CN220774622U - 一种电池顶盖及电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池顶盖及电池，属于电池领域。本实用新型的一种电池顶盖包括顶盖片和防爆片，顶盖片设有防爆孔；防爆片密封防爆孔；防爆片包括弹性片和环形塑料件，弹性片和环形塑料件均设置在防爆孔内；弹性片为一体结构；弹性片包括外圈部和设有外圈部圈内的弹性部；环形塑料件为注塑成型结构；环形塑料件包括外环部和位于外环部环内的内环部；弹性部位于内环部的环内；内环部和所述外圈部连成一体；外环部与顶盖片连成一体；其中，环形塑料件的硬度大于弹性部的硬度。本实用新型不仅能够保证弹性片与顶盖片之间的密封性，而且在电池内部产生负压或正压时，因弹性部变形而使环形塑胶件所受到的应力减小，从而提高防爆结构的耐疲劳性。

Description

一种电池顶盖及电池

技术领域

本实用新型涉及动力电池领域，更具体地说，涉及一种电池顶盖及电池。

背景技术

由于随着社会的发展进步，锂电池作为新能源迅速进入人们的视野，被广泛应用于各领域，因此二次电池的安全性越来越被关注，其中，电池的防爆片作为保护电池安全的重要设计之一也越来越被关注。

当前技术中铝材制成的防爆片与顶盖通过焊接的方式连接时会带来的大量的金属颗粒物，经检索，已有解决上述问题的手段公开，例如中国专利号：2022231784918，申请日：2022年11月28日，实用新型创造名称为：一种防爆片结构、储能单元及动力装置。该申请案中的防爆片结构包括固定部件一、固定部件二和防爆部件；固定部件一设置有导流通道一；固定部件一连接于电芯的盖板，导流通道一将电芯的内部与外界连通；固定部件二连接于固定部件一，设置有与导流通道一连通的导流通道二；防爆部件连接于导流通道二内；固定部件二通过固定部件一连接在盖板上，进而实现防爆部件与盖板的间接式安装。

实用新型内容

1.实用新型要解决的技术问题

本实用新型的目的在于克服现有防爆片与顶盖通过焊接的方式连接时所带来的问题，提出了一种电池顶盖及电池，采用本实用新型的技术方案，结构简单，设计巧妙，不仅能够保证弹性片与顶盖片之间的密封性，而且由于弹性部比形成在弹性片和顶盖片之间的环形塑胶件更易变形，因此在电池内部产生负压或正压时，通过弹性部的变形来减小环形塑胶件所受到的应力，从而提高防爆结构的耐疲劳性。

2.技术方案

为达到上述目的，本实用新型提供的技术方案为：

本实用新型的一种电池顶盖，包括

顶盖片，其设有防爆孔；

防爆片，其密封所述防爆孔；

所述防爆片包括

弹性片，其设置在所述防爆孔内，所述弹性片包括外圈部和设于所述外圈部圈内的弹性部；

环形塑料件，其设置在所述防爆孔内；所述环形塑料件包括外环部和位于所述外环部环内的内环部；所述弹性部位于所述内环部的环内侧；所述内环部和所述外圈部连成一体；所述外环部与所述顶盖片连成一体；其中，所述环形塑料件的抗变形能力大于所述弹性部的抗变形能力。

更进一步地，所述外圈部中与所述内环部接触的表面和/或所述顶盖片中与所述外环部接触的表面经纳米处理形成有纳米孔；所述环形塑料件的部分嵌入所述纳米孔中。

所述内环部的周壁设置有第一环形凹槽；所述外圈部设置在所述第一环形凹槽内。

更进一步地，所述外圈部厚度方向的至少一端设置有第一凹凸结构，所述第一环形凹槽内对应所述第一凹凸结构的位置处设置有第二凹凸结构；所述第一凹凸结构和所述第二凹凸结构凹凸配合。

