CN201725823U - 一体化盖板多功能电池壳防爆装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉公开了一种一体化盖板多功能电池壳防爆装置，主要包括：电池壳盖、防爆密封螺母、密封螺杆、防爆膜和弹性密封圈。电池壳盖的上部或下部设有防爆密封螺母，防爆密封螺母与电池壳盖一体化一次成型。防爆密封螺母底部的泄压孔与电池壳内部连通。泄压孔的上部设有弹性密封圈。密封螺杆扭入防爆密封螺母压紧弹性密封圈。本实用新型防爆密封螺母与盖板一体成型，工业化制作工艺简单。防爆膜爆破后可以多次更换，使用安全。防爆密封螺母在密封前可以作为在电池烘烤干燥工序，作为排除电池内水分、有机溶剂等杂质的通道；向电池壳内注入惰性气体、电解液和添加剂；从电池壳内抽真空的通道，修复极片，达到多功能的使用效果。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池壳体的防爆装置，特别是一种一体化盖板多功能电池壳防爆装置。
背景技术
全球低碳化经济飞速发展，新能源产业呈现全方位扩进，电动汽车替代传统的燃油汽车已经是人们的共识。众所周知，电动汽车的核心技术在于驱动汽车的能源动力电池。人们关注和渴望动力电池作为电动汽车的驱动源早日普及应用。在实践中发现电池的充电、放电过程中或其它原因，都有可能使电池壳内的活性物质、电解液、隔膜等发生副反应而生成气体，造成电池内部的气压骤增，甚至会发生电池爆炸事故。所以，每个电池壳都必须设有规定数值的安全起爆压力装置，确保电池产品的使用无危险性，满足人们的各种需求。
电池壳的防爆装置，如中国专利授权公告号CN201387896Y，名称为“一种防爆全密封的锂电池壳体”实用新型专利所公开的技术方案，在电池下盖设有防爆泄压机构，防爆泄压机构包括一个环形防爆泄压凹槽和防爆节点，防爆节点位于防爆泄压凹槽的底部且呈凸出状。上述电池壳防爆装置的缺点是：环形防爆泄压凹槽和防爆节点与电池壳体一体冲压而成，电池壳体作为正极或者负极带电。一般用作锂电池壳体的不锈钢材料最薄的在0.3mm左右，通过材料在冲压过程中的形变来实现防爆节点的厚度0.04--0.1mm。但实际生产中，随着冲压件数量的增多，模具的磨损，防爆节点的厚度要均一 的控制在几十微米，至少要用精度在微米级以上的模具实现。在加工过程中，若材料产生龟裂、蠕变等，均会影响电池外壳的强度，限制电池的使用范围，电池可能存在渗漏，影响电池的密封，从而影响电池的性能、使用寿命等。另外，同等面积结构的防爆节点厚度为0.04mm的起爆压力，与防爆节点厚度为0.10mm的起爆压力，压强可以相差几十kg/cm2，达不到批次电池起爆压力在较窄范围内的客观要求，电池的一致性在起爆压力这一数值方面就做不到了。上述的防爆装置只能使用一次，不能反复使用，而且防爆装置冲压时受模具影响，环形防爆泄压凹槽和防爆节点的厚度和质量难以控制，影响电池防爆的性能；单体电池壳体带电，影响组合电池组的绝缘性能。
发明内容
本实用新型的目的是针对上述的缺点，研制出一种一体化盖板多功能电池壳防爆装置，防爆密封螺母与盖板一体成型，把带有防爆膜的密封螺杆扭入防爆密封螺母中密封，也可以嵌入防爆密封螺母中，焊接密封。防爆膜的形状、厚度可以科学的设计，防爆膜如果爆破后可以多次更换，使用安全。防爆密封螺母，在密封前可以作为向电池壳内注入电解液和添加剂，从电池壳内抽真空的通道等多功能的使用效果。
本实用新型的理论根据是：防爆密封螺母与盖板一体成型，解决了现有防爆密封螺母与盖板需要二次连接，包括焊接或螺纹紧固等方式存在的问题，杜绝了因防爆密封螺母与盖板的尺寸配合、加工精度等制约产品合格率的因素，二次连接容易产生质量缺欠，甚至造成电池漏液、合格率低等不良产品。本实用新型防爆密封螺母与盖板一体成型，工业化制作工艺简单，成本低，质量稳定。特别是本实用新型防爆密封螺母可实现多功能：
