本發明(ming)的是電化(hua)學(xue)電池，并且更(geng)具體地是用于電化(hua)學(xue)電池的蓋。

背景技術：

1、存在兩大類電(dian)(dian)(dian)化學(xue)(xue)電(dian)(dian)(dian)池(chi)，一次電(dian)(dian)(dian)化學(xue)(xue)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(不可再充電(dian)(dian)(dian))有時(shi)簡(jian)稱為電(dian)(dian)(dian)池(chi)，以及二次電(dian)(dian)(dian)化學(xue)(xue)電(dian)(dian)(dian)池(chi)(可再充電(dian)(dian)(dian))有時(shi)稱為蓄電(dian)(dian)(dian)池(chi)。

2、一次電(dian)化學電(dian)池族特別(bie)包括li/so2型(xing)電(dian)池、li/socl2型(xing)電(dian)池、li/soch型(xing)電(dian)池、li/mno2型(xing)電(dian)池和(he)li/cfx型(xing)電(dian)池。

3、二次電化學電池(chi)族特別包括(kuo)鋰離子型電池(chi)、ni/mh型電池(chi)和ni/cd型電池(chi)。

4、一次電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)或(huo)二次電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)可以根據各(ge)種組(zu)件構造為(wei)例如螺(luo)旋(xuan)(xuan)式(shi)或(huo)卷(juan)(juan)繞(rao)式(shi)。它(ta)們通(tong)常為(wei)圓柱形(xing)(xing)或(huo)棱柱形(xing)(xing)，并且包括封(feng)裝電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)板組(zu)的(de)(de)(de)容器，所述容器由蓋(gai)封(feng)閉(bi)。在(zai)螺(luo)旋(xuan)(xuan)式(shi)卷(juan)(juan)繞(rao)電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)(de)情況下，電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)板組(zu)由正電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)和負(fu)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)卷(juan)(juan)繞(rao)在(zai)一起并通(tong)過(guo)隔板分隔來形(xing)(xing)成。在(zai)呈卷(juan)(juan)繞(rao)形(xing)(xing)式(shi)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)(de)情況下，電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)板組(zu)包括電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)塊或(huo)線圈(quan)(quan)，電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)塊或(huo)線圈(quan)(quan)通(tong)過(guo)隔板與相(xiang)(xiang)反(fan)極(ji)(ji)(ji)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)分隔開，相(xiang)(xiang)反(fan)極(ji)(ji)(ji)性(xing)(xing)的(de)(de)(de)電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)覆蓋(gai)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)的(de)(de)(de)容器的(de)(de)(de)內壁。在(zai)一次電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)中，電(dian)(dian)(dian)(dian)解液(ye)(ye)是陰極(ji)(ji)(ji)。有時使(shi)用術語液(ye)(ye)態(tai)陰極(ji)(ji)(ji)。在(zai)二次電(dian)(dian)(dian)(dian)化(hua)學(xue)電(dian)(dian)(dian)(dian)池(chi)中，電(dian)(dian)(dian)(dian)極(ji)(ji)(ji)板組(zu)浸漬有電(dian)(dian)(dian)(dian)解液(ye)(ye)。

5、這(zhe)些類型的(de)(de)(de)結(jie)構使(shi)(shi)得可(ke)以獲得具有高(gao)功率和/或高(gao)能量的(de)(de)(de)電(dian)化學電(dian)池(chi)。因此有必要使(shi)(shi)它們的(de)(de)(de)使(shi)(shi)用安全(quan)，特別是在(zai)(zai)(zai)標稱條件(jian)之外使(shi)(shi)用電(dian)池(chi)的(de)(de)(de)情況下，例(li)如(ru)在(zai)(zai)(zai)意外過(guo)載期間(jian)、在(zai)(zai)(zai)存在(zai)(zai)(zai)短路的(de)(de)(de)情況下或在(zai)(zai)(zai)暴露于高(gao)于最大額定溫(wen)度(du)的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)期間(jian)。這(zhe)是因為這(zhe)會產生(sheng)爆(bao)炸(zha)的(de)(de)(de)風險并導致在(zai)(zai)(zai)電(dian)池(chi)的(de)(de)(de)容(rong)器中產生(sheng)氣體(ti)的(de)(de)(de)電(dian)化學反應。這(zhe)些氣體(ti)的(de)(de)(de)積聚(ju)導致電(dian)池(chi)內部壓力的(de)(de)(de)增加(jia)，這(zhe)可(ke)能導致容(rong)器的(de)(de)(de)劇烈(lie)爆(bao)裂并且產生(sheng)對環境和附近(jin)的(de)(de)(de)人有害的(de)(de)(de)腐蝕(shi)性化合(he)物。

