CN112886110A - 一种顶盖组件以及动力电池 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种顶盖组件以及动力电池，其中，顶盖组件包括：盖板，盖板的一面设置有容置槽，容置槽的底壁设置有防爆孔；防爆片，密封防爆孔，防爆片上设置有凹槽，防爆片设有凹槽的一面面向防爆孔，所述凹槽连通防爆孔，凹槽的外边沿抵接于容置槽的内壁，凹槽的尺寸大于防爆孔的尺寸，防爆片与容置槽底壁之间形成一通槽；薄弱部，薄弱部设置于凹槽的底壁上，薄弱部显露于防爆孔内。本申请通过增加薄弱部和凹槽内壁之间的距离，使得防爆片和盖板之间形成一通槽，从而使得气体冲破薄弱部，并通过防爆孔泄压或泄热时，通槽可以起到提供爆破缓冲的作用，使得防爆片实际爆破开启压力值处于一个稳定的范围内，防止防爆片提前开启或延迟开启。
Description
技术领域
本申请涉及储能器件技术领域，尤其涉及一种顶盖组件以及动力电池。
背景技术
随着越来越多的电动工具及新能源交通工具的驱动电源向着高容量、高安全性的方向发展，动力电池以其高容量等优良特性，广泛地运用在电动工具及新能源交通工具中。
动力电池可以充电和放电，其内部为相对密封的环境，动力电池在使用和运输过程中，动力电池过充或被刺破导致其短路的失效，动力电池短路失效时，电芯大电流放电，产生大量的热，烧坏隔膜，而造成更大的短路现象，这样电芯就会产生高温，使电解液分解成气体，造成内部压力过大，当电芯的外壳无法承受这个压力时，电池就会爆炸，严重时可能会损害人体健康安全。现有电池通常会使用CID(Current Interrupt Device,电流自动切断装置)、SSD(Short Safety Device)、防爆阀(防爆片)或者其他防爆结构来避免产生安全事故。
现有技术中，防爆阀安装在顶盖组件上，覆盖住顶盖组件的排气通孔，防爆阀需要维持稳定的爆破开启压力值，防爆阀设置有薄弱部位，例如刻痕等，用于使电芯内产生的气体首先从薄弱部位冲出，从而达到泄压和泄热的目的。实际使用中，防爆阀的开启的预设阈值并不是一个具体的值，而是存在一个波动范围。然而，由于薄弱部位较薄，且顶盖组件各处强度不一致，可能会导致当实际爆破开启压力值波动范围较大，超过预设阈值，从而使得防爆阀提前开启或延迟开启，进而影响动力电池的安全性能。
发明内容
本申请提供一种顶盖组件以及动力电池，以解决动力电池的防爆阀爆破波动范围较大的问题。
一方面，本申请提供一种顶盖组件，包括：
盖板，所述盖板的一面设置有容置槽，所述容置槽的底壁设置有防爆孔；
防爆片，所述防爆片密封所述防爆孔，所述防爆片上设置有凹槽，所述防爆片设有凹槽的一面面向所述防爆孔，所述凹槽连通所述防爆孔，所述凹槽的外边沿抵接于所述容置槽的内壁，所述凹槽的尺寸大于所述防爆孔的尺寸，所述防爆片与所述容置槽底壁之间形成一通槽；
薄弱部，所述薄弱部设置于所述凹槽的底壁上，所述薄弱部显露于所述防爆孔内。
在本申请一种可能的实现方式中，所述通槽底壁的长度范围为0.3mm-1.5mm。
在本申请一种可能的实现方式中，所述凹槽内壁与所述薄弱部之间的距离范围为大于0.3mm。
在本申请一种可能的实现方式中，所述凹槽内壁与所述防爆片外侧壁之间的距离范围为大于0.5mm。
在本申请一种可能的实现方式中，所述防爆孔的直径与所述通槽底壁的长度的比值为大于等于0.07且小于1。
在本申请一种可能的实现方式中，所述防爆片外侧壁的高度与所述通槽的高度的比值为大于等于0.4且小于1。
在本申请一种可能的实现方式中，所述薄弱部为环状薄弱部。
在本申请一种可能的实现方式中，所述环状薄弱部设置有第一端和第二端，所述第一端和所述第二端间隔设置。
在本申请一种可能的实现方式中，沿着远离所述凹槽底壁的方向，所述薄弱部的宽度逐渐增大。
另一方面，本申请还提供一种动力电池，包括所述的顶盖组件。
本申请提供的一种顶盖组件以及动力电池，通过增加薄弱部和凹槽内壁之间的距离，使得防爆片和盖板之间形成一通槽，从而使得气体冲破薄弱部，并通过防爆孔泄压或泄热时，通槽可以为气体提供爆破缓冲的作用，避免防爆片的波动范围较大，使得防爆片实际爆破开启压力值处于一个稳定的范围内，防止防爆片提前开启或延迟开启，从而提高动力电池的安全性能。
附图说明
下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1为本申请实施例提供的顶盖组件的结构示意图。
