CN2796114Y - 锂离子电池用安全阀 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开的是安装在锂离子电池壳体口部的安全阀。该安全阀包括电池上盖，电池上盖中部有阀座，二者间相封接。阀座上有中心孔，中心孔的上段直径大于其下段，以便在其中间形成环形台阶。环形台阶之上的中心孔内自下而上依次设置有阀塞、弹簧和压片，弹簧的上下端分别顶在压片和阀塞上。压片上亦有中心孔，其边沿与阀座上端的中心孔口部相封接。压片之上有橡胶薄膜，该橡胶薄膜的四周与压片相封接。橡胶薄膜之上有阀盖，阀盖中心有出气孔，出气孔处设置有下伸顶尖。所述下伸顶尖的尖部与橡胶薄膜间留有间距。采用这种安全阀，能避免锂离子电池的壳体爆裂，可靠性较好。

Description

锂离子电池用安全阀

(一)技术领域

本实用新型涉及一种气阀。具体说是安装在锂离子电池壳体口部的锂离子电池用安全阀。

(二)背景技术

众所周知，锂离子电池在使用过程中出现短路、过充、过放等情况时，会造成电流失控，从而使电池温度升高。当温度升高到一定高度比如75～95℃时，电池内部的物质如电解液等会分解、产生气体。随着气体的压力升高，会使电池壳体膨胀、变形。严重时，还会使电池壳体爆裂。因此，不管是铝壳锂离子电池还是不锈钢外壳的锂离子电池，其口部都安装有安全阀，以用于避免上述问题的发生。目前，锂离子电池上所用安全阀主要有以下两种形式。

一种是薄片脱离式安全阀。这种薄片脱离式安全阀的正极引线焊接在电池芯的正极片上，并与金属上盖上的正极端子相互接触，构成电通道。当电池内部气压增高时，电池上盖向上鼓胀，使正极引线与正极端脱离，从而切断电通道，起到安全保护作用。但由于电池内部的气体没能排除，只能在内压较小时起到保护作用。当内压过大或内压骤增时，仍会酿成壳体爆裂事故。因此，这种形式的安全阀，只能用在小容量锂离子电池上，不能用在中、大容量的锂离子电池上，适用范围受到限制。

另一种是在电池的金属外壳表面加工具有一定深度的刻痕。当电池壳体的内压增大，使壳体膨胀到一定程度后，刻痕会自动破裂，以此防止壳体爆裂事故的发生。虽然采用在金属外壳上加工刻痕的方式，可以防止电池壳体爆裂事故。但对加工精度要求较高，因为刻痕的深度难以精确控制，不管是太浅或太深，都起不到安全保护作用，难以保证其可靠动作。因此，这种方式的可靠性较差。

(三)实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题是提供一种锂离子电池用安全阀。采用这种锂离子电池用安全阀，能避免锂离子电池的壳体爆裂，可靠性较好。

为解决上述问题，本实用新型采取以下技术方案：

本实用新型的锂离子电池用安全阀，包括电池上盖，其特点是电池上盖中部有阀座，二者间相封接。阀座上有中心孔，中心孔的上段直径大于其下段，以便在其中间形成环形台阶。环形台阶之上的中心孔内自下而上依次设置有阀塞、弹簧和压片，弹簧的上下端分别顶在压片和阀塞上。压片上亦有中心孔，其边沿与阀座上端的中心孔口部相封接。压片之上有橡胶薄膜，该橡胶薄膜的四周与压片相封接。橡胶薄膜之上有阀盖，阀盖中心有出气孔，出气孔处设置有下伸顶尖。所说下伸顶尖的尖部与橡胶薄膜间留有间距。

