CN208225932U - 一种圆柱锂离子电池薄型防爆帽盖 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种圆柱锂离子电池薄型防爆帽盖，包括顶盖、防爆片、隔离圈、连接片和密封圈；所述顶盖边缘与所述防爆片边缘相连接，所述隔离圈环型包裹所述顶盖和防爆片的边缘；所述连接片与所述防爆片固定连接，并设有包边结构，所述包边结构环型包裹于所述隔离圈外部；所述密封圈套设于所述连接片外围。本实用新型提供了一种圆柱锂离子电池薄型防爆帽盖，通过新型的包边结构，有效的提升了帽盖的安全防爆性能和密封性能。

Description

一种圆柱锂离子电池薄型防爆帽盖

技术领域

本实用新型属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种圆柱锂离子电池薄型防爆帽盖。

背景技术

圆柱锂离子电池虽然具有单体电池工作电压高、重量轻、比能量大、体积小、循环寿命长、自放电率低、环保等优点，但仍存在着安全问题。如：在高温、过流、过充、过放等异常情况下，电池有自燃、产生强气压、发生爆炸等危险。圆柱锂离子电池薄型防爆帽盖是确保电池安全的重要组件。

在现有的技术中，圆柱锂离子电池薄型防爆帽盖还存在着许多的缺陷，如安全防爆缺陷、密封性能缺陷、过电流性能缺陷等，其主要表现在：电池防爆作用后，防爆片和连接片焊点脱离分开，连接片从防爆片上脱落，电池受到振动或冲击，电池壳体内形成新的短路现象，从而引发圆柱电池再次发生自燃或爆炸。

如本说明书附图中的图1所示现有技术中的组合帽盖，其结构包括顶盖11、垫片16、防爆片12、隔离圈13、连接片14和密封圈15。其中顶盖为镀镍铁件，垫片为镀镍铝环片。在防爆片上设有破裂刻线1201，在连接片上设有排气孔1401。防爆片与连接片通过焊接点连接，此结构为多个环片组合结构，整体密封性及过电流能力较差。

如图2所示，在锂离子电池发生异常时，防爆片12因压力凸面向反方向变形、拉断焊接点造成连接片14脱落，电池受到振动或冲击时电池壳体内造成新的短路现象，造成电池短路而引发自燃或爆炸。

发明内容

为了解决所述现有技术的不足，本实用新型提供了一种圆柱锂离子电池薄型防爆帽盖，通过新型的包边结构，有效的提升了帽盖的安全防爆性能和密封性能。

本实用新型所要达到的技术效果通过以下方案实现：

本实用新型中的圆柱锂离子电池薄型防爆帽盖，包括顶盖、防爆片、隔离圈、连接片和密封圈；所述顶盖边缘与所述防爆片边缘相连接，所述隔离圈环型包裹所述顶盖和防爆片的边缘；所述连接片与所述防爆片固定连接，并设有包边结构，所述包边结构环型包裹于所述隔离圈外部；所述密封圈套设于所述连接片外围。

所述顶盖为硬质镀镍圆形铁片，在电池正常工作时起导电和支撑作用，镀镍有助于提高、稳定顶盖的抗氧化性和导电性。所述防爆片为软质薄铝片，在电池正常工作时起导电和密封作用，在电池发生异常时，将电池内部断路，并在电池内部压力过大时，及时破裂泄压，保证电池整体的安全性。所述隔离圈用于提高帽盖的稳定性和电池的抗震性能。所述连接片设于电芯正极和防爆片之间，在电池正常工作时起导电作用，同时隔离电芯内的固体物质。所述密封圈用于密封和固定帽盖整体，形成一个完整的电池帽盖，起到密封和绝缘的作用；同时防止连接片脱落至电芯内部引起内短路，提高了电池的安全性。所述包边结构环型包裹于所述隔离圈外部，可防止连接片与防爆片脱离后落入电芯内部，有效的提高连接片的稳定性，而且密封性好，可大大降低电解液渗漏的机率；从整体上提升了帽盖的安全性。

进一步地，所述连接片上还设有凸台结构、排气孔和断裂刻线；所述断裂刻线设于所述凸台结构与连接片的连接处。所述凸台结构用于与所述防爆片的固定连接，使电池正常工作时导电。所述排气孔用于防爆作用时，电池内部产生的气体从排气孔通入防爆片与连接片之间的空间，并使防爆片向上翻转，防爆片上的破裂刻线破裂后，电池内部的气体可由排气孔和/或连接片上的破裂孔排出，减轻电池内的压力，防止电池发生爆炸。

