端盖组件、电池单体、电池组、装置及注液方法与流程

[0001]
本发明涉及储能设备技术领域，尤其涉及一种端盖组件、电池单体、电池组、装置及注液方法。


背景技术：

[0002]
随着电动汽车技术的日益完善，电动汽车离人们的生活越来越近，同时电动汽车对其提供能量的电池的性能要求越来越高。
[0003]
由于锂离子电池单体对结构的封闭性要求极高。在使用过程中不允许电解液外渗，否则污染周围空气和环境。同时也不允许水汽等杂质进入电池组内部，降低电池单体寿命。
[0004]
因此，亟需一种新的端盖组件、电池单体、电池组、装置及注液方法。


技术实现要素：

[0005]
本发明实施例提供一种端盖组件、电池单体、电池组、装置及注液方法，旨在可以提高端盖组件密封性能。
[0006]
本发明实施例一方面提供了一种用于电池单体的端盖组件，端盖组件包括：端盖板，包括用于注入电解液的通孔及环绕通孔设置的固定部；钉体，包括用于收容固定部的容纳部，容纳部呈环状并包括在其径向上分隔设置的两个内壁，固定部的内壁及外壁分别与钉体的两个内壁抵压配合，以密封通孔。
[0007]
根据本发明的一个方面，钉体包括用于密封通孔的柱体及连接于柱体一端的盖帽，盖帽包括环绕柱体设置的凸部，凸部和柱体围合形成容纳部，且柱体与固定部的内壁抵压配合，凸部与固定部的外壁抵压配合。
[0008]
根据本发明的一个方面，端盖组件还包括密封件，密封件设置于钉体和固定部之间，以实现钉体与固定部的抵压配合。柱体和凸部分别形成容纳部的两个侧壁，柱体和凸部向固定部提供两个方向上的限位，使得固定部受力更加平衡，可以提高端盖组件的密封性能。
[0009]
根据本发明的一个方面，端盖组件还包括密封件，密封件设置于钉体和固定部之间，以实现钉体与固定部的抵压配合。通过设置密封件可以使得钉体和固定部过盈配合，提高端盖组件的密封性能。
[0010]
根据本发明的一个方面，密封件包括第一密封件，套设于柱体和固定部内壁之间。通过设置第一密封件使得柱体和固定部可以过盈配合，提高端盖组件的密封性能。
[0011]
根据本发明的一个方面，柱体和/或固定部内壁上设置有第一容置槽，以使第一密封件位于第一容置槽。第一密封件可以位于第一容置槽内，通过第一容置槽可以向第一密封件提供限位，防止第一密封件发生错位，保证第一密封件与固定部和/或钉体相对位置的稳定性。
[0012]
根据本发明的一个方面，密封件包括第二密封件，套设于固定部外壁和凸部之间。
通过设置第二密封件使得凸部和固定部可以过盈配合，提高端盖组件的密封性能。
[0013]
根据本发明的一个方面，固定部外壁和/或凸部上设置有第二容置槽，以使第二密封件位于第二容置槽。第二密封件可以位于第二容置槽内，通过第二容置槽可以向第二密封件提供限位，防止第二密封件发生错位，保证第二密封件与固定部和/或钉体相对位置的稳定性。
[0014]
根据本发明的一个方面，密封件包括环状壁部；
[0015]
环状壁部的截面呈圆形；截面呈圆形的环状壁部使得钉体压入通孔内时受到的阻力较小，装配方便。
[0016]
或者，环状壁部的截面呈矩形，以使密封件与固定部和/或钉体面面接触设置。密封件与固定部和/或钉体面面接触，可以增加密封件和固定部和/或钉体的接触面积，提高端盖组件的密封性能。
[0017]
根据本发明的一个方面，端盖组件还包括锁紧部件，锁紧部件为环状结构，被配置为套设并锁紧于盖帽外，以使得钉体与固定部抵压配合。通过设置锁紧部件，可以由钉体外向钉体及固定部施加作用力，保证钉体和固定部相互配合的紧密性。
[0018]
根据本发明的一个方面，固定部凸出于端盖的表面设置。钉体和固定部配合，固定部凸出于端盖板的表面使得至少部分钉体凸出于端盖板的表面设置，便于对钉体进行拆卸或安装动作。
[0019]
根据本发明的一个方面，端盖板的表面凹陷形成沉台，固定部连接于沉台的底面。可以保证端盖板外表面的平整性，减小端盖组件占据的空间。
[0020]
另一方面，本发明实施例还提供一种电池单体，包括：壳体，具有开口，上述的端盖组件，用于密封开口。
[0021]
又一方面，本发明实施例还提供一种电池组，包括：上述的电池单体，箱体，用于收容电池单体。
[0022]
再一方面，本发明实施例还提供一种装置，包括上述的电池单体，电池单体用于提供电能。
[0023]
还一方面，本发明实施例还提供一种电池单体的注液方法，方法包括：
[0024]
通过电池单体的端盖组件中端盖板上的通孔注入电解液；
[0025]
将钉体密封于注液孔内，使得固定部容纳于钉体的上呈环状的容纳部内，且固定部的内侧壁及外侧壁与容纳部的内壁抵压配合。
