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CN116207462B - 端盖组件、储能装置和用电设备 - Google Patents

端盖组件、储能装置和用电设备 Download PDF

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CN116207462B
CN116207462B CN202310330881.2A CN202310330881A CN116207462B CN 116207462 B CN116207462 B CN 116207462B CN 202310330881 A CN202310330881 A CN 202310330881A CN 116207462 B CN116207462 B CN 116207462B
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seal
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Abstract

一种端盖组件、储能装置和用电设备,包括顶盖,所述顶盖包括相背的外表面和内表面,所述顶盖开设有第一通孔和第二通孔,所述第一通孔和所述第二通孔均贯穿所述外表面和所述内表面;所述第一通孔与所述第二通孔相交;或者,所述第一通孔与所述第二通孔相离,且所述第一通孔到所述第二通孔的最短距离A为0mm<A≤2mm。以此使得其中一个通孔作为注液孔和注液针相配合时,储能装置内的气体可以通过另一个而排出,避免了注液过程中储能装置内部气压过大造成外壳鼓包变形的情况。

Description

端盖组件、储能装置和用电设备
技术领域
本申请涉及储能技术领域,具体涉及一种端盖组件、储能装置和用电设备。
背景技术
二次电池(Rechargeable battery)又称为充电电池或蓄电池,是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池。二次电池的可循环利用特性使其逐渐成为用电设备的主要动力来源,随着二次电池的需求量逐渐增大,人们对其各方面的性能要求也越来越高,尤其是对于电池循环性能的要求,而电池的注液量是保证电池循环性能的重要参数,注液量过少会导致循环衰减过快,造成电池的使用寿命衰减过快。但过多的注液量又会造成电池胀液,破坏电池的整体结构。
在传统的二次电池如锂电池注液生产时,一般用人工注液方式,进行一对一的注液孔加注电解液,注液精度低、生产效率低、安全性差。虽然现有技术中也出现了真空倒吸式和正向注液式两种形式,但真空倒吸式注液方式对设备管路的密封性要求较高,且有可能造成外壳收缩变形;而正向注液方式也存在注液精度控制难度大,易造成外壳鼓包变形的技术问题。
以正向注液为例,注液时,二次电池内部气体无法通过注液孔排出,所以导致电池鼓包膨胀,极易发生安全事故,所以如何解决在注液时气体流动的问题成为了关键。
发明内容
本申请的目的是提供一种可提高安全性能的端盖组件、储能装置和用电设备。
为实现本申请的目的,本申请提供了如下的技术方案:
第一方面,本申请提供一种端盖组件,用于储能装置,包括顶盖,所述顶盖包括相背的外表面和内表面,所述顶盖开设有第一通孔和第二通孔,所述第一通孔和所述第二通孔均贯穿所述外表面和所述内表面,所述第一通孔和所述第二通孔的横截面形状相同;所述第一通孔与所述第二通孔相交;或者,所述第一通孔与所述第二通孔相离,且所述第一通孔到所述第二通孔的最短距离A为0mm<A≤2mm。
本申请通过在顶盖上开设第一通孔和第二通孔,使得在储能装置的制造过程中,可以利用注液针通过其中一个通孔向储能装置的内部注射电解液;而其中一个通孔敞开使得储能装置内的产生的气体可以排出,避免了注液过程中储能装置内部气压过大造成外壳鼓包变形的情况。
一种实施方式中,所述第一通孔和所述第二通孔的横截面为圆形,所述第一通孔和所述第二通孔满足关系式:1≤R1/R2≤1.4,其中,R1为所述第一通孔的半径,R2为所述第二通孔的半径。第一通孔和第二通孔满足上述关系式的好处在于,第一通孔和第二通孔形状尺寸几乎相近,以此使得利用密封件封闭通孔时,可以实现盲插,从而提高插拔效率。当低于上述关系式的下限时,说明第一通孔的孔径过小,或第二通孔的孔径过大,以此必然出现通孔与通孔不适配的情况,容易造成溅液或者通孔损坏的情况;当超过上述关系式的上限时,说明第一通孔的孔径过大,或第二通孔的孔径过小,也以此必然出现通孔与通孔不适配的情况。
