本技术涉及电池,尤其涉及电池顶盖结构及电池。
背景技术:
1、随着电池的普及,其安全性能越来越受到用户和研发人员的重视。电芯在存储与循环中,内部产气随时间日益严重,对电芯性能影响和爆炸安全风险越来越大,当相邻电芯爆炸失效时,电池内部气体温度上升,高温高压气体使电芯发生爆炸,继而引发整个模组的爆炸与其他部件的毁坏。
2、现有技术中,为防止电芯热失控发生爆炸等事故,通常在电池的顶盖上设置有防爆阀,当电池壳体内部压力达到预设条件后,高温高压气体将冲破防爆阀,逸出到电池壳体外部。另外,通过在电池的外部设置气体收集器,气体收集器包括单向阀、导气管和集气囊,导气管和电池内部连通,将电芯产生的气体直接输送到集气囊中,来避免电芯失效时带来的危害,同时,尽可能地延长电芯循环寿命。但该类解决方案外置构件太多,构件形状也并不规则,严重影响电池模组的组装,使电池模组内部不可利用空间过大。且在电芯短路或撞击失效时,导管、单向阀等构件更容易被高温气体引燃导致气囊爆炸,引发整个电池模组的失效爆炸,从而造成更大的安全问题。
3、因此,亟需提出电池顶盖结构及电池来解决上述问题。
技术实现思路
1、本实用新型的目的在于提供电池顶盖结构,该电池顶盖结构结构简单,占用空间小,安全性能高。
2、为达此目的,本实用新型采用以下技术方案:
3、一种电池顶盖结构,和电池壳体连接,所述电池顶盖结构包括:
4、顶盖本体;
5、集气盖,所述集气盖位于所述电池壳体外部并设置在所述顶盖本体上,所述集气盖具有集气腔;
6、第一单向阀,所述第一单向阀包括阀体和阀芯,所述阀体位于所述电池壳体内部并连接于所述顶盖本体,所述阀体具有依次连通的第一连通口、空腔和第二连通口,所述第一连通口和所述电池壳体的内部连通,所述第二连通口和所述集气腔连通,所述阀芯设置在所述空腔内,所述阀芯用于打开或关闭所述第一连通口。
7、可选地,所述阀芯为弹簧,所述弹簧沿所述阀体的进出气方向延伸,所述弹簧靠近所述第二连通口的一端连接于所述阀体,靠近所述第一连通口的一端连接有封堵部;
8、当所述电池壳体内部压力大于预设压力时,所述弹簧压缩并带动所述封堵部远离所述第一连通口;
9、当所述电池壳体内部压力小于预设压力时,所述弹簧回弹并推动所述封堵部将所述第一连通口封堵。
10、可选地,所述阀芯为薄膜,所述阀体内固定设置有阀杆,所述阀杆沿所述阀体的进出气方向延伸,所述薄膜设置在所述阀杆靠近所述第一连通口的一端;
11、当所述电池壳体内部压力大于预设压力时,所述薄膜压缩将所述第一连通口打开;
12、当所述电池壳体内部压力小于预设压力时,所述薄膜回弹将所述第一连通口封堵。
13、可选地,所述顶盖本体上设置有正极柱和负极柱,所述集气盖位于所述正极柱和所述负极柱之间,所述集气盖的高度不高于所述正极柱和所述负极柱的高度。
14、可选地,所述集气盖上设置有第二单向阀,所述第二单向阀打开时,所述集气腔内的气体能够逸出到所述电池壳体的外部。
15、可选地,所述集气盖上设置有压力指示元件,所述压力指示元件用于指示所述集气腔内的压力。
16、可选地,所述阀体在所述第二连通口处设置有连接部,所述连接部的内部具有连通通道,所述第二连通口通过所述连通通道和所述集气腔连通,所述连接部穿过所述顶盖本体设置,且所述连接部的外壁和所述集气盖的底部连接。
17、可选地,所述集气盖的底部设置有插槽,所述插槽和所述集气腔连通,所述连接部插设于所述插槽中。
18、可选地,所述连接部外侧设置有卡齿,所述插槽的内侧设置有卡槽,所述卡齿和所述卡槽卡接。
19、本实用新型的目的在于提供电池,该电池结构简单,占用空间小,安全性能高。
20、为达此目的,本实用新型采用以下技术方案:
21、电池,包括电池壳体、电芯和上述电池顶盖结构,所述电芯设置在所述电池壳体内,所述顶盖本体和所述电池壳体连接。
