一种电芯防爆阀、方形电芯顶盖和电芯结构的制作方法

1.本实用新型涉及电池生产技术领域，尤其涉及一种电芯防爆阀、方形电芯顶盖和电芯结构。


背景技术：

2.锂电池是新能源电动汽车的能量来源，因其化学特性，循环过程中若发生热失控或者内部短路，会在短时间内产生大量的热量和气体，易导致电池爆炸，因此为了保证电芯的安全性能，需要在电芯外壳上设置防爆阀，以及时排出热失控产生的烟气，对电芯进行泄压防爆；在防爆阀的防爆片开启时，需要尽量保证防爆片不被撕裂，以避免防爆片飞溅撞击到其它组件造成损坏。
3.现有授权公告号为cn208955080u的实用新型专利，公开了一种电池盖板防爆片，包括凸缘部、连接部和防爆片本体，所述连接部围绕防爆片本体一圈连接，所述凸缘部围绕连接部一圈连接，所述连接部的截面为波浪形，所述防爆片本体的底面设置有间断的第二刻痕和两条半圆形的第二刻痕，所述第二刻痕的两端连接于第一刻痕间断处的两侧。
4.如上述技术方案内容，其在防爆片本体上设置刻痕，以控制防爆片的开启位置。目前的防爆片中，也主要是通过刻痕控制开启，但在较大容量的电池应用中，仅仅依靠刻痕难以保证防爆片不被撕裂脱落，防爆片易在惯性作用下过度撕裂甚至脱落，且在防爆片开启的同时，防爆片会产生较大的波动，形变较为严重，无法实现对电芯内容物喷发的导向。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型提出了一种电芯防爆阀、方形电芯顶盖和电芯结构。
6.本实用新型的技术方案是这样实现的：一方面，本实用新型提供了一种电芯防爆阀，包括盖板、防爆片和加强筋，其中，
7.所述盖板上开设有泄压孔；
8.所述防爆片位于所述泄压孔内，所述防爆片的大小对应所述泄压孔的大小，且所述防爆片的边缘贴合所述泄压孔的内壁并固定，以对所述泄压孔进行密封；
9.所述加强筋设置在所述防爆片上，且所述加强筋从所述防爆片的边缘向其中心方向延伸；所述防爆片上设置u形的刻痕，所述刻痕的开口正对所述加强筋靠近所述防爆片中心的一端，所述刻痕处的结构强度小于防爆片其它区域的结构强度。
10.在以上技术方案的基础上，优选的，还包括连接部，所述连接部环绕所述防爆片的边缘设置有一圈，所述防爆片通过所述连接部与所述泄压孔的内壁固定连接，所述连接部的厚度大于所述防爆片的厚度；所述加强筋远离所述防爆片中心的一端与所述连接部固定连接。
11.在以上技术方案的基础上，优选的，所述泄压孔为阶梯孔，所述连接部固定在所述泄压孔的大径部分内，以通过所述防爆片对所述泄压孔的小径部分密封，所述泄压孔的小径部分朝向喷发方向设置。
12.在以上技术方案的基础上，优选的，所述连接部与所述泄压孔大径部分的内壁通过焊接或粘结方式固定连接。
13.在以上技术方案的基础上，优选的，所述加强筋从所述防爆片的边缘向其中心方向逐渐变薄。
14.在以上技术方案的基础上，优选的，所述加强筋远离所述防爆片的一面为斜面或弧形面。
15.在以上技术方案的基础上，优选的，所述防爆片和所述加强筋一体压铸成型。
16.在以上技术方案的基础上，优选的，所述防爆片的厚度为0.05mm～0.2mm，所述加强筋最大厚度为0.5mm。
17.另一方面，本实用新型公开了一种方形电芯顶盖：包上述的电芯防爆阀，还包括下塑件、贴片、极柱、密封圈和防护片，其中，
18.所述下塑件设置在所述盖板朝向电芯的一面上；
19.所述贴片设置在所述盖板远离电芯的一面上；
20.所述下塑件和所述贴片上均设置有连通孔，所述连通孔与所述泄压孔相贯通；
21.所述极柱贯穿所述盖板、所述下塑件和所述贴片，且所述极柱与所述下塑件固定连接；
22.所述密封圈设置在所述极柱的周向面上，且所述密封圈将所述极柱与所述盖板相隔离；
23.所述盖板远离电芯的一面上设置有密封部，所述密封部环绕所述泄压孔设置；
24.所述防护片贴合在所述密封部上以对泄压孔进行封闭。
