CN208835103U - 电池用封口板及使用该封口板的电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型的目的在于提供一种电池用封口板，具有上盖、下盖和阀体，其特征在于，所述上盖具有环形的凸状部和围绕该凸状部形成的边缘部，所述凸状部是中空的，并且在所述凸状部上形成多个放气孔；所述下盖具有盖底，所述上盖的所述边缘部与所述下盖的所述盖底通过点焊而结合，所述下盖具有多个阀孔，所述多个阀孔排列为与环形的所述凸状部对应的环形，在由中空的所述凸状部与所述下盖的所述盖底形成的空间中设置覆盖所述多个阀孔的阀体。

Description

电池用封口板及使用该封口板的电池

技术领域

本实用新型涉及一种电池用封口板、以及具有该电池用封口板的电池。

背景技术

电池一般分为物理电池和化学电池，化学电池是指通过正负极之间的化学反应将化学能转化为电能的装置。根据是否能重复使用分为一次电池和二次电池。一次电池是指无法进行充电、仅能放电的电池，如锌锰、碱性干电池，锂扣电池，锂亚电池等。二次电池是指可反复进行充放电再循环的电池，如铅酸、镍镉、镍氢、锂离子、锂聚合物、燃料、锌、铝、镁空气电池等。

随着电子产品的发展，特别是近年来移动、掌上电子产品的普及，二次电池(例如镍镉、镍氢、锂离子电池等)因其能进行重复充放电，使用方便、容量高，小巧便于携带等优点而得到迅猛发展。人们在使用过程中也对这些电池提出了更高的要求，如高容量，高功率，高安全性等等。二次电池(以镍氢电池为例)一般包括金属壳体、密封部件(封口板、正极盖、排气阀)、引线、以及密封在该金属壳体和封口板形成的密闭腔内的由正极板、绝缘纸和负极板卷成的极板组及浸润在该极板组里面的电解液。镍氢电池的装配工艺一般是这样的：引线一端先与正极板焊接为一体，再与负极板、绝缘纸通过卷绕工序卷绕成组，再通过插壳工序将组插入金属壳内，经过沟入工序，在壳体上形成一圈内凹的圆环以起到固定组的作用，再注入电解液，再将引线另一端与封口板焊接，最后通过封口工序形成完整的电池。

为了满足人们对高容量电池的需求，一般采取增加极板的宽度来增加活性物质从而提高电池的容量，但带来的后果就是电池内部残存空间急剧减少。电池在充放电时，由于电极和电解液反应而使电解液分解产生气体，气体达到一定压力时，通过排气阀的控制，内部压力使气体从封口板底部的放气孔向外界排出，从而保证了电池的安全。在某些特殊条件下，如外部短路时，会使电池温度急剧升高，内部压力急剧上升，如果压力得不到及时释放，电池会发生爆炸等安全性问题。所以，有必要在电池达到破裂之前使电池内的气体迅速向电池外放出。

所以，作为使电池内的气体迅速向电池外放出的技术，提出有各种在电池的密封部件中设置作为排气阀的封口板等方案；现有的圆筒形电池所使用的封口板结构图如图6所示。

封口板由上盖51、下盖53和它们之间的阀体7构成。上盖51的圆筒状的凸状部6在上盖51的中央部突起，作为正极用输出端子，并且，上盖51设有围绕该凸状部6全周的凸缘部。在凸状部6的下部形成有一直延伸到凸缘部的边长为1mm左右的方形放气孔50。

下盖53的中央具有一个直径为1.5mm左右的阀孔8，该阀孔8由阀体7封闭。下盖53与上盖51的凸缘部通过点焊而连接。

一般，上盖51和下盖53通过对厚度0.5mm左右的钢板反复进行冲压加工的工序和镀镍的工序来制作，上盖51和下盖53各自所采用的钢板厚度可以不同，例如，上盖51为0.4mm，下盖53为0.6mm。阀体7是方柱状的橡胶零件。该橡胶阀体7封住阀孔8。当电池内产生的气体的作动压大于规定的阈值时，气压使橡胶阀体7压缩变形，解除对阀孔8的密封，气体从阀孔8排出，进入上盖51与下盖53以及橡胶阀体7所围成的空间，再从多个放气孔50向电池壳外排出。如此，封口板具有作为排气阀而将异常的气体向电池壳外排出的功能。

