一种电芯外壳的防爆阀处内平层灌封方法、装置和电芯与流程

1.本发明涉及电池灌胶技术领域，具体而言，涉及一种电芯外壳的防爆阀处内平层灌封方法、装置和电芯。


背景技术：

2.现有技术中，为了实现热电分离，将电芯的防爆阀设置于电芯外壳的底部，但是这样设置容置导致防爆阀靠近电芯内侧的内芯的底部不平，容易挤压内芯，造成电芯内部短路，甚至引起爆炸。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供了一种电芯外壳的防爆阀处内平层灌封方法、装置和电芯，其能够保证电芯外壳设置防爆阀位置内部的平整度，减少对内芯的挤压，以减少电芯短路和爆炸的出现几率，提高电芯的安全性。
4.本发明的实施例可以这样实现：
5.第一方面，本发明提供一种电芯外壳的防爆阀处内平层灌封方法，电芯外壳包括外壳和设置于外壳的防爆阀，防爆阀相对外壳的内表面凸起，防爆阀的内表面与外壳的内表面间隔设置，防爆阀的外表面与外壳的外表面齐平，灌封方法包括：
6.向外壳设置防爆阀的内表面避开防爆阀的位置灌胶；
7.检测灌胶后胶液面距离防爆阀的内表面的距离；
8.判断距离是否小于预设值，若距离小于预设值，则停止灌胶，若距离大于或等于预设值，则继续灌胶。
9.在可选的实施方式中，预设值为0.1mm。
10.在可选的实施方式中，在向电芯外壳设置防爆阀的位置灌胶前，还包括：
11.将外壳设置防爆阀的一端支撑于与水平面平行的底部平板上，并沿垂直于底部平板的方向对外壳进行压平，以使外壳设置防爆阀的端面紧贴底部平板设置且与水平面平行设置。
12.在可选的实施方式中，在将外壳设置防爆阀的一端支撑于与水平面平行的底部平板之前，还包括：
13.对底部平板进行校平，以使底部平板与水平面平行。
14.在可选的实施方式中，在向外壳内表面避开防爆阀的位置灌胶的过程中还包括：
15.覆盖防爆阀的内表面，进行防溢胶处理。
16.第二方面，本发明提供一种电芯外壳的防爆阀处内平层灌封装置，电芯外壳包括外壳和设置于外壳的防爆阀，防爆阀相对外壳的内表面凸起，防爆阀的内表面与外壳的内表面间隔设置，防爆阀的外表面与外壳的外表面齐平，灌封装置包括：
17.灌胶机构，用于向外壳内表面避开防爆阀的位置灌胶；
18.检测机构，用于检测灌胶后胶液面距离防爆阀的内表面的距离，以在距离小于预
设值时控制灌胶机构停止灌胶，在距离大于或等于预设值时控制灌胶机构继续灌胶。
19.在可选的实施方式中，电芯外壳的防爆阀处内平层灌封装置还包括控制机构，控制机构与灌胶机构和检测机构均电连接，用于控制灌胶机构向外壳设置防爆阀的内表面避开防爆阀的位置灌胶，且获取灌胶后胶液面距离防爆阀的内表面的距离，并判断距离是否小于预设值，若小于则控制灌胶机构停止灌胶，若大于或等于则控制灌胶机构继续灌胶。
20.在可选的实施方式中，还包括：
21.底部平板，底部平板与水平面平行，且用于支撑外壳设置防爆阀的一端。
22.在可选的实施方式中，还包括：
23.压平板，压平板上开设有与灌胶机构的灌胶头相对的通孔，压平板用于沿垂直于底部平板的方向对外壳进行压平。
24.在可选的实施方式中，还包括：
25.多个压爪，每个压爪均具有压槽，压槽与外壳设置防爆阀相对的一端插接，且多个压爪绕外壳的周向间隔布置，多个压爪用于共同沿垂直于底部平板的方向对外壳进行压平。
26.在可选的实施方式中，还包括：
27.防溢胶件，防溢胶件包括防溢胶盖和防溢胶杆，防溢胶盖设置于防溢胶杆的端部，且与防爆阀尺寸适配，防溢胶杆伸入外壳内，用于将防溢胶盖压紧并覆盖于防爆阀的内表面。
28.第三方面，本发明提供一种电芯，包括：
29.电芯外壳，电芯外壳包括外壳和设置于外壳的防爆阀，防爆阀相对外壳的内表面凸起，防爆阀的内表面与外壳的内表面间隔设置，防爆阀的外表面与外壳的外表面齐平；外壳设置防爆阀的内表面避开防爆阀的位置具有利用前述实施方式中任一项的电芯外壳的防爆阀处内平层灌封方法，或者，前述实施方式中任一项的电芯外壳的防爆阀处内平层灌封装置灌胶得到的胶层；
30.内芯，设置于电芯外壳内，且直接或间接地支撑于外壳设置胶层。
31.在可选的实施方式中，外壳与防爆阀相对的一侧设置有正极柱和负极柱。
