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端盖组件、电池单体、电池以及用电装置的制作方法

2023-04-25 06:43:45 来源:中国专利 TAG:


1.本技术涉及电池技术领域,特别是涉及端盖组件、电池单体、电池以及用电装置。


背景技术:

2.电池单体广泛用于电子设备,例如手机、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、电动飞机、电动轮船、电动玩具汽车、电动玩具轮船、电动玩具飞机和电动工具等等。电池单体可以包括镉镍电池单体、氢镍电池单体、锂离子电池单体和二次碱性锌锰电池单体等。
3.在电池技术的发展中,除了提高电池单体的电化学性能外,其使用寿命也是一个不可忽视的问题。如果电池单体的使用寿命不能保证,那该电池单体就无法使用。因此,如何延长电池单体的使用寿命,是电池技术中一个亟待解决的技术问题。


技术实现要素:

4.本技术提供一种端盖组件、电池单体、电池以及用电装置,旨在延长端盖组件的使用寿命,由此延长电池单体的使用寿命。
5.第一方面,本技术实施例提出了一种端盖组件,所述端盖组件包括端盖、密封构件和防护构件。端盖设置有注液孔,注液孔贯穿端盖;密封构件连接于端盖的背离电池单体的电极组件的端部,且密封注液孔,密封构件和端盖之间具有第一气流通道;防护构件,其至少部分设置于注液孔内,防护构件内具有第二气流通道,其中,第二气流通道包括第一状态和第二状态,于第一状态下,第二气流通道连通防护构件背离密封构件的一侧和第一气流通道,于第二状态下,第二气流通道封闭。
6.由此,本技术的密封构件连接端盖的背离电极组件的端部,能够密封注液孔,在端盖组件应用至电池单体时,能够保证电池单体的密封性能,降低电解液泄露的风险。防护构件的第二气流通道在处于第一状态时,第二气流通道能够引导位于防护构件背离密封构件的一侧的惰性气体流至第一气流通道处,便于对注液孔的密封性能进行检测。防护构件的第二气流通道在处于第二状态时,第二气流通道封闭,能够断开位于防护构件背离密封构件的一侧与第一气流通道,降低惰性气体和电解液流至第一气流通道的风险,从而降低电解液对密封构件的腐蚀损伤,保证密封构件对注液孔的密封性能,从而能够延长端盖组件的使用寿命,并在端盖组件应用于电池单体时,提高电池单体的使用寿命。
7.在一些实施方式中,密封构件包括密封主体和延伸件;密封主体连接于端盖的背离电极组件的端部,且密封注液孔;延伸件连接于密封主体,延伸件的至少部分位于第二气流通道内,其中,于第一状态下,防护构件和延伸件之间具有间隙,以使第二气流通道连通防护构件背离密封构件的一侧和第一气流通道;于第二状态下,防护构件和延伸件相接触,以使第二气流通道封闭。
8.由此,本技术的延伸件相对于密封主体延伸且延伸至防护构件内,通过防护构件和延伸件之间的配合,调控第二气流通道的状态。
9.在一些实施方式中,延伸件包括第一延伸部和第二延伸部;第一延伸部连接于密
封主体,且位于第二气流通道内;以及第二延伸部连接于第一延伸部的背离密封主体的一侧,且第二延伸部位于防护构件的背离密封主体的一侧,沿注液孔的轴向,第二延伸部的投影与防护构件的投影至少部分重叠。
10.由此,本技术的第一延伸部和第二延伸部可以与防护构件进行配合,实现调控第二气流通道的目的。第二延伸部能够对防护构件起到防护作用,降低防护构件在发生膨胀或收缩过程中,掉落的风险,提高端盖整体的稳定性。
11.在一些实施方式中,防护构件包括本体部和第一连接部;本体部设置于注液孔内,且环绕设置于第一延伸部外;第一连接部连接于第二延伸部的面向本体部的一侧,其中,第二气流通道沿注液孔的轴向贯穿本体部,并延伸至本体部和第一连接部之间。
12.由此,本技术的防护构件收缩时,本体部和第一连接部之间产生间隙,惰性气体能够由本体部和第一连接部之间流入,进而流至本体部和第一延伸部之间,再然后流至第一气流通道。惰性气体经过多次转向流至第二气流通道,可以降低惰性气体对密封构件的冲击力,保证密封构件和端盖之间的连接稳定性。
13.在一些实施方式中,本体部和第一延伸部之间具有间隙;可以保证惰性气体顺畅流入第一气流通道。
14.在一些实施方式中,防护构件包括本体部和第二连接部;本体部设置于注液孔内;第二连接部的至少部分设置于本体部内,其中,第二气流通道的至少部分形成于第二连接部和本体部之间;于第一状态下,本体部和第二连接部之间具有间隙,以使第二气流通道连通防护构件背离密封构件的一侧和第一气流通道;于第二状态下,本体部和第二连接部相接触,以使第二气流通道封闭。
15.由此,本技术通过调控本体部和第二连接部之间产生间隙,以使第二气流通道开启;调控本体部和第二连接部相基础,以使第二气流通道封闭。
16.在一些实施方式中,第二气流通道包括沿注液孔的轴向依次设置的第一孔段和第二孔段,第一孔段连通第二孔段和第一气流通道,第一孔段的孔径大于第二孔段的孔径,其中,第二连接部设置于第一孔段内。
17.由此,本技术的第一孔段的孔径大于第二孔段的孔径,第一孔段和第二孔段之间能够形成台阶面,第二连接部位于该台阶面,换言之,该台阶面给予第二连接部以支撑作用。在第二连接部/或本体部发生形变的过程中,降低第二连接部掉落的风险,保证端盖组件整体的稳定性。
18.在一些实施方式中,所述第二连接部的至少部分沿注液孔的轴向延伸并贯穿本体部,且第二连接部与密封构件连接。
