專利名稱：鋰離子動力電池的安全蓋帽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
鋰離子動力電池的安全蓋帽
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及鋰離子電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種鋰離子動力電池的安全蓋帽。
背景技術(shù)：
鋰離子電池具有高能量密度、放電穩(wěn)定等優(yōu)良的性能，因此，其應(yīng)用的領(lǐng)域越來越廣。在眾多結(jié)構(gòu)類型的鋰電池中，圓柱形鋰離子電池由于其具有標準化的尺寸、成熟的工藝和加工設(shè)備，其在鋰離子電池市場中占有重要的份量。鋰離子電池的大量應(yīng)用，使其安全性越來越成為人們關(guān)注、研究的課題。目前，一方面是通過選擇具有安全性能的材料來制作鋰電池，另一方面是對電芯、殼體以及蓋帽的結(jié)構(gòu)設(shè)計來確保其使用安全?，F(xiàn)有鋰離子電池一般都是采用蓋帽設(shè)計來保證安全的?，F(xiàn)有的電池蓋帽一般設(shè)有一保護片，所述保護片為金屬鋁制成，所述保護片上設(shè)有保護膜，當(dāng)電池發(fā)生電熱失控時，電池內(nèi)壓升高后，汽化的電解液便會沖破保護膜，并流出電池殼體外。該種保護方式，雖然能及時有效地將電池內(nèi)部的熱量得到釋放，避免了電池因壓力過大而發(fā)生爆炸的情況。但是，該種保護方式的最大不足之處在于:從保護膜破裂處釋放出的高溫的電解液及其混合物遇到外部的空氣極易發(fā)生燃燒，最終給整個電池組的使用帶來極大的安全隱患。有鑒于此，確有必要提供一種鋰離子動力電池的安全蓋帽以解決上述問題。

實用新型內(nèi)容本實用新型的目的在于提供一種能確保電池內(nèi)的電解液不泄漏的鋰離子動力電池的安全蓋帽。 為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供了一種鋰離子動力電池的安全蓋帽，用于安裝至電池殼體上，其包括絕緣的密封外圈、防爆片以及蓋板，所述密封外圈為臺階形空心圓柱狀，其內(nèi)側(cè)設(shè)有溝槽，所述防爆片和蓋板的邊緣焊接在一起形成第一組合體，所述第一組合體的邊緣收容于溝槽中，再將第一組合體與密封外圈形成的整體扣合至電池殼體上，所述蓋板包括基體，自基體的一側(cè)面向內(nèi)凹進貫穿整個基體后形成一收容腔，所述收容腔的頂部還連通有一空心的第一凸臺。作為本實用新型鋰離子動力電池的安全蓋帽的一種改進，所述收容腔外部輪廓呈圓柱體狀結(jié)構(gòu)，其外側(cè)面上還設(shè)置有凹槽。作為本實用新型鋰離子動力電池的安全蓋帽的一種改進，所述防爆片采用較薄的金屬片制成，其中心位置設(shè)有凸起的保護膜，所述凸起的保護膜的四周設(shè)有雙向刻痕。作為本實用新型鋰離子動力電池的安全蓋帽的一種改進，所述蓋板和防爆片之間還設(shè)有環(huán)片，所述環(huán)片中間設(shè)有一環(huán)片孔，所述環(huán)片孔的大小與保護膜的大小一致，該環(huán)片孔的位置也與保護膜的位置相對應(yīng)，所述環(huán)片孔的邊緣壓住安全保護膜的四周設(shè)有雙向刻痕處。[0011]作為本實用新型鋰離子動力電池的安全蓋帽的一種改進，所述密封外圈直徑較大的一端為封閉端，直接較小的一端為保持端，封閉端靠近保持端處的外壁略向內(nèi)收縮形成收縮部。作為本實用新型鋰離子動力電池的安全蓋帽的一種改進，所述鋰離子動力電池的安全蓋帽還包括有安裝至殼體內(nèi)的孔板和內(nèi)密封圈，所述孔板為圓形片狀，其上設(shè)有3、4或5個透氣孔。作為本實用新型鋰離子動力電池的安全蓋帽的一種改進，所述第一組合體與密封外圈形成的整體上還扣合有安全氣囊。