專利名稱：動力鋰電池頂蓋電極柱密封連接和防爆裝置及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于動力鋰電池領(lǐng)域，涉及動力鋰電池頂蓋電極柱密封連接和防爆裝置及其制造方法。
背景技術(shù)：
低碳經(jīng)濟(jì)是全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展趨勢，中國亦是低碳經(jīng)濟(jì)的積極倡導(dǎo)者，電動汽車產(chǎn)業(yè)作為低碳經(jīng)濟(jì)的重要支柱，其潛力不可估量。全球知名增長咨詢公司Frost & Sullivan 認(rèn)為，未來十年是中國汽車產(chǎn)業(yè)由石化燃料驅(qū)動向電力驅(qū)動動力總成轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵時期，是本土電力驅(qū)動動力總成供應(yīng)商面臨的重大機(jī)遇期。動力鋰電池是電力驅(qū)動動力總成的核心部件，其成本占動力總成成本的50%-70%，動力鋰電池行業(yè)在中國汽車產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型的過程中面臨重大發(fā)展機(jī)遇。雖然動力鋰電池面臨千載難逢的機(jī)遇，但是目前動力鋰電池的研發(fā)，生產(chǎn)制造還存在很多的困難和缺陷，制造工藝復(fù)雜，良率較低。目前動力鋰電池存在電極柱密封不良率高，氣密性較差，密封材料耐電解液腐蝕能力較差，耐低溫有限(_20°C )，冬季不能在北方等低溫地區(qū)使用，地域適用性差等缺陷。動力鋰電池在異常的情況下(如高溫，短路，過充電，過放電，振動，擠壓和撞擊等)，電池會出現(xiàn)冒煙，著火，甚至爆炸。因此，提高電池安全性能尤其重要。電池在異常情況下，電池急劇放熱，電池是密封在密閉的電池殼內(nèi)，電池殼內(nèi)壓力急劇增加，超過電池殼的強(qiáng)度，就會爆炸，導(dǎo)致人身，財物受到極大的損失，因此需要設(shè)計安全可靠的密封及泄壓防爆裝置。泄壓防爆裝置在電池正常工作狀態(tài)時要保持電池殼內(nèi)外的密封性，在電池異常， 電池殼壓力升高到危險值時能夠及時的爆破泄壓，減少發(fā)生電池殼爆炸的可能性。目前使用的防爆裝置如1)銅箔焊接在頂蓋板防爆孔上，銅箔易受電解液腐蝕，焊接工藝復(fù)雜，對其焊接工藝要求非常高，品質(zhì)難以得到保證，易出現(xiàn)漏氣，漏電解液等情況，銅箔意外損壞就會導(dǎo)致整個電池報廢?；糜?層鋁圈過盈壓緊3層組合膜，然后鉚接的防爆裝置，零件數(shù)量太多(12件)，過盈壓緊方式可靠性較低，密封性較差，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，良率較低，且只要有一層膜損壞，整個電池就要報廢。幻鋼球加彈簧的泄壓閥，氣密封性不好，鋼球易受電解液腐蝕，與閥體粘連，導(dǎo)致爆破失效。本發(fā)明實質(zhì)性綜合解決了電池頂蓋(薄的金屬沖壓件，一般在IMM左右)電極柱密封氣密性較差，密封材料耐電解液腐蝕能力較弱，耐老化能力不強(qiáng)，耐高低溫沖擊范圍窄，防爆裝置氣密性較差，安全性能不高，制造裝配工藝復(fù)雜，品質(zhì)不良率高等問題。本發(fā)明具有氣密性好(耐高氣壓)，耐腐蝕，耐低溫(_40°C )，耐高溫，耐老化，可靠性及安全性高， 地域適用性廣，結(jié)構(gòu)簡單可靠，制造裝配工藝簡單，規(guī)模生產(chǎn)容易，產(chǎn)品品質(zhì)良率高等優(yōu)點。 防爆膜意外損壞可更換，電池可以再次使用，低碳環(huán)保。

