电池的盖板组件、电池结构及其制备方法与流程

本发明涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电池的盖板组件、电池结构及其制备方法。

背景技术：

在电池生产过程中，尤其是圆柱型锂离子电池的制备过程中，在向电池的壳体内注入电解液时，由于注液结构的长度较短，电解液容易外溢到壳体的外表面，导致电池壳体的外壁面受到污染，后续难以清洁。

技术实现要素：

本发明的主要目的在于提供一种电池的盖板组件、电池结构及其制备方法，以解决相关技术中当电池壳体的外壁面受到污染，后续难以清洁的问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电池的盖板组件，盖板组件包括：盖板，具有第一通孔；注液结构，设置在第一通孔处并与第一通孔连通，注液结构包括与盖板连接的主注液管段和与主注液管段连接的辅助注液管段；其中，电解液依次经过辅助注液管段、主注液管段和第一通孔后进入电池的壳体内部。

进一步地，主注液管段的外壁设有连接部；或者，辅助注液管段的外壁设有连接部；或者，主注液管段和辅助注液管段的外壁均设有连接部。

进一步地，盖板组件还包括与盖板连接的凸台和设置在凸台上的极柱头。

进一步地，盖板与注液结构焊接连接；或者，盖板与壳体焊接连接；或者，盖板与注液结构焊接连接，盖板与壳体焊接连接。

根据本发明的另一方面，提供了一种电池结构的制备方法，制备方法采用上述的盖板组件进行制备，制备方法包括以下步骤：步骤s01：在盖板上设置主注液管段和辅助注液管段；步骤s05：将电芯组装在壳体内部，并将电芯与盖板连接，盖板与壳体连接；步骤s10：通过辅助注液管段和主注液管段向壳体内注入电解液；步骤s20：利用第一封堵结构封堵辅助注液管段，得到半成品电池。

进一步地，在步骤s20之后，制备方法还包括清洗半成品电池的步骤s30。

进一步地，在步骤s30之后，制备方法还包括裁切辅助注液管段，并排出化成工序产生的气体的步骤s40。

进一步地，在步骤s40之后，制备方法还包括利用第二封堵结构封堵第一通孔的步骤。

进一步地，第一封堵结构和第二封堵结构中的至少一个为钢珠。

根据本发明的另一方面，提供了一种电池结构，电池结构采用上述的制备方法制成。

应用本发明的技术方案，盖板组件的注液结构包括主注液管段和辅助注液管段，主注液管段与盖板连接，辅助注液管段、主注液管段和第一通孔连通，使得当电池的盖板组件与电池的壳体连接完成后，通过辅助注液管段、主注液管段和第一通孔能够使电池的壳体的内部与外界连通，这样，利用辅助注液管段、主注液管段和第一通孔可以将电解液注入到电池的壳体内；另外，利用第一封堵结构能够封堵辅助注液管段，使壳体内部的电解液与外界隔绝，这样即可利用超声波清洗设备等直接清洗电池的壳体表面的脏污，清洁方式简单，能够直接改善电池表面的整洁度。

附图说明

构成本申请的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1示出了根据本发明的电池结构的制备方法的实施例的流程图；

图2示出了根据本发明的电池的盖板组件的实施例的结构示意图；以及

图3示出了根据本发明的电池的盖板组件与壳体组装后的结构示意图。

其中，上述附图包括以下附图标记：

10、盖板；20、注液结构；21、主注液管段；22、辅助注液管段；30、壳体；40、凸台；50、极柱头；60、防爆部。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

需要指出的是，除非另有指明，本申请使用的所有技术和科学术语具有与本申请所属技术领域的普通技术人员通常理解的相同含义。

在本发明中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上、下、顶、底”通常是针对附图所示的方向而言的，或者是针对部件本身在竖直、垂直或重力方向上而言的；同样地，为便于理解和描述，“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内、外，但上述方位词并不用于限制本发明。

