一种电池壳体、电池及大容量电池的制作方法

1.本发明属于电池领域，具体涉及一种电池壳体、电池及大容量电池。


背景技术：

2.锂离子电池具有封装可靠度高、系统能量效率高、结构较为简单、扩容相对方便等优点。随着锂离子电池的进一步发展，将多个锂离子电池串联组成大容量锂电池，使得大容量锂电池应用在储能、动力电池等领域。但是，将锂离子电池串联组成大容量电池时，使其具有稳定的电性能和较高的成品率是需要解决的问题，其中，如何为组成大容量锂电池的各个电芯提供一个相同工作环境是较为关键的问题。
3.中国专利cn212810407u提出了一种方形铝壳电池，每两个方形铝壳和盖板组成的密封空间共用一个相贴邻的面且通过共用面连接在一起，从而形成连体方形铝壳电池。但是，该结构只是简单的将每个单体电池连接，并未解决大容量电池内的电解液与电芯内的电解液相互流通、电解液性能一致的问题。
4.中国专利cn202695666u提供了一种储能用串联大容量电池组，包括装有电解液的外壳，外壳内安装有至少6个依次串联的电芯，各单体电芯之间用含微孔的隔板隔开，各电池之间电解液是共享的。但是，该结构无法保证各单体电芯的电性能一致性，多个电芯的电容量、内阻、充放电特性的误差较大。


技术实现要素：

5.为解决大容量电池内的电解液与电芯内的电解液不能相互流通、电解液性能不均匀的问题，本发明提供一种电池壳体、电池及大容量电池，使多个电池壳体内的电解液相互流通，从而使多个电池处于均一的电解液体系中，提高电池性能和成品率。
6.为达到上述目的，本发明的技术方案是：
7.一种电池壳体，包括上盖组件、壳体本体和注液组件：所述上盖组件与所述壳体本体围合形成电池壳体；所述壳体本体上设置有与其内腔连通的开口；所述注液组件包括连接管和密封膜，所述连接管设置在壳体本体上，且通过开口与壳体本体内腔连通；所述密封膜设置在壳体本体的开口内或设置在连接管内，以密封所述电池壳体；当电解液通过所述注液组件从壳体本体外部向内部注入时，所述密封膜通过连接管内的外部作用力或外部压力打开，以使所述电解液进入所述壳体本体内。
8.进一步地，所述连接管内设置有打开装置，所述打开装置能够在外部压力或滑动装置的作用下在连接管内移动，使得打开装置打开密封膜。
9.进一步地，所述打开装置的一端设有顶开凸起或顶开尖刺，另一端设置有圆台。
10.进一步地，所述打开装置在外部压力下在连接管内移动时，所述圆台的直径小于等于连接管的内径，且圆台的两侧能够产生压差。
11.进一步地，所述打开装置的圆台侧壁上设置有楔形面，所述楔形面用于与滑动装置相配合，实现打开装置的快速准确移动。
12.进一步地，所述连接管远离开口的一端侧壁上沿周向设置有多个通孔，用于电解液的周向注入。
13.进一步地，所述打开装置的内部设置有沿其移动方向贯通的通道。
14.进一步地，所述连接管的内壁上设置有定位凸台，所述定位凸台用于对打开装置进行限位，使得打开装置能够打开密封膜而避免损坏电池壳体内的电极组件。
15.进一步地，所述密封膜的材质与壳体本体的材质相同，所述密封膜与壳体本体一体设置，且密封膜的厚度小于壳体本体的壁厚。
16.进一步地，所述密封膜的材质与壳体本体的材质相同，所述密封膜与壳体本体一体设置，所述密封膜上设置有刻痕，用于实现密封膜的快速打开。
17.进一步地，所述密封膜上设置有刻痕，用于实现密封膜的快速打开，所述密封膜的材质为铜、铝、pp、pe、聚四氟乙烯中的至少一种。
18.进一步地，所述开口设置在壳体本体远离所述上盖组件的一侧。
19.同时，本发明还提供一种电池，包括电极组件和上述的电池壳体，所述电极组件设置在电池壳体内，且被电解液浸泡。
20.此外，本发明还提供一种大容量电池，包括储液管和多个上述的电池，所述储液管与多个电池壳体的连接管均连通。
21.进一步地，所述储液管内设置有滑动装置，所述滑动装置为滑杆，所述滑杆用于推动打开装置在连接管内滑动，使得打开装置打开密封膜。
22.进一步地，所述储液管上设置有注液装置，所述注液装置为注液阀。
23.进一步地，所述储液管上还设置有泄爆装置，以将大容量电池热失控时产生的烟气泄出，所述泄爆装置为泄爆阀。
24.和现有技术相比，本发明技术方案具有如下优点：
