CN202678429U - 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，包括电芯、盖帽及外壳，所述电芯填塞于外壳内，由正、负极片与隔膜卷绕或层叠而成，并引出分别与正、负极片连接的正、负极耳。其特征在于：所述盖帽为耐腐蚀、绝缘、弹性盖帽，其上设有至少一个半通孔和至少一个通孔，其中半通孔为电池的安全防爆孔，极耳穿过通孔直接对外引出；所述外壳为金属外壳，电芯通过盖帽与外壳、盖帽与极耳之间的机械挤压密封于壳体内。这种锂离子电池结构简单、成本低廉，可极大简化电池制造工艺步骤，降低加工控制难度；同时，有利于降低电池连接电阻，提高电池倍率性能；而且可非常方便建立对电池的多重防爆响应机制，更有力确保电池的安全可靠性。
Description
技术领域
本实用新型公开了一种锂离子电池，涉及锂离子电池的防爆型盖帽结构、封装方法和极耳引出方式。属于锂离子电池制备技术领域，。
背景技术
锂离子电池因具有能量密度大、工作电压高、循环寿命长、无记忆效应、绿色环保等一系列突出优点，自上世纪末问世至今的短短十几年间，无论在技术进步、市场应用还是产业规模上，均取得了飞速发展，并逐渐成为当前最主流的二次电源产品。
依据外壳种类，锂离子电池可分为硬壳电池和软包装电池两种。传统硬壳锂离子电池（如钢壳圆柱电池或铝壳方型电池等）所使用的盖帽结构复杂，特别是防爆阀门设计麻烦，而且盖帽材质通常为硬质金属，因此使用成本相对较高。同时，这类硬质盖帽不易发生弹性变形，因此若与钢、铝质外壳配合使用，很难通过一次性的机械挤压方式实现密封，工业上一般采取两种封装工艺：1）预先在壳体上进行辊槽，再将壳体与盖帽进行蹲压包边（如钢壳圆柱电池）；2）对盖帽与壳体的整圈接触部位进行激光焊接（如铝壳方型电池）。这两种封装工艺比较繁琐，且对加工精度要求非常高，稍微控制不到位即会出现漏气漏液、密封不良等现象，因此制造加工难度大。
另一方面，由于很难控制硬质盖帽与极耳之间的密封性，传统硬壳锂离子电池的正、负极耳均无法从盖帽上直接对外引出。一般需将正、负极耳分别与盖帽、壳体的内侧连接，再通过盖帽、壳体的外侧引出；或者正、负极耳分别与盖帽上的两个独立极柱内侧连接，再通过极柱外侧引出。这样的引出方式会导致工艺步骤比较复杂，且一定程度上提高了电池的连接电阻，不利于高功率场合的应用。
实用新型内容
本实用新型的目的就是为了克服现有技术存在的缺点，通过对现有锂离子电池的防爆型盖帽结构、盖帽与壳体的封装方法和正、负极耳的引出方式等做进一步改进，提供一种结构更为简单、制造工艺更为方便、制造成本更低、电化学性能更好且安全可靠的锂离子电池。
本实用新型是通过如下技术方案实现的：
一种锂离子电池，包括电芯、盖帽及外壳，所述电芯填塞于外壳内，由正、负极片与隔膜卷绕或层叠而成，并引出分别与正、负极片连接的正、负极耳。其特征在于：所述盖帽为耐腐蚀、绝缘、弹性盖帽，其上设有至少一个半通孔和至少一个通孔，其中半通孔为电池的安全防爆孔，极耳穿过通孔直接对外引出；所述外壳为金属外壳，电芯通过盖帽与外壳、盖帽与极耳之间的机械挤压密封于壳体内。
所述盖帽为橡胶或塑料材质，盖帽上的半通孔设置于盖帽的上端面和/或下端面，其深度为盖帽厚度的1%至99%，具体视电池的防爆强度要求而定。
所述设置于盖帽上的通孔可全部用于极耳引出，也可留出至少一个通孔用于电池注液或/和安装防爆装置。用于注液的通孔采用金属钉或金属珠与密封胶配合进行密封。
所述正、负极耳可分别穿过盖帽上不同的通孔直接对外引出；也可将正、负极耳中的一个穿过通孔直接对外引出，另一个与壳体连接。
所述正、负极耳采用超声焊、铆接、激光焊、电阻焊中的一种方式与正、负极片连接。
