CN113258227B - 一种电池制作工艺以及用于巡检机器人的电池包 - Google Patents

一种电池制作工艺以及用于巡检机器人的电池包 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种电池制作工艺以及用于巡检机器人的电池包，该工艺包括以下步骤：步骤S1、提供一个外壳，在外壳的侧壁上开设第三通孔；步骤S2、将电芯安装在外壳内，并将外壳的顶盖上的极柱与电芯连接；步骤S3、提供一个防爆气袋，在防爆气袋的第一端和第二端分别开设第一通孔和第二通孔，并在第一通孔上粘贴防水透气膜，将防爆气袋的第一端与外壳连接，并使第三通孔与防爆气袋的内部通过防水透气膜实现气通路；步骤S4、注液，以及封堵第二通孔；步骤S5、化成；步骤S6、打开第二通孔并排出防爆气袋内的气体；步骤S7、折叠防爆气袋，以使防爆气袋处于收缩状态，封堵第二通孔。该工艺具有注液效率高的特点。

Description

一种电池制作工艺以及用于巡检机器人的电池包
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池制作工艺以及用于巡检机器人的电池包。
背景技术
在电力设备日常巡检作业中，机器人的运用日益普遍。巡检机器人上集成有多种电力检测设备，可全天候执行对变电站、厂区电力设备以及其他电力设施的巡检任务。巡检机器人的行走以及电力检测设备均通过安装在巡检机器人上的电池包进行供电，因此，电池包的安全性极为重要。由于巡检机器人需要在高温、暴晒环境下执行作业任务，且巡检机器人上的各种电力检测设备长期使用，电池包内的温度较高。电池包内部具有多个电池，高温环境以及长期充放电会导致电池内部产生气体而出现鼓胀，甚至引起因电池泄压失败而发生***的危险。现有的电池一般通过在电池外壳的顶盖上设置防爆孔进行泄压，以保证电池的使用安全性。此类电池在生产中需要进行两次注液操作，第一次注入电解液的注入量少于设计所需的量，待化成后将电池内部产生的气体全部排出再进行第二次注液，使电池内的电解液达到设计所需的量。该方式注液效率低，进而影响电池的生产效率。
发明内容
本发明的目的在于提出一种电池制作工艺，其注液效率高。
本发明的目的在于提出一种用于巡检机器人的电池包，其散热性能好，防爆效果好。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
提供一种电池制作工艺，包括以下步骤：
步骤S1、提供一个外壳，在所述外壳的侧壁上开设第三通孔；
步骤S2、将电芯安装在所述外壳内，并将所述外壳的顶盖上的极柱与所述电芯连接；
步骤S3、提供一个防爆气袋，在所述防爆气袋的第一端和第二端分别开设第一通孔和第二通孔，并在所述第一通孔上粘贴防水透气膜，将所述防爆气袋的第一端与所述外壳连接，并使所述第三通孔与所述防爆气袋的内部通过所述防水透气膜实现气通路；
步骤S4、注液，以及封堵所述第二通孔；
步骤S5、化成；
步骤S6、打开所述第二通孔并排出所述防爆气袋内的气体；
步骤S7、折叠所述防爆气袋，以使所述防爆气袋处于收缩状态，封堵所述第二通孔。
进一步的，步骤S4中，通过位于所述外壳顶部的注液孔向所述外壳的内部注入电解液，注液后封闭所述注液孔。
进一步的，步骤S5中，将所述外壳设置有所述防爆气袋的一侧面朝上放置。