但是，在实际的电池使用过程中，由于封口板的凸状部6(电池正极端子)容易受到冲击，例如掉落在地上等的情况下，凸状部6受冲击而产生局部变形，方柱状的橡胶阀体7在凸状部6内被迫受压变形，并一直保持受压变形的状态，该橡胶阀体7的受压变形的难易程度即压缩率变大。这样，即使当电池内产生的气体的作动压大于规定的阈值，该气压也可能无法使压缩率变大的橡胶阀体7收缩，气体不能顺畅排出。该情况下，电池容易爆炸，产生严重的安全问题。

或者，电池内的气压勉强使橡胶阀体7压缩，但气体仅少量地排出到由上盖51与下盖53以及橡胶阀体7所围成的空间，再通过放气孔50排出电池盒1外。即便这样，由于无法使足够的气体排出电池盒外，也无法确保电池的安全性。

专利文献1：中国实用新型专利申请公开号CN1363119A

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电池用封口板、以及具有该封口板的电池，即使在封口板变形的情况下，仍能够确保电池的安全性和信赖性，从而提高电池的安全性。

本实用新型的电池用封口板，具有上盖、下盖和阀体，其特征在于，所述上盖具有环形的凸状部和围绕该凸状部形成的边缘部，所述凸状部是中空的，并且在所述凸状部上形成多个放气孔；所述下盖具有盖底，所述弯折部与所述上盖的所述边缘部通过点焊而结合，所述下盖具有多个阀孔，所述多个阀孔排列为与环形的所述凸状部对应的环形，在由中空的所述凸状部与所述下盖的所述盖底形成的空间中设置覆盖所述多个阀孔的阀体。

根据该结构的电池，能够提高凸状部的抗变形能力，并使气体顺畅地排出，确保电池的安全性。

也可以是，所述下盖还具有围绕该盖底形成的弯折部，所述阀体形成为环形。

由此可以通过下盖的弯折部使上盖定位到下盖的盖底上，并且，环形的阀体对应于上盖的环形凸状部，并封闭下盖上形成的环形的阀孔。

也可以是，环形的所述凸状部由直径不同的圆筒状内侧壁、圆筒状外侧壁以及连接该两个侧壁的顶端的顶壁形成为中空的凸状。由此，能够形成容纳阀体的空间。

也可以是，所述多个放气孔分别设置在所述圆筒状内侧壁和所述圆筒状外侧壁上。由此，能够使排出方向不定的气体可以从圆筒状内侧壁也可以从圆筒状外侧壁顺畅排出。

此外，也可以是，多个所述放气孔围绕所述圆筒状外侧壁和所述圆筒状内侧壁等间隔地形成在所述圆筒状外侧壁和所述圆筒状内侧壁各自的下部上，其中，形成在所述圆筒状外侧壁的下部的所述放气孔延伸设置到所述上盖的所述边缘部上。由此，能够使气体更为顺畅地排出。

也可以是，所述下盖上形成有8个所述阀孔，所述圆筒状外侧壁上形成6个所述放气孔，所述圆筒状内侧壁上形成4个所述放气孔。

也可以是，所述多个阀孔形成的环形的半径是所述圆筒状外侧壁与所述圆筒状内侧壁的半径之和的一半。

本实用新型的电池的特征在于，具有：带有开口部分的壳体；插入到所述壳体内的包含正极板和负极板的极板组；以及上述电池用封口板。

附图说明

图1为本实用新型电池的剖视图。

图2为本实用新型的封口板的立体图。

图3A为封口板上盖的立体图，图3B为封口板上盖的俯视图。

图4A为封口板下盖的立体图，图4B为封口板下盖的俯视图。

图5A为环形阀体的立体图，图5B为环形阀体的俯视图。

图6为现有技术的电池的剖视图。

符号说明

1 上盖

2 下盖

3 阀体

4 电池壳

41 引线

42 密封部件

5 极板组

10 凸状部

11 顶壁

12 圆筒状内侧壁

13 圆筒状外侧壁

14 放气孔

15 放气孔

16 焊接凹部

17 边缘部

21 盖底

22 弯折部

23 阀孔

6 凸状部

7 阀体

8 阀孔

50 放气孔

51 上盖

53 下盖

具体实施方式

下面利用附图1～6对本实用新型的具体实施方式进行说明。本实施方式中采用了AA电池为例进行说明。

图1为本实用新型的电池的剖视图。

图1中，电池A具有有底筒状的电池壳4、沉浸在电池壳4所容纳的电解液中的极板组5、以及封闭电池壳4的开口的封口板1A，电池壳4的开口侧端缘与封口板1A之间经由沿着上述开口侧端缘配置的密封部件42而气密连接。电池壳4在本实施方式中为圆筒状，但也可以为方形等其他形状的电池壳。

