專利名稱：一種帶安全閥的二次鋰離子電池組件的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種二次鋰離子電池組件，特別是涉及一種帶安全閥的二次 鋰離子電池組件。
背景技術：
一般鋰離子電池殼采用金屬制成的圓形或方形的外殼，采用激光焊接將電 池殼蓋與電池殼密封制成一體。另外，二次鋰電池采用包括含鋰的過渡金屬氧化 物陰極，有機電解質(zhì)溶液或固體電解質(zhì)，陰極、隔膜與陽極之間隔開，并浸泡在 電解質(zhì)中， 一起封入電池殼內(nèi)，從正極和負極各引一條導線與相互絕緣的電極極 柱兩端相連組成。當該電池過充電時，金屬鋰會在電池負極上析出，電池發(fā)熱， 電池安全閥開啟， 一旦接觸空氣，將起火引燃有機溶劑發(fā)生大火或爆炸。所以人 們一直致力于改善二次鋰電池的安全閥，例如文獻1 (申請?zhí)?21042446，發(fā) 明名稱"電極上具有安全閥結構的無水電解質(zhì)電池")所介紹的，該二次鋰電池 的安全閥由"一扁型極柱防爆凸墊、扁型極柱密封絕緣墊圈、固定墊片和固定用 一螺母；其中所述的電極為一根上部外壁車有螺紋的極柱，極柱尾部固定在一扁 型極座上，扁型極座的邊緣有一帽檐，其帽檐下面固定極耳； 一扁型極柱防爆凸 墊鑲嵌在電池殼開的扁型孔內(nèi)，極柱帶螺紋部分穿過一極柱防爆凸墊露在電池殼 開孔外，其帽檐卡在扁型極柱防爆凸墊下面，并在極柱上部按順序套一極柱密封 絕緣墊圈、 一固定墊圈和用一固定螺母固定"。雖然該文獻1所公開的帶安全閥 的電池，在充電過程中，當電池內(nèi)壓升高到一定程度時，極柱防爆扁型凸墊從所 處電池殼孔中滑出，電池內(nèi)壓釋放，同時極耳斷裂，中斷電流，即使在空氣中也 不爆炸，不起火；但是，該帶安全閥的電池結構復雜、制作工藝麻煩，而且對于 工業(yè)化生產(chǎn)耗費工時。
又如發(fā)明名稱"改良結構的方型二次鋰離子電池的安全閥"；專利號 ZL00265238.2中所記載的，該改良結構是在上蓋的釋氣口位置，在沖壓成型時 在底緣面設一凹陷定位面，相對該凹陷定位面，以金屬薄片沖壓成型設有一可套 入結合的安全閥，該安全閥相對于釋氣口設有一略小直徑的突起開閥面，且在該
開閥面的周緣保留有料厚為0.005mm-0.03mm的連接面。由于結構對部件的精密 度要求高，目前的制造工藝根本不能保證其要求，在鋰電池實踐中很少推行。 發(fā)明內(nèi)容
本實用新型的目的在于為了提高電池的密封性和安全性，從而提供一種結 構簡單、改進的制作工藝生產(chǎn)的具有保險功能的帶安全閥的二次鋰離子電池組 件，該二次鋰離子電池組件易于批量，省工省料。
本實用新型的目的是這樣實現(xiàn)的
本實用新型提供的帶安全閥的二次鋰離子電池組件，包括殼體l、殼蓋6、 正負極耳上分別固定正負極柱；其特征在于，還包括一塊金屬箔14，和在所述 的殼體l、殼蓋6或正極和負極之一的極柱中心上開一個泄壓孔7，所述的泄壓 孔7也是電池的注入電解液的口；所述的金屬箔14固定在所述的泄壓孔上，所 述的泄壓孔7的直徑小于金屬箔14的直徑；通過用金屬箔將泄壓口密封， 一方 面使密封后的電池不會漏電解液；另一方面當電池因為短路過充等問題導致內(nèi)部 氣壓升高時，該氣壓達到金屬箔的破裂時金屬箔破裂，電池即可泄壓，達到安全 的目的；所述的殼體1的上沿口有一翻邊，該翻邊通過與殼蓋6的周邊的翻邊 18 —起再翻一次邊，形成殼體1和殼蓋6兩層固定在一起的擠壓層4。
