一種新型圓柱型鋰離子電池蓋的製作方法

2023-10-17 15:35:39 4

本發明涉及電池製造技術領域，特別是涉及一種新型圓柱型鋰離子電池蓋。

背景技術：

目前，鋰離子電池具有比能量高、循環使用次數多、存儲時間長等優點，不僅在可攜式電子設備上如行動電話、數碼攝像機和手提電腦得到廣泛應用，而且也廣泛應用於電動汽車、電動自行車以及電動工具等大中型電動設備方面，因此對鋰離子電池的性能要求越來越高。

其中，在圓柱型鋰離子電池的生產技術中，電池蓋是非常重要的部件，既要和電池殼配合起到密封效果，又要同時具備異常情況下斷電及釋放內部壓力功能。電池蓋的整體結構普遍由三個部分組成：CID(Current Interrupt Device，斷電裝置)，用於在異常情況下開啟，斷開電池蓋與電池內部的電流迴路；Vent(洩氣閥)，用於在異常情況下開啟，釋放電池內部壓力；Cap(頂蓋)，用於與洩氣閥Vent相配合，通過其上的洩氣孔釋放電池內部壓力。雖然電池蓋已經具備雙重安全防護功能，但是在一些特殊情況下，電池內部由於劇烈反應產生的熱燃燒，依靠現有的防護方法仍無法進行有效的控制，容易發生熱失控情況。

隨著圓柱型鋰離子電池在電動汽車方面應用不斷的擴大，對電池安全性能要求越來越高，因此，提升電池蓋安全防護功能成為一種發展趨勢。因此，目前迫切需要開發出一種技術，其可以在現有的雙重安全防護的基礎上增加更有效的保護措施，其在電池發生異常時，能夠及時切斷電流迴路，阻斷電池內部的反應，從而提升圓柱型鋰離子電池產品的安全性能，降低在極端條件下電池由於熱失控而出現安全失效的概率。

技術實現要素：

有鑑於此，本發明的目的是提供一種新型圓柱型鋰離子電池蓋，其可以在現有的雙重安全防護的基礎上增加更有效的保護措施，其在電池發生異常時，能夠及時切斷電流迴路，阻斷電池內部的反應，從而提升圓柱型鋰離子電池產品的安全性能，降低在極端條件下電池由於熱失控而出現安全失效的概率，有利於提高電池生產廠家產品的市場應用前景，具有重大的生產實踐意義。

為此，本發明提供了一種新型圓柱型鋰離子電池蓋，包括圓形的電池蓋本體和密封圈，所述電池蓋本體嵌入在所述密封圈的上部，所述密封圈內側下部嵌入有安全膜片，所述密封圈的內側上部設置有密封的頂蓋，所述安全膜片與所述頂蓋之間具有阻燃劑填充區域；

所述阻燃劑填充區域中填充有預設的阻燃劑。

其中，所述預設的阻燃劑為磷酸酯類或者磷腈類阻燃劑。

其中，所述預設的阻燃劑包括三甲基磷酸酯或者三苯基磷酸酯。

其中，所述頂蓋與所述電池蓋本體底面之間為電弧焊接。

其中，所述頂蓋的外側圓形邊緣部與所述電池蓋本體底面之間為電弧焊接。

其中，所述安全膜片的底面設置有斷電裝置，所述安全膜片位於所述斷電裝置正上方。

其中，所述頂蓋的橫向中間位置設置有頂蓋防爆裝置。

其中，所述頂蓋防爆裝置為洩氣閥；

所述斷電裝置為洩壓安全閥。

由以上本發明提供的技術方案可見，與現有技術相比較，本發明提供了一種新型圓柱型鋰離子電池蓋，其可以在現有的雙重安全防護的基礎上增加更有效的保護措施，其在電池發生異常時，能夠及時切斷電流迴路，阻斷電池內部的反應，從而提升圓柱型鋰離子電池產品的安全性能，降低在極端條件下電池由於熱失控而出現安全失效的概率，有利於提高電池生產廠家產品的市場應用前景，具有重大的生產實踐意義。

附圖說明

圖1為本發明提供的一種新型圓柱型鋰離子電池蓋的剖面結構示意圖；

圖2為本發明提供的一種圓柱型鋰離子電池蓋與電池殼體封裝完成後剖面結構示意圖；

圖3為本發明提供的一種新型圓柱型鋰離子電池蓋與電池殼體封裝完成後，電池內部異常反應，內壓增大，斷電裝置CID斷開時的剖面結構示意圖；

圖4為本發明提供的一種新型圓柱型鋰離子電池蓋與電池殼體封裝完成後，電池內部異常反應，內壓增大，斷電裝置CID斷開、安全膜片破裂阻燃劑流入電池內部的剖面結構示意圖；

