CN204632815U - 一种电池盖板装置及电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电池盖板装置及电池，属于电池技术领域。该电池盖板装置，包括电池盖、穿设在电池盖上的极柱、以及用来对极柱与电池盖之间的连接处进行密封的密封机构，所述密封机构包括位于电池盖一侧并套设在极柱上的密封圈，所述密封机构还包括位于电池盖另一侧并套设在极柱上的密封筒和密封锁碗，所述密封锁碗套设在所述密封筒外部，并具有防止密封筒沿极柱轴线向远离电池盖方向移动的轴向挡止结构以及防止密封筒沿极柱径向向外膨胀的径向挡止结构。该电池盖板装置大大提高了极柱与电池盖接触处的密封性。

Description

一种电池盖板装置及电池

技术领域

本实用新型涉及一种电池盖板装置及电池，属于电池技术领域。

背景技术

近年来，绿色能源产业的发展越来越快，二次电池在电动车、储能、通信电源等领域的应用也越来越广泛，这些领域对电池的安全性要求非常高。由于电动车、储能、通信电源等领域使用的二次电池对容量要求较高，一般都使用方形电池，方形电池的密封性也成为影响其安全性的重要因素。而影响方形电池的密封性的因素中，电池盖板装置的密封性显得至关重要。

现有技术中，电池盖板一般与壳体焊接在一起，很容易实现良好密封，而设置在电池盖板上的极柱与盖板连接处的密封性则很难保证。为了提高极柱与盖板连接处的密封性，公告号为CN202871880U的中国实用新型专利公开了一种方形电池下密封结构，包括极柱和电池盖，还包括下绝缘垫片和上绝缘垫片，下绝缘垫片为外阶梯型，上绝缘垫片为二级内阶梯型，电池盖置于两绝缘垫片的外圈间隙中，大O型圈置于上绝缘垫片的凹槽中，小O型圈置于上绝缘垫片的下阶梯上。该方形电池下密封结构中，极柱与电池盖之间设置有上下两个绝缘垫片，上绝缘垫片与极柱及电池盖接触的面上分别设置了O型圈，以实现上绝缘板与极柱及电池盖之间的密封。但是，其上绝缘垫片和下绝缘垫片设置在极柱和电池盖之间，无法实现沿极柱径向方向的挤压，绝缘垫片与极柱之间很难实现完全密封。而且，其下绝缘垫片与极柱及电池盖之间的密封性仅靠极柱和盖板对下绝缘垫片的挤压来实现，也很难实现完全密封。特别是当电池使用较长时间后，绝缘垫片发生形变或者老化后，绝缘垫片与极柱及电池盖之间很容易出现缝隙，影响其密封性。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电池盖板装置，以解决现有技术中极柱与盖板连接处密封性不好的问题。本实用新型的目的还在于提供一种使用上述电池盖板装置的电池。

本实用新型解决上述技术问题所采用的电池盖板装置的技术方案如下：

一种电池盖板装置，包括电池盖、穿设在电池盖上的极柱、以及用来对极柱与电池盖之间的连接处进行密封的密封机构，所述密封机构包括位于电池盖一侧并套设在极柱上的密封圈，所述密封机构还包括位于电池盖另一侧并套设在极柱上的密封筒和密封锁碗，所述密封锁碗套设在所述密封筒外部，并具有防止密封筒沿极柱轴线向远离电池盖方向移动的轴向挡止结构以及防止密封筒沿极柱径向向外膨胀的径向挡止结构。

所述密封锁碗包括锁碗底部，所述锁碗底部具有朝向所述密封筒的前端面，以及用来穿设极柱的锁碗通孔，所述密封锁碗包括凸设于锁碗底部前端面上的环形凸台，所述环形凸台的内壁构成了所述径向挡止结构，所述锁碗底部的前端面处于环形凸台内部的部分构成了所述轴向挡止结构。

所述极柱一端设置有对所述密封圈沿极柱轴线向远离电池盖方向的移动进行挡止的密封圈挡止结构，另一端设置有对所述密封锁碗沿极柱轴线向远离电池盖方向的移动进行挡止的密封锁碗挡止结构。

所述电池盖朝向电池内部的一侧为电池盖内侧，朝向电池外部的一侧为电池盖外侧，所述极柱位于电池盖内侧的一端固定设置有极柱端盖，极柱端盖靠近电池盖的一侧的后端面构成了所述密封圈挡止结构或密封锁碗挡止结构，所述极柱位于电池盖外侧的一端可拆卸连接有极柱锁紧机构，所述极柱锁紧机构构成了所述密封锁碗挡止结构或者密封圈挡止结构。

