一种防爆阀及储能装置的制作方法

1.本实用新型涉及储能技术领域，具体涉及一种防爆阀及储能装置。


背景技术：

2.锂电池是一种含能元器件，其主要由正极、负极、电解液和隔膜等组成。充电后其正极一般为过渡金属氧化物，其具有较强的氧化性；负极则为内部嵌入大量锂的石墨，有极强的还原性。电解液一般为有机酯类，具有熔点低、可燃等特点。理论上锂电池本征便可能发生高放热的氧化还原反应，且其内含的可燃电解液也会助推此反应，带来燃烧甚至爆炸的后果。从其储存电能的角度来说，150wh/kg能量密度的普通锂电池的电能大约是tnt炸药爆炸产生热量能量密度的1/10。
3.为了降低锂电池自燃甚至爆炸对使用者带来的伤害，锂电池防爆阀应运而生。通过精心设计的防爆阀做到了将防水透气与防爆功能集为一体，不但具有传统防爆阀的防爆、降低爆破损害功能，同时且还具有防水透气功能。多采用金属材料加工而成，与普通的塑料材质的防爆阀相比，具有耐温高、不燃烧、抗冲击力强等优点。
4.现有技术中公开了一种圆柱锂电池盖板，包括盖板本体和防爆阀，防爆阀位于本体中央，防爆阀上设置有防爆片、防爆刻痕、第一加强筋和第二加强筋。其正六边形的防爆片设计使得在单位面积内可以布置尽量多的防爆片，并提供更多能独立开启的爆破口，从而能有效减小防爆阀所需要的开启高度。然而该结构的锂电池盖板在遇到电池自燃和爆炸情况时，由于各防爆片的抗压强度一致，因此所有防爆片理论上会同时爆破弯折，一次性喷出的气体不仅具有极高的压强还会携带着极高的温度，如果气体温度过高又会触发相邻的电芯热失控，进而产生连锁反应甚至引发大型爆炸和火灾，对使用者造成严重伤害。


