CN108428827B - 一种电池盖板及使用该电池盖板的电池、车辆 - Google Patents
一种电池盖板及使用该电池盖板的电池、车辆 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种电池盖板及使用该电池盖板的电池、车辆，以在不影响电池正常使用的前提下降低气压敏感型保护结构的触发压力。电池盖板包括盖板本体，盖板本体上设有正、负极柱，盖板本体上设有在电池壳内部的压力达到第一设定值时被触发以断开充放电路的气压敏感型保护结构，所述盖板本体上还设置有在电池壳内部的压力达到小于第一设定值的第二设定值时向电池外部泄压的泄压阀，以将电池正常工作时电池壳内部的压力维持在第一设定值以下。通过在盖板本体上增设泄压阀，能够保证电池在正常工作时，电池壳内的压力不会达到第一设定值，气压敏感型保护结构不会被触发以断开充放电路，保证气压敏感型保护结构不会对电池的正常使用造成影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种电池盖板及使用该电池盖板的电池、车辆。
背景技术
纯电动车辆技术日臻成熟，混合动力汽车技术渐趋完善，动力电池是各种电动车辆的主要能量载体和动力来源，也是电动车辆整车的主要组成部分。随着动力电池的大量使用，电池安全性问题越发突出。
授权公告号为CN202839829U的一篇实用新型专利公开了一种锂离子电池的安全装置，该安全装置包括顶盖，顶盖上设置有第一极柱、第二极柱和防爆阀，第一极柱与顶盖之间导电相连，第二极柱与顶盖之间绝缘，在第二极柱上设置有导电片，在顶盖上还导电安装有翻转片，翻转片位于导电片的下方，翻转片为向下弓起的结构。电池在正常使用时，翻转片和导电片间隔布置，正、负极柱断开，电池正常充放电工作；当电池过充或者发生碰撞时，电池内部的压力急剧增大，当电池内部的压力增大到一定值时，翻转片瞬间向上翻转，翻转片与导电片导通，使正、负极柱短路，断开充放电路，保证电池的安全。
现有技术中，若翻转片的翻转压力值较大时，当电池内部的压力达到该翻转压力值时，电池内部的结构如电芯等很有可能已经发生不可逆的损伤，因此需要降低翻转片的翻转压力值。但是翻转压力值降低后也会带来以下问题：翻转压力值降低后，电池在正常使用时尤其是长期工作或高温环境下工作时或者当电池内部的压力发生波动时，电池内的压力均可能会到达该翻转压力值，导致电池正常充放电时会驱动翻转片翻转，造成正、负极柱短路，导致电池被短路，影响电池的正常使用。同样的，对于其他的气压敏感型保护结构，如在电池内部的压力达到一定值时拉断正极柱或负极柱以断开充放电路的拉断结构等，也存在上述的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电池盖板，以在不影响电池正常使用的前提下降低气压敏感型保护结构的触发压力；还提供一种使用该电池盖板的电池和车辆。
为实现上述目的，本发明电池盖板的技术方案是：
方案一：一种电池盖板，包括盖板本体，盖板本体上设有正、负极柱，盖板本体上设有在电池壳内部的压力达到第一设定值时被触发以断开充放电路的气压敏感型保护结构，所述盖板本体上还设置有在电池壳内部的压力达到小于第一设定值的第二设定值时向电池外部泄压的泄压阀，以将电池正常工作时电池壳内部的压力维持在第一设定值以下。
