二次电池制造技术

本发明专利技术提供了一种二次电池，该二次电池底部安装有包括导电的断流件和绝缘支承件的安全装置。将安全装置安装在电池底部，有助于简化电池生产工序、降低制造成本、提高电池内部空间利用率；同时电池化成工艺采用封口化成或开口化成均可，还可以选择冲压封口以外的其它封口方式。

【技术实现步骤摘要】
二次电池
本专利技术涉及一种二次电池，尤其是一种在电池底部安装安全装置的二次电池。
技术介绍
作为一种高容量的电源供应装备，二次电池已经在各个领域得到日益广泛的应用。对于普通二次电池来说，在机械挤压、撞击、高温、自身短路、过充等非正常使用状态下，电池内部可能会在瞬间积聚大量热量，内压急剧升高，严重时可能会导致电池发生冒烟、起火或爆炸等现象而引发安全事故，造成重大经济损失甚至危及人身安全。因此，人们对二次电池的使用安全性能提出了越来越高的要求。传统的二次电池一般都没有专门设置安全装置，而是依赖外部保护电路起到安全保护作用，这限制了电池适用范围的扩大。为了满足使用者对二次电池使用安全性的要求，有设计者在电池表面刻划或压制出一定形状的凹槽形成薄弱环节，相对于电池表面的其它部分凹槽抵抗压力的能力较弱，当电池在非正常使用状态下内压升高时，凹槽处会首先遭到破坏，从而避免引起爆炸、起火等电池安全事故。但是，受电池表面材质和凹槽加工工艺的限制，加工凹槽的难度较大，很难精确保证凹槽厚度的均一性，要保证加工出与预设的电池安全内压极限值相对应的均匀凹槽厚度、当电池内压增高至此极限值时凹槽遭到破坏是非常困难的。当前商业化的圆柱形锂离子电池一般采用在电池正极极耳与正极引出端之间增加电流切断装置(CID)或PTC(正温度系数热敏元件)。当电池处于非正常使用状态时，电池内部压力增大(温度升高)，并促使安全装置启动，从而起到防止危险情况发生的作用。但是，这两种设计存在如下缺点：1、电池在进行大电流放电时，自身温度会有明显上升，迅速导致正温度系数启动，电池无法正常工作。因此，在倍率电池的使用中受到限制。2、现有的电流切断装置都是安装在正极端(电池壳体开口端)，由于-->该装置依靠压力来启动，因此必须密封。致使电池只能采用封口化成工艺，成品电池的内压较大，给电池带来不安全因素。3、由于现有的电流切断装置都是安装在电池正极端(电池壳体开口端)，而电池的正极和负极间必须采用绝缘材料隔开，以避免电池短路。该装置又必须在电池中有承载部分，否则将无法正常使用。这使得现有的电池只能采用冲压封口方式。采用该方式的电池存在漏液等问题，带来环境污染和电池使用寿命下降等。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：提供一种在电池底部安装有安全装置的二次电池。为解决该技术问题，本专利技术提供一种二次电池，包括柱筒状壳体和封闭容纳在壳体内的电芯、电解液；电池壳体底部一端为封闭端，另一端在电芯、电解液装填完毕后由端盖密封；电芯包括正极极片和负极极片、正极极耳和负极极耳，壳体底部内表面与电芯之间安装有安全装置；安全装置与电芯之间设有绝缘件；安全装置包括导电的断流件和具有适当高度的绝缘支承件；断流件包括支撑部件、装配焊接部位；支撑部件将断流件支撑在支承件上；安全装置断流件的装配焊接部位焊接在壳体底部内表面上；电芯的正极极耳和负极极耳中的一个与安全装置断流件的支撑部件电连接，所述正、负极极片中和该极耳极性相同的极片与所述电池壳壁之间隔有绝缘材料。本专利技术二次电池中，安全装置的导电的断流件被支撑在支承件上、断流件的装配焊接部位焊接在电池壳体底部内表面，当电池内压升高时，断流件本体受到拉伸作用，拉伸作用超过一定程度时，断流件本体被拉断，或者断流件的装配焊接部位与电池壳体底部之间的焊接结构遭到破坏而使断流件与电池壳体底部分离，从而起到断流作用，避免电池的内压继续升高、发生安全事故。本专利技术二次电池，安全装置被固定夹持在电池柱筒状壳体的底部与电芯之间，安全装置断流件的支撑部件将断流件支撑在安全装置支承件上，电池安全装置断流件的装配焊接部位焊接在电池柱筒状壳体的底部内表面。电池底部安装安全装置，不会限制电池化成工艺，电池化成工艺采用封口化成或开口化成均可；不会局限封口方式，可以选择冲压封口以外的其它封口方-->式，如激光焊接等，以避免电池漏夜等问题的发生。电池安全装置的支撑部件将断流件支撑在支承件上的支撑方式可以是支撑部件固定在支承件上，从而将断流件支撑在支承件上；也可以是支撑部件被夹紧在支承件和绝缘件之间，从而将断流件支撑在支承件上。优选的支撑方式是支撑部件被夹紧在支承件和绝缘件之间。断流件可以采用倒L形构件(纵向剖切面为倒L形)，这种情况下，断流件倒L形中的水平部分作为支撑部件可以被夹紧在支承件和绝缘件之间，断流件倒L形中的竖直部分的自由端作为装配焊接部位焊接在电池壳体底部内表面上；或采用L形构件(纵向剖切面为L形)，这种情况下，断流件L形中的竖直部分的自由端作为支撑部件，装配焊接部位位于断流件L形中的水平部分。对于倒L形和L形断流件，装配焊接部位在电池壳体底部内表面的焊接位置优选为电池壳体底部内表面中心附近。安全装置可以设置多个L形或倒L形断流件，也可以将L形和倒L形断流件混合使用。断流件可以采用槽形结构，断流件槽形结构的槽底外表面作为装配焊接部位焊接在电池壳体底部内表面上；支撑部件为断流件槽形结构的槽壁或自槽壁向外伸出的支撑臂。槽形断流件的优选支撑臂是槽壁顶端部分折向槽外空间至水平位置。断流件可以采用斗形结构，支撑部件为断流件斗形本体上向外伸出的悬臂，装配焊接部位位于断流件斗形本体底部的外表面。斗形断流件的优选悬臂是斗壁顶端部分折向斗外空间至水平位置。对于采用斗形结构的断流件，还可以在断流件斗形本体的斗壁上设置通孔，其目的是为了使与断流件装配焊接部位焊接在一起的电池壳体底部内表面在电池内压升高时也直接充分受压，电池壳体底部内表面对断流件也会产生拉伸作用。这样，断流件斗壁因电池内压增高而受到拉伸；同时，与装配焊接部位焊接在一起的电池壳体底部内表面会对断流件产生更大的拉伸作用，断流件对电池内压增高的敏感度将得到提高，从而起到很好的断流和安全保障作用。支撑部件的厚度不小于0.2mm，装配焊接部位处断流件的厚度范围为0.05-0.3mm。支承件可以为能起到支承作用的台状结构，也可以采用多个支承件。优-->选支承件为环状结构，支承件环状结构的两个端面之间具有适当的高度，断流件的装配焊接部位穿入支承件环状结构的空腔后焊接在电池壳体底部内表面上。安全装置的断流方式可以根据需要进行不同的设计。当断流件的装配焊接部位与电池壳体底部内表面之间的焊接强度大于断流件的抗拉强度，电池内压升高到预定值时，断流件本体会先断裂而使电池内部电流回路断流，此时断流件的装配焊接部位与电池壳体底部内表面之间的焊接结构未遭到破坏；当断流件的装配焊接部位与电池壳体底部内表面之间的焊接强度小于断流件的抗拉强度，电池内压升高到预定值时，断流件的装配焊接部位与电池壳体底部内表面之间的焊接结构会遭到破坏，断流件与电池壳体内端面分离而使电池内部电流回路断流，此时断流件本体未遭到破坏。本专利技术二次电池，在电池底部安装安全装置，结构简单，不会局限电池的化成工艺和封口方式。附图说明下面结合附图描述本专利技术的具体实施方式。图1是本专利技术二次电池一种实施方式的剖视示意图。图2是图1中安全装置16的立体示意图。图3是图2所示安全装置16的俯视示意图。图4是图2的A-A向剖视示意图。图5是本专利技术二次电池另一种实施方式中安全装置的局部立体示意图。具体实施方式实施例一图1-图4示出了本专利技术二次电池的一种实施方式。该二次电池包括安全装置16、壳体1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种二次电池，包括柱筒状壳体和封闭容纳在所述壳体内的电芯、电解液；所述电池壳体底部一端为封闭端，另一端在所述电芯、电解液装填完毕后由端盖密封；所述电芯包括正极极片和负极极片、正极极耳和负极极耳；其特征在于：所述壳体底部内表面与所述电芯之间安装有安全装置；所述安全装置与所述电芯之间设有绝缘件；所述安全装置包括导电的断流件和具有适当高度的绝缘支承件；所述断流件包括支撑部件、装配焊接部位；所述支撑部件将所述断流件支撑在所述支承件上；所述安全装置断流件的装配焊接部位焊接在所述内表面上；所述电芯的正极极耳和负极极耳中的一个与所述安全装置断流件的支撑部件电连接，所述正、负极极片中和该极耳极性相同的极片与所述电池壳壁之间隔有绝缘材料。

