CN108565492A - 一种锂离子电池及其外壳 - Google Patents

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Abstract

本发明属于锂电池技术领域，涉及一种锂离子电池及其外壳，包括外壳、盖在外壳上方的上盖及位于外壳内部的卷芯，卷芯正极通过导箔条与位于上盖中心的用于引出锂电池正极的极柱连接，外壳包括圆柱形壳体及位于圆柱形壳体底部的壳底，卷芯的负极通过导箔条与位于壳底中心的用于引出锂电池负极的中心凸台连接，在底座上设置有一段或多段弧形安全阀，弧形安全阀为沿圆周方向厚度逐渐减薄的弧形凹槽，且弧形凹槽的半径是壳底半径的1/2~3/4；本发明通过在外壳底座上设置厚度逐渐减薄的弧形安全阀，可有效避免出现提前开启安全阀，降低产品寿命，同时可避免锂电池内部气压过大，安全阀不开启造成安全隐患。

Description

一种锂离子电池及其外壳
技术领域
本发明涉及一种锂离子电池及其外壳，属于锂电池技术领域。
背景技术
传统外壳的安全阀，一般是在外壳底部通过冲压的方式，刻十字槽、Y字槽、H字槽，呈线性，宽度一般≤0.2mm左右。对于负极需要通过电阻焊接卷芯与外壳底部（卷芯中间一般有Ø3mm的通孔，电阻焊接的焊针穿过此通孔，使卷芯负极的导箔条与外壳内底部焊接起来）的产品来说，Y字及H字槽的安全阀，没有避空，不能适用。
如图1所示，为十字槽安全阀9的外壳，十字槽虽然可以避空，但是4个槽的深度在冲压工艺上难以保证厚度的一致性。如果4个槽的任何一个厚度过薄，电池内部气压还未达到设计值，安全阀就开启，那么产品的有效寿命就过短。另外，冲压后的金属应力在安全阀的每个角上最大，离外壳中心凸台的电阻焊接部位过近，在焊接时安全阀因应力原因直接开启造成产品报废的可能性非常高；反之，如果安全阀厚度过厚，电池内部气压达到设计值安全阀不能开启，就存在焊接在外壳上的上盖因压力过大冲出电池外壳，存在安全隐患。
同时，十字槽安全阀9因设计在外壳底部的凸台上，还要避空卷芯负极的导箔条与外壳内底部的焊接区域。那么每个槽的长度就非常有限，冲压十字槽安全阀的凸模必须非常小。凸模容易损坏，尤其是在冲压不锈钢材质的外壳时。另外，模具设计也有难度。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种锂离子电池及其外壳，通过在外壳壳底上设置厚度逐渐减薄的弧形安全阀，可有效避免出现提前开启安全阀，降低产品寿命，同时可避免锂电池内部气压过大，安全阀不开启造成安全隐患。
为实现以上技术目的，本发明的技术方案是：一种锂离子电池，包括外壳、盖在所述外壳上方的上盖及位于所述外壳内部的卷芯，所述卷芯正极通过导箔条与位于上盖中心的用于引出锂电池正极的极柱连接，所述外壳包括圆柱形壳体及位于圆柱形壳体底部的壳底，所述卷芯的负极通过导箔条与位于壳底中心的用于引出锂电池负极的中心凸台连接，其特征在于，在所述底座上设置有一段或多段弧形安全阀，所述弧形安全阀为沿圆周方向厚度逐渐减薄的弧形凹槽，且弧形凹槽的半径是壳底半径的1/2~3/4。
为进一步实现以上技术目的，本发明的技术方案是：一种锂离子电池外壳，所述外壳包括圆柱形壳体及位于圆柱形壳体底部的壳底，在所述壳底中心设有用于引出锂电池负极的中心凸台，其特征在于，在所述底座上设置有一段或多段弧形安全阀，所述弧形安全阀为厚度逐渐减薄的弧形凹槽，且弧形凹槽的半径是底座半径的1/2~3/4。
