CN101262050B - 高倍率放电圆柱形锂离子电池防爆盖帽 - Google Patents

Abstract

本发明是一种高倍率放电圆柱形锂离子电池防爆盖帽，包括在中空密封体内设有具有环状刻痕和凸起部下沿为平台的防爆阀，在防爆阀上方设有由弹性导电材料制成的环片和具有通气孔的顶盖、焊接或胶粘在防爆阀下方的断电保护孔板，该断电保护孔板上设有至少一个压力传导孔，并在其外边缘套设有绝缘垫圈，使用时将盖帽安装在圆柱形电池上端，并将电池芯的正极极耳焊接于断电保护孔板上。具有降低和稳定电池内阻，循环性能好，放电倍率高，电池容量减小缓慢，提高电池使用寿命和安全性等特点。

Description

高倍率放电圆柱形锂离子电池防爆盖帽

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池技术领域，尤其是一种圆柱形锂离子电池的防爆盖帽。

背景技术

随着可移动电动工具和其它高倍率放电用品的发展和环保意识的增强，用于大倍率放电的电池从镍氢和镍镉的普通电池快速地向更高能量密度和环保的锂离子电池转变，而这些电池又是以圆柱形锂离子电池如18650、26650为主。对于电动工具电池放电倍率要求很高，以1200mAh的18650为例，放电最大电流可达到20A，如此大的电池放电，电池的内阻对电池的放电性能影响非常大，内阻越小，电池大倍率放电能力越强。目前市场上普遍使用的大倍率圆柱形电池的盖帽由中空密封体、设置在上述密封体内的顶盖、环片、防爆阀、断电保护孔板等组成，该结构的环片由于采用的是金属垫片，使与顶盖、防爆阀之间的接触为刚性接触，使导电内阻的变化增大，电池的循环性能不好，导致容量减小加快，这是其一，其二是防爆阀与断电保护孔板的接触为点接触，导致内阻不稳定，焊接困难，合格率低。

发明内容

本发明的发明目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种减小导电内阻变化、稳定内阻值、提高电池循环性能、降低电池容量减小速度的高倍率放电圆柱形锂离子电池防爆盖帽。

本发明的发明目的通过以下技术方案实现：

一种高倍率放电圆柱形锂离子电池防爆盖帽，该盖帽包括：

-具有环状刻痕的防爆阀，防爆阀中部向下延伸成弧形凸起部；

-位于防爆阀上方的环状环片；

-位于环片上方的具有通气孔的顶盖；

-设在防爆阀下方并与其连接的、具有至少一个压力传导孔的断电保护孔板；

-依次安装着防爆阀、环片、顶盖和断电保护孔板的中空密封体；

其特征在于所述的环片为弹性导电体，分别与顶盖和防爆阀为弹性接触。

所述的防爆阀的凸起部下沿为平台结构。

所述的环片以弹性金属材料或导电性良好的具有弹性形变的非金属材料制作。

所述的防爆阀与断电保护孔板的连接是焊接连接或导电胶粘接。

所述的断电保护孔板上的压力传导孔为1～6个。

所述的中空密封体或断电保护孔板的下外边缘套设有绝缘垫圈。

与现有技术相比，本发明改进了环片与顶盖、与防爆阀的刚性接触为弹性接触，使导电内阻变化减小，有利于提高电池放电倍率和循环性能，使电池容量减小缓慢，提高使用寿命；同时改进了防爆阀与断电保护孔板的点接触为平面接触，由于导电面积增大，降低接触电阻，提高内阻稳定性，在加工工艺方面减少焊接困难，提高合格率。

附图说明

图1为本发明剖视结构示意图。

图2为本发明防爆阀剖视图。

图3为本发明与锂离子电池本体安装结构图。

图4为采用两种不同盖帽后电池高倍率放电性能对比图。

具体实施方式

下面再结合上述附图对本发明进行详细描述。

如图1～4所示，高倍率放电圆柱形锂离子电池防爆盖帽安装在圆柱形电池8上端。有一中空密封体5，是一种耐电解液的密封圈，该中空密封体内依次安装着防爆阀1、环片3和具有通气孔41的顶盖4及位于防爆阀下方的断电保护孔板2。

防爆阀采用厚度为0.2～2mm的铝片冲压制成，其上加工有环状刻痕11，中部向下延伸成弧形的凸起部12，凸起部的下沿为平台结构121，防爆阀是通过刻痕的深度和直径来控制其翻转压力和爆开压力，通常翻转压力为1～2MPa，爆开压力为1～3MPa。

