CN202145480U - 一种锂离子电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种锂离子电池，该锂离子电池包括作为电池正极的电池上盖(2)、作为电池负极的电池壳体(3)和置于电池壳体内的卷绕式电芯，电池上盖(2)上装置一双向安全阀(1)；该双向安全阀(1)能在电池生产过程中用于注液并在注液后自动封闭，使用中当电池内压过高时能泄压防爆并能在电池内压恢复正常时重新恢复密封状态。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池领域，特别是涉及一种装置有双向安全阀的锂离子电池。
背景技术
与铅酸、镍镉、镍氢等其他类型的电池相比，锂离子电池具有比容量大、工作电压高、循环寿命长、体积小、重量轻等优点，不仅在便携式电子设备上得到广泛应用，而且也广泛应用于电动汽车、电动自行车以及电动工具等在中型电动设备方面，尤其是其中的锂离子动力电池目前是各大电池厂家发展的主要方向。但是，锂离子电池在使用过程中，当受到短路、高热、过充或过放电等异常因素的影响时，电池内部容易有高压气体产生，将会引起电池壳体的变形甚至产生爆炸的危险。因此，对于金属等硬质壳体的锂离子电池，为了杜绝电池使用过程中因电池内压升高而引起的安全隐患，必须在电池上装置安防爆装置。目前锂离子电池上常用的安全防爆装置主要有两种形式：
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，刻痕会自动破裂降压，以防止电池爆裂。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，当电池内压升高到一定程度时，防爆膜会自动破裂降压，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，还是存在一定的安全隐患。
并且，上述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。
另外，锂离子电池在生产过程中需要给电池内部注入电解液，一般是在电池的上盖开一通孔，待注完电解液后还要再将其封堵，注液工序比较复杂。
发明内容
本实用新型所要解决的问题是克服上述现有技术的缺陷，提供一种装置有双向安全阀的锂离子电池，该双向安全阀在电池生产过程中用于注液并在注液后自动封闭，使用中当电池内压过高时能泄压防爆并能在电池内压恢复正常时重新恢复密封状态。
本实用新型的技术方案是：本实用新型包括作为电池正极的电池上盖、作为电池负极的电池壳体和置于电池壳体内的卷绕式电芯，电池上盖上设置一兼有注液和防爆功能的双向安全阀。
所述双向安全阀包括阀体、阀帽、阀芯轴和套装在阀芯轴上的弹簧密封组件，所述阀帽用于将所述阀体固定安装于锂离子电池上盖上，所述阀体外圈套装密封圈，所述阀芯轴安装于所述阀体内腔，所述阀芯轴一端自所述阀体下部伸向电池盖内侧、另一端自所述阀帽上部伸出，所述阀芯轴可上下活动并由所述弹簧密封组件将所述阀体及所述阀帽上使电池内部和外部相通的通道密封或打开。
所述弹簧密封组件包括复位弹簧、内密封垫、上弹簧座、外密封垫、调压弹簧、下弹簧座，所述复位弹簧夹在所述阀芯轴上限位轴肩和所述阀体内腔的一台肩之间，所述上弹簧座、所述调压弹簧和所述下弹簧座套装于所述阀芯轴上并处于所述阀体下部，所述上弹簧座内表面与所述阀芯轴外表面之间设有气流通道，所述内密封垫固定套装于所述阀芯轴上并与所述上弹簧座内表面上部相适配，所述外密封垫固定套装在所述上弹簧座上部外表面并与所述阀体内腔下端相适配。
所述内密封垫的密封接触面为弧形回转面，所述上弹簧座内表面上部为锥形回转面。
所述阀体内腔下端和所述外密封垫外表面均为锥形回转面。
所述电芯包括正极片、负极片、隔膜、正极集流板、负极集流板，所述正极片与所述负极片由所述隔膜相隔开卷绕成形后，上部连接所述正极集流板、下部连接所述负极集流板，所述正极集流板与所述电池上盖相接触，所述电池上盖与所述电池壳体之间、所述正极集流板与所述电池壳体之间均设置有绝缘垫圈，所述负极集流板与所述电池壳体内底部相接触。
本实用新型的有益效果是：本实用新型在电池上盖上设置一兼有注液和防爆功能的双向安全阀，该双向安全阀在电池生产过程中用于注液并在注液后自动封闭，使用中当电池内压过高时能泄压防爆并能在电池内压恢复正常时重新恢复密封状态；本实用新型双向安全阀的阀芯轴能在阀体内上下活动，可以弹簧密封组件的作用下将阀体及阀帽上使电池内部和外部相通的通道密封或打开，以实现相应的注液和排气的作用，结构紧凑，安装简单；复位弹簧使得弹簧密封组件在电池注液后自动复位而将电池内外封闭，调压弹簧可使电池内部压力过高时及时排气减压，具有电池防爆的功能，而在电池内部压力降低时及时恢复密封状态。
附图说明
图1是本实用新型的结构示意图；
图2是本实用新型双向安全阀的结构示意图；
图3是图2中的A-A剖视图；
图4是本实用新型在电池注液时双向安全阀的结构示意图；
图5是本实用新型在电池自动泄压时双向安全阀的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施例作具体详述。
