CN216015507U - 一种具有刻痕的微型锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开并提供了一种结构紧凑、电池内部的有效空间大、防爆效果好的具有刻痕的微型锂离子电池。本实用新型包括外壳、电芯、密封组件，外壳的上端设有开口，密封组件包括盖板、环形固定组件、中心盖、密封胶圈，盖板设有通孔，环形固定组件固定设置在盖板上，环形固定组件的内侧设有环形凹部，中心盖的外沿套接密封胶圈后卡接在环形凹部内，中心盖的外沿进入环形凹部的深度不均等，中心盖通过密封固定组件密封住通孔；盖板密封住开口，同时电芯封装在外壳内，电芯的正极与中心盖电连接，电芯的负极与外壳电连接，另外盖板的内侧、中心盖的内侧和外壳的内侧均设置有绝缘胶带，所述外盖上的设有若干道刻痕，所述刻痕延伸至所述第二开孔的边沿。本实用新型应用于具有刻痕的微型锂离子电池的技术领域。

Description

一种具有刻痕的微型锂离子电池

技术领域

本实用新型涉及一种锂离子电池，特别涉及一种具有刻痕的微型锂离子电池。

背景技术

微型锂离子可充电电池目前得到了越来越广泛的应用，特别是随着无线蓝牙耳机的推出，要求电池体积小，比能量高，安全性好。

为应对市场的需求中国专利CN102804473B与CN104332647B各公开了一种用于微型锂离子电池的结构，但其外侧侧壁有三层，多层侧壁不利于电池比能量的提高，另外如何防爆没有说明。

公开号为CN109980155A的中国专利申请，其公开了一种用于锂离子电池的盖板组件。该盖板组件包括：盖板本体，所述盖板本体的中部具有通孔，所述通孔延伸形成筒体，所述筒体凸出于所述盖板本体的至少一个表面；泄压部，所述泄压部位于所述筒体内并与所述筒体密封连接，所述泄压部主体材料是无机玻璃体，当所述盖板本体发生变形时，在玻璃体上产生裂缝进而从所述盖板本体上脱落，以此达到防爆的目的。对于上述的盖板组件，用于微型电池时，盖板组件有效面积小，内部需更大的压力，才能使所述泄压部产生裂缝，这样会导致所述泄压部连同所述中心导体一起从所述盖板本体上飞出，从而导致丧失防爆效果。另外玻璃体需要高温煅烧成型，也不能做得太小太薄，进而占用电池的内部有效空间，特别是体积在1立方厘米以下的微型锂离子电池。另外申请号为202011296439的中国专利申请, 其公开了一种用于锂离子电池的盖板组件。通过壳体滚沟再放入预制好的胶圈与盖,然后扣紧密封的方法.由于盖体的边缘由第一连续边缘和第二连续边缘构成，所述第一连续边缘上的点到所述盖体中心的第一距离小于所述第二连续边缘上的点到所述盖体中心的第二距离。即扣边后收口位距中心的距离是非对称的,这样能够解决电池防爆的问题,但滚钩与收口会占用电池外圈的部分空间,导致电池内部的有效空间减少。

申请号为202120026157.7的中国专利申请，其公开了一种微型锂离子电池，该专利的盖板采用非对称的圆实现防爆，当内压升高时，短边阻力小先翘开，释放出电池内部气体。但受到材料、加工、使用环境等因素的影响，仍然存在受力不均匀，长短边会同时翘开的现象，从而产生内部气体不能有效释放的问题。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题是克服现有技术的不足，提供了一种结构紧凑、电池内部的有效空间大、防爆效果好的微型锂离子电池。

