一种锂离子电池排气机构论文和设计-张得平

全文摘要

本实用新型公开了一种锂离子电池排气机构，包括设置在电池壳体上的注液口和用于封闭注液口的密封结构件，其特征在于：所述密封结构件由弹性管体和封闭弹性管体孔腔的透气膜构成，所述弹性管体具有第一管体段和第二管体段，所述第一管体段的外径与待封闭的注液口过盈配合，所述第二管体段的外径大于第一管体段的外径，两者之间形成与注液口配合的台阶结构。采用本实用新型的装置能在电池注液后直接将电池密封，在化成时能够直接排出气体泄压，不需要进行打孔和再封闭作业；能方便化成的进行，并且有效提升电池使用寿命。

主设计要求

1.一种锂离子电池排气机构，包括设置在电池壳体上的注液口和用于封闭注液口的密封结构件，其特征在于：所述密封结构件由弹性管体和封闭弹性管体孔腔的透气膜构成，所述弹性管体具有第一管体段和第二管体段，所述第一管体段的外径与待封闭的注液口过盈配合，所述第二管体段的外径大于第一管体段的外径，两者之间形成与注液口配合的台阶结构。

设计方案

2.根据权利要求1所述的锂离子电池排气机构，其特征在于：所述第一管体段与所述第二管体段为一体成型结构。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池排气机构，其特征在于：所述透气膜为聚四氟乙烯防水透气膜。

设计说明书

技术领域

本实用新型涉及一种锂离子电池，具体涉及一种用于锂离子电池的排气机构。

背景技术

锂离子电池首次化成时内部产气量较多，气体存在于电池内会持续产生一系列的负面影响，尤其是方形铝壳的制造工艺中，一般需在后段工序通过抽真空排气的方式排除内部气体，以便电池性能得到出色的发挥。

目前行业内化成工艺也在更为快速成熟地发展，如负压化成工艺，其理论基础也是在第一时间将电池内部产生的气体排出，避免内部产气对电池外观和性能产生任何负面的影响，如厚度的膨胀引起的外形变化，极片隔膜之间的空隙带来的离子穿梭的通道障碍，源头上保证了电池品质和性能的最优化。

为实现上述排气功能，通常的做法是将锂离子电池的注液口用作排气口，电池注液后不密封注液口，使电池内部与外部环境相通，进行预充电和搁置，然后密封注液口。这种方法在化成过程中，电池内部与外界接触的时间较长，电池吸湿的可能性增加。

中国发明专利CN104167566A公开了一种锂离子电池的封口化成方法，在电池壳上预留排气孔位，注液后密封注液口并进行静置，在充电化成一定时间后打开排气孔，进行抽真空排气，然后用钢珠密封排气孔。上述方法在注液后直接密封注液口，使电池内部与外部环境接触时间非常短，减少了电池吸湿的可能性。然而，该方法操作过程较为复杂，用钢珠密封排气孔的作业增加了操作成本；同时，现有技术中均只能在化成过程中进行排气，而在电池使用过程中产生的废气则不能排出。

因此，如果能够提供一种既能密封电池，又能实现自动排气的机构，对于简化化成作业、改善电池寿命将起到重要作用。

发明内容

本实用新型的发明目的是提供一种锂离子电池排气结构，使电池循环使用过程中气排出电池外，防止电池产气后鼓胀，提高因鼓胀导致的安全性。

为达到上述发明目的，本实用新型采用的技术方案是：一种锂离子电池排气机构，包括设置在电池壳体上的注液口和用于封闭注液口的密封结构件，所述密封结构件由弹性管体和封闭弹性管体孔腔的透气膜构成，所述弹性管体具有第一管体段和第二管体段，所述第一管体段的外径与待封闭的注液口过盈配合，所述第二管体段的外径大于第一管体段的外径，两者之间形成与注液口配合的台阶结构。

使用时，在锂离子电池注液完成后，将密封结构件的第一管体段塞入注液口，由于第一管体段与注液口过盈配合，使注液口密封，而第二管体段较大，可以避免密封结构件掉入电池壳体内。透气膜的存在保证了电池内部与外界的水分交换，同时，当内部产气导致压力大于外界压力时，会自动通过透气膜向外界排气释放压力。

优选的技术方案，所述第一管体段与所述第二管体段为一体成型结构。例如，可以采用高分子聚合物制备，使其具有一定的弹性，保证密封配合。

上述技术方案中，所述透气膜可以采用高分子材料制备，例如PP。优选的技术方案，所述透气膜为聚四氟乙烯防水透气膜。其具有抗酸、抗碱、抗有机溶剂的优点。

由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有下列优点：

1、本实用新型通过设置具有透气膜的密封结构件来封闭注液口，在电池注液后，直接将电池密封，防止与外界的接触；同时，通过透气膜，在化成时能够直接排出气体泄压，不需要进行打孔和再封闭作业。

2、本实用新型设置的密封结构件，在平时使用过程中，可以排气废气，保证电池内压不提升。

3、本实用新型能有效提升电池使用寿命，由于本实用新型的结构在电池全生命周期内起作用，气体不断的产生并排除出去，所以完全不用顾虑气体对电池性能发挥的恶劣影响，大大改善电池的生命周期。

4、安全保障：根本上杜绝内部高温时导致压力过大引起爆炸的危险。

附图说明

图1是实施例一中密封结构件的结构示意图；

图2是图1的右视图；

图3是图2的A-A剖视图；

图4是图3的B部局部放大图。

其中：1、第一管体段；2、第二管体段；3、透气膜。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：

实施例一：一种锂离子电池排气机构，包括设置在电池壳体上的注液口和用于封闭注液口的密封结构件，所述密封结构件由弹性管体和封闭弹性管体孔腔的透气膜3构成，所述弹性管体具有第一管体段1和第二管体段，所述第一管体段1的外径与待封闭的注液口过盈配合，所述第二管体段2的外径比注液口的孔径大2～10mm，形成与注液口配合的台阶结构，避免密封结构件掉入电池壳体内。

本实施例中，第一管体段与所述第二管体段采用PP制备，一体成型，透气膜采用聚四氟乙烯防水透气膜。

为试验本实施例的效果，分别进行以下试验：

1、先取1只未干燥的电池，注液后尝试密封，电池编号1，密封件连接气囊验证部件排气功能是否有效，一次一充电后观察确认气囊完全膨胀，表明此功能有效。

2、用以上方法，取未干燥电池2只（编号2和编号3）进行实验，收集整个制造过程关键数据和产品关键参数。

试验结果如下表所示：

设计图

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设计说明书

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