電池安全閥裝置及其電池及其製作方法
2023-08-07 18:32:26
電池安全閥裝置及其電池及其製作方法
【專利摘要】本發明涉及電池安全閥裝置及其電池及其製作方法，所述電池安全閥裝置包括安裝腔體及設於安裝腔體內的多級層疊排列的安全閥體，安裝閥體上分別設有進氣口及排氣口，位於安裝腔體底部的第一級安裝閥體的進氣口用於接收電池殼腔內的氣體，位於安裝腔體頂部的最後一級安裝閥體的排氣口上設有防護蓋板，防護蓋板上設有多個排氣孔，各級安裝閥體的排氣口上均設有用於密封排氣口的密封膠套，相鄰安裝閥體間設有密封圈，密封膠套能在一定氣壓下打開，密封膠套打開後，各級安裝閥體通過排氣口與進氣口呈連通狀態。本發明能有效解決動力電池內因電化學反應產生的氣體和提高電池使用壽命。
【專利說明】電池安全閥裝置及其電池及其製作方法
【技術領域】
[0001 ] 本發明涉及電池及其密封技術，具體涉及動力電池安全閥裝置及其電池及其製作方法。
【背景技術】
[0002]動力電池的安全性一直是行業內關注的重點，業內的通常做法是在一個大的通氣孔上加裝金屬箔片，當內部氣壓增高時，衝破箔片而洩壓，達到安全的目的。此後，電池就失效了，縮短了電池的使用壽命。然而此種安全閥結構的電池，當電池內產生了氣體，不管是慢性產生，還是急性產生，安全閥爆破後，雖然解決了前期安全問題，但隨之又產生了新的安全問題。如安全閥爆破了，就會吸取空氣中大量的水份，續而引起內部短路，放出大量的熱，甚至還會出現明火燃燒。
[0003]可以做個試驗:用一個鼓氣特別大的軟包電池(有電的)，刺破後，放出氣體，十幾分鐘後，電池就開始發熱，繼而上升到出現明火燃燒的狀態。故此在電池鼓氣後，安全閥爆破了，就認為解決安全問題了，是理解不完全的做法。因此，現有技術的電池安全閥爆破後會吸取空氣中水分，從而引起內電化學發生反應產生次生災害的可能性。同時也降低了電池的使用壽命。
【發明內容】
[0004]本發明所要解決的技術問題是，提供一種能有效解決動力電池內因電化學反應產生的氣體和提高電池壽命的電池安全閥裝置；
同時，本發明還提供一種利用所述電池安全閥裝置的電池及其製作方法。
[0005]為解決上述技術問題，本發明採用的技術方案是:一種電池安全閥裝置，其包括安裝腔體及設於安裝腔體內的多級層疊排列的安全閥體，安裝閥體上分別設有進氣口及排氣口，位於安裝腔體底部的第一級安裝閥體的進氣口用於接收電池殼腔內的氣體，位於安裝腔體頂部的最後一級安裝閥體的排氣口上設有防護蓋板，防護蓋板上設有多個排氣孔，各級安裝閥體的排氣口上均設有用於密封排氣口的密封膠套，相鄰安裝閥體間設有密封圈，密封膠套能在一定氣壓下打開，密封膠套打開後，各級安裝閥體通過排氣口與進氣口呈連通狀態。
[0006]本方案中，通過設置多個安全閥體，使得氣體只能由電池殼腔內向殼腔外排出，而外界的氣體及水分則不能滲入到電池殼腔內，採用多個安全閥體的結構，能更加有效防止水份的滲透。
[0007]進一步的，所述安裝閥體為雙套筒結構，內套筒為中空腔體，所述進氣口位於中空腔體的底部，內套筒側壁上設有所述排氣口，外套筒側壁上設有與排氣口相對應的通孔。
[0008]進一步的，所述安全閥體的外套筒端面上設有若干個安裝孔，用於裝配到安裝腔體內，本方案中，通過專用工具，可將安全閥體順利裝入到電池殼腔內。
[0009]進一步的，所述密封套和密封圈為氟橡膠材料製得，具有耐酸耐鹼的作用，抗老化，並且還具有一定的彈性，主要起密封作用。
