CN201408794Y - 一种电池防爆阀及电池 - Google Patents

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Abstract

本实用新型公开了一种电池防爆阀，属于电池安全领域。该电池防爆阀，其包括固定在电池盖板上的防爆膜和防爆阀罩；所述防爆阀罩罩于所述防爆膜上，所述防爆阀罩上设有泄压孔，所述防爆阀罩的顶部设有防爆针，所述防爆针的针头指向所述防爆膜，所述防爆针的针头为钝形。本实用新型还公开了一种具有该电池防爆阀的电池。本实用新型提供的电池防爆阀，可以在电池内部压力过大时，防爆膜大面积破裂，使电池内部压力及时释放，确保电池安全。

Description

一种电池防爆阀及电池
技术领域
本实用新型涉及电池安全领域，具体涉及一种动力电池防爆结构及电池。
背景技术
随着人类环保意识的提高，电动汽车(EV)和混合动力车(HEV)取代现行的燃油车将是未来的一个必然趋势。作为电动汽车的核心动力能源——动力电池组，其重要性显得尤为突出。
车载动力电池要求具有优良的倍率性能和安全性能，电池的安全性主要就是要解决在恶劣情况下引起的电池爆炸问题，为了避免爆炸的发生，一般会在电池的结构上增加防爆结构。
对于动力电池来说，由于自身容量要求较大，所以电池体积很大，同时电池的壳体也相应加厚。在此种情况下，传统在壳体上打压痕方法无法满足电池防爆的效果。而将金属薄膜作为防爆膜焊接在盖板上的防爆结构，虽然工艺简单、成本低，但其启动压力的范围波动较大。
本申请人在CN200820140350.8在防爆膜上增加常用的三棱锥针、四棱锥针等尖形的防爆针后，虽然能降低防爆阀的启动压力，但是在实际应用中普遍出现一个先刺穿后破裂的过程；即先在防爆膜上刺有小孔，防爆膜并没有大面积破裂，这样导致电池内压在泄放的过程中出现一定的滞后，会给电池的安全带来一定的隐患。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是：防爆阀存在泄压滞后的问题，从而提供一种泄压及时的防爆阀。
一种电池防爆阀，其包括固定在电池盖板上的防爆膜和防爆阀罩；所述防爆阀罩罩于防爆膜上，所述防爆阀罩上设有泄压孔，所述防爆阀罩的顶部设有防爆针，所述防爆针的针头指向所述防爆膜，所述防爆针的针头为钝形。
本实用新型还公开了一种电池，其包括电芯、外壳、盖板；所述电芯包涵于外壳中，所述盖板置于外壳的端面上，所述盖板上设有排气孔；其中，所述盖板上排气孔的外周设置有上述电池防爆阀。
本实用新型所提供的防爆阀，泄压及时，不会出现泄压滞后问题。在电池内压达到一定值时，防爆膜向防爆针方向膨胀并接触防爆针的针头，随着电池内压的不断增大，防爆针的针头不断挤压防爆膜，此时防爆膜受电池内压和防爆针的针头的压力作用，其内部应力增大，当应力超过防爆阀的极限应力，防爆阀被撑破，大面积破裂，使电池内压及时释放。
附图说明
图1为实施例1的防爆阀与盖板连接剖面示意图。
图2为实施例2的防爆阀与盖板连接剖面示意图。
图3为图1中A的局部放大图。
图4为防爆阀的立体示意图。
图5为球形针头的防爆针示意图。
图6为圆形平面针头的防爆针示意图。
具体实施方式
一种电池防爆阀，其包括固定在电池盖板上的防爆膜和防爆阀罩；所述防爆阀罩罩于防爆膜上，所述防爆阀罩上设有泄压孔，所述防爆阀罩的顶部设有防爆针，所述防爆针的针头指向所述防爆膜，所述防爆针的针头为钝形。
所述钝形是指防爆针的针头具有平滑的表面，工作时与所述防爆膜有一定的接触面积，能将所述防爆膜撑破的形状。所述钝形可以为平面形、球形、椭球形、波浪形等。