一种实施方式中,第一通孔和第二通孔的横截面为圆形,当第一通孔和第二通孔相交时,第一通孔和第二通孔满足关系式1<(R1+R2)/C1≤2。在满足上述关系式,可以使得第一通孔径和轴心距离在合适配比范围内,避免出现第一注液区和第二注液区的重合面积过大导致注液不通顺的情况。当低于上述关系式的下限时,说明第一注液区和第二注液区的重合面积过小,所需的精确度增大,导致制作第一通孔和第二通孔的工艺难度上升,不易于提高良品率;当超过上述关系式的上限时,说明第一注液区和第二注液区的重合面积过大,当需要二次注液的情况下,在密封件被部分拔出后,会导致所剩余的通孔尺寸较小,从而影响注液针的插入,导致出现注液不通顺的情况。
一种实施方式中,第一通孔和第二通孔的横截面为圆形,当第一通孔和第二通孔相离时,第一通孔和第二通孔满足关系式0.8≤(R1+R2)/C2≤0.95。满足上述关系式,可以使得第一通孔径和轴心距离在合适配比范围内,能够避免出现第一通孔和第二通孔相距过远的情况,同时,还可以确保第一通孔和第二通孔的孔径在合适的范围内。当低于上述关系式的下限时,所述第一通孔和第二通孔的距离过远,不利于密封件的安装和设计;当超过上述关系式的上限时,第一通孔和第二通孔的距离过近,使得在注液过程中通孔之间的墙壁容易破裂,导致二者连通,对后期的密封性造成影响。
一种实施方式中,所述第一通孔包括第一壁面,所述第二通孔包括第二壁面,所述第一通孔与所述第二通孔相交时,所述第一壁面连接所述第二壁面,所述第一壁面与所述第二壁面具有夹角α1为10°≤α1≤160°,或者,所述第一壁面与所述第二壁面的夹角为180°且面型不同,其中,所述第一壁面与所述第二壁面的夹角是指在横截面中相接点的切面方向的夹角。将上述中的第一夹角和第二夹角控制在设计的范围内,可以避所形成的用于排出气体的孔洞过大或过小。当上述中的第一夹角和第二夹角过大时,所形成的排出气体的孔洞过小,不利于在快速注液时将气体排出;当上述中的第一夹角和第二夹角过小时,所形成的排出气体的孔洞过大,容易造成电解液的飞溅。
一种实施方式中,所述端盖组件还包括密封件,所述密封件包括第一密封部和第二密封部,所述第一密封部容置于所述第一通孔,所述第二密封部容置于所述第二通孔。密封件可以为绝缘材质,具体可为弹性塑料材质,例如TPU(热塑性聚氨酯弹性体橡胶)材质。密封件的作用为在注液完成后可以容置并封闭通孔。所以,密封件的形状可以与通孔的轮廓形状相同,并且密封件的外壁可以与通孔的内周壁相贴合,以此保证端盖组件的密封性。
一种实施方式中,所述第一密封部和所述第二密封部满足关系式:1.2≤H1/H2≤2.2,其中,H1为所述第一密封部在所述顶盖厚度方向上的长度,H2为所述第二密封部在所述顶盖厚度方向上的长度。第一密封部和第二密封部满足上述关系式时,使得第一密封部的长度可以大于第二密封部,其特点在于需要对储能装置进行二次补液时,可以不用将密封件完全取出,可以利用将第一密封部的至少部分留在第一通孔的方式,以封闭第一通孔,然后仅利用第二通孔进行注液。该设计的好处在于,在二次补液的过程中,外部水汽不会进入到储能装置内部。
一种实施方式中,所述密封件具有弹性变形能力,所述第一密封部在所述第一通孔径向上的形变程度大于所述第二密封部在所述第二通孔径向上的形变程度。该设计的优势在于,当密封件被部分取出时,仅通过第一密封部超出第二密封部的部分封堵第一通孔,由于第一密封部具有更大的过盈度,所以第一密封部所受到的第一通孔内壁的夹持更加牢固,使得密封件能够更加稳固。
一种实施方式中,所述密封件还包括连接部,所述连接部连接所述第一密封部和所述第二密封部,且所述连接部在所述顶盖厚度方向上的投影面积大于所述第一密封部和所述第二密封部在所述顶盖厚度方向上的投影面积的总和。当连接部的投影面积大于第一密封部和第二密封部的投影面积的总和时,说明连接部具有较大的横截面尺寸,便于用户通过连接部取放密封件。
第二方面,本申请还提供一种储能装置,所述储能装置包括电极组件、壳体以及第一方面各种实施方式中任一项所述的端盖组件,所述电极组件设置于所述壳体内,所述端盖组件电连接于所述电极组件。
第三方面,一种用电设备,所述用电设备包括第二方面所述的储能装置,所述储能装置为所述用电设备供电。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对实施方式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申请的一些实施方式,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。
