CN204067444U - 电池壳及使用了该电池壳的电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种电池壳及使用了该电池壳的电池，所述电池壳为由侧壁和底面构成的一端开口的有底筒形壳体，其特征在于，在所述侧壁上设置有安全阀，所述安全阀由形成在所述侧壁上的刻痕构成，所述刻痕包括弧形刻痕和与所述弧形刻痕相交的至少一条线形刻痕。所述电池，其包括电池壳、电极组、电解液、封口板，并且所述电池壳为上述的电池壳。本实用新型的电池壳能有效地防止电池发生爆炸、充分地提高电池的安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种电池壳及使用了该电池壳的电池。
背景技术
锂离子二次电池一般包括金属外壳、封口板、封栓、护板、引线、电极组以及电解液，所述电极组由正极板、隔膜、负极板层叠并卷绕而成，所述电极组以及电解液被密封在由该金属外壳和封口板形成的密闭腔内。
锂离子二次电池的装配工艺通常如下：将正极板、隔膜及负极板依次层叠并通过卷绕工序卷绕成电极组，再通过插壳工序将电极组插入到金属外壳内，然后在金属外壳的开口部安装封口板、封栓以及护板，再通过焊接将电极组的正负极引线与封口板连接，然后进行封口焊接，然后从封栓的注液孔注入电解液，最后通过封栓焊接将注液孔密封，得到完整的电池。
锂离子二次电池由于具有容量高、循环性能优良等优点，从而被广泛用于移动电话、数码相机等便携式电子产品以及电动车等中。但是，近年来，关于锂离子二次电池引发火灾甚至爆炸的报道已经屡见不鲜，锂离子二次电池的安全性问题逐渐引起人们的关注。
锂离子二次电池中，正极板上的正极活性物质通常为锂过渡金属氧化物，负极板上的负极活性物质通常为碳材料，电解液中通常含有EC、PC、DEC、DMC等有机溶剂和LiPF6、LiBF4、LiAsF6、LiClO4、卤化锂、氯铝酸锂、氟烃基氟氧磷酸锂及氟烃基磺酸锂等电解质盐。
当电池在充放电过程中或者非正常的使用条件下，电池内部各物质之间发生反应，产生CH4、C2H4、C2H6等烃类物质以及H2、CO、CO2等气体，这些气体在电池内部积聚后，使电池内部压力升高，造成电池壳膨胀变形。当电池壳变形到一定程度时，电池壳发生爆炸，从而引发一些不可预见的安全事故。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种能够有效地防止电池发生爆炸、充分地提高电池的安全性的电池壳及使用了该电池壳的电池。
本实用新型的发明人经研究发现，通过在电池壳上预先设置薄壁部作为安全阀，从而当电池因短路等故障而导致电池内压上升时，可以通过该薄壁部的破裂而快速地进行排气，卸载电池内部的压力，由此确保电池不发生爆炸。但是，发明人进一步研究发现，并非任意的薄壁部均能实现上述目的，例如在薄壁部仅为线形刻痕的情况下，当电池内压升高时，有时薄壁部无法顺利打开，电池内部产生的气体无法顺利地排出，从而仍然会发生电池爆炸，导致内部电极组飞出，对人身等造成伤害。
对此，本实用新型的发明人经过深入地研究后意外发现，通过在电池壳上设置包括弧形刻痕和至少一条线形刻痕的安全阀，能够有效地防止电池发生爆炸，避免电池内部的电极组飞出，对人体造成伤害。
本实用新型的电池壳及使用了该电池壳的电池的技术方案具体如下所述。
本实用新型涉及一种电池壳，其为由侧壁和底面构成的一端开口的有底筒形壳体，其特征在于，在所述侧壁上设置有安全阀，所述安全阀由形成在所述侧壁上的刻痕构成，所述刻痕包括弧形刻痕和与所述弧形刻痕相交的至少一条线形刻痕。
本实用新型还涉及一种电池，其包括电池壳、电极组、电解液、封口板，其特征在于，所述电池壳为本实用新型的电池壳。另外，所述电池优选为锂离子二次电池。
根据本实用新型的技术方案，即使在电池因短路等故障而在电池内部瞬间产生大量气体的情况下，也能将气体有效地排出，从而防止电池发生爆炸，有效地提高了锂离子二次电池等电池的安全性。
附图说明
图1是表示本实用新型的一种实施方式涉及的电池壳的立体示意图。
图2是表示本实用新型的一种实施方式涉及的电池壳的侧壁的示意图。
