CN105206773B - 一种锂离子电池安全阀及其加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种锂离子电池安全阀及加工方法，包括锂离子电池盖板上的防爆孔，防爆孔的底部或顶部设有防爆片，防爆孔底部涂覆/覆盖有保护层，保护层的厚度为0.01mm~2mm，防爆孔直径为1~20mm，深度为0.2~10mm；防爆片为圆柱体，直径为1~20mm，厚度为0.01~10mm。加工方法(1)在成型盖板上冲压形成防爆孔；(2)通过激光焊接将防爆片焊接在防爆孔底部或者顶部；(3)采用喷涂或刷涂工艺在防爆片下表面涂覆一层保护胶层，并采用紫外光或加热方式对保护胶进行固化；或者在防爆片下表面覆盖一层塑料膜。本发明产品具有强度高、防漏液、具有良好的减震性能，提高电池的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及电池用安全阀及加工方法，尤其涉及一种锂离子电池安全阀结构及加工方法。
背景技术
随着锂离子电池技术的发展成熟及更高能量密度材料的出现，锂离子电池被越来越广泛应用于电动汽车领域，其安全性也比以往的数码储能类锂离子电池提高很多。锂离子电池在受到短路、高热、过充电等异常因素的影响时，电池内部容易形成高压气体，会引起电池壳体变形甚至电池爆炸的危险。为了提高电池的安全性，必须在电池中装配安全阀，当电池内部压力上升到一定程度时，安全阀能迅速开启并将气体排出，电池内压下降，从而防止电池爆炸，起到安全保护作用。
目前，锂离子电池的安全阀一般设置金属盖板上，通常采用在盖板上冲压一防爆孔，在防爆孔底部焊接防爆片作为安全阀，当电池内部压力较大时，防爆片处容易破裂，气体在防爆片处放出。但该种类型的防爆片在焊接时，很难避免焊接处产生黑点或者炸点，或者因应力不均形成的沙孔和裂纹，在与电解液长时间接触后或者运输振动过程中，防爆片容易腐蚀破裂甚至脱落，起不到电池安全保护作用。
发明内容
本发明的目的是解决现有锂电池安全阀存在的技术问题，提供一种强度高、防漏液、具有良好的减震性能，提高电池的可靠性的锂离子电池安全阀及其加工方法。
一种锂离子电池安全阀，包括设置在锂离子电池盖板上的防爆孔，所述防爆孔的底部或顶部设有防爆片，所述防爆孔底部涂覆或覆盖有保护层，所述保护层的厚度为0.01mm~2mm，所述防爆孔直径为1~20mm，深度为0.2~10mm；所述防爆片为圆柱体，直径为1~20mm，厚度为0.01~10mm。
作为优选，所述保护层为圆形、方形或多边形，其中心与防爆孔中心相对应，边缘覆盖在盖板的下表面上。
作为优选，所述防爆片焊接在防爆孔底部，其下表面与防爆孔底部齐平，所述防爆片底部涂覆有一层保护层，所述保护层为保护胶层。
作为优选，所述防爆片焊接在防爆孔顶部，其上表面与防爆孔顶部齐平，所述防爆孔底部覆盖有一层保护层，所述保护层为塑料膜，塑料膜可以为PP，PE，PET中的一种或者几种的组合。
作为优选，所述防爆孔与盖板中心间距为2mm-20mm。
作为优选，所述防爆片材质为不锈钢、铝合金、铜箔或者铝箔；所述盖板材质为不锈钢或者铝合金。
上述锂离子电池安全阀的加工方法，包括如下步骤：
(1)在成型盖板上冲压形成防爆孔，防爆孔贯穿盖板上下表面，直径为1~20mm，深度为0.2mm~10mm；
(2)通过激光焊接工艺将防爆片焊接在防爆孔底部或者顶部；
(3)采用喷涂、刷涂或丝网印刷工艺在防爆片下表面涂覆一层保护胶层，并采用紫外光或加热方式对保护胶进行固化，所述保护胶层厚度为0.01mm~2mm；
或者在防爆片下表面覆盖一层塑料膜，所述塑料膜厚度为0.01mm~2mm。
作为优选，所述防爆孔与盖板中心间距为2mm-20mm。
作为优选，步骤3）所述保护胶层材质为丙烯酸类、环氧树脂类、不饱和聚酯树脂类、聚氯乙烯树脂类、酚醛树脂类中的一种或者几种组合。
作为优选，保护胶层厚度与喷涂或者刷涂或丝网印刷工艺的关系可用如下公式表示:h=(v×t×w)/s，其中h为涂胶层的厚度，v为喷涂或者涂刷的机器出胶的体积，t为涂胶的时间，w为胶的固含量，s为涂胶层的面积。
