CN201629363U - 一种动力电池防爆阀及其动力电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种动力电池防爆阀，包括一具有中空内腔且两端开口的防爆阀基座、设置于上述中空内腔中的防爆膜、盖于防爆阀基座一端开口的针座以及固定于针座上的防爆阀针，所述防爆膜密封压紧于防爆阀基座与针座之间，所述防爆阀针位于防爆阀基座的中空内腔内，所述防爆阀针具有一球形的头部结构，该头部结构指向所述防爆膜。本实用新型大大降低在外部因素(如碰撞或挤压)的作用下误将防爆膜刺破的可能性，从而有效地可靠地保证了动力电池性能和大大提高了动力电池的安全性。

Description

一种动力电池防爆阀及其动力电池

技术领域

本实用新型涉及一种电池的防爆装置，尤其涉及一种动力电池的防爆阀。

背景技术

动力电池，如锂电池等，由于具有重量轻、体积小、容量大、功率高、无污染等优点，成为便携电子设备及电动车用等多领域内的理想电源。

然而，当锂电池出现异常时，在锂电池内部会产生大量的气体，造成锂电池的内压急剧增大，此时，如果产生的大量气体不排除，锂电池将会产生爆炸，引起安全事故。

为了避免爆炸的发生，一般会在动力电池的结构上增加防爆阀结构。通常在电池壳上打压痕或在盖板上复合一层金属薄膜，它能够承受一定的压力，当压力超出它所能够承受的范围时，就会发生破裂，因此能够在动力电池爆炸之前把大量的气体排出，从而将爆炸转变成冒烟，将危险等级降低。

但是，在壳上打压痕这种防爆阀结构存在应用局限，在动力电池上，由于电池容量的增加，壳体体积的变大相应壳体会加厚或者更改壳体材料从而加强壳体的强度，因此在壳体上打压痕的方式就很难行得通。而在盖板上复合一层金属薄膜同样由于气体的增加，需要将防爆阀面积增大，这就将复合技术增加很大难度，相应的成本也增加很多，并且上述两种方法不能精确地控制泄压的启动压力，启动压力值范围均比较大，一般在正负0.1Mpa，这样在电池发生异常情况下不能立即放气泄压，从而很容易导致动力电池发生爆炸。

另外，目前还有的防爆阀结构采用防爆针，该防爆针的头部是锥形的针状结构，但是这种结构的防爆针很容易在各种外部因素(如碰撞或挤压)的作用下误将防爆膜刺破，且在防爆膜破裂的过程中存在刺破过程，不利于电池内部气体的排出，这样严重影响安全阀的启动，从而造成动力电池在性能和安全性上的影响。

实用新型内容

为解决现有技术中动力电池防爆阀不能精确控制启动压力，且对动力电池的安全性提供不了足够的保障的问题，本实用新型提供了一种结构简单的，能够精确控制启动压力的，且能够对动力电池提供较高地安全性保障的动力电池防爆阀。

本实用新型提供了一种动力电池防爆阀，包括一具有中空内腔且两端开口的防爆阀基座、设置于上述中空内腔中的防爆膜、盖于防爆阀基座一端开口的针座以及固定于针座上的防爆阀针，所述防爆膜密封压紧于防爆阀基座与针座之间，所述防爆阀针位于防爆阀基座的中空内腔内，其特征在于：所述防爆阀针具有一球形的头部结构，该头部结构指向所述防爆膜。

作为进一步改进，所述防爆阀还包括密封垫，该密封垫包括上密封垫和下密封垫，所述防爆膜夹设于上密封垫和下密封垫之间。

作为进一步改进，所述防爆阀基座中空内腔的一端设有一台阶部，所述密封垫设置于该台阶部上。

作为进一步改进，所述针座包括一底壁和从底壁延伸出来的可插入设置于防爆阀基座中空内腔中的导向部，所述针座通过该导向部将所述密封垫压紧于所述防爆阀基座的台阶部。

作为进一步改进，所述针座底壁的中心位置设置有用于安装防爆针的安装孔，且在底壁上沿安装孔的周边设置有至少一个排气孔，所述的排气孔与防爆阀基座的中空内腔相通。

作为进一步改进，所述针座导向部的外侧壁上设置有沿其针座轴向方向延伸的凸起，所述防爆阀基座的内侧壁上设置有沿防爆阀基座轴向方向延伸的且与上述针座导向部的凸起相配合的导槽。

作为进一步改进，所述防爆膜的厚度为0.01-0.05mm。

作为进一步改进，所述防爆阀针的头部结构与防爆膜的距离设定为0.1-0.3mm。

作为进一步改进，所述防爆阀针的头部结构的半径设定为1.5-2.5mm。

本实用新型还提供了一种动力电池，包括了上述的动力电池防爆阀。

本实用新型采用的动力电池防爆阀所需的零部件数量较少，结构简单，并且防爆阀针采用了球形的头部结构，可以大大降低在外部因素(如碰撞或挤压)的作用下误将防爆膜刺破的可能性，并且，大大提高了精确控制启动压力的能力，从而有效地可靠地保证了动力电池性能和大大提高了动力电池的安全性。