图1是一种实施例的储能装置的场景示意图;
图1A是一种实施例的储能装置的立体图;
图2是一种实施例的顶盖的外观结构以及通孔的放大示意图;
图3是一种实施例的顶盖的截面图;
图4是一种实施例的第一通孔和第二通孔相离的横截面示意图;
图5是一种实施例的第一通孔和第二通孔相交的横截面示意图;
图6是另一种实施例的第一通孔和第二通孔相离的横截面示意图;
图7是另一种实施例的第一通孔和第二通孔相交的横截面示意图;
图8是一种实施例的密封件的外观结构图;
图9是一种实施例的密封件的正视图;
图10是另一种实施例的密封件的外观结构图;
图11是另一种实施例的密封件的正视图。
附图标记说明:
100-储能装置,200-电能转换装置,300-用电设备;
11-顶盖,111-第一通孔,111A-第一注液区,1111-第一壁面,112-第二通孔,112A-第二注液区,1121-第二壁面,12-密封件,121-第一密封部,122-第二密封部,123-连接部,S-厚度方向。
具体实施方式
下面将结合本申请实施方式中的附图,对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本申请保护的范围。
需要说明的是,当组件被称为“固定于”另一个组件,它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“连接”另一个组件,它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中组件。
除非另有定义,本申请所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本申请中在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请。本申请所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
下面结合附图,对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
由于人们所需要的能源都具有很强的时间性和空间性,为了合理利用能源并提高能量的利用率,需要通过一种介质或者设备,把一种能量形式用同一种或者转换成另外一种能量形式存储起来,基于未来应用需要再以特定能量形式释放出来。众所周知,要实现碳中和的大目标,目前绿色电能的产生主要途径是发展光伏、风电等绿色能源来替代化石能源。
目前绿色电能的产生普遍依赖于光伏、风电、水势等,而风能和太阳能等普遍存在间歇性强、波动性大的问题,会造成电网不稳定、用电高峰电不够、用电低谷电太多,不稳定的电压还会对电力造成损害,因此可能因为用电需求不足或电网接纳能力不足,引发“弃风弃光”问题,要解决这些问题须依赖储能,即将电能通过物理或者化学的手段转化为其他形式的能量存储起来,在需要的时候将能量转化为电能释放出来。简单来说,储能类似一个大型“充电宝”,在光伏、风能充足时,将电能储存起来,在需要时释放储能的电力。
以电化学储能为例,本申请实施例提供一种储能装置,储能装置内设有化学电池,主要是利用化学电池内的化学元素做储能介质,充放电过程伴随储能介质的化学反应或者变化,简单说就是把风能和太阳能产生的电能存在化学电池中,在外部电能的使用达到高峰时再将存储的电量释放出来使用,或者转移给电量紧缺的地方再使用。
目前的储能(即能量存储)应用场景较为广泛,包括发电侧储能、电网侧储能、可再生能源并网储能以及用户侧储能等方面,对应的储能装置的种类包括有:
(1)应用在电网侧储能场景的大型储能集装箱,其可作为电网中优质的有功无功调节电源,实现电能在时间和空间上的负荷匹配,增强可再生能源消纳能力,并在电网系统备用、缓解高峰负荷供电压力和调峰调频方面意义重大;
(2)应用在用户侧的工商业储能场景(银行、商场等)的中小型储能电柜以及应用在用户侧的家庭储能场景的户用小型储能箱,主要运行模式为“削峰填谷”。由于根据用电量需求在峰谷位置的电费存在较大的价格差异,用户有储能设备后,为了减少成本,通常在电价低谷期,对储能柜/箱进行充电处理;电价高峰期,再将储能设备中的电放出来进行使用,以达到节省电费的目的。另外,在边远地区,以及地震、飓风等自然灾害高发的地区,家用储能装置的存在,相当于用户为自己和电网提供了备用电源,免除由于灾害或其他原因导致的频繁断电带来的不便。
本申请实施例以用户侧储能中的家用储能场景为例进行说明,本申请实施例提供的储能装置并不限定于家用储能场景。
