专利名称：一种方型电池盖板及含有该盖板的方型电池的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种方型电池盖板及含有该盖板的方型电池。
背景技术：
目前，方型锂离子电池以其体积小、能量高、无污染等优点，越来越广泛地用于移 动电话、数码相机等便携电子产品中。随着方型锂离子电池的广泛应用，其安全性能也越来 越受到重视。 方型锂离子电池在储存、运输过程中会发生因外部短路等意外情况下受到大电流 的冲击，发生化学反应而在电池内部产生异常气体导致电池内部压力过大、电池破裂，同时 电池过热，甚至可能导致电池爆炸；电池在进行充放电时受到大电流的冲击，也可能会导致 电池的爆炸，同时电池在过充和过放电的状态下也会大大降低电池的安全性能和可靠性。 现有技术的方型锂离子电池一般通过采用防爆阀来实现卸压，通过热敏电阻或温 度保险丝来实现断电。防爆阀的通用方法为在电池壳体上冲压刻痕，当电池因过冲、短路等 原因造成电池内压持续增大时，压力大于防爆阀的破损压力时，防爆阀破裂，电池内部电解 液和气体一起外泄，避免电池内压继续增加产生爆炸。通过在上盖和电极极柱之间即紧贴 电池外壁在电池正负极之间，或在电池盖体的内侧，焊接热敏电阻(PTC)，当电池发生外部 短路时，PTC由于电流作用内阻会急剧升高，从而减小短路电流，防止电池过热。当发生过 充时，由于电池表面的温度升高，使PTC受热内阻升高，分担了过充电压，阻止了电池的进 一步过充。但现有的防爆阀由于刻在电池壳体上，出于运输、使用安全考虑，刻痕面积一般 不能太大，使刻痕破裂所需压力较大，反应不灵敏，安全性不能得到有效保证，时针对现有 为减小启动压力所采用的薄金属薄膜，在制作和使用过程又容易破损，降低了成品率，提高 了不良率，而且产品的一致性降低，降低了品质保证；同时防爆阀在电池壳体上一般暴露在 空气中，在生产和使用过程中，容易老化，失去其功用；或者电池在一般并联、装配使用过程 中防爆压痕可能受阻挡等因素失效而存在安全隐患。且热敏电阻或温度保险丝仅依赖电池 壳体表面的温度，且对温度的感应有一定的范围和响应时间，反应灵敏度并不高，因此，仅 使用热敏电阻或温度保险丝的电池的安全性能也并不理想，现有电池爆炸等安全严重事故 也时有发生。
实用新型内容本实用新型解决了现有方形电池的安全性能仍存在隐患，爆炸等严重安全事故仍 时有发生的问题。 提供了一种安全性能更高，能同时并能更快速的实现卸压和断电的含有双电极的 方型电池盖板，包括盖板、位于盖板上用于导出电流的第一电极和贯穿盖板用于导出与第 一电极极性相反电流的第二电极，第二电极与第一电极绝缘；第二电极包括位于电池的壳 体外部的顶盖、位于电池的壳体内部的底板及位于顶盖和底板之间的安全膜；安全膜位于 底板上，其中央向下凹陷并与底板连接，连接形成若干连接点；安全膜上设有封闭刻痕，封闭刻痕位于连接点外围；底板的下表面的中心部位设有凹槽，安全膜与底板的连接点位于 凹槽与安全膜相对的表面。 本实用新型的另一个目是提供了一种安全性能更高、品质更可靠的方型锂离子电 池，包括方型电池盖板、电池壳体、极芯和电解液，极芯和电解液位于电池壳体内，方形电池 盖板与电池壳体密封连接；极芯上引出正、负极耳，正负极耳分别与方型电池盖板上的第一 电极和第二电极导通。 