CN109713170A - 带防爆功能的纽扣式小型高容量锂电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种带防爆功能的纽扣式小型高容量锂电池，锂电池包括内壳、外壳、电池芯和绝缘膜，内壳和外壳均呈桶状，外壳罩装在内壳外侧，电池芯设置在内壳内部，绝缘膜设置在内壳和外壳之间，内壳顶部设有内凹肩部，外壳顶部设有压边，压边压合在绝缘膜上方位置处，内壳上设有二级台阶，内壳位于二级台阶上部位置处的直径小于内壳位于二级台阶下部位置处的直径，外壳上对应于二级台阶位置处设有束腰，束腰向内凹陷，卡接在二级台阶位置处，内壳上位于二级台阶上方位置处开设有一个以上的排气孔。本发明采用分段式台阶结构，并配合在内壳上设置有气孔，可在发生膨胀时使电池内部的压力得到泄放，不会发生爆炸。
Description
技术领域
本发明公开一种锂电池，特别是一种带防爆功能的纽扣式小型高容量锂电池。
背景技术
纽扣电池（button cell ）也称扣式电池，是指外形尺寸像一颗小纽扣的电池，一般来说直径较大，厚度较薄（相对于柱状电池如市场上的5号AA等电池）。纽扣电池一般来说常见的有充电的和不充电的两种，不充电的包括3V锂锰扣式电池及1.5V碱性锌锰扣式电池；充电的包括3.6V可充锂离子扣式电池以及3V可充锂离子扣式电池。
常规的锂电池主要包括内壳、外壳和电池芯，内壳和外壳相互扣合在一起，电池芯设置在内壳内部。众所周知，锂电池在充电过程中会产生热量，而锂电池内部又是一个封闭空间，在封闭的空间内产生大量热量，难免会造成电池内部空间膨胀，严重时，甚至会产生爆炸。常规的电池内壳和外壳密封扣合在一起，内壳和外壳之间有一定的结合力，常规的轻微膨胀可以承受，严重膨胀时，则会直接发生爆炸，甚至会造成使用者人身伤害。
发明内容
针对上述提到的现有技术中的纽扣式锂电池结构设计不合理，容易发生爆炸的缺点，本发明提供一种带防爆功能的纽扣式小型高容量锂电池，其采用分段式台阶结构，可在发生膨胀时使电池内部的压力得到泄放，不会发生爆炸。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是：一种带防爆功能的纽扣式小型高容量锂电池，锂电池包括内壳、外壳、电池芯和绝缘膜，内壳和外壳均呈桶状，外壳罩装在内壳外侧，电池芯设置在内壳内部，绝缘膜设置在内壳和外壳之间，内壳顶部设有内凹肩部，外壳顶部设有压边，压边压合在绝缘膜上方位置处，内壳上设有二级台阶，内壳位于二级台阶上部位置处的直径小于内壳位于二级台阶下部位置处的直径，外壳上对应于二级台阶位置处设有束腰，束腰向内凹陷，卡接在二级台阶位置处，内壳上位于二级台阶上方位置处开设有一个以上的排气孔。
本发明解决其技术问题采用的技术方案进一步还包括：
所述的二级台阶设置在电池主体的中下部位置。
所述的绝缘膜采用PVDF材质。
所述的绝缘膜厚度为0.08~0.1mm。
所述的绝缘膜分为外层绝缘膜和内层绝缘膜，外层绝缘膜设置在内壳外侧，内层绝缘膜设置在内壳内侧，外层绝缘膜和内层绝缘膜一体设置。
所述的外层绝缘膜设置高度与内壳相同，内层绝缘膜高度大于0.5mm。
所述的内壳和外壳均为圆形桶状。
本发明的有益效果是：本发明采用分段式台阶结构，并配合在内壳上设置有气孔，可在发生膨胀时使电池内部的压力得到泄放，不会发生爆炸。
下面将结合附图和具体实施方式对本发明做进一步说明。
附图说明
图1为本发明剖面结构示意图。
图中，1-内壳，2-外壳，3-绝缘膜，4-电池芯，5-肩部，6-压边，7-二级台阶，8-束腰，9-排气孔。
具体实施方式
本实施例为本发明优选实施方式，其他凡其原理和基本结构与本实施例相同或近似的，均在本发明保护范围之内。
请结合参看附图1，本发明主要包括内壳1、外壳2、电池芯4和绝缘膜3，内壳1和外壳2均呈桶状，本实施例中，内壳1和外壳2均为圆形桶状，即其纵切面呈“U”形，横截面呈圆形，外壳2罩装在内壳1外侧，从而形成一个封闭的空腔，即为本发明的外壳主体，电池芯设置在内壳1内部，本实施例中，电池芯采用常规的锂电池电池芯，绝缘膜3设置在内壳1和外壳2之间。