本申请实施例提供一种户用储能系统,如图1所示,该户用储能系统包括电能转换装置200、用电设备300等以及储能装置100,该储能装置100为一小型储能箱,可通过壁挂方式安装于室外墙壁,用电设备300可以为路灯或家用电器等。具体地,电能转换装置200可以为光伏板,光伏板可以在电价低谷时期将太阳能转换为电能,储能装置100用于储存该电能并在电价高峰时供给路灯和家用电器进行使用,或者在电网断电/停电时进行供电。
可以理解的是,储能装置100可包括但不限于单体电池、电池模组、电池包、电池系统等。当该储能装置为单体电池时,其可为圆柱电池或方形电池。
本申请实施例提供一种储能装置100,请参考图2,包括电极组件、壳体以及端盖组件,电极组件设置于壳体内,端盖组件电连接于电极组件。端盖组件盖设在壳体的开口处并封闭壳体。
本申请实施例提供一种用于储能装置100的端盖组件,请参考图1A和图8,包括顶盖11和密封件12,其中顶盖11上开设有至少两个通孔,储能装置100制造过程中可以通过注液针穿过通孔向储能装置100的内部注射电解液。
顶盖11为绝缘材质,具体可为塑料材质,例如PP(聚丙烯)材质。顶盖11包括相背的外表面和内表面,内表面与储能装置100的电极组件相对。顶盖11呈板状,板面大体形状呈圆形,顶盖11具有长度、宽度和厚度,后续描述各结构时,以顶盖11的长度的延伸方向为长度方向,宽度的延伸方向为宽度方向,厚度的延伸方向为厚度方向S。外表面和内表面为厚度方向S上相背的两面。通孔沿厚度方向S贯穿外表面和内表面。
顶盖11上开设的通孔的数量可以为多个,在注液时,可以利用其中一个通孔注液,剩下的通孔用于释放储能装置100内产生的气体。或者,还可以是利用多个通孔,以此提高注液效率。
一种实施方式中,请参考图2和图3,顶盖11开设有第一通孔111和第二通孔112,第一通孔111和第二通孔112均贯穿外表面和内表面,所述第一通孔111和所述第二通孔112的横截面形状相同;第一通孔111与第二通孔112相交;或者,第一通孔111与第二通孔112相离,且第一通孔111到第二通孔112的最短距离A为0mm<A≤2mm。
具体的,第一通孔111和第二通孔112均可作为注液孔使用,且二者中任一个作为注液孔使用时,另一个可以为通气孔以用于通气。第一通孔111和第二通孔112的形状不做具体限制,可以为圆形、椭圆形或多边形。并且第一通孔111和第二通孔112在为圆形时,第一通孔111和第二通孔112的孔径应该不小于注液针的外径。当第一通孔111和第二通孔112为椭圆形时,任意一个通孔的最小内径应该都不小于注液针的外径。当第一通孔111和第二通孔112为多边形时,第一通孔111和第二通孔112的内壁应该为注液针形成外接,即注液针应该为通孔的内接圆。以此确保注液针可以通过任意一个通孔实现注液。
可选的,请参考图4和图6,第一通孔111与第二通孔112相交时,即为第一通孔111和第二通孔112为连通状态。第一通孔111的内壁和第二通孔112的内壁连接。其中第一通孔111确定第一注液区111A,第二通孔112确定第二注液区112A,第一注液区111A和第二注液区112A在厚度方向S上的投影至少部分重合。可以理解的,在其他实施方式中,第一通孔111与第二通孔112还可以相交但不重合。优选的,第一通孔111与第二通孔112的相交度为0%~50%;具体可以为0%、1%、3%、5%、10%、15%、20%、30%、50%。
可选的,第一注液区111A或第二注液区112A在厚度方向S上的投影应该与注液针的横截面积相同(都为圆形),以此确保注液针能够顺利插入。
可选的,在第一通孔111和第二通孔112为非圆形时,第一注液区111A应该为第一通孔111的内接圆,第二注液区112A应该为第二通孔112的内接圆。
可选的,请参考图5和图7,第一通孔111与第二通孔112相离时,即为第一通孔111和第二通孔112为独立状态。第一通孔111和第二通孔112之间具有间隔距离。其中第一通孔111确定第一注液区111A,第二通孔112确定第二注液区112A,第一注液区111A和第二注液区112A在厚度方向S上的投影没有重合。
可选的,请参考图2,第一通孔111到第二通孔112的最短距离A应该是第一通孔111的内壁到第二通孔112的内壁的最短距离。
第一通孔111到第二通孔112的最短距离控制在上述范围内,可以使得第一通孔111和第二通孔112能够相对独立,在利用其中一个通孔注液时,另一个通孔可以用于排气,且排出的气流不会对注液过程产生影响;同时,最大2mm的间距是为了保证两个通孔的距离不会太远,使得在端盖的凹槽内可以放置两个通孔且不会造成干涉问题。当第一通孔111到第二通孔112的最短距离小于上述范围时,第一通孔111和第二通孔112的距离过近,使得在注液过程中通孔之间的墙壁容易破裂,导致二者连通,对后期的密封性造成影响;当第一通孔111到第二通孔112的最短距离大于上述范围时,第一通孔111和第二通孔112的距离过远,不利于密封件12的设计,容易造成材料的浪费。
