專利名稱：儲備式鋰電池的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及鋰電池，特別涉及一種儲備式鋰電池。
背景技術：
儲備式鋰電池又叫激活電池。在儲備狀態下，電池活性物質與電解液不直接接觸， 因此沒有電能輸出，不產生能量損耗。使用時通過動力源釋放電解液，激活電池。因此具有 儲存時間長、免維護、比能量高等優點，在引信等重要設備中使用較多。現有儲備式鋰電池，如美國專利申請《一種儲備式電源及其應用》 (ReserveBattery and Its Use，公開號 US 2004/0197640，
公開日
2004 年 10 月 7 日)，公 開的儲備式電池，包括一個用于存儲電解液的密封玻璃瓶，以及用于固定該玻璃瓶的支撐 結構和用于破壞該玻璃瓶的激活裝置。在預定加速度下，該激活裝置撞擊并破壞該密封玻 璃瓶，使儲存的電解液和電池活性物質反應，為引信提供電能。該設計方案雖然能保證儲備 式鋰電池可以正常啟動，但電池結構和裝配過程都很復雜，且玻璃瓶、支撐結構和激活裝置 占據電池內部很大的空間，影響電池的容量和體積。
實用新型內容本實用新型的目的在于提供一種結構簡單，可實現小體積大容量的儲備式鋰電 池。一種儲備式鋰電池，包括殼體，以及位于殼體內的電芯和電解液。所述儲備式鋰電 池還包括固定于殼體內的閥門，用于隔離電芯和電解液。在預定加速度下，所述電解液沖破 所述閥門，浸潤所述電芯。優選的，所述閥門的材料為金屬，其上形成有刻痕，在預定加速度下，所述電解液 沖破所述刻痕，浸潤所述電芯。所述閥門包括基板和基本垂直于所述基板的豎邊，所述閥門 通過所述豎邊與所述殼體固定連接。所述刻痕可包括一個圓形刻痕和一個內接于所述圓形 刻痕的Y字形刻痕。所述刻痕還可包括兩個相互連接的Y字形刻痕。所述殼體包括殼身， 以及蓋設于所述殼身開口處的蓋帽，所述殼身的殼壁朝殼底的方向呈臺階狀收縮，所述閥 門位于所述殼壁的臺階上。還可用位于所述閥門和殼體底部之間的支撐墊替代所述臺階。 所述蓋帽上設置有極柱，所述儲備式鋰電池還包括位于所述蓋帽和電芯正極之間的彈片， 所述彈片與所述極柱固定連接，所述彈片上設置有突起，所述突起可保證所述彈片與所述 電芯正極的緊密接觸。所述彈片的中部可開有直徑小于所述極柱的通孔。本實用新型所述的儲備式鋰電池結構簡單、緊湊，制造工藝簡易。閥門直接固定于 殼體上，占用電池內部空間小，電池容量基本不受影響，便于提高電池設計容量及縮小電池 整體體積，符合現有電池小型化、輕型化的發展趨勢。電池外形可以是柱式、方形、幣式、扣 式等任意形狀。可用于單兵引信及各種彈藥引信。
圖1是一實施例中儲備式鋰電池的立體圖。圖2是圖1所示儲備式鋰電池的分解圖。圖3是另一實施例中閥門的立體圖。
具體實施方式
下面根據附圖以扣式鋰電池為例對本實用新型作進一步闡述。如圖1和圖2所示，本實施例中，一種儲備式鋰電池100為柱狀扣式電池，其包括 殼體，和位于殼體內的電解液(未示出)、閥門30和包括電池活性物質的電芯。閥門30與 殼體固定連接，將電解液和電芯隔離在互不相通的兩個空間內。閥門30的強度要求在預定 加速度下，電解液可沖破閥門，瞬間浸潤電芯而激活電池。閥門30可根據電池類型及激活條件采用具有一定強度且不與電解液發生化學反 應的金屬材料，硬性塑料或鋼化玻璃。