CN110165120A - 具有形变泄压功能的电池结构 - Google Patents

Abstract

一种具有形变泄压功能的电池结构包括外壳、密封胶圈、盖帽及定心柱。本发明的具有形变泄压功能的电池结构，通过设置外壳、密封胶圈、盖帽及定心柱。在实际的应用过程中，当电池内腔的压力值慢慢增大，大于临界值时，封盖会向远离电池内腔的方向凸出形变，使锁紧环圈的直径缩小，在锁紧环圈的直径缩小的情况下，锁紧环圈不再与密封胶圈紧密接触，即锁紧环圈与密封胶圈之间存在一定的缝隙，进而完成泄压操作，防止电池内腔内压值过大无法及时泄压而导致电池的爆炸或者电池电解液的喷发。

Description

具有形变泄压功能的电池结构

技术领域

本发明涉及电池结构技术领域，特别是涉及一种具有形变泄压功能的电池结构。

背景技术

目前，电池指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间，能将化学能转化成电能的装置。具有正极、负极之分。随着科技的进步，电池泛指能产生电能的小型装置，如太阳能电池。电池的性能参数主要有电动势、容量、比能量和电阻。利用电池作为能量来源，可以得到具有稳定电压，稳定电流，长时间稳定供电，受外界影响很小的电流，并且电池结构简单，携带方便，充放电操作简便易行，不受外界气候和温度的影响，性能稳定可靠，在现代社会生活中的各个方面发挥有很大作用。

现有的电池结构，考虑到电池结构的密封性能，在电池结构上设置卷边结构，以此保证电池盖和电池壳体之间的连接稳定性，但卷边结构在提升电池结构密封性能的同时，也会造成电池盖与电池壳体无法分离，倘若电池结构内部的内压过大时，电池盖无法及时电池壳体的话，就会导致电池结构内压过大而爆炸，严重时甚至会导致电池电解液的喷发，严重危害用户的安全。为了改进这一缺陷，现有的电池结构都会在内部额外设置防爆片，当电池结构内压值达到临界值时，防爆片瞬间与外部连通，实现快速排气，将电池结构的内压值降低，快速释放电池结构腔体内的强大压力，避免爆炸或者降低爆炸损害，虽然防爆片可以避免电池结构内压过大，但防爆片无疑会增加电池结构的制造成本，同时，倘若防爆片因意外因素无法正常工作时，电池结构就无法利用防爆片实现泄压，还是存在相当大的安全隐患。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种密封性能较强的，当内压过大时，能够及时进行泄压操作降低内部气压值的，从而防止电池爆炸或者电池电解液喷发的具有形变泄压功能的电池结构。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种具有形变泄压功能的电池结构，包括：

外壳，所述外壳包括顺序连接的壳体和封边；

密封胶圈，所述密封胶圈套置于所述封边上，以使所述密封胶圈与所述封边紧密接触；

盖帽，所述盖帽包括顺序连接的锁紧环圈和封盖，所述锁紧环圈与所述密封胶圈紧密接触，以使所述锁紧环圈与所述密封胶圈相顶持，所述封盖与所述壳体共同围成电池内腔；及

定心柱，所述定心柱设置于所述电池内腔内，所述定心柱与所述封盖抵持，所述封盖用于在所述电池内腔的压力增大时，所述封盖向远离所述电池内腔的方向凸出，以使所述锁紧环圈的直径缩小。

在其中一个实施方式中，所述封盖在装配前向所述电池内腔凹陷形成凹部，所述凹部用于在所述封盖下压装配时与所述定心柱相抵持，所述凹部被所述定心柱顶平，以使所述锁紧环圈的直径增大。

在其中一个实施方式中，所述凹部具有锥形横截面，所述凹部的锥度比大于或者等于3:1。

在其中一个实施方式中，当所述凹部被所述定心柱顶平时，所述锁紧环圈的直径增大0.001mm～0.5mm。

在其中一个实施方式中，所述封盖在装配前向所述电池内腔凸出形成凸部，所述凸部用于在对所述封盖进行朝向所述电池内腔的方向挤压时与所述定心柱相抵持，所述凸部被整平，以使所述封盖与所述定心柱相抵持，进而使所述锁紧环圈的直径增大。