25.另一方面，本实用新型公开了一种电芯结构，包括上述的方形电芯顶盖。
26.本实用新型的电芯防爆阀、方形电芯顶盖和电芯结构相对于现有技术具有以下有益效果：
27.(1)通过在防爆片上设置有加强筋，且加强筋从防爆片的边缘向中心延伸，在防爆片上还设置有开口正对加强筋的u形的刻痕，如此一来，在电芯发生热失控时，u形刻痕处会率先被冲破，而防爆片的另一侧由于连接有加强筋，连接强度较高，因此能够保证防爆片不会脱落，从而避免防爆片脱落撞击其它组件。由于刻痕设置位置单一，因此其开启较为顺畅，防爆片不易扭曲形变，防爆片弯折后，能够实现电芯喷发内容物的导向，以避开重要组件，防止造成二次伤害。
28.(2)通过在防爆片的边缘设置有连接部，且将泄压孔设置为阶梯孔，如此一来，在进行防爆片的安装时，将连接部放置到泄压孔的大径部分内并固定即可，由于泄压孔的小径部分朝向喷发方向，因此在电芯热失控进行内容物喷发时，内部压力会使得连接部更加贴合阶梯孔大径部分和小径部分的分界面，以保证防爆片的良好稳定性，可防止防爆片和连接部整体脱落，使其能够正常开启喷发，提高了本防爆阀的工作可靠性。
附图说明
29.为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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它的附图。
30.图1为本实用新型的电芯防爆阀的立体图；
31.图2为本实用新型的电芯防爆阀的俯视结构图；
32.图3为本实用新型的电芯防爆阀开启状态图；
33.图4为本实用新型的电芯防爆阀的加强筋呈斜面结构图；
34.图5为本实用新型的电芯防爆阀的加强筋呈弧面结构图；
35.图6为本实用新型的电芯防爆阀的泄压孔结构截面图；
36.图7为本实用新型的电芯防爆阀的防爆片安装结构图；
37.图8为本实用新型的方形电芯顶盖的极柱安装结构截面图；
38.图9为本实用新型的方形电芯顶盖的爆炸图；
39.图中：盖板1、泄压孔101、防爆片2、刻痕201、加强筋3、连接部4、下塑件5、贴片6、极柱7、密封圈8、防护片9、密封部10、连通孔0。
具体实施方式
40.下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，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它实施方式，都属于本实用新型保护的范围。
41.在常规的电池防爆阀中，多采用刻痕控制防爆片的开启位置，通常情况下，会设置多道刻痕，以对防爆片的开启方向进行控制，刻痕的设置，本身是为了使得防爆片能够被顺利撕开进行泄压，但防爆片极易在撕裂惯性的作用出现过度开启甚至脱落的情形。其次，由于电芯内热失控压力较大，因此易导致防爆片承受压力时形态会有较大的波动，防爆片开启时的形状得不到良好的控制，因此难以实现对电芯内容物喷发的导向。
42.本技术方案在于提高电芯防爆阀的开启可靠性以实现对电芯内容物喷发的导向。
43.如图1～9所示，本实用新型的电芯防爆阀，包括盖板1、防爆片2和加强筋3，其中，盖板1上开设有泄压孔101；防爆片2位于泄压孔101内，防爆片2的大小对应泄压孔101的大小，且防爆片2的边缘贴合泄压孔101的内壁并固定，以对泄压孔101进行密封；加强筋3设置在防爆片2上，且加强筋3从防爆片2的边缘向其中心方向延伸；防爆片2上设置u形的刻痕201，刻痕201的开口正对加强筋3靠近防爆片2中心的一端，刻痕201处的结构强度小于防爆片2其它区域的结构强度。本防爆阀，是安装在电芯顶盖上进行使用，电芯顶盖用于对电芯壳体进行密封，在电芯内部热失控时，内容压力会使得防爆片2从刻痕201处冲开，此时电芯内容物喷发进行泄压。由于防爆片2上设置有加强筋3用于加固防爆片2，因此在防爆片2从刻痕201处冲开后，加强筋3可保证防爆片2不会从盖板1上脱落，从而避免防爆片2被压力冲飞撞击到其它组件；其次，在防爆片2开启后，其整体会呈现弯折状，能够实现对电芯内容物进行喷发导向的作用，以避免电芯内容物喷发对其它组件造成二次伤害。
