[实用新型]具有耐压结构的深水用锂离子电池

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于深水使用的具有耐压和耐水能力的锂离子电池，尤其涉及一种具有耐压结构的深水用锂离子电池。

背景技术

锂离子电池比能量高达100-200Wh/Kg，是目前比能量最高的可充电电池，单体电压可达3-4V。由于锂离子电池使用锂离子作电荷载体，六氟磷酸锂作电解质，具有怕水的特点。所有的锂离子最终组装需要在无水环境下进行。

锂离子电池根据外包装的不同，可以分为钢壳、塑壳、铝壳、软包装等类型。所有的包装必须严密，防止外界的潮湿气体进入。对于水下使用的锂离子电池场合，例如潜水艇、水雷、鱼雷、水下科考设备，提高其使用的锂离子电池的耐压性是首要任务。众所周知，球形容器的耐压性是最好的，但不适用于锂离子电池外壳体系。耐压性其次的是圆柱形的旋转体。其主要的弱点是盖帽部分耐压较差。软包装体系的耐压性最差。因此，如果要在深水场合使用，最优的选择是使用具有旋转体结构的钢壳电池，可以保证具有最优的耐压和防水效果。如果要在深度大于100米的深水进行应用，还必须根据使用条件对圆柱电池的结构进行优化。

发明内容

本实用新型的目的是提供一种使用效果好的具有耐压结构的深水用锂离子电池。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：一种具有耐压结构的深水用锂离子电池，包括电芯，电芯外套有电池外壳，有其特征是：电池外壳的上端设计有电池外壳法兰，电池外壳法兰处连接有电池盖帽，电池盖帽与电池外壳法兰之间设计有密封圈。

此结构总，所述电池外壳下端设计有电池外壳底座，电池外壳底座的底面为球形。

本实用新型的优点效果在于：由于本实用新型在最容易引起压力穿透的电池盖帽部分，用整体电池盖帽替代传统的薄金属片型盖帽，增大承压能力；在耐压薄弱的滚槽部分，用旋压法制成突出的法兰效果，避免负曲率的滚槽区降低耐压能力；在圆柱的底部，增加弯角处的曲率半径，将整个电池外壳底座加工成圆底，所以本实用新型大大增加了电池的耐压能力，使之可以在深水区使用，外部的高压气、水不会进入电池，成为适应深水使用的锂离子电池结构，没有增加制造成本，但使用效果得到大幅度改善。

附图说明

图1为传统的圆柱形锂离子电池的结构示意图；

图2为本实用新型的结构示意图。

附图中：1、电池盖帽；  2、密封圈；  3、电池外壳法兰；  4、电芯；  5、电池外壳；  6、电池外壳底座。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明：

本实用新型如图1、2所示，一种具有耐压结构的深水用锂离子电池，包括电芯4，电芯4外套有电池外壳5，有其特征是：电池外壳5的上端设计有电池外壳法兰3，电池外壳法兰3处连接有电池盖帽1，电池盖帽1与电池外壳法兰3之间设计有密封圈2。在本实施例中，所述电池外壳5下端设计有电池外壳底座6，电池外壳底座6的底面为球形。

该结构利用壳层结构具有最大耐压能力的优点，通过优化电池的设计结构和提高刚度，使电池具有最大的耐压能力。本实用新型提出的电池结构易于加工，设计和工装模具简单、不改变原有电池的内部结构和组合方式、方便、可靠。用于深水场合时，可以利用设计公式进行参数组合设计，使之适用于不同的深度。

一种具有耐压结构的深水用锂离子电池的制造方式是这样的：首先将电芯放入电池外壳内，将负极与电池外壳底座点焊在一起，组成负极。然后将电芯的正极与电池盖帽点焊在一起，注入电解液，抽真空使电极液被电芯吸附。然后将电池盖帽放置在法兰部位，通过模具封口压紧，电池外壳法兰时通过旋压或膨胀模技术制成，电池的底座为球形，具有良好的耐压结构，即制成本实用新型所述的具有耐压结构的深水用锂离子电池，本实用新型可以用于100-1000米的水下环境。

电池盖帽采用整体机械加工或锻压方法制造，边缘包覆聚乙烯或聚丙烯密封垫；

本实用新型取消传统圆柱电池的滚槽结构，用旋压法或膨胀橡胶模具制成突出的法兰结构，使电池的开口扩大，避免负曲率的滚槽区降低电池的耐压能力；

在电池的底部，将整个底座加工成圆底，使之具有壳层结构，增大承压能力，此工艺可以通过球冠形模具通过拉伸方法制造。

经过以上工艺，电池的承压能力大幅度增加。经试验，采用0.5mm钢壳，普遍可以承受200米深的水压而电池性能不降低。采用2.0 mm钢壳，即可以承受1000米深的水压。