一種動力鋰電池安全防爆蓋板的制作方法

本發明涉及鋰離子電池技術領域，具體涉及一種動力鋰電池安全防爆蓋板。

背景技術：

在鋰離子電池上使用防爆蓋板，可提高電池的安全性能。現有的鋰離子電池上的防爆蓋板包括設置在鋰離子電池頂部的基板，該基板設有一防爆孔，一般都是通過焊接的方法將防爆膜封住防爆孔，其防爆膜多數采用銅箔片或者鋁片。該鋰離子電池在使用過程中，當電池被過充或短路時，電池內部會產生氣體，電池氣壓升高，當氣壓超過防爆膜設置壓力后，防爆膜破裂，電池內氣體和能量釋放，減少電池爆炸的風險。但是，防爆膜破裂后，電池內部與外界導通，空氣中的氧氣和水分容易進入電池，造成帶電的負極極片氧化，使電池溫度升高增加了電池熱失控風險。

技術實現要素：

本發明的目的在于提供一種動力鋰電池安全防爆蓋板，該防爆蓋板能夠解決現有技術中存在的不足，具有結構合理、安全性高、密封性好、制作簡單等特點。

為實現上述目的，本發明采用了以下技術方案：

一種動力鋰電池安全防爆蓋板，包括開設有防爆孔的蓋板基板、貫穿安裝在防爆孔中的防爆閥以及依次安裝在蓋板基板上的正極極柱與負極極柱；所述防爆閥包括中空的防爆閥主體、設置在防爆閥主體上端開口處的閥蓋片、設置在防爆閥主體下端開口處的防爆膜片、設在防爆閥主體內部中段的密封片以及連接在閥蓋片與密封片之間的彈簧；所述閥蓋片上開設有通孔。

進一步的，所述蓋板基板上開設有注液口，且注液口上方設置有注液口封口片。

進一步的，所述正極極柱和負極極柱分別通過鉚釘安裝在蓋板基板上。

進一步的，所述蓋板基板的底部設有絕緣件。

進一步的，所述蓋板基板和防爆閥主體均采用鋁合金材質。

進一步的，所述防爆膜片采用鋁片。

進一步的，所述密封片采用橡膠片。

由以上技術方案可知，本發明采用的防爆閥具備雙重保護結構，當電池內部氣壓過高時，防爆膜片破裂，氣體進入到防爆閥中，沖開密封片進行泄壓。當氣體由閥蓋片上的通孔泄出后，電池氣壓恢復正常，此時，在彈簧的彈力作用下將密封片向下壓緊，可以防止外界空氣進入到電池中，從而有效防止負極被空氣氧化，能夠避免電池防爆閥開啟后造成的電池自燃風險。本發明既可以確保電池的密封性，又能夠降低鋰電池的使用風險，具有結構合理、安全性高、密封性好、制作簡單等特點。

附圖說明

圖1是本發明的結構示意圖；

圖2是本發明的俯視圖；

圖3是圖2的a-a向剖視圖；

圖4是防爆閥的俯視圖；

圖5是圖4的b-b向剖視圖。

其中：

1、蓋板基板，2、正極極柱，3、用于固定正極極柱的鉚釘，4、防爆閥，5、負極極柱，6、用于固定負極極柱的鉚釘，7、注液口封口片，8、絕緣件，9、防爆膜片，10、密封片，11、防爆閥主體，12、閥蓋片，13、彈簧，14、通孔。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明做進一步說明：

如圖1-圖3所示的一種動力鋰電池安全防爆蓋板，包括開設有防爆孔的蓋板基板1、貫穿安裝在防爆孔中的防爆閥4以及依次安裝在蓋板基板1上的正極極柱2與負極極柱5。所述防爆閥4通過激光焊接在蓋板基板1上的防爆孔處。

