CN221327902U - 一种顶盖组件及二次电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种顶盖组件及二次电池，其包括:顶盖片，顶盖片上设有防爆孔；排气阀，排气阀穿设于所述防爆孔；防爆片，防爆片密封防爆孔，其中防爆片的厚度小于顶盖片厚度；防爆片设置有安装孔；排气阀，排气阀穿设在安装孔，且排气阀的阀体密封安装孔。本顶盖组件及二次电池能够当电解液产生气体较少时在不破坏电池正常使用的前提下自动通过排气阀将气体由电池内部排放至外部环境中，当电解液产生气体较多时通过冲破防爆片的方式将冲击气流由电池内部排放至外部环境中，进而避免电池整体发生爆炸，由此，本实施例提供的顶盖组件能够实现对电池的二级防护，是一种具有广阔使用前景的新型电池元件结构。

Description

一种顶盖组件及二次电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体指一种顶盖组件及二次电池。

背景技术

电池的安全性能一直以来都是行业内首要关注的问题，在常规电池设置中，电解液里的锂盐在发生氧化还原反应的同时也会发生分解，进而产生气体，当产气持续增加时，膨胀的气体会大大增加电池内压，如果压力达到临界程度就会引起铝壳破裂、漏液、起火甚至爆炸等事故，因此及时将上述气体导出是维持电池使用安全、保证电池性能稳定的核心环节。

现阶段在电池使用过程中的产气量会受到温度、振动以及具体使用操作等多方面的影响，因此其实际产气总量并不可控，当其产气量较小时，只要及时将气体导出即可继续使用，如若产气量较大，为保证安全则可以通过破坏电池的方式避免其爆炸，因此现阶段如何制备一种能够依据产气量的不同选择不同排气方式是目前行业内的主要研究方向之一。

发明内容

为此，本实用新型所要解决的技术问题在于克服现有技术中不能依据电池产气量选择相应排气方式，无法实现二级防护目的的问题，提供一种顶盖组件及二次电池。

为解决上述技术问题，本实用新型提供了一种顶盖组件，其包括:顶盖片，所述顶盖片上设有防爆孔；防爆片，所述防爆片密封所述防爆孔，其中，所述防爆片的厚度小于所述顶盖片厚度；所述防爆片设置有安装孔；排气阀，所述排气阀穿设在所述安装孔，且所述排气阀的阀体密封所述安装孔。

在本实用新型的一个实施例中，所述顶盖组件还包括至少一个加强肋，所述加强肋设有具有相对设置的第一端和第二端，所述加强肋的第一端连接于所述排气阀的阀体，所述加强肋的第二端连接于所述顶盖片。

在本实用新型的一个实施例中，所述顶盖片上设有至少两个所述加强肋，至少两个所述加强肋分布在所述排气阀四周并且间隔设置。

在本实用新型的一个实施例中，所述加强肋第二端连接于所述顶盖片中朝向电芯的表面。

在本实用新型的一个实施例中，所述加强肋位于所述防爆孔内，所述加强肋的第二端固设于所述防爆孔的孔壁。

在本实用新型的一个实施例中，所述防爆片和所述加强肋接触。

在本实用新型的一个实施例中，所述顶盖片还设有注液孔，所述注液孔处设置有注液阀。

在本实用新型的一个实施例中，所述排气阀包括：阀体，所述阀体设置有用于连通电池内外环境的排气通道，所述排气通道具有入口和出口，所述入口设置于所述阀体中朝向电芯的表面；封堵块，用于封堵入口，所述封堵块滑动设置于所述排气通道的入口和出口之间；弹性件，所述弹性件设置于所述排气通道内，所述弹性件位于所述封堵块与所述入口之间，且所述弹性件的两端分别与所述封堵块、所述阀体固连；或者，所述弹性件位于所述封堵块和所述出口之间，且所述弹性件的两端分别与所述封堵块、所述阀体固连。