本发明及本发明的实施例提供了一种电池的盖板组件、电池结构及其制备方法。该技术方案能够解决在向电池内注入电解液时，部分电解液外溢到电池的表面，导致的电池的外壁受污染后难清洁的问题，而且，在清洁过程中，可以利用第一封堵结构封堵辅助注液管段22，确保壳体的内部与外部环境隔绝，从而可以避免清洁液等液体进入壳体内部污染电解液的问题。

如图2所示，本发明的实施例中，电池的盖板组件包括盖板10和注液结构20，盖板10具有第一通孔；注液结构20设置在第一通孔处并与第一通孔连通，注液结构20包括与盖板10连接的主注液管段21和与主注液管段21连接的辅助注液管段22；其中，电解液依次经过辅助注液管段22、主注液管段21和第一通孔后进入电池的壳体30的内部。

上述设置中，电池的盖板组件包括盖板10和设置在盖板10的第一通孔处的注液结构20，主注液管段21与第一通孔连通，辅助注液管段22与主注液管段21连通，使得当电池的盖板组件与电池的壳体30连接完成后，通过辅助注液管段22、主注液管段21和第一通孔能够使电池的壳体30的内部与外界连通，这样，利用辅助注液管段22、主注液管段21和第一通孔可以将电解液注入到电池的壳体30的内部，从而实现向电池的壳体30的内部注入电解液的目的。

相关技术中，在对半成品电池进行清洗的过程中，半成品电池的壳体的内部与外界是连通的，在对壳体的外壁面进行清洗时，容易发生电池内部进水污染电解液的问题；在利用上述的盖板组件制备电池的过程中，当电解液注入过程结束后，可以利用第一封堵结构封堵辅助注液管段22，这样，即可将壳体30的内部与外界隔绝，在对壳体30的外壁面进行清洗的过程中，可以避免外界的物质如清洗液进行壳体30的内部，也可以避免壳体30内的电解液泄漏，在获得较好的清洗效果的同时能够保证壳体30内电解液的清洁，保证电池的质量。

优选地，第一通孔可以为直孔，也可以为阶梯孔。

需要说明的是，本发明的实施例中，电池的盖板组件指的是电池的正极盖板组件，上述的盖板10为正极盖板，相应地，注液结构20设置在正极盖板上。当然，在本发明的附图未示出的替代实施例中，还可以根据实际需要，将注液结构20设置在负极盖板上。

如图2所示，本发明的实施例中，主注液管段21和辅助注液管段22的外壁均设有连接部。

上述设置中，主注液管段21的外壁上的连接部用于主注液管段21与注液装置的连接，辅助注液管段22的外壁上的连接部用于辅助注液管段22与注液装置的连接，注液装置与主注液管段21和辅助注液管段22的连接均能够使注液装置内的电解液通过辅助注液管段22和主注液管段21注入到电池的壳体30的内部，从而实现向电池的壳体30的内部注入电解液的目的。

优选地，连接部可以为螺纹，注液装置与主注液管段21和辅助注液管段22螺纹连接，不仅能够实现向电池的壳体30的内部注入电解液的目的，还能够使注液装置与主注液管段21和辅助注液管段22形成相对密封的连接结构，使电解液在密封效果较好的情况下注入到电池的壳体30的内部，能够避免泄漏和注入效果不好的状况的发生，同时，螺纹的连接方式操作简便、快捷，能够提高工作效率。

当然，连接部也可以为其他能够使注液装置与注液结构20连接的结构，比如连接部为与注液装置的连接结构(该连接结构为凹槽或者凸起)相对应设置的凸起或者凹槽。

当然，在本发明的附图未示出的替代实施例中，还可以根据实际需要，这样设置：仅在主注液管段21的外壁设有连接部；或者，仅在辅助注液管段22的外壁设有连接部。

如图2所示，本发明的实施例中，盖板组件还包括与盖板10连接的凸台40和设置在凸台40上的极柱头50。

上述设置中，极柱头50通过凸台40与盖板10连接，凸台40能够增强盖板10的结构强度、防止盖板10发生变形；极柱头50用于导电。

如图2和图3所示，本发明的实施例中，盖板10与注液结构20焊接连接，盖板10与壳体30焊接连接。

通过上述设置，盖板10与注液结构20固定连接，盖板10与壳体30固定连接；焊接的连接方式使连接结构的连接稳固，且在连接处不会形成间隙，从而使盖板10与注液结构20之间、盖板10与壳体30之间均形成密封且固定的连接。当注液结构20、盖板10和壳体30连接完成后，电解液通过注液结构20注入到壳体30的内部时，不易造成泄漏，且能够保证电解液的注入压力，使电解液的注入顺利、快速。

