CN1960026A - 一种带有安装组件的二次锂离子电池及二次锂离子电池组 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种带有安全组件的二次锂离子电池及二次锂离子电池组，包括正极片、负极片、隔膜、电解液及密封外壳；其特征在于：还包括一安全组件，该安全组件为一弹性板，该弹性板安装在电池外壳内壁与正极片、隔膜、负极片所叠加成的极片组之间；或者弹性板安装在电池组与电池组外壳内壁之间。使电池极片在充/放电过程中始终受到弹力作用，使正/负极片及隔膜保持稳定的动态紧贴，确保了电池的内阻动态稳定性及锂离子的定向移动。外壳上组装一个泄气阀，当内部气压变得太大时，电池/电池组内部气体得以泄出但是外部气体无法进入壳内，保证了电池/电池组的安全性。

Description

一种带有安装组件的二次锂离子电池及二次锂离子电池组

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池中的减压、安全机构，特别是涉及一种带有安装组件的二次锂离子电池及二次锂离子电池组。

背景技术

目前大容量二次锂离子电池具有正/负极片、隔膜、电解液及密封外壳、安全阀组成，正极片是由正极活性材料：LiMn2O4、LiFePO4等组成，负极片是由负极活性材料：石墨、MCMB等组成，由活性材料的电化学性质决定了正/负极活性材料在充/放电的时会膨涨/收缩，因此极片的厚度在充/放电的时是变化的。

由于它的结构决定方形大容量二次锂离子电池在充/放电的过程中，极片会膨涨/收缩，要求电池的外壳也具有弹性并随之在厚度方向发生变化，以使电池极片及隔膜间保持紧贴，确保锂离子的有效定向移动，但是目前的电池外壳无法实现这一功能。另一方面，当电池发生内部短路/过充时，电池内部气压会升高，若不能及时排出气体，温度也会上升，若遇氧气则会发生燃烧，爆炸等安全事故。

发明内容

本发明的目的在于克服已有二次锂离子电池存在的上述缺点；从而提供一种在电池外壳与正/负极片组之间安装弹性板，和在壳体上安装有泄压阀的二次锂离子电池，或在二次锂离子电池组与电池组外壳之间安装弹性板，和在密封的电池组外壳上安装有泄压阀的二次锂离子电池及二次锂离子电池组。

本发明的目的是这样实现的：

本发明提供的一种带有安全组件的二次锂离子电池，包括正极片、负极片、隔膜、电解液及密封外壳；其特征在于：还包括一安全组件，该安全组件为一弹性板，该弹性板安装在电池外壳内壁与正极片、隔膜、负极片所叠加成的极片组之间。

本发明提供的一种带有安全组件的二次锂离子电池组，包括由正极片、隔膜、负极片和电解液组成的单个电池结构叠加成的电池组及密封外壳；其特征在于：还包括一安全组件，该安全组件为一弹性板，所述的弹性板安装在单个电池叠加成的电池组及外壳之间，或者所述的弹性板安装在电池组内的电池之间。

所述的弹性板为一弹性材料制作的板，其表面带有凹凸花纹的板，或者为一具有曲面的板；或者为板状弹性体或者为一带弹簧的压板。

在上述的技术方案中，所述的安全组件还包括一密封安装在壳体上的泄气阀，该泄气阀为一侧面带孔的圆柱体，其圆柱体上套有弹性材料的套管(如自行车的气门)，当内部气压变得太大时，电池/电池组内部气体得以泄出，而且外部气体无法进入电池壳内或者电池组的壳内。

所述泄压阀的套管(如自行车的气门芯)的弹性材料选自：氟橡胶、乙丙橡胶、三元乙丙胶等弹性材料。

本发明的优点：

1.由于在电池的外壳内或者电池组的外壳内的最大的正平面，组装一带花纹的弹性板/板状弹性体/带弹簧的压板等，使电池极片在充/放电过程中始终受到弹力作用，保证了正/负极片及隔膜间保持稳定的动态紧贴，确保了电池的内阻动态稳定性及锂离子的定向移动。

2.当液态锂离子电池组组装时也采用弹性板或者弹性材料，安装在电池组最大正平面与外壳内壁之间，采用弹性板持续地对电池组中每个电池施加弹力作用，因此可以用软包装做液态锂离子电池，此结构可以保证电池极片及隔膜之间紧贴，不用每个电池都用高强度的外壳，大大降低了制造成本。

3.本发明采取在电池/电池组的外壳上组装一个泄气阀，该泄气阀的圆柱体上只有侧面带孔，因此只能单向泄气；再在圆体外套上一个弹性材料制造的套管，当内部气压变得太大时，电池/电池组内部气体得以泄出但是外部气体无法进入壳内，保证了电池/电池组的安全性.

