CN112531277A - 一种微型锂离子电池密封组件 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种微型锂离子电池密封组件，旨在提供一种结构紧凑,防爆效果好的微型锂离子电池密封防爆盖。本发明包括内外两个导电金属体，其中外导电金属体包括盖板、环形固定件和外盖，内导电金属体为中心盖。其中外导电金属体具有双层结构，通过绝缘体夹住中心盖；由于双层结构中的环形固定件和外盖至少其中一层的开孔半径在整个圆周上是非对称的，所以对于内导电金属体中心盖的夹紧部分的宽度也是非对称的。本发明应用于微型锂离子电池密封组件的技术领域。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池密封组件，特别涉及一种微型锂离子电池密封组件。
背景技术
微型锂离子可充电电池目前得到了越来越广泛的应用，特别是随着无线蓝牙耳机的推出，要求电池体积小，比能量高，安全性好。
为应对市场的需求中国专利CN102804473B与CN104332647B各公开了一种用于微型锂离子电池的结构，但其外侧侧壁有三层，多层侧壁不利于电池比能量的提高，另外如何防爆没有说明。
公开号为CN109980155A的中国专利申请，其公开了一种用于锂离子电池的盖板组件。该盖板组件包括：盖板本体，所述盖板本体的中部具有通孔，所述通孔延伸形成筒体，所述筒体凸出于所述盖板本体的至少一个表面；泄压部，所述泄压部位于所述筒体内并与所述筒体密封连接，所述泄压部主体材料是无机玻璃体，当所述盖板本体发生变形时，在玻璃体上产生裂缝进而从所述盖板本体上脱落，以此达到防爆的目的。对于上述的盖板组件，用于微型电池时，盖板组件有效面积小，内部需更大的压力，才能使所述泄压部产生裂缝，这样会导致所述泄压部连同所述中心导体一起从所述盖板本体上飞出，从而导致丧失防爆效果。另外玻璃体需要高温煅烧成型，也不能做得太小太薄，进而占用电池的内部有效空间，特别是体积在1立方厘米以下的微型锂离子电池。
申请号为CN202011296439的中国专利申请, 其公开了一种用于锂离子电池的盖板组件。通过壳体滚沟再放入预制好的胶圈与盖,然后扣紧密封的方法.由于盖体的边缘由第一连续边缘和第二连续边缘构成，所述第一连续边缘上的点到所述盖体中心的第一距离小于所述第二连续边缘上的点到所述盖体中心的第二距离。即扣边后收口位距中心的距离是非对称的,这样能够解决电池防爆的问题,但滚钩与收口会占用电池外圈的部分空间,导致电池内部的有效空间减少。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种结构紧凑,防爆效果好的微型锂离子电池密封防爆盖。
本发明所采用的技术方案是：所述一种锂离子电池密封组件包括外导电金属体和内导电金属体，所述内导电金属体为中心盖3，所述外导电金属体上设有中心孔，所述中心盖3位于所述中心孔内，所述中心盖3和所述外导电金属体之间设置有绝缘体4，其特征在于：所述外导电金属体包括盖板1、环形固定件2和外盖8，所述环形固定件2和所述外盖8分别设有相互连通的第一开孔 5和第二开孔9，所述环形固定件2的内侧和所述外盖8的内侧之间设有夹层空间6，所述第一开孔 5的第一半径D4，所述第二开孔9的第二半径D5均要小于所述中心盖3的盖半径D3，所述绝缘体4套设在所述中心盖3的外沿后设置所述夹层空间6里，所述环形固定件2和所述外盖8通过所述绝缘体4共同夹住所述中心盖3的外沿,保证内外两个导电金属体形成彼此绝缘并且密闭的整体。
进一步，所述第一半径D4和/或所述第二半径D5在整个圆周上是非对称的，所述夹层空间6对所述中心盖3的夹紧部分的宽度也是非对称的。