[0010]所述安全閥體的排氣壓力是0.20~0.3MPa，即當內部氣體壓力增大到0.20~
0.3MPa時(2~3KG)，開始排氣。比普通的0.4~1.0MPa的安全閥壓力低。低壓就排氣的優點，是將壓力風險降到最低點。如果氣體壓力過高時，電池就變形，更易引發電路故障，內壓力大，電池爆破就有更大的破壞性。故本方案的安全閥體安全性更可靠。
[0011]同時，本發明提供一種電池安全閥裝置，其包括安裝腔體及設於安裝腔體內的由進氣位置往出氣位置層疊排列的第一級安全閥體、第二級安全閥體，安裝閥體上分別設有進氣口及排氣口，第一級安裝閥體的進氣口用於接收電池殼腔內的氣體，第二級安裝閥體的排氣口上設有防護蓋板，防護蓋板上設有多個排氣孔，第一、第二級安裝閥體的排氣口上均設有用於密封排氣口的密封膠套，第一、第二級安裝閥體間設有密封圈，密封膠套能在一定氣壓下打開，密封膠套打開後，兩級安裝閥體通過排氣口與進氣口呈連通狀態。
[0012]本方案中，通過設置兩個安全閥體，使得氣體只能由電池殼腔內向殼腔外排出，而外界的氣體及水分則不能滲入到電池殼腔內，採用兩個安全閥體的結構，能更加有效防止水份的滲透。
[0013]另外，本發明還提供一種電池，其包括電池殼腔、設於電池殼腔上安全閥安裝孔及設於安全閥安裝孔內的上述電池安全閥裝置。
[0014]同時，本發明還提供一種所述電池的製作方法，其包括以下步驟:
a.當電池內裝配完畢後，在電池安全閥裝置安裝之前，先進行烘烤，烘烤後通過安全閥安裝孔進行注液；
b.注液完後，將電池安全閥裝置安裝至安全閥安裝孔內，並進行化成；
c.化成時，通過電池安全閥裝置抽真空，將電池殼腔內的氣體通過電池安全閥裝置抽出。
[0015]本方案中，在注液前留有大的安全閥安裝孔，有利於烘烤工藝，比小孔注液要快，同時也不需要另外開有注液孔了，省去注液孔及堵孔的設備與工藝。化成時，因內部產生的氣體將電池殼腔脹大。故亦可節省化成過程中的夾具與設備費用。在電池化成過程中，電池體內產生的氣體，超過環境內外壓差，即可自動通過單向安全閥將氣體排出來。電池出廠前亦可將化成、分容後的氣體再次通過抽真空形式，將電池體內的氣體排出來，形成出廠的標準，可延長電池在使用過程中因少漲氣而延長壽命。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0016]圖1為電池安全閥裝置的截面結構示意圖；
圖2為防護蓋板的結構示意圖；
圖3為安全閥體的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結合具體實施例對本發明作進一步的說明。
[0018]如圖1至圖3所示，本發明公開一種電池安全閥裝置，其包括安裝腔體2及設於安裝腔體2內的多級層疊排列的安全閥體3，安裝閥體3上分別設有進氣口 31及排氣口 32，位於安裝腔體2底部的第一級安裝閥體3的進氣口用於接收電池殼腔內的氣體，位於安裝腔體2頂部的最後一級安裝閥體3的排氣口上設有防護蓋板5，防護蓋板5上設有多個排氣孔51，各級安裝閥體3的排氣口上均設有用於密封排氣口的密封膠套4，相鄰安裝閥體間設有密封圈I，密封膠套4在一定氣壓下打開，密封膠套4打開後，各級安裝閥體3通過排氣口與進氣口呈連通狀態。
[0019]本發明公開了一種根據所述電池安全閥裝置的電池，其包括電池殼腔、設於電池殼腔上安全閥安裝孔及設於安全閥安裝孔內的所述電池安全閥裝置。
