CN201966290U - 圆柱型锂离子电池 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及锂离子电池技术领域，特指圆柱型锂离子电池，包括电池壳体、收容于电池壳体内的极片组、填充于电池壳体内的电解液、以及密封组接于电池壳体上的盖帽，盖帽包括有顶盖，顶盖的周缘向外弯折形成折弯台阶，顶盖的底部盖设有防爆片，防爆片的周缘与折弯台阶的底部密封连接，相对于现有技术，本实用新型圆柱型锂离子电池中，封口中只有顶盖、胶圈和壳体参与密封连接，且顶盖的周缘上、下两面设有密封台阶槽，因此避免了封口中防爆片受力变形，防止防爆片泄压值变大甚至爆不开，减少燃烧和爆炸等安全问题的发生，改善圆柱型锂离子电池的稳定性、密封性、安全性能及容量空间的提升。

Description

圆柱型锂离子电池
技术领域：
本实用新型涉及锂离子电池技术领域，特指圆柱型锂离子电池。
背景技术：
随着现代社会的发展，摄像机、笔记本电脑、便携式DVD和数码相机等移动设备有了越来越广泛的应用。圆柱型锂离子电池作为一种绿色环保电池，具有高能量密度、高工作电压和长使用寿命等优点，因此在各种移动设备中的应用越来越广泛。
见图1、2所示，现有的圆柱型锂离子电池一般包括电池壳体11、具有卷绕结构的极片组12，极片组由正极片、负极片和间隔于正极片和负极片之间的隔离膜卷绕而成，具有卷绕结构的极片组12装入电池壳体中并充入电解液，然后通过电池盖帽13密封。
通常，盖帽13依靠滚槽形成的支撑平台，通过电池壳体11卷边实现连为一体及密封。因滚槽形成的支撑平台较短且不水平，在卷边封口过程中，由于壳口边缘下压会造成盖帽13下移走位，盖帽13中的防爆片14组件变形，因防爆片14组件变形引起的常见问题如下：1.造成断电及泄压值波动及变大，产品流入市场易出安全隐患；2.胶圈15压缩量波动，造成密封性变差；3.组件间隙变化，造成电阻波动。严重影响了圆柱型锂离子电池的安全性能。
有鉴于此，确有必要提供一种具有良好安全性能的圆柱型锂离子电池。
实用新型内容
本实用新型的目的就是针对现有技术存在的不足而提供一种具有良好安全性能的圆柱型锂离子电池。
为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：
圆柱型锂离子电池，其包括电池壳体、收容于电池壳体内的极片组、填充于电池壳体内的电解液、以及密封组接于电池壳体上的盖帽，盖帽包括有顶盖，顶盖的周缘向外弯折形成折弯台阶，顶盖的底部盖设有防爆片，防爆片的周缘与折弯台阶的底部密封连接。
作为本实用新型圆柱型锂离子电池的一种改进，所述防爆片与折弯台阶之间通过激光焊接密封，连接结构牢固，密封性好。
作为本实用新型圆柱型锂离子电池的一种改进，所述折弯台阶底平面的中部向上凹陷形成有环形台阶槽，防爆片的周缘设置在台阶槽中，避免了封口中防爆片受力变形，防止防爆片泄压值变大甚至爆不开，减少燃烧和爆炸等安全问题的发生。
作为本实用新型圆柱型锂离子电池的一种改进，所述防爆片的直径小于台阶槽的外径，优选为防爆片的直径小于台阶槽的外径0.05～0.5mm，所述台阶槽的深度小于或等于防爆片的厚度。顶盖与防爆片的焊接接头形成对接方式，此方式利于实现更小的焊接能量输入，获得更大的熔深即更大的焊接强度，而且可以减小组件的热变形。
作为本实用新型圆柱型锂离子电池的一种改进，所述顶盖的周缘与电池壳体之间通过胶圈密封固定连接，结构牢固，气密性好。
作为本实用新型圆柱型锂离子电池的进一步改进，所述胶圈包覆顶盖的周缘，电池壳体由胶圈外表面向内压合将胶圈与顶盖压实密封，封口部分只有顶盖、胶圈和壳体参与，顶盖的受力点靠外，能落入壳体滚槽成型的水平支撑段，在壳体折边封口实施中能保证不变形、不移动，避免了防爆片受力变形。