更进一步地，所述外环部的周壁设置有第二环形凹槽，所述防爆孔的孔壁对应所述第二环形凹槽的位置处设置有环形凸起；所述环形凸起和所述第二环形凹槽凹凸配合。

更进一步地，在所述弹性片采用弹性材料制成时，所述外圈部与所述第一环形凹槽的槽壁相抵接，其中，所述外圈部呈压缩状态。

更进一步地，在所述弹性片采用弹性材料制成时，所述环形塑料件还包括连接部，所述连接部连接所述内环部和所述外环部；所述连接部的厚度小于所述内环部的厚度，且所述连接部的厚度小于所述外环部的厚度；所述连接部设置有第一刻痕。

更进一步地，在所述弹性片采用铝材料制成时，所述内环部和所述外环部连成一体；所述弹性部的厚度小于0.5mm；所述弹性部设置有第二刻痕。

更进一步地，所述弹性部的厚度由所述弹性部的中间区域向所述弹性部的边缘区域逐渐增厚。

本实用新型的一种电池，包括上述电池顶盖。

3.有益效果

采用本实用新型提供的技术方案，与已有的公知技术相比，具有如下有益效果：

本实用新型的一种电池顶盖，其顶盖片与弹性片之间通过注塑的方式连接在一起，连接快捷，能够避免现有采用焊接方式连接时产生的金属颗粒物，也能够保证弹性片与顶盖片之间的密封性；环形塑料件的抗变形能力大于弹性部的抗变形能力，也就是说弹性部比环形塑料件更易变形，进而在电池内部产生负压或正压时，因弹性部变形而使环形塑胶件所受到的应力减小，从而提高防爆结构的耐疲劳性。

附图说明

图1为本实用新型的一种电池顶盖实施例的剖视图；

图2为本实用新型的一种电池顶盖实施例1中环形塑料件的剖视图；

图3为本实用新型的一种电池顶盖实施例1中弹性片的剖视图；

图4为本实用新型的一种电池顶盖实施例1中弹性片的立体视图；

图5为本实用新型的一种电池顶盖实施例1的爆炸图；

图6为本实用新型的一种电池顶盖实施例2中环形塑料件的剖视图；

图7为本实用新型的一种电池顶盖实施例2中弹性片的剖视图。

示意图中的标号说明：100、顶盖片；101、防爆孔；102、环形凸起；200、环形塑料件；201、外环部；202、连接部；203、内环部；204、第一环形凹槽；205、第二环形凹槽；206、第二凸部；207、第二凹部；300、弹性片；301、弹性部；302、外圈部；303、第一凹部；304、第一凸部；4、第一刻痕；5、第二刻痕。

具体实施方式

为进一步了解本实用新型的内容，结合附图和实施例对本实用新型作详细描述。

实施例1

参见图1和图5，本实施例的一种电池顶盖，包括顶盖片100和用来密封防爆孔101的防爆片。

顶盖片是用来密封壳体的敞口的，顶盖片可以是塑料材料制成的，也可以是采用金属材料制成，例如，铝或铜；顶盖片100上设置有防爆孔101。

防爆片是用来密封防爆孔101，并在电池内部气压增大至一定值时爆破泄压的，防爆片的形状不限，可以是圆形的，也可以是长方形的，还可以是椭圆形的。

防爆片包括弹性片300和环形塑料件200，弹性片300和环形塑料件200均设置在防爆孔101内；弹性片300为一体结构；弹性片300包括外圈部302和设于外圈部302圈内的弹性部301；环形塑料件200包括外环部201和位于外环部201环内的内环部203；弹性部301位于内环部203的环内侧；内环部203和外圈部302连成一体；外环部201与顶盖片100连成一体；其中，环形塑料件200的抗变形能力大于弹性部301的抗变形能力。

