CN111430591A - 一种具有保护功能的方形电芯端盖 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种具有保护功能的方形电芯端盖，包括电芯外壳和上盖，所述方形电芯端盖还包括设置在所述上盖上方的端板，所述端板的下方设有孔板架，所述孔板架上固定安装有孔板，所述端板与所述孔板之间设置有断电膜片，所述上盖上，位于所述端板的左侧设有防爆孔，所述防爆孔内设有防爆膜片，通过设置断电膜片，电芯温度上升时，断电膜片的下拱部分受到电池内压的推动后，失稳翻转拉开与孔板的接触，在电芯内温度尚未达到电芯热失控之前来将电芯电路断开；使电芯极组停止反应，制止温度进一步上升，避免热失控的发生。同时通过设置防爆膜片，当断电后，电芯内压如果继续上升，达到防爆膜片开启值时，防爆膜片开启洩气防止电池爆炸。
Description
技术领域
本发明涉及锂离子蓄电池领域，尤其涉及一种具有保护功能的方形电芯端盖。
背景技术
自1991年索尼公司推出世界上第一块商业用锂离子电池以来，至今已近三十年。锂离子电池因其质量比能量、重量比能量均远高于以往的镉镍、氢镍电池，且自放电低、循环寿命长，可基本上满足各类需求，从而获得极快的发展。但其中动力电池，尤其是车用动力电池由于需大电流充放电，且使用环境恶劣复杂，致使安全事故频发，严重阻碍产业的发展，解决锂电池的安全问题已成为全社会的共识。
目前的锂离子方形动力电池形状和结构都参照了方形镉镍、氢镍电池。在电池的安全保护方面只有防爆装置。即在盖板上镶嵌或焊接上防爆膜片，当电池内压上升到一定数值，膜片开启洩气防止电池爆炸。但膜片开启洩压后会将电解液及活性物质喷出，遇到氧气就会着火。且方形电池壳体因几何形状所致，耐压能力很低，一般在0.5MPa左右（而圆柱电池可达20MPa）。
发明内容
本发明要解决的技术问题是目前的锂离子方形动力电池形状和结构都参照了方形镉镍、氢镍电池。在电池的安全保护方面只有防爆装置。即在盖板上镶嵌或焊接上防爆膜片，当电池内压上升到一定数值，膜片开启洩气防止电池爆炸。但膜片开启洩压后会将电解液及活性物质喷出，遇到氧气就会着火，本发明提供了一种具有保护功能的方形电芯端盖来解决上述问题。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：一种具有保护功能的方形电芯端盖，包括电芯外壳和设置在所述电芯外壳一端的上盖，所述上盖与电芯外壳密封设置，所述方形电芯端盖还包括设置在所述上盖上方的端板，所述端板的下方设有孔板架，所述孔板架上固定安装有孔板，所述孔板的下端面固定连接方形电芯的极耳，所述端板与所述孔板之间设置有断电膜片，所述断电膜片的边缘固定安装在所述端板上，所述断电膜片由外往内逐渐下凸，所述孔板的上端面设有向上凸起的凸台，所述断电膜片的下端面与所述凸台通过焊接贴合设置；所述上盖上，位于所述端板的左侧设有防爆孔，所述防爆孔与方形电芯的内腔相连通，所述防爆孔内设有防爆膜片。
进一步地：所述断电膜片上设有加强筋。
进一步地：所述端板的外壁与所述上盖的内壁之间设有第一密封圈，所述第一密封圈的下方设有密封圈压环，所述密封圈压环将所述第一密封圈压紧在所述端板与所述上盖的间隙中，并使得所述第一密封圈与所述上盖的内壁密封接触；所述第一密封圈与所述端板的外壁密封接触。
进一步地：所述上盖的外壁上沿周向设有密封槽，所述密封槽内设置有第二密封圈，所述第二密封圈与所述电芯外壳的内壁密封接触。
本发明的有益效果是，本发明一种具有保护功能的方形电芯端盖通过设置断电膜片，电芯因各种原因引起温度上升时，断电膜片的下拱部分受到电池内压的推动后，失稳翻转拉开与孔板的接触，在电芯内温度尚未达到电芯热失控之前来将电芯电路断开；使电芯极组停止反应，制止温度进一步上升，避免热失控的发生。同时通过设置防爆膜片，当断电后，如果电芯内压继续升高达到防爆膜片开启值，防爆膜片开启洩气防止电池爆炸。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明一种具有保护功能的方形电芯端盖的结构示意图；
图2是方形电芯端盖的俯视图；
图3是断电膜片的结构示意图。
图中1、电芯外壳，2、上盖，3、端板，4、孔板架，5、孔板，6、极耳，7、断电膜片，8、凸台，9、防爆孔，10、防爆膜片，11、加强筋，12、第一密封圈，13、密封圈压环，14、密封槽，15、第二密封圈。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。相反，本发明的实施例包括落入所附加权利要求书的精神和内涵范围内的所有变化、修改和等同物。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
