高防爆性二次电池壳体的制作方法

1.本实用新型涉及电池壳技术领域，具体地指一种高防爆性二次电池壳体。


背景技术：

2.目前锂离子电池的方形电池壳体通常采用铝材质壳体，而金属作为锂电池壳体的主要材料，费用高、重量大。电池封装过程中，铝壳需要与顶盖卷芯激光焊接，对焊接设备与焊接优良率要求较高，造成锂电池的封装工序成本较高。采用铝塑膜作为锂电池壳体的主要材料，容量小、材料强度低。
3.为了使锂电池在使用中具有良好的安全性能，通常在锂电池外壳上设置安全防爆装置组件，而现有的电池防护壳体防护性能有限；另外，当锂电池内压增大时，无法针对情况进行及时排压。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足之处，本实用新型提出一种高防爆性二次电池壳体，不仅提高了电池本体的防爆安全性，同时能够避免因电池内压增大而导致爆炸的情况，有效地提高了电池防爆的安全系数。
5.为达到上述目的，本实用新型所设计的一种高防爆性二次电池壳体，包括上端开口的外壳体，其特别之处在于：所述外壳体上端开口处设置有用于密封外壳体的顶盖；所述外壳体内部上下两端分别设置有朝向外壳体内腔布置的支撑块，上下两端所述支撑块靠近外壳体内腔端面分别固设有水平布置的环形支撑板，上下两端所述环形支撑板中央位置处均开设有内孔，沿上下两端所述内孔靠近外壳体内腔侧的外周边开设有卡槽，上下两端所述卡槽之间卡接有电池本体，从而将所述高防爆性二次电池壳体划分为由上下两端所述环形支撑板和外壳体侧面共同构成的内腔体、由上下两端所述环形支撑板与外壳体上下端面共同构成的外腔体；上下两端所述环形支撑板靠近内腔体表面上、且沿对应的卡槽周边位置处开设有若干个凹槽，每个凹槽靠近外腔体端面上均开设有朝向外腔体布置的泄压孔，每个所述泄压孔顶端与对应环形支撑板外表面之间的距离设定为破裂极限厚度；所述外壳体对应于外腔体位置处开设有若干个排气孔。
6.进一步地，所述泄压孔为锥形孔，其远离凹槽一端直径逐渐缩小。
7.更进一步地，所述泄压孔深度为环形支撑板厚度的1/6～1/4。
8.更进一步地，所述支撑块为弹性支撑块。
9.进一步地，所述电池本体外壳由外至内依次设置有聚苯硫醚层、胶层、铝箔层、胶层和聚丙烯层。
10.进一步地，所述电池本体顶端设置的电极引线从对应的环形支撑板穿过后，再从顶盖预留的通孔穿出。
11.进一步地，所述顶盖上表面周边设置有开设定位孔的定位框，所述定位框、顶盖与外壳体通过螺钉固定。
12.进一步地，所述外壳体由内至外依次设置有合金基层、防爆层、耐腐蚀层
13.本实用新型的优点在于：
14.1、本实用新型通过设置外壳体、外壳体上开口端的顶盖、设置在顶盖上表面周边的定位框，共同形成防护机构对电池本体进行有效防护，从而提高了电池本体的防爆安全性；
15.2、本实用新型中的电池本体的外壳包括从外至内依次设置的聚苯硫醚层、胶层、铝箔层、胶层、聚丙烯层；该外壳耐电解液腐蚀、材质强度大、不易变形，进一步提高了电池的防护效果；
16.3、本实用新型通过在外壳体内部的上下两端设置能够将电池本体卡在之间的环形支撑板，作为对电池本体的定位机构，实现对电池本体的有效固定；同时，在上环形支撑板的下表面开设凹槽，并在凹槽顶端开设向上延伸的泄压孔，保证泄压孔顶端至上环形支撑板上表面之间的距离为破裂极限厚度，在下环形支撑板的上表面开设凹槽，并在凹槽底端开设向下延伸的泄压孔，保证泄压孔底端至下环形支撑板下表面之间的距离为破裂极限厚度；当电池本体内压急剧增大，在电池本体泄露的气体较少时，产生的气体被集中在内腔体；当气压逐渐增大，达到泄压孔顶端至上环形支撑板上表面之间厚度的破裂极限时(或者达到泄压孔底端至下环形支撑板下表面之间厚度的破裂极限时)，气流通过凹槽、锥形泄压孔冲出，泄压孔顶端至上环形支撑板上表面之间板体(或者泄压孔底端至下环形支撑板下表面之间板体)被冲出的气流冲破，瞬间将积聚的气体排出至外腔体，排出后的气体通过外腔体外侧的排气孔同步向外排出。
17.本实用新型高防爆性二次电池壳体，结构设计简单合理，不仅提高了电池本体的防爆安全性，同时能够避免因电池内压增大而导致爆炸的情况，有效地提高了电池防爆的安全系数，具有较强的实用性。
附图说明
18.图1为本实用新型的立体结构示意图；
19.图2为本实用新型的内部结构示意图；
20.图3为本实用新型中的环形支撑板部分结构示意图；
21.图4为图2中a处的结构示意图；
22.图中：外壳体1、顶盖11、定位框12、定位孔13、排气孔14、支撑块15、环形支撑板16、卡槽17、内孔18、凹槽19、泄压孔2、电池本体21、聚苯硫醚层211、铝箔层212、胶层213、聚丙烯层214、外腔体22、电极引线23、内腔体24。