25.1.本发明在壳体本体上设置有开口，开口处设置有连接管，在连接管或壳体本体的开口内设置密封膜，当单个电池工作时，密封膜密封电池壳体，使得电池内的电解液与外部空气隔离。多个电池并联组成大容量电池时，通过连接管内的外部作用力或外部压力打开密封膜，并注入电解液，使多个电池内的电解液互通，使多个电池处于均一的电解液体系中，从而大幅度提高各电极组件储能性能的一致性。同时，该种方式也便于电池进行预充分容后的补液，提高了电池的使用寿命，操作性强，经济实用，提高了电池的生产效率以及成品率。
26.2.本发明通过连接管内的外部作用力或外部压力打开密封膜，该种方式能够在避免与空气接触的状态下打开密封膜，可有效防止电池壳体被打开时与空气中的水气接触，操作方法简单可靠，隔绝水气良好，不增加电池其它制作工艺，便于操作，提高了电池性能和成品率，结构简单，安装简便，通用性强。
27.本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
28.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本
发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
29.图1为本发明实施例1中电池壳体的示意图一；
30.图2为本发明实施例1中电池壳体的示意图二；
31.图3为本发明实施例1中电池壳体的密封膜设置刻痕的示意图；
32.图4为本发明实施例2中电池壳体的示意图；
33.图5为本发明实施例2和实施例5中大容量电池的结构爆炸示意图；
34.图6为本发明实施例2中连接管和打开装置配合的示意图；
35.图7为本发明实施例3中电池壳体的示意图；
36.图8为本发明实施例3中打开装置的结构示意图。
37.附图标记：1-壳体本体，2-上盖组件，3-连接管，4-密封膜，5-打开装置，6-储液管，7-滑杆，8-泄爆装置，11-开口，31-通孔，41-刻痕，51-楔形面，52-定位凸台。
具体实施方式
38.下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用来解释本发明的技术原理，目的并不是用来限制本发明的保护范围。
39.本发明提出一种解决组成大容量锂离子电池的各个电极组件工作环境一致性的电池壳体、电池及大容量电池，能够使各电极组件内的电解液共享，达到电解液性能均匀一致的目的，从而提高电池寿命。同时，该种设置可有效防止电池壳体被打通时与空气中的水气接触，操作方法简单可靠，隔绝水气良好，不增加电池其它制作工艺，操作性强，经济实用。
40.本发明在电池壳体的壳体本体上设置有开口，开口处设置有连接管，在连接管内或壳体本体的开口内设置密封膜，密封膜密封电池壳体，防止电池壳体内的电解液与空气中的水气接触。在电解液注入实现共享时，需将密封膜打开，密封膜打开时需注意避免与空气中的水气接触。基于此，本发明通过连接管内的外部作用力或外部压力打开密封膜，该种打开方式操作简单，隔绝水气良好。本发明对提供外部作用力或外部压力的结构不进行限定，只要能够在避免与空气接触的状态下打开密封膜即可。下面就密封膜的打开方式或打开装置进行详细说明。
41.实施例1
42.如图1和图2所示，本实施例提供的电池壳体包括上盖组件2、壳体本体1和注液组件，壳体本体1为一端敞口的壳体结构，上盖组件2与壳体本体1围合形成电池壳体；壳体本体1上设置有与其内腔连通的开口11。注液组件包括连接管3和密封膜4，连接管3设置在壳体本体1上，且通过开口11与壳体本体1内腔连通，该连接管3可与壳体本体1一体设置，也可与壳体本体1焊接或通过法兰密封连接。该密封膜4设置在壳体本体1的开口11内以密封壳体本体1，避免电池壳体内的电解液与外部空气接触。
43.多个电池并联组成大容量电池后，需将多个电池处于均一的电解液体系中，需将上述密封膜4打开，此时，可将连接管3外接气源，气源向连接管3内填充高压气体，例如，氮气等惰性气体，密封膜4在高压气体的压力作用下破裂打开。该种方式可在密封膜4打开的
