專利名稱：一種用于鋰離子電池的安全防爆裝置的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種鋰離子電池的安全防爆裝置。
背景技術：
目前，鋰離子電池相對于其它類型的充電電池具有體積小、重量輕、電量強、無記憶、綠色環保等優點。但也存在著致命的缺點，就是在生產和使用過程中，由于電池過充電或其它使用不當等原因，容易使電池內產生的大量氣體迅速膨脹并造成殼體爆炸，有些企業生產鋰離子電池采用單一的電路保護作為防爆裝置，但安全性較差，一旦保護電路出現故障電池殼體在高壓氣體作用下，就會發生爆炸，這是十分危險的。另有一些企業生產的鋰離子電池，目前已知的裝在電池殼體內頂端的塑圈、頂蓋、墊片組合件也不能起到防爆作用，這將給生產者和消費者造成很大危害。
發明內容
為了解決鋰離子電池在過充電時造成電池殼體爆炸的問題，本實用新型提供了一種鋰離子電池的安全防爆裝置，當電池過充電時，能減少氣體膨脹或使迅速膨脹的氣體安全排出，防止了電池殼體爆炸，保護了生產者和消費者的人身安全。
本實用新型解決技術問題所采用的技術方案是運用了氣頂斷電和安全破裂的原理，將目前已知的裝在鋰離子電池殼體頂端內的組合件塑圈、頂蓋、墊片分別改制成塑圈(1)、頂蓋(2)、墊圈(3)并增加有膜片(4)、孔板(5)，其特征是塑圈(1)內依次裝有膜片(4)、墊圈(3)、頂蓋(2)。孔板(5)裝在塑圈(1)底部外側環形槽內與膜片(4)之間采用多焊點焊接，組成了本實用新型一種鋰離子電池的安全防爆裝置。塑圈(1)由已知外形上端有向內平面折邊，底部中間有一孔，內、外壁上表面光滑的筒體塑圈改制成，其外形上端有個向內平面折邊，外壁為階梯狀，內壁上端彎角處有一個三角形環狀密封臺(6)，底部中間有一個孔，孔的周邊有一個方形環狀密封凸臺(8)，在底部外側有個圓臺，在圓臺內側有個環形槽；頂蓋(2)由已知的外形底部有個環狀平面沿邊，在沿邊內側有個向上凸起槽的頂蓋改制成，其外形相同，只是在凸起槽側壁周圍增加了3～4個氣孔；墊圈(3)由已知的圓形無孔墊片改制成，其外形相同只是在圓形片中間增加了一個孔。膜片(4)外形為上端有一個環狀平面沿邊，在沿邊內側彎角處有一個錐臺狀槽，在沿邊與錐臺槽彎角邊緣處上下相對應的位置上有環狀雙刃刻痕(10)。孔板(5)外形為平板圓形片狀，在中間底部有個凹坑，在外壁與凹坑之間有3-4個孔(11)用于排放氣體。頂蓋(2)上凸起槽的內壁直徑要大于墊圈(3)上中心孔直徑尺寸，墊圈(3)上中心孔直徑尺寸要大于膜片(4)上的環狀雙刃刻痕(10)直徑尺寸，墊圈(3)它除了作為裝置中導電環外，還是膜片(4)錐臺槽部分在氣體壓力作用下向上凸起的襯環。本裝置與電池殼體(14)封裝在一起配牢，在與電池殼體(14)封裝前，孔板(5)上氣孔(11)周邊平面上焊接極耳(13)與鋰離子電池芯正極片相連，頂蓋(2)在電池殼體(14)最頂端。當電池過充電時，使得電池殼體(14)內充電液產生大量氣體迅速膨脹，膨脹氣體從孔板(5)上的氣孔(11)中穿過并作用在與其多點焊接的膜片(4)錐臺槽底部，在氣體壓力作用下，膜片(4)上錐臺槽向相反的方向凸起，使之與孔板(5)焊接的焊點(12)斷開，同時切斷了電池充電電源停止充電，使氣體停止膨脹，起到了安全保護作用。若氣體壓力過大或繼續膨脹，隨著氣壓增高，膜片(4)錐臺槽底部向上凸起致使環狀雙刃刻痕(10)在氣壓的作用下被撕開，氣體隨著膜片(4)被撕開的刻痕(10)裂縫排出，釋放了電池殼體(14)內的高壓氣體，防止了電池殼體(14)爆炸，保障了生產者和使用者的人身安全。