提供一种用于巡检机器人的电池包，包括箱体和设置于所述箱体内的多个电池，所述箱体具有容纳腔，多个所述电池沿所述容纳腔的长度方向层叠设置于所述容纳腔内，沿所述容纳腔的宽度方向，所述容纳腔的至少一个腔壁与所述电池间隔，以使所述电池与所述腔壁之间形成散热通道，所述电池包括外壳和开设在所述外壳的一侧面的第三通孔，所述外壳靠近所述散热通道的一侧面设置有防爆气袋，所述防爆气袋的第一端开设有第一通孔和盖设在所述第一通孔上的防水透气膜，所述外壳的内部与所述防爆气袋的内部通过所述第一通孔和所述第三通孔连通，并使所述外壳内部的气体能够穿过所述防水透气膜进入所述防爆气袋的内部。
进一步的，所述防爆气袋的第二端可拆卸设置有气塞，所述气塞用于封堵开设在所述防爆气袋的第二端的第二通孔，所述防爆气袋的第一端与第二端相对。
进一步的，所述防爆气袋具有第一状态和第二状态，所述第一状态时，所述防爆气袋的第二端贴紧在所述外壳的侧壁上；所述第二状态时，所述外壳内部的气体进入所述防爆气袋内部，以使所述防爆气袋处于鼓胀状态。
进一步的，所述第二状态时，所述防爆气袋的第二端与所述腔壁间隔。
进一步的，所述容纳腔内设置有导热板，所述电池背离所述防爆气袋的一侧面抵靠在所述导热板上，且所述导热板与所述容纳腔宽度方向的腔壁间隔。
进一步的，相邻两个所述电池之间夹设有导热硅胶片。
进一步的，所述散热通道的两端能够分别与巡检机器人上的进风口和出风口连通。
本发明相比于现有技术的有益效果：
本发明的一种电池制作工艺以及用于巡检机器人的电池包，该工艺通过一次性向外壳内注入设计所需的电解液的量，化成时产生的气体通过防爆气袋进行收集，该方式有利于减少注液次数，具有注液效率高的特点。同时，外壳上的第三通孔与防爆气袋的第一通孔之间具有防水透气膜，在制作过程中可避免电解液流入防爆气袋内。
附图说明
图1为实施例的电池包的示意图。
图2为实施例的电池的示意图。
图3为实施例的电池的局部剖视图。
图中：
1、箱体；11、第一散热通道；12、第二散热通道；13、导热板；2、电池；20、外壳；21、防爆气袋；211、第一通孔；212、第二通孔；213、储气室；214、弯折部；22、极柱；23、第三通孔；24、防水透气膜；25、粘接层。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1至图3所示，本发明提供的一种电池制作工艺，用于制作电池2，包括以下步骤：
步骤S1、提供一个外壳20，在外壳20的侧壁上开设第三通孔23；
步骤S2、将电芯安装在外壳20内，并将外壳20的顶盖上的极柱22与电芯连接；
步骤S3、提供一个防爆气袋21，在防爆气袋21的第一端和第二端分别开设第一通孔211和第二通孔212，并在第一通孔211上粘贴防水透气膜24，将防爆气袋21的第一端与外壳20连接，并使第三通孔23与防爆气袋21的内部通过防水透气膜24实现气通路；
步骤S4、注液，以及封堵第二通孔212；
步骤S5、化成；
步骤S6、打开第二通孔212并排出防爆气袋21内的气体；
步骤S7、折叠防爆气袋21，以使防爆气袋21处于收缩状态，封堵第二通孔212。
可以理解的是，在电池2制作过程中，由于化成时会产生气体，因此在注液时需要先向外壳20内注入一半的电解液，待排出化成所产生的气体后再向外壳20内注满电解液。本实施例中，在外壳20的侧壁上设置有防爆气袋21，且防爆气袋21的第一通孔211上盖设有防水透气膜24，外壳20内的气体可穿过防水透气膜24进入防爆气袋21，利用防爆气袋21对化成产生的气体进行储存。因此，在注液时只需一次性注满电解液，有利于提高注液效率。
具体地，步骤S3中，防爆气袋21的第一端与外壳20通过粘接层25进行粘接。粘接层25环形分布在第一通孔211的周部。
