CN209709110U - 一种具有自密封功能的锂电池化成排气机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种具有自密封功能的锂电池化成排气机构，用于锂电池化成的负压排气。该排气机构包括胶钉（1）以及吸气杆（2）；所述胶钉（1）用于封堵在所述锂电池的注液孔上；所述吸气杆（2）用于贯穿所述胶钉（1）并连通至所述锂电池的内部，用于对所述锂电池进行负压排气；所述胶钉（1）的中心位置上具有容纳所述吸气杆（2）贯穿的自密封孔（101）；所述自密封孔（101）具有弹性自密封性。该排气机构能有效对化成过程中的锂电池进行负压排气，且排气过程中及完成排气后均能有效避免锂电池内部的电解液与外部空气的接触，从而避免电解液与外部空气中的水及其它异物发生接触，进而提高锂电池的生产品质；同时，能有效节省成本。

Description

一种具有自密封功能的锂电池化成排气机构

技术领域

本实用新型涉及锂电池化成排气设备技术领域，具体涉及一种具有自密封功能的锂电池化成排气机构。

背景技术

锂离子二次电池是一款高性能、环保、储能的电池。近年来，锂离子二次电池以高电压、高能密、良好的循环寿命、自放电率低、无记忆效应、绿色环保等优点被广泛应用于商用车、专用车、电动自行车、储能***、医疗器械等领域。为响应市场需求，提高锂离子电池的安全性能及使用寿命，制作和应用成本控制是其中研究的热点问题。

在锂离子电池制备过程中，化成是一道重要工序。化成即对注液搁置后的电池进行首次充电激活，形成固体电解质界面膜（SEI）的过程。在化成阶段，为使负极表面生成良好的SEI膜，采用负压化成工艺，化成时注液孔未封闭，此时一般会使用耐腐蚀吸嘴对准注液孔进行负压吸气，排出电池化成时产生的气体，使SIE膜生成的均匀稳定，提高电池性能。

目前，一次注液后注液孔用胶钉临时封闭，在化成前通过拔钉机或人工拔掉胶钉，化成结束后再使用插钉机用胶钉再次将注液孔临时封闭。而且，传统的负压排气结构仅仅是在电池化成时，采用负压排气管路和电池注液孔封闭联通，将电池化成时产生的气体排走；而在化成完成后，负压排气管路和电池注液孔脱离。在整个生产过程中，从拔钉到化成设备以及从化成设备到插钉运输的过程中，注液孔是处于敞开状态的，电解液与会与电池外部空气中的水分及其它异物接触，而电解液遇水会生成HF，HF会破坏SEI膜，引起二次成膜，导致电池性能恶化影响电池品质，同时带来极大的安全隐患。旧解决方案是将插钉机、拔钉机、化成设备均置于干燥房内进行控湿，这极大的增大了厂房投入成本，并且这些设备不能完全杜绝人工操作，即影响干燥房的效果，也降低参与人的舒适度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于针对现有技术的缺陷或不足，提供了一种具有自密封功能的锂电池化成排气机构。该排气机构能有效对化成过程中的锂电池进行负压排气，并且排气过程中能有效避免锂电池内部的电解液与外部空气的接触；在完成排气后，通过自密封作用隔离锂电池内部环境与电池外部环境，避免电池内部环境的物质与外部空气中的水分及外部空气中的其它异物发生接触，进而提高锂电池的品质和电池的安全性。同时，能有效节省成本。

本实用新型的目的通过如下技术方案实现。

一种具有自密封功能的锂电池化成排气机构，用于锂电池化成的负压排气；该具有自密封功能的锂电池化成排气机构包括胶钉以及吸气杆；所述胶钉用于封堵在所述锂电池的注液孔上；所述吸气杆用于贯穿所述胶钉并连通至所述锂电池的内部，用于对所述锂电池进行负压排气；

所述胶钉的中心位置上具有容纳所述吸气杆贯穿的自密封孔；所述自密封孔具有弹性自密封性。

优选的，所述自密封孔的中间部位具有自密封闸，所述自密封孔的两端至所述自密封闸的部分均为通孔；所述自密封闸可通过外力撑开形成通孔，通过所述自密封闸实现所述自密封孔的自密封。

更优选的，所述自密封闸为所述自密封孔的内壁上向孔中心凸起形成的弹性自密封闸。

更优选的，所述自密封孔的两端至所述自密封闸的通孔均为：由靠近所述自密封闸的方向而孔径逐渐变小的锥形孔。

更优选的，所述自密封闸相对位于所述锂电池的注液孔的近外端。

优选的，还包括定位块；所述定位块用于设置在所述锂电池的化成压床上；所述吸气杆可伸缩的贯穿设置在所述定位块上；

在所述吸气杆贯穿所述胶钉时以及在所述吸气杆抽离所述胶钉时，所述定位块用于与所述胶钉保持接触，辅助所述吸气杆的贯穿定位及抽离定位，并防止所述胶钉随所述吸气杆抽离。

更优选的，所述定位块的直径大于所述自密封孔的入口直径。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点和有益效果：