技术实现要素：

5.因此，本实用新型所要解决的技术问题在于现有技术中的防爆阀由于其泄压过快的气体携带高温，导致相邻电芯容易受到影响进而产生连锁反应的缺陷。
6.为此，本实用新型提供一种防爆阀，包括：
7.阀本体，适于安装在电池上并密封所述电池内的腔体；
8.至少两个一级爆破片以及二级爆破片，所述一级爆破片通过第一连接部交汇连接于所述二级爆破片上，所述二级爆破片与所述阀本体通过第二连接部连接，所述一级爆破片由第一刻痕以及第一连接部围合而成，相邻两所述一级爆破片之间通过第二刻痕连接；
9.所述第一刻痕的深度为第一深度，所述第二刻痕的深度为第二深度，所述第一深度大于所述第二深度；
10.所述防爆阀具有承受第一压力时所述第一刻痕断裂、且所述一级爆破片沿所述第一连接部弯折的一级爆破状态，以及承受第二压力时所述第二刻痕断裂、且所述二级爆破片沿所述第二连接部弯折的二级爆破状态，其中，所述第一压力小于所述第二压力。
11.可选地，上述的防爆阀，所述第二连接部为第三刻痕，所述第三刻痕深度为第三深
度，所述第三深度小于所述第二深度。
12.可选地，上述的防爆阀，所述第三刻痕所能够承受的最大压力为第三压力，所述电池爆炸时所能产生的最大压力为第四压力，所述第三压力大于所述第四压力。
13.可选地，上述的防爆阀，所述二级爆破片包括核心部以及过渡部，所述一级爆破片通过所述第一连接部交汇连接于所述核心部上，所述过渡部通过所述第三刻痕与所述阀本体连接，所述过渡部通过所述第一连接部与所述核心部连接。
14.可选地，上述的防爆阀，所述过渡部由所述第一连接部、所述第二刻痕以及所述第三刻痕围合而成。
15.可选地，上述的防爆阀，所述过渡部与相邻的一级爆破片通过所述第二刻痕连接。
16.可选地，上述的防爆阀，所述核心部在所述阀本体上的投影为旋转对称图形。
17.可选地，上述的防爆阀，所述过渡部在所述阀本体上的投影与所述一级爆破片在所述阀本体上的投影形状完全一致。
18.可选地，上述的防爆阀，所述过渡部与所述一级爆破片均匀分布于所述核心部四周。
19.一种储能装置，包括本体，以及上述的防爆阀，所述防爆阀盖设于所述本体上。
20.本实用新型提供的技术方案，具有如下优点：
21.1.本实用新型提供的防爆阀，包括阀本体、至少两个一级爆破片以及二级爆破片，阀本体适于安装在电池上并密封电池内的腔体，一级爆破片通过第一连接部交汇连接于二级爆破片上，二级爆破片与阀本体通过第二连接部连接，一级爆破片由第一刻痕以及第一连接部围合而成，相邻两一级爆破片之间通过第二刻痕连接，第一刻痕的深度为第一深度，第二刻痕的深度为第二深度，第一深度大于第二深度，防爆阀具有承受第一压力时第一刻痕断裂、且一级爆破片沿第一连接部弯折的一级爆破状态，以及承受第二压力时第二刻痕断裂、且二级爆破片沿第二连接部弯折的二级爆破状态，其中，第一压力小于第二压力。
22.该结构的防爆阀通过设置由深度不同的第一刻痕以及第二刻痕围合而成的一级爆破片以及二级爆破片，并将一级爆破片交汇于二级爆破片上设置，可以使得该防爆阀具有控制阀门弯折所需空间的同时，还可以在承受较低压力时一级爆破片优先弯折，在承受较高压力时二级爆破片随后弯折，从而产生逐级爆破，降低了由于爆破发生时腔体内部高压气体在短时间内迅速喷出所携带的高温，进而降低了这部分高温气体对相邻电芯的影响，降低了单一电芯发生爆破时对电芯组的影响程度，延缓了爆炸和火灾蔓延速度，为使用者的防护和避难以及施救人员的救援措施提供更多宝贵的时间。
23.2.本实用新型提供的防爆阀，第三刻痕所能够承受的最大压力为第三压力，电池爆炸时所能产生的最大压力为第四压力，第三压力大于第四压力。该结构的防爆阀通过增设第三刻痕，并且第三刻痕所能承受的极限压力大于电池爆炸时所能产生的最大压力，这可以使得当电池发生爆炸等情况时，理论上只会出现一级爆破片和二级爆破片相继弯折的情况，随后二级爆破片围绕第三刻痕弯折，避免了爆破片直接脱离阀本体直接飞出对相邻电芯造成的机械损伤，以及电芯由于机械损伤带来的一系列可能产生的未知风险，进一步提高了采用了该防爆阀的电芯组的安全性和可靠程度。
24.3.本实用新型提供的防爆阀，过渡部与一级爆破片均匀分布于核心部四周。该结构的防爆阀通过将过渡部和一级爆破片均匀分布地设置于核心部四周，不仅可以使得防爆
阀的外观更加符合大众审美，还可以使得在设计制造该结构的防爆阀上的刻痕的程序时更加简单方便，均匀分布的一级爆破片和过渡部也更加利于加工生产，省时省力。
附图说明
25.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
26.图1为本实用新型的实施例1中所提供的防爆阀的轴测图；
27.图2为本实用新型的实施例1中所提供的防爆阀的俯视图；
28.图3为本实用新型的实施例1中所提供的防爆阀中一级爆破片的结构示意图；
29.图4为本实用新型的实施例1中所提供的防爆阀处于一级爆破状态时弯折部分的结构示意图；
30.图5为本实用新型的实施例1中所提供的防爆阀处于二级爆破状态时弯折部分的结构示意图；
31.附图标记说明：
32.1-阀本体；
33.2-一级爆破片；
34.3-二级爆破片；301-核心部；302-过渡部；
35.4-第一连接部；
36.501-第一刻痕；502-第二刻痕；503-第三刻痕。
具体实施方式
37.下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
38.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
