专利名称：一种用于锂离子电池的安全防爆装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种锂离子电池的安全防爆装置。
背景技术：
目前，锂离子电池相对于其它类型的充电电池具有体积小、重量轻、电量强、无记忆、绿色环保等优点。但也存在着致命的缺点，就是在生产和使用过程中，由于电池过充电或其它使用不当等原因，容易使电池内产生的大量气体迅速膨胀并造成壳体爆炸，有些企业生产锂离子电池采用单一的电路保护作为防爆装置，但安全性较差，一旦保护电路出现故障电池壳体在高压气体作用下，就会发生爆炸，这是十分危险的。另有一些企业生产的锂离子电池，目前已知的装在电池壳体内顶端的塑圈、顶盖、垫片组合件也不能起到防爆作用，这将给生产者和消费者造成很大危害。
发明内容
为了解决锂离子电池在过充电时造成电池壳体爆炸的问题，本实用新型提供了一种锂离子电池的安全防爆装置，当电池过充电时，能减少气体膨胀或使迅速膨胀的气体安全排出，防止了电池壳体爆炸，保护了生产者和消费者的人身安全。
本实用新型解决技术问题所采用的技术方案是运用了气顶断电和安全破裂的原理，将目前已知的装在锂离子电池壳体顶端内的组合件塑圈、顶盖、垫片分别改制成塑圈(1)、顶盖(2)、垫圈(3)并增加有膜片(4)、孔板(5)，其特征是塑圈(1)内依次装有膜片(4)、垫圈(3)、顶盖(2)。孔板(5)装在塑圈(1)底部外侧环形槽内与膜片(4)之间采用多焊点焊接，组成了本实用新型一种锂离子电池的安全防爆装置。塑圈(1)由已知外形上端有向内平面折边，底部中间有一孔，内、外壁上表面光滑的筒体塑圈改制成，其外形上端有个向内平面折边，外壁为阶梯状，内壁上端弯角处有一个三角形环状密封台(6)，底部中间有一个孔，孔的周边有一个方形环状密封凸台(8)，在底部外侧有个圆台，在圆台内侧有个环形槽；顶盖(2)由已知的外形底部有个环状平面沿边，在沿边内侧有个向上凸起槽的顶盖改制成，其外形相同，只是在凸起槽侧壁周围增加了3～4个气孔；垫圈(3)由已知的圆形无孔垫片改制成，其外形相同只是在圆形片中间增加了一个孔。膜片(4)外形为上端有一个环状平面沿边，在沿边内侧弯角处有一个锥台状槽，在沿边与锥台槽弯角边缘处上下相对应的位置上有环状双刃刻痕(10)。孔板(5)外形为平板圆形片状，在中间底部有个凹坑，在外壁与凹坑之间有3-4个孔(11)用于排放气体。顶盖(2)上凸起槽的内壁直径要大于垫圈(3)上中心孔直径尺寸，垫圈(3)上中心孔直径尺寸要大于膜片(4)上的环状双刃刻痕(10)直径尺寸，垫圈(3)它除了作为装置中导电环外，还是膜片(4)锥台槽部分在气体压力作用下向上凸起的衬环。本装置与电池壳体(14)封装在一起配牢，在与电池壳体(14)封装前，孔板(5)上气孔(11)周边平面上焊接极耳(13)与锂离子电池芯正极片相连，顶盖(2)在电池壳体(14)最顶端。当电池过充电时，使得电池壳体(14)内充电液产生大量气体迅速膨胀，膨胀气体从孔板(5)上的气孔(11)中穿过并作用在与其多点焊接的膜片(4)锥台槽底部，在气体压力作用下，膜片(4)上锥台槽向相反的方向凸起，使之与孔板(5)焊接的焊点(12)断开，同时切断了电池充电电源停止充电，使气体停止膨胀，起到了安全保护作用。若气体压力过大或继续膨胀，随着气压增高，膜片(4)锥台槽底部向上凸起致使环状双刃刻痕(10)在气压的作用下被撕开，气体随着膜片(4)被撕开的刻痕(10)裂缝排出，释放了电池壳体(14)内的高压气体，防止了电池壳体(14)爆炸，保障了生产者和使用者的人身安全。
