CN210136896U - 顶盖防爆结构及包含其的电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种顶盖防爆结构及包含其的电池，其中的顶盖防爆结构包括基板、防爆阀和保护片，基板上开设有阶梯槽，阶梯槽的槽底开设有第一通孔，防爆阀设置在阶梯槽内，保护片设置在基板的表面并封盖阶梯槽，保护片上开设有第二通孔，防爆阀与保护片、防爆阀与槽底均间隔设置。本实用新型的顶盖防爆结构通过将防爆阀孔与注液孔结合，减少了电池在注入电解液后对顶盖注液孔的密封工序，省去了注液孔的密封件，并减少了对基板的冲压工艺，降低了开模成本及周期，降低电池生产成本的同时提高了装配效率，通过减少开孔数量也提高了电池的密封性能。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种顶盖防爆结构及包含其的电池。
背景技术
电池在短路、过充等情况下易导致电池内部温度升高，发生一系列反应，导致电池内部短时间内产生大量的气体，进而发生爆喷或爆炸现象，对使用人员的人身和财产造成伤害。因此，通常在电池的顶盖上开设防爆孔并设置防爆阀，当电池内部产生大量气体时，防爆阀发生破裂以释放压力，防止电池爆炸。此外，在顶盖的生产过程中，通常还需要在顶盖上另行开设注液孔，以将电解液注入电池内部，注液完成后再封闭注液孔，将电池内部与外界隔绝。防爆孔和注液孔的分别开设导致需要进行多道冲压工序，并且需要针对注液孔设置单独的密封件，增加了顶盖的制造工序和成本。
实用新型内容
本实用新型的一个目的在于提供一种顶盖防爆结构，将防爆孔与注液孔结合为一体，减少了顶盖的零件数量，简化了制造工艺且易于装配。
本实用新型的另一个目的在于提供一种电池，其生产成本低，密封性好。
为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：
一方面，提供一种顶盖防爆结构，包括基板、防爆阀和保护片，所述基板上开设有阶梯槽，所述阶梯槽的槽底开设有第一通孔，所述防爆阀设置在所述阶梯槽内，所述保护片设置在所述基板的表面并封盖所述阶梯槽，所述保护片上开设有第二通孔，所述防爆阀与所述保护片、所述防爆阀与所述槽底均间隔设置。
作为本实用新型的一种优选方案，所述阶梯槽包括尺寸依次减小的第一阶梯槽、第二阶梯槽和第三阶梯槽，所述第一阶梯槽靠近所述保护片，所述防爆阀设置在所述第二阶梯槽内，所述第一通孔位于所述第三阶梯槽的槽底。
作为本实用新型的一种优选方案，所述防爆阀包括阀片和环绕设置在所述阀片外周的外框，所述阀片靠近所述第一通孔的一侧设置有弱化沟槽。
作为本实用新型的一种优选方案，所述阀片的厚度小于所述外框的厚度。
作为本实用新型的一种优选方案，所述外框与所述基板焊接，所述外框与所述第二阶梯槽的槽壁间隔设置。
作为本实用新型的一种优选方案，所述顶盖防爆结构还包括绝缘支架，所述绝缘支架设置在所述基板背离所述保护片的一侧，所述绝缘支架上开设有第三通孔，所述第三通孔与电池内部连通。
作为本实用新型的一种优选方案，所述第三通孔为若干以阵列方式分布的阵列孔。
作为本实用新型的一种优选方案，至少一个所述第三通孔与所述第一通孔相对设置。
作为本实用新型的一种优选方案，所述保护片与所述基板粘接。
另一方面，提供一种电池，包括顶盖，所述顶盖采用上述任一技术方案所述的顶盖防爆结构。
本实用新型的有益效果：
本实用新型的顶盖防爆结构通过将防爆阀孔与注液孔结合，减少了电池在注入电解液后对顶盖注液孔的密封工序，省去了注液孔的密封件，并减少了对基板的冲压工艺，降低了开模成本及周期，降低电池生产成本的同时提高了装配效率，通过减少开孔数量也提高了电池的密封性能。
附图说明
图1为本实用新型一实施例的顶盖防爆结构的爆炸图；
图2为本实用新型另一实施例的顶盖防爆结构的剖视图；
图3为图2中A处的放大图；
图4为本实用新型实施例的防爆阀的立体示意图；
图5为图4的俯视图；
图6为图5的B-B向剖视图；
图7为图5的C-C向剖视图。
图1-7中：
1、基板；11、第一通孔；2、防爆阀；21、外框；22、阀片；23、弱化沟槽；3、保护片；31、第二通孔；4、绝缘支架；41、第三通孔。
具体实施方式
