CN2538071Y - 用于超薄大容量密封无水电解质电池的带安全阀的电极 - Google Patents

用于超薄大容量密封无水电解质电池的带安全阀的电极 Download PDF

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刘昌国
黄学杰
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Suzhou Phylion Battery Co., Ltd.
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本实用新型涉及一种用于超薄大容量密封无水电解质电池的带安全阀的电极。该电极包括:电极、极耳;其特征是;所述的电极为一扁型金属底座,其上至少有2个以上极柱,极柱上部外壁车有螺纹,扁型金属底座边缘有一帽檐;该帽檐下面开有固定极耳用的通孔,极耳固定其上;在极柱上安装一安全阀。当电池内压升高到一定程度时,极柱凸垫从所处容器孔中滑出,电池内压释放,同时极耳断裂,中断电流。

Description

用于超薄大容量密封无水电解质电池的带安全阀的电极
                            技术领域
本实用新型涉及一种电池上的极柱,特别是涉及一种用于电动小汽车、电动大巴车、电动公交车及潜艇等上用的超薄大容量密封无水电解质电池的带安全阀的电极。
                            背景技术
二次电池,如铅酸电池、镍氢电池和锂离子电池在电动自行车、电动摩托车、不间断电源等上得到广泛应用。所述的二次电池是一种非水溶液电解质电池过充电时,电压过高导致电解质分解而产生气体。如果这种情况不断继续下去,电解质及活性物质就会迅速分解,电池的温度也随之上升,因电池是密封的,电池所置电池壳的内部压力迅速增加,达到一定程度时会引起爆炸、起火等安全事故。人们为了防止发生爆炸、起火等意外事故,在某些二次电池上,例如用于手机的二次电池一般采取设置防爆阀,电池在内部压力达到一定程度时泄压,即在容器壁上制造薄弱环节。电解液分解完毕,电池反应中止。不会发生爆炸、起火等安全事故。但是,如单体电池容量较大,电池过度充电导致气体喷出后,如继续充电,将产生大量气体,电池的温度将继续升高,直至爆炸或起火。因此,电池过充到一定程度时,中断充电是必要的措施。
                           发明内容
本实用新型的目的在于:为了克服超大容量电池当过充电时易引发电池爆炸和燃烧以及在大电池工作的条件下,电池单元和电极发热温升过高导致电池失效的缺点。为了提高电池在正常工作的情况下的导电性、耐振动及密封性;,从而提供一种用于超薄型大容量几十到几百安时的密封无水电解质电池的带安全阀电极。
本实用新型提供的一种用于超薄型大容量密封无水电解质电池的带安全阀的电极,包括:电极、极耳;其特征是;所述的电极为一扁型金属底座,其上至少有2个以上极柱,极柱上部外壁车有螺纹,扁型金属底座边缘有一帽檐;该帽檐下面开有固定极耳用的通孔,极耳固定其上;在极柱上安装一安全阀。
所述的在极柱上安装的安全阀包括条形防爆凸垫、条形密封绝缘凹垫、条形固定垫片和固定用螺母;该防爆条形凸垫镶嵌在电池壳顶部开的条形孔内,所述的帽檐卡装在极柱防爆条形凸垫下面;极柱上带螺纹部分穿过防爆条形凸垫露在电池壳开的条形孔外,该极柱上部按顺序套一条形密封绝缘凹垫和条形固定垫片和固定螺母,并固定在电池壳顶上。
每个电极上都可以安装一安全阀。
所述的扁型金属底座尺寸为10-5≤厚/长×宽≤10-1
为了保证耐振动及密封性,还包括一条形弹簧垫片,该条形弹簧垫片安装在固定螺母与条形固定垫片之间。
所述的一防爆条形凸垫的底部直径大于电池壳开孔的孔径,突出部分直径略小于电池壳开孔之孔径,以突出部分刚好插入电池壳开孔内为宜,这样较好地固定极柱并加强密封性。为了达到电池防爆更好的效果,还可以在电池的每个电极上都设置该安全阀结构。
当二次电池在充电过程中,一旦电池过充电,电池内压升高到一定程度时,条形极柱防爆凸垫从所处电池壳孔中滑出,电池内压释放,同时极耳断裂,中断电流,从而达到防爆的目的。
本实用新型效果:由于本实用新型提供的电极包括一扁型金属底座,该底座的尺寸为10-5≤厚/长×宽≤10-2,满足超薄电池使用;又由于该底座上具有2个以上极柱,大大地提高电池的密封性能。另外,条形电极上安装有安全阀,因此,在正常工作的情况下,电池承受振动的能力和密封性能得以提高,安全性好。由于电池的电极为条形,增大了极耳固定面积,从而提高电池的导电性能,减少连接电阻。
本实用新型所做的安全、密封和震动实验的效果列于表1中。
                      附图说明
图1:本实用新型超薄型大容量无水电解质电池外型立体图
图1中W表示电池厚度,L表示电池长度,H表示电池高度;
图2:本实用新型的扁型电极示意图
图3:本实用新型的条形密封绝缘凹垫结构示意图
图4:本实用新型的条形凸垫结构示意图
图5:本实用新型一种实施例结构示意图
图面说明:1-极柱    2-螺母      3-壳体    4-条形壳孔    5-帽檐6-条形防爆绝缘凸垫    7-极耳    8-金属底座    9-通孔10-条形密封绝缘凹垫      11-固定垫片
                          具体实施方式
实施例1
