專利名稱：鋰離子動力電池用安全閥的制作方法
技術領域：
本實用新型屬于機械技術領域，涉及一種鋰離子動力電池用安全閥。
背景技術：
近年來，隨著能源危機和全球環(huán)境問題的日益嚴重，新能源的開發(fā)和應用已經成為全球的熱潮，采用磷酸鐵鋰為正極材料的鋰離子動力電池，被視為電動汽車、混合動力汽車等新能源汽車的最佳能源，發(fā)展勢頭迅猛。隨著鋰離子電池技術的進步及新材料的出現，鋰離子電池在安全性比以往的鋰離子電池提高很多。因此，鋰離子電池越來越往大型化發(fā)展。尤其是電動汽車用的鋰離子電池，一般采用大型方形電池。但目前各類鋰離子電池的電解液基本上采用碳酸酯基電解液。 而采用碳酸酯基電解液的鋰離子電池在首次充電過程中，同時在電池正常的充放電過程中，由于伴隨著SEI膜的不斷破壞和生產，以上產生氣體的反應在電池中是不可避免的，隨著充放電循環(huán)的進行，電池內累積的氣體數量越來越多，造成電池內壓上升，給電池的安全性帶來隱患。目前，一般鋰離子動力電池會在端蓋上設置安全閥，通常采用沖壓減薄形成帶刻痕的薄金屬片，或采用預制刻痕的金屬薄片焊接于端蓋構成安全閥。當電池內壓超過設定值后，金屬薄片在預制刻痕處破裂，電池內部氣體通過破裂口排放，電池內壓下降，從而防止電池爆炸。而當該種類型的安全閥一旦打開，電池也隨之報廢，無法再使用。
發(fā)明內容本實用新型的目的在于針對現有技術的不足，提供一種鋰離子電池用安全閥，該安全閥能夠重復打開和閉合，精確控制電池內壓，提高電池的安全性，同時防止電池內部電解液的泄露。本實用新型是在塑料注塑成型的電池蓋板上開設圓柱形的安裝槽，安裝槽的頂部開放、底部開有排氣孔，安裝槽與鋰離子內部通過排氣孔連通。閥蓋和彈簧設置在安裝槽內，其中閥蓋上開有出氣孔，閥蓋的側壁與安裝槽的上部側壁螺紋連接。閥芯由上至下依次包括柱體的彈簧定位銷、扁平型的密封片、倒圓臺體的調節(jié)銷三部分，密封片部分的下表面面積大于調節(jié)銷部分的上表面面積。所述的閥芯一體成型，其材料為丁腈橡膠、丁苯橡膠、氟橡膠、乙丙橡膠或丁基橡膠。彈簧的上端與閥蓋的底面活動連接，彈簧的下端套在閥芯的彈簧定位銷外，并與密封片活動連接。排氣孔與安裝槽的底面通過圓錐面過渡，該圓錐面的錐度與閥芯的調節(jié)銷部分的外側面的錐度一致。本實用新型采用注塑成型的方法，直接在塑料蓋板上注出安裝槽，然后在安裝槽內放置閥芯和彈簧，擰緊閥蓋，通過設定彈簧的預變形量，達到控制電池內壓和密封的作用。當電池內壓力大于規(guī)定值時，該安全閥打開，排出多余的氣體后，安全閥重新關閉保持電池的密封，可準確控制電池內壓，保持電池安全性；同時安全閥能重復開閉，防止電池內部電解液的泄露，保證電池可靠實用。本實用新型適用于鋰離子動力電池中，尤其適合應用于大容量和高倍率放電的鋰離子動力電池中。本實用新型具有可恢復功能，可以將電池的內壓控制在設定的范圍內，當電池內壓增高時，可以及時將多余的氣體排出電池外，保證電池的安全性；當電池的內壓恢復到規(guī)定的值時，安全閥則又會及時閉合，防止電池漏液，保證電池的正常工作，不會使電池一次性報廢。因此，采用可重復開閉的安全閥，將能大大提高成為鋰離子電池的安全性，防止電池出現鼓殼現象，并能有效延長電池的工作壽命。對于鋰離子動力電池，尤其是作為車用動力電池的磷酸鐵鋰類動力電池，該安全閥能在使用過程中提供良好的安全保護作用。

