專利名稱：鋰電池用預警式防爆塞的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種電池用防爆塞，特別涉及一種鋰電池用預警式防爆塞。
背景技術(shù)：
目前，各種電池、特別是鋰電池在市場上有了廣泛的應用，但是由于電池的過充、過放或內(nèi)部短路等原因?qū)е码姵毓ぷ麟娏鬟^大，從而使電池的溫度過高，產(chǎn)生高溫高壓的氣體，使電池內(nèi)部的壓力和溫度都很高，當電池內(nèi)的壓力和溫度超過電池包裝容器的承受能力時，包裝容器被炸開，里面的易燃易爆物質(zhì)外流，從而引起爆炸、起火等嚴重的事故，故此，電池上特別是鋰電池上都需要設(shè)置有專門的防爆塞，防止電池爆炸。目前防爆塞的結(jié)構(gòu)主要由防爆膜構(gòu)成泄壓室的方式形成，一般的情況采用薄膜結(jié)構(gòu)形式，有以下幾種結(jié)構(gòu)一、包括基體及設(shè)置在基體上的導電極，所述的基體表面上設(shè)有臺階孔，臺階孔內(nèi)設(shè)置有防爆膜和壓塊，所述的壓塊壓在防爆膜上方并與臺階孔內(nèi)壁密封緊配合；二、包括基體及設(shè)于其上的導電極，在基體表面還設(shè)有臺階孔，防爆膜置于臺階孔內(nèi)，中心開孔的壓塊壓在防爆膜上方并和臺階孔內(nèi)壁密封緊配固定，構(gòu)成鑲嵌式防爆結(jié)構(gòu)；三、包括基體及設(shè)于其上的安全孔，在安全孔內(nèi)設(shè)有防爆膜，該防爆膜和基體為一體式壓展成型結(jié)構(gòu)，且防爆膜位于安全孔內(nèi)一定深度處，即防爆膜的上、下表面分別距基體的上、下表面均有高度差，在該防爆膜的表面上、靠近安全孔的內(nèi)壁處還至少設(shè)有一圈凹槽，構(gòu)成防爆斷裂圈；或者是采用壓痕結(jié)構(gòu)模式，壓痕結(jié)構(gòu)是將帶有開裂結(jié)構(gòu)的頂蓋裝設(shè)到殼體上，當電池內(nèi)部的壓力超過開裂槽下方的薄肉部的承受能力時，整個開裂槽就會被炸開。但是無論其采取的是壓痕結(jié)構(gòu)還是薄膜結(jié)構(gòu)的技術(shù)特征，目前所有防爆塞最終需要達成的目的都在于，一旦電池內(nèi)部壓力過大，則立即沖破防爆膜，將電池內(nèi)氣體泄去，降低電池內(nèi)部壓力，完成防爆工作。但是，此類結(jié)構(gòu)只能釋放壓力，在此類結(jié)構(gòu)由于保護需要被破壞打開后，電池內(nèi)部的易燃易爆物質(zhì)就暴露在空氣中，而由于沒有報警的存在，所以電池還有可能繼續(xù)充放電而被加熱，并進一步把電池內(nèi)部的易燃易爆物質(zhì)噴出來，導致起火或爆炸。對比技術(shù)一中國專利公告號CN201266631U，公告日2009年7月I日，公開了一種可充電池的防爆保護裝置，包括中空的閥體，通過下述泄壓斷電組件與電池電芯形成電連接；設(shè)于閥體內(nèi)的可將電池內(nèi)部與大氣連通的同時切斷閥體與電池電芯之間電連接的泄壓斷電組件，泄壓斷電組件包括一個與閥體絕緣固接的閥針；一端與閥體形成電連接，另一端與閥針電接觸或分離同時將電池內(nèi)部與大氣隔絕或連通的活動閥芯；一個向閥芯施加與電池內(nèi)部壓力方向相反的作用力的彈性組件。這樣的結(jié)構(gòu)能起到預警的作用，但是結(jié)構(gòu)較為復雜，設(shè)備成本較高，不適宜用于大多數(shù)電池設(shè)備。對比技術(shù)二中國專利公告號CN101645496A，公告日2010年2月10日，公開了一種用于動力電池防爆結(jié)構(gòu)的防爆片，所述防爆壓痕加工形成在所述防爆片上。更確切的說所述的壓痕為加工在防爆片中部的壓痕。此對比技術(shù)，功能上和技術(shù)方案上與傳統(tǒng)的壓痕結(jié)構(gòu)相似，都缺少完整功能的預警作用。