一种防爆石墨烯电池的制作方法

本实用新型涉及电池技术领域，特别涉及一种防爆石墨烯电池。

背景技术：

锂电池是采用了金属锂或其化合物的电池，在电池的正极、负极或电解质中采用了金属锂或其化合物，具有高储存能量密度，已达到460-600Wh/kg，是铅酸电池的约6-7倍；锂电池通常包括锂金属电池和锂离子电池两大类。随着微电子技术的发展，小型化的设备日益增多，对电源提出了很高的要求，锂电池随之进入了大规模的实用阶段。

锂电池在充放电过程中，电池升温时，电池内部活化过程中所产生的部分气体膨胀，会造成电池内压加大，一旦温升过高，内部压力超过壳体耐压时，会发生爆炸，导致危险。

为了避免这样的危险发生，人们在电池上增设了安全防爆阀，当容器内部的压力上升到超过规定值的时候，该安全阀破裂，以释放内部的压力。

目前所采用的一般都是金属箔式安全阀，金属箔式安全阀的结构是在电池容器的壳体上开设有一个通气孔，在通气孔上密封有金属箔，当出现异常情况导致容器内的压力超过规定值时，金属箔裂开释放内部压力。现在金属箔的密封一般都采用复合加工的办法，将金属箔、压圈、防护罩等分别加工好，再通过激光焊接依次焊接到电池的开孔部位。然而，由于释压的金属箔较薄，在激光焊接时容易发生穿孔，因而，采用上述电池防爆结构导致制备电池时费时费工，且易造成漏液，产品的成品率低，或者影响防爆压力值的控制。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种安全性能好的防爆石墨烯电池，可以解决上述现有技术问题中的一个或多个。

根据本实用新型的一个方面，提供了一种防爆石墨烯电池，包括壳体和电芯；

壳体内部设有腔体，壳体的内壁上设有若干凸起的条体，条体具有形变部；

壳体上设有正极接线柱和负极接线柱；

电芯容置于腔体内，电芯与至少一条体相接触以使条体的形变部发生形变；

电芯包括正电极、负电极和隔膜，隔膜位于正电极和负电极之间，负电极上设有石墨烯材料；

正电极上连有正极耳，正极耳与正极接线柱相连，负电极上连有负极耳，负极耳与负极接线柱相连；

壳体上设有防爆结构，防爆结构包括开设于壳体的顶面或侧面上的凹槽。

本实用新型的有益效果在于：通过在壳体的内壁上设置若干条体，且电芯与至少一条体相接触以使条体的形变部发生形变，从而能够在一定程度上固定电芯，在使用过程中能够提供一定的缓冲力，替代了现有的刚性接触，降低了可能的碰撞力，提升了防爆石墨烯电池使用的安全性。由于石墨烯材料具有优良的电化学性能，通过在负电极上设置石墨烯材料，可以大大提高电池的充电速度以及负载能力。此外，通过在壳体的顶面或侧面开设凹槽形成防爆结构，可以通过控制凹槽的大小和深度，来改变其承压能力，从而满足电池的安全压力要求。当电池壳体内的压力超过规定的安全值时，防爆结构将会裂开，从而将壳体内的压力释放出来。

在一些实施方式中，隔膜的两侧均设有聚氧乙烯材料层。由此，通过在隔膜的两侧设置聚氧乙烯材料层，可以提高隔膜的耐高温性能，避免隔膜因高温发生破膜或收缩而造成电池内部短路所带来的安全隐患。

在一些实施方式中，隔膜上设有沙漏型微孔，沙漏型微孔由两个漏斗型微孔构成。由此，通过两个漏斗型微孔的小直径端对接形成沙漏型微孔，可以提高隔膜的挂液能力。

在一些实施方式中，凹槽表面贴覆有防护膜。由此，通过在凹槽表面贴覆防护膜，可通过防护膜分散受力，从而可以避免在外力冲击下防爆结构发生破损。

在一些实施方式中，防护膜的材质为铝箔。由于，铝箔质轻且具有良好的抗腐蚀性能，由此，采用铝箔作为防护膜，可以进一步提高防爆结构的稳定性。

在一些实施方式中，凹槽为圆形。由此，可以便于凹槽的加工，简化生产制造工艺，降低生产成本。

在一些实施方式中，凹槽边缘设置有台阶，台阶上设有与壳体固定连接的保护片，保护片与凹槽构成缓冲空间。保护片与台阶之间可采用粘合方式固定。由此，通过保护片与凹槽构成一个缓冲空间，可以抵消外力冲击造成的影响，提高防爆结构的稳定性，从而进一步提高电池的安全性能。

