一种安全柱式锂离子电池的制作方法

本实用新型涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种安全柱式锂离子电池。

背景技术：

近年来，随着锂离子电池技术领域的不断研究与发展，锂离子电池以其优异的性能在各类电子产品中得到了广泛地应用。然而，在锂离子电池技术日益成熟的过程中，其仍不可避免地存在着使用安全性问题，甚至会面临锂离子电池爆炸的危险，这其中，引起锂离子电池在实际使用中发生爆炸的原因主要包括：

1、外部短路，当电芯外部发生短路，电子组件又未能切断回路，细孔关闭率差或是根本不会关闭的隔膜纸，导致电池温度持续升高，更多的电解液汽化，最后将电池外壳撑破，甚至将电池温度提高到使材料燃烧并爆炸。

2、内部短路，主要是因为铜箔与铝箔的毛刺穿破隔膜，或是锂原子的树枝状结晶穿破隔膜所造成，这些细小的针状金属，会造成微短路，但是，由于毛刺细小，有一定的阻值，因此电流不会很大，另外也有可能会被烧断，使得电池恢复正常，因此毛刺微短路引发爆炸的机率不高。

3、过充，此时极片上到处都是针状锂金属结晶的刺穿点，均发生着微短路，因此电池温度逐渐升高，高温将电解液汽化，这种情况下，不论是温度过高使材料燃烧爆炸，还是外壳先被撑破，空气进入与锂金属发生激烈氧化，最终都会爆炸。

技术实现要素：

本实用新型的主要目的在于解决现有技术中存在的问题，提供一种简单实用，绝缘效果良好，且能有效避免外部短路和过充，提高安全性能的安全柱式锂离子电池。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种安全柱式锂离子电池，所述安全柱式锂离子电池包括盖板，电芯，电池外壳和金属盖。

所述盖板设置于所述电池外壳的上端部的敞口处，封闭所述电池外壳，所述电芯竖直设置于所述电池外壳的内腔的中心，且所述电芯与所述电池外壳的内腔之间设置电解液，所述金属盖设置于所述盖板的上部，且与所述电池外壳的顶部的结构相配合。

所述电芯的上、下端面分别设置一上、下导线，且所述上、下导线均设置于所述电芯的中轴线上，所述盖板的中心设置一通孔，且所述上导线穿过所述通孔，并与所述通孔共轴线，所述上导线上还设置一正极耳。

进一步地，所述上导线与所述通孔之间的间隙设置为填充绝缘胶层，所述绝缘胶层设置为玻璃绝缘子材质。

进一步地，所述金属盖与所述绝缘胶层的上表面之间设置一过温保护装置，所述过温保护装置的两端设置为分别连接所述上导线和所述金属盖，以实时监测锂离子电池的温度，保证过充时能够自动断电，防止电池爆炸的发生。

进一步地，所述通孔的内壁上设置内螺纹，保证所述绝缘胶层与所述通孔的内壁的粘结。

进一步地，所述盖板的上端面设置一环形槽，所述环形槽与所述盖板的外边缘形成环形边锋结构，使所述环形边锋与所述电池外壳焊接时不会影响绝缘胶层的性能。

进一步地，所述环形槽内设置一注液孔。

进一步地，所述正极耳还包括极耳两端部和极耳过渡部，其中所述极耳过渡部设置为连接所述极耳端部，且所述极耳过渡部的直径小于所述极耳两端部的直径，限制电流的通过能力，以确保电池发生外部短路时，所述正极耳能够熔断。

进一步地，所述正极耳设置为铝材质。

本实用新型具有的优点和积极效果是：本实用新型提供的安全柱式锂离子电池，通过锂离子电池内设置的过温保护装置，保证了对电池温度的实时监测，且能够在过充时自动断电，从而避免了电池温度过高导致电解液汽化等引发的爆炸；通过锂离子电池上正极耳的结构和材质，使得电池在出现短路时，正极耳偏薄处焦耳热大，能够先于正极耳主体熔断从而断开电路，提高锂电池的安全性，防止锂电池因短路导致持续升温引发起火爆炸；通过盖板处的结构的设计，提高了绝缘胶层的粘结力，保证安全性，而环形槽也起到了隔热和防止玻璃绝缘子因骤热而破裂的作用。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是本实用新型中正极耳的截面示意图。

图中：1-盖板，2-电芯，3-电池外壳，4-金属盖，5-电解液，6-上导线，7-下导线，8-通孔，9-正极耳，10-绝缘胶层，11-过温保护装置，12-环形槽，13-环形边锋，14-注液孔，15-极耳过渡部，16-极耳端部。

具体实施方式

为了更好的理解本实用新型，下面结合具体实施例和附图对本实用新型进行进一步的描述。

如图1和图2所示，一种安全柱式锂离子电池，包括盖板1，电芯2，电池外壳3和金属盖4。

盖板1设置于电池外壳3的上端部的敞口处，封闭电池外壳3，电芯2竖直设置于电池外壳3的内腔的中心，且电芯2与电池外壳3的内腔之间设置电解液5，金属盖4设置于盖板1的上部，且与电池外壳3的顶部的结构相配合。

电芯2的上、下端面分别设置一上、下导线，且上导线6和下导线7均设置于电芯2的中轴线上，盖板1的中心设置一通孔8，且上导线6穿过通孔8，并与通孔8共轴线，上导线6上还设置一正极耳9。

上导线6与通孔8之间的间隙设置为填充绝缘胶层10，绝缘胶层10设置为玻璃绝缘子材质。

金属盖4与绝缘胶层10的上表面之间设置一过温保护装置11，过温保护装置11的两端设置为分别连接上导线6和金属盖4，以实时监测锂离子电池的温度，保证过充时能够自动断电，防止电池爆炸的发生。

通孔8的内壁上设置内螺纹，保证绝缘胶层10与通孔8的内壁的粘结。

盖板1的上端面设置一环形槽12，环形槽12与盖板1的外边缘形成环形边锋13结构，使环形边锋13与电池外壳3焊接时不会影响绝缘胶层10的性能。

环形槽12内设置一注液孔14。

正极耳9还包括极耳两端部和极耳过渡部15，其中极耳过渡部设置为连接极耳端部16，且极耳过渡部15的直径小于极耳两端部的直径，限制电流的通过能力，以确保电池发生外部短路时，正极耳9能够熔断。

正极耳9设置为铝材质。

使用本实用新型提供的安全柱式锂离子电池，可以同时避免过充和外部短路对电池造成的损害，有效地提高了锂离子电池的安全性能。当该电池工作时，处于金属盖4与绝缘胶层10的上表面之间的过温保护装置11启动，实时监测锂离子电池的温度状况，若出现外部短路或者过充导致锂离子电池温度持续升高，过温保护装置11将自动断电，保护锂电池，为进一步提高安全性能，设置于上导线6上的正极耳9，由于其极耳过渡部15偏薄，在发生短路外部电路来不及断开时，极耳过渡部15焦耳热大，先于极耳端部16熔断断开电路，从而双重保证以避免电池发生爆炸。

以上对本实用新型的实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本实用新型的较佳实施例，不能被认为用于限定本实用新型的实施范围。凡依本实用新型范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本专利涵盖范围之内。