上盖组件、电芯、大容量电池的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种上盖组件、电芯、大容量电池。


背景技术：

2.目前市场上的锂电池最大容量的方形电池为300ah，而最大容量的圆柱电池不大于100ah，在“碳达峰”和“碳中和”的背景下，储能行业有望得到长足发展，但受电池容量的影响，锂电池在储能应用时需进行多个电池的串并联，使得联接零配件繁多，联接步骤复杂、繁琐，电池管理系统和线材、电池箱的用量非常大，储能成本因此居高不下。
3.如图1所示，圆柱电芯100通过电解液储液仓200进行电解液共享时，某一圆柱电芯100若发生热失控，其电解液将被污染且通过泄爆口或电解液通道逆向排放到电解液储液仓200，污染其他正常的圆柱电芯100。现有技术中，也没有相关的技术方案能够很好的解决该问题。
4.cn111341970a公开了一种电池防爆结构、单体电池及电池模组，属于电池技术领域，电池防爆结构包括密闭壳体，连接于单体电池的顶盖，顶盖上开设有能够连通单体电池的内腔和密闭壳体的内腔的通孔，密闭壳体内远离通孔的一端设置有检测组件；封堵件和弹性件，封堵件和弹性件均位于密闭壳体内，封堵件具有第一位置和第二位置，当封堵件位于第一位置时，封堵件能够抵压于顶盖并封堵通孔，当封堵件在内腔内气体的推动下由第一位置向第二位置运动时，检测组件能够向bms发送信号以切断单体电池的充电或放电，弹性件被配置为能够去封堵件由第二位置运动至第一位置。封堵件能回到第一位置，若单体电池还可工作，则可继续服役，降低单体电池的报废率。
5.cn214411464u公开了一种锂电池注液孔用密封结构,包括安装在锂电池本体上的顶盖片，所述顶盖片上开设有注液孔，所述顶盖片上还开设有沉台，所述沉台位于注液孔远离锂电池内部的一侧，且所述顶盖片上还设置有密封件；所述密封件包括第一密封部和第二密封部，所述第一密封部与注液孔装配连接，所述第二密封部与沉台装配连接，且所述第一密封部和第二密封部为一体结构。通过第一密封部与注液孔配合，实现对注液孔的一次密封，再通过第二密封部与沉台配合，实现对注液孔的二次密封，有助于提高对注液孔密封的可靠性，且由第二密封部与沉台的配合，还有助于减少密封件自注液孔掉入锂电池内部的情况发生。
6.cn216529275u本实用新型提供了一种电池注液孔密封组件及二次电池，所述注液孔密封组件包括电池顶盖，所述电池顶盖上开设有注液孔，所述注液孔分为对接的引导部和密封部，所述引导部为倒锥形结构，所述密封件由引导部塞入密封部并与所述密封部过盈配合。采用密封件与注液孔的过盈配合实现的硬密封方式，更耐高温、高压、电解液腐蚀等恶化环境，更耐疲劳和老化，密封可靠性更高。
7.以上三种技术方案仅能够解决常规情况下电解液加注后的密封或者常规防爆的方案，都未能够解决电解液储液仓被污染的问题。


技术实现要素：

8.为解决上述问题，本实用新型采用的一种技术方案是，提供一种上盖组件，适用于电芯壳体，所述上盖组件包括极柱、汇流构件和绝缘安装件，所述极柱与所述汇流构件电连接，所述绝缘安装件将所述极柱和所述汇流构件绝缘固定在电芯壳体上；所述极柱设置有电解液通道，所述汇流构件设置有通孔，以使电解液通过所述电解液通道和所述通孔进入电芯壳体内，所述上盖组件内还设置有断液机构。
9.较佳的，所述电解液通道沿所述极柱的轴向贯穿所述极柱两端；所述极柱位于所述壳体内部的一端设置有断液机构，所述断液机构包括弹性件、限位件、封堵块，所述封堵块置于所述弹性件上，所述限位件用于抵压所述封堵块；
10.当处于第一状态时，所述限位件抵压所述封堵块，以使所述封堵块抵压所述弹性件，所述封堵块不封堵所述电解液通道；
11.当处于第二状态时，所述限位件解除对所述封堵块的抵压，所述封堵块解除对所述弹性件的抵压，以使伸长的所述弹性件抵压所述封堵块至所述电解液通道的一端，封堵所述电解液通道。
12.较佳的，所述限位件为易熔金属件，当环境温度超过阈值时，所述限位件因温度升高发生形变，对所述封堵块及所述弹性件失去限位作用。
13.较佳的，所述限位件为周向设置有缺口的止挡环，所述止挡环设置在所述极柱内，在所述第一状态时，电解液通过所述缺口进入电芯壳体内；在所述第二状态时，所述止挡环发生形变，失去对所述封堵块和所述弹性件的限位作用，以使所述封堵块封堵所述电解液通道。
14.较佳的，所述限位件为设置在所述电解液通道内的止挡块，在所述第一状态时，所述止挡块抵压所述封堵块，使所述封堵块抵压所述弹性件；在所述第二状态时，所述止挡块发生形变，失去对封堵块的抵压作用，所述弹性件也随之伸长，将所述封堵块抵压在所述电解液通道的一端，封堵所述电解液通道。
