專利名稱：微電阻圓柱鋰離子電池防爆蓋帽的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種圓柱鋰離子電池蓋帽，具體說是一種微電阻、無爆炸的圓柱 鋰離子電池防爆蓋帽。
背景技術(shù)：
鋰離子電池蓋帽是鋰離子電池的關(guān)鍵部件，它直接關(guān)系到電池可靠性、使用壽命、 容量大小、生產(chǎn)者和消費(fèi)者生產(chǎn)使用安全?，F(xiàn)有圓柱形鋰離子電池蓋帽由上蓋、墊片、防爆 膜片、孔板、密封圈組成，經(jīng)過電池正負(fù)極材料技術(shù)改良后，傳統(tǒng)使用PTC墊片控制電池發(fā) 熱膨脹的技術(shù)基本淘汰，主要是由于PTC墊片(高溫?zé)崦綦娮?本身內(nèi)阻較大，嚴(yán)重影響電 池容量和可循環(huán)充放電次數(shù)。為了提高電池蓋帽的安全性，沿用PTC墊片的結(jié)構(gòu)方式，將 PTC墊片更換成環(huán)狀鋁墊片或銅鍍鎳環(huán)墊片等，將防爆膜改成帶墻體防爆片，并由帶墻體防 爆片將墊片、上蓋包裹在一起放入內(nèi)部涂膠的密封圈內(nèi)，從反面將孔板和防爆片通過激光 焊接，相比傳統(tǒng)鋰電蓋帽，蓋帽內(nèi)阻從ΙΟπιΩ降低到ΙπιΩ以下。如專利號為CN200920113873. 8公開的新型高倍率放電圓柱形鋰離子電池防爆蓋 帽，采用中空密封體內(nèi)設(shè)有具有環(huán)狀刻痕和凸起部下沿為平臺結(jié)構(gòu)的防爆閥，防爆閥周邊 設(shè)有凸起的包邊，且該包邊采用模具將頂蓋完全包住。在電池內(nèi)部氣體壓力增大到設(shè)定壓 力值時(shí)，防爆閥由環(huán)狀刻痕處向上翻轉(zhuǎn)，防爆閥中部向下延伸的弧形凸起部向上翻轉(zhuǎn)使孔 板與防爆閥中部平臺脫落形成斷路，斷路后內(nèi)壓繼續(xù)增大，增大到安全值時(shí)，防爆閥爆開能 避免爆炸事故，其不足之處在于弧形凸起部向上翻轉(zhuǎn)后，由于材料經(jīng)高溫退火軟化在氣體 壓力下被迫擴(kuò)延容易覆蓋住頂蓋氣孔，環(huán)狀刻痕處泄壓失效無法開啟泄壓，引起電池爆炸； 防爆閥與頂蓋間不采用墊片，蓋帽內(nèi)阻可降低到0. 5πιΩ，但是防爆閥向上翻轉(zhuǎn)后由于高溫 退火更大面積覆蓋頂蓋氣孔，此時(shí)無墊片結(jié)構(gòu)蓋帽整體強(qiáng)度降低，頂蓋在高壓下易整體變 形脫離中空密封體弓I起電池爆炸，安全性能低。另外，在電池封裝蓋帽與鋼殼時(shí)，采用模具徑向壓合鋼殼和蓋帽，蓋帽產(chǎn)受徑向壓 力，徑向壓力傳至蓋帽密封圈，密封圈變形將徑向壓力不規(guī)則傳遞至孔板和防爆膜，孔板或 防爆膜易錯位使正負(fù)極提前斷開或防爆膜異常變形產(chǎn)生爆裂開啟導(dǎo)致電池報(bào)廢；而且防爆 膜異常變形使刻痕處閉合，開啟壓力無限大，導(dǎo)致電池內(nèi)壓增大時(shí)無法正常開啟，電池易爆 炸。
發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中鋰離子電池蓋帽防爆膜翻轉(zhuǎn)后刻痕無法正常開啟泄壓，蓋帽 內(nèi)阻降低和蓋帽結(jié)構(gòu)穩(wěn)定無法兼顧，電池壽命短，以及蓋帽與殼體封裝時(shí)蓋帽的防爆膜易 變形破裂、防爆膜與孔板易錯位斷裂導(dǎo)致電池報(bào)廢、防爆膜變形折疊導(dǎo)致電池爆炸等弊端， 本實(shí)用新型的目的是提供一種防爆膜翻轉(zhuǎn)后能正常爆開泄壓，蓋帽內(nèi)阻降低和蓋帽結(jié)構(gòu)穩(wěn) 定兼顧，電池使用壽命長，蓋帽與殼體封裝時(shí)防爆膜與孔板無變形、無錯位，電池防爆性能 穩(wěn)定、生產(chǎn)使用安全的微電阻圓柱鋰離子電池防爆蓋帽。