CN202120990U - 一种安全耐蚀的铝外壳 - Google Patents

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Abstract

本实用新型涉及一种安全耐蚀的铝外壳，包括铝电池壳盖及铝电池壳身，通过激光焊焊接形成整体，该壳盖包含：盖板，该盖板上设置有若干圆通孔；设置在盖板外侧的两个极柱，该两个极柱通过铆钉经所述的通孔与盖板铆压固定；及，设置在盖板内侧的一对极耳连接片，该极耳连接片与盖板之间通过PTC铝带连接片或金属片或导线连接。本实用新型将铝壳壳盖上的铝极耳连接片与铝壳盖之间用PTC连接片或金属片或导线连接，避免了现有的铝壳电池存在的腐蚀及气胀的隐患，从而提高了电池壳体的耐蚀性，且由于PTC连接片或金属片或导线起到保险丝作用，使得铝壳在发生外部短路等安全隐患时，铝外壳与正极之间及时断开连接，从而有效地提高了锂离子铝壳电池的安全性能。

Description

一种安全耐蚀的铝外壳
技术领域
本实用新型涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种用于锂离子电池的安全耐蚀的铝外壳。
背景技术
现有技术中锂离子电池外壳主要有三种形式，金属外壳、塑料外壳和铝塑复合膜外壳，塑料外壳虽然能够耐电解液腐蚀，但容易发生变形，阻燃性差，且散热效果较差；而铝塑复合膜外壳对电池制造过程中的密封性要求高，且容易发生腐蚀及胀气，金属钢壳材料成本和生产成本较高，密封性优良，目前广泛用于锂离子动力电池领域，但随着电池组使用轻量化及低成本的需求，铝外壳在质量及价格上的竞争优势突显出来，但由于铝金属是两性金属，它会与酸碱反应，导致铝外壳出现腐蚀等缺陷，这制约了其在锂离子电池上的应用。
因此，亟需开发一种能用于锂离子电池的安全耐蚀的铝外壳。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种能用于锂离子电池的安全耐蚀的铝外壳，该铝外壳密封性好、安全性能优良并改善耐蚀性。
为了达到上述目的，本实用新型提供了一种安全耐蚀的铝外壳，包括铝电池壳盖及铝电池壳身，通过激光焊焊接形成整体，该铝电池壳盖包含：
    盖板，该盖板上设置有若干圆通孔；
设置在盖板外侧的两个极柱，该两个极柱通过铆钉经所述的通孔与盖板铆压固定；及
设置在盖板内侧的一对极耳连接片，该极耳连接片与盖板之间通过PTC铝带连接片或金属片或导线连接。
上述的安全耐蚀的铝外壳，其中，该铝电池壳盖还包含设置在盖板上的防爆阀。
上述的安全耐蚀的铝外壳，其中，所述的防爆阀的开启压力为0.4至0.8MPa，所述的防爆阀包含钢膜、铝膜或铜膜。
上述的安全耐蚀的铝外壳，其中，所述的盖板的四周设置有凸台。
上述的安全耐蚀的铝外壳，其中，在所述的盖板的内外侧均设置有套置在通孔外边缘的密封垫。
上述的安全耐蚀的铝外壳，其中，该密封垫的长度及宽度尺寸均大于极柱。
上述的安全耐蚀的铝外壳，其中，所述的极耳连接片采用单侧引出或两侧引出的方式引出。
上述的安全耐蚀的铝外壳，其中，所述的极柱包括铝或铝合金正极极柱和铜或铜合金负极极柱；所述的铆钉包括铝正极铆钉及铜负极铆钉；所述的极耳连接片包括铝正极极耳连接片和铜、铜镀镍或镍负极极耳连接片。
上述的安全耐蚀的铝外壳，其中，所述的金属片或导线的导电面积为4A/mm2—9A/mm2之间，该金属片的厚度为0.05mm-0.2mm，宽度为1mm-10mm；所述导线的直径为0.5mm至2mm。
上述的安全耐蚀的铝外壳，其中，所述的金属片为铝或铝合金金属片，其厚度为0.1mm，宽度为2mm-6mm。
铝及其合金为两性金属，在大气中铝的外表面覆盖了一层氧化物，这有效的减缓了铝金属的腐蚀速率。但在PH值小于4及大于8的环境中，铝及铝合金容易发生点腐蚀及缝隙腐蚀，造成铝金属的失效。
