一种锂离子动力电池防爆盖帽及其制造方法与流程

本发明涉及锂离子电池的技术领域，尤其涉及一种圆柱形的锂离子动力电池的防爆盖帽及其制造方法。

背景技术：

锂离子动力电池具有体积小、蓄能大的特点，而且能持久地、大电流放电。因此，锂离子电池不仅在音乐播放器、摄像机、手提电脑等数码类设备上得到普遍使用，而且已广泛应用到电动工具、电动自行车和电动汽车上。在无电网供电情况下，能使电动工具、电动设备正常工作。

随着锂离子动力电池广泛应用，电池的能量密度的要求也越来越高。对于圆柱形锂离子电池来说，要在规定的有限空间内提升能量密度，最有效的方法之一为加宽极片。加宽极片带来相应的工艺变更，包括增加滚槽肩高、减小封口端高，而影响封口端高的直接影响因素为盖帽的厚度，目前非包边结构的盖帽与常规包边结构的盖帽均无法满足降封口端高的要求。

图1示出了非包边结构的电池盖帽。电池盖帽的结构包括：钢帽11、铝环12、密封圈13、防爆阀14、隔圈15和铝孔板16。其中钢帽11与铝孔板16均设有透气孔。该电池盖帽中封口位金属部分包括钢帽11、铝环12和防爆阀14三层结构，使得厚度较大，影响封口端高，且金属部分中钢帽11、铝环12和防爆阀14之间叠合后，钢帽11与铝环12之间、铝环12与防爆阀14之间通过焊接进行连接，因此电解液等液体有可能会从金属部分边缘侧部的缝隙中渗出，造成污染。

图2示出了包边结构的电池盖帽，具体结构包括：钢帽21、防爆阀22、密封圈23、隔圈24和铝孔板25，其中防爆阀22为包边结构。钢帽21为镀镍铁件，钢帽21与铝孔板25均设有透气孔。该电池盖帽中封口位的金属部分包括钢帽21和两层防爆阀22，虽然该包边结构能够在一定程度上能够防止渗液，具有良好密封性，但是封口位的金属部分叠加后仍具有三层结构，其厚度较大，仍然无法满足加宽极片的提容需求。

技术实现要素：

本发明提供一种锂离子动力电池防爆盖帽及其制造方法，其具有良好密封性的同时能够解决因锂离子电池封口端高限制而难以通过加宽极片来提升容量的问题。

根据本发明的第一方面，本发明提供了一种锂离子动力电池防爆盖帽，包括密封圈，密封圈包裹有钢帽、防爆阀、隔圈和铝孔板，钢帽在远离电池处设有凸起部，防爆阀在朝向电池处设有凹陷部并形成帽状结构，防爆阀的一面与钢帽连接，其另一面与铝孔板连接，隔圈位于防爆阀与铝孔板之间，防爆阀的边缘设有仅覆盖钢帽边缘侧面的翻边结构，翻边结构将钢帽与密封圈隔开。

进一步地，翻边结构的高度与钢帽沿边的厚度相同。

进一步地，钢帽沿边与防爆阀边缘焊接。

进一步地，铝孔板设有中心凸台，防爆阀的凹陷部与中心凸台焊接。

进一步地，密封圈，与防爆阀、隔圈和铝孔板通过密封胶粘合。

进一步地，钢帽和铝孔板上均设有透气孔。

进一步地，防爆阀为软质薄铝片。

进一步地，密封圈和隔圈为塑料封圈。

根据本发明的第二方面，本发明提供了一种锂离子动力电池防爆盖帽的制造方法，包括：

制作钢帽：在冲压落料后进行冲孔加工形成透气孔的钢帽加工件上，冲压使其形成凸起部，凸起部与沿边构成帽状结构；

制作防爆阀：在冲压落料后的防爆阀加工件上，冲压使其形成凹陷部，凹陷部与边缘构成帽状结构，并拉伸防爆阀加工件使翻边结构成型；

制作密封圈、隔圈和铝孔板；

将钢帽的沿边与防爆阀的边缘相贴合，翻边结构仅覆盖钢帽的沿边的侧部，通过激光焊将钢帽的沿边与防爆阀的边缘焊接；

隔圈与铝孔板配合后，将铝孔板与防爆阀的凸起部焊接；

将密封圈套在防爆阀、隔圈和铝孔板外侧，并使用密封胶粘合。

进一步地，翻边结构的高度与钢帽的沿边的厚度相同。

对比现有技术而言，本发明中的防爆阀设有仅覆盖钢帽边缘侧面的翻边结构，该翻边结构用于将钢帽与密封圈隔开，翻边结构可有效避免电池的电解液通过钢帽与防爆阀之间的缝隙渗出，其中由于翻边结构仅覆盖钢帽边缘的侧面，因此较包边结构的电池盖帽而言可减小封口端高、增大滚槽肩高，实现加宽极片而提升容量的目的，同时也可减少耗材，节约成本。

附图说明

图1为现有技术中一种电池盖帽的的横截面结构示意图；

图2为现有技术中另一种电池盖帽的横截面结构示意图；

图3为本发明的一种实施例的横截面结构示意图；

图4为本发明的制造方法的一种实施例的流程图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。

请参见图3，本发明提供了一种锂离子动力电池防爆盖帽，应用于圆柱形电池，包括密封圈3，密封圈3包裹有钢帽1、防爆阀2、隔圈4和铝孔板5。

其中，钢帽1在远离电池处设有凸起部，凸起部带有预定锥度，其顶面为平面。凸起部与周围平整的沿边共同构成帽状结构。钢帽1设有透气孔(图中未示出)。透气孔的作用是在防爆作用后，电池液产生的气体从透气孔中排出，减轻电池内的压力。钢帽1在正常工作时起到导电作用。

