一种大尺寸圆柱电池的防爆结构制造技术

本发明专利技术公开了大尺寸圆柱电池安全结构领域的一种大尺寸圆柱电池的防爆结构，包括电池壳体，所述电池壳体内的顶部设有集流盘，所述集流盘上设有盖帽，所述盖帽完全覆盖所述集流盘并密封所述电池壳体的顶部，在所述盖帽上设有注液钉，在所述注液钉上设有卡扣结构，所述卡扣结构的一端与注液钉固定，其另一端与所述集流盘固定。本发明专利技术通过设置注液钉的方式对大尺寸圆柱电池的注液口进行封堵，并利用注液钉在集流盘上形成抓钩卡和的连接形式，利用注液钉变形弹出对大尺寸圆柱电池限制内部压力的阈值，从而避免大尺寸圆柱电池内部压力失衡导致电池鼓包，达到降低电池安全风险的目的。达到降低电池安全风险的目的。达到降低电池安全风险的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种大尺寸圆柱电池的防爆结构


[0001]本专利技术涉及大尺寸圆柱电池安全结构领域，具体是一种大尺寸圆柱电池的防爆结构。

技术介绍

[0002]随着碳达峰、碳中和目标的提出，可再生能源+储能方式是能源结构调整的趋势，电池市场以及全球能源转型的技术和政策发展所以依赖的相关供应链将发生重大的变化，可再生能源的开发和能源节约将更加便捷的利用电池技术，从而推动电池的发展。
[0003]目前市场上根据电池的封装种类归为了三大形式：圆柱形、方形以及软包，三类电池设计各自、在市场中分得一席之地，从设计的角度上三者没有绝对的好与坏。所有三种形状的电池将通过圆柱卷绕、方形卷绕以及方形叠加最终变成了圆柱、方形以及软包电池。但目前在制造标准上只有圆柱形电池拥有一致性，例如我们熟知的圆柱形电池，分为了14650、18650、21700，4680等型号。
[0004]圆柱电芯安全性相对较高，高安全上限使得它可以支持更高能量密度的化学体系，兼容不同的化学体系和应用场景。而大圆柱因其大容量低成本有着非常广泛的应用场景，在技术提升的背景下，它拓宽了整个圆柱形态电池的场景适配性。具体来讲，除了乘用车之外，大圆柱动力电池在商用车、特种车，包括公共服务车辆，还有重卡、矿车、农机用车，工商业储能等领域。
[0005]大尺寸圆柱电池在实际应用中，还是会存在安全风险，由于是液体电池，其中最重要的一种风险便是电池鼓包，电池鼓包会带来一系列的安全风险，最严重的情况甚至会造成电池自燃或爆炸，所以避免电池鼓包是大尺寸圆柱电池安全结构领域亟待解决的问题，而电池鼓包通常是由于电池内部的压力失衡所造成的，电池内部压力过大会导致电池变形，为避免电池变形鼓包甚至发生自燃或爆炸，需要及时对电池内部进行泄压。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于克服现有技术的大尺寸圆柱电池不能在内部压力失衡的时候及时泄压导致大尺寸圆柱电池发生鼓胀甚至爆炸的安全风险的不足，提供了一种大尺寸圆柱电池的防爆结构，通过防爆结构的设置，替换现有技术中的减薄结构，从而使得大尺寸圆柱电池在遭遇鼓胀甚至爆炸的安全风险前，能够有效的通过泄压将安全风险控制在可控范围内。
[0007]本专利技术的目的主要通过以下技术方案实现：一种大尺寸圆柱电池的防爆结构，包括电池壳体，所述电池壳体内的顶部设有集流盘，所述集流盘上设有盖帽，所述盖帽完全覆盖所述集流盘并密封所述电池壳体的顶部，在所述盖帽上设有注液钉，在所述注液钉上设有卡扣结构，所述卡扣结构的一端与注液钉固定，其另一端与所述集流盘固定。
