專(zhuān)利名稱(chēng)：一種二次電池防爆殼體及電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種電池殼體，更具體地說(shuō)，是關(guān)于一種二次電池防爆殼體 及電池。
背景技術(shù)：
為了使二次電池在使用中具有良好的安全性能， 一般在電池外殼上設(shè)置安 全防爆裝置組件。當(dāng)電池的內(nèi)壓較小時(shí)，安全防爆裝置組件能夠起到密封排氣 孔的作用；當(dāng)電池由于意外的原因，如電池短路導(dǎo)致電池內(nèi)壓急劇增大時(shí)，安 全防爆裝置組件會(huì)及時(shí)開(kāi)啟，排泄氣體而及時(shí)降低電池內(nèi)壓。如圖1至圖3所示，該具有安全防爆裝置組件的二次電池包括電池本體7 及安全防爆裝置組件8，電池本體7包括外殼9及設(shè)置于外殼9內(nèi)的正、負(fù)極 片10、 11，該正、負(fù)極片IO、 11之間具有隔膜12。安全防爆裝置組件8由具 出氣孔的上帽13、底蓋14及設(shè)置于上帽13和底蓋14之間的防爆球15組成。 該二次電池利用防爆球耐堿性好、耐老化性能好及高彈性等特點(diǎn)，使得電池有 良好的密封性能和使用壽命。但是，該二次電池具有如下缺點(diǎn)當(dāng)電池的內(nèi))li 急劇增大時(shí)，防爆球15雖然能及時(shí)收縮而排泄氣體，但由于防爆球15在整個(gè) 安全防爆裝置組件屮占據(jù)較大的空間位置，對(duì)電池內(nèi)高壓氣體的排放有--定的 阻礙，使高壓氣體無(wú)法自由通暢的排出，迫使電池的頭部承受較大的壓力，輕 則出現(xiàn)槽位16拉伸的現(xiàn)象，重則將會(huì)導(dǎo)致電池爆炸，由此可見(jiàn)，此類(lèi)結(jié)構(gòu)電 池的安全性能不佳。CN2689470Y公開(kāi)了一種柱式鋰電池防爆安全殼體，該電池殼體上設(shè)有起 防爆泄壓作用的結(jié)構(gòu)，其特征是所述起防爆泄壓作用的結(jié)構(gòu)包括由機(jī)械刻壓 而成的不少于一個(gè)的防爆節(jié)點(diǎn)，位于殼體的外底部。所述起防爆泄壓作用的結(jié)
構(gòu)還包括一環(huán)形防爆泄壓凹槽，位于殼體外底部，防爆節(jié)點(diǎn)在環(huán)形防爆泄壓凹 槽的底部突起。該柱式鋰電池殼體外底部設(shè)置有防爆節(jié)點(diǎn)，該防爆節(jié)點(diǎn)以及殼 體底部環(huán)形凹槽均為向電池內(nèi)部方向凸起，并超出了電池殼體底部?jī)?nèi)表面，由 于防爆節(jié)點(diǎn)超出了電池殼體底部?jī)?nèi)表面，很容易被電池極芯擠壓造成破裂，也 口J能會(huì)因?yàn)橥蛊鸬姆辣?jié)點(diǎn)頂壞極芯正、負(fù)極造成電池短路。此外，設(shè)置在環(huán) 形凹槽上的防爆節(jié)點(diǎn)寬度有限，當(dāng)防爆節(jié)點(diǎn)被氣體擊穿時(shí)泄壓面積相對(duì)較小， 電池短路過(guò)程中 一般會(huì)產(chǎn)生大量氣體及雜質(zhì)，如隔膜紙、正、負(fù)極極片掉料等， 如果泄壓孔被堵塞，很容易發(fā)生危險(xiǎn)，因此，此類(lèi)殼體結(jié)構(gòu)的電池的安全性能 仍然不理想。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有二次電池防爆殼體安全性能差的缺陷提供- 一種 具有良好安全性能的二次電池防爆殼體及二次電池和它們的制備方法。