防爆封装结构及相应的电池的制作方法

防爆封装结构及相应的电池
1.本技术是分案申请，原申请的申请号为：“202010399039.0”、申请日为：
[0002]“2020年05月12日”发明名称为：“具有防爆结构的电池”。
技术领域
[0003]
本发明涉及电池领域，特别涉及一种防爆封装结构及相应的电池。


背景技术：

[0004]
电池是盛有电解质溶液和金属电极的装置，电池能将化学能转化成电能。其中电池厚度较薄，尺寸小，因此常被应用在各种电子产品上，由电池对电子产品进行供电。其中电池在遭受火烤、剧烈撞击等非常规操作的情况下，容易发热升温，使得电池内部气体增多，气压增大，进而可能撑破外金属壳释放能量，导致电池着火或爆炸，因此电池上常常会设置一些防爆结构，但在现有技术中，电池上的防爆结构需要在电池壳体上进行冲压加工，该冲压结构往往会占据电池内部的部分空间，从而影响电池的容量。
[0005]
故需要提供一种防爆封装结构及相应的电池来解决上述技术问题。


技术实现要素：

[0006]
本发明提供一种防爆封装结构及相应的电池，以解决现有技术中电池上的防爆结构不够优化，常常会占据电池内部的部分空间，影响电池的容量的问题。
[0007]
为解决上述技术问题，本发明的技术方案为：一种防爆封装结构，其包括：
[0008]
壳体，包括内金属壳和外金属壳，内金属壳为一端具有第一开口的筒状结构，外金属壳为一端具有第二开口的筒状结构，所述第一开口和所述第二开口对接；
[0009]
电芯，设置在所述内金属壳内；以及
[0010]
绝缘胶圈，密封设置在所述外金属壳和所述内金属壳之间，所述外金属壳的一端锁紧连接在所述绝缘胶圈的外周，使得外金属壳的边沿和绝缘胶圈之间形成封口，在所述绝缘胶圈上靠近所述外金属壳的一面设置有胶圈泄气口，所述绝缘胶圈包覆在所述内金属壳的轴向侧板的内外表面上。
[0011]
在本发明中，所述内金属壳靠近第一开口的边沿设置有折边，所述折边向外侧凸出，所述折边与所述绝缘胶圈卡固。
[0012]
在本发明中，所述外金属壳内远离所述第二开口的一端设置有紧缩段，所述紧缩段靠近所述第二开口的一端的内径大于所述紧缩段远离所述第二开口的一端的内径。
[0013]
其中，所述紧缩段的高度与所述外金属壳的高度之比介于0.15～0.7之间。
[0014]
另外，所述紧缩段l的内壁面与所述外金属壳的内壁面之间的夹角介于170
°
～179
°
之间。
[0015]
在本发明中，所述外金属壳的内壁上设置有环形凸条，所述环形凸条与所述绝缘胶圈过盈连接，所述环形凸条通过对所述外金属壳的外侧进行冲压的方式形成。
[0016]
在本发明中，所述内金属壳外侧面上的一端设置有内壳卡接部，所述内壳卡接部
包括内侧的第一凸部和外侧的第一凹部，内侧的所述绝缘胶圈包覆在所述内金属壳内表面的所述第一凸部的非设置区域；
[0017]
所述绝缘胶圈上设置有胶圈卡接部，所述胶圈卡接部包括内侧的第二凸部和外侧的第二凹部，所述第二凸部卡接在所述第一凹部内，所述外金属壳的边沿卡接在所述第二凹部内。
[0018]
在本发明中，所述绝缘胶圈靠近所述第一开口的一端内侧边沿设置有斜倒角，外侧边沿设置有圆倒角。
[0019]
本发明还包括一种电池，其使用上述防爆封装结构，所述壳体上设置有防爆通孔，所述防爆通孔连通所述壳体的内腔和外部空间，所述防爆通孔上封闭设置有防爆片，所述防爆片与所述通孔相对的区域为防爆区域，所述防爆片上设置一条裂痕线，所述裂痕线为环状结构，所述环状结构包括封闭端和非封闭端，所述封闭端位于所述防爆区域内，所述非封闭端与所述防爆区域错位。
[0020]
