一种底部具有泄放槽的锂电池钢壳的制作方法

本实用新型涉及一次锂电池技术领域，更具体地说它是一种底部具有泄放槽的锂电池钢壳。更具体地说它是设于底部的泄放槽的形状为一字型凹槽的锂电池钢壳。

背景技术：

锂-亚硫酰氯电池具有单体电压高、比能量高、工作电压平稳、工作温度范围广、储存寿命长等优点，被广泛应用于仪器、仪表中。但是其功率型电池(以下简称：电池)的安全性一直是生产厂家和用户所关注的重要问题。

电池内部的电解液为亚硫酰氯，具有一定的腐蚀性，所以一般情况下都用不锈钢SUS304作为壳体。

售出的电池都是装有正温度系数热敏电阻器(PTC)的，当电池外部短路时，PTC会起作用，放电电流会急速下降，电池就不会产生急剧放热而产生危险。

如果电池内部的正极片表面有毛刺，就可能会把玻纤隔膜刺破。一旦碳正极和锂负极直接接触，就会发生短路。由于短路是发生在电池内部，所以这种现象称之为“内部短路”。电池内部短路后在短时间会产生大量热量，由于热量来不及扩散，电池(特别是电池底部) 会发生膨胀，并且较大概率会在30秒至2分钟内发生爆炸。

为了提高电池的安全性，各个厂家和相关研究机构也在这方面进行了大量的工作，为降低电池因为短路而发生爆炸的几率，采用带有刻痕的圆柱防爆壳是比较有效的技术手段之一。

电池钢壳如果在膨胀的起始阶段，即内部压力还不大的时候就裂开，压力得到释放，这种状态是比较安全的。但是如果钢壳在膨胀得很厉害的时候，即内部压力很大的时候再裂开，危险性就很大了。由于不锈钢材料相对于碳钢材料而言，不锈钢材料的塑形要好一些，所以，不锈钢钢壳不容易在起始阶段裂开。

目前市场上提供的防爆壳存在以下问题：

1)防爆壳表面有泄放槽，但是电池短路时，泄放槽没有起到泄放电压的作用，电池仍然发生爆炸；

2)电池短路时，泄放槽虽然有破开，但是破孔很小，仍然无法起到快速泄放电压的作用，电池仍然会爆炸。

正是因为存在上述这些不足，防爆壳在很多厂家的推广应用并不很成功。

现有申请号为：CN02228570.9，专利名称为《全密封防爆锂电池》，其公开了一种在电池的金属外壳上通过车削或铣削等加工成凹槽的全密封防爆锂电池，凹槽为沿外壳的母线开设的直线凹槽，凹槽的投影为两交叉线段，特别为“十”字形凹槽，或凹槽的投影为“Y”字形凹槽，或凹槽的投影为两个“Y”字正反重叠形成的凹槽，当电池内压意外增大，超过电池外壳的承受压力时，电池壳体首先从凹槽处裂开，释放电池内的压力，避免电池爆炸；但是用车削或铣削的过程较为复杂，留料厚度不易控制加工成本和加工难度较高，车削精度(留料厚度)不易控制，易造成不能避免锂电池钢壳炸开或为底部留底太少易造成内部物质自动泻出的情况。

现有申请号为：CN200920086158.X，专利名称为《具有泄放槽的锂电池钢壳》，其公开了一种在壳体上开有泄放槽的锂电池钢壳，其泄放槽开展壳体的外壁或底部，壳体的底部压有凸起，泄放槽开在凸起部分的顶部，当电池在滥用的情况下，如过放或者短路时，电池内部温度升高，内部压力增大，当压力超过要求的设定值后，由于泄放槽处能承受大压力比其他部分小，压力首先从泄放槽处泄露，降低了电池内部的压力，使安全性得到保证；但是其冲压模具复杂，模具成本较高，泄放口小，不利于电池内的物质和热量快速泄放，不能达到完全泄放内部压力的作用，泄放可靠性不高。而且壳底部向电池内部凸起，占用了电池内部尺寸，使得电池内部容积较低。

