本申请涉及电池加工技术领域，特别是涉及一种打钉杆及打钉设备。
背景技术：
现有锂离子电池的注液工序中，在进行完补液程序后，需要对电池内部进行抽真空回氦，然后打密封胶钉，目的就是保障电芯内部电解液和氦气不泄漏。从工艺角度考虑，通常电池表面注液孔都普遍偏小，而且深度有限，有些型号电池极片离注液孔很近，这就对注液孔打密封胶钉有很高的准度和深度要求；当密封胶钉位置过浅时，电池注液孔密封性难保证而且会影响后面密封铝钉的焊接工序，影响密封铝钉的焊接效果。当密封胶钉位置过深时，除了影响注液孔密封性外还有戳伤极片的风险，电池安全隐患很大。
技术实现要素：
基于此，有必要提供一种打钉杆及打钉设备，以解决上述问题。
本实用新型的打钉杆，包括杆体和连接在所述杆体一端的打钉头，所述打钉头用于与密封胶钉抵接并且将所述密封胶钉压入电池壳体的注液孔内；所述杆体的外径为d1，所述打钉头的最大外径为d2，所述注液孔的内径为d4，d1＞d4＞d2，所述打钉头能够伸入所述注液孔内进而将所述密封胶钉压入所述注液孔内。
在一个实施例中，所述打钉头的长度为l1，所述密封胶钉的长度为l2，所述注液孔的深度为h1，h1≥(l1 l2)。
在一个实施例中，所述打钉头包括侧壁、圆弧过渡面和端面，所述圆弧过渡面连接在所述侧壁与端面之间，所述端面用于与所述密封胶钉抵接并且将所述密封胶钉压入所述注液孔内；所述侧壁为圆柱面，所述侧壁的外径为d2，所述端面的外径为d5，d2＞d5。
在一个实施例中，所述打钉头包括侧壁、圆弧过渡面和端面，所述圆弧过渡面连接在所述侧壁与端面之间，所述端面用于与所述密封胶钉抵接并且将所述密封胶钉压入所述注液孔内；所述侧壁为部分圆锥面，所述侧壁的最大外径为d2，所述侧壁的最小外径为d6，所述端面的外径为d5，d2＞d6＞d5。
在一个实施例中，所述打钉头与所述打钉杆的所述杆体之间形成有第一台阶面；所述电池壳体的外表面对应所述注液孔的位置还开设有注液口，所述注液孔的一端与注液口连通，另一端与电池壳体的内腔连通；所述注液口的内径为d3，d3＞d1＞d4＞d2，所述注液口与注液孔之间形成有第二台阶面；所述第一台阶面用于与第二台阶面抵接，进而限制所述密封胶钉嵌入注液孔内的深度。
本实用新型还提出一种打钉设备，包括第一驱动件、第二驱动件、打钉嘴和上面任一所述的打钉杆，所述打钉嘴与所述第一驱动件连接，所述打钉嘴用于在所述第一驱动件的作用下密封所述电池壳体注液孔的外缘区域；所述打钉杆的一端与所述第二驱动件连接，另一端可活动地穿设在所述打钉嘴内，所述打钉杆用于在所述第二驱动件的作用下将密封胶钉打入所述电池壳体的注液孔内。
在一个实施例中，打钉设备还包括定位装置，用于定位所述打钉嘴和打钉杆，使得所述打钉嘴能够精准地密封所述电池壳体注液孔的外缘区域，并且使得所述打钉杆能够与所述注液孔之间实现精准对位。
在一个实施例中，所述密封胶钉包括头部和密封部，所述头部的最大外径为d7，所述密封部的最大外径为d8，d8＞d4＞d7，所述头部用于引导所述密封胶钉进入所述注液孔内，所述密封部用于在所述打钉杆的抵压下通过过盈配合的方式装配入所述电池壳体的注液孔内，并且密封所述注液孔。
在一个实施例中，打钉设备还包括导气管，所述导气管的一端用于与供钉装置连接，另一端穿设在所述打钉嘴内；所述打钉嘴内设置有通道，所述打钉杆的另一端可活动地穿设在所述通道内；当所述打钉嘴密封所述注液孔的外缘区域时，所述通道与所述注液孔相导通；所述导气管与所述通道相连通，所述供钉装置用于向所述导气管提供密封胶钉，所述导气管用于将所述密封胶钉通过所述打钉嘴吹入所述注液孔内。
在一个实施例中，所述导气管的一端还用于与抽真空装置连接，所述导气管还用于通过所述打钉嘴对所述电池进行抽负压。
本实用新型的打钉杆及打钉设备，其有益效果为：
本实用新型的打钉杆及打钉设备，通过合理设置打钉杆的结构，在通过打钉杆将密封胶钉打入电池壳体的注液孔内时，打钉杆的杆体不能进入注液孔内，而打钉头能够伸入注液孔内，从而打钉头能够限制密封胶钉压入注液孔内的压入深度。通过合理设置打钉头的长度，即可控制密封胶钉嵌入注液孔内的深度，避免密封胶钉在注液孔内的嵌入位置过深或者过浅的问题。
