專利名稱：一種動力電池防爆閥及其動力電池的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電池的防爆裝置，尤其涉及一種動力電池的防爆閥。
背景技術(shù)：
動力電池，如鋰電池等，由于具有重量輕、體積小、容量大、功率高、無污染等優(yōu)點， 成為便攜電子設備及電動車用等多領(lǐng)域內(nèi)的理想電源。然而，當鋰電池出現(xiàn)異常時，在鋰電池內(nèi)部會產(chǎn)生大量的氣體，造成鋰電池的內(nèi)壓 急劇增大，此時，如果產(chǎn)生的大量氣體不排除，鋰電池將會產(chǎn)生爆炸，引起安全事故。為了避免爆炸的發(fā)生，一般會在動力電池的結(jié)構(gòu)上增加防爆閥結(jié)構(gòu)。通常在電池 殼上打壓痕或在蓋板上復合一層金屬薄膜，它能夠承受一定的壓力，當壓力超出它所能夠 承受的范圍時，就會發(fā)生破裂，因此能夠在動力電池爆炸之前把大量的氣體排出，從而將爆 炸轉(zhuǎn)變成冒煙，將危險等級降低。但是，在殼上打壓痕這種防爆閥結(jié)構(gòu)存在應用局限，在動力電池上，由于電池容量 的增加，殼體體積的變大相應殼體會加厚或者更改殼體材料從而加強殼體的強度，因此在 殼體上打壓痕的方式就很難行得通。而在蓋板上復合一層金屬薄膜同樣由于氣體的增加， 需要將防爆閥面積增大，這就將復合技術(shù)增加很大難度，相應的成本也增加很多，并且上述 兩種方法不能精確地控制泄壓的啟動壓力，啟動壓力值范圍均比較大，一般在正負o. IMpa, 這樣在電池發(fā)生異常情況下不能立即放氣泄壓，從而很容易導致動力電池發(fā)生爆炸。另外，目前還有的防爆閥結(jié)構(gòu)采用防爆針，該防爆針的頭部是錐形的針狀結(jié)構(gòu)，但 是這種結(jié)構(gòu)的防爆針很容易在各種外部因素(如碰撞或擠壓)的作用下誤將防爆膜刺破， 且在防爆膜破裂的過程中存在刺破過程，不利于電池內(nèi)部氣體的排出，這樣嚴重影響安全 閥的啟動，從而造成動力電池在性能和安全性上的影響。

實用新型內(nèi)容為解決現(xiàn)有技術(shù)中動力電池防爆閥不能精確控制啟動壓力，且對動力電池的安全 性提供不了足夠的保障的問題，本實用新型提供了一種結(jié)構(gòu)簡單的，能夠精確控制啟動壓 力的，且能夠?qū)恿﹄姵靥峁┹^高地安全性保障的動力電池防爆閥。本實用新型提供了一種動力電池防爆閥，包括一具有中空內(nèi)腔且兩端開口的防爆 閥基座、設置于上述中空內(nèi)腔中的防爆膜、蓋于防爆閥基座一端開口的針座以及固定于針 座上的防爆閥針，所述防爆膜密封壓緊于防爆閥基座與針座之間，所述防爆閥針位于防爆 閥基座的中空內(nèi)腔內(nèi)，其特征在于所述防爆閥針具有一球形的頭部結(jié)構(gòu)，該頭部結(jié)構(gòu)指向 所述防爆膜。作為進一步改進，所述防爆閥還包括密封墊，該密封墊包括上密封墊和下密封墊， 所述防爆膜夾設于上密封墊和下密封墊之間。作為進一步改進，所述防爆閥基座中空內(nèi)腔的一端設有一臺階部，所述密封墊設 置于該臺階部上。[0011]作為進一步改進，所述針座包括一底壁和從底壁延伸出來的可插入設置于防爆閥 基座中空內(nèi)腔中的導向部，所述針座通過該導向部將所述密封墊壓緊于所述防爆閥基座的 臺階部。作為進一步改進，所述針座底壁的中心位置設置有用于安裝防爆針的安裝孔，且 在底壁上沿安裝孔的周邊設置有至少一個排氣孔，所述的排氣孔與防爆閥基座的中空內(nèi)腔 相通。作為進一步改進，所述針座導向部的外側(cè)壁上設置有沿其針座軸向方向延伸的凸 起，所述防爆閥基座的內(nèi)側(cè)壁上設置有沿防爆閥基座軸向方向延伸的且與上述針座導向部 的凸起相配合的導槽。作為進一步改進，所述防爆膜的厚度為0. 01-0. 05mm。