專利名稱：方形二次電池用防爆裝置及具有該裝置的方形二次電池的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種用于電動車動力電源的方形二次電池的防爆裝置，以及一種裝有該防爆裝置的方形二次電池。
背景技術：
作為電動車用動力電源主要以方形電池為主。傳統(tǒng)的方形鎳氫、鎳鎘和新興的鋰二次動力電池用防爆裝置均為柱塞式，塑殼較為簡單，金屬結構的防爆部件加工裝配較為困難，生產(chǎn)操作復雜，成本高且使用過程中電解液易從柱塞密封處滲出，造成電池組性能惡化，影響整體壽命。為此，我們發(fā)明出一種新型方形電池防爆裝置，它具有安全性高、安裝方便快捷、外觀簡潔大方的優(yōu)點，而且成本極低，僅有傳統(tǒng)防爆裝置成本的五分之一到六分之一，極具有市場推廣價值。
實用新型內(nèi)容本實用新型的第一目的是提供一種方形二次電池用防爆裝置。該裝置具有加工簡單、安裝方便快捷、安全性高、外觀簡潔大方而且成本極低的優(yōu)點，這些性能符合現(xiàn)有高性能電池降低成本的要求，因而可廣泛應用于鎳氫、鎳鎘和鋰離子等方形二次電池。
本實用新型的第二目的是提供一種方形二次電池，其裝有本實用新型的上述防爆裝置。
本實用新型的方形二次電池用防爆裝置主要包括一個設置于方形金屬電池殼上的密封蓋板，一個彈性密封球以及一個焊接到蓋板上的壓蓋。
所述蓋板的板面中心沖壓成一個凹面，該凹面的中心設有一個用于注入電解液的注液孔，在凹面上注液孔的兩側等距地設有兩個極柱孔。凹面可以起到定位壓蓋的作用。
所述壓蓋的中間為凸面，四周為平面，在凸面與平面的相交處設有多個泄壓孔，平面的下表面設有多個點焊用的凸點。
所述壓蓋被焊接到蓋板的凹面上，而彈性密封球被放置在壓蓋的凸面與蓋板的凹面之間并覆蓋住注液孔。
所述凹面與壓蓋的形狀相同，為圓形或者方形，外形大小相同。
本實用新型的方形二次電池裝有上述防爆裝置，還包括一端開口的方形金屬電池殼，該電池殼與防爆裝置的蓋板組成電池容器，電池容器中裝有由正極、隔膜和負極疊置組成的電芯以及電解液和極柱。其中，極柱穿過蓋板上的極柱孔并通過定位塊、絕緣密封墊圈、墊片和螺母被密封地固定到蓋板上；帶有蓋板的二次電池的電芯裝于電池殼內(nèi)，蓋板與電池殼焊接；彈性密封球被固定到蓋板的凹面內(nèi)，壓蓋覆蓋并定位焊接在蓋板的凹面上。
以下結合附圖，對本實用新型的方形二次電池用防爆裝置和方形二次電池的具體實施例作進一步詳細的說明。


圖1(a)和(b)分別為本實用新型方形電池用防爆裝置的壓蓋的截面圖和仰視圖；圖2(a)和(b)分別為本實用新型方形電池用防爆裝置的蓋板的截面圖和俯視圖；圖3為裝有本實用新型的方形電池用防爆裝置的方形二次電池的截面圖。
圖中1-泄壓孔 2-點焊用凸點3-注液孔 4-極柱孔5-蓋板6-彈性密封球7-壓蓋8-凹面9-凸面10-平面 11-金屬電池殼具體實施方式
本實用新型的方形二次電池用防爆裝置主要包括一個設置于方形金屬電池殼上的密封蓋板5，一個彈性密封球6以及一個焊接到蓋板5上的壓蓋7。
如圖1(a)和(b)所示，壓蓋7的中間形成一個凸面9，四周為平面10，在凸面9與平面10的相交處均布有多個泄壓孔1，圖中為4個，在平面10的下表面設有多個點焊用的凸點2，圖中為4個。
如圖2(a)和(b)所示，蓋板5的板面中心沖壓形成一個具有定位壓蓋作用的凹面8，凹面8的中心設有一個用于注入電解液的注液孔3，在凹面8上注液孔3的兩側等距地設有兩個供極柱穿過的極柱孔4。
如圖3所示，壓蓋7焊接到蓋板5的凹面8上，圖1(b)中2表示點焊用凸點；彈性密封球6被固定在凹面8與凸面9之間的空間內(nèi)并覆蓋住注液孔3。
壓蓋7與凹面8的形狀相同，均可以為圓形或者方形，兩者外形大小也相同。
蓋板5的材料為鐵、鋁、鐵合金、鋁合金或不銹鋼。
彈性密封球6耐腐蝕，其開啟壓力可以根據(jù)各類不同電池的要求作適當調(diào)整。
壓蓋7的材料為鐵、鋁、鐵合金、鋁合金或不銹鋼，表面可以鍍鎳。
圖3所示為本實用新型的方形二次電池，它裝有上述防爆裝置，還包括一個一端開口的方形金屬電池殼11，該電池殼11與上述防爆裝置的蓋板5組成一個電池容器，蓋板5與電池殼11焊接。電池容器中裝有由正極、隔膜和負極疊置組成的電芯以及電解液和極柱。彈性密封球6固定在蓋板5的凹面8與壓蓋7的凸面9之間的空間內(nèi)，壓蓋7被焊接在蓋板5的凹面8上。