本實用新型優點和效果是運用了氣頂斷路和安全破裂的原理，使電池過充電時，電池殼體(14)內膨脹氣體迅速停止膨脹或使膨脹氣體安全排出，防止電池殼體(14)爆炸，保障了生產者和使用者的人身安全；并解決了現有單一電路保護的不可靠性的嚴重安全問題；由于鋰離子電池的安全防爆裝置各零件之間的科學鑲配，它具有設計合理、工藝先進、成本低廉、安全可靠等特點，很適用于鋰離子電池生產企業從事大批量生產；而本裝置良好的密封性能為鋰離子電池生產時不漏液、不泄壓、不變形提供了可靠的保證，確保了產品質量。
以下結合附圖和實施例對本實用新型進一步說明
圖1鋰離子電池的安全防爆裝置結構剖視圖塑圈(1)、頂蓋(2)、墊圈(3)、膜片(4)、孔板(5)、密封臺(6)、密封凸臺(8)、排氣孔(9)、刻痕(10)、氣孔(11)、焊點(12)。
圖2鋰離子電池結構示意圖塑圈(1)、頂蓋(2)、墊圈(3)、膜片(4)、孔板(5)、密封臺(6)防溢槽(7)、密封凸臺(8)、排氣孔(9)、刻痕(10)、氣孔(11)、焊點(12)、極耳(13)、殼體(14)。
具體實施方式
圖1所示塑圈(1)是用與電解液不發生化學反應的PP材料注塑而成，其外形上端有向內平面折邊外壁為階梯狀，上端直徑尺寸為Ф 8.6～Ф31.2mm，下端直徑尺寸略小于上端尺寸，內壁直徑為Ф7.6～Ф29.5mm，在內壁上端折邊彎角處有一個三角形環狀密封臺(6)，底部中間有一孔，其周邊上有一方形環狀密封凸臺(8)，底部外側有個圓臺，其內側有個環狀槽直徑為Ф3～Ф16.2mm，在塑圈(1)內壁方形環狀密封凸臺(8)上面，在三角形環狀密封臺(6)下面依次裝入外徑尺寸與其內徑尺寸相近厚度在0.1～0.5mm之間的膜片(4)、墊圈(3)、頂蓋(2)并用塑封機封裝，使塑圈(1)上端形成一個向內的折邊， 內壁上的三角形環形密封臺(6)緊壓在頂蓋(2)沿邊上。膜片(4)用純鋁帶沖制成，上端有個環狀平面沿邊，在沿邊內側邊緣處有個向下的錐臺槽，在沿邊內側與錐臺凹槽邊緣處上下相對應的位置上有環狀雙刃刻痕環(10)，沿邊的外徑尺寸為Ф7.6～Ф29.5mm，膜片(4)錐臺凹槽高度要超過塑圈(1)底部中心孔壁高度，墊圈(3)是用鎳或鋁帶沖制成，外徑尺寸為Ф7.6～Ф29.5mm圓環狀形，中間有一個孔，孔的直徑尺寸略大于膜片(4)上環狀雙刃刻痕(10)直徑尺寸，它除了作導電環外，還是膜片(4)錐臺凹槽向相反方向上凸起的襯環。頂蓋(2)是用特殊鋼帶沖成底部有個環狀平面沿邊，在環狀沿邊內側邊緣有個向上凸起的槽，表面鍍鎳，沿邊外徑尺寸為Ф7.6～Ф29.5mm，在凸起槽側壁周圍有3～4個排氣孔(9)，頂蓋(2)頂部的平臺是用于焊接極片或作為組合電池組連接區間用， 凸起槽內壁空間高度尺寸大于膜片(4)錐臺凹槽向上凸起刻痕(10)撕破時的最大高度。孔板(5)是用純鋁板沖成圓形片狀，外徑為Ф2.8～Ф16mm中間有個凹坑，在外壁與凹坑之間有3-4個出氣孔(11)，孔板(5)裝在塑圈(1)底部外側環形槽內，并與膜片(4)錐臺槽底部多焊點焊接，組成本實用新型一種鋰離子電池的安全裝置。塑圈(1)、頂蓋(2)、墊圈(3)、膜片(4)、孔板(5)的各部分尺寸隨著鋰離子電池殼體(14)內壁直徑尺寸的變化而改變。
