CN111446388A - 一种电池顶盖组件及单体电池 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电池顶盖组件及单体电池，该电池顶盖组件包括顶盖和防爆阀，顶盖开设有防爆孔，顶盖用于封盖壳体；防爆阀包括加强凸台和防爆片，加强凸台环绕防爆片设置，加强凸台的厚度大于防爆片，加强凸台与顶盖连接，防爆片盖封防爆孔。本发明电池顶盖组件增加防爆阀的抗变形能力，可以有效地减轻顶盖变形对防爆阀造成的影响，提升防爆阀的可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及电池顶盖组件的技术领域，尤其涉及一种电池顶盖组件及单体电池。
背景技术
动力电池的外壳、顶盖及配套的密封件一起形成一个密闭空间，密闭空间内装有卷芯、电解液、活性物质、绝缘膜等部件和电化学能转化所需的各种物质。电芯在正常使用过程中会缓慢产气，在一些滥用工况(比如内短路)下会剧烈产气，导致电芯密闭空间内气压不断上升，而壳体与顶盖连接处耐压极限有限，若内部压力持续上升，超过壳体与顶盖的耐压极限时，会引起动力电池爆炸，带来安全风险。因此需要设计一个安全可靠的防爆阀，在设定条件下被内部气压打开，将内部气体释放出来，避免动力电池爆炸。
当前常用的防爆阀结构是将一块平板基材中间区域加工变薄，这种方式的主要问题是防爆阀耐机械拉力、压力性能较差，防爆阀防爆压力不稳定，影响动力电池寿命和安全可靠性。
发明内容
本发明的目的是提供一种电池顶盖组件及单体电池以解决单体电池防爆能力差的技术问题。
为实现上述目的本发明采用以下技术方案实现的：提供了一种电池顶盖组件，该电池顶盖组件包括：
顶盖，开设有防爆孔，顶盖用于封盖壳体；
防爆阀，包括加强凸台和防爆片，加强凸台环绕防爆片设置，加强凸台的厚度大于防爆片，加强凸台与顶盖连接，防爆片盖封防爆孔。
可选地，加强凸台与顶盖焊接。
可选地，顶盖环绕防爆孔开设有限位槽，加强凸台限位装配于限位槽中。
可选地，加强凸台包括第一凸部和第二凸部，第一凸部环绕防爆片设置，第一凸部限位装配于限位槽中，且第一凸部与顶盖齐平，第二凸部层叠设置在第一凸部上。
可选地，第一凸部的厚度大于防爆片的厚度。
可选地，加强凸台还包括第三凸部，第三凸部环绕第二凸部设置且与防爆片连接，第三凸部相对第二凸部下沉，以形成台阶结构。
可选地，顶盖于限位槽的边沿设置有倒角。
可选地，电池盖组件还包括保护片，保护片贴设于加强凸台上，以封盖防爆片。
可选地，防爆片的厚度为0.4毫米至1毫米，且防爆片设置有刻痕。
为实现上述目的本发明采用以下技术方案实现的：提供了一种单体电池，该单体电池包括：电芯、壳体和上述的电池顶盖组件，电芯装配于壳体中，电池顶盖组件封盖壳体。
本发明实施例的有益效果为：本申请的电池顶盖组件包括顶盖和防爆阀，防爆阀作为独立部件与顶盖连接。
顶盖封盖壳体，顶盖开设有防爆孔，防爆孔允许气体流出。
防爆阀包括加强凸台和防爆片，加强凸台环绕防爆片设置，加强凸台呈环状，加强凸台与顶盖连接，防爆片盖封防爆孔，当壳体中的压力达到极限时，壳体中的气体冲破防爆片排出，以防止单体电池爆炸。加强凸台的厚度大于防爆片，其中加强凸台用于提升防爆片抗外部机械力拉扯和挤压的性能，进而保护防爆片不受外力影响，防爆片保持爆破压力的稳定性，确保不会引起防爆片提前打开缩短单体电池寿命的现象，也可避免防爆片爆破压力异常带来的安全隐患。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或前期研发中的技术方案，下面将对实施例或前期研发描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。
