CN111162228A - 防爆电池 - Google Patents

Abstract

本发明的防爆电池，通过设置盖体套件、电池底壳及电芯套件。在实际的应用过程中，由于隔离胶圈的设置，当防爆电池的内压过大时，隔离胶圈会从电池顶壳上被剥离，即隔离胶圈和电池顶壳相互分离，让防爆电池将内部过大的气压释放至外界环境中，完成自主泄压的过程，有效地防止因无法及时释放防爆电池内部过高的气压而导致防爆电池的损坏，隔离胶圈的设置大大增强了防爆电池的安全性能，让防爆电池具备防爆性能。

Description

防爆电池

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种防爆电池。

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。

对于现有的电池，多数电池生产商并没有对电池的安全性能进行优化，我们都知道，电池的内部有电池电解液，且电池的内部也会有一定的内压，倘若电池内部的压力过大，即电池的内部气体过多，若电池内部的气压无法得到及时的释放，电池就有可能在此条件下发生形变，严重时电池可能因内压过大而发生爆炸。一旦电池发生爆炸，电池内部的电池电解液就可能泄漏或者飞溅出来，污染环境的同时也会危及到电池使用者的人身安全，存在非常大的安全隐患，因此，电池的防爆性能是评判电池安全性能的重要指标之一，电池的防爆性能越优越，电池的使用寿命也就越强。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足之处，提供一种当内部气压过大时，能够自主进行泄压的，防止内部气压过大的，具备防爆性能的以及安全性能较高的防爆电池。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种防爆电池，包括：

盖体套件，所述盖体套件包括金属片、隔离胶圈和电池顶壳，所述金属片设置于所述隔离胶圈上，所述隔离胶圈设置于所述电池顶壳上，所述电池顶壳上开设有避位孔；

电池底壳，所述电池底壳内开设有电池容置腔，所述电池顶壳设置于所述电池底壳上；及

电芯套件，所述电芯套件包括裸电芯、第一极耳和第二极耳，所述裸电芯设置于所述电池容置腔内，所述第一极耳分别与所述裸电芯和所述金属片连接，所述第二极耳分别与所述裸电芯和所述电池底壳连接。

在其中一个实施方式中，所述隔离胶圈设置于所述电池顶壳靠近所述裸电芯的一侧面上，所述金属片上设置有防爆线。

在其中一个实施方式中，所述防爆线位于所述金属片的中部位置处。

在其中一个实施方式中，所述隔离胶圈设置于所述电池顶壳远离所述裸电芯的一侧面上。

在其中一个实施方式中，所述裸电芯为卷绕式裸电芯。

在其中一个实施方式中，所述裸电芯为叠片式裸电芯。

在其中一个实施方式中，所述第一极耳与所述电池顶壳贴合后电阻焊焊接，所述第二极耳与所述电池底壳贴合后电阻焊焊接。

在其中一个实施方式中，所述电芯套件还包括顶层绝缘件和底层绝缘件，所述顶层绝缘件设置于所述裸电芯和所述第一极耳之间，所述底层绝缘件设置于所述裸电芯和所述第二极耳之间。

在其中一个实施方式中，所述隔离胶圈为PP塑胶隔离胶圈。

在其中一个实施方式中，所述隔离胶圈的熔点为100℃～500℃。

本发明相比于现有技术的优点及有益效果如下：

本发明的防爆电池，通过设置盖体套件、电池底壳及电芯套件。在实际的应用过程中，由于隔离胶圈的设置，当防爆电池的内压过大时，隔离胶圈会从电池顶壳上被剥离，即隔离胶圈和电池顶壳相互分离，让防爆电池将内部过大的气压释放至外界环境中，完成自主泄压的过程，有效地防止因无法及时释放防爆电池内部过高的气压而导致防爆电池的损坏，隔离胶圈的设置大大增强了防爆电池的安全性能，让防爆电池具备防爆性能。

