一种可维护型锂电池的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种可维护型锂电池，包括封装结构和其内的电池正极、隔膜、电池负极、电解液；所述封装结构顶部增加一压力控制阀门，所述压力控制阀门从外到内依次包括外套、密封套和圆柱体轴，所述外套底部固定连接一圆型的不锈钢箔片；所述圆柱体轴的轴心处设有圆孔，圆孔一端延伸至圆柱体轴的底部穿过不锈钢箔片，另一端连通圆柱体轴上部设置的横向的侧向引出孔；所述圆柱体轴下部套接压接弹簧，压接弹簧顶部与密封套底部接触。本发明的有益效果如下：具有内部压力调整功能；具有更换锂电池电解液的功能，可再生锂电池的功能、性能，并延长锂电池的循环使用寿命。
【专利说明】一种可维护型锂电池
【技术领域】
[0001]本发明属于锂电池【技术领域】，尤其是涉及一种可以对锂电池内部气体压力随时调整；可以对锂电池内的电解液随时更换的可维护型锂电池。
【背景技术】
[0002]目前市场上能见到的锂电池的封装都是全封闭式不能做内部维护的锂电池，因为锂电池的电解液在常温下具有很强的挥发性加之金属锂的晶体在空气中会激烈燃烧，所以锂电池结构要求电池内部物质要与外部的空气完全隔离。一次性封闭的电池结构是最容易实现的一种结构，在锂电池行业发展初期成为一种最常见的结构。
[0003]现有技术中，完全封闭的锂电池结构的封闭壳体有塑料壳、销塑膜壳、销壳、钢壳等，其中铝壳和钢壳锂电池配有防爆阀，但是还是常有爆炸现象发生。因为这类锂电池都是一次性密封结构，在电池化成过程中电池内会生成一定的气体压力，因电池在制成过程中的工艺差异，每个电池最后成品内部的气体压力差异很大，从I个大气压到8个大气压不等；当电池内生成的气体压力过大时，电池就会出现爆炸现象。所以锂电池的一次密封结构是无法维护的，只能一次性使用，一次性报废。
[0004]锂电池在用于车辆储能装置时，如果按照每天一个充放电循环方式使用，一组锂电池只能使用1.5年-5.5年；相比车辆的14年使用年限是需要多次更换的，由于市场上的锂电池价格很高，占纯电动汽车总成本的50%以上；因此需要研发一种循环寿命足够长，能够满足车辆的14年使用年限的长循环寿命的锂电池，成为锂电池产业及需突破的关键技术。
[0005]还有现有的锂电池自身不具有内部压力检测功能。
【发明内容】
[0006]本发明要解决的问题是提供一种可维护型锂电池，可以对锂电池内部气体压力随时调整，可以对锂电池内的电解液随时更换，且具有内部压力检测功能。
[0007]为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是:
[0008]一种可维护型锂电池，包括封装结构和其内的电池正极、隔膜、电池负极、电解液；所述封装结构顶部端面上布置有引出的正极片和引出的负极片，在引出的正极片和负极片中间增加一压力控制阀门，所述压力控制阀门可以对锂电池内部气体压力随时调整，可以对锂电池内的电解液随时进行更换。
[0009]进一步的，所述压力控制阀门，从外到内依次包括外套、密封套和圆柱体轴，外套底部通过一金属片密封，圆柱体轴固接在金属片上表面中心处；
[0010]所述圆柱体轴的轴心处设有圆孔，圆孔一端延伸至圆柱体轴的底部穿过金属片，另一端连通圆柱体轴上部设置的横向的侧向引出孔，构成电池封装结构内外连接通道；所述圆柱体轴下部套接压接弹簧，压接弹簧顶部与密封套底部接触，用于使密封套定位在圆柱体轴的侧向引出口处；
[0011]所述密封套一侧上设有导通槽，密封套在圆柱体轴转动一定角度后，密封套上设置的导通槽正对圆柱体轴的侧向引出口，形成连接电池壳的内部和外部的直通通道管路；
[0012]所述外套上顶部和下部分别设有密封套的上、下限位机构，上限位机构用于限定密封套的上升条件，下限位机构用于防止圆柱体轴和密封套掉入电池内。
[0013]进一步的，所述金属片为一圆型的不锈钢箔片，不锈钢箔片上从圆柱体轴外缘向外的位置压出若干条圆环，实现在电池内部的气体压力作用下不锈钢箔片中心部位有变型条件，做电池内部压力状态检测器。
[0014]进一步的，所述外套上顶部的上限位机构为外套顶部内缘向内收缩结构，下部的下限位机构为限位卡簧。
[0015]进一步的，所述不锈钢箔片的外缘处与外套底部焊接在一起，形成内外隔离的封闭条件。
[0016]进一步的，所述圆柱体轴中间的圆孔直径为1.2mm。
