一种安全泄压结构及具有该结构的电池壳体的制作方法

1.本实用新型属于电池制造工艺的技术领域，具体涉及一种安全泄压结构及具有该结构的电池壳体。


背景技术：

2.随着5g的到来以及市场需求的不断提升，客户对电芯性能的要求也越来越高，其中，在电池单体的结构设计中，往往需要考虑电池的安全性能。例如，当电池单体发生短路、过充等的现象时，可能会导致电池单体内部发生热失控从而压力骤升，导致电池单体产生爆炸、起火的现象。
3.而现有的电池中通常难以保障电池的泄压安全，当电池的内部气压过高时，气压容易直接冲破电池壳体，使得电池的泄压安全性在较低的水平。为此，亟需提出一种新型的技术方案以解决上述问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供了一种安全泄压结构，其安全可靠性好，能够保障电池的泄压稳定高效。
5.为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
6.一种安全泄压结构，包括：
7.第一防爆密封板，所述第一防爆密封板开设有泄压口；
8.防爆密封垫，叠置于所述第一防爆密封板，所述防爆密封垫盖设并密封所述泄压口；
9.第二防爆密封板，叠置于所述防爆密封垫远离所述泄压口的一侧；
10.所述第二防爆密封板与所述泄压口在所述防爆密封垫的正投影至少部分重叠。
11.作为本实用新型的泄压结构的一种改进，所述第二防爆密封板在所述防爆密封垫的正投影全部位于所述泄压口在所述防爆密封垫的正投影之内。
12.作为本实用新型的泄压结构的一种改进，所述第二防爆密封板的至少部分嵌入所述防爆密封垫，所述泄压口和所述第二防爆密封板的边缘在所述防爆密封垫上围成泄压区域，所述泄压区域在高温下能够熔化排出电池内部的气体。
13.作为本实用新型的泄压结构的一种改进，所述泄压口为半径为r1的圆，所述第二防爆密封板为半径为r3的圆，满足关系式：r1》r3，所述泄压口设置为圆形能够保障泄压平稳。
14.作为本实用新型的泄压结构的一种改进，所述防爆密封垫为半径为r2的圆，所述r1、所述r2和所述r3满足关系式：r2》r1》r3，所述防爆密封垫、所述第二防爆密封板和所述泄压口均设置为圆形能够提高泄压结构的加工效率和通用性。
15.作为本实用新型的泄压结构的一种改进，所述第二防爆密封板的数量为一个或多个，当所述第二防爆密封板的数量为一个时，所述泄压结构可以呈三明治形，当所述第二防
爆密封板的数量为多个时，各个所述第二防爆密封板可以呈阵列的方式设置于所述防爆密封垫。
16.作为本实用新型的泄压结构的一种改进，所述第一防爆密封板的厚度为h1，所述防爆密封垫的厚度为h2，所述第二防爆密封板的厚度为h3，满足关系式：h1≥h3≥h2。
17.作为本实用新型的泄压结构的一种改进，所述第一防爆密封板的熔点为t1，所述防爆密封垫的熔点为t2，所述第二防爆密封板的熔点为t3，满足关系式：t1≥t3》t2。
18.作为本实用新型的泄压结构的一种改进，所述防爆密封垫具有粘结层，所述粘结层可以位于所述防爆密封垫的正反两面，所述防爆密封垫在热压条件下分别复合粘结到所述第一防爆密封板和所述第二防爆密封板。
19.作为本实用新型的泄压结构的一种改进，所述第一防爆密封板和所述第二防爆密封板均具有金属层，所述第一防爆密封板和所述第二防爆密封板可以为硬质金属。
20.本实用新型的目的之二在于：提供一种电池壳体，包括安装壳和如上的所述泄压结构，所述第一防爆密封板盖设并密封所述安装壳。
21.作为本实用新型的电池壳体的一种改进，所述安装壳为金属壳。
22.本实用新型的有益效果在于：本实用新型的泄压结构包括依次叠置的第一防爆密封板、防爆密封垫和第二防爆密封板，第一防爆密封板开设有泄压口，防爆密封垫盖设并密封泄压口，第二防爆密封板位于防爆密封垫远离泄压口的一侧，第二防爆密封板与泄压口在防爆密封垫的正投影至少部分重叠，其中，防爆密封垫在电池的内部气压过高或温度过高时能够稳定地泄出气体，第一防爆密封板和第二防爆密封板均具有良好的刚性，能够有效防止电池的内部气压过高时产生气压直接冲破电池壳体的现象，并且，第二防爆密封板对防爆密封垫具有良好的保护作用，从而提高了泄压结构的使用寿命，当在电池上设置该泄压结构时，该泄压结构能够保障电池的泄压稳定高效。
附图说明
23.图1为本实用新型实施例1的结构示意图之一。
24.图2为本实用新型实施例1的结构示意图之二。
25.图3为本实用新型实施例1的分解示意图。
26.图4为本实用新型实施例1的正视图。
27.图5为本实用新型实施例3的结构示意图。
28.其中：1-第一防爆密封板；2-防爆密封垫；3-第二防爆密封板；4-安装壳；10-泄压口；100-泄压区域。
具体实施方式
29.如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件，本领域技术人员应可理解，制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。
30.在本技术中，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
31.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
32.在实用新型中，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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
33.以下结合附图1～5和具体实施例对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。