本本實用新型采用泄壓孔7也是電池的注入電解液的口，達到不用專為電池 注液開孔的目的。本本實用新型采用的殼蓋6與殼體1的上沿口固定的方式，即 為目前易拉罐的殼與蓋進行密封的結構是一樣的。
在上述的技術方案中，所述的金屬箔14固定在所述的泄壓孔上有兩種固定 方式，其一在正極柱或負極柱之一的極柱底面中心上開一個泄壓孔7，該泄壓 孔7的深度為極柱高度的1/5-1/3，再在該極柱頂面中心上開一個螺孔8，所述 的螺孔8的孔徑比泄壓孔7大，其深度達到泄壓孔7，在泄壓孔7形成一臺階， 組裝電池時可以先對電池注液，然后再把兩片密封墊圈夾住一片金屬箔14放在 所述的臺階上， 一根空心螺栓11與極柱頂面中心開的螺孔螺絲固定，將金屬箔 14通過密封墊圈固定在泄壓孔7上。當電池因為短路過充等問題導致內(nèi)部氣壓 升高時達到金屬箔的破裂氣壓時,金屬箔破裂，電池泄壓達到安全的目的。
其二所述的金屬箔14固定在所述的泄壓孔上的方式為黏結，用一張比泄 壓口尺寸大的金屬箔，通過黏合劑直接黏結在所述的殼體1或殼蓋6的泄壓孔上。
在上述的技術方案中，所述的金屬箔14為鋁箔、銅箔、金箔、錫箔、銀箔、
鋼箔或鎳箔；所述的金屬箔14的厚度0.001-0. 2瞧。用金屬箔將泄壓口密封.當 電池因為短路過充等問題導致內(nèi)部氣壓升高時達到金屬箔的破裂氣壓時,金屬箔 破裂，電池泄壓達到安全的目的。
在上述的技術方案中，所述的殼體l為圓形或方形電池的殼體l,所述的方 形殼體1的四個角作成圓R角7-200國；因為要保證殼體及殼蓋之間的充分密封， 因此極片組28， 29， 31分別要做成寬度為不同尺寸，根據(jù)牛頓的微分原理，圓 R角可以微分成很短的線段，通過這種微分的圓R角30的方法，使得電池殼體 內(nèi)的空間得到充分利用，提高了電池的體能量蜜度。
在上述的技術方案中，所述的泄壓孔7的直徑為1-lOOmra。 在上述的技術方案中，還包括在所述的金屬箔的外面裝一防護網(wǎng)，以免外物 刺破金屬箔而使金屬箔失去對電池泄壓口的密封功能；所述的防護網(wǎng)是有一定強 度的鋼絲網(wǎng)、銅絲網(wǎng)、碳纖維網(wǎng)或者是鋁絲網(wǎng)，將其固定在金屬箔的外面，擋住 外物，達到保護金屬箔的效果。
本實用新型與現(xiàn)有技術水平相比具有以下優(yōu)點