本發(fā)明提供了--種二次電池防爆殼體，其中，所述殼體上至少包括一個(gè)厚度小于殼體厚度的部分l，該厚度小于殼體厚度的部分1 h還設(shè)置有四槽2。本發(fā)明還提供了 一種二次電池，該電池包括極芯、非水電解液和電池殼體， 所述極芯包括正極、負(fù)極及隔膜，所述極芯和非水電解液密封在電池殼體內(nèi)， 其中，所述電池殼體為本發(fā)明提供的防爆殼體。本發(fā)明的二次電池防爆殼體的安全防爆裝置為直接形成于電池殼體上的 至少一個(gè)厚度小于殼體厚度的部分1，該厚度小于殼體厚度的部分1能夠起到防爆膜的作用，且該厚度小于殼體厚度的部分1上還設(shè)置有凹槽2，、與電池內(nèi) 壓急劇增大，達(dá)到安全防爆膜的破裂極限時(shí)，厚度小于殼體厚度的部分1被電 池內(nèi)壓沖破，瞬間將積聚的氣體排出，按照本發(fā)明的一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方式，將 該安全防爆裝置設(shè)置在殼體底部，這樣就不會(huì)出現(xiàn)蓋帽阻礙電池內(nèi)部氣體快速 排放的問(wèn)題，也不會(huì)出現(xiàn)電池槽位被拉伸或爆炸的情況，大大提高了電池安個(gè) 防爆裝置的安全系數(shù)；此外，厚度小于殼體厚度的部分l l::還設(shè)置有凹槽2
特別的，如本發(fā)明一優(yōu)選實(shí)施方式，所述凹槽為十字形狀，當(dāng)電池內(nèi)壓急劇增 大，達(dá)到安全防爆膜的破裂極限時(shí)，氣體能首先沖破十字形狀的中心點(diǎn)，而后 能夠沿著凹槽繼續(xù)破裂至極限，可以讓電池殼體的受力均勻，從而使得安全防 爆膜的耐氣壓值一致性較好，不會(huì)使防爆膜由于壓力過(guò)大而脫離殼體發(fā)生危 險(xiǎn)，進(jìn) -步提高了電池的安全性能。


圖1為現(xiàn)有的二次電池防爆殼體示意圖；圖2為現(xiàn)有的二次電池防爆殼體示意圖；圖3為現(xiàn)有的二次電池防爆殼體示意圖；圖4為本發(fā)明的二次電池防爆殼體示意圖；圖5為圖4A處放大示意圖；圖6為本發(fā)明的二次電池防爆殼體仰視圖；圖7為圖6B處放大示意圖。
具體實(shí)施方式
本發(fā)明所述的防爆殼體可以用于各種二次電池，以柱形二次電池為例，如圖4所小，所述二次電池防爆殼體上至少包括一個(gè)厚度小于殼體厚度的部分1 ， 該厚度小于殼體厚度的部分1上還設(shè)置有凹槽2。所述厚度小于殼體厚度的部分1能夠起到防爆膜的作用，當(dāng)電池內(nèi)壓急劇 增大，達(dá)到安全防爆膜的破裂極限時(shí)，由于該厚度小于殼體厚度的部分1的厚 度較薄，在電池強(qiáng)大內(nèi)壓的沖擊下，能夠快速將積聚的氣體排出。所述厚度小于殼體厚度的部分1的面積大小、厚度和耐壓強(qiáng)度可以根據(jù)不 同型號(hào)電池的泄壓要求而設(shè)定，若要求制備較薄殼體的電池，則該厚度小于克 體厚度的部分1的面積大小較小，厚度也可以較薄，耐壓強(qiáng)度較小，反之亦然。 一般來(lái)說(shuō)，所述厚度小于殼體厚度的部分1的厚度通常為與它相鄰的殼體厚度
