CN203562463U - 一种带厚度渐变式圆形防爆槽的能量储存器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种带厚度渐变式圆形防爆槽的能量储存器。现有的防爆槽存在应力集中、尺寸固定、壳体厚度监测难等缺陷。本实用新型包括壳体、圆形防爆槽，防爆槽对应的壳体厚度从其圆心呈渐厚状向边缘变化。将原有的防爆槽结构改进为厚度渐变的圆形防爆槽，防爆槽中部较薄处会因其抗压力值低于能量储存器内部压力值而被击穿开孔，且开孔尺寸会根据能量储存器内部压力大小而变化，确保能量储存器内部的大量气体顺利排除，有效防止能量储存器因内部大量气体不能及时排出而***，避免安全事故发生；圆形防爆槽为使得防爆槽及其边缘受内、外作用力时应力分布均匀，且加工方便，成本低廉，便于测量防爆槽所在壁面厚度，确保与预设抗压力值准确对应。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种能量储存器，具体涉及一种带防爆槽的能量储存器。
背景技术
目前应用的能量储存器主要包括电池和超级电容两大类。电池等能量储存器的储存和释放电能通常是通过化学反应来实现的，化学反应过程中往往会释放气体，当能量存储器内部气体量达到一定程度后会在能量储存器内产生强大内压，电池长期受内压影响，其密封性会受到损坏，导致产品提前失效；另一种超级电容器，是在电极和电解液的表面形成一层电荷平衡的离子层来实现静电能量储存，它的充电过程和放电过程是一个纯粹的物理过程，没有化学或化学相关的反应，充放电过程不会释放气体，因此在理论上它的使用寿命是永恒的。但是在能量储存器的实际使用中，当使用环境超出正常范围，例如在高温和过电压情况下，电池内的化学反应会异常的剧烈，气体泄压阀来不及打开释放快速产生的气体或者超级电容器在高温和过电压时其容器的材料成分会因化学分解而迅速产生大量气体，当前述情况形成的气体量达到一定程度后，能量储存器将剧烈***，导致重大经济损失，甚至于危及人员的生命安全。
所以现有能量储存器上常用的安全泄压阀包括针孔式安全泄气阀和直槽V型安全泄气阀两种。针孔式安全泄气阀是指直接在极盖上开设一带金属箔的小孔，***压力由金属箔厚度和排气孔尺寸决定；V型直槽安全泄气阀是指直接在外壳上开设一截面为V形的直线槽，槽长一般在0.5-3厘米，其受压能力与V形直线槽底部的厚度呈正比。这两种安全泄气阀存在以下缺陷：1、使用针孔式安全泄气阀时，当针孔直径较小时，排气量小，能量储存器容器还是会因内部气压过大而***，存在安全隐患，当针孔直径较大时，不仅会导致针孔周边部位的结构强度欠佳，出现电解液泄漏情况，而且较大面积的金属箔长期处于压力作用下会导致其抗压能力下降，在安全压力范围内破裂，产生误爆；2、V型直槽安全泄气阀在生产时，由于V形槽底部呈直线状，面积较小，检测仪器的探头无法触及V形槽的最底部，使得其底部的厚度难以测量，影响其抗压能力的计算；3、V型直槽安全泄气阀呈直线状，其内部壁厚和周边残余应力的均匀性很难控制，容易因受到轻微的内、外压力而破裂，存在处于正常温度和安全压力范围内误爆的可能，导致产品提前失效。
实用新型内容
为了解决现有技术的不足，本实用新型提供一种带厚度渐变式圆形防爆槽的能量储存器，进一步目的是提供一种兼具快速泄压、防止误爆功能的防爆槽。
本实用新型通过以下方式实现：一种带厚度渐变式圆形防爆槽的能量储存器，包括壳体，所述壳体上开有防爆槽，所述防爆槽呈圆形，所述防爆槽对应的壳体厚度从其圆心呈渐厚状向边缘变化。将原有的防爆槽改进为厚度渐变的防爆槽，防爆槽底部的厚度从中间往边缘呈渐厚状变化，其中部最薄，越往边缘越厚，使得防爆槽中部的抗压能力最弱.防爆槽中部会因其抗压力值低于能量储存器内部压力值而被击穿开孔，且开孔尺寸会根据能量储存器内部压力大小而变化，确保能量储存器内部的大量气体顺利排除，有效防止能量储存器因内部大量气体不能及时排出而***，有效避免安全事故发生；防爆槽为圆形，与V型防爆槽的顶尖结构相比具有分散应力的特点，使得防爆槽及其边缘受内、外作用力时应力分布均匀,没有应力集中现象，有效防止防爆槽在安全压力范围内误爆，造成能量储存器提早报废。
