CN201789004U - 电池用封口板及具有该封口板的电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型的目的在于提供一种电池用封口板及具有该电池用封口板的电池。一种电池用封口板(9)，经由衬垫(10)对电池壳体(1)的开口部分进行密封，其中，该封口板(9)具有：具备阀孔(4)的底板(5)、具备排气孔(6)的端子盖(7)、以及介于该底板(5)和端子盖(7)之间的阀体(8)，所述底板(5)上，朝向与阀体(8)相反的方向突起形成有突起筒部(5a)，所述突起筒部(5a)的底部用于与电池的引线连接，所述阀孔(4)形成在该突起筒部(5a)的侧壁。

Description

电池用封口板及具有该封口板的电池

技术领域

本实用新型涉及一种电池用封口板及具有该封口板的电池。

背景技术

众所周知，电池一般分为物理电池和化学电池，化学电池是指通过正负极之间的化学反应将化学能转化为电能的装置。根据是否能重复使用分为一次电池和二次电池。一次电池是指无法进行充电、仅能放电的电池，如锌锰、碱性干电池，锂扣电池，锂亚电池等。二次电池是指可反复进行充放电再循环的电池，如铅酸、镍镉、镍氢、锂离子、锂聚合物、燃料、锌、铝、镁空气电池等。

随着电子产品的发展，特别是近年来移动电话、掌上电子产品的普及，二次电池(例如镍镉、镍氢、锂离子电池等)因其能进行重复充放电，使用方便、容量高，小巧便于携带等优点而得到迅猛发展。同时，对这些电池也提出了更高的要求，如高容量，高功率，高安全性等等。

作为提高电池容量的对策，一般采取增加极板的宽度来增加活性物质从而提高电池的容量，在不改变电池外部尺寸的情况下，电池内部残存空间必然相应减少。这样的电池在充放电时，由于电极和电解液反应而使电解液分解产生气体，在某些特殊条件下，如外部短路时，会使电池温度急剧升高，内部压力急剧上升。如果电池内部残存空间不充分大，压力得不到及时释放，电池会发生爆炸等安全性问题。因此，有必要在电池达到破裂之前使电池内的气体迅速向电池外放出。

针对该问题，常在电池中设置排气阀，当电池内部达到一定压力时，通过打开排气阀，内部压力使气体从电池内部向外界排出，达到保持电池内压力维持在安全压力以下的目的。(参照专利文献1)

如图4所示，目前使用较为广泛的二次电池(以镍氢电池为例)一般如下：包括金属壳体、封口板(底板、端子盖、排气阀)、用于电连接端子与下述极板组的引线、以及密封在该金属壳体和底板形成的密闭腔内的由正极板、隔膜和负极板卷成的极板组及浸润在该极板组里面的电解液。

上述二次电池的装配工序一般如下：引线一端先与正极板焊接为一体，再与负极板、隔膜通过卷绕工序卷绕成极板组，然后通过插壳工序将该极板组插入金属壳内，经过沟入工序，在壳体上形成一圈内凹的圆环以起到固定极板组的作用，之后注入电解液，并将引线另一端与底板焊接，最后通过封口工序形成完整的电池。

但从图4中可以看出，当装配电池或使用过程中，由于电池用引线的材质一般为纯镍或铁表面镀镍并通常形成为长条片状，因其柔性而很容易弯曲，所以装配时容易使引线遮住底板的底部的阀孔，而造成电池排气不畅。并且，在运输或搬运时，由于撞击等也会致使引线活动而遮住阀孔。另外，在电池使用时，电池内部气体涌向阀孔也容易造成引线遮住阀孔。上述情况都会导致电池爆炸等不安全问题的发生。

针对该情况，又有提出在底板中心孔的周边，设置凸点，以防止引线贴合底板而造成底板被引线堵塞的技术等。(参照专利文献2)