發(fā)明內(nèi)容
針對上述缺陷，本發(fā)明提供了動力鋰電池頂蓋電極柱密封連接和防爆裝置及其制造方法。其目的是解決電極柱密封氣密性差，密封材料耐電解液腐蝕能力弱，耐老化能力不強(qiáng)，耐高低溫沖擊范圍窄，防爆裝置氣密性差，可靠性及安全性低，制造裝配工藝復(fù)雜，品質(zhì)不良率高等問題。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采取的動力鋰電池頂蓋電極柱密封連接和防爆裝置的技術(shù)結(jié)構(gòu)方案為本發(fā)明所提供的動力鋰電池頂蓋電極柱密封連接和防爆裝置，包括頂蓋沖壓件1， 鎖緊螺母2，塑料墊圈3，帶錐面的特氟龍(Teflon)密封墊圈4，帶錐面的特氟龍(Teflon) 密封圈5，帶錐面的電極柱6，注塑件7，防爆鎖緊螺絲8，特氟龍(Teflon)密封墊圈9，特氟龍(Teflon)密封墊圈10，特氟龍(Teflon)防爆膜11，防爆閥體12，圓周激光焊接13。由于動力鋰電池的電解液腐蝕性很強(qiáng)，同時滿足耐腐蝕及耐高低溫(_40°C +125°C)性能的橡膠類密封材料很困難。本發(fā)明采用了特氟龍(Teflon)作為密封材料，其具有優(yōu)異的耐腐蝕性，密封性，電絕緣性，耐高低溫(_190°C +260°C)，耐老化能力強(qiáng)等優(yōu)點。頂蓋沖壓件因為是沖壓工藝，平面度難以達(dá)到較高的標(biāo)準(zhǔn)，又受制于動力鋰電池的結(jié)構(gòu)，能夠密封的平面是有限的，為了提高密封可靠性，因此孔洞也需要可靠密封。本發(fā)明設(shè)計了帶錐面的電極柱6，在螺母2鎖緊時，帶錐面的特氟龍(Teflon)密封墊圈4被緊密的壓在頂蓋沖壓件1 的平面上及帶錐面的電極柱6的錐面上，同時帶錐面的電極柱6的錐面對帶錐面的特氟龍 (Teflon)密封圈5產(chǎn)生徑向擠壓，帶錐面的特氟龍(Teflon)密封圈5發(fā)生彈性形變，兩者共同達(dá)到平面及孔洞的可靠密封的效果。防爆裝置本防爆裝置具有優(yōu)異的耐腐蝕性，優(yōu)異的氣密性，電絕緣性，耐高低溫 (_190°C +260°C )，耐老化能力強(qiáng)，制造裝配工藝簡單，防爆安全性能穩(wěn)定可靠等優(yōu)點。具體由帶內(nèi)螺紋的防爆閥體12，特氟龍(Teflon)密封墊圈10，特氟龍(Teflon)防爆膜11， 特氟龍(Teflon)密封墊圈9，防爆鎖緊螺絲8組成。一定厚度的特氟龍(Teflon)密封墊圈10及特氟龍(Teflon)密封墊圈9，起到密封及保護(hù)特氟龍(Teflon)防爆膜11的作用。 側(cè)面開泄壓孔而非頂端開泄壓孔的防爆鎖緊螺絲8，防止異物進(jìn)入防爆裝置，起到保護(hù)特氟龍(Teflon)防爆膜11的作用；側(cè)面開孔分流泄壓可以達(dá)到減小爆破泄壓時的沖擊力及破壞性的目的。如防爆膜意外損壞可更換，電池可以繼續(xù)使用，低碳環(huán)保。


