一种针式及柱式微型可充电锂电池盖帽结构组件的制作方法

本实用新型涉及电子结构件技术领域，具体涉及一种针式及柱式微型可充电锂电池盖帽结构组件。

背景技术：

随着我国新能源政策的相继出台，可充电、重复利用的锂电池行业近些年来得到了迅猛发展，其中消费电子市场占据了半壁江山，消费电子市场的主要细分应用领域包括手机、笔记本电脑、平板电脑、可穿戴设备等。其中穿戴设备以智能手环、智能手表、蓝牙耳机为主。但由于可穿戴设备体积相对较小，一般只需要搭载小体积的锂离子电池，因此此类智能穿戴设备的续航能力就相对较短，目前各大厂商在追求降低功耗的同时，对锂电池的安全需求、小体积、轻量化、大容量需求，则显得越来越急需，本专利旨在解决使用小体积结构件，实现大容量，安全性能高的电池非软包电池；目前此类电池常规型号常见的为18650或04250，其中以04250电池为例，一个合格的04250电池应当具有以下优点：1、组装的快速性，在制作时保证产品的良率；2、密封性好；3、防爆性能好；4、在保证其密封性的前提下，还得具有高的防爆性能；

中国国家知识产权局公开一个专利号为ZL201220239629.8 的实用新型专利，该方案包括钢帽、有机正温度系数热敏电阻器或金属环、防爆片、连接片和隔离圈，以上组件外圆周包履有密封圈，所述的防爆片为“Z”字形结构。所述的隔离圈为聚丙烯或其它高分子材料。本实用新型的有益效果 ：结构设计合理，有效保护了防爆片和连接片的焊点，安全可靠；

该专利具有密封性及防爆性的效果，但是也带来不同的问题；其一，该电池盖帽结构组件涉及到过多的部件，由于部件过多，需要多道装配工艺，占用过多的装配时间，降低了装配效率；其二，由于部件多，导致结构复杂，使得在使用时，提高了故障的发生率；及部件之间容易出现配合不匹配的现象，直接导致了密封功能及防爆功能的丧失；

中国国家知识产权局还公开一个专利号为ZL201320748357.9 的实用新型专利，该方案包括前盖、后盖和中间件，后盖呈凹槽状，中间件设置在前盖内，前盖盖装在中间件上，所述的中间件底层为防爆铝片，防爆铝片上通过复合防腐胶粘合有一层 CPP 薄膜。本实用新型相比现有技术，既不用增加成本，又可以提高密封性能，气压控制准确，从面提高了产品使用的安全性能，对圆柱型锂电池的发展有重大的现实意义；

但是经分析后发现，该电池盖帽结构组件不易安装到针式电池壳上，得需要特殊的繁琐的加工工艺才能将其固定到针式电池壳上，提高了生产成本及降低了装配效率，如果采用传统的安装方式，将会直接导致密封功能的丧失，影响电池的良率；

中国国家知识产权局还公开一个申请号为CN201710980069 .9的发明专利，该方案包括金属帽、钢壳、电芯、一次防爆组件、二次防爆组件，钢壳为一端开口一端封闭的圆柱形中空腔体结构，金属帽与钢壳的开口闭合形成收容腔。电芯包括：负极片、正极片及隔膜。本发明的一种受热自动短路的圆柱电池，通过设置的金属帽、钢壳、电芯、一次防爆组件、二次防爆组件，相对于传统的电池，增加了一次防爆组件与二次防爆组件，在正常使用情况下，保证了负极片与正极片的绝缘，只有当电池在高温环境中，电池才会发生短路使电池内部不会继续产生氢气与氧气，从而电池不会发生爆炸，提高电池的使用安全性；

经分析后发现，该方案记载了虽能实现防爆性能，但是该方案是采用弹性件开启防爆功能，众所周知，弹性件具有弹性，要想保证弹性件始终具有弹性，得需要松紧有度，即时紧时松，但是该方案中的弹性件要想发挥其防爆功能，必须始终处于张紧状态，由于从电池的制作到电池的防爆功能的开启周期很长，这便导致弹性件丧失其弹力，导致防爆功能的不能正常开启，导致电池出现爆炸的现象；

其中现有技术中的18650电池的盖帽结构件，具有密封性能及一般的防爆性能，但是04250，由于其直径与18650相比要缩小4倍多，由于18650的结构组件过多，导致小型化困难，使得现有技术中的04250盖帽组件，受技术瓶颈限制，只能保证其密封性，不得不丧失其防爆性能，然而技术人员要想突破该技术瓶颈，需要重新开模具及引进新设备，大大提高了其生产成本，及需要付出大的劳动力来解决密封性与防爆性及组装快速性的问题，目前世界行还没有任何一家厂家能攻克该技术瓶颈；这便使得需要付出大的创造力以及劳动力；

