CN2904308Y - 安全防爆硬壳锂离子二次电池 - Google Patents

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Abstract

一种安全防爆硬壳锂离子二次电池，包括：金属外壳和安装在其内的电池芯，所述金属外壳由壳体和盖帽组成，盖帽上设有注液孔和卸压孔，其特征在于：盖帽表面镀覆有铬化层或磷化层或铬电镀层；盖帽的铬化层或磷化层面粘贴有可将卸压孔封闭的防爆金属复合膜；所述的防爆金属复合膜由金属膜层、聚乙烯膜层或聚丙烯膜层和镀覆在金属膜层、聚乙烯膜层或聚丙烯膜层间的铬化层或磷化层或铬电镀层组成。这种利用防爆金属复合膜高压破裂并打开卸压孔之防爆方式，防爆卸压压力设计稳定、可靠，防爆效果好。可有效提高硬壳锂离子二次电池的安全性。本实用新型技术方案适用于包括方形钢壳锂离子二次电池，方形铝壳二次锂离子电池或圆柱型铝壳锂离子二次电池。

Description

安全防爆硬壳锂离子二次电池
技术领域
本实用新型涉及的是硬壳锂离子二次电池，尤其是一种安全防爆硬壳锂离子二次电池。
背景技术
随着现代社会技术的发展，移动设备的广泛应用，推动了二次电池产业的飞速发展，特别对高能电池有强烈需求。其中液态电解质锂离子电池，胶体或固态电解质的聚合物锂离子电池已在上述领域获得了广泛的应用。硬壳锂离子二次电池具有能量密度高、制造工艺简单、无液体泄漏、保存期长、使用寿命长等优点。现有硬壳二次锂离子电池的外壳通常由钢质或铝质的壳体和盖帽构成，外壳的壁厚15到120毫米。这种硬壳二次锂离子电池所用外壳具有成本低，制造工艺简单，外壳的机械强度允许内部有一定的气体，密封强度高等特点。但二次电芯在使用或存储中会产生部分气体，硬壳二次电池的外壳虽具有一定的机械强度，可以承受一定的内部气压，但是，当电芯出现短路或工作异常时可能产生大量气体，瞬间产生的气体导致电芯内部的压力急剧增加，当内部的压力超过外壳承受的压力时会导致电芯***。电芯的***会导致电芯的使用者受到伤害，甚至会导致火灾。为防止二次电池因内部压力急剧增加可能发生的***，现有防爆方法是使用防爆线，但防爆线的加工精度不够，防爆的临界压力范围大，探测度低，防爆的效果不好。当电芯出现异常产生大量气体，防爆线不能及时有效起动，失去真空保护功能，内部气体压力不能及时释放，导致电芯***，最终导致安全问题。也有采用在卸压孔上安装减压阀来释放电池芯内部压力的，但其结构较复杂，成本高。
发明内容
本实用新型的目的是针对上述硬壳锂离子二次电池存在的不足，提供一种防爆压力设计稳定、防爆效果好的安全防爆硬壳锂离子二次电池。
本实用新型安全防爆硬壳锂离子二次电池，包括：金属外壳和安装在其内的电池芯，所述金属外壳由壳体和盖帽组成，盖帽上设有注液孔、卸压孔和极柱，其特征在于：盖帽表面覆有铬化层，磷化层或铬电镀层；盖帽的铬化层，磷化层或铬电镀层表面粘贴有可将卸压孔封闭的防爆金属复合膜；所述的防爆金属复合膜由金属膜层、聚乙烯膜层或聚丙烯膜层和覆合在金属膜层、聚乙烯膜层或聚丙烯膜层间的铬化层或磷化层或铬电镀层组成。
所述防爆金属复合膜的金属膜层是铝箔或铜箔；
所述防爆金属复合膜的金属膜层的厚度H1＝10～50um；
所述防爆金属复合膜的铬化层或磷化层或铬电镀层的厚度H2＝0.1～2um；
所述防爆金属复合膜的聚乙烯膜层或聚丙烯膜层的厚度H3＝5～80um：
所述盖帽表面铬化层或磷化层或铬电镀层的厚度H4＝0.1～2um。
所述防爆金属复合膜通过热压熔粘贴在卸压孔部位之盖帽表面。
本实用新型安全防爆硬壳锂离子二次电池的设计原理是：通过泄压的方式释放电芯内部压力，避免电芯***。防爆金属复合膜的聚乙烯膜层或聚丙烯膜层熔点决定卸压温度；防爆金属复合膜的金属膜层抗压机械强度决定卸压压力。防爆金属复合膜对卸压孔的粘结密封既能抵抗电池体内部电解液的腐蚀，又能防止外界气体和水通过卸压孔进入电池体内。在电池芯正常工作时，由防爆金属复合膜封闭的卸压孔不会影响电池芯的正常工作，当电池芯内部出现异常时，电池芯内部温度升高并产生气体，当温度接近或达到聚乙烯膜层或聚丙烯膜层的熔点温度时，聚乙烯膜层或聚丙烯膜层的粘结力下降，在内部气体的压力下与外壳表面分离，释放电池芯内部压力；当电池芯内部气压上升到卸压压力时，金属复合膜破裂，释放电池芯内部压力。
本实用新型安全防爆硬壳锂离子二次电池的设计科学，结构简单、合理。这种利用防爆金属复合膜高压破裂并打开卸压孔之防爆方式，防爆卸压压力设计稳定、可靠，防爆效果好。可有效提高硬壳锂离子二次电池的安全性。本实用新型技术方案适用于包括方形钢壳锂离子二次电池，方形铝壳二次锂离子电池或圆柱型铝壳锂离子二次电池。
本实用新型安全防爆硬壳锂离子二次电池的具体结构由以下附图和实施例详细给出。
附图说明
图1是安全防爆硬壳锂离子二次电池的结构示意图；
图2是图1所示安全防爆硬壳锂离子二次电池A-A向剖面放大结构示意图。
具体实施方式
实施例：从图1可以清楚地看到这是一种方型安全防爆硬壳锂离子二次电池，由外壳1和设置在其内的电池芯2组成，所述外壳1由铝质壳体11和盖帽12构成，盖帽12上设有极柱10、注液孔13和卸压孔14。盖帽12表面覆有厚度H4＝0.5um的铬化层15(见图2)。卸压孔14部位之盖帽表面粘贴有可将其封闭的防爆金属复合膜3。防爆金属复合膜3由厚度H1＝25um的铝箔层31、厚度H3＝20um的聚丙烯膜层33和覆在铝箔层31与聚丙烯膜层33间厚度H2＝0.5um的铬化层32构成(见图2)。
所述聚丙烯膜层33的熔点为140℃。
所述防爆金属复合膜3通过热压熔粘贴在表面覆有铬化层15的盖帽12之卸压孔14部位。
当设置在外壳1内的电池芯2发生异常，内部温度高过120℃时，聚丙烯膜层33的粘结力下降，在高温引起的内压作用下，迫使由金属膜复合层3封闭的卸压孔14之粘贴面间发生泄漏，通过泄漏可释放外壳1内部压力和热量，避免电池芯2***；当电池芯2异常，内部气压高过时，金属膜复合层3的金属膜层31破裂，释放内部压力，避免电池芯2***。
以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，其架构形式能够灵活多变，可以派生系列产品。只是做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (7)

