一种上盖组件、电芯及大容量电池的制作方法

1.本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种上盖组件、电芯及大容量电池。


背景技术：

2.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。
3.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。
4.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。


技术实现要素：

5.为解决上述问题，本发明采用的一种技术方案是，提供一种上盖组件，所述上盖组件包括依次设置的极柱、封堵件、绝缘垫片、汇流件，其中：
6.所述极柱内设置有电解液通道，所述汇流件设置有通孔，以使电解液通过所述电解液通道注入电芯筒体内；
7.所述封堵件设置有连接区和限位区；
8.所述绝缘垫片设置在所述极柱与所述汇流件之间，所述连接区部分设置在绝缘垫片与所述极柱之间；
9.所述汇流件与电芯电连接；
10.第一状态时，所述连接区与所述极柱电连接，所述限位区与所述汇流件电连接，以使电芯与所述极柱电连接；
11.第二状态时，所述限位区与所述汇流件断开连接并抵压所述极柱一端，以使所述上盖组件断开与电芯筒体内电极组件的电连接并封堵电解液通道。
12.较佳的，所述连接区为沿着所述限位区周向设置的弹性翼片，所述限位区由易熔金属层粘接固定在所述汇流件上，当环境温度超过阈值时，所述易熔金属层熔化，所述限位
区与所述汇流件分离，所述弹性翼片使所述限位区从汇流件表面运动至极柱一端，以封堵所述电解液通道。
13.较佳的，所述限位区包括封堵帽，所述封堵帽设置有底座，所述弹性翼片固定连接在所述底座上，所述底座一端设置有突出的固定齿，所述汇流件设置有与所述固定齿匹配的固定孔，在所述第一状态时，所述固定齿插接到所述固定孔内，由易熔金属层粘接固定。
14.较佳的，所述极柱内设置有所述封堵帽的容纳空间。
15.较佳的，所述上盖组件还设置有弹簧，所述弹簧绝缘设置在所述汇流件上，在所述第一状态时，所述弹簧被所述封堵帽压缩，在第二状态时，所述封堵帽与所述汇流件分离，所述弹簧将所述封堵帽弹顶至所述极柱一端。
16.较佳的，所述汇流件上设置有导向件，所述导向件为凸设在所述汇流件上的柱体，所述弹簧套设在所述导向件外围，以使所述弹簧按照所述导向件设定的方向运动。
17.较佳的，所述极柱一端开口处设置有密封所述电解液通道的薄膜，所述薄膜遇电解液时溶解，或在外部作用力下被打开。
18.为解决上述问题，本发明采用的一种技术方案是，提供一种电芯，包括筒体，还包括上述任一所述的上盖组件，所述电芯还包括绝缘安装件，所述绝缘安装件将所述上盖组件与所述电芯筒体绝缘安装。
19.为解决上述问题，本发明采用的一种技术方案是，提供一种大容量电池，包括电解液储液仓，还包括上述所述的电芯，若干所述电芯固定安装在所述电解液储液仓上，以使电解液从所述电解液储液仓注入所述电芯内。
20.本发明的有益效果：本发明通过设计了能够堵液和断路的上盖组件，该上盖组件中拥有能够在高温下发生位置变化的封堵件，使其在发生热失控时，通过位置变化使极柱与电芯断路，并同时封堵电解液通道，解决了圆柱电池与电解液储液仓装配使用时发生热失控后，电芯短路影响电芯组内其他电池的正常使用，同时避免电解液从电解液通道反流进入电解液共享区域，该装置结构简单、实用性高，使用方便、成本低。
21.本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
22.为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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。
23.图1为一个实施例中上盖组件和筒体的结构示意图；
24.图2为一个实施例中上盖组件第一状态结构示意图；
25.图3为一个实施例中上盖组件第二状态结构示意图；
26.图4为一个实施例中封堵件的结构示意图；
27.图5为一个实施例中汇流件的结构示意图。
28.图6为另一个实施例中上盖组件和筒体的结构示意图；
29.图7为另一个实施例中上盖组件第一状态结构示意图；
30.图8为另一个实施例中上盖组件第二状态结构示意图；
31.图9为一个实施例中大容量电池的结构示意图。
32.附图标记：
33.1-上盖组件
34.2-绝缘安装件
35.11-极柱
36.12-封堵件
37.13-绝缘垫片
38.14-汇流件
39.15-薄膜
40.16-通孔
41.17-弹簧
42.18-导向件
43.111-凸起
44.112-圆盘
45.121-连接区
46.122-限位区
47.1211-底座
48.1212-固定齿
49.1221-封堵帽
50.141-固定孔
51.171-弹簧底座
52.100-电芯
53.200-电解液储液仓
具体实施方式