所述密封锁碗与密封锁碗挡止结构之间设置有平垫片，所述平垫片具有与密封锁碗后端面贴紧配合的垫片前端面。

所述极柱端盖远离电池盖的一端固定连接有集流体，所述集流体具有用来焊接电池极片的极片焊接部。

所述集流体具有开口朝向电池极片的U型槽，所述U型槽的槽壁构成了所述极片焊接部。

所属电池盖具有用来穿设极柱的极柱通孔，所述极柱通孔内壁靠近密封圈的一端设置有第一环形台阶面，所述第一环形台阶面的外圆直径与密封圈外径相等。

所述极柱通孔内壁靠近密封筒的一端设置有第二环形台阶面，所述第二环形台阶面的外圆直径与密封筒外周直径相等。

本实用新型的电池的技术方案如下：

一种使用上述电池盖板装置的电池。

本实用新型的电池盖板装置的密封机构包括分设在电池盖两侧的密封圈以及密封筒和密封锁碗，在极柱与电池盖接触处形成良好的柔性密封，密封锁碗套设在所述密封筒外部，并对密封筒沿极柱轴线向远离电池盖方向的移动以及密封筒沿极柱径向向外膨胀的移动同时进行挤压挡止，使密封筒对极柱轴向和径向实现双重密封，大大提高了极柱与电池盖接触处的密封性。

附图说明

图1为本实用新型的电池的实施例的结构示意图；

图2为图1中“几”字型集流体的结构示意图；

图3为“L”型集流体的结构示意图；

图4为倒“T”型集流体的结构示意图；

图5为“一”字型集流体的结构示意图；

图6为图1中的极柱的结构示意图；

图7为图6的侧视图；

图8为图7的剖视图；

图9为另一种极柱的结构示意图；

图10为图9的侧视图；

图11为图10的剖视图；

图12为图1中密封锁碗的结构示意图；

图13为图12的侧视图；

图14为图13的剖视图；

图15为图1中密封筒的纵剖图；

图16为图1中电池盖的纵剖图。

图中零部件及编号如下：

1-锁紧螺母；2-平垫片；3-密封锁碗；4-密封筒；5-电池盖；6-密封圈；7-极柱；8-极柱焊接面；9-集流体；10-定位孔；11-正极片；12-隔膜；13-捆绑带；14-电池外壳；15-负极片；16-弹簧垫片；17-安全阀

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更容易理解，下面结合附图及具体实施方式对本实用新型进行详细说明。

本实用新型的电池可以是银锌电池、镍铁电池、镍氢电池、镍铬电池、镍锌电池及锂电池中的任意一种，不同的电池之间的差别仅在于正极、负极、隔膜和电解液的材料不同，本实施例中以镍锌电池为例进行说明。

参考图1，本实用新型的电池包括电池盖板装置，所述电池盖板装置包括电池盖5、穿设在电池盖上的圆柱形极柱7、以及用来对极柱与电池盖之间的连接处进行密封的密封机构。所述密封机构包括位于电池盖5一侧并套设在极柱7上的密封圈6，本实施例中密封圈为O型圈，在其他实施例中密封圈可以为圆筒状密封圈。所述密封机构还包括位于电池盖5另一侧并套设在极柱7上的密封筒4和密封锁碗3。所述密封圈6、密封筒4均为柔软材质，如橡胶、软质塑料等，所述密封锁碗3的材质为较硬材质，如金属、硬质塑料等。

我们定义电池盖5朝向电池内部的一侧为电池盖内侧，朝向电池外部的一侧为电池盖外侧，在本实施例中，所述密封圈6套设在极柱7位于电池盖内侧的一端上，密封筒4和密封锁碗3套设在极柱7位于电池盖外侧的一端上。在其他实施例中，密封圈可以套设在极柱位于电池盖外侧的一端上，相应的，密封筒和密封锁碗可以套设在极柱位于电池盖内侧的一端上。

参考图15，所述密封筒4为圆筒状结构，并具有垂直于密封筒轴线的两个密封筒端面401。密封锁碗3套设在所述密封筒4外部，并具有防止密封筒沿极柱轴线向远离电池盖方向移动的轴向挡止结构以及防止密封筒沿极柱径向向外膨胀的径向挡止结构。所述密封锁碗包括锁碗底部301，本实施例中，参考图12-14，锁碗底部为圆盘状结构，所述锁碗底部具有朝向密封筒的前端面，以及设置在锁碗底部中心用来穿设极柱的锁碗通孔302，所述锁碗通孔的内径与极柱外径相等。所述密封锁碗包括凸设于锁碗底部前端面上的环形凸台303，所述环形凸台的内壁构成了所述径向挡止结构，所述锁碗底部的前端面处于环形凸台内部的部分构成了所述轴向挡止结构。环形凸台的内径与密封筒的外径相等，以防止密封筒在受到挤压时沿极柱的径向方向膨胀。这样，能够使密封筒受到密封锁碗在沿极柱轴向和径向两个方向上的挤压，大大提高了密封筒与极柱外周面和电池盖板面的密封效果。

