防爆結構以及含有該結構的動力電池的制作方法
【專利摘要】本申請涉及動力電池生產技術領域，尤其涉及一種防爆結構以及含有該結構的動力電池。防爆結構包括蓋板、防爆閥，所述蓋板設有防爆孔，所述防爆閥安裝于所述蓋板，且密封所述防爆孔；所述防爆閥的材質為石墨。本申請所提供的防爆結構，防爆閥采用石墨材質，能夠提高防爆閥的耐腐蝕性，熱穩定性好以及抗疲勞性能，降低防爆閥由于腐蝕蠕變失效或腐蝕疲勞失效發生的概率，使其即使在腐蝕的環境中，也能夠保證防爆閥的性能，提高電池的安全性。
【專利說明】
防爆結構以及含有該結構的動力電池
技術領域
[0001]本申請涉及動力電池生產技術領域，尤其涉及一種防爆結構以及含有該結構的動力電池。
【背景技術】
[0002]隨著社會經濟的發展與人們環保意識的增強，電動汽車和儲能站等一般需要使用具有大容量的動力電池作為電源。為了保證動力電池使用的安全性，通常在動力電池設有防爆結構，現有的防爆結構包括蓋板與防爆閥，蓋板設有防爆孔;防爆閥為橢圓結構的金屬薄片，金屬薄片上刻有跑道型刻痕，刻痕厚度通常僅有0.04mm?0.08mm之間，形成薄弱區，防爆閥安裝于蓋板，且密封防爆孔。當動力電池內的氣體壓力高于防爆閥能夠承載的臨界壓力時，薄弱區受力斷裂，氣體沖開防爆閥以達到泄壓的目的，在一定程度上可以提高電池的安全性能。
[0003]然而，現有的這種金屬薄片的防爆閥，由于長期處于腐蝕環境，容易產生疲勞腐蝕失效，縮短防爆閥的使用壽命，影響電池的安全性。
【發明內容】
[0004]本申請提供了一種防爆結構以及含有該結構的動力電池，能夠延長防爆閥的使用壽命，提尚電池的安全性。
[0005]本申請的第一方面提供了一種防爆結構，包括蓋板和防爆閥，所述蓋板設有防爆孔，所述防爆閥安裝于所述蓋板，且密封所述防爆孔;所述防爆閥的材質為石墨。
[0006]優選地，還包括防濺罩，所述防濺罩設有通氣孔，所述防濺罩位于所述蓋板的頂部的一側，并覆蓋所述防爆閥。
[0007]優選地，所述防爆閥至少一個表面上設有刻槽。
[0008]優選地，所述防爆閥的兩面均設有刻槽，兩個所述刻槽沿所述防爆閥的厚度方向位置相對。
[0009]優選地，還包括黏附膜，所述黏附膜黏附于所述防爆閥的至少一個表面。
[0010]優選地，所述防爆閥至少一個表面上設有刻槽，并且所述黏附膜設置在所述刻槽的徑向投影范圍內。
[0011]優選地，所述防濺罩為弧形曲面結構或者拱形結構，且其朝遠離所述防爆閥的一側凸起。
[0012]優選地，所述防濺罩為筒狀結構，所述筒狀結構的開口端連接于所述蓋板;所述通氣孔設于所述筒狀結構的側壁，且沿所述側壁的厚度方向貫通。
[0013]優選地，所述防爆閥的邊緣鍍有金屬鍍層，所述金屬鍍層搭接于所述蓋板，并通過焊接與所述蓋板連接。
[0014]優選地，所述防爆閥搭接于所述蓋板上，所述蓋板朝向所述防爆閥的一側設有凸起，所述防爆閥的邊緣朝向所述蓋板的一側對應設有能夠容納所述凸起的凹槽。
[0015]本申請的第二方面提供了一種動力電池，包括如上任一項所述的防爆結構。
[0016]本申請提供的技術方案可以達到以下有益效果:
[0017]本申請所提供的防爆結構，防爆閥采用石墨材質，能夠提高防爆閥的耐腐蝕性，熱穩定性好以及抗疲勞性能，降低防爆閥由于腐蝕蠕變失效或腐蝕疲勞失效發生的概率，使其即使在腐蝕的環境中，也能夠保證防爆閥的性能，提高電池的安全性。
