CN220753581U - 电池盖板及锂离子二次电池 - Google Patents

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Abstract

一种电池盖板(2)及锂离子二次电池(1)，电池盖板(2)上设置有电极端子(5)和防爆刻痕(7)，防爆刻痕(7)环绕或部分围绕电极端子(5)设置。通过在电池盖板(2)上设置防爆刻痕(7)，使得电池盖板(2)在电池异常的情况下能够从防爆刻痕(7)处破裂或爆开，电池能够快速泄压，从而实现电池的防爆功能。同时，防爆刻痕(7)环绕或部分围绕设置在电极端子(5)的外围，使得电池盖板(2)在破裂或爆开时能够带动电极端子(5)一起运动，电极端子(5)的运动会拉扯极耳(6)，使得极耳(6)或者极耳(6)连接处能够部分断裂或完全断裂，从而减弱或阻断电极端子(5)与电芯(4)的电连接，有效地抑制电池内部继续产热。

Description

电池盖板及锂离子二次电池
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域，尤其是涉及一种电池盖板及锂离子二次电池。
背景技术
随着电动汽车的应用和大面积推广，电池作为电动汽车的核心零部件，对于电池的安全性能提出了更高的要求。
锂离子电池由于能量密度高、使用寿命长而得到广泛应用。但当电池系统内部的电芯出现异常产生大量热量时，电池内部的化学反应加剧，会产生大量的气体，电池的内压急剧升高，存在电池系统热失控的风险，甚至可能导致电池爆炸。
目前的方形锂离子电池的外壳主要包括壳体和电池盖板，为了防止电池爆炸，其中一种方法是在电池盖板上设置防爆阀。当电池内部的压力增大到爆破压力的情况下，爆破阀爆裂泄压，从而避免电池爆炸的风险。但在电池盖板上设置防爆阀的方法存在工艺复杂且成本较高的问题。
另一种方法是在电池壳体上设置刻痕，即用机械方法在外壳的表面压制凹槽，当电池内部压力增大时，引导电池的壳体从刻痕处破裂，从而达到防爆的目的。
以上两种方法在电池内部压力增大到一定程度后都能够实现泄压的目的，但泄压后电池与外部的电器元件仍处于正常的电连接状态，并未能有效地阻止电池内部持续产热。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种电池盖板及锂离子二次电池，旨在解决上述背景技术存在的不足，既能够实现电池的防爆功能，又能够减弱或阻断电极端子与电芯之间的电连接，从而有效地抑制电池内部继续产热。
本实用新型的一种实施例提供一种电池盖板，所述电池盖板上设置有电极端子，所述电池盖板上还设有防爆刻痕，所述防爆刻痕环绕或部分围绕所述电极端子设置。
在一种可实现的方式中，所述电极端子的数量为两个，分别为第一电极端子和第二电极端子，所述第一电极端子和所述第二电极端子均设置在所述电池盖板上。
在一种可实现的方式中，所述防爆刻痕环绕或部分围绕其中一个电极端子设置，或者所述防爆刻痕同时环绕或部分围绕所述第一电极端子和所述第二电极端子设置。
在一种可实现的方式中，所述防爆刻痕的数量为两个，分别为第一防爆刻痕和第二防爆刻痕，和/或所述第一防爆刻痕环绕或部分围绕所述第一电极端子设置，所述第二防爆刻痕环绕或部分围绕所述第二电极端子设置。
在一种可实现的方式中，所述防爆刻痕为封闭的环形结构，或具有开口的U形或C形结构。
在一种可实现的方式中，所述防爆刻痕的刻痕深度为所述电池盖板厚度的5％-95％，或者所述防爆刻痕的刻痕深度为所述电池盖板厚度的30％-90％，或者所述防爆刻痕的刻痕深度为所述电池盖板厚度的50％-85％。