然而，上述技术也并不能从根本上消除引线贴合底板的可能性，例如当气压过快过高致使引线贴合住阀孔的情况等。并且，由于引线较长，其占据了电池参与空间的同时，还容易与电池的金属壳体侧壁接触而使电池内部短路。

专利文献1：中国专利号ZL 01109154.1

专利文献2：中国专利号ZL200920003345.7

实用新型内容

本实用新型是针对上述情况作出的，其目的在于提供一种电池用封口板及具有该封口板的电池，能够保证底板上的阀孔始终保持畅通，从而提高电池的安全性。

本实用新型的电池用封口板(9)，经由衬垫(10)对电池壳体(1)的开口部分进行密封，其中，该封口板(9)具有：具备阀孔(4)的底板(5)、具备排气孔(6)的端子盖(7)、以及介于该底板(5)和端子盖(7)之间的阀体(8)，

上述底板(5)上，朝向与阀体(8)相反的方向地突起形成有突起筒部(5a)，上述突起筒部(5a)的底部用于与电池引线连接，上述阀孔(4)形成在该突起筒部(5a)的侧壁。

根据上述实用新型，阀孔形成在突起筒部5a的侧壁上，与引线11的点焊端部不处于同一水平面，并且相对于引线的伸长方向垂直地开口，因此，能够防止引线由于较大的压力冲击而堵塞阀孔。同时，由于引线的点焊端部位于突起筒部5a的底部，所以相比于现有技术引线的长度变短，减少了与电池壳体侧壁接触的可能性。

进而，上述电池用封口板(9)中，上述阀孔4的开口面积相对于上述突起筒部(5a)的侧壁周面积的开孔率为40％～80％。

根据上述实用新型，通过使开孔率为40％～80％，能够确保电池内部气体顺畅地通过阀孔排出到外部。

进而，上述电池用封口板(9)中，上述突起筒部(5a)形成在上述底板(5)的中心部。

根据上述实用新型，通过使上述突起筒部形成在底板的中心部，能够进一步减少引线与电池壳体侧壁接触的可能性。

进而，上述电池用封口板(9)中，上述突起筒部(5a)为有底圆筒形，并且该突起筒部(5a)与上述底板(5)一体成形且壁厚大于等于上述底板(5)。

根据上述实用新型，突起筒部与底板一体成型，能够减少连接部分处对电池带来的不稳定性，且在制造上容易实现。另外，在突起筒部的开口率较大的情况下，使其壁厚较厚，有利于增加突起筒部本身的强度。

进而，上述电池用封口板(9)中，上述阀孔(4)形成为三个以上，分别等间距地排列于突起筒部(5a)的圆周上。

根据上述实用新型，阀孔均匀地分布在突起筒部的侧壁上，

另外，本实用新型还提供一种电池，具有：带有开口部分的电池壳体；插入到上述壳体内的包含正极板和负极板的极板组；引线，用于使极板组与电极端子电连接，该引线的一端与上述极板组连接，另一端与上述突起筒部的底部连接；以及对上述壳体进行密封的上述电池用封口板。

附图说明

图1为本实用新型的实施例1的电池的纵向剖面图。

图2为图1中的A部放大图。

图3为底板的俯视图。

图4为现有技术图。

符号说明

1   电池壳体

2   沟入部

3   极板组

4   阀孔

5   底板

5a  突起筒部

6   排气孔

7   端子盖

8   阀体

9   封口板

10  衬垫

11  引线

具体实施方式

下面利用附图对本实用新型的具体实施方式进行说明。

图1为本实用新型实施方式的电池的纵向剖视图。图1中，电池壳体1是一端开口的金属筒，其开口部分经由衬垫10而通过金属制的封口板9来密封，上述衬垫10能够与该电池壳体1的上部电绝缘且保持气密，此外，借助沟入工艺等对电池壳体1的开口部、衬垫10以及封口板9进行加工而固定封口板9，同时对后述极板组也进行固定。上述电池壳体1内装有极板组3和电解液，该极板组3是正极板和负极板夹持隔膜地相对并以该夹持状态卷绕为旋涡状的部件。本实施方式中的电池壳体1为圆筒状，但也可以形成为方形等其他形状。

