[发明专利]锂离子电池隔离注液恒压两功能阀

说明书

技术领域

本发明涉及一种锂离子电池制造与结构，特别是锂离子电池隔离注液恒压两功能阀。

技术背景

锂离子电池已经广泛用于数码电子产品，电动工具、电动助力车，电动汽车，光伏发电和风力发电峰谷电的储能，近些年随着锂离子电池的使用越来越广泛，锂离子电池存在的一些缺陷开始暴露出来，有的漏液，有的起火，有的还发生爆炸，产生这些问题的原因有多方面，其中最主要原因之一是源于这类电池属于液体电池，电池内有电解液物质，这些液体物质受过热后汽化膨胀，膨胀至一定内压时就有可能将电池壳的焊接接缝处胀裂，胀裂的裂缝发生泄漏，这些泄漏的电解液及其容易被引燃，现有电池压力控制也存在一定问题，大多数采用了爆破片结构，这些爆破片需要到达电池壳内压力高至爆破片的临界点才会爆破，当密封焊缝的压力强度临界点低于爆破片的临界点时，就容易被内压胀裂。改进这种结构，是锂离子电池十分重要的安全技术措施。

研究证实，锂离子电池产气问题与制造工艺有十分的密切关系，现有锂离子电池采用了开放式注液，在干燥房内电池注液口处于开放状态，环境中的空气与电解液直接接触，在化成工艺中仍然处于电解液注液口开放状态，电解液长时间与环境空气接触，环境中的水汽直接渗入电解液中，研究还证实，电解液中水分越多电池产气越严重，改进这种开放式注液、化成工艺，对提高锂离子电池安全有着十分重要的意义。专利公报公开申请人提出的ZL201120404132.2采用穿刺注液阀的锂电池技术方案，虽然所采用了穿刺注液阀技术方案，可以起到隔离注液工艺环节水分渗入的目的，但是，该专利未考虑到注液后锂离子电池产气引起内压升高存在焊缝结构安全问题，其局限性制约该技术的应用。

发明内容

实现发明的技术方案

锂离子电池隔离注液恒压阀两功能阀，由阀体、密封圈、密封压板、组合碟型弹簧、压弹簧垫圈、压盖、密封垫、螺纹压座组成，阀体安装于电池壳顶端，含电解液电芯置电池壳内，电池壳与电芯、阀体安装完毕之后形成密封容器结构，与环境处于隔离状态，具体结构是，阀体腔内设有密封圈槽位，密封圈槽位安装密封圈，密封圈上方安装密封压板、密封压板的上方安装波型弹簧，波型弹簧的上方安装压弹簧垫圈，压弹簧垫圈由压盖与阀体锁紧固定，阀体安装密封圈的下方设有密封垫位，密封垫位安装密封垫，密封垫由阀体的密封垫挡凸沿限位，密封垫由螺纹压座与阀体下方的内螺纹锁紧密封。

锂离子电池隔离注液恒压两功能阀配置的锂离子电池注液化成步骤是：

第一步：阀体与电池壳密封装配；

第二步：装配密封垫；

第三步：装配螺纹压座；

第四步：装配注液针；

第五步：注液；

第六步：撤出注液针；

第七步：装配密封圈；

第八步：装配密封压板；

第九步：装配波型弹簧；

第十步：装配压弹簧垫圈；

第十一步：装配压盖；

注液时，注液针穿刺密封垫注液，密封垫与注液针的径向外壁仍然保持密封，注液结束后拔出注液针，密封垫材质的弹性膨胀作用，针孔已被材料膨胀作用关闭，在常压下能维持与环境空气隔离。

当电池壳内的电芯产气形成压力时，内压首先从密封垫已经形成的针孔压出，从针孔压出气体继续增高时，压在密封圈的密封压板受压强作用推动压在密封压板的波型弹簧，波型弹簧受压强作用被压缩，波型弹簧被压缩，压在密封圈的密封压板与密封圈之间的密封产生泄漏，泄漏的气体从压盖的排气孔排出，电池壳内的电芯产气排出后，电池壳内压力消失，波型弹簧受电池内增高的压强作用消失，即复位处于密封状态。

电池壳的电芯再次产气形成内压增高时，压在密封圈的密封压板受压强作用推动压在密封压板的波型弹簧，波型弹簧受压强作用被压缩，波型弹簧被压缩，压在密封圈的密封压板与密封圈之间的密封产生泄漏，泄漏的气体从压盖的排气孔排出，电池壳内的电芯产气排出后，电池壳内压力消失，波型弹簧受电池内增高的压强作用消失，即复位处于密封状态，电池壳的内压始终保持恒压状态。

本发明的积极意义

锂离子电池隔离注液恒压两功能阀对于锂离子电池注液工艺减少水分渗入能起到显著改善，降低水分进入锂离子电池电芯内，可以降低锂离子电池化学过程的副反应，对于提高电池性能的稳定有显著意义，同时通过恒压阀功能可以避免电池内压力超过密封焊缝的临界密封压力，这样可以有效避免电池密封结构因产气过多引起内压增高受破坏造成漏液的危险。

附图说明