CN107994142A - 一种具有双重保护功能的电池盖板的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种具有双重保护功能的电池盖板的制作方法，包括防爆片、截流保护结构及电极端子的安装，具体包括以下步骤：步骤一，准备零部件；步骤二，在盖板主体上冲压形成排气孔、电极通孔、截流保护结构安装孔；步骤三，安装防爆片；步骤四，安装截流保护结构及气密性检查；步骤五，安装正极端子和负极端子；步骤六，采用激光将负极上垫片焊接至负极铝头上，在负极上垫片与盖板本体之间安装有负极绝缘垫，负极绝缘垫上设有用于翻转片穿过的翻转片通孔。这种方法的工艺简单，各个步骤易于控制，成型后的电池盖板的整体密封性、绝缘性好，能及时截断电流，防爆性能稳定，泄压均匀性好，能安全泄压，提高了电池的安全性能。
Description
技术领域
本发明涉及电池盖板制作技术领域，具体涉及一种具有双重保护功能的电池盖板的制作方法。
背景技术
随着动力技术的不断发展，目前的动力电池具有体积小、容量大、功率高的优点，当电池出现异常时，一般由于电池内部的导电材料产生化学反应，容易在电池内部产生巨大的内压力，此时，如果内压力无法及时释放，在集聚到一定程度后，电池容易产生爆炸，带来危险。为解决上述问题，目前，市场上使用的动力锂电池盖板带有防爆结构，但各种防爆结构还不足以解决电池爆炸问题。
深圳市科达利实业股份有限公司申请了一款带防爆及断电保护装置的锂电池盖板，专利号ZL200910109326.7,采用断电保护的方式来泄压，这种断电保护方式的电流的路径还是需要经过电芯，即使断电，电流流入电芯继续产生充放电，电芯处于完全报废状态。
针对26148锂电池盖板，电极端子与铝盖板结合主要采用注塑一体成型结构，将正负极端子固定在电池盖板上，这样导致整个电池端子盖板的体积大、注塑难以到达每一个需要密封的位置，导致整个结构的密封性差、电极端子的稳定性差，不良率高等问题。此外，采用注塑的材料进行绝缘密封 ，注塑材料容易老化，容易导致整体结构松动，使得整个电池的寿命短，安全性能降低。
发明内容
本发明为了解决上述技术问题提供了一种具有双重保护功能的电池盖板的制作方法，这种制作方法解决了现有加工方法复杂、容易漏液、泄压功能差等技术问题。
一种具有双重保护功能的电池盖板的制作方法，包括防爆片、截流保护结构及电极端子的安装，具体包括以下步骤：
步骤一，准备零部件，零部件包括盖板主体、绝缘支架、正极端子、负极端子、负极铝头、防爆片、翻转片、正极上垫片、负极上垫片、负极绝缘垫、正极绝缘垫；
步骤二，在盖板主体上冲压形成排气孔、电极通孔、截流保护结构安装孔；
步骤三，将防爆片安装于排气孔处，防爆片边缘焊接在盖板主体上，所述的焊接方式为激光焊；
步骤四，安装截流保护结构及气密性检查，将翻转片焊接在安装孔两侧的盖板主体上，所述的焊接方式为激光焊，对翻转片与盖板主体焊接形成的焊缝采用0.2MPa气压冲击焊缝处1min以上，需达到不漏气，则进行步骤五，否则，中止生产；
步骤五，安装正极端子和负极端子，将正极极柱穿过电极通孔，正极极柱固定在盖板主体上，在正极极柱的顶端安装正极上垫片，在正极上垫片与盖板本体之间安装正极绝缘垫，在负极极柱上焊接陶瓷环，对焊接陶瓷环之后，在负极极柱的顶端焊接负极铝头，在负极极柱的陶瓷环下端焊接碟片，将焊接好的负极极柱穿过电极通孔，负极极柱固定在盖板主体上，安装绝缘支架至盖板本体上，正极极柱和负极极柱均穿过绝缘支架，将正极下垫片和负极下垫片依次用激光焊接至正极极柱和负极极柱底端；