所述断裂刻线设于所述凸台结构与连接片的连接处，且断裂刻线的连接力小于所述凸台结构与防爆片焊接的连接力，使电池工作异常，内部压力增大时，断裂刻线断裂，所述凸台结构与防爆片一同从连接片上脱离。牢固的焊点及断裂刻线，可有效的降低电池的内阻，同时相对于只有焊点的过电流设计，过电流性能力更强。

进一步地，所述凸台结构设于所述连接片中部、与所述防爆片中部向电芯内部凸起的凸台平面固定连接；所述防爆片中部为向电芯内部凸起的弧形结构，可进一步增大防爆片与顶盖之间的间距，增大了防爆片爆裂的空间，使爆破压力更稳定。

进一步地，所述顶盖为平顶太阳帽结构，且边缘设有环型通槽，形成两级阶梯厚度；所述平顶太阳帽结构中部用于连通外部电路，并增加顶盖与防爆片之间的间距，增大了防爆片爆裂的空间，使爆破压力更稳定；所述环型通槽可有效降低帽盖的高度，增加电池的内部空间，同时节约生产成本。

进一步地，所述隔离圈的厚度小于或等于所述环型通槽的深度，不仅保证了帽盖的稳定性和密封性，而且可有效降低帽盖的高度，增加电池的内部空间。

进一步地，所述隔离圈包裹所述顶盖边缘的长度小于或等于所述环型通槽的宽度，包裹所述防爆片边缘的长度大于或等于所述环型通槽的宽度、小于或等于所述防爆片边缘的长度；既能保证隔离圈包裹的稳定性和密封性，又能增加电池的内部空间。

进一步地，所述包边结构包裹所述隔离圈的长度小于或等于所述环型通槽的宽度，既能保证包边结构包裹的稳定性和密封性，又能节约生产成本。

进一步地，所述顶盖边缘与所述防爆片边缘的连接、所述连接片与所述防爆片的连接均为激光焊接。所述顶盖边缘与所述防爆片边缘的连接为激光线焊，可有效的降低电池的内阻，提高电池的过电流能力。所述连接片与所述防爆片的连接为激光点焊，且点焊的区域为凸台结构顶面与防爆片向电芯内部凸起的凸台平面，保证焊接牢固。

进一步地，所述防爆片上设有破裂刻线，使电池工作异常，内部压力增大时，防爆片易破裂，便于电池泄压。

进一步地，所述密封圈为塑料密封圈，采用塑料加工成型；由电池钢壳的端部包裹，安装在电池上以后，起到密封和绝缘的作用。

本实用新型的圆柱锂离子电池薄型防爆帽盖具有以下优点：

1、本实用新型中的隔离圈环型包裹顶盖和防爆片的边缘，既保证了帽盖整体的稳定性和密封性，又增加了电池的内部空间。

2、本实用新型中的连接片设有包边结构，可防止连接片与防爆片脱离后落入电芯内部，有效的提高连接片的稳定性，从而提升帽盖整体的密封性和安全性。

3、本实用新型中的连接片设有凸台结构和断裂刻线，且断裂刻线的连接力小于凸台结构与防爆片焊接的连接力，使电池工作异常，内部压力增大时，断裂刻线断裂，凸台结构与防爆片一同从连接片上脱离，形成一种新型的断电开启结构。

4、本实用新型顶盖边缘设有环型通槽可有效降低帽盖的高度，增加电池的内部空间，同时节约生产成本。

5、本实用新型中顶盖边缘与防爆片边缘的连接为激光线焊，有效的降低了电池内阻，提高了电池的过电流能力。

附图说明

图1为背景技术中防爆帽盖的整体结构示意图；

图2为背景技术中防爆帽盖防爆作用后的状态示意图；

附图标记说明如下：

11、顶盖；12、防爆片；1201、破裂刻线；13、隔离圈；14、连接片；1401、排气孔；15、密封圈；16、垫片。

图3为本实用新型中圆柱锂离子电池薄型防爆帽盖的整体结构示意图；

图4为本实用新型中圆柱锂离子电池薄型防爆帽盖防爆作用后的状态示意图；

附图标记说明如下：

21、顶盖；2101、环形通槽；22、防爆片；2201、破裂刻线；23、隔离圈；24、连接片；2401、凸台结构；2402、包边结构；2403、排气孔；2404、断裂刻线；25、密封圈。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型进行详细的说明。