过程中避免与空气中的水汽或杂质接触。可将多个电池壳体的连接管3与储液管通过对接件连接，通过储液管向电池壳体内灌入电解液，电解液通过注液组件从电池壳体外部向内部注入，以使电解液进入电池壳体内部，多个电池内的电解液实现互通，使多个电池处于均一的电解液体系中，从而大幅度提高各电极组件储能性能的一致性，并提高提高电池性能和成品率及使用寿命。
44.在本实施例中，密封膜4的材质为铜、铝、pp、pe、聚四氟乙烯中的至少一种。如图3所示，为使得密封膜4快速打开，可在密封膜4上设置有刻痕41，密封膜4可在刻痕41处实现打开。同时，密封膜4设置在壳体本体1远离上盖组件2的一侧，上盖组件2上设置有正极柱和负极柱，多个电池内的电解液互通后，大容量电池使用时，上盖组件2向上设置，储液管和连接管3向下设置。
45.实施例2
46.如图4至图6所示，本实施例提供的电池壳体包括上盖组件2、壳体本体1和注液组件，壳体本体1为一端敞口的壳体结构，上盖组件2与壳体本体1围合形成电池壳体；壳体本体1上设置有与其内腔连通的开口；注液组件包括连接管3和密封膜，连接管3设置在壳体本体1上，且通过开口与壳体本体1内腔连通，该连接管3可与壳体本体1一体设置，也可与壳体本体1焊接或通过法兰密封连接。密封膜设置在连接管3内以密封电池壳体。该连接管3内设置有打开装置5，打开装置5为一端具有顶开凸起或顶开尖刺、一端设置圆台的结构，该圆台的尺寸与连接管3的内径相匹配，即圆台的直径与连接管3的内径相同或圆台的直径略小于连接管3的内径，使得打开装置5能够在外部压力的作用下在连接管3内移动。打开装置5在移动时，该打开装置5的顶开凸起或顶开尖刺能够打开密封膜，使得密封膜打开，实现电解液注入。同时，可在密封膜的中心处设置刻痕，打开装置5的顶开凸起或顶开尖刺打开刻痕，实现密封膜快速打开。
47.当多个电池并联组成大容量电池，需将多个电池处于均一的电解液体系中时，将上述密封膜打开，电解液通过注液组件从电池壳体外部向内部注入，连接管3外接气源，气源向连接管3内填充高压气体，例如，氮气等惰性气体，打开装置5在高压气体的压力作用下在连接管3内移动，打开装置5打开密封膜，该种结构在密封膜打开的过程中避免与空气中的水汽或杂质接触。随后，可将多个电池壳体的连接管3与储液管6通过对接件连接，通过储液管6向电池壳体内灌入电解液，以使电解液进入电池壳体内部，使多个电池内的电解液互通，多个电池的处于均一的电解液体系中，从而大幅度提高各电极组件储能性能的一致性，并提高提高电池性能和成品率及使用寿命。
48.为防止打开装置5打开密封膜后与密封膜连接在一起无法分离，可在连接管3内进行-40mmhg抽吸，在打开装置5两侧之间形成压力差，将打开装置5由反方向从密封膜上抽吸分离，若打开装置5与密封膜已经分离，可利用负压抽吸的压力差进一步扩张密封膜上刺开的开口。负压抽吸完成后，再充入电解液。这样确保各电芯共同浸润于电解液中，从而将多个电极组件内部环境打通为一体。保证每个电极组件不仅电性能相同，而且工作环境及浸润电解液的环境也相同，这样就确保了所有电极组件的电性能及工况的一致性，从而大幅度地提高了大容量电池的使用寿命。
49.本实施例中，打开装置5在外界压力作用下，打开电池的密封膜实现电解液互通。如图6所示，打开装置5设置在连接管3内，该管内有定位凸台52，定位凸台52用于对打开装
置5进行限位，保证打开装置5能打开密封膜而不损坏电极组件。打开装置5打开密封膜时，可将打开装置5的尺寸设置的小于连接管的管径，使得电解液从打开装置与连接管之间的间隙中流通。或者，当连接管3与储液管连接时，连接管3部分延伸至储液管内部。此时，可在延伸至储液管内部的连接管3上设置通孔31，打开装置5打开密封膜后，打开装置5回落至连接管3底部，此时打开装置5可能堵塞连接管3底部，电解液无法从连接管3底部流入，此时，电解液可通过通孔31周向注入，确保电池组之间电解液共享，当然，此时需要求打开装置5的圆台厚度小于储液管的管径，且圆台位于通孔31的下方，不封堵通孔31。
50.实施例3