本实用新型的另一实施例还提供一种锂离子二次电池，包括壳体和电池盖板，所述壳体内封装有电芯，所述壳体的端部具有开口，所述电池盖板密封设置在所述开口处，所述电池盖板上设置有电极端子，所述电池盖板上还设有防爆刻痕，所述防爆刻痕环绕或部分围绕所述电极端子设置。
在一种可实现的方式中，所述电极端子的数量为两个，分别为第一电极端子和第二电极端子，所述第一电极端子和所述第二电极端子均设置在所述电池盖板上。
在一种可实现的方式中，所述防爆刻痕环绕或部分围绕其中一个电极端子设置，或者所述防爆刻痕同时环绕或部分围绕所述第一电极端子和所述第二电极端子设置。
在一种可实现的方式中，所述防爆刻痕的数量为两个，分别为第一防爆刻痕和第二防爆刻痕，所述第一防爆刻痕环绕或部分围绕所述第一电极端子设置，和/或所述第二防爆刻痕环绕或部分围绕所述第二电极端子设置。
在一种可实现的方式中，所述防爆刻痕为封闭的环形结构，或具有开口的U形或C形结构。
在一种可实现的方式中，所述壳体内设置有极耳，所述电极端子通过所述极耳与所述电芯电连接，所述极耳的一端与所述电芯连接，所述极耳的另一端与所述电极端子连接，所述极耳上设有至少一个断裂口。
在一种可实现的方式中，所述壳体的相对两个端部均具有所述开口，所述电池盖板的数量为两个，分别为第一电池盖板和第二电池盖板，所述第一电池盖板密封设置在所述壳体的其中一个端部的开口处，所述第二电池盖板密封设置在所述壳体的另一个端部的开口处，所述第一电池盖板和/或所述第二电池盖板上设有所述防爆刻痕。
本实用新型提供的电池盖板，通过在电池盖板上设置防爆刻痕，使得电池盖板在电池异常的情况下能够从防爆刻痕处破裂或爆开，电池能够快速泄压，从而实现电池的防爆功能。同时，防爆刻痕环绕或部分围绕设置在电极端子的外围，使得电池盖板在破裂或爆开时能够带动电极端子一起运动，电极端子脱离原来的位置并向远离电芯的方向移动，电极端子的运动会拉扯极耳，使得极耳或者极耳连接处(包括极耳与电极端子连接处，或者极耳与电芯的极片连接处)能够部分断裂或完全断裂，从而减弱或阻断电极端子与电芯的电连接，即减弱或阻断外部的电器元件与电芯的电连接，从而有效地抑制电池内部继续产热，提高了电池的安全性能。
附图说明
图1为本实用新型一实施例中电池盖板的结构示意图。
图2为图1沿A-A位置处的截面示意图。
图3为本实用新型另一实施例中电池盖板的结构示意图。
图4为本实用新型一实施例中锂离子二次电池的结构示意图。
图5为图4中锂离子二次电池的分解示意图。
图6为图4中锂离子二次电池的部分内部结构示意图。
图7为本实用新型另一实施例中锂离子二次电池的分解示意图。
图8为本实用新型另一实施例中电池盖板的结构示意图。
图9为本实用新型另一实施例中电池盖板的结构示意图。
图10为本实用新型另一实施例中电池盖板的结构示意图。
图11为本实用新型另一实施例中电池盖板的结构示意图。
图12为本实用新型另一实施例中电池盖板的结构示意图。
图13为本实用新型另一实施例中电池盖板的结构示意图。
图14为本实用新型另一实施例中锂离子二次电池的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
本实用新型的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
如图1及图2所示，本实用新型的一种实施例提供一种电池盖板2，尤其适用于方形锂离子电池。该电池盖板2设置在壳体3上，壳体3内封装有电芯4，电池盖板2上设置有电极端子5，电极端子5通过极耳6与电芯4电连接，极耳6的一端与电芯4连接，极耳6的另一端与电极端子5连接(其中，壳体3、电芯4和极耳6的结构可参见图4至图6)。电池盖板2上还设有防爆刻痕7，防爆刻痕7为利用机械方法在电池盖板2的表面压制而成的凹槽，防爆刻痕7环绕电极端子5设置，即防爆刻痕7将整个电极端子5包围起来。