金屬材料可以是不銹鋼、碳鋼等金屬或合金。本實施例中，殼體由殼身10和位于殼身10開口處的蓋帽20組成。電芯包括由下 至上順次排列的集流網40、負極50、隔膜60、正極70、彈片80和蓋膜90。殼身10、蓋帽20、 閥門30、集流網40和彈片80的材料均為不銹鋼。隔膜60和蓋膜90采用絕緣材料，可以是 玻璃纖維。負極50為環狀鋰片。正極70為環狀碳片。殼身10包括殼壁11和殼底13，可采用一體成型方式制成，以保證殼身10具有穩 定的整體結構，及整體的均勻性，同時具有較強的抗沖擊能力，不易變形受損。殼壁11朝殼 底13的方向呈臺階狀收縮。殼壁11上的臺階111用于在生產裝配中支撐閥門30。殼底 13上開設有用于注液的通孔，該通孔用鋼珠采用焊接的方式密封。殼底13采用強度較高的 鋼板，保證在注完電解液后使用鋼珠對注液用通孔封口時不會導致殼底13變形。其他實施 例中，殼身10可由獨立的殼壁11和殼底13焊接形成。蓋帽20上設置有正極極柱23。極柱23通過絕緣材料，例如玻璃絕緣子固定在蓋 帽20中部。閥門30包括基板31和基本垂直于基板31的豎邊33，可采用一體成型制成。基 板31上形成有刻痕311，且刻痕311形成于基板31背向殼底13的一面。本實施例中，刻痕 311包括一個圓形刻痕和一個內接于該圓形刻痕的Y字形刻痕。閥門31位于殼身10的臺 階111上。豎邊33通過焊接的方式與殼身10連接，將殼體分為互不相通的兩個空間。集流網40為鋼制環形網，位于閥門30上。其中，集流網40中部通孔的尺寸應允 許閥門30上的刻痕311全部暴露出來，保證儲備式鋰電池100可正常開啟。優選地，集流 網40與閥門30固定連接。負極50位于集流網40上，優選地，負極50中部通孔的尺寸也 應允許閥門30上的刻痕311全部暴露出來。隔膜60位于負極50和正極70之間，用于電 氣隔離正極70和負極50，以及正極和殼壁11。彈片80位于正極70和蓋帽20之間，用于電性連接正極70和蓋帽20的極柱23。 為了防止彈片80和正極70接觸蓋帽20本體而導致電池短路，彈片80和蓋帽20之間還設 置有絕緣用環狀蓋膜90。本實施例中，彈片80中部開有通孔，且該通孔的尺寸小于極柱23 的尺寸。形成通孔的邊通過焊接的方式連接在極柱23上。通孔的存在使得電池加工組裝 工藝更簡單易操作。彈片80上還形成有突起85，使彈片80與正極70緊密接觸，確保放電過程中正、負極的形變匹配。本領域技術人員很容易想到的，其他實施例中，殼壁11可基本呈直筒狀，殼身10 底部可設置一環狀支撐墊，用于在電池裝配過程中支撐閥門30。閥門30可僅包括一塊基 板，基板邊緣與殼身10采用焊接的方式或填充密封材料的方式固定連接。閥門30上的刻 痕311可為任意形狀，只要保證閥門采用金屬材料時，閥門開啟后不會與正極、彈片或極柱 直接接觸即可。例如如圖3所示，刻痕可包括兩個相互連接的Y字形刻痕。綜上，本實用新型的儲備式鋰電池采用閥門將殼體分為互不相通的兩部分，分別 裝設電解液和電芯。利用閥門作為電池激活開關，通過在預定加速度下，電解液沖破閥門浸 潤正、負極從而激活電池。閥門與殼體固定連接，占用電池內部空間小，電池容量基本不受 影響，電池結構可做的很緊湊，易于實現小體積大容量設計。