一种设有螺旋式线状防爆阀的钢壳锂电池及其制造方法

技术领域

本发明涉及钢壳锂电池技术领域，特别涉及一种设有螺旋式线状防爆阀的钢壳锂电池及其制造方法。

背景技术

现有技术中，为防止钢壳锂电池爆炸，通常在电池壳上方或者下方设置有防爆阀，所述防爆阀也可以称作安全阀；所述防爆阀所能承受的压力值小于钢壳锂电池其他部位所能承受的压力值，当钢壳锂电池内部压力发生异常时，导致内部压力异常升高到一定程度时，所述防爆阀将会被内部压力压迫而导致防爆阀遭到破坏，从而可以使得钢壳锂电池的内部压力得到及时的泄压，防止钢壳锂电池内部压力过高而发生爆炸。

现有技术中，所述防爆阀的形状为O形、C形、十字形或者单独为一个装置，当钢壳锂电池受到挤压、内部或者外部短路，导致的高温膨胀，由于钢壳锂电池只有单一的部位设置有防爆阀，在内部电芯的不规则的膨胀或者移动过程中，所述内部电芯有可能将防爆阀堵死，常常会发生防爆阀失效的爆炸出现。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的上述缺陷，提供一种设有螺旋式线状防爆阀的钢壳锂电池及其制造方法；相当于在钢壳锂电池全身不同的位置和不同的角度都设有若干个小型防爆阀，提高了钢壳锂电池的安全性和防爆效果，能够有效避免因电池爆炸引起的更大的安全问题。

为实现上述目的，本发明提供了一种设有螺旋式线状防爆阀的钢壳锂电池，包括壳体，所述壳体内部形成密封空间，并装设有电芯，所述壳体包括正极壳体和负极壳体，所述正极壳体和负极壳体之间装设有绝缘胶层，所述正极壳体和负极壳体通过绝缘胶层进行绝缘和密封；所述电芯通过正极极耳与正极壳体连接，通过负极极耳与负极壳体连接；所述正极壳体或者负极壳体上设有线状防爆阀，所述线状防爆阀围绕在正极壳体或者负极壳体上并且呈螺旋式。

作为本发明的另一种改进，所述正极壳体或者负极壳体中部的内壁或者外壁上刻印有螺旋式的线状防爆阀，所述线状防爆阀环绕正极壳体或者负极壳体的中轴线呈螺旋状延伸、并且自该正极壳体或者负极壳体的一端连续延伸至另一端；可以用于防止钢壳锂电池侧面内部压力过高的情况。

作为本发明的另一种改进，所述正极壳体或者负极壳体底部或者顶部的内侧或者外侧上刻印有螺旋式的线状防爆阀，所述线状防爆阀从正极壳体或者负极壳体底部或者顶部的中心呈螺旋状向外延伸至边缘，可以防止钢壳锂电池顶部或者底部内部压力过高的情况，做到全方位不留死角的预防和保护。

作为本发明的另一种改进，所述正极壳体或者负极壳体呈圆柱形，所述钢壳锂电池也呈圆柱形，为圆柱形电池；所述正极壳体或者负极壳体还可以为长方体，所述钢壳锂电池为方形电池。

作为本发明的另一种改进，所述线状防爆阀为连续式的凹槽或者凸槽；点状、断线式的凹槽或者凸槽；所述连续式的凹槽或者凸槽有助于全方位的预防钢壳锂电池内部的压力过高，但成本较高；所述点状、断线式的凹槽或者凸槽可以在重点部位进行预防钢壳锂电池内部的压力过高，成本较低，并且使得钢壳锂电池强度更好。

作为本发明的另一种改进，所述线状防爆阀具有至少两个深度不同的线段，设置有多个阈值，可以进行多次保护，进一步加强钢壳锂电池的安全性。

作为本发明的另一种改进，所述线状防爆阀设置有至少两条；至少其中两条所述线状防爆阀具有不同的深度；或者至少其中两条所述线状防爆阀具有不同的深度相互交叉布置。

作为本发明的另一种改进，所述线状防爆阀通过用激光或电火花或模具冲压在正极壳体或者负极壳体中部的内壁或者外壁上刻印有螺旋式的线状防爆阀；

和/或通过用激光或电火花或模具冲压在正极壳体或者负极壳体底部或者顶部的内侧或者外侧上刻印有螺旋式的线状防爆阀。

作为本发明的另一种改进，所述壳体为钢材料构件制成、铝材料构件制成或者铜材料构件制成，还可以采用其他材料构件进行制作。

本发明还提供了一种如上述所述的一种设有螺旋式线状防爆阀的钢壳锂电池的制造方法，包括：

步骤S1，制造出圆柱形的正极壳体，所述正极壳体包括正极底部盖帽，

通过用激光或电火花或模具冲压在正极壳体中部的内壁或者外壁上刻印有螺旋式的线状防爆阀；

和/或通过用激光或电火花或模具冲压在正极底部盖帽的内侧或者外侧上刻印有螺旋式的线状防爆阀；

步骤S2，制造出负极壳体和正极顶部盖帽，所述负极壳体和正极顶部盖帽之间装设有用于负极壳体和正极顶部盖帽之间隔离和绝缘的绝缘胶层3，所述负极壳体、正极顶部盖帽和绝缘胶层3粘结为一体；