本申请通过在顶盖11上开设第一通孔111和第二通孔112,使得在储能装置100的制造过程中,可以利用注液针通过其中一个通孔向储能装置100的内部注射电解液;而其中一个通孔敞开使得储能装置100内的产生的气体可以排出,避免了注液过程中储能装置100内部气压过大造成外壳鼓包变形的情况。
一种实施方式中,请参考图8和图10,端盖组件还包括密封件12,密封件12包括第一密封部121和第二密封部122,第一密封部121容置于第一通孔111,第二密封部122容置于第二通孔112。
具体的,密封件12可以为绝缘材质,具体可为弹性塑料材质,例如TPU(热塑性聚氨酯弹性体橡胶)材质。密封件12的作用为在注液完成后可以容置并封闭通孔。所以,密封件12的形状可以与通孔的轮廓形状相同,并且密封件12的外壁可以与通孔的内周壁相贴合,以此保证端盖组件的密封性。
可选的,请参考图10,当第一通孔111和第二通孔112相交时,第一密封部121连接第二密封部122。当第一通孔111和第二通孔112相离时,第一密封部121和第二密封部122应该为相互独立。
可选的,当第一通孔111和第二通孔112在厚度方向S上的投影形状相同时,密封件12可以为盲插设置。即第一密封部121可以容置于第二通孔112,第二密封部122可以容置于第一通孔111。
一种实施方式中,请参考图9和图11,第一密封部121和第二密封部122满足关系式:1.2≤H1/H2≤2.2,其中,H1为第一密封部121在顶盖11厚度方向S上的长度,H2为第二密封部122在顶盖11厚度方向S上的长度。
具体的,H1/H2可以为1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.8、2.0、2.2。第一密封部121和第二密封部122满足上述关系式时,使得第一密封部121的长度可以大于第二密封部122,其特点在于需要对储能装置100进行二次补液时,可以不用将密封件12完全取出,可以利用将第一密封部121的至少部分留在第一通孔111的方式,以封闭第一通孔111,然后仅利用第二通孔112进行注液。该设计的好处在于,在二次补液的过程中,外部水汽不会进入到储能装置100内部。
当低于上述关系式的下限时,第一密封部121超出第二密封部122的部分较短,第一密封部121超出部分与第一通孔111的配合较短,导致密封件12部分取出后容易晃动,稳定性较差;当超过上述关系式的上限时,第一密封部121超出第二密封部122的部分较长,导致第一密封部121超出的部分容易被浸泡在电解液中,从而被腐蚀,并且不利于节约材料,造成不必要的浪费。
一种实施方式中,密封件12具有弹性变形能力,第一密封部121在第一通孔111径向上的形变程度大于第二密封部122在第二通孔112径向上的形变程度。
具体的,密封件12相比通孔可以为过盈设置,即密封件12的尺寸略大于通孔的尺寸。由于密封件12具有弹性变形能力,密封件12在安装时可以通过压缩被固定在通孔,然后在其自身变形弹性力的作用下向外膨胀以此使得对注液口的密封更加可靠。
可选的,当第一密封部121在第一通孔111径向上的形变程度大于第二密封部122在第二通孔112径向上的形变程度,即可以理解为第一密封部121在周向上的过盈度大于第二密封部122在周向上的过盈度。所以第一密封部121在在第一通孔111径向上的形变程度较大时,其自身的变形弹性力越大,从而在在第一通孔111径向上的密封性更好。
该设计的优势在于,当密封件12被部分取出时,仅通过第一密封部121超出第二密封部122的部分封堵第一通孔111,由于第一密封部121具有更大的过盈度,所以第一密封部121所受到的第一通孔111内壁的夹持更加牢固,使得密封件12能够更加稳固。
一种实施方式中,请参考图8和图10,密封件12还包括连接部123,连接部123连接第一密封部121和第二密封部122,且连接部123在顶盖11厚度方向S上的投影面积大于第一密封部121和第二密封部122在顶盖11厚度方向S上的投影面积的总和。具体的,连接部123位于第一密封部121和第二密封部122的同一端,连接部123位于第一通孔111和第二通孔112的外部。可以理解的,当连接部123的投影面积大于第一密封部121和第二密封部122的投影面积的总和时,即为连接部123的投影能够完全覆盖第一密封部121和第二密封部122的投影,说明连接部123具有较大的横截面尺寸,便于用户通过连接部123取放密封件12。