圖1是本發(fā)明的總體結(jié)構(gòu)示意2是本發(fā)明的帶錐面的電極柱密封連接和防爆裝置結(jié)構(gòu)剖面示意3是本發(fā)明的帶錐面的電極柱密封連接剖面示意4是本發(fā)明的防爆裝置剖面示意5是本發(fā)明的帶錐面的電極柱結(jié)構(gòu)剖面示意6是本發(fā)明的帶錐面的特氟龍(Teflon)密封圈結(jié)構(gòu)剖面示意7是本發(fā)明的帶錐面的特氟龍(Teflon)密封墊圈結(jié)構(gòu)剖面示意8是本發(fā)明的防爆閥體結(jié)構(gòu)剖面示意圖
具體實施例方式動力鋰電池頂蓋電極柱密封連接和防爆裝置的制造方法
每個零件分別制得。把不銹鋼材質(zhì)的防爆閥體12沿圓周激光焊接13，激光焊接于頂蓋沖壓件1。把帶錐面的特氟龍(Teflon)密封圈5裝于頂蓋沖壓件1，帶錐面的電極柱6穿過帶錐面的特氟龍(Teflon)密封圈5，再依次將帶錐面的特氟龍(Teflon)密封墊圈4，塑料墊圈3裝于帶錐面的電極柱6，然后用涂有螺紋防松膠的鎖緊螺母2鎖緊，通過帶錐面的電極柱6的錐面作用，帶錐面的特氟龍(Teflon)密封圈5及特氟龍(Teflon)密封墊圈4緊密的密封于頂蓋沖壓件1的平面和孔洞。同樣方法裝配另一個電極柱。最后用注塑機(jī)注塑件7，使帶錐面的電極柱6止轉(zhuǎn)。最后依次裝入特氟龍(Teflon)密封墊圈10，特氟龍(Teflon)防爆膜11，特氟龍 (Teflon)密封墊圈9，用涂有螺紋防松膠的防爆鎖緊螺絲8鎖緊固定。本發(fā)明動力鋰電池頂蓋電極柱密封連接和防爆裝置，電極柱密封性能優(yōu)異，耐腐蝕，耐老化，耐高低溫沖擊范圍寬，防爆裝置氣密性好，安全性高，制造裝配工藝簡單，品質(zhì)良率高。上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進(jìn)行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進(jìn)行的各種非實質(zhì)性的改進(jìn)，或者未經(jīng)改進(jìn)直接將本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案直接應(yīng)用的，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種動力鋰電池頂蓋電極柱密封連接和防爆裝置，包括頂蓋沖壓件1，鎖緊螺母2， 塑料墊圈3，帶錐面的特氟龍(Teflon)密封墊圈4，帶錐面的特氟龍(Teflon)密封圈5，帶錐面的電極柱6，注塑件7，防爆鎖緊螺絲8，特氟龍(Teflon)密封墊圈9，特氟龍(Teflon) 密封墊圈10，特氟龍(Teflon)防爆膜11，防爆閥體12，圓周激光焊接13。其特征在于帶錐面的電極柱6，帶錐面的特氟龍(Teflon)密封墊圈4，帶錐面的特氟龍(Teflon)密封圈 5，利用錐面作用使特氟龍密封圈在徑向產(chǎn)生彈性變形，在鎖緊螺母2鎖緊時，達(dá)到平面及孔洞的可靠密封的目的。防爆裝置選取優(yōu)異性能的特氟龍作為密封墊圈及防爆膜，螺紋連接壓緊。
