CN110379976B - 一种安全防护型锂离子电池盖板 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种安全防护型锂离子电池盖板，包括有盖板本体、正极极座、负极极座、正极压环、负极压环、正极极柱和负极极柱，正极极柱为空心结构，其中部设置有一圈防爆减薄圈，正极极柱依次穿过正极极座、盖板本体和正极压环，正极压环的环壁上开设有与防爆减薄圈部分重叠的通孔。发明在正极极柱上设置有防爆减薄圈，且与正极压环上的通孔部分重叠，当电芯内部异常产气后，气压使防爆减薄圈断开，电芯内部释放的热量通过防爆减薄圈和通孔外排，避免了电芯发生爆炸，且防爆减薄圈断开切断电流能防止电芯进一步发生热失控。

Description

一种安全防护型锂离子电池盖板
技术领域
本发明涉及锂离子电池领域，具体是一种安全防护型锂离子电池盖板。
背景技术
近年来，世界各国不断加大对新能源汽车的政策支持，带来了全球电动车市场的快速增长。为了满足人们对续航里程的需求，目前电池的能量密度逐年提升，同时给电芯结构设计的安全性和轻量化也提出了更高的要求。电芯结构安全设计方面，通常采用在盖板中间设置防爆阀来提高电芯的安全性能，但是盖板上的注液孔设置在防爆阀的旁边，致使注液过程中多出来的电解液可能会腐蚀防爆阀，在一定程度上给电芯安全性能造成了影响。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种安全防护型锂离子电池盖板，防爆阀结构集成于正极极柱上，降低了盖板的空间利用率，当电芯内部异常产气后，防爆减薄圈断开释放出大量电芯内部的热量，使电池盖板达到很好的防爆效果。
本发明的技术方案为：
一种安全防护型锂离子电池盖板，包括有盖板本体、正极极座、负极极座、正极压环、负极压环、正极极柱和负极极柱；
所述的盖板本体上设置有上正极穿孔、上负极穿孔和上注液孔，所述的正极极座、负极极座为一体塑型的矩形框架结构，正极极座和负极极座上都包括有支撑板，正极极座的支撑板上设置有下正极穿孔，负极极座的支撑板上设置有下负极穿孔，所述的正极极座上设置有邻近负极极座的下注液孔，所述的盖板本体置于正极极座和负极极座上，上正极穿孔和下正极穿孔上下重叠连通，上负极穿孔和下负极穿孔上下重叠连通，上注液孔和下注液孔上下重叠连通；
所述的正极压环固定连接于盖板本体的上端面上且正极压环的内圈通孔与上正极穿孔连通，所述的负极压环固定连接于盖板本体的上端面上且负极压环的内圈通孔与上负极穿孔连通，所述的正极压环的环壁上开设有通孔；
所述的正极极柱包括有正极底座和固定连接于正极底座上端面的正极极柱本体，正极极柱本体为中空且顶端封闭结构，且正极极柱本体中部的壁厚小于正极极柱本体上部和下部的壁厚，正极极柱本体中部、上部和下部的外径相等，所述的正极极柱本体中部上设置有一圈防爆减薄圈，所述的正极极柱本体从下往上依次穿过下正极穿孔、上正极穿孔和正极压环，所述的正极极柱本体上的防爆减薄圈和正极压环上的通孔部分重叠；
所述的负极极柱包括有负极底座和固定连接于负极底座上端面的负极极柱本体，负极极柱本体从下往上依次穿过下负极穿孔、上负极穿孔和负极压环。
所述的正极极柱和盖板本体之间夹设有正极密封圈，所述的正极极柱本体从下往上依次穿过正极密封圈、下正极穿孔、上正极穿孔和正极压环，正极底板插入到正极极座的正极定位孔内，正极密封圈夹设于正极底板的上端面和盖板本体的上端面之间且正极密封圈的外壁与下正极穿孔的内壁接触；所述的负极极柱和盖板本体之间夹设有负极密封圈，所述的负极极柱本体从下往上依次穿过负极密封圈、下负极穿孔、上负极穿孔和负极压环，负极底板插入到负极极座的负极定位孔内，负极密封圈夹设于负极底板的上端面和盖板本体的上端面之间且负极密封圈的外壁与下负极穿孔的内壁接触。
所述的正极压环包括有相互连接的正极压环上部和正极压环下部，正极压环下部的环壁上设置有一圈内通孔，且每个内通孔的宽度由正极压环的内圈向外圈逐渐变小，所述的正极压环上部从上往下罩设于正极压环下部的外圈，正极压环上部的环壁上设置有一圈与内通孔一一对应连通的外通孔，所述的防爆减薄圈与一圈内通孔部分重叠。
所述的防爆减薄圈的厚度为0.08-0.1mm，防爆减薄圈的高度为0.1-0.3mm。
所述的正极极柱本体中部为铝质薄片环，正极极柱本体中部的厚度为0.15-0.3mm，防爆减薄圈的开启压力为0.9—1.2MPa、过流能力为480-600A。
所述的正极极柱本体上部的厚度为2.5-3.5mm。