15.较佳的，所述电解液通道上还设置有薄膜，以密封所述电解液通道。
16.较佳的，所述薄膜遇电解液时溶解于电解液。
17.较佳的，所述薄膜设置有保护膜，所述保护膜置于所述薄膜面向壳体内部的一面，所述保护膜不溶于电解液，所述薄膜溶于电解液时，所述保护膜脱落。
18.为解决上述问题，本实用新型采用的一种技术方案是提供一种电芯，包括上述任一所述的上盖组件。
19.为解决上述问题，本实用新型采用的一种技术方案是提供一种大容量电池，包括若干上述所述的电芯及电解液储液仓，所述若干电芯固定安装在所述电解液储液仓上，以使电解液从所述电解液储液仓注入所述电芯内。
20.本实用新型的有益效果：本实用新型通过在极柱上开设电解液通道，并在电解液通道上设置断液机构，使得在电池发生热失控时，自动启动断液机构，阻断电解液通道，避免热失控电芯内被污染的电解液逆向通过电解液通道反流回电解液储液仓，污染其他电芯；断液机构设计的限位件、弹性件和封堵块在第一状态时能够使电解液通过电解液通道正常进入电芯壳体内，在第二状态时密封电解液通道，避免被污染的电解液反向流入电解液储液仓污染其他电解液，本方案结构简单、使用性强、经济实用、效果好。
21.本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
22.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
23.图1为现有技术中圆柱电芯与电解液储液仓的结构示意图；
24.图2为一个实施例中上盖组件第一状态的结构示意图；
25.图3为一个实施例中上盖组件第二状态的结构示意图；
26.图4为另一个实施例中上盖组件的爆炸结构示意图；
27.图5为一个实施例中电芯壳体的示意图。
28.附图标记：
29.1-上盖组件
30.11-极柱
31.12-绝缘安装件
32.13-电解液通道
33.131-通孔
34.141-弹性件
35.142-限位件
36.143-封堵块
37.15-薄膜
38.151-薄膜
39.16-泄爆口
40.17-汇流构件
41.100-电芯壳体
42.200-电解液储液仓
具体实施方式
43.尽管本实用新型的实施方案已公开如上，但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域。对于熟悉本领域的人员而言，可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下，本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
44.为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本技术进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本技术，并不用于限定本技术。
45.以下，适当地参照附图详细说明具体公开了本技术的上盖组件、电芯、大容量电池。但是会有省略不必要的详细说明的情况。例如，有省略对已众所周知的事项的详细说
明、实际相同结构的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，便于本领域技术人员的理解。此外，附图及以下说明是为了本领域技术人员充分理解本技术而提供的，并不旨在限定权利要求书所记载的主题。
46.如果没有特别的说明，本技术的所有实施方式以及可选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。如果没有特别的说明，本技术的所有技术特征以及可选技术特征可以相互组合形成新的技术方案。
47.如果没有特别的说明，本技术所提到的“包括”和“包含”表示开放式，也可以是封闭式。例如，“包括”和“包含”可以表示还可以包括或包含没有列出的其他组分，也可以仅包括或包含列出的组分。
48.应理解，术语“第一”、“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或顺序。
49.实施例1