本实用新型的电池在过充电或意外时，当膨胀气体压力稍高时，气压可以将本实 用新型第二电极的安全膜凹陷向相反方向凸起，致使安全膜与底板从连接点分离，或底板 从较薄的凹槽边缘断裂，切断电源停止充电，电池内部反应逐渐停止，特别是本实用新型的 安全膜与底板连接的连接面相对于水平面为倾斜面，即安全膜与底板的连接采用倾斜的方 式，在气体的冲压条件下，使其连接点的为一个个分离，即撕裂方式，在安全膜的张力作用 下，会带动其他连接点的快速分离，安全膜与底板更容易实现分离，分离的速度更快，反应 更灵敏，保证了电池断电的稳定性，更易实现小压力卸压断电，反应更灵敏，对电池的安全 性能起到更早的预防作用；同时安全膜上设有环形刻痕，为应力集中区，在气体压力的作用 下，也能非常灵敏的实现断裂，即安全膜从环形刻痕处撕裂，也能实现断电，使电池内部反 应停止，同时也可实现电池内部气体的卸压，缓冲电池内部的压力，防止电池爆炸保证电池 的安全，保障了生产者和使用者的人身安全，反应更灵敏，对电池安全实现了双重保护。本 实用新型可以在电池的壳体上设置常规防爆压痕，用来实现更大压力的双重卸压，进一步 提高安全性能，例如电池反应过于剧烈，断电后仍不能迅速阻止反应气体的产生，则防爆压 痕破裂，膨胀气体从破裂处排出，达到卸压的目的，进一步保障生产者和使用者的人身安 全。本实用新型甚至也可以直接用此盖板实现卸压、断电，非常灵敏的从小压力即实现断电 卸压，防止气体的急剧累积，而无法迅速启动断电、卸压功能或断电、卸压功能不能迅速解 决问题，存在反应时间和滞后效应，造成累积的气体迅速膨胀而无法控制，发生爆炸，危及 人生安全；同时也能消除电池在使用过程中防爆压痕可能受阻挡等因素失效的安全隐患； 本实用新型的技术方案同样也解决了此种方型电池盖板由于气体压力大，所需卸压面积 大，采用此种电池防爆断电结构的焊接点多，很难将安全膜和底板分离的问题，提高了电池 的安全性能和品质保证。
图1为本实用新型的电池盖板的立体结构示意图； 图2为本实用新型的电池盖板的立体分解结构示意图； 图3为本实用新型的电池盖板的正面结构示意图； 图4为本实用新型的电池盖板的第二电极的结构示意图； 图5为本实用新型的电池盖板的A处安全膜与底板的连接的局部放大示意图； 图6为本实用新型的电池盖板的B处安全膜上刻痕的局部放大示意图； 图7为本实用新型的电池的结构示意图。
具体实施方式本实用新型提供了一种安全性能更高，能同时并能更快速的实现卸压和断电的含
4有双电极的方型电池盖板，包括盖板、位于盖板上用于导出电流的第一电极和贯穿盖板用 于导出与第一电极极性相反电流的第二电极，第二电极与第一电极绝缘；第二电极包括位 于电池的壳体外部的顶盖、位于电池的壳体内部的底板及位于顶盖和底板之间的安全膜； 安全膜位于底板上，其中央向下凹陷并与底板连接，连接形成若干连接点；安全膜上设有封 闭刻痕，封闭刻痕位于连接点外围；底板的下表面的中心部位设有凹槽，安全膜与底板的连 接点位于凹槽与安全膜相对的表面。本实用新型的电池的第二电极的安全膜与底板更容易 实现分离，分离的速度更快，反应更灵敏，保证了电池卸压、断电的稳定性，更易实现小压力 卸压断电，反应更灵敏，对电池的安全性能起到更早的预防作用。本实用新型可以在电池的 壳体上设置常规防爆压痕，用来实现更大压力的双重卸压，进一步提高安全性能。本实用新 型甚至可以直接用本实用新型的盖板实现卸压、断电，非常灵敏的从小压力即实现断电卸 压，防止气体的急剧累积，而无法迅速启动断电、卸压功能或断电、卸压功能不能迅速解决 问题，存在反应时间和滞后效应，造成累积的气体迅速膨胀而无法控制，发生爆炸，危及人 生安全。同时也能消除电池在使用过程中防爆压痕可能受阻挡等因素失效的安全隐患，本 实用新型的方型电池盖板可以作为封闭式防爆阀，可抑制因电解液的渗透导致电阻上升或 电解液的外泄等。 其中，本实用新型的顶盖上设有气孔，有利于直接用本实用新型的盖板实现卸压、 断电，当小压力或反应未能及时停止导致的大压力均可使安全膜从环形刻痕处撕裂，实现 电池内部的卸压，即当没有防爆压痕或防爆压痕未发挥作用时的卸压，从小压力即实现卸 压，减缓电池内部的气压，能及时排除电池内部的气体，特别是反应初始气体，防止电池的 激烈、迅速膨胀。