專利名稱：鋰電池安全閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鋰電池技術(shù)領(lǐng)域，尤其鋰電池安全閥。
背景技術(shù)：
鋰電池作為具有高能量密度的密閉型可充電電池，被越來(lái)越廣泛地用于筆記本電 腦、移動(dòng)電話等小型便攜式裝置的驅(qū)動(dòng)電源，且其需求日益增大。當(dāng)電池受到短路、高熱、過(guò) 充電等異常因素的影響時(shí)，電池內(nèi)部容易有高壓氣體產(chǎn)生，會(huì)引起電池殼體的變形甚至產(chǎn) 生爆炸的危險(xiǎn)。為了使其能夠安全的使用，必須在電池中裝配安全閥，當(dāng)電池容器內(nèi)部壓力 上升到異常狀態(tài)時(shí)，這種開(kāi)裂式安全閥能夠迅速地開(kāi)啟并將氣體排出，起到異常情況下的 安全保護(hù)作用。由于PTC(正溫度系數(shù)電阻器)元件在正常溫度下是在低電阻狀態(tài)，當(dāng)由于 例如由短路或過(guò)充電導(dǎo)致的異常大電流而過(guò)熱時(shí)，PTC元件轉(zhuǎn)換成極高電阻狀態(tài)，以降低回 路中的電流，因此，通常使用PTC(正溫度系數(shù)電阻器)元件來(lái)防止電池過(guò)流及由此引起的 過(guò)熱狀態(tài)，對(duì)電池起到保護(hù)作用。中國(guó)專利文獻(xiàn)CN 2845183Y公開(kāi)了一種《圓柱形鋰離子電池安全防爆蓋帽》，該防 爆蓋帽包括一具有環(huán)狀凹槽的防爆閥和位于防爆閥下方的絕緣環(huán)，防爆閥與頂蓋之間設(shè)置 有環(huán)狀的PTC環(huán)件，由一中空絕緣環(huán)裝載頂蓋、PTC環(huán)件、防爆閥和絕緣環(huán)。中國(guó)專利文獻(xiàn)CN 101335335A公開(kāi)的《一種圓柱鋰離子電池蓋帽及裝配方法》，它 包括由密封圈從上往下依次封設(shè)的正極外部引出端子、PTC、防爆鋁餅、支撐板和導(dǎo)電減震 板。這些現(xiàn)有的防爆蓋帽雖然具有過(guò)充過(guò)流時(shí)的PTC元件保護(hù)，在電池內(nèi)部壓力高到 設(shè)定數(shù)值時(shí)，防爆閥將開(kāi)啟泄壓，能對(duì)鋰電池起到一定的安全保護(hù)作用。但是，這種結(jié)構(gòu)的 鋰離子電池安全防爆蓋帽存在以下幾個(gè)缺陷(1)頂蓋/正極外部引出端子、PTC環(huán)件和防 爆閥/防爆鋁餅為依次層疊的結(jié)構(gòu)，它們與中空絕緣環(huán)/密封圈之間的接觸面積小，而且 不同的零件的制造有誤差，電池液可能會(huì)從頂蓋/正極外部引出端子、PTC環(huán)件和防爆閥/ 防爆鋁餅與中空絕緣環(huán)/密封圈之間的空隙中泄露，因而電池密封的可靠性不夠；(2)由于 頂蓋/正極外部引出端子、PTC環(huán)件和防爆閥/防爆鋁餅為依次層疊的結(jié)構(gòu)，相互間的連接 比較松散，防爆蓋帽的整體剛性弱，在電池的機(jī)械壓裝過(guò)程中，容易對(duì)防爆蓋帽造成變形破 壞，致使防爆蓋帽的保護(hù)功能失效。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是解決上述現(xiàn)有鋰電池安全閥存在的技術(shù)問(wèn)題，提供一種確保能解 決電池泄露質(zhì)量問(wèn)題的、剛性高、組裝方便的鋰電池安全閥。實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是一種鋰電池安全閥，包括密封圈及其內(nèi)部從上往下 依次設(shè)置的頂蓋、PTC環(huán)、防爆膜片和孔板；所述防爆膜片的水平包扣端包扣到頂蓋的周邊 的上方；所述頂蓋的周邊與PTC環(huán)的外邊緣對(duì)齊；所述鋰電池安全閥還包括絕緣層，絕緣層 設(shè)置于防爆膜片的直立包扣端與水平包扣端的內(nèi)側(cè)、頂蓋的周邊的邊緣外側(cè)和PTC環(huán)的邊
