一種可維護(hù)型鋰電池的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種可維護(hù)型鋰電池，包括封裝結(jié)構(gòu)和其內(nèi)的電池正極、隔膜、電池負(fù)極、電解液；所述封裝結(jié)構(gòu)頂部增加一壓力控制閥門，所述壓力控制閥門從外到內(nèi)依次包括外套、密封套和圓柱體軸，所述外套底部固定連接一圓型的不銹鋼箔片；所述圓柱體軸的軸心處設(shè)有圓孔，圓孔一端延伸至圓柱體軸的底部穿過不銹鋼箔片，另一端連通圓柱體軸上部設(shè)置的橫向的側(cè)向引出孔；所述圓柱體軸下部套接壓接彈簧，壓接彈簧頂部與密封套底部接觸。本發(fā)明的有益效果如下：具有內(nèi)部壓力調(diào)整功能；具有更換鋰電池電解液的功能，可再生鋰電池的功能、性能，并延長鋰電池的循環(huán)使用壽命。
【專利說明】一種可維護(hù)型鋰電池

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于鋰電池【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種可以對鋰電池內(nèi)部氣體壓力隨時調(diào)整；可以對鋰電池內(nèi)的電解液隨時更換的可維護(hù)型鋰電池。

【背景技術(shù)】
[0002]目前市場上能見到的鋰電池的封裝都是全封閉式不能做內(nèi)部維護(hù)的鋰電池，因?yàn)殇囯姵氐碾娊庖涸诔叵戮哂泻軓?qiáng)的揮發(fā)性加之金屬鋰的晶體在空氣中會激烈燃燒，所以鋰電池結(jié)構(gòu)要求電池內(nèi)部物質(zhì)要與外部的空氣完全隔離。一次性封閉的電池結(jié)構(gòu)是最容易實(shí)現(xiàn)的一種結(jié)構(gòu)，在鋰電池行業(yè)發(fā)展初期成為一種最常見的結(jié)構(gòu)。
[0003]現(xiàn)有技術(shù)中，完全封閉的鋰電池結(jié)構(gòu)的封閉殼體有塑料殼、銷塑膜殼、銷殼、鋼殼等，其中鋁殼和鋼殼鋰電池配有防爆閥，但是還是常有爆炸現(xiàn)象發(fā)生。因?yàn)檫@類鋰電池都是一次性密封結(jié)構(gòu)，在電池化成過程中電池內(nèi)會生成一定的氣體壓力，因電池在制成過程中的工藝差異，每個電池最后成品內(nèi)部的氣體壓力差異很大，從I個大氣壓到8個大氣壓不等；當(dāng)電池內(nèi)生成的氣體壓力過大時，電池就會出現(xiàn)爆炸現(xiàn)象。所以鋰電池的一次密封結(jié)構(gòu)是無法維護(hù)的，只能一次性使用，一次性報(bào)廢。
[0004]鋰電池在用于車輛儲能裝置時，如果按照每天一個充放電循環(huán)方式使用，一組鋰電池只能使用1.5年-5.5年；相比車輛的14年使用年限是需要多次更換的，由于市場上的鋰電池價格很高，占純電動汽車總成本的50%以上；因此需要研發(fā)一種循環(huán)壽命足夠長，能夠滿足車輛的14年使用年限的長循環(huán)壽命的鋰電池，成為鋰電池產(chǎn)業(yè)及需突破的關(guān)鍵技術(shù)。
[0005]還有現(xiàn)有的鋰電池自身不具有內(nèi)部壓力檢測功能。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明要解決的問題是提供一種可維護(hù)型鋰電池，可以對鋰電池內(nèi)部氣體壓力隨時調(diào)整，可以對鋰電池內(nèi)的電解液隨時更換，且具有內(nèi)部壓力檢測功能。
[0007]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:
[0008]一種可維護(hù)型鋰電池，包括封裝結(jié)構(gòu)和其內(nèi)的電池正極、隔膜、電池負(fù)極、電解液；所述封裝結(jié)構(gòu)頂部端面上布置有引出的正極片和引出的負(fù)極片，在引出的正極片和負(fù)極片中間增加一壓力控制閥門，所述壓力控制閥門可以對鋰電池內(nèi)部氣體壓力隨時調(diào)整，可以對鋰電池內(nèi)的電解液隨時進(jìn)行更換。
[0009]進(jìn)一步的，所述壓力控制閥門，從外到內(nèi)依次包括外套、密封套和圓柱體軸，外套底部通過一金屬片密封，圓柱體軸固接在金屬片上表面中心處；
[0010]所述圓柱體軸的軸心處設(shè)有圓孔，圓孔一端延伸至圓柱體軸的底部穿過金屬片，另一端連通圓柱體軸上部設(shè)置的橫向的側(cè)向引出孔，構(gòu)成電池封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)外連接通道；所述圓柱體軸下部套接壓接彈簧，壓接彈簧頂部與密封套底部接觸，用于使密封套定位在圓柱體軸的側(cè)向引出口處；