当然，在本发明的附图未示出的替代实施例中，还可以根据实际需要，这样设置：仅盖板10与注液结构20焊接连接；或者，仅盖板10与壳体30焊接连接。

当然，在本发明的附图未示出的替代实施例中，还可以根据实际需要，将盖板10与注液结构20、盖板10与壳体30的连接方式设置为螺纹连接等其他能够使盖板10与注液结构20连接、盖板10与壳体30连接的方式。

优选地，如图2和图3所示，本发明的实施例中，盖板10上还设有防爆部60，防爆部60用于防止电池发生爆炸，在电池使用过程中，当壳体30内的压力大于外界压力时，电池容易发生爆炸，防爆部60能够在壳体30内压力大于外界压力一定值时自动破裂，以释放壳体30内的压力，防止电池发生爆炸。

具体地，盖板10上设有安装通孔，防爆部60设置在安装通孔内。优选地，防爆部60可以为爆破片。

如图1所示，本发明的实施例中，电池结构的制备方法采用上述的盖板组件进行制备，该制备方法包括以下步骤：

步骤s01：在盖板10上设置主注液管段21和辅助注液管段22；

步骤s05：将电芯组装在壳体30的内部，并将电芯与盖板10连接，盖板10与壳体30连接；

步骤s10：通过辅助注液管段22和主注液管段21向壳体30内注入电解液；

步骤s20：利用第一封堵结构封堵辅助注液管段22，得到半成品电池。

具体地，上述步骤为，首先，将主注液管段21与盖板10焊接连接，使辅助注液管段22、主注液管段21和第一通孔连通；之后，将电芯放入壳体30内，并使电芯的一端与第一极板连接，其中，第一极板与第一极耳连接，第一极耳与负极盖板连接，上述的第一极板、第一极耳和负极盖板与壳体30连接，从而使电芯与负极盖板连接并组装到壳体30的内部，将电芯组装完成后，连接电芯和盖板10，电芯的另一端与第二极板连接，第二极板与第二极耳连接，第二极耳与盖板10连接，第二极耳与凸台40分别设置在盖板10的相对两侧，通过上述设置，使电芯的一端与负极盖板连接，电芯的另一端与正极盖板连接，并将电芯组装在了壳体30的内部，完成上述操作后，将盖板10与壳体30焊接在一起。

通过上述步骤，壳体30的内部能够通过第一通孔、主注液管段21和辅助注液管段22与外界连通，从而可以通过辅助注液管段22和主注液管段21向壳体30内注入电解液；具体地，将注液装置与辅助注液管段22和主注液管段21连接，使注液装置内的电解液通过辅助注液管段22、主注液管段21和第一通孔注入到壳体30的内部。

当电解液注入步骤完成后，利用第一封堵结构封堵辅助注液管段22，这样，壳体30的内部与外界隔绝，从而使壳体30内的电解液不与外界连通、不会泄露出来，外界的物质也不能进入到壳体30的内部污染电解液，封堵完成后就得到了半成品电池。这样的半成品电池，在后续的对其壳体30的外壁面进行清洗的过程中，可以将壳体30内的电解液与外界的物质隔绝开，使壳体30内的电解液不会泄漏出来，壳体30外的物质也不会进入壳体30内造成电解液污染，方便对该半成品电池进行清洗，在获得较好的清洁效果的同时能够避免壳体30内的电解液受到污染，保证壳体30内的电解液的清洁，保证该半成品电池的质量。

