本发明涉及电池,尤其涉及一种电池顶盖结构及具有其的电池。
背景技术:
1、在电池制造领域,特别是在电解液注入这一关键环节中,电解液冒液、喷液的问题长期困扰着生产者,这不仅影响了电池的生产效率,也对电池的整体质量和后续加工步骤构成了潜在威胁。这些问题的出现,往往与现有技术的电池盖结构设计存在直接关联。
2、现有的电池盖通常注液口和抽气孔为同一个,因此为补充足够的电解液需另外投入设备、人手和时间,非常影响生产效率,且由于抽气过程容易导致电解液冒液、喷液,不仅浪费了宝贵的电解液资源,还增加了额外的清洁和处理成本,因为冒出的电解液会污染电池顶盖及周边区域,如果未能及时清理,将直接干扰后续的焊接工序,增加炸焊的风险,进而影响到电池的安全性能和整体质量。
技术实现思路
1、为了克服上述现有技术所述的至少一种缺陷,本发明提供一种电池顶盖结构及具有其的电池。可解决电解液冒液、喷液问题。
2、本发明为解决其问题所采用的技术方案是:
3、一种电池顶盖结构,包括:绝缘件,设有相互隔离的第二孔和注液入口,所述第二孔用于抽气,所述注液入口用于注液;盖板,与所述绝缘件装配,所述盖板设有与所述第二孔和注液入口连通的至少一个第三孔。
4、通过采用上述方案,由于抽气孔和注液口是分开的,抽气操作不会干扰注液过程,从而减少了电解液冒液、喷液的风险。这有助于提高电池的生产效率和整体质量,独立的注液口使得补充电解液变得更加简单和高效,不再需要额外的设备、人手和时间。这提高了生产效率,减少了电解液冒液、喷液的情况,也就减少了电解液资源的浪费和清洁处理成本。
5、进一步地,还包括环形集流盘,所述环形集流盘装配于所述绝缘件下方,所述环形集流盘由圆心向外依次包括第一孔、环形金属极柱和集流盘本体,所述环形集流盘用于装配至电池卷芯顶部,且所述第一孔正对所述电池卷芯中央的抽气孔。
6、通过采用上述方案,环形集流盘的设计使得电流在电池内部能够更均匀地分布和传导,减少了电流传输过程中的损耗和热量积聚,提高了电池的能量转换效率。第一孔正对电池卷芯中央的抽气孔,有助于在电池充放电过程中及时排除内部产生的气体,防止电池内部压力过高导致的安全问题。同时,环形集流盘的结构设计也有助于分散电池内部的热量,降低热失控的风险。
7、进一步地,所述第二孔和注液入口由所述绝缘件由中心向外依次设置,所述注液入口向外还包括电解液过桥和电解液扩散槽,所述第二孔与第一孔同轴设置,所述注液入口与所述电解液过桥、电解液扩散槽依次连通。
8、通过采用上述方案,电解液通过注液入口进入电池,经过电解液过桥后流入电解液扩散槽。这样的设计使得电解液能够更均匀地分布在电池内部,避免了电解液的局部积聚和浪费,减少了在注液过程中电解液冒液、喷液的风险,电解液扩散槽的设计有助于电解液更好地渗透到电池卷芯的各个部分,提高了电解液的利用率。这有助于提升电池的性能和续航能力。
9、进一步地,所述盖板密封装配于所述绝缘件上方,所述第三孔设置有一个,且位于所述盖板中央,所述第三孔的面积大于所述第一孔及第二孔的面积,所述盖板由中心向外还包括密封圈和防爆阀,所述第三孔与所述第二孔同轴设置。
10、通过采用上述方案,确保了气体和液体在电池内部的顺畅流通。这样的设计有助于在电池充放电过程中及时排除内部产生的气体,防止电池内部压力过高,密封圈能够阻挡电解液的泄露,为电池内部反应提供良好的密闭环境,同时防止外部杂质进入电池内部,影响电池性能,当电池内部压力异常升高时,防爆阀会自动打开,释放内部积累的压力,防止电池爆炸,提高安全性。