下面对封口板9进行说明。

封口板9中，底板5与帽状的金属端子盖7电气、机械地连接，在端子盖7的周边缘形成有多个与外部连通的排气孔6。该底板5与端子盖7之间形成阀室12，并且在该阀室12内内置有压缩状态的弹性阀体8。

上述底板5在中心部并不是如图4所示那样直接开有单独的一个阀孔，而是在中心部向与阀体相反的一侧、即电池内部侧突起有突起筒部5a。具体来说，从底板5的中心沿半径方向向外以一定尺寸画圆，从该圆周向电池内部侧突起形成该突起筒部5a，该突起圆筒部5a形成为有底圆筒形。优选使突起筒部与底板一体成形，能够减少连接部分处对电池带来的不稳定性，且在制造上容易实现。在突起筒部5a的侧壁开设有四个阀孔4，分别位于将突起筒部5a的侧壁在圆周方向四等分的位置上。此外，还优选突起筒部的壁厚大于等于该底板5，当阀孔开孔率较大时，使突起筒部的壁厚较厚能够增强突起筒部的强度，防止受到气流冲击而变形等。

另外，所述四个阀孔4的总开口面积相对于突起筒部5a侧壁表面积的开孔率为40％～80％，当然可以采用其他方式开孔，例如开设2个孔或者开设通槽、多个小孔等，但优选为开设3个以上的孔，满足上述开孔率即可。另外，在突起筒部的开口率较大的情况下，优选使其壁厚较厚，有利于增加突起筒部本身的强度。

上述弹性阀体8一般是利用金属弹簧或者橡胶的弹性的金属弹簧制阀或橡胶阀，在常态下与上述突起筒部5a的根部紧密贴合(如图2所示)，从而对上述底板5的阀孔4进行密封。当电池内压上升到规定压力以上时，阀体8产生形变，不再与上述根部紧密贴合，阀孔4开放，电池内的气体从阀孔4经由端子盖7上的排气孔向外部放出，从而降低电池内压。继而，在电池内压下降到规定压力之下时，阀体8恢复到常态时的形状，再次与上述根部紧密贴合，阀孔4关闭。

引线11的一端与极板组连接，另一端点焊于底板5的突起筒部5a的底部外侧上，当引线11的一端与负极板连接时，其另一端所连接的就是负极端子板，而当引线11的一端与正极板连接时，其另一端所连接的就是正极端子板，以这种方式实现极板组与端子的电连接。

相对于引线11的点焊位置，阀孔4位于与该位置所处的面垂直的面上，因此，当电池的内压突变而引线弯曲变形等时，引线不会因为受气压等影响而移动并堵住阀孔。另外，由于突起筒部5a向电池内部突出地形成，突起筒部5a的底部与极板组端部之间的距离短，因此引线11点焊于突起筒部5a的底部时，引线点焊的一端与引线被引出于极板组的端部之间的引线长度比图4中的相应长度短，例如，图4中的该引线长度为13～14mm，而本实用新型的图1中的该引线长度为10～11mm。通过以较短的引线来实现上述极板组与端子板电连接，还能够减少引线在电池残存空间内随意贴合到电池壳体或封住阀孔等可能性。

此外，为了保证阀孔畅通，图4中的引线必须点焊在阀孔以外的位置，也就是说偏离底板中心部的位置，因此，引线的弯折处接近于电池壳体的侧壁，在受到震动、冲击等时，引线因其自身柔性而很容易与电池壳体1的侧壁接触，造成电池内部短路。

相对于此，本实施方式中的引线点焊于底板5的中心部的位置，引线的弯折处远离电池壳体1的侧壁，而且，长度比图4中的引线短，因此几乎可以避免引线与电池壳体1侧壁接触而使电池内部短路的危险。

