一种柱形锂离子电池结构制造技术

本实用新型专利技术涉及柱形锂电池技术领域，特指一种制作工序简单，并且可有效确保电池安全性与稳定性的柱形锂离子电池结构。该电池的防护盖帽通过绝缘体以注塑成型方式将顶盖、防爆阀和金属环固定为一个整体，且金属环位于绝缘体的外围，其边缘与罐体上端开口焊接，以将防护盖帽固定连接在罐体上。采用该技术方案后，无须在罐体上滚槽以安装防护盖帽，可直接采用激光焊接的方式将二者固定焊接即可，整个生产工艺非常简单。同时整个防护盖帽通过绝缘体固定成为一个整体，整个结构更加稳固，不会出现短路情况。另外，本实用新型专利技术在罐体的底部增加了排气结构，可进一步确保电池的安全性和稳定性。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及柱形锂电池
，特指一种制作工序简单， 并且可有效确保电池安全性与稳定性的柱形锂离子电池结构。
技术介绍
随着现代社会的发展，移动设备如摄像机，笔记本电脑，移动DVD及数码相机等得到了越来越广泛的应用，从而形成了对高能电 池的大量需求，柱形锂离子电池由于高的能量密度得到了广泛的应 用。锂离子电池内由于有对水分活性很高的锂/碳化合物，所以需要 与外界有良好的密封，业内为了解决电池密封问题， 一般要把电池密 封圈加胶封口 。但是由于锂离子电池在使用不当时会因电解液分解产 生气体，使电池内压过大而有爆炸的危险，所以锂离子电池需要有在 内压过大时断电保护和防护装置。目前常用的安全防护装置是采用一 种防护盖帽。例如本申请人于2006年曾申请的一项锂离子电池防护 盖帽技术专利(专利申请号为200620001193.3)。见图l,该实 用新型包括防爆阀51、断电保护装置52、正温度系数(PTC)环 片53、顶盖54以及密封体55。防爆阀51具有环状刻痕。顶盖54、 环片53、防爆阀51和断电保护装置52安装在密封体55内，得到组 合防护盖帽5，把注好电解液的电池芯56的正极极耳与防护盖帽5 内的断电保护装置52激光焊接在一起，焊接好盖帽5的电池芯56再经过机械铆合封口后即形成装配好电池。使用时，如果电池芯56外 部短路或充放电电流超过正温度系数环片53的工作电流时，正温度 系数环片53通过温度升高，电阻增大来减小电流，以保护电池芯； 当电池芯56因失效而导致内部气体压力增大到设定的保护压力时， 防爆阀51将由刻痕处向上翻转，即整个凸起部将向上翻转，此时断 电保护装置52与焊接部分脱落，导致极耳与防爆阀51之间形成断路， 这样电池芯56处于断路失效状态不能进行充放电，从而避免电池芯 56失效时还在继续使用。如果出现的电池芯内部气压在断路后还继 续上升，当达到设定值时，防爆阀51爆开而泄压，避免电池发生爆 炸事故。另外，电池的防护盖帽与容置电池芯的罐体之间多采用如下结 构，在罐体上滚压形成一个凹槽，通过该凹槽将整个罐体分隔成上下 两个空间，其中下部空间用于放置电池芯，而上部空间用于定位安装 防护盖帽。最后再通过封装设备将防护盖帽铆接固定在罐体上部。目前几乎所有的圆柱形锂电池都采用上述滚压槽的方式安装防 护盖帽，如见美国专利号为US 6207320的专利说明书，其公开了一 种二次锂电池的盖帽结构。该专利中同样采用在罐体上滚槽的方式来 安装防护盖帽。而采用这种方式明显存在的不足就是由于存在滚槽、 铆接等多个金属加工工序，令产品的生产工序复杂，生产效率难以提 升。另一个方面，在制作这种柱形锂离子电池时，需要对封装好的电 池进行化成。在进行化成处理时，电池芯将产生一定气体，这些气体存在于壳体内无法排出将会对电池安全性、稳定性产生影响。但要将壳体内的气体排出是十分困难的，这是因为此时壳体已经密封，除非破坏壳体或者电池芯内部气压达到设定值时，冲破防爆阀而泄压，否则气体难以排出。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题就在于针对目前产品所存在的 不足，提供一种无须在电池的罐体上滚槽，可简化生产工艺的柱形锂 离子电池结构。本技术所要解决的另一个技术问题就是提供一种具有较高 安全性和稳定性的柱形锂离子电池结构。采用该结构的柱形锂电池可 方便的排出电池化成后其内部所产生的气体，有效的确保电池的安全 性和稳定性。