图2为本申请实施例提供的图1中顶盖组件的剖面结构示意图。
图3为本申请实施例提供的图2中A处的局部放大示意图。
图4为本申请实施例提供的图2中A处的又一局部放大示意图。
图5为本申请实施例提供的顶盖组件中的防爆片的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
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”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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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，也可以是电连接或可以相互通讯；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，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。而且，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。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本申请的不同结构。为了简化本申请的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本申请。此外，本申请可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本申请提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
请参考图1－图3，本申请实施例提供一种顶盖组件，包括盖板100、防爆片200和薄弱部300。
盖板100的一面设置有容置槽101，容置槽101的底壁设置有防爆孔102，其中，防爆孔102用于形成泄压通道。
防爆片200密封防爆孔102，防爆片200上设置有凹槽201，防爆片200设有凹槽201的一面面向防爆孔102，所述凹槽201连通防爆孔102，凹槽201的外边沿抵接于容置槽101的内壁，凹槽201的尺寸大于防爆孔102的尺寸，防爆片200与容置槽101底壁之间形成一通槽202。薄弱部300设置于凹槽201的底壁上，薄弱部300显露于防爆孔102内。
本申请实施例提供的一种顶盖组件通过增加薄弱部300和凹槽201内壁之间的距离，使得防爆片200和盖板100之间形成一通槽202，从而使得气体冲破薄弱部300，并通过防爆孔102泄压或泄热时，通槽202可以为气体提供爆破缓冲的作用，避免防爆片的波动范围较大，使得防爆片实际爆破开启压力值处于一个稳定的范围内，防止防爆片提前开启或延迟开启，从而提高动力电池的安全性能。
在一些实施例中，薄弱部300为刻痕。环状薄弱部300为环状刻痕。薄弱部300为环状薄弱部300。示例性地，刻痕的形状可以是波浪形、三角形、圆形、圆弧形等。刻痕可以刻制在防爆片200的任一侧上。对应地，凹槽201为环状凹槽201。
在一些实施例中，凹槽201内壁与薄弱部300之间的距离W1范围为大于0.3mm。通过凹槽201内壁与薄弱部300之间的预留距离大于0.3mm，从而便于增加薄弱部300底壁的厚度。顶盖组件的制作过程中有多道焊接工序，例如防爆片200与盖板100的焊接工序，下塑胶超声热熔工序等。由于焊接过程中采用超声焊接、激光焊接等多种工艺，在顶盖组件制作的焊接过程中，在焊接能量(如超声能量、焊接热量等)的传导下，容易导致防爆片200内部产生的应力导致提前爆破，即，防爆片受到的实际气压值小于预设的气压值时就发生爆破，而通过增加薄弱部300底壁的厚度，从而能够在焊接能量传递到刻痕区域时，增加薄弱部300在内部应力作用下的抗拉强度，避免薄弱部300较薄导致防爆片200提前开启，从而保证了防爆片200的灵敏度和爆破的临界压力的稳定性，有利于提高动力电池的安全性能。