步骤S4中，注液，即向电池2的外壳20内注入电解液。外壳20的顶部具有注液孔，通过注液孔向外壳20内注入电解液，电解液的注入量根据电池2的实际设计指标灵活选择。注液后封闭注液孔。本实施例中，电解液被一次注入到外壳20内。注液后通过气塞封堵第二通孔212。
步骤S5中，化成，该过程中电解液与电芯发生化学反应。化成过程中电池2内部会产生气体，气体通过第三通孔23并穿过防水透气膜24进入防爆气袋21的储气室213内。防爆气袋21由于接收到气体，储气室213发生膨胀，防爆气袋21处于鼓胀状态。为方便气体进入储气室213，将外壳20设置有防爆气袋21的一侧面朝上放置，以使化成过程中产生的气体通过第三通孔23进入防爆气袋21的内部。
化成完成后，打开防爆气袋21的第二通孔212，以使其内部收集的化成产生的气体排出。最后对防爆气袋21进行折叠，在防爆气袋21的侧壁上形成往复弯折的弯折部214，以使防爆气袋21处于收缩状态，有利于减小防爆气袋21占用空间。
本实施例的显著效果为：通过该工艺制作的电池2，通过一次性向外壳20内注入设计所需的电解液的量，有利于减少注液次数，具有注液效率高的特点。同时，外壳20上的第三通孔23与防爆气袋21的第一通孔211之间具有防水透气膜24，在制作过程中可避免电解液流入防爆气袋21内。
如图1至图3所示，本发明还提供的一种用于巡检机器人的电池包，用于安装在巡检机器人上，电池包为巡检机器人的行走以及巡检机器人上的电力巡检设备供电。电池包包括箱体1和设置于箱体1内的多个电池2，箱体1具有容纳腔，多个电池2沿容纳腔的长度方向层叠设置于容纳腔内，沿容纳腔的宽度方向，容纳腔的至少一个腔壁与电池2间隔，以使电池2与腔壁之间形成散热通道。电池2包括外壳20和开设在外壳20的一侧面的第三通孔23，外壳20靠近散热通道的一侧面设置有防爆气袋21，防爆气袋21的第一端开设有第一通孔211和盖设在第一通孔211上的防水透气膜24，外壳20的内部与防爆气袋21的内部通过第一通孔211和第三通孔23连通，并使外壳20内部的气体能够穿过防水透气膜24进入防爆气袋21的内部。可以理解的是，电池2包括外壳20和安装在外壳20内的电芯，外壳20包括外壳本体和设置于外壳本体的一端的顶盖，外壳本体与顶盖之间形成用于容纳电芯和电解液的腔体，顶盖上设置有用于与外部设备连接的极柱22，极柱22包括正极柱和负极柱，两个极柱22与腔体内的电芯电性连接。电池2在工作过程中存在鼓胀风险，即电池2的内部产生大量气体，气体导致电池2内部的压力急剧升高使电池2发生鼓胀，严重的发生***。当电池2内部产生气体时，气体能够依次通过第三通孔23、防水透气膜24和第一通孔211进入防爆气袋21的内部，防爆气袋21对气体进行收集，可避免气体排出造成对周围环境的污染。第一通孔211上盖设有防水透气膜24，防水透气膜24可供气体通过且能够阻挡电池2内部的电解液随气体一同排出，可避免电解液排出对外部设备造成污染。
本实施例中，箱体1为长方体结构，多个电池2沿箱体1的长度方向（即容纳腔的长度方向）层叠设置在箱体1的容纳腔内。电池2的数量可根据巡检机器人的供电电流、电压和功率等设计指标做相应选择。容纳腔的宽度方向的两个腔壁均与电池2间隔，以使电池2的两侧分别形成第一散热通道11和第二散热通道12，散热通道的作用在于供空气流通，利用空气与容纳腔内的电池2进行热交换，实现对整个电池包的散热降温，进而保证电池包的安全使用。防爆气袋21位于电池2靠近第一散热通道11的一侧，当电池2发生泄压时，其内部的气体进入防爆气袋21的内部并使防爆气袋21的体积增大，即防爆气袋21处于膨胀状态。第一散热通道11能够为防爆气袋21的膨胀提供空间。
