CN112382826B - 用于电芯的防爆阀、电芯及电池模组 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种用于电芯的防爆阀、电芯及电池模组，防爆阀包括：基座，所述基座构造为环形且适于固定在所述电芯的盖板上；阀片，所述阀片与所述基座的内周沿固定连接且朝向外侧凸出；其中，所述基座的厚度大于所述阀片的厚度。根据本发明的防爆阀具有阀片以及基座，阀片的厚度小于基座的厚度，所述阀片具有在长度方向延伸的第一剖面线，所述阀片在第一剖面线处厚度方向上的截面为弧形截面，该弧形截面的半径为R1，所述R1满足：50mm≤R1≤200mm，该阀片可以在电芯的压力达到预设值后更及时地破裂，反应速度快，安全性能好，阀片在厚度方向上的截面为弧形，提高了阀片的抗压能力，降低了阀片的制造成本。
Description
技术领域
本申请涉及电池领域，尤其是涉及一种用于电芯的防爆阀、电芯及电池模组。
背景技术
相关技术中，防爆阀在电芯的内部气压达到预设值后，防爆阀的响应速度慢，无法及时稳定地得到一个连通电芯内部的通孔，导致电芯内的压力无法及时降低，电芯的安全性能差。
发明内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请的一个目的在于提出一种用于电芯的防爆阀，该防爆阀具有阀片以及基座，阀片的厚度小于基座的厚度，以使该阀片可以在电芯的压力达到预设值后更及时地破裂，反应速度快，安全性能好，阀片在厚度方向上的截面为弧形，提高了阀片的抗压能力，降低了阀片的制造成本。
本发明还提出一种具有上述防爆阀的电芯。
本发明还提出一种具有上述电芯的电池模组。
根据本发明的用于电芯的防爆阀包括：基座，所述基座构造为环形且适于固定在所述电芯的盖板上；阀片，所述阀片与所述基座的内周沿固定连接且朝向外侧凸出；其中所述基座的厚度大于所述阀片的厚度，所述阀片具有在长度方向延伸的第一剖面线，所述阀片在第一剖面线处厚度方向上的截面为弧形截面，该弧形截面的半径为R1，所述R1满足：50mm≤R1≤200mm。
根据本发明的用于电芯的防爆阀，阀片在第一对称中心处厚度方向上的截面为弧形截面，阀片能够更好地分散来自电芯内部的压力，压力可以均匀分布在阀片上，从而有可以在降低阀片的厚度以及阀片的材料强度后，保持阀片的可靠性，降低防爆阀的成本。
根据本发明的一个实施例，所述阀片具有在宽度方向延伸的第二剖面线，所述阀片在第二剖面线处厚度方向上的截面为弧形截面，该弧形截面的半径为R2，所述R2满足：30mm≤R2≤150mm。
根据本发明的一个实施例，所述基座的厚度为t1，所述阀片的厚度为t2，所述t1和所述t2满足：0.3≤t2/t1≤0.65。
根据本发明的一个实施例，所述t1满足：0.4mm≤t1≤0.6mm，所述t2满足：0.2mm≤t2≤0.4mm。
根据本发明的一个实施例，所述阀片与基座之间设置有第一强度减弱区和第二强度减弱区，所述第一强度减弱区与所述第二强度减弱区的至少部分正对，所述第一强度减弱区的强度小于所述第二强度减弱区的强度。
根据本发明的一个实施例，所述第一强度减弱区构造为第一凹槽，所述第二强度减弱区构造为第二凹槽，所述第一凹槽的深度大于所述第二凹槽的深度。
根据本发明的一个实施例，所述第一凹槽的宽度和所述第二凹槽的宽度为w，且所述w满足：0.19mm≤w≤0.23mm。
根据本发明的一个实施例，所述第二凹槽的深度为0.05mm-0.17mm。
下面简单描述根据本发明的电芯。
根据本发明的电芯上设置有上述实施例的防爆阀，由于根据本发明的电芯上设置有上述实施例的防爆阀，因此该电芯的安全性好，可靠性更高，可以在电芯的内部压力达到预设值后及时发生破裂，以平衡电芯的内部气压。
下面简单描述根据本发明的电池模组。
根据本发明的电池模组包括上述实施例的电芯，由于根据本发明实施例的电池模组上设置有上述实施例的电芯，因此该电池模组内单个电芯的安全性好，可靠性高，每个电芯的内部压力发生变化时，防爆阀可以及时平衡该电芯的气压，避免电芯对其他相邻的电芯产生影响，提高整个电池模组的安全性及可靠性。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本发明实施例的防爆阀的结构示意图；