作為本實用新型鋰離子動力電池的安全蓋帽的一種改進，所述安全氣囊包括雙層結(jié)構(gòu)，其中第一層為環(huán)形圓柱體結(jié)構(gòu)，其僅由一短管聯(lián)通至第二層，所述第二層呈圓柱體的蓋狀，第二層還設(shè)有與前述短管連通的空心第二凸臺，在組裝時，蓋板上的第一凸臺對接于第二凸臺。作為本實用新型鋰離子動力電池的安全蓋帽的一種改進，所述第二層結(jié)構(gòu)還設(shè)有向下延伸的加強弦，所述加強弦圍設(shè)形成的圓環(huán)的直徑與設(shè)置在蓋板基體上的收容腔外部輪廓的直徑一致。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實用新型鋰離子動力電池的安全蓋帽的最大優(yōu)勢在于:通過對電池蓋帽進行改進，具體來說，在蓋帽的結(jié)構(gòu)中增加了安全氣囊。在實際使用中，由于安全氣囊采用的是耐高溫、抗老化的可塑性橡膠制成，因此，當(dāng)電池內(nèi)部發(fā)生短路故障時，電池溫度急速上升導(dǎo)致防爆片上的保護膜破裂，此時，電池內(nèi)汽化的電解液及其混合物便會向上迅速膨脹進而被安全氣囊收容。待電池內(nèi)部溫度降低后，安全氣囊在彈性力的作用下，又恢復(fù)成原狀，此時，氣囊中的電解液及其混合物便會回來至電池殼體內(nèi)，從而避免了電解液及其混合物外泄。

圖1為本實用新型所涉及的鋰離子動力電池立體分解圖；圖2為本實用新型鋰離子動力電池的安全蓋帽中的蓋板；圖3為圖2所示蓋板的剖面圖；圖4為本實用新型鋰離子動力電池的安全蓋帽中的安全氣囊；圖5為圖4所示的安全氣囊的剖面具體實施方式為了使本實用新型的目的、技術(shù)方案和有益技術(shù)效果更加清晰明白，
以下結(jié)合附圖和具體實施方式
，對本實用新型進行進一步詳細說明。應(yīng)當(dāng)理解的是，本說明書中描述的具體實施方式
僅僅是為了解釋本實用新型，并不是為了限定本實用新型。請參閱圖1-5，本實用新型提供一種鋰離子動力電池的安全蓋帽，用于安裝至電池殼體10上，其包括絕緣的密封外圈20、防爆片30以及蓋板50，所述密封外圈20為臺階形空心圓柱狀，其內(nèi)側(cè)設(shè)有溝槽，所述防爆片30和蓋板50的邊緣焊接在一起形成第一組合體，所述第一組合體的邊緣收容于溝槽中，再將第一組合體與密封外圈20形成的整體扣合至電池殼體10上，所述蓋板50包括基體51，自基體51的一側(cè)面向內(nèi)凹進貫穿整個基體后形成一收容腔52，所述收容腔52的頂部還連通有一空心的第一凸臺53。收容腔外部輪廓呈圓柱體狀結(jié)構(gòu)，其外側(cè)面上還設(shè)置有凹槽54。密封外圈直徑較大的一端為封閉端21,直接較小的一端為保持端22,封閉端21靠近保持端22處的外壁略向內(nèi)收縮形成收縮部。密封外圈20采用聚乙丙烯材料制成，因而具有較好的耐高溫性和絕緣性。由于聚乙丙烯材料為現(xiàn)有技術(shù)，因此在本說明書中對其不作詳細說明。防爆片30采用較薄的金屬片制成，其中心位置設(shè)有凸起的保護膜31，所述凸起的保護膜的四周設(shè)有雙向刻痕。第一組合體與密封外圈20形成的整體上還扣合有安全氣囊60，安全氣囊60包括雙層結(jié)構(gòu)，其中第一層為環(huán)形圓柱體結(jié)構(gòu)631，其僅由一短管聯(lián)通至第二層，所述第二層呈圓柱體的蓋狀61，第二層還設(shè)有與前述短管連通的空心第二凸臺63，在組裝時，蓋板上的第一凸臺53對接于第二凸臺63。所述第二層結(jié)構(gòu)還設(shè)有向下延伸的加強弦62，所述加強弦62圍設(shè)形成的圓環(huán)的直徑與設(shè)置在蓋板基體上的收容腔52外部輪廓的直徑一致，所述加強弦62與蓋體61還形成一容置腔611。在電池組裝時，將電芯的極耳焊接至防爆片30的保護膜31上，由于金屬鋁材質(zhì)比較柔軟，故當(dāng)電池發(fā)生故障時，其內(nèi)部產(chǎn)生氣體的氣壓達到一定數(shù)值時，氣體會沖破保護膜31而排出，即保護膜31便會沿著雙向刻痕處斷開，這樣連接在保護膜31上的極耳便會與保護膜31撕開，從而切斷電池的回路。