在其中一个实施方式中，所述凸部具有梯形横截面。

在其中一个实施方式中，当所述凸部被整平，以使所述封盖与所述定心柱相抵持时，所述锁紧环圈的直径增大0.001mm～0.5mm。

在其中一个实施方式中，当所述封盖向远离所述电池内腔的方向凸出时，所述锁紧环圈的直径缩小0.001mm～0.5mm。

在其中一个实施方式中，所述壳体和所述封边为一体成型结构。

在其中一个实施方式中，所述锁紧环圈上设置有凸起。

本发明相比于现有技术的优点及有益效果如下：

本发明的具有形变泄压功能的电池结构，通过设置外壳、密封胶圈、盖帽及定心柱。在实际的应用过程中，当电池内腔的压力值慢慢增大，大于临界值时，封盖会向远离电池内腔的方向凸出形变，使锁紧环圈的直径缩小，在锁紧环圈的直径缩小的情况下，锁紧环圈不再与密封胶圈紧密接触，即锁紧环圈与密封胶圈之间存在一定的缝隙，进而完成泄压操作，防止电池内腔内压值过大无法及时泄压而导致电池的爆炸或者电池电解液的喷发。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明的一实施方式中的具有形变泄压功能的电池结构的结构示意图；

图2为本发明的一实施方式中的具有形变泄压功能的电池结构的内部结构示意图；

图3为图2在A处的放大示意图；

图4为本发明的一实施方式中的具有形变泄压功能的电池结构的装配前的结构示意图；

图5为本发明的一实施方式中的具有形变泄压功能的电池结构的装配时的结构示意图；

图6为本发明的一实施方式中的具有形变泄压功能的电池结构的处于泄压状态的结构示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请一并参阅图1、图2和图3，一种具有形变泄压功能的电池结构10包括外壳100、密封胶圈200、盖帽300及定心柱400。

如此，需要说明的是，外壳100和盖帽300均起到保护的作用；密封胶圈200起到密封防水的作用；定心柱400起到支撑的作用，定心柱400防止盖帽300过度位移。

请再次参阅图2，外壳100包括顺序连接的壳体110和封边120。

如此，需要说明的是，壳体110起到保护的作用，同时还起到容置电池卷芯的作用；封边120起到限位固定的作用，用于将盖帽300稳定限位在壳体110内。

请再次参阅图2和图3，密封胶圈200套置于封边120上，以使密封胶圈200与封边120紧密接触。

如此，需要说明的是，密封胶圈200起到密封防水的作用，防止水分进入至外壳100内，导致具有形变泄压功能的电池结构10短路。

请再次参阅图3，盖帽300包括顺序连接的锁紧环圈310和封盖320，锁紧环圈310与密封胶圈200紧密接触，以使锁紧环圈310与密封胶圈200相顶持，封盖320与壳体110共同围成电池内腔130。

如此，需要说明的是，锁紧环圈310用于与密封胶圈200紧密接触，以使锁紧环圈310与密封胶圈200相顶持，将盖帽300稳定固定在外壳100，相比于传统的卷边电池结构，上述的盖帽300安装步骤简单，且稳定性强；封盖320起到保护的作用，封盖320与壳体110共同围成电池内腔130，电池内腔130用于容置电池卷芯。

请一并参阅图2、图3和图6，定心柱400设置于电池内腔130内，定心柱400与封盖320抵持，封盖320用于在电池内腔130的压力增大时，封盖320向远离电池内腔130的方向凸出，以使锁紧环圈310的直径缩小。

