CN201156559Y - 一种锂离子电池安全阀 - Google Patents

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肖斌
王超
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Phylion Battery Co Ltd
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SUZHOU PHYLION BATTERY CO Ltd
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Abstract

本实用新型公开了一种锂离子电池安全阀，包括壳帽、壳帽内侧的针体及位于针体下方的金属箔层，所述针体底端至所述金属箔层表面间设有安全空间，所述壳帽上开有排气孔，其特征在于：所述金属箔层封盖于电池出气口处，所述壳帽底部的翻边经金属箔层与电池壳体固定连接，所述金属箔层为一向电池壳体内侧凹陷的凹形面，该凹形面的下凹深度占凹形面截面跨距的10％～25％。本实用新型利用向电池内腔凹陷的金属箔层，实现对电池内破坏压力范围的可控，提高安全阀的可靠性，且工艺简单，有效提高良品率，降低生产成本。

Description

一种锂离子电池安全阀
技术领域
本实用新型涉及一种锂离子电池的附件，具体涉及一种释放电池内压的锂离子电池安全阀。
背景技术
锂离子电池是一种电压高、容量大的高比能量电池，当用户使用不当或电池出现过充、过放等情况时，会造成电流失控，从而使电池温度升高，当温度升高到一定高度，如75～95℃时，电池内部的物质如电解液等会分解、产生气体，随着气体压力的升高，使电池壳体膨胀、变形，严重时还会使电池发生爆炸。因此，一般锂离子电池的壳体上都安装有安全阀，以保证电池的使用可靠性。
目前，锂离子电池安全阀主要有以下两种形式：一种是金属片刻伤安全阀，即在电池的金属外壳表面加工具有一定深度的刻痕，依靠刻痕破裂来释放内压，以防止壳体爆炸，但其加工精度很难控制，可靠性较差；另一种是薄膜安全阀，如中国实用新型专利CN2704119Y公开了一种动力型锂离子蓄电池一次性安全阀，在阀体出气口上密封固定有一平封于出气口的膜层，膜层上压有密封圈，密封圈上固定有一个可通大气的带针体，带针体与膜层间设有0.3～0.4mm的安全距离，与电池组装时，将阀体的出气口端安装于电池壳体上与电池内腔贯穿的通孔上。使用时，当电池内压达到一定程度时，内部气体顶起膜层，安全阀上部带针体的针尖就会刺破膜层，将内部气体排除，达到泄气防爆的目的。
为了适应电池内电解液的强腐蚀性，一般采用平面金属箔作为膜层，如铜箔，利用金属箔受压变形，实现如上所述膜层的顶起。然而，由于金属箔从平面变形至向上突起，达到饱和值的过程是随内压的变化而进行的，变形程度较难控制，尤其是当内压临界于饱和值时，易出现误触现象，因此可控精度及稳定性较差，即而影响锂离电池的安全使用。
发明内容
本实用新型目的是提供一种可控精度及稳定性较高的锂离子电池安全阀，使用该结构可使电池的安全性得到提高。
为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案是：一种锂离子电池安全阀，包括壳帽、壳帽内侧的针体及位于针体下方的金属箔层，所述针体底端至所述金属箔层表面间设有安全空间，所述壳帽上开有排气孔，所述金属箔层封盖于电池出气口处，所述壳帽底部的翻边经金属箔层与电池壳体固定连接，所述金属箔层为一向电池壳体内侧凹陷的凹形面，该凹形面的下凹深度占凹形面截面跨距的10％～25％。
上述技术方案中，所述金属箔层封盖于电池出气口处，该出气口为开于电池壳盖上、电池内腔贯穿的通孔(可以直接利用电池壳上的注液口)，当电池内腔压力过大时，金属箔层受到向上的压力，由于金属箔层为向下凹陷的凹形面，因此只有当压力达到额定值时(即电池内压的饱和值)，凹形面反向翻折而突起，被其上方的针体刺破，电池内压经壳帽上的排气孔向外排出，以达到泄气防爆的目的；金属箔层仅在达到额定值才会变形翻折而被针体刺破，凹形面的变形翻折状态是通过凹形面截面跨距与下凹深度间的比例来控制决定的，故而使整个安全阀的可控性及稳定性得到提高。
