专利名称：一种防爆安全电池的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种电池，更具体的涉及一种防爆安全电池。
背景技术：
随着科学技术的飞速发展，电子仪器及电子设备的小型化对电池的性能要求越来越高，近年来随着移动电话、笔记本电脑、PDA等设备的越来越广泛的应用，各类轻量化、高密度的非水电解液电池不断的被开发出来。从综合性能方面讲，锂离子电池是最具有发展和应用前景的高能电池。目前在市场上广泛应用的是通过隔膜卷绕带状正极和负极制造的电芯经扁平成型后容纳在中空的矩形壳体内形成的方形锂离子电池。
一般的锂离子电池是通过加装保护线路板来保护电芯的，当电池发生短路或线路板失效时，有可能发生爆炸，而损坏用电设备，甚至威胁人身安全。随着人们安全意识的加强，改进后的安全电池将防爆阀安置在盖板上或在壳体上冲切凹槽。当电池受到冲击或过电流造成短路时，内压升高，气体首先冲破盖板上的防爆阀或冲破壳体上的凹槽，从而达到泄压的目的。
防爆阀设置在盖板上的方式是先将板料按要求冲一个椭圆孔，用很薄的铝箔在真空状态下与板料复合在一起，制作工艺复杂，成本较高。
另一种泄压方式是在矩形壳体上压凹槽，即是用机械的方式在壳体外表面上压制一定深度的凹槽；因凹槽处壁厚较薄，当电池发生短路壳体内压升高时，气体冲破凹槽处的薄壁，从而达到泄压的目的。
目前在壳体上压凹槽主要的方式为在壳体的大面上靠近中心的位置打防爆凹槽，比如“X”形或弧形凹槽，如图1、图2所示。
但此结构都存在的缺点是完全泄压难度大，仍不够安全。因矩形壳体内有由正极片、负极片卷绕组成的扁平状极芯，其集流体的厚度仅有0.075-0.1mm。当电池短路时，壳体内产生大量气体将凹槽冲开，同时气体也推动极片冲向裂口，将裂口堵塞，影响气体的泄漏，从而引起电池爆炸。
目前还有一种在壳体上压凹槽的方式是在壳体大面靠近壳口的中间位置打防爆凹槽，比如“一”字形凹槽，如图3所示。虽然这在一定程度上对安全性能有所改善，但由于该位置的凹槽在内压下不易破裂，故仍不能完全解决完全泄压的目的。
实用新型内容鉴于现有技术中存在的上述缺陷，本实用新型要解决的技术问题在于提供一种更加安全的防爆电池。
为解决上述技术问题，本实用新型发明人根据观察、反复实验发现，矩形壳体在膨胀时，其宽面沿对角线部位膨胀较快。因此本实用新型的基本构思是将防爆凹槽定位于矩形壳体宽面沿对角线部位。
本实用新型是通过以下技术方案实现的一种安全防爆电池，包括有一端部开口的矩形壳体，开口部由电池盖板密封，该矩形壳体外侧的一宽壁面上设有防爆凹槽，其中，该防爆凹槽上至少有一点位于所述宽壁面的对角线上，且该对角线的一端点与位于该对角线上防爆凹槽的点的距离小于该对角线长度的1/3。
本实用新型所述对角线端点与位于对角线上防爆凹槽的点的距离优选小于该对角线长度的1/5。
本实用新型所述对角线的端点优选为位于壳体开口处的端点，即，位于壳口处的该对角线端点与位于对角线上防爆凹槽的点的距离小于该对角线长度的1/3，优选小于1/5。
本实用新型所述防爆凹槽上至少有一点位于电池盖板与电极芯的间隙部位。
本实用新型所述防爆凹槽形状呈“L”形，其拐点位于所述对角线上。