步骤六，采用激光将负极上垫片焊接至负极铝头上，在负极上垫片与盖板本体之间安装有负极绝缘垫，负极绝缘垫上设有用于翻转片穿过的翻转片通孔。
优选的，在步骤五与步骤六之间增加对正极极柱和负极极柱的焊接气密性检查进行全检，具体为采用0.6MPa的气压从电极柱的底座上端面进行连续冲击，冲击时间不少于60S，达到无漏气状态。
优选的，完成负极极柱气密性检查后，对负极极柱耐电压情况进行全检，用1000V电压冲击负极极柱与盖板主体之间，不出现短路现象。
优选的，完成负极极柱耐电压检测后，对负极极柱绝缘电阻情况进行全检，在500V电压下全检负极极柱到盖板本体间的绝缘电阻，检测值需要大于等于200MΩ。
其中，陶瓷环与负极极柱的焊接方式为钎焊，钎焊的温度为750℃~850℃；负极铝头和碟片的焊接方式为钎焊，钎焊的温度为570℃~620℃。
其中，所述的翻转片包括柱体和翻转面，柱体设在翻转面的轴心位置，柱体与翻转面之间成锐角，翻转面的端部设有焊接台，焊接台的底面与盖板主体焊接。
其中，在未翻转前，所述的柱体顶面至负极上垫片的底面的空隙高度大于等于1mm。
其中，所述的柱体与翻转面之间成的锐角为55~80°。
其中，所述的翻转面的厚度为0.45~0.55mm。
其中，所述的陶瓷环采用氧化铝高温烧结而成。
本发明提供一种具有双重保护功能的电池盖板的制作方法，这种方法的工艺简单，各个步骤易于控制，成型后的电池盖板的整体密封性、绝缘性好，能及时截断电流，防爆性能稳定，泄压均匀性好，能安全泄压，提高了电池的安全性能。截流保护结构的设置，可以在电芯压力达到0.35~0.65MPa的压力作用时，发生翻转，翻转片会向上拱起，与上垫片接触形成导通，截断进入电芯的电流，致使电流不再流入电芯内继续产生充放电，以使电芯内压得到控制。防爆结构的设置，当截流保护作用，不足以完全泄压的情况下，能产生排气爆破，能控制排气泄压释放的能量控制在安全状态下，实现了对电芯的双重安全保护功能，可有效、可靠地防止电池爆炸。负极端子采用陶瓷密封，负极极柱与铝盖板的绝缘性好，密封性好，结构稳定，不会出现松动的现象，提高了整个电池盖板的整体稳定性。采用该方法制作出来的电池盖板，不会出现漏液的现象，防爆性能稳定，电池的整体稳定性好，降低电池生产过程中的不良率，节约了成本。
附图说明
图1 本发明制作的电池盖板整体结构正立面图。
图2 本发明制作的电池盖板的整体结构背立面图。
图3本发明制作的电池盖板的整体结构剖切结构示意图。
图4本发明制作的电池盖板的翻转片剖切结构示意图。
具体实施方式
为了让本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，以下对本发明作进一步阐述。
如附图1~4所示，一种具有双重保护功能的电池盖板，包括盖板主体1，在盖板本体下端设有绝缘支架2，在盖板主体上设有两个电极通孔3和排气孔4，在两个电极通孔处设有电极端子，所述的电极端子包括正极端子5和负极端子6，在排气孔上设有防爆片7，在盖板本体上设有截流保护结构8。防爆片和截流保护结构的设置，能够实现截流保护和防爆，使得整个结构具有双重安全保护功能。