39.在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
40.此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
41.实施例1
42.本实施例提供了一种防爆阀，如图1至图5所示，包括阀本体1、五个一级爆破片2以及二级爆破片3，阀本体1适于安装在电池上并密封电池内的腔体，一级爆破片2通过第一连接部4交汇连接于二级爆破片3上，二级爆破片3与阀本体1通过第二连接部连接，一级爆破片2由第一刻痕501以及第一连接部4围合而成，相邻两一级爆破片2之间通过第二刻痕502连接，第一刻痕501的深度为第一深度，第二刻痕502的深度为第二深度，第一深度大于第二深度，防爆阀具有承受第一压力时第一刻痕501断裂、且一级爆破片2沿第一连接部4弯折的一级爆破状态，以及承受第二压力时第二刻痕502断裂、且二级爆破片3沿第二连接部弯折的二级爆破状态，其中，第一压力小于第二压力。
43.该结构的防爆阀通过设置由深度不同的第一刻痕501以及第二刻痕502围合而成的一级爆破片2以及二级爆破片3，并将一级爆破片2交汇于二级爆破片3上设置，可以使得该防爆阀具有控制阀门弯折所需空间的同时，还可以在承受较低压力时一级爆破片2优先弯折，在承受较高压力时二级爆破片3随后弯折，从而产生逐级爆破，降低了由于爆破发生时腔体内部高压气体在短时间内迅速喷出所携带的高温，进而降低了这部分高温气体对相邻电芯的影响，降低了单一电芯发生爆破时对电芯组的影响程度，延缓了爆炸和火灾蔓延速度，为使用者的防护和避难以及施救人员的救援措施提供更多宝贵的时间。具体在本实施例中，第一连接部4为一级爆破片2交汇连接于二级爆破片3的连接处，仅用于指代一级爆破片2的形状以及大小，也即二级爆破片3为圆形，第一连接部4为任一一级爆破片2与二级爆破片3交汇处的弧形边缘。当然，本实施例中所指出的第一连接部4的部位仅仅是为了便于实施和体现，并非是对其存在形式的唯一限定。
44.本实施例提供的防爆阀，如图2至图5所示，第二连接部为第三刻痕503，第三刻痕503深度为第三深度，第三深度小于第二深度。通过将二级爆破片3与阀本体1连接的第二连接部设置为深度小于第二刻痕502的第三刻痕503，可以使得二级爆破片3在承受具有能够破坏第一刻痕501以及第二刻痕502，而又不足以破坏第三刻痕503的压力时，二级爆破片3沿第三刻痕503发生弯折，一级爆破片2以及二级爆破片3不会被爆炸所带来的高压冲击飞出。具体在本实施例中，第三刻痕503所能够承受的最大压力为第三压力，电池爆炸时所能产生的最大压力为第四压力，第三压力大于第四压力。该结构的防爆阀通过增设第三刻痕503，并且第三刻痕503所能承受的极限压力大于电池爆炸时所能产生的最大压力，这可以使得当电池发生爆炸等情况时，理论上只会出现一级爆破片2和二级爆破片3相继弯折的情况，随后二级爆破片3围绕第三刻痕503弯折，避免了爆破片直接脱离阀本体1直接飞出对相邻电芯造成的机械损伤，以及电芯由于机械损伤带来的一系列可能产生的未知风险，进一步提高了采用了该防爆阀的电芯组的安全性和可靠程度。
45.本实施例提供的防爆阀，如图2至图5所示，二级爆破片3包括核心部301以及过渡部302，一级爆破片2通过第一连接部4交汇连接于核心部301上，过渡部302通过第三刻痕503与阀本体1连接，过渡部302通过第一连接部4与核心部301连接。作为本实施例的一种优选方案，过渡部302由第一连接部4、第二刻痕502以及第三刻痕503围合而成，过渡部302与相邻的一级爆破片2通过第二刻痕502连接，过渡部302在阀本体1上的投影与一级爆破片2在阀本体1上的投影形状完全一致，投影形状完全一致的过渡部302与一级爆破片2不仅可以使得该防爆阀外观更加美观，还可以使得该防爆阀更加利于生产和加工，省时省力。当
然，上述优选方案并非是对过渡部302与一级爆破片2形状关系的唯一限定，过渡部302在阀本体1上的投影与一级爆破片2在阀本体1上的投影形状也可以不同，尽管其在生产和加工上的便利程度有所下降，但其依然具有在二级爆破状态下时沿第三刻痕503发生弯折而不发生断裂的效果。
46.本实施例提供的防爆阀，如图1至图5所示，过渡部302与一级爆破片2均匀分布于核心部301四周。该结构的防爆阀通过将过渡部302和一级爆破片2均匀分布地设置于核心部301四周，不仅可以使得防爆阀的外观更加符合大众审美，还可以使得在设计制造该结构的防爆阀上的刻痕的程序时更加简单方便，均匀分布的一级爆破片2和过渡部302也更加利于加工生产，省时省力。具体在本实施例中，核心部301在阀本体1上的投影为旋转对称图形，旋转对称图形利于一级爆破片2以及过渡部302在核心部301周围的分布设置，简化了设计与加工所需的人力物力。
47.实施例2
48.本实施例提供了一种储能装置，包括本体以及实施例1中所提供的防爆阀，防爆阀该设在本体上。该结构的储能装置通过设置由深度不同的第一刻痕501以及第二刻痕502围合而成的一级爆破片2以及二级爆破片3，并将一级爆破片2交汇于二级爆破片3上设置，可以使得该防爆阀具有控制阀门弯折所需空间的同时，还可以在承受较低压力时一级爆破片2优先弯折，在承受较高压力时二级爆破片3随后弯折，从而产生逐级爆破，降低了由于爆破发生时腔体内部高压气体在短时间内迅速喷出所携带的高温，进而避免了这部分高温气体对相邻电芯的影响，降低了单一电芯发生爆破时对电芯组的影响程度，延缓了爆炸和火灾蔓延速度，为使用者的防护和避难以及施救人员的救援措施提供更多宝贵的时间。显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