54.尽管本发明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发明的领域。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，本发明并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
55.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术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技术，并不用于限定本技术。
56.以下，适当地参照附图详细说明具体公开了本技术的一种上盖组件、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技术而提供的，并不旨在限定权利要求书所记载的主题。
57.如果没有特别的说明，本技术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，本技术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。
58.如果没有特别的说明，本技术所提到的“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。
59.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。
60.实施例1
61.如图1-图5所示，为一种上盖组件1和电芯筒体的结构示意图，上盖组件1用于圆柱电池，上盖组件1包括依次设置的极柱11、封堵件12、绝缘垫片13、汇流件14。
62.其中，极柱11内设置有电解液通道，极柱11包括一体设置的凸起111和圆盘112，电解液通道为轴向贯穿凸起111和圆盘112的通道，以使电解液通过电解液通道注入电芯100的筒体内；封堵件12设置有连接区121和限位区122；绝缘垫片13设置在极柱11与汇流件14之间，连接区121部分设置在绝缘垫片13与极柱11之间；汇流件14与电芯电连接；第一状态时，连接区121与极柱11电连接，限位区122与汇流件14电连接，以使电芯与极柱11电连接；第二状态时，限位区122与汇流件14断开连接并抵压极柱11一端，以使上盖组件1断开与电芯筒体内电极组件的电连接并封堵电解液通道。在一些实施方式中，汇流件14设置有通孔16，以使电解液通过通孔16注入到电芯壳体内。
63.在一些实施方式中，连接区121为沿着限位区122周向设置的弹性翼片。弹性翼片可以设置为一对或者多个，也可以设置为单个，或者为圆环，弹性翼片应为能够在一定的空间内发生弹性形变的材质制作而成，以支持与弹性翼片固定安装的限位区122能够在预设轨迹上运动。在一些实施方式中，弹性翼片为对称设置的一对连接片，其一端被夹持在极柱11的圆盘112与绝缘垫片13之间，另一端与封堵帽1221连接。
64.在一些实施方式中，限位区122由易熔金属层粘接固定在汇流件14上，当环境温度超过阈值时，易熔金属层熔化，限位区122与汇流件14分离，弹性翼片使限位区122从汇流件14表面运动至极柱11一端，以封堵电解液通道。
65.在一些实施方式中，限位区122包括封堵帽1221和底座1211，弹性翼片121固定连接在底座1211上，底座121一端设置有突出的固定齿1212，汇流件14设置有与固定齿匹配的固定孔141，在第一状态时，固定齿1212插接到固定孔141内，由易熔金属层粘接固定。
66.在一些实施方式中，极柱11内设置有封堵帽的容纳空间。
67.极柱11一端开口处设置有密封电解液通道的薄膜15，薄膜15遇电解液时溶解，或在外部作用力下被打开。在组成大容量电池时，薄膜15被打开，使电解液通道形成开口，进一步使连接若干电芯的电解液储液仓内的电解液可以进入到电芯壳体内，达到多个电芯的电解液互通的效果，以提高电芯的均一性。
68.实施例2
69.如图4-图6所示，为一种上盖组件1，用于圆柱电池，上盖组件1包括依次设置的极柱11、封堵件12、绝缘垫片13、汇流件14。
70.其中，极柱11内设置有电解液通道，极柱11包括一体设置的凸起111和圆盘112，电
解液通道为轴向贯穿凸起111和圆盘112的通道，以使电解液通过电解液通道注入电芯100的筒体内；封堵件12设置有连接区121和限位区122；绝缘垫片13设置在极柱11与汇流件14之间，连接区121部分设置在绝缘垫片13与极柱11之间；汇流件14与电芯电连接；第一状态时，连接区121与极柱11电连接，限位区122与汇流件14电连接，以使电芯与极柱11电连接；第二状态时，限位区122与汇流件14断开连接并抵压极柱11一端，以使上盖组件1断开与电芯筒体内电极组件的电连接并封堵电解液通道。在一些实施方式中，汇流件14设置有通孔16，以使电解液通过通孔16注入到电芯壳体内。
71.在一些实施方式中，连接区121为沿着限位区122周向设置的弹性翼片。弹性翼片可以设置为一对或者多个，也可以设置为单个，或者为圆环，弹性翼片应为能够在一定的空间内发生弹性形变的材质制作而成，以支持与弹性翼片固定安装的限位区122能够在预设轨迹上运动。在一些实施方式中，弹性翼片为对称设置的一对连接片，其一端被夹持在极柱11的圆盘112与绝缘垫片13之间，另一端与封堵帽1221连接。