具体地，在上述实施例中，电池盖板2上设有一个电极端子5，电极端子5固定在电池盖板2上，电极端子5用于电芯4和外部的电器元件(图未示)的电连接。电池盖板2用于密封壳体3，使电芯4封装在壳体3内。
在上述实施例中，电池盖板2上还设有注液孔9，注液孔9用于向壳体3内注射电解液。
在上述实施例中，防爆刻痕7设置在电池盖板2的外表面。当然，在其它实施例中，防爆刻痕7也可以设置在电池盖板2的内表面，或者是同时设置在电池盖板2的外表面和电池盖板2的内表面，在此不作限定。
在上述实施例中，防爆刻痕7为矩形结构，即为封闭的环形结构。具体地，封闭的环形结构还可以为圆形、三角形等结构，在此不作限定。
如图3所示，本实用新型的另一实施例提供一种电池盖板2，与上述实施例不同的是，防爆刻痕7为具有开口的U形结构，防爆刻痕7部分围绕电极端子5设置，即防爆刻痕7不完全包围电极端子5。当然，在其它实施例中，防爆刻痕7还可以为C形、L形等结构，在此不作限定。
当电池系统内部的电芯4出现异常产生大量热量时，电池内部的化学反应加剧，会产生大量的气体，电池的内压急剧升高，存在电池系统热失控的风险，甚至可能导致电池爆炸。本实用新型实施例通过在电池盖板2上设置防爆刻痕7，使得电池盖板2在电池异常的情况下能够从防爆刻痕7处破裂或爆开，电池能够快速泄压，从而实现电池的防爆功能。同时，防爆刻痕7环绕或部分围绕电极端子5设置，使得电池盖板2在破裂或爆开时能够带动电极端子5一起运动，电极端子5脱离原来的位置并向远离电芯4的方向移动，电极端子5的运动会拉扯极耳6，使得极耳6或者极耳6连接处(包括极耳6与电极端子5连接处，或者极耳6与电芯4的极片连接处)能够部分断裂或完全断裂，从而减弱(极耳6部分断裂后电阻会增大)或阻断电极端子5与电芯4的电连接，即减弱或阻断外部的电器元件与电芯4的电连接，从而有效地抑制电池内部继续产热，提高了电池的安全性能。
在上述实施例中，防爆刻痕7的刻痕深度为电池盖板2厚度的50％-85％。当然，防爆刻痕7的深度也可以根据实际需求来设计。
具体地，防爆刻痕7的整体形状可以根据电极端子5的形状或者电池盖板2的形状来设计，例如电极端子5的形状为矩形，防爆刻痕7也设计成矩形结构。防爆刻痕7的形状、大小、深度和宽度可以根据电池的临界爆破压力来设计。例如，当电池的临界爆破压力较小时，即为了保证电池的安全性能，电池的内部压力较小时就需要对电池盖板2进行爆破，由于电池的内部压力较小，故电池盖板2不容易破裂或爆开。此时可以把防爆刻痕7设计得更接近于环形结构，使得电池盖板2更容易沿着防爆刻痕7破裂或爆开(例如，当把防爆刻痕7设计成L形结构时，在电池的临界爆破压力下电池盖板2不会破裂或爆开；当把防爆刻痕7设计成U形结构时，电池盖板2能够破裂或爆开，即满足实际需求)；或者是可以把防爆刻痕7设计得更大，在相同的压强下，电池盖板2于防爆刻痕7所在位置的受力面积越大，所受的压力也就越大，即电池盖板2更容易沿着防爆刻痕7破裂或爆开；或者是可以把防爆刻痕7的深度设计得更深或把防爆刻痕7的宽度设计得更宽，电池盖板2于防爆刻痕7处的强度更低，使得电池盖板2更容易沿着防爆刻痕7破裂或爆开。反之亦然。此处对于防爆刻痕7的形状、大小和深度不作限定。
如图4至图6所示，本实用新型的另一实施例提供一种锂离子二次电池1，尤其是一种方形锂离子二次电池，该锂离子二次电池1包括壳体3和电池盖板2，壳体3内封装有电芯4。
在上述实施例中，壳体3的相对两个端部均具有开口31，电池盖板2的数量为两个，分别为第一电池盖板21和第二电池盖板22，第一电池盖板21密封设置在壳体3的其中一个端部的开口31处，第二电池盖板22密封设置在壳体3的另一个端部的开口31处。