图1是本申请提供的单体电池的装配结构示意图；
图2是本申请提供的电池顶盖组件的装配结构示意图；
图3是本申请提供的电池顶盖组件的分解结构示意图；
图4是本申请提供的防爆阀的俯视结构示意图；
图5是本申请提供的图4中III-III方向上的一实施例的截面示意图；
图6是本申请提供的图4中III-III方向上的另一实施例的截面示意图。
图示标记如下：
单体电池100 电芯壳体20 电池顶盖组件10 顶盖12
防爆孔121 限位槽123 倒角125 防爆阀14
加强凸台141 防爆片142 第一凸部143 第二凸部144
第三凸部145 保护片16
具体实施方式
在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。
请参阅图1，图1是本申请提供的单体电池100的装配结构示意图。
本申请的单体电池100包括：电芯(图1中未显示)、壳体20和电池顶盖组件10，电芯为储能件，电芯装配于壳体20中，电池顶盖组件10封盖壳体20，电池顶盖12与电芯电性连接，以辅助电能导入至电芯中和将电芯中的能量导出。
请参阅图1至图5，图2是本申请提供的电池顶盖组件10的装配结构示意图，图3是本申请提供的电池顶盖组件10的分解结构示意图，图4是本申请提供的防爆阀14的俯视结构示意图，图5是本申请提供的图4中III-III方向上的一实施例的截面示意图。
本申请的电池顶盖组件10包括顶盖12和防爆阀14，防爆阀14 作为独立部件与顶盖12连接。
顶盖12封盖壳体20，顶盖12开设有防爆孔121，防爆孔121 允许气体流出。
防爆阀14包括加强凸台141和防爆片142，加强凸台141环绕防爆片142设置，加强凸台141呈环状，加强凸台141与顶盖12连接，防爆片142盖封防爆孔121，当壳体20中的压力达到极限时，壳体20中的气体冲破防爆片142排出，以防止单体电池100爆炸。加强凸台141的厚度大于防爆片142，其中加强凸台141用于提升防爆片142抗外部机械力拉扯和挤压的性能，进而保护防爆片142不受外力影响，防爆片142保持爆破压力的稳定性，确保不会引起防爆片 142提前打开缩短单体电池100寿命的现象，也可避免防爆片142爆破压力异常带来的安全隐患。
防爆片142的厚度为0.4毫米至1毫米，例如0.4毫米、0.5毫米、 0.6毫米、0.7毫米、0.8毫米、0.9毫米、1毫米等，防爆片142的厚度影响自身所能承受的最大压力，防爆片142的厚度越大自身所能承受的最大压力越大，因此防爆片142的厚度由单体电池100所预警的最大压强决定。防爆片142设置有刻痕，刻痕利于防爆片142爆破，刻痕在设定的气压规格下打开以使防爆孔121形成泄压通道。刻痕的形状可以是波浪形、三角形、圆形、圆弧形等。刻痕可以刻至在防爆片142的任一侧上。
加强凸台141与顶盖12焊接，优选激光焊接，当然也不排除二氧化碳保护焊等方式的焊接。本方案中加强凸台141结构在防爆阀 14与顶盖12焊接焊接时，以及顶盖12与壳体20焊接时可以吸收一部分焊接传导的热量，进而减小这种不确定的热量对防爆片142的影响，以提升防爆片142爆破压力的稳定性。当然，加强凸台141与顶盖12也可以通过螺钉连接。
顶盖12环绕防爆孔121开设有限位槽123，加强凸台141限位装配于限位槽123中，以防止防爆阀14在焊接时出现挪动的现象。
顶盖12于限位槽123的边沿设置有倒角125，倒角125可以是倒斜角或者倒圆角，以便于导向防爆阀14装入限位槽123中。