2.根據(jù)權(quán)利1所述的動力鋰電池頂蓋電極柱密封連接和防爆裝置，其特征在于帶錐面的電極柱6。
3.根據(jù)權(quán)利1所述的動力鋰電池頂蓋電極柱密封連接和防爆裝置，其特征在于帶錐面的特氟龍(Teflon)密封圈5。
4.根據(jù)權(quán)利1所述的動力鋰電池頂蓋電極柱密封連接和防爆裝置，其特征在于帶錐面的特氟龍(Teflon)密封墊圈4。
5.根據(jù)權(quán)利1所述的動力鋰電池頂蓋電極柱密封連接和防爆裝置，其特征在于一定厚度的圓形的特氟龍(Teflon)防爆膜11。
6.根據(jù)權(quán)利1所述的動力鋰電池頂蓋電極柱密封連接和防爆裝置，其特征在于不銹鋼材質(zhì)的有內(nèi)螺紋的防爆閥體12。
7.根據(jù)權(quán)利1所述的動力鋰電池頂蓋電極柱密封連接和防爆裝置，其特征在于一定厚度的圓形的特氟龍(Teflon)密封墊圈9及一定厚度的圓形的特氟龍(Teflon)密封墊圈 10。
8.根據(jù)權(quán)利1所述的動力鋰電池頂蓋電極柱密封連接和防爆裝置，其特征在于側(cè)面開泄壓孔而非頂端開泄壓孔的防爆鎖緊螺絲8。
9.一種如權(quán)利1所述的動力鋰電池頂蓋電極柱密封連接和防爆裝置的制造裝配方法， 其特征在于所述的制造方法的工藝過程是a).每個零件分別制造成形。b).把不銹鋼材質(zhì)的防爆閥體12沿圓周激光焊接13，激光焊接于頂蓋沖壓件1。c).把帶錐面的特氟龍(Teflon)密封圈5裝于頂蓋沖壓件1(已經(jīng)焊接了防爆閥體 12)，把帶錐面的電極柱6穿過帶錐面的特氟龍(Teflon)密封圈5，再依次將帶錐面的特氟龍(Teflon)密封墊圈4，塑料墊圈3裝于帶錐面的電極柱6，然后用涂有螺紋防松膠的鎖緊螺母2以一定的扭矩鎖緊固定。同樣方法裝配另一個電極柱。d).用注塑機(jī)注塑件7到兩個帶錐面的電極柱上。e).最后在防爆閥體12中依次裝入特氟龍(Teflon)密封墊圈10，特氟龍(Teflon)防爆膜11，特氟龍(Teflon)密封墊圈9，用涂有螺紋防松膠的防爆鎖緊螺絲8以一定的扭矩鎖緊固定。
10.根據(jù)權(quán)利9所述的動力鋰電池頂蓋電極柱密封連接和防爆裝置的制造裝配方法， 其特征在于在所述的工藝過程的b)步驟中所述的焊接方法為光纖大功率激光焊接。
全文摘要
本發(fā)明公開了動力鋰電池頂蓋電極柱密封連接和防爆裝置及其制造裝配方法，包括頂蓋沖壓件1，鎖緊螺母2，塑料墊圈3，帶錐面的特氟龍密封墊圈4，帶錐面的特氟龍密封圈5，帶錐面的電極柱6，注塑件7，防爆鎖緊螺絲8，特氟龍密封墊圈9，特氟龍密封墊圈10，特氟龍防爆膜11，防爆閥體12，圓周激光焊接13。設(shè)計了帶錐面的電極柱，利用錐面作用使特氟龍密封圈在徑向產(chǎn)生彈性變形，在鎖緊螺母2鎖緊時，達(dá)到平面及孔洞的可靠密封的目的。防爆裝置選取性能優(yōu)異的特氟龍作為密封墊圈及防爆膜，螺紋連接壓緊。本發(fā)明具有密封性極好，耐腐蝕性強(qiáng)，耐老化，泄壓破壞小，耐高低溫沖擊范圍寬，制造裝配工藝簡單，防爆安全性能穩(wěn)定可靠等優(yōu)點。
文檔編號H01M2/08GK102299273SQ20101021277
公開日2011年12月28日 申請日期2010年6月28日 優(yōu)先權(quán)日2010年6月28日
發(fā)明者張洪, 黎永康 申請人:張洪, 黎永康