专利名称：微电阻圆柱锂离子电池防爆盖帽的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种圆柱锂离子电池盖帽，具体说是一种微电阻、无爆炸的圆柱锂离 子电池防爆盖帽。
背景技术：
锂离子电池盖帽是锂离子电池的关键部件，它直接关系到电池可靠性、使用寿命、 容量大小、生产者和消费者生产使用安全。现有圆柱形锂离子电池盖帽由上盖、垫片、防爆 膜片、孔板、密封圈组成，经过电池正负极材料技术改良后，传统使用PTC垫片控制电池发 热膨胀的技术基本淘汰，主要是由于PTC垫片(高温热敏电阻)本身内阻较大，严重影响电 池容量和可循环充放电次数。为了提高电池盖帽的安全性，沿用PTC垫片的结构方式，将 PTC垫片更换成环状铝垫片或铜镀镍环垫片等，将防爆膜改成带墙体防爆片，并由带墙体防 爆片将垫片、上盖包裹在一起放入内部涂胶的密封圈内，从反面将孔板和防爆片通过激光 焊接，相比传统锂电盖帽，盖帽内阻从ΙΟπιΩ降低到ΙπιΩ以下。如专利号为CN200920113873. 8公开的新型高倍率放电圆柱形锂离子电池防爆盖 帽，采用中空密封体内设有具有环状刻痕和凸起部下沿为平台结构的防爆阀，防爆阀周边 设有凸起的包边，且该包边采用模具将顶盖完全包住。在电池内部气体压力增大到设定压 力值时，防爆阀由环状刻痕处向上翻转，防爆阀中部向下延伸的弧形凸起部向上翻转使孔 板与防爆阀中部平台脱落形成断路，断路后内压继续增大，增大到安全值时，防爆阀爆开能 避免爆炸事故，其不足之处在于弧形凸起部向上翻转后，由于材料经高温退火软化在气体 压力下被迫扩延容易覆盖住顶盖气孔，环状刻痕处泄压失效无法开启泄压，引起电池爆炸； 防爆阀与顶盖间不采用垫片，盖帽内阻可降低到0. 5πιΩ，但是防爆阀向上翻转后由于高温 退火更大面积覆盖顶盖气孔，此时无垫片结构盖帽整体强度降低，顶盖在高压下易整体变 形脱离中空密封体弓I起电池爆炸，安全性能低。另外，在电池封装盖帽与钢壳时，采用模具径向压合钢壳和盖帽，盖帽产受径向压 力，径向压力传至盖帽密封圈，密封圈变形将径向压力不规则传递至孔板和防爆膜，孔板或 防爆膜易错位使正负极提前断开或防爆膜异常变形产生爆裂开启导致电池报废；而且防爆 膜异常变形使刻痕处闭合，开启压力无限大，导致电池内压增大时无法正常开启，电池易爆 炸。
发明内容
为了解决现有技术中锂离子电池盖帽防爆膜翻转后刻痕无法正常开启泄压，盖帽 内阻降低和盖帽结构稳定无法兼顾，电池寿命短，以及盖帽与壳体封装时盖帽的防爆膜易 变形破裂、防爆膜与孔板易错位断裂导致电池报废、防爆膜变形折叠导致电池爆炸等弊端， 本发明的目的是提供一种防爆膜翻转后能正常爆开泄压，盖帽内阻降低和盖帽结构稳定兼 顾，电池使用寿命长，盖帽与壳体封装时防爆膜与孔板无变形、无错位，电池防爆性能稳定、 生产使用安全的微电阻圆柱锂离子电池防爆盖帽。
本发明采用的技术方案是一种微电阻圆柱锂离子电池防爆盖帽，包括上盖帽、垫 片、带墙体的防爆膜、孔板和密封圈，上盖帽上设有多个气孔，防爆膜的墙体折弯将垫片和 上盖帽包裹在防爆膜腔体内，上述包裹后的防爆膜嵌入涂有胶的密封圈内，密封圈的底面 嵌上孔板，孔板与防爆膜激光点焊，其技术特征在于所述防爆膜的底面上设有向下凸起的 圆形焊接平台，圆形焊接平台与防爆膜底面之间形成预应泄压环。在电池内部压力增大时， 防爆膜圆形焊接平台受电池内部压力向上盖帽方向翻转，当圆形焊接平台受力达到防爆膜 与孔板焊接点脱离压力时，防爆膜与孔板的焊接点断裂，防爆膜的圆形焊接平台向上翻转； 电池内部压力瞬间减小后继续增大，圆形焊接平台受力持续增大，当圆形焊接平台受力达 到防爆膜底面圆形焊接平台与预应泄压环爆开压力时，预应泄压环爆开使圆形焊接平台与 防爆膜底面脱开，电池内部压力由上盖帽气孔泄压，无电池爆炸隐患，使用安全。