電池用絕緣板及具有該絕緣板的電池的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電池用絕緣板及具有該絕緣板的電池。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子產(chǎn)品的發(fā)展，特別是近年來移動(dòng)電話、掌上電子產(chǎn)品的普及，二次電池(例如鎳鎘、鎳氫、鋰離子二次電池等)因其能進(jìn)行重復(fù)充放電，使用方便、容量高，小巧便于攜帶等優(yōu)點(diǎn)而得到迅猛發(fā)展。同時(shí)，對(duì)這些電池也提出了更高的要求，如高容量，高功率，高安全性等等。
[0003]以鋰離子二次電池為例，其制作過程如下。
[0004]首先，將由天然石墨構(gòu)成的負(fù)極活性物質(zhì)與粘結(jié)劑等溶解到有機(jī)溶劑中，制作成膏體并涂覆在由銷箔等構(gòu)成的負(fù)極芯材上，從而制作負(fù)極板。并且，將由LiCo02、LiNi02、LiMnO2等構(gòu)成的正極活性物質(zhì)和碳類導(dǎo)電劑溶解到有機(jī)溶劑中，制作成膏體并涂覆在由鋁箔等構(gòu)成的正極芯材上，從而制作正極板。然后，將由聚乙烯制微多孔膜構(gòu)成的隔膜夾在正極板和負(fù)極板之間，通過卷繞機(jī)將夾著隔膜的正極板、負(fù)極板卷繞成漩渦狀，并在最外側(cè)用膠帶封緊。將這樣構(gòu)成的極板組插入到電池殼體中，并將與正極板連接的正極引線與正極端子連接，將與負(fù)極板連接的負(fù)極引線與負(fù)極端子連接。最后，在電池殼體中注入非水電解液之后，將電池殼體的開口通過封口板密封，由此制作成為二次電池。
[0005]這樣的電池在充放電時(shí)，由于電極和電解液反應(yīng)而使電解液分解產(chǎn)生氣體，在某些特殊條件下，如外部短路時(shí)，會(huì)使電池溫度急劇升高，內(nèi)部氣體壓力急劇上升。如果氣體壓力得不到及時(shí)釋放，電池會(huì)發(fā)生爆炸等安全性問題。因此，在電池的封口板中設(shè)置排氣閥，當(dāng)電池內(nèi)部達(dá)到一定壓力時(shí)，排氣閥打開，內(nèi)部壓力使氣體從電池內(nèi)部向外界排出，使電池內(nèi)壓力維持在安全壓力以下。
[0006]在這樣的二次電池中，為了防止極板組與封口板電連接而造成的短路，在漩渦狀的極板組的上下端面通常配置有圓盤狀的絕緣板。
[0007]如圖6所示，在極板組3’的上端面與封口板9’的底板91’之間配置了絕緣板4’。該絕緣板4’的立體圖如圖5所示，具有一個(gè)大致扇形的開口 5’和另外三個(gè)圓弧狀彎曲的開口，用來排放氣體。此外，如圖6所示，正極引線11’從極板組3’引出，穿過開口 5’而與封口板9’的底板連接。
[0008]然而，由于正極引線的材質(zhì)一般為長(zhǎng)條片狀的純鎳或鐵表面鍍鎳，具有柔性。如圖6的圓圈B所示，當(dāng)電池受到?jīng)_擊等造成引線異常彎折時(shí)，正極引線有可能通過較大的扇形的開口 5’與絕緣板下方的極板組3’中的負(fù)極板接觸，引起短路。
[0009]另外，這種二次電池的漩渦狀極板組的中心形成中空部分，該中空部分會(huì)由于充放電而變形，阻礙氣體從該中空部分排出。因此，通常在漩渦狀極板組的該中心部分插入中空的芯柱，由芯柱來確保排氣通路。
[0010]但是，插入配置在中心部分的芯柱會(huì)由于漩渦狀極板組變形的壓力而彈起，因此，要求覆蓋在漩渦狀極板組上方的絕緣板在中心形成能夠防止芯柱彈起的形狀，如圖5所示的中心覆蓋部6’ ο
[0011]專利文獻(xiàn)1:日本特開2013131430A【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0012]本實(shí)用新型是針對(duì)上述問題作出的，其目的在于提供一種電池用絕緣板及具有該絕緣板的電池，能夠防止引線異常彎折而引起電池內(nèi)部短路，并當(dāng)電池異常排氣時(shí)能夠增加排氣面積。