32.本发明实施例的有益效果包括，例如：
33.本发明的实施例提供了一种电芯外壳的防爆阀处内平层灌封方法，电芯外壳包括外壳和设置于外壳的防爆阀，防爆阀相对外壳的内表面凸起，防爆阀的内表面与外壳的内表面间隔设置，防爆阀的外表面与外壳的外表面齐平，灌封方法包括：向外壳设置防爆阀的内表面避开防爆阀的位置灌胶；检测灌胶后胶液面距离防爆阀的内表面的距离；判断距离是否小于预设值，若距离小于预设值，则停止灌胶，若距离大于或等于预设值，则继续灌胶。该方法通过控制灌封后胶液面距离防爆阀内表面的距离能保证外壳灌胶后在防爆阀内侧的平整度，以能减少对内芯的挤压，以减少电芯短路和爆炸的出现几率，提高电芯的安全性。
34.本发明的实施例还提供了一种电芯外壳的防爆阀处内平层灌封装置，其包括灌胶机构和检测机构，灌胶机构用于向外壳设置防爆阀的内表面避开防爆阀的位置灌胶；检测机构用于检测灌胶后胶液面距离防爆阀的内表面的距离，以在距离小于预设值时控制灌胶机构停止灌胶，在距离大于或等于预设值时控制灌胶机构继续灌胶。该灌封装置通过检测
机构的设置，能检测灌胶后胶液面距离防爆阀的内表面的距离，能保证外壳灌胶后在防爆阀内侧的平整度，以能减少对内芯的挤压，以减少电芯短路和爆炸的出现几率，提高电芯的安全性。
35.本发明的实施例还提供了一种电芯，其包括上述方法制备得到的电芯外壳或者包括上述装置灌胶得到的电芯外壳。因此，其具有安全性较高的优点。
附图说明
36.为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
37.图1为本发明的实施例提供的电芯外壳的防爆阀处内平层灌封装置的结构示意图；
38.图2为本发明的实施例提供的电芯外壳的防爆阀处内平层灌封装置的局部结构示意图一；
39.图3为本发明的实施例提供的电芯外壳灌胶后的结构示意图；
40.图4为本发明的实施例提供的电芯外壳的防爆阀处内平层灌封装置的局部结构示意图二；
41.图5为本发明的实施例提供的电芯外壳的防爆阀处内平层灌封装置的局部结构示意图三；
42.图6为本发明的实施例提供的电芯外壳的防爆阀处内平层灌封方法的流程示意图。
43.图标：10-电芯外壳；11-外壳；12-防爆阀；101-检测机构；105-灌胶头；107-压平板；109-压爪；111-压槽；113-防溢胶件；115-防溢胶杆；117-防溢胶盖；119-底部平板；121-水平尺。
具体实施方式
44.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
45.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
46.应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
47.在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
48.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
49.在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“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发明中的具体含义。
50.相关技术中，电池包内的电芯热失控时，容易影响电池包内的其他电芯的热稳定性，甚至容易出现电池包的爆炸和起火现象，安全性能低。有鉴于此，本实施例提供了一种能快速泄压的电池包、用电装置和电池包的热失控检测与控制方法，其能够阻止热失控扩散，降低爆炸和起火几率，提高电池包工作的安全性能。下面对该电池包的结构以及热失控检测与控制方法进行详细地描述。
51.现有技术中，为了实现热电分离，将电芯的防爆阀设置于电芯外壳的底部，但是这样设置容置导致防爆阀靠近电芯内侧的内芯的底部不平，容易挤压内芯，造成电芯内部短路，甚至引起爆炸。有鉴于此，本实施例提供了一种电芯外壳的防爆阀处内平层灌封方法、装置和电芯，其能够保证电芯外壳设置防爆阀位置内部的平整度，减少对内芯的挤压，以减少电芯短路和爆炸的出现几率，提高电芯的安全性。下面对该灌封方法、灌封装置以及电芯的结构进行详细地介绍。