图2是根据本发明实施例的防爆阀的俯视图；
图3是图2中A-A截面的剖视图；
图4是图3中圈示C的局部放大图；
图5是图3中圈示D的局部放大图；
图6是图3中圈示E的局部放大图；
图7是图2中B-B截面的剖视图；
图8是图7中圈示F的局部放大图；
图9是图7中圈示G的局部放大图；
图10是图7中圈示H的局部放大图。
附图标记：
防爆阀1，
基座11，阀片12，阀片中间区域121，阀片周边区域122；
第一凹槽101，第二凹槽102，第一弧形槽103，第二弧形槽104。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，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，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
下面参考图1-图10描述根据本申请实施例的防爆阀1。
根据本发明的防爆阀1包括基座11、阀片12，基座11构造为环形且适于固定在电芯的盖板上，阀片12与基座11的内周沿固定连接且朝向外侧凸出，其中基座的厚度大于阀片的厚度，阀片具有在长度方向延伸的第一剖面线，阀片在第一剖面线处厚度方向上的截面为弧形截面，该弧形截面的半径为R1，R1满足：50mm≤R1≤200mm。这里需要说明的是，第一剖面线沿阀片12的长度方向延伸，阀片12在第一剖面线处将阀片在厚度方向剖开，弧形截面可以是阀片12在第一剖面线处的截面，而第一剖面线可以是在阀片12上长度方向延伸的任意一条线，第一剖面线可以是阀片12上关于宽度方向对称的对称中心线。
根据本发明的用于电芯的防爆阀，通过设置基座，以使防爆阀可以固定在电芯的盖板上，而将基座的厚度设置为大于阀片的厚度，可以使基座具有满足要求的结构强度，使防爆阀的安装稳定可靠，基座可以与盖板上的防爆阀安装孔过盈配合，以保证防爆阀在受到压力后，基座与电芯的盖板之间连接稳定不会失效。
在本申请中，阀片在第一对称中心处厚度方向上的截面为弧形截面，阀片能够更好地分散来自电芯内部的压力，压力可以均匀分布在阀片上，从而有可以在降低阀片的厚度以及阀片的材料强度后，保持阀片的可靠性，降低防爆阀的成本，阀片的厚度小于基座的厚度，阀片在电芯内的压力达到预设值后，阀片发生开裂形变，以形成连通电芯内部的开口，以避免电芯发生鼓涨、爆炸等，阀片的厚度相对基座的厚度更薄，以保证阀片能够及时响应，以满足防爆阀的要求。
根据本发明的一个具体实施例，第一剖面线为阀片12可以在长度方向延伸的对称中心线，阀片12在第一剖面线处的截面为近似于弧形的截面，而该截面的延伸方向大体为弧形，截面上可以存在部分不规则延伸结构（例如部分凸起或凹陷），不规则延伸结构与规则的弧形边界不重合，但该弧形截面整体的延伸趋势为弧形，截面的延伸趋势的弧形的半径为R1并满足50mm≤R1≤200mm。
根据本发明的用于电芯的防爆阀，由于设置了基座以及阀片结构，基座能够与盖板之间紧密配合，而阀片可以在电芯内部的压力达到预设值后及时破裂，以保证电芯内部压力的稳定，提高电芯的安全性能。
根据本发明的一个实施例，阀片具有在宽度方向延伸的第二剖面线，阀片在第二剖面线处厚度方向上的截面为弧形截面，该弧形截面的半径为R2，R2满足：30mm≤R2≤150mm。阀片在第二剖面线上厚度方式上的截面也构造为弧形截面，使得阀片在受到电芯的压力时能够更好地分散压力，提升阀片的抗压能力，有助于降低阀片的材料标准，从而有助于降低防爆阀的成本。
这里需要说明的是，阀片12在第二剖面线处将阀片12在厚度方向剖开，弧形截面是阀片12在第二剖面线处的截面，而第二剖面线可以是在阀片12上宽度方向延伸的任意一条线，第二剖面线可以是阀片12上关于长度方向对称的对称中心线。
