[发明专利]一种新型锂电池结构

说明书

技术领域

本发明属于电池领域，具体地，本发明涉及一种新型锂电池结构。

背景技术

现有技术中普通锂电池装配后通常存在以下问题：(1)使用过程中壳体震动，导致内部粉末从隔膜纸内掉出；(2)普通锂电池只有一个充液口，当电池内部气压过大时，无法排气减压，不仅具有安全隐患；而且在使用过程中锂电池倒放时，电解液会流出壳体。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种新型锂电池结构。该新型锂电池结构一方面有效解决了锂电池正负极掉粉问题，同时电池内部增加电芯骨架保证电池容量的稳定性；另一方面，该锂电池结构具有排气阀能自动排气减压，不仅提高安全性能，而且使得电池倒放时电解液不会流出壳体。

本发明解决上述技术问题所采用的技术手段是：一种新型锂电池结构，包括由上而下依次设置的上盖、密封圈和壳体；并且所述上盖、密封圈和壳体形成容纳电解液的封闭腔；所述上盖顶部凸出设置负极端、充液孔、排气阀和正极端；所述封闭腔内设有电芯；

所述电芯包括电芯骨架、卷绕在所述电芯骨架上的电池极芯、以及外包于电池极芯的热缩管；

其中，所述电芯骨架采用聚丙烯塑料制备；

所述电池极芯由正极片、隔膜、以及负极片依次层叠后卷绕在所述电芯骨架上形成；

所述排气阀包括贯穿上盖的排气腔和覆盖在所述排气腔上的阀盖；所述阀盖的顶端为与所述排气腔连通的排气口；所述排气腔的底端为与电池壳体内部连通的进气口；所述排气腔沿电池壳体内部向外部依次设置可以沿着排气腔轴线移动的排气顶块、以及可以随排气顶块移动而伸缩的弹簧。

所述排气顶块包括可以封堵所述进气口的基部、以及恰好容纳所述弹簧的凹部；所述弹簧的一端伸入所述凹部，另一端抵住阀盖；

所述排气顶块包括横截面半径依次增大的第一圆柱体和第二圆柱体；所述第一圆柱体构成所述基部；所述第二圆柱体靠近排气口的一端内凹形成所述凹部；并且所述第二圆柱体的外壁与所述排气腔的内壁之间存在空隙。

所述排气管的基部套有密封圈；所述排气腔靠近进气口的一端设有一段斜面连接段；所述密封圈可以恰好与所述斜面连接段紧密接触。优选地，所述斜面连接段的斜面与电池壳体上盖的夹角为20度-30度。

所述壳体上设有由壳体的外表面凸起形成并沿着壳体纵向延伸的定位筋条。该定位筋条不仅可以用来定位电池在电池盒组中的位置，使其不得移动；而且还增加了散热的功能。

上述技术方案中，充液孔用于加电解液；排气阀可以自动排气，优选地，通过设计排气顶块的重力和弹簧的弹性系数，可以使得设置排气的临界气压为0.2MPa。当电池内部气压大于0.2MPa时，排气阀自动排气减压，可以使电池的性能达到最佳状态。排气阀的工作原理为：正常状态下，所述排气顶块恰好封堵住所述进气口。当锂电池壳体内部的气压到达0.2MPa时，排气顶块被气压往上顶起，从而使得从锂电池内部向外排气的通道被打通，气体顺利排出。当气体排出部分后，锂电池内部气压下降，由于弹簧的伸缩性能将排气顶块向下推动复位。

进一步的技术方案，所述电芯骨架纵截面为“工”字形状，包括沿水平方向设置支撑在所述封闭腔内的第一横板、第二横板、以及连接所述第一横板和第二横板的纵向连接板；所述纵向连接板的横截面小于第一横板，并且小于第二横板；所述电池极芯缠绕在纵向连接板上，并恰好位于第一横板和第二横板之间。

进一步的技术方案，所述第一横板的下表面与所述电芯骨架的纵向轴线成95度夹角；所述第二横板的上表面与与所述电芯骨架的纵向轴线成95度夹角。

上述技术方案中，由于所述纵向连接板的横截面小于第一横板，并且小于第二横板；使得所述电芯骨架的纵截面形状呈现“工”字形，即使得所述第一横板与纵向连接板之间形成台阶状，所述第二横板与纵向连接板之间也形成台阶状。该电芯骨架的设置一方面增加了电池结构的稳定性，另一方面有效防止了缠绕在电芯骨架上可能掉落的极粉从壳体内掉出。

进一步的技术方案，所述上盖通过锁紧螺丝固定在壳体上。

进一步的技术方案，所述密封圈为0型密封圈，可拆卸地安装在上盖和壳体之间。

进一步的技术方案，所述壳体采用玻璃纤维增强聚丙烯材料制备。这种玻璃纤维增强聚丙烯材料使得本发明锂电池具有阻燃、抗低温、不脆裂的优良性能。

本发明还提供包含上述新型锂电池结构的电池组，所述电池组由上述电池结构壳体表面的定位筋条对插并联而成。

本发明与现有技术相比，具有以下有益效果：