6、存在許(xu)多(duo)安全裝置，其中(zhong)容器(qi)的蓋(gai)起(qi)主要作用(yong)。文獻cn208986032u和cn109148747描述了容器(qi)封(feng)閉(bi)系統(tong)，該容器(qi)封(feng)閉(bi)系統(tong)在蓋(gai)下(xia)方包括分隔緩(huan)沖(chong)容積的防爆隔膜。這(zhe)樣，當內部壓(ya)力增加時，隔膜變形以(yi)使得氣體(ti)擴散(san)到(dao)位于(yu)蓋(gai)下(xia)方的所述緩(huan)沖(chong)容積中(zhong)。

7、然而，這樣(yang)的(de)裝置的(de)主要(yao)缺點(dian)是(shi)限(xian)制(zhi)了用(yong)于電極板組的(de)容器內可用(yong)的(de)有用(yong)容積，并因此限(xian)制(zhi)了電池的(de)容量。

8、因此(ci)，需要為電(dian)化學(xue)電(dian)池提供蓋，其(qi)使得電(dian)池能夠安全封(feng)閉而避(bi)免爆(bao)炸(zha)，同(tong)時增(zeng)加所述(shu)電(dian)池的內部容積(ji)并因此(ci)增(zeng)加所述(shu)電(dian)池的容量(liang)。

技術實現思路

1、本發(fa)明的第一(yi)主題是(shi)一(yi)種用(yong)于電(dian)化(hua)學電(dian)池的蓋，包括：

2、一(yi)種用于電化(hua)學電池的蓋，包括(kuo)：

3、-環，所述環具有外(wai)圓周和內圓周，

4、-冠(guan)(guan)狀(zhuang)凸臺，該冠(guan)(guan)狀(zhuang)凸臺位于內(nei)圓(yuan)(yuan)周(zhou)與外(wai)圓(yuan)(yuan)周(zhou)之間，

5、-至(zhi)少兩個圓(yuan)弧形平(ping)面(mian)(mian)區域，該至(zhi)少兩個圓(yuan)弧形平(ping)面(mian)(mian)區域位于(yu)冠狀凸臺與環(huan)的外圓(yuan)周之間，蓋在垂直于(yu)環(huan)的平(ping)面(mian)(mian)的方向上被看到，

6、-至(zhi)少四(si)個凸起(qi)，該至(zhi)少四(si)個凸起(qi)從冠狀凸臺沿非徑(jing)向(xiang)(xiang)軸線(xian)朝向(xiang)(xiang)外(wai)圓周(zhou)延(yan)伸，

7、其(qi)中(zhong)，在(zai)這四個(ge)凸起中(zhong)的至(zhi)少一(yi)個(ge)凸起上和/或在(zai)冠狀凸臺上和/或在(zai)至(zhi)少兩個(ge)平(ping)面區域(yu)中(zhong)的至(zhi)少一(yi)個(ge)平(ping)面區域(yu)上存在(zai)變薄(bo)區域(yu)。

8、根據(ju)一個(ge)實施方式，蓋包(bao)括兩個(ge)具有相(xiang)同極(ji)性或相(xiang)反極(ji)性的單獨的連(lian)接(jie)區域(6)和(7)。

9、根據一(yi)個實施方(fang)式，第(di)一(yi)接口(kou)區(qu)域(6)位(wei)于冠狀(zhuang)凸臺與環(huan)的外圓(yuan)周之間，并且與第(di)一(yi)極(ji)性具有相(xiang)同極(ji)性或相(xiang)反極(ji)性的第(di)二接口(kou)區(qu)域(7)位(wei)于由環(huan)的內圓(yuan)周限(xian)定的空間中。

10、根據一個實施方(fang)式(shi)，第(di)二(er)接(jie)口區域通(tong)過(guo)玻璃-金屬饋(kui)通(tong)與蓋絕緣(yuan)，玻璃-金屬饋(kui)通(tong)包括玻璃絕緣(yuan)體(ti)(10)和金屬固定(ding)裝置(11)，所述固定(ding)裝置通(tong)過(guo)焊(han)接(jie)固定(ding)到蓋。