专利号为ZL201220239629.8 的实用新型专利具有密封性及防爆性的效果，但是由于部件较多，使得装配速度慢，效率低及故障率高的问题；专利号为ZL201320748357.9 的实用新型专利，电池盖帽结构组件虽然具有密封性及防爆性，但是需要特殊的装配的工艺才能将其装配到针式电池壳上，提高了生产成本及降低了装配效率；申请号为CN201710980069 .9的发明专利，该方案记载了虽然实现防爆性能，但是分析后发现，该方案是采用弹性件开启防爆功能，由于从电池的制作到电池的防爆功能的开启周期很长，这便导致弹性件丧失其弹力，失去防爆功能；种种现象反映出了，大口径的电池壳虽能在一定程度上保证其密封性和防爆性能，但是其密封性与防爆性稳定性很差，经常出现了失效的现象；及大口径的盖帽结构无法应用于小口径的电池壳上使用，使得小口径的电池壳只能保证其密封性，无法实现保证其密封性的前提下再具有防爆性，使得加大了安全隐患；现有技术人员大多是围绕如何在保证密封性的基础上再进行防爆性的研究，直接导致电池组装困难，步骤多，故障率高，降低其良品率；以及均在研究大口径的盖帽结构如何实现密封与防爆，受技术瓶颈限制，导致小口径电池不具有防爆性，导致电池爆炸现象的发生，种种现象，一直困扰着现有技术人员的研发动力以及方向；

综上可知，现有技术在实际使用上显然存在不便与缺陷，所以有必要加以改进。

技术实现要素：

针对现有技术中的缺陷，本实用新型提供一种针式及柱式微型可充电锂电池盖帽结构组件，用以解决传统技术中为确保大口径盖帽结构组件的密封性与防爆性，增加了组件，导致组装步骤多，提高了故障率；及大口径盖帽结构组件的部件多，导致其小型化困难，使得无法应用于小口径电池壳中使用，导致小口径电池壳出现爆炸的问题。

为解决上述问题，本实用新型提供如下技术方案：

一种针式及柱式微型可充电锂电池盖帽结构组件，包括盖帽组件，所述盖帽组件包括金属防爆片、绝缘胶圈以及弹性骨架，所述弹性骨架与所述金属防爆片均套装于所述绝缘胶圈内，且所述金属防爆片叠加于所述弹性骨架上，所述金属防爆片上设有用以泄压的防爆阀。

作为一种改进的方案，所述防爆阀包括槽体，且所述槽体靠近金属防爆片的外沿。

作为一种改进的方案，所述槽体的横截面呈弧形设置，且开设于所述金属防爆片的上表面，并占其所在的圆形轨迹上3/4的区域。

作为一种改进的方案，所述槽体的横截面还呈圆形设置，且开设于所述金属防爆片的下表面。

作为一种改进的方案，呈圆形设置的所述槽体设有两个，且分居于所述金属防爆片的相垂直的两径向方向上，两个圆形设置的槽体之间相连通。

作为一种改进的方案，所述绝缘胶圈呈杯体状设置，且内壁上同轴设有环形密封筋，并通过所述环形密封筋与呈杯体状的底面之间形成卡装区域，所述金属防爆片和所述弹性骨架卡装于所述卡装区域内。

作为一种改进的方案，所述弹性骨架呈平板状设置，且开设有用以连通电池壳体的通孔，呈平板状的底面还与呈杯体状的底面相抵。

作为一种改进的方案，所述金属防爆片呈碗状设置，且开口处设有法兰边，并通过法兰边与呈平板状的边沿相固接，且法兰边还与所述环形密封筋相抵。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