作為進一步改進，所述防爆閥針的頭部結(jié)構(gòu)與防爆膜的距離設定為0. 1-0. 3mm。作為進一步改進，所述防爆閥針的頭部結(jié)構(gòu)的半徑設定為1. 5-2. 5mm。本實用新型還提供了一種動力電池，包括了上述的動力電池防爆閥。本實用新型采用的動力電池防爆閥所需的零部件數(shù)量較少，結(jié)構(gòu)簡單，并且防爆 閥針采用了球形的頭部結(jié)構(gòu)，可以大大降低在外部因素(如碰撞或擠壓)的作用下誤將防 爆膜刺破的可能性，并且，大大提高了精確控制啟動壓力的能力，從而有效地可靠地保證了 動力電池性能和大大提高了動力電池的安全性。

圖1是根據(jù)本實用新型的動力電池防爆閥一種實施方式的剖視示意圖；圖2是根據(jù)本實用新型的動力電池防爆閥一種實施方式的結(jié)構(gòu)爆炸圖。
具體實施方式
下面將通過具體實施方式
并結(jié)合附圖來對本實用新型進行詳細說明。如圖1所示，根據(jù)本實用新型的動力電池防爆閥的一種實施方式，包括一具有中 空內(nèi)腔10且兩端開口的防爆閥基座1、設置于上述中空內(nèi)腔10中的防爆膜2、蓋于防爆閥 基座1 一端開口的針座4以及固定于針座4上的防爆閥針5，所述防爆膜2密封壓緊于防爆 閥基座1與針座4之間，將防爆閥基座1的中空內(nèi)腔10分為上下兩個相互隔絕的腔室，所 述防爆閥針5位于防爆閥基座1的中空內(nèi)腔10內(nèi)，所述防爆閥針5具有一球形的頭部結(jié)構(gòu) 50，該頭部結(jié)構(gòu)50指向所述防爆膜2。所述防爆閥基座1中空內(nèi)腔10的一端設有一臺階部101，所述的防爆膜2可以通 過焊接或粘接的方式密封支撐于所述的臺階部101上。當然，為了提高動力電池防爆閥的密封性，所述防爆閥還可以包括密封墊3，所述 的密封墊3為密封環(huán)，所述密封墊3包括上密封墊30和下密封墊31，所述防爆膜2夾設于 上密封墊30和下密封墊31之間。所述密封墊3設置支撐于該臺階部101上，并且防爆閥基 座1的具有臺階部101的一端焊接在動力電池蓋板7的排氣孔70上的放置槽中。所述防爆 閥基座1形狀不限，可以為圓形、橢圓形、多邊形等任意一種，本實施例中，優(yōu)選為圓形。所 述防爆閥基座1的與動力電池蓋板7連接的底座厚度根據(jù)連接方式的不同而選擇不同的厚 度，并且該底座的開口的開孔面積最好大于等于動力電池蓋板7的排氣孔70的孔面積。本實施例中的連接方式為焊接連接，且將底座的厚度設置為0. 2-2. 0mm，優(yōu)選0. 4-0. 8mm。所 述防爆閥基座1的材質(zhì)不限，優(yōu)選與動力電池蓋板7的材質(zhì)相同，如鋁、不銹鋼、塑膠等。并請一并參閱圖2，所述針座4包括一底壁40和從底壁40延伸出來的可插入設置 于防爆閥基座1中空內(nèi)腔10中的導向部41，所述針座4通過該導向部41將所述密封墊3 壓緊于所述防爆閥基座1的臺階部101。通過這種方式，能夠有效地保證防爆膜2、密封墊 3、防爆閥基座1以及針座4之間的密封性，并且這種方式結(jié)構(gòu)簡單安裝方便。所述針座1的底壁40的中心位置還設置有用于安裝防爆閥針5的安裝孔401，本 實施例中，防爆閥針5通過焊接或粘接方式固定安裝在安裝孔401中，并且在底壁401上沿 安裝孔401的周邊設置有至少一個排氣孔402，所述的排氣孔與防爆閥基座的中空內(nèi)腔相 通。為了保證排氣的速度，本實施例中，所述的排氣孔402設置為四個，沿安裝孔401周邊 等間隔設置，且四個排氣孔402的開孔面積之和要大于等于動力電池蓋板7的排氣孔70的 孔面積。另外，所述針座4的材質(zhì)須與防爆閥基座1的材質(zhì)相同，如鋁、不銹鋼、塑膠等。并 且所述針座4的形狀與所述防爆閥基座1的形狀相適配，優(yōu)選為圓形。并且，所述針座4蓋 于防爆閥基座1一端是通過焊接或粘接方式連接的。