阀体及电池模组的制作方法

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种阀体及电池模组。

背景技术：

目前，为了提高电池模组的能量密度及降低电池模组的成本，塑胶壳电池正在被研发以代替金属壳电池，但由于塑胶壳的水汽阻隔性能不佳，塑胶壳电池在成组时要求模组壳体要密封，因此，在电池模组成组后需对电池模组的密封性进行检测。另外，为避免模组内部气压过大，模组壳体上需设置有单向阀，来平衡电池模组的内外部气压。

其中，密封性能检测最有效的方案是氦检，具体地，相关技术中采用的氦检方案为：通过模组壳体上安装孔(用于安装单向阀的孔)向模组壳体内进行注氦进行检测，检测完成后需将单向阀焊接于安装孔内，然后再对单向阀与安装孔之间的焊缝进行二次氦检，以保证电池模组的密封性，

上述方案有以下两项弊端：1、氦检工艺复杂，需检测两次，导致电池模组生产工序增多，设备投入高；2、单向阀焊接为电池模组生产的最后一道工序，一旦出现焊接缺陷将导致整个电池模组报废。

技术实现要素：

本申请提供了一种阀体及电池模组，不仅可以平衡电池模组内外部气压，而且还可简化工序。

本申请第一方面提供了一种阀体，用于电池模组，其包括：

阀壳体，所述阀壳体包括外气口、内气口及连通所述外气口与所述内气口的主通道；

活塞，所述活塞包括与所述外气口连通的第一气口及与所述第一气口连通的第二气口，所述活塞在靠近和远离所述外气口的方向上活动安装于所述主通道，所述活塞向靠近所述外气口的方向运动，以使所述阀壳体的壁面密封所述第二气口，所述活塞向远离外气口的方向运动，以使所述第二气口与所述内气口连通；

阀芯，所述阀芯安装于所述主通道，所述阀芯包括与所述内气口连通的进气口及与所述进气口连通的出气口；

阀盖，所述阀盖在靠近和远离所述阀芯的方向上活动安装于所述主通道，所述阀盖向靠近所述阀芯的方向运动，以使所述阀盖密封所述出气口，所述阀盖向远离阀芯的方向运动，以使所述出气口与所述外气口连通。

可选地，还包括弹性复位件，所述活塞通过所述弹性复位件活动安装于所述主通道。

可选地，所述弹性复位件设置于所述活塞背离所述外气口的一侧。

可选地，所述活塞与所述阀芯密封连接并围成容纳腔，所述阀盖位于所述容纳腔内并与所述容纳腔的内壁面之间具有缝隙，且所述活塞包括第三气口，所述第三气口连通所述第一气口及所述容纳腔。

