一种改进型锂电池负极端封口结构的制作方法

1.本发明涉及一种锂电池端部的封口结构，具体是指一种改进型锂电池负极端封口结构。


背景技术：

2.目前，全极耳圆柱型锂电池具有大容量、充电快、电池热失控性能优越、内部承压能力强和便于自动化生产等优点，从而成为未来电池的主流发展方向，而在锂电池的生产过程中，往往都需要将外壳的端部进行封口以形成锂电池的正极端和负极端，而负极端的封口结构对于锂电池的设计和生产工艺来说又显得非常重要。具体的说就是锂电池负极端的封口结构既要符合锂电池性能的使用要求，又要符合工艺性要求和实现生产设备自动化的要求；然而，传统的锂电池负极端封口结构设计过于复杂，导致上述三个使用要求无法全部兼顾，这也使得锂电池负极端的封口无法达到最好的结构状态。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题在于克服现有技术的缺陷而提供一种结构简单、性能优良、能简化生产工艺和更好满足生产设备自动化需要的改进型锂电池负极端封口结构。
4.本发明的技术问题通过以下技术方案实现：一种改进型锂电池负极端封口结构，包括外壳、外壳内的电芯，以及安装在外壳端部并将所述电芯封闭在内的集流片；所述的集流片上设有注液孔，集流片外设有底盖，集流片与底盖之间设有密封圈，以及盖合封闭所述注液孔的集流盖，该集流盖上设有与注液孔相贯通的集流孔；所述的电芯、集流片、集流盖和底盖形成导电，所述的底盖是一个闷盖或带有安装孔的通盖；所述的底盖是一个闷盖，该底盖内端面设有密封塞，且底盖安装在外壳端部并带动密封塞直接密封封闭所述集流孔；所述的底盖是一个通盖，该底盖外设有与底盖形成导电的外盖，且在外盖内端面设有密封块，该外盖带动密封块同时封闭集流孔和安装孔，或外盖直接盖合安装孔并同时封闭集流孔。
5.所述的集流片外圆周设有向外翻折的折边，所述的外壳外圆周面上设有圆周环绕并压制所述折边的滚槽。
6.所述的密封塞与集流孔之间形成锥面接触密封；所述的密封塞内设有沿轴心线贯通的防爆孔和安装在防爆孔内的防爆阀，该防爆孔、集流孔和注液孔处于同一轴心线上。
7.所述的密封塞外端面设有圆周围合在防爆孔外围的引流环槽，还设有若干个分别连通防爆孔和引流环槽的引流支槽。
8.所述的底盖上设有防爆阀，该防爆阀位于引流环槽上方或引流支槽上方。
9.所述的外盖直接盖合安装孔并同时封闭集流孔，该外盖的外端盖合在底盖外面或外盖的外端盖合在集流盖外面并与所述底盖平齐。
10.所述的密封块是由小圆柱和大圆柱同轴连体而成的阶梯轴块，且密封块的小圆柱密封封闭集流孔，密封块的大圆柱密封封闭安装孔。
11.所述的大圆柱与集流孔为平面接触密封。
12.所述的集流盖外圆周面设有外锥面，该外锥面与所述密封圈构成锥面接触密封；所述的集流盖与注液孔为锥面接触盖合封闭。
13.所述的密封塞嵌装固定在底盖的内端面上，且密封塞和底盖处于同一轴心线上；所述的密封块嵌装固定在外盖的内端面上，且密封块和外盖处于同一轴心线上。
14.与现有技术相比，本发明主要是将底盖根据实际情况设计成是一个闷盖或带有安装孔的通盖；这样，当底盖设计成闷盖时，该底盖内端面可设有密封塞，且底盖安装在外壳端部并带动密封塞直接密封封闭集流盖上的集流孔；当底盖设计成一个通盖，需要在底盖外再设有与底盖形成导电的外盖，且在外盖内端面设有密封块，则外盖带动密封块就能同时封闭集流孔和安装孔，或外盖直接盖合安装孔并同时封闭集流孔。显然，上述改进结构相比传统的锂电池负极端封口结构，由于只是通过对底盖的设计，并配合底盖上的密封塞或密封块、外盖等，即可将集流盖上的集流孔进行密封封闭，既不影响锂电池的注液，又能在保证使用性能优良的基础上实现较好的密封效果，而且该负极端封口结构的设计也更为简单；另外，集流片外圆周还设有向外翻折的折边，它能使集流片对电芯的密封封闭结构更加可靠。以上这些设计结构都能简化生产工艺和更好满足生产设备自动化的需要。