技术特征：
1.一种防爆阀，其特征在于，包括：阀本体(1)，适于安装在电池上并密封所述电池内的腔体；至少两个一级爆破片(2)以及二级爆破片(3)，所述一级爆破片(2)通过第一连接部(4)交汇连接于所述二级爆破片(3)上，所述二级爆破片(3)与所述阀本体(1)通过第二连接部连接，所述一级爆破片(2)由第一刻痕(501)以及第一连接部(4)围合而成，相邻两所述一级爆破片(2)之间通过第二刻痕(502)连接；所述第一刻痕(501)的深度为第一深度，所述第二刻痕(502)的深度为第二深度，所述第一深度大于所述第二深度；所述防爆阀具有承受第一压力时所述第一刻痕(501)断裂、且所述一级爆破片(2)沿所述第一连接部(4)弯折的一级爆破状态，以及承受第二压力时所述第二刻痕(502)断裂、且所述二级爆破片(3)沿所述第二连接部弯折的二级爆破状态，其中，所述第一压力小于所述第二压力。2.根据权利要求1所述的防爆阀，其特征在于，所述第二连接部为第三刻痕(503)，所述第三刻痕(503)深度为第三深度，所述第三深度小于所述第二深度。3.根据权利要求2所述的防爆阀，其特征在于，所述第三刻痕(503)所能够承受的最大压力为第三压力，所述电池爆炸时所能产生的最大压力为第四压力，所述第三压力大于所述第四压力。4.根据权利要求2或3所述的防爆阀，其特征在于，所述二级爆破片(3)包括核心部(301)以及过渡部(302)，所述一级爆破片(2)通过所述第一连接部(4)交汇连接于所述核心部(301)上，所述过渡部(302)通过所述第三刻痕(503)与所述阀本体(1)连接，所述过渡部(302)通过所述第一连接部(4)与所述核心部(301)连接。5.根据权利要求4所述的防爆阀，其特征在于，所述过渡部(302)由所述第一连接部(4)、所述第二刻痕(502)以及所述第三刻痕(503)围合而成。6.根据权利要求5所述的防爆阀，其特征在于，所述过渡部(302)与相邻的一级爆破片(2)通过所述第二刻痕(502)连接。7.根据权利要求4所述的防爆阀，其特征在于，所述核心部(301)在所述阀本体(1)上的投影为旋转对称图形。8.根据权利要求7所述的防爆阀，其特征在于，所述过渡部(302)在所述阀本体(1)上的投影与所述一级爆破片(2)在所述阀本体(1)上的投影形状完全一致。9.根据权利要求8所述的防爆阀，其特征在于，所述过渡部(302)与所述一级爆破片(2)均匀分布于所述核心部(301)四周。10.一种储能装置，其特征在于，包括本体，以及权利要求1-9任一项中所述的防爆阀，所述防爆阀盖设于所述本体上。

技术总结
本实用新型公开了一种防爆阀及储能装置，防爆阀包括阀本体、至少两个一级爆破片以及二级爆破片，一级爆破片通过第一连接部交汇连接于二级爆破片上，二级爆破片与阀本体通过第二连接部连接，一级爆破片由第一刻痕以及第一连接部围合而成，相邻两一级爆破片之间通过第二刻痕连接，第一刻痕的深度为第一深度，第二刻痕的深度为第二深度，第一深度大于第二深度。该防爆阀通过设置由深度不同的第一刻痕以及第二刻痕围合而成的一级爆破片以及二级爆破片，在承受较低压力时一级爆破片先弯折，在承受较高压力时二级爆破片后弯折，从而产生逐级爆破，降低了高压气体短时间内喷出所携带的高温，进而降低了高温气体对相邻电芯的影响，使得电芯组更加安全。得电芯组更加安全。得电芯组更加安全。


技术研发人员：余生利 孟凡虎 向军
受保护的技术使用者：固德威技术股份有限公司
技术研发日：2023.03.06
技术公布日：2023/8/8