CN219498141U - 注液组件及电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种注液组件及电池，其中注液组件用于电池注液，包括：一第一壳体，在其厚度方向具有内表面和外表面，第一壳体形成有贯通内表面和外表面的注液孔；以及一弹性过滤件，设于第一壳体的内表面且覆盖注液孔；当电池注液时，弹性过滤件在外力作用下能够发生弹性形变，形变后的弹性件与内表面之间形成有间隙，以使电解液从注液孔注入电池内；当注液完成后，弹性过滤件恢复弹性形变且密封贴合在内表面，弹性过滤件能够仅使非盐分气体从注液孔逸出。本实用新型可以将电池负压化成过程中抽出的气体与液体在溢出电池注液孔时即进行分离，从而避免了负压化成过程抽出大量电解液从而污染注液孔的问题。

Description

注液组件及电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其是指注液组件及电池。

背景技术

在方形电池的制造中，化成工序(锂电池的化成就是电池的初始化，使电芯的活性物质激活，是一个能量转换过程)充放电时会产生气体，需要用抽真空负压管道连接电池注液孔排除气体。但由于电池化成产气量比较大，抽真空负压管道在排除气体的同时，电池内部的电解液也会有部分被气化后随着气体被抽出注液孔，抽出注液孔的气化电解液冷凝后会残留在注液孔外面，这些残留的电解液会产生电解液结晶。残留的电解液结晶在密封钉激光焊接过程中会受到激光烧损产生气体，产生的气体冲破熔池，使焊缝产生孔洞，导致密封钉的焊缝失去密封性，产生不合格的产品。

注液孔凹槽中的电解液结晶不容易去除，目前一般是通过人工搅动棉签擦拭以及激光清洗的组合方式清除，之后在顶盖注液孔处放置密封钉，采用激光焊接予以焊接密封。

但是，在采用人工搅动棉签擦拭时，随着工作时间的延长，擦拭操作人员的疲劳，会导致擦拭质量和效率下降，注液孔凹槽中的电解液结晶擦拭不彻底；另外，在采用激光清洗时，因为内壁与激光的角度问题，激光清洗对注液孔凹槽内壁处清洗也会存在不彻底的问题。

并且在量产线上，采用棉签人工搅动的擦拭消耗大量的体力，增加了工人的劳动强度，同时也影响生产的流畅度；采用激光清洗的方式成本较高。

实用新型内容

针对现有技术的不足，本实用新型公开了一种注液组件及电池。

本实用新型所采用的技术方案如下：

一种注液组件，用于电池注液，包括：

一第一壳体，在其厚度方向具有内表面和外表面，所述第一壳体形成有贯通内表面和外表面的注液孔；以及一弹性过滤件，设于所述第一壳体的内表面且覆盖所述注液孔；

当电池注液时，所述弹性过滤件在外力作用下能够发生弹性形变，形变后的所述弹性过滤件与所述内表面之间形成有间隙，以使电解液从所述注液孔注入所述电池内；

当注液完成后，所述弹性过滤件恢复弹性形变且密封贴合在所述内表面，所述弹性过滤件能够仅使非盐分气体从所述注液孔逸出。

在一些实施例中，所述弹性过滤件包括

至少一弹性件，沿所述注液孔的孔边设置在所述内表面；以及

一反渗透膜，设于所述弹性件背离所述第一壳体的一面且覆盖所述注液孔。

在一些实施例中，所述弹性件为一个整体，其一部分与所述第一壳体固定连接。

在一些实施例中，所述弹性件为长方体，其任意相对的两边与所述第一壳体固定连接，所述弹性件与所述第一壳体的固定方式为粘接。

在一些实施例中，所述弹性件至少有一对呈中心对称的固定点与所述第一壳体固定连接，所述固定点的固定方式为螺接或铆接。

在一些实施例中，所述固定点的间距范围为所述注液孔的孔径的1.1-5倍。

在一些实施例中，所述弹性件设有一通孔，所述通孔与所述注液孔中心轴对称。

在一些实施例中，所述通孔的孔径小于等于所述注液孔的孔径。

在一些实施例中，所述反渗透膜为醋酸纤维素膜或芳香族聚酰肼膜或芳香族聚酰胺膜。

一种电池，包括顶盖和外壳，还包括如上述所述的注液组件；其中，所述第一壳体为所述顶盖或者所述第一壳体为所述外壳的一部分。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本实用新型所述的注液组件采用在第一壳体的内表面设置弹性过滤件，且弹性过滤件覆盖注液孔，其中弹性过滤件包括至少一弹性件，沿注液孔的孔边设置在内表面；以及一反渗透膜，设于弹性件背离第一壳体的一面且覆盖注液孔，将方形电池负压化成过程中抽出的气体与液体在溢出电池注液口时即进行分离，从而避免了负压化成过程抽出大量电解液从而污染注液口的问题，进而避免了化成后人工擦拭的问题，节约了人力成本。