需要说明的是，在步骤s01之后、步骤s05之前，需要对盖板10进行气密性检测，以测试盖板10是否漏气；优选地，可以通过氦气侧漏仪器对盖板10进行气密性检测；此时，上述的步骤为：将包括主注液管段21和辅助注液管段22的注液结构20焊接在盖板10上(如图2所示)，之后，对上述盖板10进行气密性检修，经测试无漏气后将上述盖板10与电芯和壳体30通过焊接方式组装在一起。

当然，也可以通过其他能够检测盖板10是否漏气的结构或者装置来检测与注液结构20连接后的盖板10是否漏气。

需要说明的是，在步骤s10中，需要对未进行封堵的半成品电池进行高温静置；具体地，在本发明的实施例中，向壳体30内注入的电解液分两次进行注入，首先注入160g～180g电解液，之后在45℃高温下静置12h，然后注入80～100g电解液，在45℃高温下静置24h，至此，即完成了步骤s10。优选地，高温静置的温度为45±3℃。

优选地，在经过上述的高温静置后，使用压钢珠设备进行一次压钢珠，将钢珠压进辅助注液管段22内对辅助注液管段22进行封堵，能够使壳体30的内部与外界隔绝，使壳体30内的电解液与外界物质隔绝。这样，方便后续利用清洁设备对半成品电池进行清洁。

需要说明的是，负极盖板与壳体30连接，负极盖板设置在壳体30的远离正极盖板(本发明的实施例中的盖板10)的端面上。

优选地，主注液管段21和辅助注液管段22为一体成型结构。

当然，在本发明的附图未示出的替代实施例中，主注液管段21和辅助注液管段22也可以为分体设置。

需要说明的是，该制备方法采用上述的盖板组件进行制备，因此，该制备方法也具有本发明的盖板组件的上述优点，此处不再赘述。

如图1所示，本发明的实施例中，在步骤s20之后，该制备方法还包括清洗上述的半成品电池的步骤s30。

在向壳体30的内部注入电解液的过程中，有一部分电解液会外溢到壳体30的表面，导致壳体30的外壁受到污染，需要对壳体30的外壁进行清洗，即需要对上述的半成品电池进行清洗。

利用第一封堵结构封堵辅助注液管段22能够使壳体30的内部与外界隔绝，从而使壳体30内的电解液与外界隔绝，这样，壳体30内的电解液不会泄露出来，壳体30外的物质也不会进入壳体30内使电解液受到污染；因此，半成品电池为封闭的结构。

通过上述步骤，既能够清洗掉半成品电池的外壁上的电解液，又能够避免壳体30内的电解液泄露、避免用于对上述的半成品电池进行清洗的清洗液进入壳体30内，能够在获得较好的清洗效果的同时保证壳体30内电解液的清洁；通过上述技术方案，解决了电池外观受污染后清洗困难的问题。

由于采用了本发明的技术方案中的将正极盖板组件的注液结构20设置为包括主注液管段21和辅助注液管段22的结构设计，利用第一封堵结构封堵住辅助注液管段22后通过超声波清洗电池表面的脏污，能够直接改善电池表面的整洁度及控制电池内部的电解液与清洗液(如，水)完全隔绝。

需要说明的是，在步骤s30中，在对半成品电池清洗完成后，需对清洗完成的半成品电池进行干燥，以防止清洗液对半成品电池造成侵蚀或者损坏。

优选地，可以使用超声波清洗机对上述的半成品电池的表面进行清洗及干燥，操作简单，清洗效果较好；此时，上述的步骤中，第一封堵结构封堵辅助注液管段22能够使壳体30内的电解液与外界的物质隔绝，因此能够防止在清洗过程中清洗液进入电池的壳体30内；使用超声波清洗机能够对上述的半成品电池的表面进行清洗及干燥，获得干净的半成品电池。