作为本实用新型圆柱型锂离子电池的一种改进，所述折弯台阶的周缘凹陷形成有上凸下凹或上凹下凸的密封槽，在封口过程中该密封槽处为固定的最大的受力点，且结合面不在同一水平面上，改善结合面的密封性。
作为本实用新型圆柱型锂离子电池的一种改进，所述盖帽中设有位于极片组上方的孔板，孔板上开设有至少一个气孔，孔板以焊接方式电性连接在防爆片的底部，当电池内部的气体压力值超过预定压力值时，气体可以通过气孔作用于防爆片上并将防爆片撕裂，以及时排出电池内的气体，防止电池起火或爆炸。
本实用新型有益效果在于：其包括电池壳体、收容于电池壳体内的极片组、填充于电池壳体内的电解液、以及密封组接于电池壳体上的顶盖，顶盖的周缘向外弯折形成折弯台阶，顶盖的底部盖设有防爆片，防爆片的周缘与折弯台阶的底部密封连接，相对于现有技术，本实用新型圆柱型锂离子电池中，封口中只有顶盖、胶圈和壳体参与密封连接，且顶盖的周缘上、下两面设有密封台阶槽，因此避免了封口中防爆片受力变形，防止防爆片泄压值变大甚至爆不开，减少燃烧和爆炸等安全问题的发生，改善圆柱型锂离子电池的稳定性、密封性、安全性能及容量空间的提升。
附图说明：
图1所示为现有技术圆柱型锂离子电池的盖帽的剖视示意图。
图2为装设有图1所示的盖帽的圆柱型锂离子电池的剖视示意图。
图3为本实用新型圆柱型锂离子电池的盖帽的剖视示意图。
图4为装设有图3所示的盖帽的本实用新型圆柱型锂离子电池的剖视示意图。
具体实施方式：
下面结合附图对本实用新型作进一步的说明：
请参阅图3和图4所示，本实用新型圆柱型锂离子电池包括：电池壳体21、收容于电池壳体21内的极片组22、填充于电池壳体21内的电解液(未标注)、以及密封电池壳体21的电池盖帽20，盖帽20包括有顶盖23、防爆片24、胶圈25、孔板26。顶盖23的周缘向外弯折形成折弯台阶231，顶盖23的底部盖设有防爆片24，其中，防爆片24的周缘通过激光焊接密封连接在折弯台阶231的底部。
请特别参照图4所示，电池盖帽20中设有位于极片组22上方的孔板26，孔板26上开设有至少一个气孔261，孔板26以焊接方式电性连接在防爆片24的底部。当电池内部的气体压力值超过预定压力值时，气体可以通过气孔261作用于防爆片24上并将防爆片24撕裂，以及时排出电池内的气体，防止电池起火或爆炸。
极片组22是由正极片、负极片和间隔于正极片和负极片之间的隔离膜卷绕而成，极片组22的卷绕过程通过卷针(未图示)实现，极片组22的具体制备过程如下：
正极片的制备：以LiCoO2作为正极活性物质，以碳黑作为导电剂，以聚偏二氟作乙烯作为粘结剂，以N，N-二甲基吡咯烷酮(NMP)作为溶剂，将上述原料搅拌混合均匀形成正极浆料；将正极浆料涂布在正极集流体铝箔的两面，干燥后，经轧制、切割形成预定尺寸的正极片。
负极片的制备：以石墨作为负极活性物质，以聚偏二氟作乙烯作为粘结剂，以NMP作为溶剂，将上述原料搅拌混合均匀，形成负极浆料；将负极浆料涂布在负极集流体铜箔的两而，干燥后，经轧制、切割形成预定尺寸的负极片。
极片组22的制备：将根据前述工艺制备的正极片、负极片和聚乙烯隔离膜通过卷针卷绕成极片组22。
圆柱型锂离子电池的制备：将按照前述工艺制备的极片组22置于电池壳体21中，注入电解液，并通过电池盖帽20密封，制得本实用新型圆柱型锂离子电池。
以下结合图3和图4所示，详细说明本实用新型圆柱型锂离子电池的盖帽20。
通过在顶盖23上折弯形成折弯台阶231，将防爆片24设置于折弯台阶231处并经过激光焊接密封。封口中只有顶盖23、胶圈25和壳体21参与密封连接，且顶盖23的周缘上、下两面设有密封台阶槽232，因此避免了封口中防爆片24受力变形，防止防爆片24泄压值变大甚至爆不开，减少燃烧和爆炸等安全问题的发生，改善圆柱型锂离子电池的稳定性、密封性、安全性能。