[0011]所述密封套一側(cè)上設(shè)有導(dǎo)通槽，密封套在圓柱體軸轉(zhuǎn)動一定角度后，密封套上設(shè)置的導(dǎo)通槽正對圓柱體軸的側(cè)向引出口，形成連接電池殼的內(nèi)部和外部的直通通道管路；
[0012]所述外套上頂部和下部分別設(shè)有密封套的上、下限位機(jī)構(gòu)，上限位機(jī)構(gòu)用于限定密封套的上升條件，下限位機(jī)構(gòu)用于防止圓柱體軸和密封套掉入電池內(nèi)。
[0013]進(jìn)一步的，所述金屬片為一圓型的不銹鋼箔片，不銹鋼箔片上從圓柱體軸外緣向外的位置壓出若干條圓環(huán)，實(shí)現(xiàn)在電池內(nèi)部的氣體壓力作用下不銹鋼箔片中心部位有變型條件，做電池內(nèi)部壓力狀態(tài)檢測器。
[0014]進(jìn)一步的，所述外套上頂部的上限位機(jī)構(gòu)為外套頂部內(nèi)緣向內(nèi)收縮結(jié)構(gòu)，下部的下限位機(jī)構(gòu)為限位卡簧。
[0015]進(jìn)一步的，所述不銹鋼箔片的外緣處與外套底部焊接在一起，形成內(nèi)外隔離的封閉條件。
[0016]進(jìn)一步的，所述圓柱體軸中間的圓孔直徑為1.2mm。
[0017]進(jìn)一步的，所述壓力控制閥門的底部焊接在不銹鋼的封裝結(jié)構(gòu)頂部中間。
[0018]進(jìn)一步的，所述電池正極的正極片采用厚度為ISOum的正極鋁箔片，電池負(fù)極的負(fù)極片采用厚度為180um的負(fù)極銅箔片。
[0019]進(jìn)一步的，所述隔膜的厚度為50um。
[0020]與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果如下:
[0021]具有內(nèi)部壓力調(diào)整功能，使電池的物理結(jié)構(gòu)一致，電池內(nèi)部壓力維持在負(fù)壓狀態(tài)下，使鋰電池更安全，能消除常見的鋰電池爆炸現(xiàn)象；
[0022]具有更換鋰電池電解液的功能，可再生鋰電池的功能、性能，并延長鋰電池的循環(huán)使用壽命，其循環(huán)使用壽命是現(xiàn)有鋰電池循環(huán)使用壽命的3倍到5倍及更長；
[0023]不銹鋼箔片上從圓柱體軸外緣向外的位置壓出若干條圓環(huán)，實(shí)現(xiàn)在電池內(nèi)部的氣體壓力作用下不銹鋼箔片中心部位有變型條件，檢測電池內(nèi)部壓力狀態(tài)；
[0024]且結(jié)構(gòu)簡單，制作方便，成本低。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1是本發(fā)明未安裝壓力控制閥門的鋰電池的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0026]圖2是本發(fā)明是壓力控制閥門的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖3是本發(fā)明壓力控制閥門的真空狀態(tài)圖；
[0028]圖4是本發(fā)明壓力控制閥門的排氣狀態(tài)圖。
[0029]圖中:
[0030]1、不銹鋼箔片，2、圓柱體軸，3、圓孔，4、側(cè)向引出孔，5、密封套，6、壓接彈簧，7、夕卜套，8、限位卡簧，9、封裝結(jié)構(gòu)，11、電池正極，12、電池負(fù)極，13、隔膜，14、電解液

【具體實(shí)施方式】
[0031]下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實(shí)施例做詳細(xì)說明。
[0032]一種可維護(hù)型鋰電池，如圖1所示，包括封裝結(jié)構(gòu)9和其內(nèi)的電池正極11、隔膜13、電池負(fù)極12、電解液14 ;所述封裝結(jié)構(gòu)9頂部端面上布置有引出的正極片和引出的負(fù)極片，在引出的正極片和負(fù)極片中間增加上述壓力控制閥門，所述壓力控制閥門可以對鋰電池內(nèi)部氣體壓力隨時調(diào)整，可以對鋰電池內(nèi)的電解液隨時進(jìn)行更換。
[0033]本實(shí)施例的進(jìn)一步設(shè)置，所述壓力控制閥門，如圖2所示，從外到內(nèi)依次包括外套7、密封套5和圓柱體軸2，所述外套7底部通過一金屬片密封，圓柱體軸2固接在金屬片上表面中心處；
