CN215418489U - 一种具有双重防爆结构的钢壳扣式电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种具有双重防爆结构的钢壳扣式电池，包括壳体(1)，设置有注液孔(11)；密封件(2)，封闭所述注液孔(11)；所述密封件(2)对应注液孔(11)的位置设置有防爆刻痕(21)，所述壳体(1)的底部(13)或侧壁(14)设置有防爆纹(12)。本实用新型采用双重防爆结构，能够在电池内部压力过大时释放压力，有助于提高电池的安全性。

Description

一种具有双重防爆结构的钢壳扣式电池

技术领域

本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种具有双重防爆结构的钢壳扣式电池。

背景技术

如今，锂离子电池作为一种新型二次电池，具有能量密度和功率密度大、工作电压高、重量轻、体积小、循环寿命长、安全性好、绿色环保等优点，在便携式电器、电动工具、大型贮能、电动交通动力电源等方面具有广阔的应用前景。纽扣电池也称扣式电池，是指外形尺寸象一颗小纽扣的电池，一般来说直径较大，厚度较薄，纽扣电池是从外形上来对电池来分，同等对应的电池分类有柱状电池、方形电池、异形电池。扣式电池一般包括盖板和钢壳。

在现有扣式电池结构中，盖板和钢壳中均无防爆和泄压装置，电池容易发生失控，导致爆炸、起火等危险。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种具有双重防爆结构的钢壳扣式电池，采用双重防爆结构，能够在电池内部压力过大时释放压力，有助于提高电池的安全性。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种具有双重防爆结构的钢壳扣式电池，包括壳体，设置有注液孔；密封件，封闭所述注液孔；所述密封件对应注液孔的位置设置有防爆刻痕，所述壳体的底部或侧壁设置有防爆纹。

优选的，所述防爆刻痕通过激光刻蚀或冲压刻印设置在所述密封件，所述防爆纹通过激光刻蚀设置在所述壳体。

优选的，所述注液孔设置在所述壳体的底部，所述密封件覆盖所述注液孔的外侧，所述密封件的边缘通过焊接与所述注液孔的周围固定连接。

优选的，所述密封件为金属箔片，所述金属箔片为不锈钢箔、镍箔、铝箔或铜箔，所述密封件的厚度为50μm-100μm。

优选的，所述密封件的形状为圆形、椭圆形或方形。

优选的，所述防爆刻痕的形状为十字形、米字形或弯月形。

优选的，所述密封件对应所述注液口的位置设置有凹陷部，所述防爆刻痕设置在凹陷部。

优选的，所述防爆纹设置在所述壳体的侧壁的内侧或外侧。

优选的，所述壳体的顶部设置有开口，所述开口安装有盖板，所述盖板设置有镂空孔及安装于所述镂空孔的极柱，所述镂空孔的内壁设置有绝缘件，所述极柱通过铆接固定于所述镂空孔。

优选的，还包括电芯，所述电芯设置有至少两个极耳，其中一个所述极耳通过焊接固定在所述极柱上，另一个所述极耳通过焊接固定在所述壳体的内部。

本实用新型的有益效果在于，本实用新型包括壳体，设置有注液孔；密封件，封闭所述注液孔；所述密封件对应注液孔的位置设置有防爆刻痕，所述壳体的底部或侧壁设置有防爆纹。在现有扣式电池结构中，盖板和钢壳中均无防爆和泄压装置，电池容易发生失控，导致爆炸、起火等危险，因此，采用密封件封闭注液孔，并在密封件对应注液孔下方位置设置防爆刻痕，防爆刻痕能够在电池内部压力达到预设值后被冲破，释放压力或气体，达到泄压的作用，有助于保证电池的安全性；同时，根据实际电池结构，也可将防爆纹设在壳体的底部或侧壁，防爆纹也可在电池内部压力达到预设值后被冲破，释放压力或气体，降低发生电池失控的概率，相比现有的结构，通过双重的防爆结构，能够在电池内压力过大时同时进行泄压，从而提高电池的安全性，其中，壳体内增加注液孔，可在盖板和壳体完成进行一次焊接后灌注电解液，避免盖板和壳体的焊接对电解液造成的影响，而且，注液孔通过较薄的密封件封闭，即通过二次激光焊接将密封件的边缘固定在注液孔的周围，起到封闭注液孔的作用，较薄的密封件对激光焊接的能量要求较低，且注液孔的尺寸较少，焊接时间较短，焊缝路径较短，有助于降低焊接时的热辐射，降低对电池内部的电化学环境的影响，还能提升焊接效果。本实用新型采用双重防爆结构，能够在电池内部压力过大时释放压力，有助于提高电池的安全性。