作为优选，所述步骤3）中所述的保护胶层和塑料膜为圆形、方形或多边形，其中心与防爆孔中心相对应，边缘覆盖在盖板的下表面上。
采用了上述技术方案的本发明可以取得如下有益效果：
（1）该保护胶层能避免防爆片受电解液侵蚀破裂，从而防止电池漏液；
（2）该保护胶层能防止电池运输中振动引起防爆片破裂，从而防止电池漏液；
（3）在防爆片焊接处有沙孔或者微裂纹时，该保护胶层能有效保护防爆片，防止电池漏液；
（4）当电池内部短路或者其他原因造成电池温度升高达到120度时，该保护胶层成失效熔融状态，电池内压过大防爆片破裂，从而电池内部压力有效释放，确保电池的安全性能；
（5）本发明安全阀加工工艺简单，成本较低。
附图说明
图1为实施例1的锂离子电池安全阀俯视结构示意图；
图2为实施例1的锂离子电池安全阀剖视图；
图3为实施例2的锂离子电池安全阀剖视图。
具体实施方式
实施例1
如图1-2所示，一种锂离子电池安全阀，包括设置在锂离子电池盖板1上的防爆孔2，所述防爆孔2的底部焊接有防爆片3，所述防爆片3下表面与防爆孔2底部齐平，所述防爆片3底部涂覆有一层保护胶层4，在本实施例中，所述保护胶层4为圆形，其中心与防爆孔2中心相对应，边缘覆盖在盖板1的下表面上。保护胶层4的厚度一般为0.01mm~2mm，防爆孔2根据锂离子电池的规格尺寸而定，一般直径为1~20mm，深度为0.2mm~10mm，防爆孔2与盖板1中心间距一般为2mm-20mm，所述防爆片3为圆柱体，厚度一般取0.01~10mm。本实施例的锂离子电池盖板1直径为40mm，厚度为5mm，防爆孔2深度为5mm，直径为2.5mm。所述防爆片3的直径略大于防爆孔2的直径，可以使其紧密固定在防爆孔2内，防爆片3厚度为1.5mm；保护胶层4直径为3mm，厚度为0.08mm。防爆孔2与盖板1中心间距为10mm。所述盖板1材质为不锈钢，所述防爆片3材质也为不锈钢。
上述锂离子电池安全阀的加工方法，包括如下步骤：
(1)在成型盖板1上冲压形成防爆孔2，防爆孔2贯穿盖板1上下表面，直径为2.5mm，深度为5mm；
(2)通过激光焊接工艺将防爆片3焊接在防爆孔2底部；
(3)采用喷涂、刷涂、丝网印刷工艺在防爆片3下表面涂覆一层保护胶层4，并采用紫外光或加热方式对保护胶进行固化，保护胶层4材质可以采用聚丙烯酸、环氧树脂或者聚丙烯酸和环氧树脂复合材料的一种，也可以采用上述几种材料的组合。保护胶层4直径为3mm，厚度为0.08mm。所述保护胶层4厚度与喷涂或者刷涂的关系可用如下公式表示:h=(v×t×w)/s (其中，h为涂胶层的厚度，v为喷涂或者涂刷的机器出胶的体积，t为涂胶的时间，w为胶的固含量，s为涂胶层的面积)。
实施例2
如图3所示，一种锂离子电池安全阀，包括设置在锂离子电池盖板1上的防爆孔2，所述防爆孔2的顶部焊接有防爆片3，所述防爆片3上表面与防爆孔2顶部齐平，所述防爆孔2底部覆盖有一层塑料膜5，在本实施例中，所述塑料膜5为正方形，其中心与防爆孔2中心相对应，边缘覆盖在盖板1的下表面上。塑料膜5的厚度一般为0.01mm~2mm，防爆孔2根据锂离子电池的规格尺寸而定，一般直径为1~20mm，深度为0.2mm~10mm，防爆孔2与盖板1中心间距一般为2mm-20mm，所述防爆片3为圆柱体，厚度一般取0.01~10mm。本实施例的锂离子电池盖板1直径为50mm，厚度为6.5mm，防爆孔2直径为4mm，深度为6.5mm。所述防爆片3的直径略大于防爆孔2的直径，可以使其紧密固定在防爆孔2内，防爆片3厚度为2mm；正方形塑料膜5的边长为5mm，厚度为1mm。防爆孔2与盖板1中心间距为20mm。所述盖板1材质为铝合金，所述防爆片3材质也为铝合金。
上述锂离子电池安全阀的加工方法，包括如下步骤：
(1)在成型盖板1上冲压形成防爆孔2，防爆孔2贯穿盖板1上下表面，直径为4mm，深度为6.5mm；
(2)通过激光焊接工艺将防爆片3焊接在防爆孔2顶部；
