CN114284606A - 电池防爆装置和动力电池 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电池防爆装置和动力电池。电池防爆装置包括盖板以及防爆组件，盖板上设有排气孔；防爆组件包括热胀冷缩件、弹性件和防爆门，防爆门位于盖板的正面侧并能遮盖排气孔，弹性件位于盖板的背面侧，热胀冷缩件穿设于排气孔且一端连接防爆门；弹性件的第一端连接热胀冷缩件，弹性件的第二端连接或抵接盖板的背面，第一端与第二端相对。本申请实施例提供的电池防爆装置，当电池内部出现高气压导致电池内部温度升高时，热胀冷缩件受热膨胀，受热膨胀的热胀冷缩件压缩弹性件，并顶开遮盖排气孔的防爆门，以向外排气；当电池内部气压达到平衡后，热胀冷缩件依靠弹性件的弹性回复力恢复至原位，该电池防爆装置可以重复利用，有利于节省成本。

Description

电池防爆装置和动力电池

技术领域

本申请属于电池技术领域，尤其涉及一种电池防爆装置和动力电池。

背景技术

随着时代的发展，具有节能环保特性的动力电池在新能源领域被逐渐推广应用，动力电池的安全性能要求也越来越高。防爆片是确保动力电池安全性非常关键的零部件，当电池内部形成的高压达到防爆片的阈值时，防爆片被冲开，电池进行泄压，极大地降低了电池爆炸的风险。但现有的防爆片基本是爆破开启一次后即失效，不能重复利用。因此，需要对现有电池的防爆结构进行改进。

发明内容

本申请实施例提供一种电池防爆装置和动力电池，以解决现有动力电池的防爆结构不能重复利用的问题。

第一方面，本申请实施例提供一种电池防爆装置，所述电池防爆装置包括盖板以及防爆组件，所述盖板上设有排气孔；所述防爆组件包括热胀冷缩件、弹性件和防爆门，所述防爆门位于所述盖板的正面侧并能遮盖所述排气孔，所述弹性件位于所述盖板的背面侧，所述热胀冷缩件穿设于所述排气孔且一端连接所述防爆门；所述弹性件的第一端连接所述热胀冷缩件，所述弹性件的第二端连接或抵接所述盖板的背面，所述第一端与所述第二端相对。

可选的，所述弹性件设有贯通所述第一端和所述第二端的通道，所述热胀冷缩件穿设于所述通道中。

可选的，以所述弹性件与所述热胀冷缩件的连接处中线为界，所述热胀冷缩件被分为远离所述防爆门的第一热胀冷缩部和靠近所述防爆门的第二热胀冷缩部，所述第一热胀冷缩部的长度L1小于所述第二热胀冷缩部的长度L2。

可选的，所述热胀冷缩件的长度为L，L/10＜L1＜L/2。

可选的，所述弹性件的所述第一端的内壁面沿所述通道的周向设有凸起，所述热胀冷缩件上沿所述热胀冷缩件的周向设有凹槽，所述凹槽与所述凸起凹凸配合；或者，所述热胀冷缩件上沿所述热胀冷缩件的周向设有凸起，所述弹性件的所述第一端的内壁面沿所述通道的周向设有凹槽，所述凹槽与所述凸起凹凸配合。

可选的，所述热胀冷缩件呈圆柱状，所述弹性件呈中空圆台状或中空正棱台状，所述弹性件的小径端连接所述热胀冷缩件，所述弹性件的大径端连接所述盖板。

可选的，所述盖板的正面设有第一容置槽，所述排气孔贯穿所述第一容置槽的底壁，所述防爆门容置于所述第一容置槽中，所述第一容置槽的深度大于或等于所述防爆门的厚度。

可选的，所述弹性件呈M型，M型的所述弹性件的开口朝向所述盖板，所述热胀冷缩件连接M型的所述弹性件的中部；或者，所述弹性件呈V型，V型的所述弹性件的开口朝向所述盖板，所述热胀冷缩件连接V型的所述弹性件的中部；或者，所述弹性件呈凵型，凵型的所述弹性件的开口朝向所述盖板，所述热胀冷缩件连接凵型的所述弹性件的中部；或者，所述弹性件为弹簧、橡胶体、海绵或弹片。