为了避免密封圈和密封锁碗沿极柱轴线方向上移动，影响密封效果，所述极柱套设有密封圈的一端设置有对所述密封圈沿极柱轴线向远离电池盖方向的移动进行挡止的密封圈挡止结构，另一端设置有对所述密封锁碗沿极柱轴线向远离电池盖方向的移动进行挡止的密封锁碗挡止结构。本实施例中，参考图6-8，极柱位于电池盖内侧的一端固定设置有极柱端盖701，极柱端盖靠近电池盖的一侧的后端面构成了所述密封圈挡止结构。极柱位于电池盖外侧的一端可拆卸连接有极柱锁紧机构，所述极柱锁紧机构构成了所述密封锁碗挡止结构。本实施例中，所述极柱锁紧机构为与对应的极柱端部螺纹配合的锁紧螺母1。

为了提高各密封组件之间的密封效果，密封锁碗远离电池盖的后端面设置为垂直于极柱轴线的平面，并在密封锁碗与锁紧螺母之间设置有平垫片2，所述平垫片具有与密封锁碗后端面贴紧配合的垫片前端面。垫片前端面与密封锁碗后端面都设置为垂直于极柱轴线的平面，能够增大二者之间的接触面积，提高密封效果。所述平垫片与锁紧螺母之间设置有弹簧垫片16，在拧紧锁紧螺母后，弹簧垫片能够像锁紧螺母施加弹力，抵紧锁紧螺母，使其不易脱落。

极柱与电池极片之间的连接通过集流体9来实现，所述极柱端盖远离电池盖的一端的端面形成了极柱焊接面8，所述极柱焊接面上焊接固定连接有集流体9，所述集流体9具有用来焊接电池极片的极片焊接部。本实施例中，如图2所示，集流体可以制成横截面为“几”字型的集流体，该集流体具有开口朝向电池极片的U型槽，所述U型槽槽底对应的集流体顶部外端面901用来与极柱端盖进行焊接，从而构成了集流体焊接顶面，集流体的U型槽槽口两侧具有用来焊接极片或者极耳的底面902，从而形成了集流体焊接底面。所述电池极片为现有技术中的极片，包括正极片11，以及用隔膜12隔开的负极片13，正极片和负极片上均设置有定位孔10。正极片、隔膜负极片叠放后使用捆绑带13捆绑后即形成了电芯。

如图16所示，所述电池盖具有用来穿设极柱的极柱通孔，所述极柱通孔内壁靠近密封圈的一端设置有第一环形台阶面501，所述第一环形台阶面的外圆直径与密封圈外径相等，以使密封圈放在第一环形台阶面上，对密封圈实现定位作用，并防止密封圈向外膨胀。所述极柱通孔内壁靠近密封筒的一端设置有第二环形台阶面502，所述第二环形台阶面的外圆直径与密封筒外周直径相等，以使实现对密封筒的定位。本实施例中，密封筒的高度等于第二环形台阶面的深度与密封锁碗上的环形凸台的高度之和，在其他实施例中，密封筒的高度也可以大于第二环形台阶面的深度与密封锁碗上的环形凸台的高度之和。本实施例中，电池盖的中间位置设置有安全阀17，当然也可是具体情况不设安全阀。

上述电池的盖板装置在装配时，先将密封圈套设在极柱上，然后将极柱端盖上焊接好集流体的极柱从电池盖上的极柱通孔中穿过，再依次将密封筒、密封锁碗、平垫片、弹簧垫片套设在极柱上，最后将锁紧螺母旋在极柱外周面上的螺纹上，拧紧即可。极片或者极耳利用激光焊或电子束或超声波焊接焊接在集流体的U型槽中。当然，也可以先行将极片或者极耳与集流体焊接，然后将集流体焊接在极柱端盖上，再将极柱与相应的组件装配，即得电池盖板装置。将连接好电芯的电池盖板装置与电池外壳14焊接密封，注液，封口即可得到电池。

在具体实施时，密封圈可以设置在极柱位于电池盖的外侧的一端上，相应地，密封筒和密封锁碗可以设置在极柱位于电池盖内侧的一端上。

在具体实施时，所述密封锁碗可以采用如下结构：密封锁碗由两个大小不同的圆环以及设置在两个圆环之间等长的连接条构成，小环的内径小于密封筒的外径，大环的内径大于密封筒的外径，这样，大环就构成了所述径向挡止结构，小环构成了所述轴向挡止结构。此时，密封锁碗的材质可以采用塑料，以使密封锁碗在对密封筒进行锁紧时，能够有少量的形变。