附图说明
图1为本实用新型一个实施例提供的打钉设备在预打钉工位时的结构示意图。
图2为本实用新型一个实施例提供的电池壳体的纵向截面剖视图。
图3为本实用新型一个实施例提供的电池顶盖的俯视结构示意图。
图4为本实用新型一个实施例提供的电池的顶盖在注液孔处的局部纵向剖视图。
图5为本实用新型一个实施例提供的密封胶钉的纵向截面剖视图。
图6为本实用新型一个实施例提供的打钉杆的纵向结构示意图。
图7为本实用新型一个实施例提供的打钉杆的仰视结构示意图。
图8为本实用新型另一个实施例提供的打钉杆的纵向结构示意图。
图9为本实用新型一个实施例提供的在预入钉工位时、电池的顶盖在注液孔处的局部纵向剖视图。
图10为本实用新型一个实施例提供的打钉设备在全打钉工位时的结构示意图。
图11为本实用新型一个实施例提供的在全入钉工位时、电池的顶盖在注液孔处的局部纵向剖视图。
附图标记：
打钉设备10，第二驱动件100，打钉嘴200，打钉杆300，杆体310，打钉头320，侧壁321，圆弧过渡面322，端面323，第一台阶面324；导气管400，电池500，注液口510，注液孔520，第二台阶面530，顶盖540，铝壳层550，胶框层560，内腔570，密封胶钉600，头部610，密封部620；供钉装置700，抽真空装置800；杆体的外径d1，打钉头的最大外径d2，注液口的内径d3，注液孔的内径d4，端面的外径d5，侧壁的最小外径d6，密封胶钉头部的最大外径d7，密封胶钉密封部的最大外径d8，打钉头的长度l1，密封胶钉的长度l2，注液孔的深度h1。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进，因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
此外，术语“第一”、“第二”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”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
本申请提出一种打钉杆300及打钉设备10，用于将密封胶钉600打入电池500壳体的注液孔520内。在一个实施例中，打钉设备10的结构如图1所示，包括第一驱动件(图中未示出)、第二驱动件100、打钉嘴200和打钉杆300，打钉嘴200与第一驱动件连接，打钉嘴200用于在第一驱动件的作用下密封电池500壳体的注液口510的外缘区域；打钉杆300的一端与第二驱动件100连接，另一端可活动地穿设在打钉嘴200内，打钉杆300用于在第二驱动件100的作用下将密封胶钉600打入电池500壳体的注液孔520内。
在一个具体的实施例中，电池500壳体的结构如图2至图4所示，其中，图2为电池500壳体的纵向截面剖视图，图3为电池500顶盖540的俯视结构示意图，图4为电池500的顶盖540在注液孔520处的局部纵向剖视图。如图2至图4所示，电池500为方形铝壳电池，注液孔520开设于电池500的顶盖540上。电池500的顶盖540的外表面对应注液孔520的位置还开设有注液口510，注液孔520的一端与注液口510连通，另一端与电池500壳体的内腔570连通；注液口510的内径为d3，注液孔520的内径为d4，d3＞d4，注液口510与注液孔520之间形成有第二台阶面530。另外，如图3所示，电池500的顶盖540包括位于上层的铝壳层550和位于铝壳层550下方的胶框层560，电池500壳体的内腔570用于容纳由极片和隔膜卷绕或者叠片形成的电芯，胶框层560用于避免电芯与铝壳层550之间短路。另外，需要说明的是，在其他实施例中，电池500的顶盖540的外表面还可以不开设注液口510，此时注液孔520可以直接贯穿电池500的顶盖540。