本实施例中，1、弹性片300包括弹性部300和外圈部302，外圈部302通过环形塑料件200与顶盖片100连成一体，连接快捷，且通过环形塑料件200连接弹性片300和顶盖片100，能够避免通过焊接的方式连接时带来的大量的金属颗粒；2、在电池内部产生负压或正压时，由于环形塑料件200的抗变形能力大于弹性部301的抗变形能力，也就是说弹性部301比环形塑料件200更易变形，因此能够通过弹性部301先发生的内凹变形或外凸变形来缓解电池内部产生的负压或正压对环形塑料件200的影响，即通过弹性部301的变形来减小环形塑料件200所受到的应力，从而提高防爆结构的耐疲劳性。

上述需要说明的是，环形塑料件200为弹性片300和顶盖片100通过注塑的方式连接时形成的注塑成型结构，其中，当顶盖片100采用塑料材料制成，那么顶盖片100与环形塑料件200可以是分体式结构，当然也可以是一体式结构。另外，弹性片300可以采用弹性材料制成，也可以采用非弹性材料制成，例如弹性片300采用弹性材料制成，为了保证弹性片300的抗变形能力小于环形塑料件200的抗变形能力，对弹性片300的厚度进行了限定，要求弹性片300的厚度小于0.5mm，弹性片300的厚度取值可以根据弹性片300的抗变形能力以及环形塑料件200的抗变形能力而定，只要保证在电池内部产生负压或正压时弹性片300先于环形塑料件200变形即可，这里举例弹性片300的厚度为0.05mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm和0.3mm中任一个。

在一些实施例中，为了使得弹性片300与顶盖片100之间连接更为紧密，也就是说要比通过注塑的方式连接弹性片300和顶盖片100来说结合更为紧密，外圈部302中与内环部203接触的表面和/或顶盖片100中与外环部201接触的表面经纳米处理形成有纳米孔，上述设计使得弹性片300与顶盖片100之间能通过纳米注塑的方式连接，即将顶盖片100和弹性片300均放置于注塑模具内，合模后将熔融状态的塑料材料注入注塑模具内，熔融状态的塑料材料就会渗入纳米孔内，最后开模后得到：弹性片100和顶盖片100就通过环形塑料件200连成一体，环形塑料件200的部分嵌入纳米孔中。

具体地，弹性片300采用弹性材料制成，顶盖片100采用金属(铝)材料制成，对顶盖片100中与外环部201接触的表面经纳米处理形成纳米孔。

上述需要说明的是，对表面进行纳米处理的手段可以是T处理技术(日本大成)、E处理技术(劲胜精密)、PMH处理技术(比亚迪)、TRI处理技术(日本Toadenka公司)以及激光纳米成型技术(株式会社大赛璐)的任意一种。

在一些实施例中，参见图1、图2、图3和图4，内环部203的周壁设置有第一环形凹槽204；外圈部302设置在第一环形凹槽204内。外圈部302嵌入在环形塑料件200的内环部203内，不仅增加了接触面积，进而使得弹性片300和环形塑料件200之间连接紧密，而且增强了环形塑料件200的强度，使得更不易变形。

进一步地，为了使得弹性片300和环形塑料件200之间连接更为紧密，外圈部302厚度方向的至少一端设置有第一凹凸结构；第一环形凹槽204内对应第一凹凸结构的位置处设置有第二凹凸结构；第一凹凸结构和第二凹凸结构凹凸配合。通过第一凹凸结构和第二凹凸结构凹凸配合使得弹性片300和环形塑料件200之间结合更为稳固。

具体到本实施例中，第一凹凸结构包括第一凸起和第一凹陷，外圈部302厚度方向的两端均设置有多个第一凸起和多个第一凹陷，第一凸起和第一凹陷间隔设置；第二凹凸结构包括第二凸起和第二凹陷，第一环形凹槽204内对应第一凸起的位置处设有第二凹陷，第一环形凹槽204内对应第一凹陷的位置处设有第二凸起。