11、根據一個實施(shi)方式，第一接口區(qu)域(yu)(yu)是(shi)負極(ji)(ji)(ji)性電極(ji)(ji)(ji)連接區(qu)域(yu)(yu)，并(bing)且第二(er)接口區(qu)域(yu)(yu)是(shi)正極(ji)(ji)(ji)性電極(ji)(ji)(ji)連接區(qu)域(yu)(yu)。

12、根據一(yi)個實(shi)施(shi)方(fang)式，變薄區域是矩形、人字形或杏仁形的。

13、根(gen)據一個實施方(fang)式，每個凸起包括變薄區域。

14、根據一個實(shi)施方式，至少四個凸起各自沿非徑向(xiang)方向(xiang)軸(zhou)線(xian)(xian)延(yan)伸，其中，任何(he)方向(xiang)軸(zhou)線(xian)(xian)都(dou)不平行(xing)于(yu)另(ling)一方向(xiang)軸(zhou)線(xian)(xian)。

15、根據一(yi)個實施方式(shi)，該蓋(gai)包括：2個至4個圓弧形式(shi)的(de)平面(mian)區域(yu)(9)，位(wei)于冠(guan)狀凸臺和環的(de)外圓周之間，蓋(gai)在(zai)垂(chui)直于環的(de)平面(mian)的(de)方向上被查看。

16、根據一(yi)個實施(shi)方式(shi)，該環的高度大于或等于1.6mm并且小于4mm，優(you)選(xuan)地在2mm至3mm之間。

17、根據一個實施方式，該蓋包括用于(yu)使用電解(jie)液(8)填充電池的(de)孔(kong)口，孔(kong)口在(zai)環的(de)表(biao)面(mian)的(de)中(zhong)空區域中(zhong)。

18、根據一個實施方式，該蓋由不銹鋼、鍍鎳鋼或鋁(lv)制(zhi)成。

19、本發(fa)明還提供一種電化學電池，包括：

20、-容(rong)納電(dian)極板組的容(rong)器，

21、-形成基座的端部，以及

22、-與形(xing)成基座的端部(bu)相對(dui)的端部(bu)，

23、其(qi)中，與形成(cheng)基(ji)座的端部相(xiang)對的端部由(you)如上述所限定的蓋(1)封閉。

24、根據(ju)電(dian)(dian)化(hua)學電(dian)(dian)池的一個實施方式，分配給一組(zu)連接(jie)件、電(dian)(dian)解液和電(dian)(dian)化(hua)學板組(zu)的容(rong)積(ji)(ji)占(zhan)容(rong)器中可用容(rong)積(ji)(ji)的至少(shao)95％。

25、根據(ju)一個實(shi)施方式，電化學電池(chi)為鋰(li)離子(zi)型、ni/mh型或(huo)ni/cd型。

26、根據一個實施方式，電化(hua)學(xue)電池為選自包括以下的組(zu)的一次鋰離(li)子型：limno2、licfx、liso2、lisocl2和liso2cl2。

27、本發明還包(bao)括制造如上述所定(ding)義的蓋的方法，包(bao)括以下步驟：

28、(a)沖壓(ya)片材以(yi)形成環，該環具有(you)：

29、-外圓周(2a)和內圓周(2b)，

30、-冠(guan)狀凸臺(3)，該冠(guan)狀凸臺(3)位于(yu)內圓周(2b)與外圓周(2a)之間(jian)，

31、-至少兩個圓弧形(xing)平面區(qu)域(yu)(9)，至少兩個圓弧形(xing)平面區(qu)域(yu)位于冠狀凸臺與(yu)環的外圓周之間(jian)，該在垂直于環的平面的方向上被看到(dao)，

32、-至少四個凸起(4)，至少四個凸起(4)從冠狀凸臺(tai)沿非徑(jing)向(xiang)軸線朝向(xiang)外(wai)圓周延伸；

33、(b)在(zai)(zai)四個(ge)凸起(qi)(4)中(zhong)的至(zhi)少一(yi)個(ge)凸起(qi)上(shang)和/或冠(guan)(guan)狀(zhuang)凸臺(3)上(shang)和/或在(zai)(zai)至(zhi)少兩個(ge)平面(mian)區(qu)域(9)中(zhong)的至(zhi)少一(yi)個(ge)平面(mian)區(qu)域上(shang)形成(cheng)變薄(bo)區(qu)域(5)；步驟(zou)(b)在(zai)(zai)步驟(zou)(a)之后或在(zai)(zai)步驟(zou)(a)之前在(zai)(zai)設置在(zai)(zai)片材上(shang)的用(yong)于通過沖壓創建冠(guan)(guan)狀(zhuang)凸臺(3)和所述至(zhi)少四個(ge)凸起(qi)(4)的位置處執行(xing)。