本实用新型所采用的技术方案是：所述一种具有刻痕的微型锂离子电池包括外壳10和电芯11，所述外壳10的上端设有开口12，所述一种具有刻痕的微型锂离子电池还包括密封组件；所述密封组件包括外导电金属体和内导电金属体，所述内导电金属体为中心盖3，所述外导电金属体上设有中心孔，所述中心盖3位于所述中心孔内，所述中心盖3和所述外导电金属体之间设置有绝缘体4，所述外导电金属体包括盖板1、环形固定件2和外盖8，所述环形固定件2和所述外盖8分别设有相互连通的第一开孔 5和第二开孔9，所述环形固定件2的内侧和所述外盖8的内侧之间设有夹层空间6，所述第一开孔 5的第一半径D4，所述第二开孔9的第二半径D5均要小于所述中心盖3的盖半径D3，所述绝缘体4套设在所述中心盖3的外沿后设置所述夹层空间6里，所述环形固定件2和所述外盖8通过所述绝缘体4共同夹住所述中心盖3的外沿；所述盖板1密封住所述开口12，同时所述电芯11封装在所述外壳10内，所述电芯11的正极与所述中心盖3电连接，所述电芯11的负极与所述外壳10电连接，另外所述盖板1的内侧、所述中心盖3的内侧和所述外壳10的内侧均设置有绝缘胶带13；所述外盖8上的设有若干道刻痕15，所述刻痕15延伸至所述第二开孔9的边沿。

进一步，所述盖板1、所述环形固定件2和所述外盖8之间的连接至少有一个连接采用焊接，所述焊接为激光焊或电阻焊；所述盖板1，所述环形固定件2和所述外盖8的厚度为0.02mm-0.3mm。材料为：铝、铜、铁、镍、不锈钢或镀镍不锈钢。

进一步，所述中心盖3为扁平环状的金属，且所述中心盖3的中心至少向一边凸起，所述中心盖3为单一金属制成或若干层不同金属复合而成；所述中心盖3金属的材料为：铝、铜、铁、镍、不锈钢或镀镍不锈钢。

优选地，所述外盖8设置在所述中心孔内，所述外盖8与所述盖板1呈一体设计，所述环形固定件2为环绕设置在所述第二开孔9开口处的支撑壁7，所述支撑壁7的下端垂直设置在所述盖板1的上表面，所述支撑壁7的上端向所述第二开孔9的中心收口，所述支撑壁7上端收口的弯折部与所述盖板1的上表面之间为所述夹层空间6；所述支撑壁7的上端的收口部通过所述绝缘体4压紧所述中心盖3的边沿从而形成密封；所述绝缘体4使用不会溶解于锂离子电液的高分子塑料，是PP、PE、PI、PET、PEEK、硅橡胶或氟橡胶。

进一步，所述密封组件和所述外壳10构成的密封空间内还注入有电解液；所述电芯11由正极片、负极片、隔膜卷绕而成，所述隔膜设置在所述正极片和所述负极片之间；在所述电芯11的卷绕中心设置有塞子14；所述密封组件和所述外壳10通过激光焊连接并密封。

进一步，所述刻痕15呈压痕状或裂缝状。

本实用新型的有益效果是：由于本实用新型采用了紧凑型刻痕防爆的设计，本实用新型包括外壳10和电芯11，所述外壳10的上端设有开口12，本实用新型还包括密封组件；所述密封组件包括外导电金属体和内导电金属体，所述内导电金属体为中心盖3，所述外导电金属体上设有中心孔，所述中心盖3位于所述中心孔内，所述中心盖3和所述外导电金属体之间设置有绝缘体4，所述外导电金属体包括盖板1、环形固定件2和外盖8，所述环形固定件2和所述外盖8分别设有相互连通的第一开孔 5和第二开孔9，所述环形固定件2的内侧和所述外盖8的内侧之间设有夹层空间6，所述第一开孔 5的第一半径D4，所述第二开孔9的第二半径D5均要小于所述中心盖3的盖半径D3，所述绝缘体4套设在所述中心盖3的外沿后设置所述夹层空间6里，所述环形固定件2和所述外盖8通过所述绝缘体4共同夹住所述中心盖3的外沿；所述盖板1密封住所述开口12，同时所述电芯11封装在所述外壳10内，所述电芯11的正极与所述中心盖3电连接，所述电芯11的负极与所述外壳10电连接，另外所述盖板1的内侧、所述中心盖3的内侧和所述外壳10的内侧均设置有绝缘胶带13；所述外盖8上的设有若干道刻痕15，所述刻痕15延伸至所述第二开孔9的边沿，当电池内部压力增大时，压力小的一边中心盖3先翘起，气体从绝缘体4与中心盖3间形成的缝隙释放出来，同时通过胶圈传递到所述外盖8向外的压力，使所述外盖8有压痕或裂缝的部位更容易翘开，从而达到释放气体的目的。该结构紧凑，防爆效果好，还能增加电池内部的有效空间。