在上述实施例中，电池盖板2上设置有电极端子5，电极端子5的数量为两个，分别为第一电极端子51和第二电极端子52，第一电极端子51设置在第一电池盖板21上，第二电极端子52设置在第二电池盖板22上，第一电极端子51与电芯4的一端连接，第二电极端子52与电芯4的另一端连接。
具体地，电芯4具有正极和负极之分，在上述实例中，电芯4的正极和负极分别位于电芯4的相对两端，第一电极端子51和第二电极端子52中的其中一者与电芯4的正极电连接，另外一者与电芯4的负极电连接。
在上述实施例中，第一电池盖板21和第二电池盖板22上均设有防爆刻痕7，防爆刻痕7的数量为两个，分别为第一防爆刻痕71和第二防爆刻痕72，第一防爆刻痕71环绕第一电极端子51设置，第二防爆刻痕72环绕第二电极端子52设置。当然，在其它实施例中，还可以是第一防爆刻痕71环绕或部分围绕第一电极端子51设置，第二防爆刻痕72环绕或部分围绕第二电极端子52设置，在此不作限定。
在上述实施例中，防爆刻痕7为矩形结构，即为封闭的环形结构。具体地，封闭的环形结构还可以为圆形、三角形等结构。当然，在其它实施例中，防爆刻痕7还可以为具有开口的U形、C形或L形等结构，在此不作限定。
在上述实施例中，壳体3内设置有极耳6，电极端子5通过极耳6与电芯4电连接，极耳6的一端与电芯4连接，极耳6的另一端与电极端子5连接。极耳6的数量为两个，其中一个极耳6连接在第一电极端子51与电芯4之间，另外一个极耳6连接在第二电极端子52与电芯4之间，每个极耳6上设有至少一个断裂口8。
在上述实施例中，每个极耳6上设有两个断裂口8，两个断裂口8对称设置在每个极耳6的相对两个侧边上。当然，在其它实施例中，每个极耳6上也可以设置更多个断裂口8，比如三个、四个等，在此不作限定。
具体地，由于断裂口8较小，故对极耳6的导电性能的影响非常小。通过在与设置有防爆刻痕7的电极端子5连接的极耳6上设置断裂口8，使得电池盖板2在破裂或爆开后，电极端子5在拉扯极耳6时，电极端子5更容易将极耳6拉扯断开，从而促使电池形成断路，更加有效地抑制电池内部继续产热，进一步提高电池的安全性能。
在上述实施例中，第一电池盖板21和/或第二电池盖板22上设有注液孔9。
如图7所示，本实用新型的另一实施例提供一种锂离子二次电池1，与上述实施例不同的是，仅第一电池盖板21或第二电池盖板22中的其中一者设有防爆刻痕7，同时，仅在与设置有防爆刻痕7的电极端子5连接的极耳6上设置断裂口8。具体地，防爆刻痕7环绕第一电极端子51设置，与第一电极端子51连接的极耳6上设置有断裂口8。当然，在其它实施例中，也可以是防爆刻痕7设置在其中一个电池盖板2上，防爆刻痕7部分围绕其中一个电极端子5设置，在此不作限定。
如图8所示，本实用新型的另一实施例提供一种电池盖板2，电池盖板2上设置有电极端子5，电极端子5的数量为两个，分别为第一电极端子51和第二电极端子52，第一电极端子51和第二电极端子52均设置在电池盖板2上。
在上述实施例中，电池盖板2上还设有防爆刻痕7，防爆刻痕7的数量为一个，防爆刻痕7同时环绕第一电极端子51和第二电极端子52设置。
在上述实施例中，电池盖板2上还设有注液孔9。
在上述实施例中，防爆刻痕7为矩形结构，即为封闭的环形结构。具体地，封闭的环形结构还可以为圆形、三角形等结构。当然，在其它实施例中，防爆刻痕7还可以为具有开口的U形、C形或L形等结构，在此不作限定。
如图9所示，本实用新型的另一实施例提供一种电池盖板2，与上述实施例不同的是，防爆刻痕7的数量为一个，防爆刻痕7同时部分围绕第一电极端子51和第二电极端子52设置。
