一種電池絕緣密封結(jié)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及一種電池絕緣密封結(jié)構(gòu)，包括電池殼體、設(shè)于電池殼體上的蓋板及插裝于蓋板上的正、負(fù)極柱，其中，所述極柱與蓋板間設(shè)有經(jīng)過(guò)表面絕緣處理的金屬環(huán)及密封圈、鉚接件組成密封結(jié)構(gòu)，所述金屬環(huán)與密封圈、金屬環(huán)與鉚接件緊固配合。本實(shí)用新型具備改善密封及絕緣性能、增加使用壽命，并適用于大尺寸電池密封緊固等優(yōu)點(diǎn)。
【專利說(shuō)明】一種電池絕緣密封結(jié)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及電池密封【技術(shù)領(lǐng)域】，更具體的，涉及一種混合動(dòng)力汽車或純電動(dòng)汽車動(dòng)力的電池絕緣密封結(jié)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前動(dòng)力電池極柱與蓋板間的密封一般依靠鉚壓、卡扣、螺母等方式鎖緊密封結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)密封，因?yàn)樵摻Y(jié)構(gòu)需承受較大壓力，且要求整個(gè)結(jié)構(gòu)具有絕緣，耐高溫，保證極柱與蓋板間的絕緣，支撐件一般使用PP等有機(jī)材料(無(wú)機(jī)材料脆性大，緊固操作時(shí)易破損；金屬材料導(dǎo)電)，但有機(jī)材料的高溫性能相對(duì)較差，在高溫下會(huì)發(fā)生硬化甚至熔解的情況，此時(shí)會(huì)造成極柱與蓋板間的短路，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。
[0003]如中國(guó)專利CN201220612829.3，名稱為一種鋰電池的絕緣結(jié)構(gòu)，其具體公開(kāi)了，所述的絕緣結(jié)構(gòu)包括絕緣蓋板、絕緣凸臺(tái)、密封板片、通孔、密封隔圈和電解質(zhì)注入孔；其中，所述絕緣蓋板的形狀與鋰電池殼體內(nèi)壁的形狀相適應(yīng)，所述絕緣蓋板具有絕緣凸臺(tái)，絕緣凸臺(tái)具有通孔；密封板片位于絕緣蓋板邊緣，絕緣蓋板固定在鋰電池殼體的內(nèi)壁上。所述絕緣蓋板、絕緣凸臺(tái)、密封板片均為塑料材質(zhì)制得。此結(jié)構(gòu)中，各個(gè)密封部件均為塑料材質(zhì)制得，其缺點(diǎn)如上所述，脆性大，緊固操作時(shí)易破損，在高溫下會(huì)發(fā)生硬化甚至熔解的情況，此時(shí)會(huì)造成極柱與蓋板間的短路，嚴(yán)重時(shí)會(huì)發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)。
[0004]另外，現(xiàn)有電池的各種緊固方式中，鉚壓是壽命較長(zhǎng)的緊固方式，但對(duì)于大尺寸的電池，因鉚壓壓力更大，對(duì)密封結(jié)構(gòu)件的性能要求高，所以大尺寸電池的密封，較難用鉚壓方式實(shí)現(xiàn)。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0005]本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種改善密封及絕緣性能、增加使用壽命，并適用于大尺寸電池密封緊固的電池絕緣密封結(jié)構(gòu)。
[0006]為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是:一種電池絕緣密封結(jié)構(gòu)，包括電池殼體、設(shè)于電池殼體上的蓋板及插裝于蓋板上的正、負(fù)極柱，所述極柱與蓋板間設(shè)有經(jīng)過(guò)表面絕緣處理的金屬環(huán)及密封圈、鉚接件組成密封結(jié)構(gòu)，所述金屬環(huán)與密封圈、金屬環(huán)與鉚接件緊固配合。
[0007]本方案中，所述極柱與蓋板間設(shè)有經(jīng)過(guò)表面絕緣處理的金屬環(huán)及密封圈、鉚接件組成密封結(jié)構(gòu)，使得電池具有耐腐蝕、耐高溫、高韌性、抗沖擊、良好的電性能、熱性能，有效地提高電池密封的可靠性和壽命；利用帶有絕緣處理層的密封環(huán)，能有效增加各個(gè)零件之間的緊固力。
[0008]具體的，所述極柱包括上肩、下肩及位于上下肩之間的側(cè)壁，所述金屬環(huán)設(shè)于側(cè)壁外圍，密封圈設(shè)于蓋板與極柱下肩之間，鉚接件設(shè)于極柱的上肩上并與金屬環(huán)的頂部配合，且極柱的端部由鉚接件上的通孔露出。
[0009]所述金屬環(huán)表面具有一層厚度5?80 μ m厚的氧化物或氮化物層。本方案中，具有耐腐蝕、抗溫度沖擊和良好的絕緣性、化學(xué)穩(wěn)定性，并且金屬環(huán)具有金屬基材的高韌性特征，可進(jìn)行鉚壓等工藝進(jìn)行固定。