附图说明

图1是实施例一防爆盖板组件的剖视图；

图2是实施例一防爆盖板组件未收口的爆炸图；

图3是实施例一外盖和所述盖板连接后的俯视图；

图4是实施例一外盖和所述盖板连接后的剖视图；

图5是实施例二防爆盖板组件的剖视图；

图6是实施例二防爆盖板组件未收口的爆炸图；

图7是实施例二防爆盖板组件的俯视图；

图8是实施例三防爆盖板组件的剖视图；

图9是实施例三防爆盖板组件的爆炸图；

图10是本发明微型锂离子电池的剖视图；

图11是本发明微型锂离子电芯的剖视图。

具体实施方式

在本实施例中，如图10所示，所述一种具有刻痕的微型锂离子电池包括外壳10和电芯11，所述外壳10的上端设有开口12，所述一种具有刻痕的微型锂离子电池还包括密封组件；所述密封组件包括外导电金属体和内导电金属体，所述内导电金属体为中心盖3，所述外导电金属体上设有中心孔，所述中心盖3位于所述中心孔内，所述中心盖3和所述外导电金属体之间设置有绝缘体4，所述外导电金属体包括盖板1、环形固定件2和外盖8，所述环形固定件2和所述外盖8分别设有相互连通的第一开孔 5和第二开孔9，所述环形固定件2的内侧和所述外盖8的内侧之间设有夹层空间6，所述第一开孔 5的第一半径D4，所述第二开孔9的第二半径D5均要小于所述中心盖3的盖半径D3，所述绝缘体4套设在所述中心盖3的外沿后设置所述夹层空间6里，所述环形固定件2和所述外盖8通过所述绝缘体4共同夹住所述中心盖3的外沿；所述盖板1密封住所述开口12，同时所述电芯11封装在所述外壳10内，所述电芯11的正极与所述中心盖3电连接，所述电芯11的负极与所述外壳10电连接，另外所述盖板1的内侧、所述中心盖3的内侧和所述外壳10的内侧均设置有绝缘胶带13，所述外盖8上的设有若干道刻痕15，所述刻痕15延伸至所述第二开孔9的边沿。

在本实施例中，如图11所示，所述电芯11由正极片、负极片、隔膜卷绕而成，最外圈被绝缘胶带13包住，正极耳由连接于正极片上的铝箔弯折而成，部分被极耳绝缘胶带覆盖；负极耳由连接于负极片上的铜箔弯折而成，部分被极耳绝缘胶带覆盖；为充分利用外壳10内部的有效空间，正极片与负极片的宽度是可变宽度的，所述隔膜设置在所述正极片和所述负极片之间；在所述电芯11的卷绕中心设置有塞子14；所述密封组件和构成的密封空间内还注入有电解液；盖上焊好正极耳的密封组件后，采用激光焊接的方法，将其与外壳10连接并密封。所述外壳10封口后的内部空间体积小于等于1立方厘米。

所述密封组件的结构有如下三组实施例：

实施例一

如图1至图4所示，在本实施例中，所述盖板1由不锈钢加工而成，中心有一个通孔，其中存在一段垂直于平面的环状凸起，其厚度最优在0.05-0.3mm之间。所述外盖8也是由不锈钢加工而成，中心有一个通孔，其厚度最优在0.05-0.3mm之间。外盖8的外径刚好与盖板1的凹陷的内径一致，将外盖8放入后焊接在一起，最常用的方法是激光焊。焊接好的外盖8与盖板1组合成盖本体，其中外盖8孔的直径小于盖板1通孔的直径。所述外盖8上有数条刻痕15，其中刻痕15呈压痕状或裂缝状，所述刻痕15延伸至外盖8内径边缘。