如图10所示，本实用新型的另一种实施例提供一种电池盖板2，与上述实施例不同的是，防爆刻痕7的数量为一个，防爆刻痕7环绕其中一个电极端子5设置。具体地，防爆刻痕7环绕第一电极端子51设置。
如图11所示，本实用新型的另一种实施例提供一种电池盖板2，与上述实施例不同的是，防爆刻痕7的数量为一个，防爆刻痕7部分围绕其中一个电极端子5设置。具体地，防爆刻痕7部分围绕第一电极端子51设置。
如图12所示，本实用新型的另一种实施例提供一种电池盖板2，与上述实施例不同的是，防爆刻痕7的数量为两个，分别为第一防爆刻痕71和第二防爆刻痕72，第一防爆刻痕71环绕第一电极端子51设置，第二防爆刻痕72环绕第二电极端子52设置。
如图13所示，本实用新型的另一种实施例提供一种电池盖板2，与上述实施例不同的是，防爆刻痕7的数量为两个，分别为第一防爆刻痕71和第二防爆刻痕72，第一防爆刻痕71部分围绕第一电极端子51设置，第二防爆刻痕72部分围绕第二电极端子52设置。当然，在其它实施例中，也可以是第一防爆刻痕71环绕第一电极端子51设置，第二防爆刻痕72部分围绕第二电极端子52设置；或者是第一防爆刻痕71部分围绕第一电极端子51设置，第二防爆刻痕72环绕第二电极端子52设置，在此不作限定。
如图14所示，本实用新型的另一实施例提供一种锂离子二次电池1，尤其是一种方形锂离子电池，该锂离子二次电池1包括壳体3和电池盖板2，壳体3内封装有电芯4。
在上述实施例中，壳体3的一端具有开口31，电池盖板2密封设置在开口31处。
在上述实施例中，电池盖板2上设置有电极端子5，电极端子5的数量为两个，分别为第一电极端子51和第二电极端子52，第一电极端子51和第二电极端子52均设置在电池盖板2上。电芯4的正极和负极位于电芯4的同一端，第一电极端子51和第二电极端子52中的其中一者与电芯4的正极电连接，另外一者与电芯4的负极电连接。
在上述实施例中，防爆刻痕7的数量为一个，防爆刻痕7同时环绕第一电极端子51和第二电极端子52设置。请参见图9，在其它实施例中，还可以是防爆刻痕7同时部分围绕第一电极端子51和第二电极端子52设置。或者是防爆刻痕7的数量为两个(请参见图12及图13)，分别为第一防爆刻痕71和第二防爆刻痕72，第一防爆刻痕71环绕或部分围绕第一电极端子51设置，第二防爆刻痕72环绕或部分围绕第二电极端子52设置，在此不作限定。
在上述实施例中，防爆刻痕7为矩形结构，即为封闭的环形结构。具体地，封闭的环形结构还可以为圆形、三角形等结构。当然，在其它实施例中，防爆刻痕7还可以为具有开口的U形、C形或L形等结构，在此不作限定。
在上述实施例中，壳体3内设置有极耳6，电极端子5通过极耳6与电芯4电连接，极耳6的一端与电芯4连接，极耳6的另一端与电极端子5连接。极耳6的数量为两个，其中一个极耳6连接在第一电极端子51与电芯4之间，另外一个极耳6连接在第二电极端子52与电芯4之间，每个极耳6上设有至少一个断裂口8。
在上述实施例中，电池盖板2上还设有注液孔9。
本实用新型实施例提供的电池盖板2及锂离子二次电池1的优点在于：
1、本实用新型实施例采用防爆刻痕7的设计，相比在电池盖板2上设置防爆阀的方式，其结构和工艺更加简单，成本更低；
2、本实用新型实施例采用防爆刻痕7环绕或部分围绕电极端子5的设计，简化了电池的防爆结构的设计，空间布置更加简洁。同时，当电池盖板2在破裂或爆开时能够带动电极端子5一起运动，电极端子5脱离原来的位置并向远离电芯4的方向移动，电极端子5的运动会拉扯极耳6，使得极耳6能够部分断裂或完全断裂，从而减弱或阻断电极端子5与电芯4的电连接，即减弱或阻断外部的电器元件与电芯4的电连接，从而有效地抑制锂离子二次电池1内部继续产热，可提高锂离子二次电池1的防爆效果；
