动力电池保护结构、动力电池顶盖及动力电池的制作方法

1.本实用新型涉及储能器械技术领域，尤其涉及一种动力电池保护结构、动力电池顶盖及动力电池。


背景技术：

2.动力电池是绿色环保的新型储能元器件，具有较好的大电流放电性能和较高的能量密度，绿色环保，能量密度大，使用寿命长等优点，在储能技术、混合动力汽车、通讯、家用电器、军工、航天等领域有着广泛的应用。但随着电动汽车技术的日益完善，电动汽车和混合动力车离人们的日常生活越来越近，存在着巨大的商机，同时电动汽车对为其提供能量的动力电池的容量和安全性能提出了更高的要求。动力电池一旦过充或过放、或受到剧烈撞击会释放出大量气体和大量热量，以致密封环境的单体电池内部气体膨胀和温度升高，严重时会产生爆炸事故。
3.目前，动力电池大多于顶盖片上设置防爆阀，当动力电池的内部压力超过预设值时，防爆阀会炸开从而将气体排出，以防止发生爆炸事故。通常为了防止防爆阀受异物影响破损等会于其上方设有保护片，保护片焊接并覆盖防爆阀。然而，防爆阀底部与保护片之间的最小间距通常较小(通常为0.2mm)，尤其是顶盖片较薄时，此间距更小，防爆阀能活动的空间很窄。在对动力电池进行注液抽真空产生负压或者电池内部产生气压时，防爆阀受气压影响向下或者向上活动时容易接触保护片并带动保护片运动，最终致保护片扯断或开裂，而无法实现对防爆阀的保护作用。