随后在盖本体中依此放入绝缘体4与中心盖3，所述绝缘体4为密封圈并采用不会溶解于锂离子电液的高分子材料，如PP、PE、PI、PET、硅橡胶或氟橡胶等，这里选用氟橡胶。所述中心盖3为片状金属，中心凸起。所用的材料可以是单一的金属，如铝，也可以是复合的材料，如内层与外层复合，所述内层最优为铝，所述外层可以是不锈钢、镍、镀镍不锈钢等，这里选用镀镍不锈钢。

将以上组合好的部件，放入专用模具中，冲压环形凸起，使其形成U字环形。所述U字环形外层金属通过绝缘体压紧内层的中心盖3边缘，形成密封。所述中心盖3边缘到中心的半径D3大于所述外盖8内边缘到中心的最大半径D5，也大于所述U字环形收口后边缘到中心的半径D4。制成电池后所述U字环形被密封于电池内部。

实施例二

如图5至图7所示，在本实施例中，所述盖板1由不锈钢加工而成，中心是一段直壁通孔，其中一边直壁上有数条刻痕15，其中刻痕15呈压痕状或裂缝状，所述刻痕15延伸至直壁上沿，所述盖板1材料的厚度最优在0.05-0.3mm之间。所述外盖8也是由不锈钢加工而成，中心有一个通孔，其厚度最优在0.05-0.3mm之间。外盖8与盖板1焊接在一起，最常用的方法是激光焊。焊接好的外盖8与盖板1组合成盖本体，其中外盖8孔的直径小于盖板1通孔的直径。

随后在盖本体中依此放入绝缘体4与中心盖3，所述绝缘体4采用不会溶解于锂离子电液的高分子材料，如PP、PE、PI、PET，硅橡胶或氟橡胶等，这里选用氟橡胶。所述中心盖3为片状金属，中心凸起。所用的材料可以是单一的金属，如铝，也可以是复合的材料，如内层与外层复合，所述内层最优为铝，所述外层可以是不锈钢、镍、镀镍不锈钢等，这里选用镀镍不锈钢。

将以上组合好的部件，放入专用模具中，冲压环形凸起，使其形成U字环形。所述盖板1折弯后边缘有数条刻痕15，其中刻痕15呈压痕状或裂缝状，所述刻痕15延伸至折弯后的内径边缘。

所述U字环形外层金属通过胶圈压紧内层的中心盖3边缘，形成密封。所述中心盖3边缘到中心的半径D3大于所述外盖8内边缘到中心的最大半径D5，也大于所述U字环形收口后边缘到中心的半径D4。制成电池后所述U字环形置于电池外部。

实施例三

如图8、图9及图3所示，在本实施例中，所述盖板1由不锈钢加工而成，中心有一个通孔，其中存在一段垂直于平面的环状凸起，其厚度最优在0.05-0.3mm之间。所述外盖8也是由不锈钢加工而成，中心有一个通孔，其厚度最优在0.05-0.3mm之间。外盖8的外径刚好与盖板1的凹陷的内径一致，将外盖8放入后焊接在一起，最常用的方法是激光焊。焊接好的外盖8与盖板1组合成盖本体，其中外盖8孔的直径小于盖板1通孔的直径。所述外盖8上有数条刻痕15，其中刻痕15呈压痕状或裂缝状，所述刻痕15延伸至外盖8内径边缘。

随后在盖本体中依此放入绝缘体4与中心盖3，所述绝缘体4采用不会溶解于锂离子电液的高分子材料，如PP、PE、PI、PET或硅橡胶等，这里选用PP。所述中心盖3为预制成型的金属，在一个片状的圆形金属中两面各存在一个凸起。所用的材料可以是单一的金属，如铝，也可以是复合的材料，如内层与外层复合，所述内层最优为铝，所述外层可以是不锈钢、镍、镀镍不锈钢等，这里选用镀镍不锈钢。

将以上组合好的部件，放入专用模具中，冲压环形凸起，使其形成U字环形。所述U字环形外层金属通过胶圈压紧内层的中心盖3边缘，形成密封。所述中心盖3边缘到中心的半径D3大于所述外盖8内边缘到中心的最大半径D5，也大于所述U字环形收口后边缘到中心的半径D4。制成电池后所述U字环形被密封于电池内部。