如此，需要说明的是，当电池内腔130的气压值大于外部气压值时，需要对具有形变泄压功能的电池结构10进行泄压操作。具体为，在电池内腔130的气压的影响下，封盖320向远离电池内腔130的方向凸出，以使锁紧环圈310的直径缩小，即封盖320向远离电池内腔130的方向凸出时，此时的锁紧环圈310的直径大小为c，锁紧环圈310的因其直径缩小的而使得部分锁紧环圈310不与密封胶圈200相顶持，锁紧环圈310与密封胶圈200之间存在一定的间隙，密封胶圈200对锁紧环圈310的摩擦力小于电池内腔130的气压力，使得整个盖帽300能够部分脱离壳体110，释放电池内腔130的部分气压，有效地防止了电池内腔130内压值过大无法及时泄压而导致电池的爆炸或者电池电解液的喷发的情况发生，本发明的具有形变泄压功能的电池结构10的安全性相对于传统的卷边电池结构，具备了泄压功能，能够在电池结构内不设置防爆片的情况下就可以完成自主泄压操作，在减小电池重量及体积的同时，还可以保证电池的整体安全性。

进一步地，请一并参阅图4和图5，在一实施方式中，封盖320在装配前向电池内腔130凹陷形成凹部321，凹部321用于在封盖320下压装配时与定心柱400相抵持，凹部321被定心柱400顶平，以使锁紧环圈310的直径增大。

如此，需要说明的是，在对具有形变泄压功能的电池结构10进行装配时，为了能够实现快速装配，封盖320向电池内腔130凹陷形成凹部321，此时的锁紧环圈310的直径大小为a，当按压盖帽300时，凹部321因与定心柱400相抵持，凹部321会发生形变被定心柱400顶平，以使锁紧环圈310的直径增大，此时的锁紧环圈310的直径大小为b，锁紧环圈310的直径增加了b-a，即凹部321会发生形变被定心柱400顶平时，锁紧环圈310的直径的增大会导致锁紧环圈310向外扩张，锁紧环圈310与密封胶圈200接触的更加紧密，即锁紧环圈310与密封胶圈200之间的摩擦力更大，将盖帽300更加稳定地固定在外壳100内，防止盖帽300与密封胶圈200之间存在一定的缝隙，导致具有形变泄压功能的电池结构10的密封性能大大降低；同时，凹部321的设置可以使得装配具有形变泄压功能的电池结构10更加简单，仅仅需要在盖帽300上施加一个外力即可完成装配，相比于传统的电池卷边装配工序，本发明的装配工序更为简单。

还需要说明的是，请一并参阅图4、图5和图6，在具有形变泄压功能的电池结构10正式进行装配前，锁紧环圈310的直径大小为a，当凹部321与定心柱400相抵持后，锁紧环圈310的直径大小从a增加变成了b，让锁紧环圈310与密封胶圈200接触的紧密，相互作用力更强；当电池内腔130的内压过大时，封盖320远离电池内腔130的方向凸出，以使锁紧环圈310的直径缩小，此时锁紧环圈310的直径大小由b缩小成了c，让锁紧环圈310与密封胶圈200之间存在一定的间隙，将电池内腔130的气压释放至外部环境中，完成泄压操作，防止电池内腔130因内压过大而发生爆炸或者电池电解液喷发的现象。

还需要说明的是，定心柱400除了起到顶平凹部321的作用，还起到限位的作用，防止在按压装配盖帽300时，盖帽300往下移动的过于厉害，导致盖帽300与电池卷芯发生过强的物理接触，即盖帽300压坏电池卷芯。

具体地，请再次参阅图4，在一实施方式中，凹部321具有锥形横截面，凹部321的锥度比大于或者等于3:1。

如此，需要说明的是，凹部321为圆锥形结构，能够更好地与定心柱400相抵持，让锁紧环圈310的直径增大的更快且更容易。当然，还可以结合实际的生产需要，灵活设定凹部321的形状，例如，凹部321为椭圆形的凹部321，具有椭圆形的横截面；又如，凹部321为半圆形的凹部321，具有半圆形的横截面。

