一種安全性高的鋰電池上墊片及鋰電池的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型涉及鋰電池結(jié)構(gòu)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種安全性高的鋰電池上墊片及鋰電池，所述鋰電池上墊片為圓形，所述鋰電池上墊片的中部設(shè)有用于被鋰電池的正極耳穿過(guò)的開(kāi)孔，所述開(kāi)孔設(shè)有用于限定正極耳位置的限位部，所述開(kāi)孔的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有環(huán)形開(kāi)槽，鋰電池正極耳位于正極片的入卷端，所述正極耳從所述鋰電池上墊片中部的所述開(kāi)孔穿出，其具有制造工藝簡(jiǎn)單易行、裝配方便、安全性更高、適用于高能量密度電芯的特點(diǎn)，所得到的鋰電池安全穩(wěn)定性高。
【專利說(shuō)明】—種安全性高的鋰電池上墊片及鋰電池
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及鋰電池結(jié)構(gòu)【技術(shù)領(lǐng)域】，具體涉及一種安全性高的鋰電池上墊片及鋰電池。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著科技的不斷發(fā)展，人們對(duì)電子產(chǎn)品供電時(shí)間的要求越來(lái)越高，與此同時(shí)，為了使用和攜帶方面，電子產(chǎn)品應(yīng)設(shè)計(jì)得更加小巧和精致。因此，為了滿足消費(fèi)者的需求，為電子產(chǎn)品提供能量的電源必須具有高的能量密度。
[0003]目前，鋰電池廣泛應(yīng)用于數(shù)碼產(chǎn)品、電動(dòng)工具、電動(dòng)自行車及電動(dòng)汽車上，其能量密度隨著各種材料技術(shù)的進(jìn)步及工藝的提升而不斷增高。高能量密度的鋰電池對(duì)安全性的要求非常苛刻，上墊片雖然只是電芯中的一個(gè)小配件，但其作用不容小覷。
[0004]傳統(tǒng)的鋰電池上墊片的開(kāi)孔結(jié)構(gòu)如圖1所示，中部為圓形開(kāi)孔1，兩側(cè)設(shè)有矩形開(kāi)孔2，圓形開(kāi)孔I和矩形開(kāi)孔2根據(jù)正極耳位于正極片的不同位置起著不同的作用。當(dāng)正極耳位于正極片的中部時(shí)，正負(fù)極片卷繞成卷芯之后，正極耳則從電池卷芯的側(cè)方伸出，則最終會(huì)通過(guò)上墊片側(cè)邊的矩形開(kāi)孔2穿出，中部的圓形開(kāi)孔I用于灌注電解液。此種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是，正極耳位于正極片的中部，電芯的內(nèi)阻更低，但是只能適用于中等容量的電芯。因?yàn)檎龢O鋁極耳為超聲焊在鋁箔上，對(duì)鋁箔造成一定的破壞，由于卷芯注完電解液和充放電后，正負(fù)極片均會(huì)膨脹，致使正極片中間的極耳處存在斷片風(fēng)險(xiǎn)。因此對(duì)于高容量和高能量密度的電芯，一般采用將正極耳設(shè)于正極片的頭部，然后從正極耳端開(kāi)始卷繞，則正極耳從卷芯的中部伸出，通過(guò)上墊片的中間圓孔再與蓋帽連接。鋰電池上墊片的中部圓孔由于沒(méi)有針對(duì)正極耳的限位設(shè)置，在折極耳按蓋帽工序，正極耳受擠壓后容易插入上墊片所開(kāi)的其他孔槽中，致使正極鋁極耳接觸負(fù)極片的幾率大大增加，導(dǎo)致電芯的安全性能降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本實(shí)用新型的目的是針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種安全性高的鋰電池上墊片，其具有制造工藝簡(jiǎn)單、裝配方便、安全性更高、適用于高能量密度電芯的特點(diǎn)。
[0006]本實(shí)用新型的另一發(fā)明目的是，提供一種安全性高的鋰電池，其具有能量密度高，安全性能好的特點(diǎn)。
[0007]本實(shí)用新型的目的通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn):
[0008]一種安全性高的鋰電池上墊片，所述鋰電池上墊片為圓形，所述鋰電池上墊片為圓形，所述鋰電池上墊片的中部設(shè)有用于被鋰電池的正極耳穿過(guò)的開(kāi)孔，所述開(kāi)孔設(shè)有用于限定正極耳位置的限位部，所述開(kāi)孔的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有環(huán)形開(kāi)槽。
[0009]其中，所述開(kāi)孔為矩形開(kāi)孔。
[0010]其中，所述矩形開(kāi)孔的長(zhǎng)與所述鋰電池上墊片直徑的比值為15%?40%，所述矩形開(kāi)孔的寬與鋰電池上墊片直徑的比值為8%?20%。
