低压防爆圆柱锂离子电池制造技术

一种低压防爆圆柱锂离子电池，包括电池壳、卷绕电芯和正负极集流环，卷绕电芯安装在电池壳内，卷绕电芯的两端分别安装正、负极集流环，正极集流环外侧的电池壳上安装正极组合盖，负极集流环外侧的电池壳上安装负极组合盖，正极盖板上安装正极防爆片，正极导电极柱密封安装在正极盖板上；负极盖板上安装负极防爆片，负极导电极柱密封安装在负极盖板上，负极导电极柱上部设有负极内螺纹孔，负极导电极柱下部设有通气孔道，通气孔道与负极内螺纹孔连通，靠近负极内螺纹孔侧的通气孔道内安装橡胶球，负极内螺纹孔内安装压盖，压盖顶紧在橡胶球上。本发明专利技术能重复开启和关闭、可靠性良好、提升安全性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种圆柱锂离子电池。
技术介绍
锂离子动力电池在新能源汽车上的实际应用，不仅取决于电池能量密度和循环寿命的提高和成本的降低，还取决于电池安全性能的进一步提升。由于锂离子电池在安全性方面存在先天缺陷，锂离子动力电池在纯电动、混合动力等新能源车上应用始终具有一定的危险性。锂离子电池从化成开始，电池内部就会产生一定量的气体，随着电池循环次数的增加，内部压力逐渐增加。而电池在进行高倍率放电和快速充电时，电池内部会迅速升温， 最高温度可超过100°c，如果电池内部原先存在大量气体，会受热膨胀，同时有机溶剂也会发生汽化进一步增加电池内部的压力，电池内部的高压力将给电池的安全性带来很大隐患。如果采用可重复开启闭合的泄压阀，能随时排出电池内部的气体，保持电池内部的低压力，则在很大程度上能提高电池的安全性。当电池内部发生短路、热失控时，电池内部压力增加非常快，仅仅依靠泄压阀已经无法及时排出电池内部的大量气体，则需要依靠电池盖帽上设置的防爆片及时破裂来泄压。目前常规的电池一般设置一个防爆片，由于防爆片直径小，排气速度不够快，因此采用两个或以上的防爆片，也能降低电池爆炸的可能性，提高电池的安全性。
技术实现思路
为了克服已有现有的圆柱锂离子电池的不能重复使用、可靠性较差、安全性较差的不足，本专利技术提供一种能重复开启和关闭、可靠性良好、提升安全性能的低压防爆圆柱锂离子电池。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是一种低压防爆圆柱锂离子电池，包括电池壳、卷绕电芯和正负极集流环，所述卷绕电芯安装在所述电池壳内，所述卷绕电芯的两端分别安装正、负极集流环，所述正极集流环外侧的电池壳上安装正极组合盖，所述负极集流环外侧的电池壳上安装负极组合盖，所述正极组合盖包括正极导电极柱和正极盖板，所述正极盖板上安装正极防爆片，所述正极导电极柱密封安装在正极盖板上；所述负极组合盖包括负极导电极柱和负极盖板，所述负极盖板上安装负极防爆片，所述负极导电极柱密封安装在负极盖板上，所述负极导电极柱上部设有负极内螺纹孔，所述负极导电极柱下部设有通气孔道，所述通气孔道与所述负极内螺纹孔连通，靠近负极内螺纹孔侧的通气孔道内安装橡胶球，所述负极内螺纹孔内安装压盖，所述压盖顶紧在所述橡胶球上。进一步，所述正极导电极柱上部设有正极内螺纹孔；所述电池还包括用以连接相邻电池的固定螺柱，所述固定螺柱与所述正极内螺纹孔、负极内螺纹孔匹配。再进一步，所述正极盖板与正极导线极柱的连接处安装正极绝缘片和正极垫片，负极盖板和负极导线极柱的连接处安装负极绝缘片和负极垫片。所述卷绕电芯的两端与正极组合盖、负极组合盖之间分别设有弹性电芯固定垫。本专利技术的有益效果主要表现在电池的通气孔道可同时兼做电解液注液孔，在保持电池低内压的同时，还可随时实现对电池补充电解液，提高电池的可维护特性。低压防爆圆柱锂离子电池的正极组合盖和负极组合盖上均设置金属防爆片，在电池出现短路和热失控等故障情况下能及时破裂，快速排出电池内部产生的大量气体，防止电池发生爆炸，结合电池的低内压，大大提高电池的安全和可靠性。同时正极组合盖和负极组合盖均采用大极柱设计，极柱内部加工有内螺纹，作为电池组合时的螺母，能承受大扭矩作用力，防止极柱断裂变形，保证了电池组合时的导电连接片的连接紧密，降低接触电阻， 提高了电池组合的可靠性。附图说明图1是低压防爆圆柱锂离子电池的示意图。图2是正极组合盖的示意图。图3是负极组合盖的示意图。图4是低压防爆圆柱锂离子电池的制造工艺流程图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。