[发明专利]锂电池电芯的防爆及断电保护装置及其制作方法

说明书

【技术领域】

本发明涉及锂离子电池，特别是涉及一种对锂电池提供安全保护的锂电池电芯的防爆及断电保护装置。

【背景技术】

近年来，由于摄像机、电动工具、笔记本电脑等电子设备日趋小型化、轻便化及便携带，而作为这些电子设备用的驱动电源也向高容量、高安全性及轻便化方向发展。锂离子钢壳全封闭电池以其电芯的高容量及负荷特性优异等特点，而得到日益广泛的应用。

锂离子电芯是锂电池的储电部件，其在使用时，会因充电器故障等因素而随着电池内部化学反应而产生异常气体，导致电池内部压力过大，从而发生电池爆炸事故。其后果轻则损坏设备，重则伤及使用者。因此，当电池内部压力过大时，为防止电池爆炸，须将电池内的气体外泄。其防护措施通常是在电池盖上设置保护装置。现有的保护装置存在可靠性差，耐压范围小，结构复杂，加工要求高等不足。

【发明内容】

本发明旨在解决上述问题，而提供一种锂电池电芯的防爆及断电保护装置，该装置包括：

一个柱状中空电芯外壳；

一个金属顶盖，其设于电芯外壳的顶部；

一个金属防爆膜片，其与金属顶盖相连接；

一个布有多个排气孔的金属排气孔板，其与金属防爆膜片相连接；

一个环状绝缘垫片，其设于金属防爆膜片与金属排气孔板之间；

一个环状密封圈，其密封连接于所述金属顶盖、金属防爆膜片、金属排气孔板及环状绝缘垫片的周边；

一个电芯极耳，其分别与电芯及金属排气孔板相连接，且

在所述金属防爆膜片及金属排气孔板上设有在电芯内部压力过高时断电的防爆结构。

金属顶盖是由环形边沿和中部的凸起部所形成的凸形盖状体。

金属防爆膜片为铝质薄片，金属防爆膜片上与所述金属顶盖的凸起部相对的部位形成下凹部，该下凹部的底部呈平面，金属防爆膜片的上表面设有安全泄压用的环形凹槽。

金属排气孔板上沿同一圆周均布有多个上下贯通的排气孔，金属排气孔板中部下侧设有圆形凹槽，该圆形凹槽底部边缘设有一个V形环槽。

金属防爆膜片及金属排气孔板的防爆结构包括设置在金属排气孔板上的V形环槽及设于金属防爆膜片上的环形凹槽，且金属防爆膜片及金属排气孔板通过多点的点连接方式相连接，当电芯内部压力超过设定值时，经排气孔的向上的压力使金属防爆膜片的下凹部向上抬起，并导致金属排气孔板的V形环槽断开，从而与金属防爆膜片相分离而切断电路；如果内压继续增大，则金属防爆膜片的环形凹槽断开而泄压。

金属排气孔板与金属防爆膜片在沿圆周方向均布的六个点通过激光点焊相连接。

电芯内部的压力设定值为1.4-2.2Mpa。

本发明也提供了该锂电池电芯的防爆及断电保护装置的制作方法，该方法包括如下步骤：

a、通过机械冲压分别制成金属顶盖、金属防爆膜片、金属排气孔板及环状绝缘垫片，并通过高温注塑形成环状密封圈；

b、将金属顶盖装在金属防爆膜片上部，用冲压模具将金属防爆膜片包边，使金属顶盖的边缘包裹在金属防爆膜片中；

c、将环状绝缘垫片放置在金属防爆膜片与金属排气孔板之间，然后用激光点焊机将金属防爆膜片与金属排气孔板进行沿圆周方向均匀分布的多点点焊；

d、焊接完成后，将金属顶盖、金属防爆膜片、金属排气孔板及环状绝缘垫片的周边部分装入环状密封圈内，用热封设备将环状密封圈周边包裹，装置制作完成。

本发明的贡献在于，它有效克服了现有技术的缺陷。本发明的装置可在电池内部压力过大时，首先使金属防爆膜片弹起而切断电路，电池内部体积增加，压力降低，从而起到保护作用。且当发生极端情况时，可通过金属防爆膜片的环形凹槽使电解液外泄以达到保护电池整体不发生爆炸的目的。本发明的防爆装置具有结构简单、耐压高、泄压均匀性好，制作成本低、能安全断电及泄压等特点，可有效且可靠地防止电池爆炸。

【附图说明】

图1是本发明的整体结构剖视图。

图2是本发明的金属防爆膜片与金属排气孔板连接示意图。

图3是本发明的防爆结构部件分解立体示意图。

【具体实施方式】

下列实施例是对本发明的进一步解释和说明，对本发明不构成任何限制。