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防爆电池的组装结构示意图；

图2为本发明的一实施方式中的防爆电池的内部结构示意图；

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防爆电池的爆炸图；

图5为本发明的另一实施方式中的防爆电池的组装结构示意图；

图6为本发明的另一实施方式中的防爆电池的内部结构示意图；

图7为图6在B处的放大示意图；

图8为本发明的又一实施方式中的防爆电池的组装结构示意图；

图9为本发明的又一实施方式中的防爆电池的内部结构示意图；

图10为图9在C处的放大示意图。

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。

需要说明的是，对于现有的电池，由于多数电池的体积的微小，多数电池生产商考虑到生产成本的原因，并没有对电池的安全性能进行适当优化，众所周知，电池若要实现放电或者充电，电池的内部必须有电池电解液，同时，电池的内部也会有一定的内压，倘若电池内部的压力过大，即电池的内部气体过多，若电池内部的气压无法得到及时的释放，电池就有可能在此条件下发生形变，严重时电池可能因内压过大而发生爆炸。一旦电池发生爆炸，在电池内的电池电解液就有可能泄露或者飞溅出来，电池电解液为化学性质的液体，本身具有一定的腐蚀性，若泄露至外部环境，就会污染环境；若电池电解液因电池的爆炸而飞溅到使用者身上，就会严重危及到电池使用者的人身安全；若电池电解液被电池使用者误食的话，同样也会对电池使用者的人身安全造成非常大的伤害，存在非常大的安全隐患。因此，电池的防爆性能也是作为电池能否正常使用的一项重要指标，即电池的防爆性能越优越，电池的安全等级越就越高。

因此，基于上述问题下，本申请公开了一种防爆电池包括盖体套件、电池底壳及电芯套件。盖体套件包括金属片、隔离胶圈和电池顶壳，金属片设置于隔离胶圈上，隔离胶圈设置于电池顶壳上，电池顶壳上开设有避位孔；电池底壳内开设有电池容置腔，电池顶壳设置于电池底壳上；电芯套件包括裸电芯、第一极耳和第二极耳，裸电芯设置于电池容置腔内，第一极耳分别与裸电芯和电池顶壳连接，第二极耳分别与裸电芯和电池底壳连接。如此，需要说明的是，本发明的防爆电池，通过设置盖体套件、电池底壳及电芯套件。在实际的应用过程中，由于隔离胶圈的设置，当防爆电池的内压过大时，隔离胶圈会从电池顶壳上被剥离，即隔离胶圈和电池顶壳相互分离，让防爆电池将内部过大的气压释放至外界环境中，完成自主泄压的过程，有效地防止因无法及时释放防爆电池内部过高的气压而导致防爆电池的损坏，隔离胶圈的设置大大增强了防爆电池的安全性能，让防爆电池具备防爆性能。

为了便于更好的对本申请的防爆电池进行详细性说明，请一并参阅图1、图2、图4、图5和图8，一种防爆电池10包括盖体套件100、电池底壳200及电芯套件300。

如此，需要说明的是，盖体套件100和电池底壳200均起到封装和保护的作用，防止防爆电池10的内部的部件损坏；电芯套件300起到电能存储的作用，当防爆电池10连接外部用电设备时，电芯套件300把其存储的电能传输至外部用电设备中，为其供电，让外部用电设备能够正常工作。

请一并参阅图3、图4、图7和图10，盖体套件100包括金属片110、隔离胶圈120和电池顶壳130，金属片110设置于隔离胶圈120上，隔离胶圈120设置于电池顶壳130上，电池顶壳130上开设有避位孔。

如此，需要说明的是，金属片110和电池顶壳130均起到封装和保护的作用，防止防爆电池10的内部的部件损坏；隔离胶圈120一方面起到密封的作用，另一方面还能够让防爆电池10具备自主泄压的功能，具体为，当防爆电池10的内压过大时，隔离胶圈120会从电池顶壳130上被剥离，即隔离胶圈120和电池顶壳130相互分离，让防爆电池10将内部过大的气压释放至外界环境中，完成自主泄压的过程，有效地防止因无法及时释放防爆电池10内部过高的气压而导致防爆电池10的损坏，隔离胶圈120的设置大大增强了防爆电池10的安全性能，让防爆电池10具备防爆性能。

