CN204497282U - 薄型圆柱锂电池防爆组合盖帽 - Google Patents

薄型圆柱锂电池防爆组合盖帽 Download PDF

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杨学新
刘元成
郝世洪
张纯辉
李伟
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Abstract

本实用新型提供一种薄型圆柱锂电池防爆组合盖帽，包括钢帽、内环、防爆片、连接片、隔离圈和密封圈，所述钢帽下方设置所述内环，所述内环下方设置所述防爆片，所述防爆片边缘处设置有向内卷起的翻边，所述翻边包裹住连接片的边缘，所述防爆片与连接片的中间部位固定连接，所述连接片的边缘与所述翻边之间安装所述隔离圈，所述钢帽、内环和防爆片外套装所述密封圈。本实用新型改进了防爆组合盖帽的结构，有效降低盖帽高度，增加了电池内部空间，将防爆片包裹连接片，并且二者之间通过隔离圈隔开，即使二者之间的激光焊点脱开后，也不会由于连接片的移动造成电池的二次短路，有效发挥了防爆组合盖帽的安全保护功能。

Description

薄型圆柱锂电池防爆组合盖帽
技术领域
本实用新型涉及防爆组合盖帽领域，尤其是一种薄型圆柱锂电池防爆组合盖帽。
背景技术
随着特斯拉电动车的成功，锂电池尤其是钢壳圆柱锂电池在汽车上的应用会越来越普及，而目前制约电动汽车发展的主要因素为锂电池的安全性和续航能力。
一般圆柱锂电池均有防爆组合盖帽，其连接片和防爆片之间只是通过激光焊点连接，在常规使用时可以起到安全作用，但是在诸如剧烈运动、撞击等复杂环境下，激光焊点很容易脱落，造成电池断电；而电池断电后，连接片会在电池内部移动，如果连接片接触到钢壳，可能会在电池内造成新的短路，产生次生灾害。
目前，国外采用的是连接片同时包裹防爆片、内环和顶盖，中间通过隔离圈进行绝缘和密封，此种结构能够很好的增加抗震性能，但缺点也较为突出：1、在受到剧烈撞击时，钢壳刺破密封圈，会造成防爆片、隔离圈、连接片和内环全部失效，发生安全事故；2、由于连接片上具有通气孔，电池从连接片内外均有可能泄漏，泄漏途径变长，使电池封口难度加大。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：为了克服锂电池防爆组合盖帽中的激光焊点脱落后容易造成电池短路的问题，提供一种薄型圆柱锂电池防爆组合盖帽，通过改变连接片与防爆片的组合方式来提高防爆组合盖帽在复杂环境下的稳定性，减少电池泄漏途径，降低封口难度，电池内部空间增加，提高电池容量。
本实用新型解决其技术问题所要采用的技术方案是：一种薄型圆柱锂电池防爆组合盖帽，包括钢帽、内环、防爆片、连接片、隔离圈和密封圈，所述钢帽下方设置所述内环，所述内环下方设置所述防爆片，所述防爆片边缘处设置有向内卷起的翻边，所述翻边包裹住连接片的边缘，所述防爆片与连接片的中间部位固定连接，所述连接片的边缘与所述翻边之间安装所述隔离圈，所述钢帽、内环和防爆片外套装所述密封圈。
为了实现上述目的，具体表现为：
防爆片采用翻边结构，包裹连接片，中间通过隔离圈隔开，避免在震动、挤压时连接片和防爆片之间的移位。
为了增加抗氧化性和导电稳定性，所述钢帽的材料为表面镀镍的碳钢或表面镀镍的304不锈钢，中间部位设有向电池外部凸起的平顶圆锥，所述平顶圆锥锥面上开设有若干泄气孔，钢帽总高度小于1.5mm，采用压边钢帽来减少防爆片开启时的变形。