19.由此,本技术的第二连接部与密封构件连接,降低第二连接部从端盖组件脱落的风险,从而提高端盖组件整体的稳定性。第二连接部沿注液孔的轴向贯穿本体部,第二连接部和本体部中的至少一者发生收缩时,惰性气体可以及时由第二气流通道流至第一气流通道处,便于注液孔处的密封性能的快速检测。
20.在一些实施方式中,第二连接部包括第一子部和第二子部;第一子部与密封构件连接,并贯穿本体部;第二子部连接于第一子部的背离密封构件的一侧,且位于本体部的背离密封构件的一侧,其中,于第一状态下,本体部和第二子部之间具有间隙,以使第二气流通道连通防护构件背离密封构件的一侧和第一气流通道;于第二状态下,本体部和第二子
部相接触,以使第二气流通道封闭。
21.由此,本技术在本体部和第二连接部中的至少一者发生收缩时,本体部和第二子部之间产生间隙,惰性气体能够由本体部和第二子部之间流入,进而流至本体部和第一子部之间,再然后流至第一气流通道。惰性气体经过多次转向流至第二气流通道,可以降低惰性气体对密封构件的冲击力,保证密封构件和端盖之间的连接稳定性。
22.在一些实施方式中,防护构件包括与密封构件连接的第一端,第一端为防护构件的背离注液孔的轴线的端部;第一端包括连通第一气流通道和第二气流通道的通孔。
23.由此,本技术将防护构件的背离注液孔的轴线的端部与密封构件连接,能够提高二者之间的连接强度,从而保证端盖组件整体的结构稳定性;并且在第一端开设通孔,有利于惰性气体从第一气流通道流至第二气流通道进行注液孔处的密封性能的检测。
24.在一些实施方式中,防护构件与注液孔的孔壁相接触,防护构件包括第一端,第一端为防护构件的背离注液孔的轴线的端部;沿注液孔的轴向,密封构件的至少部分与第一端间隔设置。
25.由此,本技术的防护构件可以通过第一端固定于端盖上,防护构件不容易从端盖脱落;并且第一端和密封构件间隔设置,惰性气体可以直接由第二气流通道流至第一气流通道,有利于对注液孔处的密封性能的及时检测。
26.在一些实施方式中,防护构件与注液孔过盈配合。防护构件与注液孔的孔壁之间保持预紧力,防护构件不易从注液孔脱落至电池单体内部。
27.在一些实施方式中,防护构件包括第二端,第二端为防护构件的凸出于端盖的端部。第二端凸出于端盖,有利于增大惰性气体的流入空间,便于惰性气体的快速流入,提高密封性能的检测效率。
28.在一些实施方式中,第二端的至少部分为锥形、圆柱形或圆台形。在防护构件装配至注液孔时起到引导作用,有利于防护构件的快速装配。
29.在一些实施方式中,防护构件为膨胀结构体。防护构件可以整体设置为膨胀结构体,利用其自身的收缩和/或膨胀性能,实现惰性气体的流通,和降低电解液流入的风险。
30.在一些实施方式中,防护构件的至少部分为透气结构体。惰性气体能够通过防护构件流至第一气流通道,从而提高检测密封性能的效率。
31.第二方面,本技术提供一种电池单体,其包括如本技术第一方面任一实施例的端盖组件。
32.第三方面,本技术提供一种电池,其包括如本技术第二方面实施例的电池单体。
33.第四方面,本技术提供一种用电装置,其包括如本技术第三方面实施例的电池。电池用于提供电能。
附图说明
34.下面将参考附图来描述本技术示例性实施例的特征、优点和技术效果。
35.图1是本技术一些实施例提供的车辆的结构示意图;
36.图2为本技术一些实施例提供的电池的分解示意图;
37.图3为图2所示的电池模块的结构示意图;
38.图4是本技术一些实施例提供的电池单体的分解示意图;
39.图5是本技术一些实施例提供的端盖组件的结构示意图;
40.图6是本技术一些实施例提供的防护构件的结构示意图;
41.图7是图5所示的端盖组件中的第二气流通道于第一状态下在a处的一种局部放大示意图;
42.图8是图5所示的端盖组件中的第二气流通道于第二状态下在a处的一种局部放大示意图;
43.图9是图5所示的端盖组件中的第二气流通道于第一状态下在a处的另一种局部放大示意图;
44.图10是图5所示的端盖组件中的第二气流通道于第二状态下在a处的另一种局部放大示意图;
45.图11是图5所示的端盖组件中的第二气流通道于第二状态下在a处的又一种局部放大示意图;
46.图12是图5所示的端盖组件中的第二气流通道于第一状态下在a处的再一种局部放大示意图;
47.图13是图5所示的端盖组件中的第二气流通道于第二状态下在a处的再一种局部放大示意图;
48.图14是图5所示的端盖组件中的第二气流通道于第二状态下在a处的再一种局部放大示意图;
49.图15是图5所示的端盖组件中的第二气流通道于第一状态下在a处的再一种局部放大示意图;
50.图16是图5所示的端盖组件中的第二气流通道于第二状态下在a处的再一种局部放大示意图;
51.图17是图5所示的端盖组件中的第二气流通道于第一状态下在a处的再一种局部放大示意图;
52.图18是图5所示的端盖组件中的第二气流通道于第一状态下在a处的再一种局部放大示意图;
53.图19是图5所示的端盖组件中的第二气流通道于第二状态下在a处的再一种局部放大示意图;
54.图20是图5所示的端盖组件中的第二气流通道于第二状态下在a处的再一种局部放大示意图。
55.附图未必按照实际的比例绘制。
56.图中各附图标记:
57.x、轴向;