进一步地，所述弧形安全阀设置在圆形凹槽内，且圆形凹槽的深度小于弧形安全阀的深度，圆形凹槽的宽度大于弧形安全阀的宽度。
进一步地，所述弧形安全阀围绕在中心凸台周。
进一步地，所述弧形安全阀的凹槽底部最厚处为0.16mm~0.21mm，最薄处为0.10mm~0.15mm。
进一步地，所述弧形安全阀的宽度L为0.5mm~1.0mm。
进一步地，所述弧形安全阀包括一段、二段、三段或四段弧形凹槽，一段弧形凹槽为圆形凹槽，二段、三段或四段弧形凹槽均匀分布呈圆形凹槽。
本发明具有以下优点：
1）与现有的十字安全阀相比，本发明弧形安全阀每段弧（圆周）的长度远大于十字安全阀每段的长度，且宽度也更宽，在一次冲压形成外壳时，模具更易加工，磨损后坏掉的频率低于十字安全阀的凸模；
2）本发明壳底的弧形安全阀，其厚度逐渐过渡减薄，加工后的金属应力很小，且远离壳底中心凸台的电阻焊接部位，焊接时造成安全阀破裂的概率极低；
3）本发明壳底的弧形安全阀，其宽度较传统刻十字槽的安全阀宽，冲压时其厚度控制更加容易；因此，弧形安全阀最薄厚度的一致性更高，更能有效保证锂电池内部气压达到设计值时安全阀即开启，避免出现提前开启，降低产品寿命，或避免了不开启内部气压过大造成的安全隐患。
附图说明
图1为现有十字槽外壳的结构示意图。
图2为本发明锂离子电池的剖视结构示意图。
图3为本发明外壳的结构示意图。
图4为本发明壳底的结构示意图。
图5为图4中A-A的剖视结构示意图。
图6为图4中B-B的剖视结构示意图。
附图标记说明：1-圆柱形壳体、2-壳底、3-弧形安全阀、4-圆形凹槽、5-中心凸台、6-卷芯、7-外壳、8-极柱和9-十字槽安全阀。
具体实施方式
下面结合具体附图和实施例对本发明作进一步说明。
如附图2~图5所示，本实施例以两段弧形安全阀3为例，一种锂离子电池，包括外壳7、盖在所述外壳7上方的上盖及位于所述外壳5内部的卷芯6，所述卷芯6正极通过导箔条与位于上盖中心的用于引出锂电池正极的极柱8连接，所述外壳7包括圆柱形壳体1及位于圆柱形壳体1底部的壳底2，所述卷芯6的负极通过导箔条与位于壳底2中心的用于引出锂电池负极的中心凸台5连接，在所述底座2上设置有两段相互对称的弧形安全阀3；所述弧形安全阀3设置在圆形凹槽4内，且圆形凹槽4的深度小于弧形安全阀3的深度，圆形凹槽4的宽度大于弧形安全阀3的宽度，所述弧形安全阀3和圆形凹槽4均围绕在中心凸台5周围，所述弧形安全阀3为沿圆周方向厚度逐渐减薄的弧形凹槽，且弧形凹槽的半径是壳底2半径的1/2~3/4，所述弧形安全阀3的凹槽底部最厚处约为0.2mm，最薄处为0.10mm，所述弧形安全阀3的宽度为0.5mm~1mm。
本实施例以两段弧形安全阀3为例，一种锂电池外壳，包括用于引出锂电池负极的圆柱形壳1及封在所述圆柱形壳1底部的底座2，在所述底座2上设置有两段相互对称的弧形安全阀3，在所述底座2上还设有中心凸台5，所述弧形安全阀3围绕在中心凸台5周围；所述弧形安全阀3设置在圆形凹槽4内，且圆形凹槽4的深度小于弧形安全阀3的深度，圆形凹槽4的宽度大于弧形安全阀3的宽度，所述弧形安全阀3为沿圆周方向厚度逐渐减薄的弧形凹槽，且弧形凹槽的半径是底座2半径的1/2~3/4，所述弧形安全阀3的凹槽底部最厚处约为0.20mm，最薄处约为0.10mm，所述弧形安全阀3的宽度L为0.5mm~1.0mm。
本发明外壳，特点之一是弧形设计的安全阀，厚度是按照顺时针或者逆时针方向逐渐减薄的，分成2段弧，亦可是一段或者3~4段弧，每段弧（圆周）的长度远大于现有的十字安全阀每段的长度，且宽度也可以更宽，在外壳一次冲压时模具的中心凸台5的凸模可以做的比较大，凸模易加工，磨损后坏掉的频率低于十字安全阀的凸模；
