CN102810650B - 圆柱型锂离子电池 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种圆柱型锂离子电池，其包括：电池壳体；收容于电池壳体内的极片组和填充于电池壳体内的电解液，以及密封组接于电池壳体上的电池盖帽；通过顶盖沿防爆片边缘向内折叠形成三面包覆防爆片，并在顶盖端部设有凹凸密封台阶，此结构在封口中起到了增大刚度避免防爆片受力变形和增加密封性的效果。防止了因变形或泄漏造成的防爆片泄压值变大甚至爆不开而引起燃烧和爆炸等安全问题的发生，改善圆柱型锂离子电池的稳定性、密封性、安全性能及容量空间的提升。

Description

圆柱型锂离子电池
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池，尤其是一种具有良好安全性能的圆柱型锂离子电池。
背景技术
随着现代社会的发展，摄像机、笔记本电脑、便携式DVD和数码相机等移动设备有了越来越广泛的应用。圆柱型锂离子电池作为一种绿色环保电池，具有高能量密度、高工作电压和长使用寿命等优点，因此在各种移动设备中的应用越来越广泛。
圆柱型锂离子电池一般包括具有卷绕结构的极片组，极片组由正极片、负极片和间隔于正极片和负极片之间的隔离膜卷绕而成，具有卷绕结构的极片组装入电池壳体中并充入电解液，然后通过电池盖帽密封。
通常，盖帽体依靠滚槽形成的支撑平台，通过钢壳卷边实现连为一体及密封。因滚槽形成的支撑平台较短且不水平，在卷边封口过程中，由于壳口边缘下压造成盖帽体向下移动走位。盖帽体中的铝质防爆片变形，因其变形引起的常见问题如下：1.造成断电及泄压值变大而不能及时动作，产品流入市场易出安全隐患。2.胶圈压缩量波动，造成密封性变差3.组件间隙变化，造成电阻波动。
有鉴于此，确有必要提供一种具有良好安全性能的圆柱型锂离子电池。
发明内容
本发明目的在于：提供一种具有良好安全性能的圆柱型锂离子电池。
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种圆柱型锂离子电池，其包括：电池壳体；收容于电池壳体内的极片组和填充于电池壳体内的电解液，以及密封组接于电池壳体上的电池盖帽；通过顶盖沿防爆片边缘向内折叠形成三面包覆防爆片的结构以增加其刚性。
相对于现有技术，本发明圆柱型锂离子电池，在封口中因质软的防爆片被顶盖三面包覆其刚性增大了，且在顶盖上、下两面设有密封台阶，因此避免了封口中防爆片受力变形，防止防爆片泄压值变大甚至爆不开，减少燃烧和爆炸等安全问题的发生，改善圆柱型锂离子电池的稳定性、密封性、安全性能及容量空间的提升。
作为本发明圆柱型锂离子电池的一种改进，所述顶盖端部设有凹凸密封台阶。
作为本发明圆柱型锂离子电池的一种改进，所述顶盖凹凸密封台阶的凸面涂设有有机涂层。
作为本发明圆柱型锂离子电池的一种改进，所述顶盖凹凸密封台阶的凸面与防爆片配合。
作为本发明圆柱型锂离子电池的一种改进，所述顶盖沿防爆片边缘向内折叠处设有V字型或梯型的坡口。
作为本发明圆柱型锂离子电池的一种改进，所述顶盖端部的外侧面为0-30度的斜度削薄区。
作为本发明圆柱型锂离子电池的一种改进，所述顶盖端部的外侧面为10度的斜度削薄区。
作为本发明圆柱型锂离子电池的一种改进，所述电池盖帽设有位于极片体上方且设有至少一个气孔的孔板、通过焊点电性连接于孔板上的防爆片和包覆防爆片上的顶盖，顶盖被胶圈包覆并被电池壳体压实密封。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式，对本发明圆柱型锂离子电池及其有益技术效果进行详细说明，其中：
图1为本发明的剖视示意图。
图2为本发明盖帽的剖视示意图。
图3为本法明图2中A处的放大图。
具体实施方式
请参阅图1-3所示，本发明包括：一电池壳体1、一收容于电池壳体1内的极片组2、填充于电池壳体1内的电解液(未标注)，以及一密封电池壳体10的电池盖帽3。通过把电池盖帽3中的顶盖31沿防爆片32边缘向内折叠形成三面包覆防爆片32的结构以增加其刚性。
请特别参照图3所示，电池盖帽3包括一设有气孔330的孔板33和一通过焊接电性连接于孔板330上的防爆片32。当电池内部的气体压力值超过预定压力值时，气体可以通过气孔330作用于防爆片32上并将防爆片32撕裂，以及时排出电池内的气体，防止电池起火或爆炸。
作为本发明圆柱型锂离子电池的一种改进，所述电池盖帽3设有位于极片组2上方且设有至少一个气孔330的孔板33、通过焊点电性连接于孔板33上的防爆片32和包覆防爆片32上的顶盖31，顶盖31被胶圈34包覆并被电池壳体1压实密封。
极片组2是由正极片、负极片和间隔于正极片和负极片之间的隔离膜卷绕而成，极片组2的卷绕过程通过卷针(未图示)实现，极片组2的具体制备过程如下：
正极片的制备：以LiCoO2作为正极活性物质，以碳黑作为导电剂，以聚偏二氟作乙烯作为粘结剂，以N，N-二甲基吡咯烷酮(NMP)作为溶剂，将上述原料搅拌混合均匀形成正极浆料；将正极浆料涂布在正极集流体铝箔的两面，干燥后，经轧制、切割形成预定尺寸的正极片。
负极片的制备：以石墨作为负极活性物质，以聚偏二氟作乙烯作为粘结剂，以NMP作为溶剂，将上述原料搅拌混合均匀，形成负极浆料；将负极浆料涂布在负极集流体铜箔的两面，干燥后，经轧制、切割形成预定尺寸的负极片。
极片组的制备：将根据前述工艺制备的正极片、负极片和聚乙烯隔离膜通过卷针卷绕成极片组。
圆柱型锂离子电池的制备：将按照前述工艺制备的极片组置于电池壳体中，注入电解液，并通过电池盖帽密封，制得本发明圆柱型锂离子电池。
以下结合图1-3所示，详细说明本发明圆柱型锂离子电池的盖帽3。
通过顶盖31沿防爆片32边缘向内折叠形成三面包覆防爆片32，并在顶盖31端部设有凹凸密封台阶310，此结构在封口中起到了增大刚度避免防爆片32受力变形和增加密封性的效果。防止了因变形或泄漏造成的防爆片32泄压值变大甚至爆不开而引起燃烧和爆炸等安全问题的发生，改善圆柱型锂离子电池的稳定性、密封性、安全性能及容量空间的提升。
顶盖31可以由具有良好硬度、焊接性、耐电解液腐蚀性及加工性能的钢或复合材料制成。例如，顶盖31可以由厚度约0.2至0.8mm的金属板材(如不锈钢板材)制成。
作为本发明圆柱型锂离子电池的一种改进，所述顶盖31沿防爆片32边缘向内折叠处设有V字型或梯型的坡口312。目的是利于顶盖31折弯，减小其对防爆片32边缘的挤压。同时也减小了其刚度及反弹，使顶盖与防爆片贴合。
作为本发明圆柱型锂离子电池的一种改进，作为本发明圆柱型锂离子电池的一种改进，所述顶盖31凹凸密封台阶310的凸面与防爆片32配合。
作为本发明圆柱型锂离子电池的一种改进，所述顶盖31端部的外侧面为0-30度的斜度削薄区313。
作为本发明圆柱型锂离子电池的一种改进，所述顶盖31端部的外侧面为10度的斜度削薄区313。
所述顶盖31端部设有凹凸密封台阶310。所述顶盖31凹凸密封台阶310的凸面涂设有有机涂层311，再加上顶盖31端部被削薄成10°的斜度，顶盖31折弯后凸台会被压入防爆片32且顶盖31与防爆片32贴合，形成密封结构。为了保证其更紧密贴合及降低电阻，并通过激光焊接把顶盖31和防爆片32联为一体。凹面台阶在封口过程中会有密封胶圈34压入，其呈梯型的结合面的密封性好于现有在同一水平面的。
顶盖31为硬金属材料，且顶盖31外圈除胶圈34外无其它组件包覆，顶盖31的受力点靠外，能落入壳体滚槽成型的水平支撑段，在壳体折边封口实施中能保证不变形、不移动。避免了防爆片受力变形。
相对于现有技术，本发明圆柱型锂离子电池具有更好的工艺性能、密封性能及安全性能。
本发明的结构通过气体打压测试，耐压密封性大于3.0Mpa不漏气。
通过1米高水泥地9次跌落后倒放24H静置测试，不漏液。
通过把封口后的盖帽体做剖面分析，目测其组件无变形。
根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些修改和变更也应当落入本发明的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims (6)