同時使得電池制造工藝簡化。當閥門采用高強度材料，尤其采用不銹鋼材料時，刻痕厚度容易控制，電池激活參 數穩定，抗過載能力強，可有效防止電池在運輸、長期存儲過程中發生提前激活現象。本實用新型的儲備式鋰電池適用于各種類型的儲備式化學電池，例如鋰/亞硫 酰氯(Li/S0C12)、鋰/硫酰氯(Li/S02C12)、鋰/ 二氧化硫(Li/S02)、鋰/ 二氧化錳(Li/ Mn02)、鋰/ 二硫化鐵(Li/FeS2)和鋰/硫磺(Li/S)等化學體系的一次電池，以及鋰離子電 池。特別適用于使用不銹鋼材料作為鋼殼的電池，主要是指鋰/亞硫酰氯電池、鋰/硫酰氯 電池、鋰/二氧化硫電池等具有不可燃電解液的鋰電池。可用于單兵引信及各種彈藥引信。
權利要求一種儲備式鋰電池，包括殼體，以及位于殼體內的電芯和電解液，其特征在于還包括固定于殼體內的閥門，用于隔離電芯和電解液，在預定加速度下，電解液沖破所述閥門，浸潤所述電芯。
2.根據權利要求1所述的儲備式鋰電池，其特征在于，所述閥門的材料為金屬。
3.根據權利要求1或2所述的儲備式鋰電池，其特征在于，所述閥門上形成有刻痕，在 預定加速度下，所述電解液沖破所述刻痕，浸潤所述電芯。
4.根據權利要求3所述的儲備式鋰電池，其特征在于，所述閥門包括基板和基本垂直 于所述基板的豎邊，所述閥門通過所述豎邊與所述殼體固定連接。
5.根據權利要求3所述的儲備式鋰電池，其特征在于，所述閥門上形成有一個圓形刻 痕和一個內接于所述圓形刻痕的Y字形刻痕。
6.根據權利要求3所述的儲備式鋰電池，其特征在于，所述閥門上形成有兩個相互連 接的Y字形刻痕。
7.根據權利要求3所述的儲備式鋰電池，其特征在于，所述殼體包括殼身，以及蓋設于 所述殼身開口處的蓋帽，所述殼身的殼壁朝殼底的方向呈臺階狀收縮，所述閥門位于所述 殼壁的臺階上。
8.根據權利要求3所述的儲備式鋰電池，其特征在于，還包括位于所述閥門和殼體底 部之間的支撐墊。
9.根據權利要求3所述的儲備式鋰電池，其特征在于，所述殼體包括殼身，以及位于所 述殼身開口處的蓋帽，所述蓋帽上設置有極柱，所述儲備式鋰電池還包括位于所述蓋帽和 電芯正極之間的彈片，所述彈片與所述極柱固定連接，所述彈片上設置有突起，所述突起可 保證所述彈片與所述電芯正極的緊密接觸。
10.根據權利要求9所述的儲備式鋰電池，其特征在于，所述彈片的中部開有通孔，所 述通孔的直徑小于所述極柱的直徑。
專利摘要本實用新型涉及儲備式鋰電池。該儲備式鋰電池包括殼體，以及位于殼體內的電芯和電解液。所述儲備式鋰電池還包括固定于殼體內的閥門，用于隔離電芯和電解液。在預定加速度下，所述電解液沖破所述閥門，浸潤所述電芯。本實用新型所述的儲備式鋰電池結構簡單、緊湊，制造工藝簡易。閥門直接固定于殼體上，占用電池內部空間小，電池容量基本不受影響，便于提高電池設計容量及縮小電池整體體積，符合現有電池小型化、輕型化的發展趨勢。電池外形可以是柱式、方形、幣式、扣式等形狀。可用于單兵引信及各種彈藥引信。
文檔編號H01M2/00GK201699083SQ201020235600
公開日2011年1月5日 申請日期2010年6月13日 優先權日2010年6月13日
發明者劉金成, 李亞德, 楊建 , 祝媛, 袁中直 申請人:惠州億緯鋰能股份有限公司