现有申请号为：CN201320768612.6，专利名称为《具有安全泄放槽的锂电池钢壳》，其公开了一种底板上开设有泄放槽，泄放槽包括三条刻伤线，刻伤线由底板边缘向底板中部交汇于交汇点的锂电池钢壳，当锂电池滥用导致其内部压力过大时，可以泄放出锂电池内部的压力；该专利的钢壳筒体和底板原本是分开的，后来通过焊接组合在一起，后续生产时壳、盖需要焊接、加工成本比较高。

现有申请号为：CN201720297935.X，专利名称为《一种具有泄放槽的锂电池钢壳》，其公开了一种主体上端设有正极帽，正极帽四周设有凹槽，凹槽内设有泄放槽，泄放槽连接废弃排放阀，废气排放阀连接安全阀，安全阀连接内排气孔，泄放槽不止一个，泄放槽成对称角度围绕在正集盖，泄放槽开在钢外壳的顶部的锂电池钢壳，当电池滥用导致其内部压力过大时，可以泄放出锂电池内部的压力，减少锂电池因滥用造成的安全性问题；但是其结构复杂，模具成本和加工成本较高。

因此，现亟需研发一种在电池短路时能快速泄放电压、避免电池发生爆炸的锂电池钢壳。

技术实现要素：

本实用新型的目的是为了提供一种底部具有泄放槽的锂电池钢壳，在电池短路时快速泄放电压、避免电池发生爆炸。

为了实现上述目的，本实用新型的技术方案为：一种底部具有泄放槽的锂电池钢壳，包括设于外周的钢壳壳壁，设于底部的钢壳底板，其特征在于：所述钢壳壳壁与钢壳底板为一次性成型，有底部凸台设于所述钢壳底板上，有泄放槽设于所述底部凸台上，所述泄放槽设于钢壳底板中轴线上，所述泄放槽呈一字型凹槽结构，所述泄放槽的槽长度小于或等于所述底部凸台的直径。

在上述技术方案中，所述底部凸台的直径为9.5～24.0mm、厚度为0.40～0.70mm。

在上述技术方案中，所述泄放槽呈下端开口的三角体结构，所述泄放槽的开口宽度为0.5～0.8mm，顶角为60～100度，深度为0.13～ 0.50mm，长度为9.0～23.5mm；所述底部凸台与所述泄放槽的厚度之差为0.08～0.20mm。

在上述技术方案中，所述钢壳底板厚度为0.50～0.70mm；所述钢壳壳壁厚度为0.27～0.55mm，所述钢壳底板与所述钢壳壳壁厚度之差小于或等于0.3mm。

本实用新型具有如下优点：

(1)本实用新型钢壳筒体和底板是一体成型结构，结构简单、加工成本较低，本实用新型设置的泄放槽为一字型刻槽，当电池内压急剧增加时，泄放槽能够破开，快速泄放电压，达到泄放内部压力的作用，避免锂电池钢壳炸开；

(2)本实用新型安全性较强，本实用新型钢壳耐压范围为8.0～ 12.0MPa，能够避免人员因为电池爆炸而受到伤害；本实用新型一字型泄放槽长度较长(近乎等于底部凸台直径)，结构简单，使得当内部压力在8.0～12.0MPa时，泄放槽能够泄放的可靠性高；

(3)本实用新型适用性强，适用于ER14505M、ER17505M、ER18505M、 ER26500M、ER34615M电池上。

附图说明

图1为本实用新型立体结构示意图。

图2为本实用新型主视结构示意图。

图3为图2的A处放大图。

图4为图2的仰视结构示意图。

图5为图2的俯视结构示意图。

图中1-底部具有泄放槽的锂电池钢壳,2-底部凸台,3-泄放槽,4- 钢壳壳壁,5-钢壳底板。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本实用新型的实施情况，但它们并不构成对本实用新型的限定，仅作举例而已。同时通过说明使本实用新型的优点更加清楚和容易理解。