[0013]本實(shí)用新型的電池用絕緣板，覆蓋收納在電池殼體內(nèi)的漩渦狀的極板組的靠近上述電池殼體的開口部的一端，上述電池用絕緣板的特征在于，具有:中心覆蓋部，形成在上述電池用絕緣板的中央，覆蓋漩渦狀的極板組的中心部分；至少一個(gè)的貫通孔，形成在上述電池用絕緣板的周邊緣與上述中心覆蓋部之間，貫通上述電池用絕緣板，所述極板組的引線從其中的一個(gè)貫通孔穿過；以及低強(qiáng)度部，形成在上述中心覆蓋部的周圍，與上述中心覆蓋部相接，上述低強(qiáng)度部的斷開強(qiáng)度小于上述電池用絕緣板的其他部分。
[0014]根據(jù)上述電池用絕緣板，由于在中心覆蓋部的周圍形成了與該中心覆蓋部相接的低強(qiáng)度部，因此，當(dāng)電池內(nèi)壓上升時(shí)，低強(qiáng)度部容易斷開，從而使中心覆蓋部脫離絕緣板主體而形成新的排氣孔，使電池內(nèi)的氣體迅速通過新的排氣孔排出。
[0015]上述電池用絕緣板也可以是，所述貫通孔在所述電池用絕緣板的徑向上的寬度是所述引線的寬度的1.2?1.8倍。
[0016]這樣，正極引線即使彎折也很難經(jīng)由貫通孔與負(fù)極板連接，防止短路。
[0017]上述電池用絕緣板也可以是，圍繞所述中心覆蓋部的周邊緣形成凹槽，所述凹槽構(gòu)成為所述低強(qiáng)度部。
[0018]這樣，凹槽形成的低強(qiáng)度部更容易在受到壓力時(shí)斷開。
[0019]上述電池用絕緣板也可以是，上述凹槽形成為不閉合的C字形。
[0020]這樣，未形成凹槽的部分作為中心覆蓋部與絕緣板主體的連接部起作用，可以防止中心覆蓋部在電池正常時(shí)從絕緣板主體脫落。
[0021]上述電池用絕緣板也可以是，所述電池用絕緣板具有至少兩個(gè)所述貫通孔，所述貫通孔形成為以所述電池用絕緣板的中心為中心的圓弧狀，相鄰的兩個(gè)所述貫通孔的端部之間形成連接部，所述連接部構(gòu)成為所述低強(qiáng)度部。
[0022]這樣，可以在中心覆蓋部周圍簡(jiǎn)單地形成低強(qiáng)度部。
[0023]上述電池用絕緣板也可以是，所述連接部相對(duì)于所述電池用絕緣板的中心的中心角為3?8度。
[0024]這樣，低強(qiáng)度部更容易在收到壓力時(shí)斷開。
[0025]上述電池用絕緣板也可以是，在所述連接部上形成凹槽，所述凹槽構(gòu)成為所述低強(qiáng)度部。
[0026]本實(shí)用新型的另一電池用絕緣板，覆蓋收納在電池殼體內(nèi)的漩渦狀的極板組的靠近所述電池殼體的開口部的一端，所述電池用絕緣板的特征在于，具有:中心覆蓋部，形成在所述電池用絕緣板的中央，覆蓋漩渦狀的極板組的中心部分；至少一個(gè)的貫通孔，形成在所述電池用絕緣板的周邊緣與所述中心覆蓋部之間，貫通所述電池用絕緣板；以及低強(qiáng)度部，形成在所述中心覆蓋部上，所述低強(qiáng)度部的斷開強(qiáng)度小于所述電池用絕緣板的其他部分，所述貫通孔在所述電池用絕緣板的徑向上的寬度是所述引線的寬度的1.2?1.8倍。
[0027]上述電池用絕緣板也可以是，在所述中心覆蓋部上形成有經(jīng)過所述中心覆蓋部的中心的凹槽，所述凹槽構(gòu)成為所述低強(qiáng)度部。
[0028]另外，本實(shí)用新型還提供一種電池，具有:帶有開口部分的電池殼體；插入到上述殼體內(nèi)的包含正極板和負(fù)極板的極板組；引線，用于使極板組與電極端子電連接；以及對(duì)上述殼體進(jìn)行密封的電池用封口板，其特征在于，上述電池中具有上述的任意一種電池用絕緣板。
【附圖說明】
[0029]圖1為本實(shí)用新型的電池的縱向剖面圖。
[0030]圖2表示本實(shí)用新型的絕緣板的立體圖。