[0026]
在本发明实施例的端盖组件中，端盖组件包括端盖板和钉体，端盖板上设置有通孔，钉体用于密封通孔。通孔的外周设置有固定部，钉体与固定部及通孔内壁配合，可以提高钉体与端盖板的接触面积，进而提高密封效果。此外，钉体包括环状的容纳部，环状的容纳部的两个内壁可以与固定部的内壁及外壁抵压配合。即环状容纳部可以向固定部提供两个方向上的限位，使得固定部受力平衡，不仅可以防止固定部倾斜变形，还可以增加钉体和固定部的接触面积，提高密封效果。
附图说明
[0027]
通过阅读以下参照附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显，其中，相同或相似的附图标记表示相同或相似的特征。
[0028]
图1是本发明实施例提供的一种车辆的结构示意图；
[0029]
图2是本发明实施例提供的一种电池组的结构示意图；
[0030]
图3是本发明实施例提供的一种电池模块的结构示意图；
[0031]
图4是本发明实施例提供的一种电池单体的结构示意图；
[0032]
图5是本发明实施例提供的一种端盖组件的轴测图；
[0033]
图6是本发明实施例提供的一种端盖组件的俯视图；
[0034]
图7是图6中a-a处的剖视图；
[0035]
图8是本发明实施例中图7中i处的局部放大结构示意图；
[0036]
图9是本发明另一实施例中图7中i处的局部放大结构示意图；
[0037]
图10是本发明再一实施例中图7中i处的局部放大结构示意图；
[0038]
图11是本发明实施例提供的一种端盖组件的第一密封件的结构示意图；
[0039]
图12是本发明实施例提供的一种端盖组件的第二密封件的结构示意图；
[0040]
图13是本发明另一实施例提供的一种端盖组件的俯视图；
[0041]
图14是图13中b-b处的剖视图；
[0042]
图15是图14中ii处的局部放大结构示意图；
[0043]
图16是本发明实施例提供的一种端盖组件的钉体的结构示意图；
[0044]
图17是图16中c-c处的剖视图；
[0045]
图18是本发明实施例提供的一种端盖组件的锁紧部的结构示意图；
[0046]
图19是图18中d-d处的剖视图；
[0047]
图20是本发明实施例提供的一种电池单体的注液方法的流程图。
[0048]
附图标记说明：
[0049]
1、电池组；11、电池模块；12、箱体；2、车辆主体；
[0050]
10、电池单体；20、容纳部；
[0051]
100、端盖组件；
[0052]
110、端盖板；111、通孔；112、固定部；113、沉台；113a、底面；
[0053]
120、钉体；121、柱体；122、盖帽；123、凸部；
[0054]
130、密封件；130a、第一密封件；130b、第二密封件；131、环状壁部；
[0055]
140、锁紧部件；141、壁部；142、豁口；143、连接部；
[0056]
200、壳体；
[0057]
300、电极组件。
具体实施方式
[0058]
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本发明造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。
[0059]
在本发明的描述中，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发明和简化描述，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发明的限制。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。
[0060]
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本发明的实施例的具体结构进行限定。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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发明中的具体含义。
[0061]
目前一些锂离子电池为了实现二次注液，密封件通常采用插拔的方式密封于注液口内。锂离子在使用过程中可能会产生气体而使得锂离子电池的壳体发生变形，而注液口部位和壳体其他部位平齐，壳体上对应于注液口的部位变形量较大，密封件可能会随着壳体的变形而移位，并最终导致注液口密封失效。