采取上述方案，具有以下优点：

由于本实用新型的锂离子电池用安全阀，其电池上盖中部有阀座，二者间相封接。阀座上有中心孔，中心孔的上段直径大于其下段，以便在其中间形成环形台阶。环形台阶之上的中心孔内自下而上依次设置有阀塞、弹簧和压片，弹簧的上下端分别顶在压片和阀塞上。压片上亦有中心孔，其边沿与阀座上端的中心孔口部相封接。压片之上有橡胶薄膜，该橡胶薄膜的四周与压片相封接。橡胶薄膜之上有阀盖，阀盖中心有出气孔，出气孔处设置有下伸顶尖，该下伸顶尖的尖部与橡胶薄膜间留有间距。

当电池壳体内的气体压力较低时，阀塞回自动打开，使电池壳体内的气压缓解，既起到安全保护作用，又不会使电池失效。当电池壳体内的气体压力进一步升高时，会迫使橡胶薄膜向上鼓起并顶在下伸顶尖上。当压力升高到足以使下伸顶尖戳破橡胶薄膜时，电池壳体内的高压气体会从阀盖中心的出气孔排出。从而避免了电池壳体爆裂事故的发生，既安全，又可靠。

(四)附图说明

图1是本实用新型的锂离子电池用安全阀结构示意图；

图2是另一种形式的本实用新型的锂离子电池用安全阀结构示意图。

(五)具体实施方式

如图1、图2所示，本实用新型的锂离子电池用安全阀包括电池上盖14，电池上盖14与电池槽体15的口部间密封状连接，其中部设置有阀座18，该阀座与电池上盖14间呈密封状连接在一起。所说阀座18为圆柱状，其上加工有中心孔10。阀座18上的中心孔10上段直径大于其下段，以便在其内侧壁上形成环形台阶19。环形台阶19之下的那段中心孔10长度较短，而环形台阶19之上的那段中心孔10长度较长。在环形台阶19之上，按照自下而上的顺序依次设置有阀塞3、弹簧5和压片13。其中的阀塞3，既可是球形阀塞，也可以是圆锥形阀塞，视需要而定。所说弹簧5的上、下端分别顶在压片13的下表面和阀塞3上。压片13边沿与阀座18上端的中心孔10口部间相封接，其封接方式是在中心孔10口部四周的阀座18上端面上加工环形浅凹槽16，并在该环形浅凹槽内设置密封圈4，以此实现压片13边沿与阀座18上端的中心孔10口部间相封接。

为提高阀塞3与阀座18中心孔10下段间的密封效果，在阀座18中心孔10内侧壁上的环形台阶19上设置一个阀垫2。所说阀垫2为橡胶软垫，其上亦加工有中心孔，该中心孔的上端为倒锥形，以方便与球形阀塞或圆锥形阀塞相配合。

所说压片13为金属薄板，其上亦加工有中心孔。中心孔的周边加工成下凸沿7，弹簧5上端围在该下凸沿的外面。

压片13之上设置有橡胶薄膜11，橡胶薄膜11之上有阀盖12。其中的阀盖12盖顶下表面中心安装有下伸顶尖8，该下伸顶尖的尖部正对橡胶薄膜11并与橡胶薄膜11间留有间隙。下伸顶尖8周围的阀盖12盖顶上加工有两个出气孔6。

阀盖12的下表面中间加工有凹坑9，下伸顶尖8固定在凹坑9的坑底中心。所说出气孔6开在下伸顶尖8周围的坑底上。

见图1，阀座18的上端面上加工有环形深凹槽17，阀盖12的凹坑9坑沿外侧加工有环形下凸台1。所说环形深凹槽17的高度大于环形下凸台1的高度。环形深凹槽17的外侧壁上加工有内螺纹，环形下凸台1上加工有外螺纹，二者间借助该内、外螺纹旋拧在一起，并使环形深凹槽17内侧壁与环形下凸台1内侧壁间留有间隙。