進一步的，所述蓋板基板1上開設有注液口，且注液口上方設置有鋁合金沖壓制成的注液口封口片7。所述注液口封口片7通過激光焊接在蓋板基板1上。

進一步的，所述正極極柱2和負極極柱5分別通過用于固定正極極柱的鉚釘3、和用于固定負極極柱的鉚釘6安裝在蓋板基板1上。

進一步的，所述蓋板基板1的底部設有絕緣件8。所述絕緣件，用于固定卷芯，防止與蓋板基板發生短路。所述絕緣件采用pp材質。

如圖4和圖5所示，所述防爆閥4包括中空的防爆閥主體11、設置在防爆閥主體11上端開口處的閥蓋片12、設置在防爆閥主體11下端開口處的防爆膜片9、設在防爆閥主體11內部中段的密封片10以及連接在閥蓋片12與密封片10之間的彈簧13。所述閥蓋片12上開設有通孔14。所述閥蓋片12采用激光焊接或密封膠固定在防爆閥主體11的上端開口處。所述防爆閥主體11上半部分內徑大于下半部分內徑，密封片10位于防爆閥主體11上下兩部分連接處的臺階面上，且通過處于壓縮狀態的彈簧13壓緊密封在防爆閥主體11的上下部分之間。所述防爆膜片9采用激光焊接在防爆閥主體11的下端開口處，可以確保電池的密封性。密封片10的開啟壓力可調節，且其開啟壓力低于防爆膜片9的爆破壓力。所述防爆閥采用防爆膜片和彈簧壓緊的密封片進行雙重保護，既可以保證防爆膜片破裂后電池可以快速泄壓，又可以阻止破裂后外部空氣進入到電池中，提高了電池泄壓后的安全性。

優選的，所述蓋板基板1、正極極柱2、負極極柱5、鉚釘、注液口封口片7、防爆閥主體11和防爆膜片9均采用鋁合金材質沖壓制成。

所述防爆膜片9為鋁片，其厚度可根據開閥氣壓調節，其破裂強度通常設置為0.8-1.2mpa。所述防爆膜片9激光焊接于防爆閥主體11上，可以保證電池密封性。所述密封片10為橡膠片，使用緊固彈簧13裝配在防爆閥主體11的臺階面上。密封片的啟動壓力為防爆片壓力的20%-30%，通常啟動壓力為0.2mpa。所述閥蓋片為環形，中間開設有通孔，采用激光焊接或膠固定于防爆閥主體上，一方面用于固定彈簧，另一方面通過通孔為氣體泄氣提供通道。

防爆閥4加工時，首先將密封片9、彈簧13裝配于防爆閥主體11中，然后安裝閥蓋片12，并采用激光焊接或膠固定，最后使用激光焊將防爆膜片9激光焊接于防爆閥主體11上。激光焊接的防爆膜片9可以保證電池內部的密封性和一致性，當電池內部氣壓升高，超過防爆膜片9的設置壓力時，防爆膜片9破裂，氣體進入防爆閥4的內腔，由于密封片10啟動壓力低，氣體可沖開密封片10泄壓，電池壓力降低后，彈簧13將密封片10壓緊密封，防止空氣進入，誘發進一步熱失控。激光焊的防爆膜片9可以滿足長期可靠的密封要求，彈簧壓緊的密封片10具有單向導通特性，可以滿足防爆膜片9破裂電池失效后到電池維護報廢的密封要求，避免空氣進入誘發危險。

以上所述的實施例僅僅是對本發明的優選實施方式進行描述，并非對本發明的范圍進行限定，在不脫離本發明設計精神的前提下，本領域普通技術人員對本發明的技術方案作出的各種變形和改進，均應落入本發明權利要求書確定的保護范圍內。

技術特征：

技術總結
本發明涉及一種動力鋰電池安全防爆蓋板，包括開設有防爆孔的蓋板基板、貫穿安裝在防爆孔中的防爆閥以及依次安裝在蓋板基板上的正極極柱與負極極柱；所述防爆閥包括中空的防爆閥主體、設置在防爆閥主體上端開口處的閥蓋片、設置在防爆閥主體下端開口處的防爆膜片、設在防爆閥主體內部中段的密封片以及連接在閥蓋片與密封片之間的彈簧；所述閥蓋片上開設有通孔。本發明既可以確保電池的密封性，又能夠降低鋰電池的使用風險，具有結構合理、安全性高、密封性好、制作簡單等特點。

技術研發人員：申永寬;倪世杰;吳自星
受保護的技術使用者：合肥國軒高科動力能源有限公司
技術研發日：2017.05.21
技術公布日：2017.07.21