图3是表示本实用新型的另一种实施方式涉及的电池壳的侧壁的示意图。
图4是表示本实用新型的另一种实施方式涉及的电池壳的侧壁的示意图。
图5是表示本实用新型的另一种实施方式涉及的电池壳的侧壁的示意图。
图6是表示本实用新型的比较例涉及的电池壳的侧壁的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本实用新型的实施方式作详细说明。
如图1所示，本实用新型的电池壳1为一端开口的有底筒形壳体，包括侧壁2和底面3。作为上述筒形壳体，可以是长方体状的方筒形(如图1所示)或圆柱状的圆筒形(省略图示)等，可以根据需要进行选择使用，没有特别地限定。
下面以方筒形的电池壳1为例进行说明。
如图2所示，在电池壳1的侧壁2上具有安全阀，所述安全阀由形成在所述侧壁2表面上的刻痕4构成，所述刻痕4包括弧形刻痕41和与所述弧形刻痕41相交的至少一条线形刻痕42。
刻痕4中的线形刻痕42的数量没有特别限定，可以根据需要进行设定。图2中虽然仅示出了1条，但是，也可以为2条以上，均能实现本实用新型的技术效果。但是，线形刻痕过多时，有时难以确保电池壳的强度，因此，线形刻痕42优选为1～3条，更优选为1～2条。
本实用新型中，所述弧形刻痕41和线形刻痕42的长度可以根据需要进行设定，例如，关于弧形刻痕41，优选弧形刻痕的半径为5～10mm，弧度为30°～100°，关于线形刻痕42，优选所述线形刻痕的长度为5～10mm。
另外，刻痕4的位置只要在侧壁2内即可，均能实现本实用新型的技术效果。优选刻痕4设置在电池的侧壁2的角部。这是因为在电池发生异常的情况下，拐角反作用力比较大，作动破裂时间比较早。此外，弧形刻痕41的弧心A到线形刻痕42的距离优选为0以上且小于等于弧形刻痕的半径。
本实用新型中，刻痕4的深度可以根据需要进行设定，优选所述弧形刻痕的深度为所述侧壁的壁厚的25％～70％，所述线形刻痕的深度小于等于所述弧形刻痕的深度。通过将所述刻痕4的深度限定在上述特定的范围内，能确保在电池内压异常升高时，安全阀顺利打开，并能确保电池正常状态下电池壳强度。
另外，当线形刻痕42为1条的情况下，如图3所示，优选所述线形刻痕42经过所述弧形刻痕41的中点以及弧心A。在采用这样的刻痕4作为安全阀的情况下，在电池内压大幅升高时，安全阀能顺利地开裂而进行排气，能充分确保电池的安全性。
当线形刻痕42为2条的情况下，如图4所示，优选一条线形刻痕42经过所述弧形刻痕41的一个端点和弧心A，另一条线形刻痕42经过所述弧形刻痕41的另一个端点和弧心A。在采用这样的刻痕4作为安全阀的情况下，在电池内压大幅升高时，安全阀能顺利地开裂而进行排气，能充分确保电池的安全性。
以上对方筒形的电池壳的例子进行了说明，对于圆筒形的电池壳，同样可以在圆筒形的侧壁上形成上述安全阀，能起到相同的技术效果。
本实用新型还提供了一种电池，该电池包括电池壳、电极组、电解液、封口板，所述电极组合电解液被封装在电池壳中，通过所述封口板将所述电池壳封闭，其中，所述电池壳为本实用新型提供的电池壳。
所述电池可以是锂离子二次电池等各种电池。其中，所述电池优选为锂离子二次电池。
本实用新型涉及的电池中，除了电池壳之外，其他组成元件可以采用本领域公知的各种元件，没有特别限定。
下面通过实施例对本实用新型的电池壳和电池作进一步说明。
实施例1
准备一端开口的有底方筒形电池壳，该电池壳的尺寸为厚10mm×宽34mm×高50mm，通过冲压在电池壳的侧壁2表面的角部形成图2所示的刻痕4，其中，弧形刻痕41和线形刻痕42的深度均为壁厚的40％，弧形刻痕41的弧度为80°，半径为9mm，线形刻痕42的长度为10mm，线形刻痕42与弧形刻痕41的交点位于弧形刻痕41的中心部，弧心A到线形刻痕42的距离为2mm。由此得到电池壳A1。
实施例2
除了弧形刻痕41和线形刻痕42的深度均为壁厚的25％，弧形刻痕41的弧度为30°，半径为10mm，线形刻痕42的长度为5mm，弧心A到线形刻痕42的距离为0mm之外，与实施例1同样地制作电池壳，得到电池壳A2。
实施例3