本實用新型提供的帶安全閥的二次鋰離子電池殼的殼體與殼蓋的密封，采用 成熟的易拉罐的殼與蓋的密封結構，經(jīng)過殼體的1次翻邊，加上與殼蓋再一起翻 邊，經(jīng)過兩次翻邊，殼蓋將殼體的翻邊包住，達到兩者緊壓在一起，充分受力， 實現(xiàn)上蓋與外殼緊貼在一起，以達到密封。所以使用本實用新型結構的封裝工藝 相對于已有的焊接封口工藝， 一方面可以大大地提高工作效率?，F(xiàn)有鋰電池所采 用焊接封口結構，效率太低， 一天24小時一臺機能焊接1000只；而對制造同樣的 電池產(chǎn)品，在同樣時間內(nèi)，使用一臺罐封機，利用本實用新型的罐封結構可以封 口 11000只，其生產(chǎn)效率是目前結構的11倍以上。另一方面，2次翻邊結構使蓋 與外殼充分受力，緊貼在一起，密封性好，可靠性高，目未發(fā)現(xiàn)有易拉罐漏液的 情況發(fā)生。
目前鋰電池安全閥是用PE料做的，電溫度升高時熔化,其反應速度慢,不能 即時泄壓;也有用金屬拉伸成凸形的，利用熱變形電路斷開達安全的,但由于加工 難度大,而不能起到安全閥的作用；本實用新型用金屬箔做為安全閥，金屬箔一 致性好，可靠性強，可根據(jù)每一種電池泄壓的要求選擇不同厚度的金屬箔來實現(xiàn)， 其金屬箔泄壓的壓力完全可以用不同厚度的金屬箔給予控制，金屬箔與殼體或者 殼蓋的密封完全可以通過粘接，焊接及通過壓片、鉚釘、螺釘機械壓力密封，其 方法靈活簡單。
本實用新型還采用在其中一個極柱上開一通孔，使之用做注液孔，達到簡化 電池結構的目的。
對于方形的電池殼本實用新型將四個角通過微分圓R角的尺寸，裝入不同尺 寸的極片組，充分利用了電池空間，提高了電池的體能量密度。

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圖1是本實用新型的帶安全閥電池殼組件結構示意圖 圖2是本實用新型的焊接或黏結結構的安全閥結構示意圖
圖面說明
1-殼體 2-電芯 3-正極耳 4-殼體與殼蓋翻邊折疊的擠壓層5-負極柱6-殼蓋
7-泄壓孔 8-螺孔 9-防護網(wǎng)
10-正極柱 11-空心螺栓 12-第一密封環(huán)
13-第二密封環(huán) 14-金屬箔 15-負極耳
18-殼蓋的翻邊 19-殼蓋第二次的翻邊
具體實施方式
以下結合附圖和實施例對本實用新型進行詳細地說明 實施例1
參考圖l，制作一個帶有安全閥電池殼組件；電池外殼l、殼蓋6、正極耳3 和負極耳15分別固定在正負極柱上，上述的部件均是市場上購買的常規(guī)二次鋰 離子電池用的標準件。選用一塊市場上購買的金屬箔14，例如銅箔、金箔、錫 箔、銀箔、鋼箔或鎳箔，其厚度可以為0.01、 0. l或0.2mm,直徑為1. 2mm。
本實施例的安全閥采用金屬箔(14)固定在正極柱或負極柱中開的泄壓孔 上的，其金屬箔(14)固定在泄壓孔上，是將極柱10的底面中心開一直徑為1. 5mm 的泄壓孔7，同時此孔也是電池的泄壓孔，通過此孔對電池注液，再在正極柱IO 的頂面中心開一個螺孔8，螺孔8直徑為3.0mm，其深度剛好達到泄壓孔7上， 在泄壓孔7外形成一個臺階，在臺階上放入第一和第二密封圓墊環(huán)12、 13中夾 住一塊金屬箔14,本實施例金屬箔14用銅箔、金箔、錫箔、銀箔、鋼箔或鎳箔， 其厚度為0.03mm外徑為3. Omm;密封圓墊環(huán)是塑料圓墊環(huán)，其內(nèi)徑為1. 5mra外