34、(c)在由環的內圓周(2b)限定的空間中(zhong)設(she)置絕緣接(jie)口端子(7)；

35、(d)將(jiang)接口(kou)端子焊(han)接到在步驟(b)中獲(huo)得的部(bu)件(jian)。

36、根據方法的一個實施(shi)方式，步驟(b)通過沖(chong)壓或移除(chu)材料(liao)來進行(xing)。

37、本發(fa)(fa)明(ming)可(ke)(ke)以通過提(ti)供一種蓋來克服現有技(ji)術的(de)(de)(de)(de)缺點，該(gai)蓋可(ke)(ke)以增加(jia)容(rong)(rong)器內的(de)(de)(de)(de)有用(yong)容(rong)(rong)積(ji)，其結果是釋放出(chu)更多的(de)(de)(de)(de)可(ke)(ke)用(yong)于(yu)電(dian)極板組的(de)(de)(de)(de)空(kong)間，從而可(ke)(ke)以增加(jia)活性材料(liao)的(de)(de)(de)(de)量(liang)，由此導致電(dian)池(chi)容(rong)(rong)量(liang)的(de)(de)(de)(de)增加(jia)。事實(shi)上，與(yu)現有技(ji)術不同(tong)，本發(fa)(fa)明(ming)的(de)(de)(de)(de)蓋不在容(rong)(rong)器內部(bu)提(ti)供緩(huan)沖容(rong)(rong)積(ji)，而是蓋朝向外部(bu)的(de)(de)(de)(de)變(bian)形(xing)用(yong)作緩(huan)沖容(rong)(rong)積(ji)而不增加(jia)容(rong)(rong)器內部(bu)和外部(bu)的(de)(de)(de)(de)容(rong)(rong)積(ji)。此外，與(yu)標準(zhun)蓋相比，根據本發(fa)(fa)明(ming)的(de)(de)(de)(de)蓋具有更好(hao)的(de)(de)(de)(de)耐壓性，并(bing)且根據本發(fa)(fa)明(ming)的(de)(de)(de)(de)蓋的(de)(de)(de)(de)變(bian)形(xing)受(shou)到控制(zhi)。除此之外，本發(fa)(fa)明(ming)的(de)(de)(de)(de)另一優點在于(yu)顯著(zhu)節(jie)省了生產蓋所需的(de)(de)(de)(de)材料(liao)。

技術特征：

1.一種用(yong)于(yu)電(dian)化學電(dian)池的蓋，包括：

2.根據權(quan)利要求1所述的(de)蓋，包括兩(liang)個具有相(xiang)(xiang)同極性或相(xiang)(xiang)反(fan)極性的(de)單獨的(de)接口區域(6)和(he)(7)。

3.根(gen)據權利要求2所(suo)(suo)述的(de)蓋，其中(zhong)，第(di)一接口(kou)(kou)區域(6)位于所(suo)(suo)述冠狀凸臺與所(suo)(suo)述環的(de)所(suo)(suo)述外圓周之間，并(bing)且(qie)與所(suo)(suo)述第(di)一極性(xing)具(ju)有(you)相同極性(xing)或(huo)相反極性(xing)的(de)第(di)二接口(kou)(kou)區域(7)位于由(you)所(suo)(suo)述環的(de)所(suo)(suo)述內圓周限定的(de)空間中(zhong)。

4.根據權利要求3所(suo)述(shu)的蓋(gai)，其中，所(suo)述(shu)第二接(jie)口區域通(tong)過(guo)玻(bo)(bo)璃(li)-金屬饋通(tong)與所(suo)述(shu)蓋(gai)絕(jue)緣(yuan)，所(suo)述(shu)玻(bo)(bo)璃(li)-金屬饋通(tong)包(bao)括玻(bo)(bo)璃(li)絕(jue)緣(yuan)體(10)和金屬固定(ding)(ding)裝置(zhi)(11)，所(suo)述(shu)固定(ding)(ding)裝置(zhi)通(tong)過(guo)焊接(jie)固定(ding)(ding)到所(suo)述(shu)蓋(gai)。

5.根據權利要求3至4中任一(yi)項所述(shu)(shu)的蓋，其中，所述(shu)(shu)第一(yi)接(jie)口區(qu)域(yu)(yu)是(shi)(shi)負極(ji)性電(dian)極(ji)連接(jie)區(qu)域(yu)(yu)，并且所述(shu)(shu)第二接(jie)口區(qu)域(yu)(yu)是(shi)(shi)正(zheng)極(ji)性電(dian)極(ji)連接(jie)區(qu)域(yu)(yu)。

