CN218101474U - 一种防爆顶盖及方形电池 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种防爆顶盖及方形电池，涉及电池领域。防爆顶盖包括盖板，盖板上设置有沿厚度方向贯穿顶盖上下表面的第一通孔；第一通孔内卡设有用于封闭第一通孔的封口塞，封口塞具有弹性，且封口塞的上表面向下凹陷形成封口槽，封口槽内设置有密封块，密封块与封口槽的内壁过盈配合。本申请实施例中的防爆顶盖在具有良好的防爆性能和密封性能的同时，结构也比较简单，制作成本较低。

Description

一种防爆顶盖及方形电池

技术领域

本申请涉及电池领域，具体而言，涉及一种防爆顶盖及方形电池。

背景技术

目前方形铝壳形式的二次电池(锂/钠离子电池)被广泛应用于动力，储能等领域，发展前景优越。这些电池具有很高的比能量和非常好的存储性能，且使用寿命较长等优点。但此类电池安全性能较差，在使用条件不当时有起火甚至爆炸风险，易造成严重后果。因此提高电池的安全性有着重要意义。

为了保证密封性能，目前有在方形电池的顶盖上设置常用安全装置作为防爆阀，以对电池内部的高压进行预防的方法，但防爆阀的结构复杂，精密度要求高，制作成本高。现有的方形电池中，也有开设泄压孔，在泄压孔中装填钢珠以作为防爆阀的方案，但是这种防爆阀的密封性不好，而且钢珠的尺寸的精密度也需要非常精确。

实用新型内容

本申请实施例提供一种防爆顶盖及方形电池，该防爆顶盖在具有良好的防爆性能和密封性能的同时，结构也比较简单，制作成本较低。

第一方面，本申请实施例提供了一种防爆顶盖，其包括盖板，盖板上设置有沿厚度方向贯穿顶盖上下表面的第一通孔；第一通孔内卡设有用于封闭第一通孔的封口塞，封口塞具有弹性，且封口塞的上表面向下凹陷形成封口槽，封口槽内设置有密封块，密封块与封口槽的内壁过盈配合。

在上述实现过程中，防爆顶盖能作为方形电池的一部分，起到封闭的作用。防爆顶盖的盖板上设置有一个贯穿盖板的第一通孔，这样在用防爆顶盖装载方形电池时，能从第一通孔向方形电池内注入电解液。封口塞能插入到第一通孔中，而且由于封口塞具有弹性，因此密封块能嵌入到封口槽内，并与封口槽的内壁过盈配合，封口塞和密封块配合，能很好地封堵住第一通孔，保证防爆顶盖具有良好的密封性能。而且当防爆顶盖作为方形电池的一部分时，若方形电池内的压力过大，则密封块会在压力的作用下，从封口槽中顶出，这样封口塞也会从第一通孔中脱落，多余的压力会从第一通孔中泄出。本实施例中的封口塞和密封块配合，能起到泄压防爆的作用，相比于现有的防爆阀，结构简单，容易制备；而且只需要密封块和封口槽过盈配合即可，对于精度的要求不高。

而且本实施例中，由于密封块是与封口槽过盈配合起到封堵第一通孔的效果的，因此密封块的尺寸是小于第一通孔的尺寸的，当密封块被顶出时，盖板的整体结构不会被损坏，防爆顶盖可以再重复使用，有利于降低电池的制备成本。

另外，本实施例的防爆顶盖相比于现有的其它顶盖，用于注入电解液的第一通孔也能被很好地封堵，更不容易发生电解液泄露的事故。

在一种可能的实现方式中，盖板的下表面的部分区域向下凸起并形成凸起部，第一通孔位于凸起部所在的区域。

在上述实现过程中，凸起部的内壁和封口塞的外壁相抵接，凸起部能起到卡接封口塞的作用，保证封口塞能更好地封闭第一通孔。

在一种可能的实现方式中，封口塞的底部与凸起部的底面齐平。

在上述实现过程中，若封口槽的底部与凸起部的底面处于同一平面内，能使得第一通孔更不容易漏气。

在一种可能的实现方式中，封口槽的深度为4.0～8.0mm，凸起部凸起的高度为2.0～5.0mm。

在一种可能的实现方式中，封口槽的尺寸小于密封块的尺寸。

在上述实现过程中，封口槽的尺寸小于密封块的尺寸，可以保证密封块与封口槽之间形成过盈配合。

在一种可能的实现方式中，封口槽的尺寸为0.5～4mm，密封块的直径为1～5mm。

在一种可能的实现方式中，第一通孔呈圆形，密封块为球形，且密封槽呈圆柱状，且密封块的尺寸小于第一通孔的尺寸。

在上述实现过程中，第一通孔为圆形，方便制备；密封块为球形，能和第一通孔相匹。

在一种可能的实现方式中，防爆顶盖还包括绝缘层，绝缘层附着于盖板的下表面，绝缘层对应第一通孔的区域开设有第二通孔，且绝缘层能抵接封口塞的底部。

在上述实现过程中，绝缘层既能防止整个防爆顶盖均带有电荷，减少安全事故的发生，还可以抵接封口塞的底部，防止封口塞过度插入到第一通孔中甚至从盖板本体中掉落；设置第二通孔能保证电解液可顺利通过防爆盖板流入到电池内部。