技术实现要素：

4.基于上述问题，本实用新型的目的在于提供一种动力电池保护结构、动力电池顶盖及动力电池，此动力电池保护结构可安装于顶盖片或壳体上，且此动力电池保护结构中可活动的空间较大，可降低对保护片的影响。
5.为实现上述目的，本实用新型第一方面提供了动力电池保护结构，包括防爆阀和于第一方向上覆盖所述防爆阀的保护片，所述防爆阀包括一体成型的薄片部、第一凸台部和第二凸台部，所述薄片部的边缘于第一方向延伸而形成所述第一凸台部，所述第一凸台部远离所述薄片部的一侧边缘于第一方向延伸而形成所述第二凸台部，所述薄片部、所述第一凸台部和所述第二凸台部围设形成开口朝向所述第一方向的容纳腔，所述保护片覆盖并密封所述容纳腔，所述薄片部和所述保护片于所述第一方向上的最小间距为0.2～3mm。
6.与现有技术相比，本实用新型的动力电池保护结构中，防爆阀包括一体成型的薄片部、第一凸台部和第二凸台部，通过薄片部、第一凸台部和第二凸台部围合形成的容纳腔的空间较大，且第一台阶部和第二台阶部的设置可使薄片部和保护片于第一方向上具有较大的间距。因而于动力电池的内部压力超过预设值时会炸开排气的薄片部在容纳腔中具有较大的活动空间，可避免接触保护片及导致保护片破损，从而提高动力电池保护结构的有效性。再者，防爆阀可通过板材拉伸而形成一体成型的薄片部、第一凸台部和第二凸台部，
其工艺较易实现，且可控制薄片部和保护片之间的间距为较宽的范围。
7.较佳的，所述薄片部和所述保护片于所述第一方向上的最小间距为0.8～2mm。
8.较佳的，所述薄片部于所述第一方向上的尺寸为0.15～0.25mm。
9.较佳的，所述第一凸台部于所述第一方向上的尺寸为0.25～0.35mm。
10.较佳的，所述第二凸台部于所述第一方向上的尺寸为0.5～2.0mm。
11.较佳的，所述薄片部设有开口面向所述第一方向的刻痕。
12.较佳的，所述第二凸台部沿远离所述容纳腔的方向延伸形成平行于所述第一凸台部的平台部。
13.较佳的，所述薄片部、所述第一凸台部、所述第二凸台部和所述平台部围设形成具有喇叭开口的容纳腔，所述保护片连接所述平台部并覆盖所述容纳腔。
14.本实用新型第二方面提供了一种动力电池顶盖，包括顶盖片、设于所述顶盖片上的第一极柱单元和第二极柱单元，所述顶盖片上设有防爆阀安装孔，前述的动力电池保护结构固定并密封所述防爆阀安装孔。
15.本实用新型的动力电池顶盖中，动力电池保护结构可便捷的安装于顶盖片的防爆阀安装孔中，且此动力电池保护结构中可活动的空间较大，可降低对保护片的影响。
16.本实用新型第三方面提供了一种动力电池，包括电芯、容纳所述电芯的壳体和密封所述壳体的动力电池顶盖，所述动力电池顶盖包括顶盖片、设于所述顶盖片上的第一极柱单元和第二极柱单元，所述壳体上设有防爆阀安装孔，前述的动力电池保护结构固定并密封所述防爆阀安装孔。
17.本实用新型的动力电池的动力电池保护结构中，通过薄片部、第一凸台部和第二凸台部的设计可使薄片部和保护片于第一方向上具有较大的最小间距，因而可适用于厚度较小的壳体上安装动力电池保护结构。
附图说明
18.图1为本实用新型动力电池一实施例的立体图。
19.图2为图1的动力电池的局部爆炸图。
20.图3为本实用新型动力电池顶盖的俯视图。
21.图4为图3的动力电池顶盖的局部爆炸图。
22.图5为图3中a-a部分的剖视图。
23.图6为图5中圆圈部分的放大图。
24.图7为图5的一变化图。
25.图8为图7中圆圈部分的放大图。
26.图9为本实用新型的动力电池顶盖中防爆阀的立体图。
27.图10为图9的一变化图。
28.图11为图10的另一变化图。
29.图12为图10的又一变化图。
30.元件符号说明
31.200-动力电池；100-动力电池顶盖；1-顶盖片；11-第一安装孔；13-第二安装孔；15-防爆阀安装孔；2-壳体；3-第一极柱单元；31-第一极柱端子；33-第一上绝缘件；35-第一
密封圈；37-第一连接件；4-下绝缘件；5-第二极柱单元；51-第二极柱端子；53-第二上绝缘件；55-第二密封圈；57-第二连接件；7-动力电池保护结构；71-防爆阀；711-薄片部；7111-刻痕；713-第一凸台部；715-第二凸台部；717-平台部；73-保护片；9-注液孔；d-第一方向；d1-薄片部和保护片之间的间距；d2-薄片部于第一方向上的尺寸；d3-第一凸台部于第一方向上的尺寸；d4-第二凸台部于第一方向上的尺寸
具体实施方式
32.为更好地说明本实用新型的目的、技术方案和有益效果，下面将结合附图对本实用新型作进一步说明。需说明的是，下述实施所述方式是对本实用新型做的进一步解释说明，不应当作为对本实用新型的限制。
33.如图1～4所示，本实用新型的动力电池200可包括电芯(图中未示出)、容纳电芯的壳体2和密封壳体2的动力电池顶盖100，动力电池顶盖100包括顶盖片1、设于顶盖片1上的第一极柱单元3和第二极柱单元5。动力电池顶盖100、第一极柱单元3和第二极柱单元5可为常规的结构，只要其能将电芯的正极及负极输出至外部即可。为了便于理解，本文描述了其一种具体结构，但不表示本实用新型的第一极柱单元3和第二极柱单元5仅限于此结构。本实用新型的第一极柱单元3可为正极单元也可指负极单元，同样的，第二极柱单元5可为负极单元也可为正极单元。