44.在防爆片2遭受冲击弯折时，为避免防爆片2过度翻折或出现断裂的现象，加强筋3的结构设置为从其边缘向其中心方向逐渐变薄。如此一来，在防爆片2弯折时，加强筋3较薄的部分也可适当跟随弯折，以实现缓冲效果，从而避免防爆片2过度翻折或者断裂。具体的，加强筋3远离防爆片2的一面为斜面或弧形面。在加强筋3采用斜面时，其强度较高，有利于
避免防爆片2过度翻折；在加强筋3采用弧形面时，其更易跟随防爆片2翻折，开启更为顺畅，防爆片2的开启角度也更大，适用于无需对喷发内容物导向的场合。
45.进一步的，防爆片2和加强筋3一体压铸成型，如此有利于提高防爆片和加强筋的一体性，整体结构稳定。优选的，防爆片2的厚度为0.05mm～0.2mm，加强筋3最大厚度为0.5mm。
46.为了提高防爆片2与盖板1上泄压孔101的连接结构强度，在防爆片2的边缘设置有一圈连接部4，防爆片2通过连接部4与泄压孔101的内壁固定连接，连接部4的厚度大于防爆片2的厚度；加强筋3远离防爆片2中心的一端与连接部4固定连接。在防爆片进行安装时，可通过连接部4与泄压孔101的内壁进行固定连接，由于连接部4的厚度大于防爆片2，因此连接部4与泄压孔101内壁的连接会更加稳固，能够提高防爆片2安装的稳定性。
47.进一步的，泄压孔101为阶梯孔，连接部4固定在泄压孔101的大径部分内，以通过防爆片2对泄压孔101的小径部分密封，泄压孔101的小径部分朝向喷发方向设置。如此一来，由于泄压孔101为阶梯孔，因此将连接部4放进泄压孔101内并进行固定，即可完成防爆片2的安装，具体的，连接部4与泄压孔101大径部分的内壁通过焊接或粘结方式固定连接。
48.如上述结构的设置，在防爆片2承受来自电芯的内部压力时，会使得连接部4压紧阶梯孔大径部分和小径部分的分界面上，其整体结构稳固，可避免出现防爆片2和连接部4整体被电芯内部压力冲飞的现象，以防止撞击其它组件造成损坏。
49.本实用新型还提供了一种方形电芯顶盖：包括上述的电芯防爆阀，还包括下塑件5、贴片6、极柱7、密封圈8和防护片9，其中，下塑件5设置在盖板1朝向电芯的一面上；贴片6设置在盖板1远离电芯的一面上；下塑件5和贴片6上均设置有连通孔0，连通孔0与泄压孔101相贯通；极柱7贯穿盖板1、下塑件5和贴片6，且极柱7与下塑件5固定连接；密封圈8设置在极柱7的周向面上，且密封圈8将极柱7与盖板1相隔离；盖板1远离电芯的一面上设置有密封部10，密封部10环绕泄压孔101设置；防护片9贴合在密封部10上以对泄压孔101进行封闭。在进行安装时，通过下塑件5与电芯壳体进行连接密封即可，在电芯内部发生热失控时，其内容物会首先经过下塑件5的连通孔0，之后冲击防爆片2，防爆片2从刻痕201处破裂后，电芯内容物穿过泄压孔101，最后将防护片9冲开向外喷发即可。
50.本实用新型还提供了一种电芯结构，包括上述的方形电芯顶盖。方形电芯顶盖，用于对方形电芯壳体进行密封使用。
51.具体实施步骤：
52.下塑件5用于连接电芯壳体，盖板1和贴片6依次固定在下塑件5上，防爆片2安装在盖板1的泄压孔101内，极柱7穿过下塑件5、盖板1和贴片6进行安装，极柱7与下塑件5固定，并通过密封圈8与盖板1进行隔离绝缘，同时密封圈8密封极柱7和盖板1之间的间隙，最后将防护片9贴合盖板1上的密封部10进行密封即可。在电芯热失控造成内容物喷发时，内容物依次经过下塑件5的连通孔0，之后冲开防爆片2，经泄压孔101后再冲开防护片9进行喷发泄即可。
53.以上仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。