本實用新型涉及一種電池用封口部件及具有該引線或封口板部件的電池。
背景技術(shù):
電池一般分為物理電池和化學(xué)電池,化學(xué)電池是指通過正負(fù)極之間的化學(xué)反應(yīng)將化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的裝置。根據(jù)是否能重復(fù)使用分為一次電池和二次電池。一次電池是指無法進(jìn)行充電、僅能放電的電池,如鋅錳、堿性干電池,鋰扣電池,鋰亞電池等。二次電池是指可反復(fù)進(jìn)行充放電再循環(huán)的電池,如鉛酸、鎳鎘、鎳氫、鋰離子、鋰聚合物、燃料、鋅、鋁、鎂空氣電池等。
隨著電子產(chǎn)品的發(fā)展,特別是近年來移動、掌上電子產(chǎn)品的普及,二次電池(例如鎳鎘、鎳氫、鋰離子電池等)因其能進(jìn)行重復(fù)充放電,使用方便、容量高,小巧便于攜帶等優(yōu)點而得到迅猛發(fā)展。人們在使用過程中也對這些電池提出了更高的要求,如高容量,高功率,高安全性等等。二次電池(以鎳氫電池為例)一般包括金屬殼體、封口部件(封口板、正極蓋、排氣閥)、引線、以及密封在該金屬殼體和封口板形成的密閉腔內(nèi)的由正極板、絕緣紙和負(fù)極板卷成的極板組及浸潤在該極板組里面的電解液。鎳氫電池的裝配工藝一般是這樣的:引線一端先與正極板焊接為一體,再與負(fù)極板、絕緣紙通過卷繞工序卷繞成組,再通過插殼工序?qū)⒔M插入金屬殼內(nèi),經(jīng)過溝入工序,在殼體上形成一圈內(nèi)凹的圓環(huán)以起到固定組的作用,再注入電解液,再將引線另一端與封口板焊接,最后通過封口工序形成完整的電池。
為了滿足人們對高容量電池的需求,一般采取增加極板的寬度來增加活性物質(zhì)從而提高電池的容量,但帶來的后果就是電池內(nèi)部殘存空間急劇減少。電池在充放電時,由于電極和電解液反應(yīng)而使電解液分解產(chǎn)生氣體,氣體達(dá)到一定壓力時,通過排氣閥的控制,內(nèi)部壓力使氣體從封口板底部的排氣孔向外界排出,從而保證了電池的安全。在某些特殊條件下,如外部短路時,會使電池溫度急劇升高,內(nèi)部壓力急劇上升,如果壓力得不到及時釋放,電池會發(fā)生爆炸等安全性問題。所以,有必要在電池達(dá)到破裂之前使電池內(nèi)的氣體迅速向電池外放出。
作為使電池內(nèi)的氣體迅速向電池外放出的技術(shù),提出有各種在電池的封口部件中設(shè)置排氣組件等方案,即,在封口板上蓋和封口板下蓋之間形成空間,該空間內(nèi)放置安全閥,由安全閥堵住封口板下蓋的排氣孔,當(dāng)電池內(nèi)氣體壓力超過閾值時,氣體頂開安全閥,從排氣孔經(jīng)由上述空間,從封口板上蓋上設(shè)置的氣孔排出到電池外部。另外,作為防止引線短路等提高電連接性的技術(shù),公開有多種引線結(jié)構(gòu)等。(參照專利文獻(xiàn)1-5)。
但是,在實際的電池裝配及使用過程中,由于電池用引線的材質(zhì)一般為純鎳或鐵表面鍍鎳并通常形成為長條片狀,因其柔性而很容易彎曲,所以裝配時容易使引線遮住封口板的底部的排氣孔,而造成電池排氣不暢。并且,在運(yùn)輸或搬運(yùn)時,由于撞擊等也會致使引線活動而遮住排氣孔。另外,在電池使用時,電池內(nèi)部氣體涌向排氣孔也容易造成引線遮住排氣孔(參照圖6)。上述情況都會導(dǎo)致電池爆炸等不安全問題的發(fā)生。
專利文獻(xiàn)1:中國專利號ZL 01109154.1
專利文獻(xiàn)2:中國專利申請?zhí)?00410086597.2
