專利名稱：一種用于鋰離子電池封口結(jié)構(gòu)的橡膠閥及其鋰離子電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種用于鋰離子二次電池封口結(jié)構(gòu)的橡膠閥以及具有該橡膠閥的鋰離子電池。
背景技術(shù)：
鋰離子電池因其具有體積小、能量密度高、無污染等優(yōu)點(diǎn)而得到廣泛應(yīng)用。包括鋰離子電池在內(nèi)的二次電池在裝配完成之后要經(jīng)過預(yù)充電激活電池中活性物質(zhì)的化成過程才能正常使用，化成過程中電池內(nèi)部會產(chǎn)生氣體，而現(xiàn)有的各種化成方法要么不能將氣體順利排出，要么使外界空氣中的水分進(jìn)入電池內(nèi)部導(dǎo)致電解液水分含量超標(biāo)。電池化成時內(nèi)部氣體不能順利排出會產(chǎn)生氣脹問題，氣脹會嚴(yán)重影響電池的綜合性能和正常使用。在鋰離子電池化成的過程中，電池注液孔的封口結(jié)構(gòu)能否順利排出電池內(nèi)部產(chǎn)生的氣體對電池性能有很大影響。隨著用電設(shè)備如電動汽車、儲能電站等對電池容量越來越大的要求，傳統(tǒng)小容量手機(jī)鋰離子電池化成時的封口結(jié)構(gòu)已不能滿足大容量動力電池的制作要求?，F(xiàn)有的大容量鋰離子電池化成時的封口結(jié)構(gòu)采用具有單向開閥泄壓能力的橡膠閥與電池蓋板相配合的方式，所謂單向開閥泄壓是指在保證電池內(nèi)環(huán)境與外界空氣隔離的同時，又可使電池化成過程中釋放的氣體迅速、徹底地排出，從而達(dá)到消除或減緩氣脹的目的。授權(quán)號 CN201498559U的專利就提供了一種鋰離子電池封口化成結(jié)構(gòu)。但這種封口化成結(jié)構(gòu)存在以下技術(shù)問題1、橡膠閥下凸塊上開設(shè)小直徑的通孔用于排出電池內(nèi)部氣體，因橡膠產(chǎn)品具有一定的彈性，小直徑通孔容易受壓變形彎曲或閉合，也可能被異物堵塞而不易察覺，這些都會導(dǎo)致其不能順利排出電池內(nèi)部氣體實(shí)現(xiàn)開閥泄壓的作用；2、橡膠閥上凸塊與電池蓋板之間接觸面積小，結(jié)合不夠緊密，對電池內(nèi)環(huán)境的密封效果不好；3、注液孔上部沒有圓弧結(jié)構(gòu)使橡膠閥不易插入其中，給裝配過程帶來困難；4、橡膠閥上凸塊的厚度相對注液孔與橡膠閥中間圓柱之間的間隙過薄，當(dāng)把橡膠閥塞入注液孔的過程中壓力較大時容易將上凸塊也一起塞入注液孔內(nèi)。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型旨在解決現(xiàn)有技術(shù)中鋰離子電池化成時的封口結(jié)構(gòu)橡膠閥在發(fā)生形變時會堵塞下凸塊上的排氣通孔導(dǎo)致不能正常開閥泄壓的技術(shù)問題。為此，本實(shí)用新型一方面提供了一種作為鋰離子二次電池封口結(jié)構(gòu)的橡膠閥，其包括從上到下依次連接的上凸塊、中間圓柱、下凸塊；上凸塊為中心向上凸起的圓蓋形狀，下凸塊為半球體形狀；所述橡膠閥下凸塊上開設(shè)有用于排氣的徑向槽。利用本實(shí)用新型的橡膠閥可以與電池上蓋板注液孔良好的配合并實(shí)現(xiàn)橡膠閥單向泄壓的功能，與現(xiàn)有的橡膠閥相比，下凸塊上開設(shè)的徑向槽不僅容易加工，而且不存在因?yàn)橄鹉z閥自身的彈性形變閉合或被其他異物堵塞的問題，能順利排出電池化成過程中產(chǎn)生的氣體。另外在將橡膠閥塞入注液孔的過程中，下凸塊上存在的徑向槽相當(dāng)于減小了橡膠閥下凸塊的體積，使其更容易塞入到注液孔中，裝配過程更容易。本實(shí)用新型另一方面還提供了一種鋰離子電池，包括極芯、電解液、外殼、電池蓋板；所述極芯、電解液封裝于外殼與電池蓋板之間的空間內(nèi)；所述電池蓋板上開設(shè)有注液孔，注液孔上設(shè)置具有單向泄壓功能的橡膠閥；所述橡膠閥包括從上到下依次連接的上凸塊、中間圓柱、下凸塊；上凸塊為中心向上凸起的圓蓋形狀，下凸塊為半球體形狀；所述橡膠閥下凸塊上開設(shè)有用于排氣的徑向槽；橡膠閥上凸塊覆蓋在電池蓋板的上表面，中間圓柱伸入到電池蓋板的注液孔中， 下凸塊覆蓋在電池蓋板的下表面。