6.根據前(qian)述(shu)權利要求中(zhong)任一項所(suo)述(shu)的蓋(gai)，其中(zhong)，所(suo)述(shu)變薄(bo)區域是矩形、人字形或杏仁(ren)形的。

7.根(gen)據前述權利(li)要求中任(ren)一項(xiang)所述的蓋(gai)，其中，每個凸起包(bao)括變(bian)薄區域。

8.根據(ju)前述(shu)權利要求中(zhong)(zhong)任一項所述(shu)的蓋(gai)，其(qi)中(zhong)(zhong)，所述(shu)至少四個凸起(qi)中(zhong)(zhong)各自沿(yan)非(fei)徑向(xiang)方向(xiang)軸線延伸，其(qi)中(zhong)(zhong)，任何(he)方向(xiang)軸線都(dou)不(bu)平行于另一方向(xiang)軸線。

9.根(gen)據前述權利(li)要(yao)求中任一項所(suo)(suo)述的(de)蓋(gai)，包括：2個至4個圓(yuan)弧形式(shi)的(de)平(ping)(ping)面區(qu)域(yu)(9)，位(wei)于所(suo)(suo)述冠狀凸臺與所(suo)(suo)述環的(de)所(suo)(suo)述外圓(yuan)周之間，所(suo)(suo)述蓋(gai)在垂直于所(suo)(suo)述環的(de)所(suo)(suo)述平(ping)(ping)面的(de)方向(xiang)上被查看。

10.根(gen)據(ju)前述(shu)權利要求中(zhong)任一(yi)項所(suo)述(shu)的(de)蓋(gai)，所(suo)述(shu)蓋(gai)的(de)高度(du)大(da)于或等于1.6mm并且小于4mm，優選地在2mm至3mm之(zhi)間。

11.根據前述(shu)權利(li)要求中(zhong)(zhong)任一項(xiang)所(suo)述(shu)的蓋，包括用(yong)于(yu)使用(yong)電解(jie)液(ye)(8)填充電池的孔口(kou)，所(suo)述(shu)孔口(kou)在所(suo)述(shu)環的表面的中(zhong)(zhong)空(kong)區域中(zhong)(zhong)。

12.根據前(qian)述(shu)權利要(yao)求中任一項所述(shu)的蓋，其中，所述(shu)蓋由(you)不銹鋼、鍍鎳鋼或鋁制成。

13.一種電化學(xue)電池，包括：

14.根據權(quan)利要(yao)求13所述的電化學電池，其中，分配給一(yi)組連接件、電解液和所述電化學板組的容積(ji)占所述容器中可用容積(ji)的至少95％。

15.根據權利要求13或14所述的電(dian)化學(xue)電(dian)池，所述電(dian)化學(xue)電(dian)池為(wei)鋰(li)離子型(xing)、ni/mh型(xing)或ni/cd型(xing)。

16.根據權利要求13或(huo)14所(suo)述(shu)的(de)電化學電池，所(suo)述(shu)電化學電池為(wei)選自包括以下的(de)組的(de)一次鋰離子型：limno2、licfx、liso2、lisocl2和liso2cl2。

17.一種制造根據權利要求1至12中任一項所述(shu)的(de)蓋的(de)方法，所述(shu)方法包(bao)括以下步驟：

18.根據權利要求17所述的方(fang)法(fa)，其中，步驟(b)通過沖(chong)壓或移除材料來進行(xing)。

技術總結
本發明涉及用于電化學元件的蓋，包括：?環，該環具有外圓周(2a)和內圓周(2b)；?冠狀凸臺(3)，位于內圓周(2b)與外圓周(2a)之間；?當在垂直于環的平面的方向上查看蓋時，至少兩個圓弧形平面區域(9)，位于冠狀凸臺與環的外圓周之間；?至少四個凸起(4)，從冠狀凸起沿非徑向軸線朝向外圓周(2a)延伸，其中，在所述四個凸起(4)中的至少一個凸起中和/或冠狀凸起(3)中和/或至少兩個平面區域(9)中的至少一個平面區域中存在變薄區域(5)。

技術研發人員：克里斯蒂安·迪皮伊,威廉·皮塞索,帕特里斯·泰羅謝爾,米夏埃爾·韋尼安
受保護的技術使用者：SAFT公司
技術研發日：
技術公布日：2024/8/1