一种应用于补锂电池的安全型电池胶钉及电池盖板的制作方法

1.本实用新型涉及锂电池技术领域，特别是涉及一种应用于补锂电池的安全型电池胶钉及电池盖板。


背景技术：

2.随着人们对锂离子电池能量密度和循环寿命要求的提高，在锂电池中开始添加正极补锂或负极补锂添加剂(即将补锂材料作为添加剂)，以提升电池的能量密度和循环寿命。
3.使用负极补锂添加剂，除了对负极补锂电池的制作环境(例如粉尘控制及生产安全性)要求提高之外，而且负极补锂电池在注液后，锂源与负极会形成电子通路，自发形成化学反应，产生气体，气体在电池内腔滞留，会影响电池性能。
4.一般电池在注液后需要用胶钉对电池进行密封，以防止引入外界的水分而影响电池性能。但是，对于补锂后的电池，插入胶钉虽然可以防止引入水分及杂质，保证电池安全性，但是，补锂电池在注液后自发反应所产生的气体，会由于常规胶钉插入注液孔，使得电池始终密封，气体不能及时排出，导致极片间、极片隔膜间等有气体残存，进而会影响界面接触，影响极片状态及电池性能。
5.因此，目前迫切需要开发出一种技术，能够将现有的补锂电池在注液后产生的气体及时向外排出，保证电池的性能，并且同时防止引入外界的水分而影响电池性能。