11、进一步地,还包括密封盖,所述密封盖与所述环形金属极柱导通并固定。
12、通过采用上述方案,密封盖与环形金属极柱的导通设计,使得电流能够更顺畅地在电池内部传导,减少了电流传输过程中的损耗和热量积聚,起到有效防止电池内部电解质的泄漏,同时也阻挡了外部空气和水分进入电池内部,从而确保了电池的稳定运行。
13、进一步地,所述环形金属极柱与所述集流盘本体一体成型。
14、通过采用上述方案,一体成型的设计简化了电池顶盖的装配流程,不仅节省了环形金属极柱与所述集流盘本体的装配时间和成本,还有助于减少因装配不当而导致的质量问题和安全隐患,同时还可以提高结构强度,优化电流传输。
15、进一步地,所述环形金属极柱凸出于所述集流盘本体,所述集流盘本体上沿所述环形金属极柱的周向外侧等间隔排布有激光焊接区和渗透泄压孔。
16、通过采用上述方案,使用激光焊接技术将集流盘本体与电池卷芯顶部焊接,激光焊接具有能量密度高、热影响区小、焊接变形小等优点,可以确保电池卷芯的稳定性和可靠性,渗透泄压孔可以在初始注液时起到渗透电解液的作用,在电池充放电过程中高温产生气体时能够释放压力,起到将气体排出泄压的效果。
17、进一步地,所述激光焊接区和渗透泄压孔均设置有两个以上,且所述激光焊接区和渗透泄压孔交错排布。
18、通过采用上述方案,通过设置多个激光焊接区,可以确保电池顶盖与壳体之间在多个位置实现高强度的连接,多个渗透泄压孔的设计可以更加均匀地分布电池内部的压力,防止因局部压力过大而导致的电池损坏。同时,泄压孔还可以作为散热通道,帮助电池散发热量,降低电池温度。
19、进一步地,所述环形金属极柱的顶面沿周向等间距设置有两个以上的避让槽,所述电解液过桥设置有两个以上,以使每个所述电解液过桥均能够卡接于一个所述避让槽内。
20、通过采用上述方案,避让槽与电解液过桥的卡接设计提供了一种稳固的机械连接,这种连接不仅增强了电池顶盖结构的整体稳定性,还确保了电解液过桥在环形金属极柱上的准确定位,可以起到对位的效果。
21、进一步地,所述电解液过桥的顶面与所述环形金属极柱的顶面对齐。
22、通过采用上述方案,可以更容易地将电解液过桥放置在正确的位置,并确保其与环形金属极柱的紧密配合。这种设计有助于提高生产效率,降低装配难度和成本,对齐的顶面还有助于增强电池顶盖结构的密封性能。
23、进一步地,所述绝缘件包括:塑胶下层,所述塑胶下层包括同心的第一圆环区和第二圆环区,所述第二孔位于所述第一圆环区中央,所述电解液过桥连接于所述第一圆环区和第二圆环区之间,所述注液入口设置于所述第一圆环区顶面,所述电解液扩散槽设置于所述第二圆环区内,且每条所述电解液过桥连通于一个注液入口和一个电解液扩散槽;塑胶上层,所述塑胶上层中央设置有用于避让所述第二孔的塑胶开口,所述塑胶上层上设置有与防爆阀对应的防爆阀预留槽,所述塑胶上层与所述塑胶下层固定。
24、通过采用上述方案,确保了绝缘件整个电池顶盖结构的稳定性和可靠性,具有使电解液均匀扩散的功能以及及时释放电池内部压力的特性。
25、进一步地,所述塑胶下层的边缘设置限位唇板,所述限位唇板用于与电池卷芯的外侧壁抵接。
26、通过采用上述方案,可以使限位唇板内形成用于限位并固定电池卷芯的空间,可以将电池卷芯固定于电池壳体内的中央位置,避免电池卷芯触碰电池壳体。
27、进一步地,所述塑胶上层与所述盖板之间设置有熔合胶钉。
28、通过采用上述方案,熔合胶钉通过其强大的粘合力和机械强度,将塑胶上层和盖板紧密地连接在一起。这种连接不仅提高了电池顶盖的整体稳定性,还确保了电池在长时间使用过程中的可靠性,同时还兼顾了密封的作用及传热的作用。