本实用新型的实施例中的圆柱锂离子电池薄型防爆帽盖如附图3、4所示，包括顶盖21、防爆片22、隔离圈23、连接片24和密封圈25；顶盖边缘与防爆片边缘相连接，隔离圈环型包裹顶盖和防爆片的边缘；连接片与防爆片固定连接，并设有包边结构2402，包边结构环型包裹于隔离圈外部；密封圈套设于连接片外围。

顶盖为硬质镀镍圆形铁片，在电池正常工作时起导电和支撑作用，镀镍有助于提高、稳定顶盖的抗氧化性和导电性。防爆片为软质薄铝片，在电池正常工作时起导电和密封作用，在电池发生异常时，将电池内部断路，并在电池内部压力过大时，及时破裂泄压，保证电池整体的安全性。隔离圈用于提高帽盖的稳定性和电池的抗震性能。连接片设于电芯正极和防爆片之间，在电池正常工作时起导电作用，同时隔离电芯内的固体物质。密封圈用于密封和固定帽盖整体，形成一个完整的电池帽盖，起到密封和绝缘的作用；同时防止连接片脱落至电芯内部引起内短路，提高了电池的安全性。包边结构环型包裹于隔离圈外部，可防止连接片与防爆片脱离后落入电芯内部，有效的提高连接片的稳定性，而且密封性好，可大大降低电解液渗漏的机率；从整体上提升了帽盖的安全性。

防爆片上设有破裂刻线2201，使电池工作异常，内部压力增大时，防爆片易破裂，便于电池泄压。连接片上还设有凸台结构2401、排气孔2403和断裂刻线2404；断裂刻线设于凸台结构与连接片的连接处。凸台结构用于与防爆片的固定连接，使电池正常工作时导电。排气孔2403用于防爆作用时，电池内部产生的气体从排气孔通入防爆片与连接片之间的空间，并使防爆片向上翻转，防爆片上的破裂刻线破裂后，电池内部的气体可由排气孔2403和/或连接片上的破裂孔排出，减轻电池内的压力，防止电池发生爆炸。断裂刻线设于凸台结构与连接片的连接处，且断裂刻线的连接力小于凸台结构与防爆片焊接的连接力，使电池工作异常，内部压力增大时，断裂刻线断裂，凸台结构与防爆片一同从连接片上脱离。牢固的焊点及断裂刻线，可有效的降低电池的内阻，同时相对于只有焊点的过电流设计，过电流性能力更强。凸台结构设于连接片中部、与防爆片中部向电芯内部凸起的凸台平面固定连接；防爆片中部为向电芯内部凸起的弧形结构，可进一步增大防爆片与顶盖之间的间距，增大了防爆片爆裂的空间，使爆破压力更稳定。

顶盖为平顶太阳帽结构，且边缘设有环型通槽2101，形成两级阶梯厚度；平顶太阳帽结构中部用于连通外部电路，并增加顶盖与防爆片之间的间距，增大了防爆片爆裂的空间，使爆破压力更稳定；环型通槽可有效降低帽盖的高度，增加电池的内部空间，同时节约生产成本。隔离圈的厚度小于或等于环型通槽的深度，不仅保证了帽盖的稳定性和密封性，而且可有效降低帽盖的高度，增加电池的内部空间。隔离圈包裹顶盖边缘的长度小于或等于环型通槽的宽度，包裹防爆片边缘的长度大于或等于环型通槽的宽度、小于或等于防爆片边缘的长度；既能保证隔离圈包裹的稳定性和密封性，又能增加电池的内部空间。包边结构包裹隔离圈的长度小于或等于环型通槽的宽度，既能保证包边结构包裹的稳定性和密封性，又能节约生产成本。

顶盖边缘与防爆片边缘的连接、连接片与防爆片的连接均为激光焊接。顶盖边缘与防爆片边缘的连接为激光线焊，可有效的降低电池的内阻，提高电池的过电流能力。连接片与防爆片的连接为激光点焊，且点焊的区域为凸台结构顶面与防爆片向电芯内部凸起的凸台平面，保证焊接牢固。