圖1為本實用新型的結構示意圖；圖2為圖1中閥芯的結構示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作進一步描述。如圖1所示，一種鋰離子動力電池用安全閥是在塑料注塑成型的電池蓋板1上開設圓柱形的安裝槽2，安裝槽2的頂部開放、底部開有排氣孔7，安裝槽2與鋰離子內部通過排氣孔7連通。閥蓋3和彈簧5設置在安裝槽2內，其中閥蓋3上開有出氣孔4，閥蓋3的側壁與安裝槽2的上部側壁螺紋連接。閥芯6為一體成型結構，其材料采用丁腈橡膠、丁苯橡膠、氟橡膠、乙丙橡膠或丁基橡膠。如圖2，閥芯6由上至下依次包括圓柱體的彈簧定位銷6-1、圓片形的密封片6-2、 倒圓臺體的調節(jié)銷6-3三部分，密封片6-2的下表面面積大于調節(jié)銷6-3的上表面面積。彈簧5的上端與閥蓋3的底面活動連接，彈簧5的下端套在閥芯6的彈簧定位銷 6-1外，并與密封片6-2活動連接，彈簧5的兩端分別抵住閥蓋3的底面和密封片6-2的上表面。彈簧5采用不銹鋼材料，其預變形量Z根據胡克定律計算
XTTXr02 k其中k為彈簧的彈性變形系數，P.眾為設定的鋰離子電池內壓，r0為排氣孔的最小半徑。排氣孔7與安裝槽2的底面通過圓錐面過渡，該圓錐面的錐度與閥芯的調節(jié)銷6-3 的外側面的錐度一致。鋰離子動力電池的塑料蓋板和殼體焊接成型后，通過安全閥的排氣孔7注入電解液，然后放入閥芯6和彈簧5，擰緊閥蓋3，閥芯6的調節(jié)銷6-3設置在排氣孔7的圓錐面部分，通過閥芯6密閉排氣孔7，預變形量根據設定的電池內壓確定。 組裝好的電池安全閥，當電池內部產生的壓力超過設定壓力值，閥芯6被上頂，電池內部產生的氣體通過排氣孔7以及出氣孔4排放。而當壓力恢復到設定壓力值以下時， 閥芯6在彈簧5的作用下，重新將排氣孔7封閉。該安全閥通過重復打開和閉合，來降低電池內壓，保證電池安全性。在電池內壓力低于設定壓力時，由于已變形的彈簧產生的彈力， 彈簧將閥芯的倒圓臺體的調節(jié)銷緊密壓合在排氣孔內，防止電池內部電解液的泄露。
權利要求1.鋰離子動力電池用安全閥，其特征在于該安全閥是在塑料注塑成型的電池蓋板上開設圓柱形的安裝槽，安裝槽的頂部開放、底部開有排氣孔，安裝槽與鋰離子內部通過排氣孔連通；閥蓋和彈簧設置在安裝槽內，其中閥蓋上開有出氣孔，閥蓋的側壁與安裝槽的上部側壁螺紋連接；閥芯由上至下依次包括柱體的彈簧定位銷、扁平型的密封片、倒圓臺體的調節(jié)銷三部分，密封片部分的下表面面積大于調節(jié)銷部分的上表面面積；彈簧的上端與閥蓋的底面活動連接，彈簧的下端套在閥芯的彈簧定位銷外，并與密封片活動連接；排氣孔與安裝槽的底面通過圓錐面過渡，該圓錐面的錐度與閥芯的調節(jié)銷部分的外側面的錐度一致。
專利摘要本實用新型涉及一種鋰離子動力電池用安全閥。目前所采用的安全閥通常是設置在端蓋上的薄金屬片，一旦打開電池也隨之報廢。本實用新型是在注塑成型的電池蓋板上開設安裝槽，安裝槽底部開有排氣孔。閥蓋和彈簧設置在安裝槽內，其中閥蓋上開有出氣孔，閥蓋的側壁與安裝槽的上部側壁螺紋連接。閥芯由上至下依次包括彈簧定位銷、密封片、倒圓臺體的調節(jié)銷三部分。彈簧的上端與閥蓋的底面活動連接，彈簧的下端與密封片部分活動連接。本實用新型具有可恢復功能，能大大提高鋰離子電池的安全性，防止電池出現鼓殼現象，并能有效延長電池的工作壽命。
文檔編號H01M2/12GK202019011SQ20112013066
公開日2011年10月26日 申請日期2011年4月28日 優(yōu)先權日2011年4月28日
發(fā)明者倪九江, 周曉政, 孫建平, 繆東棟, 胡益蘭, 鄭劼, 黃輝 申請人:浙江谷神能源科技股份有限公司