本发明的有益效果是：在盖板本体上设置有气压敏感型保护结构，当电池壳内部的压力达到第一设定值时被触发，断开充放电电路，防止电池进一步恶化，对电池进行保护。盖板本体上设置的泄压阀能够在电池壳内的压力达到第二设定值时向电池外部泄压。通过设置泄压阀能够将正常工作下的电池壳内部的压力维持在第一设定值以下。本发明中，通过在盖板本体上增设泄压阀，能够保证电池在正常工作时，电池壳内的压力不会达到第一设定值，气压敏感型保护结构不会被触发以断开充放电路，保证气压敏感型保护结构不会对电池的正常使用造成影响。因此，可以降低第一设定值，将第一设定值设定在电池正常工作的压力范围之内，即使电池发生安全性问题，气压敏感型保护结构被触发，也能够减小电池内部的电芯所受的损失。
方案二：在方案一的基础上，气压敏感型保护结构包括设于负极柱旁侧且与正极柱导电相连的导电翻转片，以在电池壳内部的压力达到所述第一设定值翻转并与负极柱导电相连以实现正、负极柱短路进而断开充放电路，所述导电翻转片的朝向负极柱的一侧设有用于与负极柱导电接触的导电柱。
方案三：在方案一的基础上，气压敏感性保护结构包括在电池壳内部的压力达到所述第一设定值时拉断正极柱和/或负极柱以断开充放电路的拉断保护结构。
方案四：在方案一或方案二或方案三的基础上，所述泄压阀包括设于盖板本体上的阀芯，阀芯内设有用于与电池壳内部相连通的泄压孔，泄压阀还包括罩设在阀芯的背离盖板本体一端且用于封堵和打开泄压孔的弹性封堵件，弹性封堵件上设有至少两个沿周向间隔布置的弹性连接件，弹性连接件的另一端设于阀芯上。
方案五：在方案四的基础上，所述阀芯的外周套装有挡止环套，所述弹性连接件的下端设有与挡止环套挡止配合以防止电池壳内的气体将弹性连接件冲离阀芯的挡止部。
方案六：在方案四的基础上，泄压阀还包括设于泄压孔的朝向盖板本体一端孔口处的用于过滤电解液的滤液结构。
方案七：在方案一或方案二或方案三的基础上，所述盖板本体上还设有在电池壳内部的压力达到第三设定值时开启以向电池外部泄压的防爆阀，所述第三设定值大于第一设定值和第二设定值。
本发明电池的技术方案是：
方案一：一种电池，包括电池壳及封装在电池壳开口处的电池盖板，电池盖板包括盖板本体，盖板本体上设有正、负极柱，盖板本体上设有在电池壳内部的压力达到第一设定值时被触发以断开充放电路的气压敏感型保护结构，所述盖板本体上还设置有在电池壳内部的压力达到小于第一设定值的第二设定值时向电池外部泄压的泄压阀，以将电池正常工作时电池壳内部的压力维持在第一设定值以下。
方案二：在方案一的基础上，气压敏感型保护结构包括设于负极柱旁侧且与正极柱导电相连的导电翻转片，以在电池壳内部的压力达到所述第一设定值翻转并与负极柱导电相连以实现正、负极柱短路进而断开充放电路，所述导电翻转片的朝向负极柱的一侧设有用于与负极柱导电接触的导电柱。
方案三：在方案一的基础上，气压敏感性保护结构包括在电池壳内部的压力达到所述第一设定值时拉断正极柱和/或负极柱以断开充放电路的拉断保护结构。
方案四：在方案一或方案二或方案三的基础上，所述泄压阀包括设于盖板本体上的阀芯，阀芯内设有用于与电池壳内部相连通的泄压孔，泄压阀还包括罩设在阀芯的背离盖板本体一端且用于封堵和打开泄压孔的弹性封堵件，弹性封堵件上设有至少两个沿周向间隔布置的弹性连接件，弹性连接件的另一端设于阀芯上。
方案五：在方案四的基础上，所述阀芯的外周套装有挡止环套，所述弹性连接件的下端设有与挡止环套挡止配合以防止电池壳内的气体将弹性连接件冲离阀芯的挡止部。