按图2制作一适于超薄大容量密封无水电解质电池的带安全阀的电极。扁型电极用铝制作的最大尺寸是72×20mm的一金属条底座8,其上有3个尺寸是72×15mm的极柱1,极柱1上部外壁车有螺纹,条形金属底座8的边缘有一帽檐5,帽檐下的底座上开有通孔9,一极耳通过通孔9固定在条形金属底座8上,并且在电极上安装一安全阀。
实施例2
下面结合图1描述一种根据本实用新型制造的含有一个安全阀扁型电极的超薄型240安时方型二次电池,其电池外型尺寸为厚×长×宽=24×486×210mm。
本实施例的扁型电极如图2所示,条形电极用铝制作的最大尺寸是72×20mm的一金属条底座8,其上有3个尺寸是72×15mm的极柱1,极柱1上部外车有螺纹,电池壳3顶部开有两个固定柱用的条形孔4,一尺寸是76×20mm的条形极柱防爆凸垫6,其底部尺寸是78×22mm,突出部分尺寸是75.9×19.9mm,它的底部尺寸大于极柱所处电池壳条形孔4之尺寸,突出部分略小于条形极柱所处电池壳3的条形孔4之孔径,突出部分与电池壳3上的条形孔4配合,突出部分镶嵌在电池壳3孔4内;条形密封绝缘凹垫10的外尺寸是78×22mm,内孔尺寸与条形防爆凸垫6的突出部分配合,可以起到固定极柱并加强密封作用,如图3所示。极柱1上部穿过条形防爆凸垫6(如图4所示),露在所述电池壳3开孔4外,并在极柱1上部按顺序套上条形密封绝缘凹垫10,固定垫片11和用3个固定螺母2与条形极柱1外壁上的螺纹配合固定。极耳7用焊接或铆接的方式连接在条形金属底座8的帽檐5下。
本实施例1所做的安全、密封及振动实验,其实验数据如附表1、2、3所示;在充电过程中,当电池内压升高到一定程度时,极柱防爆扁型凸垫6从所处电池壳4孔中滑出,电池内压释放,同时极耳8断裂,中断电流。如图4所示当电池过充电时,压力升高,极柱1在电池壳内部高压的作用下按箭头的指向上运动,极柱防爆扁型凸垫6在极柱1的作用下产生变型,这时极耳8在极柱1的作用下发生断裂,切断电流,保证了电池安全。
实施例3
一种尺寸为厚×长×宽=15×326×146mm,容量为50安时高功率能500A(10C)放电的二次电池(如图5所示)用的电极。在电池壳3顶部开有条形孔4的尺寸是12×76mm,其内安装有一个扁型正极柱安全阀,该具有安全阀的电极的结构如图2和5所示,图中说明:该安全阀电极的极柱1的最大尺寸是9×73mm,其上有螺纹;条形防爆凸垫6底部尺寸是14×78mm,突出部分尺寸是11.9×75.9mm,它镶嵌在电池壳3条形孔4内,它与电池壳3上的条形4密切配合,既可以固定极柱又加强电池密封。条形密封绝缘凹垫10的外尺寸是14×78mm,内尺寸与条形防爆凸垫6突出部分外尺寸配合,可以固定极柱并加强密封,正极柱1上部穿过条形极柱防爆凸垫6,露在所述电池壳3开孔外,并在极柱1上部按顺序套于扁型防爆绝缘凸垫6,扁型固定垫片11,用3个固定螺母2与极柱1外壁上的螺纹螺合固定在电池壳上,极耳7用焊接或铆接的方式连接在条形金属底座8的通孔9上,极柱1的最大尺寸是9×73mm比电池壳4上的孔径小
                                 表1安全实验:
序号                          极柱脱出时电池电压值(V)
    1     2     3     4     5
  实例1     5.18     5.25     5.19     5.09     5.30
  实例2     5.21     5.28     5.20     5.12     5.26
密封实验:
    序号 干燥前重量(g) 干燥后重量(g)           备注
实例1     1     5803.1     5803 干燥条件:55℃抽真空48小时;测试仪器:电子天平范围0~6kg,精度0.1g。推论:除去电池表面水分、仪器精度及环境影响外,依此实验方法,气密性较好。
    2     5800.2     5800.1
    3     5801.3     5801.2
    4     5802.5     5802.4
    5     5798.8     5798.7
实例2     1     2001.3     2001.2
    2     2000.7     2000.6
    3     1999.8     1999.7
    4     2005.8     2005.7
    5     2002.5     2002.4
    2     231.5     231.4
    3     232.6     232.5
    4     234.1     234.0
    5     230.9     230.8
震动实验:试验条件:振幅0.8mm,频率50±5Hz
    样品     1   2     3     4     5
实例1 试验时间     95   94     93     97     100
功能测试     合格   合格     合格     合格     合格
实例2 试验时间     96   97     99     94     102
功能测试     合格   合格     合格     合格     合格
上面结合附图描述了本发明的最佳实施方案。不过,应当明确,本发明并不限于上述实施例,该领域的技术人员在不偏离本发明申请各项权利要求界定的精神或范围的情况下,可以做出各种修改和替换。

