一种浸默式动力电池顶盖的制作方法

1.本实用新型属于动力电池配件技术领域，尤其涉及一种浸默式动力电池顶盖。


背景技术：

2.近几年来，随着风电光伏等可再生能源的大规模发展，可再生能源越来越多地接入电网，储能的发展将成为维持电力系统安全稳定的重要支撑。而随着电化学储能产业的节节增长，由于储能电池引发火灾事故也越来越多，一场场触目惊心的火灾爆炸事故，时刻提醒这我们，电化学火灾早期预防和安全防护措施是需要重点研究的。
3.目前市场上关于电池箱层级的消防方法及装置大多是通过消防药剂输送管路和喷头将消防抑制剂储存罐连通并运输到电池箱内，例如专利文献202210706726.1中公开的一种用于储能系统的自动灭火方法及系统，通过将消防管路与伸入电池架上的壳体内的喷头连接，向壳体内部进行喷射灭火剂。在壳体的一侧进行喷射，不能覆盖壳体内的全部电池，一般灭火用的抑制剂喷射出后在空气中迅速气化弥散，呈雾状，如果着火点离喷头距离远，抑制剂需要一定的时间才能扩散到距离喷头最远的电池位置，因此在一定程度上会影响灭火和控制热失控蔓延的效果，另外，因为喷头结构复杂，安装固定以及自身需要占用一定的空间，设置过多会严重影响壳体容纳电池的空间，会增加储能项目的成本，降低产品能量密度，因此，在电化学储能设备中，如何在不增加储能设备的空间负担的前提下进一步提高消防灭火的效果是目前亟需解决的问题。
4.同时，在现有的动力电池中，防爆阀开启后只有一个出口，在浸默式pack中消防液浸默电芯后，消防液不能流畅地进入到电芯内部。
5.针对以上问题，故，有必要对其进行改进。


技术实现要素：

6.本实用新型是为了克服上述现有技术中的缺陷，提供一种结构简单、设计合理、提高了电池的安全性能的浸默式动力电池顶盖。
7.为了达到以上目的，本实用新型所采用的技术方案是：一种浸默式动力电池顶盖，包括顶盖本体，所述顶盖本体上设置有防爆阀片，防爆阀片的内侧形成有第二爆破区域和至少一个第一爆破区域，第二爆破区域位于防爆阀片的中间区域，第二爆破区域在垂直方向上的高度大于第一爆破区域在垂直方向上的高度。
8.作为本实用新型的一种优选方案，所述第一爆破区域设置有两个，第二爆破区域位于两个第一爆破区域之间。
9.作为本实用新型的一种优选方案，所述第二爆破区域在垂直方向上的高度小于电芯极柱高度。
10.作为本实用新型的一种优选方案，所述第二爆破区域的面积为第一爆破区域的面积1/2。
11.作为本实用新型的一种优选方案，所述第二爆破区域呈圆柱形状。
12.作为本实用新型的一种优选方案，所述第一爆破区域和第二爆破区域均独立地为闭环结构。
13.作为本实用新型的一种优选方案，所述第一爆破区域和第二爆破区域的横截面均独立地为梯形结构。
14.作为本实用新型的一种优选方案，还包括防爆阀保护片，所述防爆阀保护片覆盖于所述防爆阀片的第一爆破区域和第二爆破区域上。
15.作为本实用新型的一种优选方案，所述防爆阀保护片与防爆阀片过盈配合。
16.作为本实用新型的一种优选方案，所述防爆阀保护片搁置于防爆阀片上时，位于第一爆破区域上的防爆阀保护片与顶盖本体在同一水平面。
17.本实用新型的有益效果是：
18.1.本实用新型结构简单，设置的浸默式动力电池顶盖增加了第二爆破区，增强了防爆阀开启的可靠性。
19.2.本实用新型设计巧妙，设置的浸默式动力电池顶盖上的第一爆破区域和第二爆破区域不在同一个高度，从而区分了气体通道和液体通道，从而避免了浸默时候的消防液扰流。
附图说明
20.图1是本实用新型的实施例结构示意图（一）；
21.图2是本实用新型的实施例结构示意图（二）；
22.图中附图标记：顶盖本体1，防爆阀片2，防爆阀保护片3，第一爆破区域20，第二爆破区域21。
具体实施方式
23.下面将结合本公开实施例中的附图，对本公开实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本公开及其应用或使用的任何限制。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
24.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本公开的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步讨论。
25.在本公开的描述中，需要理解的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本公开保护范围的限制。
26.在本公开的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
27.本专利包含浸默式动力电池顶盖。传统的防爆阀片的失效区域全部是集中在一个平面上，导致消防液浸默时气体通道与液体通道会互相绕流，降低了浸默效率。
28.本公开实施例的电池防爆阀片为膜片结构，其贴合于电池的防爆阀上方，用于平衡防爆阀内外的压差，防止电解液浸入防爆阀。
29.具体的，如图1-2所示，一种浸默式动力电池顶盖，包括顶盖本体1，所述顶盖本体1上设置有防爆阀片2，防爆阀片2的内侧形成有第二爆破区域21和至少一个第一爆破区域20，其中，第二爆破区域21位于防爆阀片2的中间区域；本实用新型结构简单，设置的浸默式动力电池顶盖增加了第二爆破区，增强了防爆阀开启的可靠性。
30.具体的，第一爆破区域20设置有两个，第二爆破区域21位于两个第一爆破区域20之间；其中，第二爆破区域21上也设置有防爆片，该防爆片为浸默式pack设计，
31.本公开的实施例中，电池单体可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等，本公开实施例对此并不作限定。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等，本公开实施例对此也不限定。电池单体一般按封装的方式分成三种：柱形电池单体、方体方形电池单体和软包电池单体，本公开实施例对此也不作限定。
32.防爆阀作为一种常用的泄压机构，通常设在电池单体的端盖上，防爆阀例如可以为端盖的平板面的一部分，也可以与端盖的平板面焊接。例如，防爆阀可以具有刻痕，该刻痕的深度小于防爆阀除刻痕处其他区域的厚度以达到不穿透防爆阀的目的，即在正常状态下，防爆阀与端盖密封结合，通过端盖在壳体的开口处与壳体连接形成放置电极组件的外壳，该外壳形成的空间密封不透气。该外壳内，当电池单体产生的气体太多时，气体发生膨胀使外壳内的气压升高至超出预设值时，防爆阀在刻痕处裂开而导致外壳内外相通，气体通过防爆阀的裂开处向外释放，进而避免发生爆炸。
33.防爆阀片2可以采用pp(polypropylene，聚丙烯)、pc(polycarbonate，聚碳酸酯)、pet(polyethylene terephthalate，涤纶树脂)等材质制作，厚度例如可以为0.08mm～0.4mm。
34.其中，第二爆破区域21在垂直方向上的高度大于第一爆破区域20在垂直方向上的高度，从而区分了气体通道和液体通道，从而避免了浸默时候的消防液扰流。
35.第二爆破区域21的高度在3mm～6mm之间，以3.5mm为最优选，同时，第二爆破区域21在垂直方向上的高度小于电芯极柱高度，否则可能会导致busbar干涉；而busbar是一种多层层压结构的功率模块电连接部件，可以连接多个电路的电力分配处。
36.第二爆破区域21的面积为第一爆破区域20的面积1/2；本实施例中，第二爆破区域21为圆柱形状，则圆柱顶面的直径在5～12mm之间，以7mm为最优选。
37.第一爆破区域20和第二爆破区域21均独立地为闭环结构，通过设置闭环结构，既实现了第一爆破区域20和第二爆破区域21之间的相互区分，为提升第一爆破区域20和第二
爆破区域21的抗变形能力，第一爆破区域20和第二爆破区域21的横截面均独立地为梯形结构。
38.第二爆破区域21的刻痕深度在0.1～0.5mm之间，以0.3mm为最优选。
39.一种浸默式动力电池顶盖还包括防爆阀保护片3，防爆阀保护片3覆盖于所述防爆阀片2的第一爆破区域20和第二爆破区域21上；防爆阀保护片3搁置于防爆阀片2上时，防爆阀保护片3的上端面与防爆阀片2的上端面在同一水平面。
40.当电芯出现热失控之后，底部的第一爆破区域20和第二爆破区域21都会被开启；系统触发浸默消防后，消防液开始对pack进行浇灌，当消防液高度浸默到电芯高度时，消防液可以从第一爆破区域20进入到电芯内部，同时，内部气体从第二爆破区域21排出到外部，气体流道与液体流道不会干涉从而导致绕流。
41.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
42.尽管本文较多地使用了图中附图标记：顶盖本体1，防爆阀片2，防爆阀保护片3，第一爆破区域20，第二爆破区域21等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

