一种自底部注液的电池结构及电池注液方法
阅读说明：本技术 一种自底部注液的电池结构及电池注液方法 (Battery structure with liquid injection from bottom and battery liquid injection method ) 是由 陈海峰 于 2021-03-15 设计创作，主要内容包括：本发明涉及一种自底部注液的电池结构,其电芯水平设置于电池壳体底面或电池壳体的底面支座上,并且使电芯的中部空间区域对准电池壳体底面中心位置；电池的注液孔位设置于电池壳体底面中心位置处,并且通过注液孔位由下至上而向电池壳体内部空腔注入电解液,使得电解液直接由注液孔位经过电芯的中部空间区域分散引导至电芯表面的各个区域。本发明所实施之电池结构采用由电池底部配置注液孔进行注液的方式,其通过巧妙地利用内部电芯中心位置处的空间并配合相应的导流结构,在不影响电池自身结构稳定性的前提下,既能够提高电池注液操作的流畅性,又可确保电芯充分的浸润。(The invention relates to a battery structure for injecting liquid from the bottom, wherein a battery core is horizontally arranged on the bottom surface of a battery shell or a bottom surface support of the battery shell, and the middle space region of the battery core is aligned to the central position of the bottom surface of the battery shell; the liquid injection hole site of battery sets up in battery case bottom surface central point department to pour into electrolyte into to battery case inside cavity through annotating the liquid hole site from bottom to top, make electrolyte direct by annotate the regional dispersion of liquid hole site through the middle part space of electric core and guide to each region on electric core surface. The battery structure implemented by the invention adopts a mode of filling liquid by arranging the liquid filling hole at the bottom of the battery, skillfully utilizes the space at the central position of the internal battery core and is matched with the corresponding flow guide structure, so that the smoothness of the liquid filling operation of the battery can be improved and the full infiltration of the battery core can be ensured on the premise of not influencing the structural stability of the battery.)
技术领域
本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种自底部注液的电池结构及电池注液方法。
背景技术
对于电池注液技术，其一般是以控制液体电解质的量及注入时间为基础，使液体电解质从注液口注入电池的过程，主要目的是形成离子通道，从而保证电池在充放电过程中有足够的锂离子能够在正、负极片间进行迁移，实现可逆循环，从常规技术手段来讲，注液过程主要受到注液系统和体系压力两个因素的影响，而体系压力则会对电池注液准备、注液、密封前浸润和密封后浸润等过程产生影响，其也是电池体系注液和浸润过程最重要的影响因素。