[0062]
为了解决上述问题，提出本发明。
[0063]
为了更好地理解本发明，下面结合图1至图20对本发明实施例的电连接组件及电池模组进行详细描述。
[0064]
请参阅图1，图1是本发明实施例提供的一种车辆的结构示意图。如图1所示，车辆包括电池组1和车辆主体2，电池组1设置于车辆主体2。
[0065]
其中，车辆为新能源汽车，其可以为纯电动汽车，也可以混合动力汽车或增程式汽车。车辆主体2设置有驱动电机，驱动电机与电池组1电连接，由电池组1提供电能，驱动电机通过传动机构与车辆主体2上的车轮连接，从而驱动汽车行进。在一些可选的实施例中，电池组1可水平设置于车辆主体2的底部。
[0066]
请一并参阅图2，图2是本发明实施例提供的一种电池组1的结构示意图。在一些可选的实施例中，电池组1包括箱体12和设置于箱体12内的电池模块11。
[0067]
电池模块11的数量可以为一个或多个，当电池模块11为多个时，多个电池模块11排列布置于箱体12内。箱体12的类型有多种，箱体12可为框状箱体、盘状箱体或盒状箱体等，具体地，箱体12可包括用于容纳电池模块的下箱体和与下箱体盖合的上箱体。
[0068]
请一并参阅图3，图3是本发明实施例提供的一种电池模块11的结构示意图。电池模块11的设置方式有多种，在一些可选的实施例中，电池模块11包括容纳部20和位于容纳部20的多个电池单体10，多个电池单体10在容纳部20内并排设置。
[0069]
容纳部20的设置方式有多种，例如容纳部20包括外壳和盖设于外壳处的盖板；或者，容纳部20包括相继围合连接的侧板和端板；或者，容纳部包括相对设置的端板及环绕于端板和电池单体外的箍带；或者，如图3所示，容纳部20包括侧板、端板和箍带。
[0070]
可以理解的是，电池单体10不仅可以应用于车辆，还可以用于其他装置。本发明实施例还提供一种使用电池单体10作为电源的装置，装置可以但不仅限于为车辆、船舶或飞行器等。
[0071]
请一并参阅图4，图4是本发明实施例提供的一种电池单体10的结构示意图。
[0072]
如图4所示，在一些可选的实施例中，电池单体10包括具有开口的壳体200和盖设
于壳体200处的端盖组件100。电池单体10的壳体200内还设置有电极组件300。
[0073]
在一些可选的实施例中，壳体200内设置有电解液，端盖组件100上设置有用作注液口的通孔111和密封通孔111的钉体120。通过通孔111可以向壳体200内注入电解液，通过钉体120可以密封通孔111。
[0074]
请一并参阅图5至图7，图5是本发明实施例提供的一种端盖组件100的轴测图。图6是本发明实施例提供的一种端盖组件100的俯视图。图7是图6中a-a处的剖视图。
[0075]
根据本发明实施例的端盖组件100，端盖组件100包括端盖板110，包括用于注入电解液的通孔111及环绕通孔111设置的固定部112；钉体120，包括用于收容固定部112的容纳部，容纳部呈环状并包括在其径向上分隔设置的两个内壁，固定部112的内壁及外壁分别与钉体120的两个内壁抵压配合，以密封通孔111。
[0076]
可以理解的是，上述端盖组件100不仅可以用于电池单体10中以盖设于电池单体10的壳体200的开口处，还可以盖设于其他装置的开口处。
[0077]
固定部112的内壁是指固定部112朝向通孔111的内壁面，固定部112的外壁是指固定部112背离通孔111的外壁面。容纳部包括用于容纳固定部112的容纳空间，容纳部的内壁是指容纳部朝向容纳空间的内壁面。
[0078]
在本发明实施例的端盖组件100中，端盖组件100包括端盖板110和钉体120，端盖板110上设置有通孔111，钉体120用于密封通孔111。通孔111的外周设置有固定部112，钉体120与固定部112及通孔111内壁配合，可以提高钉体120与端盖板110的接触面积，进而提高密封效果。同时，固定部112环绕通孔111设置，相对端盖板110其他部分突出，端盖板110变形传导到固定部112的变形少，因此可以减小电池单体10端盖板110变形对密封界面的影响，进一步提高密封效果。此外，钉体120包括环状的容纳部，环状的容纳部的两个内壁可以与固定部112的内壁及外壁抵压配合。即环状容纳部可以向固定部112提供两个方向上的限位，使得固定部112受力平衡，不仅可以防止固定部112倾斜变形，还可以增加钉体120和固定部112的接触面积，避免钉体120随着顶盖板110的变形而移位，提高密封效果。
[0079]