请一并参阅图1和图4和图8，电池底壳200内开设有电池容置腔，电池顶壳130设置于电池底壳200上。

如此，需要说明的是，电池底壳200起到封装和保护的作用，同时，电池底壳200内开设有电池容置腔，电池容置腔用于容置电芯套件300。

请一并参阅图2、图6和图9，电芯套件300包括裸电芯310、第一极耳320和第二极耳330，裸电芯310设置于电池容置腔内，第一极耳320分别与裸电芯310和金属片110连接，第二极耳330分别与裸电芯310和电池底壳200连接。

如此，需要说明的是，裸电芯310起到电能存储的作用，当防爆电池10连接外部用电设备时，裸电芯310把其存储的电能传输至外部用电设备中，为其供电，让外部用电设备能够正常工作；第一极耳320和第二极耳330均作为防爆电池10的电极，用于连接外部用电设备，把裸电芯310内的电压传输至外部用电设备中。

还需要说明的是，当组装人员装配防爆电池10时，将金属片110、隔离胶圈120和电池顶壳130顺序堆叠，并可以采用热熔的方式把金属片110、隔离胶圈120和电池顶壳130装配在一起，在高温的条件下，隔离胶圈120会分别与金属片110和电池顶壳130融为一体，即完成了盖体套件100的装配，需要强调的是，在把金属片110与隔离胶圈120贴合接触之前，可以参考锂离子电池极耳加工工艺的方法，先进行清洗钝化后在进行热贴合，具体原理不再详细阐述，为本领域技术人员所熟知。而后，把裸电芯310置于电池底壳200内开设的电池容置腔内，并往电池底壳200内进行注液，然后，把已经装配在一起的金属片110、隔离胶圈120和电池顶壳130装配到电池底壳200上，采用焊接的方式把电池顶壳130焊接在电池底壳200上，完成防爆电池10的焊接封口工作，最后，把第一极耳320焊接在金属片110上，把第二极耳330焊接在电池底壳200上，即完成了防爆电池10的生产制作过程。

还需要说明的是，在采用热熔的方式把金属片110、隔离胶圈120和电池顶壳130装配在一起时，可以利用隔离胶圈120与金属片110和电池顶壳130的熔接面积来控制防爆电池10的防爆性能，当隔离胶圈120与金属片110和电池顶壳130的熔接面积较小时，当防爆电池10的内压过大时，隔离胶圈120就越容易从电池顶壳130上剥离下来。

进一步地，请再次参阅图5，在一实施方式中，隔离胶圈120设置于电池顶壳130靠近裸电芯310的一侧面上，金属片110上设置有防爆线111。

如此，需要说明的是，当隔离胶圈120设置于电池顶壳130靠近裸电芯310的一侧面上时，为了让防爆电池10更好地实现自主泄压，金属片110上会设置有防爆线111，当防爆电池10的内压过大时，内压会把设置在金属片110上的防爆线111撑破，让防爆电池10内部的压力释放至外部环境中，防止防爆电池10内部积蓄过高的内压而损坏。具体地，防爆线111位于金属片的中部位置处。如此，需要说明的是，防爆线111位于金属片110的中部位置处，能够让金属片110的整体受力均匀。

进一步地，请再次参阅图3和图10，在一实施方式中，隔离胶圈120设置于电池顶壳130远离裸电芯310的一侧面上。

如此，需要说明的是，当隔离胶圈120设置于电池顶壳130远离裸电芯310的一侧面上时，就不需要在金属片110上设置防爆线111，当防爆电池10的内压过大时，内压会把隔离胶圈120从电池顶壳130上剥离下来，完成自主泄压的，防止防爆电池10内部积蓄过高的内压而损坏。

进一步地，在一实施方式中，裸电芯310为卷绕式裸电芯。

如此，需要说明的是，裸电芯310为卷绕式裸电芯，卷绕式裸电芯的具体结构及原理不再详细阐述，为本领域技术人员所熟知。

进一步地，在一实施方式中，裸电芯310为叠片式裸电芯。

如此，需要说明的是，当然裸电芯310还可以采用叠片式裸电芯，叠片式裸电芯的具体结构及原理不再详细阐述，为本领域技术人员所熟知。

进一步地，在一实施方式中，第一极耳320与电池顶壳130贴合后电阻焊焊接，第二极耳320与电池底壳200贴合后电阻焊焊接。

如此，需要说明的是，当对完成防爆电池10的焊接封口工作后，采用电阻焊的方式把第一极耳320焊接在电池顶壳130上，具体操作为，把第一极耳320与电池顶壳130以及第二极耳320与电池底壳200贴合后，利用双针焊头接触电池顶壳130以及电池底壳200，通电即完成电阻焊。