如图1所示，包括作为电池正极的电池上盖2、作为电池负极的电池壳体3和置于电池壳体3内的卷绕式电芯，电芯包括正极片4、负极片5、隔膜6、正极集流板7、负极集流板8。正极片4与负极片5由隔膜6相隔开卷绕成形后，上部连接正极集流板7、下部连接负极集流板8，正极集流板7与所述电池上盖2相接触，电池上盖2与电池壳体3之间设置有绝缘垫圈9，正极集流板7与电池壳体3之间均设置有绝缘垫圈10，负极集流板8与电池壳体3内底部相接触；电池上盖2及正极集流板7中部设置使电池内外部相通的孔，孔内闲置一双向安全阀1，该双向安全阀1在电池生产过程中用于注液并在注液后自动封闭，使用中当电池内压过高时能泄压防爆并能在电池内压恢复正常时重新恢复密封状态。
如图2、图3所示，双向安全阀1包括阀体11、阀帽12、阀芯轴13和套装在阀芯轴13上的弹簧密封组件，弹簧密封组件包括复位弹簧15、内密封垫16、上弹簧座17、外密封垫18、调压弹簧19、下弹簧座20。阀体11外圈套装密封圈14，阀体11通过阀帽12固定安装于锂离子电池上盖2中部，阀体11及阀帽12内腔设有使电池内部和外部相通的通道；阀芯轴13可上下活动地安装于阀体11的内腔，阀芯轴13一端自阀体11下部伸向电池盖内侧、另一端自阀帽12上部伸出；复位弹簧15夹在阀芯轴13上限位轴肩131和阀体11内腔的一台肩之间；上弹簧座17、调压弹簧19和下弹簧座20套装于阀芯轴13上并处于阀体11下部，上弹簧座17内表面与阀芯轴13外表面之间设有气流通道，内密封垫16固定套装于阀芯轴13上并与上弹簧座17内表面上部相适配，内密封垫16的密封接触面为弧形回转面，上弹簧座17内表面上部为锥形回转面，外密封垫18固定套装在上弹簧座17上部外表面，外密封垫18的外表面为与阀体11内腔下端的锥形回转面相适配的锥形回转面。
在正常情况下，密封圈14与电池上盖2一的安装孔内腔相密封，内密封垫16与上弹簧座17内表面上部相密封，外密封垫18与阀体11内腔下端相密封，将电池内部与外部的通道封闭。
当电池注液时，如图4所示，在专用注液设备的作用下下压阀芯轴13，复位弹簧15被压缩，阀芯轴13和内密封垫16、上弹簧座17、外密封垫18、调压弹簧19、下弹簧座20一起向下移动，外密封垫18与阀体11下端相脱离形成间隙，电解液从阀体11内腔经该通道进入电池内部，当注液完成时，阀芯轴13在复位弹簧15作用下向上移动，外密封垫18与阀体11内腔下端相密封而将电池内外自动封闭。
电池使用过程中，当电池内部压力达到一定程度时，如图5所示，调压弹簧19在电池内部的压力作下压缩，内密封垫16随阀芯轴13一起上移，使上弹簧座17与内密封垫16之间形成间隙，电池内部的气体从上弹簧座17内表面与阀芯轴13外表面之间设有气流通道经该间隙进入阀体11内腔，排出电池外部从而达到安全泄压的目的，当电池内部压力降低时，调压弹簧19复位推动下弹簧座20，阀芯轴13便带着内密封垫16向下移动压紧上弹簧座，再次形成密封状态。
Claims (6)
1.一种锂离子电池，包括作为电池正极的电池上盖(2)、作为电池负极的电池壳体(3)和置于电池壳体(3)内的卷绕式电芯，其特征在于：所述电池上盖(2)上设置一兼有注液和防爆功能的双向安全阀(1)。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：所述双向安全阀(1)包括阀体(11)、阀帽(12)、阀芯轴(13)和套装在阀芯轴(13)上的弹簧密封组件，所述阀帽(12)用于将所述阀体(11)固定安装于锂离子电池上盖(2)上，所述阀体(11)外圈套装密封圈(14)，所述阀芯轴(13)安装于所述阀体(11)内腔，所述阀芯轴(13)一端自所述阀体(11)下部伸向电池盖内侧、另一端自所述阀帽(12)上部伸出，所述阀芯轴(13)可上下活动并由所述弹簧密封组件将所述阀体(11)及所述阀帽(12)上使电池内部和外部相通的通道密封或打开。
3.根据权利要求2所述的锂离子电池，其特征在于：所述弹簧密封组件包括复位弹簧(15)、内密封垫(16)、上弹簧座(17)、外密封垫(18)、调压弹簧(19)、下弹簧座(20)，所述复位弹簧(15)夹在所述阀芯轴(13)上限位轴肩(131)和所述阀体(11)内腔的一台肩之间，所述上弹簧座(17)、所述调压弹簧(19)和所述下弹簧座(20)套装于所述阀芯轴(13)上并处于所述阀体(11)下部，所述上弹簧座(17)内表面与所述阀芯轴(13)外表面之间设有气流通道，所述内密封垫(16)固定套装于所述阀芯轴(13)上并与所述上弹簧座(17)内表面上部相适配，所述外密封垫(18)固定套装在所述上弹簧座(17)上部外表面并与所述阀体(11)内腔下端相适配。
4.根据权利要求3所述的锂离子电池，其特征在于：所述内密封垫(16)的密封接触面为弧形回转面，所述上弹簧座(17)内表面上部为锥形回转面。
5.根据权利要求3所述的锂离子电池，其特征在于：所述阀体(11)内腔下端和所述外密封垫(18)外表面均为锥形回转面。
6.根据权利要求1至5所述的任一种锂离子电池，其特征在于：所述电芯包括正极片(4)、负极片(5)、隔膜(6)、正极集流板(7)、负极集流板(8)，所述正极片(4)与所述负极片(5)由所述隔膜(6)相隔开卷绕成形后，上部连接所述正极集流板(7)、下部连接所述负极集流板(8)，所述正极集流板(7)与所述电池上盖(2)相接触，所述电池上盖(2)与所述电池壳体(3)之间、所述正极集流板(7)与所述电池壳体(3)之间均设置有绝缘垫圈，所述负极集流板(8)与所述电池壳体(3)内底部相接触。