[0008]目前，超级电容器的防爆结构大多数采用外壳局部减薄工艺。这种工艺对外壳的
厚度有要求，但为了提高电池能量密度，或降低成本，很多圆柱电池会采用薄壁的外壳机构，因此所述的外壳局部减薄工艺不适用于厚度比较薄的圆柱电池外壳。在本来就采用薄壁外壳机构的基础上，再进行局部减薄会导致承压能力过弱，并且也不利于确定泄压位置，电池的整体结构稳定性也会降低。
[0009]本申请实施例通过在所述盖帽上设置注液钉的形式限制所述电池的内部压力，当电池的内部压力没有达到阈值时，所述注液钉能够通过所述卡扣结构的牵拉保持所述电池的密封性，当电池的内部压力超过阈值时，所述卡扣结构脱离卡和状态，电池的内部压力会将所述注液钉顶出，从而达到泄压的目的。本申请实施例并没有单独设置限压结构，由于电池内本身就需要注入电解液，所以在本申请实施例中通过利用所述盖帽上注入电解液的位置，将原来封堵电解液的结构替换为起到泄压作用的结构，从而在有效的利用电池原结构的基础上，避免增加结构对电池整体稳定性形成影响，不仅能够起到泄压作用，还能够保障电池结构的稳定不受影响。本专利技术中利用注液钉封堵电解液的结构，设置卡扣结构，卡扣结构能够在电池内部压力超过压力阈值时脱开连接，从而保障注液钉能够在电池内部压力失衡、内部压力过大的时候被顶出所述盖帽，从而在注液钉的位置形成泄压口，避免电池内压失衡或内压过大形成电池鼓包，有效的减小动力电池在使用过程中的安全风险。本申请实施例中的卡扣结构通过连接集流盘的形式，将注液钉所承受到的压力化整并传递到电池的内部结构上，当电池内部压力升高的时候，能够有效的提升电池内部受力的稳定性，从而能够在保障泄压能力的基础上有效提升电池内部的承压能力，不会由于电池内部压力的偶然小范围波动而造成泄压发生，因为目前在大尺寸圆柱电池领域，泄压发生后普遍是不可逆的，所以泄压的同时就意味着为了保障安全而需要对电池进行报废处理，本申请实施例能够将这种情况带来的损失最大化的减小。
[0010]进一步的，所述卡扣结构包括注液钉抓钩和抓钩卡台，所述注液钉抓钩一端与所述注液钉固定，其另一端与所述抓钩卡台卡和，所述抓钩卡台与所述集流盘固定。
[0011]在本申请实施例中，所述注液钉抓钩与所述抓钩卡台卡和，通过卡和的方式形成所述注液钉抓钩与所述抓钩卡台的固定连接，当电池内部的压力失衡时，或者电池内部的压力超过压力阈值时，所述注液钉抓钩会发生形变，从而丧失所述注液钉抓钩与所述抓钩卡台之间的紧配，注液钉抓钩从所述抓钩卡台上脱离，使得卡扣结构的连接断裂，注液钉在压力的作用下被顶出盖帽。
[0012]进一步的，所述注液钉抓钩包括承压段和若干个外置抓钩，所述抓钩卡台上设有卡和凹槽，所述外置抓钩的一端与所述承压段固定，其另一端嵌入所述卡和凹槽内，所述承压段的端面与所述抓钩卡台的端面之间留有间隙。
[0013]在本申请实施例中，所述注液钉抓钩的承压段用于承受电池内部的压力作用，通过外置抓钩与所述抓钩卡台进行卡和连接，当电池内部的压力失衡时，或者电池内部的压力超过压力阈值时，所述外置抓钩通过形变的方式丧失与所述抓钩卡台的卡和连接，所述承压段的端面与所述抓钩卡台的端面之间留有间隙，通过所述间隙的留存，让电池内部压力在所述承压段有足够的作用面积，从而使得电池内部的压力失衡或者电池内部的压力超过压力阈值的情况发生时，能够更加稳定的顶出注液钉，从而完成泄压。
[0014]进一步的，在所述盖帽上设有注液孔紧配凹槽，在所述注液钉上设有注液钉紧配凸台，所述注液钉紧配凸台嵌入所述注液孔紧配凹槽内。