所述的正极极柱本体的外直径为D，正极极柱本体中部的高度为h，且 h<D，所述的D的范围为18-22mm。
所述的正极压环为导电压环，所述的负极压环为绝缘压环。
所述的负极极柱本体为空心或实心结构。
所述的正极极座的内端和负极极座的内端连接，正极极座的支撑板邻近于正极极座的外端，负极极座的支撑板邻近于负极极座的外端，所述的下注液孔邻近于正极极座的内端。
本发明的优点：
（1）、本发明在正极极柱上设置有防爆减薄圈，且与正极压环上的通孔部分重叠，当电芯内部异常产气后，气压使防爆减薄圈断开，电芯内部释放的热量通过防爆减薄圈和通孔外排，避免了电芯发生爆炸，且防爆减薄圈断开切断电流能防止电芯进一步发生热失控。
（2）、本发明的正极压环设置有通孔，一方面使得电芯释放的热量可以快速外排，另一方面对正极极柱的上部进行固定并保护正极极柱本体的中部，避免防爆减薄圈受外力损伤。
（3）、本发明的正极极座和负极极柱上均设置有对应的定位孔，对正极极柱和负极极柱进行轴向定位，避免两者发生旋转。
（4）、本发明取消了原有电池盖板中间较大开孔的防爆阀，有效的提高了盖板的结构强度，与目前所用的盖板相比可降低基板的厚度，提高电芯的能量密度。
（5）、本发明正极极柱本体上部的厚度保证了组成模组过程中汇流排与电芯极柱焊接的可靠性，且具有一定的轻量化设计。
（6）、本发明的正极极柱即防爆阀设置位置位于正极压环内圈且远离注液孔，有效防止外部机械破坏及电解液腐蚀。
附图说明
图1是本发明的爆炸图。
图2是本发明的纵剖视图。
图3是本发明正极极柱的结构示意图。
图4是本发明正极压环下部的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
见图1-图4，一种安全防护型锂离子电池盖板，包括有盖板本体1、正极极座2、负极极座3、正极压环4、负极压环5、正极极柱6和负极极柱7；
盖板本体1上设置有上正极穿孔11、上负极穿孔12和上注液孔13，正极极座2的内端和负极极座3的内端连接，使得正极极座2、负极极座3形成一体塑型的矩形框架结构，正极极座2和负极极座3上都包括有支撑板8，正极极座2的支撑板8上设置有下正极穿孔21，负极极座3的支撑板8上设置有下负极穿孔31，正极极座2上设置有下注液孔22，正极极座2的支撑板8邻近于正极极座2的外端，负极极座3的支撑板8邻近于负极极座3的外端，下注液孔22邻近于正极极座2的内端，盖板本体1置于正极极座2和负极极座3上，上正极穿孔11和下正极穿孔21上下重叠连通，上负极穿孔12和下负极穿孔31上下重叠连通，上注液孔13和下注液孔22上下重叠连通；
正极压环4固定连接于盖板本体1的上端面上且正极压环4的内圈通孔与上正极穿孔11连通，负极压环5固定连接于盖板本体1的上端面上且负极压环5的内圈通孔与上负极穿孔12连通，正极压环4包括有相互连接的正极压环上部和正极压环下部，正极压环4下部的环壁上设置有一圈内通孔41（见图4），且每个内通孔41的宽度由正极压环的内圈向外圈逐渐变小，正极压环4上部从上往下罩设于正极压环4下部的外圈，正极压环4上部的环壁上设置有一圈与内通孔41一一对应连通的外通孔；
正极极柱6包括有正极底座61和固定连接于正极底座61上端面的正极极柱本体62，正极极柱本体62为中空且顶端封闭结构，且正极极柱本体62中部的壁厚小于正极极柱本体62上部和下部的壁厚，正极极柱本体62中部、上部和下部的外径相等，正极极柱62本体中部上设置有一圈防爆减薄圈63，正极极柱6和盖板本体1之间夹设有正极密封圈9，正极极柱本体62从下往上依次穿过正极密封圈9、下正极穿孔21、上正极穿孔11和正极压环4，正极底板61插入到正极极座2的正极定位孔内，正极密封圈9夹设于正极底板61的上端面和盖板本体1的上端面之间且正极密封圈9的外壁与下正极穿孔21的内壁接触，正极极柱本体62上的防爆减薄圈63和正极压环4上的一圈内通孔41部分重叠；
负极极柱7包括有负极底座和固定连接于负极底座上端面的负极极柱本体，负极极柱7和盖板本体1之间夹设有负极密封圈10，负极极柱本体从下往上依次穿过负极密封圈10、下负极穿孔31、上负极穿孔12和负极压环5，负极底板插入到负极极座3的负极定位孔内，负极密封圈10夹设于负极底板的上端面和盖板本体1的上端面之间且负极密封圈10的外壁与下负极穿孔31的内壁接触。
