[實用新型]鋰離子電池緩釋壓力安全閥

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201420216612.X
• 申請日: 2014-04-30
• 公開（公告）號: CN203910891U
• 公開（公告）日: 2014-10-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 鄧昌滬
• 申請（專利權(quán)）人: 鄧昌滬
• 主分類號: H01M2/12
• 分類號: H01M2/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及鋰離子電池制造領(lǐng)域，特別是鋰離子電池緩釋壓力安全閥。?

背景技術(shù)

動力型鋰離子電池具有工作電壓高、能量密度大、自放電小等優(yōu)良特性，是我國新能源的重點發(fā)展項目，隨著我國的環(huán)境保護(hù)政不斷加強(qiáng)，電動汽車正在加速推廣應(yīng)用。動力型鋰電池單體不斷在增大大、能量密度不斷在增高、電動汽車用鋰離子電池使用環(huán)境惡劣，鋰離子電池意外產(chǎn)氣引起爆炸的可能性及爆炸造成的危害程度也在增大。鋰離子電池的爆炸多數(shù)是由電池內(nèi)部產(chǎn)氣引起，當(dāng)電池內(nèi)置安全保護(hù)電路失效，過熱、穿刺、擠壓和撞擊等情況發(fā)生時，電池內(nèi)部會因高溫產(chǎn)生出大量氣體，而鋰離子電池必須是密封結(jié)構(gòu)，氣體無法及時排出電池之外，導(dǎo)致電池內(nèi)部壓力迅速增高，直至引發(fā)爆炸，因此需要在鋰離子電池中設(shè)置排氣防爆裝置來減少電池的爆炸事故發(fā)生。?

大多數(shù)動力鋰離子電池都設(shè)有安全閥，但是現(xiàn)有的安全閥都存在一定的缺陷，有的安全閥中的安全閥膜為聚偏氟乙烯(PVDF)材質(zhì)膜，PVDF材質(zhì)膜比較軟，為了氣密性需要通過壓緊密封，螺紋鎖緊時往往造成閥膜起皺，引起電池密封失效，導(dǎo)致漏液現(xiàn)象發(fā)生，有的安全閥使用的銅膜，銅材質(zhì)延伸率大、耐壓高，易導(dǎo)致過高壓無法爆裂的情況，從而導(dǎo)致電池爆炸。?

傳統(tǒng)的安全閥爆破片在鋰離子電池中應(yīng)用有一定的局限性，傳統(tǒng)爆破片結(jié)構(gòu)形式較多，它是一種靠壓差驅(qū)動的緊急泄壓裝置，主要結(jié)構(gòu)形式有正拱形和反拱形，正拱形爆破片，爆破片凹面接觸介質(zhì)，凸面處于泄放側(cè)。一般情況下，爆破片在工作壓力下不會產(chǎn)生顯著的塑性變形。隨著所受壓力及受壓力施壓次數(shù)的增加，在足夠大的交變應(yīng)力下，將產(chǎn)生蠕變，使拱高變形，爆破片在壓力作用下由于受壓次數(shù)的增加，使爆破片材料疲勞、蠕變。拱高變形量在受壓過程中的初期增長較快，而后為緩步增長。這是正拱爆破片的時效效應(yīng)，這種時效效應(yīng)給安全起效釋放壓力帶來一定的不確定性。?

而反拱形爆破片則基本無時效效應(yīng)。這是因為正拱形爆破片使用時，凹面朝向受壓側(cè)，超壓時爆破片受拉伸破壞，其爆破壓力由材料的抗拉強(qiáng)度所決定；反拱形爆破片使用時凸面朝向受壓側(cè)，超壓時爆破片發(fā)生壓縮失穩(wěn)，需要到達(dá)壓力臨界時翻轉(zhuǎn)反拱形為正拱形，翻轉(zhuǎn)后沿變形區(qū)域撕裂，反拱帶刀爆破片則由安?裝在爆破片凹面的刀刃割裂，其臨界翻轉(zhuǎn)反拱形為正拱形的壓力閾值，主要與安全閥爆破片材料的彈性模量比有關(guān)。反拱帶刀爆破片的安全可靠性仍存在一定的不確定，安裝在爆破片凹面的刀刃割裂能否起效，還會因為刀刃與爆破片的相對硬度即刀刃的鋒利程度有關(guān)，通常大多數(shù)爆破片的材質(zhì)采用了，不銹鋼、碳鋼、銅、鎳、鈦、蒙乃爾合金等，這些材質(zhì)都具有較高的硬度，必須保證刀刃的鋒利足于割破才能起效，反拱帶刀爆破片其刀刃處于爆破片中央，一旦刀刃不足于割破爆破片，爆破片受到壓力塑性變形，即沿著刀刃兩側(cè)變形，出現(xiàn)此種狀況屬于爆破壓力閾值失效，這種失效將引發(fā)嚴(yán)重后果。?

平板型爆破片的爆破閾值是取決于緊固邊界與變形區(qū)域相鄰區(qū)，在緊固失效或緊固滑移時，爆破片的受力區(qū)域?qū)l(fā)生改變，通常爆破片安裝緊固措施都是螺紋結(jié)構(gòu)，這種結(jié)構(gòu)存在人為操作誤差，這是平板型爆破片的可靠性差的一個主要原因。公開專利CN202712304U方形動力鋰電池安全閥，采用了銅箔閥膜焊接閥座，銅材質(zhì)延伸率大，隨著多次電池內(nèi)壓增高引起塑性變形，導(dǎo)致爆破閾值不確定，安全性差。CN20240535U鋰離子電池安全閥膜，采用圓刻痕技術(shù)，爆破閾值取決于刻痕深淺，CN102306723A鋰離子動力電池安全閥，防爆基片采用預(yù)切爆破槽，其爆破閾值同樣取決于預(yù)切爆破槽深淺，這兩種爆破槽結(jié)構(gòu)會因為切槽刀具刃口差異改變安全爆破閾值。?

現(xiàn)有鋰離子電池安全閥存在更為嚴(yán)重缺陷是，爆破片瞬間爆破時，形成一個全開通孔，鋰離子電池內(nèi)部正負(fù)極材料隨著瞬間泄放壓力噴發(fā)而出，這些含有鋰離子電池電解液物質(zhì)迅速在空氣中劇烈氧化引發(fā)劇烈燃燒，造成次生災(zāi)害。?

實用新型內(nèi)容

本實用新型的目的是要克服現(xiàn)有技術(shù)缺陷，提出一種鋰離子電池緩釋壓力安全閥。?