环片3为弹性导电体，以弹性金属材料如泡沫镍、弹片等制作，或以导电性良好的具有弹性形变的非金属材料如高分子导电胶制作，厚度为0.1～5mm，环片3分别与顶盖4和防爆阀1为紧密弹性面接触，减小电池内阻，减小电池大电流放电时电压降，提高电池大电流放电能力，总之，使导电内阻变化小、电池循环性能好、容量减小慢。具有4个均匀分布的通气孔41的顶盖4呈帽形。

断电保护孔板2为一圆形的、由铝片制的金属板，其上有4个均布的用来放气的压力传导孔22，电芯7内部压力可通过这些传导孔传到防爆阀上，它与防爆阀1凸起部12处的平台结构121通过激光焊接连接，其中心有一直径φ2～φ5毫米的圆形凹槽21，有利于焊接，或者此处用低内阻耐电解液导电胶粘接，通过防爆阀1与断电保护孔板2之间的焊接强度来调整防爆阀翻转时与断电保护孔板之间的脱落压力。在安装断电保护孔板时，可在其下外边缘套设一个绝缘垫圈23，目的是为了避免断电保护孔板脱落后碰到电池钢口边缘而引起电池断路后的安全隐患。然后把注好电解液的电芯7正极极耳71与组合盖帽内的断电保护孔板2焊接或粘接，再经过机械铆合封口后即形成装配好的电池8。

使用时，当电芯7因失效而导致电池内部气体压力增大到设定的保护压力22kg时，防爆阀1将由刻痕11处向上翻转，即整个凸起部12向上翻转，此时断电保护孔板2与平台121焊接部分脱落，导致极耳71与防爆阀1之间形成断路，这样电芯7处于断路失效状态不能进行充放电，从而避免电芯失效时还在继续使用。如果出现的电芯内部气压在断路后还继续上升，当达到设定值时，防爆阀1爆开使气压经顶盖4通气孔41而泄压，避免电池8发生爆炸事故。

使用弹性金属材料泡沫镍环片和0.3mm的纯镍环片制备的组合盖帽，按照上面步骤组装成1200mAh电动工具电池，测量内阻和15A电流放电能力，放电能力对比见图4，各选50只电池内阻对比数据如下表：

内阻数据	泡沫镍环组合盖帽	纯镍片环组合盖帽
			平均值(mΩ)	12.7	14.1
Sigma	0.6	1.6
			最小值(mΩ)	11.7	12.2
最大值(mΩ)	14.0	19.8

从上表数据可以看出用具有弹性金属材料的泡沫镍环片的盖帽内阻值小于用纯镍片的盖帽，内阻的一致性也比纯镍片盖帽好。

图6为采用两种不同盖帽放电性能对比图，序号A为采用本发明盖帽曲线，序号B为采用现有技术盖帽曲线，曲线A比曲线B的放电性能平稳。

Claims (6)

1.一种高倍率放电圆柱形锂离子电池防爆盖帽，该盖帽包括：

-具有环状刻痕(11)的防爆阀(1)，防爆阀中部向下延伸成弧形凸起部(12)；

-位于防爆阀上方的环状环片(3)；

-位于环片上方的具有通气孔(41)的顶盖(4)；

-设在防爆阀下方并与其连接的、具有至少一个压力传导孔(22)的断电保护孔板(2)；

-依次安装防爆阀(1)、环片(3)、顶盖(4)和断电保护孔板(2)的中空密封体(5)；

其特征在于所述的环片(3)为弹性导电体，分别与顶盖(4)和防爆阀(1)为弹性接触。

2.根据权利要求1所述的高倍率放电圆柱形锂离子电池防爆盖帽，其特征在于所述的防爆阀(1)的凸起部(12)下沿为平台结构(121)。

3.根据权利要求1所述的高倍率放电圆柱形锂离子电池防爆盖帽，其特征在于所述的环片以弹性金属材料或高分子导电胶制作。

4.根据权利要求1所述的高倍率放电圆柱形锂离子电池防爆盖帽，其特征在于所述的防爆阀(1)与断电保护孔板(2)的连接是焊接连接或导电胶粘接。

5.根据权利要求1所述的高倍率放电圆柱形锂离子电池防爆盖帽，其特征在于所述的断电保护孔板(2)上的压力传导孔(22)为1～6个。

6.根据权利要求1～5任一项所述的高倍率放电圆柱形锂离子电池防爆盖帽，其特征在于所述的断电保护孔板(2)的外边缘套设有绝缘垫圈(23)。

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