CN107293656A - 一种可在高温下排气的电池盖板结构及电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种可在高温下排气的电池盖板结构及电池。电池盖板结构包括盖板，盖板上设置有排气孔，所述排气孔内填充有热熔材料，以使得所述排气孔密封，可以保证在正常工作中盖板处于密封状态。当电池的外部环境温度比较热，或者是内部出现故障产生了较大的热量，使得所述盖板受热至温度超过所述热熔材料的熔点时，所述热熔材料熔化，以使所述排气孔导通，连通盖板的内部和外部，释放电池内部的压力，避免电池爆炸。通过设置排气孔和热熔材料，电池盖板结构可以直接在温度达到阈值后即连通电池的内部和外部，避免电池爆炸，提升了电池的安全性能。此外，热熔材料不受电池内部的气体助产剂的影响，动作的可控性高。
Description
技术领域
本发明涉及电池的技术领域，尤其涉及一种可在高温下排气的电池盖板结构及电池。
背景技术
电池一般包括电池盖板结构、盒体和电芯，电池盖板结构与盒体形成容纳电芯的容置空间。如图1所示，电池盖板结构包括盖板1′，盖板1′的两端分别设置有正极柱结构4′和负极柱结构3′，正极柱结构4′与盖板1′电连接，负极柱结构3′与盖板1′绝缘。正极柱结构4′和负极柱结构3′分别与电芯中的正负极材料中引出，在盖板1′上形成正负极。盖板1′上设置有防爆阀13′。防爆阀13′一般是一个薄片。当电池由于内部故障等原因导致温度异常后，会加剧气体内部的气体助产剂作用，增大电池内部的压强。电池内部的压强超过阈值后，防爆阀13′被冲破，释放电池内部的压力，避免电池爆炸。防爆阀13′只能等到电池内部的压力增大到阈值后才能爆破，其动作时间取决于电池内部气体助产剂的作用时间，不确性比较大。并且对于外部环境变热等问题，防爆阀13′无法及时动作，仍然只能等待内部气压增大爆破。此外，电池内部气压增大到阈值后再爆破的过程，本身就存在一定的危险性。
发明内容
本发明的第一目的在于提出一种可在高温下排气的电池盖板结构，可以在盖板的温度超过阈值后熔化热熔材料，连通盖板的内部和外部，释放电池内部的压力，避免电池爆炸。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种电池盖板结构，包括：
盖板，设置有排气孔，所述排气孔内填充有热熔材料，以使得所述排气孔密封；
当所述盖板受热至温度超过所述热熔材料的熔点时，所述热熔材料熔化，以使所述排气孔导通。
其中，所述排气孔为台阶孔或锥形孔，排气孔内端的孔径小于外端的孔径。
其中，所述热熔材料通过注塑或压铸固定于所述排气孔内。
其中，所述热熔材料的熔点为100摄氏度～150摄氏度。
其中，所述热熔材料为塑胶。
其中，所述盖板设置有翻转阀，所述翻转阀的翻转片在内外气压差超过阈值时会向外翻转顶出；
所述电池盖板结构还包括：
负极柱结构，与所述盖板固定且绝缘，所述负极柱结构包括间隔设置于所述盖板外侧的极柱覆盖部，所述极柱覆盖部的内侧设置有容置区，所述容置区内设置有热熔绝缘材料，所述容置区与所述翻转片的位置对应；
当所述盖板受热至温度超过所述热熔绝缘材料的熔点时，所述热熔绝缘材料熔化并位于所述翻转片与所述极柱覆盖部之间，避免所述翻转片与所述极柱覆盖部接触。
其中，所述盖板上还设置有防爆阀。
其中，电池盖板结构还包括：
正极柱结构，固定于所述盖板，且与所述盖板导通；
所述正极柱结构与电芯的连接线上设置有熔断区，所述熔断区经过大电流的时间超过阈值后被熔断。