所述針座4導向部41的外側(cè)壁上設置有沿其針座4軸向方向延伸的凸起42，所 述防爆閥基座1的內(nèi)側(cè)壁上設置有沿防爆閥基座1軸向方向延伸的且與上述針座4導向部 41的凸起42相配合的導槽11。如此的結(jié)構(gòu)設計，可以限制針座4與防爆閥基座1之間產(chǎn) 生相對的轉(zhuǎn)動。所述防爆膜2的形狀同樣不限，可以為圓形、橢圓形、多邊形等形狀中的任意一 種，本實施例中所述防爆膜2優(yōu)選為圓形，與防爆閥基座1的形狀相適配，所述防爆膜2的 厚度只和防爆閥的啟動壓力有關(guān)，一般來說，防爆膜2的厚度越薄，防爆閥的啟動壓力就越 低，在本實施例中，所述防爆膜2的厚度為0. 005mm-0. 6mm，優(yōu)先選用0. 01mm-0. 05mm，應用 時可以根據(jù)具體情況調(diào)整防爆膜2的厚度來滿足不同的防爆啟動壓力。所述防爆膜的2材 質(zhì)可以為金屬箔或塑料膜，優(yōu)選為金屬箔，如鋁箔或不銹鋼箔。所述密封墊3的材料則選擇彈性大、儒變小的材料，如橡膠、聚四氟乙烯等。所 述上密封墊30厚度范圍在0. 1-5. 0mm,優(yōu)選1. 0-3. 0mm ；所述下密封墊31的厚度范圍在 0. 1-1. 0mm,優(yōu)選 0. 3-0. 5mm。所述防爆閥針5的頭部結(jié)構(gòu)50形狀本實施例中優(yōu)選為球形；所述的防爆閥針5的 頭部結(jié)構(gòu)50與防爆膜2之間可以為間隔設置，也可以為接觸設置。由于防爆啟動壓力隨著 該頭部結(jié)構(gòu)50與防爆膜2的距離以及防爆膜2的厚度尺寸的增大而增大，在具體應用時可 以通過調(diào)整該頭部結(jié)構(gòu)50與防爆膜52的距離的大小以及防爆膜2的厚度尺寸大小來滿足 不同的防爆啟動壓力要求。所述防爆閥針5的材質(zhì)，優(yōu)選為鋁、不銹鋼、塑膠等。所述防爆 閥針5的頭部結(jié)構(gòu)50與防爆膜2的距離，與防爆閥開啟壓力的標準有關(guān)，當要求開啟壓力 越低，頭部結(jié)構(gòu)50離防爆膜2的距離也越近，本實施例中，防爆閥針5的頭部結(jié)構(gòu)50與防 爆膜2的距離設定范圍為0. 05-0. 8mm，優(yōu)選為0. 1-0. 3mm。所述防爆閥針5的球形頭部結(jié) 構(gòu)50的半徑與防爆膜2的開啟壓力有關(guān)，半徑越大啟動壓力也越大，在本實例中，所述的球 形的頭部結(jié)構(gòu)50的半徑設定范圍為0. 5-5. 0mm，優(yōu)選為1. 5-2. 5mm。另外，本實用新型還提供了一種動力電池，包括了上述的動力電池防爆閥。當動力電池(如鋰電池等)溫度升高時，電池內(nèi)壓增大，防爆膜2的內(nèi)部氣壓的作用下向外膨脹變形，當防爆膜2受到的壓力超過設定啟動壓力值時，防爆膜2與防爆閥針5 的頭部結(jié)構(gòu)50接觸并被破裂，使動力電池泄壓，從而避免動力電池內(nèi)壓過大而發(fā)生爆炸； 但，如采用現(xiàn)有的一種頭部結(jié)構(gòu)為尖銳針狀的防爆閥針，當在外部因素(如碰撞或擠壓)的 作用下，則是非常容易在防爆閥針與防爆膜接觸時，就誤將防爆膜刺破；或在危及時如防爆 膜先被防爆閥針刺破，出現(xiàn)小孔排氣，到壓力更大時防爆膜才全部完全破裂泄壓，這樣延緩 了安全閥的啟動，且對動力電池防爆閥的啟動壓力不能精確控制，給動力電池帶來安全隱 患；而本實用新型的球形頭部結(jié)構(gòu)50的防爆閥針5，只有在防爆膜2受到的壓力超過設定 壓力值，經(jīng)過了以下幾個過程中后，防爆膜2才能破裂，即是防爆膜2向外膨脹，防爆閥針5 與防爆膜2接觸，而后只有在防爆膜2受到的壓力超過設定啟動壓力值，防爆膜2繼續(xù)向外 膨脹變形最終被防爆閥針5捅破，因而可以有效地提高對動力電池防爆閥的啟動壓力的精 確控制，從而有效地可靠地保證了動力電池性能和大大提高了動力電池的安全性。 