CN106531909A - 电池防爆安全顶盖 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电池防爆安全顶盖。包括顶盖基板，所述的顶盖基板上设有极柱、金属垫块和注液孔，所述的顶盖基板上还设有防爆组件，所述的防爆组件包括与顶盖基板相固定的集气罩底座、与集气罩底座相连的集气罩以及置在集气罩底座内部中心处的泄压阀。由上述技术方案可知，本发明的防爆组件在电池因过充、短路等原因发生剧烈产气反应时，可以迅速反应并开启泄压阀，及时释放电池内部压力，防止爆炸安全事故的发生，同时防爆组件内部具有分离电解液的功能，避免了高温高压下电池内部喷射出的电解液腐蚀电池外部导流极片和可能的人身伤害。本发明可以在不影响电池生产良品率和电池性能的情况下提升电池的防爆安全性能，具备较好的产业化应用前景。

Description

电池防爆安全顶盖
技术领域
本发明涉及电池领域，具体涉及一种电池防爆安全顶盖。
背景技术
动力电池在针刺、过充、短路等情况下会发生剧烈产气反应，造成电池内部气压迅速增大，很可能发生爆炸引发安全事故。为此，目前的动力电池顶盖上均安装有泄压阀，泄压阀有一定的承压极限，当电池内部气压达到泄压阀的承压极限时，泄压阀会破裂，从而释放电池内部气压，防止安全事故的发生。但对于方形铝壳电池来说，当电池内部剧烈产气时，由于铝壳较软，并且电池宽度方向上的壳体容易变形，内部气压很容易造成壳体鼓胀，并在泄压阀起作用前引起壳体破裂发生爆炸。当方形铝壳电池的宽厚比较大时，这种现象尤为明显。目前通常有两种解决方案：一种是降低泄压阀的开启阈值，即降低泄压阀的承压极限，使泄压阀更容易破裂，但这会造成泄压阀的强度降低，在加工和使用过程中很容易损害，而且较低的开启阈值使得泄压阀在正常情况下，如化成过程中也会破裂，造成电池的报废率较高；另一种方式是在电池内部添加易产气的物质，如在电解液中添加能够分解产气的防过充添加剂等，使电池在发生过充、针刺等破坏时，内部的产气量加大并且产气反应时间提前，使泄压阀提前迅速打开，但是这些易产气物质会明显影响电池的容量、循环和搁置性能，因此产业化存在一定问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电池防爆安全顶盖，该顶盖提高了电池泄压阀开启的灵敏性，在不影响电池生产良品率和电池性能的情况下提升了电池的防爆安全性能。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：包括顶盖基板，所述的顶盖基板上设有极柱、金属垫块和注液孔，所述的顶盖基板上还设有防爆组件，所述的防爆组件包括与顶盖基板相固定的集气罩底座、与集气罩底座相连的集气罩以及置在集气罩底座内部中心处的泄压阀。
所述的集气罩为口径渐变式结构，所述的集气罩与集气罩底座相连的一端口径小，另一端口径大。
所述的集气罩为双层罩体，包括与集气罩底座相连的外罩以及设置在外罩内部的内罩，所述的外罩与内罩通过底部设置的连接件相连，且外罩及内罩之间形成底部封闭的环状空腔。
所述外罩的底端位置低于内罩的底端位置，所述的连接件斜向布置，连接件与内罩相连的部位高，连接件与外罩相连的部位低。
所述的内罩呈穹顶式结构，内罩的顶部中心位置设有多个排气孔，所述内罩的底部通过橡胶膜片封闭，且橡胶膜片与内罩相连接部位的厚度小于橡胶膜片中间的厚度。
所述的集气罩底座与顶盖基板整体成型。
所述的外罩、内罩及连接件为整体结构。
所述的排气孔为条形、圆形或菱形。
所述的橡胶膜片通过热烫或粘接工艺安装在内罩上。
由上述技术方案可知，本发明的防爆组件在电池因过充、短路等原因发生剧烈产气反应时，可以迅速反应并开启泄压阀，及时释放电池内部压力，防止爆炸安全事故的发生，同时防爆组件内部具有分离电解液的功能，避免了高温高压下电池内部喷射出的电解液腐蚀电池外部导流极片和可能的人身伤害。本发明提供的电池防爆安全顶盖可以在不影响电池生产良品率和电池性能的情况下提升电池的防爆安全性能，具备较好的产业化应用前景。
附图说明
图1是本发明的结构示意图；
图2是本发明集气罩的结构示意图；
图3是图2的仰视图；
图4是图2的A部放大图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步说明：
如图1所示的一种电池防爆安全顶盖，包括顶盖基板1，顶盖基板1上设有极柱2、金属垫块3和注液孔4，金属垫块3和极柱2通过铆接或焊接的方式实现电连接，极柱2中有一个或两个与金属垫块3之间通过绝缘垫片实现绝缘连接。顶盖基板1上还设有防爆组件，防爆组件包括与顶盖基板1相固定的集气罩底座5、与集气罩底座5相连的集气罩6以及置在集气罩底座5内部中心处的泄压阀7。
进一步的，如图2、图3、图4所示，集气罩6为口径渐变式结构，集气罩6与集气罩底座5相连的一端口径小，另一端口径大。集气罩6采用口径渐变的结构，可以收集更多的气体用于冲破泄压阀7。
进一步的，集气罩6为双层罩体，包括与集气罩底座5相连的外罩61以及设置在外罩61内部的内罩62，外罩61与内罩62通过底部设置的连接件63相连，且外罩61及内罩62之间形成底部封闭的环状空腔64。具体地说，即外罩61与内罩62之间形成一个底部封闭，顶部开口的环状空腔64，且顶部的开口处与集气罩底座5相连接；高温高压的情况下，快速流向集气罩6的气体会携带一部分电解液，而高温下的电解液具有腐蚀性，直接喷出电池外部的话，不仅会损伤电池外部的导流极片，也可能对人造成伤害，所以将集气罩6设置成内外罩的双层结构，内罩62会阻挡大部分电解液的喷出，通过内罩62排气孔65排出的剩余电解液则会撞击到外罩61的内壁上，并流到内外罩之间的环状空腔64的底部，这种双层结构避免了高温高压下电池内部喷射出的电解液对电池外部导流极片的腐蚀，并保障了人身安全。
进一步的，外罩61的底端位置低于内罩62的底端位置，连接件63斜向布置，连接件63与内罩62相连的部位高，连接件63与外罩61相连的部位低。更进一步的，外罩61、内罩62及连接件63为整体结构，三者的材质相同。
进一步的，内罩62呈穹顶式结构，内罩62的顶部中心位置设有多个排气孔65，内罩62的底部通过橡胶膜片66封闭，且橡胶膜片66与内罩62相连接部位的厚度小于橡胶膜片66中间的厚度。也就是橡胶膜片66与内罩62的连接部进行了减薄处理，使橡胶膜片66边缘的厚度小于内部的厚度，这样在电池内部气压和温度迅速升高的情况下，橡胶膜片66与内罩62的连接处由于减薄处理可以快速地破裂。
进一步的，集气罩底座5与顶盖基板1整体成型。
进一步的，排气孔65为条形、圆形或菱形，排气孔65的形状并不局限于上述提及的这几种形状。
进一步的，橡胶膜片66通过热烫或粘接工艺安装在内罩62上。
本发明的工作原理如下：
电池在正常的生产和使用过程中，内部的产气量较小、温度较低，不会造成橡胶膜片的损坏，因此气体无法到达泄压阀处，不会造成泄压阀的误开启；当电池在短路、针刺、过充等情况下内部迅速产气时，电池内部气压和温度均会迅速升高，高温会导致橡胶膜片的强度变弱，再加上气压的冲击，橡胶膜片与内罩的连接处会破裂，此时气体会迅速进入内罩，并经过内罩的排气孔到达泄压阀处，当气压达到泄压阀的承压极限时，泄压阀会破裂，从而释放电池内部气压，防止电池的爆炸。
本发明的有益效果在于：1）集气罩设置成口径渐变式结构，可以更多地收集电池产生的气体并导向泄压阀，增大了泄压阀对电池内压变化反应的灵敏度；2）内罩底部的橡胶膜片可以保证泄压阀不会因化成、高温搁置和循环等过程中的正常产气而误开启；3）集气罩采用内外罩的设计避免了高温高压下电解液喷射引发的电池外部导流极片腐蚀和人身伤害，在不影响电池生产良品率和电池性能的情况下提升了电池的防爆安全性能，具备较好的产业化应用前景。
以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。