具体地，防爆气袋21的第二端可拆卸设置有气塞，气塞用于封堵开设在防爆气袋21的第二端的第二通孔212，防爆气袋21的第一端与第二端相对。在防爆气袋21的第二端开设第二通孔212，其作用在于对防爆气袋21内部的气体进行释放。
具体地，防爆气袋21具有两个状态，第一状态时，防爆气袋21处于收缩状态，防爆气袋21的第二端贴紧在外壳20的侧壁上；第二状态时，防爆气袋21处于鼓胀状态，外壳20内部的气体进入防爆气袋21的内部。可以理解的是，防爆气袋21位于第一散热通道11内，当防爆气袋21处于收缩状态时，防爆气袋21的第二端贴紧在外壳20上，可避免防爆气袋21占用第一散热通道11的空间，避免影响第一散热通道11内的空气流通。当电池2内部产生气体时，气体进入防爆气袋21的内部，防爆气袋21发生鼓胀并容纳在第一散热通道11内。本实施例中，防爆气袋21呈圆柱形筒体结构，第一通孔211和第二通孔212分别开设在防爆气袋21相对的两个端面上，防爆气袋21的侧壁上设置有弯折部214，通过设置弯折部214方便对防爆气袋21进行折叠，以使在收缩状态时，防爆气袋21的第二端能够贴紧于外壳20。
为保证在电池2泄压时，电池2内部的气体能够顺利进入防爆气袋21，第二状态时，防爆气袋21的第二端与腔壁间隔。可以理解的是，防爆气袋21的第二端与腔壁间隔，以使第一散热通道11的空间足够容纳防爆气袋21，保证防爆气袋21充气后能够顺利鼓胀至最大体积的状态。
具体地，容纳腔内设置有导热板13，电池2背离防爆气袋21的一侧面抵靠在导热板13上，且导热板13与容纳腔宽度方向的腔壁间隔。本实施例中，导热板13沿容纳腔的长度方向设置，多个电池2背离防爆气袋21的一侧面抵靠在导热板13上，导热板13背离电池2的一侧面与容纳腔的腔壁抵接，以使导热板13与腔壁之间形成第二散热通道12。导热板13具有良好的导热性能，导热板13将电池2产生的热量传导至第二散热通道12内的空气中，通过第二散热通道12内空气的流通实现散热。通过设置导热板13，有利于对多个电池2进行安装固定。同时，当多个电池2中有一个或者部分电池2的温度急剧升高时，该部分电池2上的热量可传递至整个导热板13上，进而增大散热面积，提高散热效率，避免电池2的温度急剧上升引起安全事故。
具体地，多个电池2中，相邻两个电池2之间夹设有导热硅胶片。可以理解的是，在相邻两个电池2之间夹设导热硅胶片，导热硅胶片的一端与导热板13连接，有利于通过导热硅胶片将电池2中部的热量传递至导热板13上。同时，导热硅胶片具有弹性，当电池2发生鼓胀时，可通过导热硅胶片进行缓冲，避免发生鼓胀的电池2对周围的电池2造成挤压。
具体地，散热通道的两端能够分别与巡检机器人上的进风口和出风口连通。本实施例中，巡检机器人上具有进风口和出风口。箱体1的长度方向上的两个侧壁上开设有与散热通道连通的连通口，连通口分别与巡检机器人的进风口和出风口连通。以使散热通道与巡检机器人外部连通，外部的空气可通过进风口进入散热通道，空气与电池2或者导热板13热交换后从出风口排出。