具体实施方式
23.以下结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细描述。
24.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对实用新型的限制。
25.如图1～4所示，本高防爆性二次电池壳体，包括上端开口的外壳体1，所述外壳体1上端开口处设置有用于密封外壳体1的顶盖11；所述外壳体1内部上下两端分别设置有朝向外壳体1内腔布置的支撑块15，上下两端所述支撑块15靠近外壳体1内腔端面分别固设有水平布置的环形支撑板16，上下两端所述环形支撑板16中央位置处均开设有内孔18，沿上下两端所述内孔18靠近外壳体1内腔侧的外周边开设有卡槽17，上下两端所述卡槽17之间卡接有电池本体21，从而将所述高防爆性二次电池壳体划分为由上下两端所述环形支撑板16和外壳体1侧面共同构成的内腔体24、由上下两端所述环形支撑板16与外壳体1上下端面共同构成的外腔体22；上下两端所述环形支撑板16靠近内腔体24表面上、且沿对应的卡槽17周边位置处开设有若干个凹槽19，每个凹槽19靠近外腔体22端面上均开设有朝向外腔体22布置的泄压孔2，每个所述泄压孔2顶端与对应环形支撑板16外表面之间的距离设定为破裂极限厚度；所述外壳体1对应于外腔体22位置处开设有若干个排气孔14。
26.本实用新型的工作原理为：通过在外壳体1内部的上下两端设置能够将电池本体21卡在之间的环形支撑板16，作为对电池本体21的定位机构，实现对电池本体21的有效固定。同时，在上环形支撑板16的下表面开设凹槽19，并在凹槽19顶端开设向上延伸的泄压孔2，保证泄压孔2顶端至上环形支撑板16上表面之间的距离为破裂极限厚度。在下环形支撑板16的上表面开设凹槽19，并在凹槽19底端开设向下延伸的泄压孔2，保证泄压孔2底端至下环形支撑板16下表面之间的距离为破裂极限厚度。当电池本体21内压急剧增大，在电池本体21泄露的气体较少时，产生的气体被集中在内腔体24；当气压逐渐增大，达到泄压孔2顶端至上环形支撑板16上表面之间厚度的破裂极限时(或者达到泄压孔2底端至下环形支撑板16下表面之间厚度的破裂极限时)，气流通过凹槽19、泄压孔2冲出，泄压孔2顶端至上环形支撑板16上表面之间板体(或者泄压孔2底端至下环形支撑板16下表面之间板体)被冲出的气流冲破，瞬间将积聚的气体排出至外腔体22，排出后的气体通过外腔体22外侧的排气孔14同步向外排出。
27.由于泄压孔2顶端与对应的环形支撑板16之间的板体厚度较小，在气压增大时能够快速将泄压孔2外侧的板体冲破，从而达到避免爆炸的效果。
28.所述支撑块15为弹性支撑块。
29.所述电池本体21外壳由外至内依次设置有聚苯硫醚层211、胶层213、铝箔层212、胶层213和聚丙烯层214。胶层213共设置有两层，聚苯硫醚层211和铝箔层212之间通过胶层213连接，铝箔层212和聚丙烯层214之间通过胶层213连接。聚苯硫醚层211具有良好的耐热性能，热变形温度大于260度，可在180～220℃温度范围使用，耐腐蚀性接好，机械强度高，不易变形。中间铝箔层212具有良好的抗电解液腐蚀，抗穿刺性能。内层聚丙烯层214可完成电池本体21的密封，。述材料的对应厚度如下，铝箔厚：90～130μm；聚苯硫醚(pps)：100～150μm；胶层：1～20μm；聚丙烯层：20～80μm。
30.电池本体的外壳采用聚苯硫醚层211、铝箔层212、胶层213、聚丙烯层214材料制成，耐电解液腐蚀，材质强度大，不易变形，进一步提高了电池的防护效果。
31.所述电池本体21顶端设置的电极引线23从对应的环形支撑板16穿过后，再从顶盖11预留的通孔穿出。
32.所述顶盖11上表面周边设置有开设定位孔13的定位框12，所述定位框12、顶盖11与外壳体1通过螺钉固定。通过设置外壳体1、顶盖11和定位框12，形成防护机构对电池本体
21进行有效防护，从而提高了电池本体21的防爆安全性。
33.所述外壳体1由内至外依次设置有合金基层、防爆层、耐腐蚀层
34.本实用新型高防爆性二次电池壳体，结构设计简单合理，不仅提高了电池本体的防爆安全性，同时能够避免因电池内压增大而导致爆炸的情况，有效地提高了电池防爆的安全系数，具有较强的实用性。
35.上述实施例为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。