CN114447479A - 一种防爆扣式电池 - Google Patents

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胡彦庆
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Abstract

本发明所述的防爆扣式电池，包括正极壳体、负极壳体、及密封件，所述密封件设在正极壳体与负极壳体配合形成的封口处，该密封件至少部分由沿封口通气方向连续且贯穿封口设置的泄气部构成，该泄气部由软化温度低于电池爆炸温度的共聚物形成。本发明仅通过在封口处设置密封件，即可实现电池防爆泄压的目的，与现有技术相比具有结构简单、制作流程简易的优势。具体地，密封件至少部分由沿封口通气方向连续且贯穿封口设置的泄气部构成，该泄气部由低软化温度的共聚物形成，泄压时，泄气部受热软化形成通气通道进而缓解电池内部压力以实现防爆。通过泄气部的受热软化的性质，实现简易结构的防爆扣式电池。

Description

一种防爆扣式电池
技术领域
本发明涉及电池技术领域，更具体地，涉及一种防爆扣式电池。
背景技术
随着智能穿戴产品的应用越来越广泛，人们对于小体积的锂离子扣式二次可充电电池的需求也越来越广。扣式电池越来越多的应用于智能穿戴产品，比如耳机等，对电池的要求也越来越高，穿戴产品为了达到设计要求，给人更好的使用体验，对电池提出了更高的要求，尤其是提高扣式电池的安全性，是目前扣式电池需要解决的一个重要方向。
目前的扣式电池，一般由正极壳体、负极壳体、及含有电解液的电芯组成，为了防止电解液的泄露还会在两壳体扣合处设置密封圈。一旦内部短路或者是电池被滥用，电池内部温度急剧上升，电池内部压力升高，电池本身存在爆炸风险，对使用人员人身安全造成威胁。为了防止爆炸，现有技术一般通过外加防爆结构以提高使用的安全性能。例如，中国实用新型专利CN205692893U一种锂电池及其防爆盖帽，采用扣在壳体上的防爆帽以实现通气泄压防爆的目的。
然而，这种防爆帽的结构主要由防爆片、铝环、内环、泄气孔、通气孔、缓冲腔构成，结构较为复杂。如何获得一种省去外加结构，仅通过传统扣式电池固有的结构实现防爆目的的电池，是本发明解决的技术问题。
发明内容
本发明的首要目的在于针对上述缺陷和不足，解决现有的防爆扣式电池需要外设防爆结构，导致电池结构复杂、体积大、生产成本高、制作工艺流程复杂的技术问题，采用具有泄气部的密封件实现防爆目的的扣式电池。
本发明的另一个目的在于，提供一种通过具有高熔化粘度的密封件注塑于壳体封口以提高密封性能的扣式电池。
本发明的再一个目的在于，提供一种高韧性密封件的扣式电池。
为了实现上述目的，本发明采用的具体技术方案为：
本发明所述的防爆扣式电池，包括正极壳体、负极壳体、及密封件，所述密封件设在正极壳体与负极壳体配合形成的封口处，该密封件至少部分由沿封口通气方向设置的泄气部构成，该泄气部由软化温度低于电池爆炸温度的共聚物形成；泄压时，泄气部受热软化形成通气通道进而缓解电池内部压力以实现防爆。
优选的，所述正极壳体和/或负极壳体的至少部分侧壁形成弯折壁。
优选的，所述密封件沿负极壳体或正极壳体内壁形成卷边。
优选的，所述正极壳体、负极壳体沿周侧形成柱体，所述密封件沿周侧形成密封圈。
优选的，所述共聚物主要由聚丙烯形成。
优选的，所述共聚物由聚丙烯及用于降低软化温度的添加物共同形成，其中添加物包括乙丙橡胶、线性低密度聚乙烯、或三元乙丙橡胶一种或多种。
优选的，所述线性低密度聚乙烯的质量含量不超过30％，其余为聚丙烯。
优选的，所述线性低密度聚乙烯的质量含量不超过15％，其余为聚丙烯。
优选的，所述泄气部占密封件体积至少30％。
优选的，所述密封件的厚度为0.05～0.15mm。
本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：
本发明仅通过在壳体配合的封口处设置密封件，即可实现电池泄压防爆的目的，与现有技术相比具有结构简单、制作流程简易的优势。具体地，密封件至少部分由沿封口通气方向连续且贯穿封口设置的泄气部构成，该泄气部由低软化温度的共聚物形成，泄压时，泄气部受热软化形成通气通道进而缓解电池内部压力以实现防爆。通过泄气部的受热软化的性质，实现简易结构的防爆扣式电池。
在此基础上，本发明通过采用线性低密度聚乙烯(LLDPE)的共聚物提高密封件的韧性，尤其是提高了密封件的抗拉强度。采用 LLDPE这种具有高熔融粘度的共聚物密封件，采用注塑工艺使其与壳体结合，提高结构强度。
下面结合附图对本发明作进一步的说明。
附图说明
图1为本发明优选实施方式中扣式电池组装结构示意图。
图2为本发明优选实施方式中扣式电池爆炸结构示意图。
图3为本发明优选实施方式中扣式电池剖面结构示意图。
图4为本发明优选实施方式中一种泄气部结构示意图。
图5为本发明优选实施方式中另一种泄气部结构示意图。
图6为本发明优选实施方式中另一种泄气部结构示意图。
附图标记说明：
10正极壳体、
20负极壳体、
30密封件、31泄气部、32卷边、
40弯折壁、
50含有电解液的电芯。
具体实施方式
