CN101964409B - 一种储能器件防爆结构 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种储能器件防爆结构，其结构特点是：在储能器件正极螺栓、负极螺栓中至少设有一个连通储能器件内部及外部的孔，在孔内设置橡胶防爆阀或箔制防爆阀。本发明防爆结构具有节省空间，不易在生产或使用中受到损坏，防爆压力一致性好、密封效果好的特点；采用多段孔的设计，可以更好的保护防爆阀，且可以增加本发明的排气通道，能使储能器件更好的泄压；选用橡胶阀，密封、防爆效果好，不易受外力破损且有很高的一致性，并能应用到大部分储能器件，无需钎焊、激光焊等制作工序，具有制作更简单，成本更低廉的优势；防爆阀还可选用铝箔、铜箔、铝合金箔、铜合金箔等，可以更好的保护防爆阀，且可以应用到正极螺栓或负极螺栓。

Description

一种储能器件防爆结构

技术领域

本发明涉及一种储能器件防爆结构领域，具体涉及一种由储能器件正、负极螺栓及防爆阀制作储能器件防爆结构的设计。

背景技术

储能器件防爆结构是各种储能器件不可缺少的重要部分。生活中人们会用到各种各样的储能器件，由于其具有爆炸危险性，由此设计出各种储能器件防爆结构以消除储能器件的安全隐患。

目前储能器件防爆结构设计主要有：(1)直接将储能器件的局部制作很薄，申请号为200820066478.4的专利即为此种设计，其在电池壳体四周侧壁壁面上刻有刻槽。把储能器件局部制作薄作为防爆结构，由于受材质的限制，很难控制泄压值，薄厚程度难以控制，防爆压力精度低，不能及时准确的破裂，会有着火爆炸的潜在危险，故防爆效果不佳。(2)将薄的箔制防爆结构安装在储能器件壳体上，此种结构设计很多，如申请号为01123958.1、200610041454.9、201010039668.9、98236150.5的专利，其中01123958号专利的设计结构是：在盖板上设计出小孔，在孔上用超声波焊接箔材；200610041454.9号专利的设计为在电池盖板基体上开有防爆孔，防爆孔上盖有防爆铝箔，在电池盖板基体的内侧面防爆孔四周经铬化处理形成铬化膜层，在防爆铝箔与铬化膜层之间设有热熔粘合剂膜层，防爆铝箔、热熔粘合剂膜层和电池盖板三者通过热压固化为一体，位于防爆孔处的热熔粘合剂膜层设有孔。将箔制防爆结构安装在壳体上使防爆结构暴露在外面，在生产使用过程中很容易受到外力破损。(3)在储能器件壳体上制作出防爆印痕，如申请号为03232448.0、200620130790.6的专利，其中03232448.0号专利设计结构是：在铝壳底部设计出由中心向四周呈放射状延伸的防爆槽；200620130790.6号专利设计结构是：在电池壳体的内部或者外部制作出“工”字形状凹线。在储能器件壳体上制作出防爆印痕，其防爆压力难以控制并且使用范围狭窄，不能普及到大部分储能器件。(4)将防爆结构与储能器件螺栓或者电极相结合，相关专利有：申请号为200410037924.5、200910180045.0、200420085802.9、200820094941.6、03242743.3，其中200410037924.5号专利设计为有防爆膜的可以作为负极的钢铆钉结构，其生产需要钎焊，激光焊等，结构较复杂，密封效果难以保证，与该类结构相比，本发明加工简单，密封效果好且成本低，正负极都可以应用。200910180045.0、200420085802.9、200820094941.6、03242743.3号专利结构的共同之处为：极柱有孔，并且将箔制的防爆阀固定在极耳的上部，其易受外力的刮碰，生产此结构需要焊接，增加生产复杂度，且成本较高；而本发明防爆阀若选择橡胶阀只需将橡胶阀置入正极螺栓孔或负极螺栓孔，无需焊接工序，成本更低，若选择其他种类防爆阀，因其在正极螺栓或负极螺栓内部，所以不易被刮碰。