1.一种圆柱型锂离子电池，其包括电池壳体；收容于电池壳体内的极片组和填充于电池壳体内的电解液，以及密封组接于电池壳体上的电池盖帽；其特征在于：电池盖帽中的顶盖沿防爆片边缘向内折叠形成三面包覆防爆片，所述顶盖沿防爆片边缘向内折叠处设有V字型或梯型的坡口，所述顶盖端部设有凹凸密封台阶，所述顶盖被胶圈包覆并被电池壳体压实密封，所述胶圈压入凹凸密封台阶。
2.根据权利要求1所述的圆柱型锂离子电池，其特征在于：所述顶盖凹凸密封台阶的凸面涂设有有机涂层。
3.根据权利要求1所述的圆柱型锂离子电池，其特征在于：所述顶盖凹凸密封台阶的凸面与防爆片配合。
4.根据权利要求1所述的圆柱型锂离子电池，其特征在于：所述顶盖端部的外侧面为0-30度的斜度削薄区。
5.根据权利要求4所述的圆柱型锂离子电池，其特征在于：所述顶盖端部的外侧面为10度的斜度削薄区。
6.根据权利要求1所述的圆柱型锂离子电池，其特征在于：所述电池盖帽设有位于极片体上方且设有至少一个气孔的孔板、通过焊点电性连接于孔板上的防爆片和包覆防爆片上的顶盖，顶盖被胶圈包覆并被电池壳体压实密封。
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