51.如图3和图7所示，本实施例提供的电池壳体包括上盖组件2、壳体本体1和注液组件，壳体本体1为一端敞口的壳体结构，上盖组件2与壳体本体1围合形成电池壳体；壳体本体1上设置有与其内腔连通的开口11；注液组件包括连接管3和密封膜，连接管3设置在壳体本体1上，且通过开口11与壳体本体1内腔连通，该连接管3可与壳体本体1一体设置，也可与壳体本体1焊接或通过法兰连接。密封膜4设置在壳体本体1的开口11内或设置在连接管3内以密封电池壳体。连接管3内设置有打开装置5，打开装置5为一端具有顶开凸起或顶开尖刺、一端设置圆台的结构，打开装置5能够在外部作用力下在连接管3内移动，使得打开装置5打开密封膜4，该种打开方式为机械打开方式，靠外界机械力量打开密封膜4，即可在储液管6内设置有滑动装置，滑动装置为滑杆7，滑杆7推动打开装置5在连接管3内滑动，使得打开装置5打开密封膜4。为使得打开装置5顶开后，电解液能够更好的流通，打开装置5可为空心打开装置，其内部设置有沿其移动方向贯通的通道，电解液从贯通的通道进入电池壳体。如图8所示，为快速准确的移动打开装置5，打开装置5与滑动装置相配合的端面上设置有楔形面51。
52.当电解液通过注液组件从电池壳体外部向内部注入时，在密封箱体或干燥箱体的环境下操作，推动滑杆7在储液管6内滑动，将空心打开装置推向密封膜4，打开密封膜4，以使电解液进入电池壳体内部，该种结构在密封膜4打开的过程中避免与空气中的水汽或杂质接触。密封膜4的材质为铜、铝、pp、pe、聚四氟乙烯中的至少一种。
53.实施例4
54.如图3和图7所示，本实施例提供的电池壳体包括上盖组件2、壳体本体1和注液组件，壳体本体1为一端敞口的壳体结构，上盖组件2与壳体本体1围合形成电池壳体；壳体本体1上设置有与其内腔连通的开口11；注液组件包括连接管3和密封膜，连接管3设置在壳体本体1上，且通过开口11与壳体本体1内腔连通，该连接管3可与壳体本体1一体设置，也可与壳体本体1焊接或通过法兰连接。该密封膜的材质与壳体本体的材质相同，且密封膜与壳体本体一体设置，密封膜的厚度小于壳体本体的壁厚，使得密封膜为壳体本体的薄弱部分，或者该密封膜的材质与壳体本体的材质相同，密封膜与壳体本体一体设置，密封膜上设置有刻痕，使得密封膜为壳体本体的薄弱部分。连接管3内设置有打开装置5，打开装置5为一端具有顶开凸起、一端设置圆台的结构，打开装置5能够在外部作用力下在连接管3内移动，使得打开装置5打开密封膜4，该种打开方式为机械打开方式，靠外界机械力量打开密封膜4，即可在储液管6内设置有滑动装置，滑动装置为滑杆7，滑杆7推动打开装置5在连接管3内滑动，使得打开装置5顶破密封膜4。为使得打开装置5顶开后，电解液能够更好的流通，打开装置5可为空心打开装置，其内部设置有沿其移动方向贯通的通道，电解液从贯通的通道进入
电池壳体。此外，还滑动杆还占据空间，减少电解液的用量。如图8所示，为快速准确的移动打开装置5，打开装置5与滑动装置相配合的端面上设置有楔形面51。
55.当电解液通过注液组件从电池壳体外部向内部注入时，在密封箱体环境操作，推动滑杆7在储液管6内滑动，将空心打开装置推向密封膜4，打开密封膜4，以使电解液进入电池壳体内部，该种结构在密封膜4打开的过程中避免与空气中的水汽或杂质接触。密封膜4的材质为铜、铝、pp、pe、聚四氟乙烯中的至少一种。
56.实施例5
57.如图5和图7所示，本实施例提供一种电池，包括实施例1、实施例2或实施例3中的电池壳体以及电极组件，电极组件在电池壳体内被电解液浸泡。本实施例还提供一种大容量电池，包括储液管6和上述电池，储液管6均与多个电池壳体的连接管3连通。电池组成大容量电池之前，先对每个电极组件的电容量、内阻、充放电特性进行测试，各电极组件以上三种参数的误差在1％以内才能进入同一组进行匹配。连接管3和储液管6之间通过对接件连通。密封膜被打开后，通过储液管6向电池壳体内灌入电解液，以使电解液进入电池壳体内部，多个电池内的电解液互通，使多个电池处于均一的电解液体系中，从而大幅度提高各电极组件储能性能的一致性，并提高提高电池性能和成品率及使用寿命。
58.本发明通过连接管内的外部作用力或外部压力打开密封膜，该种方式能够在避免与空气接触的状态下打开密封膜，可有效防止电池壳体被打开时与空气中的水气接触，操作方法简单可靠，隔绝水气良好，不增加电池其它制作工艺，便于操作，提高了电池性能和成品率，结构简单，安装简便，通用性强
59.此外，如图5所示，还可在储液管6上还设置有泄爆装置8，以将大容量电池热失控时产生的烟气泄出，泄爆装置8具体可为泄爆阀。