附图说明

图1是根据本实用新型的动力电池防爆阀一种实施方式的剖视示意图；

图2是根据本实用新型的动力电池防爆阀一种实施方式的结构爆炸图。

具体实施方式

下面将通过具体实施方式并结合附图来对本实用新型进行详细说明。

如图1所示，根据本实用新型的动力电池防爆阀的一种实施方式，包括一具有中空内腔10且两端开口的防爆阀基座1、设置于上述中空内腔10中的防爆膜2、盖于防爆阀基座1一端开口的针座4以及固定于针座4上的防爆阀针5，所述防爆膜2密封压紧于防爆阀基座1与针座4之间，将防爆阀基座1的中空内腔10分为上下两个相互隔绝的腔室，所述防爆阀针5位于防爆阀基座1的中空内腔10内，所述防爆阀针5具有一球形的头部结构50，该头部结构50指向所述防爆膜2。

所述防爆阀基座1中空内腔10的一端设有一台阶部101，所述的防爆膜2可以通过焊接或粘接的方式密封支撑于所述的台阶部101上。

当然，为了提高动力电池防爆阀的密封性，所述防爆阀还可以包括密封垫3，所述的密封垫3为密封环，所述密封垫3包括上密封垫30和下密封垫31，所述防爆膜2夹设于上密封垫30和下密封垫31之间。所述密封垫3设置支撑于该台阶部101上，并且防爆阀基座1的具有台阶部101的一端焊接在动力电池盖板7的排气孔70上的放置槽中。所述防爆阀基座1形状不限，可以为圆形、椭圆形、多边形等任意一种，本实施例中，优选为圆形。所述防爆阀基座1的与动力电池盖板7连接的底座厚度根据连接方式的不同而选择不同的厚度，并且该底座的开口的开孔面积最好大于等于动力电池盖板7的排气孔70的孔面积。本实施例中的连接方式为焊接连接，且将底座的厚度设置为0.2-2.0mm，优选0.4-0.8mm。所述防爆阀基座1的材质不限，优选与动力电池盖板7的材质相同，如铝、不锈钢、塑胶等。

并请一并参阅图2，所述针座4包括一底壁40和从底壁40延伸出来的可插入设置于防爆阀基座1中空内腔10中的导向部41，所述针座4通过该导向部41将所述密封垫3压紧于所述防爆阀基座1的台阶部101。通过这种方式，能够有效地保证防爆膜2、密封垫3、防爆阀基座1以及针座4之间的密封性，并且这种方式结构简单安装方便。

所述针座1的底壁40的中心位置还设置有用于安装防爆阀针5的安装孔401，本实施例中，防爆阀针5通过焊接或粘接方式固定安装在安装孔401中，并且在底壁401上沿安装孔401的周边设置有至少一个排气孔402，所述的排气孔与防爆阀基座的中空内腔相通。为了保证排气的速度，本实施例中，所述的排气孔402设置为四个，沿安装孔401周边等间隔设置，且四个排气孔402的开孔面积之和要大于等于动力电池盖板7的排气孔70的孔面积。另外，所述针座4的材质须与防爆阀基座1的材质相同，如铝、不锈钢、塑胶等。并且所述针座4的形状与所述防爆阀基座1的形状相适配，优选为圆形。并且，所述针座4盖于防爆阀基座1一端是通过焊接或粘接方式连接的。

所述针座4导向部41的外侧壁上设置有沿其针座4轴向方向延伸的凸起42，所述防爆阀基座1的内侧壁上设置有沿防爆阀基座1轴向方向延伸的且与上述针座4导向部41的凸起42相配合的导槽11。如此的结构设计，可以限制针座4与防爆阀基座1之间产生相对的转动。

所述防爆膜2的形状同样不限，可以为圆形、椭圆形、多边形等形状中的任意一种，本实施例中所述防爆膜2优选为圆形，与防爆阀基座1的形状相适配，所述防爆膜2的厚度只和防爆阀的启动压力有关，一般来说，防爆膜2的厚度越薄，防爆阀的启动压力就越低，在本实施例中，所述防爆膜2的厚度为0.005mm-0.6mm，优先选用0.01mm-0.05mm，应用时可以根据具体情况调整防爆膜2的厚度来满足不同的防爆启动压力。所述防爆膜的2材质可以为金属箔或塑料膜，优选为金属箔，如铝箔或不锈钢箔。

所述密封垫3的材料则选择弹性大、儒变小的材料，如橡胶、聚四氟乙烯等。所述上密封垫30厚度范围在0.1-5.0mm，优选1.0-3.0mm；所述下密封垫31的厚度范围在0.1-1.0mm，优选0.3-0.5mm。

