專利名稱：鋰離子電池用注液和安全兩用閥的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，涉及鋰離子電池用注液和安全兩用閥。
背景技術(shù)：
近年來(lái)，隨著能源危機(jī)和全球環(huán)境問(wèn)題的日益嚴(yán)重，新能源的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用已經(jīng)成為全球的熱潮，采用磷酸鐵鋰為正極材料的鋰離子動(dòng)力電池，被視為電動(dòng)汽車、混合動(dòng)力汽車等新能源汽車的最佳能源，發(fā)展勢(shì)頭迅猛。隨著鋰離子電池技術(shù)的進(jìn)步及新材料的出現(xiàn)，鋰離子電池在安全性比以往的鋰離子電池提高很多。因此，鋰離子電池越來(lái)越往大型化發(fā)展。尤其是電動(dòng)汽車用的鋰離子電池，一般采用大型方形電池。但目前各類鋰離子電池的電解液基本上采用碳酸酯基電解液。 而采用碳酸酯基電解液的鋰離子電池在首次充電過(guò)程中，同時(shí)在電池正常的充放電過(guò)程中，由于伴隨著SEI膜的不斷破壞和生產(chǎn)，以上產(chǎn)生氣體的反應(yīng)在電池中是不可避免的，隨著充放電循環(huán)的進(jìn)行，電池內(nèi)累積的氣體數(shù)量越來(lái)越多，造成電池內(nèi)壓上升，給電池的安全性帶來(lái)隱患。目前，一般鋰離子動(dòng)力電池會(huì)在金屬端蓋上分別設(shè)置有注液孔和安全閥，其中安全閥通常采用沖壓減薄形成帶刻痕的薄金屬片，或采用預(yù)制刻痕的金屬薄片焊接于端蓋構(gòu)成安全閥。當(dāng)電池內(nèi)壓超過(guò)設(shè)定值后，金屬薄片在預(yù)制刻痕處破裂，電池內(nèi)部氣體通過(guò)破裂口排放，電池內(nèi)壓下降，從而防止電池爆炸。而當(dāng)該種類型的安全閥一旦打開(kāi)，電池也隨之報(bào)廢，無(wú)法再使用。鋰離子動(dòng)力電池在注液完成后，采用鋼珠等將注液孔封閉，避免發(fā)生漏液，而這種注液孔無(wú)法實(shí)現(xiàn)二次加液。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種鋰離子電池用注液和安全兩用閥，該兩用閥即可作為加液使用，也可作為安全閥，并且這種安全閥能夠重復(fù)打開(kāi)和閉合，提高電池的安全性。本實(shí)用新型包括閥體和閥芯，頂蓋與閥體的頂端螺紋連接；所述的閥體為圓柱筒形，整體截面為U形，包括圓筒部分和底蓋部分；圓筒部分的內(nèi)壁攻有螺紋，底蓋部分的中心沿軸向開(kāi)有注液孔，注液孔的上部為倒圓臺(tái)形、下部為圓柱形；壓蓋設(shè)置在閥體的圓筒部分內(nèi)，并與閥體螺紋連接；壓蓋沿軸向開(kāi)有一級(jí)排氣孔， 底面開(kāi)有凹槽，凹槽的表面為球面；所述的頂蓋沿軸向開(kāi)有二級(jí)排氣孔，頂蓋與壓蓋之間設(shè)置有圓柱形的電解液吸收墊，電解液吸收墊材料為透氣且能夠吸收液體的材料，如樹(shù)脂纖維、聚丙烯纖維、聚乙烯纖維、棉纖維。所述的閥芯為橡膠球，設(shè)置在壓蓋的凹槽與注液孔的圓錐面之間，且閥芯的直徑大于注液孔的圓錐面的最小直徑。[0011]該鋰離子電池用注液和安全兩用閥固定連接在鋰離子動(dòng)力電池的金屬端蓋上，通過(guò)注液孔注液，當(dāng)注液完成后放入閥芯橡膠球，再將壓蓋旋入，調(diào)整好橡膠球的預(yù)變形量， 再放入電解液吸收墊、旋上頂蓋，將電池密封。當(dāng)電池內(nèi)壓力大于規(guī)定值時(shí)，氣體將橡膠球上頂，橡膠球發(fā)生變形。此時(shí)，注液孔成為出氣孔，及時(shí)將多余的氣體通過(guò)一、二級(jí)排氣孔排出，同時(shí)排出的電解液由電解液吸收墊吸收，保證電池的安全性。而電池內(nèi)壓力低于設(shè)定壓力時(shí)，由于已變形的橡膠球恢復(fù)到原變形量，將注液孔密封，防止電池內(nèi)部電解液的泄露。 需要二次加液時(shí)，依次取下頂蓋、電解液吸收墊、壓蓋和橡膠球，通過(guò)注液孔注液。