發(fā)明內(nèi)容本實用新型的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)中只有破壞壓痕結(jié)構(gòu)或薄膜結(jié)構(gòu)釋放壓力，無法預警，導致將電池內(nèi)部的易燃易爆物質(zhì)就暴露在空氣中起火或爆炸的問題，提供一種結(jié)構(gòu)簡單，能在受壓達到一定程度時進行預警，電池壓力過大采用必要的泄壓措施的鋰電池用預警式防爆塞。本實用新型解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是一種鋰電池用預警式防爆塞，受電池預警系統(tǒng)監(jiān)測，與電池蓋板中的注液孔匹配，包括密封塞、密封墊和防爆片，所述的密封墊墊設(shè)在注液孔的底部，所述的密封墊、防爆片和密封塞自下而上固定為一整體，所述的密封墊中部設(shè)置有通孔，所述的防爆片由水平的防爆片環(huán)和在防爆片中部下凹形成的預警防爆凹坑構(gòu)成，所述的預警防爆凹坑為形狀受電池預警系統(tǒng)監(jiān)測的預警防爆凹坑。這樣設(shè)置，本實用新型的防爆片在工作時共有三個狀態(tài)，第一狀態(tài)為正常狀態(tài)，第二狀態(tài)為預警狀態(tài)，第三狀態(tài)為報警狀態(tài)，當電池內(nèi)部壓力正常時，防爆片為第一狀態(tài)；當電池內(nèi)部由于過充、過放或內(nèi)部短路等原因?qū)е码姵毓ぷ麟娏鬟^大，從而使電池的溫度過高，產(chǎn)生高溫高壓的氣體，當電池內(nèi)部氣壓到達警戒程度時，預警防爆凹坑底部受壓產(chǎn)生形變，防爆片為第二狀態(tài)，預警防爆凹坑凸起，此時，監(jiān)測預警防爆凹坑形狀的電池預警系統(tǒng)即發(fā)出預警信號，說明電池內(nèi)部已經(jīng)承受了超過了正常壓力值的壓力，使用者應該采取必要措施，防止電池內(nèi)部氣壓過大；當電池內(nèi)部氣壓繼續(xù)增加,達到電池內(nèi)部壓力界限時,防爆片自切痕槽處斷裂，防爆片為第三狀態(tài)，電池內(nèi)部通過注液孔與外部連通，完成電池內(nèi)部的泄壓工作，此時，監(jiān)測預警防爆凹坑形狀的電池預警系統(tǒng)即可發(fā)出警報信號，使用者必須要采取必要措施。作為優(yōu)選，所述防爆片環(huán)與預警防爆凹坑的連接處設(shè)有切痕槽。這樣設(shè)置，保證了當電池內(nèi)部氣壓繼續(xù)增加，達到電池內(nèi)部壓力界限時，防爆片能夠順利的自切痕槽處斷裂，保證了電池內(nèi)部泄壓的完整實現(xiàn)。作為優(yōu)選，所述防爆片環(huán)與預警防爆凹坑的連接處厚度為0. 02毫米，所述的切痕槽切設(shè)在防爆片環(huán)與預警防爆凹坑連接處的下部。切痕槽切設(shè)在防爆片環(huán)與預警防爆凹坑連接處的下部能夠再足夠的壓力下將防爆片環(huán)與預警防爆凹坑斷裂，防爆片環(huán)與預警防爆凹坑的連接處厚度決定電池內(nèi)部氣壓壓力界限，進而決定防爆片自切痕槽處斷裂的壓力，即防爆片環(huán)與預警防爆凹坑的連接處厚度越厚，預警防爆凹坑產(chǎn)生第一次形變所需的壓力越大，0. 2毫米左右的厚度，保證了由鋁圓片構(gòu)成的防爆片能在0. 6MPa壓力時完成第一次形變，達到預警效果。作為優(yōu)選，所述切痕槽深度為防爆片環(huán)與預警防爆凹坑的連接處厚度的25%。這樣設(shè)置，保證了由鋁圓片構(gòu)成的防爆片能在IMPa壓力時完成防爆片破裂，預警防爆凹坑產(chǎn)生第一次形變所需的壓力與防爆片破裂的所需壓力之間存在一個較為合理的壓力差，能夠起到階梯性保護的目的，既保證了預警防爆凹坑必然會先產(chǎn)生第一次形變，然后才會發(fā)生防爆片破裂，杜絕了防爆片先行破裂這種情況的產(chǎn)生，又保證了預警防爆凹坑第一次形變所需的壓力與防爆片破裂的所需壓力之間差值不會過大，防止了預警無意義情況的產(chǎn)生。