附图说明
15.图1为本发明第一种负极端封口结构的剖视结构示意图。
16.图2为图1的a处放大图。
17.图3为图1的半剖立体图。
18.图4为本发明第二种负极端封口结构的剖视结构示意图。
19.图5为图4的b处放大图。
20.图6为图5中卸去底盖和密封块的剖视结构示意图。
21.图7为图4的c处放大图。
22.图8为图4的半剖立体图。
23.图9为本发明第三种负极端封口结构的剖视结构示意图。
24.图10为图9的d处放大图。
25.图11为本发明第四种负极端封口结构的剖视结构示意图。
26.图12为图11的e处放大图。
27.图13为密封塞的剖视结构示意图。
28.图14为图13的左视图。
29.图15为图13的立体图。
30.图16为密封块的剖视结构示意图。
31.图17为其中一种样式的集流盖剖视结构示意图。
32.图18为另一种样式的集流盖剖视结构示意图。
具体实施方式
33.下面将按上述附图对本发明实施例再作详细说明。
34.如图1~图18所示，1.外壳、11.滚槽、2.电芯、3.集流片、31.注液孔、32.折边、4.底
盖、41.安装孔、5.密封圈、6.集流盖、61.集流孔、62.内锥面、63.平面、64.外锥面、7.密封塞、71.防暴孔、72.引流环槽、73.引流支槽、8.密封块、81.小圆柱、82.大圆柱。
35.一种改进型锂电池负极端封口结构，如图1、图4、图9、图11所示，主要涉及了圆柱型锂电池负极端的封口结构，其包括金属制的圆柱型外壳1、设置在外壳内的电芯2，以及安装在外壳端部并将电芯2封闭在内的集流片3，该集流片上设有注液孔31以便于向外壳1内注入电解液。
36.并且，集流片3外圆周设有向外翻折的折边32，该折边可被外壳1外圆周面上作圆周环绕设置的滚槽11进行压制，不但使集流片3对电芯2的密封封闭结构更加可靠，而且带有折边32的集流片3也更方便自动化生产设备的输送和装配。
37.所述的集流片3外设有底盖4，该底盖外沿与外壳1端部的内沿主要通过圆周卷边工艺固定成一体，在集流片3与底盖4之间设有密封圈5进行间隔，以及采用锥面接触盖合封闭注液孔31的集流盖6，该集流盖上设有与注液孔31相贯通的集流孔61，而集流盖6与密封圈5之间也采用了锥面接触密封，具体是在集流盖6外圆周面设有外锥面64，并由该外锥面与密封圈5构成锥面接触密封。
38.所述的电芯2、集流片3、集流盖6和底盖4形成导电，以便于在底盖4上引出负极电流，而集流盖6与底盖4之间主要采用焊接导电连接。
39.所述的底盖4是一个闷盖或带有安装孔41的通盖；其中，如果底盖4是一个闷盖，也就是如图1~图3所示的第一种负极端封口结构，该底盖4内端面需设有嵌装固定的密封塞7，且密封塞7和底盖4正好处于同一轴心线上，则将底盖4安装在外壳1端部时，就会带动密封塞7直接密封封闭集流孔61。
40.同时，密封塞7与集流孔61之间主要采用锥面接触密封，即如图17所示，集流孔61是一个外大内小的锥孔，而密封塞7是一个外大内小的锥塞，则密封塞7通过锥状外圆周面就能与集流孔61的内锥面62作圆周接触密封，这样的形状设计能够更好的提高密封塞7的密封性能；因此，底盖4连同密封塞7就能够形成一体而密封安装在外壳1的端部，从而形成密封效果可靠的负极端封口结构。