此外，在本发明实施例的端盖组件100中，电池单体10在使用过程中可能产生气体，使得端盖组件100会产生凸起变形。由于固定部112环绕通孔111设置，可以增加钉体120和端盖板110在其厚度方向上的配合距离。当端盖组件100凸起变形时，可以增加变形的传递距离，使得变形难以传递至固定部112，保证钉体120和固定部112配合的紧密性。
[0080]
在本发明实施例中，由于钉体120和端盖组件100上通孔111的配合较为紧密，因此钉体120可以采用过盈配合的方式与通孔111及固定部112相互配合，使得钉体120可拆卸地设置于端盖板110。在电池单体10的使用过程中，当电池单体10充放电次数增加而导致电解液减少时，可以将钉体120拆下，便于对电池单体10进行二次注液。
[0081]
请一并参阅图8和图9，图8是图7中i处的局部放大结构示意图，图9是本发明另一实施例中图7中i处的局部放大结构示意图。
[0082]
固定部112的设置方式有多种，如图8所示，固定部112可以直接凸出于端盖板110的表面设置。在这些可选的实施例中，固定部112凸出于端盖板110的表面，钉体120和固定部112配合，使得至少部分钉体120凸出于端盖板110的表面设置，便于对钉体120进行拆卸或安装动作。
[0083]
在另一些可选的实施例中，如图9所示，端盖板110的表面凹陷形成沉台113，固定
部112连接于沉台113的底面113a。在这些可选的实施例中，固定部112位于沉台113内，可以保证端盖板110外表面的平整性，减小端盖组件100占据的空间。
[0084]
进一步的，当钉体120密封于通孔111内时，钉体120位于沉台113内，进而减小端盖组件100占据的空间。
[0085]
钉体120的材料的设置方式有多种，在一些可选的实施例中钉体120的材料包括钢、铝或其他硬性金属材料中的一种，或者钉体120的材料包括工程塑料等。
[0086]
钉体120的设置方式有多种，在一些可选的实施例中，钉体120包括柱体121和连接于柱体121一端的盖帽122，柱体121用于密封通孔111，盖帽122包括环绕柱体121设置的凸部123，使得凸部123和柱体121之间形成环状的容纳部。柱体121和固定部112的内壁抵压配合，凸部123与固定部112的外壁抵压配合。
[0087]
在这些可选的实施例中，柱体121和凸部123分别形成容纳部的两个内壁，柱体121和凸部123向固定部112提供两个方向上的限位，使得固定部112受力更加平衡，可以提高端盖组件100的密封性能。
[0088]
在一些可选的实施例中，为了进一步提高端盖组件100的密封性能，端盖组件100还包括密封件130，密封件130设置于钉体120和固定部112之间，以实现钉体120与固定部112的抵压配合。
[0089]
在这些可选的实施例中，通过设置密封件130使得钉体120和固定部112可以过盈配合，提高端盖组件100的密封性能。
[0090]
密封件130的设置位置有多种，在一些可选的实施例中，密封件130包括第一密封件130a，第一密封件130a套设于柱体121和固定部112的内壁之间，使得柱体121和固定部112紧密配合。通过设置第一密封件130a使得柱体121和固定部112可以过盈配合，提高端盖组件100的密封性能。
[0091]
进一步的，柱体121和/或固定部112上设置有第一容置槽(图中未示出)，以使第一密封件130a可以位于第一容置槽内。在这些可选的实施例中，第一密封件130a可以位于第一容置槽内，通过第一容置槽可以向第一密封件130a提供限位，防止第一密封件130a发生错位，保证第一密封件130a与固定部112和/或钉体120相对位置的稳定性。
[0092]
在另一些可选的实施例中，密封件130还包括第二密封件130b，第二密封件130b套设于固定部112的外壁和凸部123之间，使得凸部123和固定部112紧密配合。通过设置二密封件130使得凸部123和固定部112可以过盈配合，提高端盖组件100的密封性能。
[0093]
进一步的，凸部123和/或固定部112上设置有第二容置槽(图中未示出)，以使第二密封件130b可以位于第二容置槽内。在这些可选的实施例中，第二密封件130b可以位于第二容置槽内，通过第二容置槽可以向第二密封件130b提供限位，防止第二密封件130b发生错位，保证第二密封件130b与固定部112和/或钉体120相对位置的稳定性。
[0094]
在又一些可选的实施例中，密封件130包括第一密封件130a和第二密封件130b，使得柱体121和固定部112可以紧密配合，凸部123和固定部112也可以紧密配合，保证固定部112受力平衡，并提高端盖组件100的密封性能。