为了更好的将防爆膜和防爆阀罩固定在电池盖板上，本实用新型优选还包括防爆基座，所述防爆基座固定在电池盖板上排气孔外周，所述防爆膜固定在所述防爆基座上。
其中，防爆基座为环形结构，其可以为圆环、椭圆环、正方环、三角环或其他环形结构。本实用新型优选为圆环结构。
防爆基座的材料没有特殊限制，本实用新型优选与盖板材料相同的材料，如不锈钢或铝。
防爆基座的底部内侧上开有用于放置防爆膜的凹槽，该凹槽的宽度为防爆基座环形宽度的的50-90％，优先70-80％。
其中，防爆膜用于覆盖电池盖板上的排气孔，将电池内部与防爆阀之间隔成两个的压力体系。防爆膜可以直接固定在电池盖板上，也可以固定在防爆基座上。
固定可以通过各种连接方法来实现，例如焊接(激光焊、电子束焊、超声波焊等)、粘接、铆接等方法。本实用新型优选焊接。
防爆膜的形状不限，可以为圆形、正方形、椭圆形等任意形状；当防爆膜固定在防爆基座上时，防爆膜的形状与防爆基座的形状相匹配。本实用新型优选圆形。
防爆膜可以是金属箔或者塑料膜，本实用新型优选采用金属箔，更优选铜箔、不锈钢箔。
防爆膜的厚度为0.005-0.5mm，优选为0.005-0.02mm，防爆膜的厚度可以根据所要满足的不同的启爆压力来选择。
优选地，还可以包括防爆压环，所述防爆压环压住防爆膜，用于固定防爆膜和增加其密封性。特别是防爆膜为不锈钢箔并采用焊接固定时，还可以降低焊接时的操作难度。
其中，防爆压环的形状大小同防爆膜的边缘相匹配。
当防爆膜固定在防爆基座时，防爆压环位于防爆膜的下方。这是因为防爆基座的凹槽在底部，固定时需要将防爆基座反过来，将防爆压环压在防爆膜上，从而固定。
当防爆膜固定在防爆膜上时，防爆压环位于防爆膜的上方。
其中，防爆阀罩可以固定连接在电池盖板上，也可以固定连接在防爆基座上。
当防爆阀罩固定连接在防爆基座上时，防爆阀罩的底部形状与防爆基座相匹配。
防爆阀罩的高度可以根据排气面积和空间需求在一定范围内灵活调整。
防爆阀罩的顶面和侧面均开有多个泄压孔。为了使电池在异常情况下，为了增大泄压的及时性，泄压孔的总面积大于或等于排气孔的面积。
防爆阀罩的顶面设有一插孔，防爆针固定在所述插孔中。所述插孔可以贯通防爆阀顶部，也可以不贯通。
防爆针的针头与防爆膜之间存在较小的距离，并不接触。
防爆针的材质可以是各类金属，优选用不锈钢、镀镍钢。
本实用新型的防爆针的针头不是尖形针头，而是钝形。本实用新型的防爆针的针头优选为球形、圆形平面。
当防爆膜为圆形，防爆针的针头为球形时，所述防爆针的针头和所述防爆膜的半径比为1∶7～1∶10。
防爆针的针头上布有硬质颗粒，硬质颗粒大小在50-500目，优先100-300目，可以根据不同的防爆压力要求选择相应大小的硬质颗粒。
通过调整防爆阀针针头硬质颗粒的形状、硬度及大小来满足不同的启爆压力，从而给防爆阀启动压力提供更大的范围选择。选择较大目数颗粒，防爆膜启动压力相对较大；选择较小目数颗粒，防爆膜启动压力相对较小。
本实用新型的防爆针不存在尖头针头的局部薄弱点，在使用和周转过程不易损坏，使得制造过程更易控制，成品率更高。
由于工艺的问题，每个电池中防爆针的针头与防爆膜之间的距离在比较小范围内会出现一定的波动。而在现有尖头针头的情况下，即使这种小范围内的波动对启爆压力的影响也比较大。举例针头与防爆膜之间的距离。
由于本实用新型的针头的结构，在这种小范围的波动的情况下，影响电池的启爆压力的主要原因转变为防爆膜的内部应力。可以大大降低小范围距离波动对启爆压力的影响，提高了防爆阀启爆压力的一致性。
一种电池，其包括电芯、外壳、盖板；所述电芯包涵于外壳中，所述盖板置于外壳的端面上，所述盖板上设有排气孔；其中，所述盖板上排气孔的外周设置有上述电池防爆阀。
在排气孔外周的盖板上设有用于放置和焊接防爆阀的焊接槽，该焊接槽的外围直径大于防爆基座外围直径0.01-0.2mm，优选0.01-0.05mm。
