一种方形铝壳电池的防爆阀、电池顶盖组件及铝壳电池的制作方法

本申请涉及锂电池，特别是电动车辆及储能方向应用的，方形铝壳锂电池的。

背景技术：

1、锂离子电池在使用中，在温度过高、电流过大、过充或受到异物穿刺等不利情形下，电池内部可能会发生产气。气体在电池内部积聚，会使电池内部压力升高，电池内阻增大，电池性能下降。如果产气量过大，电池内压超过电池外壳承受上限，可能造成电池爆炸，引发严重后果。

2、为防止上述事故的发生，铝壳或钢壳锂电池通常需配备安全阀。目前方形铝壳锂电池使用的安全阀基本采用金属防爆膜，在电池内压升高到爆破阈值时，金属防爆膜沿预制刻痕爆破、撕裂，释放电池内部气体，从而避免电池爆炸引发更严重事故。此类使用金属防爆膜的安全阀，在电池内压高于正常值却又低于爆破阈值这段区间，缺乏有效的指示手段，无法从外观上甄别内压已经异常但尚未达到爆破阈值的故障电池。另外，防爆膜通常要预先焊接在电池盖板的内表面，采用此类安全阀的电池盖板上需设注液孔，在注液、化成后另行封闭，这不仅增加了顶盖的开口数量、引入了额外的封口零件，还增加了工序、降低了电池可靠性。

技术实现思路

1、为解决现有方案中的问题，本申请提供了一种方形铝壳电池的防爆阀、电池顶盖组件及铝壳电池。

2、本申请提供了一种方形铝壳电池的防爆阀，包括阀体、密封圈和防爆片，其特征在于：所述阀体为中心有圆形孔道的圆柱体，包括第一圆柱体和第二圆柱体，第一圆柱体外径大于第二圆柱体外径，内径相同，第一圆柱体底面形成平台部；所述阀体第一圆柱体的上表面，沿圆环其中一条直径方向开有两道泄压槽；所述第二圆柱体外表面中部设有环形密封圈卡槽，所述密封圈置于环形密封圈卡槽内；所述防爆片包括平基部、隆起部和环形刻痕，所述隆起部为下凹的预制冲坑，所述隆起部外圈平面圆环为平基部；所述环形刻痕位于平基部与隆起部交线处，位于凹面一侧的表面上；所述防爆片平基部密封覆盖于阀体底部中心开孔处。

3、优选的，所述防爆片隆起部形状为球面的一部分，所述球面半径大于所述阀体内部圆形孔道直径的两倍。

4、优选的，所述防爆片材质选自铝、铝合金、镍或镍合金的一种。

5、优选的，所述密封圈为o形橡胶圈。

6、本申请还提供了一种方形铝壳电池顶盖组件，包括顶盖片和连接于所述顶盖片的防爆阀，其特征在于所述防爆阀为上述任一项所述的防爆阀，所述顶盖片上设有阀孔和限位环。

7、优选的，所述阀孔为上下贯穿铝壳电池顶盖的圆柱形通道，设置于铝壳顶盖中心位置；所述阀孔直径与防爆阀第二圆柱体外径相同。

8、优选的，所述限位环为圆环形，焊接于阀孔上表面，中心与阀孔中心重合；所述限位环内径与防爆阀第一圆柱体外径相同，高度与防爆阀第一圆柱体高度相同。

9、优选的，所述防爆阀置于阀孔内部，防爆阀第一圆柱体底部平台部与顶盖上表面贴合，防爆阀第一圆柱体侧面与限位环内表面焊接密封，所述防爆阀密封圈与阀孔挤压密封。

10、优选的，所述限位环也可为两个，包括上限位环和下限位环，所述上限位环焊接于阀孔上表面，所述下限位环焊接于阀孔下表面，中心与阀孔中心重合，固定防爆阀。

11、优选的，所述限位环外环直径比内环直径大3~4mm。

12、优选的，所述保护膜为圆形透明塑料膜。

13、本申请还提供了一种方形铝壳电池，包括具有开口的壳体，电芯以及上述的方形铝壳电池顶盖组件。

14、本申请提供的技术方案可达到以下的有益效果：本申请提供的方形铝壳电池的防爆阀在电池内压升高时，内部气压推动防爆片上的隆起部下凹冲坑翻转为上凸，通过观察防爆片的形状可及时识别内压异常的电池。当电池内压继续升高，达到设定的安全阈值时，防爆片沿环形刻痕爆破撕裂，将电池内积聚的气体排出，防止电池发生爆炸。