方案六：在方案四的基础上，泄压阀还包括设于泄压孔的朝向盖板本体一端孔口处的用于过滤电解液的滤液结构。
方案七：在方案一或方案二或方案三的基础上，所述盖板本体上还设有在电池壳内部的压力达到第三设定值时开启以向电池外部泄压的防爆阀，所述第三设定值大于第一设定值和第二设定值。
本发明车辆的技术方案是：
方案一：一种车辆，包括车体和设于车体上的电池，电池包括电池壳及封装在电池壳开口处的电池盖板，电池盖板包括盖板本体，盖板本体上设有正、负极柱，盖板本体上设有在电池壳内部的压力达到第一设定值时被触发以断开充放电路的气压敏感型保护结构，所述盖板本体上还设置有在电池壳内部的压力达到小于第一设定值的第二设定值时向电池外部泄压的泄压阀，以将电池正常工作时电池壳内部的压力维持在第一设定值以下。
方案二：在方案一的基础上，气压敏感型保护结构包括设于负极柱旁侧且与正极柱导电相连的导电翻转片，以在电池壳内部的压力达到所述第一设定值翻转并与负极柱导电相连以实现正、负极柱短路进而断开充放电路，所述导电翻转片的朝向负极柱的一侧设有用于与负极柱导电接触的导电柱。
方案三：在方案一的基础上，气压敏感性保护结构包括在电池壳内部的压力达到所述第一设定值时拉断正极柱和/或负极柱以断开充放电路的拉断保护结构。
方案四：在方案一或方案二或方案三的基础上，所述泄压阀包括设于盖板本体上的阀芯，阀芯内设有用于与电池壳内部相连通的泄压孔，泄压阀还包括罩设在阀芯的背离盖板本体一端且用于封堵和打开泄压孔的弹性封堵件，弹性封堵件上设有至少两个沿周向间隔布置的弹性连接件，弹性连接件的另一端设于阀芯上。
方案五：在方案四的基础上，所述阀芯的外周套装有挡止环套，所述弹性连接件的下端设有与挡止环套挡止配合以防止电池壳内的气体将弹性连接件冲离阀芯的挡止部。
方案六：在方案四的基础上，泄压阀还包括设于泄压孔的朝向盖板本体一端孔口处的用于过滤电解液的滤液结构。
方案七：在方案一或方案二或方案三的基础上，所述盖板本体上还设有在电池壳内部的压力达到第三设定值时开启以向电池外部泄压的防爆阀，所述第三设定值大于第一设定值和第二设定值。
附图说明
图1为本发明提供的电池盖板的示意图；
图2为图1中泄压阀的示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的实施方式作进一步说明。
本发明的电池盖板的具体实施例，如图1至图2所示，电池盖板包括用于密封盖装在电池壳上的盖板本体1，盖板本体1的材质为导电材质，盖板本体1上绝缘穿装有正极柱2和负极柱3，正极柱2、负极柱3与盖板本体1之间均设置有绝缘套。在正极柱2的位于盖板本体外部的部分上导电套装有正极柱导电块4，在负极柱3的位于盖板本体1外部的部分上导电套装有负极柱导电块5。在正极柱导电块4与盖板本体1之间压装有导电垫块6，在负极柱导电块5和盖板本体1之间压装有绝缘垫块7。在盖板本体1上于负极柱导电块5的下方开设有通孔，在通孔内安装有翻转片8，翻转片8的周向端部与盖板本体1导电密封相连，翻转片8的朝向负极柱导电块5的一侧一体设置有导电柱9，在绝缘垫块7上开设有供导电柱9穿过的穿孔。在盖板本体1上还开设有注液孔10，安装有防爆阀11。
电池正常工作时，翻转片8及其上的导电柱9与正极柱处于常导通的状态，与负极柱处于断开的状态，当电池内部的压力达到翻转片8的翻转压力时，翻转片迅速上翻，使导电柱与负极导电块接通，使正、负极柱短路，断开充放电路，对电池进行保护。