根据本发明的一个具体实施例，第二剖面线可以为阀片12在宽度方向延伸的对称中心线，阀片12在第二剖面线处的截面为近似于弧形的截面，而该截面的延伸方向大体为弧形，截面上存在部分不规则延伸结构（例如部分凸起或凹陷），不规则延伸结构与规则的弧形边界不重合，但该弧形截面整体的延伸趋势为弧形，截面的延伸趋势的弧形的半径为R2并满足30mm≤R2≤150mm。
根据本发明的一个实施例，基座的厚度为t1，阀片的厚度为t2，t1和t2满足：0.3≤t2/t1≤0.65。在上述实施例中，基座的厚度与阀片的厚度的比例在0.3到0.65的范围内，可以使基座具有满足要求的结构强度，提高防爆阀的可靠性，而阀片可以及时形变破裂，满足电芯安全性能的需求。
根据本发明的一个具体实施例，t1满足：0.4mm≤t1≤0.6mm。
根据本发明的一个具体实施例，t2满足：0.2mm≤t2≤0.4mm。
根据本发明的一个实施例，阀片与基座之间设置有第一强度减弱区和第二强度减弱区，第一强度减弱区与第二强度减弱区的至少部分正对，第一强度减弱区的强度小于第二强度减弱区的强度。通过在阀片12的周边设置有强度减弱区，使阀片12的周边与基座11之间更容易开裂，以使阀片12打开以平衡电芯内部的压力，提高电芯的安全性能。
第一强度减弱区的强度小于第二强度减弱区的强度，在阀片12受到压力时，由于阀片周边区域122上的强度减弱区的强度不同，第一强度减弱区更容易发生应力集中，以使第一强度减弱区更容易在压力的作用下发生断裂，以避免阀片12内的压力过高，提高阀片12的响应速度，提高电芯的安全性。
根据本发明的一个实施例，第一强度减弱区构造为第一凹槽101，第二强度减弱区构造为第二凹槽102，第一凹槽101的深度大于第二凹槽102的深度。通过在阀片12的阀片周边区域122的外周设置第一凹槽101和第二凹槽102，以弱化阀片12周沿的结构强度，在电芯内部的压力增大到预设值后，第一凹槽101和第二凹槽102所形成的强度减弱区或率先发生应力集中，而边缘部分可以与阀片中间区域121相配合，可以使压力更好地集中于阀片12的阀片周边区域的外周沿，使阀片12能够在压力作用下发生开裂，以使阀片12打开。将第一凹槽101的深度设置为大于第二凹槽102的深度，使得第一凹槽101和第二凹槽102之间受力不均匀，从而使受力能够集中于第一凹槽101上，使第一凹槽101更好地发生形变开裂，以使阀片12从一侧打开。
在本发明的一个具体实施例中，第一凹槽101的宽度和第二凹槽102的宽度为w，w满足：0.19mm≤w≤0.23mm。
在本发明的一个具体实施例中，所述第二凹槽102的深度为0.05mm-0.17mm。
在本发明的一个实施例中，第一凹槽101和第二凹槽102构造为弧形槽，且第一凹槽101与第二凹槽102的首尾相接。
在本发明的另一个实施例中，阀片构造为长圆形，第一强度减弱区设置于阀片其中一个长边的外沿，第二强度减弱区包括与第一强度减弱区正对的长边以及设置于该长边两端并连接第一强度减弱区的弧形边，其中，第一强度减弱区的厚度与阀片的厚度相同，第二强度减弱区的厚度小于阀片的厚度。
这里需要说明的是，第一强度减弱区的强度相对小于基座的强度，第二强度减弱区的强度小于第一强度减弱区的强度。
根据本发明的一个实施例，阀片12构造为环形且适于固定在电芯的盖板上，阀片12与基座11的内周沿固定连接，阀片12的表面上设置有在阀片12的长度或宽度方向延伸的弧形槽。弧形槽设置于阀片12的外表面，弧形槽可以用于提高阀片12的美观度，在对阀片12的加工过程中，可以利用压紧机构对阀片12进行压紧，以使阀片12压紧在电芯的盖板上，压紧机构在阀片12的外表面形成上述弧形槽，弧形槽可以用于对压紧机构进行定位，保证压紧机构与阀片12之间的配合到位，确保阀片12的受力均匀，使阀片12能够更好地安装在电芯的盖板上。
同时弧形凹槽可以降低阀片所突出的厚度，使基座与阀片的高度大致平齐，以便于电芯的装配。
根据本发明的防爆阀1，通过在阀片12的表面设置在长度或宽度方向延伸的弧形槽，提高了防爆阀1的美观度，同时使压紧机构在与防爆阀1配合时，与防爆阀1的定位更加准确，防爆阀1的受力均匀，以提高防爆阀1与电芯盖板之间的配合紧密度，完善了电芯的制造工艺。