本发明的第二目的在于提出一种电池，其电池盖板结构可以在盖板的温度超过阈值后熔化热熔材料，连通盖板的内部和外部，释放电池内部的压力，避免电池爆炸。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种电池，包括盒体和上述的可在高温下排气的电池盖板结构，所述盒体与所述电池盖板结构扣合形成电芯容纳部，所述电芯容纳部内容纳有电芯，所述电芯的正极材料通过连接线与所述正极柱结构连接，负极材料通过连接线与所述负极柱结构连接。
有益效果：本发明提供了一种可在高温下排气的电池盖板结构及电池。电池盖板结构包括盖板，盖板上设置有排气孔，所述排气孔内填充有热熔材料，以使得所述排气孔密封，可以保证在正常工作中盖板处于密封状态。当电池的外部环境温度比较热，或者是内部出现故障产生了较大的热量，使得所述盖板受热至温度超过所述热熔材料的熔点时，所述热熔材料熔化，以使所述排气孔导通，连通盖板的内部和外部，释放电池内部的压力，避免电池爆炸。通过设置排气孔和热熔材料，电池盖板结构可以直接在温度达到阈值后即连通电池的内部和外部，避免电池爆炸，提升了电池的安全性能。此外，热熔材料不受电池内部的气体助产剂的影响，动作的可控性高。
附图说明
图1是现有技术的电池盖板结构的结构示意图。
图2是现有技术的电池盖板结构在翻转阀处的局部放大图。
图3是本发明的电池盖板结构的结构示意图。
图4是本发明的电池盖板结构未受热时在热熔材料和热熔绝缘材料处的局部放大图。
图5是本发明的电池盖板结构受热后在热熔材料和热熔绝缘材料处的局部放大图。
其中：
1-盖板，11-排气孔，12-热熔材料，13-防爆阀，2-翻转阀，21-翻转片，3-负极柱结构，31-极柱覆盖部，32-容置区，33-热熔绝缘材料，4-正极柱结构，41-熔断区；
1＇-盖板，13＇-防爆阀，2＇-翻转阀，21＇-翻转片，3＇-负极柱结构，31＇-极柱覆盖部，4＇-正极柱结构，41＇-熔断区。
具体实施方式
为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
实施例1
如图3-图5所示，本实施例提供了一种可在高温下排气的电池盖板结构，包括盖板1和负极柱结构3和正极柱结构4。在本实施例中，内侧是指靠近电池内部的一侧，外侧是指靠近外部环境的一侧，内侧是指靠近电池内部的一端，外侧是指靠近外部环境的一端。以图3为例，内侧是指相应部件的下表面，外侧是指相应部件的上表面。正极柱结构4与盖板1固定且电连接(即处于导通状态)，负极柱结构3与盖板1固定且绝缘。
盖板1上设置有排气孔11，排气孔11内填充有热熔材料12，以使得排气孔11密封，可以保证在正常工作中盖板1处于密封状态。当电池的外部环境温度比较热，或者是内部出现故障产生了较大的热量，使得所述盖板受热至温度超过所述热熔材料的熔点时，热熔材料12熔化，以使排气孔11导通，连通盖板1的内部和外部，释放电池内部的压力，避免电池爆炸。热熔材料12可以为绝缘材料，也可以为非绝缘材料。通过设置排气孔11和热熔材料12，电池盖板结构可以直接在温度达到阈值后即连通电池的内部和外部，避免电池爆炸，提升了电池的安全性能。与现有技术中设置的防爆阀需要电池内部气压积聚到一定值再爆破相比，热熔材料13不受电池内部的气体助产剂的影响，动作的可控性高。
热熔材料12的熔点如果太低，会导致此机制容易被误触发，温度稍高就开始生效熔化，导致盖板密封失效，对电池造成不好的影响。热熔材料12的熔点也不能太高，否则外部环境温度已经引起电池内部的气压增大，防爆阀13等都已经爆破，热熔材料12尚未熔化，则已经失去作用。一般而言，热熔材料12的熔点在100摄氏度～150摄氏度比较合适，比如设置在120摄氏度、130摄氏度等。本实施例中，热熔材料12可以选用熔点在上述范围的塑胶制作，比如熔点在120摄氏度左右的聚乙烯和聚苯乙烯等。