58.1、车辆;2、电池;3、控制器;4、马达;5、箱体;501、第一箱体部;502、第二箱体部;503、容纳空间;6、电池模块;7、电池单体;10、电极组件;20、外壳组件;30、壳体;40、端盖组件;41、端盖;411、注液孔;4111、孔壁;412、端部;413、电极端子;50、密封构件;51、密封主体;52、延伸件;521、第一延伸部;522、第二延伸部;60、防护构件;61、本体部;62、第一连接部;63、第二连接部;631、第一子部;632、第二子部;64、第一端;641、通孔;65、第二端;70、第一气流通道;80、第二气流通道;81、第一孔段;82、第二孔段。
具体实施方式
59.下面结合附图和实施例对本技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本技术的原理,但不能用来限制本技术的范围,即本技术不限于所描述的实施例。
60.在本技术的描述中,需要说明的是,除非另有说明,“多个”的含义是两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本技术和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本技术的限制。此外,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直,而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行,而是在误差允许范围之内。
61.下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向,并不是对本技术的具体结构进行限定。在本技术的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可视具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
62.本技术中,电池单体可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等,本技术实施例对此并不限定。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等,本技术实施例对此也不限定。电池单体一般按封装的方式分成三种:柱形电池单体、方体方形电池单体和软包电池单体,本技术实施例对此也不限定。
63.本技术的实施例所提到的电池是指包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。例如,本技术中所提到的电池可以包括电池模块或电池包等。电池一般包括用于封装一个或多个电池单体的箱体。箱体可以避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。
64.电池单体包括电极组件和电解液,电极组件由正极片、负极片和隔离膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极片和负极片之间移动来工作。正极片包括正极集流体和正极活性物质层,正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面,未涂敷正极活性物质层的集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的集流体,未涂敷正极活性物质层的集流体层叠后作为正极极耳。以锂离子电池为例,正极集流体的材料可以为铝,正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极片包括负极集流体和负极活性物质层,负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面,未涂敷负极活性物质层的集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的集流体,未涂敷负极活性物质层的集流体层叠后作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜,负极活性物质可以为碳或硅等。隔膜的材质可以为pp或pe等。此外,电极组件可以是卷绕式结构,也可以是叠片式结构,本技术实施例并不限于此。
65.电池单体包括外壳组件,外壳组件包括端盖组件和壳体,在端盖组件的端盖与壳体连接后,可以通过端盖上的注液孔向电池单体内注入电解液。注入电解液后,需要对注液孔进行密封。为了便于检测密封性能,通常向电池单体内注入惰性气体,通过检测注液孔处是否有惰性气体的泄露来判断密封性能的好坏。在本文中,惰性气体可以包括氩气、氦气等。
66.发明人发现,通常采用密封构件密封注液孔,但是随着电池单体使用时间的延长,电解液通常会对密封构件造成腐蚀,恶化密封构件在注液孔处的密封性能,由此导致电解液可能泄露至电池单体外,降低电池单体的使用寿命。
67.鉴于此,发明人提出了一种用于电池单体的端盖组件,该端盖组件包括密封构件和防护构件,密封构件能够密封注液孔,防护构件能够进行膨胀或收缩以在检测密封性能时,气体能够流至密封构件和端盖的连接处;在无需检测密封性时,防护构件能够在一定程度上降低气体和电解液流至密封构件和端盖的连接处的风险,从而降低电解液对密封构件的腐蚀风险,提高端盖组件的使用寿命。
68.本技术实施例描述的技术方案适用于电池单体、电池以及使用电池的用电装置