[0011]其中，所述開(kāi)孔為橢圓形開(kāi)孔。[0012]其中，所述橢圓開(kāi)孔的長(zhǎng)軸長(zhǎng)與鋰電池上墊片直徑的比值為20%?40%，所述橢圓開(kāi)孔的短軸長(zhǎng)與鋰電池上墊片直徑的比值為10%?20%。
[0013]其中，所述環(huán)形開(kāi)槽的內(nèi)環(huán)直徑與鋰電池上墊片的直徑比值為72%?78%，所述環(huán)形開(kāi)槽的外環(huán)直徑與鋰電池上墊片直徑的比值為82%?88%。
[0014]其中，所述環(huán)形開(kāi)槽的兩端與鋰電池上墊片中心構(gòu)成的夾角為90°?125。。
[0015]其中，所述環(huán)形開(kāi)槽的兩端與鋰電池上墊片的中心構(gòu)成的夾角為120°，所述鋰電池上墊片地直徑為16.8mm，所述環(huán)形開(kāi)槽的內(nèi)環(huán)直徑為12.6mm，所述環(huán)形開(kāi)槽的外環(huán)直徑為 14.3mmο
[0016]其中，所述開(kāi)孔為三角形或菱形開(kāi)孔。
[0017]一種安全性高的鋰電池，包括上述的鋰電池上墊片，還包括殼體，殼體內(nèi)放置有電池卷芯，所述上墊片設(shè)于所述電池卷芯的上方，所述電池卷芯包括正極片和正極耳，其特征在于:所述正極耳位于所述正極片的入卷端，所述正極耳從所述鋰電池上墊片中部的所述開(kāi)孔穿出。
[0018]本實(shí)用新型的有益效果:所述鋰電池上墊片的中部設(shè)有用于被鋰電池的正極耳穿過(guò)的開(kāi)孔，所述開(kāi)孔設(shè)有用于限定正極耳位置的限位部，限位部是指該開(kāi)孔設(shè)有一定的彎折部，用于正極耳的限位，與傳統(tǒng)的圓形開(kāi)孔相比，當(dāng)將正極耳彎折上蓋帽時(shí)，正極耳不會(huì)出現(xiàn)在孔內(nèi)隨意旋轉(zhuǎn)的問(wèn)題，通過(guò)限位部能夠限定正極耳在彎折時(shí)的方向，以避免在折正極耳按蓋帽時(shí)，正極耳不會(huì)折入上墊片的其它開(kāi)槽中，進(jìn)而防止正極耳與卷芯內(nèi)的負(fù)極片接觸從而發(fā)生短路現(xiàn)象，因而提高電池的安全性能。所述開(kāi)孔的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有環(huán)形開(kāi)槽，環(huán)形開(kāi)槽沿著鋰電池墊片環(huán)形分布，方便電解液盡快滲入卷芯中，縮短注液時(shí)間，，提高生產(chǎn)效率和鋰電池的穩(wěn)定性。
[0019]本實(shí)用新型的另一有益效果:進(jìn)行卷芯工序時(shí)，將正極耳放于正極極片的端部，從端部首先入卷，卷繞成卷芯后，正極耳在卷芯正中心伸出，從上墊片中心開(kāi)孔穿過(guò)，開(kāi)孔能夠?qū)φ龢O耳起到限位作用，當(dāng)壓蓋帽折正極耳時(shí)，正極耳的方位受限制，不會(huì)在孔內(nèi)隨意轉(zhuǎn)動(dòng)，則降低了正極耳與其他孔連接的可能性，因而提高電池的安全性能，并且在充放電時(shí)，膨脹的正極片不會(huì)對(duì)正極耳產(chǎn)生太大的壓迫影響，因此能適用于高能量高密度的鋰電池。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0020]利用附圖對(duì)實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明，但附圖中的實(shí)施例不構(gòu)成對(duì)本實(shí)用新型的任何限制，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)以下附圖獲得其它的附圖。
[0021]圖1是傳統(tǒng)鋰電池上墊片的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖2是本實(shí)用新型一種安全性高的鋰電池上墊片的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0023]附圖標(biāo)記包括:1——圓形開(kāi)孔 2——矩形開(kāi)孔 3——開(kāi)孔 4——環(huán)形開(kāi)槽。
【具體實(shí)施方式】
[0024]結(jié)合以下實(shí)施例和附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。