附图说明

下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施方式的特征、优点和技术效果。

图1为本实用新型中实施方式一的结构示意图。

图2为图1的A处放大图。

图3为本实用新型中实施方式一的盖板的分解示意图。

图4为本实用新型中实施方式一的壳体的底部结构示意图。

图5为本实用新型中实施方式二的壳体的底部结构示意图。

图6为本实用新型中实施方式三的壳体的底部结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

1-壳体；11-注液孔；12-防爆纹；13-底部；14-侧壁；15-开口；

2-密封件；21-防爆刻痕；22-凹陷部；

3-盖板；31-镂空孔；32-极柱；33-绝缘件；

4-电芯；41-极耳。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图1～6对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。

实施方式一

下面结合附图1～4描述实施方式一

具有双重防爆结构的钢壳扣式电池，包括壳体1，设置有注液孔11；密封件2，封闭注液孔11；密封件2对应注液孔11的位置设置有防爆刻痕21，壳体1的底部13或侧壁14设置有防爆纹12。

在现有扣式电池结构中，盖板和钢壳中均无防爆和泄压装置，电池容易发生失控，导致爆炸、起火等危险，因此，采用密封件2封闭注液孔11，并在密封件2对应注液孔11下方位置设置防爆刻痕21，防爆刻痕21能够在电池内部压力达到预设值后被冲破，释放压力或气体，达到泄压的作用，有助于保证电池的安全性；同时，根据实际电池结构，也可将防爆纹12设在壳体1的底部13或侧壁14，防爆纹12也可在电池内部压力达到预设值后被冲破，释放压力或气体，降低发生电池失控的概率，相比现有的结构，通过双重的防爆结构，能够在电池内压力过大时同时进行泄压，从而提高电池的安全性，其中，壳体1内增加注液孔11，可在盖板3和壳体1完成进行一次焊接后灌注电解液，避免盖板3和壳体1的焊接对电解液造成的影响，而且，注液孔11通过较薄的密封件2封闭，即通过二次激光焊接将密封件2的边缘固定在注液孔11的周围，起到封闭注液孔11的作用，较薄的密封件2对激光焊接的能量要求较低，且注液孔11的尺寸较少，焊接时间较短，焊缝路径较短，有助于降低焊接时的热辐射，降低对电池内部的电化学环境的影响，还能提升焊接效果。

此外，也可通过改变防爆刻痕21和防爆纹12在壳体1的位置或尺寸，实现多级泄压，即在电池内压力达到一定压力后，防爆刻痕21或防爆纹12中的一个被冲破，当电池内压力仍持续增大时，防爆刻痕21和防爆纹12都被冲破，同时进行泄压，有助于降低维修和更换零件的成本。防爆刻痕21和防爆纹12可均设置在壳体1的底部13，也可将防爆纹12设在壳体1的侧壁14，防爆刻痕21设在壳体1的底部13，可对壳体1不同位置进行被动安全监测，有助于提高电池的被动安全能力。

在根据本实用新型的具有双重防爆结构的钢壳扣式电池中，防爆刻痕21通过激光刻蚀或冲压刻印设置在密封件2，防爆纹12通过激光刻蚀设置在壳体1。具体的，在密封件2的上表面或下表面激光刻蚀或冲压刻印出预设深度的防爆刻痕21，密封件2对应防爆刻痕21的位置的厚度较薄，能够在电池极端滥用使用条件下，被气体冲破，快速进行泄压，防止电池发生爆炸，同时，防爆纹12也可通过激光刻蚀设置在壳体1的底部13或侧壁14，能够在电池发生失控前，提前释放气体，保证电池的安全性。即通过双重防爆结构，增加电池的安全性。

在根据本实用新型的具有双重防爆结构的钢壳扣式电池中，注液孔11设置在壳体1的底部13，密封件2覆盖注液孔11的外侧，密封件2的边缘通过焊接与注液孔11的周围固定连接。具体的，在完成壳体1和盖板3的焊接后灌注电解液，接着对密封件2和注液孔11进行第二次激光焊接，采用密封件2封闭注液孔11，由于密封件2厚度较小，对激光焊接的能量要求低，降低焊接时的热辐射，可提升封装效果，且对电池内部的电化学环境影响大幅度降低，此外，密封件2的边缘稍大于注液孔11的尺寸，能够覆盖注液孔11的外侧，并沿注液孔11的周围与壳体的底部13焊接在一起，有助于提高密封件2和壳体1的稳固性，从而提高壳体1的密封性能，降低电解液从注液孔11发生泄漏的概率。