同时也可以实现对防爆阀起作用的大压力的分压卸压，更快速度的保证电 池的卸压，防止气体来不及卸压而发生爆炸，进一步保证安全，同时也能消除电池在使用过 程中防爆压痕可能受阻挡等因素失效的安全隐患。 其中，本实用新型的底板上凹槽外还含有通孔，即为底板通气孔，电池壳体内的少 量膨胀气体可以从底板上的气孔穿过，减缓电池内部的气压，能及时排除电池内部的气体， 特别是反应初始气体，防止电池的激烈、迅速膨胀。 其中，本实用新型优选安全膜与底板连接的连接面相对于水平面为倾斜面，即安 全膜与底板的连接采用倾斜的方式，在气体的冲压条件下，其中一个连接点的分离，在安全 膜的张力和反作用力下撕扯，会带动其他连接点的快速分离，安全膜与底板更容易实现分 离，分离的速度更快，反应更灵敏，保证了电池断电的稳定性，更易实现小压力卸压断电，反 应更灵敏，对电池的安全性能起到更早的预防作用。 其中，封闭刻痕优选为类椭圆形环状封闭刻痕，进一步优选为跑道形封闭刻痕；凹 槽的底面形状为类椭圆形，进一步优选为跑道形封闭刻痕，从而增加防爆面积，进一步提高 安全性能。 顶盖与安全膜之间形成空心结构，用于更好的缓冲电池内部的气压，特别是有利 于安全膜与底板脱离，实现断开断电。顶盖相对于方型电池盖板为一凸起，凸起的侧面由 若干彼此分离的引脚组成，顶盖上的气孔由彼此分离的引脚间的间歇构成，通过顶盖的边 缘引出若干彼此分离的垂直引脚与安全膜边缘和底板边缘形成连接处，即安全膜与顶盖间 存在巨大的气体缓冲空间，同时通过顶盖侧边的彼此分离的引脚间的间歇构成顶盖上的气 孔，用于排除电池内部的气压，实现卸压，避免了排气孔设置与顶盖顶部可能会造成电池部分接触不良、使用难度大等问题的发生，同时排气孔大，从四周排气，分散压力，优选引脚为 垂直引脚，有利于焊接等实际操作。底板的边缘包覆有第一绝缘密封圈，使底板与安全膜在 边缘部位绝缘，实现连接点断开即实现安全膜与底板断电，第一绝缘密封圈下部形成翻边 包覆底板下边缘，使其与安全膜和顶盖绝缘，防止振动等位移使盖板与第二电极发生电接 触，消除短路隐患。引脚底部与安全膜的边缘和底板的边缘形成连接处，本实用新型优选连 接处包敷包边件，固定顶盖、安全膜和底板的连接，及方便与盖板焊接。 其中，本实用新型可以在第二电极与方型电池盖板间夹持绝缘密封件，此时，第一 电极甚至可以直接采用盖板，第一电极也可以采用贯穿盖板的铆钉或与第二电极结构相当 的防爆、断电的结构；也可以在第一电极与方型电池盖板间夹持绝缘密封件；甚至可以在 第一电极与方型电池盖板及第二电极与方型电池盖板间均夹持绝缘密封件，实现三电极结 构，方便电池的测试、分析等，同时由于碰撞等过程损害中，盖板、壳体与其中某个电极接触 时也不会发生短路，两个电极的绝缘性能更优异，更不易接触，减少短路几率，进一步提高 电池的安全性能。 第二电极与方型电池盖板间夹持第二绝缘密封件，绝缘结构可以采用本领域技术
人员公知的各种绝缘技术实现，本实用新型可优选在引脚底部与安全膜的边缘连接，并包
覆有第二绝缘密封圈，从而实现第二电极与盖板的绝缘，且结构简单，紧凑易实现。 第二电极的安装，本实用新型有可选，在方型电池盖板上设有第二通孔，第二通孔
包括处于电池的壳体内部的电极安装槽；第二电极处于电极安装槽中，第二电极与电极安
装槽通过垫圈密封，提高了电池的密封性；电极安装槽本实用新型为可以搭载第二电极的
包边件的台阶，即含有一个通孔的槽，其中槽的通孔能露出整个第二电极的底板，电极安装
槽可实现对第二电极的固定，第二电极与盖板的连接可以通过第二电极的包边件与方型电
池盖板连接实现固定，连接的方式可以采用本领域技术公知的各种技术，例如焊接，通过包