可选地，所述阀盖包括帽体及设置在所述帽体的内壁面上的环状密封凸起，所述帽体通过所述环状密封凸起套设在所述阀芯上。

可选地，还包括密封件，所述密封件安装于所述阀壳体，所述第二气口通过所述密封件与所述阀壳体抵靠。

可选地，所述第二气口的轴向与所述活塞的运动方向平行。

可选地，所述第二气口呈环状，所述第二气口环绕设置于所述第一气口的外侧。

可选地，所述阀壳体为柱状结构，所述外气口及所述内气口在所述阀壳体的轴向上相对设置。

本申请第二方面提供了一种电池模组，其包括：

模组壳体，所述模组壳体具有安装腔；

单体电池，所述单体电池安装于所述安装腔内；以及

上述任一项所述的阀体，所述阀壳体与所述模组壳体密封连接，所述外气口与外界大气连通，且所述内气口与所述安装腔连通。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请所提供的阀体，在未对电池模组内部进行密封性检测时，第二气口与阀壳体的壁面抵靠以实现自身密封，从而可保证电池模组的密封可靠性；而在对电池模组内部进行密封性检测时，充氦嘴可通过阀壳体的外气口推动活塞，使活塞向远离外气口的方向运动，从而使活塞的第二气口与阀壳体的壁面之间具有间隙，此时，第二气口与阀壳体的主通道连通，氦气可依次经过第一气口、第二气口、主通道及内气口进入到模组壳体的容纳腔内，以对电池模组进行氦检；在电池模组内外的气压平衡时，阀盖密封阀芯的出气口，以保证电池模组的密封可靠性；在电池模组发生产气反应时，模组壳体的容纳腔内的气压达到预设值，阀盖在容纳腔内的气压作用下向远离阀芯的方向上活动，使得阀盖与出气口处于非密封状态，此时，气体可依次通过阀壳体的内气口、阀芯的进气口、阀芯的出气口及阀壳体的外气口排至外界大气中，以平衡电池模组内外部的气压，保证电池模组使用过程中的安全性。本实施例中，通过将阀体应用于电池模组，不仅能够平衡电池模组内外部气压，而且还能够在阀体与电池模组的模组壳体组装后实现电池模组的氦检工艺，相比于相关技术，不需要对电池模组进行多次氦检，即：通过一次氦检工艺即可对整个电池模组进行密封性检测，降低了电池模组密封性检测的难度，以及提高了电池模组的生产优率。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

图1为本申请实施例所述的电池模组的结构示意图；

图2为本申请实施例所述的阀体的剖视结构示意图；

图3为图2中所示的阀体在充氦时的示意图；

图4为图2中所示的阀体在排气时的示意图。

附图标记：

1-模组壳体；

2-阀体；

20-阀壳体；

200-主体部；

200a-主通道；

200b-内气口；

200c-凸部；

201-盖板；

201a-外气口；

201aa-导向斜面；

21-活塞；

210-第一气口；

211-第二气口；

212-第三气口；

22-阀芯；

220-进气口；

221-出气口；

222-凹槽；

23-阀盖；

230-帽体；

231-环状密封凸起；

24-弹性复位件；

25-密封件；

3-充氦嘴。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”及“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个或两个以上；除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

为了更好地理解本申请，下面结合图1至图4对本申请实施例的阀体进行详细描述。

图1为本申请实施例所述的电池模组的结构示意图；图2为本申请实施例所述的阀体的剖视结构示意图；图3为图2中所示的阀体在充氦时的示意图；图4为图2中所示的阀体在排气时的示意图。

结合图1至图4所示，本申请实施例的阀体2可应用于电池模组，该电池模组可包括具有安装腔的模组壳体1及安装于模组壳体1内的单体电池，本申请的阀体2可密封连接于模组壳体1，其中，电池模组可通过此阀体2平衡自身内外部气压，以保证电池模组使用过程中的安全性，另外，该电池模组可通过此阀体2向电池模组的内部注氦，即：该电池模组可通过此阀体2进行氦检工艺，以对电池模组的密封性进行检测。

结合图2至图4所示，本申请中的阀体2包括阀壳体20、活塞21、阀芯22及阀盖23。该阀壳体20可包括外气口201a、内气口200b及连通外气口201a与内气口200b的主通道200a，该外气口201a可与外界大气连通，内气口200b可与模组壳体1的安装腔连通；其中，活塞21、阀芯22及阀盖23可安装于阀壳体20的主通道200a内，且阀壳体20可与模组壳体1密封连接，该阀壳体20可起到支撑及保护活塞21、阀芯22及阀盖23的作用，而活塞21可与阀壳体20相配合，以对电池模组的密封性进行检测，阀盖23可与阀芯22相配合，以平衡电池模组内外部气压。

具体地，本实施例中的活塞21可包括与外气口201a连通的第一气口210及与第一气口210连通的第二气口211，且活塞21可在靠近和远离外气口201a的方向上活动，也就是说，该活塞21可在靠近和远离外气口201a的方向上活动安装于主通道200a，其中，在未对电池模组内部进行密封性检测时，如图2所示，第二气口211与阀壳体20的壁面抵靠以实现自身密封，从而可保证电池模组的密封可靠性；而在对电池模组内部进行密封性检测时，充氦嘴3可通过阀壳体20的外气口201a推动活塞21，使活塞21向远离外气口201a的方向运动，从而使活塞21的第二气口211与阀壳体20的壁面之间形成间隙，此时，第二气口211与阀壳体20的内气口200b连通，氦气可依次经过第一气口210、第二气口211、主通道200a及内气口200b进入到模组壳体1的安装腔内(如图3中虚线箭头所示的路径)，以对电池模组进行氦检，其中，在完成氦检工艺后，即：将充氦嘴3向活塞21施加的推力撤除，该活塞21可向靠近外气口201a的方向运动，以使第二气口211复位至与阀壳体20的壁面相抵靠的状态，该阀壳体20的壁面密封第二气口211，也就是说，在完成氦检工艺后，该活塞21可进行复位，这样设计可保证电池模组的密封性，从而可保证电池模组的使用安全性。