具体地，如图4所示，凹槽201内壁与薄弱部300之间的预留距离W1范围可以是0.3mm-3.2mm。如果该距离范围小于0.3mm，则在形成薄弱部300等后续工艺时，凹槽201内壁容易对薄弱部300的加工工具，例如刻痕模具等，造成损坏。凹槽201内壁与薄弱部300之间的距离W1与凹槽201内壁与防爆片200外侧之间的距离W2的比值为大于等于0.16-0.7，示例性地，W1/W2可以为0.16，W1/W2也可以为0.70，本申请通过将W1/W2的比值关系限定在预设的比例范围内，从而可以使增加薄弱部底壁厚度的同时确保防爆片200维持在预设阈值开启，从而有效地提高了动力电池的安全性能。
需要说明的是，如果没有在凹槽201内壁与薄弱部300之间的预留足够的距离，即W1过小，只是单纯增加薄弱部300底壁的厚度，则会增加防爆片200的爆破开启阈值，即防爆片200的实际爆破开启阈值会超过预设的爆破开启阈值，则防爆片200在到达预设的爆破阈值仍无法开启，从而可能导致动力电池内部无法及时泄压、泄热，不利于提高动力电池的安全性能。
在一些实施例中，凹槽201内壁与防爆片200外侧壁之间的距离范围为大于0.5mm。具体地，凹槽201内壁与防爆片200外侧壁之间的预留距离(即W1与W2差值)范围可以是0.5mm-2mm，如图4所示。由于防爆片200与盖板100焊接过程中需要预留焊接所需的焊道宽度，凹槽201内壁与防爆片200外侧壁之间的距离设置在预设范围内，从而有利于保证焊接工艺顺利进行，同时，使得凹槽201内壁与防爆片200外侧壁之间的距离尽可能地小，从而有利于节省防爆片200的制作材料，有利于降低生产成本。
在一些实施例中，如图4所示，通槽202的底壁长度为L1，具体地，所述通槽202的底壁为容置槽101底壁中与防爆片200相对部分的底壁，其中，L1的范围为0.3-1.5mm，例如，L1的长度可以是0.3mm、0.5mm、1mm、1.5mm等。需要说明的是，在本申请实施例中，为了确保爆破的顺利进行，即防止刻痕不会被通槽202的底壁挡住而无法顺利打开，设定L1和W1的关系为W1≥L1，例如，当W1的值为1mm时，L1的值为0.5mm。防爆孔102的直径D与通槽202底壁的长度L1的比值为大于等于0.07且小于1。示例性地，D/L1的比值可以为0.07、0.1、0.5、0.8等，本申请实施例通过将D/L1的比值关系限定在预设的比例范围内，从而可以通过调整通槽202底壁的长度L1来调整通槽202的宽度，从而可以控制提供的爆破缓冲的作用大小，同时，由于防爆孔200用于提供泄压通道，因此，通过D/L1的比例关系可以控制提供的爆破缓冲的作用大小的同时保证防爆片200泄压泄热的顺利进行，从而保证了动力电池的安全性能。
在一些实施例中，防爆片200外侧壁的高度H1与通槽202的高度H2的比值为大于等于0.4且小于1。D/L1的比值可以为0.4、0.6、0.8等，本申请通过将H1/H2的比值关系限定在预设的比例范围内，由于H1的高度在同一型号的产品中，该规格是固定的，因此可以通过控制通槽的高度H2来控制提供的爆破缓冲的作用大小同时保证爆破开启值在预设范围内，进一步在减少爆破冲击力对顶盖组件其他部件造成的损坏，且保证防爆片200能够及时开启，进一步提高动力电池的安全性能。
在一些实施例中，如图5所示，环状薄弱部300，即刻痕，设置有第一端301和第二端302，第一端301和第二端302间隔设置。本实施例通过第一端301和第二端302使得刻痕形成非封闭的环状，第一端301和第二端302之间用于形成一间隔位置303，其中，该间隔位置303为在防爆刻痕所处的环形线上的预留一部分不设置薄弱的防爆刻痕，当动力电池在一定压力值爆破时，防爆片200沿防爆刻痕破裂并相对盖板100翘起，防爆片200与盖板100在该间隔位置303连接部分始终保持连接，防爆片200整体不会被完全分离冲开，从而保证了防爆片200爆破时的安全性能。
可以理解的是，刻痕也可以设置为封闭的环状刻痕，并通过设置环形线上某一段的刻痕底壁的厚度大于其他部分的厚度，从而形成一加厚位置，同样也可以使动力电池在一定压力阈值爆破时，防爆片200沿防爆刻痕破裂并相对盖板100翘起，且防爆片200与盖板100在该加厚位置始终保持连接，使得防爆片200整体不会被完全分离冲开，同样可以保证防爆片200爆破时的安全性能。
在一些实施例中，沿着远离凹槽201底壁的方向，刻痕的宽度逐渐增大。具体地，如图2所示，在防爆片200的横截面方向上，刻痕呈倒梯形设置，相比将刻痕在防爆片200的横截面方向上呈矩形设置，刻痕呈倒梯形设置更便于刻痕加工工艺的进行，有利于简化工艺。
