[發明專利]一種鋰電池

有效

• 申請號: 201010198724.3
• 申請日: 2010-06-08
• 公開（公告）號: CN101847749A
• 公開（公告）日: 2010-09-29
• 發明（設計）人: 袁中直;胡國華;劉亮亮;祝瑗;劉金成
• 申請（專利權）人: 惠州億緯鋰能股份有限公司
• 主分類號: H01M10/0525
• 分類號: H01M10/0525;H01M2/12;H01M2/02;H01M2/36
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 任海燕

技術領域

本發明涉及到鋰電池技術領域，特別涉及卷繞式及碳包式一次鋰電池防爆結構的改進。

背景技術

安全性是鋰電池重要的技術指標之一，為了保證電池的安全，通常在鋰電池的外部加裝保護電路對鋰電池的使用情況進行管理。常規的保護方法是在電池的外部加裝保險絲、PTC和二極管等來防止電池短路和防止電池反極性。但是當電池的保護電路或者其中的元器件失效，或者在用戶濫用甚至拆裝的情況下，外部電路的保護就失去作用，使得電池存在安全隱患，所以需要從電芯的結構設計以及電化學設計方面，做更多的保護措施。

卷繞式鋰電池是一種主要的鋰電池類型，現有卷繞式鋰電池的結構以及裝配方式參見圖1、2。其結構是在桶狀殼體或者是由直筒殼體底部壓入電池底殼11焊接后形成的桶狀電池殼體3，在其底部放入底膜7，然后將正極6碳片與負極5鋰片借助于隔膜隔離后相互卷繞形成卷繞電芯，將該電芯放入的電池殼體3中定位。其中正極碳片、負極鋰片與電池殼體之間通過邊膜4隔離開；接著在電池殼體3上端通過上蓋膜2設置蓋帽1。其中蓋帽上設置有正極柱和用于密封注液口的密封釘8。由負極5鋰片引出的負極引出極耳10與電池上端的電池殼體部分連接，而由正極6碳片的集流體上引出的正極引出極耳9則與蓋帽上的正極柱連接。上述兩個結構的鋰電池基本結構類似，區別在于圖2所示的卷繞式鋰電池的電池底殼11相比圖1的卷繞式鋰電池底殼11增加了防爆閥。

以上現有卷繞鋰電池結構存在著以下的缺陷：

1、圖1所示的鋰電池結構，無防爆閥泄壓結構設計，在短路及加熱的情況下，存在著安全隱患；

2、圖2所示的帶防爆閥結構的鋰電池，其防爆閥放于底部，可以起到安全泄壓的作用；但是存在著上下兩個氣室，內壓傳導慢，防爆閥對于內壓的敏感性降低；另外，因防爆閥放于電池底部，內部有效空間變小(實際內部卷心的高度會變低)，電池設計的容量降低。

碳包式鋰電池是另外一種常見的一次鋰電池。以鋰/亞硫酰氯電池為例，此類電池以金屬鋰為負極、亞硫酰氯為正極活性物質和電解液，以碳為反應載體，附圖3是現有鋰/亞硫酰氯電池的基本結構。其包括電池殼體3，電池殼體3底部的電池底殼11設為防爆底，電池底殼11內層設有保持平整的金屬片13，金屬片上設有底膜7。在電池殼體3的上端借助上蓋膜2連接蓋帽1，蓋帽上設置有正極柱和用于密封注液口的密封釘8。上述電池殼體內電芯由依次套裝在電池殼體內的鋰片負極5、邊膜4、碳包正極6構成，碳包正極引出的集流體12連接在蓋帽上的正極柱上。

上述碳包式鋰電池同樣存在安全隱患：

1、這種結構防爆閥放于電池底部，雖可以起到安全泄壓的作用；但也存在著上下兩個氣室，且兩氣室之間的內壓傳導被正極碳包完全隔斷，傳導困難，防爆閥對于電池整體的內壓的敏感性降低，無法有效的進行泄壓。

2、防爆閥放于底部，電池內部有效空間變小，電池設計的容量會降低；而且防爆閥存于下部負極鋰片加工需要定位，在裝入碳包后，容易凹陷在底部造成電池內部短路、容量損失等不良狀況，再者為保持平整還需加入金屬片又增加了成本和工藝難度。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供一種安全性能高的鋰電池，該結構的鋰電池可改善電池在高溫及短路狀態下的安全性能，并提高電池的最大設計容量。

為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案：

一種鋰電池，包括電池殼體和位于電池殼體內的電芯，電池殼體上端為具有正極柱的蓋帽，電池殼體下端為電池底殼，所述蓋帽由環形的防爆圈和連接在防爆圈內部的正極端組件構成，所述防爆圈上設置可在預定壓力下被撕裂的泄壓部。

作為上述方案的改進，所述的防爆圈沿徑向的剖面大致呈V字形，泄壓部設于防爆圈的V字形凹底處，該泄壓部包括線段狀刻痕。

作為上述方案的更進一步改進，所述泄壓部還包括沿周向的剖面大致呈倒V字形的突起，所述突起在所述防爆圈的V字形凹底處形成，所述線段狀刻痕沿周向貫穿所述突起。

所述防爆圈的中部形成有豎沿，該豎沿向電池底殼方向延伸，且與正極端組件固定連接，優選地，防爆圈與正極端組件通過焊接方式連接成蓋帽。其中所述的正極端組件包括蓋體和設置在蓋體上的正極柱，所述正極柱與蓋體間絕緣材料密封，蓋體沿徑向的剖面大致呈倒凹字形，所述蓋體的厚度為1～2毫米。

上述技術方案中，電池注液孔設置在電池底殼上，注液孔通過鋼珠焊接密封。