防爆壳体及其刻槽方法和具有其的电池与流程

本发明属于电池材料技术领域，更具体地，涉及一种防爆壳体、防爆壳体的刻槽方法和具有防爆壳体的电池。

背景技术：

现有的电池的安全防护主要是通过在电池的壳体或者盖板上设置安全防爆槽加以控制，在传统方案中，为了使防爆槽在内压较低的异常水平时即可被破坏开阀，防爆阀开阀区域强度需要设置得比较低，但是同时需要考虑的问题是，防爆槽直接暴露在外，容易在使用过程中被碰撞、挤压等损坏，因此通常只能采用塑性好的例如碳素钢、铝合金等材质的壳体或者盖板开设防爆槽结构，对材料的限制较大。

若采用现有的开槽方法对硬度较高的例如铁合金等材质进行开槽，常规防爆槽的单一结构，难以在硬度较高的铁合金上应用，主要原因有如下几点：第一，在硬度较高的材质上开槽成型困难，加工工艺性差，容易导致薄壁零件挤压变形，这是由于在硬度较高的铁合金上刻槽，防爆压力难以精确控制；第二，硬度较高的材质在开槽时的防爆压力远大于常规电池的防爆要求，防爆槽在实际使用时防爆功能失效，电池安全性难以保证。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。

有鉴于此，本发明提供一种防爆壳体、防爆壳体的刻槽方法和具有防爆壳体的电池，该防爆壳体加工工艺简便、材质适用范围广且防爆壳体安全性能高。

根据本发明第一方面实施例的防爆壳体的刻槽方法，包括以下步骤：s1、减薄壳体的至少一部分形成弱化区；s2、在所述弱化区的一侧表面开设沿所述弱化区的延伸方向延伸的防爆槽，所述防爆槽的深度小于所述弱化区的厚度。

根据本发明实施例的防爆壳体的刻槽方法，在壳体上对需要制备防爆槽的区域进行减薄处理形成弱化区，再在该弱化区内二次刻槽，通过两次刻槽处理的方案，可以精确控制刻槽的一致性，完全满足电池的安全性要求；二次刻槽后防爆阀仍有部分与壳体本体相连，避免防爆阀中间部分整体与壳体本体脱离飞出，进一步保证了防爆阀开阀的安全性；另外，通过二次刻槽使防爆阀藏于凹槽内，避免较小的开阀区被外物体碰撞、挤压而损伤，对强度较弱的开阀区起到保护作用，避免的零部件加工、装配以及成品正常使用过程中碰撞或挤压产生损伤。

根据本发明实施例的防爆壳体的刻槽方法还可以具有以下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述弱化区和所述防爆槽分别形成为环形。

根据本发明的一个实施例，在步骤s1中，所述弱化区的内圈与外圈之间的宽度为0.1mm-5mm，所述弱化区的厚度与所述壳体的厚度差为0.01mm-0.1mm。

根据本发明的一个实施例，在步骤s1中，通过在所述壳体的至少一侧表面刻槽形成所述弱化区。

根据本发明的一个实施例，在步骤s1中，所述壳体在成型时局部材料减薄在所述壳体的一侧表面形成所述弱化区。

根据本发明的一个实施例，所述防爆槽的底壁在所述弱化区的延伸方向上与所述壳体另一侧的表面形成连接区和开阀区，所述连接区的厚度大于所述开阀区的厚度。

根据本发明的一个实施例，所述连接区的厚度为0.05mm-0.1mm，所述开阀区的厚度为0.005mm-0.05mm。

根据本发明的一个实施例，所述防爆槽的截面形成为从底壁向开口所在方向尺寸逐渐增大的锥形。

根据本发明的一个实施例，所述壳体为碳素钢件、铝件、铝合金件或铁合金件。

根据本发明第二方面实施例的防爆壳体，所述壳体的一侧表面减薄形成有沿其周向延伸的弱化区，所述弱化区的一侧表面设有沿所述弱化区的延伸方向延伸的防爆槽，所述防爆槽的深度小于所述弱化区的厚度。