目前，本领域技术人员均知晓，常见的注液方式主要分为两类，一种是通过注液孔直接注液，此亦为最主流的方式，另外一种是将电池放入到电解液之中让电解液渗入电池；前者采用注液孔注液的方式，根据注液量又可以分为单倍注液和多倍注液(因电池结构和批次不同而异)，几种注液方式促进浸润的措施各有不同，其中的单倍注液方法，是通过反复抽压的方式促进电解液在电芯内的浸润，而多倍注液方法则是通过加压的方式促进电解液在电芯内浸润，浸入式注液则没有促进浸润的措施。
本发明技术方案之研发人员针对以往同类的电池注液技术进行分析之后发现，以往电池注液技术受到其注液方式、注液位置、电池自身结构、密封手段、以及电芯浸润程度等因素的影响，而无法取得理想的注液效果，具体分析如下：
其一、先以锂电池为例，被广泛应用于手机、笔记本电脑、数码相机、电动车、电动工具以及新能源汽车等产品上，目前大多数厂家在对电池注入电解液时，都是由电池上方表面开孔而向下注液，通过以下流程完成：即抽真空、定量注液、加压、电池排出，这种注液方式为套筒式注液方式，且采用的是定量注液，每次注液的注液量相同，然后注液次数越多，由于直接从上方注液孔注液，不仅无法确保内部电芯充分浸润，而且还会造成电解液的浪费，徒增生产成本，此外，若发生意外，也会对注液装置造成一定的腐蚀。
其二、对于很多金属包装的电池结构，其上表面通常设置钼棒并配有钢圈等，其中的钼棒具有高熔点、良好的热导率和低的热膨胀性能，常用于制造电极，如果围绕钼棒或钢圈或上表面配置的密封结构来增设注液孔，显然，这既会影响电池注液的流畅性，也会对电池自身结构的稳定性造成一定的破坏，难以确保电池的使用寿命与应用性能，这也是目前从上表面增设注液孔普遍存在的弊端。
其三、由上分析已知，若采用将电芯取出放入到电解液之中再让电解液渗入电池的注液方式，则也是本领域常见的一种注液方式，但这种方式属于取出电芯在外单独操作的方式，显然，在注液效率、工时成本、以及确保电池结构严谨度等方面存在明显的劣势，不利于电池注液操作的持续性以及流畅性。
因此，对于目前电池注液所采用的技术手段，既不适合采用单独取出电芯注液的注液方式，又不适合采用由上表面配置注液孔向下注液的注液方式。
本发明技术方案之研发人员通过以上对目前常用的几种电池注液方式的可行性分析得出，如何在不破坏、不影响电池自身结构稳定性的前提下，确保电芯在顺畅的注液过程中得到充足的浸润，是目前亟待解决的技术问题，经过对不同技术手段的论证，研发人员确定需要以合理设计电池自身结构为前提，布置相应的技术手段。
综合以上论述，本发明正是在现有常规技术的基础上，结合实际应用经验，对电池技术领域的注液技术手段提出进一步优化，采用由电池底部配置注液孔进行注液，通过巧妙地利用内部电芯中心位置处的空间并且配合相应的导流结构，来提高电池注液操作的流畅性以及确保电芯充分的浸润，且不会影响电池自身结构的稳定性。因而，所提出的技术方案能够缓解、部分解决或完全解决现有技术存在的问题，同时本发明所提出的技术方案也是为了满足电池注液技术领域的应用需求。
发明内容
为克服上述问题或者至少部分地解决或缓减解决上述问题，本发明提供一种自底部注液的电池结构以及根据该电池结构设计而成的电池注液方法，该电池结构采用由电池底部配置注液孔进行注液，通过巧妙地利用内部电芯中心位置处的空间并且配合相应的导流结构，来提高电池注液操作的流畅性以及确保电芯充分的浸润，且不会影响电池自身结构的稳定性。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种自底部注液的电池结构，用于提高电池注液操作的流畅性，其电池壳体内部设置为用于装配电芯及盛装电解液的中空腔室，该电池结构包括：
电芯，其水平设置于电池壳体底面或电池壳体的底面支座上，并且使电芯的中部空间区域对准电池壳体底面中心位置；
注液孔位，其设置于电池壳体底面中心位置处，并且通过注液孔位由下至上而向电池壳体内部空腔注入电解液，使得电解液直接由注液孔位经过电芯的中部空间区域分散引导至电芯表面的各个区域，以便电芯表面充分浸润。
对于以上技术方案，技术人员还可结合实际应用状况采用相适宜的技术手段进一步补充或限定，包括以下：
其中，底面支座包括处于电池壳体底面上方由内向外依次设置的导流支座一、导流支座二，并且电芯水平固定于两个导流支座的上方，使注液孔位与电芯的中部空间区域相通。
通过实施以上结构，对于电芯浸润之后的电解液，其分散涌向至电芯外边缘与导流支座二之间的侧部空间区域。
另外，可在注液孔位外围的电池壳体底面水平增设一环形的支撑组件。
相应地，技术人员还可为注液孔位配置相应的孔塞。
进一步地，对于电池结构自身，其电芯的中心位置处可选择配置一钼棒极柱，并且使钼棒极柱由下至上穿过电池壳体而延伸至电池壳体外部；
此钼棒极柱外围装配钢圈，该钢圈贴紧电池壳体的顶面，并且于钼棒极柱与钢圈之间的空隙装入玻璃层。
