锂电池防爆结构及其成型方法与流程

本发明有关一种锂电池防爆结构及其成型方法，尤指一种能使防爆的薄膜与锂电池芯壳体的顶板紧密连接的锂电池防爆结构及其成型方法。

背景技术：

目前锂电池芯的结构主要包括一壳体，壳体内置放有电解质溶液及采用叠片或卷绕装配方式装配的正极片、隔离膜及负极片。其中，各正极片分别以正极极耳焊接后，再同时焊接在壳体的正极接线柱的底部，各负极片分别以负极极耳焊接，再同时焊接在壳体的负极接线柱的底部。而正极接线柱及负极接线柱的顶部则是分别设有外螺纹，借以在分别螺合一螺母后，分别固定不同的接线端子，以分别向外输出电力。

其中，在充、放电状态时，容易让壳体内的电解质溶液温度上升，并产生气体。而为了防止因气体的快速膨胀使壳体爆炸，目前锂电池壳体的顶板上大多会烙上一层防爆薄膜，或是以点焊方式将防爆薄膜点焊于顶板上，以封闭防爆孔，借以在气体快速膨胀时，冲破防爆薄膜的阻隔，以达到泄压的目的。

然而，以点焊方式将防爆薄膜点焊于顶板上，因点焊机的功率大小很难调适，以致于点焊时容易因功率太高而穿破防爆薄膜，或因功率太小而造成虚焊现象，使产品品质很难掌控。而若利用一加热装置以加热、加压的方式将防爆薄膜直接烙于顶板上，则仅能让防爆薄膜下陷以与顶板形成线状的结合，其在结合品质上亦不是很可靠。如此一来，当防爆薄膜与顶板没有完全密合时，不但容易让电解质溶液泄漏，且会在壳体内的气体压力并未过高时 即让防爆薄膜爆开，使锂电池芯的壳体无法再使用而缩短产品的使用寿命。

技术实现要素：

有鉴于此，为了提供一种有别于现有技术的结构，并改善上述的缺点，发明人积多年的经验及不断的研发改进，遂有本发明的产生。

本发明的主要目的在于提供一种以冲压的方式成型一卡板及一挤压部，使定位固定环，进而使薄膜与顶板完全密合的锂电池防爆结构及其成型方法，以能解决现有防爆薄膜的结合品质不良而使电解质溶液泄漏及防爆薄膜提早爆开的问题，而能有效提高产品品质，使在壳体内的气体压力到达预设压力时，让防爆薄膜爆开，以避免产品的浪费而降低生产成本，并延长产品的使用寿命。

为达上述的目的，本发明所设的锂电池防爆结构设于一锂电池芯壳体顶端的顶板上；其主要的技术特点在于：该顶板具有上下连通的承接区域及通气孔，承接区域由顶板的顶面向下凹陷，承接区域具有环形底面，环形底面位于通气孔的顶部周缘；一胶圈容置于承接区域内，并位于环形底面的上方；一薄膜容置于承接区域内，并位于胶圈的上方；一固定环容置于承接区域内，并位于薄膜的上方；一卡板向下抵压于固定环的顶面的外周缘；以及该顶板的顶面设有一向下凹陷的挤压部，且挤压部位于卡板的外周围。

实施时，该承接区域为圆形槽，该通气孔为圆形孔，圆形槽的直径大于通气孔的直径。

实施时，该卡板是由顶板的顶面以水平方向朝向承接区域的中心延伸而成的环形凸块。

实施时，该挤压部为经冲压而成的环形槽。

本发明所设的锂电池防爆结构的成型方法，包括下列步骤：a.在顶板上成型一个贯穿顶板顶面及底面的通气孔；b.在顶板上成型承接区域，承接区域位于通气孔的顶部周缘；c.将胶圈、薄膜及固定环由下而上依序置放于承接区域内，并使胶圈抵压于环形底面的上方；d.冲压顶板的顶面以形成卡板，并使卡板向下抵压于固定环的顶面的外周缘；以及e.冲压顶板顶面的卡板外周围以形成向下凹陷的挤压部，并使卡板产生位移。