徑為2. 9mm; —根空心螺栓11,其尺寸為M3內(nèi)徑為1. 5mm,該空心螺栓11與正 極柱10的中心螺孔8螺合固定，將第一和第二密封圓墊環(huán)12、 13與金屬箔14 鎖緊在泄壓孔7上，達到密封的效果。密封圓墊環(huán)、空心螺絲ll的內(nèi)孔徑尺寸 與泄壓孔7的尺寸一致，為1.5mm，當電池正常時，金屬箔14對電池起密封作 用，當電池內(nèi)壓超出安全要求7個大氣壓時，金屬箔14破裂，通過極柱上所開 的泄壓孔7進行泄壓，在注液時，通過泄壓孔7對電池注液，因此極'柱內(nèi)的泄壓 孔7即是泄壓孔也是注液孔。為了避免外物刺破金屬箔，還可以在空心螺絲11 上口加上一片鋼絲網(wǎng)9,起到阻止外物進入孔內(nèi)的效果。
在將殼體1與殼蓋6密封組裝時，先將殼體1的上沿口做一翻邊，該翻邊再 與殼蓋6的周邊的翻邊18夾在一起，兩次翻邊19共同固定在一起，組成殼體與 殼蓋翻邊折疊的擠壓層4,其殼蓋6與殼體1的上沿口固定的方式與目前易拉罐 的殼與蓋進行密封的結構一致。
實施例2
參考圖1和圖2，制作一個帶有安全閥電池殼組件；電池的殼體l、殼蓋6、 正極耳3和負極耳15分別固定在正負極柱上，上述的部件均是市場上購買的常 規(guī)二次鋰離子電池用的標準件。選用一塊市場上購買的金屬箔14,例如使用銅 箔、金箔、錫箔、銀箔、鋼箔或鎳箔，其厚度可以為0.01、 0.1或0.2mm，直徑 為1. 2mm。
在電池的殼體1的底面開一個直徑為1. 2mm泄壓孔7，然后用直徑為1. 6國厚 度為0.09mm的銅箔，通過黏結劑將該鋁箔黏結在底面的泄壓孔7上，當電池正 常時，金屬箔對電池起密封作用，當電池內(nèi)壓超出安全要求7個大氣壓時，金屬 箔破裂，電池通過極柱上所開的泄壓孔進行泄壓，達到安全的在電池的效果.
還可以在殼蓋6上開一個直徑為2. 2mm泄壓孔7，然后用直徑為3. 6mm厚度 為0. 03^的鋁箔作為金屬箔14，將該鋁箔焊在殼蓋6的泄壓孔7上(如圖2所 示)，當電池正常時，金屬箔對電池起密封作用，當電池內(nèi)壓超出安全要求7個 大氣壓時，金屬箔破裂，電池通過極柱上所開的泄壓孔24進行泄壓，達到安全 的目的效果。
在將殼體1與殼蓋6密封組裝時，先將殼體1的上沿口做一翻邊其尺寸為 3.0mm，該翻邊再與殼蓋6的邊一起再翻一次邊，形成殼體1和殼蓋'6兩層固定 在一起的擠壓層4;其每次翻邊的長度為3. 5mm,翻邊R為2. Omm夾在一起，兩次
翻邊19組成罐封殼與蓋的翻邊折疊擠壓層4。其殼蓋6與殼體1的上沿口固定 的方式與目前易拉罐的殼與蓋進行密封的結構完全一致。
實施例3:
殼體1為方形電池的殼體1，所述的方形殼體1的四個角作成30圓R角半 徑為13:0mm;因為要保證殼體及殼蓋之間的充分密封，因此極片組28， 29， 31 分別要做成寬度為74、 72、 68mm，根據(jù)牛頓的微分原理，圓R角可以微分成很 短的線段，通過這種微分的圓R角30的方法，使得電池殼體內(nèi)的空間得到充分 利用，提高了電池的體能量蜜度。其它部分同實施例l。