圖5為本發明提供的一種新型圓柱型鋰離子電池蓋與電池殼體封裝完成後，電池內部異常反應，內壓增大，斷電裝置CID斷開、安全膜片破裂阻燃劑流入電池內部，內壓持續增大，頂蓋破裂的剖面結構示意圖；

圖中，1為電池蓋本體，2為密封圈，3為頂蓋，4為安全膜片，5為斷電裝置CID，6為阻燃劑填充區域，7為頂蓋防爆裝置，8為電池殼體，9為已經流入到電池殼體中的阻燃劑區域。

具體實施方式

為了使本技術領域的人員更好地理解本發明方案，下面結合附圖和實施方式對本發明作進一步的詳細說明。

參見圖1，本發明提供了一種新型圓柱型鋰離子電池蓋，包括圓形的電池蓋本體1和密封圈2，所述電池蓋本體1嵌入在所述密封圈2的上部，所述密封圈2內側下部嵌入有安全膜片4，所述安全膜片4的底面設置有斷電裝置(Current Interrupt Device，CID)5，所述安全膜片4位於所述斷電裝置(Current Interrupt Device，CID)5正上方。

具體實現上，所述斷電裝置CID 5的底面與需要安裝的鋰離子電池內部相連通。

具體實現上，所述斷電裝置CID 5為現有的斷電裝置CID，具體可以為在所述安全膜片4的底面上下兩側分別設置有一個導電鋁片，所述兩個導電鋁片相接觸，所述斷電裝置CID 5的工作原理為：當電池電芯的內部溫度異常，由於過充電、短路等原因產生大量氣體，氣壓不斷升高時，安全膜片底面上側的碗型的鋁片會向上彈起，與下面的鋁片脫離接觸，從而使得電池內的電路立即斷開，若是壓力繼續上升，安全膜片上的安全閥破裂，開啟出內部氣體使內部壓力釋放出來，避免壓力過高造成爆炸。

在本發明中，所述密封圈2的內側上部設置有密封的頂蓋3，所述頂蓋3的橫向中間位置設置有頂蓋防爆裝置7。

具體實現上，所述頂蓋防爆裝置7可以為洩氣閥Vent。

在本發明中，所述安全膜片4與所述頂蓋3之間具有阻燃劑填充區域6，即所述安全膜片4與所述頂蓋3之間的空隙作為阻燃劑填充區域，所述阻燃劑填充區域6中填充有預設的阻燃劑。

在本發明中，具體實現上，所述預設的阻燃劑可以為磷酸酯類或者磷腈類阻燃劑，具體可以包括三甲基磷酸酯或者三苯基磷酸酯。

具體實現上，參見圖1，所述頂蓋3與所述電池蓋本體1底面之間為電弧焊接(即弧焊)，優選為所述頂蓋3的外側圓形邊緣部與所述電池蓋本體1的底面之間為電弧焊接，即整圈弧焊。

參見圖2、圖3、圖4和圖5，對於本發明提供的新型圓柱型鋰離子電池蓋，其在封裝在電池殼體8形成電池時的剖面結構示意圖如圖2所示。當電池內部發生異常的反應，電池的內壓增大，斷電裝置CID 5斷開，如圖3所示。當電池的內壓持續增大，安全膜片4破裂，阻燃劑填充區域6內填充的阻燃劑穿過安全膜片4以及斷電裝置CID 5斷開後形成的通孔，而流入到電池的內部，形成已經流入到電池殼體中的阻燃劑區域9，從而阻止電池內部繼續發生反應，如圖4所示。若電池的內壓持續增大，頂蓋3上的頂蓋防爆裝置7將打開，使得電池洩壓，如圖5所示。

對於本發明提供的一種新型圓柱型鋰離子電池蓋，其可以保留現有斷電裝置CID和洩氣閥Vent雙重防護，頂蓋改為封閉式，增加了頂蓋防爆裝置，通過在頂蓋和安全膜片之間增加阻燃劑填充區域，通過阻燃劑來實現安全防護。

對於本發明提供的一種新型圓柱型鋰離子電池蓋，其具有以下的技術優點：

1、保持現有斷電裝置CID及洩氣閥Vent雙重安全防護的基礎上，增加一重阻燃劑安全防護方案，降低電池產品熱失效概率；

2、保持現有電池蓋整體結構不變，使用現有設備不調整實現自動化封裝。

綜上所述，與現有技術相比較，本發明提供的一種新型圓柱型鋰離子電池蓋，其可以在現有的雙重安全防護的基礎上增加更有效的保護措施，其在電池發生異常時，能夠及時切斷電流迴路，阻斷電池內部的反應，從而提升圓柱型鋰離子電池產品的安全性能，降低在極端條件下電池由於熱失控而出現安全失效的概率，有利於提高電池生產廠家產品的市場應用前景，具有重大的生產實踐意義。

以上所述僅是本發明的優選實施方式，應當指出，對於本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護範圍。