防爆结构及采用该防爆结构的动力电池 【技术领域】
本发明涉及一种动力电池的防爆结构。此外，本发明还涉及一种采用该防爆结构的动力电池。
背景技术
动力电池由于具有重量轻、体积小、容量大、功率高、无污染等优点，成为便携电子设备及电动车的理想电源。但是当电池出现异常时，在电池内部会产生大量的气体，造成电池的内压急剧增大，此时，如果产生的大量气体得不到及时排除，电池将会产生爆炸，引起安全事故。
为了避免爆炸的发生，一般会在电池的结构上增加防爆结构。对于体积较小的电池来说，一般采用铝壳作为电池外壳，其厚度不会太厚，通常多是在电池壳体上打压痕形成简易防爆结构。当电池内压达到一定程度时，电池壳体上的压痕由于强度较弱就会被打开，从而可以释放电池的内压以防止电池在意外状况下发生爆炸。但对于动力电池来说，由于需要较大的能量，所以一般都把电池设计成较大的体积，同时电池的壳体也相应加厚。在此种情况下，传统的打压痕方法无法达到动力电池的防爆要求。
为解决该问题，动力电池多采用防爆阀装置。传统防爆阀装置一般带有弹簧结构，或者带有阀体和阀芯结构。中国专利CN2891302中描述了一种防爆阀装置，该防爆阀装置包括防爆膜和防爆膜安装阀体，为了将防爆膜安装于阀体内并保证密封性，需要在阀体内部加工螺纹和凸台，并需加装配套的密封件，同时还需在阀体外部加工与安装螺母配合的外螺纹，这样才能将防爆阀安装于电池上。传统防爆阀结构繁琐，工艺复杂，成本较高，而且由于其零部件较多，装配过程复杂，防爆阀的防爆性能易受装配过程中的装配误差或累积误差影响，这导致了传统防爆阀的防爆性能不可靠，在电池出现异常情况时，防爆阀常常不能及时启动排放电池内部气压。此外，正是由于传统防爆阀结构繁琐，防爆性能易受装配过程中的装配误差或累积误差影响，其防爆性能的一致性也很难保证，这对于由多个单体电池组成的动力电池组来说，是一个非常重要的安全问题。
【发明内容】
本发明所要解决的技术问题是提供一种结构相对简单，并且防爆性能可靠的动力电池防爆结构，并且还要提供一种采用该防爆结构的动力电池。
本发明提供的动力电池的防爆结构，包括形成于所述动力电池的盖板或者壳体上的排气开口，以及固定在所述排气开口上的防爆膜，该防爆结构还包括防护帽，所述防护帽的帽体上设有排气孔，所述防护帽叠置在所述防爆膜上并固定到所述排气开口上。
本发明提供的动力电池，包括盖板，壳体和防爆结构，该防爆结构包括形成于所述动力电池的盖板或者壳体上的排气开口，以及固定在所述排气开口上的防爆膜，该防爆结构还包括防护帽，所述防护帽的帽体上设有排气孔，所述防护帽叠置在所述防爆膜上并固定到所述排气开口上。
所述防爆膜的形状为圆形、椭圆形或其他形状；所述防爆膜和防护帽的材料均采用纯铝、铝合金或钢等易焊接金属材料；所述防护膜的厚度为0.01-0.05mm；所述防护帽叠置在所述防爆膜上并通过焊接固定到排气开口上；所述排气孔形成在所述防护帽的侧壁上；所述防爆膜与所述防护帽的帽顶之间具有间隙；所述排气开口周边具有放置槽，所述防爆膜和防护帽固定在该放置槽内。
和传统防爆阀相比，本发明的防爆结构只由防爆膜、防护帽、排气开口组成，结构简单，安装方便，在提高生产效率的同时，也降低了电池的制作和安装成本。同时，防爆膜的厚度和材料可以根据具体情况进行选择以适应不同的防爆压力，能够实现在异常情况下防爆膜及时破裂，通过防护帽上的排气孔释放内部气压以防止电池发生爆炸，从而保证了电池防爆性能的可靠性，并且所述防护帽具有保护防爆膜的作用，能够避免其暴露在外、受到外力影响而妨碍启动，这同样增强了本发明防爆性能的可靠性。此外，由于本发明防爆结构简单，安装工艺简化，防爆性能的可靠性受安装误差因素影响较小，因而在相同电池内压条件下，安装在电池组中各个单电池上的防爆结构的性能一致性、可靠性良好。
【附图说明】
图1为本发明防爆结构的分解图；
图2为本发明防爆结构的安装示意图；
图3为本发明防爆结构的剖面图。
【具体实施方式】
下面结合附图对本发明作进一步描述。
如图1-3所示，防爆结构包括防护帽3、防爆膜4和开孔5，其中防护帽3的帽体上设置了多个排气孔7。防护帽3的壁厚为0.1-0.3mm，防爆膜4的厚度为0.01-0.05mm。防护帽3和防爆膜4地材料均与盖板1相同，为铝、铝合金或钢等易焊接金属。防爆膜4和防护帽3的帽沿边缘形状一致，均为圆形。防护帽3叠置在防爆膜4上，并一起放置在盖板1上的放置槽2内，通过激光或者电子束等高能量束整体焊接在盖板1上。焊缝6形成一个密闭环，保证一定的密封性，从而本发明的防爆阀在安装后可以将排气开口5密封遮盖。为了保证排气开口5的有效排气口径，并能同时保证防爆阀和盖板1的连接强度，所述放置槽2的内边缘8距排气孔内壁9的径向距离不超过排气开口5整体宽度的10％-15％。在本实施方式中，由于采用的防爆膜4较薄，如果单独将其作为防爆结构，则很难通过激光或者电子束焊接在盖板1上，而且也不易保证密封性，所以在防爆膜4上加了一个防护帽3。该防护帽3的作用一是为了使得防爆膜4易于焊接在盖板1上，二是可以保护防爆膜4，避免其暴露在外、受到外力影响而妨碍启动。这样，当动力电池在使用过程中出现异常情况，导致内压增至一定程度时，防爆膜4会及时破裂，并通过排气孔7释放内压，从而可以防止电池发生爆炸。
本发明并不限于上述实施方式。
例如，本发明所述的防爆膜4的厚度可以根据具体情况进行选择以满足不同的防爆压力，在采用铝合金等易焊接金属材料时，通常可以在0.01-0.1mm之间选择；防护帽3和防爆膜4所采用的材料在满足防爆要求的前提下，可以根据不同安装方式进行选择，在焊接安装方式下可以选择铝合金等易焊接金属材料，在粘接安装方式下可以选择塑料、PVC板等；防爆膜4的形状可以是圆形、椭圆形或其它形状；防护帽3的壁厚可以根据安装需要进行调节，通常可在0.1-0.5mm之间选择；另外，在以上优选实施方式中所述的放置槽2，仅是为了保证防爆阀和动力电池安装面的平整，在安装面比较平整时可以不设放置槽2或者只需对该安装面进行简单的平面工艺处理；防爆结构既可安装在动力电池的盖板1上，也可安装在动力电池的壳体上，安装位置因排气开口5的位置而定。上述结构都是本发明的明显变形方式，均属于本发明的保护范围。