CN101304078A - 一种防爆电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种防爆电池,包括电池筒体、容纳于电池筒体内的电池单元、用于密封电池筒体的第一盖组件和第二盖组件,所述的第一盖组件与电池单元的负极电连接;与电池单元的正极电连接的第二盖组件包括:电池筒体一端密封连接的基板,设置在基板上的防爆装置、对应的设置在防爆装置外的保护盖,其中:所述的第一盖组件与电池筒体之间设有绝缘层,第二盖组件与电池筒体直接连接;所述保护盖由基板固定。本发明由于在第一盖组件与电池筒体之间设置绝缘层,使第二盖组件与电池筒体直接连接,在第二盖组件与电池筒体之间不需增加绝缘层,可以不通过翻边来密封第二盖组件与电池筒体,解决了电池对电池容器强度的限制,减轻了封口难度和电池的自重。

Description

一种防爆电池
技术领域
本发明涉及一种电池,更具体的说,涉及一种当温度升高或电池内部压力上升时,能够破裂泄压的防爆电池。
背景技术
随着音频、摄像机设备、个人计算机等电子设备向轻便化、可移动化方向的急速发展,高容量化的以各种碱性电池、锂离子电池为代表的非水解液二次电池成为这些电子设备驱动电源之首选。
由于这种高容量电池密闭在封闭容器内,当充电器出现过分充电或误使用等故障时,常会在电池内部产生异常气体,异常气体的聚集会使电池内部产生过大的压力,从而存在因电池破裂给电子设备或人带来损伤之类的危险。为防止上述事故的发生,人们已在这种电池上设计有当电池内部压力超过设定值时,能够通过打开阀体排出气体的防爆装置(又称防爆组件)。
中国专利ZL99802171.7公开了一种封闭电池(授权公告号为:CN1142601C,公告日为:2004年3月17日),其电池壳体开口端部的内边有密封电池筒体的第二盖组件,第二盖组件包括一个阀元件(即金属基板)和连续层压而成的金属箔(即防爆膜);金属基片上设有打孔开口,由压到金属基片的内表面的金属箔封闭;金属箔通过引线连接到引线盖上;引线盖与设置在电池壳体内的电池单元的正极相连通。引线盖的外缘设有外绝缘垫圈,将其与电池壳体绝缘;引线盖的内缘也设有内绝缘垫圈,使其边缘处与金属基片和封闭帽绝缘。电池壳体、外绝缘垫圈、引线盖、内绝缘垫圈和第二盖组件之间通过机械翻边扣合方式完成密封。所述的第二盖组件还包括设置在基板外的封闭盖(即保护盖),封闭盖压在金属基片上,与引线盖电连接,通过机械翻边的方式由电池壳体扣合压紧固定。
当电池内部压力上升时,连接金属箔和引线盖的引线断开,切断电池单元与金属箔之间的电流;切断电流后,如果电池内部压力仍然持续升高,当压力超过防爆膜能够承受的预定压力时,防爆膜撕裂,电池泄压,从而避免电池爆炸。
由于现有的具有防爆装置的电池都是将电池的正极部分与电池筒体绝缘,而也将防爆装置设置在电池的正极部分,因此,要对电池的正极进行密封,同时密封的部件比较多。因而目前,所有具有上述防爆装置的防爆盖组件与电池容器之间都是采用机械翻边扣合方式完成密封的。但是,由于电池容器的壁厚受到一定限制,能够采用上述防爆装置的电池均为机械强度高的电池容器的电池,最为普遍的是圆柱形钢壳电池容器。而对于采用机械强度小的如铝、铝合金等材质制作电池容器的电池,由于不宜采用机械翻边方式封口,上述防爆装置无法应用于以铝、铝合金等质软材质制作电池容器的,其封口只能采用焊接封口的电池,在这种电池的盖板组件上没有设置安全装置。因此,此类电池存在安全上的隐患。
发明内容
为克服上述缺陷,本发明的目的为克服上述现有技术不能在电池容器机械强度小的盖组件上设置防爆装置的技术缺陷,提供一种无论对机械强度高的电池容器,如采用钢壳电池容器,还是对机械强度较低的电池容器,如采用铝、铝合金等制作的电池容器,都能够适用的防爆电池。
本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
一种防爆电池,包括电池筒体、容纳于电池筒体内的电池单元、用于密封电池筒体的第一盖组件和第二盖组件,所述的第一盖组件与电池单元的负极电连接;与电池单元的正极电连接的第二盖组件包括:电池筒体一端密封连接的基板,设置在基板上的防爆装置、对应的设置在防爆装置外的保护盖,其中:所述的第一盖组件与电池筒体之间设有绝缘层,第二盖组件与电池筒体直接连接;所述保护盖由基板固定。