在本申请中，可在高温下排气的电池盖板结构中，高温是指不低于热熔材料12的熔点的温度。比如，如果热熔材料12的熔点为120摄氏度，高温则指不低于120摄氏度的温度。
热熔材料12可以通过注塑或压铸的方式固定于容置区32内，制造快捷方便。对于塑胶材料而言，也可以通过滴胶等方式固定。
在本实施例中，排气孔11可以设置为台阶孔的形式，或者是锥形孔的形式，并且排气孔11靠近盖板1的内侧的孔径小于靠近盖板1的外侧的孔径，便于热熔材料12封存在排气孔11，避免掉落。
在本实施例中，正极柱结构4与盖板1固定且电连接(即处于导通状态)，正极柱结构4与电芯的连接线上设置有熔断区41，熔断区41经过大电流的时间超过阈值后被熔断。盖板1设置有翻转阀2，翻转阀2的主体与盖板1固定，翻转阀2的中心区域设置有翻转片21，翻转片21的中部形成有圆柱形的抵接部。翻转阀2的翻转片21在内外气压差超过阈值时会向外翻转顶出，使得抵接部与外侧的部件抵接。
负极柱结构3与盖板1固定且绝缘，负极柱结构3包括穿过盖板1的负极柱和位于负极柱两端的固定部，负极柱和固定部配合将负极柱结构3与盖板1固定，负极柱3和盖板1之间还设置有绝缘板等用于绝缘。负极柱结构3中位于盖板1外侧的固定部为间隔设置于盖板1外侧的极柱覆盖部31，极柱覆盖部31的内侧设置有容置区32，容置区32内设置有热熔绝缘材料33，容置区32与翻转片21的位置对应。如果是电池内部出现故障，导致电池内部气压增大至超过翻转阀2的预设值，翻转片21会向外翻转顶出，与负极柱3的极柱覆盖部31抵接，触发主动短路保护机制，将正极柱结构4的连接线上的熔断区41熔断。
针对外部环境变热超过安全温度时，盖板1受热至温度超过热熔绝缘材料33的熔点，热熔绝缘材料33熔化并位于翻转片21与极柱覆盖部31之间，避免翻转片21与极柱覆盖部31接触。因此，针对外部环境变热的情况，本实施例的电池盖板结构通过在盖板1上设置热熔绝缘材料33，可以在翻转片21和极柱覆盖部31之间形成绝缘层，避免翻转片21和极柱覆盖部31导通，无法再触发主动短路保护机制，防止短路引起的二次发热，提升电池的安全性能。
热熔材料12可以与热熔绝缘材料33为同一种物质，比如均为塑胶类材料等。通过同时设置热熔绝缘材料33和热熔材料12，可以在外部环境温度过高时，既避免电池发生主动短路机制，避免短路过热加剧危险程度。还可以主动打开排气孔，释放压力，避免电池爆炸。
热熔绝缘材料33的熔点如果太低，会导致此机制容易被误触发，温度稍高就开始生效，对电池造成不好的影响。热熔绝缘材料33的熔点也不能太高，否则外部环境温度已经引起电池内部的气压增大，主动短路保护机制已经生效时，热熔绝缘材料33尚未熔化，则已经失去作用。一般而言，热熔绝缘材料33的熔点可以与热熔材料12相近，在100摄氏度～150摄氏度比较合适，比如设置在120摄氏度、130摄氏度等。热熔绝缘材料33也可以通过注塑或压铸的方式固定于容置区32内，制造快捷方便。对于塑胶材料而言，也可以通过滴胶等方式固定。
在本实施例中，容置区32为贯通盖板1的容置孔，在熔化时，便于热熔绝缘材料33从容置区32内流出。容置孔可以设置为台阶孔的形式，台阶孔的大孔径端位于极柱覆盖部31的外侧。台阶孔的台阶结构便于热熔绝缘材料33封存在台阶孔中，避免掉落。台阶孔的大孔径端还可以存储较多的热熔绝缘材料33，确保阻止翻转片21与极柱覆盖部31接触。