参照图1 图4，一种低压防爆圆柱锂离子电池，包括电池壳6、卷绕电芯2和正负极集流环5-5’，所述卷绕电芯2安装在所述电池壳6内，所述卷绕电芯2的两端分别安装正、负极集流环5-5’，所述正极集流环外侧的电池壳上安装正极组合盖1，所述负极集流环外侧的电池壳上安装负极组合盖2，所述正极组合盖1包括正极导电极柱7和正极盖板8， 所述正极盖板8上安装正极防爆片11，所述正极导电极柱8密封安装在正极盖板7上；所述负极组合盖包括负极导电极柱13和负极盖板14，所述负极盖板14上安装负极防爆片19， 所述负极导电极柱13密封安装在负极盖板14上，所述负极导电极柱13上部设有负极内螺纹孔，所述负极导电极柱下部设有通气孔道，所述通气孔道与所述负极内螺纹孔连通，靠近负极内螺纹孔侧的通气孔道内安装橡胶球15，所述负极内螺纹孔内安装压盖18，所述压盖 18顶紧在所述橡胶球17上。所述正极导电极柱7上部设有正极内螺纹孔12 ；所述电池还包括用以连接相邻电池的固定螺柱，所述固定螺柱与所述正极内螺纹孔12、负极内螺纹孔匹配。所述正极盖板8与正极导线极柱7的连接处安装正极绝缘片10和正极垫片9，负极盖板17和负极导线极柱13的连接处安装负极绝缘片16和负极垫片14。本实施例的低压防爆圆柱锂离子电池，由正极组合盖1、负极组合盖2、弹性电芯固定垫3-3’、卷绕电芯4、正、负极集流环5-5’、和金属电池壳6等部分组成。负极组合盖1 的极柱上加工有内螺纹，盖板上设置金属防爆片；正极组合盖2的极柱上加工有内螺纹，并设置有通气孔道和注液孔，盖板上设置有金属防爆片。卷绕电芯4采用多极耳卷绕方式制造，卷绕后正极和负极的多极耳分别连接于集流环5和5’上，然后分别于正极组合盖2和负极组合盖1连接，所述卷绕电芯4的两端与正极组合盖2和负极组合盖1之间设有弹性电芯固定垫3-3’。然后将正极组合盖2和负极组合盖1分别通过激光焊接机与电池壳体6 进行激光焊接密封。密封后，通过正极组合盖2的注液孔注入电解液，注液结束后，在注液孔内放入橡胶球15，并采用专用的扭力扳手将橡胶球压盖18拧紧，使橡胶球变形，密闭管状气体通道。当电池内部气压超过设定值时，可通过橡胶球变形排出多余的气体，因此能保证电池内部一直维持较低的内压，提高电池安全性。由于压盖18可拆卸，能随时补充电解液，可实现锂离子电池的维护，延长电池的工作寿命。同时，电池之间相互组合时，正极导电极柱7和负极导线极柱13上的内螺纹充当螺母，可将固定螺柱和连接片拧紧固定于正极导电极柱7和负极导线极柱13上，由于导电极柱较粗，既能保证导电效果，同时在螺丝拧紧连接过程中不易滑牙或承受大扭力而断裂，连接可靠。盖板上另行设置的正极防爆片11和负极防爆片19，在电池出现短路和热失控等故障情况下能及时破裂，快速排出电池内部产生的大量气体，防止电池发生爆炸，提高了电池的可靠性和安全性。本专利技术提供的低压防爆圆柱锂离子电池，由于采用了可泄压、注液的正极组合盖和负极组合盖，组装的电池具有低内压、防爆、可补充电解液和可靠的电连接等多种功能。低压防爆圆柱锂离子电池的制造过程，包括以下步骤(1)正极组合盖1的制造圆柱形电池导电极柱7采用铝合金材料，正极导电极柱上加工有正极内螺纹12和导气小孔，内螺纹作为电池组合时固定螺柱和连接片，导气孔可兼做电解液注液孔和安全排气孔；铝合金或不锈钢正极盖板8采用冷冲压方式加工出圆孔和台阶，采用注塑方式在圆孔附近注出塑料绝缘垫片；采用冷冲压的方式，使正极导电极柱 7上材料变形与正极盖板8形成绝缘的密封连接，制成正极组合盖1，在盖板上采用激光焊接的方式，焊接上铝合金防爆片；(2)负极组合盖2的制造制备工艺与(1)本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种低压防爆圆柱锂离子电池，包括电池壳、卷绕电芯和正负极集流环，所述卷绕电芯安装在所述电池壳内，所述卷绕电芯的两端分别安装正、负极集流环，其特征在于：所述正极集流环外侧的电池壳上安装正极组合盖，所述负极集流环外侧的电池壳上安装负极组合盖，所述正极组合盖包括正极导电极柱和正极盖板，所述正极盖板上安装正极防爆片，所述正极导电极柱密封安装在正极盖板上；所述负极组合盖包括负极导电极柱和负极盖板，所述负极盖板上安装负极防爆片，所述负极导电极柱密封安装在负极盖板上，所述负极导电极柱上部设有负极内螺纹孔，所述负极导电极柱下部设有通气孔道，所述通气孔道与所述负极内螺纹孔连通，靠近负极内螺纹孔侧的通气孔道内安装橡胶球，所述负极内螺纹孔内安装压盖，所述压盖顶紧在所述橡胶球上。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：郑劼，黄辉，周晓政，胡益兰，倪九江，孙建平，
申请(专利权)人：浙江谷神能源科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：86