41.所述的密封塞7如图13~图15所示，该密封塞7内设有沿轴心线贯通的防爆孔71，故防爆孔、集流孔61和注液孔31均处于同一轴心线上，在防爆孔71内设有防爆阀起到第一道安全防护作用；所述的密封塞7外端面设有圆周围合在防爆孔71外围的引流环槽72，还设有若干个分别连通防爆孔71和引流环槽72的引流支槽73，本实施例一共设计了四个呈十字形分布的引流支槽73。
42.这样，外壳1内泄漏的气流就能通过若干个引流支槽73和引流环槽72进行分流泄压；并且，底盖4上也可设有防爆阀，该防爆阀位于引流环槽72上方或引流支槽73上方，主要起到第二道安全防护作用。
43.显然，密封塞7内的防爆阀和底盖4上的防爆阀都能起到安全防爆的作用，从而更好的保证了锂电池的使用安全。
44.如果底盖4是一个通盖，该底盖4外还需设有一个外盖9，并且外盖主要分为三种封闭结构，也就是如图4~图8所示的第二种负极端封口结构，它是在外盖9内端面设有嵌装固定的密封块8，该密封块8和外盖9正好处于同一轴心线上，则外盖9带动密封块8就能同时密封封闭集流孔61和安装孔41，而外盖9与底盖4之间也能形成导电，以在外盖9上引出负极电
流，两者之间主要也采用焊接导电连接。
45.其中，密封块8如图16所示，是由小圆柱81和大圆柱82同轴连体而成的阶梯轴块，且密封块8的小圆柱81可用于密封封闭集流孔61，密封块8的大圆柱82可用于密封封闭安装孔41。
46.另外，采用密封块8进行密封封闭时，集流孔61和安装孔41如图18所示均为圆柱孔，则大圆柱82与集流孔61为平面63接触密封。
47.而图9、图10所示为第三种负极端封口结构，图11、图12所示为第四种负极端封口结构，这两种负极端封口结构都是不带密封块8的，也就是外盖9直接盖合安装孔41并同时封闭集流孔61，具体是外盖9中部设有下沉结构，并通过该下沉结构依次延伸入安装孔41和集流孔61内，进而盖合安装孔41并同时封闭集流孔61。
48.并且，第三种负极端封口结构是外盖9的外端盖合在底盖4外面，则外盖需要与底盖4之间进行焊接导电连接，以使外盖9与底盖4之间形成导电，从而在外盖9上引出负极电流；第四种负极端封口结构是外盖9的外端盖合在集流盖6外面并与底盖4平齐，则外盖需要与集流盖6之间进行焊接导电连接，以使外盖与集流盖之间形成导电，从而也在外盖9上引出负极电流；因此，采用这两种特殊设计的外盖，主要也是为了方便外盖9的自动化输送、抓取和装配。
49.当然，不管第一种负极端封口结构中涉及的密封塞7，还是第二种负极端封口结构中涉及的密封块8，它们都具有另外一个功能，即将外壳1内的电解液与金属制的底盖4进行隔离，防止电解液直接接触底盖4，故在起到密封作用的同时，还能避免底盖4因直接接触到电解液被腐蚀，从而影响到锂电池的使用性能。
50.本发明这种改进结构相比传统的锂电池负极端封口结构，由于只是通过对底盖4的设计，并配合底盖4上的密封塞7或密封块8、外盖9等，即可将集流盖6上的集流孔61进行密封封闭，既不影响锂电池的注液，又能在保证使用性能优良的基础上实现较好的密封效果，而且该负极端封口结构的设计也更为简单，故能简化生产工艺和更好满足生产设备自动化的需要。
51.以上所述仅是本发明的具体实施例，本领域技术人员应该理解，任何与该实施例类似的结构设计，均应包含在本发明的保护范围之内。