除了弧形刻痕41的深度为壁厚的70％，线形刻痕42的深度为壁厚的40％，弧形刻痕41的弧度为100°，半径为5mm，线形刻痕42的长度为10mm，之外，与实施例2同样地制作电池壳，与实施例2同样地制作电池壳，得到电池壳A3。
实施例4
准备一端开口的有底方筒形电池壳，该电池壳的尺寸为厚10mm×宽34mm×高50mm，通过冲压在电池壳的侧壁2表面形成图4所示的包括两条线形刻痕42和一条弧形刻痕41的刻痕4，其中，两条线形刻痕42分别为从弧形刻痕41的一端至弧心A的刻痕，弧形刻痕41和线形刻痕42的深度均为壁厚的40％，弧形刻痕41的弧度为80°，半径为9mm，线形刻痕42的长度为10mm。由此得到电池壳A4。
实施例5
除了将刻痕4的深度设为25％之外，与实施例4同样地制作电池壳，得到电池壳A5。
实施例6
除了将刻痕4的深度设为70％之外，与实施例4同样地制作电池壳，得到电池壳A6。
实施例7
按照实施例6的方法制作电池壳，不同的是，如图5所示，在弧形刻痕41的中点至弧心A上再设置一条线形刻痕42，该线形刻痕42的深度与另外两条线形刻痕42的深度相同。由此得到电池壳A7。
比较例1
按照实施例1的方法制作电池壳，不同的是，未设置线形刻痕42。由此得到电池壳B1。
比较例2
按照实施例1的方法制作电池壳，不同的是，未设置弧形刻痕41。由此得到电池壳B2。
比较例3
按照比较例2的方法制作电池壳，不同的是，如图6所示，与线形刻痕42垂直地设置线形刻痕43。由此得到电池壳B3。
安全性测试
使用上述电池壳A1～A10及B1～B3分别制作型号为103450的锂离子二次电池，每种电池分别制作5个。然后，将上述电池置于250℃的高温下并观察电池发生爆炸的情况。其中，将电池的安全阀顺利打开，电池未爆炸的情况视为合格，将安全阀未顺利打开、电池发生爆炸的情况视为不合格，计算不合格电池的个数。结果示于表1。
表1
| 编号 | 不合格电池的个数 |
| 实施例1 | 0 |
| 实施例2 | 0 |
| 实施例3 | 0 |
| 实施例4 | 0 |
| 实施例5 | 0 |
| 实施例6 | 0 |
| 实施例7 | 0 |
| 比较例1 | 5 |
| 比较例2 | 5 |
| 比较例3 | 5 |
从上述表1可以看出，当电池处于高温环境下时，本实用新型的电池壳的安全阀能顺利打开，有效防止了电池发生爆炸，而比较例中的电池壳无法实现这样的效果，安全性差。
以上对本实用新型的实施方式进行了详细说明，但本实用新型并不限定于上述具体的例子。本领域技术人员可以在后附的权利要求书的记载的范围内想到各种变更的方式，这些变更的方式当然也包括在本实用新型的保护范围内。
Claims (9)
1.一种电池壳，其为由侧壁和底面构成的一端开口的有底筒形壳体，其特征在于，在所述侧壁上设置有安全阀，所述安全阀由形成在所述侧壁上的刻痕构成，所述刻痕包括弧形刻痕和与所述弧形刻痕相交的至少一条线形刻痕。
2.根据权利要求1所述的电池壳，其特征在于，所述线形刻痕的数量为1～3条。
3.根据权利要求1所述的电池壳，其特征在于，所述线形刻痕的数量为1条，所述线形刻痕为经过所述弧形刻痕的中点以及弧心的刻痕。
4.根据权利要求1所述的电池壳，其特征在于，所述线形刻痕的数量为2条，其中，一条线形刻痕经过所述弧形刻痕的一个端点和弧心，另一条线形刻痕经过所述弧形刻痕的另一个端点和弧心。
5.根据权利要求1所述的电池壳，其特征在于，所述弧形刻痕的深度为所述侧壁的壁厚的25％～70％，所述线形刻痕的深度小于等于所述弧形刻痕的深度。
6.根据权利要求1所述的电池壳，其特征在于，所述弧形刻痕的半径为5～10mm，弧度为30°～100°，所述线形刻痕的长度为为5～10mm。
7.根据权利要求1所述的电池壳，其特征在于，所述电池壳为方筒型电池壳，所述电池壳的侧壁为四边形，所述刻痕位于所述四边形的角部。
8.一种电池，其包括电池壳、电极组、电解液、封口板，其特征在于，所述电池壳为权利要求1～7中任一项所述的电池壳。
9.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，所述电池为锂离子二次电池。
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