可选的，所述防爆组件还包括单向阀，所述单向阀位于所述盖板的背面侧并设置于所述排气孔处，所述热胀冷缩件穿设于所述单向阀，所述单向阀的气体流通方向设置从所述盖板的背面侧向所述盖板的正面侧。

可选的，所述盖板的背面设有第二容置槽，所述排气孔贯穿所述第二容置槽的底壁，所述单向阀容置于所述第二容置槽中。

第二方面，本申请实施例还提供一种动力电池，所述动力电池包括具有开口的壳体以及如上述任一项所述的电池防爆装置，所述电池防爆装置的盖板盖设在所述壳体的开口处。

本申请实施例提供的电池防爆装置，通过将弹性件和防爆门分别设于盖板的背面侧和正面侧，热胀冷缩件穿设于排气孔且一端连接防爆门，使弹性件的第一端连接热胀冷缩件，弹性件的第二端连接或抵接盖板的背面，从而当电池内部出现高气压导致电池内部温度升高时，热胀冷缩件受热膨胀，受热膨胀的热胀冷缩件压缩弹性件，并顶开遮盖排气孔的防爆门，气体通过单向阀，向外排气；当电池内部气压达到平衡后，热胀冷缩件依靠弹性件的弹性回复力恢复至原位，该电池防爆装置可以重复利用，有利于节省成本。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单的介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对本领域技术人员来说，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的附图。

为了更完整地理解本申请及其有益效果，下面将结合附图来进行说明。其中，在下面的描述中相同的附图标号表示相同部分。

图1为本申请实施例提供的电池防爆装置的结构示意图。

图2为图1所示的电池防爆装置的俯视图。

图3为图2所示的电池防爆装置沿A-A方向的剖面示意图。

图4为图3所示的电池防爆装置的局部A的放大结构示意图。

图5为图3所示的电池防爆装置的局部B的放大结构示意图。

图6为本申请实施例提供的盖板的结构示意图。

图7为图6所示的盖板的另一视角的结构示意图。

图8为本申请实施例提供的防爆组件的结构示意图。

图9为图8所示的防爆组件的爆炸结构示意图。

图10为图8所示的防爆组件的另一视角的结构示意图。

图11为图10所示的防爆组件的爆炸结构示意图。

图12为本申请实施例提供的热胀冷缩件和防爆门的结构示意图。

图13为图12所示的热胀冷缩件和防爆门沿中心线方向的剖面示意图。

图14为本申请实施例提供的弹性件的结构示意图。

图15为图14所示的弹性件的另一视角的结构示意图。

附图标号说明：

10、盖板；11、排气孔；12、第一容置槽；13、第二容置槽；14、第一板；15、第二板；16、台阶；20、防爆组件；21、热胀冷缩件；22、弹性件；23、防爆门；24、单向阀；211、第一热胀冷缩部；212、第二热胀冷缩部；213、凹槽；221、通道；222、凸起。

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。

本申请实施例提供一种电池防爆装置和动力电池，以解决现有动力电池的防爆结构不能重复利用的问题。以下将结合附图对进行说明。

如图1-图4所示，本申请实施例提供的电池防爆装置包括盖板10以及防爆组件20，盖板10具有正面和背面，盖板10上设有排气孔11，该排气孔11贯穿盖板10的正面和盖板10的背面；防爆组件20包括热胀冷缩件21、弹性件22和防爆门23，防爆门23位于盖板10的正面侧并能遮盖排气孔11，弹性件22位于盖板10的背面侧，热胀冷缩件21穿设于排气孔11且热胀冷缩件21的一端连接防爆门23；弹性件22的第一端连接热胀冷缩件21，弹性件22的第二端连接或抵接盖板10的背面，第一端与第二端相对。应当理解的是，弹性件22的第一端和第二端是指弹性件22沿自身弹力方向上的两端。

本申请实施例提供的电池防爆装置，通过将弹性件22和防爆门23分别设于盖板10的背面侧和正面侧，热胀冷缩件21穿设于排气孔11且一端连接防爆门23，使弹性件22的第一端连接热胀冷缩件21，弹性件22的第二端连接或抵接盖板10的背面，从而当电池内部出现高气压导致电池内部温度升高时，热胀冷缩件21受热膨胀，受热膨胀的热胀冷缩件21沿弹性件22的弹力方向压缩弹性件22，并顶开遮盖排气孔11的防爆门23，以向外排气；当电池内部气压达到平衡后，热胀冷缩件21依靠弹性件22的弹性回复力恢复至原位，该电池防爆装置可以重复利用，有利于节省成本。