在上述结构基础上,其中:
所述的保护盖通过铆钉与基板铆接固定。这是由基板固定保护盖的一种方式。
所述的保护盖由向内翻折的基板外沿包容固定。这是由基板固定保护盖的另一种方式。
所述的防爆装置包括设置在基板上与基板一体的防爆膜,防爆膜通过设置在防爆膜与电池单元之间的引线盖与电池单元的导电端子电连接。这样的设计使得用于密封电池容器的基板和电池筒体之间在结构上具有相互独立性,与防爆膜的一体的基板就可以预先单独制作,装配简单方便,提高了装配效率。
所述防爆膜设置在基板中部。这样的设计可以使电池内部气体膨胀时,防爆膜上的压力分布均匀。
所述的防爆膜呈伞状,其中心向电池单元的方向下陷。这样的设计使得电池内部气体膨胀时,通过将伞装的防爆膜顶起,使防爆膜内密封的空间变大,缓解一部分电池内部的压力。
所述引线盖仅通过其中部与防爆膜的下陷的底部的顶点焊接固定;引线盖的边缘通过绝缘件与基板之间绝缘。以前电池的引线盖与防爆膜、基板是通过机械翻遍压合在一起的,电池的气压变大,将引线盖与防爆膜之间的引线断开时,由于引线盖与防爆膜之间的相对位置很近,常常会有引线断开引线盖和防爆膜之间仍未绝缘的情况出现。现今的设计使得当电池内的气压变大,将防爆膜顶起后,防爆膜和引线盖的焊接点断开,引线盖连同从电池单元内引出的引线一起掉落,彻底保证了电池的顺利断电。
所述防爆膜上设置有刻痕。通过刻痕,可以准确的设定电池的破裂压力值。
所述刻痕是封闭的环形。封闭环形的刻痕更便于防爆膜破裂。
所述基板与电池筒体之间焊接密封。
本发明由于在第一盖组件与电池筒体之间设置绝缘层,使第二盖组件与电池筒体可以直接连接,由第二盖组件的基板将保护盖固定,因而不需要增加使第二盖组件与电池筒体之间绝缘的绝缘层,简化了第二盖组件的结构,就可以不必通过翻边技术来密封第二盖组件与电池筒体,有效解决了电池对电池容器强度的限制,即使强度很小的铝合金筒体也可采用这种结构,大大减轻了电池的封口难度和电池的自重。
附图说明
图1是本发明实施例一的内部结构示意图;
图2是本发明实施例二的内部结构示意图。
其中:1、电池筒体,2、电池单元,3、第一盖组件,4、第二盖组件,5、基板,6、保护盖,7、气孔,8、引线盖,9、绝缘件,10、防爆膜,11、透气孔,12、空腔,13、铆钉,14、刻痕,15、绝缘垫片,16、绝缘垫片,17、绝缘垫层,18、极柱。
具体实施方式
下面结合附图和较佳的实施例对本发明作进一步说明。
实施例一:
图1示出了一种防爆电池的具体结构,包括:电池筒体1、容纳于电池筒体1内的电池单元2、用于引出电极和密封电池筒体1的第一盖组件3和第二盖组件4;第一盖组件3的极柱18与电池单元2的负极相连通,并通过绝缘垫层17与电池筒体1绝缘;与电池单元2的正极相连通的第二盖组件4包括基板5、具有气孔7的保护盖6、引线盖8和绝缘件9,基板5直接焊接到电池筒体1上对其密封,基板5的中心位置形成薄壁防爆膜10;防爆膜10呈伞状向电池内部凸起,凸起的部分抵在引线盖8中心位置,与引线盖8电连接;引线盖8周缘抵顶在绝缘件9上,通过绝缘件9固定到基板5,由电池单元2的正极引出的引线与引线盖8连接;引线盖8上设置有透气孔11,能使电池内部气压跟防爆膜压力平衡时间更短;保护盖6向外凸起,其与向电池内部凸起呈伞状的防爆膜10之间形成空腔12;保护盖6通过铆钉13与基板1铆接在一起。为了使电池单元2与电池筒体1绝缘,在电池单元2与第一盖组件3与第二盖组件4之间均设置有绝缘垫片15、16。
实施例二:
图2示出了另一种防爆电池的具体结构,包括电池筒体1、容纳于电池筒体1内的电池单元2、用于引出电极和密封筒体1的第一盖组件3和第二盖组件4,第一盖组件3的极柱18与电池单元2的负极相连通,并通过绝缘垫层17与电池筒体1绝缘;与电池单元2的正极相连通的第二盖组件4包括基板5、具有气孔7的保护盖6、引线盖8和绝缘件9,基板5直接焊接到电池筒体1上对其密封,其中基板5中心位置形成薄壁防爆膜10;防爆膜10呈伞状向电池内部凸起,凸起的部分抵在引线盖8中心位置,与引线盖8电连接;引线盖8周缘抵顶在绝缘件9上,通过绝缘件9固定到基板5,由电池单元2的正极引出的引线与引线盖8连接;引线盖8上设置有透气孔11,能使电池内部气压跟防爆膜压力平衡时间更短;保护盖6向外凸起,其与向电池内部凸起呈伞状的防爆膜10之间形成空腔12;保护盖6位于防爆膜10处,并且被向内翻折的基板5外沿包容固定。为了使电池单元2与电池筒体1绝缘,在电池单元2与第一盖组件3与第二盖组件4之间均设置有绝缘垫片15、16。