一种实施方式中,请参考图4和图5,第一通孔111和第二通孔112的横截面为圆形,第一通孔111和第二通孔112满足关系式:1≤R1/R2≤1.4,其中,R1为第一通孔111的半径,R2为第二通孔112的半径。
具体的,R1/R2可以为1、1.1、1.2、1.3、1.4。当第一通孔111和第二通孔112的横截面为圆形时,第一通孔111和第二通孔112满足上述关系式的好处在于,第一通孔111和第二通孔112形状尺寸几乎相近,以此使得利用密封件12封闭通孔时,可以实现盲插,从而提高插拔效率;同时,通孔设置为相同大小的好处还在于方便加工,利用同一钻头钻两次即可获得两个通孔;而小于等于1.4是为了保证足够的通气量,避免电池内部排气不畅导致内压增加而鼓包。当低于上述关系式的下限时,说明第一通孔111的孔径过小,或第二通孔112的孔径过大,以此必然出现通孔与通孔不适配的情况,容易造成溅液或者通孔损坏的情况;当超过上述关系式的上限时,说明第一通孔111的孔径过大,或第二通孔112的孔径过小,也以此必然出现通孔与通孔不适配的情况。
一种实施方式中,第一通孔111的半径R1为1mm,第二通孔112的半径R2为1mm。
一种实施方式中,当第一通孔111和第二通孔112相交时,满足关系式:1≤R1/R2≤1.4。设定该关系式的原因在于,请参考图5,当二次注液时,由于第一密封部121的截面形状也为圆形,所以第一密封部121会有至少部分位于第一通孔111和第二通孔112重合的位置,使得第二通孔112的形状为具有缺口的圆形(不为圆形),以此导致注液针的插入产生难度,所以可以设计第二通孔112孔径略大于第一通孔111,使得注液针可以顺利插入。
一种实施方式中,第一通孔111和第二通孔112的横截面在厚度方向S上的投影形状相同,且第一通孔111和第二通孔112满足关系式:1≤S1/S2≤2,其中,S1为第一通孔111的横截面积,S2为第二通孔112的横截面积。
可选的,第一通孔111和第二通孔112相交时,第一通孔111的横截面积应该为第一通孔111内壁以及两个交点之间直线距离的连线所围合的面积,第二通孔112的横截面积应该为第二通孔112内壁以及两个交点之间直线距离的连线所围合的面积。同样的,第一通孔111和第二通孔112满足上述关系式的好处在于,可以参照上述实施方式,在此不做赘述。
一种实施方式中,第一通孔111和第二通孔112的横截面为圆形,请参考图5,当第一通孔111和第二通孔112相交时,第一通孔111和第二通孔112满足关系式1<(R1+R2)/C1≤2。具体的,(R1+R2)/C1可以为1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2.0。第一通孔111的轴心即为第一通孔111横截面的圆心,第二通孔112的轴心即为第二通孔112横截面的圆心。在满足上述关系式,可以使得第一通孔111径和轴心距离在合适配比范围内,避免出现第一注液区111A和第二注液区112A的重合面积过大导致注液不通顺的情况。当低于上述关系式的下限时,说明第一注液区111A和第二注液区112A的重合面积过小,所需的精确度增大,导致制作第一通孔111和第二通孔112的工艺难度上升,不易于提高良品率;当超过上述关系式的上限时,说明第一注液区111A和第二注液区112A的重合面积过大,当需要二次注液的情况下,在密封件12被部分拔出后,会导致所剩余的通孔尺寸较小,从而影响注液针的插入,导致出现注液不通顺的情况。
一种实施方式中,第一通孔111和第二通孔112的横截面为圆形,请参考图6,当第一通孔111和第二通孔112相离时,第一通孔111和第二通孔112满足关系式0.8≤(R1+R2)/C2≤0.95。具体的,(R1+R2)/C2可以为0.8、0.81、0.83、0.85、0.88、0.9、0.95。满足上述关系式,可以使得第一通孔111径和轴心距离在合适配比范围内,能够避免出现第一通孔111和第二通孔112相距过远的情况,同时,还可以确保第一通孔111和第二通孔112的孔径在合适的范围内。当低于上述关系式的下限时,所述第一通孔111和第二通孔112的距离过远,不利于密封件12的安装和设计;当超过上述关系式的上限时,第一通孔111和第二通孔112的距离过近,使得在注液过程中通孔之间的墙壁容易破裂,导致二者连通,对后期的密封性造成影响。