进一步地，弹性片300的外圈部302的厚度大于弹性片300的弹性部301的厚度，由于环形塑料件200的内环部203包覆在弹性片300的外圈部302，因此，环形塑料件200的内环部203的厚度大于弹性片300的弹性部301的厚度，增强了环形塑料件200和弹性片300连接处的强度，使得更不易变形。

在一些实施例中，参见,1和图2，外环部201的周壁设置有第二环形凹槽205，防爆孔101的孔壁对应第二环形凹槽205的位置处设置有环形凸起102；环形凸起102和第二环形凹槽205凹凸配合，不仅增加了接触面积，进而使得环形塑料件200与顶盖片100之间连接更为紧密，而且增强了环形塑料件200的强度，使得更不易变形。

在一些实施例中，在弹性片300采用弹性材料制成时，外圈部302与第一环形凹槽204的槽壁相抵接，其中，弹性片300的外圈部302呈压缩状态。由于弹性片300的外圈部302呈压缩状态，且外圈部302与第一环形凹槽204的槽壁是相抵接的关系，因此在弹性部301发生形变时也能保证外圈部302与第一环形凹槽204的槽壁始终保持相抵接的关系，进而保证了弹性片300与环形塑料件200的密封性，其中，为了更好地达到相抵接的关系，即为了保证密封性，要求外圈部302在其厚度方向的压缩量大于10％，具体取值可以是11％、13％、15％、17％和19％中任一个。

在一些实施例中，弹性部301的厚度由弹性部301的中间区域向弹性部301的边缘区域逐渐增厚，弹性部301的中间区域更易变形，进而尽量减少弹性部301的边缘区域变形，增加弹性片300和环形塑料件200连接处的密封性。

在一些实施例中，参见图2，在弹性片300采用弹性材料制成时，环形塑料件200还包括连接部202，连接部202连接内环部203和外环部201；连接部202的厚度小于内环部203的厚度，且连接部202的厚度小于外环部201的厚度；连接部202设置有第一刻痕4。

在该实施例中，环形塑料件200由连接部202、内环部203和外环部201构成，通过设计连接部202的厚度小于外环部201的厚度且小于内环部203的厚度，将连接部202设计为爆破位置，这里需要说明的是，要求环形塑料件200和弹性片300的设计满足在电池内部产生负压或正压时弹性片300先于环形塑料件200变形，同时满足在电池内部气压增大至一定值需要爆破泄压时环形塑料件200先于弹性片300爆破；进一步利于爆破泄压，在连接部202设置第一刻痕4，这里需要说明的是，第一刻痕4可以是在注塑成型后在环形塑料件200上加工的，也可以是一体成型在环形塑料件200上的。

本实施例的一种电池，包括上述的电池顶盖。

实施例2

本实施例的一种电池顶盖的基本同实施例1，不同之处在于：参见图6和图7，在弹性片300采用铝材料制成时，内环部203和外环部201连成一体；弹性部301设置有第二刻痕5。在该实施例中，环形塑料件200由内环部203和外环部201构成，设计弹性片300为爆破位置，这里需要说明的是，要求环形塑料件200和弹性片300的设计满足在电池内部产生负压或正压时弹性片300先于环形塑料件200变形，同时满足在电池内部气压增大至一定值需要爆破泄压时弹性片300先于环形塑料件200爆破；进一步利于爆破泄压，弹性部301设置有第二刻痕5。

需要说明的是：为了保证弹性片300的抗变形能力小于环形塑料件200的抗变形能力，对弹性片300的厚度进行了限定，要求弹性片300的厚度小于0.5mm，弹性片300的厚度取值可以根据弹性片300的抗变形能力以及环形塑料件200的抗变形能力而定，只要保证在电池内部产生负压或正压时弹性片300先于环形塑料件200变形即可，这里举例弹性片300的厚度为0.05mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm和0.3mm中任一个。