29、进一步地,所述盖板边缘下侧设置有内凹的密封台阶,所述密封台阶用于与电池壳体抵接固定。
30、通过采用上述方案,密封台阶的存在使得盖板与电池壳体之间的接触面积增大,从而提高了它们之间的密封性能,有效地防止外部的水分、灰尘和其他污染物进入电池内部,保护电池免受损害。
31、进一步地,所述电解液扩散槽内包括沿电解液过桥方向设置的至少两层导流片,所述导流片具有相对靠近电解液过桥的第一端和相对远离所述电解液过桥的第二端,所述导流片的第二端至少部分位于相邻层中的所述导流片的下方,以使电解液由每个所述导流片的一端流向第二端后向下流动。
32、通过采用上述方案,分层设计有助于进一步细化电解液的流动路径,从而实现更均匀的分布;具体为电解液在流过一层导流片后,能够顺利地流入下一层导流片的下方,从而实现电解液的垂直流动。
33、进一步地,所述密封盖包括依次堆叠连接的冲压极柱层、焊接层和铆接层,所述焊接层的面积大于所述铆接层的面积和冲压极柱层的面积,所述铆接层部分伸入所述第一孔,所述焊接层与所述盖板抵接固定。
34、通过采用上述方案,确保密封盖与盖板或其他部件之间的牢固连接,同时配合铆接层,使得密封盖能够在电池内部形成一个可靠的密封结构,防止外部的水分、灰尘和其他污染物进入电池,从而保护电池内部的电子元件和化学物质免受损害。
35、进一步地,所述铆接层的侧边缘设置有锚定凸边,所述第一孔的内侧壁设置有冲压锚定槽,所述锚定凸边与所述冲压锚定槽卡接。
36、通过采用上述方案,锚定凸边的主要作用是提供额外的连接强度和稳定性,特别是在需要承受较大机械应力或振动的环境中。通过卡接的方式,锚定凸边能够有效地防止密封盖在长期使用过程中松动或脱落;由于够承受较大的机械应力和振动,因此可以确保电池在长期使用过程中的稳定性和安全性。
37、进一步地,所述第一孔内还设置有密封件,所述密封件包括一体连接的顶盖和密封块,所述密封块用于与绝缘件中央的第二孔过盈连接。
38、通过采用上述方案,起到密封作用,防止外部污染物及气体进入电池内部。此外,密封块还具有一定的弹性,能够适应电池在使用过程中可能产生的微小变形或振动。
39、一种电池,包括电池卷芯、电池壳体和电池顶盖结构,所述电池卷芯具有抽气孔,所述电池卷芯装配于所述电池壳体内,所述盖板的边缘与所述电池壳体密封连接。
40、通过采用上述方案,该电池可实现注液和抽真空同时进行,注液效率提升一倍,同时解决了注液冒液、喷液的问题,避免了电解液残留炸焊问题,整体的堆叠设计提高了成品一致性,提高手动实验的良率。
41、综上所述,本发明提供的一种电池顶盖结构及具有其的电池具有如下技术效果:
42、1.由于电池顶盖结构中注液口和抽气孔是分开的,这使得在电池生产过程中,注液和抽气操作可以独立进行,互不干扰。这有助于简化生产流程,减少操作时间,从而提高生产效率;
43、2.分开的注液口和抽气孔有助于减少电解液在抽气过程中的冒液、喷液现象。这不仅减少了电解液的浪费,还降低了清洁和处理成本,因为冒出的电解液会污染电池顶盖及周边区域,增加了额外的清理工作;
44、3.独立的注液和抽气系统有助于确保电解液均匀注入电池内部,避免电解液分布不均导致的电池性能问题。同时,减少电解液污染和浪费也有助于提高电池的整体质量和一致性;
45、4.通过优化电池顶盖结构,可以减少电解液在电池生产过程中的泄露风险,从而降低电池在后续使用中的安全隐患。此外,独立的抽气孔还有助于在电池生产过程中及时排除内部气体,防止电池内部压力过大导致的安全问题。