同时，化成过程注液口处的污染消除也降低了密封钉焊接时激光清洗的难度，进一步提升焊接良率。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型中注液组件的示意图。

图2是本实用新型中注液组件(去除反渗透膜)的示意图。

图3是本实用新型中电池注液时注液组件的示意图。

图4是本实用新型中电池注液时注液组件(去除反渗透膜)的示意图。

图5是本实用新型中注液组件的第一壳体为顶盖的外表面示意图。

图6是本实用新型中注液组件的第一壳体为顶盖的内表面示意图。

图7是本实用新型中电池的结构示意图。

说明书附图标记说明：1、外壳；2、顶盖片；3、正极柱；31、正极柱焊接区域；4、负极柱；41、负极柱焊接区域；5、防爆阀；51、防爆阀孔；6、注液孔；7、弹性件；71、通孔；8、反渗透膜；9、间隙。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

关本实用新型的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的方向用语，例如：上、下、左、右、前或后等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明并非用来限制本实用新型，此外，在全部实施例中，相同的附图标号表示相同的元件。

实施例1：

结合图1、图2和图5，一种注液组件，用于电池注液，包括：

一第一壳体，在其厚度方向具有内表面和外表面，其中，图1和图2所示状态均为第一壳体的内表面；需要说明的是，注液组件的第一壳体为电池的顶盖片2，或者，注液组件的第一壳体为电池的外壳1的一部分(图中未示出)，只要满足通过该注液组件能够向电池内部注入电解液即可。

第一壳体形成有贯通内表面和外表面的注液孔6；以及一弹性过滤件，设于第一壳体的内表面且覆盖注液孔6；具体地，弹性过滤件包括至少一弹性件7，沿注液孔6的孔边设置在内表面；以及一反渗透膜8，设于弹性件7背离第一壳体的一面且覆盖注液孔6。

当电池注液时，弹性过滤件在外力作用下，弹性件7能够发生弹性形变，形变后的弹性件7与内表面之间形成有间隙9(如图3或图4所示)，以使电解液从注液孔6注入电池内；

当注液完成后，弹性件7恢复弹性形变且密封贴合在内表面，反渗透膜8能够仅使非盐分气体从注液孔6逸出，避免电解液冷凝后会产生电解液结晶，从而避免电解液结晶堵塞或污染注液孔6。

上述提供了一种注液组件，可以将电池负压化成过程中抽出的气体与液体在溢出电池注液口时即进行分离，从而避免了负压化成过程抽出大量电解液从而污染注液口的问题。

在本实施例中，弹性件7是具有是弹性的，因而，它可根据流过弹性过滤件的流体或流体组合进行收缩和膨胀(图中未画出)。例如，如果液体如电解液和/或空气是同时流经一个非弹性过滤件或刚性过滤件，则有可能会发生一种称作鼓泡的现象。由于当非可压缩流体(例如液体)的体积降低时，弹性件7具有可收缩的能力。因此，弹性件7可防止这种现象的发生，降低弹性过滤件的体积，可防止鼓泡现象的发生。

反渗透膜8可采用以单一层或以多层堆叠方式密封在弹性件7内，因反渗透膜8在高于溶液渗透压的作用下，依据带有盐分物质不能透过反渗透膜8而将这些物质和水分离开来，使非盐分气体从注液孔6逸出。一般来说，反渗透膜8采用单一层密封在弹性件7内即可实现对电解液的过滤。

具体地，反渗透膜8为醋酸纤维素膜或芳香族聚酰肼膜或芳香族聚酰胺膜。应该能够理解，反渗透膜8一般用高分子材料制成，反渗透膜8具有微孔，微孔的直径小于电解液中的溶质直径，过滤电解液盐分，则反渗透膜8允许可挥发气体透过，但不允许盐类物质通过。

在一些实施例中，弹性过滤件包括仅一个弹性件7时，弹性件7可以为一完整的长方体，其任意相对的两边与第一壳体固定连接，弹性件7与第一壳体的固定方式可为粘接，相对于铆接或螺接，铆接或螺接需要的工序及零件较多，同时，铆接或螺接可能会产生应力集中的问题，因此优选粘接的方式。当然，弹性件7也可以为其他结构形式的柱体，如圆柱体或多棱柱(图1-图4中弹性件7为长方体，其他结构形式的弹性件7未示出)，因此只要满足弹性件7能够覆盖注液孔6即可，对弹性件7的形状不作具体限制。