1、在电池烘烤干燥工序，作为排除电池内水分、有机溶剂等杂质的通道；
2、对电池内部抽真空、或者加惰性气体；
3、给电池内部注入电解液和添加剂；
4、对电池在化成及充放电、搁置等过程中产生气体的排除；
5、对电池极片进行修复处理；
6、对电池的密封及泄爆。
通过上述工序的作业，达到在电池完全彻底密封前，将电池内的气体等杂质排净，使电池腔体内实现在没有杂质的环境中工作，达到最佳的容量、使用寿命等优良性能。更重要的是：在电池制造的不同工艺阶段，向电池内加入添加剂，增加电池的容量；增加电池的倍率放电性能；增加电池的寿命；增加电池的稳定性及安全性；根据电池的使用环境温度，改善电池的高低温性能；针对电池成组过程中，参数相差大的单体电池进行修正，使电池组的均一性能得到提高。
本实用新型可实现电池装配工序中的多样性，能根据客户对电池性能的要求，设计出客户满意的产品，主要以两种应用形式区分：一是静态使用的电池，二是动态使用的电池。对于静态使用电池时，在完成电池工艺规定的工序后，可将带有防爆膜的密封螺杆扭入防爆密封螺母中密封；对于动态下工作的电池，可将带有防爆膜的密封螺杆扭入防爆密封螺母中密封，在防爆密封螺母与密封螺杆的旋紧处焊接固定，也可以将防爆密封螺母与密封螺杆的旋紧处全密封焊接。防爆膜的材质、形状、厚度可以根据电池结构、起爆压力的具体数值，科学的设计。防爆膜在电池制作和使用过程中，可以多次更换，使用安全。
防爆密封螺母在密封前可以作为：在电池烘烤干燥工序，作为排除电池内水分、有机溶剂等杂质的通道；向电池壳内注入电解液和添加剂；从电池 壳内抽真空、加入惰性气体，修复电池极片等的通道，达到多功能的使用效果。
本实用新型的目的是这样实现的：
一体化盖板多功能电池壳防爆装置主要包括：电池壳盖、防爆密封螺母、密封螺杆、防爆膜和弹性密封圈。电池壳盖的上部或下部设有防爆密封螺母，防爆密封螺母与电池壳盖采用金属或非金属材料一体化一次成型。如果需要，可以在电池壳盖的适当位置设有电极安装孔，在电池壳盖的上部或下部安装电极。防爆密封螺母是一个内壁呈圆筒形，外周边为圆形或多边形状的柱体，在防爆密封螺母的内壁设有内螺纹。防爆密封螺母底部设有泄压孔，泄压孔与电池壳内部连通。泄压孔的直径小于防爆密封螺母的内径。泄压孔的上部设有弹性密封圈。弹性密封圈的内径和泄压孔的内径相同，弹性密封圈的外径和防爆密封螺母的内径相同。密封螺杆外周呈圆筒形，密封螺杆外径设有外螺纹。密封螺杆的外螺纹与防爆密封螺母的内螺纹相适应。密封螺杆中心设有泄压管，泄压管可以是圆形或内多边形。密封螺杆的下端面设有防爆膜。防爆膜的材质、形状、厚度可以根据电池的种类、规格进行科学的设计，以达到精确、安全防爆的目的。防爆膜如果爆破后可以多次更换。防爆密封螺母在安装、扭紧密封前，防爆密封螺母内的泄压孔可以作为：排除电池内水分、有机溶剂等杂质的通道；向电池壳内注入惰性气体、电解液和添加剂；从电池壳内抽真空、修复极片等等多功能的用途。把下端面设有防爆膜的密封螺杆扭入防爆密封螺母，压紧弹性密封圈。
本实用新型防爆密封螺母与盖板一体成型，工业化制作工艺简单，成本低，质量稳定。防爆膜爆破后可以多次更换，使用安全，节约资源，保护环境，克服了普通的电池壳因防爆装置破损而废弃的缺点。本实用新型防爆密 封螺母在密封前可以作为在电池烘烤干燥工序，作为排除电池内水分、有机溶剂等杂质的通道；向电池壳内注入惰性气体、电解液和添加剂；从电池壳内抽真空的通道，修复极片，达到多功能的使用效果。
附图说明
图1是本实用新型密封螺杆的主视剖面结构示意图；
图2是本实用新型防爆膜的主视结构示意图；
图3是本实用新型弹性密封圈的主视剖面结构示意图；
图4是本实用新型防爆密封螺母设置在电池壳盖的上部一体成型的主视剖面结构示意图；
图5是本实用新型实施例1的主视剖面结构示意图；