本发明相较于现有技术，其有益效果为：本发明的防爆封装结构在电池发热时，电池内部会产生高压气体，高压气体会使得外金属壳和绝缘胶圈分离。当外金属壳和绝缘胶圈分离至设定程度时，绝缘胶圈不再与外金属壳密封连接，使得胶圈泄气口能连通外金属壳的内部空间和外部空间，从而能通过胶圈泄气口释放高压气体，防止电池着火或爆炸。
附图说明
[0021]
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，下面对实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，下面描述中的附图仅为本发明的部分实施例相应的附图。
[0022]
图1为本发明的电池的防爆通孔设置在内金属壳上时的剖视结构示意图。
[0023]
图2为图1中x处的局部结构放大图。
[0024]
图3为图1中y处的局部结构放大图。
[0025]
图4为设置有两条裂痕线的防爆片的结构示意图。
[0026]
图5为设置有环状结构的裂痕线的防爆片的结构示意图。
[0027]
图6为设置有环状结构的裂痕线的防爆片的结构示意图。
[0028]
图7为上绝缘片的结构示意图。
[0029]
图8为本发明的电池的外金属壳上设置有环形凸条时的结构示意图。
[0030]
图9为本发明的电池的内金属壳上设置有内壳卡接部时的结构示意图。
[0031]
图10为本发明的电池的防爆通孔设置在外金属壳上时的剖视结构示意图。
[0032]
外金属壳11；环形凸条111；外壳防爆通孔112；内金属壳12；内壳防爆通孔121；折边122；内壳卡接部123；绝缘胶圈13；胶圈泄气口131；胶圈卡接部132；电芯14；负极极耳15；正极极耳16；上绝缘片17；通气孔171；下绝缘片18；防爆片19；裂痕线191；紧缩段l。
具体实施方式
[0033]
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，本领域技术人员在没有做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。
[0034]
本发明中所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「内」、「外」、「侧面」、「顶部」以及「底部」等词，仅是参考附图的方位，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
[0035]
本发明术语中的“第一”“第二”等词仅作为描述目的，而不能理解为指示或暗示相对的重要性，以及不作为对先后顺序的限制。
[0036]
在本发明中，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，连接可以是可拆卸连接，或一体结构的连接；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，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0037]
在现有技术中，电池上的防爆结构需要在电池壳体上进行冲压加工，该冲压结构往往会占据电池内部的部分空间，从而影响电池的容量。
[0038]
如下为本发明提供的一种能解决以上技术问题的电池的第一实施例。
[0039]
请参照图1和图2，其中图1为本发明的电池的防爆通孔设置在内金属壳上时的剖视结构示意图，图2为图1中x处的局部结构放大图。
[0040]
在图中，结构相似的单元是以相同标号表示。
[0041]
本发明提供一种电池，其包括壳体、防爆片19、电芯14以及绝缘胶圈13。
[0042]