在一些实施例中，弹性过滤件包括多个弹性件7，即多个弹性件7拼接成一个整体，拼接后弹性件7与第一壳体的固定方式可为粘接，整体的形状可以是圆柱体或多棱柱，弹性件7可以呈条状元件、呈多边形的元件和呈圆形的元件中的一种，优选地，多个弹性件7的形状相同，便于后续拼接成一个整体，例如，选择多个呈条状的元件平行布置拼接成一个长方体，其他形成的元件拼接同理，在此不在赘述。

当然，多个弹性件7的形状可以不同，但后续拼接需要考虑相邻两个弹性件7的边缘部分需要抵接，生产成本和时间都显著增加。

由上述可知，为了将该注液组件应用于电池，则弹性件7应当为一个整体，其一部分与电池壳体固定连接。

但考虑到后续弹性件7在外加压力的作用会发生歪曲或变形，弹性件7至少有一对呈中心对称的固定点与第一壳体即电池的顶盖片2或者电池的外壳1的一部分固定连接，固定点的固定方式为螺接或铆接。其中，固定点的间距范围为注液孔6的孔径的1.1-5倍，形成对弹性件7稳定的固定方式。需要说明的是，中心对称指的是两个固定点绕某一个点旋转180°后，能够完全重合，其中，某一个点可以是弹性件7的中心(此时弹性件7是规则的形状、具有中心点)，也可以是弹性件7的外缘(此时弹性件7是圆柱体的结构)上的任意一点或弹性件7的任意一边(此时弹性件7是多棱柱的结构)上的任意一点。

其中，当弹性件7有多对呈中心对称的固定点时，相邻两个固定点间隔一个预定的距离，预留弹性过滤件在外力作用下发生弹性形变后，弹性过滤件与内表面之间形成有多个间隙9，允许电解液通过多个间隙9进入电池内部。相较于弹性件7仅有一对呈中心对称的固定点与第一壳体固定连接的情况，弹性过滤件在外力作用下发生弹性形变后弹性过滤件与内表面之间形成的间隙9多，则电解液进入电池内部的通道多，减少对弹性件7的固定点的集中荷载，避免电解液穿破弹性件7，同时提高电解液的浸润速度。

因此，弹性件7的固定点的数量不做限制，只要能将弹性件7固定于第一壳体以及促进电解液的浸润即可。

弹性件7设有一通孔71，主要是作为电池负压化成时化成产生气体的排出通道，但同样可以作为电池进行注液时电解液的流通通道，通孔71与注液孔6中心轴对称。具体地，中心轴对称是指弹性件7的通孔71沿着某一条线(该线可以是注液孔6的对称轴)对折之后和注液孔6重合。

若弹性件7的通孔71为圆形，则通孔71的孔径小于等于注液孔6的孔径，可以理解的是，由于电池负压化成时化成产生气体需要通过注液孔6排出，若弹性件7的通孔71的孔径大于注液孔6的孔径，气体不能及时排出，可能会使弹性件7发生弹性形变，气体由间隙9逸出，而不能从电池内部排出，因此优选弹性件7的通孔71的孔径等于注液孔6的孔径。当然，弹性件7的通孔71不限于圆形，只要能使得从注液孔6流入弹性件7即可，即通道的形状也可以是多边形或椭圆形或其他不规则形状。其中，通道的形状优选圆形，与注液孔6的形状相匹配，使得电池负压化成时化成产生气体顺畅地从电池内部排出以及电池注液时电解液可以顺畅地流入电池内部。

结合图3和图4，本实施例的工作原理如下：

当电池进行注液时，外面的高压电解液从电池外面从注液孔6进入电池内，此时弹性件7在外加压力的作用会发生歪曲或变形，从而在一对呈中心对称的固定点之间产生间隙9(如图3和图4所示)，间隙9允许电解液迅速进入电池。注液完成后由于外加压力消失，弹性件7自动恢复原型，间隙9消失。

当电池负压化成时，化成产生气体从电池内部经过注液孔6排出电池，此时弹性过滤件在没有外加压力的时依靠弹性件7的弹性紧贴注液孔6形成密封结构，此时电池内部的气体只能从反渗透膜8穿过，在气体穿过的过程中固体电解液盐分会被过滤下来，从而保护注液孔6不被电解液结晶盐污染。

实施例2：

如图7所示，一种电池，包括：

外壳1，包括一底板和一侧板，围绕底板设置，其中侧板包括两个相对设置的第一侧板和两个相对设置的第二侧板，第一侧板和第二侧板连接；底板和共同形成用于容纳电芯的容纳空间。一般地，外壳1的材质为铝材。电芯，设于容纳空间内；电芯具有两个相对的最大侧面(电芯大面)，每一第一侧板与每一最大侧面相对设置；电芯由正极片、隔膜和负极片卷绕而成，正极耳从正极片上向电芯外延伸，负极耳从负极片上向电芯外延伸，正极耳和负极耳均包括多层极耳，每一极耳从其所在的极片位置伸出电芯的端面，以将正负极的电能传输至外部电路。