（1）本实用新型的锂电池化成排气机构由于胶钉上具有自密封特性的自密封孔，使采用该排气机构进行锂电池化成排气的过程中能有效对化成过程中的锂电池进行负压排气，并且排气过程中能有效避免锂电池内部的电解液与空气的接触；而在完成排气、吸气杆抽离胶钉后，通过胶钉的自密封性封闭自密封孔以隔离锂电池内部环境与锂电池外部环境，避免电池内部环境的物质与外部空气中的水分及外部空气中的其它异物发生接触，进而提高锂电池的品质和电池的安全性。

（2）本实用新型的锂电池化成排气机构由于胶钉上具有自密封特性的自密封孔，采用该排气机构进行化成排气的锂电池在化成前后中无需拔钉和插钉，取消了化成前拔钉和化成后插钉的工序，而且锂电池均处于密封状态，无开口运输周转过程，既保障了锂电池的品质和电池的安全性，亦节省了生产线投资成本；同时，无需采用干燥房控湿，减少了干燥房投资成本。

附图说明

图1为具体实施例中本实用新型的具有自密封功能的锂电池化成排气机构的局部剖视结构示意图；

附图标注：1-胶钉，101-自密封孔，1010-自密封闸，2-吸气杆，3-定位块，4-锂电池，40-锂电池注液孔。

具体实施方式

以下结合具体实施例及附图对本实用新型的技术方案作进一步详细的描述，但本实用新型的保护范围及实施方式不限于此。在本实用新型实施例的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”、“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者仅用于区分描述，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制，更不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

参见图1所示，为本实施例的具有自密封功能的锂电池化成排气机构，用于锂电池化成的负压排气。该排气机构包括胶钉1以及吸气杆2；所述胶钉1用于封堵在所述锂电池的注液孔40上；所述吸气杆2用于贯穿所述胶钉1并连通至所述锂电池4的内部，用于对所述锂电池4进行负压排气。

胶钉1的封堵在锂电池注液孔40上外露的部分为头部，而封堵在锂电池注液孔40上并进入至锂电池内部的部分为尾部。胶钉1的头部直径大于尾部直径，以避免整体胶钉1塞入至锂电池内，并且有利于完成电池制备后的拔钉。

其中，在所述胶钉1的中心位置上具有容纳所述吸气杆2贯穿的自密封孔101；所述自密封孔101具有弹性自密封性。

在采用本实施例的排气机构进行锂电池4化成的负压排气时，胶钉1封堵在锂电池的注液孔40上，而且胶钉1上的自密封孔101具有弹性自密封性，在没有外力撑开作用下始终保持密闭，从而保证锂电池4的密封，避免锂电池内的电解液与空气接触而破坏SEI膜；而吸气杆2安装设置在化成压床上。进行负压排气时，化成压床带动吸气杆2下压，使吸气杆2的一端逐渐撑开胶钉1上的自密封孔101并进入至锂电池4的内部，吸气杆2的另一端连通有负压腔，从而通过吸气杆2连通锂电池内部及负压腔；再通过负压抽气，锂电池内部的空气通过吸气杆2被排出至锂电池外。完成排气后，将吸气杆2拔出，而胶钉1在吸气杆2拔出过程中由于弹性的作用逐渐恢复密封性，使锂电池4继续保持密封。

如此，使采用该排气机构进行锂电池4化成排气的过程中能有效对化成过程中的锂电池4进行负压排气，并且在排气过程中由于胶钉1的自密封可保障吸气杆2与注液孔之间的密封性；而在完成排气、吸气杆2抽离胶钉1后，通过胶钉1的自密封性封闭自密封孔101以隔离锂电池内部环境与锂电池外部环境。如此始终能有效避免锂电池内部的电解液与外部空气的接触，从而避免电解液与外部空气中的水分及其他异物发生接触，进而提高锂电池的生产品质。

而且，锂电池4在化成前后中无需拔钉和插钉，取消了化成前拔钉和化成后插钉的工序，且锂电池4均处于密封状态，无开口运输周转过程，既保障了锂电池的品质和电池的安全性，亦节省了生产线投资成本；同时，无需采用干燥房控湿，减少了干燥房投资成本。

具体的，所述自密封孔101的中间部位具有自密封闸1010，所述自密封孔101的两端至所述自密封闸1010的部分均为通孔。而所述自密封闸1010可通过外力撑开形成通孔，在吸气杆2在化成压床的带动下贯穿撑开自密封孔101的过程中，吸气杆2的一端先逐渐伸过自密封孔101的入口端至自密封闸1010的通孔，在抵达自密封闸1010时，在外力作用下逐渐撑开自密封闸1010并连通至自密封孔101的出口端至自密封闸1010的通孔，从而完成连通锂电池内部。如此，通过所述自密封闸1010实现所述自密封孔101的自密封。

本实施例中，所述自密封闸1010为所述自密封孔101的内壁上向孔中心凸起形成的弹性自密封闸，沿自密封孔101的圆周内壁向孔中心凸起形成的弹性自密封闸呈瓣膜的封闭结构状态。