52.图1为本发明的实施例提供的电芯外壳10的防爆阀12处内平层灌封装置的结构示意图；图2为本发明的实施例提供的电芯外壳10的防爆阀12处内平层灌封装置的局部结构示意图一。请参阅图1与图2，本实施例提供了一种电芯外壳10的防爆阀12处内平层灌封装置，其用于为电芯外壳10的内部防爆阀12位置的内平层进行灌封处理，也即进行灌胶处理。此灌封装置针对于防爆阀12与极柱不同侧设置的电芯，且电芯的电芯外壳10包括外壳11和设置于外壳11的防爆阀12，防爆阀12相对外壳11的内表面凸起，防爆阀12的内表面与外壳11的内表面间隔设置，防爆阀12的外表面与外壳11的外表面齐平。通过灌封处理可使得设置防爆阀12的内平层的平整度更高，从而减少对内芯的挤压，以提高电芯的安全性。
53.详细地，图3为本实施例提供的电芯外壳10灌胶后的结构示意图。请参阅图1至图3，在本实施例中，灌封装置包括灌胶机构和检测机构101。其中，灌胶机构可为灌胶机，灌胶机的灌胶头105伸入外壳11内，或与外壳11的底部间隔且相对设置，以向外壳11设置防爆阀12的内表面避开防爆阀12的位置灌胶。检测机构101用于检测灌胶后胶液面距离防爆阀12的内表面的距离d，检测机构101可以为测距仪，例如激光测距仪等。通过检测机构101设置，能检测灌胶后胶液面距离防爆阀12的内表面的距离d，从而使得用户可以在距离d小于预设值时控制灌胶机构停止灌胶，在距离d大于或等于预设值时控制灌胶机构继续灌胶。
54.请再次参阅图3，在本实施例中，预设值的选择可选择为绝对水平的0mm，但往往存
在一定误差，因而通常选择为0.1mm。当距离d小于0.1mm时，标志着设置防爆阀12的内平层平整度已经满足内芯的装壳需求，此时内芯支撑于设置防爆阀12的端面后防爆阀12不至于挤压内芯，从而减少电芯短路和爆炸的出现几率，提高电芯的安全性。而当检测出的距离d大于预设值时，也即大于0.1mm时，此时内芯装壳后存在防爆阀12挤压内芯端部的可能性，存在短路和爆炸的风险，因而此时则继续灌胶，直至灌胶后胶液面距离防爆阀12的内表面的距离d小于0.1mm。
55.需要说明的是，在本实施例中，在获取了检测机构101检测的距离的数据后，控制灌胶机构继续灌胶或停止灌胶的作业可以通过控制机构完成，也可以通过人工完成，当采用控制机构完成时，控制机构可选择为单片机、可编程逻辑控制器或者电脑能具有控制功能的结构。且控制机构与灌胶机构和检测机构101均电连接，用于控制灌胶机构向外壳11内设置防爆阀12的位置灌胶，且获取灌胶后胶液面距离防爆阀12的内表面的距离，并判断距离是否小于预设值，若小于则控制灌胶机构停止灌胶，若大于或等于则控制灌胶机构继续灌胶。通过控制机构的设置，使得整个灌封流程更智能化，更能节约灌封时间，提高灌封效率。
56.作为可选的方案，在本发明的实施例中，电芯外壳10的防爆阀12处内平层灌封装置还包括底部平板119。其中，底部平板119与水平面平行，且用于支撑外壳11设置防爆阀12的一端。通过底部平板119的设置，使得外壳11能支撑于底部平板119上进行灌胶作业，由于底部平板119与水平面平行，因而其水平度能得到保证，进而能保证灌胶作业后形成的胶液的平整度，进而能进一步地减少设置防爆阀12的一侧对内芯的挤压，能保证电芯的安全性。
57.需要说明的是，为了保证底部平板119能与水平面平行，在将外壳11支撑于底部平板119之前，还可以根据需求进行底部平板119进行校准，校准时以地面为基准，采用水平尺121校准其水平度，以使得底部平板119始终与水平面平行。
58.还需要说明的是，在本实施例中，水平尺121的数量可选择为两个，两个水平尺121垂直布置，以分别检测底部平板119的水平度，以充分保证底部平板119始终与水平面平行。当然，在其他实施例中，还可以采用其他方式进行水平度的校准，本实施例不做限定。