3緣外側(cè)，并且絕緣層包扣在頂蓋的周邊的上方。所述孔板與防爆膜片超聲波焊接相連。所述孔板與防爆膜片由導(dǎo)電膠粘接。所述孔板與防爆膜片沖壓連接。所述孔板與防爆膜片由激光焊接相連接。所述孔板與防爆膜片由電阻焊接相連接。所述密封圈內(nèi)側(cè)設(shè)有絕緣墊，密封圈與絕緣墊分離設(shè)置。所述孔板與絕緣墊之間通過(guò)至少一個(gè)連接點(diǎn)相連接。所述密封圈內(nèi)側(cè)設(shè)有絕緣墊，密封圈與絕緣墊通過(guò)至少兩個(gè)連接筋連接。所述絕緣層可以為放置在防爆膜片的直立包扣端與水平包扣端的內(nèi)側(cè)、頂蓋的周 邊的邊緣外側(cè)和PTC環(huán)的邊緣外側(cè)之間的塑料件，或者粘貼在前述位置的絕緣材料，或者 噴涂在前述位置的絕緣材料。采用了上述技術(shù)方案的本發(fā)明具有以下的有益效果(1)由于頂蓋、PTC環(huán)和防爆 膜片均為沖壓制成，外徑尺寸存在誤差，而密封圈在電池封裝過(guò)程中會(huì)壓縮20%左右，因 此，前述三件中外徑較小的一件則會(huì)與密封圈的貼合力不夠，而且鋁制的防爆膜片比鋼制 的頂蓋軟，更加容易在密封圈的封裝過(guò)程中因擠壓與密封圈之間產(chǎn)生空隙，引起電池液從 空隙中泄露。本發(fā)明的鋰電池安全閥通過(guò)防爆膜片的水平包扣端包扣到頂蓋周邊上方，對(duì) 頂蓋、PTC環(huán)形成包邊，使防爆膜片的直立包扣端的外側(cè)面與密封圈內(nèi)側(cè)面之間形成面密 封，電池液將無(wú)法從頂蓋、PTC環(huán)、防爆膜片與密封圈的空隙中泄露，大幅度提高了電池密封 的可靠性，解決了電池泄露質(zhì)量問(wèn)題。(2)本發(fā)明的鋰電池安全閥通過(guò)防爆膜片的水平包扣 端包扣到頂蓋周邊上方，從而與頂蓋、PTC環(huán)形成一個(gè)整體，使安全閥的整體剛性大大增強(qiáng)， 有利于減少電池壓裝過(guò)程對(duì)安全閥的破壞，保持安全閥的保護(hù)功能。(3)由于防爆膜片的水 平包扣端包扣到頂蓋周邊上方，頂蓋與防爆膜片之間可能被導(dǎo)通，使中間的PTC環(huán)形成短 路，失去了過(guò)充過(guò)流的保護(hù)功能。本發(fā)明的鋰電池安全閥在頂蓋周邊邊緣外側(cè)、PTC環(huán)邊緣 外側(cè)與防爆膜片的直立包扣端和水平包扣端內(nèi)側(cè)之間設(shè)置有絕緣層，可以防止防爆膜片對(duì) PTC環(huán)造成短路而使PTC環(huán)失效，確保了 PTC環(huán)的保護(hù)功能不受影響。(4)本發(fā)明的鋰電池 安全閥的頂蓋的周邊與PTC外邊緣對(duì)齊，再在頂蓋的周邊、PTC環(huán)與防爆膜片周邊的包邊之 間設(shè)置絕緣層，絕緣層包扣在防爆膜片的周邊的上方，可以防止在電池的機(jī)械封裝過(guò)程中， 防爆膜片下底面受力過(guò)大而被PTC環(huán)的邊緣割出裂縫甚至斷裂影響安全閥的質(zhì)量，極大地 降低了次/廢品率，同時(shí)，增大了 PTC環(huán)的壓合面積，降低了因PTC環(huán)外徑小而在電池的封 裝過(guò)程中無(wú)法壓合導(dǎo)致PTC環(huán)失效的幾率，而且這種結(jié)構(gòu)中絕緣層的加工工藝節(jié)省材料、 簡(jiǎn)單方便。