在一些实施例中，顶盖组件还包括保护贴片400，防爆孔102的边沿围设有凸台103，具体地，所述凹槽201的开口朝向所述凸台103所在的一面设置，保护贴片400粘贴于凸台103上，以封盖防爆片200。
另一方面，为了更好地实施本申请的顶盖组件，本申请实施例还提供一种动力电池，包括所述的顶盖组件。由于该动力电池具有上述顶盖组件，因此具有全部相同的有益效果，本申请在此不再赘述。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上对本申请实施例所提供的一种顶盖组件以及动力电池进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种顶盖组件，其特征在于，包括：
盖板，所述盖板的一面设置有容置槽，所述容置槽的底壁设置有防爆孔；
防爆片，密封所述防爆孔，所述防爆片上设置有凹槽，所述防爆片设有凹槽的一面面向所述防爆孔，所述凹槽连通所述防爆孔，所述凹槽的外边沿抵接于所述容置槽的内壁，所述凹槽的尺寸大于所述防爆孔的尺寸，所述防爆片与所述容置槽底壁之间形成一通槽；
薄弱部，设置于所述凹槽的底壁上，所述薄弱部显露于所述防爆孔内。
2.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，所述通槽底壁的长度范围为0.3mm-1.5mm。
3.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，所述凹槽内壁与所述薄弱部之间的距离范围为大于0.3mm。
4.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，所述凹槽内壁与所述防爆片外侧壁之间的距离范围为大于0.5mm。
5.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，所述防爆孔的直径与所述通槽底壁的长度的比值为大于等于0.07且小于1。
6.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，所述防爆片外侧壁的高度与所述通槽的高度的比值为大于等于0.4且小于1。
7.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，所述薄弱部为环状薄弱部。
8.根据权利要求7所述的顶盖组件，其特征在于，所述环状薄弱部设置有第一端和第二端，所述第一端和所述第二端间隔设置。
9.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于，沿着远离所述凹槽底壁的方向，所述薄弱部的宽度逐渐增大。
10.一种动力电池，其特征在于，包括如权利要求1-9任意一项所述的顶盖组件。
Priority Applications (1)
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| CN202110256455.XA CN112886110A (zh) | 2021-03-09 | 2021-03-09 | 一种顶盖组件以及动力电池 |
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| CN202110256455.XA CN112886110A (zh) | 2021-03-09 | 2021-03-09 | 一种顶盖组件以及动力电池 |
Publications (1)
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| CN117059979A (zh) * | 2023-10-13 | 2023-11-14 | 厦门海辰储能科技股份有限公司 | 端盖组件、储能装置及用电设备 |
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2021
- 2021-03-09 CN CN202110256455.XA patent/CN112886110A/zh active Pending
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