如图1和图2所示，本发明提供了一种具有保护功能的方形电芯端盖，包括电芯外壳1和设置在所述电芯外壳1一端的上盖2，所述上盖2与电芯外壳1密封设置，所述方形电芯端盖还包括设置在所述上盖2上方的端板3，所述端板3的下方设有孔板架4，所述孔板架4上固定安装有孔板5，所述孔板5的下端面固定连接方形电芯的极耳6，所述端板3与所述孔板5之间设置有断电膜片7，所述断电膜片7的边缘固定安装在所述端板3上，所述断电膜片7由外往内逐渐下凸，所述孔板5的上端面设有向上凸起的凸台8，所述断电膜片7的下端面与所述凸台8通过焊接贴合设置；所述上盖2上，位于所述端板3的左侧设有防爆孔9，所述防爆孔9与方形电芯的内腔相连通，所述防爆孔9内设有防爆膜片10。
方形电池壳体因几何形状所致，耐压能力很低，一般在0.5MPa左右（而圆柱电池可达20MPa），通过这种端盖结构可以增加电池的敏感度，方形电芯端盖的安全保护功能是通过断电膜片7的下拱部分受到电池内压的推动后，失稳翻转拉开与孔板5的接触形成断路来实现的；当断电膜片7没有及时断开电路，导致电芯内压继续增大时，防爆膜片10开启洩气防止电池爆炸。
结合图3所示，所述断电膜片7上设有加强筋11。断电膜片7受力面积较大，翻转过程中易产生变形，应在膜片受压面积上提高表面张力，使失稳翻转作用点与孔板5焊点重合，通过在断电膜片7上冲制加强筋（11），可以增加断电膜片7的刚度，使其以正确的方式参与形变，该变形的部位参与变形翻转，不该变形翻转的部位保持不动，以免产生附加力。
所述端板3的外壁与所述上盖2的内壁之间设有第一密封圈12，所述第一密封圈12的下方设有密封圈压环13，所述密封圈压环13将所述第一密封圈12压紧在所述端板3与所述上盖2的间隙中，并使得所述第一密封圈12与所述上盖2的内壁密封接触；所述第一密封圈12与所述端板3的外壁密封接触。
所述上盖2的外壁上沿周向设有密封槽14，所述密封槽14内设置有第二密封圈15，所述第二密封圈15与所述电芯外壳1的内壁密封接触。通过设置密封圈，可以有效保障电芯的密封性，避免了电解液及活性物质漏出，造成环境污染等危害。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对所述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上述依据本发明的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项发明技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项发明的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。
Claims (4)
1.一种具有保护功能的方形电芯端盖，包括电芯外壳（1）和设置在所述电芯外壳（1）一端的上盖（2），所述上盖（2）与电芯外壳（1）密封设置，其特征在于：所述方形电芯端盖还包括设置在所述上盖（2）上方的端板（3），所述端板（3）的下方设有孔板架（4），所述孔板架（4）上固定安装有孔板（5），所述孔板（5）的下端面固定连接方形电芯的极耳（6），所述端板（3）与所述孔板（5）之间设置有断电膜片（7），所述断电膜片（7）的边缘固定安装在所述端板（3）上，所述断电膜片（7）由外往内逐渐下凸，所述孔板（5）的上端面设有向上凸起的凸台（8），所述断电膜片（7）的下端面与所述凸台（8）通过焊接贴合设置；
所述上盖（2）上，位于所述端板（3）的左侧设有防爆孔（9），所述防爆孔（9）与方形电芯的内腔相连通，所述防爆孔（9）内设有防爆膜片（10）。
2.如权利要求1所述的一种具有保护功能的方形电芯端盖，其特征在于：所述断电膜片（7）上设有加强筋（11）。
3.如权利要求1所述的一种具有保护功能的方形电芯端盖，其特征在于：所述端板（3）的外壁与所述上盖（2）的内壁之间设有第一密封圈（12），所述第一密封圈（12）的下方设有密封圈压环（13），所述密封圈压环（13）将所述第一密封圈（12）压紧在所述端板（3）与所述上盖（2）的间隙中，并使得所述第一密封圈（12）与所述上盖（2）的内壁密封接触；所述第一密封圈（12）与所述端板（3）的外壁密封接触。
4.如权利要求1所述的一种具有保护功能的方形电芯端盖，其特征在于：所述上盖（2）的外壁上沿周向设有密封槽（14），所述密封槽（14）内设置有第二密封圈（15），所述第二密封圈（15）与所述电芯外壳（1）的内壁密封接触。
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Cited By (2)
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| CN114628792A (zh) * | 2022-03-09 | 2022-06-14 | 道克特斯(天津)新能源科技有限公司 | 一种新型的带有cid断电、防爆功能的全极耳圆柱形电池的制作方法 |
| WO2024018067A3 (de) * | 2022-07-22 | 2024-04-25 | Volkswagen Ag | Batteriezelle |
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2020
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