在一种可能的实现方式中，盖板上还设置有成对的极柱，第一通孔位于成对的极柱之间。

在上述实现过程中，当防爆顶盖装配成电池时，极柱能与电池内部的电极的极耳形成电性连接，从电池内部引出电流，保证电池能正常工作。

第二方面，本申请实施例提供了一种方形电池，其包括壳体和上述的防爆顶盖，壳体一端开口且内部装载有电芯，防爆顶盖设置于壳体的开口处并能封闭壳体，盖板的上表面位于壳体的外部，盖板的下表面位于壳体的内部。

在上述实现过程中，装载有上述防爆顶盖的方形电池，具有良好的密封性能和防爆性能，而且本申请实施例中的方形电池的防爆装置结构简单，易于制备，能提升方形电池的制备效率。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，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相关的附图。

图1为本申请实施例提供的防爆顶盖的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的封口塞和密封块连接的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的方形电池的结构示意图。

图标：001-防爆顶盖；002-方形电池；003-壳体；100-盖板；110-第一通孔；120-凸起部；200-封口塞；210-封口槽；300-密封块；400-绝缘层；410-第二通孔；500-极柱。

具体实施方式

现有的方形电池中，顶盖上需要设置防爆阀，以防止电池内部的压力过大发生爆炸；但是现有的防爆阀要么结构复杂，制作成本高；要么密封性能不好(如采用钢珠和泄压孔的模式的防爆阀)；而且几乎所有的防爆阀的精度都需要很高的精确度，否则很可能不会正常工作。另外，在顶盖上还设置有注液口，当要制备方形电池时，需要通过注液口向电池内部注入电解液，而且在注入电解液之后，会封闭注液口，注液口不能再次开启，但是仍然有泄露的风险。

因此，申请人想到，若将防爆阀和闲置的注液口结合，一方面能简化防爆阀的结构设置，降低制作成本；另一方面还能提升顶盖的密封性能。

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描述。

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”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，或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”、等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

第一实施例

请参看图1～图2，本实施例提供的一种防爆顶盖001，其包括盖板100，盖板100上设置有一个沿厚度方向贯穿顶盖的第一通孔110。第一通孔110的形状既可以是多种不同的形状，例如，圆形、方形、三角形、五边形等。为了方便制备，作为示例性地，本实施例中的第一通孔110的形状为圆形。在圆形的第一通孔110内设置有用于封堵第一通孔110的封口塞200，封口塞200具有一定的弹性，材质可以选用橡胶。封口塞200的上表面向下凹陷形成封口槽210，封口槽210内设置有密封块300，密封块300与封口槽210的内壁形成过盈配合以使得封口塞200封堵住第一通孔110。作为示例性的，本实施例中，在上表面上还附着有绝缘层400，以防止整个防爆顶盖001均带有电荷，从而降低安全事故的发生几率；而且绝缘层400对应第一通孔110的区域还开设有第二通孔410，而且本实施例中，绝缘层400能抵接住封口塞200的底部，以防止封口塞200过度插入到第一通孔110中，然后从盖板100上脱落的情况发生。为了使得绝缘层400能抵接住封口塞200的底部，本实施例中，第二通孔410和第一通孔110的形状完全相同，而且两个孔的轴线处于同一直线上，但是第二通孔410的尺寸略小于第一通孔110的尺寸，这样绝缘层400就能抵接住封口塞200。

当然，在其他一些实施例中，也可以将第一通孔110和第二通孔410设置成相同的尺寸和大小，然后在封口塞200上设置抵接件与上表面抵接，以防止封口塞200过度插入到第一通孔110中从而从盖板100上脱落的情况发生。本实施例中，第一通孔110的孔径通常为2～6mm，第二通孔410的孔径通常为1～5mm；具体地，在本实施例中，第一通孔110的孔径为4mm，第二通孔410的孔径为3mm。

当本实施例中的防爆顶盖001作为方形电池002的一部分时，能通过第一通孔110向方形电池002内加入电解液以完成方形电池002的装配，而且当方形电池002内的压力过高时，封口槽210内的密封块300在压力的作用下会从封口槽210中弹出，电池内的压力得到了释放，封口塞200和密封块300配合，能起到泄压防爆的作用；而且在泄压之后，还能再在第一通孔110中插设封口塞200和密封块300，防爆顶盖001能重复利用。另外，由于密封块300是与封口槽210过盈配合以封堵第一通孔110的，因此在本实施例中，密封块300的尺寸大于封口槽210的尺寸，而且同时密封块300的尺寸还要小于第一通孔110的尺寸的，封口槽210的尺寸一般可以设置为0.5～4mm，密封块300的尺寸可以为1～5mm，而且由于第一通孔110是呈圆形的，为了保证密封块300能与第一通孔110相匹配，密封块300也呈球状，材质为铁；与此对应地，密封槽也呈圆柱状。而且由于本实施例中第一通孔110的孔径为4mm，因此具体地，在本实施例中，密封块300的直径为3mm，封口槽210的尺寸为2mm。

