一种适用于锂电池的防爆阀

技术领域

本发明涉及锂电池技术领域，特别是涉及一种适用于锂电池的防爆阀。

背景技术

目前，大多数的锂离子电池在使用过程中，都会有少量气体产出。当产气达到一定量时，锂离子电池会有发生爆炸的危险。因此，目前的方形锂电池一般都通过在顶盖上焊接一次性的防爆阀进行泄气，以避免锂电池发生爆炸。当锂电池内部产气，电池内部压力升高，并且达到防爆阀的防爆临界值时，此时防爆阀爆破，锂电池内部的压力得到释放。但是，由于防爆阀的爆破，使得该锂电池失去了密封性能，只能报废该锂电池。如果爆破是发生在锂电池模组的内部，则该锂电池模组需要进行整体维修，费时费力。而且，防爆阀对焊接工艺的要求较高；由于防爆阀限于一次性使用，当防爆阀爆破后电芯便无法继续使用，消耗成本较高，资源利用率较低。

发明内容

基于此，本发明提供一种适用于锂电池的防爆阀，旨在解决防爆阀无法循环使用、降低防爆阀对焊接工艺的问题。本申请具有较好的可靠性，可以重复使用，能够有效提高锂电池的利用率，可以作为通用品进行生产和使用，有效降低了防爆阀和锂电池的成本。

为实现上述目的，本发明提出如下技术方案：

一种适用于锂电池的防爆阀，包括顶盖片，密封圈，支撑环，活塞，弹簧以及防护罩；

所述顶盖片的几何中心处设置有泄气孔，所述活塞设置于所述泄气孔内；

所述泄气孔的内壁自下而上周向设置有第一台阶、第二台阶及第三台阶；所述密封圈设置于所述第一台阶上；所述支撑环设置于所述第二台阶上，且所述密封圈与所述支撑环相抵接；所述防护罩设置于所述第三台阶上；所述弹簧设置在所述防护罩与所述活塞之间。

可选地，所述防护罩包括一体设置的罩面和固定板，所述罩面与所述固定板之间形成空隙，所述弹簧容置于所述空隙内；所述固定板固定设置于所述第三台阶上；所述罩面上周向设置有多个出气孔。

可选地，当所述防爆阀处于非工作状态时(此时锂电池处于正常工作状态，锂电池内部压力正常)，所述弹簧处于自然状态或者较小预压紧力。

可选地，当所述防爆阀处于非工作状态时，所述活塞靠近所述弹簧的一端与所述支撑环相抵接。这样，活塞通过和支撑环、密封圈相互作用，可以很好的把防护罩与锂电池隔离，使得锂电池处于密封状态。

可选地，所述弹簧的一端设置于所述活塞靠近所述防护罩的一端的外侧面上，另一端与所述防护罩相连接。

可选地，所述密封圈、所述支撑环及所述泄气孔同圆心设置。

可选地，所述泄气孔可作为注液孔进行注液。这样，以泄气孔作为注液孔进行注液，可以取消注液孔，待注液化成后，再装配防爆阀，从而使锂电池实现密封，解决现有锂电池的注液孔注液后难以密封的问题。

可选地，所述第一台阶的宽度与所述密封圈的直径相匹配；所述支撑环的直径等于所述第一台阶与所述第二台阶的宽度之和。

可选地，所述活塞分别与所述密封圈、所述支撑环相适配。

可选地，所述防爆阀设置在所述锂电池的壳体上或者所述锂电池的盖板上。

可选地，所述壳体为方壳、铝壳、钢壳或者圆柱壳体中的一种。

使用本申请的结构时，当锂电池的内部由于若干原因导致锂电池内部的压力过大，由于锂电池内部的压力增大而使得电池的内部产生向外推力，这个向外推力随着电池内部压力的增大而增大，能够抵消弹簧的预压力并将活塞推出至防护罩的空隙，此时，弹簧被压缩，活塞由于推出而使得泄气孔与防护罩的空隙连通，从而使锂电池内部与外部连通，锂电池内部的高压气体从防护罩的出气孔排出而得到释放，锂电池内部的压力降低，弹簧逐渐恢复至自然状态，活塞由于弹簧的预压力而重新插入泄气孔中，此时，锂电池内部重新形成密闭的空间；如此反复，使锂电池的内部保持正常工作。防爆阀没有被损坏，锂电池也并未损坏。由于弹簧可以带动活塞在锂电池的一侧进行伸缩运动，使得本申请的防爆阀形成单向通气的活塞式结构，当防爆阀泄压后防爆阀仍然可以继续使用。

本发明所达到的有益效果：本发明提供的一种适用于锂电池的防爆阀，具有单向通气的活塞式结构，当防爆阀泄压后防爆阀仍然可以继续使用。并且，由于该防爆阀自身具有泄气结构，不需要依赖“焊接处爆破”的爆破原理，因而降低了焊接要求，进而可以较好的降低焊接工艺的要求，提高生产效率。另外，当锂电池循环使用而产气时，通过本申请的防爆阀可以及时排出内部的气体，保证极片之间良好的接触，保证锂电池的密封性，可以有效抑制锂电池的迅速恶化。本申请的防爆阀基于非爆破的工作原理进行泄压，具有较好的可靠性，可以重复使用，能够有效提高锂电池的利用率，可以作为通用品进行生产和使用，有效降低了防爆阀的成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一实施例所述的防爆阀的爆炸结构示意图；

图2为图1的防爆阀的纵向(即顶盖片长边方向)剖面结构示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后、顶、底……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