的2/3-1/2,通常為0.20-0.35毫米，優(yōu)選為0.2-0.3毫米；如所述厚度小于殼休 厚度的部分1設(shè)置在電池的側(cè)壁上，則該厚度小于殼體厚度的部分1的厚度為 與它相鄰的電池側(cè)壁厚度的2/3-1/2;如所述厚度小于殼體厚度的部分1設(shè)置在 電池底部，則該厚度小于殼體厚度的部分l的厚度為與它相鄰的電池底部厚度 的2/3-1/2。該厚度小于殼體厚度的部分1的耐壓強(qiáng)度為19-46千克/厘米2，優(yōu) 選為19-40千克/厘米2。該厚度小于殼體厚度的部分1的個(gè)數(shù)至少為1個(gè)，并可以根據(jù)電池的泄壓 要求設(shè)置它的個(gè)數(shù)。該厚度小于殼體厚度的部分1可以設(shè)置在殼體上的任意位置，如殼體壁或 者殼體底部的任意位置，優(yōu)選將該部分1設(shè)置在殼體底部，這樣就不會(huì)出現(xiàn)蓋 帽阻礙電池內(nèi)部氣體快速排放的問(wèn)題，也不會(huì)出現(xiàn)電池槽位被拉伸或爆炸的情 況，且設(shè)置在底部，不僅制備工藝操作簡(jiǎn)單，也不會(huì)影響電池的外觀。更優(yōu)選 情況下，如圖4所示，所述殼體底部還包括底部中央的凸臺(tái)3和該凸臺(tái)3與電 池殼壁邊緣之間的臺(tái)階4，由圖4和圖5 (圖5為圖4A處放大示意圖)可以肴 出，由于該臺(tái)階4低于凸臺(tái)3，將厚度小于殼體厚度的部分1設(shè)置在該臺(tái)階4 上，在將電池放置時(shí)，該厚度小于殼體厚度的部分l就不會(huì)被電池放置的臺(tái)面 阻擋，、3電池內(nèi)壓沖破該厚度小于殼體厚度的部分1時(shí)，放出的氣體就不會(huì)被 阻礙，排出更順暢，因此所述厚度小于殼體厚度的部分1優(yōu)選設(shè)置在該臺(tái)階4以圓柱形二次電池為例， 一般來(lái)說(shuō)，所述圓柱形二次電池底部凸臺(tái)3為圓 形，因此，所述凸臺(tái)3與電池殼壁之間的臺(tái)階4為環(huán)形臺(tái)階，所述厚度小于殼 體厚度的部分1就設(shè)置在凸臺(tái)3與電池殼壁之間的環(huán)形臺(tái)階4上?？梢愿鶕?jù)泄壓要求，在殼體上設(shè)置多個(gè)厚度小于殼體厚度的部分1，如圖 6所示，所述設(shè)置在凸臺(tái)3與電池殼壁之間的環(huán)形臺(tái)階4上的厚度小于殼體厚 度的部分l的個(gè)數(shù)優(yōu)選為2-8個(gè)，更重要的是，當(dāng)由于某些意外原因?qū)е露鄠€(gè) 厚度小于殼體厚度的部分1中的某個(gè)或某些不能正常被沖破時(shí)，還可以保證其
它的能夠正常工作，使電池的安全性能更好；多個(gè)厚度小于殼體厚度的部分1之間的間距沒(méi)有特別限定， 一般為對(duì)稱(chēng)分布。所述厚度小于殼體厚度的部分1由盲孔5形成，所述盲孔5可以形成于厚 度小于殼體厚度的部分1的一側(cè)或兩側(cè)，優(yōu)選情況下，如圖5所示，所述肓孔 5可以形成于厚度小于殼體厚度的部分1的兩側(cè)。所述厚度小于殼體厚度的部分1是通過(guò)在電池殼體上制備盲孔5后形成， 所述盲孔5的制備方法可以采用本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知的方法制備，如采用沖 fR的方法制備。所述盲孔5可以由殼體外向內(nèi)沖壓制備，也可以由殼體內(nèi)部向 外沖壓制備，沖壓得到肓孔后剩余的殼體部分即為能夠起到防爆膜作用的厚度 小于殼體厚度的部分1，為了使電池極芯與厚度小于殼體厚度的部分1之間有 -個(gè)小的排氣空間，優(yōu)選情況下，如圖5所示，所述盲孔5是由殼體內(nèi)外同時(shí) 沖壓制備，在殼體內(nèi)外形成的兩個(gè)肓孔的中間層即為厚度小于殼體厚度的部分 1。