在根据本实用新型的具有双重防爆结构的钢壳扣式电池中，密封件2为金属箔片，金属箔片为不锈钢箔、镍箔、铝箔或铜箔，密封件2的厚度为50μm-100μm。根据实际生产需求和成本需求，可以采用不锈钢箔、镍箔、铝箔或铜箔作为密封件2，优选采用不锈钢片，且限定密封件2的厚度，防止密封件2的厚度过大，导致激光焊接的能量要求增加，不利于减少焊接时的热辐射。

在根据本实用新型的具有双重防爆结构的钢壳扣式电池中，密封件2的形状为圆形、椭圆形或方形。根据实际注液孔11的形状，可以替换不同形状的密封件2，降低注液孔11发生泄漏的概率，优选采用圆形的密封件2。

在根据本实用新型的具有双重防爆结构的钢壳扣式电池中，防爆刻痕21的形状为十字形。根据电池的结构和尺寸，可以采用十字形的防爆刻痕21，使得防爆刻痕21可以被冲破，保证电池的安全性，也可以采用其它规则或不规则的形状。

在根据本实用新型的具有双重防爆结构的钢壳扣式电池中，密封件2对应注液口的位置设置有凹陷部22，防爆刻痕21设置在凹陷部22。具体的，密封件2中央的位置采用凹陷部22，凹陷部22为内凹结构，相当于将密封件2部分嵌在注液孔11，有助于提高密封件2和注液孔11之间的稳固性，配合密封件2靠近注液孔11的一侧的防爆刻痕21，在预设的内部压力下，防爆刻痕21可以被冲破，防止电池内部压力过大，保证电池的安全性。

在根据本实用新型的具有双重防爆结构的钢壳扣式电池中，防爆纹12设置在壳体1的侧壁14的内侧或外侧。根据实际生产需求，可以将防爆纹12设置在壳体1的侧壁14的内侧或外侧，也可设置在壳体1的底部13的内侧或外侧，满足防爆纹12能被冲破即可。

本实用新型的工作原理是：

采用密封件2封闭注液孔11，并在密封件2对应注液孔11下方位置设置防爆刻痕21，防爆刻痕21能够在电池内部压力达到预设值后被冲破，释放压力或气体，达到泄压的作用，有助于保证电池的安全性；同时，根据实际电池结构，也可将防爆纹12设在壳体1的底部13或侧壁14，防爆纹12也可在电池内部压力达到预设值后被冲破，释放压力或气体，降低发生电池失控的概率，相比现有的结构，通过双重的防爆结构，能够在电池内压力过大时同时进行泄压，从而提高电池的安全性，其中，壳体1内增加注液孔11，可在盖板3和壳体1完成进行一次焊接后灌注电解液，避免盖板3和壳体1的焊接对电解液造成的影响，而且，注液孔11通过较薄的密封件2封闭，即通过二次激光焊接将密封件2的边缘固定在注液孔11的周围，起到封闭注液孔11的作用，较薄的密封件2对激光焊接的能量要求较低，且注液孔11的尺寸较少，焊接时间较短，焊缝路径较短，有助于降低焊接时的热辐射，降低对电池内部的电化学环境的影响，还能提升焊接效果。

实施方式二

与实施方式一不同的是：本实施方式的壳体1的顶部设置有开口15，开口15安装有盖板3，盖板3设置有镂空孔31及安装于镂空孔31的极柱32，镂空孔31的内壁设置有绝缘件33，极柱32通过铆接固定于镂空孔31，防爆刻痕21的形状为米字形。具体的，采用复合的方式，将绝缘件33复合到镂空孔31上，并为极柱32预留安装孔，绝缘件33可以和金属的盖板3有较好的粘接效果，极柱32可采用铆钉，利用铆接或旋铆工艺将极柱23、绝缘件33或盖板3(壳体1侧壁14)三者复合在一起，即，将铆钉放入预留极柱32的孔中，采用旋铆工艺，将铆钉铆接到盖板3或壳体1上，因为旋铆可以使复合的绝缘件33均匀受压变形，不会使绝缘件33变形不均匀或过度挤压破损；通过上述复合和铆接相结合的工艺，可以使电池具有较好的密封性和正负极绝缘性。其中，复合方式包括但不限于注塑、胶水粘合、热压复合、超声波焊接、喷塑固化、高温固化剂等复合组合方式，此外，在复合过程中，绝缘件33中需要预留极柱32的安装孔。根据成本需求，可以采用聚丙烯胶、氟橡胶、氯丁橡胶、溴化丁基、聚乙烯、聚脂化合物、防电解液氧化胶、乙丙橡胶、丁基橡胶、固化胶作为绝缘件33，并将绝缘件33复合到镂空孔31中，复合方式包括但不限于注塑、胶水粘合、热压复合、超声波焊接、喷塑固化、高温固化剂等复合组合方式。其中，根据电池的结构和尺寸，可以采用米字形的防爆刻痕21，使得防爆刻痕21可以被冲破，保证电池的安全性，也可以采用其它规则或不规则的形状。

