一种防爆阀、盖板组件及电池的制作方法

本实用新型涉及电池领域，尤其指安装在电池盖板组件上的防爆阀，含有该防爆阀的盖板组件及电池。

背景技术：

涉及电池领随着科学技术的逐步发展，大量应用在汽车、储能装置、电子设备等上的电池的安全性越来越受人关注，其中，当电池发生故障导致内部产生大量可燃性气体，使电池内部气压显著升高，如果不及时采取措施，可能导致电池发生爆炸。

为此，为防止电池爆炸的发生，一般均在电池盖板上安装有防爆阀（或称安全阀）。现有防爆阀6一般如图1中所示，包括基体60及防爆膜61，所述防爆膜61包括周缘的焊接部610和周缘中间的开启部611；所述基体60上设有泄压孔62；所述焊接部610焊接在所述基体60上，使所述开启部611封堵住所述泄压孔62；所述防爆膜6的开启部611上设有防爆刻痕612；焊接部610与基体60焊接时，焊接处设有焊缝613，焊缝613内填充焊料以进行焊接。如此，当电池内部气压超过防爆阀6的开启压力时，防爆阀6开启，释放掉电池内部的气体，以防止电池爆炸。

然而，现有防爆阀6在生产过程中，当其进行激光焊接时，焊缝613两侧都向焊缝613收缩，易导致防爆刻痕612被拉裂或者拉断，导致防爆阀6失效。同时，防爆阀6在使用过程中，电池内外两侧的压差变化来回对防爆阀6产生冲击，也易使防爆阀6疲劳失效。且申请人在电池研发和生产过程中发现，现有具有压控防爆阀的电池，特别是三元正极材料的锂离子电池，当电池内部温度达到电池正极材料的热失控温度时，电池已经失控，但其内部压力还较小，无法启动压控防爆阀，然后，经3-5秒的温升区后，超过5秒，其温度会瞬间上升，内部压力瞬间上升，这时，虽然设置了一层或多层压控防爆膜的压控防爆阀，电池内部产生的大量可燃性气体从压控防爆阀瞬间喷出，仍然存在电池燃烧或者爆炸的风险。

技术实现要素：

为克服现有技术中防爆阀在生产过程中，进行激光焊接时，焊缝两侧向焊缝收缩，易导致防爆刻痕被拉裂或者拉断，导致防爆阀失效及仍然存在电池燃烧或者爆炸风险的问题，本实用新型提供了一种防爆阀、盖板组件及电池。

本实用新型一方面提供了一种防爆阀，包括基体、防爆膜及阀罩，所述防爆膜包括周缘的焊接部和中间的开启部；所述基体上设有泄压孔；所述焊接部焊接在所述基体上，使所述开启部封堵在所述泄压孔上；所述防爆膜的开启部上设有防爆刻痕；所述阀罩罩设在所述防爆膜上，其中，所述防爆刻痕和所述焊接部与基体间的焊缝之间还设有柔性缓冲结构；所述防爆膜与阀罩之间设有阻燃结构。

进一步的，基体上设有安装台阶，所述焊接部与所述安装台阶的侧面之间形成焊缝。

进一步的，所述柔性缓冲结构为环形。

进一步的，所述柔性缓冲结构包括一个以上的波峰和/或波谷。

进一步的，所述柔性缓冲结构包括一个波峰和波谷。

进一步的，所述防爆膜的焊接部厚度为0.2-0.8mm，所述防爆膜的开启部厚度为0.05-0.15mm。

进一步的，所述波峰和/或波谷与开启部表面之间的高度为所述开启部厚度的1-8倍。

进一步的，防爆膜位于所述泄压孔的内端，所述阀罩罩设在所述泄压孔的外端，所述阻燃结构位于泄压孔内。

进一步的，所述阻燃结构为内含阻燃剂的微型胶囊。

本实用新型第二方面提供了一种盖板组件，包括盖板本体，所述盖板本体上设有上述防爆阀。

本实用新型第三方面提供了一种电池，所述电池包括外壳、极芯和盖板组件，所述盖板组件和外壳形成封闭空间，所述极芯安装于所述封闭空间内。

本实用新型提供的防爆阀，其在防爆膜上增加了柔性缓冲结构，可以有效避免进行激光焊接时焊缝两侧收缩造成的防爆刻痕拉裂或者拉断，保证生产过程中防爆阀的成品率。同时，采用上述柔性缓冲结构，可以大大提高防爆阀的启动压力的一致性和可靠性，也能很好的提升防爆阀的耐疲劳性能，同时，在防爆膜上设置有阻燃结构，当电池内部压力异常时，防爆膜开启，在阻燃结构的作用下，防爆阀处于局部缺氧状态，电池喷出的高温可燃物质在局部缺氧的条件下难以着火，如此，防爆阀在电池异常时能及时泄压，有效隔绝外部氧气进入，防止电池燃烧和爆炸的发生，避免引起次生灾害和更大的异常。

