一种防爆阀结构及电池

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种防爆阀结构及电池。

背景技术

目前，在电池壳体的盖板上开设有环形台阶结构的泄压孔，电池内部由于短路、过充等原因导致壳体内部产生高温、高压的气体，并通过泄压孔排放到电池外部。

电池的防爆阀结构一般由盖板、防爆膜以及面贴等组成。其中，防爆膜与面贴封堵于盖板上泄压孔的上下两端，以使泄压孔的内部空间形成密闭的爆破腔室。若壳体内的高温、高压的气体不能及时冲破防爆膜实现快速泄压，可能会在壳体内部发生爆炸等危险情况，降低了电池的安全性能。同时，当防爆膜被冲破后防爆阀结构失效，电池只能作报废处理，缩短了电池的使用时长，增加了成本。

因此，亟需一种防爆阀结构及电池来解决上述问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种防爆阀结构及电池，以实现快速泄压，提高电池的安全性能，同时能够避免防爆阀结构失效，延长电池的使用寿命。

为达此目的，本发明所采用的技术方案是：

一种防爆阀结构，包括：

盖板，所述盖板开设有贯穿其上下两端的泄压孔；所述盖板的上端面内凹形成泄压槽，所述泄压槽能够与所述泄压孔连通；

防爆膜，封堵设置于所述泄压孔的下端开口，所述防爆膜具有切口，所述切口被配置为能够在受到气体的压力值大于等于预设阈值时被打开，以使气体进入所述泄压孔内；

贴片，封堵设置于所述泄压孔的上端开口；以及

滑动件，设置于所述泄压槽内并在所述泄压槽内具有封闭位置和泄压位置；当所述切口关闭时，所述滑动件位于所述封闭位置，以封闭所述泄压孔；当所述切口被打开时，所述滑动件在气体的推动下滑向所述泄压位置，以打开所述泄压孔并使所述泄压孔通过所述泄压槽与外部连通。

作为优选方案，所述滑动件包括：

弹性体，设置于所述泄压槽内远离所述泄压孔的一端；以及

滑块，与所述弹性体相连，所述滑块被配置为当所述切口被打开时，所述滑块在气体的推动下滑向所述泄压位置并压缩所述弹性体；当所述切口关闭时，所述弹性体复位并推动所述滑块返回所述封闭位置。

作为优选方案，所述泄压槽的底壁与所述滑块的底部两者中的一个具有滑轨，另一个具有滑槽，所述滑轨沿所述泄压槽的延伸方向延伸并与所述滑槽滑动配合。

作为优选方案，所述泄压孔为阶梯孔，至少包括连通的第一孔和第二孔，所述第一孔与所述第二孔之间具有第一阶梯面；

所述防爆阀结构还包括膜片，所述膜片设置于所述第一阶梯面上，并将所述泄压孔分隔成上腔室和下腔室；所述膜片上开设有多个透气孔，所述上腔室与所述下腔室通过所述透气孔相连通，所述泄压槽能够与所述上腔室连通。