所述防爆阀针5的头部结构50形状本实施例中优选为球形；所述的防爆阀针5的头部结构50与防爆膜2之间可以为间隔设置，也可以为接触设置。由于防爆启动压力随着该头部结构50与防爆膜2的距离以及防爆膜2的厚度尺寸的增大而增大，在具体应用时可以通过调整该头部结构50与防爆膜52的距离的大小以及防爆膜2的厚度尺寸大小来满足不同的防爆启动压力要求。所述防爆阀针5的材质，优选为铝、不锈钢、塑胶等。所述防爆阀针5的头部结构50与防爆膜2的距离，与防爆阀开启压力的标准有关，当要求开启压力越低，头部结构50离防爆膜2的距离也越近，本实施例中，防爆阀针5的头部结构50与防爆膜2的距离设定范围为0.05-0.8mm，优选为0.1-0.3mm。所述防爆阀针5的球形头部结构50的半径与防爆膜2的开启压力有关，半径越大启动压力也越大，在本实例中，所述的球形的头部结构50的半径设定范围为0.5-5.0mm，优选为1.5-2.5mm。

另外，本实用新型还提供了一种动力电池，包括了上述的动力电池防爆阀。

当动力电池(如锂电池等)温度升高时，电池内压增大，防爆膜2的内部气压的作用下向外膨胀变形，当防爆膜2受到的压力超过设定启动压力值时，防爆膜2与防爆阀针5的头部结构50接触并被破裂，使动力电池泄压，从而避免动力电池内压过大而发生爆炸；但，如采用现有的一种头部结构为尖锐针状的防爆阀针，当在外部因素(如碰撞或挤压)的作用下，则是非常容易在防爆阀针与防爆膜接触时，就误将防爆膜刺破；或在危及时如防爆膜先被防爆阀针刺破，出现小孔排气，到压力更大时防爆膜才全部完全破裂泄压，这样延缓了安全阀的启动，且对动力电池防爆阀的启动压力不能精确控制，给动力电池带来安全隐患；而本实用新型的球形头部结构50的防爆阀针5，只有在防爆膜2受到的压力超过设定压力值，经过了以下几个过程中后，防爆膜2才能破裂，即是防爆膜2向外膨胀，防爆阀针5与防爆膜2接触，而后只有在防爆膜2受到的压力超过设定启动压力值，防爆膜2继续向外膨胀变形最终被防爆阀针5捅破，因而可以有效地提高对动力电池防爆阀的启动压力的精确控制，从而有效地可靠地保证了动力电池性能和大大提高了动力电池的安全性。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施只局限于这些说明。对于本实用新型所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种动力电池防爆阀，包括一具有中空内腔且两端开口的防爆阀基座、设置于上述中空内腔中的防爆膜、盖于防爆阀基座一端开口的针座以及固定于针座上的防爆阀针，所述防爆膜密封压紧于防爆阀基座与针座之间，所述防爆阀针位于防爆阀基座的中空内腔内，其特征在于：所述防爆阀针具有一球形的头部结构，该头部结构指向所述防爆膜。

2.如权利要求1所述的动力电池防爆阀，其特征在于：所述防爆阀还包括密封垫，该密封垫包括上密封垫和下密封垫，所述防爆膜夹设于上密封垫和下密封垫之间。

3.如权利要求2所述的动力电池防爆阀，其特征在于：所述防爆阀基座中空内腔的一端设有一台阶部，密封垫设置于该台阶部上。

4.如权利要求3所述的动力电池防爆阀，其特征在于：所述针座包括一底壁和从底壁延伸出来的可插入设置于防爆阀基座中空内腔中的导向部，所述针座通过该导向部将所述密封垫压紧于所述防爆阀基座的台阶部。

5.如权利要求1所述的动力电池防爆阀，其特征在于：所述针座底壁的中心位置设置有用于安装防爆针的安装孔，且在底壁上沿安装孔的周边设置有至少一个排气孔，所述的排气孔与防爆阀基座的中空内腔相通。

6.如权利要求4所述的动力电池防爆阀，其特征在于：所述针座导向部的外侧壁上设置有沿其针座轴向方向延伸的凸起，所述防爆阀基座的内侧壁上设置有沿防爆阀基座轴向方向延伸的且与上述针座导向部的凸起相配合的导槽。

7.如权利要求1所述的动力电池防爆阀，其特征在于：所述防爆膜的厚度为0.01-0.05mm。

8.如权利要求1所述的动力电池防爆阀，其特征在于：所述防爆阀针的头部结构与防爆膜的距离设定为0.1-0.3mm。

9.如权利要求1所述的动力电池防爆阀，其特征在于：所述防爆阀针的头部结构的半径设定为1.5-2.5mm。

10.一种动力电池，该动力电池包括防爆阀，其特征在于：所述防爆阀为根据权利要求1-9中任意一项所述的动力电池防爆阀。

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