如图2所示，阀座18与阀盖12间的连接，还可以采用以下方式即在阀座18的上端面外侧加工一环形上凸台22，并在该环形上凸台内侧和阀盖12外侧分别加工内、外螺纹，二者间借助该内、外螺纹旋拧在一起。在环形上凸台22上沿加工有径向外凸边20，阀盖12外侧加工有外螺纹并配有并紧螺母21，电池上盖14借助并紧螺母21被夹持在径向外凸边20与并紧螺母21之间。而且在径向外凸边20的下面有环形密封槽，环形密封槽内嵌有密封圈4，以此实现阀座18与电池上盖14之间的密封。

Claims (10)

1.锂离子电池用安全阀，包括电池上盖(14)，其特征在于电池上盖(14)中部有阀座(18)，二者间呈密封状连接在一起；阀座(18)上有中心孔(10)，中心孔(10)的上段直径大于其下段，以便在其中间形成环形台阶(19)；环形台阶(19)之上的中心孔(10)内自下而上依次设置有阀塞(3)、弹簧(5)和压片(13)，弹簧(5)的上、下端分别顶在压片(13)和阀塞(3)上；压片(13)上亦有中心孔，其边沿与阀座(18)上端的中心孔(10)口部封接在一起；压片(13)之上有橡胶薄膜(11)，该橡胶薄膜的四周与压片(13)相封接；橡胶薄膜(11)之上有阀盖(12)，阀盖(12)中心有出气孔(6)，出气孔(6)处设置有下伸顶尖(8)；所说下伸顶尖(8)的尖部与橡胶薄膜(11)间留有间距。

2.根据权利要求1所述的锂离子电池用安全阀，其特征在于环形台阶(19)处有阀垫(2)，阀垫(2)上有中心孔；该中心孔的上段为便于与阀塞(3)配合的倒锥形。

3.根据权利要求1所述的锂离子电池用安全阀，其特征在于阀座(18)上端面的中心孔口部四周有环形浅凹槽(16)，环形浅凹槽(16)内嵌有密封圈(4)。

4.根据权利要求1所述的锂离子电池用安全阀，其特征在于所说阀塞(3)为球形阀塞。

5.根据权利要求1所述的锂离子电池用安全阀，其特征在于所说阀塞(3)为圆锥形阀塞。

6.根据权利要求1所述的锂离子电池用安全阀，其特征在于阀盖(12)的下表面中间有凹坑(9)，下伸顶尖(8)固定在凹坑(9)的坑底中心；所说出气孔(6)开在下伸顶尖(8)周围的坑底上。

7.根据权利要求6所述的锂离子电池用安全阀，其特征在于阀盖(12)下表面的凹坑(9)坑沿上有环形浅凹槽，所说橡胶薄膜(11)的上表面边沿有环形上凸台，该环形上凸台嵌入坑沿上的环形浅凹槽内。

8.根据权利要求1～7中任一权利要求所述的锂离子电池用安全阀，其特征在于所说下伸顶尖(8)为圆锥形。

9.根据权利要求7所述的锂离子电池用安全阀，其特征在于阀座(18)上端面上的环形浅凹槽(16)外侧有环形深凹槽(17)，阀盖(12)的下面有环形下凸台(1)；环形深凹槽(17)的宽度大于环形下凸台(1)的高度，环形深凹槽(17)的外侧壁上有内螺纹，环形下凸台(1)上有外螺纹，二者间借助该内、外螺纹旋拧在一起，并使环形深凹槽(17)的内侧壁与环形下凸台(1)的内侧壁间留有间隙。

10.根据权利要求7所述的锂离子电池用安全阀，其特征在于阀座(18)的上端面外侧有环形上凸台(22)，该环形上凸台内侧和阀盖(12)外侧分别有内、外螺纹，二者间借助该内、外螺纹旋拧在一起；环形上凸台(22)上沿有径向外凸边(20)，阀盖(12)外侧有外螺纹并配有并紧螺母(21)，电池上盖(14)借助并紧螺母(21)被夹持在径向外凸边(20)与并紧螺母(21)之间；径向外凸边(20)的下面有环形密封槽，环形密封槽内有密封圈(4)。

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