[0006]本實(shí)用新型采用的技術(shù)方案是一種微電阻圓柱鋰離子電池防爆蓋帽，包括上蓋 帽、墊片、帶墻體的防爆膜、孔板和密封圈，上蓋帽上設(shè)有多個(gè)氣孔，防爆膜的墻體折彎將墊 片和上蓋帽包裹在防爆膜腔體內(nèi)，上述包裹后的防爆膜嵌入涂有膠的密封圈內(nèi)，密封圈的 底面嵌上孔板，孔板與防爆膜激光點(diǎn)焊，其技術(shù)特征在于所述防爆膜的底面上設(shè)有向下凸 起的圓形焊接平臺，圓形焊接平臺與防爆膜底面之間形成預(yù)應(yīng)泄壓環(huán)。在電池內(nèi)部壓力增 大時(shí)，防爆膜圓形焊接平臺受電池內(nèi)部壓力向上蓋帽方向翻轉(zhuǎn)，當(dāng)圓形焊接平臺受力達(dá)到 防爆膜與孔板焊接點(diǎn)脫離壓力時(shí)，防爆膜與孔板的焊接點(diǎn)斷裂，防爆膜的圓形焊接平臺向 上翻轉(zhuǎn)；電池內(nèi)部壓力瞬間減小后繼續(xù)增大，圓形焊接平臺受力持續(xù)增大，當(dāng)圓形焊接平臺 受力達(dá)到防爆膜底面圓形焊接平臺與預(yù)應(yīng)泄壓環(huán)爆開壓力時(shí)，預(yù)應(yīng)泄壓環(huán)爆開使圓形焊接 平臺與防爆膜底面脫開，電池內(nèi)部壓力由上蓋帽氣孔泄壓，無電池爆炸隱患，使用安全。所述上蓋帽帽沿上表面均勻設(shè)有兩只以上凸起的焊點(diǎn)，兩只以上凸起的焊點(diǎn)與防 爆膜的折彎墻體超聲波焊接。焊接后的上蓋帽和防爆膜連為一體，兩者連接緊密，消除了相 互之間的間隙內(nèi)阻，降低了蓋帽整體內(nèi)阻。所述上蓋帽帽沿設(shè)有向上的翻邊。焊接防爆膜與上蓋帽時(shí)，上蓋帽的翻邊與防爆 膜折彎墻體折彎處存在相互作用力，有利于提高防爆膜墻體折彎處外形整齊，便于防爆膜 與密封圈的安裝。所述墊片的內(nèi)環(huán)設(shè)有與防爆膜預(yù)應(yīng)泄壓環(huán)位置對應(yīng)的銳刺狀翻邊。當(dāng)圓形焊接平 臺受力達(dá)到防爆膜底面圓形焊接平臺與預(yù)應(yīng)泄壓環(huán)爆開壓力時(shí)，銳刺狀翻邊對預(yù)應(yīng)泄壓環(huán) 起切刀作用，確保圓形焊接平臺與防爆膜底面脫開，進(jìn)一保障了電池的防爆安全性能。所述密封圈包括孔板圈和正負(fù)極絕緣圈，孔板圈經(jīng)兩根以上的塑料連接條連接在 正負(fù)級絕緣圈內(nèi)形成鏤空式密封圈。孔板圈與正負(fù)級絕緣圈經(jīng)塑料連接條連接，正負(fù)級絕 緣圈受力變形時(shí)，變形壓力對孔板圈無影響，孔板圈不變形，確?？装搴蛨A形焊接平臺焊接 牢靠、無變形、無錯位。采用以上技術(shù)方案，本實(shí)用新型的有益效果是1、在電池內(nèi)部承壓、溫度升高時(shí)，防爆膜底面的圓形焊接平臺可延伸變形量小，在 防爆膜受力翻轉(zhuǎn)到防爆膜爆開過程中，防爆膜與圓形焊接平臺之間的預(yù)應(yīng)泄壓環(huán)始終受 力，預(yù)應(yīng)泄壓環(huán)受力達(dá)到斷裂壓力時(shí)即斷裂，圓形焊接平臺從防爆膜上爆開使電池內(nèi)部泄 壓，微量延伸變形的圓形焊接平臺向上蓋帽方向延伸時(shí)不易堵塞上蓋帽氣孔，電池?zé)o爆炸 隱患，安全性能高；墊片內(nèi)環(huán)設(shè)有與防爆膜預(yù)應(yīng)泄壓環(huán)位置對應(yīng)的銳刺狀翻邊，在圓形焊接 平臺翻轉(zhuǎn)后持續(xù)受力過程中，圓形焊接平臺受力達(dá)到防爆膜底面圓形焊接平臺與預(yù)應(yīng)泄壓 環(huán)爆開壓力，此時(shí)銳刺狀翻邊對預(yù)應(yīng)泄壓環(huán)起切刀作用，進(jìn)一步保證了圓形焊接平臺從防 爆膜上爆開，提高了電池安全性能；2、上蓋帽帽沿設(shè)有向上的翻邊，上蓋帽帽沿向上的翻邊與防爆膜墻體折彎處具有 相互作用力，墻體折彎處變形規(guī)則、美觀，避免了墻體折彎無反向作用力導(dǎo)致折彎處褶皺和 不規(guī)則變形使密封圈與墻體的密封性能降低；上蓋帽帽沿上表面均勻設(shè)有兩只以上凸起 的焊點(diǎn)，兩只以上凸起的焊點(diǎn)與防爆膜的折彎墻體超聲波焊接，提高了防爆膜墻體包裹接 