当然，也可以使用其他能够对上述的半成品电池进行清洗或者干燥的结构或者设备来对上述的半成品电池进行清洗或者干燥。

优选地，清洗液可以为水，或者其他能够清洗掉壳体30上的电解液的溶剂。

如图1所示，在本发明的实施例中，在步骤s30之后，该制备方法还包括裁切辅助注液管段22，并排出化成工序产生的气体的步骤s40。

上述步骤中，将清洗干净并干燥后的半成品电池的辅助注液管段22进行裁切，这样，辅助注液管段22和位于辅助注液管段22内的第一封堵结构能够从上述的半成品电池上分离下来，壳体30的内部通过第一通孔和主注液管段21能够与外界连通，从而方便进行后续工艺。

优选地，可以通过裁切机等能够起到裁切作用的结构或者设备对上述的半成品电池进行裁切。

上述步骤中，裁切完成后，使裁切掉辅助注液管段22的半成品电池在60℃～100℃的高温下进行化成，化成过程中产生的气体经第一通孔和主注液管段21排出到外界；将辅助注液管段22裁切后，通过第一通孔和主注液管段21形成的开口能够方便地将高温化成时产生的气体从壳体30内排出。

需要说明的是，在步骤s40中，在上述的化成工序完成后，需要将经过化成工序的半成品电池在常温下静置3天至4天，使壳体30内经化成工序产生的气体充分排出，并获得稳定的电解液。

如图1所示，本发明的实施例中，在步骤s40之后，该制备方法还包括利用第二封堵结构封堵第一通孔的步骤。

通过上述步骤，利用第二封堵结构封堵住第一通孔，可以使壳体30的内部与外界隔绝，从而使壳体30内的电解液不能与外界接触，壳体30内的电解液不会从壳体30内泄漏出来，能够将电解液封堵在壳体30内。同样地，可以使用压钢珠设备进行二次压钢珠，将钢珠压进第一通孔内以对第一通孔进行封堵，能够使壳体30的内部与外界隔绝，使壳体30内的电解液与外界物质隔绝。

优选地，上述的第一封堵结构与辅助注液管段22的内径相适配，上述的第二封堵结构与第一通孔的内径相适配，进一步地，第一封堵结构与辅助注液管段22过盈配合，第二封堵结构与第一通孔过盈配合，能够避免第一封堵结构和第二封堵结构脱落，并能够获得较好的封堵效果。

优选地，上述的第一封堵结构和第二封堵结构均为钢珠。

当然，在本发明的附图未示出的替代实施例中，还可以根据实际需要，这样设置：仅将第一封堵结构设为钢珠；或者，仅将第二封堵结构设为钢珠；或者，第一封堵结构和第二封堵结构均为其他能够起到封堵作用的结构。

需要说明的是，在利用第二封堵结构封堵完第一通孔后，该制备方法还包括裁切主注液管段21的步骤。对主注液管段21进行裁切，使盖板10与主注液管段21的连接处保持平整，能够保证盖板10上与主注液管段21连接一侧的平整度和节省该侧的空间。

经过上述步骤，即可制备得到电池结构。

本发明的实施例中，电池结构采用上述的制备方法制成。该电池结构也具有上述的制备方法的上述优点，此处不再赘述。

从以上的描述中，可以看出，本发明上述的实施例实现了如下技术效果：上述技术方案中，正极盖板组件的注液结构包括主注液管段和辅助注液管段，主注液管段与盖板连接，辅助注液管段、主注液管段和第一通孔连通，使得当电池的盖板组件与电池的壳体连接完成后，通过辅助注液管段、主注液管段和第一通孔能够使电池的壳体的内部与外界连通，这样，利用辅助注液管段、主注液管段和第一通孔可以将电解液注入到电池的壳体内；利用第一封堵结构封堵住辅助注液管段后通过超声波清洗电池表面的脏污，能够直接改善电池表面的整洁度以及控制电池内部的电解液与清洗液的完全隔绝，在获得较好的清洗效果的同时能够保证壳体内电解液的清洁，通过上述技术方案，解决了电池外观受污染后清洗困难的问题。

显然，上述所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本申请的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、工作、器件、组件和/或它们的组合。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施方式能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

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