[发明专利]硬壳电池及其单向排气阀

说明书

本发明公开了一种硬壳电池的单向排气阀，其包括：可安装于硬壳电池的电池外壳或电池顶盖上的中空阀体，阀体的底端与电池内部连通，阀体的顶端延伸出电池外；密封安装于阀体中的吸附层，吸附层用于吸附电池内部产生的气体并将气体从阀体的顶端排出电池外部；以及设置于吸附层上方的隔离层，隔离层允许电池内的气体单向排出电池外部。相对于现有技术，本发明硬壳电池的单向排气阀不需要打开阀门，仅仅利用吸附和解吸附原理即可将电池内部产生的CO₂、CO、CH₄等小分子气体排放到外界，排气操作简便且具有理想的密封性能，可显著提高硬壳电池的使用寿命和安全性能。此外，本发明还公开了一种硬壳电池。

技术领域

本发明属于电池领域，更具体地说，本发明涉及一种硬壳电池及其单向排气阀。

背景技术

相对于铅酸电池、镍氢电池、镍镉电池，锂离子电池具有能量密度高、循环寿命长等优点，因此被广泛用作电动汽车的电源。锂离子电池在存储或循环过程中，电解液会不可避免地与正极活性物质反应并产生气体。随着对锂离子电池的体积能量密度的要求越来越高，电池内部设计的死体积也越来越小。当电池内部产生少量气体时，电池内压便会急剧增加，电池内压过大会导致电池壳体变形甚至破裂，从而带来安全隐患。

单向排气阀可以将电池内部的气体排放到外界，从而降低电池内部的压力。目前，单向排气阀已应用于锂离子电池中。例如，申请号为201120157029.2的中国实用新型专利就揭示了一种单向排气阀，排气时，将电池放置于真空中，打开单向排气阀的进口端，以抽取内部气体的方式排出气体。但是，由于排气阀被打开，电池的密封性能变差，外界空气容易侵入内部电芯，影响电池的安全使用。

有鉴于此，确有必要提供一种硬壳电池及其单向排气阀，其不仅排气操作简便，而且具有理想的使用寿命和安全性能。

发明内容

本发明的发明目的在于：提供一种硬壳电池及其单向排气阀，其不仅排气操作简便，而且具有理想的使用寿命和安全性能。

为了实现上述发明目的，本发明提供了一种硬壳电池的单向排气阀，其包括：

可安装于硬壳电池的电池外壳或电池顶盖上的中空阀体，阀体的底端与电池内部连通，阀体的顶端延伸出电池外；

密封安装于阀体中的吸附层，吸附层用于吸附电池内部产生的气体并将气体从阀体的顶端排出电池外部，但不能吸附非水电解液的溶剂；以及

设置于吸附层上方的隔离层，隔离层允许电池内的气体排出电池外部，且能阻止非水电解液的溶剂外漏。

作为本发明硬壳电池的单向排气阀的一种改进，所述吸附层为分子筛、聚乙烯亚胺或活性炭，所述电池内部产生的气体为CO₂、CO、CH₄中的一种或多种。

作为本发明硬壳电池的单向排气阀的一种改进，所述吸附层的厚度为0.5～3mm。

作为本发明硬壳电池的单向排气阀的一种改进，所述隔离层的材料为粘度为1×10^-3～10Pa·s，分子量为100～5000的液体。

作为本发明硬壳电池的单向排气阀的一种改进，所述隔离层为分子量1000～4000的甲基硅油。甲基硅油具有粘度低、耐高温、化学稳定性高的特性。

作为本发明硬壳电池的单向排气阀的一种改进，所述阀体的顶端设有多孔外罩。

作为本发明硬壳电池的单向排气阀的一种改进，所述单向排气阀由耐电解液腐蚀的不锈钢或铝制成。

作为本发明硬壳电池的单向排气阀的一种改进，所述隔离层上方设有透气层。

作为本发明硬壳电池的单向排气阀的一种改进，所述透气层为多孔PE膜。多孔PE膜具有能快速通过气体小分子，阻隔大分子溶剂的特性。