[0015]在本申请实施例中，为了能够适配电池所需要的防爆压力，通过设置注液孔紧配凹槽以及注液钉紧配凸台的方式，在注液孔的位置加强对所述注液钉的限位，从而使得注液钉能够适应电池所需要的防爆压力。
[0016]进一步的，所述注液孔紧配凹槽包括上斜面和下斜面，所述上斜面和所述下斜面呈锐角，所述注液钉紧配凸台抵住所述上斜面并抵住所述下斜面；所述注液钉紧配凸台所述上斜面和所述下斜面的接触面为弧面。
[0017]在本申请实施例中，所述上斜面和下斜面通过夹角对所述注液钉紧配凸台进行限制，所述注液钉紧配凸台的弧面在能够增强紧配效果的同时，也不影响注液钉从注液孔内脱出，该结构能够较好的在保障所述注液孔紧配凹槽和所述注液钉紧配凸台的紧配效果的基础上，兼顾所述注液钉从注液孔内脱出的稳定性。
[0018]进一步的，所述集流盘与所述盖帽之间设有集流盘环状凸台本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种大尺寸圆柱电池的防爆结构，包括电池壳体（8），所述电池壳体（8）内的顶部设有集流盘（2），所述集流盘（2）上设有盖帽（1），所述盖帽（1）完全覆盖所述集流盘（2）并密封所述电池壳体（8）的顶部，其特征在于，在所述盖帽（1）上设有注液钉（3），在所述注液钉（3）上设有卡扣结构，所述卡扣结构的一端与注液钉（3）固定，其另一端与所述集流盘（2）固定；所述卡扣结构包括注液钉抓钩（3
‑
1）和抓钩卡台（2
‑
3），所述注液钉抓钩（3
‑
1）一端与所述注液钉（3）固定，其另一端与所述抓钩卡台（2
‑
3）卡和，所述抓钩卡台（2
‑
3）与所述集流盘（2）固定。2.根据权利要求1所述的一种大尺寸圆柱电池的防爆结构，其特征在于，所述注液钉抓钩（3
‑
1）包括承压段和若干个外置抓钩，所述抓钩卡台（2
‑
3）上设有卡和凹槽，所述外置抓钩的一端与所述承压段固定，其另一端嵌入所述卡和凹槽内，所述承压段的端面与所述抓钩卡台（2
‑
3）的端面之间留有间隙。3.根据权利要求1所述的一种大尺寸圆柱电池的防爆结构，其特征在于，在所述盖帽（1）上设有注液孔紧配凹槽（1
‑
3），在所述注液钉（3）上设有注液钉紧配凸台（3
‑
2），所述注液钉紧配凸台（3
‑
2）嵌入所述注液孔紧配凹槽（1
‑
3）内。4.根据权利要求3所述的一种大尺寸圆柱电池的防爆结构，其特征在于，所述注液孔紧配凹槽（1
‑
3）包括上斜面和下斜面，所述上斜面和所述下斜面呈锐角，所述注液钉紧配凸台（3
‑
2）抵住所述上斜面并抵住所述下斜面；所述注液钉紧配凸台（3
‑
2）所述上斜面和所述下斜面的接触面为弧面。5.根据权利要求1所述的一种大尺寸圆柱电池的防爆结构，其特征在于，所述集流盘（2）与所述盖帽（1）之间设有集流盘环状凸台（2
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1），所述集流盘环状凸台（2
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1）与所述集流盘（2）固定，在所述盖帽（1）上开设有盖帽环状凹槽（1
‑...

【专利技术属性】
技术研发人员：奚睿，成天琼，刘志昆，李冰蕊，鲜建，张雅荣，王金凤，龚文旭，李云，陈启章，
申请(专利权)人：中自环保科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：