顶盖23可以由具有良好硬度、焊接性、耐电解液腐蚀性及加工性能的钢或复合材料制成。例如，根据本实用新型的一个实施方式，顶盖23可以由厚度约0.2至0.8mm的金属板材(如不锈钢板材)制成。
顶盖23的折弯台阶231底平面的中部向上凹陷形成有环形台阶槽232，防爆片24的周缘设置在台阶槽232中，台阶槽232的深度小于或等于防爆片24的厚度，台阶槽232的直径大于或等于防爆片24的外径，目的是将顶盖23与防爆片24的焊接接头设计成对接方式，此方式利于实现更小的焊接能量输入，获得更大的熔深即更大的焊接强度，而且可以减小组件的热变形。例如，根据本实用新型的一个实施方式，台阶槽232的深度约等于防爆片24的厚度，台阶槽232的直径大于防爆片24外径约0.05～0.5mm。
顶盖23的折弯台阶231的周缘处冲压成型有上凸下凹或上凹下凸的密封槽233。在封口过程中该密封槽233处为固定的最大的受力点，且结合面不在同一水平面上，改善结合面的密封性。
顶盖23的周缘与电池壳体21之间通过胶圈25密封固定连接，其中，胶圈25包覆顶盖23的周缘，电池壳体21由胶圈25外表面向内压合将胶圈25与顶盖23压实密封。封口部分只有顶盖23、胶圈25和壳体21参与，顶盖23又为硬金属材料，且顶盖23外圈除胶圈25外无其它组件包覆，顶盖23的受力点靠外，能落入壳体21滚槽成型的水平支撑段，在壳体21折边封口实施中能保证不变形、不移动，避免了防爆片24受力变形。
本实用新型的结构通过气体打压测试，耐压密封性大于3.0Mpa不漏气。通过1米高水泥地9次跌落后倒放24H静置测试，不漏液。因取消了防爆片24上下两面包覆顶盖23的结构，本实用新型的顶盖23厚度降低了30％。
根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本实用新型的一些修改和变更也应当落入本实用新型的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了力便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1.圆柱型锂离子电池，其包括电池壳体、收容于电池壳体内的极片组、填充于电池壳体内的电解液、以及密封组接于电池壳体上的盖帽，盖帽包括有顶盖，其特征在于：所述顶盖的周缘向外弯折形成折弯台阶，顶盖的底部盖设有防爆片，防爆片的周缘与折弯台阶的底部密封连接。
2.根据权利要求1所述的圆柱型锂离子电池，其特征在于：所述防爆片与折弯台阶之间通过激光焊接密封。
3.根据权利要求1所述的圆柱型锂离子电池，其特征在于：所述折弯台阶底平面的中部向上凹陷形成有环形台阶槽，防爆片的周缘设置在台阶槽中。
4.根据权利要求3所述的圆柱型锂离子电池，其特征在于：所述防爆片的直径小于台阶槽的外径。
5.根据权利要求4所述的圆柱型锂离子电池，其特征在于：所述防爆片的直径小于台阶槽的外径0.05～0.5mm。
6.根据权利要求3所述的圆柱型锂离子电池，其特征在于：所述台阶槽的深度小于或等于防爆片的厚度。
7.根据权利要求1所述的圆柱型锂离子电池，其特征在于：所述顶盖的周缘与电池壳体之间通过胶圈密封固定连接。
8.根据权利要求7所述的圆柱型锂离子电池，其特征在于：所述胶圈包覆顶盖的周缘，电池壳体由胶圈外表面向内压合将胶圈与顶盖压实密封。
9.根据权利要求1所述的圆柱型锂离子电池，其特征在于：所述折弯台阶的周缘凹陷形成有上凸下凹或上凹下凸的密封槽。
10.根据权利要求1所述的圆柱型锂离子电池，其特征在于：所述盖帽中设有位于极片组上方的孔板，孔板上开设有至少一个气孔，孔板以焊接方式电性连接在防爆片的底部。
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