(5)本發(fā)明的鋰電池安全閥的密封圈與絕緣墊有兩種結(jié)構(gòu)，一種是分離設(shè)置，避 免了一體設(shè)置的密封圈和絕緣墊在組裝過(guò)程中，密封圈因受電池機(jī)械封裝過(guò)程中的擠壓而 使孔板與防爆膜片的焊點(diǎn)脫離導(dǎo)致鋰電池報(bào)廢的現(xiàn)象發(fā)生，提高了鋰電池安全閥組裝的成 品合格率。(6)在密封圈與絕緣墊分離設(shè)置的結(jié)構(gòu)中，孔板與絕緣墊之間通過(guò)至少一個(gè)連 接點(diǎn)連接，最佳為三個(gè)連接點(diǎn)以保證連接的穩(wěn)定和牢固度，連接點(diǎn)將孔板從下底面反向包 扣住，這樣塑料材質(zhì)的絕緣墊與金屬材質(zhì)的孔板形成一個(gè)牢固的整體，既能保證孔板與絕 緣墊之間達(dá)到整體剛性的要求，又能確保孔板的可焊接面積足夠大。(7)本發(fā)明的鋰電池 安全閥的密封圈與絕緣墊的另一種結(jié)構(gòu)是密封圈與絕緣墊通過(guò)至少兩個(gè)連接筋連接，最佳為三個(gè)連接筋以保證連接的穩(wěn)定和牢固度，這樣的結(jié)構(gòu)密封圈與絕緣墊沒(méi)有完全連接在一 起，因此也可以避免密封圈因受電池機(jī)械封裝過(guò)程中的擠壓而使孔板與防爆膜片的焊點(diǎn)脫 離導(dǎo)致鋰電池報(bào)廢的現(xiàn)象發(fā)生，同時(shí)結(jié)構(gòu)也比較簡(jiǎn)單，加工方便。(8)本發(fā)明的鋰電池安全 閥的絕緣層可根據(jù)加工需要選擇合適的形式，加工工藝簡(jiǎn)單，組裝方便。


為了使本發(fā)明的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)具體實(shí)施例并結(jié)合附圖，對(duì) 本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明，其中圖1為本發(fā)明的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2為圖1的A-A剖視圖。圖3為圖1的仰視圖，顯示的是實(shí)施例1中密封圈和絕緣墊的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4為實(shí)施例2中密封圈和絕緣墊的結(jié)構(gòu)示意圖。附圖中標(biāo)號(hào)如下密封圈1，絕緣墊1-1 ；頂蓋2，頂蓋周邊2-1 ；PTC環(huán)3 ；防爆膜片4 ；直立包扣端 4-1 ；水平包扣端4-2 ；孔板5，氣孔5-1 ；絕緣層6 ；連接點(diǎn)7 ；連接筋8。
具體實(shí)施例方式(實(shí)施例1)見(jiàn)圖1至圖3，本實(shí)施例的鋰電池安全閥，包括密封圈1、頂蓋2、PTC環(huán)3、防爆膜 片4、孔板5、絕緣層6和連接點(diǎn)7。頂蓋2、PTC環(huán)3、防爆膜片4和孔板5從上往下依次設(shè)置在密封圈內(nèi)部?？装?與 防爆膜片4由超聲波焊接相連，或者由導(dǎo)電膠粘接，或者沖壓連接，也可以由激光焊接或者 電阻焊接。防爆膜片4的水平包扣端4-2包扣到頂蓋2的周邊2-1的上方，由直立包扣端 4-1和水平包扣端4-2對(duì)頂蓋2的周邊2-1及PTC環(huán)3邊緣外側(cè)形成包邊。