一種鋰離子電池電容器用密封件制造技術

本發明專利技術涉及一種鋰離子電池電容器用密封件，包括上壓環、蓋板、絕緣墊片以及極耳壓環，還包括密封膠與十字形的極柱，上壓環、蓋板、極耳壓環各設置有一個通孔且三個通孔的中心軸相同，密封膠與蓋板的通孔及蓋板上下表面為注塑一體結構，且密封膠設置有與蓋板的通孔中心軸相同的通孔，極柱包括極柱大頭，極柱小頭、以及與極柱大頭、極柱小頭為一體結構的極柱橫板，極柱大頭貫穿密封膠上的通孔以及上壓環上的通孔，并與上壓環鉚接，極柱小頭貫穿、極耳壓環上的通孔并與極耳壓環鉚接，極柱橫板與密封膠的底面貼附連接。本發明專利技術用密封膠密封蓋板與極柱，并利用鉚接方式將極柱與上壓環、蓋板密封，從而實現全密封，提高密封性。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及二次電源
，具體涉及一種鋰離子電池電容器用密封件。
技術介紹
鋰離子電池電容器作為一種高脈沖的能量存儲裝置，因其功率密度大、可快速充放電、使用壽命長，逐漸成為電池能源市場的主流，并被廣泛應用于自動讀表(AMR)裝置、GPS/GSM/ARG0S相關系統、汽車裝置、遠程傳感器、射頻識別系統、緊急設備和軍事領域等。隨著社會的發展，人們對鋰離子電池電容器的性能，尤其是對鋰離子電池電容器的可靠性和安全性提出了更高的要求。電池密封性作為影響電池可靠性和安全性的重要環節，是電池生產過程中的技術難點和重點。目前，鋰離子電池電容器密封常利用玻璃或陶瓷密封金屬材質的極柱和蓋板，如在專利號為W09928982A1的世界專利中，公開的電池電容器的密封組件曾披露負極蓋板與正極極柱之間采用玻璃進行密封和絕緣。專利技術人通過長期研究發現，這種密封方式在實際的運用過程中會出現以下不足:在電池電容器高脈沖、高電化學體系的環境下，玻璃或者陶瓷會發生電化學腐蝕和自放電現象，這將造成密封間隙出現，從而在內壓的作用下使電解液在極柱端處泄漏，以致降低電池電容器的壽命；其次，玻璃和陶瓷易碎、硬度較大，當電池電容器受到振動時，玻璃和陶瓷容易破損，甚至脫落而造成電池電容器失效；另外，由于極柱與蓋板采用的是金屬材質，采用玻璃或者陶瓷密封劑密封金屬，工藝復雜且制造成本高。在申請號為201010561976.8的中國專利申請文件中公開了 “一次鋰電池用耐蝕封接玻璃材料及其制備方法”，該申請文件聲稱采用此玻璃封接材料可以耐鋰和電解液的侵蝕，具有良好的氣密性和絕緣性，且與鑰極柱以及焊接性能優異的4J52等鐵鎳合金絲都能匹配封接，可防止玻璃內應力炸裂導致泄漏，保證封接器件的氣密性。這種方案雖然彌補了傳統玻璃或陶瓷密封耐腐蝕能力的不足，但需要利用玻璃將蓋板與極柱進行燒接密封，這將導致蓋板與極柱因材質不同而熱膨脹系數不一致，從而造成封接時濕潤性、氣密性差。此外，所采用的燒接工藝設備造價昂貴，不易在工業中廣泛推廣，且容易產生雜質污染電池電容器。另外，目前市場上的鋰離子電池電容器多采用半密封結構，雖然適用于一般領域，但無法滿足車載系統、智能表計、智能水表等領域對密封性的要求(漏氣率小于1.0X 10-7Pa.m3/s (He))。
技術實現思路