觸牢固度和整體結(jié)構(gòu)抗壓性，配合上蓋帽帽沿向上的翻邊也與防爆膜的折彎墻體超聲波焊 接，蓋帽內(nèi)電流分為兩路，一路流經(jīng)上蓋帽、折彎墻體和防爆膜，另一路流經(jīng)上蓋帽、墊片、 防爆膜，兩路電阻并聯(lián)降低了蓋帽整體電阻；上蓋帽與折彎墻體采用焊接連接方式，消除了相互之間的間隙內(nèi)阻，進(jìn)一步降低了蓋帽內(nèi)阻，蓋帽整體內(nèi)阻降低到0.08πιΩ以下，成品電 池容量大大提高，可循環(huán)充放電次數(shù)增加，電池性能提高；3、密封圈的孔板圈經(jīng)塑料連接條連接在正負(fù)級絕緣圈內(nèi)形成鏤空式密封圈，孔板 嵌在孔板圈內(nèi)與圓形焊接平臺激光焊接，正負(fù)級絕緣圈受力變形時(shí)，變形壓力對孔板圈無 影響，孔板圈不變形，在蓋帽與電池鋼殼封裝時(shí)，采用模具徑向壓合鋼殼和蓋帽給蓋帽產(chǎn)生 徑向壓力，徑向壓力無法由正負(fù)級絕緣圈傳至孔板圈，孔板或防爆膜無變形、無錯位，杜絕 了孔板或防爆膜變形、錯位導(dǎo)致電池防爆膜無法爆開或防爆膜不正常爆開，電池安全性能 更高。本實(shí)用新型蓋帽防爆膜底面采用預(yù)應(yīng)泄壓環(huán)連接圓形焊接平臺，圓形焊接平臺與 孔板焊接，配合墊片內(nèi)沿尖銳刺狀翻邊切割預(yù)應(yīng)泄壓環(huán)、上蓋帽帽沿翻邊和帽沿上凸起焊 點(diǎn)與防爆膜折彎墻體緊密焊接，實(shí)現(xiàn)防爆膜按設(shè)定壓力翻轉(zhuǎn)爆開和蓋帽整體內(nèi)阻的降低， 其結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、穩(wěn)定，不易變形、錯位，蓋帽內(nèi)阻低，電池性能高，防爆膜翻轉(zhuǎn)后能正常爆 開泄壓，防爆性能穩(wěn)定，使用安全、壽命長。
圖1為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型密封圈的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中上蓋帽1，焊點(diǎn)11，翻邊12，墊片2，銳刺狀翻邊21，防爆膜3，折彎墻體31， 預(yù)應(yīng)泄壓32，圓形焊接平臺33，孔板4，密封圈5，孔板圈51，正負(fù)極絕緣圈52，塑料連接條 53。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。圖1、2所示，微電阻圓柱鋰離子電池防爆蓋帽主要包括上蓋帽1、墊片2、防爆膜3、 孔板4和密封圈5。密封圈5包括孔板圈51和正負(fù)極絕緣圈52，孔板圈51經(jīng)兩根以上的 塑料連接條53連接在正負(fù)級絕緣圈52內(nèi)形成鏤空式密封圈；密封圈5外下方設(shè)有位于孔 板圈52上的孔板4，密封圈5內(nèi)由下至上依次設(shè)有防爆膜3、墊片2和上蓋帽1，防爆膜3的 底面上設(shè)有向下凸起的圓形焊接平臺33，圓形焊接平臺33與防爆膜3底面之間形成預(yù)應(yīng)泄 壓環(huán)32，圓形焊接平臺33與孔板4激光焊接，防爆膜3的折彎墻體31將上蓋帽1和墊片2 壓合在防爆膜3上，折彎墻體31與上蓋帽1帽沿上表面均勻設(shè)有的兩只以上凸起的焊點(diǎn)11 超聲波焊接，上蓋帽1帽沿設(shè)有向上的與折彎墻體31折彎處對應(yīng)的翻邊12 ；墊片2的內(nèi)環(huán) 設(shè)有與防爆膜3預(yù)應(yīng)泄壓環(huán)32位置對應(yīng)的銳刺狀翻邊21。本實(shí)用新型組裝時(shí)，首先將墊片2放入防爆膜3內(nèi)使墊片的銳刺狀翻邊21對應(yīng)防 爆膜3的預(yù)應(yīng)泄壓環(huán)32，然后將上蓋帽1放在防爆膜3內(nèi)的墊片2上，再折彎防爆膜3的墻 體，使折彎墻體31與上蓋帽1的焊點(diǎn)11超聲波焊接，最后將焊接好的帶有上蓋帽1的防爆 膜3放入密封圈5的正負(fù)極絕緣圈52內(nèi)，使防爆膜圓形焊接平臺33對應(yīng)密封圈的孔板圈 51，最后將帶有防爆膜的密封圈與電池鋼殼裝配。