69.用电装置可以是车辆、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。车辆可以是燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车,新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等;航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等;电动玩具包括固定式或移动式的电动玩具,例如,游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等;电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具,例如,电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等等。本技术实施例对上述用电装置不做特殊限制。
70.以下实施例为了方便说明,以用电装置为车辆为例进行说明。
71.图1为本技术一些实施例提供的车辆的结构示意图。如图1所示,车辆1的内部设置有电池2,电池2可以设置在车辆1的底部或头部或尾部。电池2可以用于车辆1的供电,例如,电池2可以作为车辆1的操作电源。
72.车辆1还可以包括控制器3和马达4,控制器3用来控制电池2为马达4供电,例如,用于车辆1的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
73.在本技术一些实施例中,电池2不仅仅可以作为车辆1的操作电源,还可以作为车辆1的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。
74.图2为本技术一些实施例提供的电池的分解示意图。如图2所示,电池2包括箱体5和电池单体(图2未示出),电池单体容纳于箱体5内。
75.箱体5用于容纳电池单体,箱体5可以是多种结构。在一些实施例中,箱体5可以包括第一箱体部501和第二箱体部502,第一箱体部501与第二箱体部502相互盖合,第一箱体部501和第二箱体部502共同限定出用于容纳电池单体的容纳空间503。第二箱体部502可以是一端开口的空心结构,第一箱体部501为板状结构,第一箱体部501盖合于第二箱体部502的开口侧,以形成具有容纳空间503的箱体5;第一箱体部501和第二箱体部502也均可以是一侧开口的空心结构,第一箱体部501的开口侧盖合于第二箱体部502的开口侧,以形成具有容纳空间503的箱体5。当然,第一箱体部501和第二箱体部502可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。
76.为提高第一箱体部501与第二箱体部502连接后的密封性,第一箱体部501与第二箱体部502之间也可以设置密封件,比如,密封胶、密封圈等。
77.假设第一箱体部501盖合于第二箱体部502的顶部,第一箱体部501亦可称之为上箱盖,第二箱体部502亦可称之为下箱体。
78.在电池2中,电池单体可以是一个,也可以是多个。若电池单体为多个,多个电池单
体之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池单体中既有串联又有并联。多个电池单体之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池单体构成的整体容纳于箱体5内;当然,也可以是多个电池单体先串联或并联或混联组成电池模块6,多个电池模块6再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体5内。
79.图3为图2所示的电池模块的结构示意图。如图3所示,在一些实施例中,电池单体7为多个,多个电池单体7先串联或并联或混联组成电池模块6。多个电池模块6再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体内。
80.电池模块6中的多个电池单体7之间可通过汇流部件实现电连接,以实现电池模块6中的多个电池单体7的并联或串联或混联。
81.图4是本技术一些实施例提供的电池单体的分解示意图。
82.如图4所示,本技术实施例提供的电池单体7包括电极组件10和外壳组件20,电极组件10容纳于外壳组件20内。
83.在一些实施例中,外壳组件20还可用于容纳电解质,例如电解液。外壳组件20可以是多种结构形式。
84.在一些实施例中,外壳组件20可以包括壳体30和端盖组件40,壳体30为一侧开口的空心结构,端盖组件40盖合于壳体30的开口处并形成密封连接,以形成用于容纳电极组件10和电解质的容纳腔。
85.壳体30可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。壳体30的形状可根据电极组件10的具体形状来确定。比如,若电极组件10为圆柱体结构,则可选用为圆柱体壳体;若电极组件10为长方体结构,则可选用长方体壳体。
86.在一些实施例中,端盖组件40包括端盖41,端盖41盖合于壳体30的开口处。端盖41可以是多种结构,比如,端盖41为板状结构、一端开口的空心结构等。示例性的,在图4中,壳体30为长方体结构,端盖41为板状结构,端盖41盖合于壳体30顶部的开口处。
87.端盖41可以由绝缘材料(例如塑胶)制成,也可以由导电材料(例如金属)制成。当端盖41由金属材料制成时,端盖组件40还可包括绝缘件,绝缘件位于端盖41面向电极组件10的一侧,以将端盖41和电极组件10绝缘隔开。