1、一种安全防爆硬壳锂离子二次电池，包括：金属外壳和安装在其内的电池芯，所述金属外壳由壳体和盖帽组成，盖帽上设有注液孔、卸压孔和极柱，其特征在于：盖帽表面覆有铬化层或磷化层或铬电镀层；覆有铬化层或磷化层或铬电镀层的盖帽表面粘贴有可将卸压孔封闭的防爆金属复合膜；所述的防爆金属复合膜由金属膜层、聚乙烯膜层或聚丙烯膜层和覆在金属膜层、聚乙烯膜层或聚丙烯膜层间的铬化层或磷化层或铬电镀层组成。
2、根据权利要求1所述的安全防爆硬壳锂离子二次电池，其特征在于：防爆金属复合膜的金属膜层是铝箔膜层或铜箔膜层。
3、根据权利要求1或2所述的安全防爆硬壳锂离子二次电池，其特征在于：所述金属膜层的厚度H1＝10～50um。
4、根据权利要求1所述的安全防爆硬壳锂离子二次电池，其特征在于：所述防暴金属复合膜的铬化层或磷化层或铬电镀层的厚度H2＝0.1～2um。
5、根据权利要求1所述的安全防爆硬壳锂离子二次电池，其特征在于：所述防爆金属复合膜的聚乙烯膜层或聚丙烯膜层的厚度H3＝5～80um。
6、根据权利要求1所述的安全防爆硬壳锂离子二次电池，其特征在于：所述盖帽表面铬化层或磷化层或铬电镀层的厚度H4＝0.1～2um。
7、根据权利要求1所述的安全防爆硬壳锂离子二次电池，其特征在于：所述防爆金属复合膜通过热压熔粘贴在覆有铬化层或磷化层或铬电镀层的盖帽之卸压孔部位。
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