为了排出电池芯内部产出的气体，所述防爆片的材料为纯铝，防爆片呈现碗状结构，防爆片中心处设有向碗内的第一凸台，防爆片的平面上设有若干压痕，当气体压力达到压痕的裂开压力值时，压痕会裂开，保证气体的排出。
作为优选，所述连接片的材料为纯铝，连接片边缘压薄并且中心处设置有向上的第二凸台，连接片的平面上开设有若干通气孔，连接片的直径较大，封口时可以压在钢壳之间，且边缘比中间薄，能够降低封口端的高度。
作为优选，所述隔离圈材料为聚丙烯或聚对苯二甲酸丁二醇酯，隔离圈呈剖面为L型的空心圆柱状。
为了增加密封圈的密封效果，所述密封圈材料为聚丙烯或聚对本二甲酸丁二醇酯，密封圈呈剖面为L型的空心圆柱状，密封圈内壁上设有三角形卡筋，底部上表面设有梯形密封筋。
本实用新型的有益效果是：本实用新型的薄型圆柱锂电池防爆组合盖帽，盖帽高度由原来的3.9mm降低到3mm左右，电池内部空间高度可以增加0.9mm，而一般18650锂电池卷芯高度为60mm左右，采用此盖帽后，卷芯高度可以增加1.5%左右，即在不改变电池外部尺寸下，电池容量可以增加1.5%；本实用新型改进了传统结构，将防爆片包裹连接片，并且二者之间通过隔离圈隔开，即使二者之间的激光焊点脱开后，也不会由于连接片的移动造成电池的二次短路，有效发挥了防爆组合盖帽的安全保护功能。
附图说明
下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。
图1是本实用新型薄型圆柱锂电池防爆组合盖帽的结构示意图；
图2是本实用新型薄型圆柱锂电池防爆组合盖帽的防爆片的结构示意图；
图3是本实用新型薄型圆柱锂电池防爆组合盖帽的连接片的结构示意图；
图4是本实用新型中防爆片、连接片和隔离圈三者的安装结构示意图；
图5是本实用新型薄型圆柱锂电池防爆组合盖帽的密封圈的结构示意图；
图6是本实用新型薄型圆柱锂电池防爆组合盖帽封口状态图。
图中： 1、钢帽，1-1、平顶圆锥，1-2、泄气孔，2、内环，3、防爆片，3-1、翻边，3-2、第一凸台，3-3、压痕，4、连接片，4-1，第二凸台，4-2、通气孔5、隔离圈，6、密封圈，6-1卡筋，6-2、密封筋，7、钢壳。
具体实施方式
现在结合附图对本实用新型作详细的说明。此图为简化的示意图，仅以示意方式说明本实用新型的基本结构，因此其仅显示与本实用新型有关的构成。
参考图1所示，本实用新型的薄型圆柱锂电池防爆组合盖帽，包括钢帽1、内环2、防爆片3、连接片4、隔离圈5和密封圈6，所述钢帽1下方设置所述内环2，所述内环2下方设置所述防爆片3，所述防爆片3边缘处设置有向内卷起的翻边3-1，所述翻边3-1包裹住连接片4的边缘，所述防爆片3与连接片4的中间部位固定连接，所述连接片4的边缘与所述翻边3-1之间安装所述隔离圈5，所述钢帽1、内环2和防爆片3外套装所述密封圈6，所述钢帽1、内环2、防爆片3、连接片4和隔离圈5五者组装后总高度小于3mm。
参考图1和图4所示，防爆片3采用翻边结构，包裹连接片4，中间通过隔离圈5隔开，避免在震动、挤压时连接片4和防爆片3之间的移位；为了排出电池芯内部产出的气体，所述防爆片3的材料为纯铝，防爆片3呈现碗状结构，防爆片3中心处设有向碗内的第一凸台3-2，防爆片3的平面上设有若干压痕3-3，当气体压力达到压痕3-3的裂开压力值时，压痕3-3会裂开，保证气体的排出。
参考图1所示，为了增加抗氧化性和导电稳定性，所述钢帽1的材料为表面镀镍的碳钢或表面镀镍的304不锈钢，中间部位设有向电池外部凸起的平顶圆锥1-1，所述平顶圆锥1-1锥面上开设有若干泄气孔1-2，钢帽1总高度小于1.5mm，采用压边钢帽1来减少防爆片开启时的变形。