其中，正极极柱本体62的外直径为D，正极极柱本体62中部的高度为h，且 h<D， D的范围为18-22mm；正极极柱本体62上部的厚度为2.5-3.5mm，正极极柱本体62中部为铝质薄片环，正极极柱本体中部62的厚度为0.15-0.3mm，防爆减薄圈63的厚度为0.08-0.1mm，防爆减薄圈63的高度为0.1-0.3mm，防爆减薄圈63的开启压力为0.9—1.2MPa、过流能力为480-600A。
正极压环4为导电压环，负极压环5为绝缘压环，负极极柱本体为空心或实心结构。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种安全防护型锂离子电池盖板，其特征在于：包括有盖板本体、正极极座、负极极座、正极压环、负极压环、正极极柱和负极极柱；
所述的盖板本体上设置有上正极穿孔、上负极穿孔和上注液孔，所述的正极极座、负极极座为一体塑型的矩形框架结构，正极极座和负极极座上都包括有支撑板，正极极座的支撑板上设置有下正极穿孔，负极极座的支撑板上设置有下负极穿孔，所述的正极极座上设置有邻近负极极座的下注液孔，所述的盖板本体置于正极极座和负极极座上，上正极穿孔和下正极穿孔上下重叠连通，上负极穿孔和下负极穿孔上下重叠连通，上注液孔和下注液孔上下重叠连通；
所述的正极压环固定连接于盖板本体的上端面上且正极压环的内圈通孔与上正极穿孔连通，所述的负极压环固定连接于盖板本体的上端面上且负极压环的内圈通孔与上负极穿孔连通，所述的正极压环的环壁上开设有通孔；
所述的正极极柱包括有正极底座和固定连接于正极底座上端面的正极极柱本体，正极极柱本体为中空且顶端封闭结构，且正极极柱本体中部的壁厚小于正极极柱本体上部和下部的壁厚，正极极柱本体中部、上部和下部的外径相等，所述的正极极柱本体中部上设置有一圈防爆减薄圈，所述的正极极柱本体从下往上依次穿过下正极穿孔、上正极穿孔和正极压环，所述的正极极柱本体上的防爆减薄圈和正极压环上的通孔部分重叠；
所述的负极极柱包括有负极底座和固定连接于负极底座上端面的负极极柱本体，负极极柱本体从下往上依次穿过下负极穿孔、上负极穿孔和负极压环。
2.根据权利要求1所述的一种安全防护型锂离子电池盖板，其特征在于：所述的正极极柱和盖板本体之间夹设有正极密封圈，所述的正极极柱本体从下往上依次穿过正极密封圈、下正极穿孔、上正极穿孔和正极压环，正极底板插入到正极极座的正极定位孔内，正极密封圈夹设于正极底板的上端面和盖板本体的上端面之间且正极密封圈的外壁与下正极穿孔的内壁接触；所述的负极极柱和盖板本体之间夹设有负极密封圈，所述的负极极柱本体从下往上依次穿过负极密封圈、下负极穿孔、上负极穿孔和负极压环，负极底板插入到负极极座的负极定位孔内，负极密封圈夹设于负极底板的上端面和盖板本体的上端面之间且负极密封圈的外壁与下负极穿孔的内壁接触。
3.根据权利要求1所述的一种安全防护型锂离子电池盖板，其特征在于：所述的正极压环包括有相互连接的正极压环上部和正极压环下部，正极压环下部的环壁上设置有一圈内通孔，且每个内通孔的宽度由正极压环的内圈向外圈逐渐变小，所述的正极压环上部从上往下罩设于正极压环下部的外圈，正极压环上部的环壁上设置有一圈与内通孔一一对应连通的外通孔，所述的防爆减薄圈与一圈内通孔部分重叠。
4.根据权利要求1所述的一种安全防护型锂离子电池盖板，其特征在于：所述的防爆减薄圈的厚度为0.08-0.1mm，防爆减薄圈的高度为0.1-0.3mm。
5.根据权利要求1所述的一种安全防护型锂离子电池盖板，其特征在于：所述的正极极柱本体中部为铝质薄片环，正极极柱本体中部的厚度为0.15-0.3mm，防爆减薄圈的开启压力为0.9—1.2MPa、过流能力为480-600A。
6.根据权利要求1所述的一种安全防护型锂离子电池盖板，其特征在于：所述的正极极柱本体上部的厚度为2.5-3.5mm。
7.根据权利要求1所述的一种安全防护型锂离子电池盖板，其特征在于：所述的正极极柱本体的外直径为D，正极极柱本体中部的高度为h，且h<D，所述的D的范围为18-22mm。
8.根据权利要求1所述的一种安全防护型锂离子电池盖板，其特征在于：所述的正极压环为导电压环，所述的负极压环为绝缘压环。
9.根据权利要求1所述的一种安全防护型锂离子电池盖板，其特征在于：所述的负极极柱本体为空心或实心结构。
10.根据权利要求1所述的一种安全防护型锂离子电池盖板，其特征在于：所述的正极极座的内端和负极极座的内端连接，正极极座的支撑板邻近于正极极座的外端，负极极座的支撑板邻近于负极极座的外端，所述的下注液孔邻近于正极极座的内端。
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