[0031]圖3為本實(shí)用新型的電池的局部立體圖。
[0032]圖4A?圖4D表示本實(shí)用新型的變形例，圖4A為第一變形例，圖4B為第二變形例，圖4C為第三變形例，圖4D為第四變形例。
[0033]圖5表示現(xiàn)有技術(shù)的絕緣板。
[0034]圖6為使用現(xiàn)有技術(shù)的絕緣板的電池的局部立體圖。
[0035]符號(hào)說明
[0036]I電池殼體
[0037]3、3’ 極板組
[0038]4、14、24、34、44、4’ 絕緣板
[0039]5、51、52、15、25、35、45、5，貫通孔
[0040]6、16、26、36、46、6，中心覆蓋部
[0041]7、17、27、37、47、57 連接部
[0042]71、271、371 凹槽
[0043]8 芯柱
[0044]9、9’ 封口板
[0045]91、91’ 底板
[0046]92端子蓋
[0047]93 閥體
[0048]94 閥7L
[0049]95排氣孔
[0050]10 襯墊
[0051]11 引線
【具體實(shí)施方式】
[0052]下面利用附圖對(duì)本實(shí)用新型的具體實(shí)施例進(jìn)行說明。
[0053]圖1為本實(shí)用新型的實(shí)施例的電池的縱向剖視圖。
[0054]圖1中，電池殼體I是一端開口的金屬筒，其開口部分經(jīng)由襯墊10而通過金屬制的封口板9來密封，上述襯墊10能夠與該電池殼體I的上部電絕緣且保持氣密。上述電池殼體I內(nèi)裝有極板組3和電解液，該極板組3是正極板和負(fù)極板夾持隔膜地相對(duì)并以該夾持狀態(tài)卷繞為旋渦狀的部件。極板組3上覆蓋著絕緣板4，用以防止極板組3與封口板9電連接而造成的短路。此外，電池用引線11的一端與極板組3中的正極板電連接，另一端穿過絕緣板4上設(shè)置的貫通孔5而與封口板9的底板91電連接。
[0055]本實(shí)施方式中的電池殼體I為圓筒狀，但也可以形成為方形等其他形狀。
[0056]參照?qǐng)D3對(duì)電池的上端部進(jìn)行說明。
[0057]封口板9中，底板91與帽狀的金屬端子蓋92電氣、機(jī)械地連接，在端子蓋92的周邊緣形成有多個(gè)與外部連通的排氣孔95。該底板91與端子蓋92之間形成閥室，并且在該閥室內(nèi)內(nèi)置有壓縮狀態(tài)的彈性閥體93，該彈性閥體93封閉底板91上形成的閥孔94。當(dāng)電池內(nèi)產(chǎn)生大量氣體時(shí)，氣體壓力變大頂起彈性閥體93，使閥孔94打開。產(chǎn)生的氣體經(jīng)由該打開的閥孔94、排氣孔95排出到電池外。
[0058]極板組3是將由聚乙烯等微多孔膜構(gòu)成的隔膜夾在正極板和負(fù)極板之間，通過卷繞機(jī)而被卷繞為漩渦狀，然后最外側(cè)用膠帶封緊，從而形成漩渦狀的極板組。該極板組3被插入在電池殼體I中。負(fù)極引線的一端與負(fù)極板連接，另一端與電池殼體I的底部連接，正極引線11的一端與正極板連接，另一端與電池的封口板9的底板91連接。在向電池殼體I內(nèi)注入非水電解液之后，電池殼體I的開口通過封口板9和襯墊10而被密封。
[0059]如圖1所示，在漩渦狀的極板組3的中心部形成中空部分，為了防止中空部分在電池充放電過程中發(fā)生變形，并確保氣體排出通道，在漩渦狀極板組3的中心部形成的中空部分之中，插入并配置中空的芯柱8。
[0060]這里，芯柱8不是必須的，即，也可以不在漩渦狀極板組3的中心部配置芯柱8。
[0061]下面參照?qǐng)D2、圖3對(duì)本實(shí)用新型的絕緣板4進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0062]絕緣板4呈圓盤狀，覆蓋在極板組3的上端面。絕緣板3上形成有貫通孔5和中心覆蓋部6等。
[0063]中心覆蓋部6形成在絕緣