頂蓋2的周邊 2-1外側(cè)與PTC環(huán)3外邊緣對(duì)齊，此處對(duì)齊的目的一方面是為了增加PTC環(huán)3的壓合面積， 使其在電池封裝中不會(huì)因壓合不到而導(dǎo)致PTC環(huán)3失效，另一方面可以避免防爆膜片4下 底面受力過(guò)大而被PTC環(huán)3的邊緣割出裂縫甚至斷裂影響安全閥的質(zhì)量，從而降低次/廢 品率，但外邊緣對(duì)齊并不解釋為二者尺寸的完全相同，因零件的制作產(chǎn)生的微小差異仍包 含在本實(shí)施例的結(jié)構(gòu)中。絕緣層6設(shè)置于防爆膜片4的直立包扣端4-1與水平包扣端4-2 的內(nèi)側(cè)、頂蓋2的周邊2-1的邊緣外側(cè)與PTC環(huán)3的邊緣外側(cè)，并且絕緣層6包扣在頂蓋2 的周邊2-1的上方。絕緣層6可以為放置在防爆膜片4的直立包扣端4-1與水平包扣端 4-2的內(nèi)側(cè)、頂蓋2的周邊2-1的邊緣外側(cè)與PTC環(huán)3的邊緣外側(cè)之間的塑料件，或者粘貼 在前述位置的絕緣材料，或者噴涂在前述位置的絕緣材料。這樣，防爆膜片4的直立包扣端 4-1與水平包扣端4-2形成對(duì)頂蓋1和PTC環(huán)3的包邊，直立包扣端4-1的外側(cè)面與密封圈 1內(nèi)側(cè)面之間形成面密封，在電池的壓裝過(guò)程中，密封圈1與頂蓋2、PTC環(huán)3不直接接觸， 始終為密封圈1與防爆膜片4的直立包扣端4-1的外側(cè)面的整體擠壓，因此能獲得很好的 密封性，電池液將無(wú)法從頂蓋1、PTC環(huán)3、防爆膜片4與密封圈1的空隙中泄露。密封圈1內(nèi)側(cè)設(shè)有絕緣環(huán)1-1，密封圈1與絕緣墊1-1分離設(shè)置?？装?與絕緣墊 1-1之間由三個(gè)連接點(diǎn)7連接，孔板5、絕緣墊1-1和連接點(diǎn)7為一個(gè)整體的注塑嵌件，連接點(diǎn)7將孔板5從下底面反向包扣?？装?上設(shè)置有多個(gè)氣孔5-1。(實(shí)施例2)見(jiàn)圖4，本實(shí)施例其余部分與實(shí)施例1相同，不同之處在于密封圈1與絕緣墊1-1 通過(guò)三個(gè)連接筋8連接。應(yīng)當(dāng)理解，以上所描述的具體實(shí)施例僅用于解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。由 本發(fā)明的精神所引伸出的顯而易見(jiàn)的變化或變動(dòng)仍處于本發(fā)明的保護(hù)范圍之中。
權(quán)利要求
一種鋰電池安全閥，包括密封圈(1)及其內(nèi)部從上往下依次設(shè)置的頂蓋(2)、PTC環(huán)(3)、防爆膜片(4)和孔板(5)；其特征在于所述防爆膜片(4)的水平包扣端(4 2)包扣到頂蓋(2)的周邊(2 1)的上方；所述頂蓋(2)的周邊(2 1)與PTC環(huán)(3)的外邊緣對(duì)齊；所述鋰電池安全閥還包括絕緣層(6)，絕緣層(6)設(shè)置于防爆膜片(4)的直立包扣端(4 1)與水平包扣端(4 2)的內(nèi)側(cè)、頂蓋(2)的周邊(2 1)的邊緣外側(cè)和PTC環(huán)(3)的邊緣外側(cè)，并且絕緣層(6)包扣在頂蓋(2)的周邊(2 1)的上方。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰電池安全閥，其特征在于所述孔板(5)與防爆膜片(4)超聲波焊接相連。