本實用新型鋰離子動力電池的安全蓋帽還包括有孔板和內(nèi)側(cè)支架，所述孔板為圓形片狀，其上設(shè)有3、4或5個透氣孔，孔板組裝在電池的電芯之上，并且極耳穿過孔板的透氣孔再穿過內(nèi)側(cè)支架焊接至防爆片的保護膜上。所述內(nèi)側(cè)支架安裝于孔板和防爆片之間，起到支撐孔板和防爆片的作用。前述的內(nèi)側(cè)支架采用鐵氟龍材料制成，可在380°C高溫下不發(fā)生形變，因而可起到較好的密封效果。由于所述鐵氟龍材料(英文全稱為Polytetrafluoroetylene)為現(xiàn)有技術(shù)，因此在本說明書中對其不作詳細說明。在本實施例中，所述蓋板50與防爆片30之間設(shè)有一環(huán)片40，所述環(huán)片40中間設(shè)有一環(huán)片孔41，所述環(huán)片孔41的大小與保護膜31的大小相當(dāng)，該環(huán)片孔41的位置也與保護膜31的位置相對應(yīng)，所述環(huán)片孔41的邊緣壓住安全保護膜31的四周設(shè)有雙向刻痕。采用以上技術(shù)方案后，當(dāng)電池內(nèi)部氣體的壓力達到設(shè)定數(shù)值引起保護膜發(fā)生形變時，所述環(huán)片40壓住防爆片30，防爆片30因而不能發(fā)生形變，所述保護膜31因而更容易從雙向刻痕處發(fā)生斷裂，電池內(nèi)部的氣體從而能從斷裂處快速排除。所述蓋板50的邊緣設(shè)有蓋板毛刺，所述防爆片30的四周設(shè)有防爆片卷邊，所述防爆片卷邊包裹蓋板50的邊緣，采用超聲波焊接工藝將防爆片卷邊處與蓋板焊接在一起，所述蓋板50和防爆片30就達到較好的密封以及導(dǎo)電效果。具體來說，所述蓋板50的邊緣設(shè)有蓋板毛刺，在本實施例中，所述蓋板毛刺高度約為0.1毫米，當(dāng)所述防爆片卷邊包覆于蓋板的邊緣時，所述蓋板毛刺嵌入防爆片卷邊中，所述防爆片卷邊與蓋板連接更為緊密，不僅有效地增強了防爆片與蓋板之間的導(dǎo)電性能，更能防止防爆片從蓋板上脫落，極大地增強了防爆片與蓋板之間的密封效果。同時，使用超聲波焊接工藝焊接能使卷邊與蓋板達到比較好的焊接效果。由于超聲波焊接工藝是現(xiàn)有技術(shù)，因此在本說明書中對其不作詳細說明。鋰離子動力電池在使用不當(dāng)而造成內(nèi)部或者外部短路，或者是過充，過放而造成電熱失控，電池電解液泄漏的現(xiàn)象,此時，電池內(nèi)的電解液的溫度急劇上升至100-200°C，電解液汽化，導(dǎo)致電池內(nèi)壓急速升高，為了保護好整個電池組的安全，本實用新型鋰離子動力電池的安全蓋帽不僅具有傳統(tǒng)電池的防爆片設(shè)計，另外還加設(shè)有安全氣囊，在實際使用中，沖破防爆片保護膜的汽化的電解液及其混合物便會沖擊安全氣囊，由于安全氣囊采用的是耐高溫、抗老化的可塑性橡膠制成，并移到蓋帽的外面，并采用雙層設(shè)計，最大限度的加大了氣囊的空間，因此，安全氣囊不會破裂，只會向上迅速膨脹進而收容汽化狀電解液及其混合物，待電池內(nèi)部溫度降低后，安全氣囊在彈性力的作用下，又恢復(fù)成原狀，此時，氣囊中的電解液及其混合物便會回來至電池殼體內(nèi)，從而避免了電解液及其混合物外泄。本實用新型鋰離子動力電池的安全蓋帽，并不僅僅限于說明書和實施方式中所描述，因此對于熟悉領(lǐng)域的人員而言可容易地實現(xiàn)另外的優(yōu)點和修改，故在不背離權(quán)利要求及等同范圍所限定的一般概念的精神和范圍的情況下，只要上采用雙層安全氣囊的結(jié)構(gòu)，將電池由于使用不當(dāng)而造成內(nèi)部或者外部短路，或者是過充，過放而造成電池電解液泄漏時，將電解液收容于氣囊中的裝置都在本實用新型的保護范圍內(nèi)。本實用新型并不限于特定的細節(jié)、代表性的設(shè)備和這里示出與描述的圖示示例。