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本實用新型的目的在于提供一種電池用封口部件、以及具有該封口板部件的電池,在該封口板下蓋圍繞中心設(shè)置有多個排氣孔,能夠保證封口板下蓋上的某些排氣孔始終保持暢通,從而提高電池的安全性。
本實用新型的電池用封口部件,用于對電池殼體的開口部分進(jìn)行封閉,其具有封口板上蓋和封口板下蓋,在所述封口板下蓋上形成有排氣孔,其特征在于,所述排氣孔形成有多個,多個所述排氣孔圍繞所述封口板下蓋的中心排列。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)的電池用封口部件,由于排氣孔圍繞封口板下蓋的中心排列,所以當(dāng)將引線與該封口板下蓋的中心連接時,無論引線如何貼向封口板上的排氣孔,有一些排氣孔下方始終不存在引線,從而能夠保證封口板上的排氣孔始終通暢,并提高電池的安全性。
上述電池用封口部件優(yōu)選的是,多個所述排氣孔圍繞所述封口板下蓋的中心以等間距排列。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)的電池用引線,除了提高部件的通用性之外,還可以使封口板作動壓更加穩(wěn)定。
進(jìn)一步,所述電池用封口部件優(yōu)選的是,用于與極板組連接的引線的一端與所述電池用封口部件的中心連接。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)的電池用封口部件,當(dāng)將引線與該封口板下蓋的中心連接時,無論引線如何貼向封口板上的排氣孔,有一些排氣孔下方始終不存在引線,從而能夠保證封口板上的排氣孔始終通暢,并提高電池的安全性。
進(jìn)一步,在所述封口板上蓋和所述封口板下蓋之間設(shè)置排氣閥,所述排氣閥封堵多個所述排氣孔,所述排氣閥形成為圓柱形。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)的電池用引線,能夠?qū)?yīng)于上述多個排氣孔的結(jié)構(gòu),使封口板作動壓相比于方形的排氣閥而言,更加穩(wěn)定。
本實用新型還提供一種電池,其具有:帶有開口部分的殼體;插入到所述殼體內(nèi)的包含正極板和負(fù)極板的極板組;以及電池用封口部件,對所述殼體的所述開口部分進(jìn)行封閉,其特征在于,所述電池用封口部件是上述電池用封口部件。
根據(jù)該結(jié)構(gòu)的電池,由于排氣孔圍繞封口板下蓋的中心排列,所以當(dāng)將引線與該封口板下蓋的中心連接時,無論引線如何貼向封口板上的排氣孔,有一些排氣孔下方始終不存在引線,從而能夠保證封口板上的排氣孔始終通暢,并提高電池的安全性。
附圖說明
圖1為本實用新型的電池的剖視圖。
圖2為本實用新型的電池的局部放大圖。
圖3為本實用新型實施例1的電池用封口板的裝配圖。
圖4為本實用新型實施例1的封口板下蓋的俯視圖及截面圖。
圖5為本實用新型實施例2的封口板下蓋的俯視圖及截面圖。
圖6為現(xiàn)有技術(shù)的電池。
符號說明
1 引線
2、21 中央部
3、31 排氣孔
4、41 封口板下蓋
5 封口板上蓋
6 排氣閥
7 殼體
8 極板組
9 封口部件
具體實施方式
下面利用附圖1-4對本實用新型的具體實施方式進(jìn)行說明。
圖1為本實用新型的電池的剖視圖。圖1中,電池10具有一端開口的殼體7,殼體7內(nèi)裝有極板組8和電解液,其開口部分通過封口部件9來密封。殼體一般為圓筒狀,也可以為方形等其他形狀。
圖2為圖1中電池的局部放大圖。圖2中,封口部件9由與極板組8電連接且設(shè)有排氣孔3的封口板下蓋4、用于使電池內(nèi)部氣體排出而控制排氣孔3開閉的排氣閥6、以及將排氣閥6封于其與封口板下蓋4之間的封口板上蓋5。封口板下蓋4周邊與殼體7的開口端焊接從而將殼體7的開口端封閉。排氣孔3形成有多個,圍繞封口板下蓋4的中央部2而設(shè)置,詳情待后述。