Claims (9)

1.一种电池防爆安全顶盖，包括顶盖基板（1），所述的顶盖基板（1）上设有极柱（2）、金属垫块（3）和注液孔（4），其特征在于：所述的顶盖基板（1）上还设有防爆组件，所述的防爆组件包括与顶盖基板（1）相固定的集气罩底座（5）、与集气罩底座（5）相连的集气罩（6）以及置在集气罩底座（5）内部中心处的泄压阀（7）。
2.根据权利要求1所述的电池防爆安全顶盖，其特征在于：所述的集气罩（6）为口径渐变式结构，所述的集气罩（6）与集气罩底座（5）相连的一端口径小，另一端口径大。
3.根据权利要求1或2所述的电池防爆安全顶盖，其特征在于：所述的集气罩（6）为双层罩体，包括与集气罩底座（5）相连的外罩（61）以及设置在外罩（61）内部的内罩（62），所述的外罩（61）与内罩（62）通过底部设置的连接件（63）相连，且外罩（61）及内罩（62）之间形成底部封闭的环状空腔（64）。
4.根据权利要求3所述的电池防爆安全顶盖，其特征在于：所述外罩（61）的底端位置低于内罩（62）的底端位置，所述的连接件（63）斜向布置，连接件（63）与内罩（62）相连的部位高，连接件（63）与外罩（61）相连的部位低。
5.根据权利要求3所述的电池防爆安全顶盖，其特征在于：所述的内罩（62）呈穹顶式结构，内罩（62）的顶部中心位置设有多个排气孔（65），所述内罩（62）的底部通过橡胶膜片（66）封闭，且橡胶膜片（66）与内罩（62）相连接部位的厚度小于橡胶膜片（66）中间的厚度。
6.根据权利要求1所述的电池防爆安全顶盖，其特征在于：所述的集气罩底座（5）与顶盖基板（1）整体成型。
7.根据权利要求3所述的电池防爆安全顶盖，其特征在于：所述的外罩（61）、内罩（62）及连接件（63）为整体结构。
8.根据权利要求5所述的电池防爆安全顶盖，其特征在于：所述的排气孔（65）为条形、圆形或菱形。
9.根据权利要求5所述的电池防爆安全顶盖，其特征在于：所述的橡胶膜片（66）通过热烫或粘接工艺安装在内罩（62）上。
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