本实用新型所述“L”形凹槽的两条直角边分别平行于所述宽壁面上矩形壳体的两条直角边；优选为“L”形凹槽的第一直角边平行于所述宽壁面上壳口直角边，“L”形凹槽的第二直角边指向壳体开口端；更优选为所述“L”形凹槽的第二直角边的一端点位于电池盖板与电极芯的间隙部位。
本实用新型所述“L”形凹槽还可一条直角边位于所述对角线上，另一条直角边与该对角线垂直。
本实用新型所述电池盖板上设置有用于泄压防爆的防爆凹槽。
本实用新型在所述电池盖板和容纳于所述矩形壳体内的电极芯之间设置有起隔离作用的绝缘隔圈。
本实用新型所述电池矩形壳体内，电池极芯底部置有起防跌落和隔离作用的绝缘隔圈。
对电池在上述以外的构成上所需部件的选择没有特别的限定。
与现有技术相比，本实用新型安全防爆电池的优点在于(1)、将防爆凹槽定位于矩形电池宽面沿对角线部位，并设置该对角线的一端点与防爆凹槽上该点的距离小于该对角线长度的1/3，则在泄压时，可有效防止气体推动扁平极芯将裂口堵塞，从而使气体的泄漏趋向完全，防止电池爆炸；(2)、在加工过程中，通常在壳体的内腔插入模芯，以保证壳体内部变形尽可能小。本实用新型将防爆凹槽放置于距离壳口处对角线1/3处，可避免模芯悬臂相对较长，冲槽时不会因受力而产生弯曲变形，从而影响所打凹槽深度的均一性；(3)、本实用新型将防爆凹槽放置于距离壳口处对角线1/3内处，并且利用壳体内绝缘隔圈与盖板之间的空隙，在防爆凹槽爆开时极片不会堵塞裂口，达到完全泄压的目的。
下面参照附图结合实施例对本实用新型作进一步的描述。
图1为现有技术的一种带有防爆凹槽的矩形电池壳体示意图。
图2为现有技术的另一种带有防爆凹槽的矩形电池壳体示意图。
图3为现有技术的再一种带有防爆凹槽的矩形电池壳体示意图。
图4为本实用新型的带有防爆凹槽的矩形电池示意图。
图5为图4部分剖视的内部结构示意图。
图6为本实用新型的另一种实施方式的矩形电池示意图。
附图符号说明1-矩形壳体；2-电池盖板；4-电极芯；6-矩形壳体上的防爆凹槽；8-防爆凹槽上的一点；10-对角线；14-电池盖板上的防爆凹槽；16-绝缘隔圈；18-第一直角边；20-第二直角边；22-第二直角边端点。
具体实施方式如图4、图5所示一种锂离子二次电池，由电池极芯4、矩形壳体1和电解液构成。其中，电极芯4是由正极片、负极片和隔膜依次层叠卷绕而成。电极芯4容纳于矩形壳体1内，并由电池盖板2密封。矩形壳体1外侧的一宽壁面上设有一“L”形的防爆凹槽6，其拐点8位于矩形壳体宽壁面的对角线10上，位于壳口处的该对角线端点与拐点8的距离占对角线10全长的1/5。“L”形凹槽6的两条直角边18、20分别平行于该宽壁面上矩形壳体的两条直角边。其中第一直角边18平行于矩形壳体开口端宽壁面直角边，第二直角边20指向壳体开口端，“L”形凹槽的第二直角边20的一端点22位于电池盖板2与电极芯4的间隙部位。在电池盖板2和电极芯4之间还设置有绝缘隔圈16，利用壳体内电极芯4与电池盖板2之间的空隙，在防爆凹槽爆开时极片不会堵塞裂口，达到完全泄压的目的。