步骤S3，在正极壳体内部装设电芯，所述电芯通过正极极耳与正极壳体连接，通过负极极耳与负极壳体连接；

步骤S4，在正极壳体内部装设电解液；并将正极顶部盖帽和正极壳体通过焊接固定连接成一体，形成钢壳锂电池。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：

1、本发明在钢壳锂电池的正极壳体或者负极壳体上设有线状防爆阀，并且所述线状防爆阀围绕在正极壳体或者负极壳体上呈螺旋式形状，相当于在钢壳锂电池全身不同的位置和不同的角度都设有若干个现有技术中的小型防爆阀，提高了钢壳锂电池的安全性和防爆效果，能够有效避免因电池爆炸引起的更大的安全问题。

2、本发明所述线状防爆阀一般采用连续式的凹槽或者凸槽；采用上述连续式和螺旋式的防爆阀，可以预防到钢壳锂电池的全身，撕裂卸载内部压力可以有效提高防爆效果，但是也会存在成本较高和防爆阀覆盖面积过大的问题，增加了生产成本，并且削弱了钢壳锂电池的自身强度，作为上述方式的一种改进，所述线状防爆阀可以采用点状、断线式的凹槽或者凸槽，在较容易发生压力过高和膨胀的部位进行密集的、重点的设置凹槽或者凸槽，在降低成本的同时，也有助于钢壳锂电池自身强度的加强，做到重点防控和全方位防控的结合。

3、本发明所述线状防爆阀可以设置在正极壳体或者负极壳体中部的内壁或者外壁上，可以防止钢壳锂电池侧面内部压力过高的情况；或者所述线状防爆阀设置在正极壳体或者负极壳体底部或者顶部的内侧或者外侧上，可以防止钢壳锂电池顶部或者底部内部压力过高的情况，做到全方位不留死角的预防和保护。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明提供的一种设有螺旋式线状防爆阀的钢壳锂电池整体结构示意图；

图2是本发明提供的一种设有螺旋式线状防爆阀的钢壳锂电池在正极壳体上分割的示意图；

图3是本发明提供的一种设有螺旋式线状防爆阀的钢壳锂电池分解示意图；

图4是本发明提供的一种设有螺旋式线状防爆阀的钢壳锂电池的底部正视图。

在图中包括有：

1-壳体、11-正极壳体、12-负极壳体、3-绝缘胶层、4-线状防爆阀。

具体实施方式

下面将结合本发明本实施方式中的附图，对本发明本实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的本实施方式是本发明的一种实施方式，而不是全部的本实施方式。基于本发明中的本实施方式，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他本实施方式，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参考图1至图4，本发明实施例一提供了一种设有螺旋式线状防爆阀的钢壳锂电池。

如图2所示，所述钢壳锂电池包括壳体1，所述壳体1内部形成密封空间，并装设有电芯；具体的，所述电芯并没有在附图中进行表示；进一步的，所述壳体1不仅仅只包括由钢材料构件制成；还可以包括由铝材料构件制成或者铜材料构件制成；在本实施例一中并不对壳体1的材质进行限定，还可以采用其他的材料构件。

如图3所示，在本实施例中，所述壳体1包括正极壳体11和负极壳体12，所述正极壳体11和负极壳体12之间装设有绝缘胶层3，所述正极壳体11和负极壳体12通过绝缘胶层3进行绝缘和密封；正是存在绝缘胶层3可以使得正极壳体11和负极壳体12之间不进行接触，具有隔绝和绝缘的作用，也可以使得正极壳体11和负极壳体12组成密闭的空间，内部装设有电芯，起到密封的作用。

具体的，所述电芯通过正极极耳与正极壳体11连接，通过负极极耳与负极壳体12连接；具体采用焊接连接。

如图1所示，所述正极壳体11中部的外壁上设有线状防爆阀4，所述线状防爆阀4围绕在正极壳体11上并且呈螺旋式形状，相当于在钢壳锂电池全身不同的位置和不同的角度都设有若干个现有技术中的小型防爆阀，提高了钢壳锂电池的安全性和防爆效果，能够有效避免因电池爆炸引起的更大的安全问题。

不仅如此，如图2和3所示，所述正极壳体11中部的内壁上刻印有螺旋式的线状防爆阀4，所述线状防爆阀4环绕正极壳体11的中轴线呈螺旋状延伸、并且自该正极壳体11的一端连续延伸至另一端；可以用于防止钢壳锂电池侧面内部压力过高的情况；同理，将上述的正极壳体11替换成负极壳体12原理是一样的，这里就不进行赘述了，可以根据实际生产情况做出适应性的改变。

进一步的，如图4所示，所述正极壳体11底部内侧上刻印有螺旋式的线状防爆阀4，所述线状防爆阀4从正极壳体11底部的中心呈螺旋状向外延伸至边缘；同理，所述负极壳体12底部或者顶部的内侧或者外侧上刻印有螺旋式的线状防爆阀4，所述线状防爆阀4从负极壳体12底部或者顶部的中心呈螺旋状向外延伸至边缘，可以防止钢壳锂电池顶部或者底部内部压力过高的情况，做到全方位不留死角的预防和保护。