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Cited By (1)
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2011
- 2011-07-25 CN CN201120264548U patent/CN202145480U/zh not_active Expired - Fee Related
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C14 | Grant of patent or utility model | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: XIANGTAN YINHE NEW ENERGY CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: ZHOU FUHUA Effective date: 20120406 |
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| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 410000 CHANGSHA, HUNAN PROVINCE TO: 411100 XIANGTAN, HUNAN PROVINCE |
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| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20120406 Address after: 411100, No. 38, Tung Cheng Road, Torch Innovation and Innovation Park, hi tech Zone, Hunan, Xiangtan Patentee after: Xiangtan Yinhe New Energy Co.,Ltd. Address before: The 25 USS B3303 District 410000 in Hunan province Yuelu District city Changsha Rong Wan Road Patentee before: Zhou Fuhua |
|
| ASS | Succession or assignment of patent right |
Owner name: SHANXI ROYAL PREMIER PALACE ZHONGDAO ENERGY CO., Free format text: FORMER OWNER: XIANGTAN YINHE ENERGY CO., LTD. Effective date: 20130712 |
|
| C41 | Transfer of patent application or patent right or utility model | ||
| COR | Change of bibliographic data |
Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: 411100 XIANGTAN, HUNAN PROVINCE TO: 048000 JINCHENG, SHAANXI PROVINCE |
|
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20130712 Address after: 048000 No. 1729 orchid Road, Jincheng Development Zone, Shanxi, China Patentee after: Shanxi Zhongdao Energy Co., Ltd. Address before: 411100, No. 38, Tung Cheng Road, Torch Innovation and Innovation Park, hi tech Zone, Hunan, Xiangtan Patentee before: Xiangtan Yinhe New Energy Co.,Ltd. |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20120215 Termination date: 20140725 |
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| EXPY | Termination of patent right or utility model |