以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實施方式對本實用新型所作的進一步詳細說明，不能 認定本實用新型的具體實施只局限于這些說明。對于本實用新型所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù) 人員來說，在不脫離本實用新型構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視 為屬于本實用新型由所提交的權(quán)利要求書確定的專利保護范圍。
權(quán)利要求一種動力電池防爆閥，包括一具有中空內(nèi)腔且兩端開口的防爆閥基座、設置于上述中空內(nèi)腔中的防爆膜、蓋于防爆閥基座一端開口的針座以及固定于針座上的防爆閥針，所述防爆膜密封壓緊于防爆閥基座與針座之間，所述防爆閥針位于防爆閥基座的中空內(nèi)腔內(nèi)，其特征在于所述防爆閥針具有一球形的頭部結(jié)構(gòu)，該頭部結(jié)構(gòu)指向所述防爆膜。
2.如權(quán)利要求1所述的動力電池防爆閥，其特征在于所述防爆閥還包括密封墊，該密 封墊包括上密封墊和下密封墊，所述防爆膜夾設于上密封墊和下密封墊之間。
3.如權(quán)利要求2所述的動力電池防爆閥，其特征在于所述防爆閥基座中空內(nèi)腔的一 端設有一臺階部，密封墊設置于該臺階部上。
4.如權(quán)利要求3所述的動力電池防爆閥，其特征在于所述針座包括一底壁和從底壁 延伸出來的可插入設置于防爆閥基座中空內(nèi)腔中的導向部，所述針座通過該導向部將所述 密封墊壓緊于所述防爆閥基座的臺階部。
5.如權(quán)利要求1所述的動力電池防爆閥，其特征在于所述針座底壁的中心位置設置 有用于安裝防爆針的安裝孔，且在底壁上沿安裝孔的周邊設置有至少一個排氣孔，所述的 排氣孔與防爆閥基座的中空內(nèi)腔相通。
6.如權(quán)利要求4所述的動力電池防爆閥，其特征在于所述針座導向部的外側(cè)壁上設 置有沿其針座軸向方向延伸的凸起，所述防爆閥基座的內(nèi)側(cè)壁上設置有沿防爆閥基座軸向 方向延伸的且與上述針座導向部的凸起相配合的導槽。
7.如權(quán)利要求1所述的動力電池防爆閥，其特征在于所述防爆膜的厚度為 0. 01-0. 05mm。
8.如權(quán)利要求1所述的動力電池防爆閥，其特征在于所述防爆閥針的頭部結(jié)構(gòu)與防 爆膜的距離設定為0. 1-0. 3mm。
9.如權(quán)利要求1所述的動力電池防爆閥，其特征在于所述防爆閥針的頭部結(jié)構(gòu)的半 徑設定為1. 5-2. 5mm。
10.一種動力電池，該動力電池包括防爆閥，其特征在于所述防爆閥為根據(jù)權(quán)利要求 1-9中任意一項所述的動力電池防爆閥。
專利摘要本實用新型公開了一種動力電池防爆閥，包括一具有中空內(nèi)腔且兩端開口的防爆閥基座、設置于上述中空內(nèi)腔中的防爆膜、蓋于防爆閥基座一端開口的針座以及固定于針座上的防爆閥針，所述防爆膜密封壓緊于防爆閥基座與針座之間，所述防爆閥針位于防爆閥基座的中空內(nèi)腔內(nèi)，所述防爆閥針具有一球形的頭部結(jié)構(gòu)，該頭部結(jié)構(gòu)指向所述防爆膜。本實用新型大大降低在外部因素(如碰撞或擠壓)的作用下誤將防爆膜刺破的可能性，從而有效地可靠地保證了動力電池性能和大大提高了動力電池的安全性。
文檔編號H01M10/052GK201629363SQ20092026088
公開日2010年11月10日 申請日期2009年11月27日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月27日
發(fā)明者朱建華, 賴慶 申請人:比亞迪股份有限公司