[0010]具體的，所述金屬環(huán)的材質(zhì)為鋁材或鋁合金，其表面形成氮化鋁或氧化鋁層。
[0011]為了進(jìn)一步提高金屬環(huán)的耐磨耐高溫，所述金屬環(huán)的表面噴涂耐磨耐高溫的有機(jī)涂層。具體的，所述有機(jī)涂層為全氟烷氧基樹(shù)脂或聚四氟乙烯。
[0012]所述蓋板與極柱，除導(dǎo)電位置外，其他位置均可以做與金屬環(huán)同樣的表面處理，增加密封結(jié)構(gòu)的絕緣性，具體的，所述蓋板表面覆蓋有氧化物或氮化物層，并在氧化物或氮化物層上噴涂耐磨耐高溫的有機(jī)涂層。所述極柱與蓋板、鉚接件、金屬環(huán)相對(duì)應(yīng)的面覆蓋有氧化物或氮化物層，并在氧化物或氮化物層上噴涂耐磨耐高溫的有機(jī)涂層。
[0013]進(jìn)一步的，所述金屬環(huán)、鉚接件、密封圈與極柱之間通過(guò)鉚壓、焊接進(jìn)行緊固密封。所述密封圈為橡膠密封圈。
[0014]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的有益效果是:
[0015]本實(shí)用新型通過(guò)在所述極柱與蓋板間設(shè)有經(jīng)過(guò)表面絕緣處理的金屬環(huán)及密封圈、鉚接件組成密封結(jié)構(gòu)，使得電池具有耐腐蝕、耐高溫、高韌性、抗沖擊、良好的電性能、熱性能，有效地提高電池密封的可靠性和壽命。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1為本實(shí)用新型一種電池絕緣密封結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0018]如圖1所示，本實(shí)用新型公開(kāi)一種電池絕緣密封結(jié)構(gòu)，包括電池殼體、設(shè)于電池殼體上的蓋板I及插裝于蓋板I上的正、負(fù)極柱2，所述極柱2與蓋板I間設(shè)有經(jīng)過(guò)表面絕緣處理的金屬環(huán)3及密封圈4、鉚接件5組成密封結(jié)構(gòu),所述金屬環(huán)3與密封圈4、金屬環(huán)3與鉚接件5緊固配合。所述極柱2包括上肩21、下肩22及位于上、下肩21、22之間的側(cè)壁23，所述金屬環(huán)3設(shè)于側(cè)壁23外圍，密封圈4設(shè)于下肩22與蓋板I之間，鉚接件5設(shè)于極柱2的上肩21上并與金屬環(huán)3的頂部配合，且極柱2的端部24由鉚接件5上的通孔露出。所述金屬環(huán)3、鉚接件5、密封圈4與極柱2之間通過(guò)鉚壓、焊接進(jìn)行緊固密封。所述密封圈4為橡膠密封圈。
[0019]所述金屬環(huán)表面經(jīng)過(guò)陽(yáng)極氧化或者電鍍等表面處理方式，形成一層厚度5?80 μ m厚的氧化物或氮化物層。本實(shí)施例中，所述金屬環(huán)的材質(zhì)為鋁材，其表面形成氮化鋁層，氮化鋁層的厚度為50 μ m，具有耐高溫、耐腐蝕、絕緣的特性，且因?yàn)榛臑殇X金屬或鋁合金，結(jié)構(gòu)件的延展性和抗沖擊性要較有機(jī)橡膠和無(wú)機(jī)材料要好。
[0020]所述金屬環(huán)的表面噴涂耐磨耐高溫的有機(jī)涂層。所述有機(jī)涂層包括但不限于全氟烷氧基樹(shù)脂(PFA)或聚四氟乙烯(PTFE)。所述有機(jī)涂層PFA樹(shù)脂相對(duì)來(lái)說(shuō)是比較新的可熔融加工的氟塑料。PFA的熔點(diǎn)大約為580F，密度為2.13?2.16g/cc (克/立方厘米)。PFA與PTFE和FEP相似，但在302T以上時(shí)，機(jī)械性能略優(yōu)于FEP，且可在高達(dá)500F下的溫度下使用，它的耐化學(xué)品性與PTFE相當(dāng)。適于制作耐腐蝕件，減磨耐磨件、密封件、絕緣件，用在電池密封結(jié)構(gòu)上具有很好的絕緣密封效果。[0021]所述蓋板表面覆蓋有氧化物或氮化物層，并在氧化物或氮化物層上噴涂耐磨耐高溫的有機(jī)涂層。所述極柱與蓋板、鉚接件、金屬環(huán)相對(duì)應(yīng)的面覆蓋有氧化物或氮化物層，并在氧化物或氮化物層上噴涂耐磨耐高溫的有機(jī)涂層。本實(shí)施例中，在極柱與蓋板、鉚接件、金屬環(huán)相對(duì)應(yīng)的面噴涂一層厚度約0.1mm的PFA有機(jī)涂層。
[0022]本實(shí)用新型的操作工序包括以下步驟:
[0023]1、使用3003鋁合金作為金屬環(huán)、蓋板、正極極柱的基材，對(duì)其進(jìn)行陽(yáng)極氧化處理，使金屬環(huán)、蓋板、正極極柱表面形成一層厚度50 μ m的氮化鋁層；
[0024]2、負(fù)極極柱表面噴涂一層厚度約0.1mm的PFA涂層；
[0025]3、將極柱、橡膠密封圈、支撐件、鉚壓件與蓋板如結(jié)構(gòu)圖所示套接在一起，并使用鉚壓機(jī)進(jìn)行鉚壓，使密封結(jié)構(gòu)處于壓緊狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)密封結(jié)構(gòu)的密封。