在将密封胶钉600打入电池500顶盖540的注液孔520内之前，首先需要对电池500进行二次补液和补氦。二次补液和补氦完成后，电池500被送到预入钉工位，如图1和图9所示，其中，图1为打钉设备10在预入钉时的结构示意图，图9为预入钉时电池500的顶盖540在注液孔520处的局部纵向截面剖视图。如图1所示，打钉设备10还包括导气管400，导气管400的一端用于与供钉装置700连接，另一端穿设在打钉嘴200内；打钉嘴200内设置有通道，打钉杆300的另一端可活动地穿设在通道内，导气管400的另一端也与通道相连通。首先，打钉嘴200在第一驱动件的作用下向下运动至密封电池500壳体注液口510的外缘区域，当打钉嘴200密封注液口510的外缘区域时，打钉嘴200内的通道与注液孔520相导通；供钉装置700向导气管400提供密封胶钉600，导气管400将密封胶钉600通过打钉嘴200吹入注液孔520内。需要说明的是，在其他实施例中，当电池500的顶盖540的外表面不开设注液口510，并且注液孔520直接贯穿电池500的顶盖540时，打钉嘴200在第一驱动件的作用下向下运动至密封顶盖540的外表面对应注液孔520的外缘区域。
密封胶钉600的结构如图5所示，包括头部610和密封部620，头部610的最大外径为d7，密封部620的最大外径为d8，如图5和图9所示，d8＞d4＞d7，其中，d4为注液孔520的内径，此时d8＞d4是指密封部620的最大外径d8稍大于注液孔520的内径，使得密封部620能够通过过盈配合的方式装配在注液孔520内，并且密封注液孔520。在一个具体的实施例中，密封部620的最大外径d8为3.15mm，注液孔520的内径d4为3mm。
当导气管400将密封胶钉600通过打钉嘴200吹入注液孔520内时，密封胶钉600的头部610首先进入注液孔520内，即密封胶钉600的头部610能够引导密封胶钉600进入注液孔520内。当密封胶钉600的头部610进入到注液孔520内以后，打钉杆300在第二驱动件100的作用下向下运动，抵接密封胶钉600的密封部620，并且将密封胶钉600预压入注液孔520内，如图9所示。需要说明的是，此时为预入钉工位，第二驱动件100对打钉杆300施加的作用力较小，密封胶钉600的密封部620只有很小一部分进入注液孔520内，此时密封胶钉600并未将注液孔520完全密封，以方便后续在全入钉工位通过注液孔520对电池500内腔570进行抽负压，随后打钉杆300在第二驱动件100的作用下向上运动，离开密封胶钉600。
在一个实施例中，打钉杆300的结构如图6和图7所示，其中，图6为打钉杆300的纵向结构示意图，图7为打钉杆300的仰视结构示意图，如图6、图7和图9所示，打钉杆300包括杆体310和连接在杆体310一端的打钉头320，打钉头320用于与密封胶钉600抵接并且将密封胶钉600压入电池500顶盖540的注液孔520内；杆体310的外径为d1，打钉头320的最大外径为d2，d3＞d1＞d4＞d2，其中，d3为注液口510的内径，d4为注液孔520的内径，从而打钉头320能够伸入注液孔520内进而将密封胶钉600压入注液孔520内，并且由于杆体310的外径d1大于注液孔520的内径d4，因此，打钉杆300的杆体310不能进入注液孔520内，打钉头320的长度能够限制密封胶钉600压入注液孔520内的压入深度。
另外，在图6所示的实施例中，打钉头320包括侧壁321、圆弧过渡面322和端面323，圆弧过渡面322连接在侧壁321与端面323之间，端面323用于与密封胶钉600抵接并且将密封胶钉600压入电池500壳体的注液孔520内；侧壁321为圆柱面，侧壁321的外径即为打钉头320的最大外径d2，端面323的外径为d5，d2＞d5。