根据本发明的一个实施例，基座11具有彼此正对的第一侧边和第二侧边，弧形槽为两个且包括第一弧形槽103和第二弧形槽104，第一弧形槽103朝向远离第一侧边的方向凸出，第二弧形槽104朝向远离第二侧边的方向凸出。
如图1所示，阀片12可以构造为长圆形，阀片12在宽度方向上彼此正对的两个侧边为第一侧边和第二侧边，第一弧形槽103和第二弧形槽104均设置于阀片12的表面，且第一弧形槽103的开口朝向第一侧边，第二弧形槽104的开口朝向第二侧壁，同时第一弧形槽103的凸出方向为远离第一侧边的方向，第二弧形槽104的凸出方向为远离第二侧边的方向，以使第一弧形槽103和第二弧形槽104占用阀片12上更大区域的面积。
根据本发明的一个实施例，第一弧形槽103和第二弧形槽104的至少部分相交，在本发明的一个具体实施例中，第一弧形槽103朝向第二侧边的一侧与第二弧形槽104朝向第一侧边的一侧彼此相交，第一弧形槽103和第二弧形槽104的至少部分重合，使第一弧形槽103和第二弧形槽104覆盖在阀片12的外表面，提高了第一弧形槽103和第二弧形槽104的范围，使第一弧形槽103和第二弧形槽104可以更好地对压紧机构进行定位。
根据本发明的一个实施例，所述弧形槽的深度为0.18mm-0.22mm。将弧形槽的深度设置在上述范围内，可以满足弧形槽对压紧机构的定位要求，同时将弧形槽设置在上述范围内，可以避免弧形槽对阀片12的结构发生过渡的损坏，提高了防爆阀1整体结构的可靠性，避免防爆阀1的开口过小。
根据本发明的一个实施例，阀片12与基座11之间设置有弱化连接区，弧形槽与弱化连接区相交。将弧形槽与弱化连接区相连，弧形槽的端部可以进一步减弱弱化连接区的结构强度，在电芯内的压力发生变化时，阀片12受到压力，从而使阀片12上的应力集中现象更加显著，提高了防爆阀1在电芯内的压力增大后的响应速度，确保阀片12破裂后的开口大小满足电芯的排气需求。
阀片12包括阀片中间区域121和设置在阀片中间区域121外周的阀片周边区域122，阀片中间区域121的厚度小于阀片周边区域122的厚度。
相关技术中，防爆阀在电芯的内部气压达到预设值后，防爆阀的响应速度慢，无法及时稳定地得到一个连通电芯内部的通孔，导致电芯内的压力无法及时降低，电芯的安全性能差。
根据本发明的防爆阀1用于电芯，当电芯内部的气体压力较大时，防爆阀1可以在电芯内部的压力下发生破裂，以将电芯的内部与外界连通，降低电芯的压力，而阀片12包括了阀片中间区域121和设置在阀片中间区域121外周的阀片周边区域122。
在电芯内的压力达到预设值后，电芯内的压力可以汇集在阀片12上，周边区域与中间区域的厚度不同，可以使阀片12产生应力集中，压力汇集于阀片12的中间区域中，使阀片12的中间区域承受了相对周边区域更大的压力，从而使防爆阀1可以及时的发生损坏，确保防爆阀1可以在电芯内的压力升高后及时导通电芯的内外部，以平衡电芯的气体压力，保护电芯，避免发生爆炸，提高了电芯的安全性。
根据本发明的用于电芯的防爆阀1，阀片12设置有中间区域和周边区域，周边区域设置于中间区域的外周，同时中间区域的厚度小于周边区域的厚度，使阀片12在应对电芯的内部压力升高时，可以将压力集中于中间区域或周边区域，使阀片12上出现应力集中，从而确保防爆阀1可以及时破裂以平衡电芯内的压力，提高电芯的安全性能。
根据本发明的一个实施例，阀片中间区域121的厚度与阀片周边区域122的厚度比值范围在0.3-0.4之间，将阀片中间区域121与阀片周边区域122的厚度比例范围设置于上述比例范围内，使阀片12的应力集中效应满足了电芯的防爆需求，特别是在电芯压力达到预设值时，阀片12能够及时响应发生破坏，以达到降低电芯气压的作用。
根据本发明的一个具体实施例，阀片中间区域121的厚度为阀片的厚度减去阀片上所设置刻痕的深度，而阀片上所设置刻痕的深度为0.2mm，即阀片中间区域的厚度为0.1mm；阀片周边区域的厚度与阀片的厚度相同，阀片周边区域厚度为0.3mm。
下面简单描述根据本发明的电芯。
根据本发明的电芯上设置有上述实施例的防爆阀1，由于根据本发明的电芯上设置有上述实施例的防爆阀1，因此该电芯的安全性好，可靠性更高，可以在电芯的内部压力达到预设值后及时发生破裂，以平衡电芯的内部气压。