作為優(yōu)選，所述的密封塞中部設(shè)置有扳手通孔，所述密封塞下部中心處設(shè)置有凹槽。這樣設(shè)置，扳手通孔為方便密封塞的安裝，而密封塞下部中心處設(shè)置有凹槽保證了防爆片形變時有足夠的空間使得預警防爆凹坑可以由凹坑形式變?yōu)橥蛊鹦问?。[0011]作為優(yōu)選，所述的防爆片整體呈圓形，所述的預警防爆凹坑呈圓形，所述的凹槽也呈圓形，所述凹槽的半徑大于所述預警防爆凹坑的半徑。這樣設(shè)置，保證了防爆片形變時有足夠的空間使得預警防爆凹坑由凸起形式變?yōu)槠屏研问剑ＷC了當電池內(nèi)部氣壓過大時，防爆片能順利破裂泄壓。作為優(yōu)選，所述的通孔呈圓形，所述的預警防爆凹坑呈圓形，所述通孔直徑小于等于所述預警防爆凹坑的直徑。這樣設(shè)置，當防爆片破裂后，防爆片不會掉入電池容器內(nèi)。本實用新型的有益效果是本實用新型結(jié)構(gòu)簡單，能在受壓達到一定程度時進行預警，電池壓力過大采用必要的泄壓措施，預警與報警之間存在合理過度。

圖I是本實用新型的一種截面結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實用新型的一種截面結(jié)構(gòu)正視示意圖；圖3是本實用新型中防爆片的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本實用新型中防爆片的一種截面示意圖；圖5是本實用新型中密封墊的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本實用新型中密封塞的一種結(jié)構(gòu)示意圖；圖7是本實用新型中防爆片A處的局部放大示意圖；圖8是與本實用新型配合的一種電池預警系統(tǒng)的電路示意圖。圖中1、密封塞，2、防爆片，3、密封墊，4、電池蓋板，11、扳手通孔，21、預警防爆凹坑，22、防爆片環(huán)，23、切痕槽，31、通孔，41、控制芯片，42、光電傳感器。
具體實施方式
下面通過具體實施例，并結(jié)合附圖，對本實用新型的技術(shù)方案作進一步的具體說明。實施例I :一種鋰電池用預警式防爆塞(參見附圖I和附圖2)，與電池蓋板4中的注液孔匹配，包括密封塞I、密封墊3和防爆片2，密封墊3墊設(shè)在注液孔的底部，密封墊3、防爆片2和密封塞I自下而上固定為一整體，密封墊3中部設(shè)置有通孔，防爆片2 (參見附圖3和附圖4)為圓鋁片制成，由水平的防爆片環(huán)22和在防爆片2中部下凹形成的預警防爆凹坑21構(gòu)成，預警防爆凹坑21呈圓形，預警防爆凹坑21為形狀受電池預警系統(tǒng)監(jiān)測的預警防爆凹坑21，防爆片環(huán)22 (參見附圖7)與預警防爆凹坑21的連接處設(shè)有切痕槽23，切痕槽23切設(shè)在防爆片環(huán)22與預警防爆凹坑21連接處的下部，切痕槽23深度為防爆片環(huán)22與預警防爆凹坑21的連接處厚度的25%，即防爆片環(huán)22與預警防爆凹坑21的連接處厚度為0. 2毫米，切痕槽23的厚度為0. 05毫米，密封塞I (參見附圖6)整體呈圓柱形，密封塞I的直徑大于防爆片2的直徑，密封塞I的中部設(shè)置有貫穿密封塞I上下表面的扳手通孔11，扳手通孔11為內(nèi)六角螺孔，密封塞I下部中心處設(shè)置有凹槽12，凹槽12的槽底面與扳手通孔11連通，凹槽12呈圓形，凹槽12的半徑大于預警防爆凹坑21的半徑，密封墊3 (參見附圖5)整體也呈圓柱形，密封墊3的外徑大于防爆片2的直徑，密封墊3為氟橡膠材質(zhì)，密封墊3的中部設(shè)置有貫穿密封墊3上下表面的通孔31，通孔31的直徑小于預警防爆凹坑21的直徑。本實施例中，防爆片環(huán)22與預警防爆凹坑21的連接處厚度越厚，預警防爆凹坑21產(chǎn)生第一次形變所需的壓力越大，切痕槽23深度越深，促使防爆片2破裂的所需壓力越小，防爆片環(huán)22與預警防爆凹坑21的連接處厚度為0. 