CN103219482A

CN103219482A - 电池

Info

Publication number: CN103219482A
Application number: CN2012100194807A
Authority: CN
Inventors: 游沛业; 刘步云; 苏裕宗
Original assignee: DONGGUAN CHAOBA BATTERY Co Ltd
Current assignee: DONGGUAN CHAOBA BATTERY Co Ltd
Priority date: 2012-01-20
Filing date: 2012-01-20
Publication date: 2013-07-24

Abstract

本发明提供一种电池，其包括电极板组、容纳于电池筒中的电解液和端部组合。端部组合封闭了电池筒的开口端并在通常使用时容纳电池内的电极板组和电解液。该端部组合还包括一个限定了末端接触部分的排气盖、一个排气基底构件和一个破裂构件，其中破裂构件被置于排气盖和排气基底构件之间。破裂构件用以变形和破裂，从而在排气基底构件和排气盖间形成排气径，使得当电池内部压力达到破裂阀值时电池内部的气体能够从电池里排出。末端接触部分在破裂构件破裂之后仍和电极板组保持电性相连。

Description

电池

技术领域

本发明涉及电池，更具体地说，涉及含有用于释放过量内压的安全排气口的可充电电池。

背景技术

很多电池特别是可充电电池装配有安全装置，使得当使用于异常状态时可释放过量的压力从而防止爆炸。然而，已知的电池用装置不能完全让人满意。

发明内容

本发明的目的是在于提供一种电池，尤其是一种含有用于释放过量内压的安全排气口的可充电电池。

相应地，本发明提供一种电池，其包括了电极板组、容纳电池筒中的电解液和端部组合；其中，该端部组合包括限定了末端接触部分的排气盖、排气基底构件和破裂构件，该破裂构件被置于排气盖和排气基底构件中间；其中，该端部组合封闭了电池筒的开口端并于正常使用时容纳电池内的电极板组和电解液；其中所述端部组合包括一个限定了末端接触部分的排气盖构件、一个排气基底构件和一个破裂构件，其中所述破裂构件被置于所述排气盖构件和所述排气基底构件之间；其中，破裂构件用以变形和破裂，从而在排气基底构件和排气盖间形成排气径，使得当电池内部的压力达到破裂阀值时，电池内部的气体从电池里排出；其中末端接触部分在破裂构件破裂之后仍和电极板组保持电性相连。

该破裂构件、排气盖和排气基底构件共同形成一个紧凑组合式安全排气装置。破裂构件由排气基底构件固定，该基底构件被置于破裂构件和电极板组之间，从而使得电极板组和端部组合的电性连接不会因破裂碟片变形而断开。

在一实施例中，破裂碟片包括一个可弹性变形的金属片，从而使得该破裂碟片在电池内部压力回复到正常时可恢复到未变形的形状。

此一电池的优点在于利用简单而安全的装置使电池在内压高于破裂阀值时，能够释放内压并同时维持电路的正常运作。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中：

图1是电池的横截面图，该电池具有含安全排气口的末端组合；

图2是图1的电池无间隔碟片的横截面图；

图3是图2的端部组合的仰视立体图；

图4是图1的电池的端部组合的立体图；

图4A是图4的端部组合的横截面立体图；

图4B是图4的端部组合的解构图；

图4C是显示端部组合、弹性气密垫和电池筒的部分解构图；

图5和5A分别显示第一破裂构件实施例的俯视图和部分切掉的立体图；

图5B显示趋向破裂变形的破裂构件；

图6和6A分别显示第二破裂构件实施例的俯视图和部分切掉的立体图；

图7和7A分别显示第三破裂构件实施例的俯视图和部分切掉的立体图。

具体实施方式

为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现对照附图说明本发明的具体实施方式。

图1和图2中描绘的电池100包括电池筒110、电极板组120、端部组合130和连接端部组合130到电极板组120的导体162(参见图3)。

该电极板组120包括正极电极板122、负极电极板124以及分开正极电极板122和负极电极板124的绝缘隔件。电极板组120被缠绕为卷筒的形式再置入电池筒110，从而使得电极板组120和电池筒110大致共轴。电池筒110被灌入电解液，从而使得电极板组120被容纳于电池筒110内并完全浸于电解液中，进而提供最大的有效面积以促进充电和放电时的电化学反应。因电池筒110通常使用不锈钢做成，电池100的外表面也可以构成电池100的负极端部分。

端部组合130被装配在电池筒110的一开口端以密封电池筒110并容纳电池筒110内的电极板组120和电解液。为促进电池筒110的密封性，电池筒110的上端形成一具有圆形轮廓用以容纳端部组合130外围的圆周槽112。端部组合130包括排气盖构件132、排气基底构件134以及置于排气盖构件132和排气基底构件134之间的破裂构件136。