圖2所示本實用新型一種鋰離子電池的安全防爆裝置與電池殼體(14)壓封在一起配牢形成一整體，并形成防溢槽(7)，在與電池殼體(14)壓封前，要在孔板(5)上氣孔(11)周邊焊接極耳(13)，與電池芯正極片相連，當電池過充電時，電池殼體(14)內電解液產生大量氣體并迅速膨脹，膨脹氣體從孔板(5)上的排氣孔(11)中穿過，并作用在與其多焊點(12)的膜片(4)上錐臺槽底部，在氣體壓力作用下，膜片(4)錐臺槽向相反方向凸起，使之與孔板(5)連接的焊點(12)斷開，同時切斷電池充電電源而停止充電，致使氣體停止膨脹，若氣體壓力過大或繼續膨脹，隨著氣壓增高膜片(4)凹槽繼續向上凸起致使環狀雙刃刻痕(10)在氣壓的作用下將被撕開，氣體隨著膜片(4)被撕開的刻痕(10)裂縫中排出，釋放了電池殼體(14)內的高壓氣體，防止了電池殼體(14)爆炸，達到了安全防爆作用。
權利要求1一種用于鋰離子電池的安全防爆裝置塑圈、頂蓋、墊片、相互連接，其特征是將目前已知的塑圈、頂蓋、墊片、分別改制成塑圈(1)、頂蓋(2)、墊圈(3)，并增加有膜片(4)、孔板(5)，塑圈(1)上端有向內平面彎角折邊，外壁為階梯狀，內壁上端折邊彎角處有一個三角形環狀密封臺(6)，底部中間有一個孔，周邊上有一個方形環狀密封凸臺(8)，底部外側有一個圓臺，其內側有個環形槽；頂蓋(2)底部有個環狀平面沿邊，內側有個向上凸起的平臺槽，在凸起平臺槽側壁上有3～4個氣孔；墊圈(3)為圓形片狀，中間有一個孔；膜片(4)外形為上端有一個平面環狀沿邊，在沿邊內側彎角處有一個向下的錐臺槽，并在彎角處上下相對應的位置上有環狀雙刃刻痕(10)；孔板(5)為圓形片狀，在中間有個凹坑，外壁與凹坑之間周圍有3-4個孔(11)；塑圈(1)內依次裝有膜片(4)、墊圈(3)、頂蓋(2)，塑圈(1)內壁上端折邊彎角處三角形環形密封臺(6)緊壓在頂蓋(2)沿邊上，底部方形環狀密封凸臺(8)與膜片(4)上沿邊緊密相接，孔板(5)裝在塑圈(1)底部外側環形槽內，并與膜片(4)錐槽臺槽底面多焊點相連接。
2根據權利要求1所述，一種鋰離子電池的安全防爆裝置，其特征是頂蓋(2)上凸起平臺槽內壁直徑要大于墊圈(3)孔的直徑尺寸，墊圈(3)上孔的直徑要大于膜片(4)的環狀刻痕(10)直徑尺寸。
3根據權利要求1所述，一種鋰離子電池的安全防爆裝置，其特征是孔板(5)上氣孔(11)周邊上焊有極耳(13)與電池芯正極片相連。
專利摘要本實用新型涉及一種用于鋰離子電池的安全防爆裝置，是由塑圈(1)、頂蓋(2)、墊圈(3)、膜片(4)、孔板(5)、相互連接組合而成。其特征是模片(4)、墊圈(3)、頂蓋(2)依次裝入塑圈(1)內封裝，然后，將孔板5裝在塑圈1底部環形槽內，與膜片4用激光焊機多點焊接。本實用新型采用了氣頂斷路和安全破裂的原理，當電池過充電時殼體內的膨脹氣體可以從孔板(5)中的氣孔(11)穿過，將膜片(4)與孔板(5)之間的焊點斷開，或膨脹氣體壓力過高，氣壓將膜片(4)凹面向相反方向凸起，致使刻痕撕開，膨脹氣體由撕開處從頂蓋(2)上的氣孔排出，同時切斷電源停止充電，防止電池殼爆炸，保障了生產者和使用者的人身安全。
文檔編號H01M2/12GK2831449SQ20052002540
公開日2006年10月25日 申請日期2005年3月14日 優先權日2005年3月14日
發明者邰永寧, 李媛 申請人:邰永寧, 李媛