CN201478363U - 锂电池安全阀 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种锂电池安全阀，包括密封圈及其内部从上往下依次设置的顶盖、PTC环、防爆膜片和孔板；防爆膜片的水平包扣端包扣到顶盖的周边的上方；所述顶盖的周边与PTC环的外边缘对齐；锂电池安全阀还包括绝缘层，绝缘层设置于防爆膜片的直立包扣端与水平包扣端的内侧、顶盖的周边的边缘外侧和PTC环的边缘外侧，并且绝缘层包扣在顶盖的周边的上方。本实用新型的锂电池安全阀在顶盖周边边缘外侧、PTC环边缘外侧与防爆膜片的直立包扣端与水平包扣端之间设置有绝缘层，可以防止防爆膜片对PTC环造成短路而使PTC环失效，确保了PTC环的保护功能不受影响，是一种能解决电池泄露质量问题的、刚性高、组装方便的锂电池安全阀。
Description
技术领域
本实用新型涉及锂电池技术领域，尤其锂电池安全阀。
背景技术
锂电池作为具有高能量密度的密闭型可充电电池，被越来越广泛地用于笔记本电脑、移动电话等小型便携式装置的驱动电源，且其需求日益增大。当电池受到短路、高热、过充电等异常因素的影响时，电池内部容易有高压气体产生，会引起电池壳体的变形甚至产生爆炸的危险。为了使其能够安全的使用，必须在电池中装配安全阀，当电池容器内部压力上升到异常状态时，这种开裂式安全阀能够迅速地开启并将气体排出，起到异常情况下的安全保护作用。由于PTC(正温度系数电阻器)元件在正常温度下是在低电阻状态，当由于例如由短路或过充电导致的异常大电流而过热时，PTC元件转换成极高电阻状态，以降低回路中的电流，因此，通常使用PTC(正温度系数电阻器)元件来防止电池过流及由此引起的过热状态，对电池起到保护作用。
中国专利文献CN 2845183Y公开了一种《圆柱形锂离子电池安全防爆盖帽》，该防爆盖帽包括一具有环状凹槽的防爆阀和位于防爆阀下方的绝缘环，防爆阀与顶盖之间设置有环状的PTC环件，由一中空绝缘环装载顶盖、PTC环件、防爆阀和绝缘环。
中国专利文献CN 101335335A公开的《一种圆柱锂离子电池盖帽及装配方法》，它包括由密封圈从上往下依次封设的正极外部引出端子、PTC、防爆铝饼、支撑板和导电减震板。
这些现有的防爆盖帽虽然具有过充过流时的PTC元件保护，在电池内部压力高到设定数值时，防爆阀将开启泄压，能对锂电池起到一定的安全保护作用。但是，这种结构的锂离子电池安全防爆盖帽存在以下几个缺陷：(1)顶盖/正极外部引出端子、PTC环件和防爆阀/防爆铝饼为依次层叠的结构，它们与中空绝缘环/密封圈之间的接触面积小，而且不同的零件的制造有误差，电池液可能会从顶盖/正极外部引出端子、PTC环件和防爆阀/防爆铝饼与中空绝缘环/密封圈之间的空隙中泄露，因而电池密封的可靠性不够；(2)由于顶盖/正极外部引出端子、PTC环件和防爆阀/防爆铝饼为依次层叠的结构，相互间的连接比较松散，防爆盖帽的整体刚性弱，在电池的机械压装过程中，容易对防爆盖帽造成变形破坏，致使防爆盖帽的保护功能失效。
实用新型内容
本实用新型的目的是解决上述现有锂电池安全阀存在的技术问题，提供一种确保能解决电池泄露质量问题的、刚性高、组装方便的锂电池安全阀。
实现本实用新型目的的技术方案是一种锂电池安全阀，包括密封圈及其内部从上往下依次设置的顶盖、PTC环、防爆膜片和孔板；所述防爆膜片的水平包扣端包扣到顶盖的周边的上方；所述顶盖的周边与PTC环的外边缘对齐；所述锂电池安全阀还包括绝缘层，绝缘层设置于防爆膜片的直立包扣端与水平包扣端的内侧、顶盖的周边的边缘外侧和PTC环的边缘外侧，并且绝缘层包扣在顶盖的周边的上方。
所述孔板与防爆膜片超声波焊接相连。
所述孔板与防爆膜片由导电胶粘接。
所述孔板与防爆膜片冲压连接。
所述孔板与防爆膜片由激光焊接相连接。
所述孔板与防爆膜片由电阻焊接相连接。
所述密封圈内侧设有绝缘垫，密封圈与绝缘垫分离设置。
所述孔板与绝缘垫之间通过至少一个连接点相连接。
所述密封圈内侧设有绝缘垫，密封圈与绝缘垫通过至少两个连接筋连接。
所述绝缘层可以为放置在防爆膜片的直立包扣端与水平包扣端的内侧、顶盖的周边的边缘外侧和PTC环的边缘外侧之间的塑料件，或者粘贴在前述位置的绝缘材料，或者喷涂在前述位置的绝缘材料。