进一步，所述夹层空间6对所述中心盖3的夹紧部分的一面宽度为所述第一半径D4与所述第二半径D5的差值，所述夹层空间6对所述中心盖3的夹紧部分的另一面宽度为所述第二半径D5与所述盖半径D3的差值。
进一步，所述盖板1、所述环形固定件2和所述外盖8之间的连接至少有一个连接采用焊接，所述焊接为激光焊或电阻焊。
进一步，所述盖板1，环形固定件2和外盖8的厚度为0.02mm-0.3mm。材料可以为：铝、铜、铁、镍、不锈钢或镀镍不锈钢。
进一步，所述中心盖3为扁平环状的金属，且所述中心盖3的中心至少向一边凸起，所述中心盖3为单一金属制成或若干层不同金属复合而成。
进一步，所述中心盖3金属的材料可以为：铝、铜、铁、镍、不锈钢或镀镍不锈钢。
优选地，所述外盖8设置在所述中心孔内，所述外盖8与所述盖板1呈一体设计，所述密封固定件2为环绕设置在所述第二开孔9开口处的支撑壁7，所述支撑壁7的下端垂直设置在所述盖板1的上表面，所述支撑壁7的上端向所述第二开孔9的中心收口，所述支撑壁7上端收口的弯折部与所述盖外板1的上表面之间为所述夹层空间6；所述支撑壁7由第一连续支撑壁和第二连续支撑壁组成，所述第二连续支撑壁的第二高度H2高于所述第一连续支撑壁的第一高度H1；所述支撑壁7的上端的收口部通过所述绝缘体4压紧所述中心盖3的边沿从而形成密封。
进一步，所述第二高度H2与所述第一高度H1的高度差为0.05-0.5mm。
进一步，所述非对称是指环形固定件2和外盖8至少其中一件的边缘由第一连续边缘和第二连续边缘构成，所述第一连续边缘上的点到所述盖板1中心的第一距离D1小于所述第二连续边缘上的点到所述盖板1中心的第二距离D2；
进一步，所述第二距离D2与所述第一距离D1的差为0.05-0.5mm。
本发明的有益效果是：由于本发明采用了紧凑型防爆的设计，本发明包括内外两个导电金属体，其中外导电金属体包括盖板1、环形固定件2和外盖8，内导电金属体为中心盖3。其中外导电金属体具有双层结构，通过绝缘体4夹住中心盖3；由于双层结构中的环形固定件2和外盖8至少其中一层的开孔半径D4或D5在整个圆周上是非对称的，所以对于内导电金属体中心盖3的夹紧部分的宽度也是非对称的。所以，当将本发明结构应用在微型锂离子电池上时，当电池内部压力升高时，盖板1开始变形，由于压紧力是非对称的，压力小的一边中心盖3先翘起，气体从绝缘体4与中心盖3间形成的缝隙释放出来。该结构紧凑，防爆效果好，还能增加电池内部的有效空间。
附图说明
图1是实施例一盖板组件的剖视图；
图2是实施例一盖板组件未收口的爆炸图；
图3是实施例一环形外盖和所述盖板连接后的俯视图；
图4是实施例一环形外盖和所述盖板连接后的剖视图；
图5是实施例二盖板组件的剖视图；
图6是实施例二盖板组件未收口的爆炸图；
图7是实施例二盖板组件的俯视图；
图8是实施例三盖板组件的剖视图；
图9是实施例三盖板组件的爆炸图。
具体实施方式
实施例一
如图1至图4所示，在本实施例中，所述盖板1由不锈钢加工而成，中心有一个通孔，其中存在一段垂直于平面的环状凸起，其厚度最优在0.05-0.3mm之间。所述外盖8也是由不锈钢加工而成，中心有一个通孔，其厚度最优在0.05-0.3mm之间。外盖8的外径刚好与盖板1的凹陷的内径一致，将外盖8放入后焊接在一起，最常用的方法是激光焊。焊接好的外盖8与盖板1组合成盖本体，其中外盖8孔的直径小于盖板1通孔的直径。所述外盖8的内孔边缘由第一连续边缘和第二连续边缘构成，所述第一连续边缘上的点到所述盖体中心的第一距离D1小于所述第二连续边缘上的点到所述盖体中心的第二距离D2。
随后在盖本体中依此放入绝缘体4与中心盖3，所述绝缘体4为密封圈并采用不会溶解于锂离子电液的高分子材料，如PP、PE、PI、PET或硅橡胶等，这里选用PP。所述中心盖3为片状金属，中心凸起。所用的材料可以是单一的金属，如铝，也可以是复合的材料，如内层与外层复合，所述内层最优为铝，所述外层可以是不锈钢、镍、镀镍不锈钢等，这里选用镀镍不锈钢。
