[發明專利]一種內置保護裝置式鋰電池

有效

• 申請號: 201310492839.7
• 申請日: 2013-10-18
• 公開（公告）號: CN103633282A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 曹浪;袁中直;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: H01M2/34
• 分類號: H01M2/34
• 代理公司: 廣州市華學知識產權代理有限公司 44245
• 代理人: 蔣劍明

技術領域

本發明涉及鋰電池技術領域，特別涉及一種在短路情況下，可通過內置保護裝置實現自我保護的鋰電池。

背景技術

最近幾年，隨著安全事故的頻繁發生，政府部門不斷加大對安全生產的監督力度。在電池制造領域，尤其針對應用在安全隱患相對較大領域的電池，如應用在燃氣、煤礦等生產設備上的電池，國家政策強制要求電池質量必須達到相應的防爆認證標準。

目前，本領域技術人員常采用外置的保護裝置對電池進行防爆處理。例如，在電池外設置有保險絲，保險絲連接于電極端與極組間，當電池在使用過程中，若出現正、負極短路的現象，流過保險絲的瞬間電流突然增大，使保險絲立即熔斷，從而有效阻止爆炸、漏液、火災等險情的產生。

再例如，在電池外殼上設置泄壓閥，專利號為ZL20092020173.3的中國專利披露了一種鋰離子電池用泄壓閥，該專利文件自稱通過調節閥蓋卡槽和閥體卡槽的軸向相對位置可改變彈簧的形變量，設定和控制閥芯開啟和關閉的動作壓力，當電池內部氣壓達到動作壓力時，閥芯自動打開，緩解氣壓，避免鋰離子電池的殼體爆裂。

但是，上述幾種外置保險裝置的技術方案均存在不足。首先，在某些特殊應用環境或者測試場合，不允許電池外接保護裝置，也不允許電池發生泄漏，這將限制了外置保護裝置鋰電池的應用范圍；其次，在未組裝外部保險裝置前，單體電芯存儲、使用的安全性得不到保證；再者，將保險裝置外置容易使裸露的保護裝置在搬運或存儲的過程中受損，從而喪失保護功能。

專利號為ZL200420073120.6的中國專利披露了一種內置保險裝置式的電池，該專利中保險絲豎直設置在電池頂蓋與極組之間，保險裝置呈弧形以豎直方向安裝，電池在經受短路時，保險絲熔斷切斷電路保護以電池不出現安全問題。

但是，上述專利披露的內置保險裝置，在電池經受高強度的震動或機械沖擊時，由于極組在電池中未能固定，保險絲會受到極組的作用而受力，從而降低保險絲連接的可靠性。

發明內容

本發明的目的是克服現有技術中的不足之處，提供一種結構簡單的內置保護裝置式鋰電池，提高鋰電池的在短路異常情況發生時的保護能力，以及提高鋰電池在高機械沖擊環境中的抗振能力。

本發明的目的是通過以下技術方案來實現的：

一種內置保護裝置式鋰電池，包括電池蓋板、電池殼體以及位于電池殼體內部的卷芯，所述卷芯由負極片、隔膜以及正極片疊放卷繞而成，所述電池蓋板至卷芯之間還依次緊貼設置有固定環、絕緣蓋片以及絕緣墊片，所述絕緣墊片緊壓卷芯，所述固定環焊接于電池殼體內壁上；

所述鋰電池還包括第一負極集流體、第二負極集流體以及連接于第一負極集流體、第二負極集流體之間的保險絲，所述第一負極集流體一端位于絕緣墊片上，另一端延伸至電池殼體開口處并被電池蓋板緊壓至電池殼體內壁上，所述第二負極集流體一端位于絕緣墊片上，另一端向電池殼體底部延伸并與負極片焊接。

上述方案的創新點主要包括三個：

首先，發明人將保護裝置內置，避免外置帶來的應用范圍受限、單體電芯存儲、使用的安全性得不到保證以及保護裝置在搬運或存儲的過程中受損的不足；

其次，發明人通過增設固定環、絕緣蓋片、絕緣墊片，以及將絕緣墊片緊壓卷芯，將固定環焊接于電池殼體內壁上，限制卷芯在垂直方向的位移，從而提高電池的抗振能力；

再者，發明人通過簡單的結構設計（設置第一負極集流體、第二負極集流體以及連接于第一負極集流體、第二負極集流體之間的保險絲，以及將第一負極集流體的一端延伸至電池殼體開口處并被電池蓋板緊壓至電池殼體內壁上、將第二負極集流體的一端向電池殼體延伸并與負極片焊接）實現對鋰電池在短路異常情況發生時的保護。

作為改進技術方案，為了使第一負極集流體、第二負極集流體易于固定，所述第一負極集流體折彎成L狀，立于絕緣墊片的上表面，所述第二負極集流體折彎卡扣在絕緣墊片邊緣，所述第一負極集流體、第二負極集流體以及保險絲均被絕緣蓋片緊壓固定于絕緣墊片上。

為了提高固定環的固定效果，進一步提升電池的抗振能力，作為進一步改進技術方案，所述固定環包括一中間設有通孔的金屬片，以及連接于金屬片周圍的若干個引腳，所述引腳均勻設置在金屬片周圍，并依次被焊接于電池殼體內壁上。

作為優選連接方式，所述保險絲分別與第一負極集流體、第二負極集流體焊接。

作為優選材質，所述第一負極集流體和第二負極集流體為純鎳帶或不銹鋼帶。