鋰電池防爆結構及其成型方法與流程

本發明有關一種鋰電池防爆結構及其成型方法，尤指一種能使防爆的薄膜與鋰電池芯殼體的頂板緊密連接的鋰電池防爆結構及其成型方法。

背景技術：

目前鋰電池芯的結構主要包括一殼體，殼體內置放有電解質溶液及采用疊片或卷繞裝配方式裝配的正極片、隔離膜及負極片。其中，各正極片分別以正極極耳焊接后，再同時焊接在殼體的正極接線柱的底部，各負極片分別以負極極耳焊接，再同時焊接在殼體的負極接線柱的底部。而正極接線柱及負極接線柱的頂部則是分別設有外螺紋，借以在分別螺合一螺母后，分別固定不同的接線端子，以分別向外輸出電力。

其中，在充、放電狀態時，容易讓殼體內的電解質溶液溫度上升，并產生氣體。而為了防止因氣體的快速膨脹使殼體爆炸，目前鋰電池殼體的頂板上大多會烙上一層防爆薄膜，或是以點焊方式將防爆薄膜點焊于頂板上，以封閉防爆孔，借以在氣體快速膨脹時，沖破防爆薄膜的阻隔，以達到泄壓的目的。

然而，以點焊方式將防爆薄膜點焊于頂板上，因點焊機的功率大小很難調適，以致于點焊時容易因功率太高而穿破防爆薄膜，或因功率太小而造成虛焊現象，使產品品質很難掌控。而若利用一加熱裝置以加熱、加壓的方式將防爆薄膜直接烙于頂板上，則僅能讓防爆薄膜下陷以與頂板形成線狀的結合，其在結合品質上亦不是很可靠。如此一來，當防爆薄膜與頂板沒有完全密合時，不但容易讓電解質溶液泄漏，且會在殼體內的氣體壓力并未過高時 即讓防爆薄膜爆開，使鋰電池芯的殼體無法再使用而縮短產品的使用壽命。

技術實現要素：

有鑒于此，為了提供一種有別于現有技術的結構，并改善上述的缺點，發明人積多年的經驗及不斷的研發改進，遂有本發明的產生。

本發明的主要目的在于提供一種以沖壓的方式成型一卡板及一擠壓部，使定位固定環，進而使薄膜與頂板完全密合的鋰電池防爆結構及其成型方法，以能解決現有防爆薄膜的結合品質不良而使電解質溶液泄漏及防爆薄膜提早爆開的問題，而能有效提高產品品質，使在殼體內的氣體壓力到達預設壓力時，讓防爆薄膜爆開，以避免產品的浪費而降低生產成本，并延長產品的使用壽命。

為達上述的目的，本發明所設的鋰電池防爆結構設于一鋰電池芯殼體頂端的頂板上；其主要的技術特點在于：該頂板具有上下連通的承接區域及通氣孔，承接區域由頂板的頂面向下凹陷，承接區域具有環形底面，環形底面位于通氣孔的頂部周緣；一膠圈容置于承接區域內，并位于環形底面的上方；一薄膜容置于承接區域內，并位于膠圈的上方；一固定環容置于承接區域內，并位于薄膜的上方；一卡板向下抵壓于固定環的頂面的外周緣；以及該頂板的頂面設有一向下凹陷的擠壓部，且擠壓部位于卡板的外周圍。

實施時，該承接區域為圓形槽，該通氣孔為圓形孔，圓形槽的直徑大于通氣孔的直徑。

實施時，該卡板是由頂板的頂面以水平方向朝向承接區域的中心延伸而成的環形凸塊。

實施時，該擠壓部為經沖壓而成的環形槽。

本發明所設的鋰電池防爆結構的成型方法，包括下列步驟：a.在頂板上成型一個貫穿頂板頂面及底面的通氣孔；b.在頂板上成型承接區域，承接區域位于通氣孔的頂部周緣；c.將膠圈、薄膜及固定環由下而上依序置放于承接區域內，并使膠圈抵壓于環形底面的上方；d.沖壓頂板的頂面以形成卡板，并使卡板向下抵壓于固定環的頂面的外周緣；以及e.沖壓頂板頂面的卡板外周圍以形成向下凹陷的擠壓部，并使卡板產生位移。