88.在一些实施例中,端盖组件40还可以包括电极端子413,电极端子413安装于端盖41上。电极端子413为两个,两个电极端子413分别定义为正极电极端子和负极电极端子,正极电极端子和负极电极端子均用于与电极组件10电连接,以输出电极组件10所产生的电能。
89.在另一些实施例中,外壳组件20也可以是其他结构,比如,外壳组件20包括壳体30和两个端盖组件40,壳体30为相对的两侧开口的空心结构,一个端盖组件40对应盖合于壳体30的一个开口处并形成密封连接,以形成用于容纳电极组件10和电解质的容纳腔。在这种结构中,可以一个端盖组件40上设有两个电极端子413,而另一个端盖组件40上未设置电极端子413,也可以两个端盖组件40各设置一个电极端子413。
90.在电池单体7中,容纳于外壳组件20内的电极组件10可以是一个,也可以是多个。示例性的,在图4中,电极组件10为四个。
91.图5是本技术一些实施例提供的端盖组件的结构示意图;图6是本技术一些实施例提供的防护构件的结构示意图;图7是图5所示的端盖组件于第一状态下在a处的一种局部
放大示意图;图8是图5所示的端盖组件的第二气流通道于第二状态下在a处的一种局部放大示意图。
92.如图5至图8所示,在一些实施例中,端盖组件40包括端盖41、密封构件50和防护构件60;端盖41设置有注液孔411,注液孔411贯穿端盖41;密封构件50连接于端盖41的背离电池单体的电极组件的端部412,且密封注液孔411,密封构件50和端盖41之间具有第一气流通道70;防护构件60的至少部分设置于注液孔411内,防护构件60内具有第二气流通道80,其中,第二气流通道80包括第一状态和第二状态,于第一状态下,第二气流通道80连通防护构件60背离密封构件50的一侧和第一气流通道70,于第二状态下,第二气流通道80封闭。
93.密封构件50与端盖41连接,主要起到对注液孔411密封的作用,以使电池单体内部基本处于密封状态,降低电解液泄露的风险。密封构件50与端盖41之间具有第一气流通道70,惰性气体能够流至第一气流通道70处,以便于通过检测注液孔411外的惰性气体的含量判断密封构件50与端盖41的密封性能。
94.密封构件50与端盖41的连接方式具有多种,密封构件50可以与端盖41直接连接如焊接等,密封构件50也可以与端盖41间接连接例如二者之间增设密封圈或通过粘接剂粘接等。依据连接方式的不同,密封构件50可以选用不同的材质,例如在密封构件50与端盖41焊接时,密封构件50可以采用金属材质例如铝、铝合金等;在密封构件50与端盖41粘接时,密封构件50可以采用金属材质例如铝、铝合金等或有机高分子材质例如聚丙烯(polypropylene,pp)、聚氯乙烯(polyvinyl chloride,pvc)等。
95.防护构件60的至少部分设置于注液孔411内,在端盖组件40应用于电池单体时,防护构件60一方面起到将电池单体内的惰性气体引流至第一气流通道70的作用;另一方面起到降低电解液流至密封构件50和端盖41连接处的风险。
96.具体地,防护构件60内具有第二气流通道80,防护构件60能够通过发生形变例如收缩和/或膨胀,调控第二气流通道80的状态。
97.示例性地,防护构件60发生收缩时,第二气流通道80开启,第二气流通道80处于第一状态,其能够连通防护构件60背离密封构件50的一侧和第一气流通道70,以使惰性气体能够流至第一气流通道70处,便于对注液孔411处的密封性能进行检测。图7示出了第二气流通道80处于第一状态下的示意图,图中的箭头方向表示惰性气体流动的方向。
98.防护构件60发生膨胀时,第二气流通道80封闭,第二气流通道80处于第二状态,将断开防护构件60背离密封构件50的一侧和第一气流通道70,降低惰性气体和电解液流至第一气流通道70的可能性,从而在电池单体正常循环充放电过程中,对密封构件50起到防护作用。图8示出了第二气流通道80处于第二状态下的示意图。
99.或者,也可以通过防护构件60与密封构件50相互配合,达到调控第二气流通道80状态的目的。
100.根据本技术实施例的端盖组件40,密封构件50连接端盖41的背离电极组件的端部412,能够密封注液孔411,在端盖组件40应用至电池单体时,能够保证电池单体的密封性能,降低电解液泄露的风险。防护构件60的第二气流通道80在处于第一状态时,第二气流通道80能够引导位于防护构件60背离密封构件50的一侧的惰性气体流至第一气流通道70处,便于对注液孔411的密封性能进行检测。防护构件60的第二气流通道80在处于第二状态时,第二气流通道80封闭,能够断开位于防护构件60背离密封构件50的一侧与第一气流通道
70,降低惰性气体和电解液流至第一气流通道70的风险,从而降低电解液对密封构件50的腐蚀损伤,保证密封构件50对注液孔411的密封性能,从而能够延长端盖组件40的使用寿命,并在端盖组件40应用于电池单体时,提高电池单体的使用寿命。
101.本技术实施例的密封构件50具有多种结构形式,例如密封构件50可以与防护构件60不直接接触,也可以与防护构件60相配合,接下来对密封构件50的结构形式进行说明。
102.请继续参阅图8,在一些实施例中,密封构件50可以包括密封主体51。密封主体51连接于端盖41的背离电极组件的端盖41且密封注液孔411。防护构件60通过自身的收缩和/或膨胀,实现第二气流通道80的连通或断开,实现密封性能检测。