盖板1上还设置有防爆阀13，防爆阀13一般为比较薄的薄片，在电池的内部气压超过阈值后，防爆阀13会被冲破，释放电池内部的压力。热熔材料12和排气孔11主要针对外部环境过热的情况设置，而防爆阀13主要针对内部环境气压增大而设置。两者分别从电池的外部环境和内部环境对电池进行保护，提高电池的安全性能。
本实施例还提供了一种电池，包括盒体和上述的可在高温下排气的电池盖板结构，盒体与电池盖板结构扣合形成电芯容纳部，电芯容纳部内容纳有电芯，电芯的正极材料通过连接线与正极柱结构4连接，负极材料通过连接线与负极柱结构3连接。通过设置排气孔11和热熔材料12，电池盖板结构可以直接在温度达到阈值后即连通电池的内部和外部，避免电池爆炸，提升了电池的安全性能。与现有技术中设置的防爆阀需要电池内部气压积聚到一定值再爆破相比，热熔材料13不受电池内部的气体助产剂的影响，动作的可控性高。
以上内容仅为本发明的较佳实施例，对于本领域的普通技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (9)
1.一种可在高温下排气的电池盖板结构，其特征在于，包括：
盖板(1)，设置有排气孔(11)，所述排气孔(11)内填充有热熔材料(12)，以使得所述排气孔(11)密封；
当所述盖板(1)受热至温度超过所述热熔材料(12)的熔点时，所述热熔材料(12)熔化，以使所述排气孔(11)导通。
2.如权利要求1所述的电池盖板结构，其特征在于，所述排气孔(11)为台阶孔或锥形孔，排气孔(11)内端的孔径小于外端的孔径。
3.如权利要求1所述的电池盖板结构，其特征在于，所述热熔材料(12)通过注塑或压铸固定于所述排气孔(11)内。
4.如权利要求1所述的电池盖板结构，其特征在于，所述热熔材料(12)的熔点为100摄氏度～150摄氏度。
5.如权利要求4所述的电池盖板结构，其特征在于，所述热熔材料(12)为塑胶。
6.如权利要求1～5任一项所述的电池盖板结构，其特征在于，所述盖板(1)设置有翻转阀(2)，所述翻转阀(2)的翻转片(21)在内外气压差超过阈值时会向外翻转顶出；
所述电池盖板结构还包括：
负极柱结构(3)，与所述盖板(1)固定且绝缘，所述负极柱结构(3)包括间隔设置于所述盖板(1)外侧的极柱覆盖部(31)，所述极柱覆盖部(31)的内侧设置有容置区(32)，所述容置区(32)内设置有热熔绝缘材料(33)，所述容置区(32)与所述翻转片(21)的位置对应；
当所述盖板(1)受热至温度超过所述热熔绝缘材料(33)的熔点时，所述热熔绝缘材料(33)熔化并位于所述翻转片(21)与所述极柱覆盖部(31)之间，避免所述翻转片(21)与所述极柱覆盖部(31)接触。
7.如权利要求6所述的电池盖板结构，其特征在于，所述盖板(1)上还设置有防爆阀。
8.如权利要求7所述的电池盖板结构，其特征在于，还包括：
正极柱结构(4)，固定于所述盖板(1)，且与所述盖板(1)导通；
所述正极柱结构(4)与电芯的连接线上设置有熔断区(41)，所述熔断区(41)经过大电流的时间超过阈值后被熔断。
9.一种电池，其特征在于，包括盒体和权利要求1-8任一项所述的电池盖板结构，盒体与电池盖板结构扣合形成电芯容纳部，电芯容纳部内容纳有电芯，电芯的正极材料通过连接线与正极柱结构连接，负极材料通过连接线与负极柱结构连接。
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