CN1156924C - 锂蓄电池电解液注入孔的密封装置 - Google Patents

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Abstract

一个由阳极板、阴极板和隔板构成的极板组(22)插入并安置在电池外壳(20)内，一个带有电解液注入孔(24d)的盖子组件(24)安装在外壳的开口部分上以将外壳内部密封。此外，一个铆钉形密封件(26)通过插入电解液注入孔(24d)并在电解液注入孔(24d)周围区域与盖子组件接触而被固定。

Description

锂蓄电池电解液注入孔的密封装置
技术领域
本发明涉及锂蓄电池，特别是这样一种锂蓄电池，其中一个电解液注入孔形成在盖子区域中并被插入一个密封件。
背景技术
近来随着便携式电子装置的使用迅速增加，用作这些装置电源的电池消耗也在增多。在用完后不是被丢弃而是可以反复充电和放电的蓄电池是上述用途电池中的主要部分。
现在被研制和开发的主要类型的蓄电池是锂离子蓄电池，这种电池由于具有容量大、稳定性好和使用周期长等优点，因而受到了相关行业的重视。
虽然由于便携式电子装置的逐渐小型化和越来越薄而通常将电池制成圆柱形，但棱柱形电池也正被开发和制作出来。锂离子蓄电池的生产也跟随着这种趋势。
图4是一种普通锂离子蓄电池的剖切透视图，其中由一个阳极板、一个阴极板和一个隔板构成的极板组3插入一个起阴极终端作用的外壳1中。上述外壳1的一个开口部分被一个盖子7密封着，盖子中容纳着一个正极终端5，一个安全装置安装在正极终端5内。
极板组3首先被插入外壳1中，盖子7被放置在外壳1的一个开口部分上，而它们之间的接合表面区域通过激光焊接而固定在一起，以制作出棱柱形电池。之后，电解液通过一个形成在盖子7的一侧区域中的注入孔7a而注入到外壳1中。如图5所示，在传统技术中，上述注入孔7a将在电解液注入之后被密封起来，密封方法包含：将一个由铝等制成的球形件9插入上述注入孔7a中，之后，一个单独的薄金属板11被放置在球形件9上以完全覆盖住上述注入孔7a，并通过激光焊接而固定在上述盖子7上。
由于在将电解液通过上述注入孔7a注入时注入孔7a周围的区域会在一定程度上被沾染，因此电解液可能会泄漏到上述注入孔7a与球形件9之间的缝隙中，而这种泄漏会对薄金属板11产生影响。曾经出现过这样的情况，即由于电解液泄漏，在上述薄金属板11被焊接到电池盖子7上时焊接质量不好，从而导致注入孔7a的密封受损。此外，由于注入孔7a的密封状况不好而出现电解液泄漏和无益的内部气体泄漏，电池的性能将下降。
发明内容
本发明是考虑到上述问题而研制的，而且本发明的一个目的是提供一种锂蓄电池，其通过电解液注入孔的持久性密封而防止电解液和内部气体泄漏。
因此，本发明提供了一种锂蓄电池，其包含：
一个外壳，其具有一个内部空间；
一个极板组，其包含一个阳极板、一个阴极板和一个隔板，其中上述极板组插入上述外壳中；
一个盖子组件，其具有一个电解液注入孔，并安置在外壳的一个开口部分上，以密封住外壳的内部；以及
一个电解液注入孔密封件，其包括一个插入部分和一个头部分，当上述密封件插入电解液注入孔中后，上述插入部分插入并固定在上述电解液注入孔中，上述头部分紧密附着在盖子组件的上表面上；
其中，通过焊接上述密封件以使上述头部分的底表面与盖子组件的上表面相连，上述电解液注入孔被密封住。
密封件由铝、铝合金、不锈钢等金属制成，并且可被成形为铆钉形。
根据上述方案，密封件牢固地密封住电解液注入孔，从而可以阻止电解液和电池内部气体的泄漏，以使电池具有良好的安全性性能。
附图说明
图1是根据本发明的实施例的锂蓄电池的剖切透视图；
图2是根据本发明的实施例的锂蓄电池主要部分的横截面图；
图3是根据本发明的实施例的电解液注入孔密封件的视图；
图4是根据现有技术的锂蓄电池的剖切透视图；以及
图5是根据现有技术的锂蓄电池的局部横截面图。
具体实施方式
在下面的详细说明中，只显示和描述了本发明的一个优选实施例，这仅仅是用于解释本发明人所设想的本发明最佳实施模式。可以理解，本发明可以显然可以作出各种方面的修改，而这些修改均不脱离本发明。因此，以下的说明可以认为是解释性的，而非限制性的。
下面将基于附图而描述优选实施例，以使本发明更加清楚。
图1是根据本发明的实施例的锂蓄电池的剖切透视图，而图2是根据本发明的实施例的锂蓄电池主要部分的横截面图。
上述电池是棱柱形锂离子蓄电池并且是这样构成的：将一个极板组22插入一个大致长方体外壳20中，将电解液注入到外壳中，再将一个包含正极终端24a的盖子组件24安装到外壳的一个开口部分20a上。
与普通锂蓄电池相同，极板组22包含一个阳极板22a，其上敷有氧化过渡金属或金属性硫族材料，一个阴极板22b，其上敷有石墨或非晶碳，以及一个隔板22c，其安置在阳极和阴极板22a，22b之间以隔离它们，而且上述隔板22c保持着注入外壳20中的电解液。
此外，盖子组件24包含正极终端24a和一个位于正极终端24a中的安全装置24b并具有一个特定尺寸的注入孔，注入孔位于顶盖24c的一侧以注入电解液，盖子组件紧密附着于上述外壳20的一个开口部分20a上并通过激光焊接而固定起来，以使外壳20的内部被密封住。
在电池的构造过程中，阳极板22a和阴极板22b分别电气连接到盖子组件24和外壳20上。
在上述棱柱形锂离子蓄电池的基本结构中，盖子组件24与外壳20结合为一体，电解液通过注入孔24d而注入外壳20中，之后，注入孔24d被密封住。从图3中可以看出，密封件26包含一个插入部分26a，其插入并固定在注入孔24d中，以及一个整体式头部分26b，其在密封件26插入后将紧密附着在上述顶盖24c 上。
上面成形为一种铆钉状锥形的密封件26也可以被成形为螺钉形或其它锥形圆柱体，并优选由铝、铝合金、不锈钢等制成。
顶盖24c上被头部分26b紧密附着的区域是注入孔24d的周围区域，也是容易被电解液沾染而使电解液通过注入孔24d而泄漏到外壳20外侧的区域。
因此，密封件26通过外部激光束28而与注入孔24d焊接为一体，并因此而固定在上述顶盖24c上，如图3所示。
也就是说，注入孔24d首先被插入部分26a堵塞，再通过激光束28焊接而使头部分26b的底表面与顶盖24c相连，从而被最终密封。因此，注入孔24d的密封可以通过一个简单的过程完成，该过程包括将密封件26插入上述注入孔24d中，并将一个激光束发射到上述密封件26的边缘上。将利用上述密封件26密封注入孔24d与利用传统的球形件密封注入孔后的电解液泄漏情况作比较，可以获得下面的表1中的值。
表1中的实例1是现有技术中采用铝球密封电解液注入口的实例，而实例2是本发明中采用上述铆钉形密封件26密封注入孔24d的实例。
从表1中可以看出，如果电解液注入口的周围区域被电解液沾染，则由于焊接缺陷将导致电解液泄漏Nos.2、6和8，因而现有技术中的开口密封性能会下降。在本发明的方法中，密封件26被良好密封，因此不论注入孔24d的周围区域被沾染了多少电解液，均没有电解液泄漏。
             表1
    类别        泄漏测试
    No.     实例1     实例2
    1     ×     ×
    2     ○     ×
    3     ×     ×
    4     ×     ×
    5     ×     ×
    6     ○     ×
    7     ×     ×
    8     ○     ×
    9     ×     ×
    10     ×     ×
    泄漏率(％)     30％     0％
○表示探测到泄漏，×表示未探测到泄漏。
因此，在本发明中，当密封件26被插入顶盖24c的注入孔24d中后，会被激光焊接在顶盖24c上，以将电解液注入孔24d密封住，从而在密封件26与顶盖24c的表面区域之间不好形成微裂纹。
如前面实施例中所述，电解液和电池内部气体的无益泄漏可以被本发明的密封件阻止，该密封件能够牢固地密封住电解液注入孔，以使电池具有良好的安全性等性能。
此外，由于电解液注入孔的密封过程是通过上述密封件而简便且可靠地完成的，因此本发明实现了电池组装过程的改进。
虽然前面通过优选实施例而对本发明进行了详细描述，但对于本领域的技术人员来说可以理解，在不脱离附属权利要求书中所确定的本发明的精神和范围的前提下，可以对优选实施例作出各种修改和替换。