参阅附图可知：一种底部具有泄放槽的锂电池钢壳，呈圆柱形，包括设于外周的钢壳壳壁4，设于底部的钢壳底板5，所述钢壳壳壁 4与钢壳底板5为一次性成型，有底部凸台2设于所述钢壳底板5上，有泄放槽3设于所述底部凸台2上，所述泄放槽3设于钢壳底板5中轴线上，所述泄放槽3呈一字型凹槽结构，所述泄放槽3的槽长度小于或等于所述底部凸台2的直径(如图1、图4、图5所示),使得当内部压力在8.0～12.0MPa时，泄放槽能够泄放的可靠性高。

所述底部凸台2的直径为9.5～24.0mm、厚度为0.40～0.70mm。

所述泄放槽3呈下端开口的三角体结构(如图2、图3、图4所示)，所述泄放槽3的开口宽度为0.5～0.8mm，顶角为60～100度，深度为0.13～0.50mm，长度为9.0～23.5mm；所述底部凸台2与所述泄放槽3的厚度之差为0.08～0.20mm，当电池内压急剧增加时，泄放槽能够迅速破开，达到泄放内部压力的作用，避免锂电池钢壳炸开，安全可靠。

所述钢壳底板5厚度为0.50～0.70mm；所述钢壳壳壁4厚度为 0.27～0.55mm，所述钢壳底板5与所述钢壳壳壁4厚度之差小于或等于0.3mm。

底部具有泄放槽的锂电池钢壳1耐压范围为8.0～12.0MPa。

实施例

底部具有泄放槽的锂电池钢壳1呈圆柱形，其钢壳壳壁4厚度为 0.55mm，其钢壳底板5厚度为0.69mm；

钢壳底板5设有底部凸台2，泄放槽3设于底部凸台2上，泄放槽3呈一字型；

一字型泄放槽3在钢壳底板5中轴线上，槽长度接近、但是不超出底部凸台的直径(如图1所示)；

底部具有泄放槽的锂电池钢壳1底部刻槽后，底部留料厚度为0.08～0.20mm。

采用上述各工序制作的底部具有泄放槽的锂电池钢壳1的钢壳耐压范围为8.0～12.0MPa，当电池内压急剧增加时，泄放槽能够破开，达到泄放内部压力的作用，避免锂电池钢壳炸开，安全可靠。

现以本实用新型应用于锂-亚硫酰氯电池为例进行进一步的说明：当电池内部的玻纤隔膜破裂，电池的负极锂带和碳正极就直接接触，发生化学反应，产生大量热量和气体；气体受热膨胀，导致锂电池钢壳变形，特别是底部容易膨胀；当内部压力达到8.0～12.0MPa 时，钢壳底部的一字型泄放槽的薄弱环节就会破裂，电池内部物质和热量得以快速泄放出来，避免钢壳爆炸。泄放槽破裂的原因是由于底部鼓胀，使泄放槽周边产生应力，该应力使泄放槽处的金属断开；由于本实用新型一字型泄放槽长度较长(近乎等于底部凸台直径)，钢壳筒体和底板是一体成型结构，结构简单，使得当内部压力在8.0～ 12.0MPa时，泄放槽能够泄放的可靠性高。

为了能够更加清楚的说明本实用新型所述的一种底部具有泄放槽的锂电池钢壳与现有技术锂电池防爆钢壳相比所具有的优点，工作人员将这两种技术方案进行了对比，其对比结果如下表：

由上表可知，本实用新型所述的一种底部具有泄放槽的锂电池钢壳与现有技术锂电池防爆钢壳相比，能达到泄放内部压力的作用，能避免锂电池钢壳炸开，模具成本和加工成本相对较低、加工方便，电池内部短路时钢壳底部泄放的可靠性高。

其它未说明的部分均属于现有技术。