在具体实施时，密封圈挡止结构也可以使用与极柱螺纹配合的锁紧螺母，密封锁碗挡止结构也可以使用垂直与极柱轴线方向穿设与极柱中的销钉来实现可拆卸连接，当然，密封圈挡止结构及密封锁碗挡止结构也都可以采用与极柱焊接连接的环形挡板，在极柱上的各组件安装好后将其焊接在极柱上而不再进行拆卸。

在具体实施时，可以不设置平垫片和弹簧垫片中的任意一个，也可以两个都不设置。

根据集流体横截面的形状，上述实施例中的集流体还可以采用如下方案：

如图3所示，所述集流体为“L”型集流体，该集流体具有集流体底部和凸设在集流体底部边沿处的侧棱903，侧棱远离集流体底部的一端的顶面构成了所述焊接顶面，集流体底部的下端面构成了所述焊接底面。

如图4所示，所述集流体为倒“T”型集流体，该集流体具有集流体底部和凸设在集流体底部中间的凸棱904，凸棱远离集流体底部的一端的顶面构成了所述焊接顶面，所述集流体底部的下端面构成了所述焊接底面。

如图5所示，所述集流体为“一”字型集流体，该集流体具有上下两个板面，上板面905构成了所述焊接顶面，下板面906构成了所述焊接底面。

在具体实施时，如图9-11所示，极柱可以替换为如下方案：极柱位于电池盖内侧的一端固定设置有极柱焊接部，所述极柱焊接部包括与极片或者极耳焊接的焊接凸起702，以及设置在极柱和焊接凸起之间的极柱端板703，所述极柱端板的后端面构成了所述密封圈挡止结构。

以上所揭露的仅为本实用新型的优选实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型的权利范围，因此，以本实用新型范围内所做的等同变化，仍属于本实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种电池盖板装置，包括电池盖、穿设在电池盖上的极柱、以及用来对极柱与电池盖之间的连接处进行密封的密封机构，所述密封机构包括位于电池盖一侧并套设在极柱上的密封圈，其特征在于，所述密封机构还包括位于电池盖另一侧并套设在极柱上的密封筒和密封锁碗，所述密封锁碗套设在所述密封筒外部，并具有防止密封筒沿极柱轴线向远离电池盖方向移动的轴向挡止结构以及防止密封筒沿极柱径向向外膨胀的径向挡止结构。

2.如权利要求1所述的电池盖板装置，其特征在于，所述密封锁碗包括锁碗底部，所述锁碗底部具有朝向所述密封筒的前端面，以及用来穿设极柱的锁碗通孔，所述密封锁碗包括凸设于锁碗底部前端面上的环形凸台，所述环形凸台的内壁构成了所述径向挡止结构，所述锁碗底部的前端面处于环形凸台内部的部分构成了所述轴向挡止结构。

3.如权利要求1所述的电池盖板装置，其特征在于，所述极柱一端设置有对所述密封圈沿极柱轴线向远离电池盖方向的移动进行挡止的密封圈挡止结构，另一端设置有对所述密封锁碗沿极柱轴线向远离电池盖方向的移动进行挡止的密封锁碗挡止结构。

4.如权利要求3所述的电池盖板装置，其特征在于，所述电池盖朝向电池内部的一侧为电池盖内侧，朝向电池外部的一侧为电池盖外侧，所述极柱位于电池盖内侧的一端固定设置有极柱端盖，极柱端盖靠近电池盖的一侧的后端面构成了所述密封圈挡止结构或密封锁碗挡止结构，所述极柱位于电池盖外侧的一端可拆卸连接有极柱锁紧机构，所述极柱锁紧机构构成了所述密封锁碗挡止结构或者密封圈挡止结构。

5.如权利要求3所述的电池盖板装置，其特征在于，所述密封锁碗与密封锁碗挡止结构之间设置有平垫片，所述平垫片具有与密封锁碗后端面贴紧配合的垫片前端面。

6.如权利要求4所述的电池盖板装置，其特征在于，所述极柱端盖远离电池盖的一端固定连接有集流体，所述集流体具有用来焊接电池极片的极片焊接部。

7.如权利要求6所述的电池盖板装置，其特征在于，所述集流体具有开口朝向电池极片的U型槽，所述U型槽的槽壁构成了所述极片焊接部。

8.如权利要求1所述的电池盖板装置，其特征在于，所属电池盖具有用来穿设极柱的极柱通孔，所述极柱通孔内壁靠近密封圈的一端设置有第一环形台阶面，所述第一环形台阶面的外圆直径与密封圈外径相等。

9.如权利要求8所述的电池盖板装置，其特征在于，所述极柱通孔内壁靠近密封筒的一端设置有第二环形台阶面，所述第二环形台阶面的外圆直径与密封筒外周直径相等。

10.一种电池，其特征在于，使用如权利要求1-9任意一项所述的电池盖板装置。