加强凸台141包括第一凸部143和第二凸部144，第一凸部143 环绕防爆片142设置，第一凸部143限位装配于限位槽123中，且第一凸部143与顶盖12齐平，第二凸部144层叠设置在第一凸部143 上。防爆阀14设计成单独的一个零件，第一凸部143是一个环形平面，第一凸部143与顶盖12片的限位槽123装配且与顶盖12齐平以形成对缝焊区域，从而便于焊料的堆积和打磨，使焊接后的第一凸部 143与顶盖12形成完整的密封平面。第一凸部143的环形平面向内是环形的第二凸部144，第二凸部144大幅提升防爆阀14的抗机械力能力，第二凸部144内侧是防爆泄片区域。
第一凸部143的厚度可以大于防爆片142的厚度，从而进一步增强提升防爆阀14的抗机械力能力。当然，在另一实施例中，第一凸部143的厚度也可以与防爆片142的厚度相同，此时第一凸部143 主要用于固定防爆阀14于顶盖12上。
请参阅图6，图6是本申请提供的图4中III-III方向上的另一实施例的截面示意图。
加强凸台141还包括第三凸部145，第三凸部145环绕第二凸部144设置且与防爆片142连接，第三凸部145相对第二凸部144下沉，第二凸部144、第三凸部145、防爆片142依次下沉以形成台阶结构。第三凸部145的特征可以减小第二凸部144与防爆片142的厚度差异，从而提升该结构类型的防爆阀14的可制造性。另外，这种结构可以确保第二凸部144有足够的厚度，以确保加强凸部有足够的强度。
防爆阀14的材质可以是铝、不锈钢、铜等。
请继续参阅图2和图3，电池盖组件还包括保护片16，保护片 16贴设于加强凸台141上，以封盖防爆片142。保护片16可以是透明材质制成，以便于直接观察到防爆片142的使用状态。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.一种电池顶盖组件，所述电池顶盖组件用于封盖单体电池的壳体，其特征在于，所述电池顶盖组件包括：
顶盖，开设有防爆孔，所述顶盖用于封盖所述壳体；
防爆阀，包括加强凸台和防爆片，所述加强凸台环绕所述防爆片设置，所述加强凸台的厚度大于所述防爆片，所述加强凸台与所述顶盖连接，所述防爆片盖封所述防爆孔。
2.根据权利要求1所述的电池顶盖组件，其特征在于，所述加强凸台与所述顶盖焊接。
3.根据权利要求2所述的电池顶盖组件，其特征在于，所述顶盖环绕所述防爆孔开设有限位槽，所述加强凸台限位装配于所述限位槽中。
4.根据权利要求3所述的电池顶盖组件，其特征在于，所述加强凸台包括第一凸部和第二凸部，所述第一凸部环绕所述防爆片设置，所述第一凸部限位装配于所述限位槽中，且所述第一凸部与所述顶盖齐平，所述第二凸部层叠设置在所述第一凸部上。
5.根据权利要求4所述的电池顶盖组件，其特征在于，所述第一凸部的厚度大于所述防爆片的厚度。
6.根据权利要求4所述的电池顶盖组件，其特征在于，所述加强凸台还包括第三凸部，所述第三凸部环绕所述第二凸部设置且与所述防爆片连接，所述第三凸部相对所述第二凸部下沉，以形成台阶结构。
7.根据权利要求3所述的电池顶盖组件，其特征在于，所述顶盖于所述限位槽的边沿设置有倒角。
8.根据权利要求1所述的电池顶盖组件，其特征在于，所述电池盖组件还包括保护片，所述保护片贴设于所述加强凸台上，以封盖所述防爆片。
9.根据权利要求1所述的电池顶盖组件，其特征在于，所述防爆片的厚度为0.4毫米至1毫米，且所述防爆片设置有刻痕。
10.一种单体电池，其特征在于，所述单体电池包括：电芯、壳体和权利要求1至9任一项所述的电池顶盖组件，所述电芯装配于所述壳体中，所述电池顶盖组件封盖所述壳体。
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