一种新型圆柱型锂离子电池盖的制作方法

本发明涉及电池制造技术领域，特别是涉及一种新型圆柱型锂离子电池盖。

背景技术：

目前，锂离子电池具有比能量高、循环使用次数多、存储时间长等优点，不仅在便携式电子设备上如移动电话、数码摄像机和手提电脑得到广泛应用，而且也广泛应用于电动汽车、电动自行车以及电动工具等大中型电动设备方面，因此对锂离子电池的性能要求越来越高。

其中，在圆柱型锂离子电池的生产技术中，电池盖是非常重要的部件，既要和电池壳配合起到密封效果，又要同时具备异常情况下断电及释放内部压力功能。电池盖的整体结构普遍由三个部分组成：CID(Current Interrupt Device，断电装置)，用于在异常情况下开启，断开电池盖与电池内部的电流回路；Vent(泄气阀)，用于在异常情况下开启，释放电池内部压力；Cap(顶盖)，用于与泄气阀Vent相配合，通过其上的泄气孔释放电池内部压力。虽然电池盖已经具备双重安全防护功能，但是在一些特殊情况下，电池内部由于剧烈反应产生的热燃烧，依靠现有的防护方法仍无法进行有效的控制，容易发生热失控情况。

随着圆柱型锂离子电池在电动汽车方面应用不断的扩大，对电池安全性能要求越来越高，因此，提升电池盖安全防护功能成为一种发展趋势。因此，目前迫切需要开发出一种技术，其可以在现有的双重安全防护的基础上增加更有效的保护措施，其在电池发生异常时，能够及时切断电流回路，阻断电池内部的反应，从而提升圆柱型锂离子电池产品的安全性能，降低在极端条件下电池由于热失控而出现安全失效的概率。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的目的是提供一种新型圆柱型锂离子电池盖，其可以在现有的双重安全防护的基础上增加更有效的保护措施，其在电池发生异常时，能够及时切断电流回路，阻断电池内部的反应，从而提升圆柱型锂离子电池产品的安全性能，降低在极端条件下电池由于热失控而出现安全失效的概率，有利于提高电池生产厂家产品的市场应用前景，具有重大的生产实践意义。

为此，本发明提供了一种新型圆柱型锂离子电池盖，包括圆形的电池盖本体和密封圈，所述电池盖本体嵌入在所述密封圈的上部，所述密封圈内侧下部嵌入有安全膜片，所述密封圈的内侧上部设置有密封的顶盖，所述安全膜片与所述顶盖之间具有阻燃剂填充区域；

所述阻燃剂填充区域中填充有预设的阻燃剂。

其中，所述预设的阻燃剂为磷酸酯类或者磷腈类阻燃剂。

其中，所述预设的阻燃剂包括三甲基磷酸酯或者三苯基磷酸酯。

其中，所述顶盖与所述电池盖本体底面之间为电弧焊接。

其中，所述顶盖的外侧圆形边缘部与所述电池盖本体底面之间为电弧焊接。

其中，所述安全膜片的底面设置有断电装置，所述安全膜片位于所述断电装置正上方。

其中，所述顶盖的横向中间位置设置有顶盖防爆装置。

其中，所述顶盖防爆装置为泄气阀；

所述断电装置为泄压安全阀。

由以上本发明提供的技术方案可见，与现有技术相比较，本发明提供了一种新型圆柱型锂离子电池盖，其可以在现有的双重安全防护的基础上增加更有效的保护措施，其在电池发生异常时，能够及时切断电流回路，阻断电池内部的反应，从而提升圆柱型锂离子电池产品的安全性能，降低在极端条件下电池由于热失控而出现安全失效的概率，有利于提高电池生产厂家产品的市场应用前景，具有重大的生产实践意义。

附图说明

图1为本发明提供的一种新型圆柱型锂离子电池盖的剖面结构示意图；

图2为本发明提供的一种圆柱型锂离子电池盖与电池壳体封装完成后剖面结构示意图；

图3为本发明提供的一种新型圆柱型锂离子电池盖与电池壳体封装完成后，电池内部异常反应，内压增大，断电装置CID断开时的剖面结构示意图；

图4为本发明提供的一种新型圆柱型锂离子电池盖与电池壳体封装完成后，电池内部异常反应，内压增大，断电装置CID断开、安全膜片破裂阻燃剂流入电池内部的剖面结构示意图；