22、有益效果:
23、本实用新型提供的电池顶盖结构通过在顶盖本体的两侧分别设置集气盖和第一单向阀实现电池内部气体的收集。第一单向阀的阀体内设置有阀芯,在正常情况下,阀芯将第一连通口关闭,当电池内部气体压力过大时,气体顶开阀芯,第一连通口和空腔连通,从而电池壳体内部的气体依次通过第一连通口、空腔和第二连通口进入到集气腔中,实现气体的收集。集气盖直接连接在顶盖上,相较于现有技术中导气管和集气囊的设置,结构更加简单,降低了装配难度,并且占用空间更小。将电池内部气体收集于集气盖在一定程度上延长了电芯的循环和性能发挥,并且,当单个电芯短路或因撞击挤压失效时,由于大部分气体储存于集气盖中,能够有效降低电池模组爆炸或失火的可能性。
24、本实用新型提供的电池包括上述的电池顶盖结构。在正常情况下,第一单向阀处于关闭状态,但当电池内部气体压力过大时,第一单向阀中的阀芯将第一连通口打开,气体依次经过第一单向阀的第一连通口、空腔和第二连通口进入集气腔中,在气体进入集气腔后,电池内部气压减小,此时阀芯回弹将第一连通口封堵。集气盖具有起到储存气体的作用,缓解电池内部压力,从而降低了电池因内部压力过大、温度过高而造成危险的可能性,进而延长了电池的循环寿命。
1.一种电池顶盖结构,和电池壳体连接,其特征在于,所述电池顶盖结构包括:
2.根据权利要求1所述的电池顶盖结构,其特征在于,所述阀芯为弹簧(321),所述弹簧(321)沿所述阀体(310)的进出气方向延伸,所述弹簧(321)靠近所述第二连通口(3103)的一端连接于所述阀体(310),靠近所述第一连通口(3101)的一端连接有封堵部(331);
3.根据权利要求1所述的电池顶盖结构,其特征在于,所述阀芯为薄膜(322),所述阀体(310)内固定设置有阀杆(332),所述阀杆(332)沿所述阀体(310)的进出气方向延伸,所述薄膜(322)设置在所述阀杆(332)靠近所述第一连通口(3101)的一端;
4.根据权利要求1所述的电池顶盖结构,其特征在于,所述顶盖本体(100)上设置有正极柱和负极柱,所述集气盖(200)位于所述正极柱和所述负极柱之间,所述集气盖(200)的高度不高于所述正极柱和所述负极柱的高度。
5.根据权利要求1所述的电池顶盖结构,其特征在于,所述集气盖(200)上设置有第二单向阀(210),所述第二单向阀(210)打开时,所述集气腔内的气体能够逸出到所述电池壳体的外部。
6.根据权利要求1所述的电池顶盖结构,其特征在于,所述集气盖(200)上设置有压力指示元件(220),所述压力指示元件(220)用于指示所述集气腔内的压力。
7.根据权利要求1-6任一项所述的电池顶盖结构,其特征在于,所述阀体(310)在所述第二连通口(3103)处设置有连接部(311),所述连接部(311)的内部具有连通通道,所述第二连通口(3103)通过所述连通通道和所述集气腔连通,所述连接部(311)穿过所述顶盖本体(100)设置,且所述连接部(311)的外壁和所述集气盖(200)的底部连接。
8.根据权利要求7所述的电池顶盖结构,其特征在于,所述集气盖(200)的底部设置有插槽(230),所述插槽(230)和所述集气腔连通,所述连接部(311)插设于所述插槽(230)中。
9.根据权利要求8所述的电池顶盖结构,其特征在于,所述连接部(311)外侧设置有卡齿(3111),所述插槽(230)的内侧设置有卡槽(231),所述卡齿(3111)和所述卡槽(231)卡接。
10.电池,其特征在于,包括电池壳体、电芯和如权利要求1-9任一项所述电池顶盖结构,所述电芯设置在所述电池壳体内,所述顶盖本体(100)和所述电池壳体连接。