3、本实用新型实施例通过在与设置有防爆刻痕7的电极端子5连接的极耳6上设置断裂口8，使得电池盖板2在破裂或爆开后，电极端子5在拉扯极耳6时，电极端子5更容易将极耳6拉扯断开，从而促使电池形成断路，有效地抑制电池内部继续产热，进一步提高电池的安全性能。
以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种电池盖板，所述电池盖板(2)上设置有电极端子(5)，其特征在于，所述电池盖板(2)上还设有防爆刻痕(7)，所述防爆刻痕(7)环绕或部分围绕所述电极端子(5)设置；所述电极端子(5)的数量为两个，分别为第一电极端子(51)和第二电极端子(52)，所述第一电极端子(51)和所述第二电极端子(52)均设置在所述电池盖板(2)上。
2.如权利要求1所述的电池盖板，其特征在于，所述防爆刻痕(7)环绕或部分围绕其中一个电极端子(5)设置，或者所述防爆刻痕(7)同时环绕或部分围绕所述第一电极端子(51)和所述第二电极端子(52)设置。
3.如权利要求1所述的电池盖板，其特征在于，所述防爆刻痕(7)的数量为两个，分别为第一防爆刻痕(71)和第二防爆刻痕(72)，所述第一防爆刻痕(71)环绕或部分围绕所述第一电极端子(51)设置，和/或所述第二防爆刻痕(72)环绕或部分围绕所述第二电极端子(52)设置。
4.如权利要求1所述的电池盖板，其特征在于，所述防爆刻痕(7)为封闭的环形结构，或具有开口的U形或C形结构。
5.一种锂离子二次电池，包括壳体(3)和电池盖板(2)，所述壳体(3)内封装有电芯(4)，所述壳体(3)的端部具有开口(31)，所述电池盖板(2)密封设置在所述开口(31)处，所述电池盖板(2)上设置有电极端子(5)，其特征在于，所述电池盖板(2)上还设有防爆刻痕(7)，所述防爆刻痕(7)环绕或部分围绕所述电极端子(5)设置；所述电极端子(5)的数量为两个，分别为第一电极端子(51)和第二电极端子(52)，所述第一电极端子(51)和所述第二电极端子(52)均设置在所述电池盖板(2)上。
6.如权利要求5所述的锂离子二次电池，其特征在于，所述防爆刻痕(7)环绕或部分围绕其中一个电极端子(5)设置，或者所述防爆刻痕(7)同时环绕或部分围绕所述第一电极端子(51)和所述第二电极端子(52)设置。
7.如权利要求5所述的锂离子二次电池，其特征在于，所述防爆刻痕(7)的数量为两个，分别为第一防爆刻痕(71)和第二防爆刻痕(72)，所述第一防爆刻痕(71)环绕或部分围绕所述第一电极端子(51)设置，和/或所述第二防爆刻痕(72)环绕或部分围绕所述第二电极端子(52)设置。
8.如权利要求5所述的锂离子二次电池，其特征在于，所述防爆刻痕(7)为封闭的环形结构，或具有开口的U形或C形结构。
9.如权利要求5所述的锂离子二次电池，其特征在于，所述壳体(3)内设置有极耳(6)，所述电极端子(5)通过所述极耳(6)与所述电芯(4)电连接，所述极耳(6)的一端与所述电芯(4)连接，所述极耳(6)的另一端与所述电极端子(5)连接，所述极耳(6)上设有至少一个断裂口(8)。
10.如权利要求5所述的锂离子二次电池，其特征在于，所述壳体(3)的相对两个端部均具有所述开口(31)，所述电池盖板(2)的数量为两个，分别为第一电池盖板(21)和第二电池盖板(22)，所述第一电池盖板(21)密封设置在所述壳体(3)的其中一个端部的开口(31)处，所述第二电池盖板(22)密封设置在所述壳体(3)的另一个端部的开口(31)处，所述第一电池盖板(21)和/或所述第二电池盖板(22)上设有所述防爆刻痕(7)。
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