封口板下蓋4通過引線1與極板組8實現(xiàn)電連接,即,引線1的一端與封口板下蓋4的中央部2的底面電連接,另一端與極板組8電連接。引線1彎折后與偏離電池10的中心軸的一側(cè)的極板組8電連接,不向該電池10的中心軸的另一側(cè)延伸。因此,圖2的左側(cè)的排氣孔3的下方存在引線1,而圖2的右側(cè)的排氣孔3的下方不存在引線1。
這樣,當(dāng)電池配置時安裝不當(dāng)或者當(dāng)氣流涌向排氣孔3而造成引線1貼向左側(cè)的排氣孔3的情況下,由于右側(cè)的排氣孔3始終保持通暢,當(dāng)排氣閥6工作欲使電池內(nèi)產(chǎn)生的不安全氣體排出時,該不安全氣體能夠經(jīng)由右側(cè)的排氣孔3而順暢地排出殼體7。
圖3示出了封口部件9的裝配圖。在裝配封口部件9時,將排氣閥6置于封口板上蓋5與封口板下蓋4之間。排氣閥6的直徑小于封口板上蓋5的鼓起部分的內(nèi)徑,且大于包含多個排氣孔3和封口板下蓋4的中央部2在內(nèi)的區(qū)域的直徑。這里,排氣閥6例示了圓柱狀的部件,但排氣閥也可以是四棱柱狀的方形部件。當(dāng)排氣閥構(gòu)成為四棱柱狀的方形部件時,該四棱柱的最大外徑小于封口板上蓋的鼓起部分的內(nèi)徑,且大于包含多個排氣孔和封口板下蓋的中央部在內(nèi)的區(qū)域的外徑。
圖4示出了封口板下蓋4的俯視圖和截面圖。圖4中設(shè)置了四個排氣孔,圍繞封口板下蓋4的中心以等間距設(shè)置。這樣,能夠增強(qiáng)封口板下蓋4的部件的通用性,且無論引線1在與中央部2電連接之后向哪一側(cè)彎折或延伸,都保持有下方不存在引線1的排氣孔3。由此,即使引線1被不安全氣體頂起而堵塞了一些排氣孔3,但不安全氣體始終能夠經(jīng)由該下方不存在引線1的排氣孔3而順暢地排出殼體7。
圖5示出了封口板下蓋4的另一種實施例。該封口板下蓋41與上述封口板下蓋4的區(qū)別在于形成了三個排氣孔31。該三個排氣孔31也同樣圍繞封口板下蓋41的中央部21以等間距設(shè)置。
也就是說,封口板下蓋4上的排氣孔3的設(shè)計不限于圖4、圖5的設(shè)計方式,也可以形成其他形狀以及數(shù)量。只要是圍繞封口板下蓋4的中央部2(中心)設(shè)計即可。另外,圖4、圖5中的排氣孔均是圍繞封口板下蓋的中央部以等間距設(shè)置,除了提高部件的通用性之外,還可以使封口板作動壓更加穩(wěn)定。
另外,如圖3所示,排氣閥6形成為圓柱形,這也是為了使封口板作動壓更加穩(wěn)定。但也可以如現(xiàn)有技術(shù)那樣形成為方形等。
電池的安裝方法如下。
本實用新型所述的引線的一端先與正極板焊接。焊接了引線的正極板再與負(fù)極板、絕緣紙通過卷繞工序卷繞成組,再通過插殼工序?qū)⒔M插入金屬殼內(nèi),經(jīng)過溝入工序,在殼體上形成一圈內(nèi)凹的圓環(huán)以起到固定組的作用。再注入電解液,通過將電池半成品固定在一個專用夾具中,保證引線的另一端延伸出來;封口板也固定在一個專用夾具中,兩個夾具位置相對固定以保證引線的另一端與封口板下蓋的中央部電連接,從而達(dá)到引線從該中央部僅向偏離電池的中心軸的一側(cè)彎折。通過封口工序而形成引線從該中央部僅向偏離電池的中心軸的一側(cè)彎折的狀態(tài)。
當(dāng)該引線由于不安全氣體而貼向電池的封口板時,即使一部分排氣孔被引線堵塞,但由于另一部分排氣孔的下方始終不存在引線,因此不安全氣體能夠從這部分排氣孔排出電池殼。這樣生產(chǎn)出的電池具有能夠確保封口板上的排氣孔始終通暢,提高電池安全性的效果。
本實用新型不限于本說明書中提到的具體實施方式,只要不脫離本實用新型的主旨,可以進(jìn)行各種變形。