如图6所示本实用新型另一种实施方式的锂离子二次电池，由电池极芯4、矩形壳体1和电解液构成。其中，电极芯4容纳于矩形壳体1内，并由电池盖板2密封，所述电池盖板2上设置有用于泄压防爆的防爆凹槽14，可以起到二次保护的作用。矩形壳体1外侧的一宽壁面上设有一“L”形的防爆凹槽6，该防爆凹槽6的一条直角边位于对角线上，位于壳口处的该对角线端点与位于对角线上防爆凹槽的点的最大距离为1/4，防爆凹槽的另一条直角边与该对角线垂直，该直角边的一端点位于电池盖板2与电极芯4的间隙部位。在电池盖板2和电极芯4之间还设置有绝缘隔圈16，利用壳体内电极芯4与电池盖板2之间的空隙，在防爆凹槽爆开时极片不会堵塞裂口，达到完全泄压的目的。
本实用新型并不局限于上述优选实施方式，比如所述电池矩形壳体内，电池极芯底部置有起防跌落和隔离作用的绝缘隔圈。防爆凹槽还可以设置在靠近电池底部或电池侧部的对角线上，可以根据电池的内部结构的不同而进行适应性变化。上述防爆凹槽也并不局限于“L”形，也可以为其他几何形状，只要其总体构思满足于本实用新型，均可得到较好的效果。
权利要求1.一种安全防爆电池，包括有一端部开口的矩形壳体(1)和容纳于壳体的电极芯(4)，壳体开口端部由电池盖板(2)密封，该矩形壳体(1)外侧的一宽壁面上设有防爆凹槽(6)，其特征在于，该防爆凹槽上至少有一点(8)位于所述宽壁面的对角线(10)上，且该对角线的一端点与位于该对角线上防爆凹槽的点(8)的距离小于该对角线长度的1/3。
2.如权利要求1所述的防爆安全电池，其特征在于，所述对角线端点与位于对角线上防爆凹槽的点(8)的距离小于该对角线长度的1/5。
3.如权利要求1所述的防爆安全电池，其特征在于，所述防爆凹槽(6)上至少有一点位于电池盖板(2)与电极芯(4)的间隙部位。
4.如权利要求1所述的防爆安全电池，其特征在于，所述防爆凹槽形状呈“L”形，其拐点(8)位于所述对角线(10)上。
5.如权利要求4所述的防爆安全电池，其特征在于，所述“L”形凹槽的两条直角边(18、20)分别平行于所述宽壁面上矩形壳体的两条直角边。
6.如权利要求5所述的防爆安全电池，其特征在于，所述“L”形凹槽的第一直角边(18)平行于所述壳体开口端宽壁面直角边，“L”形凹槽的第二直角边(20)指向壳体开口端。
7.如权利要求6所述的防爆安全电池，其特征在于，所述“L”形凹槽的第二直角边(20)的一端点(22)位于电池盖板(2)与电极芯(4)的间隙部位。
8.如权利要求4所述的防爆安全电池，其特征在于，所述“L”形凹槽的一条直角边位于所述对角线上，另一条直角边与该对角线垂直。
9.如权利要求1所述的防爆安全电池，其特征在于，所述电池盖板(2)上设置有用于泄压防爆的防爆凹槽(14)。
10.如权利要求1-9任一项所述的防爆安全电池，其特征在于，在所述电池盖板(2)和容纳于所述矩形壳体(1)内的电极芯(4)之间设置有起隔离作用的绝缘隔圈(16)。
专利摘要本实用新型涉及一种安全防爆电池，包括有一端部开口的矩形壳体和容纳于壳体的电极芯，壳体开口端部由电池盖板密封，该矩形壳体外侧的一宽壁面上设有防爆凹槽，其中，该防爆凹槽上至少有一点位于所述宽壁面的对角线上，且该对角线的一端点与位于该对角线上防爆凹槽的点的距离小于该对角线长度的1/3。采用本实用新型的电池，可以使气体的泄漏趋向完全，达到完全泄压的目的。
文档编号H01M2/12GK2757343SQ200420095560
公开日2006年2月8日 申请日期2004年11月16日 优先权日2004年11月16日
发明者毛德和, 许教练, 张中涛 申请人:比亚迪股份有限公司