103.图9是图5所示的端盖组件中的第二气流通道于第一状态下在a处的另一种局部放大示意图;图10是图5所示的端盖组件中的第二气流通道于第二状态下在a处的另一种局部放大示意图。
104.如图9和图10所示,为了提高防护构件60在端盖41上的连接稳定性,降低防护构件60掉落的风险,可以将防护构件60和密封构件50的结构相配合。在另一些实施例中,密封构件50可以包括密封主体51和延伸件52。密封主体51连接于端盖41的背离电极组件的端部412,且密封注液孔411;以及延伸件52连接于密封主体51,延伸件52的至少部分位于第二气流通道80内。第二气流通道80于第一状态下,防护构件60和延伸件52之间具有间隙,以使第二气流通道80连通防护构件60背离密封构件50的一侧和第一气流通道70;第二气流通道80于第二状态下,防护构件60和延伸件52相接触,以使第二气流通道80封闭。
105.延伸件52相对于密封主体51延伸且延伸至防护构件60内,通过防护构件60和延伸件52之间的配合,调控第二气流通道80的状态。
106.本技术实施例可以通过防护构件60自身的收缩和/或膨胀,使得第二气流通道80开启或封闭。示例性地,如图9所示,在防护构件60收缩时,防护构件60和延伸件52之间具有间隙,第二气流通道80开启,第二气流通道80处于第一状态。如图10所示,在防护构件60膨胀时,防护构件60和延伸件52相接触,二者之间基本无间隙,第二气流通道80封闭,第二气流通道80处于第二状态。
107.请继续参阅图10,作为一些示例,延伸件52可以包括第一延伸部521。第一延伸部521连接于密封主体51,且位于第二气流通道80内。第一延伸部521与防护构件60相配合,实现调控第二气流通道80状态的目的。由于第一延伸部521位于第二气流通道80内,第一延伸部521和防护构件60整体的占用空间较小,在端盖组件应用于电池单体时,能够提高电极组件的占用空间,从而提高电池单体的能量密度。
108.图11是图5所示的端盖组件中的第二气流通道于第二状态下在a处的又一种局部放大示意图。
109.如图11所示,作为另一些示例,延伸件52可以包括第一延伸部521和第二延伸部522;第一延伸部521连接于密封主体51,且位于第二气流通道80内;以及第二延伸部522,连接于第一延伸部521的背离密封主体51的一侧,且第二延伸部522位于防护构件60的背离密封主体51的一侧,沿注液孔411的轴向x,第二延伸部522的投影与防护构件60的投影至少部分重叠。在图11中,x方向表示注液孔411的轴向。
110.第一延伸部521和第二延伸部522可以与防护构件60进行配合,实现调控第二气流通道80的目的。第二延伸部522位于防护构件60的背离密封主体51的一侧,且第二延伸部
522覆盖防护构件60的至少部分,第二延伸部522能够对防护构件60起到防护作用,降低防护构件60在发生膨胀或收缩过程中,掉落的风险,提高端盖整体的稳定性。
111.在防护构件60膨胀时,第一延伸部521和第二延伸部522与防护构件60之间均具有间隙,从而使得第二气流通道80开启;在防护构件60收缩时,第一延伸部521和第二延伸部522中的至少一者与防护构件60相接触,从而使得第二气流通道80封闭。
112.本技术实施例的防护构件60具有多种结构形式,防护构件60可以与密封构件50配合使用,实现第二气流通道80的状态调节;防护构件60也可以通过自身的膨胀或收缩性能,实现第二气流通道80的状态调节,接下来对防护构件60的结构形式进行具体说明。
113.图12是图5所示的端盖组件中的第二气流通道于第一状态下在a处的再一种局部放大示意图;图13是图5所示的端盖组件中的第二气流通道于第二状态下在a处的再一种局部放大示意图。
114.如图12和图13所示,在一些实施例中,防护构件60和密封构件50的结构相配合,实现第二气流通道80的状态调节。具体地,防护构件60可以包括本体部61和第一连接部62,本体部61设置于注液孔411内,且环绕设置于第一延伸部521外;第一连接部62连接于第二延伸部522的面向本体部61的一侧,其中,第二气流通道80沿注液孔411的轴向x贯穿本体部61,并延伸至本体部61和第一连接部62之间。
115.本体部61和第一连接部62中的至少一者具有形变功能。
116.作为一些示例,第一连接部62能够发生形变,如图12所示,在第一连接部62收缩时,第一连接部62朝向背离本体部61的方向收缩,本体部61和第一连接部62之间产生间隙,惰性气体能够由本体部61和第一连接部62之间流入,进而流至本体部61和第一延伸部521之间,再然后流至第一气流通道70。惰性气体经过多次转向流至第一气流通道70,可以降低惰性气体对密封构件50的冲击力,保证密封构件50和端盖41之间的连接稳定性。如图13所示,在第一连接部62膨胀时,第一连接部62朝向本体部61的方向膨胀,第一连接部62和本体部61相贴合,第二气流通道80封闭。
117.图14是图5所示的端盖组件中的第二气流通道于第二状态下在a处的再一种局部放大示意图。如图14所示,进一步地,本体部61和第一延伸部521之间可以具有间隙,该间隙不受收缩和/或膨胀的影响。
118.作为另一些示例,本体部61能够发生形变,在本体部61收缩时,本体部61朝向背离第一连接部62的方向收缩,本体部61和第一连接部62之间产生间隙,惰性气体能够由本体部61和第一连接部62之间流入,进而流至本体部61和第一延伸部521之间,再然后流至第一气流通道70。在此情况下,本体部61和第一延伸部521之间可以具有间隙,该间隙可以不受收缩和/或膨胀的影响。当然由于本体部61本身具有收缩功能,该间隙也可以是在本体部61收缩时所产生。