因为安全阀较宽，通常可以到0.5mm~1.0mm，制作检测夹具后，可以采用千分表推表检测安全阀的最小厚度，相较十字槽的安全阀，因其宽度太小，一般采取破坏性的检测方式（如制作夹具后采用液压加压，直到安全阀开启时读取最大液压值）。在生产和检测的时候，效率远低于千分表推表检测安全阀的厚度，不利于过程质量监控；
本发明外壳的弧形安全阀3，其厚度有过渡的逐渐减薄，使得加工后的金属应力最小，远离外壳中心凸台5的电阻焊接部位，焊接时造成安全阀破裂的概率极低；弧形安全阀3的宽度较传统刻十字槽的安全阀宽，冲压时其厚度控制更加容易，因此，新型弧形安全阀3最小厚度的一致性更高，更能保证电池内部气压达到设计值时安全阀才开启，避免出现提前开启降低产品寿命，或安全阀不开启，使内部气压过大造成安全隐患。
以上对本发明及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本发明的实施方式之一，实际结构并不局限于此。总而言之如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本发明创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种锂离子电池，包括外壳（7）、盖在所述外壳（7）上方的上盖及位于所述外壳（7）内部的卷芯（6），所述卷芯（6）正极通过导箔条与位于上盖中心用于引出锂电池正极的极柱（8）连接，所述外壳（7）包括圆柱形壳体（1）及位于圆柱形壳体（1）底部的壳底（2），所述卷芯（6）的负极通过导箔条与位于壳底（2）中心用于引出锂电池负极的中心凸台（5）连接，其特征在于，在所述底座（2）上设置有一段或多段弧形安全阀（3），所述弧形安全阀（3）为沿圆周方向厚度逐渐减薄的弧形凹槽，且弧形凹槽的半径是壳底（2）半径的1/2~3/4。
2.一种锂离子电池外壳，所述外壳（7）包括圆柱形壳体（1）及位于圆柱形壳体（1）底部的壳底（2），在所述壳底（2）中心设有用于引出锂电池负极的中心凸台（5），其特征在于，在所述壳底（2）上设置有一段或多段弧形安全阀（3），所述弧形安全阀（3）为沿圆周方向厚度逐渐减薄的弧形凹槽，且弧形凹槽的半径是底座（2）半径的1/2~3/4。
3.根据权利要求1或2所述的一种锂离子电池及其外壳，其特征在于：所述弧形安全阀（3）设置在圆形凹槽（4）内，且圆形凹槽（4）的深度小于弧形安全阀（3）的深度，圆形凹槽（4）的宽度大于弧形安全阀（3）的宽度。
4.根据权利要求1或2所述的一种锂离子电池及其外壳，其特征在于：所述弧形安全阀（3）环绕在中心凸台（5）周围。
5.根据权利要求1或2所述的一种锂离子电池及其外壳，其特征在于：所述弧形安全阀（3）的凹槽底部最厚处为0.16mm~0.21mm，最薄处为0.10mm~0.15mm。
6.根据权利要求1或2所述的一种锂离子电池及其外壳，其特征在于：所述弧形安全阀（3）的宽度L为0.5mm~1.0mm。
7.根据权利要求1或2所述的一种锂离子电池及其外壳，其特征在于：所述弧形安全阀（3）包括一段、二段、三段或四段弧形凹槽，一段弧形凹槽为圆形凹槽，二段、三段或四段弧形凹槽均匀分布呈圆形凹槽。
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