封口板1A包括上盖1、下盖2和阀体3。

图2表示由上盖1、下盖2和阀体3(图2中未示出)组装而成的封口板1A的立体图。

下面，参照图3A～图5B对封口板1A的上盖1、下盖2和阀体3分别进行说明。

如图3A所示，上盖1是在盖底底面的中央部分具有环形的凸状部10、围绕该凸状部10外周形成的边缘部17的盖底状。

该环形的凸状部10由从上盖1的盖底底面竖起、以上盖1的圆心为中心且半径为r2的圆筒状内侧壁12和半径为r1的圆筒状外侧壁13、以及将圆筒状内侧壁12的上端缘与圆筒状外侧壁13的上端缘连接的顶壁11构成。其中，r1＞r2。

该圆筒状内侧壁12和圆筒状外侧壁13从上盖1的盖底底面竖起的高度大约为1.6～1.7mm。由圆筒状内侧壁12和圆筒状外侧壁13以及顶壁11构成的环形的凸状部10形成为中空的结构，如图1所示，用于在中空的结构中容纳环形的阀体3。

在圆筒状外侧壁13从上盖1的盖底底面竖起的交界处，开设有多个放气孔14。在本实施方式中，在该圆筒状外侧壁13的下部的整周上，等间隔地形成有6个四边形的放气孔14。各个放气孔14均为一半设置在圆筒状外侧壁13的下部，另一半延伸设置到上盖1的盖底底面，由此可以使气体尽快散逸。

另外，在圆筒状内侧壁12的下部也形成有放气孔15，放气孔15沿着圆筒状内侧壁12的下部整周等间隔地设置有4个，但也可以设置6个等。为保证圆筒状内侧壁12的强度，放气孔15优选仅设置在圆筒状内侧壁12的下部，而不延伸设置到上盖1的盖底底面上。

在上盖1的盖底底面的边缘部17上，等间隔地设置有4个圆形的焊接凹部16，是用于将上盖1与下盖2点焊在一起时定位焊点的凹部。

如图4A和图4B所示，下盖2由盖底21和围绕盖底21形成的弯折部22构成为扁平的盖底状，在围绕盖底21的圆心的半径为R的圆环上，等间隔地形成有8个阀孔23。其中，R＝(r1+r2)/2。

如图1所示，弯折部22是例如使下盖2的外周边缘通过锻压等手段，形成相对于下盖2的盖底21的平面在更朝向上盖1的平面方向上延伸的弯折部。使上盖1定位在下盖2的由弯折部22圈起的盖底21上，通过在上盖1的边缘部的凹部16进行点焊从而能够将上盖1与下盖2焊接到一起。

图5A、图5B是用于说明阀体3的附图。阀体3形成为圆环状，能够放置在上盖1的由圆筒状内侧壁12和圆筒状外侧壁13以及顶壁11构成的环形的中空结构中。如图1所示，阀体3的底面与下盖2的盖底21的上表面抵接，封闭下盖2上形成的8个阀孔23。阀体3的顶面与上盖1的顶壁11的下表面抵接，通过上盖1的顶壁11向下方对阀体3施加一定的压力，防止阀体3在中空结构的空间内左右偏移。另外，阀体3的内圈和外圈表面均不与圆筒状内侧壁12和圆筒状外侧壁13接触，而是与圆筒状内侧壁12和圆筒状外侧壁13之间分别空出间隙，以方便供气体排出。

下面，参照图1和图6对本实用新型相对于现有技术的改进之处和有益技术效果进行说明。

如图6所示，现有技术中的上盖的中央朝向上方形成有圆柱状的凸状部6，该凸状部6形成为中空的结构，其间收纳阀体7。阀体7可以形成为方形、圆柱形等形状，用于封闭下盖中央形成的单一的阀孔8。

在上盖的圆柱状的凸状部6的侧壁的下部，形成有一直延伸设置到上盖的盖底上的放气孔50，虽然未图示，但一般来说，沿圆柱状凸状部的下部一周通常形成有4个以上的放气孔50。

然而，如果电池由于跌落而造成上述凸状部6变形，凸状部6中收纳的阀体7受压变形的难易程度即压缩率变大。这会导致当电池内部产生大量气体时，即使电池内产生的气体的作动压大于规定的阈值，该气压也可能无法使压缩率变大的阀体收缩，气体不能顺畅地从下盖53中央的放气孔8排出。该情况下，电池容易爆炸，产生严重的安全问题。