锂离子电池的铝壳壳盖包括正极极耳连接片及铜、铜镀镍或镍负极极耳连接片，铝的标准电极电位为-1.66V，铜的标准电极电位为0.337V，由于电极电位越负，金属越容易失去电子转化为离子状态进入溶液中，金属越不耐腐蚀，在电解液LiPF6存在条件下，游离态的锂离子可嵌入铝离子结合形成锂铝合金，从而引起铝金属的电化学腐蚀。为了同时满足铝外壳安全性及耐腐蚀性的需求，铝壳电池壳盖上的铝极耳连接片与铝壳盖之间用PTC连接片或金属片或导线连接，这样使铝壳外壳带正电，铝外壳的电极电位提高，铝金属进入稳定的钝化区，避免了铝金属的腐蚀，从而达到阳极保护的作用。当电池发生短路等安全隐患时，电池会发热，从而使得PTC连接片受高温影响直接断开，及时的保证电池外壳处于绝缘状态，有效的保证了电池的安全性，而当温度降低时PTC连接片又再次启动连接。采用一定厚度的金属带或导线替代PTC连接片，也可达到防腐蚀及提高安全性的目的。
在一些实施方式中，所述PTC材质为铝或铝合金，这是为了避免在电解液存在的条件下出现异种金属的接触腐蚀。
在一些实施方式中，所述金属带的厚度为0.05mm-0.2mm，宽度为1mm-10mm，其中优选厚度为0.1mm，宽度为2mm-6mm，所述导线的直径为0.5mm至2mm，在实际应用过程中根据短路电流的大小来决定金属带的厚度、宽度或导线的直径。
在一些实施方式中，所述壳盖和壳身的材质为纯铝、铝镁合金、铝锰合金或铝钛合金等。
    本实用新型将铝壳壳盖上的铝极耳连接片与铝壳盖之间用PTC连接片或金属片或导线连接，避免了现有的铝壳电池存在的腐蚀及气胀的隐患，从而提高了电池壳体的耐蚀性，同时由于PTC连接片或金属片或导线起到保险丝作用，使得铝壳在发生外部短路等安全隐患时，铝外壳与正极之间及时断开连接，从而有效的提高了锂离子铝壳电池的安全性能。本实用新型特别适用于安全性及质量比能量要求高的领域，如贮能电源\汽车用动力电池\电动自行车\摩托车等。
附图说明
图1是本实用新型的一种安全耐蚀的铝外壳外形示意图。
图2是本实用新型的一种安全耐蚀的铝外壳电池壳盖分解示意图。
图3是本实用新型的一种安全耐蚀的铝外壳电池壳盖仰视图。
具体实施方式
以下结合实施例对本实用新型的技术方案做进一步的说明。
如图1所示，为一种锂离子电池的安全耐蚀的铝外壳示意图，该锂离子电池外壳包括壳盖10及壳身20，该壳身20具有用于容纳壳盖10的预定空间，该壳盖10及壳身20采用激光焊焊接形成整体，所述壳盖10和壳身20的材质为纯铝、铝合金（包括铝镁合金、铝锰合金、铝钛合金等）。
图2为铝壳电池壳盖10的分解图，该电池壳盖10包含：
盖板11，该盖板11上设置有若干圆通孔111，在该盖板的内外两侧的通孔外边缘均设置有密封垫112；该盖板11的四周还设置有凸台，这样有利于增强焊接强度，增加铝壳外壳焊接时的熔深，增强安全可靠性；
设置在盖板11的外侧的两个极柱12，该两个极柱12通过铆钉121经所述的通孔111铆压固定，极柱12与盖板11之间通过所述的密封垫112隔开绝缘，该密封垫112的长度及宽度尺寸均大于极柱12，这样有利于极柱12与盖板11绝缘，密封垫112的材质，可以为聚四氟乙烯、过氟烷基化物及乙烯和四氟乙稀的共聚物；
设置在盖板11内侧（即位于锂离子电池外壳内）的一对极耳连接片13，该极耳连接片13可采用单侧引出或两侧引出的方式，其与盖板11之间通过PTC铝带连接片131连接，如图3所示，连接方式为激光焊或点焊； 
设置在盖板11上的防爆阀14，该防爆阀14的开启压力为0.4至0.8MPa，防爆阀14的材质为钢膜、铝膜或铜膜。
其中，所述的极柱12分别为正极极柱和负极极柱，正极极柱由铝或铝合金组成，负极极柱由铜或铜合金组成；所述的铆钉121分别为正极铆钉及负极铆钉，正极铆钉材质为铝金属，负极铆钉材质为铜金属；所述的极耳连接片13分别为正极极耳连接片和负极极耳连接片，正极极耳连接片材质采用铝金属，负极极耳连接片材质采用铜金属、铜镀镍金属或镍金属。