上述技术方案中，所述金属箔层由镍膜层构成，所述电池出气口外缘、所述壳帽内侧与金属箔层间设有一辅助钢环，所述壳帽经所述钢环与所述金属箔层焊接固定。采用镍膜层构成金属箔层，是因为镍膜具有较好的耐腐蚀性，不会由于金属箔层腐蚀而导致电池内部与外界相通，从而延长了电池的使用寿命；所述钢环是在镍膜焊接过程中作为过渡焊接使用，用来固定金属箔层，以进一步增加其密封性。
优选的技术方案是，所述凹形面的截面跨距为6～10mm，所述凹形面的下凹深度为0.6～2.5mm。所述凹形面由对称弧线旋转形成，如圆弧线、抛物线、双曲线等。
由于上述技术方案运用，本实用新型与现有技术相比具有的优点是：
1、由于本实用新型的金属箔层采用了向电池内腔凹陷的凹形面，使金属箔层在受到额定压力时，才会发生反向翻折的形变，顶起的金属箔层被其上方的针体刺破，凹形面的变形由凹形面截面跨距与下凹深度间的比例来控制决定，因此整个安全阀的可控性及稳定性得到提高，既而提高了电池的使用安全性；
2、本实用新型安装于电池外壳上，结构紧凑，采用镍膜层构成金属层，制造工艺简单，易于成形，提高良品率；
3、本实用新型可直接封盖于电池的注液口处，可简化电池的制作工艺。
附图说明
图1是本实用新型实施例一的结构示意图；
图2是图1的局部放大图。
其中：1、壳帽；2、针体；3、金属箔层；4、安全空间；5、排气孔；6、出气口；7、钢环；8、电池壳体；9、电池壳盖；10、极柱；11、翻边。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本实用新型作进一步描述：
实施例一：参见图1至图2所示，一种锂离子电池安全阀，一种锂离子电池安全阀，包括壳帽1、壳帽1内侧的针体2及位于针体2下方的金属箔层3，所述针体底端至所述金属箔层3表面间设有安全空间4，所述壳帽1上开有排气孔5，所述金属箔层3封盖于电池出气口6处，所述壳帽1底部的翻边11经金属箔层3与电池壳体8固定连接，所述金属箔层3为一向电池壳体8内侧凹陷的凹形面。
本实施例中，所述电池出气口6为一圆孔，位于两极柱10间的电池壳盖9上，所述金属箔层3由圆弧形曲线旋转形成的镍膜层凹形面，该凹形面的下凹深度占凹形面截面跨距(出气口直径)的18.75％，即跨距d为8mm，下凹深度r为1.5mm，如图2所示，所述电池出气口6外缘、所述壳帽1内侧与金属箔层3间设有一辅助钢环7，所述壳帽1经所述钢环7与所述金属箔层3焊接固定，钢环7作为镍膜层与壳帽1焊接时的过渡，以进一步增加其密封性。
在使用时，在电池内压力小于5Kg·f/cm2时，金属箔层3保持下凹，一旦内压大于5Kg·f/cm2时(达到额定值)，金属箔层3凹形面被反向翻折顶出，向上突起的金属箔层3被其上方的针体2刺破，将电池内部气体经壳帽1上的排气孔5排出，从而达到泄气防爆的目的。

Claims (4)

1.一种锂离子电池安全阀，包括壳帽(1)、壳帽(1)内侧的针体(2)及位于针体(2)下方的金属箔层(3)，所述针体(2)底端至所述金属箔层(3)表面间设有安全空间(4)，所述壳帽上开有排气孔(5)，其特征在于：所述金属箔层(3)封盖于电池出气口(6)处，所述壳帽(1)底部的翻边(11)经金属箔层(3)与电池壳体(8)固定连接，所述金属箔层(3)为一向电池壳体(8)内侧凹陷的凹形面，该凹形面的下凹深度占凹形面截面跨距的10％～25％。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池安全阀，其特征在于：所述金属箔层(3)由镍膜层构成，所述电池出气口(6)外缘、所述壳帽(1)内侧与金属箔层(3)间设有一辅助钢环(7)，所述壳帽(1)经所述钢环(7)与所述金属箔层(3)焊接固定。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池安全阀，其特征在于：所述凹形面的截面跨距为6～10mm，所述凹形面的下凹深度为0.6～2.5mm。
4.根据权利要求1所述的锂离子电池安全阀，其特征在于：所述凹形面由对称弧线旋转形成。
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