本實(shí)用新型的鋰離子電池通過對橡膠閥的改進(jìn)，徹底解決了現(xiàn)有技術(shù)中鋰離子電池封口化成時排氣不良的問題，由于橡膠閥下凸塊上開設(shè)有用于排氣的徑向槽，即使當(dāng)橡膠閥受外界環(huán)境因素影響發(fā)生彈性形變時，徑向槽也不會出現(xiàn)閉合而導(dǎo)致排氣不良或無法排氣的問題，與現(xiàn)有方案中在橡膠閥下凸塊上開設(shè)小直徑通孔相比，有效的避免了電池化成過程中氣脹問題的產(chǎn)生。本實(shí)用新型提供的鋰離子電池采用上述橡膠閥作為永久性封口部件，在保證了電池內(nèi)部良好密封的條件下，同時可使化成產(chǎn)生的氣體順利排出，不會產(chǎn)生氣脹問題。

圖1為本實(shí)用新型橡膠閥優(yōu)選結(jié)構(gòu)的軸測示意圖。圖2為帶有本實(shí)用新型橡膠閥的鋰離子電池封口結(jié)構(gòu)剖視圖。圖3為橡膠閥徑向槽第二種優(yōu)選結(jié)構(gòu)的軸測示意圖。圖4為帶有橡膠閥徑向槽第二種優(yōu)選結(jié)構(gòu)的鋰離子電池封口結(jié)構(gòu)剖視圖。圖5為橡膠閥徑向槽第三種優(yōu)選結(jié)構(gòu)的軸測示意圖。圖6為帶有橡膠閥徑向槽第三種優(yōu)選結(jié)構(gòu)的鋰離子電池封口結(jié)構(gòu)剖視圖。圖7為本實(shí)用新型鋰離子電池蓋板上焊接注液孔蓋的示意圖。
具體實(shí)施方式
為了使本實(shí)用新型所解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案及有益效果更加清楚明白，
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例，對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)說明。實(shí)施例1 本實(shí)用新型提供了一種用于鋰離子電池封口結(jié)構(gòu)的橡膠閥，如圖1、圖2所示，所述橡膠閥1包括從上到下依次連接的上凸塊11、中間圓柱12、下凸塊13，上凸塊11為中心向上凸起的圓蓋形狀，下凸塊13為半球體形狀，橡膠閥下凸塊上還開設(shè)有用于排氣的徑向槽14。設(shè)置徑向槽14的作用是當(dāng)橡膠閥因受外界環(huán)境因素影響發(fā)生形變時，徑向槽14依然可以順利排出電池內(nèi)部產(chǎn)生的氣體，避免了電池在化成過程中產(chǎn)生氣脹的問題；另外在將橡膠閥塞入注液孔的過程中，徑向槽14的存在相當(dāng)于減小了下凸塊的體積，使下凸塊更容易塞入到注液孔中。優(yōu)選情況下，如圖2所示，所述上凸塊邊緣處15為圓弧形過渡。對比文件中橡膠閥上凸塊邊緣處與電池蓋板上表面的接觸面積過小，結(jié)合不夠緊密，密封效果不好；本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)將上凸塊邊緣處15設(shè)置成圓弧形過度時，此種結(jié)構(gòu)增大了橡膠閥上凸塊11與電池蓋板2之間的接觸面積，使其更緊密的貼合在電池蓋板上表面，密封性能更好。優(yōu)選情況下，如圖1所示，所述徑向槽14開設(shè)成一字形。優(yōu)選情況下，如圖3、圖4所示，所述徑向槽14開設(shè)位置延伸到中間圓柱部分，增大了徑向槽的排氣量，更有利于電池化成時內(nèi)部氣體的排出。優(yōu)選情況下，如圖5、圖6所示，所述徑向槽14開設(shè)成Y形，將下凸塊13均勻分成三塊，增大了徑向槽排氣量的同時相當(dāng)于減小了下凸塊的直徑，使其更容易塞入到注液孔中。本實(shí)用新型通過對現(xiàn)有橡膠閥的改進(jìn)不僅減小了橡膠閥的加工難度，還增強(qiáng)了其排氣功能和密封性能，同時裝配過程更容易，使橡膠閥在發(fā)生彈性形變的條件下依然可以通過徑向槽順利排氣，與現(xiàn)有方案相比具有更好的單向泄壓能力。本實(shí)用新型提供的橡膠閥可以用于鋰離子電池化成時的臨時封口結(jié)構(gòu)，在電池化成結(jié)束后將其取下供下次化成時使用，可循環(huán)利用。