[0018]應當理解的是，以上的一般描述和后文的細節描述僅是示例性的，并不能限制本申請。
【附圖說明】
[0019]圖1為本申請所提供的防爆結構一種具體實施例的結構示意圖；
[0020]圖2為本申請所提供的防爆結構一種具體實施例的剖視圖；
[0021]圖3為本申請所提供的防爆結構另一種具體實施例的結構示意圖；
[0022]圖4為本申請所提供的防爆結構另一種具體實施例防濺罩的俯視圖；
[0023]圖5為本申請所提供的防爆結構另一種具體實施例防爆閥的截面圖；
[0024]圖6為本申請所提供的防爆結構又一種具體實施例的結構示意圖。
[0025]附圖標記:
[0026]1-蓋板:
[0027]2-底座；
[0028]3-防爆閥；
[0029]31-凹陷部；
[0030]32-刻槽；
[0031 ] 4-密封圈；
[0032]5-防濺罩；
[0033]51-加強區；
[0034]52-通氣孔；
[0035]6-壓塊；
[0036]7-黏附膜。
[0037]此處的附圖被并入說明書中并構成本說明書的一部分，示出了符合本申請的實施例，并與說明書一起用于解釋本申請的原理。
【具體實施方式】
[0038]下面通過具體的實施例并結合附圖對本申請做進一步的詳細描述。文中所述“前”、“后”、“左”、“右”、“上”、“下”均以附圖中的放置狀態為參照。
[0039]本申請實施例提供了一種動力電池，包括防爆結構。如圖1、2所示，防爆結構，包括蓋板1、防爆閥3，蓋板I設有防爆孔，防爆閥3的材質為石墨，防爆閥3安裝于蓋板I，其可以直接安裝于蓋板I，也可以通過過渡件安裝于蓋板I，如圖3、6中的底座2安裝于蓋板I，且防爆閥3密封防爆孔。
[0040]上述實施例中的防爆閥3為石墨材質，能夠提高防爆閥3的耐腐蝕性，熱穩定性好以及抗疲勞性能，降低防爆閥3由于腐蝕蠕變失效或腐蝕疲勞失效發生的概率，使其即使在腐蝕的環境中，也能夠保證防爆閥3的性能，提高電池的安全性。
[0041]具體地，防爆閥3至少一個表面上設有刻槽32，即其可以僅上面或者下面設有刻槽32，也可以上面、下面同時設有刻槽32。優選防爆閥3的上面、下面均設有刻槽32，更進一步，兩個刻槽32沿防爆閥3的厚度方向位置相對，以進一步提高刻槽32處的防爆閥3的厚度控制的精準度，提高防爆閥3的爆破壓力穩定性。當然，兩個刻槽32沿厚度方向也可以位置相錯。
[0042]不論刻槽32設于防爆閥3的一面還是兩面，為了更好地提高刻槽32處的防爆閥3的厚度控制的精準度，防爆閥3還可以設有凹陷部31，在單面設有刻槽32的實施例中，至少設有刻槽32的一面設有凹陷部31，刻槽32設于凹陷部31的底部。在刻槽32設于兩面的實施例中，優選凹陷部31也設于兩面，且刻槽32位于凹陷部31的底部，如圖3所示；當然，凹陷部31也可以僅設于一面，設有凹陷部31的一面，刻槽32設于凹陷部31的底部。
[0043]具體地，防爆閥3可以直接與蓋板I連接，也可以通過金屬鍍層與蓋板I連接，優選后者，防爆閥3的邊緣可以鍍有金屬鍍層，金屬鍍層搭接于蓋板1，并通過焊接與蓋板I連接。通過增加金屬層，能夠方便防爆閥3與蓋板I的連接，并且提高連接的可靠性。
