动力型锂离子电池结构的制作方法

文档序号:6946129阅读:351来源:国知局
专利名称:动力型锂离子电池结构的制作方法
技术领域
本实用新型涉及动力电池,特别是一种动力型锂离子电池改进结构。
实际使用的电池组由若干单体电池以不同的方式叠置、连接构成,电池组在使用过程中会产生热量,该热量如果得不到快速有效的散发,会引起电池组的使用性能,因此,电池的外形设计必须考虑叠置时的风道设计,通常的设计都是在电池壳表面加横向或竖向的筋,在叠置时就只能形成横向或竖向的散热通风道,其它方向都会在叠置后封闭,散热效果不理想。
安全阀是动力电池配备的关键部件之一。以往动力电池安全阀的设计通常是用一个带螺纹和通气孔的阀盖将一小段圆柱体橡胶拧紧在阀口上,这种设计在压力控制方面存在相当大的问题,首先橡胶件本身的弹性难以控制,在使用过程中容易老化,并且在不同的使用环境中老化程度也大有不同,同时动力电池往往长期工作在振动环境,螺纹阀盖对橡胶件的紧固可能会因振动而引起松动,因此,这种安全阀难以可靠、准确地控制电池压力。
本动力型锂离子电池结构是现有技术的改进设计。主要包括电池外壳、上盖板、安装在外壳内的极片以及安全阀,其特征在于所述电池外壳表面呈圆拱形阵列,叠置后在相邻电池外壳表面之间能形成多个方向的通风散热通道;还设置有一个极片安装盒,盖板上安全阀底部的防振键压入极片安装盒上端对应的槽内,内装正负极片的极片安装盒设置于电池外壳内。所述的极片安装盒的四面是镂空的,便于电解液的流动。
与现有技术相比,本锂离子电池改进结构增加了一个四面镂空的极片安装盒,不影响电解液的流动,又将数量多、容易散乱的正负极片装配成了一个规则的整体,使得电池内部所有另件互相可靠连接定位,有效地隔离了外部环境的振动,避免了因极片散乱、错位等因素对电池性能造成的影响,同时大大提高了电池的装配工艺性。
外形设计构思独特,将电池外壳表面设计成圆拱形阵列,叠置后会在相邻电池壳表面之间形成横、竖、斜等各个方向的通风散热风道,大大改善了电池的散热效果。
电池安全阀的设计只把橡胶件作为密封元件,而不作为压力元件使用,用弹簧来控制电池的内部压力,从而避免了因环境、橡胶老化等因素导致的压力控制不稳定等现象,可靠地对动力电池进行了密封并准确地控制了其内部压力。
总之,本设计结构简单,安装方便,在一定程度上提高了生产效率,降低了生产成本,同时排除了影响电池质量的主要的不利因素,安全可靠地满足了动力电池的性能要求,在结构设计上与现有技术相比有着相当大的优越性。


图1为本实用新型动力型锂离子电池结构整体示意图;图2为其极片安装盒结构图,其中,a、b、c、d分别是极片安装盒的正视图、俯视图、左视图及后视图;图3a、b为其上盖板的结构示意图;图4a、b为改进的电池外壳结构示意图;图5为改进的安全阀结构示意图;图6a、b为图5安全阀的球形橡胶件示意图;图7a、b为图5安全阀的阀体示意图;图8a、b、c为图5安全阀的阀盖示意图。
如图1所示动力型锂离子电池结构,主要包括电池外壳1、上盖板2、紧固螺母3、安全阀5、极柱4、极片6和极片安装盒7。极片安装盒结构如图2所示。极片安装盒7的形状和电池外壳相似,极片安装盒7的四面镂空的,其图2a中71为长孔,72为安装槽。图3a、b为其上盖板2的结构示意图,与传统的电池上盖板类似,其防振键21在安全阀5的下边。上盖板上安全阀底部的防振键压在极片安装盒上端对应的槽内,所有的正负极片均安装在极片安装盒7内,安装盒7设置于电池外壳内。
装配时,上盖板2的安全阀底部的防振键压入极片安装盒7上端对应的安装槽内72,接着进行极柱4与极片6的连接,然后盖上安全盒盖板并将其与盒体利用热板铆接起来,最后套入电池外壳1进行后道安装,装好后电池壳底内壁刚好抵住极片安装盒,这样,整个电池内部所有部件就构成了一个整体,外部环境怎麽振动也不会引起电池内部元件相互之间的振动,消除了振动对电池的可靠性及寿命的影响。同时,该设计比常规设计多了一个四面镂空的极片安装盒,既不影响电解液的流动,又将数量多、容易散乱的极片装配成了一个规则的整体,大大提高了电池的装配工艺性,避免了因极片散乱、错位等因素对电池性能造成的影响。