需要说明的是，在使用充氦嘴3推动活塞21向远离外气口201a的方向运动时，为了保证充氦嘴3能够顺利地与活塞接触，需将外气口201a的开口面积设计的大于第一气口210的开口面积。

另外，本实施例中的阀芯22包括与内气口200b连通的进气口220及与进气口220连通的出气口221，而阀盖23在靠近或远离阀芯22的方向上运动，也就是说，阀盖23在靠近或远离阀芯22的方向上活动安装于主通道200a，以实现对出气口221的密封和打开，其中，在电池模组内外的气压平衡时，如图2所示，阀盖23密封阀芯22的出气口221，以保证电池模组的密封可靠性；在模组壳体1的安装腔内的气压达到预设值时，即：在电池模组发生产气反应时，安装腔内的气压远大于外界气压，阀盖23在安装腔内的气压作用下向远离阀芯22的方向运动，使得阀盖23与出气口221处于非密封状态，此时，出气口221与外气口201a连通，气体可依次通过阀壳体20的内气口200b、阀芯22的进气口220、阀芯22的出气口221及阀壳体20的外气口201a排至外界大气中(如图4中虚线箭头所示的路径)，以平衡电池模组内外部的气压，保证电池模组使用过程中的安全性。其中，在安装腔内的气压小于外界气压时，该阀盖23可在外界气压的作用下向靠近阀芯22的方向运动，使得阀盖23密封阀芯22的出气口221，避免外界气体进入模组内部，保证电池模组的密封可靠性。

值得说明的是，在电池模组发生产气反应时，安装腔内一部分气体可通过阀壳体20的内气口200b作用到活塞21上，使得活塞21具有向靠近外气口201a的方向运动的运动趋势，从而使得活塞21的第二气口211与阀壳体20的壁面更加紧密的抵靠，继而提高第二气口211与阀壳体20的壁面之间的密封可靠性。

由上述可知，通过将本实施例中的阀体2应用于电池模组，不仅能够平衡电池模组内外部气压，而且还能够在阀体2与电池模组的模组壳体1组装后对电池模组进行氦检工艺，相比于相关技术，不需要对电池模组进行多次氦检，即：通过一次氦检工艺即可对整个电池模组进行密封性检测，简化了工序，降低了电池模组密封性检测的难度以及降低了电池模组的制造成本。另外，该阀体2可在零部件级(即：电池模组未组装的情况)与模组壳体1连接(例如：焊接)在一起，相比于相关技术中通过将电池模组基本组装完成(即：就差阀体2未安装的情况)后，然后再将阀体2与模组壳体1连接的方案，本实施例可提升阀体2与模组壳体1的连接优率，即使出现连接缺陷，也可在零部件级检测出来，缓解了整个电池模组报废的情况的发生，从而提高了电池模组的生产优率。

其中，前述提到在对电池模组内部进行密封性检测时，充氦嘴3可通过阀壳体20的外气口201a推动活塞21，也就是说，该外气口201a需要与充氦嘴3配合，因此，为了保证充氦嘴3能够快速插入至外气口201a，该外气口201a可具有导向斜面201aa。

一个可选地实施例中，如图2至图4所示，前述提到的阀盖23可包括帽体230及设置在帽体230的内壁面上的环状密封凸起231，该帽体230通过环状密封凸起231套设在阀芯22上并密封出气口221，这样设计一方面可以保证阀盖23与阀芯22的安装稳定性，另一方面还可保证在电池模组无内外压差时阀盖23与阀芯22的密封可靠性。

需要说明的是，该阀盖23可采用具有一定压缩性的橡胶材料制成，以降低阀盖23与阀芯22的连接难度。另外，在出气口221的轴向方向得到的投影中，该阀芯22上用于套设帽体230的部位的投影位于帽体230的开口的投影内，以便于阀盖23与阀芯22安装。