權利要求1.一種帶安全閥的二次鋰離子電池組件，包括殼體(1)、殼蓋(6)、正負極耳上分別固定正負極柱；其特征在于，還包括一塊金屬箔(14)，和在所述的殼體(1)、殼蓋(6)或正極和負極之一的極柱中心上開一個泄壓孔(7)，所述的金屬箔(14)固定在所述的泄壓孔上，所述的泄壓孔7的直徑小于金屬箔(14)的直徑；所述的殼體(1)的上沿口有一翻邊，該翻邊通過與殼蓋(6)的周邊的翻邊(18)一起再翻一次邊，形成殼體(1)和殼蓋(6)兩層固定在一起的擠壓層(4)。
2.按權利要求l所述的帶安全閥的二次鋰離子電池組件，其特征在于，所述 的金屬箔(14)固定在正極柱或負極柱中開的泄壓孔上的固定方式，是在正極柱 或負極柱的底面中心上開一個泄壓孔(7)，該泄壓孔(7)的深度為極柱高度的 1/5-1/3，再在該極柱頂面中心上開一個螺孔(8)，所述的螺孔(8)的孔徑比泄 壓孔(7)大，其深度達到泄壓孔(7)，在泄壓孔(7)形成一臺階，組裝電池時 可以先對電池注液，然后再把兩片密封墊圈夾住一片金屬箔(14)放在所述的臺 階上， 一根空心螺栓(11)與極柱頂面中心開的螺孔螺絲固定，將金屬箔(14) 通過密封墊圈固定在泄壓孔(7)上。
3.按權利要求l所述的帶安全閥的二次鋰離子電池組件，其特征在于，所 述的金屬箔(14)與開在殼體(1)或殼蓋(6)上的泄壓孔上的固定方式，是用 一張比泄壓口尺寸大的金屬箔，通過黏合劑直接黏結在所述的殼體(1)或殼蓋 (6)的泄壓孔上。
4.按權利要求l所述的帶安全閥的二次鋰離子電池組件，其特征在于，所所 述的金屬箔(14)為鋁箔、銅箔、金箔、錫箔、銀箔、鋼箔或鎳箔；所述的金屬 箔(14)的厚度0. 001-0. 2mm。
5. 按權利要求1所述的帶安全閥的二次鋰離子電池組件，其特征在于，所 所述的殼體(1)為圓形或方形電池的殼體(1)，所述的方形殼體(1)的四個角 作成圓R角7-200mm。
6. 按權利要求1所述的帶安全閥的二次鋰離子電池組件，其特征在于，所 所述的泄壓孔(7)也是注液孔，該泄壓孔(7)的直徑為l-100mm。
7.按權利要求1所述的帶安全閥的二次鋰離子電池組件，其特征在于，它 還包括在所述的金屬箔的外面裝一防護網(wǎng)，所述的防護網(wǎng)是有一定強度的鋼絲 網(wǎng)、銅絲網(wǎng)、碳纖維網(wǎng)或者是鋁絲網(wǎng)，將其固定在金屬箔的外面。
專利摘要本實用新型涉及一種帶安全閥的二次鋰離子電池組件，包括殼體、殼蓋、正負極柱和一塊金屬箔，在殼體、或正極和負極之一的極柱中心上開一個泄壓孔，金屬箔固定在泄壓孔上，泄壓孔的直徑小于金屬箔的直徑；殼體的上沿口有一翻邊，該翻邊通過與殼蓋的周邊一起再翻一次邊，形成殼體和殼蓋兩層固定在一起的擠壓層。本實用新型的殼體與殼蓋的密封，采用成熟的易拉罐的殼與蓋的密封結構，經(jīng)過殼體的1次翻邊，加與殼蓋一起翻邊，殼蓋將殼體的翻邊包住，達到兩者緊壓在一起，密封性好，還大大地提高工作效率。本實用新型用金屬箔做為安全閥，金屬箔一致性好，可靠性強，其制作方法靈活簡單。
文檔編號H01M2/12GK201069794SQ20072012920
公開日2008年6月4日 申請日期2007年8月21日 優(yōu)先權日2007年8月21日
發(fā)明者董興國 申請人:董興國