[0020]當電池殼腔內2產生氣體後，氣體壓力不斷增大，通過第一級安全閥體3的進氣口、排氣口，向第一級的密封膠套4的側壁擠壓，排出到密封圈I的內腔中。隨著氣體不斷向密封圈I的內腔的排入，氣體再次通過上方的第二級安全閥體3的進氣口，向第二級的密封膠套4的側壁擠壓。最後通過防護蓋板5的三個排氣孔排出。
[0021]由上圖結構可知，氣體只能由電池殼腔內(下方)向殼腔外(上方)排出。針對電池行業，對水份的嚴格控制要求，採用多個安全閥體的方法，更加有效防止水份的滲透。
[0022]成品出貨前，可將整個電池置於真空箱中，採用抽真空方式，由於內外壓差，可將電池殼內的氣體吸/排出來。此後，電池殼腔內與密封腔均為真空狀態，水份要通過上下兩個安全閥體與一個真空腔才能進入電池殼腔內，能有效防止水分的進入。也可在使用較長時間後，採用抽真空辦法，進行電池維護，是減少電池內壓的最有效手段。電池內沒有了氣體壓力，呈真空狀態，電池就不會因脹氣而變形，同時也就提高了安全係數，和延長了使用壽命。
[0023]通過大量實驗測試，該安全閥體的排氣壓力是0.20?0.3MPa，即當內部氣體壓力增大到0.20?0.3MPa時，開始排氣。比普通的0.4?1.0MPa的安全閥壓力低很多。低壓就排氣的優點，是將壓力風險降到最低點。如果氣體壓力過高時，電池就變形，更易引發電路故障，內壓力大，電池爆破就有更大的破壞性。故此，該安全閥體的安全可靠性更好。
[0024]所述安裝閥體3為雙套筒結構，內套筒為中空腔體，所述進氣口 31位於中空腔體的底部，內套筒側壁上設有所述排氣口 32，外套筒側壁上設有與排氣口 32相對應的通孔33。所述安全閥體3的外套筒端面上設有若干個安裝孔34，用於裝配到安裝腔體內。所述密封膠套4和密封圈I為氟橡膠材料製得。
[0025]另外，本發明還公開了一種根據所述電池的製作方法，其包括以下步驟:
a.當電池內裝配完畢後，在電池安全閥裝置安裝之前，先進行烘烤，烘烤後通過安全閥安裝孔進行注液；此時該電池安全閥裝置還沒有安裝，留有大的孔位，有利於烘烤工藝。在電池注液時，可通過安全閥安裝孔，進行快速注液，比小孔注液要快、要好，同時也就不需要另外開有注液孔了，省去了注液孔及堵孔的設備與工藝。
[0026]b.注液完後，將電池安全閥裝置安裝至安全閥安裝孔內，並進行化成；
c.化成時，通過電池安全閥裝置抽真空，將電池殼腔內的氣體通過電池安全閥裝置抽出。化成時可在電池安全閥裝置上裝一個快速接頭，接上一條管，並對其抽真空，將電池殼腔內的氣體通過電池安全閥裝置抽出來。
[0027]在電池化成過程中，電池體內產生的氣體，超過環境內外壓差，即可自動通過單向安全閥將氣體排出來。電池出廠前亦可將化成、分容後的氣體再次通過抽真空形式,將電池體內的氣體排出來，形成出廠的標準，可延長電池在使用過程中因少漲氣而延長壽命。
[0028]當用戶在使用過程中發熱、或達到規格壽命後，電池殼內有一定的氣體，超過環境一定的氣壓，隨時通過二級單向安全閥自動排出，達到安全有效保護、和延長使用壽命的功倉泛。
[0029]該電池安全閥裝置具有很強的單向作用，氣體只可由內向外排出，外部氣體、液體等不可反滲透通過該閥進入殼內。同時，當內部出現意外，氣體急劇性增加，要形成爆炸時，也可衝開整個電池安全閥裝置通道，形成較大的排氣口，排出腔內氣體。此時電池安全閥裝置就不再可逆轉(兼併普通安全閥的功能)，衝破後，只能更換新的電池安全閥裝置。
[0030]實施例2