对上述实施例中的结构进行测试：以前有部分盖板到12MPA时，才能顶开，由于内压大，顶开的时会有响声。采用此发明当内部压力到达1MPA时，已开始缓慢释放气体，达到更有效防爆的目的。

虽然本实用新型的实施例是以实际方案来描述的，但是并不构成对本实用新型含义的限制，对于本领域的技术人员，根据本说明书对其实施方案的修改及与其他方案的组合都是显而易见的。

Claims (5)

1.一种具有刻痕的微型锂离子电池，包括外壳（10）和电芯（11），所述外壳（10）的上端设有开口（12），所述一种具有刻痕的微型锂离子电池还包括密封组件；所述密封组件包括外导电金属体和内导电金属体，所述内导电金属体为中心盖（3），所述外导电金属体上设有中心孔，所述中心盖（3）位于所述中心孔内，所述中心盖（3）和所述外导电金属体之间设置有绝缘体（4），所述外导电金属体包括盖板（1）、环形固定件（2）和外盖（8），所述环形固定件（2）和所述外盖（8）分别设有相互连通的第一开孔 (5)和第二开孔（9），所述环形固定件（2）的内侧和所述外盖（8）的内侧之间设有夹层空间（6），所述第一开孔 (5)的第一半径（D4），所述第二开孔（9）的第二半径（D5）均要小于所述中心盖（3）的盖半径(D3)，所述绝缘体（4）套设在所述中心盖（3）的外沿后设置所述夹层空间（6）里，所述环形固定件（2）和所述外盖（8）通过所述绝缘体（4）共同夹住所述中心盖（3）的外沿；所述盖板（1）密封住所述开口（12），同时所述电芯（11）封装在所述外壳（10）内，所述电芯（11）的正极与所述中心盖（3）电连接，所述电芯（11）的负极与所述外壳（10）电连接，另外所述盖板（1）的内侧、所述中心盖（3）的内侧和所述外壳（10）的内侧均设置有绝缘胶带（13），其特征在于：所述外盖（8）上的设有若干道刻痕（15），所述刻痕（15）延伸至所述第二开孔（9）的边沿。

2.根据权利要求1所述的一种具有刻痕的微型锂离子电池，其特征在于：所述盖板（1）、所述环形固定件（2）和所述外盖（8）之间的连接至少有一个连接采用焊接，所述焊接为激光焊或电阻焊；所述盖板（1），所述环形固定件（2）和所述外盖（8）的厚度为0.02mm-0.3mm，材料为：铝、铜、铁、镍、不锈钢或镀镍不锈钢。

3.根据权利要求1所述的一种具有刻痕的微型锂离子电池，其特征在于：所述中心盖（3）为扁平环状的金属，且所述中心盖（3）的中心至少向一边凸起，所述中心盖（3）为单一金属制成或若干层不同金属复合而成；所述中心盖（3）金属的材料为：铝、铜、铁、镍、不锈钢或镀镍不锈钢。

4.根据权利要求1所述的一种具有刻痕的微型锂离子电池，其特征在于：所述外盖（8）设置在所述中心孔内，所述外盖（8）与所述盖板（1）呈一体设计，所述环形固定件（2）为环绕设置在所述第二开孔（9）开口处的支撑壁（7），所述支撑壁（7）的下端垂直设置在所述盖板（1）的上表面，所述支撑壁（7）的上端向所述第二开孔（9）的中心收口，所述支撑壁（7）上端收口的弯折部与所述盖板（1）的上表面之间为所述夹层空间（6）；所述支撑壁（7）的上端的收口部通过所述绝缘体（4）压紧所述中心盖（3）的边沿从而形成密封；所述绝缘体（4）使用不会溶解于锂离子电液的高分子塑料。

5.根据权利要求1所述的一种具有刻痕的微型锂离子电池，其特征在于：所述密封组件和所述外壳（10）构成的密封空间内还注入有电解液；所述电芯（11）由正极片、负极片、隔膜卷绕而成，所述电芯（11）外部设置有绝缘胶带（13），所述隔膜设置在所述正极片和所述负极片之间；在所述电芯（11）的卷绕中心设置有塞子（14）；所述密封组件和所述外壳（10）通过激光焊连接并密封；所述刻痕（15）呈压痕状或裂缝状。

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