顶盖片2，扣合于外壳1的开口处，并和外壳1密封焊接；顶盖片2的外表面设有正极柱3和负极柱4；一般顶盖片2上对应正极柱3和负极柱4处有两个极柱穿孔，正极柱3从一个极柱穿孔中穿出并与顶盖片电导通，负极柱4从另一个极柱穿孔穿出并与顶盖片电绝缘。顶盖片2的内表面设有正极柱焊接区域31和负极柱焊接区域41，并且正极柱3对应正极柱焊接区域31，负极柱4对应负极柱焊接区域41。正极柱焊接区域31用于连接正极耳，负极柱焊接区域41用于连接负极耳。

和实施例1所提供的注液组件；其中，注液组件的第一壳体为顶盖片2(如图5和图6所示)，则当电池注液时，电解液的流向为从顶盖片2的注液孔6进入电池内部，当电池负压化成时，化成产生的气体从电池内部经注液组件的反渗透膜8和注液孔6排出电池。

在本实施例中，顶盖片2还设有防爆阀5，防爆阀5设置在顶盖片2的防爆阀孔51口处。锂离子电池的电芯中的水含量超标、SEI膜不稳定、对锂离子电池的过充，过放、锂离子电池发生短路、挤压等滥用情况时，会造成锂离子电池内部产气、着火，甚至***。目前解决这些问题的通常方法是在锂离子电池的顶盖上增加一个防爆阀5，锂离子电池出现上述情况内部产生气体，当锂离子电池内部气体压力达到防爆阀5的***压力时，顶盖上的防爆片破裂，从而使锂离子电池内部气体从防爆阀口排出，防止锂离子电池因为胀气导致***。

在一些实施例中，注液组件的第一壳体为外壳1的一部分(图中未示出)，即注液组件的第一壳体为任意一个第一侧板或任意一个第二侧板，则当电池注液时，电解液的流向为从第一侧板的注液孔6或第二侧板的注液孔6进入电池内部，当电池负压化成时，化成产生的气体从电池内部经注液组件的反渗透膜8、弹性件7的通孔71和第一侧板的注液孔6排出电池，或者，化成产生的气体从经注液组件的反渗透膜8、弹性件7的通孔71和第二侧板的注液孔6排出电池。

在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“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；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种注液组件，用于电池注液，其特征在于：包括：

一第一壳体，在其厚度方向具有内表面和外表面，所述第一壳体形成有贯通内表面和外表面的注液孔(6)；以及一弹性过滤件，设于所述第一壳体的内表面且覆盖所述注液孔(6)；

当电池注液时，所述弹性过滤件在外力作用下能够发生弹性形变，形变后的所述弹性过滤件与所述内表面之间形成有间隙(9)，以使电解液从所述注液孔(6)注入所述电池内；

当注液完成后，所述弹性过滤件恢复弹性形变且密封贴合在所述内表面，所述弹性过滤件能够仅使非盐分气体从所述注液孔(6)逸出。

2.根据权利要求1所述的注液组件，其特征在于：所述弹性过滤件包括

至少一弹性件(7)，沿所述注液孔(6)的孔边设置在所述内表面；以及一反渗透膜(8)，设于所述弹性件(7)背离所述第一壳体的一面且覆盖所述注液孔(6)。

3.根据权利要求2所述的注液组件，其特征在于：所述弹性件(7)为一个整体，其一部分与所述第一壳体固定连接。

4.根据权利要求3所述的注液组件，其特征在于：所述弹性件(7)为长方体，其任意相对的两边与所述第一壳体固定连接，所述弹性件(7)与所述第一壳体的固定方式为粘接。

5.根据权利要求3所述的注液组件，其特征在于：所述弹性件(7)至少有一对呈中心对称的固定点与所述第一壳体固定连接，所述固定点的固定方式为螺接或铆接。

6.根据权利要求5所述的注液组件，其特征在于：所述固定点的间距范围为所述注液孔(6)的孔径的1.1-5倍。

7.根据权利要求2所述的注液组件，其特征在于：所述弹性件(7)设有一通孔(71)，所述通孔(71)与所述注液孔(6)中心轴对称。

8.根据权利要求7所述的注液组件，其特征在于：所述通孔(71)的孔径小于等于所述注液孔(6)的孔径。

9.根据权利要求2所述的注液组件，其特征在于：所述反渗透膜(8)为醋酸纤维素膜或芳香族聚酰肼膜或芳香族聚酰胺膜。

10.一种电池，包括顶盖和外壳，其特征在于：所述电池还包括如权利要求1-9任一项所述的注液组件；其中，所述第一壳体为所述顶盖或者所述第一壳体为所述外壳的一部分。