CN219163625U - 一种龟壳式加强的防爆阀及电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种龟壳式加强的防爆阀及电池，属于防爆阀防护技术领域。本实用新型的电池防爆阀，为一体成型片状结构，其上由外至内依次包括相接的焊接部、爆破刻痕和加强部，爆破刻痕为闭合环状，加强部上刻有若干根交错的加强筋，将加强部划分为若干个加强块。本实用新型可以提高防爆阀的力学性能、安全性能。

Description

一种龟壳式加强的防爆阀及电池

技术领域

本发明涉及锂离子电池单体电芯防爆阀防护技术领域，设计一种龟壳式加强的防爆阀及电池，提高防爆阀的力学性能、安全性能。

背景技术

在动力电池领域，防爆阀可以在电池内部气压过大时及打开，及时排出电芯内部气压，防止电芯能量积聚造成较大程度的电芯爆炸。防爆阀的开启压力和刻痕的残留厚度以及刻痕面积相关；开启压力和开启压力的一致性与刻痕处的应力情况相关；在防爆阀焊接到电芯上时，高温产生应力，该应力传导至刻痕处，引发刻痕处的应力集中情况，降低防爆阀的开启压力；再当电芯组装和正常使用时，防爆阀处均会受到外力影响，从而影响到防爆阀安全性能参数，含开启压力、开启压力一致性；如何将刻痕处的应力传导和分散，则可以对防爆阀外力进行缓冲，可以提高防爆阀力学性能和安全性能。

经检索，中国申请号为202122362998.8，于2022年5月24日公开了一种圆柱锂电池盖板，该圆柱锂电池盖板，包括本体和防爆阀，防爆阀上设置有防爆片、防爆刻痕、第一加强筋和第二加强筋，防爆阀上设有多个防爆片，防爆片外侧均设有防爆刻痕，防爆刻痕上设有转动边，第一加强筋设置于防爆刻痕外侧，第二加强筋设置于第一加强筋与防爆阀外沿之间。该防爆阀为了降低电池模组支架与盖板的距离，选择减小防爆阀开启时所需的高度，即设置多个防爆片，但是该设计会导致每个防爆片的开启压力不一致，开启范围不够大，存在安全隐患。

因此，针对防爆阀阀片的改进仍是目前亟需研究的问题。

发明内容

1.要解决的问题

本实用新型提出一种龟壳式加强的防爆阀，通过设计加强筋的形状分布，将爆破刻痕处的应力传导和分散，则可以对防爆阀外力进行缓冲，提高防爆阀的力学性能、安全性能。

2.技术方案

为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：

一种龟壳式加强的防爆阀，为一体成型片状结构，其上由外至内依次包括相接的焊接部、爆破刻痕和加强部，爆破刻痕为闭合环状，加强部上刻有若干根交错的加强筋，加强筋非单一直线或曲线，将加强部划分为若干个加强块。

作为本实用新型一种可能的实施方式，防爆阀中央位置开设有加强块。

作为本实用新型一种可能的实施方式，围绕防爆阀中央位置的加强块开设若干圈加强块。

作为本实用新型一种可能的实施方式，围绕防爆阀中央位置的加强块开设两圈加强块。

作为本实用新型一种可能的实施方式，所述加强筋的厚度大于爆破刻痕的厚度，加强块的厚度等于焊接部的厚度。

作为本实用新型一种可能的实施方式，所述加强块的顶面为六边形、圆形、菱形、三角形、方形或五边形，加强筋42的结构形式根据加强块的形状不同而不同。

作为本实用新型一种可能的实施方式，所述加强块的棱角为圆弧过渡角。

作为本实用新型一种可能的实施方式，所述焊接部上与爆破刻痕相接处设有连接部，所述连接部的厚度大于或等于加强筋的厚度。连接部起到加强防爆阀强度的作用，对防爆阀的焊接变形有抑制作用，即在电芯内压的作用下，减轻焊接部变形程度，有利于防爆阀开启压力的提高。

一种电池，安装有上述的防爆阀。

作为本实用新型一种可能的实施方式，所述电池为锂离子电池。

3.有益效果

与已有技术相比，本实用新型有益效果体现在：

(1)在日常使用过程中，防爆阀焊接、铝壳盖板挤压变形、受热受内压变形等情况都会对焊接部产生应力，该应力传导至爆破刻痕处，则影响爆破刻痕处的应力应变特性，从而影响电芯防爆阀的开启压力和开启压力一致性；因此，在不影响电芯正常使用的前提下，外力传导至爆破刻痕处，降低爆破刻痕处的应力集中则可以提高防爆阀性能；

(2)通过研究乌龟龟壳的力学特性，可知龟壳的特殊结构可以在缓冲外应力、抗弯曲能力、抗动态力冲击等方面都具有良好的表现，因此本实用新型涉及仿生龟壳结构的防爆阀，该防爆阀中部设置若干加强块(类似于龟壳的甲片)，若干加强块之间形成加强筋，该加强筋类似于龟壳甲片之间的骨缝结构；在外力传导至爆破刻痕处时，该力可以通过类似于乌龟骨缝的加强筋进行应力的分散，有效降低外应力在爆破刻痕处的集中；加强块提高防爆膜整体强度，加强筋可进行应力传导；加强筋配合加强块的变形和位移，实现外应力的分解和缓冲；