根据客户需要,单体电池要以不同的方式叠在一起连成不同的电池组才能使用,电池在使用过程中会产生热量,该热量如果得不到快速有效的散发,会引起电池组的使用性能,因此,电池的外形设计必须考虑叠置时的风道设计,通常的设计都是在电池壳表面加横向或竖向的筋,在叠置时就只能形成横向或竖向的散热通风道,其它方向都会在叠置后封闭,散热效果并不理想。本实用新型改进的电池外壳结构如图4a、b所示。本设计将电池外壳表面设计成圆拱形阵列11,叠置后会在相邻电池壳表面之间形成横、竖、斜等各个方向的风道,使散热效果得到了很大程度的提高。
动力电池在使用过程即充放电过程中,电池壳必须处于密封状态,但由于发热等原因会使电池壳体内部气压有所增加,当气压增加到一定程度时,必须启动安全阀对电池内部进行泄压,因此安全阀的设计必须考虑如何可靠、有效将电池内部压力控制在一个比较准确的范围内,同时,在非泄压状态必须对电池起到封闭作用。
本改进设计采用橡胶件与弹簧结合的方式对动力电池进行密封并准确地控制其内部压力。参考图5,其安全阀由阀体51、阀盖52、弹簧53以及球形橡胶件54组成,球形橡胶件54和弹簧53置于阀体51内阀口上方,从阀体顶端缺口(512)处压入的阀盖52旋转一定角度后,由弹簧压力将其顶入阀体顶端的卡槽(511)内卡住,阀体51与阀盖52之间留出了排气间隙。
1)、对电池的密封采用球形橡胶件54,利用弹簧53的压力压紧在阀口上以保证电池的密封性,由于球形橡胶件54在制造过程中必然会产生一合模纹,为了保证密封性,该合模纹不得与阀口接触,因此在球形橡胶件54合模纹542的垂直方向设计了一个锥柄541(见图6),安装时套入弹簧53内圈,使得球形橡胶件54与阀口的接触面始终是平整的球面,从而保证了动力电池在一定压力下的密封性。
2)、准确地控制动力电池的内部压力根据电池内部压力要求,通过实验确定弹簧的材料、尺寸、簧丝直径等数据,使得弹簧在相同的安装型式下有相同的压力。从而准确地控制动力电池内部压力。
3)、安装型式与排气、泄压功能的可靠性。
参照图5、7、8,在安全阀体内装入橡胶件54与弹簧53后,将阀盖52从安全阀体51顶端缺口512处压入(见图7),然后顺时针转过90度,利用弹簧压力将其顶入安全阀体51顶端的卡槽511内卡住,顶入深度为0.5mm,这样可以避免因振动等原因引起阀盖回转弹出等现象,同时在阀体51与阀盖52之间留出了0.5mm的间隙以供排气泄压。
综上所述,本电池改进结构简单,安装方便,在一定程度上提高了生产效率,降低了生产成本,同时排除了影响电池质量的主要的不利因素,能满足动力电池的可靠性要求。
权利要求1.一种动力型锂离子电池结构,包括电池外壳、上盖板、安装在外壳内的极片以及安全阀,其特征在于所述电池外壳表面呈圆拱形阵列,叠置后在相邻电池外壳表面之间能形成多个方向的通风散热通道;还设置有一个极片安装盒,盖板上底部的防振键压入极片安装盒上端对应的槽内,内装正负极片的极片安装盒设置于电池外壳内。
2.根据权利要求1所述动力型锂离子电池结构,其特征在于所述的极片安装盒的四面是镂空的。
3.根据权利要求1所述动力型锂离子电池结构,其特征在于所述的安全阀由阀体(51)、阀盖(52)、弹簧(53)以及球形橡胶件(54)组成,球形橡胶件(54)和弹簧(53)置于阀体(51)内阀口上方,从阀体顶端缺口(512)处压入的阀盖(52)旋转一定角度后,由弹簧压力将其顶入阀体顶端的卡槽(511)内卡住,阀体(51)与阀盖(52)之间留出了排气间隙。
4.根据权利要求3所述动力型锂离子电池结构,其特征在于所述球形橡胶件(54)合模纹(542)的垂直方向设有了一个锥柄(541)。
专利摘要一种动力型锂离子电池结构,包括电池外壳、上盖板、极片及安全阀,其特征是电池外壳表面呈圆拱形阵列,叠置后在相邻电池外壳表面之间能形成多个方向的通风散热通道;还设有一极片安装盒,内装正负极片的极片安装盒设置于电池外壳内。其四面镂空的极片安装盒不影响电解液的流动,又将数量多、易散乱的正负极片装配成一个整体,有效地隔离了外部振动,组装工艺简化,生产成本降低。电池外壳表面设计成圆拱形阵列,叠置后会在电池壳表面形成横、竖、斜等各个方向的通风散热风道,大大改善了电池的散热效果。
文档编号H01M10/38GK2580612SQ0224850
公开日2003年10月15日 申请日期2002年9月30日 优先权日2002年9月30日
发明者陈清宇 申请人:深圳桑达百利电器有限公司
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