所述外壳为钢质或铝质；为进一步提高电池的防爆能力，外壳侧部或/和底部设有防爆口。
所述盖帽与外壳、盖帽与极耳之间的机械挤压包括上下挤压、侧部挤压中的至少一种，上下挤压和侧部挤压可以同步或分步进行。
所述电池的外型为方型或圆柱型。
由于采用了上述技术方案，与传统技术相比较，本实用新型具有以下特点优势：
（1）本实用新型所使用盖帽结构简单，无需复杂的防爆阀门等设计，通过简易的半通孔结构即可实现安全防爆，且仅调整半通孔深度即可实现不同防爆能力的切换。同时，该盖帽使用橡胶或塑料等常规高分子材料制作而成，因此成本低廉，在锂离子电池上应用优势显著。
（2）本实用新型所使用盖帽具备软质、弹性特征，与金属外壳可通过一次性机械挤压的方式实现密封（即单独上下挤压或单独侧部挤压或上下挤压、侧部挤压同步进行），这撇弃了传统繁琐的多步骤封装工艺，而且密封可靠性得到极大保证，电池密封工序的加工控制难度得到明显降低。
（3）本实用新型的正、负极耳可穿过盖帽后直接对外引出，省去了极耳与盖帽或壳体的连接步骤，这极大简化了电池的制造工艺，且有利于降低电池连接电阻，提高电池倍率性能。
（4）若欲进一步提高本实用新型电池的防爆能力，除半通孔外，还可在盖帽上增加用于防爆的通孔（防爆通孔内安装防爆装置）、在铝壳侧部和/或底部增加防爆口，由此非常方便建立对电池的多重防爆响应机制，更有力确保电池的安全可靠性。
附图说明
附图1为本实用新型实施例1的橡胶盖帽、半通孔在盖帽内侧、带注液通孔、正负极同向引出、盖帽上下与侧部同步挤压的圆柱铝壳锂离子电池主视剖面图。
附图2为本实用新型实施例2的橡胶盖帽、半通孔在盖帽外侧、不带注液及防爆通孔、正负极同向引出、只有盖帽侧部挤压的方型铝壳锂离子电池主视剖面图。
附图3为本实用新型实施例3的塑料盖帽、半通孔在盖帽内侧、带注液及防爆通孔、正极从盖帽直接引出、负极与壳体连接、盖帽上下与侧部分步挤压的圆柱钢壳锂离子电池主视剖面图。
图中：1外壳；2电芯；3盖帽；4正极耳；5负极耳；6正极耳引出孔；7负极耳引出孔；8半通孔；9上下挤压；10侧部挤压；11壳体防爆口；12注液通孔；13金属钉或金属珠；14防爆通孔；15防爆装置
具体实施方式
下面结合具体实施例，对本实用新型作进一步详细说明，但不限制为本实用新型的保护范围。
实施例1
如图1所示，一种锂离子电池，包括电芯2、橡胶盖帽3与圆柱铝壳1。正极片、负极片通过超声焊连接正极耳4、负极耳5后，再与隔膜一起卷绕形成电芯2。将电芯2上的正极耳4、负极耳5分别对准盖帽3上的正极耳引出孔6与负极耳引出孔7直接穿过，使盖帽3压在电芯2顶部，然后整体塞入铝壳内，保持盖帽顶面略低于铝壳顶圈。采用上下挤压9与侧部挤压10同步进行的方式将盖帽3与铝壳1、盖帽3与正极耳4及负极耳5之间压紧以实现密封。通过盖帽上的注液通孔12进行注液后，再使用金属钉13与密封胶配合将注液通孔12堵住。盖帽3上的半通孔8（在盖帽内侧）及铝壳侧部的防爆口11均具有防爆功能。
实施例2
如图2所示，一种锂离子电池，包括电芯2、橡胶盖帽3与方型铝壳1。正极片、负极片铆接上正极耳4、负极耳5后，再与隔膜一起层叠形成电芯2。将电芯2上的正极耳4、负极耳5分别对准盖帽3上的正极耳引出孔6与负极耳引出孔7直接穿过，使盖帽3压在电芯2顶部，然后整体塞入铝壳内，保持盖帽顶面与铝壳顶圈完全持平。通过盖帽3与铝壳1之间的缝隙进行注液后，采用单独侧部挤压10的方式将盖帽3与铝壳1、盖帽3与正极耳4及负极耳5之间压紧以实现密封。盖帽3上的半通孔8（在盖帽外侧）与铝壳底部的防爆口11均具有防爆功能。
实施例3