本實(shí)用新型的注液和安全兩用閥具有可恢復(fù)功能，可以將電池的內(nèi)壓控制在設(shè)定的范圍內(nèi)，當(dāng)電池內(nèi)壓增高時(shí)，可以及時(shí)將多余的氣體排出電池外，保證電池的安全性；當(dāng)電池的內(nèi)壓恢復(fù)到規(guī)定的值時(shí)，安全閥則又會(huì)及時(shí)閉合，防止電池漏液，保證電池的正常工作，不會(huì)使電池一次性報(bào)廢。因此，采用可重復(fù)開(kāi)閉的安全閥，將能大大提高成為鋰離子電池的安全性，防止電池出現(xiàn)鼓殼現(xiàn)象，并能有效延長(zhǎng)電池的工作壽命。該兩用閥同時(shí)還可以實(shí)現(xiàn)二次加液。對(duì)于鋰離子動(dòng)力電池，尤其是作為車用動(dòng)力電池的磷酸鐵鋰類動(dòng)力電池，該兩用閥能在使用過(guò)程中提供良好的安全保護(hù)作用。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步描述。如圖1所示，一種鋰離子電池用注液和安全兩用閥包括閥體和閥芯7，頂蓋2與閥體的頂端螺紋連接；閥體為圓柱筒形，整體截面為U形，包括圓筒部分1-1和底蓋部分1-2 ；圓筒部分 1-1的內(nèi)壁攻有螺紋，底蓋部分1-2的中心沿軸向開(kāi)有注液孔8，注液孔8的上部為倒圓臺(tái)形、下部為圓柱形；壓蓋5設(shè)置在閥體的圓筒部分1-1內(nèi)，并與閥體螺紋連接；壓蓋5沿軸向開(kāi)有一級(jí)排氣孔6，底面開(kāi)有凹槽，凹槽的表面為球面；頂蓋2沿軸向開(kāi)有二級(jí)排氣孔3，頂蓋2與壓蓋5之間設(shè)置有圓柱形的電解液吸收墊4，電解液吸收墊4的材料為透氣且能夠吸收液體的材料，如樹(shù)脂纖維、聚丙烯纖維、聚乙烯纖維、棉纖維。所述的閥芯7為橡膠球，材料為丁腈橡膠、丁苯橡膠、氟橡膠、乙丙橡膠或丁基橡膠；閥芯7設(shè)置在壓蓋5的凹槽與注液孔8的圓錐面之間，且閥芯7的直徑大于注液孔8的圓錐面的最小直徑。橡膠球的預(yù)變形量t根
據(jù)胡克定律計(jì)算
權(quán)利要求1.鋰離子電池用注液和安全兩用閥，包括閥體和閥芯，頂蓋與閥體的頂端螺紋連接，其特征在于所述的閥體為圓柱筒形，整體截面為U形，包括圓筒部分和底蓋部分；圓筒部分的內(nèi)壁攻有螺紋，底蓋部分的中心沿軸向開(kāi)有注液孔，注液孔的上部為倒圓臺(tái)形、下部為圓柱形；壓蓋設(shè)置在閥體的圓筒部分內(nèi)，并與閥體螺紋連接；壓蓋沿軸向開(kāi)有一級(jí)排氣孔，底面開(kāi)有凹槽，凹槽的表面為球面；所述的頂蓋沿軸向開(kāi)有二級(jí)排氣孔，頂蓋與壓蓋之間設(shè)置有圓柱形的電解液吸收墊； 所述的閥芯為橡膠球，設(shè)置在壓蓋的凹槽與注液孔的圓錐面之間，且閥芯的直徑大于注液孔的圓錐面的最小直徑。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種鋰離子電池用注液和安全兩用閥。目前所采用的安全閥一旦打開(kāi)電池也隨之報(bào)廢，注液孔也無(wú)法實(shí)現(xiàn)二次加液。本實(shí)用新型包括閥體和閥芯，頂蓋與閥體的頂端連接，閥體的圓筒部分的內(nèi)壁攻有螺紋，底蓋部分的中心沿軸向開(kāi)有注液孔；壓蓋設(shè)置在閥體的圓筒部分內(nèi)，沿軸向開(kāi)有一級(jí)排氣孔，底面開(kāi)有凹槽；頂蓋沿軸向開(kāi)有二級(jí)排氣孔，頂蓋與壓蓋之間設(shè)置有圓柱形的電解液吸收墊；閥芯設(shè)置在壓蓋的凹槽與注液孔之間。本實(shí)用新型具有可恢復(fù)功能，能大大提高鋰離子電池的安全性，防止電池出現(xiàn)鼓殼現(xiàn)象，并能有效延長(zhǎng)電池的工作壽命，還可以實(shí)現(xiàn)二次加液。
文檔編號(hào)H01M2/12GK202034427SQ20112013066
公開(kāi)日2011年11月9日 申請(qǐng)日期2011年4月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月28日
發(fā)明者倪九江, 周曉政, 孫建平, 繆東棟, 胡益蘭, 鄭劼, 黃輝 申請(qǐng)人:浙江谷神能源科技股份有限公司