34.继续如图1～4所示，动力电池顶盖100包括顶盖片1、第一极柱单元3、第二极柱单元5、注液孔9和位于顶盖片1一侧的下绝缘件4，第一极柱单元3和第二极柱单元5固定于顶盖片1上，下绝缘件4将电芯和顶盖片1隔离。顶盖片1上设有第一安装孔11、注液孔9和第二安装孔13。第一极柱单元30包括穿设于第一安装孔11的第一极柱端子31，第一极柱端子31的下方设有第一第一连接件37，第一极柱端子31上套设有-第一密封圈35而与第一安装孔11密封，第一极柱端子31的上方设有将其与顶盖片1绝缘的第一上绝缘件33，且第一上绝缘件33注塑成型并同时卡接于第一极柱端子31和顶盖片1。第二极柱单元5包括穿设于第二安装孔13的第二极柱端子51，第二极柱端子51的下方设有第二连接件57，第二极柱端子51上套设有第二密封圈55而与第二安装孔13密封，第二极柱端子51的上方设有将其与顶盖片1绝缘的第二上绝缘件53，且第二上绝缘件53注塑成型并同时卡接于第二极柱端子51和顶盖片1。第一极柱端子31和第二极柱端子51沿第一方向d自顶盖片1伸出。
35.本实用新型的动力电池200包括动力电池保护结构7，其可设于壳体2上(如图1～2所示)，也可设于动力电池顶盖100上(如图3～4所示)。在动力电池200内部压力上升至极限值时，动力电池保护结构7会破裂，而将动力电池200内部的气体排出，以防止爆炸。
36.如图1～2所示，壳体2上设有防爆阀安装孔15，动力电池保护结构7固定并密封防爆阀安装孔15。或者，如图3～4所示，动力电池顶盖100的顶盖片1上设有防爆阀安装孔15，动力电池保护结构7固定并密封防爆阀安装孔15。
37.进一步如图5～12所示，动力电池保护结构7，包括防爆阀71和于第一方向d上覆盖防爆阀71的保护片73，防爆阀71包括一体成型的薄片部711、第一凸台部713和第二凸台部715，薄片部711的边缘于第一方向d延伸而形成第一凸台部713，第一凸台部713远离薄片部711的一侧边缘于第一方向d延伸而形成第二凸台部715，薄片部711、第一凸台部713和第二凸台部715围设形成开口朝向第一方向d的容纳腔，保护片73覆盖并密封容纳腔。薄片部711
于动力电池200的内部压力超过预设值时会炸开排气。第二凸台部715可焊接于防爆阀安装孔15的内壁。薄片部711和保护片73于第一方向d上的最小间距d1为0.2～3mm，d1更优选为0.8～2mm，薄片部711的表面可存在一定的曲面，薄片部711和保护片73于第一方向d上的最小间距指靠近第一方向的曲面的顶点到保护片73之间的距离。最小间距d1的值较大，其大于常规防爆阀结构中的最小间距(《0.2mm)，因而薄片部711在容纳腔中具有较大的活动空间，可避免接触保护片73及导致保护片73破损，从而提高动力电池保护结构7的有效性。
38.进一步的，也可如图7～8、图10和图12所示，第二凸台部715沿远离容纳腔的方向延伸形成平行于第一凸台部713的平台部717。薄片部711、第一凸台部713、第二凸台部715和平台部717围设形成具有喇叭开口的容纳腔，保护片73连接平台部727并覆盖容纳腔，喇叭开口的容纳腔可便于气体的排出。此种结构的动力电池保护结构7尤其适用安装于壳体4上，将壳体4上开设的防爆阀安装孔15设为阶梯型，动力电池保护结构7可便于从外侧焊接于壳体4上，且通过平台部717嵌入连接阶梯型的防爆阀安装孔15上再焊接，其连接牢靠性更佳。对于有平台部717的动力电池保护结构7，其保护片73可粘结于平台部717上，对于无平台部717的动力电池保护结构7，其保护片73可粘结于第二凸台部715上。
39.另外，薄片部711设有开口面向第一方向d的刻痕7111。刻痕7111的设置可增加薄片部711破损的灵敏性，刻痕7111可类似于“y”型或者“x”型。薄片部711于第一方向d上的尺寸d2为0.15～0.25mm。第一凸台部713于第一方向d上的尺寸d3为0.25～0.35mm。第二凸台部715于第一方向d上的尺寸d4为0.5～2.0mm。本实用新型的防爆阀71可为多种形状，如椭圆形、圆形，月牙形等。较佳的，本实用新型中薄片部711于第一方向d上的尺寸d2、第一凸台部713于第一方向d上的尺寸d3和第二凸台部715于第一方向d上的尺寸d4之和(即d2+d3+d4)与顶盖片1于第一方向d上的尺寸一致，或者d2、d3和d4之和与壳体2的厚度尺寸一致。
40.以上实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案而非对本实用新型保护范围的限制，尽管参照较佳实施方式对本实用新型作了详细说明，但是也并不仅限于实施方式中所列，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本实用新型的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本实用新型技术方案的实质和范围。