其中，防爆门23的形状不限，只要能遮盖住排气孔11即可，优选为板状。在本申请的一些实施例中，防爆门23和热胀冷缩件21是一体成型的。在本申请中，热胀冷缩件21的热胀冷缩温度范围为-40℃～120℃。

可选的，弹性件22的形状和材质不限，只要是在外力作用下能变形，外力消失后又能自动复原的物体即可，例如弹性件22可以为弹簧、橡胶体、海绵或弹片等具有弹性但又不易受温度影响而变形的物体。示例性的，如图8-图11所示，弹性件22为蝶形弹簧。

在本申请的一些实施例中，弹性件22呈M型，M型的弹性件22的开口朝向盖板10，热胀冷缩件21连接M型的弹性件22的中部。或者，弹性件22呈V型，V型的弹性件22的开口朝向盖板10，热胀冷缩件21连接V型的弹性件22的中部。或者，弹性件22呈凵型，凵型的弹性件22的开口朝向盖板10，热胀冷缩件21连接凵型的弹性件22的中部。当然，在其他实施例中，弹性件22也可以是其他形状的，只要是在外力作用下能变形，外力消失后又能自动复原即可。

在本申请的另一些实施例中，结合图4、图14和图15所示，弹性件22设有贯通第一端和第二端的通道221，热胀冷缩件21穿设于通道221中，从而可以使电池防爆装置的结构更紧凑，减小占用的空间。

进一步的，以弹性件22与热胀冷缩件21的连接处中线为界，热胀冷缩件21被分为远离防爆门23的第一热胀冷缩部211和靠近防爆门23的第二热胀冷缩部212，第一热胀冷缩部211的长度L1小于第二热胀冷缩部212的长度L2。通过设置第一热胀冷缩部211的长度L1小于第二热胀冷缩部212的长度L2，可以确保热胀冷缩件21受热膨胀时能沿着第一热胀冷缩部211至第二热胀冷缩部212的方向压缩弹性件22，进而顺利顶开遮盖排气孔11的防爆门23，以向外排气。优选的，热胀冷缩件21的长度为L，L/10＜L1＜L/2。

可选的，弹性件22的第一端的内壁面沿通道221的周向设有凸起222，热胀冷缩件21上沿热胀冷缩件21的周向设有凹槽213，凹槽213与凸起222凹凸配合；或者，热胀冷缩件21上沿热胀冷缩件21的周向设有凸起222，弹性件22的第一端的内壁面沿通道221的周向设有凹槽213，凹槽213与凸起222凹凸配合。通过设置上述凹凸配合的凹槽213结构和凸起222结构，可以实现弹性件22的第一端与热胀冷缩件21的连接固定，无需使用额外的连接件，安装更简便。

在本申请的一些实施例中，热胀冷缩件21呈圆柱状，弹性件22呈中空圆台状或中空正棱台状，弹性件22的小径端连接热胀冷缩件21，弹性件22的大径端连接盖板10。示例性的，如图8-图11所示，弹性件22呈中空圆台状，热胀冷缩件21呈圆柱状，中空圆台状的弹性件22的小径端连接热胀冷缩件21，中空圆台状的弹性件22的大径端连接盖板10。

优选的，结合图4和图6所示，盖板10的正面设有第一容置槽12，排气孔11贯穿第一容置槽12的底壁，防爆门23容置于第一容置槽12中，第一容置槽12的深度大于或等于防爆门23的厚度，从而防爆门23容置于第一容置槽12时不会突出于盖板10的正面，可以防止防爆门23被外部部件碰到而误开，同时也使得盖板10的正面平整和美观。

结合图4、图8-图11所示，在本申请的一些实施例中，防爆组件20还包括单向阀24，单向阀24位于盖板10的背面侧并设置于排气孔11处，热胀冷缩件21穿设于单向阀24，单向阀24的气体流通方向设置从盖板10的背面侧向盖板10的正面侧。通过设置单向阀24，可以确保气体只能从电池内部向电池外部排出，防止外部气体从排气孔11进入电池内部而产生不良影响。通过设置热胀冷缩件21穿设于单向阀24，可以使电池防爆装置的结构更紧凑，减小占用的空间。当电池内部出现高气压导致电池内部温度升高时，热胀冷缩件21受热膨胀，受热膨胀的热胀冷缩件21沿弹性件22的弹力方向压缩弹性件22，并顶开遮盖排气孔11的防爆门23，气体通过单向阀24，向外排气。