使用時(shí)，電池內(nèi)部承壓、溫度升高，防爆膜與圓形焊接平臺之間的預(yù)應(yīng)泄壓環(huán)始終 受力，預(yù)應(yīng)泄壓環(huán)受力達(dá)到斷裂壓力時(shí)即斷裂，圓形焊接平臺從防爆膜上爆開使電池內(nèi)部泄壓，此時(shí)圓形焊接平臺向上蓋帽方向微量延伸變形不易堵塞上蓋帽氣孔，墊片內(nèi)環(huán)銳刺 狀翻邊對預(yù)應(yīng)泄壓環(huán)起切刀作用，電池防爆性能好，使用安全。
權(quán)利要求一種微電阻圓柱鋰離子電池防爆蓋帽，包括上蓋帽(1)、墊片(2)、帶墻體的防爆膜(3)、孔板(4)和密封圈(5)，上蓋帽上設(shè)有多個(gè)氣孔，防爆膜的墻體折彎將墊片和上蓋帽包裹在防爆膜腔體內(nèi)，上述包裹后的防爆膜嵌入涂有膠的密封圈內(nèi)，密封圈的底面嵌上孔板，孔板與防爆膜激光點(diǎn)焊，其特征在于所述防爆膜(3)的底面上設(shè)有向下凸起的圓形焊接平臺(33)，圓形焊接平臺與防爆膜底面之間形成預(yù)應(yīng)泄壓環(huán)(32)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電阻圓柱鋰離子電池防爆蓋帽，其特征是所述上蓋帽(1) 帽沿上表面均勻設(shè)有兩只以上凸起的焊點(diǎn)(11)，兩只以上凸起的焊點(diǎn)與防爆膜的折彎墻體 (31)超聲波焊接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的微電阻圓柱鋰離子電池防爆蓋帽，其特征是所述上蓋 帽(1)帽沿設(shè)有向上的翻邊(12)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電阻圓柱鋰離子電池防爆蓋帽，其特征是所述墊片(2) 的內(nèi)環(huán)設(shè)有與防爆膜預(yù)應(yīng)泄壓環(huán)(32)位置對應(yīng)的銳刺狀翻邊(21)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微電阻圓柱鋰離子電池防爆蓋帽，其特征是所述密封圈(5) 包括孔板圈(51)和正負(fù)極絕緣圈(52)，孔板圈經(jīng)兩根以上的塑料連接條(53)連接在正負(fù) 級絕緣圈內(nèi)形成鏤空式密封圈。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種微電阻圓柱鋰離子電池防爆蓋帽，包括上蓋帽、墊片、帶墻體的防爆膜、孔板和密封圈，上蓋帽上設(shè)有多個(gè)氣孔，防爆膜的墻體折彎將墊片和上蓋帽包裹在防爆膜腔體內(nèi)，上述包裹后的防爆膜嵌入涂有膠的密封圈內(nèi)，密封圈的底面嵌上孔板，孔板與防爆膜激光點(diǎn)焊，所述防爆膜的底面上設(shè)有向下凸起的圓形焊接平臺，圓形焊接平臺與防爆膜底面之間形成預(yù)應(yīng)泄壓環(huán)；配合墊片內(nèi)沿尖銳刺狀翻邊切割預(yù)應(yīng)泄壓環(huán)、上蓋帽帽沿翻邊和帽沿上凸起焊點(diǎn)與防爆膜折彎墻體緊密焊接，實(shí)現(xiàn)防爆膜翻轉(zhuǎn)爆開和蓋帽整體內(nèi)阻的降低，其結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、穩(wěn)定，不易變形、錯位，蓋帽內(nèi)阻低，電池性能高，防爆膜翻轉(zhuǎn)后能正常爆開泄壓，防爆性能穩(wěn)定，使用壽命長。
文檔編號H01M2/12GK201699073SQ201020180890
公開日2011年1月5日 申請日期2010年5月6日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月6日
發(fā)明者朱劍 申請人:熊輝