在本实用新型的一个实施例中，所述出口设置于所述阀体中远离电芯的表面，或者，所述出口设置于所述阀体的侧壁。

本实用新型提供了一种，二次电池，其包括：壳体；电芯，所述电芯设置于所述壳体内部；上述顶盖组件，其与所述壳体共同围设出容纳所述电芯的空间。

本实用新型的上述技术方案相比现有技术具有以下优点：

本实用新型所述的顶盖组件及二次电池，能够当电解液产生气体较少时在不破坏电池正常使用的前提下通过排气阀自动排气，当电解液产生气体较多时通过冲破防爆片的方式避免电池爆炸，由此采用不同排气方式实现了对电池的二级防护，是具有广阔使用前景的新型电池元件结构和电池。

附图说明

为了使本实用新型的内容更容易被清楚的理解，下面根据本实用新型的具体实施例并结合附图，对本实用新型作进一步详细的说明。

图1是本实用新型优选实施例中顶盖组件的仰视图；

图2是图1中顶盖组件沿其厚度方向的剖面示意图；

图3是图1中顶盖组件的结构示意图；

图4是图1中排气阀的结构示意图；

图5是图1中另一种排气阀的结构示意图；

图6本实用新型另一实施例中顶盖组件的仰视图。

说明书附图标记说明：100、顶盖片；110、第一气体传输通道；200、防爆片；300、排气阀；310、入口；320、出口；330、弹性件；340、封堵块；400、加强肋；500、注液阀；510、注液口510；520、排液口520；600、极柱安装孔。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。

实施例一

本实施例提供一种顶盖组件，其包括:顶盖片100，顶盖片100上设有防爆孔，这里的防爆孔优选为设置于顶盖片100中部的跑道型通孔，当然了，防爆孔也可以是圆形或矩形等；防爆片200，防爆片200密封防爆孔，其中，防爆片200的厚度小于顶盖片100厚度，这里的防爆片200的形状与防爆孔横截面形状相匹配，其通过激光焊接固定连接于防爆孔内，当然了，防爆片200和顶盖片一体成型；防爆片200设置有安装孔；排气阀300，排气阀300穿设在安装孔，且排气阀300密封安装孔。

本实施例中，当电池产生气体较少时，通过排气阀300自动将气体由电池内部排放至外部环境中，当电池产生气体较多且来不及自排气阀300排出时，通过冲破防爆片200的方式将气体由电池内部排放至外部环境中，进而避免电池整体发生爆炸，由此，本实施例提供的顶盖组件能够实现对电池的二级防护，是一种具有广阔使用前景的新型电池元件结构。

需要说明的是，参见图1至图3所示，本实施例中，安装孔和防爆孔同轴设置，也就是说，排气阀300沿顶盖片100的厚度方向垂直穿设于防爆片200中心，这样使得防爆片200受力均匀。

在一些实施例中，参见图1及图2所示，顶盖组件还包括至少一个加强肋400，加强肋400具有相对设置的第一端和第二端，加强肋400的第一端连接于排气阀300的阀体，加强肋400的第二端连接于顶盖片100。

该本实施例中，加强肋400的设置一方面能够加强排气阀300与顶盖片100的连接强度，另一方面在防爆片200被冲破时起到阻挡喷射物的作用，降低喷射物在冲击气流的作用下从防爆孔飞出而形成的安全隐患。

在其他实施例中，顶盖片100上可以设有至少两个加强肋400，至少两个加强肋400能够分布在排气阀300四周并且朝向不同角度间隔设置，从而进一步提高排气阀300与顶盖片100之间的连接稳定性，同时将防爆孔分割为更多且横截面积更小的空间，以提高其对冲击碎片的阻挡效果。

具体地，顶盖组件包括四个加强肋400，上述四个加强肋400分别沿四个不同方向延伸，进一步地，任意相邻两个加强肋400在其长度方向上的延长线之间夹角为90°，由此，四个加强肋400在防爆孔处整体为十字形交叉结构设置，此种结构设置能够在设有四个加强肋400的前提下使整体结构达到最佳稳定性。

上述四个加强肋400沿顶盖片100延伸方向的平面内将防爆孔划分为四个空间，同时，加强肋400以排气阀300为中心对称设置，以此在电池内部发生爆破冲击或顶盖片100受到其他压力作用的情况下，将其受到的冲击力或压力均匀分散至所有加强肋400上并且使各个加强肋400的受力程度相同，进而发挥加强肋400的最优支撑效果。