具体地，在一实施方式中，当凹部321被定心柱400顶平时，锁紧环圈310的直径增大0.001mm～0.5mm。

如此，需要说明的是，当凹部321被定心柱400顶平时，锁紧环圈310的直径增大0.001mm～0.5mm，锁紧环圈310的直径增大可以让锁紧环圈310与密封胶圈200之间的摩擦力更大，让盖帽300更加稳定固定与外壳100内，锁紧环圈310的直径增大的范围值可以根据实际的情况进行设定，针对大型的电池结构，锁紧环圈310的直径增大的范围值可以对应设定大范围一些，而对于小型的电池结构，锁紧环圈310的直径增大的范围值可以对应小一些，以免锁紧环圈310的直径增大的过于厉害而撑破封边120。

进一步地，在一实施方式中，封盖320在装配前向电池内腔130凸出形成凸部，凸部用于在对封盖320进行朝向电池内腔130的方向挤压时与定心柱400相抵持，凸部被整平，以使封盖320与定心柱400相抵持，进而使锁紧环圈310的直径增大。

如此，需要说明的是，在实现快速装配具有形变泄压功能的电池结构10时，除了封盖320向电池内腔130凹陷形成凹部321外，在另一实施方式中，封盖320还可以在装配前向电池内腔130凸出形成凸部，凸部和凹部321的作用相同，不同的区别在于，凹部321朝向定心柱400的方向，凸部与凹部321的方向相反，在装配时，凹部321是利用定心柱400对其本身的抵持发生形变，进而使锁紧环圈310的直径增大；而凸部则需要在其本身施加一个纵向的外力让凸部发生形变，当凸部与定心柱400相抵持时，锁紧环圈310的直径达到最大的直径变化，将盖帽300稳定固定在外壳100内。

还需要说明的是，定心柱400除了起到抵持凸部的作用，还起到限位的作用，防止在按压装配盖帽300时，盖帽300往下移动的过于厉害，导致盖帽300与电池卷芯发生过强的物理接触，即盖帽300压坏电池卷芯。

具体地，在一实施方式中，凸部具有梯形横截面。

如此，需要说明的是，凸部为梯形结构，能够更好地与定心柱400相抵持，且让外力能够更好的施加在凸部上，让凸部形变的更加快速和容易，当然，还可以结合实际的生产需要，灵活设定凸部的形状，例如，凸部为矩形结构，具有矩形的横截面；又如，凸部为扇形结构，具有扇形的横截面。

具体地，在一实施方式中，当凸部被整平，以使封盖320与定心柱400相抵持时，锁紧环圈310的直径增大0.001mm～0.5mm。

如此，需要说明的是，当凸部被整平，以使封盖320与定心柱400相抵持时，锁紧环圈310的直径增大0.001mm～0.5mm，锁紧环圈310的直径增大可以让锁紧环圈310与密封胶圈200之间的摩擦力更大，让盖帽300更加稳定固定与外壳100内，锁紧环圈310的直径增大的范围值可以根据实际的情况进行设定，针对大型的电池结构，锁紧环圈310的直径增大的范围值可以对应设定大范围一些，而对于小型的电池结构，锁紧环圈310的直径增大的范围值可以对应小一些，以免锁紧环圈310的直径增大的过于厉害而撑破封边120。

具体地，请再次参阅图6，在一实施方式中，当封盖320向远离电池内腔130的方向凸出时，锁紧环圈310的直径缩小0.001mm～0.5mm。

如此，需要说明的是，当封盖320向远离电池内腔130的方向凸出时，锁紧环圈310的直径缩小0.001mm～0.5mm，锁紧环圈310的直径缩小范围可以根据实际的情况进行灵活设定，针对大型的电池结构，锁紧环圈310的直径缩小的范围值可以对应设定大范围一些，而对于小型的电池结构，锁紧环圈310的直径缩小的范围值可以对应小一些，以免锁紧环圈310的直径缩小导致电池内腔130的气压直接将盖帽300以较大的速度飞出外壳100，危及到用户的生命安全，最好为锁紧环圈310的直径缩小让锁紧环圈310与密封胶圈200之间一定的间隙，在保证快速泄压的同时还可以避免电池内腔130的气压直接将盖帽300以较大的速度飞出外壳100，危及到用户的生命安全。