72.在一些实施方式中，限位区122由易熔金属层粘接固定在汇流件14上，当环境温度超过阈值时，易熔金属层熔化，限位区122与汇流件14分离，弹性翼片使限位区122从汇流件14表面运动至极柱11一端，以封堵电解液通道。
73.在一些实施方式中，限位区122包括封堵帽1221和底座1211，弹性翼片121固定连接在底座1211上，底座121一端设置有突出的固定齿1212，汇流件14设置有与固定齿匹配的固定孔141，在第一状态时，固定齿1212插接到固定孔141内，由易熔金属层粘接固定。
74.在一些实施方式中，极柱11内设置有封堵帽的容纳空间。
75.极柱11一端开口处设置有密封电解液通道的薄膜15，薄膜15遇电解液时溶解，或在外部作用力下被打开。在组成大容量电池时，薄膜15被打开，使电解液通道形成开口，进一步使连接若干电芯的电解液储液仓内的电解液可以进入到电芯壳体内，达到多个电芯的电解液互通的效果，以提高电芯的均一性。
76.如图7-图8所示，上盖组件还设置有弹簧17，弹簧17通过弹簧绝缘垫171绝缘设置在汇流件14上，在第一状态时，弹簧17置于封堵帽122的空腔内被压缩，在第二状态时，封堵帽122与汇流件14分离，弹簧17将封堵帽122弹顶至极柱11一端。
77.在一些实施方式中，为了使弹簧17的运动轨迹稳定，在汇流件14上设置有导向件18，导向件18为凸设在汇流件14上的柱状体，弹簧17套设在导向件18外围，以使弹簧17按照导向件18的设定方向运动，弹簧绝缘垫171设置在导向件18与汇流件14之间，避免弹簧17与汇流件接触14导电。
78.实施例3
79.一种电芯100，包括筒体3，还包括实施例1中描述的上盖组件1，电芯还包括绝缘安装件2，绝缘安装件2将上盖组件沿极柱11与汇流盘14的边沿包覆后，与电芯的筒体3绝缘安装。如图4-图6所示，为一种上盖组件1，用于圆柱电池，上盖组件1包括依次设置的极柱11、封堵件12、绝缘垫片13、汇流件14。
80.其中，极柱11内设置有电解液通道，极柱11包括一体设置的凸起111和圆盘112，电解液通道为轴向贯穿凸起111和圆盘112的通道，以使电解液通过电解液通道注入电芯100的筒体内；封堵件12设置有连接区121和限位区122；绝缘垫片13设置在极柱11与汇流件14之间，连接区121部分设置在绝缘垫片13与极柱11之间；汇流件14与电芯电连接；第一状态
时，连接区121与极柱11电连接，限位区122与汇流件14电连接，以使电芯与极柱11电连接；第二状态时，限位区122与汇流件14断开连接并抵压极柱11一端，以使上盖组件1断开与电芯筒体内电极组件的电连接并封堵电解液通道。在一些实施方式中，汇流件14设置有通孔16，以使电解液通过通孔16注入到电芯壳体内。
81.在一些实施方式中，连接区121为沿着限位区122周向设置的弹性翼片。弹性翼片可以设置为一对或者多个，也可以设置为单个，或者为圆环，弹性翼片应为能够在一定的空间内发生弹性形变的材质制作而成，以支持与弹性翼片固定安装的限位区122能够在预设轨迹上运动。在一些实施方式中，弹性翼片为对称设置的一对连接片，其一端被夹持在极柱11的圆盘112与绝缘垫片13之间，另一端与封堵帽1221连接。
82.在一些实施方式中，限位区122由易熔金属层粘接固定在汇流件14上，当环境温度超过阈值时，易熔金属层熔化，限位区122与汇流件14分离，弹性翼片使限位区122从汇流件14表面运动至极柱11一端，以封堵电解液通道。
83.在一些实施方式中，限位区122包括封堵帽1221和底座1211，弹性翼片121固定连接在底座1211上，底座121一端设置有突出的固定齿1212，汇流件14设置有与固定齿匹配的固定孔141，在第一状态时，固定齿1212插接到固定孔141内，由易熔金属层粘接固定。
84.在一些实施方式中，极柱11内设置有封堵帽的容纳空间。
85.极柱11一端开口处设置有密封电解液通道的薄膜15，薄膜15遇电解液时溶解，或在外部作用力下被打开。在组成大容量电池时，薄膜15被打开，使电解液通道形成开口，进一步使连接若干电芯的电解液储液仓内的电解液可以进入到电芯壳体内，达到多个电芯的电解液互通的效果，以提高电芯的均一性。
86.如图7-图8所示，上盖组件还设置有弹簧17，弹簧17通过弹簧绝缘垫171绝缘设置在汇流件14上，在第一状态时，弹簧17置于封堵帽122的空腔内被压缩，在第二状态时，封堵帽122与汇流件14分离，弹簧17将封堵帽122弹顶至极柱11一端。
87.在一些实施方式中，为了使弹簧17的运动轨迹稳定，在汇流件14上设置有导向件18，导向件18为凸设在汇流件14上的柱状体，弹簧17套设在导向件18外围，以使弹簧17按照导向件18的设定方向运动，弹簧绝缘垫171设置在导向件18与汇流件14之间，避免弹簧17与汇流件接触14导电。
88.实施例4
89.如图9所示，为一种大容量电池，包括电解液储液仓200，还包括若干实施例1-3描述的电芯100，若干电芯100固定安装在电解液储液仓上，以使电解液从电解液储液仓注入电芯内。
90.本技术的上述发明内容并不意欲描述本技术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。