还需要说明的是，相比激光焊平行缝焊优势：通常激光焊需要对焊接件进行整体施压，需要平整性、接触性极好，如果有电解液进入焊接区域，会形成炸焊，损伤内部卷芯，而电阻焊是焊接电极对焊接点直接施压，可以将焊接界面液体挤出改善接触，避免炸焊具有更好的焊接效果，焊头可以导热，焊接温度更低避免损伤电池。

进一步地，在一实施方式中，电芯套件300还包括顶层绝缘件和底层绝缘件，顶层绝缘件设置于裸电芯310和第一极耳320之间，底层绝缘件设置于裸电芯310和第二极耳330之间。

如此，需要说明的是，顶层绝缘件和底层绝缘件均起到隔离的作用，防止第一极耳320与裸电芯310接触发生短路以及第二极耳330与裸电芯310接触发生短路；此外，顶层绝缘件和底层绝缘件还可以起到隔热的作用，防止对第一极耳320和第二极耳330焊接时产生的热量损坏裸电芯310。

进一步地，在一实施方式中，隔离胶圈120为PP塑胶隔离胶圈。

如此，需要说明的是，隔离胶圈120的具体材质可以根据实际情况灵活设定，例如，PEK材质；又如，PEEK材质；又如，PI材质。具体地，隔离胶圈的熔点为100℃～500℃。

本发明的防爆电池，通过设置盖体套件、电池底壳及电芯套件。在实际的应用过程中，由于隔离胶圈的设置，当防爆电池的内压过大时，隔离胶圈会从电池顶壳上被剥离，即隔离胶圈和电池顶壳相互分离，让防爆电池将内部过大的气压释放至外界环境中，完成自主泄压的过程，有效地防止因无法及时释放防爆电池内部过高的气压而导致防爆电池的损坏，隔离胶圈的设置大大增强了防爆电池的安全性能，让防爆电池具备防爆性能。

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)

1.一种防爆电池，其特征在于，包括：

盖体套件，所述盖体套件包括金属片、隔离胶圈和电池顶壳，所述金属片设置于所述隔离胶圈上，所述隔离胶圈设置于所述电池顶壳上，所述电池顶壳上开设有避位孔；

电池底壳，所述电池底壳内开设有电池容置腔，所述电池顶壳设置于所述电池底壳上；及

电芯套件，所述电芯套件包括裸电芯、第一极耳和第二极耳，所述裸电芯设置于所述电池容置腔内，所述第一极耳分别与所述裸电芯和所述金属片连接，所述第二极耳分别与所述裸电芯和所述电池底壳连接。

2.根据权利要求1所述的防爆电池，其特征在于，所述隔离胶圈设置于所述电池顶壳靠近所述裸电芯的一侧面上，所述金属片上设置有防爆线。

3.根据权利要求2所述的防爆电池，其特征在于，所述防爆线位于所述金属片的中部位置处。

4.根据权利要求1所述的防爆电池，其特征在于，所述隔离胶圈设置于所述电池顶壳远离所述裸电芯的一侧面上。

5.根据权利要求1所述的防爆电池，其特征在于，所述裸电芯为卷绕式裸电芯。

6.根据权利要求1所述的防爆电池，其特征在于，所述裸电芯为叠片式裸电芯。

7.根据权利要求1所述的防爆电池，其特征在于，所述第一极耳与所述电池顶壳贴合后电阻焊焊接，所述第二极耳与所述电池底壳贴合后电阻焊焊接。

8.根据权利要求1所述的防爆电池，其特征在于，所述电芯套件还包括顶层绝缘件和底层绝缘件，所述顶层绝缘件设置于所述裸电芯和所述第一极耳之间，所述底层绝缘件设置于所述裸电芯和所述第二极耳之间。

9.根据权利要求1所述的防爆电池，其特征在于，所述隔离胶圈为PP塑胶隔离胶圈。

10.根据权利要求9所述的防爆电池，其特征在于，所述隔离胶圈的熔点为100℃～500℃。

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