本实施例的显著效果为：通过使电池2与容纳腔的腔壁间隔以形成散热通道，实现对电池包的散热处理。电池2位于朝向散热通道的侧壁上设置有与电池2内部连通的防爆气袋21，利用防爆气袋21收集从电池2内部排出的气体，实现对电池2的泄压。该结构可避免泄压排出的气体对周围环境造成污染。同时，防爆气袋21与电池2的外壳20之间设置有防水透气膜24，以避免电池2泄压时其内部的电解液随气体一起排出，避免造成对外部设备的污染。相比于现有的防爆方式，电池2内产生气体后可穿过防水透气膜24进入防爆气袋21进行储存，避免气体积存外壳20内而造成电池2发生鼓胀。防爆气袋21的存在避免了气体在外壳20内积聚，有利于避免外壳20内的气体超压。本实施例的泄压方式更加平缓、安全，且防爆效果好。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (9)

1.一种电池制作工艺，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1、提供一个外壳，在所述外壳的侧壁上开设第三通孔；
步骤S2、将电芯安装在所述外壳内，并将所述外壳的顶盖上的极柱与所述电芯连接；
步骤S3、提供一个防爆气袋，在所述防爆气袋的第一端和第二端分别开设第一通孔和第二通孔，并在所述第一通孔上粘贴防水透气膜，将所述防爆气袋的第一端与所述外壳连接，并使所述第三通孔与所述防爆气袋的内部通过所述防水透气膜实现气通路；
步骤S4、注液，以及封堵所述第二通孔；
步骤S5、化成；
步骤S6、打开所述第二通孔并排出所述防爆气袋内的气体；
步骤S7、折叠所述防爆气袋，以使所述防爆气袋处于收缩状态，封堵所述第二通孔；
步骤S5中，将所述外壳设置有所述防爆气袋的一侧面朝上放置。
2.根据权利要求1所述的电池制作工艺，其特征在于，步骤S4中，通过位于所述外壳顶部的注液孔向所述外壳的内部注入电解液，注液后封闭所述注液孔。
3.一种用于巡检机器人的电池包，其特征在于，包括箱体和设置于所述箱体内的多个如权利要求1至2任一项所述的电池制作工艺制作而成的电池，所述箱体具有容纳腔，多个所述电池沿所述容纳腔的长度方向层叠设置于所述容纳腔内，沿所述容纳腔的宽度方向，所述容纳腔的至少一个腔壁与所述电池间隔，以使所述电池与所述腔壁之间形成散热通道，所述电池包括外壳和开设在所述外壳的一侧面的第三通孔，所述外壳靠近所述散热通道的一侧面设置有防爆气袋，所述防爆气袋的第一端开设有第一通孔和盖设在所述第一通孔上的防水透气膜，所述外壳的内部与所述防爆气袋的内部通过所述第一通孔和所述第三通孔连通，并使所述外壳内部的气体能够穿过所述防水透气膜进入所述防爆气袋的内部。
4.根据权利要求3所述的用于巡检机器人的电池包，其特征在于，所述防爆气袋的第二端可拆卸设置有气塞，所述气塞用于封堵开设在所述防爆气袋的第二端的第二通孔，所述防爆气袋的第一端与第二端相对。
5.根据权利要求4所述的用于巡检机器人的电池包，其特征在于，所述防爆气袋具有第一状态和第二状态，所述第一状态时，所述防爆气袋的第二端贴紧在所述外壳的侧壁上；所述第二状态时，所述外壳内部的气体进入所述防爆气袋内部，以使所述防爆气袋处于鼓胀状态。
6.根据权利要求5所述的用于巡检机器人的电池包，其特征在于，所述第二状态时，所述防爆气袋的第二端与所述腔壁间隔。
7.根据权利要求3所述的用于巡检机器人的电池包，其特征在于，所述容纳腔内设置有导热板，所述电池背离所述防爆气袋的一侧面抵靠在所述导热板上，且所述导热板与所述容纳腔宽度方向的腔壁间隔。
8.根据权利要求3所述的用于巡检机器人的电池包，其特征在于，相邻两个所述电池之间夹设有导热硅胶片。
9.根据权利要求3所述的用于巡检机器人的电池包，其特征在于，所述散热通道的两端能够分别与巡检机器人上的进风口和出风口连通。
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