以下结合具体实施例以及附图来对本实用新型作进一步阐述。附图标记说明：
1-盖板                   2-防爆基座
3-防爆压环               4-防爆膜
5-防爆阀罩                 6-防爆针
7-排气孔
实施例1
如图1所示，一种电池，其包括电芯、外壳、盖板；所述电芯包涵于外壳中，所述盖板置于外壳的端面上，所述盖板上设有排气孔7；在排气孔7边缘的盖板1上设有焊接槽。将防爆阀焊接在电池盖板1上的焊接槽上。
其中，电池防爆阀包括防爆基座2、防爆压环3、防爆膜4、防爆阀罩5和防爆针6。
防爆基座2焊接在焊接槽上，防爆基座2为圆环状的不锈钢基座。
在防爆基座2的底部内侧设有凹槽。凹槽的宽度为防爆基座宽度的70％。
防爆膜4焊接在上述凹槽内，防爆膜4为不锈钢箔，厚度为0.01mm。大小形状与所述凹槽相匹配也为圆形。
防爆压环3压住防爆膜边缘上并焊接在防爆膜上，防爆压环3为不锈钢压环，大小形状与防爆膜边缘相匹配。
防爆阀罩5焊接在防爆基座2上，防爆阀罩5为空心柱状体，防爆阀罩5的底部形状与防爆基座2相匹配。
防爆阀罩5的顶面和侧面开有多个泄压孔8，泄压孔8的总面积为排气孔7面积的1.5倍。
防爆阀罩5的顶部中心位置开有一圆形贯通的插孔，防爆针6焊接在插孔内，防爆针6的针头朝下，使防爆针6的针头与防爆膜4形成一定距离。
防爆针6的针头为球形，球形的半径为防爆膜半径的比例为1∶9。
防爆针6的针头上布有200目的金刚石颗粒。
实施例2
如图2所示，一种电池防爆阀，包括防爆压环3、防爆膜4、防爆阀罩5和防爆针6。
与实施例1所不同的是，本实施例没有防爆基座，而是直接将防爆膜4、防爆压环3层叠，一起焊接电池盖板1上的焊接槽上。
最后将防爆阀罩5焊接在防爆压环3上。
防爆针6的针头为圆形平面，防爆针6的针头与防爆膜4的半径的比例为1∶7并布有200目的金刚石颗粒。
其它部分与实施例1相同。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1、一种电池防爆阀，其特征在于：其包括固定在电池盖板上的防爆膜和防爆阀罩；所述防爆阀罩罩于所述防爆膜上，所述防爆阀罩上设有泄压孔，所述防爆阀罩的顶部设有防爆针，所述防爆针的针头指向所述防爆膜，所述防爆针的针头为钝形。
2、根据权利要求1所述的电池防爆阀，其特征在于：还包括防爆基座，所述防爆基座固定在电池盖板上，所述防爆膜固定在所述防爆基座上。
3、根据权利要求1所述的电池防爆阀，其特征在于：还包括防爆压环，所述防爆压环压在所述防爆膜的边缘，并与所述防爆膜固定连接。
4、根据权利要求1所述的电池防爆阀，其特征在于：所述防爆针的针头为圆形平面。
5、根据权利要求1所述的电池防爆阀，其特征在于：所述防爆针的针头为球形。
6、根据权利要求6所述的电池防爆阀，其特征在于：所述防爆膜为圆形，所述防爆针的针头和所述防爆膜的半径比为1∶7～1∶10。
7、根据权利要求4或5所述的电池防爆阀，其特征在于：所述防爆针的针头上布有硬质颗粒，所述硬质颗粒为50-500目。
8、根据权利要求1所述的电池防爆阀，其特征在于：所述防爆膜为不锈钢膜。
9、根据权利要求1所述的电池防爆阀，其特征在于：所述防爆阀罩的顶部设有插孔，所述防爆针固定在所述插孔内。
10、一种电池，其包括电芯、外壳、盖板；所述电芯包涵于外壳中，所述盖板置于外壳的端面上，所述盖板上设有排气孔；其特征在于，所述盖板上排气孔的外周设置有权利要求1-9所述的电池防爆阀。
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