在一些实施方式中，形变部为波浪形。由此，可以简化条体的结构，节约加工工序，降低生产成本。当电芯与条体接触时，将使得波浪形的形变部发生形变，从而能够在一定程度上降低可能的碰撞力，提升防爆石墨烯电池的安全性能。

在一些实施方式中，隔膜的材质为高分子聚乙烯。通过采用高分子聚乙烯制作隔膜，可以提高隔膜的耐腐蚀性和耐高温性能，使得隔膜能够在电池中的电解液的腐蚀环境和使用时的温度变化中保持稳定的使用特性，从而可以进一步提高本实用新型提供的防爆石墨烯电池在使用时的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型一实施方式的防爆石墨烯电池的整体结构示意图；

图2为图1所示防爆石墨烯电池中的防爆结构的示意图；

图3为图1所示防爆石墨烯电池中的壳体的内部结构示意图；

图4为图3所示防爆石墨烯电池中的壳体上的条体的结构示意图；

图5为图1所示防爆石墨烯电池中的电芯的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型作进一步详细的说明。

图1至图5示意性地显示了根据本实用新型的一种实施方式的防爆石墨烯电池。如图所示，该防爆石墨烯电池包括壳体1和电芯2。

其中，壳体1内部设有腔体，壳体1的内壁上设有若干凸起的条体11，条体11具有形变部111，电芯2容置于腔体内，电芯2与至少一条体11相接触以使条体11的形变部111发生形变。由此，通过在壳体1的内壁上设置若干条体11，且电芯2与至少一条体11相接触以使条体11的形变部111发生形变，从而能够在一定程度上固定电芯2，在使用过程中能够提供一定的缓冲力，替代了现有的刚性接触，降低了可能的碰撞力，提升了防爆石墨烯电池使用的安全性。

形变部111可为波浪形，由此，可以简化条体11的结构，节约加工工序，降低生产成本。当电芯2与条体11接触时，将使得波浪形的形变部111发生形变，从而能够在一定程度上降低可能的碰撞力，提升防爆石墨烯电池的安全性能。

壳体1上设有正极接线柱12和负极接线柱13，壳体1上设有防爆结构3，防爆结构3包括开设于壳体1的顶面或侧面上的凹槽31。通过在壳体1的顶面或侧面开设凹槽31形成防爆结构3，可以通过控制凹槽31的大小和深度，来改变其承压能力，从而满足电池的安全压力要求。当电池壳体1内的压力超过规定的安全值时，防爆结构3将会裂开，从而将壳体1内的压力释放出来。

凹槽31表面可贴覆有防护膜。由此，通过在凹槽31表面贴覆防护膜，可通过防护膜分散受力，从而可以避免在外力冲击下防爆结构3发生破损。

进一步地，防护膜的材质可为铝箔。由于，铝箔质轻且具有良好的抗腐蚀性能，由此，采用铝箔作为防护膜，可以进一步提高防爆结构3的稳定性。

作为一种优选，凹槽31可为圆形。由此，可以便于凹槽31的加工，简化生产制造工艺，降低生产成本。

进一步地，凹槽31边缘可设置有台阶32，台阶32上设有与壳体1固定连接的保护片33，保护片33与凹槽31构成缓冲空间34。保护片33与台阶32之间可采用粘合方式固定。由此，通过保护片33与凹槽31构成一个缓冲空间34，可以抵消外力冲击造成的影响，提高防爆结构3的稳定性，从而进一步提高电池的安全性能。

电芯2包括正电极21、负电极22和隔膜23，隔膜23位于正电极21和负电极22之间，负电极22上设有石墨烯材料，正电极21上连有正极耳211，正极耳211与正极接线柱12相连，负电极22上连有负极耳221，负极耳221与负极接线柱13相连。由于石墨烯材料具有优良的电化学性能，通过在负电极22上设置石墨烯材料，可以大大提高电池的充电速度以及负载能力。

隔膜23的两侧均可设有聚氧乙烯材料层24。由此，通过在隔膜23的两侧设置聚氧乙烯材料层24，可以提高隔膜23的耐高温性能，避免隔膜23因高温发生破膜或收缩而造成电池内部短路所带来的安全隐患。

隔膜23上可设有沙漏型微孔231，沙漏型微孔231由两个漏斗型微孔构成。由此，通过两个漏斗型微孔的小直径端对接形成沙漏型微孔231，可以提高隔膜23的挂液能力。

隔膜23的材质最好为高分子聚乙烯。由此，通过采用高分子聚乙烯制作隔膜23，可以提高隔膜23的耐腐蚀性和耐高温性能，使得隔膜23能够在电池中的电解液的腐蚀环境和使用时的温度变化中保持稳定的使用特性，从而可以进一步提高本实用新型提供的防爆石墨烯电池在使用时的稳定性。

以上所述的仅是本实用新型的一些实施方式。对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型创造构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。