所述上盖帽帽沿上表面均勻设有两只以上凸起的焊点，两只以上凸 起的焊点与防 爆膜的折弯墙体超声波焊接。焊接后的上盖帽和防爆膜连为一体，两者连接紧密，消除了相 互之间的间隙内阻，降低了盖帽整体内阻。所述上盖帽帽沿设有向上的翻边。焊接防爆膜与上盖帽时，上盖帽的翻边与防爆 膜折弯墙体折弯处存在相互作用力，有利于提高防爆膜墙体折弯处外形整齐，便于防爆膜 与密封圈的安装。所述垫片的内环设有与防爆膜预应泄压环位置对应的锐刺状翻边。当圆形焊接平 台受力达到防爆膜底面圆形焊接平台与预应泄压环爆开压力时，锐刺状翻边对预应泄压环 起切刀作用，确保圆形焊接平台与防爆膜底面脱开，进一保障了电池的防爆安全性能。所述密封圈包括孔板圈和正负极绝缘圈，孔板圈经两根以上的塑料连接条连接在 正负级绝缘圈内形成镂空式密封圈。孔板圈与正负级绝缘圈经塑料连接条连接，正负级绝 缘圈受力变形时，变形压力对孔板圈无影响，孔板圈不变形，确保孔板和圆形焊接平台焊接 牢靠，无变形、错位。采用以上技术方案，本发明的有益效果是1、在电池内部承压、温度升高时，防爆膜底面的圆形焊接平台可延伸变形量小，在 防爆膜受力翻转到防爆膜爆开过程中，防爆膜与圆形焊接平台之间的预应泄压环始终受 力，预应泄压环受力达到断裂压力时即断裂，圆形焊接平台从防爆膜上爆开使电池内部泄 压，微量延伸变形的圆形焊接平台向上盖帽方向延伸时不易堵塞上盖帽气孔，电池无爆炸 隐患，安全性能高；垫片内环设有与防爆膜预应泄压环位置对应的锐刺状翻边，在圆形焊接 平台翻转后持续受力过程中，圆形焊接平台受力达到防爆膜底面圆形焊接平台与预应泄压 环爆开压力，此时锐刺状翻边对预应泄压环起切刀作用，进一步保证了圆形焊接平台从防 爆膜上爆开，提高了电池安全性能；2、上盖帽帽沿设有向上的翻边，上盖帽帽沿向上的翻边与防爆膜墙体折弯处具有 相互作用力，墙体折弯处变形规则、美观，避免了墙体折弯无反向作用力导致折弯处褶皱和 不规则变形使密封圈与墙体的密封性能降低；上盖帽帽沿上表面均勻设有两只以上凸起 的焊点，两只以上凸起的焊点与防爆膜的折弯墙体超声波焊接，提高了防爆膜墙体包裹接 触牢固度和整体结构抗压性，配合上盖帽帽沿向上的翻边也与防爆膜的折弯墙体超声波焊 接，盖帽内电流分为两路，一路流经上盖帽、折弯墙体和防爆膜，另一路流经上盖帽、垫片、 防爆膜，两路电阻并联降低了盖帽整体电阻；上盖帽与折弯墙体采用焊接连接方式，消除了相互之间的间隙内阻，进一步降低了盖帽内阻，盖帽整体内阻降低到0.08πιΩ以下，成品电池容量大大提高，可循环充放电次数增加，电池性能提高；3、密封圈的孔板圈经塑料连接条连接在正负级绝缘圈内形成镂空式密封圈，孔板 嵌在孔板圈内与圆形焊接平台激光焊接，正负级绝缘圈受力变形时，变形压力对孔板圈无 影响，孔板圈不变形，在盖帽与电池钢壳封装时，采用模具径向压合钢壳和盖帽给盖帽产生 径向压力，径向压力无法由正负级绝缘圈传至孔板圈，孔板或防爆膜无变形、无错位，杜绝 了孔板或防爆膜变形、错位导致电池防爆膜无法爆开或防爆膜不正常爆开，电池安全性能 更高。本发明盖帽防爆膜底面采用预应泄压环连接圆形焊接平台，圆形焊接平台与孔板 焊接，配合垫片内沿尖锐刺状翻边切割预应泄压环、上盖帽帽沿翻边和帽沿上凸起焊点与 防爆膜折弯墙体紧密焊接，实现防爆膜按设定压力翻转爆开和盖帽整体内阻的降低，其结 构简单、紧凑、稳定，不易变形、错位，盖帽内阻低，电池性能高，防爆膜翻转后能正常爆开泄 压，防爆性能稳定，使用安全、寿命长。
图1为本发明结构示意图；图2为本发明密封圈的结构示意图。图中上盖帽1，焊点11，翻边12，垫片2，锐刺状翻边21，防爆膜3，折弯墙体31， 预应泄压环32，圆形焊接平台33，孔板4，密封圈5，孔板圈51，正负极绝缘圈52，塑料连接 条53。