[0044]防爆閥3與蓋板I的連接方式，可以為平面接觸貼合連接，也可以通過凸起與凹槽的結構實現連接，優選后者，防爆閥3的邊緣朝向蓋板I的一側與蓋板I 一者設有凸起，另一者設有凹槽，可以為梯形槽，且梯形槽的開口向底部的方向減小;也可以為矩形槽，或者其它槽型結構，只需凹槽與凸起相適配即可。由于防爆閥3與蓋板I的材質不同，熱膨脹系數存在較大的差異，普通的接頭容易引起較大的焊接殘余應力，采用凸起與凹槽的結構可有效地緩解焊接處的熱應力，提高焊接可靠性。尤其在包括金屬鍍層的方案中，可以凸起或者凹槽中一者設于金屬鍍層，另一者設于蓋板I，優選金屬鍍層設有凹槽，蓋板I設有凸起，通過該結構，進一步增加焊接的方便性，以及連接的可靠性和密封性。
[0045]上述各實施例中防爆結構還可以包括黏附膜7，黏附膜7黏附于防爆閥3的至少一個表面。其中，在同時包括黏附膜7與刻槽的實施例中，黏附膜7設置在刻槽32的徑向投影范圍內，即在垂直于防爆孔的平面的投影中，黏附膜7位于刻槽32的內部。通過增加黏附膜7，使防爆閥3爆破時黏附膜7內的爆破片不會分離，能夠防止爆破片造成的二次事故的發生，且結構簡單、工藝實現方便，能有效解決石墨片易碎問題。
[0046]上述各實施例中的防爆結構還包括防濺罩5，如圖3-6所示，防濺罩5設有通氣孔52，通氣孔52沿防濺罩5的厚度方向貫通，同時防濺罩5安裝于蓋板I，其可以直接安裝于蓋板1，也可以間接安裝于蓋板I，且防濺罩5位于蓋板I的頂部的一側，并覆蓋防爆閥3。通過增加防濺罩5，使防濺罩5覆蓋防爆閥3，當動力電池內的氣壓很大時，防爆閥3被沖破，高速氣流在沖到防濺罩5時，被防濺罩5阻擋，增加高速氣流的流動路徑，氣流中攜帶破裂的大碎片、可燃物質等與防濺罩5發生碰撞，很難沖出防濺罩5，從而降低引發二次事故的風險。
[0047]包括防濺罩的實施例中，防濺罩5設有開口，開口連接于蓋板I，其可以直接連接，也可以為間接連接。
[0048]具體地，防濺罩5可以為凸起結構，如圖3、4所示，可以凸向靠近防爆閥3的一側，也可以凸向遠離防爆閥3的一側，優選其凸向遠離防爆閥3的一側。通過增加凸起結構，能夠增大泄壓面積，盡快將電芯內聚集的氣壓釋放。其中凸起結構可以為弧形曲面結構，也可以為拱形結構，也可以為錐狀凸起結構，優選為弧形曲面結構，以進一步增大泄壓面積和氣流的流動空間。在該實施例中，通氣孔52可以設于防濺罩5的任意位置，如在防濺罩5為弧形曲面結構的實施例中，通氣孔52可以分布于整個弧形曲面結構的弧形面，也可以僅在部分區域設置通氣孔52。
[0049]上述各實施例中的防濺罩5也可以為筒狀結構，如圖6所示，筒狀結構的開口端連接于蓋板I。在該實施例中，通氣孔52可以設于筒狀結構的筒底，也可以設于側壁，或者筒底與側壁同時設有通氣孔52，通氣孔52沿筒狀結構的厚度方向貫通。優選僅設于筒狀結構的側壁，且沿側壁的厚度方向貫通，當防爆閥3被沖破，高速氣流沖到筒狀結構的筒底時，被筒底阻擋，從而進一步增加高速氣流的流動路徑，使氣流中攜帶破裂的大碎片、可燃物質等先與筒底發生碰撞，增加沖出防濺罩5的難度，從而更好地降低引發二次事故的風險。