【技术特征摘要】
1.一种二次电池，包括柱筒状壳体和封闭容纳在所述壳体内的电芯、电解液；所述电池壳体底部一端为封闭端，另一端在所述电芯、电解液装填完毕后由端盖密封；所述电芯包括正极极片和负极极片、正极极耳和负极极耳；其特征在于：所述壳体底部内表面与所述电芯之间安装有安全装置；所述安全装置与所述电芯之间设有绝缘件；所述安全装置包括导电的断流件和具有适当高度的绝缘支承件；所述断流件包括支撑部件、装配焊接部位；所述支撑部件将所述断流件支撑在所述支承件上；所述安全装置断流件的装配焊接部位焊接在所述内表面上；所述电芯的正极极耳和负极极耳中的一个与所述安全装置断流件的支撑部件电连接，所述正、负极极片中和该极耳极性相同的极片与所述电池壳壁之间隔有绝缘材料。2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于：所述支撑部件固定在所述支承件上，从而将所述断流件支撑在所述支承件上；或者，所述支撑部件被夹紧在所述支承件和所述绝缘件之间，从而将所述断流件支撑在所述支承件上。3.根据权利要求2所述的二次电池，其特征在于：所述断流件纵截面为倒L形；所述断流件上倒L形的水平部分为所述支撑部件，所述所述断流件上倒L形的竖直部分的自由端为所述装配焊接部位。4.根据权利要求3所述的二次电池，其特征在于：所述安全装置包括多个所述断流件。5.根据权利要求2所述的二次电池，其特征在于：所述断流件为槽形结构，所述装配...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈晞，韩磊，
申请(专利权)人：比亚迪股份有限公司，
类型：发明
国别省市：94[中国|深圳]