下面简单描述根据本发明的电池模组。
根据本发明的电池模组包括上述实施例的电芯，由于根据本发明实施例的电池模组上设置有上述实施例的电芯，因此该电池模组内单个电芯的安全性好，可靠性高，每个电芯的内部压力发生变化时，防爆阀1可以及时平衡该电芯的气压，避免电芯对其它相连的电芯产生影响，提高整个电池模组的安全性及可靠性。
在本申请的描述中，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”、“顺时针”、“逆时针”、“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申请和简化描述，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申请的限制。
在本申请的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。
在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本申请的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。
在本申请的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上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。
尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。
Claims (10)
1.一种用于电芯的防爆阀，其特征在于，包括：
基座（11），所述基座（11）构造为环形且适于固定在所述电芯的盖板上；
阀片（12），所述阀片（12）与所述基座（11）的内周沿固定连接且朝向外侧凸出；其中
所述基座的厚度大于所述阀片的厚度，所述阀片具有在长度方向延伸的第一剖面线，所述阀片在第一剖面线处厚度方向上的截面为弧形截面，该弧形截面的半径为R1，所述R1满足：50mm≤R1≤200mm。
2.根据权利要求1所述的用于电芯的防爆阀，其特征在于，所述阀片具有在宽度方向延伸的第二剖面线，所述阀片在第二剖面线处厚度方向上的截面为弧形截面，该弧形截面的半径为R2，所述R2满足：30mm≤R2≤150mm。
3.根据权利要求1所述的用于电芯的防爆阀，其特征在于，所述基座的厚度为t1，所述阀片的厚度为t2，所述t1和所述t2满足：0.3≤t2/t1≤0.65。
4.根据权利要求3所述的用于电芯的防爆阀，其特征在于，所述t1满足：0.4mm≤t1≤0.6mm，所述t2满足：0.2mm≤t2≤0.4mm。
5.根据权利要求1所述的用于电芯的防爆阀，其特征在于，所述阀片与基座之间设置有第一强度减弱区和第二强度减弱区，所述第一强度减弱区与所述第二强度减弱区的至少部分正对，所述第一强度减弱区的强度小于所述第二强度减弱区的强度。
6.根据权利要求5所述的用于电芯的防爆阀，其特征在于，所述第一强度减弱区构造为第一凹槽（101），所述第二强度减弱区构造为第二凹槽（102），所述第一凹槽（101）的深度大于所述第二凹槽（102）的深度。
7.根据权利要求6所述的用于电芯的防爆阀，其特征在于，所述第一凹槽（101）的宽度和所述第二凹槽（102）的宽度均为w，且所述w满足：0.19mm≤w≤0.23mm。
8.根据权利要求7所述的用于电芯的防爆阀，其特征在于，所述第二凹槽（102）的深度为0.05mm-0.17mm。
9.一种电芯，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的防爆阀。
10.一种电池模组，其特征在于，包括权利要求9所述的电芯。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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