需要说明的是，加强肋400还可以设置六个或八个或十个，相对于设置四个来说，一方面能够具有更高的支撑强度，另一方面能够阻挡更细小的飞溅碎片。

在一些实施例中，加强肋400的第二端连接于顶盖片100朝向电芯一侧的表面。

该本实施例中，加强肋400的第二端焊接于顶盖片100中朝向电芯的表面，当然了，加强肋400和顶盖片100也可以一体成型。在其他实施例中，加强肋400还可以安装于防爆孔内，此种结构设置除上述优势外还能够最大程度降低加强肋400在电池内部的占用空间，进一步地，当加强肋400安装于防爆孔内时，任意加强肋400的第二端分别固连于防爆孔的孔壁上。

在一些实施例中，防爆片200和加强肋400接触。

在该实施例中，当外力误作用在防爆片200上时，由于加强肋400和防爆片200是相接触的，因此能够避免防爆片200因外力而变形。

在一些实施例中，参见图4和图2所示，排气阀300包括：阀体，阀体设置有用于连通电池内外环境的排气通道，排气通道具有入口310和出口320，其中，入口310设置于中朝向电芯的表面；封堵块340，用于封堵入口310，封堵块340滑动设置于排气通道的入口310和出口320之间；弹性件330，弹性件330设置于排气通道内，且弹性件330位于封堵块340与出口320之间，且弹性件330的两端分别与封堵块340、阀体固连。

本实施例中，在初始状态时，弹性件330处于压缩状态，封堵块340在弹性件330的作用下密封入口310，以实现电池密封的内部环境；而当需要排气时，封堵块340在气流的推动作用下在排气通道内沿着远离入口310的方向运动，同时不断挤压弹性件330，使弹性件330继续压缩，直至气流能自出口320排出为止，此时电池的内外环境通过排气通道连通，即可进行排气；在排气完成后，在弹性件330的作用下，封堵块340复位继续封堵入口310。

需要说明的是，在安装时，操作人员可以选用不同弹性程度的弹性件330以确保排气通道能够在电池内部达到预设压力时与外接连通。

在其他实施例中，参见图5所示，弹性件330位于封堵块340与入口310之间，且弹性件330的两端分别与封堵块340、阀体固连。

在其他实施例中，出口320设置于阀体的侧壁，出口320和入口310分别位于顶盖片100两侧，电池内部的气流由入口310进入排气通道后经过出口320流出。

在其他实施例中，出口320和入口310相对设置，出口320设置于阀体中远离电芯的表面，出口320和入口310分别位于顶盖片100两侧。

在一些实施例中，参见图1至图3所示，顶盖片100设置有注液孔，注液孔处设置有注液阀500。

该本实施例中，顶盖片100还设置有两个极柱安装孔600，排气阀300和注液阀500位于两个极柱安装孔600之间。

在电池的实际使用过程中存在因电解液不足导致其性能骤降的问题，而现有电池结构中注液孔是通过焊接密封胶钉等元件进行填充封闭，因此不能在电池使用过程中依据实际使用情况实时添加电解液，为此本实施例中，注液孔处设置有注液阀500，在打开注液阀500时，可以通过注液阀给电池内注液，在关闭注液阀500时，可以避免电解液泄露以及可以避免外部环境的气体进入电池内。

具体地，参见图2所示，排气阀300的结构和注液阀500的结构一致，只要因为排气方向和注液方向是相反的，因此，在将排气阀300和注液阀500装在顶盖片100上时，需要让排气阀300的入口310对着电芯设置，而注液阀500的注液出口(出口320)对着电芯设置。