[0017]进一步的，所述压力控制阀门的底部焊接在不锈钢的封装结构顶部中间。
[0018]进一步的，所述电池正极的正极片采用厚度为ISOum的正极铝箔片，电池负极的负极片采用厚度为180um的负极铜箔片。
[0019]进一步的，所述隔膜的厚度为50um。
[0020]与现有技术相比，本发明的有益效果如下:
[0021]具有内部压力调整功能，使电池的物理结构一致，电池内部压力维持在负压状态下，使锂电池更安全，能消除常见的锂电池爆炸现象；
[0022]具有更换锂电池电解液的功能，可再生锂电池的功能、性能，并延长锂电池的循环使用寿命，其循环使用寿命是现有锂电池循环使用寿命的3倍到5倍及更长；
[0023]不锈钢箔片上从圆柱体轴外缘向外的位置压出若干条圆环，实现在电池内部的气体压力作用下不锈钢箔片中心部位有变型条件，检测电池内部压力状态；
[0024]且结构简单，制作方便，成本低。
【专利附图】
【附图说明】
[0025]图1是本发明未安装压力控制阀门的锂电池的结构示意图；
[0026]图2是本发明是压力控制阀门的结构示意图；
[0027]图3是本发明压力控制阀门的真空状态图；
[0028]图4是本发明压力控制阀门的排气状态图。
[0029]图中:
[0030]1、不锈钢箔片，2、圆柱体轴，3、圆孔，4、侧向引出孔，5、密封套，6、压接弹簧，7、夕卜套，8、限位卡簧，9、封装结构，11、电池正极，12、电池负极，13、隔膜，14、电解液
【具体实施方式】
[0031]下面结合附图对本发明的具体实施例做详细说明。
[0032]一种可维护型锂电池，如图1所示，包括封装结构9和其内的电池正极11、隔膜13、电池负极12、电解液14 ;所述封装结构9顶部端面上布置有引出的正极片和引出的负极片，在引出的正极片和负极片中间增加上述压力控制阀门，所述压力控制阀门可以对锂电池内部气体压力随时调整，可以对锂电池内的电解液随时进行更换。
[0033]本实施例的进一步设置，所述压力控制阀门，如图2所示，从外到内依次包括外套7、密封套5和圆柱体轴2，所述外套7底部通过一金属片密封，圆柱体轴2固接在金属片上表面中心处；
[0034]所述圆柱体轴2的轴心处设有圆孔3，圆孔3 —端延伸至圆柱体轴2的底部穿过金属片，另一端连通圆柱体轴2上部设置的横向的侧向引出孔4，构成电池封装结构内外连接通道；所述圆柱体轴2下部套接压接弹簧6，压接弹簧6顶部与密封套5底部接触，用于使密封套5定位在圆柱体轴2的侧向引出孔4处；
[0035]所述密封套5 —侧上设有导通槽，密封套5在圆柱体轴2转动90度后，密封套5上设置的导通槽正对圆柱体轴2的侧向引出口，形成连接电池壳的内部和外部的直通通道管路；
[0036]所述外套7上顶部和下部分别设有密封套5的上、下限位机构，上限位机构用于限定密封套5的上升条件，下限位机构用于防止圆柱体轴2和密封套5掉入电池内；
[0037]为了实现压力状态显示功能，所述金属片为一圆型的不锈钢箔片1，所述不锈钢箔片I上从圆柱体轴2外缘向外的位置压出若干条圆环，实现在电池内部的气体压力作用下不锈钢箔片I中心部位有变型条件，做电池内部压力状态检测器。
[0038]本实施例中，所述外套7上顶部的上限位机构为外套7顶部内缘向内收缩结构，下部的下限位机构为外套7内侧固定的限位卡簧8。
[0039]为了保证电池的密封性，所述不锈钢箔片I的外缘处与外套7底部焊接在一起，形成内外隔离的封闭条件。
[0040]所述圆柱体轴2中间的圆孔3优选直径为1.2mm。
[0041]为了保证电池的密封性，所述压力控制阀门的底部焊接在不锈钢的封装结构顶部中间。
[0042]为了提高锂电池的性能和寿命，所述电池正极的正极片采用厚度为ISOum的正极铝箔片，电池负极的负极片采用厚度为ISOum的负极铜箔片；所述隔膜的厚度为50um。
[0043]工作过程如下:
[0044]本可维护型锂电池的压力控制阀门的圆柱体轴2上的密封套5可以向圆柱体轴2的轴向滑动，密封套5正常状态下能封闭圆柱体轴2的侧向引出口。
[0045]本可维护型锂电池具有电池内部压力状态检测功能，所述不锈钢箔片I上从圆柱体轴2外缘向外的位置压出若干条圆环，实现在电池内部的气体压力作用下不锈钢箔片I中心部位有变型条件，做电池内部压力状态检测器。