所述盲孔5的形狀可以為任意兒何形狀，如圓形或方形，沖壓得到盲孔5 后剩余的厚度小于殼體厚度的部分1的形狀與盲孔5的形狀相對(duì)應(yīng)，為了便丁-操作，優(yōu)選情況下，所述盲孔5的形狀為圓形，沖壓得到的該厚度小于殼體厚 度的部分1也為圓形，該厚度小于殼體厚度的部分1的直徑一般為圓柱形殼體 底部直徑長(zhǎng)度的1/10-1/8。所述厚度小F殼體厚度的部分1上還設(shè)置有凹槽2，所述凹槽2優(yōu)選設(shè)覽 在厚度小于殼體厚度的部分1的外表面，所述設(shè)置在厚度小亍殼體厚度的部分 1外表面的所述凹槽2能夠起到引導(dǎo)氣體及時(shí)排出的作用，并能夠避免如果電 池內(nèi)壓急劇增大，造成電池內(nèi)壓過(guò)高而導(dǎo)致氣體直接將所述部分1沖破使該部 分1脫離殼體而發(fā)生危險(xiǎn)的可能。所述凹槽2的條數(shù)可以為--條或多條，所述凹槽2的條數(shù)優(yōu)選為多條，所 述多條凹槽2可以平行分布，也可以交錯(cuò)分布，所述交錯(cuò)分布指所述凹槽2在 所述厚度小于殼體厚度的部分1的表面橫向和縱向交叉分布，使多條凹槽2互 相連通。優(yōu)選情況下，多條凹槽2交錯(cuò)分布，如圖7所示，以凹槽2的數(shù)量是
兩條為例，所述凹槽2為由兩條凹槽交錯(cuò)分布形成的十字形形狀，且位于厚度 小于殼體厚度的部分1的中央，這樣設(shè)計(jì)的優(yōu)點(diǎn)在于，當(dāng)電池由于意外的原W， 如短路導(dǎo)致內(nèi)壓急劇增大，達(dá)到該部分1的破裂極限時(shí)，能夠使氣體首先沖破兩條凹槽交叉形成的十字形狀凹槽的中心交叉點(diǎn)6，然后使該部分1能夠沿著 凹槽逐漸破裂開(kāi)，有利于氣體的及時(shí)排出，而該部分l的殘?bào)w仍然連接在電池 殼體底部，不會(huì)脫離殼體而發(fā)生危險(xiǎn)。所述每條凹槽2的深度和寬度可以根據(jù)不同型號(hào)電池耐壓要求的不同而變 化，原則是應(yīng)使凹槽2在達(dá)到電池的爆炸壓力前，保證凹槽2被電池內(nèi)的壓力 所沖破，電池的爆炸壓力越高，凹槽2的深度越淺、寬度越小，反之亦然。-般來(lái)說(shuō)，所述每條凹槽2的寬度為0.5-2.5毫米，優(yōu)選為0.5-2.0毫米；所述卩1！ 槽2的深度為0.10-0.25毫米，優(yōu)選為0.15-0.25毫米；相鄰的相互平行的兩個(gè) 11|1槽2的間距為0.8-1.6毫米。所述W槽2設(shè)置在厚度小于殼體厚度的部分1的外表面，并設(shè)置在該部分 1的范圍之內(nèi)，若該部分1為圓形，則所述凹槽的長(zhǎng)度可以小于或等于部分1 的直徑。所述凹槽2的截面可以為任意形狀，如半圓形或者V字形，所述凹槽 2的深度一般為0.10-0.25毫米。為了更有利于氣體的快速泄出，制作工藝更簡(jiǎn) 單，所述凹槽2的截面積優(yōu)選為V字形。所述凹槽2的制備方法可以采用本領(lǐng) 域技術(shù)人員公知的常規(guī)機(jī)械刻壓的方法，所述防爆外殼從鋼殼拉伸成型到凹槽 2機(jī)械刻壓，可以按照本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的沖壓模具與外殼制備的方法分歩 驟一次完成。按照本發(fā)明提供的二次電池包括極芯、非水電解液和電池殼體，所述極芯 包括lH極、負(fù)極及隔膜，除了所述電池殼體為本發(fā)明提供的防爆殼體以外，可 以使用常規(guī)的正極、負(fù)極、隔膜和非水電解液。按照本發(fā)明提供的二次電池的制備方法，除了所述殼體按照本發(fā)明提供的 方法制備之外，其它步驟為本領(lǐng)域技術(shù)人員所公知。 一般來(lái)說(shuō)，將所述制備好 的正極和負(fù)極與隔膜構(gòu)成一個(gè)極芯，將得到的極芯和電解液密封在本發(fā)明提供