如图1至3所示，所述正极壳体11呈圆柱形，所述钢壳锂电池也呈圆柱形，为圆柱形电池；所述正极壳体11还可以做成长方体，做成方壳锂电池；还可以根据实际生产应用的情况，将所述钢壳锂电池制作成其他形状的电池。

如图1至4所示，所述线状防爆阀4一般采用连续式的凹槽或者凸槽；采用上述连续式和螺旋式的防爆阀4，可以预防到钢壳锂电池的全身，撕裂卸载内部压力可以有效提高防爆效果，但是也会存在成本较高和防爆阀覆盖面积过大的问题，增加了生产成本，并且削弱了钢壳锂电池的自身强度，作为上述方式的一种改进，所述线状防爆阀4可以采用点状、断线式的凹槽或者凸槽，在较容易发生压力过高和膨胀的部位进行密集的、重点的设置凹槽或者凸槽，在降低成本的同时，也有助于钢壳锂电池自身强度的加强，做到重点防控和全方位防控的结合。

如图1至4所示，所述线状防爆阀4为一条连续的螺旋式线状防爆阀 4，所述线状防爆阀4可以仅仅只有一个统一的深度，这样就可以控制仅仅一个压力阈值，还可以具有多个不同深度的线段，这样就可以控制不同的压力阈值，可以在容易膨胀的部位设置较小的阈值，在不容易膨胀的部位设置较大的阈值，这样还可以一定程度上提高钢壳锂电池的自身强度。

此外，所述线状防爆阀4设置有两条(或更多条)；并且这两条所述线状防爆阀4具有不同的深度；如上述所述分别控制两个不同的阈值；在正常的膨胀情况下，当钢壳锂电池内部的压力持续升高时，深度较大的线状防爆阀4先裂开；如果因故障而导致较深的线状防爆阀4在内部气压达到阈值，却无法爆裂时，那么钢壳锂电池内部的压力将继续升高，到达第二阈值(或者第三阈值)时，深度较小的线状防爆阀4会继续裂开；如此，钢壳锂电池具有至少两个不同的爆裂阈值，多重保障，提升钢壳锂电池的安全性能。

进一步的，所述线状防爆阀4设置有两条(或更多条)；并且这两条所述线状防爆阀4具有不同的深度；同时两条所述线状防爆阀4平行布置；这样可以进一步覆盖保护的范围，但是成本也较高；作为进一步改进，两条所述线状防爆阀4也可以交叉布置，也具有增大保护范围的作用，相交处节点的强度更低，控制的阈值更低，更加容易破裂，如此更进一步地提升钢壳锂电池的防爆能力，进一步提升安全性能。

所述线状防爆阀4通过用激光或电火花或模具冲压在正极壳体11或者负极壳体12中部的内壁或者外壁上刻印有螺旋式的线状防爆阀4；

和/或通过用激光或电火花或模具冲压在正极壳体11或者负极壳体12 底部或者顶部的内侧或者外侧上刻印有螺旋式的线状防爆阀4。

实施例二

请参考图1至图4，本发明实施例二提供了一种如上述所述的一种设有螺旋式线状防爆阀的钢壳锂电池的制造方法。

所述方法包括以下步骤：

步骤S1，制造出圆柱形的正极壳体11，所述正极壳体11包括正极底部盖帽，这样所述正极壳体11围成一个上端开口下端封闭的开口容器，有利于盛放物品，具体的，可以装设电芯和电解液；所述正极壳体11可以通过冲压成型。

进一步，制造出线状防爆阀4；所述线状防爆阀4的深度可以根据实际生产通过计算得出，并且所述线状防爆阀4的深度可以具有多个；通过用激光或电火花或模具冲压在正极壳体11中部的内壁或者外壁上刻印有螺旋式的线状防爆阀4；

和/或通过用激光或电火花或模具冲压在正极底部盖帽的内侧或者外侧上刻印有螺旋式的线状防爆阀4；

更进一步的，还可以采用其他方式或者方法对线状防爆阀4进行加工，并不限于上述加工方式和加工方法。

步骤S2，制造出负极壳体12和正极顶部盖帽，所述负极壳体12和正极顶部盖帽之间装设有用于负极壳体12和正极顶部盖帽之间隔离和绝缘的绝缘胶层3，所述负极壳体12、正极顶部盖帽和绝缘胶层3粘结为一体；作为正极壳体11的顶部密封部件。

步骤S3，在正极壳体11内部装设电芯，所述电芯通过正极极耳与正极壳体11连接，通过负极极耳与负极壳体12连接；具体可以采用焊接的方式进行连接。

步骤S4，在正极壳体11内部装设电解液；并将正极顶部盖帽和正极壳体11通过焊接固定连接成一体，形成钢壳锂电池。

上述只是通过正极壳体11作为对象，进行叙述和举例，进一步的，将正极壳体11直接变换成负极壳体12也是可以的，这里就不进行赘述了。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。