当电池500进行二次补液后，有些电池500的电解液补入过多，溢出到电池500壳体的注液口510处，如图9所示，如果某个电池500壳体的注液口510处有大量的电解液，当密封胶钉600通过导气管400被吹入注液孔520内时，密封胶钉600的上表面上可能会粘有电解液。在预入钉工位，打钉设备10对连续送来的电池500依次进行预入钉操作，打钉杆300的打钉头320将密封胶钉600预压入注液孔520内，如果某个密封胶钉600的上表面上粘有电解液，则打钉杆300的打钉头320上难免会粘有电解液。由于电解液的粘度较大，结晶后粘度更大，密封胶钉600的重量很轻，并且在预入钉工位，密封胶钉600与注液孔520孔壁之间的摩擦力较小，如果打钉杆300的打钉头320上粘有电解液，则当打钉杆300在第二驱动件100的作用下离开密封胶钉600时，打钉杆300可能会带走密封胶钉600。通过在打钉头320处设置圆弧过渡面322，可以减小端面323的面积，从而可以减小打钉头320与密封胶钉600抵接时的接触面积，进而在预入钉工位、打钉杆300在第二驱动件100的作用下离开密封胶钉600时，可以减小打钉杆300将密封胶钉600带走的风险。
另外，需要说明的是，在其他实施例中，打钉头320的端面323还可以为部分圆锥面，如图8所示，侧壁321的最大外径为d2，侧壁321的最小外径为d6，端面323的外径为d5，d2＞d6＞d5。通过将打钉头320的端面323设计成部分圆锥面，从而可以进一步减小打钉头320端面323的面积，进一步减小在预入钉时密封胶钉600被打钉杆300带走的风险。另外，在图6和图8所示的实施例中，打钉头320与杆体310之间均形成有第一台阶面324，第一台阶面324用于与电池500壳体注液孔520处的第二台阶面530抵接，进而限制打钉杆300将密封胶钉600压入注液孔520内的深度。
当预入钉完成后，电池500被送至全入钉工位，如图10和图11所示，其中，图10为打钉设备10在全入钉时的结构示意图，图11为全入钉时电池500的顶盖540在注液孔520处的局部纵向截面剖视图。如图10所示，当打钉设备10在全入钉时，导气管400的一端与抽真空装置800连接。全入钉的过程为，首先，打钉嘴200在第一驱动件的作用下向下运动至密封电池500壳体的注液口510的外缘区域，抽真空装置800通过导气管400对电池500进行抽负压；当电池500内部具有一定的真空度后，打钉杆300再在第二驱动件100的作用下向下运动，如图11所示，打钉杆300的打钉头320抵接密封胶钉600的上表面，打钉杆300的打钉头320伸入注液孔520内，打钉杆300的第一台阶面324抵接电池500壳体注液孔520处的第二台阶面530，从而将密封胶钉600打入注液孔520内，并且打钉头320的长度还限制了打钉杆300将密封胶钉600压入注液孔520内的深度。
另外，为了避免全入钉时，密封胶钉600的头部610凸出于注液孔520的下端口，进而刺破电池500壳体内的电芯，如图4-图6、图11所示，打钉头320的长度为l1，密封胶钉600的长度为l2，注液孔520的深度为h1，h1≥(l1 l2)。在一个具体的实施例中，打钉头320的长度l1为1mm，密封胶钉600的长度l2为3.5mm，注液孔520的深度h1为5mm。
另外，在一个实施例中，打钉设备10还包括定位装置(图中未示出)，用于定位打钉嘴200和打钉杆300，当打钉嘴200在第一驱动件的作用下密封电池500壳体的注液口510时，定位装置能够使得打钉嘴200与注液口510之间实现精准对位；当打钉杆300在第二驱动件100的作用下将密封胶钉600预压入或全压入电池500壳体的注液孔520内时，定位装置能够使得打钉杆300与注液孔520之间实现精准对位。
另外，在本申请中，打钉杆300的材质需要具有一定的硬度，并且为了防止在打钉过程中，打钉杆300的表面掉落导电颗粒至电池500壳体内，引发电池500内部短路，打钉杆300的材质需选用非导电材质。在一个具体的实施例中，打钉杆300由陶瓷材料制成。