具体实施例方式以下结合附图和实施例对本发明作进一步说明。图1、2所示，微电阻圆柱锂离子电池防爆盖帽主要包括上盖帽1、垫片2、防爆膜3、 孔板4和密封圈5。密封圈5包括孔板圈51和正负极绝缘圈52，孔板圈51经两根以上的 塑料连接条53连接在正负级绝缘圈52内形成镂空式密封圈；密封圈5外下方设有位于孔 板圈52上的孔板4，密封圈5内由下至上依次设有防爆膜3、垫片2和上盖帽1，防爆膜3的 底面上设有向下凸起的圆形焊接平台33，圆形焊接平台33与防爆膜3底面之间形成预应泄 压环32，圆形焊接平台33与孔板4激光焊接，防爆膜3的折弯墙体31将上盖帽1和垫片2 压合在防爆膜3上，折弯墙体31与上盖帽1帽沿上表面均勻设有的两只以上凸起的焊点11 超声波焊接，上盖帽1帽沿设有向上的与折弯墙体31折弯处对应的翻边12 ；垫片2的内环 设有与防爆膜3预应泄压环32位置对应的锐刺状翻边21。本发明组装时，首先将垫片2放入防爆膜3内使垫片的锐刺状翻边21对应防爆膜 3的预应泄压环32，然后将上盖帽1放在防爆膜3内的垫片2上，再折弯防爆膜3的墙体， 使折弯墙体31与上盖帽1的焊点11超声波焊接，最后将焊接好的带有上盖帽1的防爆膜 3放入密封圈5的正负极绝缘圈52内，使防爆膜圆形焊接平台33对应密封圈的孔板圈51， 最后将带有防爆膜的密封圈与电池钢壳装配。使用时，电池内部承压、温度升高，防爆膜与圆形焊接平台之间的预应泄压环始终 受力，预应泄压环受力达到断裂压力时即断裂，圆形焊接平台从防爆膜上爆开使电池内部泄压，此时圆形焊接平台向上盖帽方向微量延伸变形不易堵塞上盖帽气孔，垫片内环锐刺 状翻边对预应泄压环起切刀作用，电池防爆性能好 ，使用安全。
权利要求
一种微电阻圆柱锂离子电池防爆盖帽，包括上盖帽(1)、垫片(2)、带墙体的防爆膜(3)、孔板(4)和密封圈(5)，上盖帽上设有多个气孔，防爆膜的墙体折弯将垫片和上盖帽包裹在防爆膜腔体内，上述包裹后的防爆膜嵌入涂有胶的密封圈内，密封圈的底面嵌上孔板，孔板与防爆膜激光点焊，其特征在于所述防爆膜(3)的底面上设有向下凸起的圆形焊接平台(33)，圆形焊接平台与防爆膜底面之间形成预应泄压环(32)。
2.根据权利要求1所述的微电阻圆柱锂离子电池防爆盖帽，其特征是所述上盖帽(1) 帽沿上表面均勻设有两只以上凸起的焊点(11)，两只以上凸起的焊点与防爆膜的折弯墙体 (31)超声波焊接。
3.根据权利要求1或2所述的微电阻圆柱锂离子电池防爆盖帽，其特征是所述上盖 帽(1)帽沿设有向上的翻边(12)。
4.根据权利要求1所述的微电阻圆柱锂离子电池防爆盖帽，其特征是所述垫片(2) 的内环设有与防爆膜预应泄压环(32)位置对应的锐刺状翻边(21)。
5.根据权利要求1所述的微电阻圆柱锂离子电池防爆盖帽，其特征是所述密封圈(5) 包括孔板圈(51)和正负极绝缘圈(52)，孔板圈经两根以上的塑料连接条(53)连接在正负 级绝缘圈内形成镂空式密封圈。
全文摘要
本发明涉及一种微电阻圆柱锂离子电池防爆盖帽，包括上盖帽、垫片、带墙体的防爆膜、孔板和密封圈，上盖帽上设有多个气孔，防爆膜的墙体折弯将垫片和上盖帽包裹在防爆膜腔体内，上述包裹后的防爆膜嵌入涂有胶的密封圈内，密封圈的底面嵌上孔板，孔板与防爆膜激光点焊，所述防爆膜的底面上设有向下凸起的圆形焊接平台，圆形焊接平台与防爆膜底面之间形成预应泄压环；配合垫片内沿尖锐刺状翻边切割预应泄压环、上盖帽帽沿翻边和帽沿上凸起焊点与防爆膜折弯墙体紧密焊接，实现防爆膜翻转爆开和盖帽整体内阻的降低，其结构简单、紧凑、稳定，不易变形、错位，盖帽内阻低，电池性能高，防爆膜翻转后能正常爆开泄压，防爆性能稳定，使用寿命长。
文档编号H01M2/08GK101814589SQ20101016433
公开日2010年8月25日 申请日期2010年5月6日 优先权日2010年5月6日
发明者朱剑 申请人:熊辉