本專利技術的目的是克服現有技術中的不足之處，提供一種成本低、密封性高的全密封鋰離子電池電容器用密封件。本專利技術的目的是通過以下技術方案來實現的:一種鋰離子電池電容器用密封件，包括依次設置的上壓環、蓋板、絕緣墊片以及極耳壓環，還包括密封膠與十字形的極柱，在上壓環、蓋板、極耳壓環各設置有一個通孔且三個通孔的中心軸相同，密封膠與蓋板的通孔及蓋板上下表面為注塑一體結構，且密封膠設置有與蓋板的通孔中心軸相同的通孔，極柱包括與密封膠上的通孔及上壓環上的通孔相匹配的極柱大頭，與極耳壓環上的通孔相匹配的極柱小頭，以及與極柱大頭、極柱小頭為一體結構的極柱橫板，極柱大頭貫穿密封膠上的通孔以及所述上壓環上的通孔，并與上壓環鉚接，極柱小頭貫穿極耳壓環上的通孔并與極耳壓環鉚接，極柱橫板與密封膠的底面貼附連接。本專利技術最主要的創新點之一是:首先，利用密封膠與蓋板注塑為一體，并留有與極柱大頭相匹配的通孔；然后，設置十字形的極柱，將極柱大頭貫穿上壓環、密封膠通孔、極柱小頭貫穿極耳壓環，并將極柱的大頭與上壓環、極柱小頭與極耳壓環鉚接，同時將極柱橫板與密封膠的底面貼附連接。通過以上技術方案實現了鋰離子電池電容器全密封并提高了密封性。本專利技術另一個創新點是:實現全密封效果所使用的密封膠及鉚接工藝耗用成本低。另外，將密封膠與蓋板注塑為一體有利于提高密封件的組裝效率，且密封膠硬度低而不易脫落，也也不會產生密封間隙以致電解液泄漏。進一步地，為了在鉚接時，使極柱大頭與上壓環、極柱小頭與極耳壓環緊密吻合以提高密封性，極柱大頭、極柱小頭的端部均設置為冠狀結構，且上壓環的通孔外圍設置有與極柱大頭冠狀結構相吻合的凹槽。當進行鉚接時，極柱大頭卡扣在對應的凹槽內，使密封更加牢固。進一步地，為了提高極柱、密封膠、絕緣墊片之間的密封性，密封膠還貼附在絕緣墊片的頂面，極柱橫板兩端的橫截面呈階梯型并與絕緣墊片匹配連接。進一步地，上壓環的外徑小于密封膠的外徑，以達到利用密封膠實現上壓環與蓋板全密封的目的，同時增大上壓環與密封膠的接觸面積，避免密封膠因受鉚接的沖壓力而使局部壓強過大造成裂痕。專利技術人經過大量實驗研究發現，在極柱橫板、蓋板在與密封膠交接處均設置有一個或多個凸臺，并在密封膠對應位置設置有與蓋板上凸臺相配合的凹槽可以增加密封性。這是因為凸臺可以增加上壓環和密封膠以及極柱與密封膠的結合力，避免密封膠產生位移，并可填補密封面的間隙，防止電解液泄露。優選的，極柱橫板、蓋板設置的凸臺數量為兩個。進一步地，極柱、極耳壓環由純鋁或純鎳材質制成，這是因為純金屬材質韌性高，受鉚接的沖壓力而不發生斷裂，而密封膠采用絕緣材料，以實現絕緣密封。鑒于可溶性聚四氟乙烯耐老化、耐腐蝕、耐高溫的性能，密封膠優選為可溶性聚四氟乙烯材料，絕緣墊片優選為聚四氟乙烯材料。蓋板的形狀主要根據鋰離子電池電容器的整體形狀而定，當鋰離子電池電容器為圓柱鋰離子電池電容器，作為具體限定，蓋板的形狀為圓形。當然，蓋板的形狀還可以為其他形狀，比如方形。本專利技術相比現有技術具有以下優點及有益效果:(I)本專利技術用密封膠密封蓋板與極柱，并利用鉚接方式將極柱與上壓環、蓋板密封，從而實現全密封，提高了密封性。(2)本專利技術實現全密封效果所使用到的密封膠及鉚接工藝耗用成本低。(3)本專利技術采用的密封膠硬度低而不易脫落，也不會產生密封間隙以致電解液泄漏。(4)將密封膠與蓋板注塑為一體有利于提高密封件的組裝效率。(5)以下技術方案進一步提高了密封件的密封性:上壓環設置與極柱大頭冠狀結構相吻合的凹槽；密封膠貼附于極柱橫板與絕緣墊片的頂面以及極柱橫板兩端的橫截面呈階梯型并與絕緣墊片匹配連接；上壓環的外徑小于密封膠的外徑；極柱橫板、蓋板在與密封膠交接處均設置有一個或多個凸臺。