其中，壳体包括内金属壳12和外金属壳11，内金属壳12为一端具有第一开口的筒状结构，外金属壳11为一端具有第二开口的筒状结构，第一开口和第二开口对接，壳体上设置有沉槽和防爆通孔，防爆通孔连通壳体的内腔和外部空间，沉槽通过对壳体的外表面进行切削加工的方式形成，如对壳体的外表面进行铣削以形成沉槽，防爆通孔位于沉槽内。
[0043]
防爆片19连接在沉槽内，防爆片19封闭防爆通孔，防爆片19与通孔相对的区域为防爆区域，防爆片19上设置有裂痕线191，至少部分裂痕线191位于防爆区域内。
[0044]
电芯14设置在内金属壳12内，电芯14通过正极极耳16与外金属壳11连接，电芯14通过负极极耳15与内金属壳12连接。
[0045]
绝缘胶圈13密封设置在外金属壳11和内金属壳12之间，使得外金属壳11和内金属壳12之间形成密封和绝缘，外金属壳11的一端锁紧连接在绝缘胶圈13的外周，使得外金属壳11的边沿和绝缘胶圈13之间形成封口。
[0046]
当电池发热，其内部会产生高压气体，当气压达到一定程度，高压气体会沿着裂痕线191撑破防爆片19，防爆片19上形成释放通孔，高压气体能通过防爆通孔和释放通孔进行释放，防止电池着火或爆炸。
[0047]
本发明中的电池的高径比介于0.4～1之间。
[0048]
请参照图1，本实施例中的沉槽可以是设置在内金属壳12的外部端面上的内壳沉槽，防爆通孔为设置在内金属壳12的端面上的内壳防爆通孔121，内壳防爆通孔121位于内壳沉槽内，内壳沉槽靠近内金属壳12的端面边缘,从而能避免内壳防爆通孔121与负极极耳15形成干涉。
[0049]
或请参照图10，本实施例中的沉槽还可以是设置在外金属壳11的外部端面上的外壳沉槽，防爆通孔为设置在外金属壳11的端面上的外壳防爆通孔112，外壳防爆通孔112位于外壳沉槽内，外壳沉槽靠近内金属壳12的端面边缘,从而能避免内壳防爆通孔121与正极
极耳16形成干涉。
[0050]
请参照图4，优选的，防爆片19的内表面上设置两条裂痕线191，两条裂痕线191交错设置，两条裂痕线191的交点位于防爆区域内。
[0051]
请参照图5和图6，还可以在防爆片19上设置一条裂痕线，裂痕线为环状结构，环状结构包括封闭端和非封闭端，封闭端位于防爆区域内。通过设置非封闭端，使得电池内高压气体沿着裂痕线撑破防爆片19时，能避免防爆片19的碎片飞溅。
[0052]
如图5中裂痕线的下端为封闭端，裂痕线的上端为非封闭端，如图6中裂痕线的下端为封闭端，裂痕线的上端为非封闭端。
[0053]
请参照图7，在本发明中，电池还包括上绝缘片17和下绝缘片18，上绝缘片17设置在电芯14和内金属壳12的内顶面之间，下绝缘片18设置在电芯14和外金属壳11的内底面之间，上绝缘片17和下绝缘片18能对电芯14和内金属壳12进行隔离，在上绝缘片17或下绝缘片18上设置有通气孔171，使得电芯14发热时，电池内部的气体能通过通气孔171流向防爆通孔。
[0054]
如图1，尤其在电芯14为卷绕电芯的情况下，电芯14发热，电芯14的各个电芯膜片之间的空隙内产生的气体，能较好的通过通气孔171流向防爆通孔。
[0055]
本实施例中的防爆片19为铜箔片，铜箔片通过热压焊的方式连接在沉槽内，沉槽的深度等于铜箔片的厚度，沉槽的深度基于铜箔片的厚度进行加工。
[0056]
在本发明中，绝缘胶圈13包覆在内金属壳12的轴向侧板的内外表面上，内金属壳12内表面的绝缘胶圈13能对内金属壳12和电芯14进行隔离，使得内金属壳12和电芯14之间形成绝缘。
[0057]
请参照图3，内金属壳12靠近第一开口的边沿设置有折边122，折边122向外侧凸出，折边122与绝缘胶圈13卡固，使得内金属壳12和绝缘胶圈13连接紧固。