采用了上述技术方案的本实用新型具有以下的有益效果：(1)由于顶盖、PTC环和防爆膜片均为冲压制成，外径尺寸存在误差，而密封圈在电池封装过程中会压缩20％左右，因此，前述三件中外径较小的一件则会与密封圈的贴合力不够，而且铝制的防爆膜片比钢制的顶盖软，更加容易在密封圈的封装过程中因挤压与密封圈之间产生空隙，引起电池液从空隙中泄露。本实用新型的锂电池安全阀通过防爆膜片的水平包扣端包扣到顶盖周边上方，对顶盖、PTC环形成包边，使防爆膜片的直立包扣端的外侧面与密封圈内侧面之间形成面密封，电池液将无法从顶盖、PTC环、防爆膜片与密封圈的空隙中泄露，大幅度提高了电池密封的可靠性，解决了电池泄露质量问题。(2)本实用新型的锂电池安全阀通过防爆膜片的水平包扣端包扣到顶盖周边上方，从而与顶盖、PTC环形成一个整体，使安全阀的整体刚性大大增强，有利于减少电池压装过程对安全阀的破坏，保持安全阀的保护功能。(3)由于防爆膜片的水平包扣端包扣到顶盖周边上方，顶盖与防爆膜片之间可能被导通，使中间的PTC环形成短路，失去了过充过流的保护功能。本实用新型的锂电池安全阀在顶盖周边边缘外侧、PTC环边缘外侧与防爆膜片的直立包扣端和水平包扣端内侧之间设置有绝缘层，可以防止防爆膜片对PTC环造成短路而使PTC环失效，确保了PTC环的保护功能不受影响。(4)本实用新型的锂电池安全阀的顶盖的周边与PTC外边缘对齐，再在顶盖的周边、PTC环与防爆膜片周边的包边之间设置绝缘层，绝缘层包扣在防爆膜片的周边的上方，可以防止在电池的机械封装过程中，防爆膜片下底面受力过大而被PTC环的边缘割出裂缝甚至断裂影响安全阀的质量，极大地降低了次/废品率，同时，增大了PTC环的压合面积，降低了因PTC环外径小而在电池的封装过程中无法压合导致PTC环失效的几率，而且这种结构中绝缘层的加工工艺节省材料、简单方便。(5)本实用新型的锂电池安全阀的密封圈与绝缘垫有两种结构，一种是分离设置，避免了一体设置的密封圈和绝缘垫在组装过程中，密封圈因受电池机械封装过程中的挤压而使孔板与防爆膜片的焊点脱离导致锂电池报废的现象发生，提高了锂电池安全阀组装的成品合格率。(6)在密封圈与绝缘垫分离设置的结构中，孔板与绝缘垫之间通过至少一个连接点连接，最佳为三个连接点以保证连接的稳定和牢固度，连接点将孔板从下底面反向包扣住，这样塑料材质的绝缘垫与金属材质的孔板形成一个牢固的整体，既能保证孔板与绝缘垫之间达到整体刚性的要求，又能确保孔板的可焊接面积足够大。(7)本实用新型的锂电池安全阀的密封圈与绝缘垫的另一种结构是密封圈与绝缘垫通过至少两个连接筋连接，最佳为三个连接筋以保证连接的稳定和牢固度，这样的结构密封圈与绝缘垫没有完全连接在一起，因此也可以避免密封圈因受电池机械封装过程中的挤压而使孔板与防爆膜片的焊点脱离导致锂电池报废的现象发生，同时结构也比较简单，加工方便。(8)本实用新型的锂电池安全阀的绝缘层可根据加工需要选择合适的形式，加工工艺简单，组装方便。
附图说明
为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明，其中：
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为图1的A-A剖视图。
图3为图1的仰视图，显示的是实施例1中密封圈和绝缘垫的结构示意图。
图4为实施例2中密封圈和绝缘垫的结构示意图。
附图中标号如下：
密封圈1，绝缘垫1-1；顶盖2，顶盖周边2-1；PTC环3；防爆膜片4；直立包扣端4-1；水平包扣端4-2；孔板5，气孔5-1；绝缘层6；连接点7；连接筋8。
具体实施方式
(实施例1)
见图1至图3，本实施例的锂电池安全阀，包括密封圈1、顶盖2、PTC环3、防爆膜片4、孔板5、绝缘层6和连接点7。
顶盖2、PTC环3、防爆膜片4和孔板5从上往下依次设置在密封圈内部。孔板5与防爆膜片4由超声波焊接相连，或者由导电胶粘接，或者冲压连接，也可以由激光焊接或者电阻焊接。防爆膜片4的水平包扣端4-2包扣到顶盖2的周边2-1的上方，由直立包扣端4-1和水平包扣端4-2对顶盖2的周边2-1及PTC环3边缘外侧形成包边。顶盖2的周边2-1外侧与PTC环3外边缘对齐，此处对齐的目的一方面是为了增加PTC环3的压合面积，使其在电池封装中不会因压合不到而导致PTC环3失效，另一方面可以避免防爆膜片4下底面受力过大而被PTC环3的边缘割出裂缝甚至断裂影响安全阀的质量，从而降低次/废品率，但外边缘对齐并不解释为二者尺寸的完全相同，因零件的制作产生的微小差异仍包含在本实施例的结构中。绝缘层6设置于防爆膜片4的直立包扣端4-1与水平包扣端4-2的内侧、顶盖2的周边2-1的边缘外侧与PTC环3的边缘外侧，并且绝缘层6包扣在顶盖2的周边2-1的上方。绝缘层6可以为放置在防爆膜片4的直立包扣端4-1与水平包扣端4-2的内侧、顶盖2的周边2-1的边缘外侧与PTC环3的边缘外侧之间的塑料件，或者粘贴在前述位置的绝缘材料，或者喷涂在前述位置的绝缘材料。这样，防爆膜片4的直立包扣端4-1与水平包扣端4-2形成对顶盖1和PTC环3的包边，直立包扣端4-1的外侧面与密封圈1内侧面之间形成面密封，在电池的压装过程中，密封圈1与顶盖2、PTC环3不直接接触，始终为密封圈1与防爆膜片4的直立包扣端4-1的外侧面的整体挤压，因此能获得很好的密封性，电池液将无法从顶盖1、PTC环3、防爆膜片4与密封圈1的空隙中泄露。