但翻转片的翻转压力需要设计合理，要求为既能起到保护电池的作用，也不影响电池的正常使用。若翻转压力较大，则当电池出现过充、碰撞等安全性问题时，电池内的压力增长至翻转压力进行短路保护前，电池内部可能已经遭受到不可逆的伤害。因此，需要降低翻转压力至电池的正常使用压力，但是翻转压力降低后也会带来一些问题：电池正常充放电时，电池内部的压力会慢慢升高，尤其是当电池长期工作或者处于高温环境时，电池内部的热量无法及时释放导致电池内部在正常使用压力范围内逐渐升高，若升高至翻转压力时就会驱动翻转片翻转，导致电池短路，影响电池的正常工作，电池在正常工作时内部的压力出现上下波动时也存在上述的问题。
为了解决上述的问题，本发明中，在盖板本体上设置泄压阀12，泄压阀12包括固定安装在盖板本体上的阀体13，阀体13内设置有阀芯14，阀芯内开设有泄压孔15，在阀体13内于泄压孔的靠近盖板本体的开口处固定有滤液片18，滤液片18可以透过气体，但不能透过液体，起到防止电池内的电解液腐蚀胶帽16的目的。滤液片18构成了滤液结构。在阀芯上于泄压孔15的远离盖板本体的开口处装配有胶帽16，胶帽16罩在阀芯的一端。在阀芯的外部设置有挡止环套17，胶帽16的下部钩在挡止环的边沿处，防止胶帽被电池内的气体冲击脱离阀芯。在阀体13的上端开口处装配有阀盖19，阀盖上开设有供气体通过的气体过孔。
胶帽16包括封盖在阀芯14上的封堵部，还包括连接封堵部和挡止环套17的至少两个沿周向均匀间隔布置的连接部。封堵部构成了弹性封堵件，连接部构成了弹性连接件。
胶帽16具有一定的弹性，在阀芯内的气压达到泄压值时，气体将封堵部冲离阀芯，向电池外部进行泄压。泄压阀在设计时需要满足多个条件，如胶帽不能脱离阀芯，以防止胶帽在脱离阀芯后，电池内外直接连通导致翻转片失效；胶帽在被气体冲离阀芯后可以自行回复。本实施例中，泄压阀的泄压压力小于翻转片的翻转压力。
本发明的使用过程如下：当电池正常充放电，尤其是长期工作和在高温环境下工作时，电池内部压力增高，当压力增高至泄压压力时，泄压阀工作，使电池内的压力从泄压阀排出，避免因为电池内部压力不断上升至翻转压力而导致翻转片翻转造成电池短路。当电池发生安全性问题，如过充或碰撞时，电池内部的压力急剧上升，电池内部压力上升速率远远大于泄压阀泄压速率，电池内的压力不断上升至翻转压力，驱动翻转片迅速翻转，实现正、负极柱短路，切断充电电流，防止电池进一步恶化。
本发明中，通过同时设置泄压阀和翻转片，既能保护电池，又不会影响电池的正常使用，同时，可以降低翻转片的翻转压力值。
本实施例中，翻转片、翻转柱构成了气压敏感型保护结构，在其他实施例中，气压敏感型保护结构还可以为当电池壳的压力达到设定值时断开正、负极的拉断保护结构，拉断保护结构为现有技术，具体如申请公布号为CN106941136A的发明专利申请以及授权公告号为CN201490240U实用新型专利所示。
本实施例中，弹性封堵件和弹性连接件可以为其他的材质。在其他实施例中，泄压阀可以为其他的结构，如弹簧式的泄压阀等。泄压阀的开启压力、闭合压力和泄气量可以根据实际情况进行选择，如可以选择为0.01MPa-1MPa，泄气量为1ml/min-1000ml/min。泄压阀可以反复开启和封闭泄压孔。