技术实现要素：

6.本实用新型的目的是针对现有技术存在的技术缺陷，提供一种应用于补锂电池的安全型电池胶钉及电池盖板。
7.为此，本实用新型提供了一种应用于补锂电池的安全型电池胶钉，包括钉体；
8.所述钉体的底端，设置有锥形插入部；
9.所述锥形插入部，用于插入到补锂电池的电池盖板上的注液孔中；
10.所述锥形插入部的横向中部，设置有上下垂直贯通的气体输送通孔；
11.所述锥形插入部的形状，为倒立的圆锥台形状；
12.所述钉体内，设置有上下分布的第二气体排出腔体和第一气体排出腔体；
13.所述钉体的顶部四周边缘，环绕地设置有多个间隔分布的排气孔；
14.第二气体排出腔体的上端，通过排气孔与外部环境相连通；
15.第二气体排出腔体和第一气体排出腔体通过横向分布的分隔板所分隔；
16.气体输送通孔的顶部，与第一气体排出腔体相连通；
17.气体输送通孔的底部开口，与补锂电池内部空间相连通；
18.分隔板的中部，设置有圆形的通气孔；
19.通气孔的正上方，设置有一个垂直分布的、螺旋型的弹簧；
20.弹簧的上端，与钉体的顶部内侧相连接；
21.弹簧的下端，与倒立圆锥台形状的密封垫块的顶面相连接；
22.密封垫块，用于在弹簧的向下弹力作用下，其下部将所述分隔板上的通气孔完全堵塞，实现密封，从而使得第一气体排出腔体与第二气体排出腔体相互隔离，以及当第一气体排出腔体内的气体向密封垫块底面施加的向上推力大于弹簧的向下弹力时，密封垫块随着弹簧向上运动而不再将所述分隔板上的通气孔完全堵塞，使得第一气体排出腔体内的气体通过该通气孔进入到第二气体排出腔体中，再通过排气孔向外排出。
23.优选地，所述钉体的形状为中空的圆柱形。
24.优选地，气体输送通孔的中心轴线，与所述锥形插入部的中心轴线，位于同一条垂直直线上。
25.优选地，密封垫块的中心线，与弹簧的中心线、钉体的中心线、气体输送通孔的中心轴线以及锥形插入部的中心轴线，位于同一条垂直直线上。
26.此外，本实用新型还提供了一种电池盖板，包括盖板主体，盖板主体上包括用于注入电解液的注液孔；
27.所述注液孔上，插接有如前面所述的应用于补锂电池的安全型电池胶钉。
28.由以上本实用新型提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本实用新型提供了一种应用于补锂电池的安全型电池胶钉及电池盖板，其结构设计科学，能够将现有的补锂电池在注液后产生的气体及时向外排出，保证电池的性能，并且同时防止引入外界的水分而影响电池性能，具有重大的生产实践意义。
附图说明
29.图1为本实用新型提供的一种应用于补锂电池的安全型电池胶钉的实物剖面结构示意图；
30.图2为本实用新型提供的一种应用于补锂电池的安全型电池胶钉，一种实施例中处于密封状态时的结构示意简图；
31.图3为本实用新型提供的一种应用于补锂电池的安全型电池胶钉，一种实施例中处于排气状态时的结构示意简图；
32.图4为本实用新型提供的一种应用于补锂电池的安全型电池胶钉的俯视图；
33.图5为本实用新型提供的一种电池盖板与应用于补锂电池的安全型电池胶钉的安装状态剖面示意图；
34.图6为本实用新型提供的一种电池盖板，其上的注液孔在没有插入安全型电池胶钉时的局部剖视图。
具体实施方式
35.下面将结合本实用新型的实施例，对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
36.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
37.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，可以通过具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
38.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
39.参见图1至图6，本实用新型提供了一种应用于补锂电池的安全型电池胶钉，包括钉体8；
40.所述钉体8的底端，设置有锥形插入部2；
41.所述锥形插入部2，用于插入到补锂电池的电池盖板上的注液孔(即电解液注入孔)中；
42.所述锥形插入部2的横向中部，设置有上下垂直贯通的气体输送通孔1；
43.所述锥形插入部2的形状，为倒立的圆锥台形状；
44.所述钉体8内，设置有上下分布的第二气体排出腔体5和第一气体排出腔体3；
45.所述钉体8的顶部四周边缘，环绕地设置有多个间隔分布的排气孔7；
46.第二气体排出腔体5的上端，通过排气孔7与外部环境(即电池外的空间)相连通；
47.第二气体排出腔体5和第一气体排出腔体3通过横向分布的分隔板10所分隔；
48.气体输送通孔1的顶部，与第一气体排出腔体3相连通；
49.气体输送通孔1的底部开口，与补锂电池内部空间相连通；
50.分隔板10的中部，设置有圆形的通气孔；
51.通气孔的正上方，设置有一个垂直分布的、螺旋型的弹簧6；
52.弹簧6的上端，与钉体8的顶部内侧相连接；
53.弹簧6的下端，与倒立圆锥台形状的密封垫块4的顶面相连接；
54.密封垫块4，用于在弹簧6的向下弹力作用下，其下部将所述分隔板10上的通气孔完全堵塞，实现密封，从而使得第一气体排出腔体3与第二气体排出腔体5相互隔离，以及当第一气体排出腔体3内的气体向密封垫块4底面施加的向上推力(具体由于第一气体排出腔体相连通的补锂电池内部气体施加)，大于弹簧6的向下弹力时，密封垫块4随着弹簧6向上运动(如图2中的箭头b所示方向)而不再将所述分隔板10上的通气孔完全堵塞，使得第一气体排出腔体3内的气体通过该通气孔进入到第二气体排出腔体5中，再通过排气孔7向外排出。参见图2所示，气体的排出方向如箭头a所示。
55.在本实用新型中，具体实现上，所述钉体8的形状为中空的圆柱形。
56.在本实用新型中，具体实现上，气体输送通孔1的中心轴线，与所述锥形插入部2的中心轴线，位于同一条垂直直线上。
57.在本实用新型中，具体实现上，密封垫块4的中心线，与弹簧6的中心线、钉体8的中心线、气体输送通孔1的中心轴线以及锥形插入部2的中心轴线，位于同一条垂直直线上。
58.在本实用新型中，需要说明的是，第一气体排出腔体3，可以用于存储补锂电池在注液后自发反应所产生的少量气体，保证电池内部极组的平整性及接触性，在一定程度上，提升电池的性能。
59.需要说明的是，通过弹簧6的设计，可以使得倒立圆锥台形状的密封垫块4，可以随着与第一气体排出腔体相连通的补锂电池内部气体压力，而上下伸缩。倒立圆锥台形状的密封垫块4在电池内部压力下将气体排出，在弹簧的作用下，返回至原位，在排气的同时避免空气的进入，保证电池的安全性。
60.需要说明的是，通过所述钉体8顶部的多个排气孔7，可以将第二气体排出腔体5与外界相通，以排出气体。
61.在本实用新型中，具体实现上，钉体8的顶端，还可以连接一个现有的气体收集装置，用于进一步评估电池在注液后的静置阶段的产气量。
62.对于上述本发明提供的应用于补锂电池的安全型电池胶钉，应用于在使用过程中会产气的各种可续电池的电池盖板上。
63.本发明还提供了一种电池盖板，其安装在电池壳体上，其包括盖板主体11，盖板主体11上包括用于注入电解液的注液孔12；
64.所述注液孔12上，插接有如前面所述的应用于补锂电池的安全型电池胶钉。
65.为了更加清楚地理解本实用新型的技术方案，下面说明本实用新型的工作原理。
66.对于本实用新型提供的应用于补锂电池的安全型电池胶钉，当锥形插入部2插入补锂电池的电池盖板上的注液孔内腔时，需借助外力才可将其拔出。
67.在使用过程中，如果补锂电池内部无气体产生时，由于倒立圆锥台形状的密封垫块4的存在，所述分隔板10上的通气孔被完全堵塞，第一气体排出腔体3处于密封状态，保证电池内与外界无气体交换。
68.而当补锂电池内部中有反应气体产生时，气体通过气体输送通孔1的进入至第一气体排出腔体3，当第一气体排出腔体3内的气体向密封垫块4施加的压力，大于弹簧以及外部大气压向密封垫块4顶部施加的压力时，会进一步将密封垫块4向上推动，使得电池内部的气体由第一气体排出腔体3进入第二气体排出腔体5，并通过钉体8顶端的排气孔7排至外界，当气体排出后，由于弹簧6的复位作用，密封垫块4恢复至原位，重新将分隔板10上的通气孔完全堵塞，从而将第一气体排出腔体3密封，进而可以保证电池内极片和隔膜的界面平整性及电池的安全性。
69.与现有技术相比较，本实用新型提供的应用于补锂电池的安全型电池胶钉及电池盖板，具有如下有益效果：
70.1、在使用过程中，当电池内部无气体产生时，安全型电池胶钉为密封状态。钉体下端的锥形插入部2插入到电池盖板上的注液孔，起到密封作用，以保证电池的安全性；
71.2、在静置阶段产气时，可以通过安全型电池胶钉内部的排气结构设计，将气体及时排出，保证电池内的极片和隔膜的界面平整。
72.综上所述，与现有技术相比较，本实用新型提供的一种应用于补锂电池的安全型电池胶钉及电池盖板，其结构设计科学，能够将现有的补锂电池在注液后产生的气体及时
向外排出，保证电池的性能，并且同时防止引入外界的水分而影响电池性能，具有重大的生产实践意义。
73.以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。