2毫米，說明當電池內(nèi)部氣壓到達0. 6MPa時，預警防爆凹坑21底部受壓產(chǎn)生形變，防爆片2形變?yōu)榈诙顟B(tài)；切痕槽23的厚度為0. 05毫米，說明當電池內(nèi)部氣壓到達IMPa時，防爆片2自切痕槽23處斷裂，防爆片2破碎形成第三狀態(tài)。保證了預警防爆凹坑21產(chǎn)生第一次形變所需的壓力與防爆片2破裂的所需壓力之間存在一個較為合理的壓力差，能夠起到階梯性保護的目的，既保證了預警防爆凹坑21必然會先產(chǎn)生第一次形變，然后才會發(fā)生防爆片2破裂，杜絕了防爆片2先行破裂這種情況的產(chǎn)生，又保證了預警防爆凹坑21第一次形變所需的壓力與防爆片2破裂的所需壓力之間差值不會過大，防止了預警無意義的情況產(chǎn)生。本實施例使用時，受電池預警系統(tǒng)監(jiān)測，電池預警系統(tǒng)可以由電池使用者自行定制，現(xiàn)采用如下電路一種電池預警系統(tǒng)，包括直流電源、報警燈LI、電容Cl、電鈴和微動開關(guān)Kl，其中，電容Cl與電鈴串聯(lián)后與報警燈LI并聯(lián)，報警燈LI、微動開關(guān)Kl和直流電源三者構(gòu)成回路。其中微動開關(guān)Kl為常開開關(guān)。微動開關(guān)Kl與預警防爆凹坑21抵接。本實施例工作時，防爆片2在共有三個狀態(tài)，第一狀態(tài)為正常狀態(tài)，第二狀態(tài)為預警狀態(tài)，第三狀態(tài)為報警狀態(tài)。當電池內(nèi)部壓力正常時，防爆片為第一狀態(tài)，即預警防爆凹坑21保持下凹狀態(tài)，此時微動開關(guān)Kl保持常開狀態(tài)，電鈴和報警燈LI均不工作；當電池內(nèi)部由于過充、過放或內(nèi)部短路等各種原因?qū)е码姵毓ぷ麟娏鬟^大，從而使電池的溫度過高，產(chǎn)生高溫高壓的氣體，當電池內(nèi)部氣壓到達警戒程度時，本實施例中根據(jù)防爆片2的厚度可知，當電池內(nèi)部氣壓到達0. 6MPa時，預警防爆凹坑21底部受壓產(chǎn)生形變，防爆片2為第二狀態(tài)，預警防爆凹坑21變?yōu)樯贤剐螤?，此時，微動開關(guān)Kl受動觸合，直流電源給報警燈LI供電，同時給電容Cl充電，監(jiān)測預警防爆凹坑21形狀的電池預警系統(tǒng)即可發(fā)出預警信號，也就是報警燈LI點亮，說明電池內(nèi)部已經(jīng)承受了很大的超過了正常壓力值的壓力，應該采取必要措施，例如換電池；當電池內(nèi)部氣壓繼續(xù)增加，達到電池內(nèi)部壓力界限時，本實施例中根據(jù)防爆片2的厚度以及切痕槽23的厚度可知，當電池內(nèi)部氣壓到達IMPa時，防爆片2自切痕槽23處斷裂，防爆片為第三狀態(tài)，電池內(nèi)部通過注液孔與外部連通，完成電池內(nèi)部的泄壓工作，此時，微動開關(guān)Kl重新斷開電路，電容Cl放電，維持電鈴一段時間的聲音報警后，監(jiān)測預警防爆凹坑21形狀的電池預警系統(tǒng)斷路，此時，報警燈LI不工作，進一步提醒使用者防爆片2已經(jīng)破裂，此時必須采取措施。實施例2 本實施例與實施例I基本相同，不同之處在于扳手通孔11為三角形通孔，本實施例不受電池預警系統(tǒng)的監(jiān)測，本實施例工作時，可作為普通的壓痕結(jié)構(gòu)防爆塞使用，使用時，不產(chǎn)生預警效果，只產(chǎn)生泄壓防爆效果。