作为优选，所述壳体包括极盖，所述防爆槽开设于所述极盖的外露面上，所述防爆槽的底面为球面状，使得所述防爆槽与所述极盖隐藏面间的厚度从其圆心向四周边缘逐渐变厚。极盖外露面和隐藏面均为平面，且相互平行，防爆槽开设呈球面状，防爆槽与极盖隐藏面配合形成厚度渐变的防爆泄压结构，在生产时不会产生应力集中，从而避免防爆槽因应力集中或受机械力而产生误爆；球面状防爆槽加工简单，有效降低生产成本；由于防爆槽底部为弧形，且面积较大，方便检测仪器的探头***并测取厚度信息，进而能正确计算防爆槽的抗压能力。
作为优选，所述防爆槽边缘与所述极盖外露面匹配衔接。圆形防爆槽的边缘厚度与极盖厚度相同，且平滑过度，有效避免应力集中的情况。
作为优选，所述壳体包括侧管，所述防爆槽开设于所述侧管的外侧壁上，所述防爆槽的底面呈圆形平面，且内凹于所述侧管的外侧壁，使得所述防爆槽与所述侧管内侧壁间的厚度从其圆心向两侧边缘逐渐变厚。侧管的内外侧壁相互平行且呈圆弧形，防爆槽开设在侧管的外侧壁上且底部为圆形平面，在生产时不会产生应力集中，从而避免防爆槽因应力集中或受机械力而产生误爆；利用所述底部平面与侧管的弧形内侧壁配合形成厚度渐变的防爆泄压结构，所述底部圆形平面的圆心处厚度最薄，当内部压力大于前述圆心处的抗压能力时，防爆槽***泄压；防爆槽底部为平面，且面积较大，方便检测仪器的探头***并测取厚度信息，进而能正确计算防爆槽的抗压能力。
作为优选，所述防爆槽底部圆形平面的左右两侧边缘与相邻外侧壁匹配衔接，上下两侧边缘与相邻外侧壁间形成台阶面。所述防爆槽底部圆形平面的左右两侧与侧管的外侧壁平滑过度，有效避免应力集中的情况。
本实用新型的有益效果：将原有的防爆槽结构改进为厚度渐变的圆形防爆槽，防爆槽中部较薄处会因其抗压力值低于能量储存器内部压力值而被击穿开孔，且开孔尺寸会根据能量储存器内部压力大小而变化，确保能量储存器内部的大量气体顺利排除，有效防止能量储存器因内部大量气体不能及时排出而***，避免安全事故发生；当防爆槽及其边缘受内、外作用力时，圆形防爆槽设计可使受力部分结构应力分布均匀，且加工方便，成本低廉，还便于测量防爆槽所在壁面厚度，确保抗压力值计算准确。
附图说明
图1为实施例一的防爆槽剖视结构示意图；
图2 为实施例一的防爆槽俯视结构示意图；
图3 为实施例二的立体结构示意图；
图4 为实施例二的主视结构示意图；
图5 为A-A’剖面局部结构示意图；
图6 为B-B’剖面局部结构示意图；
图中：1、防爆槽，2、极盖，3、外露面，4、侧管，5、外侧壁，6、球面状底部，7、平面底部。
具体实施方式
下面结合说明书附图和具体实施方式对本实用新型的实质性特点作进一步的说明。
如图1、3所示的一种带厚度渐变式圆形防爆槽的能量储存器，由壳体以及开设在壳体上的防爆槽1组成，所述防爆槽1呈圆形，所述防爆槽1对应的壳体厚度从其圆心呈渐厚状向边缘变化；所述壳体包括极盖2，所述防爆槽1开设于所述极盖2的外露面3上，所述防爆槽1的底面为球面状，使得所述防爆槽1与所述极盖2隐藏面间的厚度从其圆心向四周边缘逐渐变厚；所述防爆槽1边缘与所述极盖2外露面3匹配衔接；所述壳体包括侧管4，所述防爆槽1开设于所述侧管4的外侧壁5上，所述防爆槽1的底面呈圆形平面，且内凹于所述侧管4的外侧壁5，使得所述防爆槽1与所述侧管4内侧壁间的厚度从其圆心向两侧边缘逐渐变厚；所述防爆槽1底部圆形平面的左右两侧边缘与相邻外侧壁5匹配衔接，上下两侧边缘与相邻外侧壁5间形成台阶面。
在实际操作中，所述防爆槽1圆心处对应的壳体厚度最薄，且具有最小的抗压力值，在生产时，首先，根据能量储存器预设的泄压值来计算对应壳体材料的自动***厚度，再加工防爆槽1，防爆槽1圆心实际生产厚度与计算出来的壳体材料***的理论厚度对应，并以渐厚方式加工防爆槽1圆心周边的槽体，使得防爆槽1中部所受压力大于预设泄压值时自动发生***，并顺利泄压，确保能量储存器安全。在使用时，当能量储存器正常运转时，能量储存器内的实际压力值不大于预设压力值（防爆槽1圆心的抗压力值），防爆槽1处于未触发状态；当能量储存器内部因产生大量气体而使得实际压力值大于预设压力值（防爆槽1圆心的抗压力值）时，防爆槽1受外力而被击穿开孔。由于防爆槽1从圆心至边缘为渐厚结构，各处对应的抗压力值也随厚度变化而变化，使得开孔孔径大小会随着能量储存器泄压时其内部实际压力值大小而变化，当实际压力值相对于预设压力值的比值略大于1时，防爆槽1圆心最薄处会被击穿开孔，但此实际压力值并不能击穿圆心周边较厚的防爆槽1部分，在满足及时泄压的同时将开孔孔径限制在较小范围内；随着实际压力值相对于预设压力值的比值增加，开孔孔径会随着实际压力值增大而增大，以满足及时泄压的要求。