将以上组合好的部件，放入专用模具中，冲压环形凸起，使其形成U字环形。所述U字环形外层金属通过绝缘体压紧内层的中心盖3边缘，形成密封。所述中心盖3边缘到中心的半径D3大于所述外盖8内边缘到中心的最大半径D5，也大于所述U字环形收口后边缘到中心的半径D4。制成电池后所述U字环形被密封于电池内部。
实施例二
如图5至图7所示，在本实施例中，所述盖板1由不锈钢加工而成，中心是一段直壁通孔，其中一边圆周高度H2高于另外一半高度H1，其高度差最优在0.1-0.2mm之间，所述盖板1材料的厚度最优在0.05-0.3mm之间。所述外盖8也是由不锈钢加工而成，中心有一个通孔，其厚度最优在0.05-0.3mm之间。外盖8与盖板1焊接在一起，最常用的方法是激光焊。焊接好的外盖8与盖板1组合成盖本体，其中外盖8孔的直径小于盖板1通孔的直径。
随后在盖本体中依此放入绝缘体4与中心盖3，所述绝缘体4采用不会溶解于锂离子电液的高分子材料，如PP、PE、PI、PET或硅橡胶等，这里选用PP。所述中心盖3为片状金属，中心凸起。所用的材料可以是单一的金属，如铝，也可以是复合的材料，如内层与外层复合，所述内层最优为铝，所述外层可以是不锈钢、镍、镀镍不锈钢等，这里选用镀镍不锈钢。
将以上组合好的部件，放入专用模具中，冲压环形凸起，使其形成U字环形。所述盖板1折弯后边缘由第一连续边缘和第二连续边缘构成，所述第一连续边缘上的点到所述盖体中心的第一距离D1小于所述第二连续边缘上的点到所述盖体中心的第二距离D2。
所述U字环形外层金属通过胶圈压紧内层的中心盖3边缘，形成密封。所述中心盖3边缘到中心的半径D3大于所述外盖8内边缘到中心的最大半径D5，也大于所述U字环形收口后边缘到中心的半径D4。制成电池后所述U字环形置于电池外部。
实施例三
如图8、图9及图3所示，在本实施例中，所述盖板1由不锈钢加工而成，中心有一个通孔，其中存在一段垂直于平面的环状凸起，其厚度最优在0.05-0.3mm之间。所述外盖8也是由不锈钢加工而成，中心有一个通孔，其厚度最优在0.05-0.3mm之间。外盖8的外径刚好与盖板1的凹陷的内径一致，将外盖8放入后焊接在一起，最常用的方法是激光焊。焊接好的外盖8与盖板1组合成盖本体，其中外盖8孔的直径小于盖板1通孔的直径。所述外盖8的内孔边缘由第一连续边缘和第二连续边缘构成，所述第一连续边缘上的点到所述盖体中心的第一距离D1小于所述第二连续边缘上的点到所述盖体中心的第二距离D2。
随后在盖本体中依此放入绝缘体4与中心盖3，所述绝缘体4采用不会溶解于锂离子电液的高分子材料，如PP、PE、PI、PET或硅橡胶等，这里选用PP。所述中心盖3为预制成型的金属，在一个片状的圆形金属中两面各存在一个凸起。所用的材料可以是单一的金属，如铝，也可以是复合的材料，如内层与外层复合，所述内层最优为铝，所述外层可以是不锈钢、镍、镀镍不锈钢等，这里选用镀镍不锈钢。
将以上组合好的部件，放入专用模具中，冲压环形凸起，使其形成U字环形。所述U字环形外层金属通过胶圈压紧内层的中心盖3边缘，形成密封。所述中心盖3边缘到中心的半径D3大于所述外盖8内边缘到中心的最大半径D5，也大于所述U字环形收口后边缘到中心的半径D4。制成电池后所述U字环形被密封于电池内部。
对上述实施例中的结构进行测试：将以上盖板组件封闭于一个独立的空间内，当内部压力高于3MPA时，中心盖开始变形，随后胶圈发生移动，气体从胶圈与中心盖间形成的缝隙释放出来，而胶圈与中心盖没有与盖体分离。
虽然本发明的实施例是以实际方案来描述的，但是并不构成对本发明含义的限制，对于本领域的技术人员，根据本说明书对其实施方案的修改及与其他方案的组合都是显而易见的。
Claims (10)