59.进一步可选地，请再次参阅图1，在本发明的实施例中，电芯外壳10的防爆阀12处内平层灌封装置还包括压平板107，压平板107上开设有与灌胶机构的灌胶头105相对的通孔，压平板107用于沿垂直于底部平板119的方向对外壳11进行压平。在进行压平作业时，可先将压平板107覆盖在外壳11设置防爆阀12的一侧的对侧，与对侧的周向边缘贴合，通过压平板107和底部平板119的配合，能稳固外壳11。同时，灌胶作业可通过通孔进行，检测机构101也可以设置于与通孔相对的位置以进行距离的检测。通过压平板107的设置，能保证外壳11在灌胶作业过程中的稳定性，以能保证灌胶质量，从而进一步地减少对内芯的挤压，保证电芯的安全性。
60.另外，图4为本实施例提供的电芯外壳10的防爆阀12处内平层灌封装置的局部结构示意图二。请参阅图4，在本实施例中，压平板107可通过多个压爪109替代，每个压爪109具有压槽111，压槽111与外壳11设置防爆阀12相对的一端插接，多个压爪109沿外壳11的周向间隔设置，多个压爪109用于共同沿垂直于底部平板119的方向对外壳11进行压平。通过压爪109的设置，可通过压爪109向电芯的外壳11的端部施加压力，以保证外壳11的压平效果。
61.具体地，压爪109的数量为四个，每个压爪109均大致呈“凹”状结构，四个压爪109分别与外壳11的四个侧壁插接，以能保证压平板107与外壳11配合的紧密型和稳定性，保证灌胶质量，以提高电芯的安全性。
62.需要说明的是，在本实施例中，为了保证压平效果，在进行压平作业时，可以向垂直于压平板107或者压爪109方向施加压平力，压平力可以是人为提供的压力，也可以是某些物质的重力，也可以是气缸等直线驱动机构所提供的驱动力，本实施例不做限定。
63.图5为本实施例提供的电芯外壳10的防爆阀12处内平层灌封装置的局部结构示意图三。请参阅图4与图5，在本实施例中，电芯外壳10的防爆阀12处内平层灌封装置还包括防溢胶件113。防溢胶件113包括防溢胶盖117和防溢胶杆115，防溢胶盖117设置于防溢胶杆115的端部，且与防爆阀12尺寸适配，防溢胶杆115伸入外壳11内，用于将防溢胶盖117压紧并覆盖于防爆阀12的内表面。通过防溢胶件113的设置可以防止胶水溢出至防爆阀12的内表面，以能保证防爆阀12能正常进行防爆作业，以能进一步地提高电芯的安全性和质量。
64.需要说明的是，在本实施例中，防溢胶杆115向防溢胶盖117施加的作用力可以是人为提供的压力，也可以是某些物质的重力，也可以是气缸等直线驱动机构所提供的驱动力，本实施例不做限定。
65.图6为本实施例提供的电芯外壳10的防爆阀12处内平层灌封方法的流程示意图。请参阅图6，本实施例还提供了一种电芯外壳10的防爆阀12处内平层灌封方法，包括以下步骤：
66.s1：对底部平板119进行校平，以使底部平板119与水平面平行；
67.s2：将外壳11设置防爆阀12的一端支撑于与水平面平行的底部平板119上，并沿垂直于底部平板119的方向对外壳11进行压平，以使外壳11设置防爆阀12的端面紧贴底部平板119且与水平面平行设置；
68.s3：向外壳11设置防爆阀12的内表面避开防爆阀12的位置灌胶；
69.s4：检测灌胶后胶液面距离防爆阀12的内表面的距离；
70.s5：判断距离是否小于预设值；
71.s6：若距离小于预设值，则停止灌胶；
72.s7：若大于或等于预设值，则继续灌胶；
73.s8：干胶；
74.s9：清理。
75.详细地，在步骤s1中，对底部平板119进行校平的工作通过水平尺121进行，若底部平板119已经水平也可以省略此步骤。在步骤s2中，将外壳11设置防爆阀12的一端支撑于底部平板119上能保证外壳11的水平度，从而能保证后续灌胶作业的质量和效率。当然，在其他实施例中，也可以将外壳11支撑于其他水平平台上，此时此步骤可省略或相应调整。在步骤s3中，灌胶作业通过灌胶机进行，灌胶机可手动控制进行灌胶，也可以通过控制机构控制进行灌胶。在步骤s4中，检测距离的作业通过检测机构101完成，检测机构101为测距仪。步骤s4、s5和步骤s6既可以人工完成，也可以通过控制机构完成。若通过人工完成则通过人工判断距离是否小于预设值，在距离小于预设值时停止灌胶机，在大于或等于预设值时，保持灌胶机的灌胶状态即可。若通过控制机构完成，则这三个步骤都通过控制机构判断并控制完成。在步骤s8中，干胶指的是在停止灌胶后胶水干燥固化的过程，可采用光固化、加热固