50.如图2所示，为一种上盖组件1的结构示意图，适用于电芯壳体，尤其适用于圆柱电芯的壳体，该电芯壳体适用于带有电解液储液仓的大容量电池。上盖组件1包括极柱11和绝缘安装件12和汇流构件17，极柱11与汇流构件17电连接，绝缘安装件12将极柱11及汇流构件17绝缘安装在电池壳体100上，防止极柱11和汇流构件17与电池壳体100发生短路。极柱11设置有电解液通道13，汇流构件设置有一组通孔131，以使电解液通过电解液通道13和通孔131进入电芯壳体100内，极柱11内还设置有断液机构。断液机构的设置可以在电芯发生热失控时封堵电解液通道13，以避免热失控时被污染的电芯内的电解液反向流入到电解液储液仓200，污染储液仓内的电解液或者其他电芯内的电解液。
51.电解液通道13沿极柱11的轴向贯穿极柱11两端；极柱11位于壳体100内部的一端设置有断液机构，断液机构包括弹性件141、限位件142、封堵块143，封堵块143置于弹性件141上，限位件142用于抵压封堵块143，以使封堵块143抵压弹性件141；
52.如图2所示，当处于第一状态时，电芯处于正常状态，封堵块143被限位件142抵压，弹性件141被封堵块143压缩，封堵块143不封堵电解液通道13；
53.如图3所示，当处于第二状态时，电芯处于热失控状态，限位件142解除对封堵块143的抵压，封堵块143解除对弹性件141的抵压，以使封堵块143被弹性件141顶起并封堵电解液通道13。
54.在一些实施方式中，限位件142为易熔金属件，当电芯发生热失控时，断液机构处于高温环境状态，当温度超过易熔金属的形变阈值时，限位件142发生形变，对弹性件141失去限位作用，使得弹性件141从压缩状态到自然伸长的状态，自然伸长的弹性件141将封堵块143拖顶至极柱11的一端，封堵块143将极柱11内设置的电解液通道13封堵，阻断电解液通道。
55.在一些实施方式中，弹性件141为弹簧，第一状态时弹簧被限位件142和封堵块143抵压，处于压缩状态；在第二状态时，弹性件141处于自然伸长状态。
56.在一些实施方式中，封堵块143为球体，该球体的直径大于电解液通道13的出液口的直径，在抵压到电解液通道13时，能够密封电解液通道13，使得热失控烟气和被污染的电解液不从电解液通道13流出，而是从电芯设置的泄爆口16排放。封堵块143的形状不限定在
球体，亦可为椎体、椭球体、水滴状、扁平状，以能够起到封堵电解液通道13的效果为准。
57.如图4所示，在一些实施方式中，限位件142为止挡块，止挡块直接设置在极柱11内，止挡块在极柱11内沿极柱11内周向不连续的设置，不连续的止挡块有利于在第一状态时允许电解液通过；止挡块为易熔金属块，在第二状态时，止挡块发生形变，失去对弹性件141的限位作用，使得封堵块143密封电解液通道。限位件142也不局限于只有止挡块为易熔金属材质，亦可连同止挡环和止挡块整体为易熔金属材质。
58.在一些实施方式中，限位件为周向设置有缺口的止挡环，设置在极柱内，以使电解液通过缺口通过，止挡环设置为易熔金属环，当环境温度超过阈值时，止挡环发生形变，对封堵块和弹性件失去限位作用，封堵块封堵电解液通道。
59.在一些实施方式中，电解液通道13上还设置有薄膜15，以密封电解液通道13。在注入电解液时，配合电解液储液仓200的穿刺结构刺破薄膜15，以向电芯100注入电解液。
60.在一些实施方式中，薄膜15遇电解液时溶解于电解液，在配合电解液储液仓200时，电解液储液仓200内的电解液将薄膜15溶解后，电解液得以注入到电芯100内。
61.在一些实施方式中，薄膜15设置有保护膜151，保护膜151置于薄膜15面向电芯壳体内部的一面，保护膜151不溶于电解液，薄膜15溶于电解液时，保护膜151脱落，以避免电芯100内的电解液提前溶解薄膜15。
62.本实用新型通过在极柱上开设电解液通道，并在电解液通道上设置断液机构，使得在电芯发生热失控时，自动启动断液机构，阻断电解液通道，避免热失控电芯内被污染的电解液逆向通过电解液通道反流回电解液储液仓，污染其他电芯；断液机构设计的限位件、弹性件和封堵块在第一状态时能够使电解液通过电解液通道正常进入电芯壳体内，在第二状态时密封电解液通道，避免被污染的电解液反向流入电解液储液仓污染其他电解液，本方案结构简单、使用性强、经济实用、效果好。
63.实施例2
64.如图5所示，本实施例提供一种电芯壳体100，包括上盖组件。上盖组件上设置有泄爆口16。