一种实施方式中,请参考图4,第一通孔111包括第一壁面1111,第二通孔112包括第二壁面1121,第一通孔111与第二通孔112相交时,第一壁面1111连接第二壁面1121,第一壁面1111与第二壁面1121具有夹角α1为10°≤α1≤160°,其中,第一壁面1111与第二壁面1121的夹角是指在横截面中相接点的切线方向的夹角。
具体的,第一壁面1111和第二壁面1121可以均为曲面,且第一壁面1111的半径和第二壁面1121的半径相同。同时,第一壁面1111和第二壁面1121所具有的夹角应该为二者对应切线的夹角,即在第一壁面1111和第二壁面1121的连接处分别对二者做切线,得到的两条切线相交的角度即为上述中的夹角。
在其他实施方式中,第一壁面1111和第二壁面1121可以均为平面,所以第一壁面1111和第二壁面1121具有非平滑的连接处时,必然具有夹角,在此不做赘述。
基于前述本申请实施例的顶盖11、端盖组件以及储能装置100,本申请实施例还提供一种用电设备,包括本申请实施例中的储能装置100,该储能装置100用于为用电设备供电。
基于前述本申请实施例的顶盖11以及密封件12,本申请还提供密封件12和通孔配合使用的方法。
实施例1
第一次注入电解液:使用注液针通过第一通孔111或第二通孔112注液,且注液速度可以较快,储能装置100内部所产生的气体可以通过第二通孔112或第一通孔111排出。
密封件12封口及化成:将密封件12插入通孔中,优选为,第一密封部121容置于第一通孔111,第二密封部122容置于第二通孔112,以此封闭通孔。然后将储能装置100置于化成工艺中。
第二次注入电解液:在化成工艺后,由于电解液部分流失,可以通过二次注液进行补液。将密封件12至少部分拔出,第二密封部122自第二通孔112拔出,第一密封部121突出于第二密封部122的部分还容置于第一通孔111内,以此封闭第一通孔111。优选地,第一密封部121以及第二密封部122都为圆柱形,第一密封部121可以通过旋转的方式让位,以使得第二通孔112暴露。然后利用注液针通过第二通孔112进行注液,且注液速度可以慢于第一次注液速度。可以理解的,在二次注液中,所需补充的电解液量较少,可以通过缓慢注液的方式注液,且不会因为气体问题造成鼓包,所以不需要预留排气的位置。
二次密封:在二次注液完成后,旋转第一密封部121,以使得第二密封部122和第二通孔112对齐后,重新插入以封闭通孔。然后可以通过注胶或封盖的方式,对密封件12以及通孔进行二次密封,以此确保储能装置100内部的密封性。
该实施例的优势在于,在一次注液时可以通过第一通孔111和第二通孔112的配合,实现快熟注液,且储能装置100内部的气体排出,不会造成鼓包的现象。然后,在二次注液时,可以通过取出部分密封件12的方式,封闭其中一个通孔,然后在缓慢注液的过程中,外部水汽不会进入到储能装置100内部,对电解液以及电芯造成影响。同时,密封件12与通孔的配合,不但有利于多次注液提高密封性,还是得密封件12的利用率提高,可以通过回收被反复利用。
实施例2
第一次注入电解液:使用注液针通过第一通孔111或第二通孔112注液,且注液速度可以较快,储能装置100内部所产生的气体可以通过第二通孔112或第一通孔111排出。
密封胶带封口及化成:将密封胶带贴于第一通孔111以及第二通孔112上,完成初步密封。然后将储能装置100置于化成工艺中。
第二次注入电解液:在化成工艺后,由于电解液部分流失,可以通过二次注液进行补液。利用注液针刺破第一通孔111或第二通孔112处的密封胶带,然后进行二次注液,且注液速度可以慢于第一次注液速度。可以理解的,在二次注液中,所需补充的电解液量较少,可以通过缓慢注液的方式注液,且不会因为气体问题造成鼓包,所以不需要预留排气的位置。
二次密封:在二次注液完成后,取下密封胶带,通过密封件12封闭第一通孔111和第二通孔112。然后可以通过注胶或封盖的方式,对密封件12以及通孔进行二次密封,以此确保储能装置100内部的密封性。
该实施例的优势在于,在一次注液时可以通过第一通孔111和第二通孔112的配合,实现快熟注液,且储能装置100内部的气体排出,不会造成鼓包的现象。然后,在二次注液时,通过直接刺破密封胶带的方式减少了插拔密封件12的动作,可以提高注液效率。
在本申请实施例的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指标的方位或位置关系为基于附图所述的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,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申请的限制。