进一步的，结合图4和图7所示，盖板10的背面设有第二容置槽13，排气孔11贯穿第二容置槽13的底壁，单向阀24容置于第二容置槽13中。第二容置槽13起到定位的作用，方便于第二容置槽13的安装、定位。

本申请实施例还提供了一种动力电池，动力电池包括具有开口的壳体以及上述任一实施例所述的电池防爆装置，电池防爆装置的盖板10盖设在壳体的开口处。应当理解的是，本申请中所说的“盖板10的正面”是指盖板10与壳体封装后，盖板10朝向壳体外部的一面；“盖板10的背面”是指盖板10与壳体封装后，盖板10朝向壳体内部的一面。

在本申请的一些实施例中，壳体为三面开口的壳体，盖板10为U型盖板。盖板10和壳体采用的上述结构形式使其均可由金属片直接弯折成型，相较于常规的电池外壳冲压、挤压或焊接成型，制造难度小、成本低。示例性的，壳体为三面开口的长方体壳体，如图6-图7所示，U型盖板包括第一板14和分别连接在第一板14长度方向两端的两个第二板15，两个第二板15均与第一板14垂直，第一板14和两个第二板15分别盖设在壳体三面的开口上，可以在第一板14或第二板15上设置排气孔11和防爆组件20。或者，壳体也可以为三面开口的矩形体(例如正方体或长方体)壳体，即在矩形体壳体的三个相邻的面分别开口；盖板10可以为一面开口的环形框体，即在环形框体的一面开口以形成U型盖板，使盖板10的结构与壳体相匹配以密封连接在壳体的开口处。或者，壳体包括底板、第一侧板和第二侧板，底板的两侧弯折形成相对的第一侧板和第二侧板，底板、第一侧板和第二侧板之间形成用于容置电芯的腔室；U型盖板包括顶板、第一端板和第二端板，顶板的两端弯折形成相对的第一端板和第二端板，盖板10盖合于壳体上以形成矩形体的电池外壳。或者，壳体为矩形体框架，矩形体框架设置有U型槽，U型槽沿自身长度方向贯穿矩形体框架的两个相对侧壁；盖板10包括三个板体，三个板体拼合形成U型盖板，三个板体分别盖设在U型槽的开口处和U型槽的两端，以使得U型槽以及三个板体之间形成用于容置电芯的腔室。或者，壳体为U型框架构件，U型框架构件包括底壁、第一侧壁和第二侧壁，第一侧壁和第二侧壁与底壁连接并且从底壁向上延伸，且第一侧壁和第二侧壁相对设置，底壁与第一侧壁和第二侧壁之间限定出用于容置电芯的空间；盖板10包括顶板、第一侧板和第二侧板，第一侧板和第二侧板均垂直于顶板延伸，顶板、第一侧板和第二侧板分别盖设在U型框架构件的三个开口处。

当然，在本申请的另一些实施中，也可以是壳体的一面开口，盖板10为直板，盖板10盖设在壳体的开口处。

结合图3和图5所示，可选的，盖板10的背面边缘沿盖板10的周向设有台阶16，壳体的边缘抵接台阶16的表面，并与盖板10焊接。可以理解的，在盖板10与壳体焊接的过程中，焊料残渣可能会掉入壳体内部，焊料残渣接触到电芯时容易损坏电芯，因此本申请在盖板10的背面边缘沿盖板10的周向设有台阶16，使壳体的边缘抵接台阶16的表面，从而可以防止盖板10与壳体焊接过程中产生的焊料残渣掉入壳体内接触到电芯，避免焊料残渣损坏电芯；并且，台阶16可以使得盖板10在壳体上的定位准确，有助于提高封装效率。

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。

在本申请的描述中，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特征。

以上对本申请实施例所提供的制冰装置进行了详细介绍，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方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (11)