技术特征：
1.一种浸默式动力电池顶盖，包括顶盖本体（1），其特征在于：所述顶盖本体（1）上设置有防爆阀片（2），防爆阀片（2）的内侧形成有第二爆破区域（21）和至少一个第一爆破区域（20）；所述第二爆破区域（21）位于防爆阀片（2）的中间区域；第二爆破区域（21）在垂直方向上的高度大于第一爆破区域（20）在垂直方向上的高度。2.根据权利要求1所述的一种浸默式动力电池顶盖，其特征在于：所述第一爆破区域（20）设置有两个，第二爆破区域（21）位于两个第一爆破区域（20）之间。3.根据权利要求1所述的一种浸默式动力电池顶盖，其特征在于：所述第二爆破区域（21）在垂直方向上的高度小于电芯极柱高度。4.根据权利要求1所述的一种浸默式动力电池顶盖，其特征在于：所述第二爆破区域（21）的面积为第一爆破区域（20）的面积1/2。5.根据权利要求1所述的一种浸默式动力电池顶盖，其特征在于：所述第二爆破区域（21）呈圆柱形状。6.根据权利要求1所述的一种浸默式动力电池顶盖，其特征在于：所述第一爆破区域（20）和第二爆破区域（21）均独立地为闭环结构。7.根据权利要求1所述的一种浸默式动力电池顶盖，其特征在于：所述第一爆破区域（20）和第二爆破区域（21）的横截面均独立地为梯形结构。8.根据权利要求1-7任意一项所述的一种浸默式动力电池顶盖，其特征在于：还包括防爆阀保护片（3），所述防爆阀保护片（3）覆盖于所述防爆阀片（2）的第一爆破区域（20）和第二爆破区域（21）上。9.根据权利要求8所述的一种浸默式动力电池顶盖，其特征在于：所述防爆阀保护片（3）与防爆阀片（2）过盈配合。10.根据权利要求9所述的一种浸默式动力电池顶盖，其特征在于：所述防爆阀保护片（3）搁置于防爆阀片（2）上时，位于第一爆破区域（20）上的防爆阀保护片（3）与顶盖本体（1）在同一水平面。

技术总结
本实用新型涉及一种浸默式动力电池顶盖，包括顶盖本体，所述顶盖本体上设置有防爆阀片，防爆阀片的内侧形成有第二爆破区域和至少一个第一爆破区域；本实用新型结构简单，设置的浸默式动力电池顶盖增加了第二爆破区，增强了防爆阀开启的可靠性。了防爆阀开启的可靠性。了防爆阀开启的可靠性。


技术研发人员：罗懿 陈先斌 孙海明
受保护的技术使用者：楚能新能源股份有限公司
技术研发日：2023.05.12
技术公布日：2023/9/16