发明内容

本发明的目的是：针对现有储能器件防爆结构存在的一些不足，提供一种新的储能器件防爆结构。

本发明所提出的防爆结构能克服以上产品的诸多缺陷，在储能器件的正、负极螺栓上制作出可以连通储能器件内部及外部的孔，孔可以为直通孔，直接连通储能器件内部及储能器件外部；所述孔还可以由轴向孔和径向孔组成的多段孔构成。这种结构设计简单，容易实现，可以保护正极螺栓或负极螺栓内部的防爆阀；在正极螺栓或负极螺栓孔内置有防爆阀，且防爆阀若选择橡胶阀，其顶部厚度可保持很高的一致性，故橡胶阀可承受的防爆压力一致性好，调整橡胶阀顶部的厚度可改变本防爆结构的防爆压力，橡胶阀与正极螺栓或负极螺栓可紧密结合，保持密封效果，且橡胶阀位于正极螺栓或负极螺栓内部，与以上现有技术及产品相比，本防爆结构不易被意外破损，密封及防爆效果好且有很高的一致性，并能应用到大部分储能器件；防爆阀还可以选择防爆膜，防爆膜材质可以是铝箔、铜箔、铝合金箔、铜合金箔中的一种或一种以上。与以上发明相比，本发明防爆阀可选择的种类很多，且更不易被损坏。为实现上述目的本发明具体设计结构是：

一种储能器件防爆结构，包括储能器件正、负极螺栓部分及防爆阀部分，其特征是：在储能器件正极螺栓、负极螺栓中至少设有一个连通储能器件内部及外部的孔，在所述的孔内置有防爆阀。

储能器件正极螺栓孔或负极螺栓孔的结构包括圆形、椭圆、方形中的各种规则或不规则形状。

所述的孔为轴向直通孔，该孔直接连通储能器件内部及外部。

所述孔还可以由轴向直通孔和径向孔组成并连通的多段孔构成；位于径向孔上方，并且在正极螺栓或负极螺栓顶部的外围处开有方形凹槽，轴向孔通过径向孔以及方形凹槽与外部连通。

在正极螺栓中的孔或负极螺栓中的孔内部的防爆阀位于孔的底部，防爆阀形状与螺栓孔底部孔的形状相吻合。

本发明防爆结构可以应用于的储能器件包括由电化学原理进行储能的器件和由物理原理进行储能的器件，这些储能器件为：锂离子电池、超级电容器、混合电容器、电化学电容器、双电层电容器、电容电池、大功率电池等。

本发明储能器件正极螺栓或负极螺栓的材质选自铜或铜合金、镀镍铜合金、铝或铝合金、镍或镍合金、不锈钢中的一种或一种以上；防爆阀可以设置为密封橡胶阀，其材料是包括天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、氢化丁晴橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶、氟橡胶、硅氟橡胶、聚氨酯橡胶、丙烯酸酯橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、氯醚橡胶、聚硫橡胶、氯醇橡胶、丙烯酸酯橡胶它们中的任意一种；防爆阀还可以设计为防爆膜结构，防爆膜材质可以是铝箔、铜箔、铝合金箔、铜合金箔中的一种或一种以上。

本发明的特点是：将防爆阀放入正极螺栓或负极螺栓孔，若采用直通孔，加工方便；若采用多段孔的设计，可以更好的保护防爆阀，且可以增加本发明的排气通道，能使储能器件更好的泄压，与其他储能器件防爆结构相比，本发明的防爆阀有多种选择，如橡胶阀、铝箔、铜箔、铝合金箔、铜合金箔等。本发明的防爆阀若选择橡胶阀，则密封效果好，防爆效果好，不易受外力破损且有很高的一致性，并能应用到大部分储能器件，且橡胶阀具有制作更简单，成本更低廉的优势；本发明可以将橡胶阀放入正极螺栓或负极螺栓孔中，且不易被刮碰，无需钎焊、激光焊等制作工序，且正负极都可以应用；与现有技术相比，橡胶阀具有加工简单，密封效果好，成本更低的显著特点；本发明防爆阀若选择铝箔、铜箔、铝合金箔、铜合金箔等，与其他产品相比，本发明可以更好的保护防爆阀，且可以应用到正极螺栓或负极螺栓。

附图说明

图1为正极螺栓或负极螺栓与箔制防爆阀组合结构剖视图。

图2为图1中正极螺栓或负极螺栓俯视图。

图3为储能器件正极螺栓或负极螺栓与橡胶阀组合结构剖视图。

图4为图3中正极螺栓或负极螺栓俯视图。

图5、图6分别为橡胶阀剖视图及俯视图。

图7是另一种正极螺栓或负极螺栓与箔制防爆阀组合结构剖视图。

图中：1轴向直通孔，2径向孔，3方形凹槽，4橡胶阀顶部，5箔制防爆阀，6a正极螺栓，6b负极螺栓，7橡胶阀。

具体实施方式

下面通过具体实施方式并结合附图对本发明进行详细说明，同时说明本发明的效果。以下实施方式只是符合本发明技术内容的实例，并不说明本发明仅限于下述实例所述的内容，本行业中的技术人员依照该权利要求项制造的产品均属本发明内容。