本申请的打钉杆300及打钉设备10，通过合理设置打钉杆300的结构，在通过打钉杆300将密封胶钉600打入电池500壳体的注液孔520内时，打钉杆300的杆体310不能进入注液孔520内，而打钉头320能够伸入注液孔520内，从而打钉头320能够限制密封胶钉600压入注液孔520内的压入深度。通过合理设置打钉头320的长度，即可控制密封胶钉600嵌入注液孔520内的深度，避免密封胶钉600在注液孔520内的嵌入位置过深或者过浅的问题。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
1.一种打钉杆，其特征在于，所述打钉杆包括杆体和连接在所述杆体一端的打钉头，所述打钉头用于与密封胶钉抵接并且将所述密封胶钉压入电池壳体的注液孔内；所述杆体的外径为d1，所述打钉头的最大外径为d2，所述注液孔的内径为d4，d1＞d4＞d2，所述打钉头能够伸入所述注液孔内进而将所述密封胶钉压入所述注液孔内。
2.根据权利要求1所述的打钉杆，其特征在于，所述打钉头的长度为l1，所述密封胶钉的长度为l2，所述注液孔的深度为h1，h1＞(l1 l2)。
3.根据权利要求1所述的打钉杆，其特征在于，所述打钉头包括侧壁、圆弧过渡面和端面，所述圆弧过渡面连接在所述侧壁与端面之间，所述端面用于与所述密封胶钉抵接并且将所述密封胶钉压入所述注液孔内；所述侧壁为圆柱面，所述侧壁的外径为d2，所述端面的外径为d5，d2＞d5。
4.根据权利要求1所述的打钉杆，其特征在于，所述打钉头包括侧壁、圆弧过渡面和端面，所述圆弧过渡面连接在所述侧壁与端面之间，所述端面用于与所述密封胶钉抵接并且将所述密封胶钉压入所述注液孔内；所述侧壁为部分圆锥面，所述侧壁的最大外径为d2，所述侧壁的最小外径为d6，所述端面的外径为d5，d2＞d6＞d5。
5.根据权利要求1-4任一所述的打钉杆，其特征在于，所述打钉头与所述打钉杆的所述杆体之间形成有第一台阶面；所述电池壳体的外表面对应所述注液孔的位置还开设有注液口，所述注液孔的一端与注液口连通，另一端与电池壳体的内腔连通；所述注液口的内径为d3，d3＞d1＞d4＞d2，所述注液口与注液孔之间形成有第二台阶面；所述第一台阶面用于与第二台阶面抵接，进而限制所述密封胶钉嵌入注液孔内的深度。
6.一种打钉设备，其特征在于，包括第一驱动件、第二驱动件、打钉嘴和权利要求1-5任一所述的打钉杆，所述打钉嘴与所述第一驱动件连接，所述打钉嘴用于在所述第一驱动件的作用下密封所述电池壳体注液孔的外缘区域；所述打钉杆的一端与所述第二驱动件连接，另一端可活动地穿设在所述打钉嘴内，所述打钉杆用于在所述第二驱动件的作用下将密封胶钉打入所述电池壳体的注液孔内。
7.根据权利要求6所述的打钉设备，其特征在于，还包括定位装置，用于定位所述打钉嘴和打钉杆，使得所述打钉嘴能够精准地密封所述电池壳体注液孔的外缘区域，并且使得所述打钉杆能够与所述注液孔之间实现精准对位。
8.根据权利要求6所述的打钉设备，其特征在于，所述密封胶钉包括头部和密封部，所述头部的最大外径为d7，所述密封部的最大外径为d8，d8＞d4＞d7，所述头部用于引导所述密封胶钉进入所述注液孔内，所述密封部用于在所述打钉杆的抵压下通过过盈配合的方式装配入所述电池壳体的注液孔内，并且密封所述注液孔。
9.根据权利要求8所述的打钉设备，其特征在于，还包括导气管，所述导气管的一端用于与供钉装置连接，另一端穿设在所述打钉嘴内；所述打钉嘴内设置有通道，所述打钉杆的另一端可活动地穿设在所述通道内；当所述打钉嘴密封所述注液孔的外缘区域时，所述通道与所述注液孔相导通；所述导气管与所述通道相连通，所述供钉装置用于向所述导气管提供密封胶钉，所述导气管用于将所述密封胶钉通过所述打钉嘴吹入所述注液孔内。
10.根据权利要求9所述的打钉设备，其特征在于，所述导气管的一端还用于与抽真空装置连接，所述导气管还用于通过所述打钉嘴对所述电池进行抽负压。
技术总结