[0025]實(shí)施例1[0026]如圖2所示，所述鋰電池上墊片為圓形，所述鋰電池上墊片的中部設(shè)有用于被鋰電池的正極耳穿過(guò)的開(kāi)孔3，所述開(kāi)孔3設(shè)有用于限定正極耳位置的限位部，所述開(kāi)孔3的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有環(huán)形開(kāi)槽4，限位部是指該開(kāi)孔3設(shè)有一定的彎折部，用于正極耳的限位，與傳統(tǒng)的圓形開(kāi)孔相比，當(dāng)折極耳按蓋帽時(shí)，正極耳不會(huì)出現(xiàn)在孔內(nèi)隨意旋轉(zhuǎn)的問(wèn)題，通過(guò)限位部能夠限定正極耳在彎折時(shí)的方向，以避免蓋上蓋帽后，正極耳不會(huì)輕易插入環(huán)形開(kāi)槽4，進(jìn)而防止正極耳與卷芯內(nèi)部的負(fù)極片接觸而發(fā)生短路現(xiàn)象。所述開(kāi)孔3的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有環(huán)形開(kāi)槽4，環(huán)形開(kāi)槽4沿著鋰電池墊片環(huán)形分布，方便電解液盡快滲入卷芯中，提高生產(chǎn)效率和鋰電池的穩(wěn)定性。
[0027]本實(shí)施例優(yōu)選為，所述開(kāi)孔3為矩形開(kāi)孔，矩形開(kāi)孔具有四個(gè)夾角和四條邊，能夠?qū)φ龢O耳起到很好的限位作用，因此正極耳穿過(guò)上墊片后，即使蓋帽將正極耳下壓后，也能夠限制正極耳的下壓方向，盡量避免會(huì)與側(cè)邊的環(huán)形開(kāi)槽4發(fā)生連接。環(huán)形開(kāi)槽4圍繞卷芯設(shè)置，使注入電解液更加均勻，提高電池的穩(wěn)定性和安全性。
[0028]進(jìn)一步的，所述矩形開(kāi)孔的長(zhǎng)與所述鋰電池上墊片直徑的的比值為15%?40%，即如圖2所示的A:E=15%?40%。所述矩形開(kāi)孔3的寬與鋰電池上墊片直徑的比值為8%?20%，如圖2所示的B:E=8%?20%。矩形的開(kāi)孔3根據(jù)正極耳的厚度和大小設(shè)定，矩形孔開(kāi)設(shè)太大，則正極耳在孔內(nèi)容易發(fā)生晃動(dòng)，若矩形孔開(kāi)設(shè)太小，則正極耳難以穿過(guò)，組裝效率低。因此開(kāi)設(shè)適當(dāng)大小的矩形孔，不但能保證正極耳穿入容易，提高組裝效率，并且能保證其安全性能。
[0029]作為另一種開(kāi)孔3方式，所述開(kāi)孔3為橢圓形開(kāi)孔，橢圓形開(kāi)孔具有兩個(gè)相對(duì)窄小的兩端，對(duì)正極耳的方向起到一定的限位作用。
[0030]進(jìn)一步的，所述橢圓開(kāi)孔的長(zhǎng)軸長(zhǎng)與鋰電池上墊片直徑的比值為20%?40%，所述橢圓開(kāi)孔的短軸長(zhǎng)與鋰電池上墊片直徑的比值為10%?20%。與矩形孔的開(kāi)設(shè)原理相同。
[0031]所述環(huán)形開(kāi)槽4的內(nèi)環(huán)直徑與鋰電池上墊片的直徑比值為72%?78%，即如圖2所示的D:E=72%?78%，所述環(huán)形開(kāi)槽4的外環(huán)直徑與鋰電池上墊片直徑的比值為82%?88%,即如圖2所示的F:E=82%?88%。環(huán)形開(kāi)槽4的大小需要保證電解液的滲透效果；環(huán)形開(kāi)槽4太小不利于滲液，如果環(huán)形開(kāi)槽4過(guò)大，折正極耳時(shí)，正極耳可能會(huì)折入環(huán)形開(kāi)槽4中，不利于電芯的安全性能。
[0032]所述環(huán)形開(kāi)槽4的兩端與鋰電池上墊片中心構(gòu)成的夾角為90°?125°，即如圖2所示的夾角C=90°?125°，角度過(guò)小，開(kāi)孔3太小，滲液困難；角度太大，即便正極耳被限位，也有可能插入兩邊的環(huán)形開(kāi)孔3中，因此此角度范圍的既能實(shí)現(xiàn)快速注液，也能防止正極耳插入到環(huán)形開(kāi)槽4中。
[0033]作為優(yōu)選的實(shí)施方式，所述環(huán)形開(kāi)槽4的兩端與鋰電池上墊片的中心構(gòu)成的夾角為120°，所述鋰電池上墊片地直徑為16.8_，所述環(huán)形開(kāi)槽4的內(nèi)環(huán)直徑為12.6 _，所述環(huán)形開(kāi)槽4的外環(huán)直徑為14.3_，其比值達(dá)到最好的使用效果和安全性能。
[0034]所述開(kāi)孔3為三角形或菱形開(kāi)孔。也可以為其他不規(guī)則的具有夾角或者限位功能的孔型結(jié)構(gòu)，均屬于本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之列。
[0035]實(shí)施例2
[0036]本實(shí)施例的一種安全性高的鋰電池，包括上述的鋰電池上墊片，還包括殼體，殼體包括殼體內(nèi)的電池卷芯，所述上墊片設(shè)于所述電池卷芯的上方，所述電池卷芯包括正極片和正極耳，其特征在于:所述正極耳位于所述正極片的入卷端，所述正極耳從所述上墊片的中部開(kāi)孔3穿出。本實(shí)施例中的鋰電池結(jié)構(gòu)除了鋰電池上墊片的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，其他結(jié)構(gòu)特征及連接關(guān)系沿用現(xiàn)有技術(shù)中的鋰電池結(jié)構(gòu)。進(jìn)行卷芯工序時(shí)，將正極耳放于正極極片的端部，從端部首先入卷，卷繞成卷芯后，正極耳在卷芯正中心伸出，從上墊片中心的開(kāi)孔3穿過(guò)，開(kāi)孔3能夠?qū)φ龢O耳起到限位作用，當(dāng)壓蓋帽折壓正極耳時(shí)，正極耳的方位受限制，不會(huì)在孔內(nèi)隨意轉(zhuǎn)動(dòng)，則降低了正極耳與其他孔連接的可能性，因而提高電池的安全性能，并且在充放電時(shí)，膨脹的正極片不會(huì)對(duì)正極耳產(chǎn)生太大的壓迫影響，因此能適用于高能量高密度的鋰電池。