图5为本发明提供的一种新型圆柱型锂离子电池盖与电池壳体封装完成后，电池内部异常反应，内压增大，断电装置CID断开、安全膜片破裂阻燃剂流入电池内部，内压持续增大，顶盖破裂的剖面结构示意图；

图中，1为电池盖本体，2为密封圈，3为顶盖，4为安全膜片，5为断电装置CID，6为阻燃剂填充区域，7为顶盖防爆装置，8为电池壳体，9为已经流入到电池壳体中的阻燃剂区域。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面结合附图和实施方式对本发明作进一步的详细说明。

参见图1，本发明提供了一种新型圆柱型锂离子电池盖，包括圆形的电池盖本体1和密封圈2，所述电池盖本体1嵌入在所述密封圈2的上部，所述密封圈2内侧下部嵌入有安全膜片4，所述安全膜片4的底面设置有断电装置(Current Interrupt Device，CID)5，所述安全膜片4位于所述断电装置(Current Interrupt Device，CID)5正上方。

具体实现上，所述断电装置CID 5的底面与需要安装的锂离子电池内部相连通。

具体实现上，所述断电装置CID 5为现有的断电装置CID，具体可以为在所述安全膜片4的底面上下两侧分别设置有一个导电铝片，所述两个导电铝片相接触，所述断电装置CID 5的工作原理为：当电池电芯的内部温度异常，由于过充电、短路等原因产生大量气体，气压不断升高时，安全膜片底面上侧的碗型的铝片会向上弹起，与下面的铝片脱离接触，从而使得电池内的电路立即断开，若是压力继续上升，安全膜片上的安全阀破裂，开启出内部气体使内部压力释放出来，避免压力过高造成爆炸。

在本发明中，所述密封圈2的内侧上部设置有密封的顶盖3，所述顶盖3的横向中间位置设置有顶盖防爆装置7。

具体实现上，所述顶盖防爆装置7可以为泄气阀Vent。

在本发明中，所述安全膜片4与所述顶盖3之间具有阻燃剂填充区域6，即所述安全膜片4与所述顶盖3之间的空隙作为阻燃剂填充区域，所述阻燃剂填充区域6中填充有预设的阻燃剂。

在本发明中，具体实现上，所述预设的阻燃剂可以为磷酸酯类或者磷腈类阻燃剂，具体可以包括三甲基磷酸酯或者三苯基磷酸酯。

具体实现上，参见图1，所述顶盖3与所述电池盖本体1底面之间为电弧焊接(即弧焊)，优选为所述顶盖3的外侧圆形边缘部与所述电池盖本体1的底面之间为电弧焊接，即整圈弧焊。

参见图2、图3、图4和图5，对于本发明提供的新型圆柱型锂离子电池盖，其在封装在电池壳体8形成电池时的剖面结构示意图如图2所示。当电池内部发生异常的反应，电池的内压增大，断电装置CID 5断开，如图3所示。当电池的内压持续增大，安全膜片4破裂，阻燃剂填充区域6内填充的阻燃剂穿过安全膜片4以及断电装置CID 5断开后形成的通孔，而流入到电池的内部，形成已经流入到电池壳体中的阻燃剂区域9，从而阻止电池内部继续发生反应，如图4所示。若电池的内压持续增大，顶盖3上的顶盖防爆装置7将打开，使得电池泄压，如图5所示。

对于本发明提供的一种新型圆柱型锂离子电池盖，其可以保留现有断电装置CID和泄气阀Vent双重防护，顶盖改为封闭式，增加了顶盖防爆装置，通过在顶盖和安全膜片之间增加阻燃剂填充区域，通过阻燃剂来实现安全防护。

对于本发明提供的一种新型圆柱型锂离子电池盖，其具有以下的技术优点：

1、保持现有断电装置CID及泄气阀Vent双重安全防护的基础上，增加一重阻燃剂安全防护方案，降低电池产品热失效概率；

2、保持现有电池盖整体结构不变，使用现有设备不调整实现自动化封装。

综上所述，与现有技术相比较，本发明提供的一种新型圆柱型锂离子电池盖，其可以在现有的双重安全防护的基础上增加更有效的保护措施，其在电池发生异常时，能够及时切断电流回路，阻断电池内部的反应，从而提升圆柱型锂离子电池产品的安全性能，降低在极端条件下电池由于热失控而出现安全失效的概率，有利于提高电池生产厂家产品的市场应用前景，具有重大的生产实践意义。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。