负极端子6包括负极极柱61、负极极柱穿过盖板主体的通孔，两端凸出于盖板主体外，在负极极柱与盖板主体之间设有陶瓷环62，陶瓷环采用氧化铝高温烧结而成，在陶瓷环的下方设有碟片63，在负极极柱的下端部设有负极下垫片64，在负极极柱的下端部设有负极铝头65，负极铝头与负极上垫片焊接，负极铝头与负极上垫片的焊接方式为激光焊。负极端子采用陶瓷密封，负极极柱与盖板主体的绝缘性好，密封性好，结构稳定，不会出现松动的现象，提高了整个电池盖板的整体稳定性。
正极端子5包括正极极柱51，正极极柱固定在盖板本体上，在正极极柱的顶端安装正极上垫片52，在正极上垫片与盖板本体之间安装正极绝缘垫53，在正极极柱底端设有正极下垫片54。
截流保护结构8设在正极端子和/或负极端子的一侧。即截流保护结构可以设置一个或两个，设置一个的时候可以是在正、负极端子的任意一侧，在截流的时候与任意电极端子导通都是可以起到截流的作用，当然，在截流的时候，均与正、负极端子导通也是可行的，不受具体位置的限制，只要运用此原理，都是可行的。本实施例的截流保护结构设在负极端子一侧，翻转时，与负极端子导通。
截流保护结构8包括翻转片81和负极上垫片82，负极上垫片与翻转片的导电性能相同，负极上垫片的一端与电极端子焊接，在翻转片的下方的绝缘支架上设有通气孔83，翻转片焊接在盖板本体上，翻转片在未翻转前与上垫片之间保持有空隙，翻转片在翻转后与上垫片接触，盖板主体与上垫片之间设有负极绝缘垫85，负极绝缘垫中间设有用于翻转片翻转穿过的翻转片通孔84。翻转片在受到压力的作用下会向上反转，从而实现与上垫片导通，由上垫片将电流直接传至所连接的电极端子，实现截流的作用，避免电流经过电芯继续产生充放电，降低事故的发生。
翻转片81包括柱体811和翻转面812，柱体设在翻转面的轴心位置，柱体与翻转面之间成锐角，翻转面的端部设有焊接台813，焊接台的底面与盖板主体焊接。焊接台的底面与盖板主体的焊接方式为激光焊。激光焊可以有效保证其气密性、连接强度大，不易脱落。
在未翻转前，所述的柱体顶面至上垫片的底面的空隙高度大于等于1mm，翻转片81的柱体与翻转面之间成的锐角为55~80°，本实施例采用75°。翻转面的厚度为0.45~0.55mm，本实施例采用0.5mm。翻转片结构特征的设置，能够使翻转片在电芯压力达到0.5±0.15MPa的压力作用时，发生翻转，翻转片会向上拱起，与上垫片接触形成导通，截断进入电芯的电流，致使电流不再流入电芯内继续产生充放电，以使电芯内压得到控制。
这种电池盖板，当电芯产生过充、过放或短路时，内部的压力会随之增大，当达到额定压力时（0.5±0.15MPa）,翻转片会向上拱起，翻转片的柱体与上垫片接触形成导通，截断进入电流，致使电流不再流入电芯内继续产生充放电，以使内压得到控制。防爆片的设置，能实现防爆的功能。指当出现断电功能所述现象后，电芯内压还继续增大，当达到额定压力（0.9±0.15MPa）后，防爆结构产生排气爆破，以控制排气泄压时释放的能量控制在安全的状态下。为保证能安全断电，此盖板采用了盖板主体带正电的设计，即正极端子与盖板主体、上垫片为导通状态。
一种具有双重保护功能的电池盖板的制作方法，包括防爆片、截流保护结构及电极端子的安装，具体包括以下步骤：
步骤一，准备零部件，零部件包括盖板主体、绝缘支架、正极端子、负极端子、负极铝头、防爆片、翻转片、正极上垫片、负极上垫片、负极绝缘垫、正极绝缘垫；