如图3所示，一种锂离子电池，包括电芯2、塑料盖帽3与圆柱钢壳1。正极片、负极片激光焊接上正极耳4、负极耳5后，再与隔膜一起卷绕形成电芯2。将电芯2放入钢壳内，负极耳5与钢壳1壳壁直接连接，正极耳4对准盖帽3上的正极耳引出孔6直接穿过，使盖帽3压在电芯2顶部，保持盖帽顶面略低于铝壳顶圈。采用先侧部挤压10、后上下挤压9的方式将盖帽3与钢壳1、盖帽3与正极耳4之间压紧以实现密封。通过盖帽上的注液通孔12进行注液后，再使用金属珠13与密封胶配合将注液通孔12堵住。盖帽3上的半通孔8（在盖帽内侧）与安装在防爆通孔14内的防爆装置15均具有防爆功能。
Claims (9)
1.一种锂离子电池，包括电芯、盖帽及外壳，所述电芯填塞于外壳内，由正、负极片与隔膜卷绕或层叠而成，并引出分别与正、负极片连接的正、负极耳，其特征在于：所述盖帽为耐腐蚀、绝缘、弹性盖帽，其上设有至少一个半通孔和至少一个通孔，其中半通孔为电池的安全防爆孔，极耳穿过通孔直接对外引出；所述外壳为金属外壳，电芯通过盖帽与外壳、盖帽与极耳之间的机械挤压密封于壳体内。
2.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：所述盖帽为橡胶或塑料材质，盖帽上的半通孔设置于盖帽的上端面和/或下端面，其深度为盖帽厚度的1%至99%。
3.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：所述设置于盖帽上的通孔全部用于极耳引出；或者至少一个通孔用于电池注液或/和安装防爆装置。
4.根据权利要求1或3所述的锂离子电池，其特征在于：所述用于注液的通孔采用金属钉或金属珠与密封胶配合进行密封。
5.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：所述正、负极耳分别穿过盖帽上不同的通孔直接对外引出；或者正、负极耳中的一个穿过通孔直接对外引出，另一个与壳体连接。
6.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：所述正、负极耳采用超声焊、铆接、激光焊、电阻焊中的一种方式与正、负极片连接。
7.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：所述外壳为钢质或铝质，外壳侧部或/和底部设有防爆口。
8.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：所述盖帽与外壳、盖帽与极耳之间的机械挤压包括上下挤压、侧部挤压中的至少一种，上下挤压和侧部挤压可以同步或分步进行。
9.根据权利要求1所述的锂离子电池，其特征在于：所述电池的外型为方型或圆柱型。
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Owner name: HUNAN CMAX NEW ENERGY TECHNOLOGY CO., LTD. Free format text: FORMER OWNER: CHANGSHA YEXIANG ENERGY TECHNOLOGY CO.,LTD. Effective date: 20140108 |
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| COR | Change of bibliographic data |
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| TR01 | Transfer of patent right |
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