对于以上技术方案，在同一构思的前提下，本领域技术人员还可实施相应技术手段来形成相应的技术方案，包括：
一种电池注液方法，用于提高电池注液操作的流畅性，包括以下步骤：
Ⅰ、选择要注入电解液的电池，在其壳体底面的中心位置处开设一注液孔位，并且在向电池内部装配电芯时，使该电芯的中部空间区域对准注液孔位，以便注液孔位与中部空间区域保持连通；
Ⅱ、自所设置的注液孔位由下向上往电池内部注入电解液，使电解液流畅地经由中部空间区域分散引导至电芯表面各个区域，从而使电芯充分浸润；
Ⅲ、电芯浸润的同时，电解液涌向电芯外围。
此外，对于步骤Ⅰ的施行，电芯可固定装配在电池壳体底面的导流支座上。
本发明所实施之电池结构采用由电池底部配置注液孔进行注液的方式，其通过巧妙地利用内部电芯中心位置处的空间并配合相应的导流结构，在不影响电池自身结构稳定性的前提下，既能够提高电池注液操作的流畅性，又可确保电芯充分的浸润，相比以往单独取出电芯注液方式或由电池上表面向下注液方式，能够体现出明显的优越性。
附图说明
下面根据附图对本发明作进一步详细说明。
图1是本发明所实施的自底部注液的电池结构，其外部示意图；
图2是本发明所实施的自底部注液的电池结构，其俯视示意图；
图3是图2的A-A方向剖面示意图；
图4是本发明所实施的自底部注液的电池结构，其可实施的具体的电池壳体内部结构示意图；
图5是本发明所实施的自底部注液的电池结构，其电芯位置示意图；
图6是本发明实施例二所实施的自底部注液的电池结构，其部分组件分解示意图。
图中：
1、电池壳体；
2、电芯；
3、钢圈；
4、玻璃层；
5、钼棒极柱；
6、注液孔位；
7、支撑组件；
8、导流支座一；
9、导流支座二；
10、中部空间区域；
11、侧部空间区域。
具体实施方式
本发明拟实施的自底部注液的电池结构，所实施的技术手段要达到的目的在于，解决以往电池注液因采用单独取出电芯注液方式或由上表面配置注液孔向下注液方式，而导致的无法在确保电池自身应用稳定性的基础上来提高电池注液操作的流畅性以及电芯充分的浸润。
本发明所实施之技术方案，主要通过于电池壳体底部增设由下向上注液结构，再利用电芯中心区域的腔室进行引导而使注入的电解液对电芯施行均匀、充分地浸润，从而提升电池注液操作的流畅性，实际上，根据该注液技术手段同时也形成一种优化过的电池结构。然而，除了这些结构之外，由于本发明技术方案所涉及到的电池类型范围之广，对于电池壳体不便于详细限制其具体的尺寸、型号以及材质，凡是本发明之注液结构能够应用于的电池(特别是金属包装的电池)，技术人员都可以依据本发明所实施的技术手段来轻易地实施。因而，包括电池尺寸、型号、材质、极柱的材质、极耳设置的位置等，这些均属于本领域常规技术手段，对于不在本发明技术方案范围之内的这些常规技术手段，本发明具体实施方式无必要将每一个细节都细化出来，若要全部列举出来是不现实的。显然，本发明所实施的技术方案实际上是一种能够让本领域技术人员结合常规技术手段参照及实施的自底部注液的电池结构，技术人员根据不同的应用条件以及使用需求，按照本发明技术方案形成的产品进行实际应用与测试，能够实际获得其带来的一系列优势，这些优势将会在以下对结构的解析中逐步体现出来。
实施例一
如图1、图2、图3、图6所示，本发明技术方案所实施的自底部注液的电池结构，包括柱形结构的电池壳体1，其内部设置为中空结构，以便用于装配电芯2以及盛装所注入的电解液，此电芯2的中心位置处配置一钼棒极柱5，由于电池壳体1顶部设置一开口，可使钼棒极柱5由下至上穿过电池壳体1而延伸至电池壳体1外部，其中，所设置的开口亦用于安装能够对所装配之电芯2起一定密封作用与固定作用的环形钢圈3，此钢圈3贴紧电池壳体1的顶面并且于钼棒极柱5与钢圈3之间的空隙装入一环形的玻璃层4，以上所实施之结构即形成电池结构的基础部分，本领域技术方案之研发人员正是基于该基础部分进一步实施相应的技术手段，具体如下：
以上所实施的电池壳体1底部中心位置处增设一注液孔位6并且根据不同设计需求可另外配置相应的孔塞，在取出孔塞的状态下，可由该注液孔位6由下至上而向电池壳体1内部空腔注入电解液，由于内部电芯2的中部空间区域10下方正对着注液孔位6所在位置，因而，对于注入的电解液，可直接由注液孔位6经过内部电芯2的中部空间区域10分散至电芯2表面的各个区域，确保电池注液操作的流畅性以及电芯2浸润充分。
以上本发明所实施的自底部注液的电池结构，为确保电池注液状态的稳定性，还可于电芯2底部设置相应的支撑组件，以便促进电解液由注液孔进入之后顺利地经由电芯2的中部空间区域10引导分散至其他区域，对于具体组件的设置结构与方式，可参见以下技术手段。
实施例二