[0037]本實(shí)施例的其他技術(shù)特征，均采用實(shí)施例1的解釋，在此不再贅述。
[0038]最后應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本實(shí)用新型的技術(shù)方案，而非對(duì)本實(shí)用新型保護(hù)范圍的限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作了詳細(xì)地說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本實(shí)用新型的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替換，而不脫離本實(shí)用新型技術(shù)方案的實(shí)質(zhì)和范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種安全性高的鋰電池上墊片，其特征在于:所述鋰電池上墊片為圓形，所述鋰電池上墊片的中部設(shè)有用于被鋰電池的正極耳穿過(guò)的開(kāi)孔，所述開(kāi)孔設(shè)有用于限定正極耳位置的限位部，所述開(kāi)孔的兩側(cè)對(duì)稱設(shè)有環(huán)形開(kāi)槽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種安全性高的鋰電池上墊片，其特征在于:所述開(kāi)孔為矩形開(kāi)孔。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種安全性高的鋰電池上墊片，其特征在于:所述矩形開(kāi)孔的長(zhǎng)與所述鋰電池上墊片直徑的比值為15%?40%，所述矩形開(kāi)孔的寬與鋰電池上墊片直徑的比值為8%?20%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種安全性高的鋰電池上墊片，其特征在于:所述開(kāi)孔為橢圓形開(kāi)孔。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種安全性高的鋰電池上墊片，其特征在于:所述橢圓開(kāi)孔的長(zhǎng)軸長(zhǎng)與鋰電池上墊片直徑的比值為20%?40%，所述橢圓開(kāi)孔的短軸長(zhǎng)與鋰電池上墊片直徑的比值為10%?20%。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的一種安全性高的鋰電池上墊片，其特征在于:所述環(huán)形開(kāi)槽的內(nèi)環(huán)直徑與鋰電池上墊片的直徑比值為72%?78%，所述環(huán)形開(kāi)槽的外環(huán)直徑與鋰電池上墊片直徑的比值為82%?88%。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種安全性高的鋰電池上墊片，其特征在于:所述環(huán)形開(kāi)槽的兩端中心夾角為90°?125°。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種安全性高的鋰電池上墊片，其特征在于:所述環(huán)形開(kāi)槽的兩端中心夾角為120°，所述鋰電池上墊片地直徑為16.8_，所述環(huán)形開(kāi)槽的內(nèi)環(huán)直徑為12.6mm，所述環(huán)形開(kāi)槽的外環(huán)直徑為14.3mm。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種安全性高的鋰電池上墊片，其特征在于:所述開(kāi)孔為三角形開(kāi)孔或菱形開(kāi)孔。
10.一種安全性高的鋰電池，包括權(quán)利要求1、任意一項(xiàng)所述的鋰電池上墊片，還包括殼體，殼體內(nèi)包裹有電池卷芯，所述上墊片設(shè)于所述電池卷芯的上方，所述電池卷芯包括正極片和正極耳，其特征在于:所述正極耳位于所述正極片的入卷端，所述正極耳從所述鋰電池上墊片中部的所述開(kāi)孔穿出。
【文檔編號(hào)】H01M2/18GK203589113SQ201320675223
【公開(kāi)日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2013年10月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年10月30日
【發(fā)明者】黎惠鋒, 劉青 申請(qǐng)人:廣東凱德能源科技有限公司