也可將其作為電池注液孔的永久性封口部件使用，成為鋰離子電池的一部分。下面實(shí)施例2將描述具有此種橡膠閥結(jié)構(gòu)的鋰離子電池。實(shí)施例2 本實(shí)用新型還提供了一種鋰離子電池，其包括極芯、電解液、外殼、電池蓋板；所述極芯、電解液封裝于外殼與蓋板之間的空間內(nèi)；所述電池蓋板2上開設(shè)有注液孔3，注液孔3上設(shè)置有密封用的橡膠閥1 ；所述橡膠閥1包括從上到下依次連接的上凸塊11、中間圓柱12、下凸塊13 ；上凸塊11為中心向上凸起的圓蓋形狀，下凸塊13為半球體形狀；所述橡膠閥下凸塊上開設(shè)有用于排氣的徑向槽14;橡膠閥上凸塊覆蓋在電池蓋板的上表面，中間圓柱伸入到電池蓋板的注液孔中， 下凸塊覆蓋在電池蓋板的下表面。優(yōu)選情況下，所述橡膠閥上凸塊11的邊緣處15為圓弧形過渡。優(yōu)選情況下，所述橡膠閥下凸塊上的徑向槽14開設(shè)成一字形。優(yōu)選情況下，所述橡膠閥下凸塊上的徑向槽14開設(shè)位置延伸到中間圓柱部分。優(yōu)選情況下，所述橡膠閥下凸塊上的徑向槽14開設(shè)成Y形。優(yōu)選情況下，如圖2、4、6所示，所述注液孔3上部31為圓弧形過渡，這種結(jié)構(gòu)使橡膠閥下凸塊更容易塞入注液孔中，簡化了裝配過程。優(yōu)選情況下，如圖2、4、6所示，所述橡膠閥中間圓柱12的直徑小于注液孔3直身位置直徑，兩者之間的空隙作為電池內(nèi)部產(chǎn)生的氣體排出電池蓋板的通道。優(yōu)選情況下，如圖1至6所示，所述橡膠閥上凸塊11最厚位置處厚度大于橡膠閥中間圓柱12與注液孔3之間間隙的寬度，這樣保證了將橡膠閥塞入注液孔的過程中即使壓力很大上凸塊也不會被壓入注液孔中；而現(xiàn)有方案中橡膠閥上凸塊過薄，施力過大上凸塊很容易被壓入到注液孔中，給裝配過程帶來困難。本實(shí)用新型的鋰離子電池在化成中采用橡膠閥封口，既保證電池內(nèi)環(huán)境與空氣的隔離又使電池產(chǎn)生的氣體可以順利排出。而鋰離子電池只在化成中產(chǎn)生較多氣體，在后續(xù)使用過程中對電池充電時幾乎不會有氣體產(chǎn)生。鋰離子電池化成結(jié)束后還要在電池蓋板上
5焊接注液孔蓋，如圖7所示，注液孔蓋4為中心部分有圓柱形凸起的金屬圓蓋，其將橡膠閥及整個電池內(nèi)環(huán)境完全密封。鋰離子電池生產(chǎn)過程中，通過電池蓋板2上的注液孔3注入電解液，電解液注入完成以后，將具有單向開閥能力的橡膠閥1塞入注液孔3中，橡膠閥的上凸塊11和下凸塊13 因?yàn)橄鹉z材料彈性回復(fù)力的作用緊貼在電池蓋板的上下兩個表面上，將電池內(nèi)環(huán)境與外界空氣隔離，外界空氣中的水蒸氣和雜質(zhì)不能進(jìn)入到電池內(nèi)部，起到密封的作用。然后鋰離子電池經(jīng)過化成的過程，電池進(jìn)行第一次充電，電池初次充電會產(chǎn)生較多的氣體，當(dāng)內(nèi)部氣壓大于設(shè)定值之后氣體便會通過下凸塊上的徑向槽14和中間圓柱12與注液孔3之間的間隙推開橡膠閥上凸塊11而排出。在電池化成的過程中橡膠閥實(shí)現(xiàn)了單向開閥能力，帶有本實(shí)用新型橡膠閥的鋰離子電池性能更加穩(wěn)定可靠。化成過程結(jié)束后，還要在電池蓋板上焊接注液孔蓋4，注液孔蓋4為中心部分有圓柱形凸起的金屬圓蓋，其將橡膠閥及整個電池內(nèi)環(huán)境完全密封。以上所述僅為本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本實(shí)用新型，凡在本實(shí)用新型的特征和原則之內(nèi)所作的任何修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求1.一種用于鋰離子電池封口結(jié)構(gòu)的橡膠閥，包括從上到下依次連接的上凸塊(11)、 中間圓柱(12)、下凸塊(13)；上凸塊(11)為中心向上凸起的圓蓋形狀，下凸塊(13)為半球體形狀；其特征在于所述橡膠閥下凸塊上開設(shè)有用于排氣的徑向槽(14)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的橡膠閥，其特征在于所述上凸塊(11)的邊緣處(1 為圓弧形過渡。