在实际操作中，所述防爆槽1优选为圆形，也可以根据实际情况加工成能有效避免应力集中的其它形状，例如椭圆形、不带拐角的弧形等，均应视为本实用新型的具体实施例。
在实际操作中，本实用新型适用于能量储存器领域，包括超级电容器领域、电池领域、锂离子电容器领域、燃料电池领域等，本实用新型的技术方案在上述具体领域内的应用均应视为本实用新型的具体实施例。
实施例一
带防爆槽1的能量储存器，由壳体以及开设在极盖2外露面3上的防爆槽1（如图2所示）组成，所述防爆槽1呈圆形，所述防爆槽1对应的壳体厚度从其圆心呈渐厚状向边缘变化；所述防爆槽1的底面为球面状，形成球面状底部6，使得所述防爆槽1与所述极盖2隐藏面间的厚度从其圆心向四周边缘逐渐变厚；所述防爆槽1边缘与所述极盖2外露面3匹配衔接。在加工时，直接在极盖2外露面3开设球面状防爆槽1，既加工方便，还能有效避免应力集中。在测量防爆槽1厚度时，极盖2外露面3上的防爆槽1为球面状，极盖2的隐藏面为平面，均具有开阔的供测量仪器探头***的空间，可以精确测量防爆槽1处对应极盖2的厚度，确保实际生产厚度与计算出来的理论厚度匹配。
实施例二
带防爆槽1的能量储存器，由壳体以及开设在侧管4外侧壁5上的防爆槽1（如图4所示）组成，所述防爆槽1呈圆形，所述防爆槽1对应的壳体厚度从其圆心呈渐厚状向边缘变化；所述防爆槽1的底面呈圆形平面，形成平面底部7，且内凹于所述侧管4的外侧壁5，使得所述防爆槽1与所述侧管4内侧壁间的厚度从其圆心向两侧边缘逐渐变厚（如图5所示）；所述防爆槽1底部圆形平面的左右两侧边缘与相邻外侧壁5匹配衔接，上下两侧边缘与相邻外侧壁5间形成台阶面（如图6所示）。在加工时，直接在侧管4外侧壁5上开设平面，并内凹形成所述防爆槽1，既加工方便，还能有效避免应力集中。在测量防爆槽1厚度时，侧管4外侧壁5上的防爆槽1底部为平面，侧管4的内侧壁为弧形面，均具有开阔的供测量仪器探头***的空间，可以精确测量防爆槽1处对应侧管4的厚度，确保实际生产厚度与计算出来的理论厚度匹配。
Claims (5)
1.一种带厚度渐变式圆形防爆槽的能量储存器，包括壳体，所述壳体上开有防爆槽（1），其特征在于所述防爆槽（1）呈圆形，所述防爆槽（1）对应的壳体厚度从其圆心呈渐厚状向边缘变化。
2.根据权利要求1所述的一种带厚度渐变式圆形防爆槽的能量储存器，其特征在于所述壳体包括极盖（2），所述防爆槽（1）开设于所述极盖（2）的外露面（3）上，所述防爆槽（1）的底面为球面状，使得所述防爆槽（1）与所述极盖（2）隐藏面间的厚度从其圆心向四周边缘逐渐变厚。
3.根据权利要求2所述的一种带厚度渐变式圆形防爆槽的能量储存器，其特征在于所述防爆槽（1）边缘与所述极盖（2）外露面（3）匹配衔接。
4.根据权利要求1所述的一种带厚度渐变式圆形防爆槽的能量储存器，其特征在于所述壳体包括侧管（4），所述防爆槽（1）开设于所述侧管（4）的外侧壁（5）上，所述防爆槽（1）的底面呈圆形平面，且内凹于所述侧管（4）的外侧壁（5），使得所述防爆槽（1）与所述侧管（4）内侧壁间的厚度从其圆心向两侧边缘逐渐变厚。
5.根据权利要求4所述的一种带厚度渐变式圆形防爆槽的能量储存器，其特征在于所述防爆槽（1）底部圆形平面的左右两侧边缘与相邻外侧壁（5）匹配衔接，上下两侧边缘与相邻外侧壁（5）间形成台阶面。
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| WO2023045672A1 (zh) * | 2021-09-24 | 2023-03-30 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 一种端盖、端盖组件、电池单体、电池及用电设备 |
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