作为优选方案，所述泄压孔还包括第三孔，所述第三孔与所述第二孔连通，所述第二孔与所述第三孔之间具有第二阶梯面；

所述泄压槽的底壁与所述第二阶梯面平齐，所述滑槽的两端分别延伸至所述泄压槽与所述第二阶梯面。

作为优选方案，所述弹性体为环氧树脂块，所述环氧树脂块与所述滑块连接为一体；或者所述环氧树脂块与所述滑块抵接相连。

作为优选方案，所述防爆膜包括一体成型的膜体和弹性筋，所述膜体的底壁向上拱起形成一个或多个所述弹性筋，所述弹性筋上开设有所述切口。

作为优选方案，所述弹性筋拱起的顶部的中线位置开设有所述切口，所述切口沿所述弹性筋的长度方向延伸至所述防爆膜相对的两侧壁。

作为优选方案，所述防爆膜粘接于所述泄压孔的下端开口，所述贴片粘接于所述泄压孔的上端开口。

一种电池，包括上述防爆阀结构。

本发明的有益效果为：

本发明提出的防爆阀结构，盖板开设有贯穿其上下两端的泄压孔，防爆膜封堵设置于泄压孔的下端开口，贴片封堵设置于泄压孔的上端开口，且滑动件位于封闭位置，使得泄压孔内部形成密闭腔室。当防爆膜受到的气体的压力值大于等于预设阈值时，气体能够冲破切口进入泄压孔内，滑动件在气体的压力推动下滑向泄压位置，以打开泄压孔并使泄压孔通过泄压槽与外部连通，从而将气体排出。当气体排出后，气压下降至预设阈值以下，切口关闭，防爆膜重新封堵泄压孔，滑动件重新回到封闭位置，使得泄压孔内部再次形成密闭腔室。通过在防爆膜上设置切口，使得防爆膜上形成能够被顶开的缺口，便于气体快速冲破切口进入泄压孔内，提高了防爆阀结构的泄压效率。同时，该防爆阀结构在泄压时不会发生损伤，能够重新复原形成具有泄压效果的防爆阀结构，避免了防爆阀结构失效，延长了防爆阀结构的使用寿命。

本发明提出的电池通过采用上述的防爆阀结构，在防爆膜上设置切口，使得防爆膜上形成能够被顶开的缺口，便于气体快速冲破切口进入泄压孔内，提高了防爆阀结构的泄压效率。同时，该防爆阀结构在泄压时不会发生损伤，能够重新复原形成具有泄压效果的防爆阀结构，避免了防爆阀结构失效，延长了电池的使用寿命。

附图说明

图1是本发明实施例提供的防爆阀结构的部分剖视图；

图2是本发明实施例提供的防爆阀结构的结构爆炸图；

图3是图2中A处的局部放大图；

图4是本发明实施例提供的安装有滑动件的盖板的局部结构示意图；

图5是图2中B处的局部放大图。

图中部件名称和标号如下：

1、盖板；11、泄压孔；111、第一阶梯面；112、第二阶梯面；12、泄压槽；121、滑槽；2、防爆膜；20、切口；21、膜体；22、弹性筋；3、贴片；4、滑动件；41、弹性体；42、滑块；5、膜片。

具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

目前，电池一般包括壳体、盖板以及卷芯等结构，卷芯位于壳体内，盖板封堵壳体的开口端，从而使电池内具有良好的绝缘环境。当电池由于短路、过充等原因导致内部产生高温、高压的气体时，需要通过盖板上的防爆阀结构泄压，以保证电池的安全。若壳体内的高温、高压的气体不能及时泄压，可能会在壳体内部发生爆炸等危险情况，降低了电池的安全性能。同时，当防爆膜结构泄压后，其结构被破坏，电池只能作报废处理，缩短了电池的使用寿命。

为了解决上述问题，如图1-图3所示，本实施例公开了一种防爆阀结构，该防爆阀结构包括盖板1、防爆膜2、贴片3和滑动件4。盖板1开设有贯穿其上下两端的泄压孔11。盖板1的上端面内凹形成泄压槽12，泄压槽12能够与泄压孔11连通。防爆膜2封堵设置于泄压孔11的下端开口，防爆膜2具有切口20，切口20在受到气体的压力值大于等于预设阈值时被打开，以使气体进入泄压孔11内。贴片3封堵设置于泄压孔11的上端开口。滑动件4设置于泄压槽12内并在泄压槽12内具有封闭位置和泄压位置。当切口20关闭时，滑动件4位于封闭位置，以封闭泄压孔11。当切口20被打开时，滑动件4在气体的推动下滑向泄压位置，以打开泄压孔11并使泄压孔11通过泄压槽12与外部连通。