根据本发明的一个实施例，所述弱化区的内圈与外圈之间的宽度为0.1mm-5mm，所述弱化区的厚度与所述壳体的厚度差为0.01mm-0.1mm。

根据本发明的一个实施例，所述壳体的至少一侧表面刻槽形成所述弱化区。

根据本发明的一个实施例，所述壳体在成型时局部材料减薄在所述壳体的一侧表面形成所述弱化区。

根据本发明的一个实施例，所述防爆槽在所述弱化区的周向上位于所述弱化区的内圈与外圈的中间位置。

根据本发明的一个实施例，所述防爆槽的底壁在所述弱化区的延伸方向上与所述壳体另一侧的表面形成连接区和开阀区，所述连接区的厚度大于所述开阀区的厚度。

根据本发明的一个实施例，所述连接区的厚度为0.05mm-0.1mm，所述开阀区的厚度为0.005mm-0.05mm。

根据本发明的一个实施例，所述防爆槽的截面形成为从底壁向开口所在方向尺寸逐渐增大的锥形。

根据本发明的一个实施例，所述壳体为碳素钢件、铝件、铝合金件或铁合金件。

根据本发明第三方面实施例的电池，包括上述实施例任一项所述的防爆壳体。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的防爆壳体的刻槽方法的流程图；

图2为根据本发明实施例的防爆壳体的立体图；

图3为根据本发明实施例的防爆壳体的壳体的局部剖面图；

图4为根据本发明实施例的防爆壳体的壳体的另一个局部剖面图。

附图标记：

防爆壳体100；

壳体10；

弱化区20；

防爆槽30；开阀区31；连接区32。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，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，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。

下面首先结合附图具体描述根据本发明实施例的防爆壳体的刻槽方法。

如图1所示，根据本发明实施例的防爆壳体的刻槽方法包括以下步骤：

s1、减薄壳体的至少一部分形成弱化区；

s2、在弱化区的一侧表面开设沿弱化区的延伸方向延伸的防爆槽，防爆槽的深度小于弱化区的厚度。

根据本发明实施例的防爆壳体的刻槽方法的具体制备过程可以如下：

(1)弱化区成型，通过对壳体中的一部分区域进行减薄处理，具体包括切削和挤压等使壳体环形的一部分形成弱化区域，从而使弱化区成型；

(2)开设防爆槽，通过在上述制备的弱化区的一侧进行开槽处理，控制开槽处理的深度小于弱化区的厚度，从而在弱化区内形成防爆槽。

由此，根据本发明实施例的防爆壳体的刻槽方法，在壳体上对需要制备防爆槽的区域进行减薄处理形成弱化区，再在该弱化区内二次刻槽，通过两次刻槽处理的方案，可以精确控制刻槽的一致性，完全满足电池的安全性要求；另外，通过二次刻槽使防爆阀藏于凹槽内，避免较小的开阀区被外物体碰撞、挤压而损伤，对强度较弱的开阀区起到保护作用，避免的零部件加工、装配以及成品正常使用过程中碰撞或挤压产生损伤。

其中需要说明的是，弱化区和防爆槽的形状可以根据防爆壳体的具体结构进行合理调节，以在满足防爆壳体防爆要求的同时保证加工方法容易实现，例如x形等。在本发明的一些具体实施方式中，弱化区20和防爆槽30可以分别形成为环形。

具体地，如图2至图4所示，根据本发明的一个实施例，在步骤s1中，弱化区20的内圈与外圈之间的宽度为0.1mm-5mm，弱化区20的厚度与壳体10的厚度差为0.01mm-0.1mm。通过设置弱化区20的宽度并限定弱化区20的厚度与壳体10的厚度差为0.01mm-0.1mm，使防爆阀藏于凹槽内，避免较小的开阀区31被外物体碰撞、挤压而损伤，从而对防爆槽30进行有效的保护，使其安全性能大幅度提高。

在本发明的一些具体实施方式中，通过在壳体10的至少一侧表面刻槽形成弱化区20。也就是说，可以通过在壳体10的一侧表面刻槽使得该部分的厚度减薄形成弱化区20，也可以在壳体20的两侧相对应的位置同时刻槽使得该部分的厚度减薄形成弱化区。

在本发明的另一些具体实施方式中，壳体10也可以在成型时局部材料减薄在壳体10的一侧表面形成弱化区20。

换句话说，在壳体10上形成弱化区20的方式可以通过是刻槽实现，也可以是通过在壳体10成型时局部材料减薄实现，该方法简单可行，并且通过对壳体10的部分区域进行减薄处理并使弱化区20成型，其目的在于减少二次刻槽阻力，减少因材料挤压产生的结构变形，同时形成二次刻槽的保护区，另外减薄处理时，软化及剪切力的方案实现弱化区域的开阀处理，这样的弱化区20仅需要极小的变形空间就可以实现开阀，从而简化开阀的工艺，提高工程效率。