参考图1所示，作为优选，内环2为环形PTC，当电池发生异常时，温度急剧升高，PTC的电阻值也随之增加，从而降低电流对锂电池的损害。
参考图3所示，作为优选，所述连接片4的材料为纯铝，连接片4边缘压薄并且中心处设置有向上的第二凸台4-1，连接片4的平面上开设有若干通气孔4-2，连接片4的直径较大，如图6所示，封口时可以压在钢壳7之间，且边缘比中间薄，能够降低封口端的高度。
参考图1所示，作为优选，所述隔离圈5材料为聚丙烯或聚对苯二甲酸丁二醇酯，隔离圈5呈剖面为L型的空心圆柱状。
参考图5所示，为了增加密封圈6的密封效果，所述密封圈6材料为聚丙烯或聚对本二甲酸丁二醇酯，密封圈6呈剖面为L型的空心圆柱状，密封圈6内壁上设有三角形卡筋6-1，底部上表面设有梯形密封筋6-2，如图6，密封圈6的外侧被钢壳7紧紧挤压，同时由于卡筋6-1和密封筋6-2的作用，也提高了密封效果。
本实用新型的薄型圆柱锂电池防爆组合盖帽，当电池正常工作时，可保证低阻耗、大功率的流通能力；当电池发生异常时，电池芯开始产气，气流通过连接片4的通气孔4-2，进入到防爆片3的下侧，随着气体增多，气压增大，防爆片3向上受力，连接片4向下受力，当达到短路触发值时，焊点被拉断，切断电路，实现断电防护功能；如果电池芯内部继续产气，气压继续升高，当达到防爆片3上压痕3-3的裂开触发值时，压痕3-3裂开，电池内气体从钢帽1上的泄气孔1-2被排至电池之外，实现泄压防护功能。
以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关的工作人员完全可以在不偏离本实用新型的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种薄型圆柱锂电池防爆组合盖帽，包括钢帽(1)、内环(2)、防爆片(3)、连接片(4)、隔离圈(5)和密封圈(6)，其特征在于：所述钢帽(1)下方设置所述内环(2)，所述内环(2)下方设置所述防爆片(3)，所述防爆片(3)边缘处设置有向内卷起的翻边(3-1)，所述翻边(3-1)包裹住连接片(4)的边缘，所述防爆片(3)与连接片(4)的中间部位固定连接，所述连接片(4)的边缘与所述翻边(3-1)之间安装所述隔离圈(5)，所述钢帽(1)、内环(2)和防爆片(3)外套装所述密封圈(6)。
2.如权利要求1所述的薄型圆柱锂电池防爆组合盖帽，其特征在于：所述钢帽(1)的中间部位设有向电池外部凸起的平顶圆锥(1-1)，所述平顶圆锥(1-1)锥面上开设有若干泄气孔(1-2)。
3.如权利要求1所述的薄型圆柱锂电池防爆组合盖帽，其特征在于：所述防爆片(3)呈现碗状结构，防爆片(3)中心处设有向碗内的第一凸台(3-2)，防爆片(3)的平面上设有若干压痕(3-3)。
4.如权利要求1所述的薄型圆柱锂电池防爆组合盖帽，其特征在于：所述连接片(4)边缘压薄并且中心处设置有向上的第二凸台(4-1)，连接片(4)的平面上开设有若干通气孔(4-2)。
5.如权利要求1所所述的薄型圆柱锂电池防爆组合盖帽，其特征在于：所述隔离圈(5)呈剖面为L型的空心圆柱状。
6.如权利要求1所述的薄型圆柱锂电池防爆组合盖帽，其特征在于：所述密封圈(6)呈剖面为L型的空心圆柱状，密封圈(6)内壁上设有三角形卡筋(6-1)，底部上表面设有梯形密封筋(6-2)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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