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的橡膠閥，其特征在于所述徑向槽(14)開設(shè)成一字形。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的橡膠閥，其特征在于所述徑向槽(14)開設(shè)位置延伸到中間圓柱部分。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的橡膠閥，其特征在于所述徑向槽(14)開設(shè)成Y形。
6.一種鋰離子電池，包括極芯、電解液、外殼、電池蓋板，所述極芯、電解液封裝于外殼與電池蓋板之間的空間內(nèi)；其特征在于所述電池蓋板( 上開設(shè)有注液孔(3)，注液孔C3)上設(shè)置有橡膠閥(1)；所述橡膠閥包括從上到下依次連接的上凸塊(11)、中間圓柱(12)、下凸塊(13)；上凸塊(11)為中心向上凸起的圓蓋形狀，下凸塊(1 為半球體形狀；所述橡膠閥下凸塊上開設(shè)有用于排氣的徑向槽(14)；橡膠閥上凸塊覆蓋在電池蓋板的上表面，中間圓柱伸入到電池蓋板的注液孔中，下凸塊覆蓋在電池蓋板的下表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋰離子電池，其特征在于所述橡膠閥上凸塊(11)的邊緣處 (15)為圓弧形過渡。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰離子電池，其特征在于所述橡膠閥下凸塊上的徑向槽 (14)開設(shè)成一字形。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的鋰離子電池，其特征在于所述橡膠閥下凸塊上的徑向槽 (14)開設(shè)位置延伸到中間圓柱部分。
10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的鋰離子電池，其特征在于所述橡膠閥下凸塊上的徑向槽 (14)開設(shè)成Y形。
11.根據(jù)權(quán)利要求6所述的鋰離子電池，其特征在于所述注液孔(3)上部(31)為圓弧形過渡。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的鋰離子電池，其特征在于所述中間圓柱(12)的直徑小于注液孔C3)直身位置直徑。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的鋰離子電池，其特征在于所述橡膠閥上凸塊(11)最厚位置處厚度大于橡膠閥中間圓柱(12)與注液孔(3)之間間隙的寬度。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的鋰離子電池，其特征在于電池蓋板上注液孔處焊接有注液孔蓋G)，所述注液孔蓋(4)罩設(shè)在橡膠閥上進(jìn)行封口。
專利摘要本實(shí)用新型提供了一種用于鋰離子電池封口結(jié)構(gòu)的橡膠閥及其鋰離子電池，所述橡膠閥(1)包括從上到下依次連接的上凸塊(11)、中間圓柱(12)、下凸塊(13)；上凸塊(11)為中心向上凸起的圓蓋形狀，下凸塊(13)為半球體形狀；在橡膠閥下凸塊上開設(shè)有用于排氣的徑向槽(14)。此外，本實(shí)用新型還進(jìn)一步提供了一種以所述橡膠閥作為封口結(jié)構(gòu)的鋰離子電池。利用本實(shí)用新型的橡膠閥作為電池化成時的封口結(jié)構(gòu)，在保證了電池內(nèi)部良好密封的條件下，同時可使化成產(chǎn)生的氣體順利排出，不會產(chǎn)生氣脹問題。
文檔編號H01M10/0525GK201946657SQ201020697938
公開日2011年8月24日 申請日期2010年12月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月31日
發(fā)明者吉英亮, 張艷, 王先平 申請人:上海比亞迪有限公司