下面通过具体实施方式对本发明做进一步的解释及说明，应当理解下面的实施方式的目的是为了使本发明的技术方案更加清楚、易于理解，并不限制权利要求的保护范围。
如图1～3所示，本发明所述的防爆扣式电池，包括正极壳体10、负极壳体20、及密封件30，所述密封件30设在正极壳体10与负极壳体20配合形成的封口处，该密封件30至少部分由沿封口通气方向连续且贯穿封口设置的泄气部31构成，该泄气部31由软化温度低于电池爆炸温度的共聚物形成；泄压时，泄气部31受热软化形成通气通道进而缓解电池内部压力以实现防爆。本实施方式中，电池爆炸温度超过80℃。而且在一般情况下，电池内部温度不会超过100℃。
在优选的实施方式中，所述共聚物主要由聚丙烯形成。
在优选的实施方式中，所述共聚物由聚丙烯及用于降低软化温度的添加物共同形成，其中添加物为线性低密度聚乙烯。
在优选的实施方式中，所述线性低密度聚乙烯的质量含量不超过 30％，其余为聚丙烯。
在优选的实施方式中，所述线性低密度聚乙烯的质量含量不超过 15％，其余为聚丙烯。
在优选的实施方式中，所述泄气部31占密封件30体积至少30％。
在优选的实施方式中，所述密封件30的厚度为0.05～0.15mm。
如图2所示，在优选的实施方式中，所述正极壳体10和/或负极壳体20的至少部分侧壁形成弯折壁40。
如图3所示，在优选的实施方式中，所述密封件30沿负极壳体 20或正极壳体10内壁形成卷边32。
在优选的实施方式中，所述正极壳体10、负极壳体20沿周侧形成柱体，所述密封件30沿周侧形成密封圈。
下面通过具体实施例对本发明作进一步的说明。
实施例1
本实施例1所述的电池包括壳体(包括正极壳体10、和负极壳体20)、及电芯50，电芯50设在壳体内部且与壳体连接，电芯用于提供电压，壳体与用电装置连接形成供电通路。壳体包括上壳体20、下壳体10，上壳体与下壳体扣合连接，上壳体与下壳体分别形成电路的正、负电极。封口、及密封结构，上壳体与下壳体扣合处形成封口，密封结构30设在封口上，密封圈30用于密封住封口，防止电芯电解液的泄露。密封圈，主要由聚丙烯(PP)共聚物形成，其具有低软化温度、高韧性的特点。密封圈，还由聚乙烯(PE)与PP共同形成，用于降低软化温度。PE为线性低密度聚乙烯(LLDPE)，质量含量20％，其余为PP。以上共聚物可实现软化温度在80～100℃范围。因为电池的工作温度一般是70℃以下，当电池被滥用，内部短路，电池升温至80℃以上，密封圈软化，内部气体泄处，达到防爆的目的。封圈厚度为0.05～0.15mm。共聚物优选高熔融粘度共聚物，PP 采用注塑工艺与壳体结合，粘接强度高。共聚物优选高韧性，尤其是高抗拉强度共聚物PP。
实施例2
本实施例2基本与实施例1相同，这里特别给出3种泄气部31 的结构，如图4所示，为蜿蜒曲折的泄气部31；如图5所示，为倾斜直通的泄气部31；如图6所示，为阶梯框体结构的构成的泄气部 31。本发明中泄气部的作用是沿封口纵向贯穿，形成通气通道。
本发明是通过实施例来描述的，但并不对本发明构成限制，参照本发明的描述，所公开的实施例的其他变化，如对于本领域的专业人士是容易想到的，这样的变化应该属于本发明权利要求限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种防爆扣式电池，其特征在于：
包括正极壳体(10)、负极壳体(20)、及密封件(30)，
所述密封件(30)设在正极壳体(10)与负极壳体(20)配合形成的封口处，
该密封件(30)至少部分由沿封口通气方向设置的泄气部(31)构成，该泄气部(31)由软化温度低于电池爆炸温度的共聚物形成；
泄压时，泄气部(31)受热软化形成通气通道进而缓解电池内部压力以实现防爆。
2.根据权利要求1所述的防爆扣式电池，其特征在于：
所述正极壳体(10)和/或负极壳体(20)的至少部分侧壁形成弯折壁(40)。
3.根据权利要求1所述的防爆扣式电池，其特征在于：
所述密封件(30)沿负极壳体(20)或正极壳体(10)内壁形成卷边(32)。
4.根据权利要求1所述的防爆扣式电池，其特征在于：
所述正极壳体(10)、负极壳体(20)沿周侧形成柱体，所述密封件(30)沿周侧形成密封圈。
5.根据权利要求1所述的防爆扣式电池，其特征在于：
所述共聚物主要由聚丙烯形成。
6.根据权利要求5所述的防爆扣式电池，其特征在于：
所述共聚物由聚丙烯及用于降低软化温度的添加物共同形成，
其中添加物包括乙丙橡胶、线性低密度聚乙烯、或三元乙丙橡胶一种或多种。
7.根据权利要求6所述的防爆扣式电池，其特征在于：
所述线性低密度聚乙烯的质量含量不超过30％，其余为聚丙烯。
8.根据权利要求4所述的防爆扣式电池，其特征在于：
所述线性低密度聚乙烯的质量含量不超过15％，其余为聚丙烯。
9.根据权利要求1所述的防爆扣式电池，其特征在于：
所述泄气部(31)占密封件(30)体积至少30％。
10.根据权利要求1所述的防爆扣式电池，其特征在于：
所述密封件(30)的厚度为0.05～0.15mm。
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