本实用新型的另一些实施例中，所述的极耳连接片13与盖板11之间也可以通过金属片或导线连接，所述金属片或导线的导电面积为4A/mm2—9A/mm2之间；该金属片优选铝或铝合金；该金属片的厚度为0.05mm-0.2mm，宽度为1mm-10mm，更优选的实施例中，金属片的厚度为0.1mm，宽度为2mm-6mm；所述导线的直径为0.5mm至2mm。
本实用新型提供的安全耐蚀的铝外壳，包括壳盖和壳身，壳盖与壳身之间采用激光焊进行焊接，所述壳盖上的铝极耳连接片与铝壳盖之间用PTC连接片或金属片或导线连接，避免了现有的铝壳电池存在的腐蚀及气胀的隐患，从而提高了电池壳体的耐蚀性，同时由于PTC连接片或金属片或导线起到保险丝作用，使得铝壳在发生外部短路等安全隐患时，铝外壳与正极之间及时断开连接，从而有效的提高了锂离子铝壳电池的安全性能。本实用新型特别适用于安全性及质量比能量要求高的领域，如贮能电源\汽车用动力电池\电动自行车\摩托车等。
尽管本实用新型的内容已经通过上述优选实施例作了详细介绍，但应当认识到上述的描述不应被认为是对本实用新型的限制。在本领域技术人员阅读了上述内容后，对于本实用新型的多种修改和替代都将是显而易见的。因此，本实用新型的保护范围应由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种安全耐蚀的铝外壳，包括铝电池壳盖（10）及铝电池壳身（20），通过激光焊焊接形成整体，其特征在于，该铝电池壳盖（10）包含：
   盖板（11），该盖板（11）上设置有若干圆通孔（111）；
   设置在盖板（11）的外侧的两个极柱（12），该两个极柱（12）通过铆钉（121）经所述的通孔（111）与盖板（11）铆压固定；及
   设置在盖板（11）内侧的一对极耳连接片（13），该极耳连接片（13）与盖板（11）之间通过PTC铝带连接片（131）或金属片或导线连接。
2.如权利要求1所述的安全耐蚀的铝外壳，其特征在于，该铝电池壳盖（10）还包含设置在盖板（11）上的防爆阀（14）。
3.如权利要求2所述的安全耐蚀的铝外壳，其特征在于，所述的防爆阀（14）的开启压力为0.4至0.8MPa，所述的防爆阀（14）包含钢膜、铝膜或铜膜。
4.如权利要求1所述的安全耐蚀的铝外壳，其特征在于，所述的盖板（11）的四周设置有凸台。
5.如权利要求1所述的安全耐蚀的铝外壳，其特征在于，在所述的盖板（11）的内外侧均设置有套置在通孔（111）外边缘的密封垫（112）。
6.如权利要求5所述的安全耐蚀的铝外壳，其特征在于，该密封垫（112）的长度及宽度尺寸均大于极柱（12）。
7.如权利要求1所述的安全耐蚀的铝外壳，其特征在于，所述的极耳连接片（13）采用单侧引出或两侧引出的方式引出。
8.如权利要求1所述的安全耐蚀的铝外壳，其特征在于，所述的极柱（12）包括铝或铝合金正极极柱和铜或铜合金负极极柱；所述的铆钉（121）包括铝正极铆钉及铜负极铆钉；所述的极耳连接片（13）包括铝正极极耳连接片和铜、铜镀镍或镍负极极耳连接片。
9.如权利要求1所述的安全耐蚀的铝外壳，其特征在于，所述的金属片或导线的导电面积为4A/mm2—9A/mm2之间，该金属片的厚度为0.05mm-0.2mm，宽度为1mm-10mm；所述导线的直径为0.5mm至2mm。
10.如权利要求1所述的安全耐蚀的铝外壳，其特征在于，所述的金属片为铝或铝合金金属片，其厚度为0.1mm，宽度为2mm-6mm。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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