密封圈25为塑料密封圈，采用塑料加工成型；由电池钢壳的端部包裹，安装在电池上以后，起到密封和绝缘的作用。

本实用新型的实施例中的圆柱锂离子电池薄型防爆帽盖的具体实施例如下：

实施例1：

取本实用新型帽盖6pcs进行内阻检测，检测数据如下：

0.26mΩ 0.27mΩ 0.25mΩ 0.24mΩ 0.27mΩ 0.28mΩ， 均值为0.26mΩ。

取现有帽盖6pcs进行内阻测试，检测数据如下：

0.34mΩ 0.35mΩ 0.38mΩ 0.35mΩ 0.36mΩ 0.36mΩ， 均值为0.36Ω。

综上数据，本实用新型可明显降低内阻，提高电池的过电流能力。

实施例2：

各取25pcs本实用新型和现有帽盖进行断电打压测试，测试结果如下：

本实用新型的连接片断开后均保留在密封圈内，晃动无脱落。

现有帽盖则全部脱落，掉入测试设备中。

测试结果表明，本实用新型的安全性能明显优于现有帽盖。

本实用新型的实施例中的圆柱锂离子电池薄型防爆帽盖，采用新型的包边结构，包括隔离圈环型包裹顶盖和防爆片的边缘，和连接片上的包边结构，既保证了帽盖整体的稳定性和密封性，增加了电池的内部空间；又能防止连接片与防爆片脱离后落入电芯内部，从而提升帽盖整体的安全性。

连接片设有凸台结构和断裂刻线，凸台结构与防爆片焊接，且断裂刻线的连接力小于凸台结构与防爆片焊接的连接力，使电池工作异常，内部压力增大时，断裂刻线断裂，凸台结构与防爆片一同从连接片上脱离，形成一种新型的断电开启结构。

顶盖边缘与防爆片边缘的连接为激光线焊，可有效的降低电池的内阻，提高电池的过电流能力；凸台结构与防爆片的连接为激光点焊，且焊接牢固，连接片上牢固的焊点及断裂刻线，可有效的降低电池的内阻，同时相对于只有焊点的过电流设计，过电流性能力更强。

从上述实施例的方案可以看出，本实用新型提供了一种圆柱锂离子电池薄型防爆帽盖，通过新型的包边结构，有效的提升了帽盖的安全防爆性能和密封性能。

最后需要说明的是，以上实施例仅用以说明本实用新型实施例的技术方案而非对其进行限制，尽管参照较佳实施例对本实用新型实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解依然可以对本实用新型实施例的技术方案进行修改或者等同替换，而这些修改或者等同替换亦不能使修改后的技术方案脱离本实用新型实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种圆柱锂离子电池薄型防爆帽盖，包括顶盖、防爆片、隔离圈、连接片和密封圈，其特征在于：

所述顶盖边缘与所述防爆片边缘相连接，所述隔离圈环型包裹所述顶盖和防爆片的边缘；所述连接片与所述防爆片固定连接，并设有包边结构，所述包边结构环型包裹于所述隔离圈外部；所述密封圈套设于所述连接片外围。

2.如权利要求1所述圆柱锂离子电池薄型防爆帽盖，其特征在于：所述连接片上还设有凸台结构、排气孔和断裂刻线；所述断裂刻线设于所述凸台结构与连接片的连接处。

3.如权利要求2所述圆柱锂离子电池薄型防爆帽盖，其特征在于：所述凸台结构设于所述连接片中部、与所述防爆片中部向电芯内部凸起的凸台平面固定连接。

4.如权利要求1所述圆柱锂离子电池薄型防爆帽盖，其特征在于：所述顶盖为平顶太阳帽结构，且边缘设有环型通槽，形成两级阶梯厚度。

5.如权利要求4所述圆柱锂离子电池薄型防爆帽盖，其特征在于：所述隔离圈的厚度小于或等于所述环型通槽的深度。

6.如权利要求4所述圆柱锂离子电池薄型防爆帽盖，其特征在于：所述隔离圈包裹所述顶盖边缘的长度小于或等于所述环型通槽的宽度，包裹所述防爆片边缘的长度大于或等于所述环型通槽的宽度、小于或等于所述防爆片边缘的长度。

7.如权利要求4所述圆柱锂离子电池薄型防爆帽盖，其特征在于：所述包边结构包裹所述隔离圈的长度小于或等于所述环型通槽的宽度。

8.如权利要求1所述圆柱锂离子电池薄型防爆帽盖，其特征在于：所述顶盖边缘与所述防爆片边缘的连接、所述连接片与所述防爆片的连接均为激光焊接。

9.如权利要求1所述圆柱锂离子电池薄型防爆帽盖，其特征在于：所述防爆片上设有破裂刻线。

10.如权利要求1所述圆柱锂离子电池薄型防爆帽盖，其特征在于：所述密封圈为塑料密封圈。