化、常温固化等，对胶进行固化，干胶后胶液能固化形成胶层，不仅能保护防爆阀12，还能支撑内芯的端面，以提高电芯的安全性。在步骤s9中，清理步骤指的是对多余的胶进行处理，以保证内芯装壳后的内平层的平整度，保证内芯的安全性，以提高电芯的安全性。
76.该方法通过控制灌封后胶液面距离防爆阀12内表面的距离能保证外壳11灌胶后在防爆阀12内侧的平整度，以能减少对内芯的挤压，以减少电芯短路和爆炸的出现几率，提高电芯的安全性。同时，该方法通过校准底部平板119和压紧等作业能有效地保证外壳11在灌胶过程中的稳定性、安全性和可靠性，能保证灌胶质量，以进一步地提高电芯的安全性。
77.需要说明的是，在本实施例中，预设值选择为0.1mm。当距离d小于0.1mm时，标志着设置防爆阀12的内平层平整度已经满足内芯的装壳需求，此时内芯支撑于设置防爆阀12的端面后防爆阀12不至于挤压内芯，从而减少电芯短路和爆炸的出现几率，提高电芯的安全性。而当距离d大于预设值时，也即大于0.1mm时，此时内芯装壳后存在防爆阀12挤压内芯端部的可能性，存在短路和爆炸的风险，因而此时则继续灌胶，直至灌胶后胶液面距离防爆阀12的内表面的距离d小于0.1mm。
78.作为可选的方案，在本实施例中，在进行灌胶作业时，还可以进行防溢胶处理，将防溢胶杆115设置防溢胶盖117的一端伸入外壳11内，将防溢胶盖117压紧并覆盖于防爆阀12的内表面，以覆盖防爆阀12的内表面，即可完成防溢胶处理。通过防溢胶处理，可防止胶水溢出至防爆阀12的内表面，以能保证防爆阀12能正常进行防爆作业，以能进一步地提高电芯的安全性和质量。
79.本发明的实施例还提供了一种电芯，其包括通过电芯外壳10和内芯；电芯外壳10包括外壳11和设置于外壳11的防爆阀12，防爆阀12相对外壳11的内表面凸起，防爆阀12的内表面与外壳11的内表面间隔设置，防爆阀12的外表面与外壳11的外表面齐平；外壳11设置防爆阀12的内表面避开防爆阀12的位置具有利用电芯外壳10的防爆阀12处内平层灌封方法，或者，电芯外壳10的防爆阀12处内平层灌封装置灌胶得到的胶层。内芯设置于电芯外壳10内，且直接或间接地支撑于外壳11设置胶层。通过胶层的设置，能保证外壳11灌胶后在防爆阀12内侧的平整度，以能减少对内芯的挤压，以减少电芯短路和爆炸的出现几率，提高电芯的安全性。
80.作为可选的方案，在本实施例中，电芯还包括正极柱和负极柱，且正极柱和负极柱设置于电芯的外壳11与防爆阀12相对的一侧。通过这样设置，能实现热电分离，能减少电芯防爆时对极柱的影响，减少拉弧、短路等问题的出现，以进一步地提高电芯的安全性。
81.下面对本发明的实施例提供的电芯的制备过程、工作原理和有益效果进行详细地介绍：
82.电芯进行制备作业时，可先对电芯设置防爆阀12的位置的内平层进行灌封处理形成胶层，然后将内芯直接或间接地支撑于胶层，最后将带有正负极柱顶盖设置于电芯的外壳11与防爆阀12相对的一侧，最后注入电解液即可。其中，在进行灌封处理时，首先可对底部平板119进行水平校准，然后将外壳11设置防爆阀12的一侧支撑于与水平面平行的底部平板119上，将压平板107设置于与外壳11设置防爆阀12一侧相对的端面压紧外壳11，向防溢胶件113施加压力使得防溢胶件113覆盖并抵紧防爆阀12，然后进行灌胶作业，并检测灌胶的胶液面与防爆阀12的内表面的距离，若距离小于0.1mm，则停止灌胶，若大于0.1mm，则继续灌胶直至满足需求，接着进行干胶和清理作业即可。
83.在上述过程中，通过上述灌胶方法形成的胶层，能保证外壳11灌胶后在防爆阀12内侧的平整度，以能减少对内芯的挤压，以减少电芯短路和爆炸的出现几率，提高电芯的安全性。
84.综上所述，本发明的实施例提供了一种电芯外壳10的防爆阀12处内平层灌封方法、装置和电芯，其能够保证电芯外壳10设置防爆阀12位置内部的平整度，减少对内芯的挤压，以减少电芯短路和爆炸的出现几率，提高电芯的安全性。
85.以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。