如图1、图2所示,引线盖8中心与防爆膜10、电池单元2的导电端子电连接,防爆膜10上设置有环形刻痕14,防爆膜10与引线盖8电连接的连接点就位于环形刻痕14内部。
防爆膜10呈伞装主要是为了在电池内气体增多,气压变大时通过最大幅度的变形争取更多的空间对压力进行缓冲,其它形状的防爆膜,诸如平面式的防爆膜也是可以使用的。防爆膜10上设置有环形刻痕14,防爆膜10与引线盖8电连接的连接点位于环形刻痕14内部,刻痕的设置,使电池的破裂压力值的设定更准确。
当电池出现因过分充电或误使用等故障时,电池内部产生的气体增多,电池内部压力增大。气体透过引线盖8上的透气孔11将伞装的防爆膜10顶起,防爆膜10内密封的空间变大,缓解一部分电池内部的压力;由于绝缘件9的作用,防爆膜10与引线盖8上的焊点分离,引线盖8和绝缘件10落下,使得电池内部彻底断电;若电池内部的气体压力进一步上升,当电池内部产生的压力到达防爆膜10预设的破裂压力值时,防爆膜10撕裂,将多余的气体排出。
使用现有的防爆装置也是可以实现本发明的目的的,只要第一盖组件3与电池筒体1绝缘,将具有防爆装置的第二盖组件4与电池筒体1之间就不需要绝缘件,就可以直接连接,就可以不必通过机械翻边来对电池筒体1密封,无论对机械强度高的电池容器,如:采用钢壳电池容器,还是对机械强度较低的电池容器,如采用铝、铝合金等制作的电池容器,都能够适用。
由于与基板和防爆装置集成为一体,因而用于密封电池容器的基板和电池筒体之间在结构上具有相互独立性,带有防爆装置的基板就可以预先单独制作,装配简单方便,提高了装配效率。
以上内容是结合具体的优选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。如:防爆膜上设置的刻痕既可以是圆形的,也可以是正方形或者是五边形的;防爆膜既可以直接焊接到引线盖上,也可以通过引线,甚至通过可以控制通/断的引线连接到引线盖上。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。

Claims (10)

1、一种防爆电池,包括电池筒体、容纳于电池筒体内的电池单元、用于密封电池筒体的第一盖组件和第二盖组件,所述的第一盖组件与电池单元的负极电连接;与电池单元的正极电连接的第二盖组件包括:电池筒体一端密封连接的基板,设置在基板上的防爆装置、对应的设置在防爆装置外的保护盖,其特征在于:所述的第一盖组件与电池筒体之间设有绝缘层,第二盖组件与电池筒体直接连接;所述保护盖由基板固定。
2、如权利要求1所述的一种防爆电池,其特征在于:所述的保护盖通过铆钉与基板铆接固定。
3、如权利要求1所述的一种防爆电池,其特征在于:所述的保护盖由向内翻折的基板外沿包容固定。
4、如权利要求1或2或3所述的一种防爆电池,其特征在于:所述的防爆装置包括设置在基板上与基板一体的防爆膜,防爆膜通过设置在防爆膜与电池单元之间的引线盖与电池单元的导电端子电连接。
5、如权利要求4所述的一种防爆电池,其特征在于:所述防爆膜设置在基板中部。
6、如权利要求5所述的一种防爆电池,其特征在于:所述的防爆膜呈伞状,其中心向电池单元的方向下陷。
7、如权利要求6所述的一种防爆电池,其特征在于:所述引线盖仅通过其中部与防爆膜的下陷的底部的顶点焊接固定;引线盖的边缘通过绝缘件与基板之间绝缘。
8、如权利要求5所述的一种防爆电池,其特征在于:所述防爆膜上设置有刻痕。
9、如权利要求8所述的一种防爆电池,其特征在于:所述刻痕是封闭的环形。
10、如权利要求1所述的一种防爆电池,其特征在于:所述基板与电池筒体之间焊接密封。
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