Claims (5)

1.一种用于超薄大容量密封无水电解质电池的带安全阀的电极,包括:电极、极耳;其特征是;所述的电极为一扁型金属底座,其上至少有2个以上极柱,极柱上部外壁车有螺纹,扁型金属底座边缘有一帽檐;该帽檐下面开有固定极耳用的通孔,极耳固定其上;在极柱上安装一安全阀。
2.按权利要求1所述的用于超薄大容量密封无水电解质电池的带安全阀的电极,其特征是;所述的安全阀包括:条形防爆凸垫、条形密封绝缘凹垫、条形固定垫片和固定用螺母;该防爆条形凸垫镶嵌在电池壳顶部开的条形孔内,所述的帽檐卡装在极柱防爆条形凸垫下面;极柱上带螺纹部分穿过防爆条形凸垫露在电池壳开的条形孔外,该极柱上部按顺序套一条形密封绝缘凹垫和条形固定垫片和固定螺母,并固定在电池壳顶上。
3.按权利要求1或2所述的用于超薄大容量密封无水电解质电池的带安全阀的电极,其特征是:所述的条形金属底座尺寸为10-5≤厚/长×宽≤10-1
4.按权利要求2所述的用于超薄大容量密封无水电解质电池的带安全阀的电极,其特征是:所述的极柱防爆条形凸垫的底部尺寸大于电池壳开条形孔的尺寸,突出部分尺寸略小于电池壳条形孔之尺寸。
5.按权利要求1所述的用于超薄大容量密封无水电解质电池的带安全阀的电极,其特征是:还包括一条形弹簧垫片,该条形弹簧垫片安装在固定螺母与条形固定垫片之间。
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