一种安装在注液孔的锂电池安全阀制造技术

本申请提供一种安装在注液孔的锂电池安全阀和使用该安全阀的电池顶盖

【技术实现步骤摘要】
一种安装在注液孔的锂电池安全阀


[0001]本申请涉及锂电池
，特别是电动车辆及储能方向应用的方形铝壳锂电池的

。

技术介绍

[0002]锂离子电池在使用中，因温度过高
、
电流过大
、
过充或因锂枝晶刺穿隔膜形成内部短路等不利情形下，电池内部可能会发生产气现象
。
气体在电池内部积聚，会使电池内压升高
、
电池内阻增大
、
电池性能下降等
。
如果产气量过大，电池内压超过电池外壳承受上限，可能造成电池爆炸，引发严重后果
。
为防止上述事故的发生，铝壳锂电池通常需配备防爆安全阀
。
目前最常见的是使用圆形或圆矩形爆破片的安全阀
。
[0003]另外，目前市面上所有的铝壳锂电池均需设置注液孔（参见图1），在注液和化成工序之后，需要对注液孔进行气密封闭
。
目前常用的方法是先用胶塞封堵注液孔，然后在注液孔上方的顶盖表面以激光焊的方法焊接一片铝片，以此保证注液孔封闭的可靠性
。
[0004]上述方形铝壳锂电池的常规设计存在诸多不足：一是爆破片式安全阀的成本较高；二是爆破片需以激光焊接的形式连接到电池顶盖，爆破片在焊接时因受热温度升高且不均匀，降温时发生退火效应，其局部的结构强度会受影响；三是注液孔胶塞密封性能不足，且仅靠与注液孔内壁间的摩擦力固定，容易脱出，因此需要在注液孔上面加焊一片铝片以保证注液孔密封的可靠性，此设计增加了工序，提高了制造成本；四是在面积有限的电池顶盖上需要同时设置安全阀孔和注液孔，影响顶盖强度
。