[0034]所述圓柱體軸2的軸心處設(shè)有圓孔3，圓孔3 —端延伸至圓柱體軸2的底部穿過金屬片，另一端連通圓柱體軸2上部設(shè)置的橫向的側(cè)向引出孔4，構(gòu)成電池封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)外連接通道；所述圓柱體軸2下部套接壓接彈簧6，壓接彈簧6頂部與密封套5底部接觸，用于使密封套5定位在圓柱體軸2的側(cè)向引出孔4處；
[0035]所述密封套5 —側(cè)上設(shè)有導(dǎo)通槽，密封套5在圓柱體軸2轉(zhuǎn)動90度后，密封套5上設(shè)置的導(dǎo)通槽正對圓柱體軸2的側(cè)向引出口，形成連接電池殼的內(nèi)部和外部的直通通道管路；
[0036]所述外套7上頂部和下部分別設(shè)有密封套5的上、下限位機(jī)構(gòu)，上限位機(jī)構(gòu)用于限定密封套5的上升條件，下限位機(jī)構(gòu)用于防止圓柱體軸2和密封套5掉入電池內(nèi)；
[0037]為了實(shí)現(xiàn)壓力狀態(tài)顯示功能，所述金屬片為一圓型的不銹鋼箔片1，所述不銹鋼箔片I上從圓柱體軸2外緣向外的位置壓出若干條圓環(huán)，實(shí)現(xiàn)在電池內(nèi)部的氣體壓力作用下不銹鋼箔片I中心部位有變型條件，做電池內(nèi)部壓力狀態(tài)檢測器。
[0038]本實(shí)施例中，所述外套7上頂部的上限位機(jī)構(gòu)為外套7頂部內(nèi)緣向內(nèi)收縮結(jié)構(gòu)，下部的下限位機(jī)構(gòu)為外套7內(nèi)側(cè)固定的限位卡簧8。
[0039]為了保證電池的密封性，所述不銹鋼箔片I的外緣處與外套7底部焊接在一起，形成內(nèi)外隔離的封閉條件。
[0040]所述圓柱體軸2中間的圓孔3優(yōu)選直徑為1.2mm。
[0041]為了保證電池的密封性，所述壓力控制閥門的底部焊接在不銹鋼的封裝結(jié)構(gòu)頂部中間。
[0042]為了提高鋰電池的性能和壽命，所述電池正極的正極片采用厚度為ISOum的正極鋁箔片，電池負(fù)極的負(fù)極片采用厚度為ISOum的負(fù)極銅箔片；所述隔膜的厚度為50um。
[0043]工作過程如下:
[0044]本可維護(hù)型鋰電池的壓力控制閥門的圓柱體軸2上的密封套5可以向圓柱體軸2的軸向滑動，密封套5正常狀態(tài)下能封閉圓柱體軸2的側(cè)向引出口。
[0045]本可維護(hù)型鋰電池具有電池內(nèi)部壓力狀態(tài)檢測功能，所述不銹鋼箔片I上從圓柱體軸2外緣向外的位置壓出若干條圓環(huán)，實(shí)現(xiàn)在電池內(nèi)部的氣體壓力作用下不銹鋼箔片I中心部位有變型條件，做電池內(nèi)部壓力狀態(tài)檢測器。
[0046]本可維護(hù)型鋰電池具有壓力釋放功能，當(dāng)電池內(nèi)部壓力接近限量閥值時，在電池內(nèi)部氣體壓力作用下，帶環(huán)型波紋的可伸縮的不銹鋼箔片I就會受壓變型，帶動圓柱體軸2上移動，在圓柱體軸2上的密封套5也隨之上移，并超出外套7頂部，顯示電池內(nèi)壓增加超過限量；當(dāng)電池內(nèi)部氣體壓力大限量值時，密封套5受到外套7上頂部的上限位機(jī)構(gòu)限制后，圓柱體軸2繼續(xù)上移；圓柱體軸2的側(cè)向引出口超出密封套5的密封范圍時，如圖4所示，就會形成電池內(nèi)外直通通道，排除電池內(nèi)部產(chǎn)生的過多氣體。
[0047]本可維護(hù)型鋰電池具有可恢復(fù)封閉功能，在釋放出電池內(nèi)部異常增加的氣體壓力后，在壓接彈簧6的作用下能夠重新恢復(fù)到原來的封閉封狀態(tài)。
[0048]本可維護(hù)型鋰電池具有真空壓力調(diào)節(jié)通道功能，單向通氣閥功能，通過真空壓力調(diào)節(jié)設(shè)備使電池內(nèi)部形成相同的真空狀態(tài)，如圖3所示；
[0049]本可維護(hù)型鋰電池具有重復(fù)注液的維護(hù)通道功能，密封套5也可以以圓柱體軸2為軸轉(zhuǎn)動，在圓柱體軸2頂部設(shè)有兩個密封套5軸向定位機(jī)構(gòu)，定位狀態(tài)一是密封套5封閉圓柱體軸2的側(cè)向引出口 ；定位狀態(tài)二是密封套5通過其上設(shè)有的導(dǎo)通槽，密封套5在繞圓柱體軸2轉(zhuǎn)動90度后，密封套5的導(dǎo)通槽正對圓柱體軸2的側(cè)向引出口，形成連接電池殼的內(nèi)部和電池殼的外部的直通通道管路，用于加注電解液或排除電解液；可實(shí)現(xiàn)定期調(diào)整鋰電池的可用電解液含量，還有通過更換鋰電池的電解液再生鋰電池的功能、性能。
[0050]本可維護(hù)型鋰電池采用真空化成技術(shù)，在給新電充電時電池外部連接真空氣管路，在定量的真空壓力(0.5個大氣壓)下給電池充電；這種方式可以在給電池充電過程中排除電池內(nèi)部產(chǎn)生的氣體和雜質(zhì)。
