焊接層可以通過熱或冷軋為一體，也可是焊接為一體。
在另一實施例中，上述法蘭盤9包括底環臺、過渡環臺和頂環臺；底環臺、過渡環臺和頂環臺依次同軸層疊設置，過渡環臺的直徑小於底環臺的直徑和頂環臺的直徑。過渡環臺起到緩衝作用，可以提高頂環臺與絕緣體8之間焊接時的合格率，以及底環臺與動力電池的蓋板本體1焊接時的合格率。本實施例中，底環臺為一種材料的焊接層，頂環臺為另一種材料的焊接層，兩種焊接層可以通過熱或冷軋為一體，或焊接為一體，而過渡環臺為底環臺或頂環臺其中一個的突出部分，或者為兩者各突出部分後連接形成；在其它實施例中，過渡環臺可以為不同於底環臺和頂環臺的第三種材料製成，分別與底環臺和頂環臺壓合或焊接。
在本實施例中，上述電極端子200還包括密封圈10，密封圈10穿套於柱體702上，並通過墊片11固定於法蘭孔內。密封10圈採用o型密封圈，實現密封效果。
本發明的一種注液密封組合件、動力電池蓋板組件和動力電池，在動力電池蓋板組件300上增加注液密封組合件100，通過對動力電池進行二次注液，有效的延長動力電池的壽命，同時，在極柱端子200處設計降低焊接過程中產生的應力，消除開裂的風險，提高動力電池蓋板組件300的性能，節省成本。
以上所述僅為本發明的優選實施例，並非因此限制本發明的專利範圍，凡是利用本發明說明書及附圖內容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發明的專利保護範圍內。