防爆阀2在朝向电池处设有凹陷部并与周围平整的边缘构成帽状结构，凹陷部带有预定锥度，其底面为平面。防爆阀2在正常工作中起到导电和密封的作用。钢帽1沿边与防爆阀2边缘相接触并采用激光焊接机焊接其接触面，并至少具有三个焊点。钢帽1沿边与防爆阀2还可采用压接方式连接。在防爆阀2上设有环形的防爆刻痕，防爆刻痕为凹槽，其横截面为圆形。在防爆阀2的边缘设有仅覆盖钢帽1边缘侧面的翻边结构，翻边结构将钢帽1与密封圈3隔开。翻边结构为管状结构，其高度与钢帽1沿边的厚度相同。翻边结构的高度可以低于钢帽1沿边的厚度，此时翻边结构仅部分覆盖钢帽1沿边的侧面，虽然密封圈3与钢帽1之间存在空隙，虽然较图1中的电池盖帽而言，在一定程度提高了其密封性。翻边结构的高度可以高于钢帽1沿边的厚度，此时能够更好地保证电池的密封性，但是由于翻边结构高于钢帽1沿边厚度的部分不仅影响美观，也耗费较多的材料，增加了生产成本，因此最优的方案是翻边结构高度与钢帽1沿边的厚度相同。翻边结构与防爆阀2为一体成型。优选地，防爆阀2为软质薄铝片。翻边结构除了可有效避免电池的电解液通过钢帽与防爆阀之间的缝隙渗出外，由于封口位只有钢帽1和防爆阀2两层金属结构，减小了封口端高、增大滚槽肩高，实现加宽极片而提升容量的目的，同时也可减少耗材，节约成本。

铝孔板5设有透气孔(图中未示出)和朝向电池外部的中心凸台。透气孔的作用是在防爆作用后，电池液产生的气体从透气孔中排出，减轻电池内的压力。防爆阀2的凹陷部与中心凸台采用焊接点进行焊接。铝孔板5与防爆阀2也可采用压接方式连接。

在防爆阀2与铝孔板5之间设有隔圈4，隔圈4使防爆阀2与铝孔板5之间只在焊接点处连接在一起，起到隔离保护的作用。隔圈4为塑料封圈。

密封圈3在与防爆阀2、隔圈4和铝孔板5的接触面上涂抹密封胶并将上述部件之间的缝隙填满，使之粘合。其中，密封圈3为塑料封圈，由电池钢壳的端部包裹，密封圈3外部与电池钢壳通过密封胶粘合。安装在电池上以后，密封圈3起到密封和绝缘的作用。

本发明还提供了一种上述的锂离子动力电池防爆盖帽的制造方法，包括：

s1、制作钢帽：对制作钢帽的原料进行冲压落料，初步成型后再进行冲孔加工，得到具有透气孔的钢帽加工件，对钢帽加工件进行冲压使其形成具有预定锥度的凸起部，凸起部的顶面为平面，凸起部与沿边构成帽状结构，得到成型钢帽；

s2、制作防爆阀：对制作防爆阀的原料进行冲压落料，初步成型后再进行冲压使其形成中央具有预定锥度的凹陷部的防爆阀加工件，其中凹陷部的底部为平面，凹陷部与边缘构成帽状结构，对防爆阀加工件进行拉伸，使形成具有预定高度的翻边结构成型，得到成型防爆阀，优选地，翻边结构的高度与钢帽沿边的厚度相同；

s3、制作密封圈；

s4、制作隔圈；

s5、制作铝孔板：对制作铝孔板的原料进行冲压落料，初步成型后再进行冲孔加工，得到具有透气孔的成型铝孔板，其中铝孔板具有中心凸台；

制作钢帽、防爆阀、密封圈、隔圈和铝孔板的顺序不受限制，可根据实际情况进行调整，也可同时进行；

s6、装配：将钢帽的沿边与防爆阀的边缘相贴合，此时翻边结构仅覆盖钢帽的沿边的侧部，通过激光焊接机将钢帽的沿边与防爆阀的边缘的焊点进行焊接，其中焊点至少具有三个；

将隔圈与铝孔板贴合后，铝孔板的中心凸台与防爆阀的凸起部焊接；

将密封圈套在防爆阀、隔圈和铝孔板外侧，并通过密封胶进行连接。

上述锂离子动力电池防爆盖帽的工作原理是：当电池芯产气时，气流从铝孔板5的透气孔进入防爆阀2下侧。随着气体增多，气压增大，防爆阀2向上受力，铝孔板5向下受力，当内外气压差达到断路触发值时，防爆阀2与铝孔板5之间的焊点被拉断，切断电路，实现断路防护的功能。当防爆盖帽将电路切断后，如果电池芯内部仍然产气，气压再增大，当防爆阀2上内外气压差达到泄压触发值时，防爆阀2上的防爆刻痕因受力过大而裂开，电池内气体经防爆刻痕从钢帽1的透气孔被排至电池之外，实现了泄压防护的功能。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。