[0050]為了增加防濺罩5的強度，防濺罩5設有加強區51，尤其在防濺罩5為向遠離防爆閥3的一側凸起的凸起結構的實施例中，加強區51自開口向防濺罩5的頂部延伸，此時，通氣孔52與加強區51錯位設置，S卩加強區51內不設置通氣孔52。加強區51可以設有一個，也可以設有兩個或者若干個，在防濺罩5為凸起結構的實施例中，優選設有兩個，且二者相對設置，如圖2所示，以既保證防濺罩5的強度，又能起到迅速泄壓的目的。在防濺罩5為筒狀結構的實施例中，加強區51與通氣孔52間隔設置，且優選沿筒狀結構的周向，加強區51的尺寸小于通氣孔52的尺寸，以保證足夠的泄壓面積。
[0051]在上述各實施例中，為了實現輕量化，防濺罩5優選采用薄壁結構，且為了進一步提高防派罩5的強度，優選米用金屬材質。
[0052]在上述各實施例中還可以包括底座2，底座2設有通孔，底座2的一端插裝于防爆孔，且其外壁與防爆孔之間密封，其密封方式可以采用密封結構，也可以通過底座2與防爆孔之間的激光焊接實現密封;防爆閥3與底座2連接，且密封通孔，其密封方式可以通過密封結構，如密封圈4密封，也可以通過防爆閥3與底座2之間的擴散焊實現密封，尤其在防爆閥3為石墨的實施例中，采用擴散焊接實現密封更為方便;防濺罩5通過底座2與蓋板I連接，SP底座2與蓋板I連接，防濺罩5與底座2連接，其可以與底座2的外壁連接，也可以與底座2的通孔的內壁連接，或者直接與底座2的端面連接。底座2可以為柱狀結構或者板狀結構，也可以為第一底座或者第二底座。
[0053]其中，第一底座設有階梯孔，即底座2的通孔為階梯孔，階梯孔包括大孔段和小孔段，且大孔段位于頂部的上方，防爆閥3搭接于階梯孔的階梯面，并密封小孔段;第一底座的外壁插裝于防爆孔，且其外壁與防爆孔之間密封;防濺罩5通過第一底座與蓋板I連接。通過設置階梯孔，將防爆閥3搭接于階梯面，能夠防止裝配時防爆閥3滑出底座2，同時增加防爆閥3與底座2的接觸面積，使其能夠更好地密封小孔段。
[0054]第二底座設有通孔，防爆閥3密封安裝于通孔;第二底座的外壁為階梯結構，即底座2的外壁為階梯結構，包括大段和小段，大段位于頂部的上方，且搭接于頂部;小段插裝連接于防爆孔，且其側壁與防爆孔之間密封;防濺罩5通過第二底座與蓋板I連接。通過將底座2的外壁設為階梯結構，能夠防止底座2裝配時滑出防爆孔，其也能夠增加底座2與蓋板I的接觸面積，使其外壁與防爆孔之間形成更好的密封。
[0055]在底座2為第一底座的實施例中，其外壁也可以為第二底座中的階梯結構，具體與蓋板I的連接結構如第二底座的外壁與蓋板I的連接結構;在底座2為第二底座的實施例中，其通孔也可以為第一底座中的階梯孔，其與防爆閥3的連接結構如第一底座與防爆閥3的連接結構。
[0056]為了起到更好地密封效果，防爆結構還包括密封圈4;密封圈4設于防濺罩5與防爆閥3之間。在設有底座2的實施例中，密封圈4置于防爆閥3與防濺罩5之間，且通過防濺罩5壓緊，尤其在底座2為第一底座的方案中，防濺罩5與大孔段的內壁插裝連接，其對動力電池內部能夠起到更好的密封作用。當然防濺罩5也可以直接與大孔或者底座2的端面連接，密封圈4置于防濺罩5與防爆閥3之間，并通過防濺罩5壓緊。
[0057]在底座2包括階梯孔的實施例中，尤其在防濺罩5與大孔段的內壁插裝連接的實施方式中，大孔段遠離小孔段的一端設有卡口，防濺罩5卡入卡口，如圖3所示。通過增加卡口，防止防濺罩5與底座2的脫離，保證防濺罩5連接的可靠性。