(3) 在防爆孔2底部覆盖一层正方形塑料膜5，所述塑料膜边长为5mm，厚度为1mm，塑料膜材质可以为PP，PE，PET一种，也可以是上述几种的组合。
本发明中的优势在于，保护层能避免防爆片3不受电解液侵蚀破裂，以及防止电池运输中振动引起防爆片破裂，从而防止锂离子电池漏液。而且，在防爆片3焊接处有沙孔或者微裂纹时，保护层还能有效保护防爆片3，防止电池漏液。
此外，当锂离子电池内部短路或者其他原因造成电池温度升高达到120度时，该保护层成失效熔融状态，电池内压过大防爆片破裂，从而电池内部压力有效释放，确保电池的安全性能。与产品配套的加工方法，加工艺简单，成本低廉等优点。
上述具体实施方式用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种锂离子电池安全阀，其特征在于：包括设置在锂离子电池盖板上的防爆孔，所述防爆孔的底部或顶部设有防爆片，所述防爆孔底部涂覆或覆盖有保护层，所述保护层的厚度为0.01mm~2mm，所述防爆孔直径为1~20mm，深度为0.2~10mm；所述防爆片为圆柱体，直径为1~20mm，厚度为0.01~10mm；所述防爆片焊接在防爆孔底部，其下表面与防爆孔底部齐平，所述防爆片底部涂覆有一层保护层，所述保护层为保护胶层；所述防爆孔与盖板中心间距为2mm-20mm。
2.如权利要求1所述的一种锂离子电池安全阀，其特征在于：所述保护层为圆形、方形或多边形，其中心与防爆孔中心相对应，边缘覆盖在盖板的下表面上。
3.如权利要求1所述的一种锂离子电池安全阀，其特征在于：所述防爆片焊接在防爆孔顶部，其上表面与防爆孔顶部齐平，所述防爆孔底部覆盖有一层保护层，所述保护层为塑料膜，塑料膜为PP，PE，PET中的一种或者几种的组合。
4.如权利要求1所述的一种锂离子电池安全阀，其特征在于：所述防爆片材质为不锈钢、铝合金、铜箔或者铝箔；所述盖板材质为不锈钢或者铝合金。
5.如权利要求1所述的一种锂离子电池安全阀的加工方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)在成型盖板上冲压形成防爆孔，防爆孔贯穿盖板上下表面，直径为1~20mm，深度为0.2mm~10mm；
(2)通过激光焊接工艺将防爆片焊接在防爆孔底部或者顶部；
(3)采用喷涂、刷涂或丝网印刷工艺在防爆片下表面涂覆一层保护胶层，并采用紫外光或加热方式对保护胶进行固化，所述保护胶层厚度为0.01mm~2mm；或者在防爆片下表面覆盖一层塑料膜，所述塑料膜厚度为0.01mm~2mm；
所述防爆孔与盖板中心间距为2mm-20mm；所述的保护胶层厚度与喷涂或者刷涂的关系可用如下公式表示：h=(v×t×w)/s，其中h为涂胶层的厚度，v为喷涂或者涂刷的机器出胶的体积，t为涂胶的时间，w为胶的固含量，s为涂胶层的面积。
6.如权利要求5所述的一种锂离子电池安全阀的加工方法，其特征在于：步骤3）所述保护胶层材质为丙烯酸类、环氧树脂类、不饱和聚酯树脂类、聚氯乙烯树脂类、酚醛树脂类中的一种或者几种组合。
7.如权利要求5所述的一种锂离子电池安全阀的加工方法，其特征在于：所述步骤3）中所述的保护胶层和塑料膜为圆形、方形或多边形，其中心与防爆孔中心相对应，边缘覆盖在盖板的下表面上。
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| CN102074672A (zh) * | 2010-12-30 | 2011-05-25 | 东莞新能源科技有限公司 | 动力电池防爆装置 |
| CN205122672U (zh) * | 2015-09-24 | 2016-03-30 | 浙江谷神能源科技股份有限公司 | 一种锂离子电池安全阀 |
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2015
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