可选的，环形防爆槽30在环形弱化区20的周向上位于环形弱化区20的内圈与外圈的中间位置。由此，在弱化区20的中间位置开设防爆槽30，可以精确控制加工参数，加工更方便，并且成型后的壳体10防爆效果更好。

在本发明的一些具体实施方式中，防爆槽30的底壁在弱化区20的延伸方向上与壳体10另一侧的表面形成连接区32和开阀区31，连接区32的厚度大于所述开阀区31的厚度。优选地，连接区32的厚度为0.05mm-0.1mm，开阀区31的厚度为0.005mm-0.05mm。

也就是说，防爆槽30在弱化区20上开槽的深度不是保持一致的，而是有一部分的开槽深度大于另一部分的开槽深度，其中，防爆槽30开槽深度更深的部分与壳体10另一侧表面之间的剩余厚度更小，该部分防爆槽30的底壁与壳体10另一侧表面之间的区域形成开阀区31，如图3所示，开阀区31在电池发生异常情况爆炸时，由于壁厚较小，首先会被炸开。防爆槽30开槽深度较浅的部分与壳体10的另一侧表面之间的剩余厚度较大，该部分防爆槽30的底壁与壳体10另一侧表面之间的区域形成连接区32，如图4所示，连接区32在电池发生异常情况爆炸时，由于壁厚较大，开阀区31被炸开之后，连接区32仍然保持与壳体10相连，避免壳体10中间炸开部分直接脱离壳体10，进一步保证了电池的整体安全性。

由此，通过对开阀区31和连接区32的开槽深度进行不同程度的设定，使壳体10在发生爆炸之后，防爆阀仍有部分与壳体10本体相连，避免防爆阀中间部分整体与壳体10本体脱离飞出，进一步保证了防爆阀开阀的安全性。

根据本发明的一个实施例，防爆槽30的截面形成为从底壁向开口所在方向尺寸逐渐增大的锥形。通过设置成锥形结构，不仅加工过程简单，而且有效保证防爆效果，进一步保证了防爆阀开阀的安全性。

可选的，壳体10为碳素钢件、铝件、铝合金件或铁合金件。通过该防爆壳体100的设计，使其对材料的匹配度较高，可在多种材料上对材料进行有效的减薄刻槽处理，降低防爆盖板对材料本体的需求，扩大防爆盖板的使用范围。

总而言之，本发明实施例的防爆壳体100首先初次刻槽减薄壳体10结构的同时，再在其内二次刻槽，通过两次刻槽处理的方案，精确控制刻槽的一致性，完全满足电池的安全性要求，同时通过对壳体10的部分区域进行减薄处理减少二次刻槽阻力，减少因材料挤压产生的结构变形，同时形成二次刻槽的保护区，另外减薄处理时，软化及剪切力的方案实现弱化区域的开阀处理，这样的弱化区20仅需要极小的变形空间就可以实现开阀，从而简化开阀的工艺，提高工程效率，其次，通过对防爆槽30的开槽深度进行设置，可以有效避免防爆阀中间部分整体与壳体10本体脱离飞出，进一步保证了防爆阀开阀的安全性；另外，通过二次刻槽使防爆阀藏于凹槽内，避免较小的开阀区31被外物体碰撞、挤压而损伤，对强度较弱的开阀区31起到保护作用，避免的零部件加工、装配以及成品正常使用过程中碰撞或挤压产生损伤。

根据本发明实施例的防爆壳体100，壳体10的一侧表面减薄形成有沿其周向延伸的弱化区20，弱化区20的一侧表面设有沿弱化区20的延伸方向延伸的防爆槽30，防爆槽30的深度小于弱化区20的厚度。

具体而言，在壳体10的一侧内减薄处理后，在壳体10表面上设有沿其周向延伸的弱化区20，同时在该弱化区20的内侧表面上还开槽处理并设有沿其周向延伸的防爆槽30，防爆槽30的深度小于弱化区20的厚度。

根据本发明实施例的防爆壳体100的具体结构以及对应的技术效果在上述实施例中已经进行了详细描述，因此不再赘述。

另外，根据本发明实施例的电池包括根据上述实施例的防爆壳体100，由于根据本发明上述实施例的防爆壳体100具有上述技术效果，因此，根据本发明实施例的电池也具有相应的技术效果，即电池防爆壳体100加工工艺简便、安全性能优异。

根据本发明实施例的电池的其他结构例如盖板等，对于本领域技术人员而言是可以理解并且容易实现的，因此不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。