本实施例中，内壳1顶部设有内凹肩部5，外壳2顶部设有压边6，压边6压合在绝缘膜3上方位置处，且有部分扣合在绝缘膜3内部，保证内壳1和外壳2之间的绝缘和密封。内壳1中下部位置处设有二级台阶7，内壳1位于二级台阶7上部位置处的直径小于内壳1位于二级台阶7下部位置处的直径，从而形成一个二级台阶7，外壳2上对应于二级台阶7位置处设有束腰8，束腰8向内凹陷，卡接在二级台阶7位置处，从而将内壳1和外壳2之间固定，本实施例中，束腰8的深度为0.5~1.0mm。本实施例中，在顶部和中间束腰位置处两级固定、密封，可保证电池不会漏液。本实施例中，内壳1上位于二级台阶7上方位置处开设有一个以上的排气孔9，用于泄放电池内部压力，保证其不会爆炸，本实施例中，排气孔设有三个，三个排气孔呈圆周均匀分布。本发明中，二级台阶7具体设置位置比较灵活，一般设置在电池主体的中下部位置，本实施例中，二级台阶7上部高度设置为4.0~4.2mm，下部高度设置为0.8~1.0mm。
本实施例中，绝缘膜3选用PVDF（PVDF聚偏氟乙烯，外观为半透明或白色粉体或颗粒，分子链间排列紧密，又有较强的氢键，氧指数为46%，不燃，结晶度65%~78%，密度为1.77~1.80g/cm3，熔点为172℃，热变形温度112~145℃，长期使用温度为-40~150℃。PVDF主要是指偏氟乙烯均聚物或者偏氟乙烯与其他少量含氟乙烯基单体的共聚物，它兼具氟树脂和通用树脂的特性，除具有良好的耐化学腐蚀性、耐高温性、耐氧化性、耐候性、耐射线辐射性能外，还具有压电性、介电性、热电性等特殊性能），具体实施时，也可以选用其他高性能、耐电解液腐蚀的改性塑胶材料制成，绝缘膜3厚度为0.08~0.1mm，绝缘膜3分为外层绝缘膜和内层绝缘膜，外层绝缘膜设置在内壳1外侧，内层绝缘膜设置在内壳1内侧，外层绝缘膜和内层绝缘膜一体设置，即外层绝缘膜向下延伸至内壳1底部，转向至内壳1内部，再向上延伸形成内层绝缘膜，外层绝缘膜设置高度与内壳1大致相同，内层绝缘膜设置高度只需满足内壳1底部与外壳2之间绝缘即可，本实施例中，内层绝缘膜高度大于0.5mm。
本实施例中，外层绝缘膜一直设置到内壳1上的肩部5位置处，即肩部5与压边6之间也设有外层绝缘膜，使其密封性更好，而且保证内壳1和外壳2之间的绝缘。
本发明在使用时，一旦发生内部膨胀时，首先压边6从绝缘膜3处脱开，内壳1和外壳2相对滑动，滑动到一定位置处，压边6卡接在将二级台阶7处，同时，将内壳1位于二级台阶7上方位置部分裸露出来，电池内部压力从内壳1上的气孔处得到泄放，从而使电池不会发生爆炸。
本发明采用分段式台阶结构，并配合在内壳上设置有气孔，可在发生膨胀时使电池内部的压力得到泄放，不会发生爆炸。本发明采用绝缘膜结构实现内壳与外壳之间的绝缘、密封，可将绝缘膜的厚度降低至0.1mm，使带有绝缘膜内壳总厚度从原来的1.4mm降低到0.35mm，将常规电池中的内壳壁厚空间转换成有效的电池容量空间，可增加其内部有效空间的容量。
Claims (7)
1.一种带防爆功能的纽扣式小型高容量锂电池，其特征是：所述的锂电池包括内壳、外壳、电池芯和绝缘膜，内壳和外壳均呈桶状，外壳罩装在内壳外侧，电池芯设置在内壳内部，绝缘膜设置在内壳和外壳之间，内壳顶部设有内凹肩部，外壳顶部设有压边，压边压合在绝缘膜上方位置处，内壳上设有二级台阶，内壳位于二级台阶上部位置处的直径小于内壳位于二级台阶下部位置处的直径，外壳上对应于二级台阶位置处设有束腰，束腰向内凹陷，卡接在二级台阶位置处，内壳上位于二级台阶上方位置处开设有一个以上的排气孔。
2.根据权利要求1所述的带防爆功能的纽扣式小型高容量锂电池，其特征是：所述的二级台阶设置在电池主体的中下部位置。
3.根据权利要求1所述的带防爆功能的纽扣式小型高容量锂电池，其特征是：所述的绝缘膜采用PVDF材质。
4.根据权利要求1所述的带防爆功能的纽扣式小型高容量锂电池，其特征是：所述的绝缘膜厚度为0.08~0.1mm。
5.根据权利要求1所述的带防爆功能的纽扣式小型高容量锂电池，其特征是：所述的绝缘膜分为外层绝缘膜和内层绝缘膜，外层绝缘膜设置在内壳外侧，内层绝缘膜设置在内壳内侧，外层绝缘膜和内层绝缘膜一体设置。
6.根据权利要求5所述的带防爆功能的纽扣式小型高容量锂电池，其特征是：所述的外层绝缘膜设置高度与内壳相同，内层绝缘膜高度大于0.5mm。
7.根据权利要求1所述的带防爆功能的纽扣式小型高容量锂电池，其特征是：所述的内壳和外壳均为圆形桶状。
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