1.一种电池防爆装置，其特征在于，包括：

盖板(10)，所述盖板(10)上设有排气孔(11)；以及

防爆组件(20)，所述防爆组件(20)包括热胀冷缩件(21)、弹性件(22)和防爆门(23)，所述防爆门(23)位于所述盖板(10)的正面侧并能遮盖所述排气孔(11)，所述弹性件(22)位于所述盖板(10)的背面侧，所述热胀冷缩件(21)穿设于所述排气孔(11)且一端连接所述防爆门(23)；所述弹性件(22)的第一端连接所述热胀冷缩件(21)，所述弹性件(22)的第二端连接或抵接所述盖板(10)的背面，所述第一端与所述第二端相对。

2.根据权利要求1所述的电池防爆装置，其特征在于，所述弹性件(22)设有贯通所述第一端和所述第二端的通道(221)，所述热胀冷缩件(21)穿设于所述通道(221)中。

3.根据权利要求2所述的电池防爆装置，其特征在于，以所述弹性件(22)与所述热胀冷缩件(21)的连接处中线为界，所述热胀冷缩件(21)被分为远离所述防爆门(23)的第一热胀冷缩部(211)和靠近所述防爆门(23)的第二热胀冷缩部(212)，所述第一热胀冷缩部(211)的长度L1小于所述第二热胀冷缩部(212)的长度L2。

4.根据权利要求3所述的电池防爆装置，其特征在于，所述热胀冷缩件(21)的长度为L，L/10＜L1＜L/2。

5.根据权利要求2所述的电池防爆装置，其特征在于，所述弹性件(22)的所述第一端的内壁面沿所述通道(221)的周向设有凸起(222)，所述热胀冷缩件(21)上沿所述热胀冷缩件(21)的周向设有凹槽(213)，所述凹槽(213)与所述凸起(222)凹凸配合；

或者，所述热胀冷缩件(21)上沿所述热胀冷缩件(21)的周向设有凸起(222)，所述弹性件(22)的所述第一端的内壁面沿所述通道(221)的周向设有凹槽(213)，所述凹槽(213)与所述凸起(222)凹凸配合。

6.根据权利要求2-5任一项所述的电池防爆装置，其特征在于，所述热胀冷缩件(21)呈圆柱状，所述弹性件(22)呈中空圆台状或中空正棱台状，所述弹性件(22)的小径端连接所述热胀冷缩件(21)，所述弹性件(22)的大径端连接所述盖板(10)。

7.根据权利要求1-5任一项所述的电池防爆装置，其特征在于，所述盖板(10)的正面设有第一容置槽(12)，所述排气孔(11)贯穿所述第一容置槽(12)的底壁，所述防爆门(23)容置于所述第一容置槽(12)中，所述第一容置槽(12)的深度大于或等于所述防爆门(23)的厚度。

8.根据权利要求1所述的电池防爆装置，其特征在于，所述弹性件(22)呈M型，M型的所述弹性件(22)的开口朝向所述盖板(10)，所述热胀冷缩件(21)连接M型的所述弹性件(22)的中部；

或者，所述弹性件(22)呈V型，V型的所述弹性件(22)的开口朝向所述盖板(10)，所述热胀冷缩件(21)连接V型的所述弹性件(22)的中部；

或者，所述弹性件(22)呈凵型，凵型的所述弹性件(22)的开口朝向所述盖板(10)，所述热胀冷缩件(21)连接凵型的所述弹性件(22)的中部；

或者，所述弹性件(22)为弹簧、橡胶体、海绵或弹片。

9.根据权利要求1-5任一项所述的电池防爆装置，其特征在于，所述防爆组件(20)还包括单向阀(24)，所述单向阀(24)位于所述盖板(10)的背面侧并设置于所述排气孔(11)处，所述热胀冷缩件(21)穿设于所述单向阀(24)，所述单向阀(24)的气体流通方向设置从所述盖板(10)的背面侧向所述盖板(10)的正面侧。

10.根据权利要求9所述的电池防爆装置，其特征在于，所述盖板(10)的背面设有第二容置槽(13)，所述排气孔(11)贯穿所述第二容置槽(13)的底壁，所述单向阀(24)容置于所述第二容置槽(13)中。

11.一种动力电池，其特征在于，所述动力电池包括具有开口的壳体以及如权利要求1-10任一项所述的电池防爆装置，所述电池防爆装置的盖板(10)盖设在所述壳体的开口处。

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