[0026]顯然，本實(shí)用新型的上述實(shí)施例僅僅是為清楚地說(shuō)明本實(shí)用新型所作的舉例，而并非是對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)施方式的限定。對(duì)于所屬領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在上述說(shuō)明的基礎(chǔ)上還可以做出其它不同形式的變化或變動(dòng)。這里無(wú)需也無(wú)法對(duì)所有的實(shí)施方式予以窮舉。凡在本實(shí)用新型的精神和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型權(quán)利要求的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種電池絕緣密封結(jié)構(gòu)，包括電池殼體、設(shè)于電池殼體上的蓋板及插裝于蓋板上的正、負(fù)極柱，其特征在于，所述極柱與蓋板間設(shè)有經(jīng)過(guò)表面絕緣處理的金屬環(huán)及密封圈、鉚接件組成密封結(jié)構(gòu)，所述金屬環(huán)與密封圈、金屬環(huán)與鉚接件緊固配合。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池絕緣密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述極柱包括上肩、下肩及位于上下肩之間的側(cè)壁，所述金屬環(huán)設(shè)于側(cè)壁外圍，密封圈設(shè)于蓋板與極柱下肩之間，鉚接件設(shè)于極柱的上肩上并與金屬環(huán)的頂部配合，且極柱的端部由鉚接件上的通孔露出。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池絕緣密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬環(huán)表面具有一層厚度5?80 μ m厚的氧化物或氮化物層。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池絕緣密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬環(huán)的材質(zhì)為鋁材或鋁合金，其表面形成氮化鋁或氧化鋁層。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電池絕緣密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬環(huán)的表面噴涂耐磨耐高溫的有機(jī)涂層。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電池絕緣密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述有機(jī)涂層包括全氟烷氧基樹(shù)脂或聚四氟乙烯。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池絕緣密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述蓋板表面覆蓋有氧化物或氮化物層，并在氧化物或氮化物層上噴涂耐磨耐高溫的有機(jī)涂層。
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電池絕緣密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述極柱與蓋板、鉚接件、金屬環(huán)相對(duì)應(yīng)的面覆蓋有氧化物或氮化物層，并在氧化物或氮化物層上噴涂耐磨耐高溫的有機(jī)涂層。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池絕緣密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述金屬環(huán)、鉚接件、密封圈與極柱之間通過(guò)鉚壓、焊接進(jìn)行緊固密封。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電池絕緣密封結(jié)構(gòu)，其特征在于，所述密封圈為橡膠密封圈。
【文檔編號(hào)】H01M2/08GK203574025SQ201320794455
【公開(kāi)日】2014年4月30日 申請(qǐng)日期:2013年12月6日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月6日
【發(fā)明者】黃志彬, 王岳利, 梁偉雄, 李昶怡, 李健 申請(qǐng)人:廣州力柏電動(dòng)科技有限公司