65.如图2所示，为一种上盖组件1的结构示意图，适用于电芯壳体，尤其适用于圆柱电芯的壳体，该电芯壳体适用于带有电解液储液仓的大容量电池。上盖组件1包括极柱11和绝缘安装件12和汇流构件17，极柱11与汇流构件17电连接，绝缘安装件12将极柱11及汇流构件17绝缘安装在电池壳体100上，防止极柱11和汇流构件17与电池壳体100发生短路。极柱11设置有电解液通道13，汇流构件设置有一组通孔131，以使电解液通过电解液通道13和通孔131进入电芯壳体100内，极柱11内还设置有断液机构。断液机构的设置可以在电芯发生热失控时封堵电解液通道13，以避免热失控时被污染的电芯内的电解液反向流入到电解液储液仓200，污染储液仓内的电解液或者其他电芯内的电解液。
66.电解液通道13沿极柱11的轴向贯穿极柱11两端；极柱11位于壳体100内部的一端设置有断液机构，断液机构包括弹性件141、限位件142、封堵块143，封堵块143置于弹性件141上，限位件142用于抵压封堵块143，以使封堵块143抵压弹性件141；
67.如图2所示，当处于第一状态时，电芯处于正常状态，封堵块143被限位件142抵压，弹性件141被封堵块143压缩，封堵块143不封堵电解液通道13；
68.如图3所示，当处于第二状态时，电芯处于热失控状态，限位件142解除对封堵块
143的抵压，封堵块143解除对弹性件141的抵压，以使封堵块143被弹性件141顶起并封堵电解液通道13。
69.在一些实施方式中，限位件142为易熔金属件，当电芯发生热失控时，断液机构处于高温环境状态，当温度超过易熔金属的形变阈值时，限位件142发生形变，对弹性件141失去限位作用，使得弹性件141从压缩状态到自然伸长的状态，自然伸长的弹性件141将封堵块143拖顶至极柱11的一端，封堵块143将极柱11内设置的电解液通道13封堵，阻断电解液通道。
70.在一些实施方式中，弹性件141为弹簧，第一状态时弹簧被限位件142和封堵块143抵压，处于压缩状态；在第二状态时，弹性件141处于自然伸长状态。
71.在一些实施方式中，封堵块143为球体，该球体的直径大于电解液通道13的出液口的直径，在抵压到电解液通道13时，能够密封电解液通道13，使得热失控烟气和被污染的电解液不从电解液通道13流出，而是从电芯设置的泄爆口16排放。封堵块143的形状不限定在球体，亦可为椎体、椭球体、水滴状、扁平状，以能够起到封堵电解液通道13的效果为准。
72.如图4所示，在一些实施方式中，限位件142为止挡块，止挡块直接设置在极柱11内，止挡块在极柱11内沿极柱11内周向不连续的设置，不连续的止挡块有利于在第一状态时允许电解液通过；止挡块为易熔金属块，在第二状态时，止挡块发生形变，失去对弹性件141的限位作用，使得封堵块143密封电解液通道。限位件142也不局限于只有止挡块为易熔金属材质，亦可连同止挡环和止挡块整体为易熔金属材质。
73.在一些实施方式中，限位件为周向设置有缺口的止挡环，设置在极柱内，以使电解液通过缺口通过，止挡环设置为易熔金属环，当环境温度超过阈值时，止挡环发生形变，对封堵块和弹性件失去限位作用，封堵块封堵电解液通道。
74.在一些实施方式中，电解液通道13上还设置有薄膜15，以密封电解液通道13。在注入电解液时，配合电解液储液仓200的穿刺结构刺破薄膜15，以向电芯100注入电解液。
75.在一些实施方式中，薄膜15遇电解液时溶解于电解液，在配合电解液储液仓200时，电解液储液仓200内的电解液将薄膜15溶解后，电解液得以注入到电芯100内。
76.在一些实施方式中，薄膜15设置有保护膜151，保护膜151置于薄膜15面向电芯壳体内部的一面，保护膜151不溶于电解液，薄膜15溶于电解液时，保护膜151脱落，以避免电芯100内的电解液提前溶解薄膜15。
77.本实用新型通过在极柱上开设电解液通道，并在电解液通道上设置断液机构，使得在电芯发生热失控时，自动启动断液机构，阻断电解液通道，避免热失控电芯内被污染的电解液逆向通过电解液通道反流回电解液储液仓，污染其他电芯；断液机构设计的限位件、弹性件和封堵块在第一状态时能够使电解液通过电解液通道正常进入电芯壳体内，在第二状态时密封电解液通道，避免被污染的电解液反向流入电解液储液仓污染其他电解液，本方案结构简单、使用性强、经济实用、效果好。
78.实施例3
79.本实施例提供一种电芯，包括实施例2描述的电芯壳体。
80.实施例4
81.本实施例提供一种大容量电池，由若干实施例3描述的电芯和电解液储液仓组成。
82.本技术的上述实用新型内容并不意欲描述本技术中的每个公开的实施方式或每
种实现方式。如下描述更具体地举例说明示例性实施方式。在整篇申请中的多处，通过一系列实施例提供了指导，这些实施例可以以各种组合形式使用。在各个实例中，列举仅作为代表性组，不应解释为穷举。