以上所揭露的仅为本申请一种较佳实施例而已,当然不能以此来限定本申请之权利范围,本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程,并依本申请权利要求所作的等同变化,仍属于本申请所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种端盖组件,用于储能装置(100),其特征在于,包括:
顶盖(11),所述顶盖(11)包括相背的外表面和内表面,所述顶盖(11)开设有第一通孔(111)和第二通孔(112),所述第一通孔(111)和所述第二通孔(112)均贯穿所述外表面和所述内表面,所述第一通孔(111)和所述第二通孔(112)的横截面形状相同;
所述第一通孔(111)与所述第二通孔(112)相交;或者,所述第一通孔(111)与所述第二通孔(112)相离,且所述第一通孔(111)到所述第二通孔(112)的最短距离A为0mm<A≤2mm;
所述端盖组件还包括密封件(12),所述密封件(12)包括第一密封部(121)和第二密封部(122),所述第一密封部(121)容置于所述第一通孔(111),所述第二密封部(122)容置于所述第二通孔(112)。
2.根据权利要求1所述的端盖组件,其特征在于,所述第一通孔(111)和所述第二通孔(112)的横截面为圆形,所述第一通孔(111)和所述第二通孔(112)满足关系式:1≤R1/R2≤1.4,其中,R1为所述第一通孔(111)的半径,R2为所述第二通孔(112)的半径。
3.根据权利要求1所述的端盖组件,其特征在于,所述第一通孔(111)和所述第二通孔(112)的横截面为圆形,且所述第一通孔(111)和所述第二通孔(112)相交时,所述第一通孔(111)和所述第二通孔(112)满足关系式:1<(R1+R2)/C1≤2,其中,R1为所述第一通孔(111)的半径,R2为所述第二通孔(112)的半径,C为所述第一通孔(111)的轴心到所述第二通孔(112)的轴心距离。
4.根据权利要求1所述的端盖组件,其特征在于,所述第一通孔(111)和所述第二通孔(112)的横截面为圆形,且所述第一通孔(111)和所述第二通孔(112)相离时,所述第一通孔(111)和所述第二通孔(112)满足关系式:0.8≤(R1+R2)/C2≤0.95,其中,R1为所述第一通孔(111)的半径,R2为所述第二通孔(112)的半径,C为所述第一通孔(111)的轴心到所述第二通孔(112)的轴心距离。
5.根据权利要求1所述的端盖组件,其特征在于,所述第一通孔(111)包括第一壁面(1111),所述第二通孔(112)包括第二壁面(1121),所述第一通孔(111)与所述第二通孔(112)相交时,所述第一壁面(1111)连接所述第二壁面(1121),所述第一壁面(1111)与所述第二壁面(1121)具有夹角α1为10°≤α1≤160°,其中,所述第一壁面(1111)与所述第二壁面(1121)的夹角是指在横截面中相接点的切面方向的夹角。
6.根据权利要求1所述的端盖组件,其特征在于,所述第一密封部(121)和所述第二密封部(122)满足关系式:1.2≤H1/H2≤2.2,其中,H1为所述第一密封部(121)在所述顶盖(11)厚度方向(S)上的长度,H2为所述第二密封部(122)在所述顶盖(11)厚度方向(S)上的长度。
7.根据权利要求1所述的端盖组件,其特征在于,所述密封件(12)具有弹性变形能力,所述第一密封部(121)在所述第一通孔(111)径向上的形变程度大于所述第二密封部(122)在所述第二通孔(112)径向上的形变程度。
8.根据权利要求1所述的端盖组件,其特征在于,所述密封件(12)还包括连接部(123),所述连接部(123)连接所述第一密封部(121)和所述第二密封部(122),且所述连接部(123)在所述顶盖(11)厚度方向(S)上的投影面积大于所述第一密封部(121)和所述第二密封部(122)在所述顶盖(11)厚度方向(S)上的投影面积的总和。
9.一种储能装置(100),其特征在于,所述储能装置(100)包括电极组件、壳体以及如权利要求1-8任意一项所述的端盖组件,所述电极组件设置于所述壳体内,所述端盖组件电连接于所述电极组件。
10.一种用电设备,其特征在于,所述用电设备包括如权利要求9所述的储能装置(100),所述储能装置(100)为所述用电设备供电。
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