本实施例中，气压敏感型保护结构的触发压力为第一设定值，泄压阀的泄压值为第二设定值，防爆阀的开启压力为第三设定值，三者的大小关系为第三设定值大于第一设定值，第一设定值大于第二设定值。
本实施例中，胶帽的钩状下端构成了与挡止环套挡止配合的挡止部。
本发明电池的具体实施例，电池包括电池壳，电池壳的开口处封装有电池盖板，电池盖板的结构与上述实施例的结构一致，其内容不再赘述。
本发明车辆的具体实施例，车辆包括车体及车体上的电池，电池的结构与上述实施例的一致，其内容不再赘述。
Claims (15)
1.一种电池盖板，包括盖板本体，盖板本体上设有正、负极柱，盖板本体上设有在电池壳内部的压力达到第一设定值时被触发以断开充放电路的气压敏感型保护结构，其特征在于：所述盖板本体上还设置有在电池壳内部的压力达到小于第一设定值的第二设定值时向电池外部泄压的泄压阀，以将电池正常工作时电池壳内部的压力维持在第一设定值以下；
所述泄压阀包括固定安装在盖板本体上的阀体，阀体内设置有阀芯，阀芯内设有用于与电池壳内部相连通的泄压孔，泄压阀还包括罩设在阀芯的背离盖板本体一端且用于封堵和打开泄压孔的弹性封堵件，弹性封堵件上设有至少两个沿周向间隔布置的弹性连接件，弹性连接件的另一端设于阀芯上，所述阀芯的外周套装有挡止环套，所述弹性连接件的下端设有与挡止环套挡止配合以防止电池壳内的气体将弹性连接件冲离阀芯的挡止部；
所述阀芯上装配有胶帽，胶帽具有弹性，胶帽包括封盖在阀芯上的封堵部，还包括连接封堵部和挡止环套的连接部，封堵部构成弹性封堵件，连接部构成弹性连接件；
在阀体的上端开口处装配有阀盖，阀盖上开设有供气体通过的气体过孔，气体过孔位于胶帽封堵部的正上方。
2.根据权利要求1所述的电池盖板，其特征在于：气压敏感型保护结构包括设于负极柱旁侧且与正极柱导电相连的导电翻转片，以在电池壳内部的压力达到所述第一设定值翻转并与负极柱导电相连以实现正、负极柱短路进而断开充放电路，所述导电翻转片的朝向负极柱的一侧设有用于与负极柱导电接触的导电柱。
3.根据权利要求1所述的电池盖板，其特征在于：气压敏感型保护结构包括在电池壳内部的压力达到所述第一设定值时拉断正极柱和/或负极柱以断开充放电路的拉断保护结构。
4.根据权利要求1或2或3所述的电池盖板，其特征在于：泄压阀还包括设于泄压孔的朝向盖板本体一端孔口处的用于过滤电解液的滤液结构。
5.根据权利要求1或2或3所述的电池盖板，其特征在于：所述盖板本体上还设有在电池壳内部的压力达到第三设定值时开启以向电池外部泄压的防爆阀，所述第三设定值大于第一设定值和第二设定值。
6.一种电池，包括电池壳及封装在电池壳开口处的电池盖板，电池盖板包括盖板本体，盖板本体上设有正、负极柱，盖板本体上设有在电池壳内部的压力达到第一设定值时被触发以断开充放电路的气压敏感型保护结构，其特征在于：所述盖板本体上还设置有在电池壳内部的压力达到小于第一设定值的第二设定值时向电池外部泄压的泄压阀，以将电池正常工作时电池壳内部的压力维持在第一设定值以下；
所述泄压阀包括固定安装在盖板本体上的阀体，阀体内设置有阀芯，阀芯内设有用于与电池壳内部相连通的泄压孔，泄压阀还包括罩设在阀芯的背离盖板本体一端且用于封堵和打开泄压孔的弹性封堵件，弹性封堵件上设有至少两个沿周向间隔布置的弹性连接件，弹性连接件的另一端设于阀芯上，所述阀芯的外周套装有挡止环套，所述弹性连接件的下端设有与挡止环套挡止配合以防止电池壳内的气体将弹性连接件冲离阀芯的挡止部；