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。
在本实用新型中，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”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”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。
此外，术语“第一”、“第二”、“第三”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”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。
如图1所示，本实施例的顶盖防爆结构包括基板1、防爆阀2和保护片3，基板1上开设有阶梯槽，阶梯槽的槽底开设有第一通孔11，防爆阀2设置在阶梯槽内，保护片3设置在基板1的表面并封盖阶梯槽，保护片3上开设有第二通孔31，防爆阀2与保护片3、防爆阀2与阶梯槽的槽底均间隔设置。
本实施例的电池防爆结构将常规顶盖上的防爆孔和注液孔合二为一，仅通过在基板1上开设阶梯槽并在阶梯槽的槽底开设第一通孔11即实现了常规的防爆孔和注液孔的功能，电解液通过第一通孔11可被注入到电池内部，注液完成后，防爆阀2即可起到密封第一通孔11的作用，因而减少了电池在注入电解液后对顶盖注液孔的密封工序，省去了注液孔的密封件，并减少了对基板1的冲压工艺，降低了开模成本及周期，降低电池生产成本的同时提高了装配效率，通过减少开孔数量也提高了电池的密封性能。
防爆阀2与保护片3及与阶梯槽的槽底均间隔设置，使防爆阀2两侧均具有一定的空腔，防爆阀2的两侧均具有较大的感受气压的面积，因而具有较高的灵敏度，空腔还为防爆阀2提供足够的形变空间以达到破裂所需的最小形变，当防爆阀2两侧的压力差剧增时，能迅速破裂完成防爆功能。
保护片3封盖在阶梯槽上，用于保护防爆阀2不被外力所破坏，保护片3上的第二通孔31使防爆阀2远离电池内部一侧的压力始终维持在正常大气压的水平，以使防爆阀2在此侧受到较为恒定的压力，由于防爆阀2的破裂是基于两侧的压力差值，因此需要使防爆阀2远离电池内部一侧的压力维持在较为恒定的水平，以保证防爆阀2能在电池内部的气体压力达到设定水平时才发生破裂。
优选的，阶梯槽包括尺寸依次减小的第一阶梯槽、第二阶梯槽和第三阶梯槽，第一阶梯槽靠近保护片3，防爆阀2设置在第二阶梯槽内，第一通孔11位于第三阶梯槽的槽底。三级阶梯槽的结构使得防爆阀2能被良好地固定之余，也为防爆阀2两侧提供了所需要的空腔。
如图4至图7所示，优选的，防爆阀2包括阀片22和环绕设置在阀片22外周的外框21，阀片22靠近第一通孔11的一侧设置有弱化沟槽23。通过设置弱化沟槽23，在防爆阀2上产生了相对薄弱的区域，从而形成了可控的断裂区，在防爆阀2本身的形状和大小不变的情况下，仅通过开设不同深度的弱化沟槽23，即可制造出适应不同的电池内部压力的防爆阀2，因而降低了防爆阀2的制作成本。
进一步的，阀片22的厚度小于外框21的厚度。由于阀片22的边缘需要发生断裂，因此阀片22的厚度可设置地较薄，一方面节省材料，降低防爆阀2的成本，另一方面也易于阀片22的破裂以完成防爆的功能。
进一步的，外框21与基板1焊接，外框21与第二阶梯槽的槽壁间隔设置。由于防爆阀2需要承受较大的压力并需要较好地密封第一通孔11，因此采用焊接的方式固定在基板1上，可以保证连接的牢固性和较好地密封性。外框21与第二阶梯槽的槽壁间隔设置，为焊缝提供了容纳空间，保证焊接的质量，防止在焊接过程中导致基板1或防爆阀2发生变形。此外，第一阶梯槽也为凸起的焊缝提供了充足的容纳空间，避免了凸起的焊缝阻碍保护片3平整地安装到基板1的表面。
如图2和图3所示，优选的，在一些实施例中，本实用新型的顶盖防爆结构还包括绝缘支架4，绝缘支架4设置在基板1背离保护片3的一侧，绝缘支架4上开设有第三通孔41，第三通孔41与电池内部连通。由于电池内部的卷芯需要与基板1绝缘，因此，需要设置绝缘件将基板1与电池内部隔离开来，而第三通孔41一方面作为电池内部气体流出的通道，另一方面也为电解液提供流入电池内部的通道。