本實施例具體限定為兩級的安全閥體，具體為，包括安裝腔體2及設於安裝腔體2內的由進氣位置往出氣位置層疊排列的第一級安全閥體、第二級安全閥體，安裝閥體3上分別設有進氣口 31及排氣口 32，第一級安裝閥體的進氣口用於接收電池殼腔內的氣體，第二級安裝閥體的排氣口上設有防護蓋板5，防護蓋板5上設有多個排氣孔51，第一、第二級安裝閥體的排氣口上均設有用於密封排氣口的密封膠套4，第一、第二級安裝閥體間設有密封圈1，密封膠套4能在一定氣壓下打開，密封膠套4打開後，兩級安裝閥體3通過排氣口 32與進氣口 31呈連通狀態。
[0031]顯然，本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而並非是對本發明的實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明權利要求的保護範圍之內。
【權利要求】
1.一種電池安全閥裝置，其特徵在於，包括安裝腔體及設於安裝腔體內的多級層疊排列的安全閥體，安裝閥體上分別設有進氣口及排氣口，位於安裝腔體底部的第一級安裝閥體的進氣口用於接收電池殼腔內的氣體，位於安裝腔體頂部的最後一級安裝閥體的排氣口上設有防護蓋板，防護蓋板上設有多個排氣孔，各級安裝閥體的排氣口上均設有用於密封排氣口的密封膠套，相鄰安裝閥體間設有密封圈，密封膠套能在一定氣壓下打開，密封膠套打開後，各級安裝閥體通過排氣口與進氣口呈連通狀態。
2.根據權利要求1所述的電池安全閥裝置，其特徵在於，所述安裝閥體為雙套筒結構，內套筒為中空腔體，所述進氣口位於中空腔體的底部，內套筒側壁上設有所述排氣口，外套筒側壁上設有與排氣口相對應的通孔。
3.根據權利要求2所述的電池安全閥裝置，其特徵在於，所述安全閥體的外套筒端面上設有若干個安裝孔，用於裝配到安裝腔體內。
4.根據權利要求1所述的電池安全閥裝置，其特徵在於，所述密封套和密封圈為氟橡膠材料製得。
5.根據權利要求1所述的電池安全閥裝置，其特徵在於，所述密封膠套的開啟排氣壓力是 0.20?0.3MPa。
6.一種電池安全閥裝置，其特徵在於，包括安裝腔體及設於安裝腔體內的由進氣位置往出氣位置層疊排列的第一級安全閥體、第二級安全閥體，安裝閥體上分別設有進氣口及排氣口，第一級安裝閥體的進氣口用於接收電池殼腔內的氣體，第二級安裝閥體的排氣口上設有防護蓋板，防護蓋板上設有多個排氣孔，第一、第二級安裝閥體的排氣口上均設有用於密封排氣口的密封膠套，第一、第二級安裝閥體間設有密封圈，密封膠套能在一定氣壓下打開，密封膠套打開後，兩級安裝閥體通過排氣口與進氣口呈連通狀態。
7.—種根據權利要求1至6任一項所述電池安全閥裝置的電池,其包括電池殼腔、設於電池殼腔上安全閥安裝孔及設於安全閥安裝孔內的所述電池安全閥裝置。
8.一種根據權利要求7所述電池的製作方法，其包括以下步驟: a.當電池內裝配完畢後，在電池安全閥裝置安裝之前，先進行烘烤，烘烤後通過安全閥安裝孔進行注液； b.注液完後，將電池安全閥裝置安裝至安全閥安裝孔內，並進行化成； c.化成時，通過電池安全閥裝置抽真空，將電池殼腔內的氣體通過電池安全閥裝置抽出。
【文檔編號】H01M2/12GK103560218SQ201310484404
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年10月16日 優先權日:2013年10月16日
【發明者】梁偉雄, 李健, 李昶怡 申請人:廣州力柏能源科技有限公司