權(quán)利要求1.一種鋰離子動力電池的安全蓋帽，用于安裝至電池殼體上，其包括絕緣的密封外圈、防爆片以及蓋板，所述密封外圈為臺階形空心圓柱狀，其內(nèi)側(cè)設(shè)有溝槽，所述防爆片和蓋板的邊緣焊接在一起形成第一組合體，所述第一組合體的邊緣收容于溝槽中，再將第一組合體與密封外圈形成的整體扣合至電池殼體上，其特征在于:所述蓋板包括基體，自基體的一側(cè)面向內(nèi)凹進貫穿整個基體后形成一收容腔，所述收容腔的頂部還連通有一空心的第一凸臺。
2.如權(quán)利要求1所述的鋰離子動力電池的安全蓋帽，其特征在于:所述收容腔外部輪廓呈圓柱體狀結(jié)構(gòu)，其外側(cè)面上還設(shè)置有凹槽。
3.如權(quán)利要求1所述的鋰離子動力電池的安全蓋帽，其特征在于:所述防爆片采用較薄的金屬片制成，其中心位置設(shè)有凸起的保護膜，所述凸起的保護膜的四周設(shè)有雙向刻痕。
4.如權(quán)利要求3所述的鋰離子動力電池的安全蓋帽，其特征在于:所述蓋板和防爆片之間還設(shè)有環(huán)片，所述環(huán)片中間設(shè)有一環(huán)片孔，所述環(huán)片孔的大小與保護膜的大小一致，該環(huán)片孔的位置也與保護膜的位置相對應(yīng)，所述環(huán)片孔的邊緣壓住安全保護膜的四周設(shè)有雙向刻痕處。
5.如權(quán)利要求1所述的鋰離子動力電池的安全蓋帽，其特征在于:所述密封外圈直徑較大的一端為封閉端，直接較小的一端為保持端，封閉端靠近保持端處的外壁略向內(nèi)收縮形成收縮部。
6.如權(quán)利要求1所述的鋰離子動力電池的安全蓋帽，其特征在于:所述鋰離子動力電池的安全蓋帽還包括有安裝至殼體內(nèi)的孔板和內(nèi)密封圈，所述孔板為圓形片狀，其上設(shè)有3、4或5個透氣孔。
7.如權(quán)利要求1-6所述的任一鋰離子動力電池的安全蓋帽，其特征在于:所述第一組合體與密封外圈形成的整體上還扣合有安全氣囊。
8.如權(quán)利要求7所述的鋰離子動力電池的安全蓋帽，其特征在于:所述安全氣囊包括雙層結(jié)構(gòu)，其中第一層為環(huán)形圓柱體結(jié)構(gòu)，其僅由一短管聯(lián)通至第二層，所述第二層呈圓柱體的蓋狀，第二層還設(shè)有與前述短管連通的空心第二凸臺，在組裝時，蓋板上的第一凸臺對接于第二凸臺。
9.如權(quán)利要求8所述的鋰離子動力電池的安全蓋帽，其特征在于:所述第二層結(jié)構(gòu)還設(shè)有向下延伸的加強弦，所述加強弦圍設(shè)形成的圓環(huán)的直徑與設(shè)置在蓋板基體上的收容腔外部輪廓的直徑一致。
專利摘要本實用新型公開了一種鋰離子動力電池的安全蓋帽，其包括絕緣的密封外圈、防爆片以及蓋板，所述密封外圈為臺階形空心圓柱狀，其內(nèi)側(cè)設(shè)有溝槽，所述防爆片和蓋板的邊緣焊接在一起形成第一組合體，所述第一組合體的邊緣收容于溝槽中，再將第一組合體與密封外圈形成的整體扣合至電池殼體上，所述蓋板包括基體，自基體的一側(cè)面向內(nèi)凹進貫穿整個基體后形成一收容腔，所述收容腔的頂部還連通有一空心的第一凸臺。與現(xiàn)有技術(shù)相比的優(yōu)勢是通過在電池蓋帽的結(jié)構(gòu)中增加安全氣囊，當(dāng)電池內(nèi)部發(fā)生短路故障時，電池內(nèi)汽化的電解液及其混合物便會迅速膨脹進而被安全氣囊收容；待電池內(nèi)部溫度降低后，氣囊中的電解液及其混合物便會回流至殼體內(nèi)，避免了電解液及其混合物外泄。
文檔編號H01M2/04GK203038990SQ20122074624
公開日2013年7月3日 申請日期2012年12月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年12月29日
發(fā)明者李瑤 申請人:深圳市沃特瑪電池有限公司