[實用新型]鋰離子動力電池用安全閥

有效

• 申請號: 201120130664.1
• 申請日: 2011-04-28
• 公開（公告）號: CN202019011U
• 公開（公告）日: 2011-10-26
• 發明（設計）人: 鄭劼;黃輝;周曉政;胡益蘭;孫建平;繆東棟;倪九江
• 申請（專利權）人: 浙江谷神能源科技股份有限公司
• 主分類號: H01M2/12
• 分類號: H01M2/12
• 代理公司: 杭州求是專利事務所有限公司 33200
• 代理人: 杜軍

技術領域

本實用新型屬于機械技術領域，涉及一種鋰離子動力電池用安全閥。

背景技術

近年來，隨著能源危機和全球環境問題的日益嚴重，新能源的開發和應用已經成為全球的熱潮,采用磷酸鐵鋰為正極材料的鋰離子動力電池，被視為電動汽車、混合動力汽車等新能源汽車的最佳能源，發展勢頭迅猛。

隨著鋰離子電池技術的進步及新材料的出現，鋰離子電池在安全性比以往的鋰離子電池提高很多。因此，鋰離子電池越來越往大型化發展。尤其是電動汽車用的鋰離子電池，一般采用大型方形電池。但目前各類鋰離子電池的電解液基本上采用碳酸酯基電解液。而采用碳酸酯基電解液的鋰離子電池在首次充電過程中，同時在電池正常的充放電過程中，由于伴隨著SEI膜的不斷破壞和生產，以上產生氣體的反應在電池中是不可避免的，隨著充放電循環的進行，電池內累積的氣體數量越來越多，造成電池內壓上升，給電池的安全性帶來隱患。

目前，一般鋰離子動力電池會在端蓋上設置安全閥，通常采用沖壓減薄形成帶刻痕的薄金屬片，或采用預制刻痕的金屬薄片焊接于端蓋構成安全閥。當電池內壓超過設定值后，金屬薄片在預制刻痕處破裂，電池內部氣體通過破裂口排放，電池內壓下降，從而防止電池爆炸。而當該種類型的安全閥一旦打開，電池也隨之報廢，無法再使用。

發明內容

本實用新型的目的在于針對現有技術的不足，提供一種鋰離子電池用安全閥，該安全閥能夠重復打開和閉合，精確控制電池內壓，提高電池的安全性，同時防止電池內部電解液的泄露。

本實用新型是在塑料注塑成型的電池蓋板上開設圓柱形的安裝槽，安裝槽的頂部開放、底部開有排氣孔，安裝槽與鋰離子內部通過排氣孔連通。

閥蓋和彈簧設置在安裝槽內，其中閥蓋上開有出氣孔，閥蓋的側壁與安裝槽的上部側壁螺紋連接。

閥芯由上至下依次包括柱體的彈簧定位銷、扁平型的密封片、倒圓臺體的調節銷三部分，密封片部分的下表面面積大于調節銷部分的上表面面積。所述的閥芯一體成型，其材料為丁腈橡膠、丁苯橡膠、氟橡膠、乙丙橡膠或丁基橡膠。

彈簧的上端與閥蓋的底面活動連接，彈簧的下端套在閥芯的彈簧定位銷外，并與密封片活動連接。

排氣孔與安裝槽的底面通過圓錐面過渡，該圓錐面的錐度與閥芯的調節銷部分的外側面的錐度一致。

本實用新型采用注塑成型的方法，直接在塑料蓋板上注出安裝槽，然后在安裝槽內放置閥芯和彈簧，擰緊閥蓋，通過設定彈簧的預變形量，達到控制電池內壓和密封的作用。當電池內壓力大于規定值時，該安全閥打開，排出多余的氣體后，安全閥重新關閉保持電池的密封，可準確控制電池內壓，保持電池安全性；同時安全閥能重復開閉，防止電池內部電解液的泄露，保證電池可靠實用。本實用新型適用于鋰離子動力電池中，尤其適合應用于大容量和高倍率放電的鋰離子動力電池中。

本實用新型具有可恢復功能，可以將電池的內壓控制在設定的范圍內，當電池內壓增高時，可以及時將多余的氣體排出電池外，保證電池的安全性；當電池的內壓恢復到規定的值時，安全閥則又會及時閉合，防止電池漏液，保證電池的正常工作，不會使電池一次性報廢。因此，采用可重復開閉的安全閥，將能大大提高成為鋰離子電池的安全性，防止電池出現鼓殼現象，并能有效延長電池的工作壽命。對于鋰離子動力電池，尤其是作為車用動力電池的磷酸鐵鋰類動力電池，該安全閥能在使用過程中提供良好的安全保護作用。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為圖1中閥芯的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步描述。

如圖1所示，一種鋰離子動力電池用安全閥是在塑料注塑成型的電池蓋板1上開設圓柱形的安裝槽2，安裝槽2的頂部開放、底部開有排氣孔7，安裝槽2與鋰離子內部通過排氣孔7連通。

閥蓋3和彈簧5設置在安裝槽2內，其中閥蓋3上開有出氣孔4，閥蓋3的側壁與安裝槽2的上部側壁螺紋連接。

閥芯6為一體成型結構，其材料采用丁腈橡膠、丁苯橡膠、氟橡膠、乙丙橡膠或丁基橡膠。如圖2，閥芯6由上至下依次包括圓柱體的彈簧定位銷6-1、圓片形的密封片6-2、倒圓臺體的調節銷6-3三部分，密封片6-2的下表面面積大于調節銷6-3的上表面面積。

彈簧5的上端與閥蓋3的底面活動連接，彈簧5的下端套在閥芯6的彈簧定位銷6-1外，并與密封片6-2活動連接，彈簧5的兩端分別抵住閥蓋3的底面和密封片6-2的上表面。

彈簧5采用不銹鋼材料，其預變形量X根據胡克定律計算：