本实用新型优点和效果是运用了气顶断路和安全破裂的原理，使电池过充电时，电池壳体(14)内膨胀气体迅速停止膨胀或使膨胀气体安全排出，防止电池壳体(14)爆炸，保障了生产者和使用者的人身安全；并解决了现有单一电路保护的不可靠性的严重安全问题；由于锂离子电池的安全防爆装置各零件之间的科学镶配，它具有设计合理、工艺先进、成本低廉、安全可靠等特点，很适用于锂离子电池生产企业从事大批量生产；而本装置良好的密封性能为锂离子电池生产时不漏液、不泄压、不变形提供了可靠的保证，确保了产品质量。
以下结合附图和实施例对本实用新型进一步说明
图1锂离子电池的安全防爆装置结构剖视图塑圈(1)、顶盖(2)、垫圈(3)、膜片(4)、孔板(5)、密封台(6)、密封凸台(8)、排气孔(9)、刻痕(10)、气孔(11)、焊点(12)。
图2锂离子电池结构示意图塑圈(1)、顶盖(2)、垫圈(3)、膜片(4)、孔板(5)、密封台(6)防溢槽(7)、密封凸台(8)、排气孔(9)、刻痕(10)、气孔(11)、焊点(12)、极耳(13)、壳体(14)。
具体实施方式
图1所示塑圈(1)是用与电解液不发生化学反应的PP材料注塑而成，其外形上端有向内平面折边外壁为阶梯状，上端直径尺寸为Ф 8.6～Ф31.2mm，下端直径尺寸略小于上端尺寸，内壁直径为Ф7.6～Ф29.5mm，在内壁上端折边弯角处有一个三角形环状密封台(6)，底部中间有一孔，其周边上有一方形环状密封凸台(8)，底部外侧有个圆台，其内侧有个环状槽直径为Ф3～Ф16.2mm，在塑圈(1)内壁方形环状密封凸台(8)上面，在三角形环状密封台(6)下面依次装入外径尺寸与其内径尺寸相近厚度在0.1～0.5mm之间的膜片(4)、垫圈(3)、顶盖(2)并用塑封机封装，使塑圈(1)上端形成一个向内的折边， 内壁上的三角形环形密封台(6)紧压在顶盖(2)沿边上。膜片(4)用纯铝带冲制成，上端有个环状平面沿边，在沿边内侧边缘处有个向下的锥台槽，在沿边内侧与锥台凹槽边缘处上下相对应的位置上有环状双刃刻痕环(10)，沿边的外径尺寸为Ф7.6～Ф29.5mm，膜片(4)锥台凹槽高度要超过塑圈(1)底部中心孔壁高度，垫圈(3)是用镍或铝带冲制成，外径尺寸为Ф7.6～Ф29.5mm圆环状形，中间有一个孔，孔的直径尺寸略大于膜片(4)上环状双刃刻痕(10)直径尺寸，它除了作导电环外，还是膜片(4)锥台凹槽向相反方向上凸起的衬环。顶盖(2)是用特殊钢带冲成底部有个环状平面沿边，在环状沿边内侧边缘有个向上凸起的槽，表面镀镍，沿边外径尺寸为Ф7.6～Ф29.5mm，在凸起槽侧壁周围有3～4个排气孔(9)，顶盖(2)顶部的平台是用于焊接极片或作为组合电池组连接区间用， 凸起槽内壁空间高度尺寸大于膜片(4)锥台凹槽向上凸起刻痕(10)撕破时的最大高度。孔板(5)是用纯铝板冲成圆形片状，外径为Ф2.8～Ф16mm中间有个凹坑，在外壁与凹坑之间有3-4个出气孔(11)，孔板(5)装在塑圈(1)底部外侧环形槽内，并与膜片(4)锥台槽底部多焊点焊接，组成本实用新型一种锂离子电池的安全装置。塑圈(1)、顶盖(2)、垫圈(3)、膜片(4)、孔板(5)的各部分尺寸随着锂离子电池壳体(14)内壁直径尺寸的变化而改变。