[0058]在包括底座2的實施例中，防爆閥3與底座2的連接方式，可以采用上述包括凸起與凹槽的連接方式，即底座2與防爆閥3中一者設置凸起，另一者設置凹槽，凸起插入凹槽，實現連接。
[0059]在包括底座2的實施例中，為了保證防爆閥3與底座2連接的可靠性以及對通孔或者小孔段的密封性，防爆結構還包括壓塊6，壓塊6位于防爆閥3遠離蓋板I 一面，并壓緊防爆閥3，且與底座2連接，其連接方式可以為鉚接、焊接等，優選鉚接并激光焊接，以確保防爆閥3與底座2接觸面的密封性，尤其在防爆閥3為石墨的實施例中，能夠增加防爆閥3與底座2的粘結力，進而起到更好地密封效果。在底座2為階梯孔的實施例中，壓塊6插裝連接于大孔段，以與階梯面共同實現對防爆閥3的擠壓。
[0060]本申請包括底座2的方案中，也可以同時包括密封圈4和壓塊6，密封圈4與壓塊6貝占合，位于防濺罩5與底座2之間，優選密封圈4較壓塊6更貼近防爆閥3，通過壓塊6將密封圈4、防爆閥3與底座2壓緊，尤其在底座2為第二底座的實施例中，能夠起到更好地密封作用。
[0061]以上所述僅為本申請的優選實施例而已，并不用于限制本申請，對于本領域的技術人員來說，本申請可以有各種更改和變化。凡在本申請的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本申請的保護范圍之內。
【主權項】
1.一種防爆結構，其特征在于，包括蓋板和防爆閥，所述蓋板設有防爆孔，所述防爆閥安裝于所述蓋板，且密封所述防爆孔;所述防爆閥的材質為石墨。2.根據權利要求1所述的防爆結構，其特征在于，還包括防濺罩，所述防濺罩設有通氣孔，所述防濺罩位于所述蓋板的頂部的一側，并覆蓋所述防爆閥。3.根據權利要求1所述的防爆結構，其特征在于，所述防爆閥至少一個表面上設有刻槽。4.根據權利要求1所述的防爆結構，其特征在于，所述防爆閥的兩面均設有刻槽，兩個所述刻槽沿所述防爆閥的厚度方向位置相對。5.根據權利要求1所述的防爆結構，其特征在于，還包括黏附膜，所述黏附膜黏附于所述防爆閥的至少一個表面。6.根據權利要求5所述的防爆結構，其特征在于，所述防爆閥至少一個表面上設有刻槽，并且所述黏附膜設置在所述刻槽的徑向投影范圍內。7.根據權利要求2所述的防爆結構，其特征在于，所述防濺罩為弧形曲面結構或者拱形結構，且其朝遠離所述防爆閥的一側凸起。8.根據權利要求2所述的防爆結構，其特征在于，所述防濺罩為筒狀結構，所述筒狀結構的開口端連接于所述蓋板;所述通氣孔設于所述筒狀結構的側壁，且沿所述側壁的厚度方向貫通。9.根據權利要求1所述的防爆結構，其特征在于，所述防爆閥的邊緣鍍有金屬鍍層，所述金屬鍍層搭接于所述蓋板，并通過焊接與所述蓋板連接。10.根據權利要求1-9任一項所述的防爆結構，其特征在于，所述防爆閥搭接于所述蓋板上，所述蓋板朝向所述防爆閥的一側設有凸起，所述防爆閥的邊緣朝向所述蓋板的一側對應設有能夠容納所述凸起的凹槽。11.一種動力電池，其特征在于，包括如權利要求1-10所述的防爆結構。
【文檔編號】H01M2/12GK106025148SQ201610560431
【公開日】2016年10月12日
【申請日】2016年7月15日
【發明人】王宗源, 夏天軍, 張彪, 黃守君, 喻先鋒
【申請人】寧德時代新能源科技股份有限公司