CN201191627Y - 一种锂离子电池用安全阀 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种锂离子电池用安全阀，包括具有外螺纹的阀体、内螺纹的阀盖、具有台阶面的圆锥状阀芯和弹簧，阀体和阀盖旋拧，阀芯和弹簧在阀体腔内，位于阀体的轴线上，阀体的底部具有中心孔，阀盖的内侧有与阀体同轴线的凸台，弹簧的两端分别套在阀盖的凸台和阀芯台阶面上方的凸台上，阀芯的锥形端头压向中心孔，在阀体壁上开有气孔，阀盖壁上设有垂直于轴线的螺孔，螺孔中旋拧有定位固定螺钉。通过调节弹簧的形变量，设定和控制阀芯开启和关闭的动作压力。当电池内部气压达到动作压力时，阀芯自动打开，缓解气压，能有效地避免锂离子电池的壳体爆裂；在电池内压降低后可自行复位，恢复电池的正常工作状态。该安全阀动作灵敏、可靠性好。

Description

一种锂离子电池用安全阀
技术领域
本实用新型涉及一种锂离子电池用安全气阀，特别是涉及一种用在电动自行车、电动摩托车、电动汽车、矿灯和国防装备等上使用的锂离子电池壳体上的安全阀。
背景技术
集大容量、高稳定性、轻便、环保于一身的二次能源锂离子电池，不仅在世界能源不断出现危机的今天扮演着极其重要的角色，而且可以满足人们现代绿色环保生活的需求。锂离子电池已在电动自行车、电动摩托车、电动汽车、矿灯和国防装备等重要领域不断得到了应用。但是，锂离子电池在使用过程中，当出现短路、过充、过放等异常情况时，会造成电流失控，内部温度急剧上升；当温度升至75℃以上时，电池内部的物质，如电解液，会急剧分解并产生气体，导致电池内部气压升高，壳体膨胀变形，严重时会爆炸。因此，金属壳体锂离子电池都安装有不同的安全防爆装置，以防止电池内压的升高。目前，锂离子电池上常用的安全装置主要有以下两种形式。
一种是在电池的金属壳体表面上加工具有一定深度的刻痕。当电池内压升高到一定程度时，刻痕出会自动破裂降压，以防止电池因内压升高而爆裂。这种刻痕防爆装置因其深度难以精确控制，刻痕部位的应力一致性较差，很难保证其可靠的动作。
另一种是在电池金属壳体盖板的防爆孔上加工一层防爆膜。这种薄膜式安全装置，当电池内压升高时会自动破裂，达到防止电池爆裂的目的。但是，在盖板防爆孔上加工防爆膜不仅对生产设备要求高，而且由于加工工艺复杂，而增加成本。除此之外，防爆膜还无法保证恒定的破裂压力。
这两种锂离子电池安全装置，当刻痕或防爆膜破裂后都不能重新恢复，使整个电池失效而报废。
发明内容
本实用新型的目的是设计一种动作灵敏、电池内压域值可精确设定并可大范围调节的锂离子电池安全阀。
本实用新型的锂离子电池用安全阀包括阀体、阀盖、具有台阶面的圆锥状阀芯和弹簧，阀体有外螺纹，阀盖有内螺纹，两者借助内、外螺纹旋拧，阀芯和弹簧在阀体腔内，位于阀体的轴线上，阀体的底部具有中心孔，阀盖的内侧有与阀体同轴线的凸台，弹簧的两端分别套在阀盖的凸台和阀芯台阶面上方的凸台上，阀芯的锥形端头压向中心孔，在阀体壁上开有气孔，阀盖壁上设有垂直于轴线的螺孔，螺孔中旋拧有定位固定螺钉。
本实用新型具有以下优点：
本实用新型的锂离子电池用安全阀通过调节弹簧的形变量，可精确设定和调节电池内压域值，当电池内部气压达到动作压力时，阀芯自动打开，缓解气压，能有效地避免锂离子电池的壳体爆裂，在电池内压降低后可自行复位，恢复电池的正常工作状态。该安全阀动作灵敏、可靠性好，可广泛用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车、矿灯和国防装备等使用的锂离子电池壳体上。
附图说明
图1是本实用新型的锂离子电池用安全阀结构示意图；
图2是电池壳体的盖板示意图。
具体实施方式
参照图1，本实用新型的锂离子电池用安全阀包括阀体6、阀盖3、具有台阶面的圆锥状阀芯5和弹簧4，阀体6有外螺纹，阀盖3有内螺纹，两者借助内、外螺纹旋拧。阀芯5和弹簧4在阀体6腔内，位于阀体的轴线上，阀体6的底部具有中心孔10，阀盖3的内侧有与阀体6同轴线的凸台13，弹簧4的两端分别套在阀盖的凸台13和阀芯台阶面上方的凸台14上，阀芯5的锥形端头压向中心孔10。通常，使阀体的下部腔体呈圆锥状，以便于在弹簧力作用下，阀芯的锥形端头伸入阀体的中心孔中。在阀体6壁上开有气孔7，阀盖3壁上设有垂直于轴线的螺孔12，螺孔12中旋拧有定位固定螺钉8，利用该螺钉可以保证阀盖3与阀体6的旋拧固定位置。
本实用新型的安全阀紧固在图2所示的锂离子电池壳体的盖板1上，并使阀体的中心孔10与盖板1上的电池注液口2合并。为确保安全阀与电池壳体密封效果，可在阀体的底面设置环形凸边9(见图1)，利用环形凸边将安全阀与电池壳体焊接在一起。图2中16是电池极耳。
电池注液前，取下阀盖、弹簧和阀芯，注液后再安装阀芯、弹簧和阀盖，可以保证电池闭口化成，防止气体进入，同时有效地解决了常规电池注液孔的封口钢球容易在电池内压作用下蹦出的问题。
当电池壳体内部气压达到一定数值时，阀芯会在内压作用下自动打开，使电池壳体内的气压缓解，并从气孔中排出，起到安全保护作用；电池内部气压降低后，阀芯自动复位关闭，电池恢复正常工作状态。
调节安全阀内置弹簧的形变量，可以设定和控制安全阀阀芯开启和关闭的压力点，还可以方便地在预充和化成阶段，以及不同容量电池要求不同安全气压点时进行调整和设定。安装在阀盖上的定位螺钉，用于固定阀盖在阀体上的相对位置，可以保证设定气压值不变。因此，安全阀可以在电池制造和使用过程中调整和设定不同的安全气压点，确保电池的生产和使用安全，防止电池发生爆炸。

Claims (3)

1.一种锂离子电池用安全气阀，其特征是包括阀体(6)、阀盖(3)、具有台阶面的圆锥状阀芯(5)和弹簧(4)，阀体(6)有外螺纹，阀盖(3)有内螺纹，两者借助内、外螺纹旋拧，阀芯(5)和弹簧(4)在阀体(6)腔内，位于阀体的轴线上，阀体(6)的底部具有中心孔(10)，阀盖(3)的内侧有与阀体(6)同轴线的凸台(13)，弹簧(4)的两端分别套在阀盖的凸台(13)和阀芯台阶面上方的凸台(14)上，阀芯(5)的锥形端头压向中心孔(10)，在阀体(6)壁上开有气孔(7)，阀盖(3)壁上设有垂直于轴线的螺孔(12)，螺孔(12)中旋拧有定位固定螺钉(8)。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池用安全阀，其特征是阀体(6)的下部腔体呈圆锥状。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池用安全阀，其特征是阀体(6)的底面具有焊接用的环形凸边(9)。
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