为解决上述第一个技术问题，本技术采用了如下的技术方 案该电池包括罐体、密封安装于罐体上端开口的防护盖帽以及位于 罐体内的电池芯，所述的防护盖帽包括位于顶面的顶盖、位于顶盖下 面的防爆阀、 一与罐体焊接的金属环以及用于固定顶盖、防爆阀和金 属环的绝缘体，金属环位于绝缘体的外围，其边缘与罐体上端开口悍 接，以将防护盖帽固定连接在罐体上。上述的绝缘体通过注塑成型方式将顶盖、防爆阔和金属环固定为 一个整体。上述位于金属环下端面的绝缘体下部的外径小于金属环的外径， 即绝缘体下部外缘与金属环形成与罐体上端开口配合的阶梯面。所述防爆阀被绝缘体包覆的外缘形成一弯折包夹部，顶盖的外缘 被上述的弯折包夹部夹持。所述金属环被绝缘体包覆的内缘成型有一弯折部。为增强电池的安全性能，于所述的防爆阀下面连接有断电保护装 置。在顶盖和防爆阀之间还设置有正温度系数环片。本技术将防护盖帽中的顶盖、防爆阀、断电保护装置通过注 塑成型的绝缘体固定形成一个不可分割的整体，而整个盖帽再通过一 体固定在绝缘体上的金属环焊接在罐体上端开口处。采用上述技术方 案后，无须在罐体上滚槽以安装防护盖帽，直接采用激光焊接的方式 将二者固定焊接即可，整个生产工艺非常简单。同时整个防护盖帽通 过绝缘体固定成为一个整体，整个结构更加稳固，确保不会出现短路情况o为解决本技术第二个技术问题，本技术在上述技术方案基础上进行了如下的技术改进所述的罐体包括无底主体以及焊接在 主体底面端口的底盘，底盘采用不銹钢制作，且其略厚于无底主体， 组装时底盘与无底主体之间可采用激光焊接方式固定，底盘上设置有 用于排出电池化成后所产生气体的排气孔，该排气孔在用于排出电池 化成所产生气体之前采用 一塑胶膜贴于排气孔内侧进行密封。另外，罐体还设有一与上述排气孔配合使用的孔塞，该孔塞可采 用一个钢珠。本技术采用该该进技术方案后，锂电池在化成处理后，可刺 破贴于排气孔内侧的塑胶膜，并通过上述排气孔将电池内气体抽出，然后将作为孔塞的钢珠压入排气孔内以将电池密封。如此就可以确保 电池的安全性和稳定性。其制造方法简单，便于批量生产。同时，本 技术罐体釆用无底主体与底盘焊接形成，其釆用不锈钢材料，以 便于开设排气孔，且采用不锈钢材料无须进行电镀处理，可直接进行 焊接作业。附图说明图1是现有一款柱形锂离子电池产品的结构示意图； 图2是本技术的结构示意图； 图3是本技术防护盖帽的立体图； 图4是本技术防护盖帽另一视角的立体图； 图5是本技术防护盖帽的立体分解图； 图6是图2的局部放大图。 具体实施例见图2、 3、 4、 5，本技术包括罐体l、安装于罐体l上端 开口的防护盖帽2以及位于罐体l内的电池芯3。防护盖帽2包括顶盖21、防爆阀22、断电保护装置23以及金 属环24。其中采用金属材料制作的顶盖21位于最上方，防爆阀22 位于顶盖21的下面，在防爆阀22下面连接有断电保护装置23。防 爆阀22中间向下成型有一凸起部，于凸起部外围成型有环状的刻痕 220。断电保护装置23焊接在防爆阀22的凸起部，电池芯3的正极 极耳31与断电保护装置23焊接。顶盖21、防爆阀22以及金属环24通过注塑成型的绝缘体20固定为一个整体，制作时，将顶盖21、防爆阀22以及金属环24放 置在注塑模具的型腔内，然后向内注入塑胶原料，成型为绝缘体20， 该绝缘体20在成型的同时也将顶盖21、防爆阀22以及金属环24固 定成为一个不可分割的整体。金属环24的外径与罐体1上端开口的孔径相同。该金属环24用 于与罐体l焊接，其位于绝缘体20的外围，其边缘与罐体l上端开 口焊，以接将防护盖帽2固定连接在罐体1上。位于金属环24下端 面的绝缘体下部201的外径略小于金属环24的外径，即本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种柱形锂离子电池结构，包括：罐体（１）、密封安装于罐体（１）上端开口的防护盖帽（２）以及位于罐体（１）内的电池芯（３），其特征在于：所述的防护盖帽（２）包括位于顶面的顶盖（２１）、位于顶盖（２１）下面的防爆阀（２２）、一与罐体（１）焊接的金属环（２４）以及用于固定顶盖（２１）、防爆阀（２２）和金属环（２４）的绝缘体（２０），金属环（２４）位于绝缘体（２０）的外围，其边缘与罐体（１）上端开口焊接，以将防护盖帽（２）固定连接在罐体（１）上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨青，付小虎，
申请(专利权)人：东莞新能源电子科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：44[中国|广东]