目前的方形锂电池一般都通过在顶盖上焊接一次性的防爆阀进行泄气，以避免锂电池发生爆炸。当锂电池内部产气，电池内部压力升高，并且达到防爆阀的防爆临界值时，此时防爆阀爆破，锂电池内部的压力得到释放。但是，由于防爆阀的爆破，使得该锂电池失去了密封性能，只能报废该锂电池。如果爆破是发生在锂电池模组的内部，则该锂电池模组需要进行整体维修，费时费力。而且，防爆阀对焊接工艺的要求较高；由于防爆阀限于一次性使用，当防爆阀爆破后电芯便无法继续使用，消耗成本较高，资源利用率较低。基于此，本发明提供一种适用于锂电池的防爆阀以解决上述技术问题。

如图1至图2所示，本发明一实施例提供一种适用于锂电池的防爆阀，包括顶盖片10，密封圈20，支撑环30，活塞40，弹簧50以及防护罩60；

所述顶盖片10的几何中心处设置有泄气孔(图中未标识)，所述活塞40设置于所述泄气孔内；

所述泄气孔的内壁自下而上周向设置有第一台阶11、第二台阶12及第三台阶13；所述密封圈20设置于所述第一台阶11上；所述支撑环30设置于所述第二台阶12上，且所述密封圈20与所述支撑环30相抵接；所述防护罩60设置于所述第三台阶上13；所述弹簧50设置在所述防护罩60与所述活塞40之间。

可选地，所述防护罩60包括一体设置的罩面61和固定板62，所述罩面61与所述固定板62之间形成空隙(图中未标识)，所述弹簧50容置于所述空隙内；所述固定板62固定设置于所述第三台阶13上；所述罩面61上周向设置有多个出气孔611。

可选地，当所述防爆阀处于非工作状态时(此时锂电池处于正常工作状态，锂电池内部压力正常)，所述弹簧50处于自然状态或者较小预压紧力状态(即略微压缩状态)。

可选地，当所述防爆阀处于非工作状态时，所述活塞40靠近所述弹簧50的一端与所述支撑环30相抵接。这样，活塞40通过和支撑环30、密封圈20相互作用，可以很好的把防护罩60与锂电池隔离，使得锂电池处于密封状态。

可选地，所述弹簧50的一端设置于所述活塞40靠近所述防护60罩的一端的外侧面上，另一端与所述防护罩60相连接。

可选地，所述密封圈20、所述支撑环30及所述泄气孔同圆心设置。

可选地，所述泄气孔可作为注液孔进行注液。这样，以泄气孔作为注液孔进行注液，可以取消注液孔，待注液化成后，再装配防爆阀，从而使锂电池实现密封，解决现有锂电池的注液孔注液后难以密封的问题。

可选地，所述第一台阶11的宽度与所述密封圈20的直径相匹配；所述支撑环30的直径等于所述第一台阶11与所述第二台阶12的宽度之和。

可选地，所述活塞40分别与所述密封圈20、所述支撑环30相适配。

可选地，所述防爆阀设置在所述锂电池的壳体上或者所述锂电池的盖板上。

可选地，所述壳体为方壳、铝壳、钢壳或者圆柱壳体中的一种。

在本申请的实施例中，弹簧50可以为普通弹簧，塔形弹簧或者碟形弹簧，也可以为其他可以形成稳定力量的弹性体。

活塞40既可以由金属、陶瓷、塑胶等各种材料单成分构成，也可以由金属，陶瓷，塑胶等两种或两种以上的材料复合构成。

本申请既可以作为锂电池的防爆阀进行使用，又可以作为注液孔进行使用。

防护罩60上的出气孔，根据实际需要，可以是一个或多个，可以开在顶部或侧面的任意方位，出气孔可以是圆形，方形，椭圆等任意形状。防护罩外形可以是圆形，方形，椭圆等任意形状。

防护罩以及支撑环等部件可以是通过铆压固定，也可以通过激光焊接固定。

使用本申请的结构时，当锂电池的内部由于若干原因导致锂电池内部的压力过大，由于锂电池内部的压力增大而使得电池的内部产生向外推力，这个向外推力随着电池内部压力的增大而增大，能够抵消弹簧的预压力并将活塞推出至防护罩的空隙，此时，弹簧被压缩，活塞由于推出而使得泄气孔与防护罩的空隙连通，从而使锂电池内部与外部连通，锂电池内部的高压气体从防护罩的出气孔排出而得到释放，锂电池内部的压力降低，弹簧逐渐恢复至自然状态，活塞由于弹簧的预压力而重新插入泄气孔中，此时，锂电池内部重新形成密闭的空间；如此反复，使锂电池的内部保持正常工作。防爆阀没有被损坏，锂电池也并未损坏。由于弹簧可以带动活塞在锂电池的一侧进行伸缩运动，使得本申请的防爆阀形成单向通气的活塞式结构，当防爆阀泄压后防爆阀仍然可以继续使用。

本发明提供的一种适用于锂电池的防爆阀，具有单向通气的活塞式结构，当防爆阀泄压后防爆阀仍然可以继续使用。并且，由于该防爆阀自身具有泄气结构，不需要依赖“焊接处爆破”的爆破原理，因而降低了焊接要求，进而可以较好的降低焊接工艺的要求，提高生产效率。另外，当锂电池循环使用而产气时，通过本申请的防爆阀可以及时排出内部的气体，保证极片之间良好的接触，保证锂电池的密封性，可以有效抑制锂电池的迅速恶化。本申请的防爆阀基于非爆破的工作原理进行泄压，具有较好的可靠性，可以重复使用，能够有效提高锂电池的利用率，可以作为通用品进行生产和使用，有效降低了防爆阀的成本。

在本说明书的描述中，参考术语“一实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。