1.一种微型锂离子电池密封组件，包括外导电金属体和内导电金属体，所述内导电金属体为中心盖（3），所述外导电金属体上设有中心孔，所述中心盖（3）位于所述中心孔内，所述中心盖（3）和所述外导电金属体之间设置有绝缘体（4），其特征在于：所述外导电金属体包括盖板（1）、环形固定件（2）和外盖（8），所述环形固定件（2）和所述外盖（8）分别设有相互连通的第一开孔 (5)和第二开孔（9），所述环形固定件（2）的内侧和所述外盖（8）的内侧之间设有夹层空间（6），所述第一开孔 (5)的第一半径（D4），所述第二开孔（9）的第二半径（D5）均要小于所述中心盖（3）的盖半径(D3)，所述绝缘体（4）套设在所述中心盖（3）的外沿后设置所述夹层空间（6）里，所述环形固定件（2）和所述外盖（8）通过所述绝缘体（4）共同夹住所述中心盖（3）的外沿。
2.根据权利要求1所述的一种微型锂离子电池密封组件，其特征在于：所述第一半径（D4）和/或所述第二半径（D5）在整个圆周上是非对称的，所述夹层空间（6）对所述中心盖（3）的夹紧部分的宽度也是非对称的。
3.根据权利要求2所述的一种微型锂离子电池密封组件，其特征在于：所述夹层空间（6）对所述中心盖（3）的夹紧部分的一面宽度为所述第一半径（D4）与所述第二半径（D5）的差值，所述夹层空间（6）对所述中心盖（3）的夹紧部分的另一面宽度为所述第二半径（D5）与所述盖半径(D3)的差值。
4.根据权利要求1所述的一种微型锂离子电池密封组件，其特征在于：所述盖板（1）、所述环形固定件（2）和所述外盖（8）之间的连接至少有一个连接采用焊接，所述焊接为激光焊或电阻焊。
5.根据权利要求4所述的一种微型锂离子电池密封组件，其特征在于：所述盖板（1），所述环形固定件（2）和所述环形外盖（8）的厚度为0.02mm-0.3mm，材料为：铝、铜、铁、镍、不锈钢或镀镍不锈钢。
6.根据权利要求1所述的一种微型锂离子电池密封组件，其特征在于：所述中心盖（3）为扁平环状的金属，且所述中心盖（3）的中心至少向一边凸起，所述中心盖（3）为单一金属制成或若干层不同金属复合而成；所述中心盖（3）金属的材料可以为：铝、铜、铁、镍、不锈钢或镀镍不锈钢。
7.根据权利要求1所述的一种微型锂离子电池密封组件，其特征在于：所述外盖（8）设置在所述中心孔内，所述外盖（8）与所述盖板（1）呈一体设计，所述密封固定件（2）为环绕设置在所述第二开孔（9）开口处的支撑壁（7），所述支撑壁（7）的下端垂直设置在所述盖板（1）的上表面，所述支撑壁（7）的上端向所述第二开孔（9）的中心收口，所述支撑壁（7）上端收口的弯折部与所述盖外板（1）的上表面之间为所述夹层空间（6）；所述支撑壁（7）由第一连续支撑壁和第二连续支撑壁组成，所述第二连续支撑壁的第二高度（H2）高于所述第一连续支撑壁的第一高度（H1）；所述支撑壁（7）的上端的收口部通过所述绝缘体（4）压紧所述中心盖（3）的边沿从而形成密封。
8.根据权利要求7所述的一种微型锂离子电池密封组件，其特征在于：所述第二高度（H2）与所述第一高度（H1）的高度差为0.05-0.5mm。
9.根据权利要求2所述的一种微型锂离子电池密封组件，其特征在于：所述非对称是指环形固定件（2）和外盖（8）至少其中一件的边缘由第一连续边缘和第二连续边缘构成，所述第一连续边缘上的点到所述盖板（1）中心的第一距离（D1）小于所述第二连续边缘上的点到所述盖板（1）中心的第二距离(D2)；所述第二距离(D2)与所述第一距离（D1）的差为0.05-0.5mm。
10.根据权利要求1所述的一种微型锂离子电池密封组件，其特征在于：所述绝缘体（4）使用不会溶解于锂离子电液的高分子塑料，可以是PP、PE、PI、PET、PEEK或硅橡胶。
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