(3)本实用新型仿龟壳式加强筋的防爆阀有包含两大主要作用：

其一、当电芯正常使用时，循环外应力传导到爆破刻痕处被很好的分解，避免爆破刻痕处高频的应力应变，从而提高爆破刻痕处的可靠性，进而提高防爆阀循环寿命；

其二、当电芯在突发安全事故下，如外力挤压变形，外力会在刻痕2处发生较大的应力集中，加强筋可以将外应力传导至加强块处，加强块通过自身的变形和位移吸收该应力，从而确保防爆阀在极端情况下，爆破刻痕较大外应力及时分散，准确打开，确保防爆阀正常工作，提高电芯安全性；

因此本实用新型涉及仿生龟壳结构的防爆阀，该防爆阀中部防爆膜设置若干加强块(类似于龟壳的甲片)，若干加强块之间形成加强筋，该加强筋类似于龟壳甲片之间的骨缝结构；根据应力应变和疲劳寿命理论，爆破刻痕处的应力集中情况得到了改善，防爆阀循环寿命则得到了延长，开启压力一致性也得到了提高。

附图说明

图1为本实用新型防爆阀的结构示意图；

图2为本实用新型防爆阀的断面示意图；

图中：

1、焊接部；2、连接部；3、爆破刻痕；4、加强部；41、加强块；42、加强筋。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

实施例

本实施例的一种龟壳式加强的防爆阀，针对31*20型号的防爆阀，为一体成型片状结构，基体厚度为0.36mm。其结构如图1所示，其上由外至内依次包括相接的焊接部1、连接部2、爆破刻痕3和加强部4，爆破刻痕3为闭合的跑道形，加强部4为椭圆状区域，其上表面中央位置开设有凸出的的六边形加强块41，根据需要，加强块41的形状也可以选择圆形、菱形、三角形、方形或五边形，根据加强块41的形状不同，各加强块41之间构成的加强筋42的形状分布也不同，即加强筋42非单一直线或曲线。围绕加强部4中央位置的加强块41，本实施例还开设两圈加强块41，即中央位置的加强块41外围开设两圈加强块41。如图2所示，本实施例焊接部1的厚度等于加强块41的厚度，加强筋41的厚度大于爆破刻痕3的厚度，连接部2的厚度大于爆破刻痕3的厚度，且等于或大于加强筋41的厚度，连接部2起到加强防爆阀强度的作用，对防爆阀的焊接变形有抑制作用，即在电芯内压的作用下，减轻焊接部变形程度，有利于防爆阀开启压力的提高。

本实施例的加强块41类似龟壳的纹路，具有缓冲外应力、抗弯曲能力、抗动态力冲击的作用，加强块41之间的加强筋42的分布，在外力传导至爆破刻痕3处时，该力可加强筋42进行应力的分散，有效降低外应力在爆破刻痕3处的集中；加强块41提高防爆膜整体强度，加强筋42可进行应力传导；加强筋42配合加强块的变形和位移，实现外应力的分解和缓冲，提高防爆阀的力学性能、安全性能。

以上示意性的对本实用新型及其实施方式进行了描述，该描述没有限制性，附图中所示的也只是本实用新型的实施方式之一，实际的结构并不局限于此。所以，如果本领域的普通技术人员受其启示，在不脱离本实用新型创造宗旨的情况下，不经创造性的设计出与该技术方案相似的结构方式及实施例，均应属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种龟壳式加强的防爆阀，为一体成型片状结构，其上由外至内依次包括相接的焊接部(1)、爆破刻痕(3)和加强部(4)，爆破刻痕(3)为闭合环状，其特征在于：加强部(4)上刻有若干根交错的加强筋(42)，将加强部(4)划分为若干个加强块(41)。

2.根据权利要求1所述的一种龟壳式加强的防爆阀，其特征在于：防爆阀中央位置开设有加强块(41)。

3.根据权利要求2所述的一种龟壳式加强的防爆阀，其特征在于：围绕防爆阀中央位置的加强块(41)开设若干圈加强块(41)。

4.根据权利要求2所述的一种龟壳式加强的防爆阀，其特征在于：围绕防爆阀中央位置的加强块(41)开设两圈加强块(41)。

5.根据权利要求1所述的一种龟壳式加强的防爆阀，其特征在于：所述加强筋(42)的厚度大于爆破刻痕(3)的厚度，加强块(41)的厚度等于焊接部(1)的厚度。

6.根据权利要求1～5任意一项所述的一种龟壳式加强的防爆阀，其特征在于：所述加强块(41)的顶面为六边形、圆形、菱形、三角形、方形或五边形。

7.根据权利要求6所述的一种龟壳式加强的防爆阀，其特征在于：所述加强块(41)的棱角为圆弧过渡角。

8.根据权利要求6所述的一种龟壳式加强的防爆阀，其特征在于：所述焊接部(1)上与爆破刻痕(3)相接处设有连接部(2)，所述连接部(2)的厚度大于或等于加强筋(42)的厚度。

9.一种电池，其特征在于：安装有权利要求1～8任意一项所述的防爆阀。

10.根据权利要求9所述的电池，其特征在于：所述电池为锂离子电池。

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