步骤二，在盖板主体上冲压形成排气孔、电极通孔、截流保护结构安装孔；
步骤三，将防爆片安装于排气孔处，防爆片边缘焊接在盖板主体上，所述的焊接方式为激光焊；
步骤四，安装截流保护结构及气密性检查，将翻转片焊接在安装孔两侧的盖板主体上，所述的焊接方式为激光焊，对翻转片与盖板主体焊接形成的焊缝采用0.2MPa气压冲击焊缝处1min以上，需达到不漏气，则进行步骤五，否则，中止生产；
步骤五，安装正极端子和负极端子，将正极极柱穿过电极通孔，正极极柱固定在盖板主体上，在正极极柱的顶端安装正极上垫片，在正极上垫片与盖板本体之间安装正极绝缘垫，在负极极柱上焊接陶瓷环，对焊接陶瓷环之后，在负极极柱的顶端焊接负极铝头，在负极极柱的陶瓷环下端焊接碟片，将焊接好的负极极柱穿过电极通孔，负极极柱固定在盖板主体上，安装绝缘支架至盖板本体上，正极极柱和负极极柱均穿过绝缘支架，将正极下垫片和负极下垫片依次用激光焊接至正极极柱和负极极柱底端；陶瓷环与负极极柱的焊接方式为钎焊，钎焊的温度为750℃~850℃；负极铝头和碟片的焊接方式为钎焊，钎焊的温度为570℃~620℃；
步骤六，采用激光将负极上垫片焊接至负极铝头上，在负极上垫片与盖板主体之间安装有负极绝缘垫，负极绝缘垫上设有用于翻转片穿过的翻转片通孔。
在步骤五与步骤六之间增加对正极极柱和负极极柱的焊接气密性检查进行全检，具体为采用0.6MPa的气压从电极柱的底座上端面进行连续冲击，冲击时间不少于60S，达到无漏气状态。
完成负极极柱气密性检查后，对负极极柱耐电压情况进行全检，用1000V电压冲击负极极柱与盖板主体之间，不出现短路现象。
完成负极极柱耐电压检测后，对负极极柱绝缘电阻情况进行全检，在500V电压下全检负极极柱到盖板主体间的绝缘电阻，检测值需要大于等于200MΩ。
电极端子的安装和防爆片的安装顺序可以互换，即可以先安装完电极端子再安装防爆片，也可以先安装完防爆片再安装电极端子。
本发明提供一种具有双重保护功能的电池盖板的制作方法，这种方法的工艺简单，各个步骤易于控制，成型后的电池盖板的整体密封性、绝缘性好，能及时截断电流，防爆性能稳定，泄压均匀性好，能安全泄压，提高了电池的安全性能。截流保护结构的设置，可以在电芯压力达到0.35~0.65MPa的压力作用时，发生翻转，翻转片会向上拱起，与上垫片接触形成导通，截断进入电芯的电流，致使电流不再流入电芯内继续产生充放电，以使电芯内压得到控制。防爆结构的设置，当截流保护作用，不足以完全泄压的情况下，能产生排气爆破，能控制排气泄压释放的能量控制在安全状态下，实现了对电芯的双重安全保护功能，可有效、可靠地防止电池爆炸。负极端子采用陶瓷密封，负极极柱与盖板主体的绝缘性好，密封性好，结构稳定，不会出现松动的现象，提高了整个电池盖板的整体稳定性。采用该方法制作出来的电池盖板，不会出现漏液的现象，防爆性能稳定，电池的整体稳定性好，降低电池生产过程中的不良率，节约了成本。
以上为本发明较佳的实现方式，需要说明的是，在不背离本发明精神及其实质的情况下，熟悉本领域的技术人员当可根据本发明作出各种相应的改变和变形，但这些改变和变形都应属于本发明所附的权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种具有双重保护功能的电池盖板的制作方法，其特征在于，包括防爆片、截流保护结构及电极端子的安装，具体包括以下步骤：