組裝本實用新型方形二次電池的過程是首先，將疊組好鎳氫電池的電芯正負極耳組分別點焊在正負極柱匯流排上，或者將極耳組穿孔通過極柱流排上的固定孔用螺栓固定到極柱流排上。然后，讓極柱穿過蓋板5上的極柱孔4，并通過定位塊和上下絕緣密封墊圈、墊片和螺母將極柱密封地固定到蓋板5上。再將帶有蓋板5的鎳氫電池的電芯裝于方形電池殼11內(nèi)，用激光焊將蓋板5與電池殼11焊接好并試漏，確保焊縫不漏氣。接著，通過蓋板5凹面8上的注液孔3向電池容器內(nèi)注入電解液。之后，將耐腐蝕的彈性密封球6覆蓋并固定到蓋板5的凹面8內(nèi)。最后，使壓蓋7覆蓋在彈性密封球6上，并利用氣動儲能脈沖點焊機，將壓蓋7點焊焊接在蓋板5的凹面8上。通過以上步驟，構成本實用新型的具有防爆裝置的方形二次電池，如圖3所示。
本實用新型的二次電池可以是鎳氫、鎳鎘或鋰離子電池。
綜上所述，本實用新型的方形二次電池防爆裝置不僅結構簡單，安裝方便，而且能夠防止使用過程中電解液從密封處滲出，提高了電池組的性能，延長了使用壽命，具有安全性高和成本極低的優(yōu)點。
根據(jù)新制訂的《2004年度HEV用高功率氫化物鎳動力蓄電池性能測試規(guī)范》，對利用本實用新型的方形二次電池用防爆裝置制做的方形鎳氫動力電池進行了嚴格的短路實驗、擠壓實驗、針刺實驗、安全閥工作能力實驗、跌落實驗和加熱實驗等安全性能測試，結果表明，均符合《2004年度HEV用高功率氫化物鎳動力蓄電池性能測試規(guī)范》的要求，說明本實用新型的方形電池用防爆裝置完全能夠適應鎳氫、鎳鎘和鋰離子二次方形電池的需要，尤其是動力電池，而且能夠有效降低電池組的整體成本，故具有極高的性價比。
權利要求1.一種方形二次電池用防爆裝置，包括一個固定到方形金屬電池殼上的密封蓋板(5)、一個彈性密封球(6)和一個壓蓋(7)，組成一個密封整體，其特征在于所述壓蓋(7)的中間形成一個凸面(9)，四周為平面(10)，在凸面(9)與平面(10)的相交處均勻布設多個泄壓孔(1)，在平面的下表面均勻布設多個點焊用凸點(2)；所述蓋板(5)的板面中心形成一個定位凹面(8)，凹面(8)的中心設有一個電解液注液孔(3)，在凹面上該注液孔(3)的兩側等距設有兩個供極柱穿過的極柱孔(4)；所述壓蓋(7)被定位焊接在蓋板(5)的凹面(8)內(nèi)，所述彈性密封球(6)被固定在凹面(8)與凸面(9)之間的空間內(nèi)并覆蓋在注液孔(3)上。
2.根據(jù)權利要求1所述的裝置，其特征在于所述壓蓋(7)與所述蓋板(5)的凹面(8)的形狀和外形大小相同，同為圓形或者方形。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的裝置，其特征在于所述壓蓋(7)的表面鍍鎳。
4.一種具有權利要求1所述防爆裝置的方形二次電池，包括一個一端開口的方形金屬電池殼，電池中裝有由正極、隔膜和負極疊置組成的電芯以及電解液和極柱，其特征在于所述防爆裝置的蓋板(5)焊接在所述電池殼(11)上組成一個電池容器；極柱穿過蓋板(5)上的極柱孔(4)，并通過定位塊和上下絕緣密封墊圈、墊片和螺母被密封地固定到蓋板(5)上，帶有蓋板(5)的二次電池的電芯裝于電池殼(11)內(nèi)，彈性密封球(6)固定在蓋板(5)的凹面(8)內(nèi)并覆蓋在注液孔(3)上，壓蓋(7)定位焊接在蓋板(5)的凹面(8)上。
5.根據(jù)權利要求4所述的二次電池，其特征在于所述電池是鎳氫、鎳鎘或鋰離子電池。
6.根據(jù)權利要求4或5所述的二次電池，其特征在于所述壓蓋(7)與所述蓋板(5)的凹面(8)的形狀和外形大小相同，同為圓形或者方形。
7.根據(jù)權利要求4或5所述的二次電池，其特征在于所述壓蓋(7)的表面鍍鎳。
專利摘要一種方形二次電池用防爆裝置，包括一個固定到方形電池殼上的密封蓋板、一個彈性密封球和一個壓蓋。其中，壓蓋中間形成一凸面，四周為平面，凸面與平面的相交處均勻布設多個泄壓孔，平面的下表面均布多個點焊用凸點；蓋板的板面中心形成一定位凹面，凹面中心設有一電解液注液孔，在凹面上注液孔的兩側等距設有兩個極柱孔；壓蓋被點焊到蓋板的凹面內(nèi)，彈性密封球固定在凹面與凸面之間的空間內(nèi)。本防爆裝置不僅結構簡單，安裝方便，而且能夠防止使用過程中電解液從密封處滲出，安全性高，電池組性能好，使用壽命長。另外，生產(chǎn)成本低、投入設備少，加工簡單，實用效果好，尤其適用于鎳鎘、鎳氫和鋰離子二次方形電池。
文檔編號H01M2/02GK2729909SQ200420096248
公開日2005年9月28日 申請日期2004年9月30日 優(yōu)先權日2004年9月30日
發(fā)明者李榮富, 王子有, 王振輝, 王偉剛 申請人:河南環(huán)宇集團有限公司