实施时，该顶板为铝板，该固定环为钢圈。

实施时，该卡板是由顶板的顶面以水平方向朝向承接区域的中心延伸而成的环形凸块。

实施时，该卡板由冲压承接区域顶部周缘的顶板顶面而成。

实施时，该挤压部为经冲压而成的环形槽，在环形槽成型时，卡板同时由顶板的顶面以水平方向朝向承接区域的中心产生水平位移。

为进一步了解本发明，以下举较佳的实施例，配合附图、图号，将本发明的具体构成内容及其所达成的技术效果详细说明如下。

附图说明

图1为本发明锂电池防爆结构的较佳实施例的立体外观示意图。

图2为图1的A-A’剖面图。

图3为本发明锂电池防爆结构的较佳实施例的部份元件分解图。

图4为图3的各元件组合后的立体外观示意。

图5为图4的B-B’剖面图。

图6为本发明锂电池防爆结构的较佳实施例的卡板成型后的组合剖面示意图。

图7为本发明锂电池防爆结构的较佳实施例的挤压部成型时，卡板产生位移的组合剖面示意图。

【附图标记说明】

锂电池防爆结构1 顶板2

承接区域21 环形底面211

通气孔22 胶圈3

薄膜4 固定环5

卡板6 挤压部7。

具体实施方式

本发明为一种锂电池防爆结构及其成型方法，其中，该锂电池芯具有一壳体，壳体的顶端设有一金属顶板，该顶板具有一顶面及一底面，而该防爆结构结合于顶板上，以封闭通气孔，借以在壳体内的气体快速膨胀至设定的压力时，冲破防爆薄膜的阻隔，以达到泄压的目的。

请参阅图1、图2所示，其为本发明锂电池防爆结构1的较佳实施例，包括由下而上依序层叠并容纳于顶板2的承接区域21内的一胶圈3、一薄膜4、一固定环5，以及一卡板6、一挤压部7。

如图3～图5所示，该顶板2为长条形铝板，顶板2具有上下连通的承接区域21及圆形通气孔22，承接区域21由顶板2的顶面向下凹陷，承接区域21为直径大于圆形通气孔22直径的圆形凹槽，承接区域21与通气孔22具有同一轴心且上、下连通，承接区域21具有一环形底面211，环形底面211位于通气孔22的顶部周缘。实施时，通气孔22亦可为正方形孔，或为其他几何形状，而承接区域21亦可为正方形凹槽，或为其他几何形状的凹槽。

该胶圈3为一环形板体，该薄膜4为铝箔之类的金属片，该固定环5为环形钢圈。胶圈3、薄膜4及固定环5层叠于承接区域21内，且胶圈3位于环形底面211的上方，薄膜4位于胶圈3的上方，固定环5位于薄膜4的上方。

如图6所示，该卡板6是由顶板2的顶面以水平方向朝向承接区域21的中心延伸而成的环形凸块，以向下抵压于固定环5的顶面的外周缘。而如图7所示，该挤压部7为经冲压顶板2的顶面而形成向下凹陷的环形槽，且挤压部7位于卡板6的外周围。借此，即可在挤压部7成型时，让卡板6同时由顶板2的顶面以水平方向朝向承接区域21的中心产生水平位移，以增加卡板6抵压固定环5的面积，从而使胶圈3、薄膜4及固定环5紧密结合于顶板2的承接区域21内，以完全封闭通气孔22。

实施时，上述锂电池防爆结构的成型方法包括下列步骤：

a.在顶板2上成型一个贯穿顶板2顶面及底面的通气孔22；

b.在顶板2上成型一承接区域21，承接区域21位于通气孔22的顶部周缘；

c.将胶圈3、薄膜4及固定环5由下而上依序置放于承接区域21内，并使胶圈3抵压于环形底面211的上方；

d.冲压承接区域21顶部周缘的顶板2顶面，使顶板2的顶面以水平方向朝向承接区域21的中心延伸而成一环形凸块，该环形凸块做为卡板6，并使卡板6向下抵压于固定环5的顶面的外周缘；以及

e.冲压顶板2顶面的卡板6外周围，以形成向下凹陷的环形槽，该环形槽做为挤压部7，而在环形槽成型时，卡板6同时由顶板2的顶面以水平方向朝向承接区域21的中心产生水平位移。

因此，本发明具有以下的优点：

1、本发明的卡板能有效的定位固定环，并使固定环紧压住层叠的薄膜及胶圈，使薄膜能确实密封住通气孔，在壳体内的气体压力到达预设压力时，才会让防爆薄膜爆开，因此，可有效避免因防爆薄膜提早爆开而造成的产品浪费，并延长产品的使用寿命。

2、本发明在冲压挤压部时，能使卡板的内径缩小，以增加卡板抵压固定环的面积，因此，可有效避免空气由固定环的外周缘泄露，以提升气密的效果。

综上所述，依上文所揭示的内容，本发明确可达到预期的目的，提供一种能确保气密效果以提高产品品质，并延长产品使用寿命的锂电池防爆结构及其成型方法，极具产业上利用的价值，爰依法提出发明专利申请。