附图说明

图1是现有技术中提供的防爆阀剖面示意图。

图2是本实用新型具体实施方式中提供的电池立体示意图。

图3是本实用新型具体实施方式中提供的一种防爆阀剖面示意图。

图4是图3中去掉阻燃结构后的剖面示意图。

其中，1、盖板本体；2、外壳；3、第一电极组件；4、第二电极组件；5、注液孔罩；6、防爆阀；60、基体；61、防爆膜；62、泄压孔；63、阀罩； 601、安装台阶；610、焊接部；611、开启部；612、防爆刻痕；613、焊缝；614、波峰；615、波谷; 64、阻燃结构。

具体实施方式

为了使本实用新型所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例

本例将对本实用新型公开的电池、盖板组件和防爆阀6进行具体解释说明。

如图2所示，本例公开了一种电池，所述电池包括外壳2、极芯和盖板组件，所述盖板组件和外壳2形成封闭空间，所述极芯安装于所述封闭空间内。本例中的电池可以为锂离子电池，也可以为其他类型的镍电池等。所述极芯由正极片、隔膜、负极片卷绕或者叠置形成，其为公众所知。其中，上述盖板组件包括盖板本体1，所述盖板本体1上安装有防爆阀6。其中，一般在盖板组件上还绝缘安装有极性相异的第一电极组件3和第二电极组件4。第一电极组件3一般包括第一电极和第一绝缘件等，第一绝缘件使第一电极和盖板本体1绝缘；第二电极组件4一般包括第二电极和第二绝缘件等，第二绝缘件使第二电极和盖板本体1绝缘；上述第一电极为正极时，则第二电极为负极，反之，第一电极为负极时，则第二电极为正极。其中，其正极与极芯的正极片电连接，负极与极芯的负极片电连接。一般在该盖板本体1上还设有注液孔，注液孔上罩设有注液孔罩5。

由于本例并不对电池的盖板组件上防爆阀6以外的结构进行改进，因此，下面仅对其防爆阀6的结构进行具体解释说明。

如图3和图4所示，本例提供的防爆阀6包括基体60及防爆膜61，所述防爆膜61包括周缘的焊接部610和中间的开启部611；所述基体60上设有泄压孔62；所述焊接部610焊接在所述基体60上，使所述开启部611封堵在所述泄压孔62上；所述防爆膜61的开启部611上设有防爆刻痕612；防爆阀6还包括阀罩63，在防爆膜61和阀罩63之间设有阻燃结构64。该阻燃结构64在防爆阀6开启泄压时，防止外部氧气进入，能够有效阻止电池内部发生燃烧或者爆炸。

由于防爆膜61是采用焊接的方式安装在基体60上，当防爆膜61张得很紧的时候，焊接过程中容易损坏防爆膜61，因此，所述防爆刻痕612和所述焊接部610与基体60间的焊缝613（如图3和图4所示）之间还设有柔性缓冲结构。柔性缓冲结构可以有效缓解由于焊接时导致的防爆膜61拉裂或者拉断。

其中，上述防爆膜61的焊接部610用来与基体60焊接，开启部611则主要实现其防爆的功能，其厚度一般相对于焊接部610更薄，即将防爆膜61的中部压薄后形成开启部611。

具体地，如图3所示，所述基体60上设有安装台阶601，所述焊接部610与所述安装台阶601的侧面之间形成焊缝613；通过焊缝613将所述焊接部610焊接在所述安装台阶601内。焊接可以为激光焊或者钎焊。该基体60一方面用来安装防爆膜61的安装载体，另外，也用来与盖板本体1焊接（或者也可安装在外壳2上，本例中选择安装在盖板本体1上），或者该基体60也可与盖板本体1一体冲压成型，自身作为盖板本体1的一部分。即该基体60可以是与盖板本体1或者外壳2相独立的结构，或者，也可以在盖板本体1或者外壳2上一体成型出基体60，换句话说，也即盖板本体1或者外壳2作为防爆阀6的基体60。

所谓的柔性缓冲结构，指具有一定缓冲形变的结构，其一体成型在防爆膜61上。防爆膜61在安装过程中焊接时，虽然焊缝613两端仍然会向焊缝613收缩，但由于有该柔性缓冲结构的存在，使其可以在柔性缓冲结构处向焊缝613处伸长，如此，使得焊接过程中，并不会对防爆膜61造成拉裂或者拉断的损害。同时，在使用过程中，即使电池内外两侧的压差变化来回对防爆阀6产生冲击，由于有该柔性缓冲结构的存在，在其防爆膜61开启压力范围内，可以有效缓解其电池内外两侧的压差变化来回对防爆阀6产生冲击，防止防爆阀6失效。