[0058]
在绝缘胶圈13上设置有胶圈泄气口131。电池发热时，其内部会产生高压气体，高压气体会使得外金属壳11和绝缘胶圈13分离。当外金属壳11和绝缘胶圈13分离至设定程度时，绝缘胶圈13不再与外金属壳11密封连接，使得胶圈泄气口131能连通外金属壳11的内部空间和外部空间，从而能通过胶圈泄气口131释放高压气体，防止电池着火或爆炸。
[0059]
当电池发热迅速，高压气体来不及通过防爆通孔和释放通孔进行释放时，高压气体会使得外金属壳11和绝缘胶圈13分离，胶圈泄气口131的防爆结构便能发挥作用，胶圈泄气口131的防爆结构与防爆片19的防爆结构结合形成双重防爆，防爆性能更佳。
[0060]
本实施例中的绝缘胶圈13靠近第一开口的一端内侧边沿设置有斜倒角，外侧边沿设置有圆倒角。绝缘胶圈13内侧设置斜倒角，能避免装配时绝缘胶圈13与电芯14过度干涉，绝缘胶圈13外侧设置圆倒角，利于绝缘胶圈13与外金属壳11形成装配。
[0061]
在本发明中，外金属壳11内远离第二开口的一端设置有紧缩段l，沿第二开口指向外金属壳11内底面的方向，紧缩段l的内径逐渐减小，即紧缩段l靠近第二开口的一端的内径大于紧缩段l远离第二开口的一端的内径。
[0062]
在绝缘胶圈13与外金属壳11套接的前期，绝缘胶圈13与外金属壳11的内壁之间具有间隙，安装较为方便、容易。
[0063]
而当绝缘胶圈13逐渐与紧缩段l连接时，绝缘胶圈13逐步的与外金属壳11形成过盈连接，之后，再对外金属壳11的边沿加压使其形变，产生形变后，外金属壳11的边沿锁紧
连接在绝缘胶圈13的外周，使得外金属壳11的边沿和绝缘胶圈13之间形成封口，外金属壳11和绝缘胶圈13套接稳固，绝缘胶圈与外金属壳11之间的密封性更佳。
[0064]
本实施例的紧缩段l的高度与外金属壳11的高度之比介于0.15～0.7之间，紧缩段l的内壁面与外金属壳11的内壁面之间的夹角介于170
°
～179
°
之间。
[0065]
请参照图8，在本发明中，外金属壳11的内壁上设置有环形凸条111，环形凸条111与绝缘胶圈13过盈连接，环形凸条111通过对外金属壳11的外侧进行冲压的方式形成。
[0066]
环形凸条111能增强外金属壳11和内金属壳12的连接，同时在外金属壳11和内金属壳12装配后，再冲压形成环形凸条111，因此不会影响外金属壳11和内金属壳12的装配操作。
[0067]
请参照图9，在本发明中，内金属壳12外侧面上的一端设置有内壳卡接部123，内壳卡接部123包括内侧的第一凸部和外侧的第一凹部，内侧的绝缘胶圈13包覆在内金属壳12内表面的第一凸部区域的非设置区域，即如图9中，内金属壳12内侧的绝缘胶圈13从下往上延伸至与第一凸部接触便不再延伸，更加节省空间。
[0068]
绝缘胶圈13上设置有胶圈卡接部132，胶圈卡接部132包括内侧的第二凸部和外侧的第二凹部，第二凸部卡接在第一凹部内，外金属壳11的边沿卡接在第二凹部内，通过设置内壳卡接部123和胶圈卡接部132，能将外金属壳11和绝缘胶圈13连接得更加稳固。
[0069]
本发明通过对壳体的外表面进行切削加工的方式形成沉槽，防爆片连接在沉槽内，当电池发热，其内部会产生高压气体，高压气体能撑破防爆片，释放高压气体，使得电池具有防爆功能，同时增大了电池内部的空间，从而能将电池的容量做得更大。
[0070]
综上所述，虽然本发明已以两个实施例揭露如上，但上述实施例并非用以限制本发明，本领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与润饰，因此本发明的保护范围以权利要求界定的范围为准。