實施時，該頂板為鋁板，該固定環為鋼圈。

實施時，該卡板是由頂板的頂面以水平方向朝向承接區域的中心延伸而成的環形凸塊。

實施時，該卡板由沖壓承接區域頂部周緣的頂板頂面而成。

實施時，該擠壓部為經沖壓而成的環形槽，在環形槽成型時，卡板同時由頂板的頂面以水平方向朝向承接區域的中心產生水平位移。

為進一步了解本發明，以下舉較佳的實施例，配合附圖、圖號，將本發明的具體構成內容及其所達成的技術效果詳細說明如下。

附圖說明

圖1為本發明鋰電池防爆結構的較佳實施例的立體外觀示意圖。

圖2為圖1的A-A’剖面圖。

圖3為本發明鋰電池防爆結構的較佳實施例的部份元件分解圖。

圖4為圖3的各元件組合后的立體外觀示意。

圖5為圖4的B-B’剖面圖。

圖6為本發明鋰電池防爆結構的較佳實施例的卡板成型后的組合剖面示意圖。

圖7為本發明鋰電池防爆結構的較佳實施例的擠壓部成型時，卡板產生位移的組合剖面示意圖。

【附圖標記說明】

鋰電池防爆結構1 頂板2

承接區域21 環形底面211

通氣孔22 膠圈3

薄膜4 固定環5

卡板6 擠壓部7。

具體實施方式

本發明為一種鋰電池防爆結構及其成型方法，其中，該鋰電池芯具有一殼體，殼體的頂端設有一金屬頂板，該頂板具有一頂面及一底面，而該防爆結構結合于頂板上，以封閉通氣孔，借以在殼體內的氣體快速膨脹至設定的壓力時，沖破防爆薄膜的阻隔，以達到泄壓的目的。

請參閱圖1、圖2所示，其為本發明鋰電池防爆結構1的較佳實施例，包括由下而上依序層疊并容納于頂板2的承接區域21內的一膠圈3、一薄膜4、一固定環5，以及一卡板6、一擠壓部7。

如圖3～圖5所示，該頂板2為長條形鋁板，頂板2具有上下連通的承接區域21及圓形通氣孔22，承接區域21由頂板2的頂面向下凹陷，承接區域21為直徑大于圓形通氣孔22直徑的圓形凹槽，承接區域21與通氣孔22具有同一軸心且上、下連通，承接區域21具有一環形底面211，環形底面211位于通氣孔22的頂部周緣。實施時，通氣孔22亦可為正方形孔，或為其他幾何形狀，而承接區域21亦可為正方形凹槽，或為其他幾何形狀的凹槽。

該膠圈3為一環形板體，該薄膜4為鋁箔之類的金屬片，該固定環5為環形鋼圈。膠圈3、薄膜4及固定環5層疊于承接區域21內，且膠圈3位于環形底面211的上方，薄膜4位于膠圈3的上方，固定環5位于薄膜4的上方。

如圖6所示，該卡板6是由頂板2的頂面以水平方向朝向承接區域21的中心延伸而成的環形凸塊，以向下抵壓于固定環5的頂面的外周緣。而如圖7所示，該擠壓部7為經沖壓頂板2的頂面而形成向下凹陷的環形槽，且擠壓部7位于卡板6的外周圍。借此，即可在擠壓部7成型時，讓卡板6同時由頂板2的頂面以水平方向朝向承接區域21的中心產生水平位移，以增加卡板6抵壓固定環5的面積，從而使膠圈3、薄膜4及固定環5緊密結合于頂板2的承接區域21內，以完全封閉通氣孔22。

實施時，上述鋰電池防爆結構的成型方法包括下列步驟：

a.在頂板2上成型一個貫穿頂板2頂面及底面的通氣孔22；

b.在頂板2上成型一承接區域21，承接區域21位于通氣孔22的頂部周緣；

c.將膠圈3、薄膜4及固定環5由下而上依序置放于承接區域21內，并使膠圈3抵壓于環形底面211的上方；

d.沖壓承接區域21頂部周緣的頂板2頂面，使頂板2的頂面以水平方向朝向承接區域21的中心延伸而成一環形凸塊，該環形凸塊做為卡板6，并使卡板6向下抵壓于固定環5的頂面的外周緣；以及

e.沖壓頂板2頂面的卡板6外周圍，以形成向下凹陷的環形槽，該環形槽做為擠壓部7，而在環形槽成型時，卡板6同時由頂板2的頂面以水平方向朝向承接區域21的中心產生水平位移。

因此，本發明具有以下的優點：

1、本發明的卡板能有效的定位固定環，并使固定環緊壓住層疊的薄膜及膠圈，使薄膜能確實密封住通氣孔，在殼體內的氣體壓力到達預設壓力時，才會讓防爆薄膜爆開，因此，可有效避免因防爆薄膜提早爆開而造成的產品浪費，并延長產品的使用壽命。

2、本發明在沖壓擠壓部時，能使卡板的內徑縮小，以增加卡板抵壓固定環的面積，因此，可有效避免空氣由固定環的外周緣泄露，以提升氣密的效果。

綜上所述，依上文所揭示的內容，本發明確可達到預期的目的，提供一種能確保氣密效果以提高產品品質，并延長產品使用壽命的鋰電池防爆結構及其成型方法，極具產業上利用的價值，爰依法提出發明專利申請。