在本实施例中，贴片3与防爆膜2分别封堵设置于泄压孔11的上端开口和下端开口，且滑动件4位于封闭位置，使得泄压孔11内部形成密闭腔室。当防爆膜2受到的气体的压力值大于等于预设阈值时，气体能够冲破切口20进入泄压孔11内，滑动件4在气体的压力推动下滑向泄压位置，以打开泄压孔11并使泄压孔11通过泄压槽12与外部连通，从而将气体排出。当气体排出后，气压下降至预设阈值以下，切口20关闭，防爆膜2重新封堵泄压孔11，滑动件4重新回到封闭位置，使得泄压孔11内部再次形成密闭腔室。通过在防爆膜2上设置切口20，使得防爆膜2上形成能够被顶开的缺口，便于气体快速冲破切口20进入泄压孔11内，提高了防爆阀结构的泄压效率。同时，该防爆阀结构在泄压时不会发生损伤，能够重新复原形成具有泄压效果的防爆阀结构，避免了防爆阀结构失效，延长了防爆阀结构的使用寿命。

如图1-图3所示，防爆膜2包括一体成型的膜体21和弹性筋22，膜体21的底壁向上拱起形成一个或多个弹性筋22，使得防爆膜2能够一次注塑成型，加工简便，成本较低。弹性筋22上开设有切口20，以形成防爆膜2的能够被顶开的缺口。弹性筋22为U型结构，当电池正常使用时，壳体内的气压保持在稳定范围内(低于预设阈值)，弹性筋22在自身弹性作用下在切口20位置处相互挤压，以使切口20保持关闭。当电池出现热失控时，产生的高温、高压气体能够快速冲开切口20并进入泄压孔11内，提高了泄压效率。

此外，由于弹性筋22向靠近贴片3的方向拱起，不仅能够增强防爆膜2的结构强度，同时避免占用电池的内部空间，有利于提高电池的内部空间利用率。

需要注意的是，弹性筋22拱起的顶部的中线位置开设有切口20，切口20沿弹性筋22的长度方向延伸至防爆膜2相对的两侧壁，以增大切口20的开口尺寸，提高切口20的泄压效率。本实施例的切口20将弹性筋22分隔成对称的第一部分和第二部分，第一部分和第二部分围设成朝向壳体开口的U型泄气槽。当壳体内的高压气体冲击U型泄气槽时，第一部分和第二部分在其顶部的中线位置处分离，从而使切口20被打开。由于弹性筋22在其拱起的顶部具有最大的弹性恢复力，使得被冲开的切口20能够在泄压完成后快速复原，以快速关闭切口20，使得防爆膜2重新封堵泄压孔11并复原形成具有泄压效果的防爆阀结构。

具体地，膜体21的底壁向上拱起形成多个间隔设置的弹性筋22，使得防爆膜2具有多个切口20，提高了高温、高压的气体进入泄压孔11的流量，有利于快速泄压。如图2所示，本实施例的弹性筋22的数量为三个，可以理解的是，弹性筋22的数量还可以为一个、两个或四个以上。

如图2和图4所示，滑动件4包括弹性体41和滑块42，弹性体41设置于泄压槽12内远离泄压孔11的一端。滑块42与弹性体41相连。当切口20被打开时，滑块42在气体的推动下滑向泄压位置并压缩弹性体41。当切口20关闭时，弹性体41复位并推动滑块42返回封闭位置。

当电池正常使用时，滑块42位于封闭位置，即滑块42封堵于泄压槽12与泄压孔11之间，使得泄压孔11内部保持密封状态。当电池发生热失控后，高温、高压的气体冲破切口20进入泄压孔11内，并推动滑块42沿朝向远离泄压孔11的方向滑动至泄压位置，此时弹性体41受到挤压，泄压孔11通过泄压槽12与外部连通，高温、高压气体依次通过泄压孔11和泄压槽12后排出至电池外部，实现了防爆阀结构的快速泄压，避免高温、高压气体在电池内部积聚发生爆炸。当泄压完成后，壳体内的气压下降，切口20关闭，弹性体41复位，并将滑块42从泄压位置推回至封闭位置，使得泄压孔11内部再次形成密闭腔室，避免了防爆阀结构失效。