进一步的，第三通孔41为若干以阵列方式分布的阵列孔，由于第三通孔41承担泄压功能，因此其孔径不能过小，以免阻碍气体的迅速通过，而采取较大的孔径一方面会削弱绝缘支架4本身的结构强度，另外也会削弱其绝缘性能，因此第三通孔41采用阵列孔的形式，可以在保证绝缘支架4结构强度的同时提供足够的气体导通效率。
进一步的，至少一个第三通孔41与第一通孔11相对设置，使气体的流通路径更短，泄压效果更好，同时也使电解液更容易注入到电池内部。
优选的，保护片3与基板1粘接，由于保护片3在防爆阀2破裂后需要与基板1发生脱离，以使电池内部的高压气体能够被迅速地释放，因此不能与基板1牢固地连接，选用粘接的方式方便装配且成本低。
本实用新型的实施例还提供种电池，包括顶盖，且顶盖采用上述任意实施例的顶盖防爆结构，由于其顶盖无需设置单独的注液孔，也省去了针对注液孔单独设置的密封件，因此其生产成本低，密封性好。
作为本实用新型优选的实施方案，在本说明书的描述中，参考术语“优选的”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实用新型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。
以上实施例仅用来说明本实用新型的详细方案，本实用新型并不局限于上述详细方案，即不意味着本实用新型必须依赖上述详细方案才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本实用新型的任何改进，对本实用新型产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本实用新型的保护范围和公开范围之内。
Claims (10)
1.一种顶盖防爆结构，其特征在于，包括基板、防爆阀和保护片，所述基板上开设有阶梯槽，所述阶梯槽的槽底开设有第一通孔，所述防爆阀设置在所述阶梯槽内，所述保护片设置在所述基板的表面并封盖所述阶梯槽，所述保护片上开设有第二通孔，所述防爆阀与所述保护片、所述防爆阀与所述槽底均间隔设置。
2.根据权利要求1所述的顶盖防爆结构，其特征在于，所述阶梯槽包括尺寸依次减小的第一阶梯槽、第二阶梯槽和第三阶梯槽，所述第一阶梯槽靠近所述保护片，所述防爆阀设置在所述第二阶梯槽内，所述第一通孔位于所述第三阶梯槽的槽底。
3.根据权利要求2所述的顶盖防爆结构，其特征在于，所述防爆阀包括阀片和环绕设置在所述阀片外周的外框，所述阀片靠近所述第一通孔的一侧设置有弱化沟槽。
4.根据权利要求3所述的顶盖防爆结构，其特征在于，所述阀片的厚度小于所述外框的厚度。
5.根据权利要求3所述的顶盖防爆结构，其特征在于，所述外框与所述基板焊接，所述外框与所述第二阶梯槽的槽壁间隔设置。
6.根据权利要求1所述的顶盖防爆结构，其特征在于，还包括绝缘支架，所述绝缘支架设置在所述基板背离所述保护片的一侧，所述绝缘支架上开设有第三通孔，所述第三通孔与电池内部连通。
7.根据权利要求6所述的顶盖防爆结构，其特征在于，所述第三通孔为若干以阵列方式分布的阵列孔。
8.根据权利要求7所述的顶盖防爆结构，其特征在于，至少一个所述第三通孔与所述第一通孔相对设置。
9.根据权利要求1所述的顶盖防爆结构，其特征在于，所述保护片与所述基板粘接。
10.一种电池，包括顶盖，其特征在于，所述顶盖采用如权利要求1至9任一项所述的顶盖防爆结构。
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Cited By (2)
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| WO2022057544A1 (zh) * | 2020-09-21 | 2022-03-24 | 江苏时代新能源科技有限公司 | 端盖组件、电池单体、电池及用电装置 |
| WO2023108529A1 (zh) * | 2021-12-16 | 2023-06-22 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池单体、盖组件、电池、用电装置、方法及设备 |
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