边件的周边上边缘与盖板第二通孔的上边缘焊接来实现。 第一电极本实用新型可选用铆钉，通过方型电池盖板上设有第一通孔，铆钉穿过 此第一通孔；优选铆钉夹持绝缘密封件与方型电池盖板为一体结构；绝缘密封件高出铆钉 处于电池的壳体内部的部分并包住铆钉处于电池的壳体内部的部分形成翻边结构，进一步 密封，防止盖板与电极接触，杜绝短路隐患；第一电极也可以采用贯穿盖板的铆钉或与第二 电极结构相当的防爆、断电的结构，即第一电极包括位于电池的壳体外部的顶盖、位于电池 的壳体内部的底板及位于顶盖和底板之间的安全膜；安全膜位于底板上，其中央向下凹陷 并与底板连接，连接形成若干连接点；安全膜上设有封闭刻痕，封闭刻痕位于连接点外围； 底板下表面的中心部位设有凹槽，安全膜与底板的连接点位于凹槽与安全膜相对的表面。 本实用新型同时提供了使用上述方型电池盖板的电池，包括方形电池盖板、电池 壳体、极芯和电解液，极芯和电解液位于电池壳体内，方形电池盖板与电池壳体密封连接； 极芯上引出正、负极耳，正负极耳分别与方型电池盖板上的第一电极和第二电极导通连接。 其中，方型电池盖板的形状和材料为本领域技术人员公知，本实用新型的电池的方型电池 盖板一般为18mmX80mm，材料一般为铝合金、低碳钢、不锈钢等。电池壳体也为本领域技术 人员所公知的各种电池壳体，例如厚18mmX宽80mmX高100mm，材料一般为铝合金、低碳 钢、不锈钢等。极芯、极耳和电解液也为本领域技术人员所公知的各种电池极芯、极耳和电 解液。可通过极耳与两电极直接导通，也可以通过连接端子等其他优化结构连接导通。本实用新型没有特别限制，可采用现有各种电池的优化结构来优化本实用新型的方型电池盖 板和电池。 本实用新型也可以优选在电池的壳体上设置防爆压痕，用来实现更大压力的双重 卸压，进一步提高安全性能。防爆压痕采用本领域技术人员公知的各种防爆压痕。 下面参照附图对本发明进行详细描述。 如附图1、2、3、4、5和6本实用新型可以看出方型电池盖板1上设有贯穿盖板1的 铆钉111和贯穿盖板与铆钉绝缘的第二电极12，其中，铆钉111穿过方型电池盖板的第一通 孔，与方型电池盖板1间夹持第一绝缘密封件112，形成一体结构，第一绝缘密封件112高出 铆钉111下部包住铆钉下部形成翻边结构。方型电池盖板1上的第二通孔包括延伸入电池 的壳体内部的电极安装槽13，第二电极12安放于此电极安装槽13中，第二电极12与电极 安装槽13间通过垫圈126密封。第二电极12包括顶盖121 、底板123及位于顶盖和底板之 间的安全膜122。安全膜122位于底板123上，其中央向下凹陷与底板123连接，安全膜122 在与底板123连接的连接面1221相对于水平面为倾斜面，即安全膜122的与底板123连接 为倾斜连接。底板123上含有凹槽1232，凹槽1232包围连接点127，凹槽外有通孔排气，且 底板的边缘包覆有第一绝缘密封圈1231，用于绝缘。顶盖121的侧面引脚与安全膜122的 边缘和底板123的边缘的连接处包敷有包边件124，引脚底部与安全膜122的边缘连接，并 包覆有第二绝缘密封圈125，被连接处与包边件124夹持，将方型电池盖板1与第二电极12 绝缘密封，第二电极12的包边件124与方型电池盖板1焊接。 图7为本实用新型的电池的结构示意图，极芯2位于电池壳体3内，极芯2上引出 正极耳21和负极耳22，正极耳21与方型电池盖板1上的第一电极11焊接，负极耳22与第 二电极12焊接。 本实用新型的方型电池盖板能实现卸压、断电双重功效，可以非常灵敏的从小压 力即实现断电卸压，防止气体的急剧累积，而无法迅速启动断电、卸压功能或断电、卸压功 能不能迅速解决问题，存在反应时间和滞后效应，造成累积的气体迅速膨胀而无法控制，发 生爆炸，危及人生安全；同时也能消除电池在使用过程中防爆压痕可能受阻挡等因素失效 的安全隐患；本实用新型的技术方案同样也解决了此种方型电池盖板由于气体压力大，所 需卸压面积大，采用此种电池防爆断电结构的焊接点多，很难将安全膜和底板分离的问题， 提高了电池的安全性能和品质保证。