的二次電池防爆殼體中，即可得到本發(fā)明提供的二次電池。
權(quán)利要求
1. 一種二次電池防爆殼體，其特征在于，所述殼體上至少包括一個(gè)厚度小于殼體厚度的部分(1)，該厚度小于殼體厚度的部分(1)上還設(shè)置有凹槽(2)。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的殼體，其中，所述厚度小于殼體厚度的部分(1) 設(shè)置在殼體底部，所述殼體還包括殼體底部中心的凸臺(tái)(3)和該凸臺(tái)(3)與 電池殼壁邊緣之間的臺(tái)階(4)，所述厚度小于殼體厚度的部分(1)設(shè)置在臺(tái) 階(4)上。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的殼體，其中，所述厚度小于殼體厚度的部分(1) 的個(gè)數(shù)為2-8個(gè)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的殼體，其中，所述厚度小于殼體厚度的部分(1) 的厚度為與它相鄰的殼體厚度的2/3-1/2，耐壓強(qiáng)度為19-46千克/庫(kù):米2。
5、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的殼體，其中，所述厚度小于殼體厚度的部分(1) 由盲孔(5)形成，所述盲孔(5)形成于厚度小于殼體厚度的部分(1)的兩
6、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的殼體，其中，所述凹槽(2)設(shè)置在厚度小于殼 體厚度的部分(1)的外表面。
7、 根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的殼體，其中，所述F1槽(2)為多條，所述 多條凹槽為平行分布或交錯(cuò)分布。
8、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的殼體，其中，所述每條凹槽(2)的寬度為0.5-2.5亳米；深度為0.10-0.25毫米；相鄰的相互平行的兩個(gè)凹槽(2)的間距為0.8-1.6 毫米。
9、 根據(jù)權(quán)利要求7所述的殼體，其中，所述凹槽(2)為兩條，所述兩條 凹槽交錯(cuò)分布形成十字形狀。
10、 根據(jù)權(quán)利要求1或6所述的殼體，其中，所述凹槽(2)的截面為V字形。
11、 一種二次電池，該電池包括極芯、非水電解液和電池殼體，所述極芯 包括正極、負(fù)極及隔膜，所述極芯和非水電解液密封在電池殼體內(nèi)，其特征在于，所述電池殼體為權(quán)利要求1-10中任意--項(xiàng)所述的殼體。
全文摘要
二次電池防爆殼體，其中，所述殼體上至少包括一個(gè)厚度小于殼體厚度的部分1，該厚度小于殼體厚度的部分1上還設(shè)置有凹槽2。當(dāng)電池內(nèi)壓急劇增大，達(dá)到安全防爆膜的破裂極限時(shí)，厚度小于殼體厚度的部分1被電池內(nèi)壓沖破，瞬間將積聚的氣體排出，電池具有良好的安全性能。
文檔編號(hào)H01M2/12GK101212033SQ200610161800
公開(kāi)日2008年7月2日 申請(qǐng)日期2006年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月25日
發(fā)明者李德軍, 汪魯建 申請(qǐng)人:比亞迪股份有限公司