附图说明

图1是本发明的泄气阀结构示意图

图2是本发明的一种弹性板结构示意图

图3是本发明的另一种弹性板实施例结构示意图

图4是本发明的安装有安全组件的电池结构部分剖面图

图面说明

1-电池外壳    2-正极片    3-负极片

4-隔膜    5-圆柱体    6-套管

7-孔      8-弹性板

具体实施方式

实施例1

参考图2，制作一弹性板8，该弹性板8采用一厚度为1mm的不锈钢板，制成波纹状的弹性板8，其波峰高度5mm，两个波峰间距离10mm。

参考图3，制作一带有安装组件的二次锂离子电池。本实施例的电池具有正极片2、负极片3、隔膜4、电解液及密封外壳1，它与常规二次锂离子电池结构相同。将本实施例制成的波纹状的弹性板8，安装在电池外壳1内壁与正极片3之间，构成本实用新型的带有安装组件的二次锂离子电池。

实施例2

参考图1，本实施例制作一泄气阀，该泄气阀采用一钢的圆柱体5，其钢的圆柱体5内径为3mm，外径为4mm；其侧壁上开有孔径为2mm的孔7；并在圆柱体5上套一氟橡胶材料的套管6组成(如自行车的气门芯)；其中套管的内径为2mm，外径为5mm。

参考图4，采用通常的二次锂离子电池外壳1，其结构与通常的二次锂离子电池结构相同，电池尺寸：110×70×20mm，极片组尺寸：80×66×16mm。在该电池外壳1上安装本实施例制成的泄气阀，该泄气阀密封安装在二次锂离子电池外壳1的顶部。将实施例1制成的波纹状的不锈钢弹性板8，安装在电池外壳1内壁与正极片3之间，构成本实施例的带有安装组件的二次锂离子电池。

实施例3

其结构与通常的具有极片组的二次锂离子电池结构相同，所用的弹性板8为一长60×宽50×厚8mm的具有弹性的金属材料制成的板，其金属板的两面上有凹凸的花纹，该弹性板8安装在电池外壳1的内壁与极片组(包括多片正/负极片及隔膜叠在一起的组合，例如18片)之间，如图4所示。其中电池尺寸：110×70×20mm；极片组尺寸：80×66×16mm。

实施例4

本实施例为多个电池组的结构，其电池外壳1的尺寸：150mm×120mm×80mm；弹性板8如图3所示。该弹性板8为一不锈钢材料的锯齿状的板，其弹性板8尺寸：60×50×15mm。弹性板8安装在电池外壳1的内壁与极片组(包括多片正/负极片及隔膜叠在一起的组合，例如36片)之间，如图4所示。并且在安装密封一泄气阀(如图1制作的)在电池外壳1的顶部。

Claims (8)

1.一种带有安装组件的二次锂离子电池，包括正极片、负极片、隔膜、电解液及密封外壳；其特征在于：还包括一安全组件，该安全组件为一弹性板，该弹性板安装在电池外壳内壁与正极片、隔膜、负极片所叠加成的极片组之间。

2.按权利要求1所述的带有安装组件的二次锂离子电池；其特征在于：所述的弹性板为一弹性材料制作的板，其表面带有凹凸花纹的板，或者为一具有曲面的板；或者为板状弹性体或者为一带弹簧的压板。

3按权利要求1所述的带有安装组件的二次锂离子电池；其特征在于：还包括一安装在电池壳体上的单向泄气阀，该泄气阀为一侧面带孔的圆柱体，其圆柱体上套有弹性材料的套管。

4.按权利要求1所述的带有安装组件的二次锂离子电池，其特征在于：所述单向泄压阀的套管的弹性材料选自氟橡胶、乙丙橡胶、三元乙丙胶等弹性材料。

5.一种带有安装组件的二次锂离子电池组，包括由正极片、隔膜、负极片和电解液组成的单个电池结构叠加成的电池组及密封外壳；其特征在于：还包括一安全组件，该安全组件为一弹性板，所述的弹性板安装在单个电池叠加成的电池组及外壳之间，或者所述的弹性板安装在电池组内的电池之间。

6.按权利要求5所述的带有安装组件的二次锂离子电池组，其特征在于：所述的弹性板为一弹性材料制作的板，其表面带有凹凸花纹的板，或者为一具有曲面的板。

7.按权利要求5所述的带有安装组件的二次锂离子电池组，其特征在于：还包括一安装在电池组壳体上的单向泄气阀，该泄气阀为一侧面带孔的圆柱体，其圆体上套有弹性材料的套管。

8.按权利要求5所述的带有安装组件的二次锂离子电池组，其特征在于：所述单向泄压阀的套管的弹性材料选自氟橡胶、乙丙橡胶、三元乙丙胶等弹性材料。

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