密封圈1内侧设有绝缘环1-1，密封圈1与绝缘垫1-1分离设置。孔板5与绝缘垫1-1之间由三个连接点7连接，孔板5、绝缘垫1-1和连接点7为一个整体的注塑嵌件，连接点7将孔板5从下底面反向包扣。孔板5上设置有多个气孔5-1。
(实施例2)
见图4，本实施例其余部分与实施例1相同，不同之处在于：密封圈1与绝缘垫1-1通过三个连接筋8连接。
应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。由本实用新型的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型的保护范围之中。
Claims (10)
1.一种锂电池安全阀，包括密封圈(1)及其内部从上往下依次设置的顶盖(2)、PTC环(3)、防爆膜片(4)和孔板(5)；其特征在于：所述防爆膜片(4)的水平包扣端(4-2)包扣到顶盖(2)的周边(2-1)的上方；所述顶盖(2)的周边(2-1)与PTC环(3)的外边缘对齐；所述锂电池安全阀还包括绝缘层(6)，绝缘层(6)设置于防爆膜片(4)的直立包扣端(4-1)与水平包扣端(4-2)的内侧、顶盖(2)的周边(2-1)的边缘外侧和PTC环(3)的边缘外侧，并且绝缘层(6)包扣在顶盖(2)的周边(2-1)的上方。
2.根据权利要求1所述的一种锂电池安全阀，其特征在于：所述孔板(5)与防爆膜片(4)超声波焊接相连。
3.根据权利要求1所述的一种锂电池安全阀，其特征在于：所述孔板(5)与防爆膜片(4)由导电胶粘接。
4.根据权利要求1所述的一种锂电池安全阀，其特征在于：所述孔板(5)与防爆膜片(4)冲压连接。
5.根据权利要求1所述的一种锂电池安全阀，其特征在于：所述孔板(5)与防爆膜片(4)由激光焊接相连接。
6.根据权利要求1所述的一种锂电池安全阀，其特征在于：所述孔板(5)与防爆膜片(4)由电阻焊接相连接。
7.根据权利要求1所述的一种锂电池安全阀，其特征在于：所述密封圈(1)内侧设有绝缘垫(1-1)，密封圈(1)与绝缘垫(1-1)分离设置。
8.根据权利要求7所述的一种锂电池安全阀，其特征在于：所述孔板(5)与绝缘垫(1-1)之间通过至少一个连接点(7)相连接。
9.根据权利要求1所述的一种锂电池安全阀，其特征在于：所述密封圈(1)内侧设有绝缘垫(1-1)，密封圈(1)与绝缘垫(1-1)通过至少两个连接筋(8)连接。
10.根据权利要求1至9之一所述的一种锂电池安全阀，其特征在于：所述绝缘层(6)可以为放置在防爆膜片(4)的直立包扣端(4-1)与水平包扣端(4-2)的内侧、顶盖(2)的周边(2-1)的边缘外侧和PTC环(3)的边缘外侧之间的塑料件，或者粘贴在前述位置的绝缘材料，或者喷涂在前述位置的绝缘材料。
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| ASS | Succession or assignment of patent right |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20110729 Address after: 213011, Jiangsu, Changzhou Province, Wujin Town, Jian Jian Lake New Moon Lake Section 3 Patentee after: Changzhou Jianhu Jincheng Vehicle Equipment Co., Ltd. Address before: 213011, Jiangsu, Changzhou Province, Wujin Town, Jian Jian Lake New Moon Lake Section 3 Patentee before: Changzhou KTK Energy Technology Co., Ltd. |
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| AV01 | Patent right actively abandoned |
Granted publication date: 20100519 Effective date of abandoning: 20090618 |
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