其中，防爆膜61的材质可以采用本领域技术人员所熟知的铝箔，也可以为其他本领域技术人员熟知的材料。

本例中，并不具体限定其柔性缓冲结构设置的位置，作为优选的方式，如图4所示，所述柔性缓冲结构设置在所述防爆刻痕612和所述焊缝613之间。

具体的，所述柔性缓冲结构为环形。关于柔性缓冲结构的形状和尺寸，并不特别限定，只要其能保证在焊接过程中，不会损坏到防爆膜61，又不致影响防爆膜61的设计开启压力即可。比如，所述柔性缓冲结构包括一个以上的波峰614和/或波谷615。本例中，所述柔性缓冲结构包括一个波峰614和波谷615。所述防爆膜61的焊接部610厚度为0.2-0.8mm，所述防爆膜61的开启部611厚度为0.05-0.15mm。

同时，该波峰614和/或波谷615的高度和宽度并不特别限制，申请人在研发过程中发现，以上述具有一个波峰614和一个波谷615的柔性缓冲结构为例，所述波峰614和波谷615与开启部611表面之间的高度为所述开启部611厚度的1-8倍更合理。进一步优选的，所述波峰614和波谷615与开启部611表面之间的高度为所述开启部611厚度的1-5倍。此处所谓的高度，指波峰614的最高处相对于开启部611的上表面以及波谷615的最低处相对于开启部611的下表面之间的距离。

关于上述阻燃结构64的具体构造和材质，并不特别限定，只要其能使内部可燃性气体及时通过该阻燃结构64泄露出去，同时又能在阻燃结构64处形成缺氧状态，使外部氧气不能进入其中即可。比如，阻燃结构64的内部具有空隙（或者孔洞）等，如此，在内部内部压力较大的情况下，使电池内部的可燃性气体通过上述空隙可以及时泄露出去，而氧气难以通过空隙进入电池内部。

其中，所述阻燃结构64中含有阻燃剂。所述阻燃剂可以为固态粉末状，所述阻燃结构64由固态粉末状的阻燃剂经压缩、振实后形成。或者，所述阻燃结构为内含阻燃剂的微型胶囊。所述阻燃剂包括有机阻燃剂、无机阻燃剂或无机阻燃剂和有机阻燃剂混合形成的混合阻燃剂。其中，所述有机阻燃剂包括卤系阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂、磷-卤系阻燃剂中的一种或几种。所述无机阻燃剂包括三氧化二锑、氢氧化镁、氢氧化铝，硅系氧化物中的一种或几种。所述混合阻燃剂由上述提供的有机阻燃剂和无机阻燃剂混合而成，比如，本例中，提供一种改进后的混合阻燃剂，该组合阻燃剂包括红磷、氢氧化铝以及膨胀性石墨。

上述阀罩63安装在基体60上，用来防止外力对防爆阀6造成损伤，一般阀罩63上具有透气孔用于排除防爆阀开启释放的气体。具体的，防爆膜61位于所述泄压孔62的内端，所述阀罩63罩设在所述泄压孔62的外端，所述阻燃结构64位于泄压孔62内。

具有防爆阀6的电池的防爆原理如下：当电池内部出现异常导致压力升高，当内部气压增大到防爆膜61的开启压力时，防爆膜61从其防爆刻痕61处开启。此时，由于有阻燃结构64的存在，在该防爆阀6处实现阻燃功能，隔绝外部氧气进入电池内，有效防止出现电池燃烧和爆炸的事故。

本例提供的防爆阀6、安装有防爆阀6的盖板组件以及包括盖板组件的电池，由于其改进后的防爆阀6在防爆膜61上增加了柔性缓冲结构，因此，可以有效避免进行激光焊接时焊缝613两侧收缩造成的防爆刻痕612拉裂或者拉断，保证生产过程中防爆阀6的成品率。同时，采用上述柔性缓冲结构，可以大大提高防爆阀6的启动压力的一致性和可靠性，同时也能很好的提升防爆阀6的耐疲劳性能，同时，在防爆膜上设置有阻燃结构，当电池内部压力异常时，防爆膜开启，在阻燃结构的作用下，防爆阀处于局部缺氧状态，电池喷出的高温可燃物质在局部缺氧的条件下难以着火，如此，防爆阀在电池异常时能及时泄压，有效隔绝外部氧气进入，防止电池燃烧和爆炸的发生，避免引起次生灾害和更大的异常。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。