[0095]
密封件130的形状不做限定，在一些可选的实施例中，请继续参阅图9，密封件130包括环状壁部131，环状壁部131的截面呈圆形。环状壁部131的截面为与密封件130径向垂直的面。在这些可选的实施例中，截面呈圆形的环状壁部131使得钉体120压入通孔111内时
受到的阻力较小，装配方便。
[0096]
在另一些可选的实施例中，请一并参阅图10至图12，环状壁部131的截面呈矩形，以使密封件130与固定部112和/或钉体120面面接触连接。密封件130与固定部112和/或钉体120面面接触，可以增加密封件130和固定部112和/或钉体120的接触面积，提高端盖组件100的密封性能。
[0097]
可以理解的是，当密封件130包括第一密封件130a和第二密封件130b时，第一密封件130a的截面可以和第二密封件130b的截面形状可以相同，即第一密封件130a和第二密封件130b的截面均呈圆形或矩形。或者，第一密封件130a和第二密封件130b的截面形状不同，即第一密封件130a和第二密封件130b中一者的截面呈圆形，另一者呈矩形。
[0098]
密封件130的材料不做限定，在一些可选的实施例中，密封件130的材料可以包括橡胶、泡棉中的至少一者。只要密封件130具有一定的弹性，使得钉体120和固定部112可以通过密封件130过盈配合即可。
[0099]
请一并参阅图13至图19，在一些可选的实施例中，端盖组件100还包括锁紧部件140，锁紧部件140为环状结构，锁紧部件140被配置为锁紧于端盖板110外，以使钉体120与固定部112抵压配合。
[0100]
在这些可选的实施例中，通过设置锁紧部件140，可以由钉体120外向钉体120及固定部112施加作用力，保证钉体120和固定部112相互配合的紧密性。
[0101]
锁紧部件140的设置方式有多种，在一些可选的实施例中，锁紧部件140具有壁部141及壁部141围合形成的中空空间，中空空间的尺寸可调，使得锁紧部件140可以锁紧钉体120与固定部112。
[0102]
例如，壁部141具有弹性，通过壁部141的弹性变形锁紧钉体120与固定部112。
[0103]
或者壁部141上开设有和中空空间连通的豁口142，使得锁紧部140件不是闭合环状，通过调节豁口142的大小来锁紧钉体120与固定部112。
[0104]
进一步的，壁部141在豁口142的两端具有连接部143，连接部143具有贯穿的贯穿孔，豁口142两端的两个贯穿孔可以通过中间连接件相互连接。
[0105]
在一些可选的实施例中，端盖组件100还包括可溶胶，设置于端盖板110并用于连接钉体120和端盖板110。可溶胶覆盖在钉体120上，可以进一步保证钉体120和端盖板110之间相对位置的稳定性。可溶胶例如采用可融材料制成。在需要进行二次注液时，对可溶胶进行溶解操作，使得可溶胶变形融化，进而便于从通孔111内拔出钉体120。
[0106]
请一并参阅图20，图20是本发明第二实施例提供的一种电池单体10的注液方法，电池单体10可以为上述任一实施例中的电池单体10，注液方法包括：
[0107]
步骤s1：通过电池单体的端盖组件中端盖板上的通孔注入电解液。
[0108]
步骤s2：将钉体密封于通孔内，使得固定部容纳于钉体的上呈环状的容纳部内，且固定部的内侧壁及外侧壁与容纳部的内壁抵压配合。
[0109]
在这些可选的实施例中，首先通过通孔111向电池单体10内注入电解液，然后将钉体120密封于通孔111内，且使得固定部112的内侧壁及外侧壁与容纳部的内壁抵压配合，环状容纳部可以向固定部112提供两个方向上的限位，使得固定部112受力平衡，不仅可以防止固定部112倾斜变形，还可以增加钉体120和固定部112的接触面积，提高密封效果。
[0110]
在另一些可选的实施例中，当电池单体10使用时间较长，电解液容量降低时，注液
方法还包括：将钉体120由通孔111内拔出，通过通孔111注入电解液，并重新将钉体120密封于通孔111内。进而实现电池单体10的二次注液。
[0111]
本发明可以以其他的具体形式实现，而不脱离其精神和本质特征。例如，特定实施例中所描述的算法可以被修改，而系统体系结构并不脱离本发明的基本精神。因此，当前的实施例在所有方面都被看作是示例性的而非限定性的，本发明的范围由所附权利要求而非上述描述定义，并且，落入权利要求的含义和等同物的范围内的全部改变从而都被包括在本发明的范围之中。