另一个可选地实施例中，该阀盖23仅包括具有弹性的帽体，该帽体通过过盈配合的方式套设在阀芯22上并密封阀芯22的出气口221，在保证阀体2的密封性的同时，还可降低阀盖23的加工难度。

其中，本申请中的阀壳体20可为柱状结构，且外气口201a及内气口200b在阀壳体20的轴向上相对设置，这样设计可降低阀壳体20的主通道200a内各部件(例如：活塞21、阀芯22、阀盖23等)的组装难度，以及可缩短安装腔内外气体的流通路径，例如：缩短了的氦气进入安装腔的路径，从而可提高氦检效率，以及缩短安装腔内气体的排放路径，从而使得电池模组内外气压快速达到平衡，提高了电池模组的使用安全性。

具体地，该柱状结构可包括主体部200及盖板201，该主体部200具有上述主通道200a及上述内气口200b，且该主体部200上与内气口200b相对的一侧呈开口状，该盖板201密封连接于主体部200的开口端，且该盖板201具有上述外气口201a，其中，该盖板201主要起到限位的作用，以将活塞21、阀芯22、阀盖23等部件稳定地安装于主通道200a内。

需要说明的是，该盖板201与主体部200可通过焊接或卡固的方式连接在一起，以保证盖板201与主体部200的连接强度，以及保证阀体2的密封可靠性。

在本实施例中，前述提到的与活塞21的第一气口210连通的外气口201a及与阀芯22的出气口221连通的外气口201a可为同一个气口，也可为不同的气口，同理，与活塞21的第二气口211连通的内气口200b及与阀芯22的进气口220连通的内气口200b可为同一气口，也可为不同的气口，也就是说，阀壳体20的外气口201a及内气口200b可设置一个，也可设置多个，优选地，阀壳体20的外气口201a及内气口200b均设置一个，该活塞21与阀芯22共用同一个外气口201a及内气口200b，这样设计不仅可以保证阀体2的结构强度，而且还可使阀体2的内部结构更加紧凑，减小阀体2的加工成本。

其中，在活塞21与阀芯22共用同一外气口201a及内气口200b时，该活塞21、阀盖23及阀芯22之间的关系可为：该活塞21与阀芯22密封连接并围成容纳腔，而阀盖23位于容纳腔内并与容纳腔的内壁面之间具有缝隙，且活塞21具有第三气口212，第三气口212连通第一气口210及容纳腔；在模组壳体1的安装腔内的气压达到预设值时，阀盖23在安装腔内的气压作用下向远离阀芯22的方向上活动，使得阀盖23与出气口221处于非密封状态，此时，气体可依次通过阀壳体20的内气口200b、阀芯22的进气口220、阀芯22的出气口221、阀盖23与容纳腔的内壁面之间的缝隙、第三气口212、第一气口210及阀壳体20的外气口201a排至外界大气中(如图4中虚线箭头所示的路径)，以平衡电池模组内外部的气压，保证电池模组使用过程中的安全性。

需要说明的是，该活塞21可与阀芯22通过焊接或粘接的方式连接在一起，以保证活塞21与阀芯22之间的密封可靠性，以免阀体2从活塞21与阀芯22的连接处漏气。

如图2至图4所示，本实施例的阀体2还可包括弹性复位件24，活塞21通过此弹性复位件24活动安装于主通道200a，在对电池模组内部进行密封性检测时，充氦嘴3可通过阀壳体20的外气口201a推动活塞21，使活塞21向远离外气口201a的方向运动，从而使活塞21的第二气口211与阀壳体20的壁面之间具有间隙，其中，在活塞21向远离外气口201a的方向运动时，该弹性复位件24发生弹性形变，在完成氦检工艺后，即：在撤除充氦嘴3向活塞21施加的推动力时，该弹性复位件24恢复弹性形变，并推动活塞21向靠近外气口201a的方向运动，使得第二气口211复位至与阀壳体20的壁面相抵靠的状态，以保证电池模组的密封性，从而可保证电池模组的使用安全性。