另外，由于需要有足够的空间来容纳突起筒部5a，因此，在保证电池外部尺寸不变的情况下，可以减薄阀体8的厚度尺寸。同时，减薄了阀体8的厚度尺寸时，电池内部的残存空间更进一步增大了，这对提高电池容量也起到了一定的作用。

下面利用图3对突起筒部5a上的阀孔4的设置方式进行说明。

图3为本实施方式的突起筒部5a的俯视图。图3(a)为图1中的突起筒部5a的俯视图，图3(b)为突起筒部5a的变形例。

图3(a)中，阀孔4共计4个，分别在突起筒部5a的侧壁上的四等分位置上贯通地形成。也可以如图3(b)所示，在突起筒部5a的侧壁上的三等分位置上贯通地形成共计3个阀孔4。

上述各个实施例的开孔率满足40％～80％即可，优选形成为3个以上，并分别等间距排列于阀孔的圆周上，从而保证电池内的气体能顺畅且及时排除到外部。

下面，对电池的安装方法进行说明。

本实用新型所述的引线11的一端先与正极板焊接，焊接了引线11的正极板与负极板夹着隔膜通过卷绕工序卷绕成极板组3，再通过插壳工序将该极板组3插入电池壳体1内，经过沟入工序，在壳体1上形成一圈内凹的圆环以起到固定该极板组3的作用，然后向电池壳体1内注入电解液。接着，将上述电池半成品固定在一个专用夹具中，将引线11的另一端与底板5的突起筒部5a的底部外侧、即电池内部侧点焊连接。

另一方面，将事先由端子盖7、阀体8、和底板5组装到一起而成的封口板9，经由作为气密部件的衬垫10并通过敛缝加工而密封在电池壳体1的开口部，由此实现整个封口板9向电池壳体1的组装。经上述那样组装后的引线11，在电池内部残存空间内弯折成大致S形，其长度相比于图4中引线的相应长度短，减少了堵塞阀口4的可能性，并且不会与电池壳体1的侧壁接触，确保了底板上的阀孔始终通畅，并提高电池安全性。

本实用新型不限于本说明书中提到的具体实施方式，只要不脱离本实用新型的主旨，可以进行各种变形。

Claims (7)

1.一种电池用封口板(9)，经由衬垫(10)对电池壳体(1)的开口部分进行密封，其中，该封口板(9)具有：具备阀孔(4)的底板(5)、具备排气孔(6)的端子盖(7)、以及介于该底板(5)和端子盖(7)之间的阀体(8)，其特征在于，

所述底板(5)上，朝向与所述阀体(8)相反的方向突起形成有突起筒部(5a)，所述突起筒部(5a)的底部用于与电极引线连接，所述阀孔(4)形成在该突起筒部(5a)的侧壁。

2.如权利要求1所述的电池用封口板(9)，其特征在于，所述阀孔(4)的开口面积相对于所述突起筒部(5a)的侧壁周面积的开孔率为40％～80％。

3.如权利要求1所述的电池用封口板(9)，其特征在于，所述突起筒部(5a)与所述底板(5)一体成形，并且该突起筒部(5a)形成为有底圆筒形。

4.如权利要求1所述的电池用封口板(9)，其特征在于，所述突起筒部(5a)的壁厚大于等于所述底板(5)。

5.如权利要求1所述的电池用封口板(9)，其特征在于，所述突起筒部(5a)形成在所述底板(5)的中心部。

6.如权利要求1至5中任一项所述的电池用封口板(9)，其特征在于，所述阀孔(4)形成有3个以上，分别等间距地排列于所述突起筒部(5a)的圆周上。

7.一种电池，其特征在于，具有：带有开口部分的电池壳体(1)；插入到所述壳体(1)内的包含正极板和负极板的极板组(3)；引线(11)，用于使极板组(3)与电极端子电连接；以及对所述壳体(1)进行密封并充当上述电极端子的权利要求1至6中任一项所述的电池用封口板(9)。

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