请一并参见图4、图4A、图4B及图4C，排气盖构件132包括一处于中心位置的套筒部分138，该套筒部分138从环绕着自身的外围底部部分140所升起。套筒部分138的顶部表面位于电池100的最高处并通常被认为是电池100的正极端的接触端表面。多个排气孔142形成在套筒部分138的侧壁上以允许过量的气体从电池100中排出。因此，端部组合130为外部的接触形成一个正极接触端部分，并提供了为释放电池100内部的过量压力的排气径。

破裂构件136包括一具有内围部分144和环绕着内围部分144的外围部分146的金属碟片。破裂构件136的外围部分146包括一圆周凸缘部分，该圆周凸缘部分被坚固地固定以适配在基底构件134和排气盖构件132之间，同时让内围部分144悬空以使得当内部压力增大导致破裂构件136趋于破裂时，内围部分144能够向排气盖构件132的套筒部分138变形。该内围部分144占据了该破裂构件136的大部分面积。内围部分144上具有薄弱图案148，以达到使破裂构件136逐渐变形和受控破裂的效果。破裂构件136包括在其上形成薄弱图案148的承压面，该承压面与薄弱图案148平行。在内围部分144上形成的薄弱图案148以机械弱点的形式存在，因此当电池内部压力增大的时候破裂构件136在此机械弱点处会开始变形。

在一图5和图5A、图5B所描绘的实施例中，一个十字交叉形的薄弱图案148形成在碟状破裂构件136的内围部分144上。该十字交叉形的薄弱图案148位于中心，因此十字交叉的中心与破裂构件136的中心相重叠。薄弱图案148为冲压制成，因此被形成十字交叉的线所标记的区域比碟片构件136的其他区域薄。

在另一图6和图6A所描绘的实施例中，一个弧形的薄弱图案248形成在碟状破裂构件236的内围部分244上。该弧形的薄弱图案248位于中心，因此弧的中心与破裂构件236的中心相重叠。薄弱图案248为冲压制成，因此被形成弧形的线所标记的区域比碟片构件236的其他区域薄。

在另一图7和图7A所描绘的实施例中，一个碟形的薄弱图案348形成在碟状破裂构件336的内围部分344上。该碟形的薄弱图案348位于中心，因此碟的中心与破裂构件336的中心相重叠。薄弱图案348为冲压制成，因此被形成碟形的图案所标记的区域比碟片构件336的其他区域薄。

除以上所述图案外，破裂构件的薄弱图案或破裂构件的薄弱图案的内围部分也可为星形或圆形。

排气基底构件134包括一个由薄不锈钢片制成的金属碟片。该金属碟片被一体成型地变成具有凹陷的内围部分150以及环绕该内围部分150的外围部分152的形状。其外部或外围部分152限制了一个圆周凸缘，该凸缘从内围部分150所升起并平行于内围部分150。外围部分的边缘被变成径向覆盖的槽的形状，并且该圆周向延伸的槽限制了将排气盖构件132的外围边缘和破裂构件136固定在一起的扣环，进而形成一个完整的电池端部组合130。该圆周槽部分限制了一个平面，该平面从基底构件134的外围152和内围150部分升起并与外围152和内围150平行。排气孔154形成在内围部分150的中心从而为电池筒110内的气体提供排出径。

圆周向延伸的槽将破裂构件136和排气盖构件132钳紧在一起以形成端部组合130。为进一步改善在通常使用时电池100的气密性，密封垫156被置于排气基底构件134和破裂构件136之间。端部组合130被装配在圆周垫，该圆周垫置于靠近电池筒110的顶端处并且使得排气基底构件134的内围部分150最接近电极板组120的顶端。一个弹性气体密封垫158被装进端部组合130和圆周槽112之间以密封电池筒110的侧部。端部组合130通过一个条形导体162电性相连至电极板组120，该条形导体连接了正极电极板122的集电器和排气基底构件134的内围部分150的底部。一个由绝缘材料制成的分隔组件160，如一塑料碟片，被置于电极板组120的顶端(如图1所描绘)以减轻电解液溅到端部组合130的情况。该分隔组件160也能防止条形导体162和负极电极板124的顶端接触进而发生短路。