实施例1：

如图1、图2所示，将储能器件的正极螺栓6a设计成带有连接储能器件内部及外部的圆形轴向直通孔1、径向孔2的结构。

见图1，将箔制防爆阀5置入圆形轴向直通孔1的底部，正极螺栓6a的材质选用牌号为3003的铝合金；将防爆阀5形状设计成与轴向直通孔1底部形状相吻合的圆形结构；防爆阀5选用铜箔防爆膜。防爆阀5被置于正极螺栓6a孔内部，在生产和使用过程中不易被损坏。设计径向孔2可以在轴向直通孔1被意外堵塞时仍可为储能器件内部泄压。

实施例2：

如图7、图4所示，将储能器件的正极螺栓6a设计成有连接储能器件内部及外部的圆形轴向直通孔1、径向孔2及方形凹槽3的结构。

见图7，将防爆阀5置入轴向直通孔1的底部，正极螺栓6a的材质选用牌号为6082的铝合金；将防爆阀5形状设计成与轴向直通孔1底部形状相吻合的圆形结构；防爆阀5选用铝箔防爆膜。轴向直通孔1通过径向孔2以及方形凹槽3与外部连通，与实施例1相比，此种设计更进一步保护防爆阀，可防止异物由轴向直通孔1进入而堵塞或损坏防爆阀；若径向孔2被螺母堵塞，气体仍可由方形凹槽3排出为储能器件内部泄压。

实施例3：

如图3、图4所示，将储能器件的负极螺栓6b设计成有连接储能器件内部及外部的圆形轴向直通孔1、径向孔2及方形凹槽3的结构。

见图3、图5，将橡胶阀7放入圆形轴向直通孔1的底部，负极螺栓6b的材质选用牌号为Pb59-1铅黄铜合金；将橡胶阀7形状设计成与圆形孔1底部形状相吻合的结构；橡胶阀7的材质选用天然橡胶。如图5所示，当储能器件内部压力高于橡胶阀可承受压力最高值时，橡胶阀顶部4就会被鼓破，达到为储能器件内部泄压的目的。根据所需的防爆压力，调整橡胶阀顶部4的厚度，以满足储能器件对不同防爆压力的需求。此种设计不仅可像实施例1、实施例2那样保护防爆阀，具有很好的防爆效果，且防爆阀采用橡胶阀，具有制作更简单、成本更低廉的优势。

Claims (7)

1.一种储能器件防爆结构，包括储能器件正、负极螺栓部分及防爆阀部分，在储能器件正极螺栓、负极螺栓中至少设有一个连通储能器件内部及外部的直通孔，在所述的孔内置有防爆阀，其特征是：所述的孔是由轴向直通孔和径向孔组成并连通的多段孔构成，位于径向孔上方且正极螺栓或负极螺栓顶部的外围处开有方形凹槽，轴向孔通过径向孔以及方形凹槽与外部连通。

2.根据权利要求1所述的储能器件防爆结构，其特征在于：储能器件正、负极螺栓孔的结构包括圆形、椭圆、方形中的任意一种形状。

3.根据权利要求1所述的储能器件防爆结构，其特征在于：储能器件正负极螺栓材质选自铜或铜合金、镀镍铜合金、铝或铝合金、镍或镍合金、不锈钢中的一种或一种以上。

4.根据权利要求1所述的储能器件防爆结构，其特征在于：所述的防爆阀为密封橡胶阀，密封橡胶阀的材料是包括天然橡胶、丁苯橡胶、顺丁橡胶、异戊橡胶、氯丁橡胶、丁基橡胶、丁腈橡胶、氢化丁晴橡胶、乙丙橡胶、硅橡胶、氟橡胶、硅氟橡胶、聚氨酯橡胶、丙烯酸酯橡胶、氯磺化聚乙烯橡胶、氯醚橡胶、聚硫橡胶、氯醇橡胶、丙烯酸酯橡胶中的任意一种。

5.根据权利要求1所述的储能器件防爆结构，其特征在于：所述的防爆阀设计为防爆膜结构，防爆膜材质选自铝箔、铜箔、铝合金箔、铜合金箔以及塑料薄膜中的一种或一种以上。

6.根据权利要求4或5所述的储能器件防爆结构，其特征在于：在正极螺栓中的孔或负极螺栓中的孔内部的防爆阀位于孔的底部，防爆阀形状与螺栓孔底部孔的形状相吻合。

7.根据权利要求1所述的储能器件防爆结构，其特征在于：所述的储能器件防爆结构应用于包括锂离子电池、超级电容器、混合电容器、电容电池中的任意一种储能器件。

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