如图4-5所示，本发明实施例二所实施之自底部注液的电池结构，是在实施例一所实施技术手段的补充与完善，在利于提升电池注液操作的流畅性这一前提下，技术人员还可进一步实施相应的技术手段，形成相应的技术方案，具体包括：
环绕所实施的注液孔位6外围的电池壳体1内腔底面水平增设一环形的支撑组件7，当然，对于支撑组件7具体的材质可选取对电芯2性能无影响的组件，进一步地，所实施的支撑组件7上方设置两层导流支座，且由内向外依次为导流支座一8、导流支座二9，每一导流支座的横截面均为环形结构，其中，位置处于内层的导流支座一8底部固定在注液孔位6上方的壳体内壁面，位置处于外层的导流支座二9底部则固定于支撑组件7，从而使电芯2能够水平固定于两个导流支座的上方，且确保注液孔位6与电芯2的中部空间区域10相通。
本实施例二通过以上技术手段的设置，在进行注液时，电解液由电池壳体1底面的注液孔位6由下至上注入，先穿过导流支座一8中心位置，再经过电芯2的中部空间区域10而引导至电芯2表面的各个区域，能够先让电芯2表面的各个区域充分浸润，然后，再使电芯浸润之后的电解液分散涌向至电芯2外围、以及电芯2外边缘与导流支座二9之间的侧部空间区域11位置处，可见，通过增设两个导流支座，还能起到基本的引流作用，另外，也可提高电芯2表面电解液浸润的均匀度。
当然，在注入电解液时，电解液大部分经过电芯2的中部空间区域10，也会有少量直接浸润电芯2其它区域表面，但这并不影响电芯2整体浸润充分。
相应地，与支撑组件7的选择标准相同，对于导流支座的选择，技术人员可采用不影响电芯2应用性能、不会发生化学反应、以及不会产生腐蚀现象的组件，这些组件的选择都是本领域技术人员能够根据其技术常识进行的常规选择，此处，不再赘述。
实施例三
如图1-4所示，本发明实施例三实施一种电池注液方法，是对实施例一或实施例二所实施之技术手段的补充与完善，在利于提升电池注液操作的流畅性这一前提下，技术人员还可根据电池结构进一步实施相应的技术手段，形成相应的方法步骤，具体包括：
⑴选择要注入电解液的电池，在其壳体底面的中心位置处开设一注液孔位6，并且在向电池内部装配电芯2时，使该电芯2的中部空间区域10对准注液孔位6，以便注液孔位6与中部空间区域10保持连通；
⑵自所设置的注液孔位6由下向上往电池内部注入电解液，使电解液经由中部空间区域10分散引导至电芯2表面各个区域，从而使电芯2充分浸润，且提升了电池注液的流畅性；
⑶电芯2浸润的同时，余下的电解液涌向电芯2外围。
此外，还可结合实施例二所采用的导流支座技术手段来进一步提升电池注液方法的优越性，具体方法可参考实施例二相应技术手段，此处不再赘述。
在本说明书的描述中，若出现术语“实施例一”、“本实施例”、“具体实施”等描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于本发明或发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例；而且，所描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何一个或多个实施例或示例中以恰当的方式结合。
在本说明书的描述中，术语“连接”、“安装”、“固定”、“设置”、“具有”等均做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接或在不影响部件关系与技术效果的基础上通过中间组件间接进行，也可以是一体连接或部分连接，如同此例的情形对于本领域普通技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
上述对实施例的描述是为了便于该技术领域的普通技术人员能够理解和应用，熟悉本领域技术的人员显然可轻易对这些实例做出各种修改，并把在此说明的一般原理应用到其它实施例中而不必经过创造性的劳动。因此，本案不限于以上实施例，对于以下几种情形的修改，都应该在本案的保护范围内：①以本发明技术方案为基础并结合现有公知常识所实施的新的技术方案，该新的技术方案所产生的技术效果并没有超出本发明技术效果之外，例如，采用电池壳体底面中心位置处增设注液孔位且通过电芯中间区域引导电解液，所形成的技术方案用于各种电池注液的技术手段，并且产生的预期效果并未超出本发明之外；②采用公知技术对本发明技术方案的部分特征的等效替换，所产生的技术效果与本发明技术效果相同，例如，对电池壳体的尺寸、电芯的型号等进行等效替换；③以本发明技术方案为基础进行拓展，拓展后的技术方案的实质内容没有超出本发明技术方案之外；④利用本发明文本记载内容所作的等效变换，将所得技术手段应用在其它相关技术领域的方案。
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