权利要求一种方型电池盖板，其特征在于，包括盖板、位于盖板上用于导出电流的第一电极和贯穿盖板用于导出与第一电极极性相反电流的第二电极，所述第二电极与第一电极绝缘；所述第二电极包括位于电池的壳体外部的顶盖、位于电池的壳体内部的底板及位于顶盖和底板之间的安全膜；所述安全膜位于底板上，其中央向下凹陷并与底板连接，所述连接形成若干连接点；所述安全膜上设有封闭刻痕，所述封闭刻痕位于连接点外围；所述底板下表面的中心部位设有凹槽，所述安全膜与底板的连接点位于凹槽与安全膜相对的表面。
2. 根据权利要求l所述的一种方型电池盖板，其特征在于，所述顶盖上设有气孔；所述 底板上还含有通孔，所述通孔位于所述凹槽的外围。
3. 根据权利要求1所述的一种方型电池盖板，其特征在于，安全膜与底板连接的连接 面相对于水平面为倾斜面。
4. 根据权利要求1所述的一种方型电池盖板，其特征在于，所述封闭刻痕为类椭圆形 环状封闭刻痕；所述凹槽的底面形状为类椭圆形。
5. 根据权利要求2所述的一种方型电池盖板，其特征在于，所述顶盖与安全膜之间形 成空心结构；所述顶盖相对于方型电池盖板为一凸起，所述凸起的侧面含有所述气孔；所述底板的边缘包覆有第一绝缘密封圈，使其与安全膜和顶盖绝缘。
6. 根据权利要求1所述的一种方型电池盖板，其特征在于，所述第二电极与方型电池 盖板间夹持第二绝缘密封件；所述方型电池盖板上设有第二通孔，所述第二通孔包括处于电池的壳体内部的电极安 装槽；所述第二电极放置于电极安装槽中，所述第二电极与电极安装槽通过垫圈密封。
7. 根据权利要求1所述的一种方型电池盖板，其特征在于，所述第一电极包括位于电 池的壳体外部的顶盖、位于电池的壳体内部的底板及位于顶盖和底板之间的安全膜；所述安全膜位于底板上，其中央向下凹陷并与底板连接，所述连接形成若干连接点； 所述安全膜上设有封闭刻痕，所述封闭刻痕位于连接点外围；所述底板下表面的中心部位设有凹槽，所述安全膜与底板的连接点位于凹槽与安全膜 相对的表面。
8. 根据权利要求1所述的一种方型电池盖板，其特征在于，所述第一电极为铆钉，所述 方型电池盖板上设有第一通孔，所述铆钉穿过所述第一通孔；所述铆钉夹持第一绝缘密封件与方型电池盖板为一体结构；所述第一绝缘密封件高出铆钉处于电池的壳体内部的部分并包住铆钉处于电池的壳 体内部的部分形成翻边结构。
9. 一种方型电池，包括方形电池盖板、电池壳体、极芯和电解液，极芯和电解液位于电 池壳体内，方形电池盖板与电池壳体密封连接；所述极芯上引出正、负极耳，所述正负极耳 分别与方型电池盖板上的第一电极和第二电极导通，其特征在于，所述方型电池盖板为权 利要求1-8任意一项所述的方型电池盖板。
10. 根据权利要求9所述的一种方型电池，其特征在于，所述电池壳体上还设有防爆刻痕。
专利摘要本实用新型提供了一种方型电池盖板及含有该盖板的方型电池，方型电池盖板，包括盖板、第一电极和第二电极，第二电极与第一电极绝缘；第二电极包括顶盖、底板及安全膜；安全膜位于底板上，其中央向下凹陷并与底板连接，所述连接形成若干连接点；安全膜上设有封闭刻痕，所述封闭刻痕位于连接点外围；底板下表面的中心部位设有凹槽，所述安全膜与底板的连接点位于凹槽与安全膜相对的表面。本实用新型的盖板可以实现卸压、断电，而且非常灵敏的从小压力即实现断电卸压，防止气体的急剧累积，而无法迅速启动断电、卸压功能或断电、卸压功能不能迅速解决问题，存在反应时间和滞后效应，造成累积的气体迅速膨胀而无法控制，发生爆炸，危及人身安全。
文档编号H01M10/36GK201478351SQ20092013443
公开日2010年5月19日 申请日期2009年7月30日 优先权日2009年7月30日
发明者何昱臣 申请人:比亚迪股份有限公司