盖帽部件少，只需要先将绝缘胶圈放到安装壳上，再依次扣装弹性骨架和金属防爆片，便可以轻松的实现将盖帽组件快速的装配到电池壳上；结构简单，部件少，可以实现将大口径的部件缩小至小口径中使用，由于其部件少，可以实现快速的装配，并且保证其密封性与防爆性；结构简单，组装工艺简单；提高了组装效率，节省组装时间；降低组装成本；降低故障率的发生；保障其密封性与防爆性；采用传统装配工艺便可实现与针式电池壳进行装配，简化了装配工艺；克服传统技术采用弹性件所带来的缺陷，保证防爆功能的顺利开启，防止出现爆炸的现象；盖帽组件结构简单，部件少，便于实现小型化，使得小型化电池兼具密封性与防爆性；克服了小型电池不具有防爆功能的技术瓶颈；提高了组装稳定性，容量占比高，延长了电子产品的续航时间；提高使用者的使用体验；保护了电子产品的相关配件以及人体的安全；产品尺寸稳定，质量可靠、良品率高；其中绝缘胶圈无需涂覆胶水，便可以实现满足密封需要，并且节省了工序，降低了生产成本；提高了此类电池的良率和生产效率，保证产品的尺寸、容量、安全性、密封性；结构简单，使用寿命长；结构简单，工作稳定；产品的尺寸、容量、安全性、密封性、外观均超过了目前同类产品的参数要求。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1为实施例一的结构示意图；

图2为本实用新型金属防爆片的结构示意图；

图3为本实用新型弹性骨架的结构示意图；

图4为本实用新型绝缘胶圈的结构示意图；

图5为实施例二结构示意图；

图6为实施例三的结构示意图；

图中：1-电池壳体；2-绝缘胶圈；3-环形密封筋；4-金属防爆片；5-弧形槽体；6-弹性骨架；7-通孔；8-孔体；9-圆形槽体；10-卡装区域。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本实用新型的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本实用新型的保护范围。

实施例一，

如图1至图4所示，针式及柱式微型可充电锂电池盖帽结构组件，包括盖帽组件，盖帽组件包括金属防爆片4、绝缘胶圈2以及弹性骨架6，弹性骨架6与金属防爆片4均套装于绝缘胶圈2内，且金属防爆片4叠加于弹性骨架6上，金属防爆片4上设有用以泄压的防爆阀。

防爆阀包括开设于金属防爆片4上的槽体，且槽体靠近金属防爆片4的外沿，当电池内部压力增大后，防爆阀会在压力作用下被撕裂打开，电池内部的压力会沿撕裂处得到释放，起到保护作用；

其中槽体的底面至金属防爆片4表面的轴向尺寸为0.5-0.8mm。

槽体的横截面呈弧形设置，且开设于金属防爆片4的上表面，并占其所在的圆形轨迹上3/4的区域。

绝缘胶圈2呈杯体状设置，且内壁上同轴设有环形密封筋3，并通过环形密封筋3与呈杯体状的底面之间形成卡装区域10，金属防爆片4和弹性骨架6卡装于卡装区域10内，环形密封筋3的宽度为0.5-1.0mm，

其中呈杯体状的底面上开同轴开设有连通电池壳的孔体8。

密封胶圈的厚度设置为0.2-0.30mm，与弹性骨架6及金属防爆片4为间隙配合。

绝缘胶圈2外形设置为沿安装方向为渐扩式，便于自动化组装的实现，降低卡料风险。

弹性骨架6呈平板状设置，且开设有用以连通电池壳体1的通孔7，呈平板状的底面还与呈杯体状的底面相抵；弹性骨架6优选使用65Mn材质，厚度为0.25-0.30mm，

金属防爆片4呈碗状设置，且开口处设有法兰边，并通过法兰边与呈平板状的边沿相固接，且法兰边还与环形密封筋3相抵；金属防爆片4优选1060铝材，厚度为0.2-0.25mm，固接方式优选焊接，焊接方式为激光焊接或平行电阻焊；

该组件的结构特点是在保证电池内部空间和密封的前提下，实现了微型针式或柱式电池的防爆功能。

经过试验验证，解决了目前微型可充电电池的容量小、安全性与密封性矛盾导致的产品良率低、可靠性差的问题，经过试验验证，产品尺寸稳定，质量可靠、良品率高达99.5%。由此可见本模具结构大大提高了此类电池的良率和生产效率。产品的尺寸、容量、安全性、密封性、外观均超过了目前同类产品的参数要求，本盖帽结构有很好的防爆效果，可设置防爆片在2.0~4.0KG范围内自动开启，有效防止电池爆炸。

实施例二，

如图5所示，本实施例与实施例一不同之处在于防爆阀的结构，该槽体的横截面还呈圆形设置，圆形槽体9开设于金属防爆片4的下表面。

实施例三，

如图6所示，本实施例与实施例一和实施例二不同之处也在于防爆阀的结构，其中该方式中，圆形槽体9设有两个，且分居于金属防爆片4的相垂直的两径向方向上，两个圆形槽体9之间相连通，且形成相连通的通道的侧壁与两个圆形槽体的外径相切。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本实用新型的权利要求和说明书的范围当中。