图6是本实用新型实施例2的主视剖面结构示意图。
图中：1、电池壳盖，2、防爆密封螺母，3、内螺纹，4、泄压孔，5、电极安装孔，6、密封螺杆，7、外螺纹，9、泄压管，10、防爆膜，11、弹性密封圈。
具体实施方式
结合附图和实施例，详细描述本实用新型的结构。
实施例1：电动汽车的铁锂动力电池
如图1至图5所示，电池壳盖1的上部设有防爆密封螺母2，防爆密封螺母2与电池壳上盖1采用铝合金材料一体化制造而成。一体化盖板多功能电池壳防爆装置包括：电池壳盖1、防爆密封螺母2、密封螺杆6、防爆膜10和弹性密封圈11。电池壳盖1的左右两边各设有1个电极安装孔5。防爆密封螺母2是一个内壁呈圆筒形、外周边为正方形的柱体，在防爆密封螺 母2的内壁设有内螺纹3。防爆密封螺母2底部的泄压孔4与电池壳内部连通。泄压孔4的直径小于防爆密封螺母2的内径。泄压孔4的上部设有弹性密封圈11。弹性密封圈11的内径和泄压孔4的内径相同，弹性密封圈11的外径和密封螺母2的内径相同。密封螺杆6外周呈圆筒形，密封螺杆6中心设有泄压管9，泄压管9呈圆柱形。密封螺杆6的外周设有外螺纹7。密封螺杆6的外螺纹7与防爆密封螺母2的内螺纹3相适应。密封螺杆6的下端面设有防爆膜10。防爆膜10是铝材料制成的圆形的薄片。防爆膜10的横截面的形状呈圆弧的凹形。把下端面设有防爆膜10的密封螺杆6扭入防爆密封螺母2，压紧弹性密封圈11。
实施例2：埋藏式防爆装置的电动汽车铁锂动力电池
埋藏式防爆装置的电动汽车铁锂动力电池的电池壳盖1的下部设有防爆密封螺母2的一体化盖板多功能电池壳防爆装置。如图1、图2、图3和图6所示，防爆密封螺母2设置在电池壳盖1的下部，采用金属精密压铸工艺一体成型，省去了实施例1的机械加工过程，加工制造更加方便、简单，材料的利用率高，成本进一步降低。防爆密封螺母2设置在电池壳盖1的下部，可以节省空间，提高电池电量，防止外部短路，易于操作，产品美观、实用。密封螺杆6内的泄压管9为内六角形，具有双重功能：其一，泄压通道；其二，作为拆装位置，可直接用内六角扳手，装卸密封螺杆6。加工制造更加方便、简单，材料的利用率高，成本进一步降低。本实施例2的其它结构与实施例1相同。
Claims (5)
1.一体化盖板多功能电池壳防爆装置，其特征是：一体化盖板多功能电池壳防爆装置包括：电池壳盖(1)、防爆密封螺母(2)、密封螺杆(6)、防爆膜(10)和弹性密封圈(11)；电池壳盖(1)的上部或下部设有防爆密封螺母(2)，防爆密封螺母(2)与电池壳盖(1)采用金属或非金属材料一体化一次成型，在防爆密封螺母(2)的内壁设有内螺纹(3)，防爆密封螺母(2)底部设有泄压孔(4)，泄压(4)与电池壳内部连通，泄压孔(4)的上部设有弹性密封圈(11)，密封螺杆(6)外周呈圆筒形，密封螺杆(6)的外径设有外螺纹(7)，密封螺杆(6)的外螺纹(7)与防爆密封螺母(2)的内螺纹(3)相适应，密封螺杆(6)中心设有泄压管(9)，密封螺杆(6)的下端面设有防爆膜(10)，下端面设有防爆膜(10)的密封螺杆(6)扭入防爆密封螺母(2)，压紧弹性密封圈(11)。
2.根据权利要求1所述的一体化盖板多功能电池壳防爆装置，其特征是：防爆密封螺母(2)是一个内壁呈圆筒形，外周边为圆形或多边形状的柱体。
3.根据权利要求1所述的一体化盖板多功能电池壳防爆装置，其特征是：泄压管(9)是圆形或内多边形。
4.根据权利要求1所述的一体化盖板多功能电池壳防爆装置，其特征是：泄压孔(4)的直径小于防爆密封螺母(2)的内径。
5.根据权利要求1所述的一体化盖板多功能电池壳防爆装置，其特征是：弹性密封圈(11)的内径和泄压孔(4)的内径相同，弹性密封圈(11)的外径和密封螺母(2)的内径相同。
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