[0046]本可维护型锂电池具有压力释放功能，当电池内部压力接近限量阀值时，在电池内部气体压力作用下，带环型波纹的可伸缩的不锈钢箔片I就会受压变型，带动圆柱体轴2上移动，在圆柱体轴2上的密封套5也随之上移，并超出外套7顶部，显示电池内压增加超过限量；当电池内部气体压力大限量值时，密封套5受到外套7上顶部的上限位机构限制后，圆柱体轴2继续上移；圆柱体轴2的侧向引出口超出密封套5的密封范围时，如图4所示，就会形成电池内外直通通道，排除电池内部产生的过多气体。
[0047]本可维护型锂电池具有可恢复封闭功能，在释放出电池内部异常增加的气体压力后，在压接弹簧6的作用下能够重新恢复到原来的封闭封状态。
[0048]本可维护型锂电池具有真空压力调节通道功能，单向通气阀功能，通过真空压力调节设备使电池内部形成相同的真空状态，如图3所示；
[0049]本可维护型锂电池具有重复注液的维护通道功能，密封套5也可以以圆柱体轴2为轴转动，在圆柱体轴2顶部设有两个密封套5轴向定位机构，定位状态一是密封套5封闭圆柱体轴2的侧向引出口 ；定位状态二是密封套5通过其上设有的导通槽，密封套5在绕圆柱体轴2转动90度后，密封套5的导通槽正对圆柱体轴2的侧向引出口，形成连接电池壳的内部和电池壳的外部的直通通道管路，用于加注电解液或排除电解液；可实现定期调整锂电池的可用电解液含量，还有通过更换锂电池的电解液再生锂电池的功能、性能。
[0050]本可维护型锂电池采用真空化成技术，在给新电充电时电池外部连接真空气管路，在定量的真空压力(0.5个大气压)下给电池充电；这种方式可以在给电池充电过程中排除电池内部产生的气体和杂质。
[0051]以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。
【权利要求】
1.一种可维护型锂电池，包括封装结构和其内的电池正极、隔膜、电池负极、电解液；其特征在于: 所述封装结构顶部端面上布置有引出的正极片和引出的负极片，在引出的正极片和负极片中间增加一压力控制阀门，所述压力控制阀门可以对锂电池内部气体压力随时调整，可以对锂电池内的电解液随时进行更换。
2.根据权利要求1所述的可维护型锂电池，其特征在于:所述压力控制阀门，从外到内依次包括外套、密封套和圆柱体轴，外套底部通过一金属片密封，圆柱体轴固接在金属片上表面中心处； 所述圆柱体轴的轴心处设有圆孔，圆孔一端延伸至圆柱体轴的底部穿过金属片，另一端连通圆柱体轴上部设置的横向的侧向引出孔，构成电池封装结构内外连接通道；所述圆柱体轴下部套接压接弹簧，压接弹簧顶部与密封套底部接触，用于使密封套定位在圆柱体轴的侧向引出口处； 所述密封套一侧上设有导通槽，密封套在圆柱体轴转动一定角度后，密封套上设置的导通槽正对圆柱体轴的侧向引出口，形成连接电池壳的内部和外部的直通通道管路； 所述外套上顶部和下部分别设有密封套的上、下限位机构，上限位机构用于限定密封套的上升条件，下限位机构用于防止圆柱体轴和密封套掉入电池内。
3.根据权利要求2所述的可维护型锂电池，其特征在于:所述金属片为一圆型的不锈钢箔片，不锈钢箔片上从圆柱体轴外缘向外的位置压出若干条圆环，实现在电池内部的气体压力作用下不锈钢箔片中心部位有变型条件，做电池内部压力状态检测器。
4.根据权利要求2或3所述的可维护型锂电池，其特征在于:所述外套上顶部的上限位机构为外套顶部内缘向内收缩结构，下部的下限位机构为限位卡簧。
5.根据权利要求2或3所述的可维护型锂电池，其特征在于:所述不锈钢箔片的外缘处与外套底部焊接在一起，形成内外隔离的封闭条件。
6.根据权利要求2所述的可维护型锂电池，其特征在于:所述圆柱体轴中间的圆孔直径为1.2_。
7.根据权利要求1或2所述的可维护型锂电池，其特征在于:所述压力控制阀门的底部焊接在不锈钢的封装结构顶部中间。
8.根据权利要求1或2所述的可维护型锂电池，其特征在于:所述电池正极的正极片采用厚度为ISOum的正极铝箔片，电池负极的负极片采用厚度为ISOum的负极铜箔片。
9.根据权利要求1或2所述的可维护型锂电池，其特征在于:所述隔膜的厚度为50um。
【文档编号】H01M10/058GK104485488SQ201410781392
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年12月16日 优先权日:2014年12月16日
【发明者】罗洪旭 申请人:天津神鹿能源有限公司