所述阀芯上装配有胶帽，胶帽具有弹性，胶帽包括封盖在阀芯上的封堵部，还包括连接封堵部和挡止环套的连接部，封堵部构成弹性封堵件，连接部构成弹性连接件；
在阀体的上端开口处装配有阀盖，阀盖上开设有供气体通过的气体过孔，气体过孔位于胶帽封堵部的正上方。
7.根据权利要求6所述的电池，其特征在于：气压敏感型保护结构包括设于负极柱旁侧且与正极柱导电相连的导电翻转片，以在电池壳内部的压力达到所述第一设定值翻转并与负极柱导电相连以实现正、负极柱短路进而断开充放电路，所述导电翻转片的朝向负极柱的一侧设有用于与负极柱导电接触的导电柱。
8.根据权利要求6所述的电池，其特征在于：气压敏感型保护结构包括在电池壳内部的压力达到所述第一设定值时拉断正极柱和/或负极柱以断开充放电路的拉断保护结构。
9.根据权利要求6或7或8所述的电池，其特征在于：泄压阀还包括设于泄压孔的朝向盖板本体一端孔口处的用于过滤电解液的滤液结构。
10.根据权利要求6或7或8所述的电池，其特征在于：所述盖板本体上还设有在电池壳内部的压力达到第三设定值时开启以向电池外部泄压的防爆阀，所述第三设定值大于第一设定值和第二设定值。
11.一种车辆，包括车体和设于车体上的电池，电池包括电池壳及封装在电池壳开口处的电池盖板，电池盖板包括盖板本体，盖板本体上设有正、负极柱，盖板本体上设有在电池壳内部的压力达到第一设定值时被触发以断开充放电路的气压敏感型保护结构，其特征在于：所述盖板本体上还设置有在电池壳内部的压力达到小于第一设定值的第二设定值时向电池外部泄压的泄压阀，以将电池正常工作时电池壳内部的压力维持在第一设定值以下；
所述泄压阀包括固定安装在盖板本体上的阀体，阀体内设置有阀芯，阀芯内设有用于与电池壳内部相连通的泄压孔，泄压阀还包括罩设在阀芯的背离盖板本体一端且用于封堵和打开泄压孔的弹性封堵件，弹性封堵件上设有至少两个沿周向间隔布置的弹性连接件，弹性连接件的另一端设于阀芯上，所述阀芯的外周套装有挡止环套，所述弹性连接件的下端设有与挡止环套挡止配合以防止电池壳内的气体将弹性连接件冲离阀芯的挡止部；
所述阀芯上装配有胶帽，胶帽具有弹性，胶帽包括封盖在阀芯上的封堵部，还包括连接封堵部和挡止环套的连接部，封堵部构成弹性封堵件，连接部构成弹性连接件；
在阀体的上端开口处装配有阀盖，阀盖上开设有供气体通过的气体过孔，气体过孔位于胶帽封堵部的正上方。
12.根据权利要求11所述的车辆，其特征在于：气压敏感型保护结构包括设于负极柱旁侧且与正极柱导电相连的导电翻转片，以在电池壳内部的压力达到所述第一设定值翻转并与负极柱导电相连以实现正、负极柱短路进而断开充放电路，所述导电翻转片的朝向负极柱的一侧设有用于与负极柱导电接触的导电柱。
13.根据权利要求11所述的车辆，其特征在于：气压敏感型保护结构包括在电池壳内部的压力达到所述第一设定值时拉断正极柱和/或负极柱以断开充放电路的拉断保护结构。
14.根据权利要求11或12或13所述的车辆，其特征在于：泄压阀还包括设于泄压孔的朝向盖板本体一端孔口处的用于过滤电解液的滤液结构。
15.根据权利要求11或12或13所述的车辆，其特征在于：所述盖板本体上还设有在电池壳内部的压力达到第三设定值时开启以向电池外部泄压的防爆阀，所述第三设定值大于第一设定值和第二设定值。
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