其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。

实施方式三

与实施方式一不同的是：本实施方式还包括电芯4，电芯4设置有至少两个极耳41，其中一个极耳41通过焊接固定在极柱32上，另一个极耳41通过焊接固定在壳体1的内部，防爆刻痕21的形状为弯月形。于本实施方式中，正极片、负极片、隔离膜三者相互隔离成组成型的电芯4入壳装配，负极片与壳体1通过金属连接片焊接连通，正极片与盖板3的极柱32通过金属连接片焊接连通，具体的，正、负极极片，隔离膜通过卷绕或者叠片形成电芯4，正负极极耳从电芯4的同一端或异端引出；正、负极极耳分别为铝带和铜镀镍带(铜带，镍带)，采用超声波焊接方式，把极耳41焊接在对应极片的空箔上；电芯4的正极极耳通过超声波焊，电阻焊或者激光焊焊接在盖板3上，材质为铝、镍、不锈钢中的一种，负极通过电阻焊或者激光焊直接焊接在壳体1的内部，对铝带非焊接点进行绝缘处理，处理方式包括但是不限于热压合PP胶，对贴绝缘胶纸，涂覆绝缘胶水等。壳体1的侧壁14或盖板3朝电芯4里面的一面采用喷塑的方式，即喷涂一层薄薄的绝缘层，或者采用胶纸覆盖，防止正极极耳接触到盖板3上的不锈钢而导致短路。其中，根据电池的结构和尺寸，可以采用弯月形的防爆刻痕21，使得防爆刻痕21可以被冲破，保证电池的安全性，也可以采用其它规则或不规则的形状。

其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1.一种具有双重防爆结构的钢壳扣式电池，其特征在于，包括：

壳体(1)，设置有注液孔(11)；

密封件(2)，封闭所述注液孔(11)；

所述密封件(2)对应注液孔(11)的位置设置有防爆刻痕(21)，所述壳体(1)的底部(13)或侧壁(14)设置有防爆纹(12)。

2.如权利要求1所述的一种具有双重防爆结构的钢壳扣式电池，其特征在于：所述防爆刻痕(21)通过激光刻蚀或冲压刻印设置在所述密封件(2)，所述防爆纹(12)通过激光刻蚀设置在所述壳体(1)。

3.如权利要求1所述的一种具有双重防爆结构的钢壳扣式电池，其特征在于：所述注液孔(11)设置在所述壳体(1)的底部(13)，所述密封件(2)覆盖所述注液孔(11)的外侧，所述密封件(2)的边缘通过焊接与所述注液孔(11)的周围固定连接。

4.如权利要求1所述的一种具有双重防爆结构的钢壳扣式电池，其特征在于：所述密封件(2)为金属箔片，所述金属箔片为不锈钢箔、镍箔、铝箔或铜箔，所述密封件(2)的厚度为50μm-100μm。

5.如权利要求1所述的一种具有双重防爆结构的钢壳扣式电池，其特征在于：所述密封件(2)的形状为圆形、椭圆形或方形。

6.如权利要求1所述的一种具有双重防爆结构的钢壳扣式电池，其特征在于：所述防爆刻痕(21)的形状为十字形、米字形或弯月形。

7.如权利要求1所述的一种具有双重防爆结构的钢壳扣式电池，其特征在于：所述密封件(2)对应所述注液孔的位置设置有凹陷部(22)，所述防爆刻痕(21)设置在凹陷部(22)。

8.如权利要求1所述的一种具有双重防爆结构的钢壳扣式电池，其特征在于：所述防爆纹(12)设置在所述壳体(1)的侧壁(14)的内侧或外侧。

9.如权利要求1所述的一种具有双重防爆结构的钢壳扣式电池，其特征在于：所述壳体(1)的顶部设置有开口(15)，所述开口(15)安装有盖板(3)，所述盖板(3)设置有镂空孔(31)及安装于所述镂空孔(31)的极柱(32)，所述镂空孔(31)的内壁设置有绝缘件(33)，所述极柱(32)通过铆接固定于所述镂空孔(31)。

10.如权利要求9所述的一种具有双重防爆结构的钢壳扣式电池，其特征在于：还包括电芯(4)，所述电芯(4)设置有至少两个极耳(41)，其中一个所述极耳(41)通过焊接固定在所述极柱(32)上，另一个所述极耳(41)通过焊接固定在所述壳体(1)的内部。

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