[发明专利]一种动力型锂电池断电防护的稳定响应方法及其盖帽结构

说明书

技术领域

本发明涉及动力型锂电池的断电防护方法及其盖帽结构。

背景技术

动力型锂电池通常是多个单体串并组合进行使用，如此，电池的总能量较大，在充电过程中存在电池单体过充或整个电池组过充的隐患，而当锂电池过充时，电池电压随极化增大而迅速上升，会引起正极活性物质结构的不可逆变化及电解液的分解，产生大量气体，放出大量的热，从而使电池温度和内压急剧增加，存在爆炸、燃烧等隐患。动力型锂电池充放的安全性与电池的正极材料，电解液，防爆组合盖帽结构结构等因素有关；其中，盖帽结构的断电防护响应方法及其结构是影响电池安全性能的至关重要要素。

动力型/功率型锂电池一般是由上盖帽结构、防爆半球面铝膜和下底板组成的组合件。下底板与电池正极耳焊接连接，是正极片与外部连接的过渡，与防爆半球面铝膜点焊连接。防爆半球面铝膜有两大功能：一是当电池内压增大到一定值后，向内凹曲面受力后变成向外凸出，使防爆半球面铝膜与极耳的焊接点拉裂断开，电池与外界形成开路，电池盖帽结构的过充保护功能开始作用；二是电池内压增大超过防爆铝膜刻痕处受力极限时，防爆铝膜破裂，电池开启，电池内压力从破裂处泄出；然而

防爆半球面铝膜焊接点的拉裂断开与焊接点面积大小和半球面开始变形力的大小有关。在动力锂电池设计中，为了降低电池欧姆电阻，确保在大电流下连接件不发热，必须保证盖帽结构上的防爆半球面铝膜与下底板的焊接点有够的面积，这样就不利于过充电时尽早断开起到安全保护作用。

因此，该处焊接点的质量与位置对其断电防护的响应有着至关重要的影响，而材料的组织、装配工艺、激光功率、激光波形等因素都会影响着激光焊接的质量，而且在激光焊接过程当中，每个激光点的激发能量存在一定程度的差异，在激光焊接点数多的情况下更加明显。由此，断电防护的安全性能存在不稳定风险，多点焊接的不稳定风险愈高；该风险因素使得锂电池存在爆炸、燃烧等安全隐患，动力型锂电池的使用安全不能及时的稳定的得到防护。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种动力型锂电池断电防护的稳定响应方法，用于解决动力型锂电池在使用安全上保护动作响应不及时、响应不稳定的问题；还提供盖帽结构，结构合理，易于实现，用于降低制造成本。

根据本发明的一方面，提供了一种动力型锂电池断电防护的稳定响应方法，包括以下步骤：

提供薄铝片材，该薄铝片材为O态铝材；将该薄铝片材进行制得预设厚度尺寸及直径尺寸的圆形的连接片；在该连接片的一板面上形成中心盲孔，于该中心盲孔的周围位置开设有多个泄压孔；在该中心盲孔的底部预制一定形状用于控制该底部破裂拉力以及破裂位置的拉裂引导沟槽；以及在该泄压孔与该盲孔之间预留极耳焊接区域，并在该连接片的另一板面、对应位于该拉裂引导沟槽内的区域设置激光焊接区域；其中，该拉裂引导槽以该底部的中心为中心点呈圆周分布；使用该薄铝片材制备向该激光焊接区域提供引拉动作的防爆片，该防爆片的中心区域下陷形成圆顶形凹面，将该圆顶形凹面的顶端与该激光焊接区域进行激光焊接，构成导电连接以及机械连接；在该防爆片与该连接片之间设有绝缘材料，防爆片与连接片之间的激光焊点的数量为3-8点，以及该极耳焊接区域用于与电池正极极耳通过激光焊接组配；将防爆片与顶盖扣合，经组配后的连接片、防爆片和顶盖组成一个整体，通过压入工艺压入适配尺寸的密封圈的容腔中，构成盖帽整体，其中，防爆片构成该泄压孔的泄压方向的密闭构件。

根据本发明的上述方法，该O态铝材是O态的1系铝合金。

进一步的，其中该拉裂引导沟槽为闭环结构的沟槽，通过机械冲压工艺控制该沟槽的槽深尺寸的一致性。

进一步的，其中该防爆片与该连接片激光焊接的焊点数量为3-8点，焊后的经受拉力大于0.5KG。

进一步的，其中电池正极极耳激光焊接于该极耳焊接区域的焊点数量为3-8点，焊后的经受拉力大于0.5KG。

通过上述方法，克服了现有技术中保护方法所形成的盖帽的断电保护动作响应不及时、响应不稳定的缺点，从而实现动力型锂电池在断电保护上得到可靠保证。该稳定响应方法容易实现工业上的大批量生产，并降低了制造成本。

此外，本发明进一步提供了一种盖帽结，包括

连接片，连接片具有中心盲孔、设于中心盲孔周围位置的多个泄压孔，该中心盲孔的底部设有用于控制该底部破裂拉力以及破裂位置的拉裂引导沟槽，该拉裂引导槽以该底部的中心为中心点呈圆周分布；

防爆片，包括中心部分下陷形成圆顶形凹面的穹状部分、该穹状部分的顶端对应于该拉裂引导沟槽内的区域导电连接，防爆片具有防爆片压痕面以及供顶盖装配的滚槽部分；