图2所示本实用新型一种锂离子电池的安全防爆装置与电池壳体(14)压封在一起配牢形成一整体，并形成防溢槽(7)，在与电池壳体(14)压封前，要在孔板(5)上气孔(11)周边焊接极耳(13)，与电池芯正极片相连，当电池过充电时，电池壳体(14)内电解液产生大量气体并迅速膨胀，膨胀气体从孔板(5)上的排气孔(11)中穿过，并作用在与其多焊点(12)的膜片(4)上锥台槽底部，在气体压力作用下，膜片(4)锥台槽向相反方向凸起，使之与孔板(5)连接的焊点(12)断开，同时切断电池充电电源而停止充电，致使气体停止膨胀，若气体压力过大或继续膨胀，随着气压增高膜片(4)凹槽继续向上凸起致使环状双刃刻痕(10)在气压的作用下将被撕开，气体随着膜片(4)被撕开的刻痕(10)裂缝中排出，释放了电池壳体(14)内的高压气体，防止了电池壳体(14)爆炸，达到了安全防爆作用。
权利要求1一种用于锂离子电池的安全防爆装置塑圈、顶盖、垫片、相互连接，其特征是将目前已知的塑圈、顶盖、垫片、分别改制成塑圈(1)、顶盖(2)、垫圈(3)，并增加有膜片(4)、孔板(5)，塑圈(1)上端有向内平面弯角折边，外壁为阶梯状，内壁上端折边弯角处有一个三角形环状密封台(6)，底部中间有一个孔，周边上有一个方形环状密封凸台(8)，底部外侧有一个圆台，其内侧有个环形槽；顶盖(2)底部有个环状平面沿边，内侧有个向上凸起的平台槽，在凸起平台槽侧壁上有3～4个气孔；垫圈(3)为圆形片状，中间有一个孔；膜片(4)外形为上端有一个平面环状沿边，在沿边内侧弯角处有一个向下的锥台槽，并在弯角处上下相对应的位置上有环状双刃刻痕(10)；孔板(5)为圆形片状，在中间有个凹坑，外壁与凹坑之间周围有3-4个孔(11)；塑圈(1)内依次装有膜片(4)、垫圈(3)、顶盖(2)，塑圈(1)内壁上端折边弯角处三角形环形密封台(6)紧压在顶盖(2)沿边上，底部方形环状密封凸台(8)与膜片(4)上沿边紧密相接，孔板(5)装在塑圈(1)底部外侧环形槽内，并与膜片(4)锥槽台槽底面多焊点相连接。
2根据权利要求1所述，一种锂离子电池的安全防爆装置，其特征是顶盖(2)上凸起平台槽内壁直径要大于垫圈(3)孔的直径尺寸，垫圈(3)上孔的直径要大于膜片(4)的环状刻痕(10)直径尺寸。
3根据权利要求1所述，一种锂离子电池的安全防爆装置，其特征是孔板(5)上气孔(11)周边上焊有极耳(13)与电池芯正极片相连。
专利摘要本实用新型涉及一种用于锂离子电池的安全防爆装置，是由塑圈(1)、顶盖(2)、垫圈(3)、膜片(4)、孔板(5)、相互连接组合而成。其特征是模片(4)、垫圈(3)、顶盖(2)依次装入塑圈(1)内封装，然后，将孔板5装在塑圈1底部环形槽内，与膜片4用激光焊机多点焊接。本实用新型采用了气顶断路和安全破裂的原理，当电池过充电时壳体内的膨胀气体可以从孔板(5)中的气孔(11)穿过，将膜片(4)与孔板(5)之间的焊点断开，或膨胀气体压力过高，气压将膜片(4)凹面向相反方向凸起，致使刻痕撕开，膨胀气体由撕开处从顶盖(2)上的气孔排出，同时切断电源停止充电，防止电池壳爆炸，保障了生产者和使用者的人身安全。
文档编号H01M2/12GK2831449SQ20052002540
公开日2006年10月25日 申请日期2005年3月14日 优先权日2005年3月14日
发明者邰永宁, 李媛 申请人:邰永宁, 李媛