如图4所示，本实施例的弹性体41为环氧树脂块，环氧树脂块与滑块42连接为一体，使得滑动件4能够整体安装到泄压槽12内，提高了滑动件4的安装效率。或者，环氧树脂块与滑块42分体式设置并抵接相连，方便环氧树脂块与滑块42的更换。

需要说明的是，环氧树脂块与滑块42填充于泄压槽12内，从而使滑块42与泄压槽12之间保持紧密配合，避免环氧树脂块和滑块42分别与泄压槽12之间出现间隙，导致泄压孔11的密封失效。

在本实施例中，防爆膜2粘接于泄压孔11的下端开口，贴片3粘接于泄压孔11的上端开口，从而使泄压孔11形成良好的密封环境。需要注意的是，贴片3能够完全覆盖位于封闭位置的滑块42，从而保证泄压孔11内良好的密封。当滑块42滑动至泄压位置时，滑块42与贴片3脱离接触，从而使得泄压孔11通过泄压槽12与外部连通。

进一步地，泄压槽12的底壁与滑块42的底部两者中的一个具有滑轨(图中未显示)，另一个具有滑槽121，滑轨沿泄压槽12的延伸方向延伸并与滑槽121滑动配合，形成了对滑块42的导向限位作用，使得滑块42在封闭位置与泄压位置之间滑动地更加平稳和稳定。具体地，泄压槽12的底壁开设有两个平行的滑槽121，滑块42的底部对应具有两个滑轨。在其他实施例中，泄压槽12的底壁还可以凸设有两个平行的滑轨，滑块42的底部对应内凹形成有两个平行的滑槽121。

如图4和图5所示，泄压孔11为阶梯孔，泄压孔11至少包括连通的第一孔和第二孔，第一孔与第二孔之间具有第一阶梯面111。防爆阀结构还包括膜片5，膜片5设置于第一阶梯面111上，并将泄压孔11分隔成上腔室和下腔室。膜片5上开设有多个透气孔，上腔室与下腔室通过透气孔相连通，泄压槽12能够与上腔室连通。

具体地，泄压孔11为腰形的阶梯孔，其中第一孔位于第二孔的下方，且第一孔的开孔面积小于第二孔的开孔面积，使得第一孔与第二孔之间形成第一阶梯面111。由于进入泄压孔11内的高温、高压气体中含有电池热失控产生的颗粒等杂质，通透气孔的过滤作用，能够将杂质阻挡在泄压孔11的下腔室内，保证清洁的气体进入上腔室，避免杂质堵塞泄压槽12。

如图5所示，泄压孔11还包括第三孔，第三孔与第二孔连通，第二孔与第三孔之间具有第二阶梯面112。泄压槽12的底壁与第二阶梯面112平齐，滑槽121的两端分别延伸至泄压槽12与第二阶梯面112。

具体地，第二孔位于第三孔的下方，第二孔的开孔面积小于第三孔的开孔面积，使得第二孔与第三孔之间形成第二阶梯面112。由于泄压槽12的底壁与第二阶梯面112平齐，使得部分滑块42能够伸入泄压孔11内，从而提高滑块42的封堵效果，从而保证泄压孔11内具有良好的密封。而且能够避免滑块42在滑动过程中掉落进泄压孔11内，保证了滑块42在封闭位置与泄压位置之间稳定滑动。

本实施例的电池通过采用上述的防爆阀结构，在防爆膜2上设置切口20，使得防爆膜2上形成能够被顶开的缺口，便于气体快速冲破切口20进入泄压孔11内，提高了防爆阀结构的泄压效率。同时，该防爆阀结构在泄压时不会发生损伤，能够重新复原形成具有泄压效果的防爆阀结构，避免了防爆阀结构失效，延长了电池的使用寿命。

以上实施方式只是阐述了本发明的基本原理和特性，本发明不受上述实施方式限制，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。