15、本申请还提供了一种电池顶盖组件，所述电池顶盖组件无需在电池盖板上预留注液孔，只保留安装防爆阀的阀孔，此开孔同时用作注液通道，在注液完成后，通过完成防爆阀的安装实现电池密封，可减少电池盖板上的开口数量，提高电池可靠性。

16、应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

技术特征：

1.一种方形铝壳电池的防爆阀，包括阀体、密封圈和防爆片，其特征在于：

2.根据权利要求1所述的防爆阀，其特征在于，所述防爆片隆起部形状为球面的一部分，所述球面半径大于所述阀体内部圆形孔道直径的两倍。

3.根据权利要求1所述的防爆阀，其特征在于，所述防爆片材质选自铝、铝合金、镍或镍合金的一种。

4.根据权利要求1所述的防爆阀，其特征在于，所述密封圈为o形橡胶圈。

5.一种方形铝壳电池顶盖组件，包括顶盖片和连接与所述顶盖片的防爆阀，其特征在于所述防爆阀为权利要求1-4任一项所述的防爆阀，所述顶盖片上设有阀孔、保护膜和限位环。

6.根据权利要求5所述的一种方形铝壳电池顶盖组件，其特征在于，所述阀孔为上下贯穿铝壳电池顶盖的圆柱形通道，设置于铝壳顶盖中心位置；所述阀孔直径与防爆阀第二圆柱体外径相同。

7.根据权利要求5所述的一种方形铝壳电池顶盖组件，其特征在于，所述限位环为圆环形，焊接于阀孔上表面，中心与阀孔中心重合；所述限位环内径与防爆阀第一圆柱体外径相同，高度与防爆阀第一圆柱体高度相同。

8.根据权利要求5所述的一种方形铝壳电池顶盖组件，其特征在于，所述的防爆阀置于阀孔内部，防爆阀第一圆柱体底部平台部与顶盖上表面贴合，防爆阀第一圆柱体侧面与限位环内表面焊接密封，所述防爆阀密封圈与阀孔挤压密封。

9.根据权利要求5所述的一种方形铝壳电池顶盖组件，其特征在于，所述限位环为两个，包括上限位环和下限位环，所述上限位环焊接于阀孔上表面，所述下限位环焊接于阀孔下表面，中心与阀孔中心重合，固定防爆阀。

10.根据权利要求5所述的一种方形铝壳电池顶盖组件，其特征在于，所述限位环外环直径比内环直径大3～4mm。

11.根据权利要求5所述的一种方形铝壳电池顶盖组件，其特征在于，所述保护膜为圆形透明塑料膜。

12.一种方形铝壳电池，包括具有开口的壳体，电芯和电池顶盖组件，其特征在于所述电池顶盖组件选自如权利要求5-11任意一项所述的方形铝壳电池顶盖组件。

技术总结
本申请提出了一种方形铝壳电池的防爆阀，使用该防爆阀的电池顶盖组件以及锂电池。所述防爆阀在电池内压升高时，内部气压推动防爆片上的隆起部下凹冲坑翻转为上凸，通过观察防爆片的形状可及时识别内压异常的电池。当电池内压继续升高，达到设定的安全阈值时，防爆片沿环形刻痕爆破撕裂，将电池内积聚的气体排出，防止电池发生爆炸。所述电池顶盖则取消了注液孔，减少了电池盖板上的开口数量，提高了电池可靠性。

技术研发人员：吴勤勇,请求不公布姓名
受保护的技术使用者：浙江伏打科技有限公司
技术研发日：20221123
技术公布日：2024/1/12