119.作为再一些示例,本体部61和第一连接部62均具有形变能力,能够发生收缩和/或膨胀。
120.图15是图5所示的端盖组件中的第二气流通道于第一状态下在a处的再一种局部放大示意图;图16是图5所示的端盖组件中的第二气流通道于第二状态下在a处的再一种局部放大示意图。
121.如图15和图16所示,在另一些实施例中,防护构件60通过自身的收缩和/或膨胀性
能,实现第二气流通道80的状态调节。具体地,防护构件60包括本体部61和第二连接部63;本体部61设置于注液孔411内;以及第二连接部63至少部分设置于本体部61内,其中,第二气流通道80的至少部分形成于第二连接部63和本体部61之间;于第一状态下,本体部61和第二连接部63之间具有间隙,以使第二气流通道80连通防护构件60背离密封构件50的一侧和第一气流通道70;于第二状态下,本体部61和第二连接部63相接触,以使第二气流通道80封闭。
122.本体部61和第二连接部63中的至少一者具有形变能力,能够发生收缩和/或膨胀。
123.示例性地,第二连接部63具有收缩和/或膨胀能力;在第二连接部63收缩时,第二连接部63朝向背离本体部61的方向收缩,本体部61和第二连接部63之间产生间隙,惰性气体能够由本体部61和第二连接部63之间流入,然后流至第一气流通道70。在此情况下,本体部61可以不具有收缩和/或膨胀能力,本体部61可以与注液孔411的孔壁4111相接触,起到将防护构件60固定在端盖41上的作用。
124.或者,本体部61具有收缩和/或膨胀能力,在本体部61收缩时,本体部61朝向背离第二连接部63的方向收缩,本体部61和第二连接部63之间产生间隙,惰性气体能够由本体部61和第二连接部63之间流入,然后流至第一气流通道70。
125.或者,本体部61和第二连接部63均具有形变能力,能够发生收缩和/或膨胀。在此情况下,本体部61发生收缩时,本体部61和注液孔411的孔壁4111之间可能会产生间隙,本体部61具有从端盖41脱落的风险,为了降低防护构件60脱落的风险,进一步地,可以将本体部61和密封构件50连接。当然,在本体部61发生收缩时,本体部61和注液孔411的孔壁4111之间也可能不产生间隙,在此情况下,本体部61也可以与密封构件50不连接。
126.请继续参阅图15和图16,作为一些示例,第二气流通道80包括沿注液孔411的轴向x依次设置的第一孔段81和第二孔段82,第一孔段81连通第二孔段82和第一气流通道70,第一孔段81的孔径大于第二孔段82的孔径,其中,第二连接部63设置于第一孔段81内。第一孔段81的孔径大于第二孔段82的孔径,第一孔段81和第二孔段82之间能够形成台阶面,第二连接部63位于该台阶面,换言之,该台阶面给予第二连接部63以支撑作用。在第二连接部63/或本体部61发生形变的过程中,降低第二连接部63掉落的风险,保证端盖组件整体的稳定性。
127.当然,为了进一步提高端盖组件整体的稳定性,也可以进一步将第二连接部63与密封构件50连接。
128.图17是图5所示的端盖组件中的第二气流通道于第一状态下在a处的再一种局部放大示意图。
129.如图17所示,作为另一些示例,第二连接部63的至少部分沿注液孔411的轴向x延伸并贯穿本体部61,且第二连接部63与密封构件50连接。第二连接部63与密封构件50连接,降低第二连接部63从端盖组件脱落的风险,从而提高端盖组件整体的稳定性。第二连接部63沿注液孔411的轴向x贯穿本体部61,第二连接部63和本体部61中的至少一者发生收缩时,惰性气体可以及时由第二气流通道80流至第一气流通道70处,便于注液孔411处的密封性能的快速检测。
130.图18是图5所示的端盖组件中的第二气流通道于第一状态下在a处的再一种局部放大示意图;图19是图5所示的端盖组件中的第二气流通道于第二状态下在a处的再一种局
部放大示意图。
131.如图18和图19所示,进一步地,第二连接部63包括第一子部631和第二子部632;第一子部631与密封构件50连接,并贯穿本体部61;以及第二子部632连接于第一子部631的背离密封构件50的一侧,且位于本体部61的背离密封构件50的一侧其中,于第一状态下,本体部61和第二子部632之间具有间隙,以使第二气流通道80连通防护构件60背离密封构件50的一侧和第一气流通道70;于第二状态下,本体部61和第二子部632相接触,以使第二气流通道80封闭。
132.在本体部61和第二连接部63中的至少一者发生收缩时,本体部61和第二子部632之间产生间隙,惰性气体能够由本体部61和第二子部632之间流入,进而流至本体部61和第一子部631之间,再然后流至第一气流通道70。惰性气体经过多次转向流至第一气流通道70,可以降低惰性气体对密封构件50的冲击力,保证密封构件50和端盖之间的连接稳定性。
133.请继续参阅图19,为了进一步降低防护构件60在发生收缩和/或膨胀的过程中从端盖41脱落的风险,将防护构件60和密封构件50进行连接。在一些实施例中,防护构件60包括与密封构件50连接的第一端64,第一端64为防护构件60的背离注液孔411的轴线的端部;第一端64包括连通第一气流通道70和第二气流通道80的通孔641。将防护构件60的背离注液孔411的轴线的端部与密封构件50连接,能够提高二者之间的连接强度,从而保证端盖组件整体的结构稳定性;并且在第一端64开设通孔641,有利于惰性气体从第一气流通道70流至第二气流通道80进行注液孔411处的密封性能的检测。