Claims (8)

1.一种锂蓄电池，其包含：
a)一个外壳，其具有一个内部空间；
b)一个极板组，其包含一个阳极板、一个阴极板和一个隔板，其中上述极板组插入上述外壳中；
c)一个盖子组件，其具有一个电解液注入孔，并安置在外壳的一个开口部分上，以密封住外壳的内部；以及
d)一个电解液注入孔密封件，其包括一个插入部分和一个头部分，当上述密封件插入电解液注入孔中后，上述插入部分插入并固定在上述电解液注入孔中，上述头部分紧密附着在盖子组件的上表面上；
其特征在于，通过焊接上述密封件以使上述头部分的底表面与盖子组件的上表面相连，上述电解液注入孔被密封住。
2.根据权利要求1所述的锂蓄电池，其特征在于，上述电解液注入孔密封件被成形为铆钉形。
3.根据权利要求2所述的锂蓄电池，其特征在于，上述电解液注入孔密封件的一个插入部分被成形为锥形圆柱体。
4.根据权利要求2所述的锂蓄电池，其特征在于，上述电解液注入孔密封件的一个插入部分被成形为带尖点的圆柱体。
5.根据权利要求1所述的锂蓄电池，其特征在于，上述电解液注入孔密封件被成形为带螺纹的铆钉形。
6.根据权利要求2所述的锂蓄电池，其特征在于，铆钉形带有台阶，台阶的上部放在一个盖子组件上，而下部插入一个电解液注入孔中。
7.根据权利要求1所述的锂蓄电池，其特征在于，上述电解液注入孔密封件由一种选自下面一组中的金属制成：铝、铝合金和不锈钢。
8.根据权利要求1所述的锂蓄电池，其特征在于，上述锂蓄电池是锂离子蓄电池。
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