[0051]以上對本發(fā)明的一個實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說明，但所述內(nèi)容僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例，不能被認(rèn)為用于限定本發(fā)明的實(shí)施范圍。凡依本發(fā)明申請范圍所作的均等變化與改進(jìn)等，均應(yīng)仍歸屬于本發(fā)明的專利涵蓋范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種可維護(hù)型鋰電池，包括封裝結(jié)構(gòu)和其內(nèi)的電池正極、隔膜、電池負(fù)極、電解液；其特征在于: 所述封裝結(jié)構(gòu)頂部端面上布置有引出的正極片和引出的負(fù)極片，在引出的正極片和負(fù)極片中間增加一壓力控制閥門，所述壓力控制閥門可以對鋰電池內(nèi)部氣體壓力隨時調(diào)整，可以對鋰電池內(nèi)的電解液隨時進(jìn)行更換。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可維護(hù)型鋰電池，其特征在于:所述壓力控制閥門，從外到內(nèi)依次包括外套、密封套和圓柱體軸，外套底部通過一金屬片密封，圓柱體軸固接在金屬片上表面中心處； 所述圓柱體軸的軸心處設(shè)有圓孔，圓孔一端延伸至圓柱體軸的底部穿過金屬片，另一端連通圓柱體軸上部設(shè)置的橫向的側(cè)向引出孔，構(gòu)成電池封裝結(jié)構(gòu)內(nèi)外連接通道；所述圓柱體軸下部套接壓接彈簧，壓接彈簧頂部與密封套底部接觸，用于使密封套定位在圓柱體軸的側(cè)向引出口處； 所述密封套一側(cè)上設(shè)有導(dǎo)通槽，密封套在圓柱體軸轉(zhuǎn)動一定角度后，密封套上設(shè)置的導(dǎo)通槽正對圓柱體軸的側(cè)向引出口，形成連接電池殼的內(nèi)部和外部的直通通道管路； 所述外套上頂部和下部分別設(shè)有密封套的上、下限位機(jī)構(gòu)，上限位機(jī)構(gòu)用于限定密封套的上升條件，下限位機(jī)構(gòu)用于防止圓柱體軸和密封套掉入電池內(nèi)。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可維護(hù)型鋰電池，其特征在于:所述金屬片為一圓型的不銹鋼箔片，不銹鋼箔片上從圓柱體軸外緣向外的位置壓出若干條圓環(huán)，實(shí)現(xiàn)在電池內(nèi)部的氣體壓力作用下不銹鋼箔片中心部位有變型條件，做電池內(nèi)部壓力狀態(tài)檢測器。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的可維護(hù)型鋰電池，其特征在于:所述外套上頂部的上限位機(jī)構(gòu)為外套頂部內(nèi)緣向內(nèi)收縮結(jié)構(gòu)，下部的下限位機(jī)構(gòu)為限位卡簧。
5.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的可維護(hù)型鋰電池，其特征在于:所述不銹鋼箔片的外緣處與外套底部焊接在一起，形成內(nèi)外隔離的封閉條件。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的可維護(hù)型鋰電池，其特征在于:所述圓柱體軸中間的圓孔直徑為1.2_。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可維護(hù)型鋰電池，其特征在于:所述壓力控制閥門的底部焊接在不銹鋼的封裝結(jié)構(gòu)頂部中間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可維護(hù)型鋰電池，其特征在于:所述電池正極的正極片采用厚度為ISOum的正極鋁箔片，電池負(fù)極的負(fù)極片采用厚度為ISOum的負(fù)極銅箔片。
9.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可維護(hù)型鋰電池，其特征在于:所述隔膜的厚度為50um。
【文檔編號】H01M10/058GK104485488SQ201410781392
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月16日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月16日
【發(fā)明者】羅洪旭 申請人:天津神鹿能源有限公司