(6)極柱、極耳壓環由純鋁或純鎳材質制成，提高了材質的韌性，避免極柱、極耳壓環受鉚接的沖壓力而發生斷裂。(7)本專利技術采用全密封的密封件可滿足車載系統、智能氣表、智能水表等領域對密封性的要求。附圖說明圖1為本專利技術鋰離子電池電容器用密封件組裝后結構剖面圖。圖2為本專利技術上壓環組裝前的結構俯視圖。圖3為本專利技術極柱組裝前的剖面圖。圖4為本專利技術密封膠與蓋板注塑一體結構剖面圖。圖5為本專利技術蓋板在組裝前結構剖面圖。圖6為本專利技術絕緣墊片組裝前的結構俯視圖。圖7為本專利技術極耳壓環組裝前的結構俯視圖。具體實施例方式下面結合實施例及附圖對本專利技術作進一步詳細的描述，但本專利技術創造的實施方式不限于此。如圖3所示，極柱2呈十字形，包括極柱大頭21、極柱小頭22、以及與極柱大頭21、極柱小頭22為一體結構的極柱橫板23，極柱橫板23還設置有兩個凸臺231，極柱橫板23兩端的橫截面呈階梯型，在極柱2被組裝前，極柱大頭21與極柱小頭22的端部為平滑的圓柱狀，在被組裝時，受鉚接產生的沖壓力，端部均形成如圖1所示的冠狀結構。如圖1、圖2所示,上壓環I包括一個通孔11,通孔11外圍設置有與極柱大頭21冠狀結構相吻合的凹槽12。如圖本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種鋰離子電池電容器用密封件，包括依次設置的上壓環、蓋板、絕緣墊片以及極耳壓環，其特征在于：還包括密封膠與十字形的極柱，在所述上壓環、蓋板、極耳壓環各設置有一個通孔且三個通孔的中心軸相同，所述密封膠與蓋板的通孔及蓋板上下表面為注塑一體結構，且密封膠設置有與蓋板的通孔中心軸相同的通孔，所述極柱包括與所述密封膠上的通孔及所述上壓環上的通孔相匹配的極柱大頭，與極耳壓環上的通孔相匹配的極柱小頭，以及與極柱大頭、極柱小頭為一體結構的極柱橫板，所述極柱大頭貫穿于所述密封膠上的通孔以及所述上壓環上的通孔，并與上壓環鉚接，所述極柱小頭貫穿于極耳壓環上的通孔并與極耳壓環鉚接，極柱橫板與密封膠的底面貼附連接。

【技術特征摘要】
1.一種鋰離子電池電容器用密封件，包括依次設置的上壓環、蓋板、絕緣墊片以及極耳壓環，其特征在于:還包括密封膠與十字形的極柱，在所述上壓環、蓋板、極耳壓環各設置有一個通孔且三個通孔的中心軸相同，所述密封膠與蓋板的通孔及蓋板上下表面為注塑一體結構，且密封膠設置有與蓋板的通孔中心軸相同的通孔，所述極柱包括與所述密封膠上的通孔及所述上壓環上的通孔相匹配的極柱大頭，與極耳壓環上的通孔相匹配的極柱小頭，以及與極柱大頭、極柱小頭為一體結構的極柱橫板，所述極柱大頭貫穿于所述密封膠上的通孔以及所述上壓環上的通孔，并與上壓環鉚接，所述極柱小頭貫穿于極耳壓環上的通孔并與極耳壓環鉚接，極柱橫板與密封膠的底面貼附連接。2.在根據權利要求1所述的一種鋰離子電池電容器用密封件，其特征在于:所述極柱大頭、極柱小頭的端部均為冠狀結構，且所述上壓環的通孔外圍設置有與極柱大頭冠狀結構相吻合的凹槽。3.根據權利要求1或2所述的一種鋰離子電池電容器...

【專利技術屬性】
技術研發人員：呂正中，王先文，鄒友生，卜芳，袁中直，劉金成，
申請(專利權)人：惠州億緯鋰能股份有限公司，
類型：發明
國別省市：