另外，若弹性片300和采用金属(铝)材料，外圈部302中与内环部203接触的表面和/或顶盖片100中与外环部201接触的表面经纳米处理形成有纳米孔；若弹性片300采用金属材料，例如采用铝材料，且顶盖片100采用塑料材料制成，外圈部302中与内环部203接触的表面经纳米处理形成纳米孔。

本实用新型的一种电池顶盖，其环形塑料件的抗变形能力大于弹性部的抗变形能力，也就是说弹性部比环形塑料件更易变形，进而在电池内部产生负压或正压时，因弹性部变形而使环形塑胶件所受到的应力减小，从而提高防爆结构的耐疲劳性。

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)

1.一种电池顶盖，包括

顶盖片(100)，其设有防爆孔(101)；

防爆片，其密封所述防爆孔(101)；

其特征在于：所述防爆片包括

弹性片(300)，其设置在所述防爆孔(101)内；所述弹性片(300)包括外圈部(302)和设于所述外圈部(302)圈内的弹性部(301)；

环形塑料件(200)，其设置在所述防爆孔(101)内；所述环形塑料件(200)包括外环部(201)和位于所述外环部(201)环内的内环部(203)；所述弹性部(301)位于所述内环部(203)的环内侧；所述内环部(203)和所述外圈部(302)连成一体；所述外环部(201)与所述顶盖片(100)连成一体；其中，所述环形塑料件(200)的抗变形能力大于所述弹性部(301)的抗变形能力。

2.根据权利要求1所述的一种电池顶盖，其特征在于：所述外圈部(302)中与所述内环部(203)接触的表面和/或所述顶盖片(100)中与所述外环部(201)接触的表面经纳米处理形成有纳米孔；所述环形塑料件(200)的部分嵌入所述纳米孔中。

3.根据权利要求1所述的一种电池顶盖，其特征在于：所述内环部(203)的周壁设置有第一环形凹槽(204)；所述外圈部(302)设置在所述第一环形凹槽(204)内。

4.根据权利要求3所述的一种电池顶盖，其特征在于：所述外圈部(302)厚度方向的至少一端设置有第一凹凸结构；所述第一环形凹槽(204)内对应所述第一凹凸结构的位置处设置有第二凹凸结构；所述第一凹凸结构和所述第二凹凸结构凹凸配合。

5.根据权利要求1所述的一种电池顶盖，其特征在于：所述外环部(201)的周壁设置有第二环形凹槽(205)，所述防爆孔(101)的孔壁对应所述第二环形凹槽(205)的位置处设置有环形凸起(102)；所述环形凸起(102)和所述第二环形凹槽(205)凹凸配合。

6.根据权利要求3所述的一种电池顶盖，其特征在于：在所述弹性片(300)采用弹性材料制成时，所述外圈部(302)与所述第一环形凹槽(204)的槽壁相抵接，其中，所述外圈部(302)呈压缩状态；所述弹性部(301)的厚度小于0.5mm。

7.根据权利要求1所述的一种电池顶盖，其特征在于：在所述弹性片(300)采用弹性材料制成时，所述环形塑料件(200)还包括连接部(202)，所述连接部(202)连接所述内环部(203)和所述外环部(201)；所述连接部(202)的厚度小于所述内环部(203)的厚度，且所述连接部(202)的厚度小于所述外环部(201)的厚度；所述连接部(202)设置有第一刻痕(4)。

8.根据权利要求1所述的一种电池顶盖，其特征在于：在所述弹性片(300)采用铝材料制成时，所述内环部(203)和所述外环部(201)连成一体；所述弹性部(301)的厚度小于0.5mm；所述弹性部(301)设置有第二刻痕(5)。

9.根据权利要求1所述的一种电池顶盖，其特征在于：所述弹性部(301)的厚度由所述弹性部(301)的中间区域向所述弹性部(301)的边缘区域逐渐增厚。

10.一种电池，其特征在于：包括权1至权9任一项所述的电池顶盖。