相对于此，首先，本实用新型在上盖1不是形成圆柱状凸状部，而是形成圆环状的凸状部10，该圆环状的凸状部10由圆筒状内侧壁12、圆筒状外侧壁13和顶壁11构成。相对于图6中现有技术的上盖1的圆柱状凸状部6，本实用新型的圆环状凸状部10的抗变形能力更强。

其次，本实用新型在下盖2上不是形成单一的阀孔，而是形成了围绕下盖2的中央排列为环形的8个阀孔23，8个阀孔23的单个孔的面积与现有技术的单一阀孔的面积大致相同。相对于现有技术中的形成在下盖中央的单一放气孔，即使在上盖1的圆环状凸状部出现局部变形，阀体的局部压缩率变大，气体仍然可以优先从阀体压缩率不变的一侧的放气孔排气，从而可靠地提高了电池的安全性。

另外，本实用新型在上盖1的环形凸状部的圆筒状内侧壁12和圆筒状外侧壁13的下部分别都形成放气孔15、14。相对于现有技术仅在圆筒状凸状部的外壁下部形成放气孔的方式，本实用新型中形成在环形凸状部10的内外壁的放气孔的数量更大，总面积更大，因此能够使气体更为顺畅地排出。另外，在圆筒状内侧壁12上也形成放气孔是因为，气体在顶起阀体向外排的时候，方向是不定的。如果气体向阀体的内侧、即圆筒状内侧壁排，而在圆筒状内侧壁没有放气孔则会形成瞬间气体堆积，从而导致封口板飞离电池。封口板组装过程中，阀体的定位会有些许偏差，会有几率造成这一现象。

另外，在圆筒状内侧壁12和圆筒状外侧壁13上形成放气孔的数量在本实施方式中分别为6个、4个，但也可以形成为其他数量。

在下盖2的盖底21上形成的阀孔23的数量为8个，但也可以形成为其他数量，但优选沿着半径R形成至少2个以上，且总面积与现有技术中下盖上的单一放气孔的面积大致相同或者更大。

阀体的材质可以与现有技术相同，是橡胶阀体，也可以是其他材质，这里不做特别限定。因为阀体受气压变形是上下变形，气压从阀体的下面顶开阀体，然后从阀体的两侧排出。不论阀体是什么形状，只要阀体在封口板内上下受压变形的比率一致和封口板内除去阀体体积的残空间一致，任何材质的作动压基本不会有太大差异。

本实用新型不限于本说明书中提到的具体实施方式，只要不脱离本实用新型的主旨，可以进行各种变形。

Claims (8)

1.一种电池用封口板，具有上盖、下盖和阀体，其特征在于，

所述上盖具有环形的凸状部和围绕该凸状部形成的边缘部，所述凸状部是中空的，并且在所述凸状部上形成多个放气孔；

所述下盖具有盖底，所述上盖的所述边缘部与所述下盖的所述盖底通过点焊而结合，所述下盖具有多个阀孔，所述多个阀孔排列为与环形的所述凸状部对应的环形，

在由中空的所述凸状部与所述下盖的所述盖底形成的空间中设置覆盖所述多个阀孔的阀体。

2.如权利要求1所述的电池用封口板，其特征在于，

所述下盖还具有围绕该盖底形成的弯折部，

所述阀体形成为环形。

3.如权利要求1或2所述的电池用封口板，其特征在于，

环形的所述凸状部由直径不同的圆筒状内侧壁、圆筒状外侧壁以及连接该两个侧壁的顶端的顶壁形成为中空的凸状。

4.如权利要求3所述的电池用封口板，其特征在于，

所述多个放气孔分别设置在所述圆筒状内侧壁和所述圆筒状外侧壁上。

5.如权利要求4所述的电池用封口板，其特征在于，

多个所述放气孔围绕所述圆筒状外侧壁和所述圆筒状内侧壁等间隔地形成在所述圆筒状外侧壁和所述圆筒状内侧壁各自的下部上，其中，形成在所述圆筒状外侧壁的下部的所述放气孔延伸设置到所述上盖的所述边缘部上。

6.如权利要求4所述的电池用封口板，其特征在于，

所述下盖上形成有8个所述阀孔，

所述圆筒状外侧壁上形成6个所述放气孔，

所述圆筒状内侧壁上形成4个所述放气孔。

7.如权利要求3所述的电池用封口板，其特征在于，

所述多个阀孔围成的环形的半径是所述圆筒状外侧壁与所述圆筒状内侧壁的半径之和的一半。

8.一种电池，其具有：带有开口部分的壳体；插入到所述壳体内的包含正极板和负极板的极板组，

其特征在于，

还具有权利要求1－7中任一项所述的电池用封口板。