当然了需要说明的是，排气阀300的结构和注液阀500的结构也可以不一致，只要注液阀500能够密封注液孔也能够连通电池内外环境即可。

下面阐述本实施例中顶盖组件的具体使用过程及原理：

本实施例中，顶盖组件与电池外壳连接，其与电池壳体共同围设出容纳电芯及电解液的空间，在正常使用时，上述空间位处于完全密封的状态，随着使用时间的增加，电池内部可能会产生气体，当气体增多时，电池内部气压随之逐渐增大，为平衡电池内外部环境压力恒定，气压相对更高的电池内部环境的气体能够通过挤压排气阀300中的封堵块340实现排气，以此在电池产生少量气体时维持其内部环境的稳定。在特殊情况下，若电池内部发生在短时间内快速产生大量气体的情况，由于排气阀300来不及排气，此时，为了避免发生爆炸，大量气体会优选冲破薄弱区域，即，从防爆片200处冲出，当防爆片200被冲破后即可实现电池内外环境相连通的作用，由此能够在短时间内释放电池内部的大量气体，至此，排气阀300及防爆片200共同作用实现了对电池的二级防护；进一步地，当防爆孔连通电池内外环境后，爆破碎片可能从爆破处以较高速度飞溅崩出，此时加强肋400能够对上述碎片进行阻拦，降低碎片飞溅伤人的风险。此外，随着电池内部电解液的不断消耗，本申请中的注液阀500还兼具能够随时向电池内部补充电解液的作用，由此进一步提高了电池的使用寿命。

综上，本实施例中的顶盖组件能够依据不同电池内环境自动选择不同排气方式，在确保其使用强度的前提下实现了对电池的二级防护，相比于传统电池顶盖类元件，本实施例中的顶盖组件具有显著优势。

本实施例中的二次电池可以用于汽车、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。汽车可以是燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等；航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等；电动玩具包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等；电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具，例如，电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等等。

在本实用新型实施例的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，若出现术语“设置”、“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实用新型中的具体含义。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种顶盖组件，其特征在于:包括:

顶盖片(100)，所述顶盖片(100)设有防爆孔；

防爆片(200)，所述防爆片(200)密封所述防爆孔，其中，所述防爆片(200)的厚度小于所述顶盖片(100)厚度；所述防爆片(200)设置有安装孔；

排气阀(300)，所述排气阀(300)穿设在所述安装孔，且所述排气阀(300)密封所述安装孔。

2.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于：所述顶盖组件还包括至少一个加强肋(400)，所述加强肋(400)具有相对设置的第一端和第二端，所述加强肋(400)的第一端连接于所述排气阀(300)的阀体，所述加强肋(400)的第二端连接于所述顶盖片(100)。

3.根据权利要求2所述的顶盖组件，其特征在于：所述顶盖片(100)上设有至少两个所述加强肋(400)，至少两个所述加强肋(400)分布在所述排气阀(300)四周并且间隔设置。

4.根据权利要求2或3所述的顶盖组件，其特征在于：所述加强肋(400)第二端连接于所述顶盖片(100)中朝向电芯的表面。

5.根据权利要求2或3所述的顶盖组件，其特征在于：所述加强肋(400)位于所述防爆孔内，所述加强肋(400)的第二端固设于所述防爆孔的孔壁上。

6.根据权利要求2或3所述的顶盖组件，其特征在于：所述防爆片(200)和所述加强肋(400)接触。

7.根据权利要求1所述的顶盖组件，其特征在于：所述顶盖片(100)还设有注液孔，所述注液孔处设置有注液阀(500)。

8.根据权利要求2或3所述的顶盖组件，其特征在于：所述排气阀(300)包括：

阀体，所述阀体设置有用于连通电池内外环境的排气通道，所述排气通道具有入口(310)和出口(320)，其中，所述入口(310)设置于所述阀体中朝向电芯的表面；

封堵块(340)，用于封堵入口(310)，所述封堵块(340)可滑动设置于所述排气通道的入口(310)和出口(320)之间；弹性件(330)，所述弹性件(330)设置于所述排气通道(110)内，所述弹性件(330)位于所述封堵块(340)与所述入口(310)之间，且所述弹性件(330)的两端分别与所述封堵块(340)、所述阀体固连；或者，所述弹性件(330)位于所述封堵块(340)和所述出口(320)之间，且所述弹性件(330)的两端分别与所述封堵块(340)、所述阀体固连。

9.根据权利要求8所述的顶盖组件，其特征在于：所述出口(320)设置于所述阀体中远离电芯的表面，或者，所述出口(320)设置于所述阀体的侧壁。

10.一种二次电池，其特征在于：包括：

壳体；

电芯，所述电芯设置于所述壳体内部；

权利要求1-9中任意一项所述的顶盖组件，其与所述壳体共同围设出容纳所述电芯的空间。