而且，所述自密封孔101的两端至所述自密封闸1010的通孔均为：由靠近所述自密封闸1010的方向而孔径逐渐变小的锥形孔。本实施例中，在自密封孔101的入口头端还具有与锥形孔连通的平直通孔，而在自密封孔101的出口尾端还具有与锥形孔连通的平直通孔。

锥形孔的结构设计，使吸气杆2在进入自密封孔101内并撑开自密封闸1010的过程更顺畅，且避免了对吸气杆2和自密封闸1010的损害；同时，锥形孔的结构设计使自密封闸1010的凸起结构的弹性自密封性更优越，有效避免自密封闸1010因沿孔轴向厚度过薄而导致的弹性密封性差的缺陷，能有效提高使用寿命。

进一步的，本实施例中，参见图1所示，所述自密封闸1010相对位于所述锂电池的注液孔的近外端。自密封闸1010相对位于锂电池注液孔40的近外端，使吸气杆2在外力作用下撑开自密封闸1010的过程中能最大程度降低对锂电池注液孔40的作用力，从而避免对锂电池注液孔40的破坏，并且同时能有效保障自密封闸1010的弹性伸缩空间及充分利用自密封闸1010的弹性自密封性。

进一步的，本实施例中，如图1所示，该排气机构还包括定位块3；所述定位块3用于设置在所述锂电池的化成压床上；所述吸气杆2可伸缩的贯穿设置在所述定位块3上。在所述吸气杆2贯穿所述胶钉1的自密封孔101时，以及在完成锂电池化成的负压排气后所述吸气杆2抽离所述胶钉1时，所述定位块3用于与所述胶钉1保持接触，辅助所述吸气杆2的贯穿定位及抽离定位，并防止所述胶钉1随所述吸气杆2抽离。

具体的，在锂电池4注液后，将胶钉1***封堵在锂电池注液孔40上；化成时，吸气杆2和定位块3由化成压床带动下压，定位块3先接触胶钉1后停止，而吸气杆2继续贯穿定位块3下压，直到将胶钉1上的自密封孔101撑开并进入到锂电池的内部，进行负压排气。化成结束后，吸气杆2先抽离；而吸气杆2抽离过程中，定位块3始终继续保持与胶钉1接触，防止胶钉1随吸气杆2拔出，胶钉1在弹性作用力下自动封闭。在吸气杆2完全抽离胶钉1后，定位块3解除与胶钉1的接触。

本实施例中，所述定位块3的直径大于所述自密封孔101的入口直径，从而实现定位块3在胶钉1上的定位，并避免定位块3卡塞入自密封孔101内。

以上实施例仅为本实用新型的较优实施例，仅在于对本实用新型的技术方案作进一步详细的描述，但本实用新型的保护范围及实施方式不限于此，任何未脱离本实用新型精神实质及原理下所做的变更、组合、删除、替换或修改等均将包含在本实用新型的保护范围内。

Claims (7)

1.一种具有自密封功能的锂电池化成排气机构，用于锂电池化成的负压排气，其特征在于，包括胶钉（1）以及吸气杆（2）；所述胶钉（1）用于封堵在所述锂电池的注液孔上；所述吸气杆（2）用于贯穿所述胶钉（1）并连通至所述锂电池的内部，用于对所述锂电池进行负压排气；

所述胶钉（1）的中心位置上具有容纳所述吸气杆（2）贯穿的自密封孔（101）；所述自密封孔（101）具有弹性自密封性。

2.根据权利要求1所述的一种具有自密封功能的锂电池化成排气机构，其特征在于，所述自密封孔（101）的中间部位具有自密封闸（1010），所述自密封孔（101）的两端至所述自密封闸（1010）的部分均为通孔；所述自密封闸（1010）可通过外力撑开形成通孔，通过所述自密封闸（1010）实现所述自密封孔（101）的自密封。

3.根据权利要求2所述的一种具有自密封功能的锂电池化成排气机构，其特征在于，所述自密封闸（1010）为所述自密封孔（101）的内壁上向孔中心凸起形成的弹性自密封闸。

4.根据权利要求2所述的一种具有自密封功能的锂电池化成排气机构，其特征在于，所述自密封孔（101）的两端至所述自密封闸（1010）的通孔均为：由靠近所述自密封闸（1010）的方向而孔径逐渐变小的锥形孔。

5.根据权利要求2所述的一种具有自密封功能的锂电池化成排气机构，其特征在于，所述自密封闸（1010）相对位于所述锂电池的注液孔的近外端。

6.根据权利要求1~5任一项所述的一种具有自密封功能的锂电池化成排气机构，其特征在于，还包括定位块（3）；所述定位块（3）用于设置在所述锂电池的化成压床上；所述吸气杆（2）可伸缩的贯穿设置在所述定位块（3）上；

在所述吸气杆（2）贯穿所述胶钉（1）时以及在所述吸气杆（2）抽离所述胶钉（1）时，所述定位块（3）用于与所述胶钉（1）保持接触，辅助所述吸气杆（2）的贯穿定位及抽离定位，并防止所述胶钉（1）随所述吸气杆（2）抽离。

7.根据权利要求6所述的一种具有自密封功能的锂电池化成排气机构，其特征在于，所述定位块（3）的直径大于所述自密封孔（101）的入口直径。