[發(fā)明專利]適用于大容量、高功率鋰-二氧化錳電池的防爆裝置

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201110327311.5
• 申請日: 2011-10-25
• 公開（公告）號: CN102403477A
• 公開（公告）日: 2012-04-04
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 房漢華;廉雪萍;劉培棠;陳愛松;譚茂;孔令國
• 申請（專利權(quán)）人: 天津和平安耐高能電池科技有限公司
• 主分類號: H01M2/12
• 分類號: H01M2/12;H01M2/04
• 代理公司: 天津盛理知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 12209
• 代理人: 江增俊

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于化學(xué)電池，特別是涉及一種適用于大容量、高功率鋰-二氧化錳電池的防爆裝置。

背景技術(shù)

本申請涉及的大容量、高功率鋰-二氧化錳電池其容量在200～400Ah之間，其正極活性物質(zhì)是電解MnO₂，負極活性物質(zhì)是活性很強的金屬鋰，電解質(zhì)為過氯酸鋰(LiClO₄)，屬于強氧化劑有機電解質(zhì)。

上述電池在短路或其它濫用條件下其內(nèi)部溫度將升高，當(dāng)溫度升到鋰的熔點(185℃)或更高溫度時，熔解鋰將與電池內(nèi)部的非水電解質(zhì)、正極活性物質(zhì)以及有機隔膜發(fā)生劇烈反應(yīng)而產(chǎn)生大量氣體，使電池內(nèi)壓驟增，急劇上升的電池內(nèi)壓將會而引起電池爆炸、起火。因此，大容量、高功率鋰-二氧化錳電池的設(shè)計均包括防爆裝置。

現(xiàn)有大容量、高功率鋰-二氧化錳電池的防爆裝置主要是設(shè)置在電池上蓋的彈簧式安全排氣閥，當(dāng)電池內(nèi)壓升高到排氣閥開啟閥值壓力時，排氣閥將自動排氣泄壓。但是，經(jīng)較長期使用或貯存的鋰電池其安全排氣閥特別是排氣閥的彈簧有可能疲勞或銹蝕而失靈，失靈的安全排氣閥將構(gòu)成安全隱患。

近年來，針對安全排氣閥特別是排氣閥的彈簧有可能疲勞和銹蝕而失靈的安全隱患，一種以防爆膜片為基本特征的鋰電池的防爆技術(shù)方案已經(jīng)公開。

申請?zhí)?01010615035.8的發(fā)明專利申請<動力電池防爆裝置>，包括設(shè)有防爆孔的電池頂蓋和密封防爆孔的防爆膜片，其中，防爆膜片是由耐腐蝕材料制成，電池頂蓋通氣孔上覆蓋并固定有橡膠片，橡膠片是厚度為0.01-1mm的聚四氟乙烯膜或聚丙烯膜。所述防爆膜片設(shè)有金屬層和包覆金屬層，所述金屬層為銅箔、鋁箔、鎳箔或鐵箔，所述金屬層表面設(shè)有防腐材料層，所述防腐材料層是凡士林層、防銹油層、塑料層或防腐橡膠層。防爆膜片采用注塑、熱壓或超聲波焊接密封在電池頂蓋的防爆孔。包含防腐材料層和金屬層的防爆膜片可以直接通過釬焊或回流焊密封在電池頂蓋的防爆孔上，也可以先將金屬層密封焊接在電池頂蓋上然后再在金屬層上噴涂防腐材料層。包含防腐材料層和金屬層的防爆膜片還可以通過內(nèi)螺紋安裝孔、墊圈、設(shè)有外螺紋的內(nèi)套擠壓在防爆孔上。

上述<動力電池防爆裝置>中將包含防腐材料層和金屬層的防爆膜片直接通過釬焊或回流焊密封在電池頂蓋做法不僅防腐材料層影響焊接效果，并且焊接溫度有可能傷及防爆膜片中的橡膠片；包含防腐材料層和金屬層的防爆膜片采用外螺紋內(nèi)套與內(nèi)螺紋安裝孔和墊圈擠壓在防爆孔上的做法其結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明是為了解決上述防爆膜片與防爆孔的結(jié)合結(jié)構(gòu)存在影響焊接效果和結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的技術(shù)問題而公開一種適用于大容量、高功率鋰-二氧化錳電池的防爆裝置。

本發(fā)明為實現(xiàn)上述目的采取以下技術(shù)方案：本防爆裝置包括電池上蓋的彈簧式安全排氣閥，特征是，電池上蓋還設(shè)有一膜式防爆閥，所述膜式防爆閥包括電池上蓋設(shè)置的泄壓孔、泄壓孔周邊設(shè)置的與泄壓孔同心的環(huán)形凹臺，所述環(huán)形凹臺支撐有覆蓋泄壓孔的以聚丙烯薄膜為基材的圓形鋁塑復(fù)合防爆膜，所述圓形鋁塑復(fù)合防爆膜其基材與所對應(yīng)的環(huán)形凹臺粘接結(jié)合，環(huán)形凹臺周邊設(shè)有與電池上蓋焊接接合的、并與圓形鋁塑復(fù)合防爆膜周邊緊密接合的環(huán)形壓片。

本發(fā)明還可以采取以下技術(shù)措施：

所述電池上蓋設(shè)有與其焊接接合的覆蓋環(huán)形壓片以及圓形鋁塑復(fù)合防爆膜的防護罩，所述防護罩的側(cè)壁對稱設(shè)有通孔。

本發(fā)明的有益效果和優(yōu)點在于：本適用于大容量、高功率鋰-二氧化錳電池的防爆裝置包括彈簧式安全排氣閥和膜式防爆閥，為二次防爆裝置，當(dāng)安全排氣閥失靈時，膜式防爆閥將起到代替作用，確保電池安全。經(jīng)破壞性試驗得知，容量達200～400Ah的大容量、高功率鋰-二氧化錳電池在短路時的最大內(nèi)部壓力值為4～4.5Mpa，因此本防爆裝置的彈簧式安全排氣閥和膜式防爆閥的開啟閥值壓力設(shè)計為3～4Mpa。本防爆裝置的防爆膜采用鋁塑復(fù)合膜，其塑性基材一面便于與金屬電池上蓋熱熔粘接密封，環(huán)形壓片以及防護罩與電池上蓋的焊接固定，工藝既簡單也不會傷及鋁塑復(fù)合膜的塑性基材。本發(fā)明具有防爆作用可靠，結(jié)構(gòu)簡單的突出優(yōu)點。

附圖說明

附圖1是實施例結(jié)構(gòu)局部剖面示意圖。

附圖2是圖1A部放大視圖。

圖中標(biāo)記：1殼體，1-1泄壓孔，2正極接線柱，3彈簧式安全排氣閥，4膜式防爆閥，4-1防爆膜，4-2環(huán)形壓片，4-3防護罩，4-3-1通孔，5負極接線柱。

具體實施方式

下面結(jié)合實施例及其附圖進一步說明本發(fā)明。