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰電池安全閥，其特征在于所述孔板(5)與防爆膜片 ⑷由導(dǎo)電膠粘接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰電池安全閥，其特征在于所述孔板(5)與防爆膜片 (4)沖壓連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰電池安全閥，其特征在于所述孔板(5)與防爆膜片 (4)由激光焊接相連接。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰電池安全閥，其特征在于所述孔板(5)與防爆膜片 (4)由電阻焊接相連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰電池安全閥，其特征在于所述密封圈(1)內(nèi)側(cè)設(shè)有 絕緣墊(1-1)，密封圈(1)與絕緣墊(1-1)分離設(shè)置。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種鋰電池安全閥，其特征在于所述孔板(5)與絕緣墊 (1-1)之間通過(guò)至少一個(gè)連接點(diǎn)(7)相連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種鋰電池安全閥，其特征在于所述密封圈(1)內(nèi)側(cè)設(shè)有 絕緣墊(1-1)，密封圈(1)與絕緣墊(1-1)通過(guò)至少兩個(gè)連接筋(8)連接。
10.根據(jù)權(quán)利要求1至9之一所述的一種鋰電池安全閥，其特征在于所述絕緣層(6) 可以為放置在防爆膜片⑷的直立包扣端(4-1)與水平包扣端(4-2)的內(nèi)側(cè)、頂蓋(2)的 周邊(2-1)的邊緣外側(cè)和PTC環(huán)(3)的邊緣外側(cè)之間的塑料件，或者粘貼在前述位置的絕 緣材料，或者噴涂在前述位置的絕緣材料。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種鋰電池安全閥，包括密封圈及其內(nèi)部從上往下依次設(shè)置的頂蓋、PTC環(huán)、防爆膜片和孔板；防爆膜片的水平包扣端包扣到頂蓋的周邊的上方；所述頂蓋的周邊與PTC環(huán)的外邊緣對(duì)齊；鋰電池安全閥還包括絕緣層，絕緣層設(shè)置于防爆膜片的直立包扣端與水平包扣端的內(nèi)側(cè)、頂蓋的周邊的邊緣外側(cè)和PTC環(huán)的邊緣外側(cè)，并且絕緣層包扣在頂蓋的周邊的上方。本發(fā)明的鋰電池安全閥在頂蓋周邊邊緣外側(cè)、PTC環(huán)邊緣外側(cè)與防爆膜片的直立包扣端與水平包扣端之間設(shè)置有絕緣層，可以防止防爆膜片對(duì)PTC環(huán)造成短路而使PTC環(huán)失效，確保了PTC環(huán)的保護(hù)功能不受影響，是一種能解決電池泄露質(zhì)量問(wèn)題的、剛性高、組裝方便的鋰電池安全閥。
文檔編號(hào)H01M2/12GK101931069SQ200910303360
公開(kāi)日2010年12月29日 申請(qǐng)日期2009年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月18日
發(fā)明者楊國(guó)友, 韓金升, 魏軍平 申請(qǐng)人:常州今創(chuàng)能源科技有限公司