本实施例中，通过设置弹性复位件24可实现活塞21的快速复位，从而可缓解氦气在活塞21复位过程中发生泄露的情况，提高了氦检效果。

可选地，该弹性复位件24设置于活塞21背离外气口201a的一侧，在未对电池模组内部进行密封性检测时，即：在活塞21未受到充氦嘴3的压迫时，该弹性复位件24可向活塞21施加一朝向外气口201a的弹力，以使第二气口211与阀壳体20紧密的抵靠在一起，从而可进一步保证电池模组的密封性。

进一步地，在活塞21与阀芯22密封连接时，该弹性复位件24的相对两端分别与阀芯22及阀壳体20上设置有内气口200b的壁连接，这样设计在保证弹性复位件24的连接可靠性的同时，还可使得阀壳体20内的各零件之间更加紧凑，从而减小阀体2的体积，继而减小阀体2占用电池模组内的空间，在电池模组体积不变的同时，可尽量提高电池模组内单体电池所占用的空间，从而可提高电池模组的能量密度。

具体地，该弹性复位件24可为弹簧，且内气口200b的周围设置有朝向阀芯22的凸部200c，且阀芯22朝向内气口200b的一侧设置有凹槽222，弹簧的一端套设在该凸部200c上，其另一端安装于凹槽222中，这样设计在增大弹性复位件24与阀壳体20及阀芯22之间的连接面积，从而保证弹性复位件24的连接稳定性的同时，还可对弹性复位件24的径向进行限位，保证弹性复位件的运动稳定性。

需要说明的是，为了保证活塞21的结构强度，该活塞21可采用具有一定结构刚度的金属或塑料制成，而阀芯22应与活塞21使用同种材料制成，以保证阀芯22与活塞21的连接可靠性。

如图2至图4所示，该阀体2还可包括密封件25，该密封件25安装于阀壳体20，且活塞21的第二气口211通过密封件25与阀壳体20抵靠，这样设计在提高活塞21的第二气口211与阀壳体20之间的密封可靠性的同时，还可降低对第二气口211与阀壳体20两者之间的抵接面的平面度的要求，从而可降低活塞21与阀壳体20的加工难度，继而降低了该阀体2的制造成本。

可选地，该密封件25应使用具有良好压缩性能的橡胶材料制成，以达到良好的密封效果。

如图2至图4所示，本申请中的活塞21的第二气口211的轴向与活塞21的运动方向平行，这样设计在对电池模组内部进行密封性检测时，可使活塞21的第二气口211快速与阀壳体20的壁面分开，从而可加快氦气充入的速度，继而提高了氦检工艺的效率。

另外，在活塞21的第二气口211通过密封件25与阀壳体20抵靠时，通过将活塞21的第二气口211的轴向设计成与活塞21的运动方向的平行，这样设计可缓解活塞21在活动过程中对密封件25的磨损，从而可延长密封件25的使用寿命，继而可保证第二气口211与阀壳体20之间的密封可靠性。

如图2至图4所示，本申请中的活塞21的第二气口211可呈环状，该第二气口211环绕设置于第一气口210的外侧，这样设计可增大第二气口211的面积，从而可提高氦检效率，另外，还可保证还氦检过程中，氦气均衡的进入到主通道200a中，缓解活塞21在运动过程中向一侧偏坠的情况，保证了活塞21的运动稳定性。

基于上述结构，如图1所示，本申请还提供了一种电池模组，其包括模组壳体1、单体电池(图中未示出)及上述任一实施例所描述的阀体2，其中，模组壳体1具有安装腔，单体电池安装于安装腔内，该单体电池可设置有多个，各单体电池可按照一定规则排布在安装腔内；而阀体2的阀壳体20与模组壳体1密封连接，且该阀壳体20的外气口201a与外界大气连通，且阀体2的内气口200b与安装腔连通。

优选地，为了提高电池模组的能量密度以及降低电池模组的成本及重量，该单体电池优选塑胶壳电池，但由于塑胶壳电池的水汽阻隔性能不佳，为了保证整个电池模组的密封性，该电池模组的模组壳体1可为采用铝、铁等金属材料制成的金属壳体，其中，在模组壳体1为金属壳体时，阀壳体20可优选采用铝、铁等金属材料制作而成，便于阀壳体20与模组壳体1连接，具体地，该阀壳体20可与模组壳体1焊接而成，以提高阀壳体20与模组壳体1的连接强度。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。