134.图20是图5所示的端盖组件中的第二气流通道于第二状态下在a处的再一种局部放大示意图。
135.如图20所示,在另一些实施例中,防护构件60与注液孔411的孔壁4111相接触,防护构件60包括第一端64,第一端64为防护构件60的背离注液孔411的轴线的端部;沿注液孔411的轴向x,密封构件50的至少部分与第一端64间隔设置。防护构件60可以通过第一端64固定于端盖41上,防护构件60不容易从端盖41脱落;并且第一端64和密封构件50间隔设置,惰性气体可以直接由第二气流通道80流至第一气流通道70,有利于对注液孔411处的密封性能的及时检测。
136.请继续参阅图20,在一些实施例中,防护构件60可以与注液孔411过盈配合,防护构件60与注液孔411的孔壁4111之间保持预紧力,防护构件60不易从注液孔411脱落至电池单体内部。并且,由于防护构件60与注液孔411的孔壁4111紧密贴合,能够降低碎屑或粉尘进入防护构件60与注液孔411的孔壁4111之间的可能性。防护构件60与注液孔411通过过盈配合方式实现连接,使得二者组装过程简便高效,提高组装工作效率。
137.防护构件60可以为柔性结构体,通过挤压防护构件60而将防护构件60压入注液孔411内,并且防护构件60在自身弹性回复力的作用下,防护构件60可以与注液孔411的孔壁4111形状相匹配适应。
138.请继续参阅图20,在一些实施例中,防护构件60包括第二端65,第二端65为防护构件60的凸出于端盖41的端部。第二端65凸出于端盖41,有利于增大惰性气体的流入空间,便于惰性气体的快速流入,提高密封性能的检测效率。并且在防护构件60与注液孔411过盈配合时,第二端65凸出于端盖41,有利于提高防护构件60和注液孔411之间的密封性能。
139.进一步地,第二端65的至少部分为锥形、圆柱形或圆台形,在防护构件60装配至注
液孔411时起到引导作用,有利于防护构件60的快速装配。
140.在另一些实施例中,防护构件60的表面也可以与端盖41的表面平齐,如此可以降低端盖组件整体的占用空间,在端盖组件应用于电池单体时,提高电极组件的占用空间,从而提高电池单体的能量密度。
141.本技术实施例的防护构件60的至少部分具有收缩和/或膨胀性能,其可以设置为膨胀结构体,其能够根据温度变化进行形态变化。在一些实施例中,防护构件60可以整体设置为膨胀结构体,利用其自身的收缩和/或膨胀性能,实现惰性气体的流通,和降低电解液流入的风险。
142.作为一些示例,膨胀结构体可以为有机聚合物材质,在温度发生变化时,产生收缩和/或膨胀。进一步地,膨胀结构体的膨胀系数为1.0
×
10-4
/℃~1.0
×
10-2
/℃,在上述范围内,膨胀结构体的膨胀性能适中,在能够产生间隙的同时,不会过度挤压注液孔411和密封构件50等,保证端盖组件整体的结构稳定性。
143.作为另一些示例,膨胀结构体也可以为记忆合金结构体,在温度发生变化时,记忆合金结构体能够发收缩和/或膨胀。
144.在一些实施例中,防护构件60的至少部分可以为透气结构体,惰性气体能够通过防护构件60流至第一气流通道70,从而提高检测密封性能的效率。
145.具体地,防护构件60对电解液的渗透性能小于对惰性气体的渗透性能,即,防护构件60能够在保证惰性气体流至第一气流通道70的基础上,在一定程度上降低电解液经防护构件60流入第一气流通道70的风险。
146.示例性地,透气结构体在压力差为1.013
×
105pa,温度为25℃下,对惰性气体的渗透系数1.0
×
10-17
m2/(s*pa)~1.0
×
10-12
m2/(s*pa)。
147.示例性地,透气结构体在压力差为1.013
×
105pa,温度为25℃下,对电解液的渗透系数1.0
×
10-14
g/(cm*s*pa)~1.0
×
10-12
g/(cm*s*pa)。
148.如图5至图8所示,作为本技术一具体实施例,端盖组件40包括端盖组件40包括端盖41、密封构件50和防护构件60;端盖41设置有注液孔411,注液孔411贯穿端盖41;密封构件50连接于端盖41的背离电池单体的电极组件的端部,且密封注液孔411,密封构件50和端盖41之间具有第一气流通道70;防护构件60的至少部分设置于注液孔411内,防护构件60内具有第二气流通道80,其中,第二气流通道80包括第一状态和第二状态,于第一状态下,第二气流通道80连通防护构件60背离密封构件50的一侧和第一气流通道70,于第二状态下,第二气流通道80封闭。防护构件60可以整体设置为膨胀结构体。通过防护构件60的收缩/或膨胀,实现第二气流通道80的开启或封闭。
149.虽然已经参考优选实施例对本技术进行了描述,但在不脱离本技术的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件,尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本技术并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
再多了解一些

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