具体地，请再次参阅图2，在一实施方式中，壳体110和封边120为一体成型结构。

如此，需要说明的是，壳体110和封边120为一体成型结构可以在一定程度上增强外壳100的整体机械强度，延长外壳100的使用寿命，进而延长具有形变泄压功能的电池结构10的使用寿命。

具体地，请再次参阅图2，在一实施方式中，壳体100的外侧壁上设置有圆角部140。

如此，需要说明的是，壳体100的外侧壁上设置有圆角部140，圆角部140可以让壳体100较小概率与外界物体发生过强的物理接触，损坏外壳100，延长外壳100的使用寿命，进而延长具有形变泄压功能的电池结构10的使用寿命。

具体地，请再次参阅图3，在一实施方式中，所述锁紧环圈310上设置有凸起311。

本发明的具有形变泄压功能的电池结构，通过设置外壳、密封胶圈、盖帽及定心柱。在实际的应用过程中，当电池内腔的压力值慢慢增大，大于临界值时，封盖会向远离电池内腔的方向凸出形变，使锁紧环圈的直径缩小，在锁紧环圈的直径缩小的情况下，锁紧环圈不再与密封胶圈紧密接触，即锁紧环圈与密封胶圈之间存在一定的缝隙，进而完成泄压操作，防止电池内腔内压值过大无法及时泄压而导致电池的爆炸或者电池电解液的喷发。

以上所述实施方式仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种具有形变泄压功能的电池结构，其特征在于，包括：

外壳，所述外壳包括顺序连接的壳体和封边；

密封胶圈，所述密封胶圈套置于所述封边上，以使所述密封胶圈与所述封边紧密接触；

盖帽，所述盖帽包括顺序连接的锁紧环圈和封盖，所述锁紧环圈与所述密封胶圈紧密接触，以使所述锁紧环圈与所述密封胶圈相顶持，所述封盖与所述壳体共同围成电池内腔；及

定心柱，所述定心柱设置于所述电池内腔内，所述定心柱与所述封盖抵持，所述封盖用于在所述电池内腔的压力增大时，所述封盖向远离所述电池内腔的方向凸出，以使所述锁紧环圈的直径缩小。

2.根据权利要求1所述的具有形变泄压功能的电池结构，其特征在于，所述封盖在装配前向所述电池内腔凹陷形成凹部，所述凹部用于在所述封盖下压装配时与所述定心柱相抵持，所述凹部被所述定心柱顶平，以使所述锁紧环圈的直径增大。

3.根据权利要求2所述的具有形变泄压功能的电池结构，其特征在于，所述凹部具有锥形横截面，所述凹部的锥度比大于或者等于3:1。

4.根据权利要求2所述的具有形变泄压功能的电池结构，其特征在于，当所述凹部被所述定心柱顶平时，所述锁紧环圈的直径增大0.001mm～0.5mm。

5.根据权利要求1所述的具有形变泄压功能的电池结构，其特征在于，所述封盖在装配前向所述电池内腔凸出形成凸部，所述凸部用于在对所述封盖进行朝向所述电池内腔的方向挤压时与所述定心柱相抵持，所述凸部被整平，以使所述封盖与所述定心柱相抵持，进而使所述锁紧环圈的直径增大。

6.根据权利要求5所述的具有形变泄压功能的电池结构，其特征在于，所述凸部具有梯形横截面。

7.根据权利要求5所述的具有形变泄压功能的电池结构，其特征在于，当所述凸部被整平，以使所述封盖与所述定心柱相抵持时，所述锁紧环圈的直径增大0.001mm～0.5mm。

8.根据权利要求1所述的具有形变泄压功能的电池结构，其特征在于，当所述封盖向远离所述电池内腔的方向凸出时，所述锁紧环圈的直径缩小0.001mm～0.5mm。

9.根据权利要求1所述的具有形变泄压功能的电池结构，其特征在于，所述壳体和所述封边为一体成型结构。

10.根据权利要求1所述的具有形变泄压功能的电池结构，其特征在于，所述锁紧环圈上设置有凸起。