当装配形成的方形电池002内的压力为1.5Mpa左右时，密封块300承受不住压力，就会弹出以起到泄压的作用。当改变第一通孔110的尺寸以及密封块300的尺寸时，防爆顶盖001能承受不同的压力，本申请在此不再赘述第一通孔110的尺寸以及密封块300的尺寸和方形电池002内的压力关系。

本实施例中，盖板100的上表面部分区域会向远离上表面的方向凸起，形成凸起部120，第一通孔110就位于凸起部120对应的区域且贯穿了凸起部120。当封口塞200插接在第一通孔110内并封堵住第一通孔110时，封口塞200的外壁会与第一通孔110的周壁相抵，能起到卡接封口塞200的作用。而且更具体地，本实施例中，封口塞200的底部与凸起部120的底面是齐平的，这样第一通孔110更不容易漏气。封口槽210的深度通常为4.0～8.0mm，凸起部120凸起的高度为2.0～5.0mm。作为示例性的，本实施例中，封口槽210的深度为6mm，凸起部120凸起的高度为3.5mm。

另外，在本实施例中，盖板100上还设置有成对的极柱500，第一通孔110位于成对的极柱500之间。当防爆顶盖001装配形成方形电池002时，成对的极柱500能和电芯上的极耳形成电性连接。

第二实施例

请参看图1～图3，本实施例提供的一种方形电池002，其包括壳体003和第一实施例中的防爆顶盖001，壳体003的内部装载有电芯而且一端开口，防爆顶盖001设置在壳体003的开口处，而且能封闭壳体003，以起到保护电芯的作用。在封闭壳体003时，防爆顶盖001的第一表面是位于壳体003的外部的，上表面是位于壳体003的内部的。

本实施例中的方形电池002在装载时，可以先使用防爆顶盖001将壳体003的开口处封闭，然后从第一通孔110中向壳体003内注入电解液，等电解液注入完成后，再使用封口塞200和密封块300将第一通孔110封闭，避免电解液泄露。

若方形电池002内的压力达到1.0Mpa左右，密封块300会在压力的作用下弹出，完成泄压，避免爆炸事故的发生。该装置结构简单，容易制备。而且由于密封块300的尺寸是小于第一通孔110的，因此密封块300即使弹出，也不会对盖板100造成破坏，盖板100可以重复使用，也减少了原料的浪费。

另外，若需要更换或再补加电解液，也可以人工拆卸封口塞200和密封块300，然后从第一通孔110中向壳体003内加入电解液。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种防爆顶盖，其特征在于，其包括盖板，所述盖板上设置有沿厚度方向贯穿所述顶盖上下表面的第一通孔；

所述第一通孔内卡设有用于封闭所述第一通孔的封口塞，所述封口塞具有弹性，且所述封口塞的上表面向下凹陷形成封口槽，所述封口槽内设置有密封块，所述密封块与所述封口槽的内壁过盈配合。

2.根据权利要求1所述的防爆顶盖，其特征在于，所述盖板的下表面的部分区域向下凸起并形成凸起部，所述第一通孔位于所述凸起部所在的区域。

3.根据权利要求2所述的防爆顶盖，其特征在于，所述封口塞的底部与所述凸起部的底面齐平。

4.根据权利要求2或3所述的防爆顶盖，其特征在于，所述封口槽的深度为4.0～8.0mm，所述凸起部凸起的高度为2.0～5.0mm。

5.根据权利要求1所述的防爆顶盖，其特征在于，所述封口槽的尺寸小于所述密封块的尺寸。

6.根据权利要求1所述的防爆顶盖，其特征在于，所述封口槽的尺寸为0.5～4mm，所述密封块的直径为1～5mm。

7.根据权利要求1所述的防爆顶盖，其特征在于，所述第一通孔呈圆形，所述密封块为球形，且所述密封块的尺寸小于所述第一通孔的尺寸。

8.根据权利要求1所述的防爆顶盖，其特征在于，其还包括绝缘层，所述绝缘层附着于所述盖板的下表面，所述绝缘层对应所述第一通孔的区域开设有第二通孔，且所述绝缘层能抵接所述封口塞的底部。

9.根据权利要求1所述的防爆顶盖，其特征在于，所述盖板上还设置有成对的极柱，所述第一通孔位于成对的所述极柱之间。

10.一种方形电池，其特征在于，其包括壳体和权利要求1～9任一项所述的防爆顶盖，所述壳体一端开口且内部装载有电芯，所述防爆顶盖设置于所述壳体的开口处并能封闭所述壳体，所述盖板的上表面位于所述壳体的外部，所述盖板的下表面位于所述壳体的内部。

Images