[发明专利]一种泄压装置及其二次锂离子电池与电池盖板组合

说明书

技术领域

本发明涉及二次电池领域，具体涉及一种可吸收脉动压力并能够及时爆破泄压的锂离子电池。

背景技术

近年来，随着石油，天然气等能源材料的开采和大量使用以及汽车行业的发展，石油等能源材料的不可再生性日益受到广泛的关注。人们迫切的在寻找一种替代能源来用作汽车动力。在此情况下全球各个研究小组都致力于汽车动力电池的开发，各大汽车公司纷纷推出各种混合动力汽车，而锂离子电池本身所具有的重量轻、体积小、寿命长、电压高、循环性能好和无污染等优点使其非常适合作为电动汽车的动力电源。

然而，锂离子电池高的比能量就意味着高的危险性。传统的水溶液二次电池在过充时发生水的分解和复合，从而在电池的内部形成“氧循环”，因此具有一定的抗过充能力。但是对锂离子电池而言，其使用的是非水电解液，因此，当电池过充时电解液发生不可逆的氧化反应，其产物为易燃的有机小分子物质，结果就很容易导致电池发生爆炸、燃烧等危险事故。另外，当电池在短路或滥用与误用时，电池内部材料会发生分解、反应，使电池温度迅速上升，同时随着化学反应的进行，电池内部会产生大量的气体，当内部气体和电池温度达到一定程度时，电池就会出现冒烟、着火甚至爆炸等安全事故。

因此对动力锂离子电池来说，电池的安全性不仅是指通过各种安全测试，更为重要的是在电池受到滥用或误用时不会发生燃烧、爆炸等安全事故。

二次电池在使用过程中，过充电或者其它意外会在电池内部产生异常气体，异常气体的聚集增加了电池内部的压力，压力到一定限度后易发生电池爆炸的意外，可能对使用者造成人身伤害。出于电池安全设计，电池筒体或者组合盖帽上需要设置一受力薄弱结构，作为泄压装置，在电池压力过大时，该泄压装置首先被破坏，泄出气体，虽然报废电池但保证了产品的安全性。

二次电池一般包括电池筒体、设置在电池筒体内卷绕形成的电池极组、以及安装在电池筒体顶端的电池盖板等部件。泄压装置一般设置在电池盖板上，在电池盖板上开设排气孔，再装设受力薄弱的泄压结构。电池筒体的顶部一般设置有用于将电池极组和电池盖板绝缘隔开的顶部绝缘圈。该顶部绝缘圈位于电池极组的上方，顶部绝缘圈上设有可使向上延伸的负/正极引出端穿过的两极耳孔。现有的方形电池制造工艺中，一般先将电池极组组装在电池筒体内，安装电池盖板后再从电池盖板的端盖上加注电解液。

现有的泄压装置一般为易折断的结构并与电池的热敏电阻以及导电板组装在一起。在电池内部压力过大的情况下，泄压装置折断，排气。

具体举例来说，比如方形电池一般在电池的端盖上开设一排气孔，排气孔通过防爆膜密封。该防爆膜的设计需要考虑其承受的压力满足电池的起爆气压，以保证电池的防爆膜破裂压强准确，保持电池安全。但是，现有的电池的防爆膜多采用极薄的铜箔或者铝箔。这种极薄的防爆膜因长期暴露在空气中，会被氧化腐蚀，从而导致防爆膜变薄，防爆压强减小，使得电池内部未达到设定的起爆气压，防爆膜就破裂，增大了使用者人身安全的隐患。

并且氧化腐蚀的防爆膜承受压力变小，电池内部产生的尚属安全范围的脉动压力也会冲破防爆膜，导致电池不必要的报废。

因此，亟待一种新的压力保护结构以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是尽可能避免锂离子二次电池或动力电池在过充、短路、滥用时致使电池内部产生大量的气体或较高温度而导致电池发生冒烟、起火，甚至爆炸的安全事故，提供一种即可吸收脉动压力，又能迅速、有效的爆破泄压的泄压装置以及二次电池和电池盖板组合。

本发明的技术问题是通过以下技术方案予以解决的：一种锂离子二次电池，包括电池壳体、装设在电池壳体内的电芯以及用来密封电池壳体和电芯的盖板，该盖板上开设有排气孔，该排气孔通过泄压装置密封。该泄压装置包括用于与盖板安装的连接部以及从连接部延伸的用于缓冲脉动压力的压力吸收机构。

除了压力吸收机构外，为了在压力超过安全极限时安全爆破，该连接部和压力吸收机构之间设有在压力过大爆破时用于撕裂的刻痕。

作为压力吸收机构优选的一种实施方式，该压力吸收机构包括从连接部朝电池内部延伸的至少一拱形部以及从拱形部朝电池外部延伸的施压部，其中，该施压部对准该排气孔。

其中，该盖板与金属电池壳体组装成一体或者与塑料电池外壳组装成一体。

本发明还涉及一种运用该泄压装置的二次电池盖板组合，该二次电池盖板组合包括盖板以及设置在盖板上的极柱。