34.实施例1
35.一种安全泄压结构，如图1～3所示，包括：
36.第一防爆密封板1，第一防爆密封板1开设有泄压口10；
37.防爆密封垫2，叠置于第一防爆密封板1，防爆密封垫2盖设并密封泄压口10，防爆密封垫2从第一防爆密封板1的外侧盖合泄压口10，使得防爆密封垫2完全覆盖泄压口10；
38.第二防爆密封板3，叠置于防爆密封垫2远离泄压口10的一侧，其中，第二防爆密封板3与泄压口10在防爆密封垫2的正投影至少部分重叠，第二防爆密封板3与泄压口10对应设置，使得第二防爆密封板3对防爆密封垫2具有一定的保护作用。
39.在本实用新型的泄压结构中，第二防爆密封板3可以全部或部分地叠置在防爆密封垫2的表面，并且，第二防爆密封板3在防爆密封垫2的正投影，可以与泄压口10在防爆密封垫2的正投影部分交叠，也可以全部位于泄压口10在防爆密封垫2的正投影之内。
40.在本实用新型的泄压结构中，如图4所示，第二防爆密封板3的至少部分嵌入防爆密封垫2，第二防爆密封板3并不贯穿防爆密封垫2，同时，泄压口10和第二防爆密封板3的边缘在防爆密封垫2上围成泄压区域100，泄压区域100在高温下能够熔化并稳定高效地排出电池内部的气体。在实际设置中，防爆密封垫2的泄压区域100的形状和大小可按需设置，泄压区域100的形状可以设置为环形、月牙形或半圆形。
41.优选地，泄压口10为半径为r1的圆，第二防爆密封板3为半径为r3的圆，满足关系式：r1》r3。其中，0.4≤r3/r1《1，泄压口10和第二防爆密封板3的圆心重合，换言之，第二防爆密封板3能够阻挡泄压口10中心的气压的冲击，保障电池的泄压安全。
42.优选地，防爆密封垫2为半径为r2的圆，r1、r2和r3满足关系式：r2》r1》r3，其中，r3的取值范围可以为0.1cm～0.5cm、0.5cm～1cm、1cm～2cm、2cm～4cm，r1的取值范围可以为0.2cm～0.6cm、0.6cm～1.25cm、1.25cm～2.2cm、2.2cm～4.25cm，r2的取值范围可以为0.3cm～0.75cm、0.75cm～1.5cm、1.5cm～2.5cm、2.5cm～4.5cm，通过改变r1、r2、r3的值，可以高效灵活地调节电池的泄压安全性能。
43.优选地，第一防爆密封板1的厚度为h1，防爆密封垫2的厚度为h2，第二防爆密封板3的厚度为h3，满足关系式：h1≥h3≥h2。
44.具体地，在本实用新型的泄压结构中，h1的取值范围可以为0.1mm～0.3mm、0.3mm～0.6mm、0.6mm～1mm、1mm～2mm，h3的取值范围可以为0.1mm～0.3mm、0.3mm～0.6mm、0.6mm～0.95mm、0.95mm～1.8mm，h2的取值范围可以为0.1mm～0.3mm、0.3mm～0.6mm、0.6mm～0.9mm、0.9mm～1.6mm，通过改变h1、h2、h3的值，可以高效灵活地调节电池的泄压安全性能。
45.在本实用新型的泄压结构中，第一防爆密封板1的熔点为t1，防爆密封垫2的熔点为t2，第二防爆密封板3的熔点为t3，满足关系式：t1≥t3》t2，其中，t2的取值范围可以为120℃～130℃、130℃～140℃、140℃～150℃、150℃～160℃、160℃～170℃，通过选用不同熔点的防爆密封垫2，能够使电池达到在不同的特定温度下实现高效泄压的效果，并对电池的温度起到一定的安全监控的作用。而且，t1、t3的取值范围可以为600℃～1500℃。
46.优选地，防爆密封垫2具有粘结层，防爆密封垫2的材料可以为塑胶材料，其可以在自身能够承受的温度下通过热压复合的手段粘结在第一防爆密封板1和第二防爆密封板3之间，并使第一防爆密封板1、防爆密封垫2和第二防爆密封板3依次叠置粘合成一个三明治的结构。在实际应用中，可以通过调整塑胶材料的成分配比可以实现其熔点的调节，以使防爆密封垫2的熔点作为电池泄压的开关温度。
47.优选地，第一防爆密封板1和第二防爆密封板3均具有金属层，第一防爆密封板1和第二防爆密封板3的材质可以为不锈钢，第一防爆密封板1和第二防爆密封板3均具有良好的刚性，能够有效防止电池的内部气压过高时产生气压直接冲破电池壳体的现象。
48.实施例2
49.与实施例1不同的是，第二防爆密封板3的数量设置为多个，第二防爆密封板3的数量可以为2～8个，各个第二防爆密封板3可以呈阵列的方式设置于防爆密封垫2，例如可以呈圆环阵列的方式设置于防爆密封垫2，从而可以灵活地调节泄压区域100的形状和大小，并高效灵活地调节了电池的泄压安全性能。
50.本实施例的其他结构均与实施例1相同，这里不再赘述。
51.实施例3
52.一种电池壳体，如图5所示，包括安装壳4和实施例1～2任一种的泄压结构，第一防爆密封板1盖设并密封安装壳4。
53.其中，电池壳体的安装壳4可以为钢壳或其他材质的金属壳，使得该电池壳体至少具有以下优点：有效降低顶、侧封边宽度、增加空间利用率，电芯能量密度更高、安全性好、电芯在极限环境中具有较高可靠性。
54.实施例4
55.一种电池，包括实施例1～2任一种的泄压结构，其中，该电池可以是锂离子二次电池单体、锂离子一次电池单体、锂硫电池单体、钠锂离子电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体等，本技术实施例对此并不限定。此外，该电池可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等，本技术实施例对此也不进行限定。
56.根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。