技术实现思路

[0005]为解决上述问题，本申请提供了一种安装在注液孔的安全阀，减少了顶盖的加工度，能够增强电池顶盖的强度，同时起到安全防爆作用
。
[0006]为了实现上述目的，本申请提供一种安装在注液孔的安全阀，所述安全阀包括橡胶塞
‑
塞珠组合体
、
保护盖和透明塑料片，所述橡胶塞
‑
塞珠组合体包括橡胶塞与塞珠两部分，所述塞珠放置于所述橡胶塞内
。
[0007]优选的，所述橡胶塞包括上段
、
中段和下段三部分，其纵向截面形状为“工”形，所述橡胶塞上段和中段为圆柱体，上段直径大于下段直径
。
[0008]优选的，所述橡胶塞上段圆柱体的直径小于注液孔上部圆柱形通道直径，所述橡胶塞上段圆柱体的高度小于注液孔上部圆柱形通道的高度
。
[0009]优选的，所述橡胶塞中段圆柱体的直径等于或略大于注液孔下部圆柱形通道直径，所述圆柱体高度等于注液孔下部圆柱形通道的高度
。
[0010]优选的，所述橡胶塞下段外形为鼓形，所述鼓形上
、
下半部凸起的弧度不等，鼓形外径最大处位于鼓形的上半部分
。
[0011]优选的，所述橡胶塞下段鼓形凸起部分均匀开设四道矩形槽，所述矩形槽中心线与橡胶塞中轴线平行，矩形槽切割鼓形凸起部分的底面与橡胶塞中段外表面平齐，为中段
外表面延长面的一部分
。
[0012]优选的，所述橡胶塞内部可开设圆柱形孔道，孔道中轴线与橡胶塞中轴线重合
。
[0013]优选的，所述橡胶塞圆柱形孔道为中心通孔，分上下两段，上段通孔内径小于下段通孔内径
。
[0014]优选的，所述塞珠为硬质材料的圆球
。
[0015]优选的，所述保护盖外形为倒扣的碟形，顶部为一平面，形状为圆形，所述顶部平面部分有一圆形的中心开口，所述中心开口的直径大于等于注液孔上部圆柱形通道的直径
。
[0016]优选的，所述保护盖中部为一圆筒形，圆筒内径大于注液孔上部圆柱形通道直径，所述圆筒侧壁均匀开设
2~4
个圆形排气孔
。
[0017]优选的，所述保护盖底部为一平面，形状为环形
。
[0018]优选的，所述安全阀选自上述的安全阀，所述安全阀放置于顶盖板注液孔内
。
[0019]本申请还提供一种电池顶盖组件，包括电池盖板和连接于所述盖板上的安全阀，所述安全阀为上述安全阀
。
所述电池盖板仅预留注液孔的开孔，无需另设安全阀开孔
。
[0020]本申请提供的技术方案可达到以下的有益效果：本申请提供的一种安装在注液孔的安全阀，无需改变现有的注液孔设计，橡胶塞和塞珠的组合体可直接替换注液孔封闭胶塞，实现电池内外的气密隔绝
。
当电池内压升高，内部气压对橡胶塞和塞珠均产生向上的推力，由于橡胶塞下段鼓形凸起部分卡在注液孔下部通道外，故橡胶塞在向上的推力较小时不会发生移动，塞珠则被内压推动向上挤入橡胶塞上段通孔内，随着内部气压继续升高，塞珠继续向上滑动至上段通孔上口并脱出，开放泄压通道将电池内积聚的气体排出，防止电池发生爆炸
。
若塞珠因意外情况卡死在中心通孔中，则本申请可提供第二种泄压方式
。
较高的电池内压将推动橡胶塞整体向上滑动，橡胶塞下段鼓形部分随之进入注液孔下部圆柱形通道并受挤压变形，此时在矩形槽和鼓形凸起的共同挤压
、
牵引下，橡胶塞中段下部的外壁整体发生变形褶皱，与注液孔下部圆柱形通道内壁间的气密被破坏，而橡胶塞中段上部因受塞珠和注液孔内壁的共同挤压，外壁无法发生褶皱形变，故而仍然保持与注液孔内壁间的气密
。
当橡胶塞继续上滑至塞珠所在段被推出注液孔下部圆柱形通道后，泄压通道被打开，电池内部气体可通过褶皱变形的橡胶塞中段下部和注液孔内壁间的空隙排出
。
极端情况下，比如电池发生内部短路或热失控，电池内部短时间内产生大量气体，电池内压急剧升高时，本申请可提供第三种泄压方式
。
较大的压力可将橡胶塞和塞珠组合体瞬间直接推出注液孔并顶开顶部透明塑料片，此时整个注液孔成为泄压通道，可获得最大的泄压速度
。
无论本申请所述安全阀以哪种工作方式泄压，透过保护盖中心开口提供的观察窗口都可以从外部识别已经开启过的安全阀
。
附图说明
[0021]图
1 为现有技术的方形电池顶盖注液孔结构和注液孔封闭方式示意图
。
[0022]图
2 为本申请提供的实施例1的剖面图
。
[0023]图3为本申请提供的实施例1的爆炸图
。
[0024]图4为本申请提供的实施例1的橡胶塞与塞珠组合体示意图
。
[0025]图5为本申请提供的实施例1的3种工作方式示意图
。
[0026]图6为本申请提供的实施例2的示意图
。
[0027]图7为本申请提供的实施例3的示意图
。
[0028]图8为本申请提供的实施例4的示意图
。
[0029]图9为本申本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种安装在注液孔中的安全阀，其特征在于，所述安全阀包括橡胶塞
‑
塞珠组合体
、
保护盖和透明塑料片，所述橡胶塞
‑
塞珠组合体包括橡胶塞与塞珠两部分，所述塞珠放置于所述橡胶塞内；所述橡胶塞包括上段
、
中段和下段三部分，其纵向截面形状为“工”形，所述橡胶塞上段和中段为圆柱体，上段直径大于下段直径；所述橡胶塞上段圆柱体的直径小于注液孔上部圆柱形通道直径，所述橡胶塞上段圆柱体的高度小于注液孔上部圆柱形通道的高度；所述橡胶塞中段圆柱体的直径等于或略大于注液孔下部圆柱形通道直径，所述圆柱体高度等于注液孔下部圆柱形通道的高度；所述橡胶塞下段外形为鼓形，所述鼓形上
、
下半部凸起的弧度不等，鼓形外径最大处位于鼓形的上半部分
。2.
根据权利要求1所述的一种安装在注液孔中的安全阀，其特征在于，所述橡胶塞下段鼓形凸起部分均匀开设四道矩形槽，所述矩形槽中心线与橡胶塞中轴线平行，矩形槽切割鼓形凸起部分的底面与橡胶塞中段外表面平齐，为中段外表面延长面的一部分
。3.
根据权利要求1所述的一种安装在注液孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴勤勇，
申请(专利权)人：浙江伏打科技有限公司，
类型：发明
国别省市：