当于正常使用以及电池筒110内的气体压力在正常压力范围内时，无论电池100正在充电或放电，密封垫156和158都会容纳电池100内的电解液和气体。当电池100的内部压力在使用时升高，如在异常充电或放电时，电池100内的气体能够穿过排气基底构件134上形成的排气孔154并作用于破裂构件136的底部。破裂构件136的内围部分144将会开始变形并向排气盖构件132膨胀。当电池的内部压力减小时，破裂构件136的内围部分144因破裂构件136具有弹性能够恢复至未变形的状态。另一方面，如果电池的内部压力持续增加，破裂构件136的内围部分144会继续变形，并当压力达到破裂阀值时导致破裂构件136的破裂。因为电极板组120通过排气基底构件134被连接至电池100的正极端接触部分，电池100可以不中断地持续工作。

尽管出于解释的目的，已经基于目前被认为是最实用和优选的实施例对本发明进行了详细描述，应该理解，这些详细描述仅仅是为了上述目的，并且本发明不限于所披露的实施例，相反，这些详细描述意在覆盖所附权利要求的精神和范围内的各种变形和等同装置。例如，尽管端部组合130是由排气基底构件134钳紧排气盖构件132和破裂构件136所形成，即所述排气基底构件的外围部分形成了一个夹具装置，从而固定所述破裂构件的外围部分和所述排气盖构件为一整体，单独的扣件亦可被使用而不影响其概括性。此外，尽管端部组合130上形成的接触端部分为正极端，应当理解，该接触端部分亦可为负极端。

以上所述仅为本发明示意性的具体实施方式，并非用以限定本发明的范围。任何本领域的技术人员，在不脱离本发明的构思和原则的前提下所作的等同变化与修改，均应属于本发明保护的范围。

Claims

1.一种电池，其特征在于，该电池包括：

电极板组、容纳于电池筒中的电解液和端部组合；其中所述端部组合封闭了所述电池筒的开口端并于使用时容纳所述电池内的所述电极板组和电解液；其中所述端部组合包括一个限定了末端接触部分的排气盖构件、一个排气基底构件和一个破裂构件，其中所述破裂构件被置于所述排气盖构件和所述排气基底构件之间；其中，所述破裂构件用以变形和破裂，从而在所述排气基底构件和所述排气盖构件间形成排气径，使得当所述电池内部的压力达到破裂阀值时所述电池内部的气体从所述电池里排出；其中所述末端接触部分在所述破裂构件破裂之后仍和所述电极板组保持电性相连。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述末端接触部分通过所述排气基底构件和所述电极板组电性相连。

3.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述破裂构件包括在其上形成薄弱图案的承压面，其中所述薄弱图案限定了当压力超过所述破裂阀值时所述破裂构件破裂的方式。

4.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述薄弱图案限定了当所述电池的内部压力趋向所述破裂阀值增大时所述破裂构件变形的方式。

5.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述破裂构件包括在其上形成薄弱图案的承压面，所述薄弱图案限定了当所述电池的内部压力趋向所述破裂阀值增大时所述破裂构件变形的方式。

6.根据权利要求3至5任一项所述的电池，其特征在于，当所述电池的内部压力未超过永久变形压力阀值时，其中所述承压面能弹性变形，所述承压面在所述电池的内部压力达到所述永久变形压力阀值之前退减时可回复到未变形的状态。

7.根据权利要求3至6任一项所述的电池，其特征在于，所述破裂构件包括在其上一体成型的薄弱图案的金属片，从而限定了当所述电池的内部压力趋向所述破裂阀值增大时变形的承压面。

8.根据前述权利要求中任一项所述的电池，其特征在于，所述承压面与所述薄弱图案平行，使得当所述电池的内部压力趋向所述破裂阀值增大时，平面的所述承压面向所述排气盖构件膨胀。

9.根据权利要求3至8任一项所述的电池，其特征在于，所述破裂构件包括外围部分和所述外围部分环绕的内围部分，所述破裂构件在所述破裂构件的外围部分被固定，所述破裂构件的内围部分能趋向所述排气盖的方向活动以致所述破裂构件的内围部分趋于破裂地变形。

10.根据权利要求9所述的电池，其特征在于，所述薄弱图案形成在所述破裂构件的内围部分上。

11.根据权利要求10所述的电池，其特征在于，所述薄弱图案为交叉形、星形、圆形或弧形。

12.根据前述权利要求中任一项所述的电池，其特征在于，所述排气基底构件包括内围部分和环绕着内围部分的外围部分，所述排气基底构件的外围部分形成了一个夹具装置，从而固定所述破裂构件的外围部分和所述排气盖构件为一整体。

13.根据权利要求10至12任一项所述的电池，其特征在于，所述破裂构件的外围部分通过装配在所述排气基底构件和所述排气盖构件之间被固定，并在内部压力下能变形的所述破裂构件的内围部分占据了所述破裂构件的大部分面积。