實施例3 本實施例與實施例I基本相同，不同之處在于扳手通孔11為一字形通孔，本實施例中電池預警系統(tǒng)的監(jiān)測為以光電傳感器為核心的電池預警系統(tǒng)，電池預警系統(tǒng)包括控制芯片、光電傳感器、警示燈L2和警示燈L3，本實施例中的警示燈L2為綠燈、警示燈L2為紅燈，光電傳感器監(jiān)測防爆片2的形變，控制器2根據(jù)光電傳感器的信號控制警示燈L2和警示燈L3的開閉，當防爆片2進行第一次形變時，控制器2根據(jù)光電傳感器的信號控制警示燈L2發(fā)光，警示燈L3不工作；當防爆片2破裂時，控制器2根據(jù)光電傳感器的信號控制警示燈L3發(fā)光，警示燈L2不工作，達到報警目的。[0032]以上所述的實施例只是本實用新型的一種較佳的方案，并非對本實用新型作任何形式上的限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。
權(quán)利要求1.一種鋰電池用預警式防爆塞，受電池預警系統(tǒng)監(jiān)測，與電池蓋板中的注液孔匹配，包括密封塞、密封墊和防爆片，所述的密封墊墊設(shè)在注液孔的底部，所述的密封墊、防爆片和密封塞自下而上固定為一整體，所述的密封墊中部設(shè)置有通孔，其特征在于所述的防爆片由水平的防爆片環(huán)和在防爆片中部下凹形成的預警防爆凹坑構(gòu)成，所述的預警防爆凹坑為形狀受電池預警系統(tǒng)監(jiān)測的預警防爆凹坑。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋰電池用預警式防爆塞，其特征在于所述防爆片環(huán)與預警防爆凹坑的連接處設(shè)有切痕槽。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰電池用預警式防爆塞，其特征在于所述防爆片環(huán)與預警防爆凹坑的連接處厚度為0. 02毫米，所述的切痕槽切設(shè)在防爆片環(huán)與預警防爆凹坑連接處的下部。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的鋰電池用預警式防爆塞，其特征在于所述切痕槽深度為防爆片環(huán)與預警防爆凹坑的連接處厚度的25%。
5.根據(jù)權(quán)利要求I所述的鋰電池用預警式防爆塞，其特征在于所述的密封塞中部設(shè)置有扳手通孔，所述密封塞下部中心處設(shè)置有凹槽。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的鋰電池用預警式防爆塞，其特征在于所述的防爆片整體呈圓形，所述的預警防爆凹坑呈圓形，所述的凹槽也呈圓形，所述凹槽的半徑大于所述預警防爆凹坑的半徑。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3或4或5或6所述的鋰電池用預警式防爆塞，其特征在于所述的通孔呈圓形，所述的預警防爆凹坑呈圓形，所述通孔直徑小于等于所述預警防爆凹坑的直徑。
專利摘要本實用新型涉及一種鋰電池用預警式防爆塞。本實用的目的在于解決上述現(xiàn)有技術(shù)無法預警，導致將電池起火或爆炸的問題，其技術(shù)方案要點是，一種鋰電池用預警式防爆塞，受電池預警系統(tǒng)監(jiān)測，與電池蓋板中的注液孔匹配，包括密封塞、密封墊和防爆片，所述的密封墊墊設(shè)在注液孔的底部，所述的密封墊、防爆片和密封塞自下而上固定為一整體，所述的密封墊中部設(shè)置有通孔，所述的防爆片由水平的防爆片環(huán)和在防爆片中部下凹形成的預警防爆凹坑構(gòu)成，所述的預警防爆凹坑為形狀受電池預警系統(tǒng)監(jiān)測的預警防爆凹坑。本實用能在受壓達到一定程度時進行預警、報警和泄壓措施，預警壓力值與報警壓力值設(shè)置合理。
文檔編號H01M2/04GK202363526SQ201120484138
公開日2012年8月1日 申請日期2011年11月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年11月29日
發(fā)明者官彬, 胡振寧, 胡澤軍 申請人:浙江海鋰子新能源有限公司