步骤一，准备零部件，零部件包括盖板主体、绝缘支架、正极端子、负极端子、负极铝头、防爆片、翻转片、正极上垫片、负极上垫片、负极绝缘垫、正极绝缘垫；
步骤二，在盖板主体上冲压形成排气孔、电极通孔、截流保护结构安装孔；
步骤三，将防爆片安装于排气孔处，防爆片边缘焊接在盖板主体上，所述的焊接方式为激光焊；
步骤四，安装截流保护结构及气密性检查，将翻转片焊接在安装孔两侧的盖板主体上，所述的焊接方式为激光焊，对翻转片与盖板主体焊接形成的焊缝采用0.2MPa气压冲击焊缝处1min以上，需达到不漏气，则进行步骤五，否则，中止生产；
步骤五，安装正极端子和负极端子，将正极极柱穿过电极通孔，正极极柱固定在盖板主体上，在正极极柱的顶端安装正极上垫片，在正极上垫片与盖板本体之间安装正极绝缘垫，在负极极柱上焊接陶瓷环，对焊接陶瓷环之后，在负极极柱的顶端焊接负极铝头，在负极极柱的陶瓷环下端焊接碟片，将焊接好的负极极柱穿过电极通孔，负极极柱固定在盖板主体上，安装绝缘支架至盖板本体上，正极极柱和负极极柱均穿过绝缘支架，将正极下垫片和负极下垫片依次用激光焊接至正极极柱和负极极柱底端；
步骤六，采用激光将负极上垫片焊接至负极铝头上，在负极上垫片与盖板本体之间安装有负极绝缘垫，负极绝缘垫上设有用于翻转片穿过的翻转片通孔。
2.根据权利要求1所述的具有双重保护功能的电池盖板的制作方法，其特征在于：在步骤五与步骤六之间增加对正极极柱和负极极柱的焊接气密性检查进行全检，具体为采用0.6MPa的气压从电极柱的底座上端面进行连续冲击，冲击时间不少于60S，达到无漏气状态。
3.根据权利要求2所述的具有双重保护功能的电池盖板的制作方法，其特征在于：完成负极极柱气密性检查后，对负极极柱耐电压情况进行全检，用1000V电压冲击负极极柱与盖板本体之间，不出现短路现象。
4.根据权利要求3所述的具有双重保护功能的电池盖板的制作方法，其特征在于：完成负极极柱耐电压检测后，对负极极柱绝缘电阻情况进行全检，在500V电压下全检负极极柱到盖板主体间的绝缘电阻，检测值需要大于等于200MΩ。
5.根据权利要求4所述的具有双重保护功能的电池盖板的制作方法，其特征在于：陶瓷环与负极极柱的焊接方式为钎焊，钎焊的温度为750℃~850℃；负极铝头和碟片的焊接方式为钎焊，钎焊的温度为570℃~620℃。
6.根据权利要求1—5任一项所述的具有双重保护功能的电池盖板的制作方法，其特征在于：所述的翻转片包括柱体和翻转面，柱体设在翻转面的轴心位置，柱体与翻转面之间成锐角，翻转面的端部设有焊接台，焊接台的底面与盖板本体焊接。
7.根据权利要求6所述的具有双重保护功能的电池盖板的制作方法，其特征在于：在未翻转前，所述的柱体顶面至负极上垫片的底面的空隙高度大于等于1mm。
8.根据权利要求7所述的具有双重保护功能的电池盖板的制作方法，其特征在于：所述的柱体与翻转面之间成的锐角为55~80°。
9.根据权利要求8所述的具有双重保护功能的电池盖板的制作方法，其特征在于：所述的翻转面的厚度为0.45~0.55mm。
10.根据权利要求9所述的具有双重保护功能的电池盖板的制作方法，其特征在于：所述的陶瓷环采用氧化铝高温烧结而成。
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