CN104752679B - 车辆用高压电池 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种车辆用高压电池，包括：电极片，所述电极片被分成设置在电池单元附近的第一部分和设置在端子附近第二部分；袋囊，其将电池单元包装在其中；壳体，与所述电池单元一起包封于袋囊的内部，并具有开口；第一延伸部和第二延伸部，分别从第一部分和第二部分延伸，通过开口插入到壳体中，且在壳体中彼此接触；和衬垫，插入在壳体中且挤压第一延伸部和第二延伸部，使得第一延伸部和第二延伸部彼此紧密接触。

Description

车辆用高压电池
技术领域
本发明涉及，一般而言，一种用于车辆的高压电池，该高压电池可通过使用袋型断流装置(CID)实现袋装电池的安全性，从而提高车辆用电池的可销售性。
背景技术
随着近几年袋型锂离子二次电池应用的普及，电池的能量密度和单元电池的能量存储容量逐渐地增加。具体地讲，为满足车辆行驶里程增加带来的需求，近年来人们已积极地研究以找到一种技术，其可以提高车辆锂离子二次电池的能量存储能力。然而，根据传统的袋型锂离子二次电池，电池的外壳具有低物理强度，并且电池不具有电池单元水平(celllevel)安全装置(CID、PTC、保险丝等)，因此，很难实现具有高能量存储容量的电池的安全性。这里，技术术语CID是一种断流装置的缩写并且用作过充电安全装置。特别是，当车辆用电池过充电时，电池中产生气体，并且电池内部的温度升高，因此可能在电池内部的材料中诱发热失控，可能导致火灾。此外，在车辆的运行过程中即使只一个单元电池产生异常反应，也可能容易地在电池组内诱发异常电压，从而降低了车辆的行驶安全性。
前述仅意在帮助理解本发明的背景，但并不意味着本发明属于本领域技术人员熟知的相关领域的范围。
发明内容
本发明致力于现有技术中出现的上述问题。本发明的一个方面提供一种车辆用高压电池，这种电池可通过使用袋型断流装置(CID，作为过充电安全装置)实现袋装电池的安全性，从而提高车辆用电池的可销售性。
根据本发明的示例性实施例，车辆用高压电池包括电极片，其被分成设置在电池单元附近的第一部分和设置在端子附近的第二部分。电极片被分成设置在电池单元附近的第一部分和设置在端子附近的第二部分。在袋囊中封装电池单元。外壳连同电池单元一起被包装在袋囊的内部，并具有开口。第一延伸部和第二延伸部从第一部分和第二部分分别延伸，通过开口插入到壳体中，并在壳体内相互接触。衬垫插入壳体中并挤压第一延伸部和第二延伸部，使得第一延伸部和第二延伸部彼此紧密接触。
袋囊的内部可以抽成真空。
当电池单元膨胀时，袋囊的内部的空间中可产生气体。当袋囊的内部压力增加到高于衬垫的内压时，第一延伸部和第二延伸部可彼此分开。
衬垫可包括分别插入到壳体的上部和下部的两个衬垫。衬垫挤压第一延伸部和第二延伸部，使得第一延伸部和第二延伸部在壳体的中央部位彼此紧密接触。
第一延伸部和第二延伸部可被配置为面板形部件，所述面板形部件分别相互平行地从第一部分和第二部分延伸到一侧，使得其各自的端部彼此面对。
电池单元、第一部分、第二部分和壳体可以一起由袋囊包装在一起。
第一延伸部、第二延伸部和壳体的开口可设置有各自的锁定件，这样，当第一延伸部和第二延伸部彼此分离时，保持第一延伸部和壳体之间的锁定状态以及第二延伸部和壳体之间的锁定状态不被释放。
另一个锁定件可设置在第一延伸部和第二延伸部之间的间隙中，这样，一旦的第一延伸部和第二延伸部彼此分离，就可以通过锁定件保持第一延伸部和第二延伸部的分离状态。
根据本发明的另一个实施例，车辆用高压电池包括电极片，其被分成设置在端子附近的第一部分和设置在电池单元附近的第二部分。在袋囊中封装电池单元。壳体连同电池单元一起被包装在袋囊的内部，并具有一个开口。第一延伸部和第二延伸部分别从第一部分和第二部分延伸，通过开口插入到壳体中，并在壳体内相互接触。衬垫插入壳体中并挤压第一延伸部和第二延伸部，使得第一延伸部和第二延伸部彼此紧密接触。
根据具有上述结构的车辆用高压电池，当电池单元的体积异常膨胀并且诱导电池内压力变化时，电池的电路在压力等于或大于参考水平下物理断开，从而中断外部电流且诱导电路切断，因此，本发明可以实现电池单元水平安全性和电池组电压安全性。
不像常规的袋型电池，为了避免过充电，使用一种安全装置，其设计成只局限在模块的单元或包装组中使用，本发明提供了过充电安全装置，这种安全装置能够实现单元电池内的电池单元水平安全性，并且可以中断单元电池中的异常电池反应。
进一步地，本发明在凝胶卷(jelly roll)和袋型单元电池内极耳(lead tab)之间的剩余空间内增加过充电安全装置，从而无论是模块类型的电池或组封装类型的电池都实现了电池单元水平安全性。
附图说明
本发明的上述和其它目的，特征和其它有益效果将通过下面参照附图的详细描述而被更加清晰地理解。
图1是根据说明本发明实施例的车辆用高压电池的透视图。
图2是说明根据本发明实施例的车辆用高压电池的断流装置(CID)的透视图。
图3和图4是说明根据本发明实施例的车辆用高压电池的运行的剖视图。
图5至图8是说明根据本发明另一个实施例的车辆用高压电池的运行的剖视图。
具体实施方式
下面参考附图来详细描述本发明的实施例。
图1是说明根据本发明实施例的车辆用高压电池的透视图。图2是说明根据本发明实施例的车辆用高压电池的断流装置(CID)的透视图。图3和图4是说明根据本发明实施例的车辆用高压电池运行的剖视图。
为了同时实现袋装电池的电池单元水平的安全性和车辆的行驶安全性而提供本发明。根据本发明的示例性实施例的车辆用高压电池包括电极片200，其分成设置在电池单元100附近的第一部分210和设置在端子(未示出)附近的第二部分220。袋囊10将电池单元100封装在其中。壳体500连同电池单元100一起被包装在所述袋囊10的内部，并具有开口520。第一延伸部320和第二延伸部340分别从第一部分210和第二部分220延伸，通过开口520插入到所述壳体500中，并在壳体500内相互接触。衬垫400插入壳体500中并挤压第一延伸部320和第二延伸部340，使得第一延伸部320和第二延伸部340彼此紧密接触。
如图1所示，本发明的电极片200被分成设置在电池单元附近的第一部分210和设置在端子附近的第二部分220。在正常状态下，第一部分210和第二部分220通过断流装置(CID)彼此接触，使得电池可以执行正常的功能。然而，当所述电池单元100膨胀时，第一部分210和第二部分220彼此分离。
图1中的电池单元100被封装在所述的袋囊10内。袋囊10的内部可以抽成真空。此外，两个衬垫400可分别插入壳体500的上部和下部，并且可以挤压第一延伸部320和第二延伸部340，使得第一延伸部320和第二延伸部340可以在壳体500的中央部分彼此紧密接触。
第一延伸部320和第二延伸部340可被配置为面板形部件，其分别相互平行地从第一部分210和第二部分220延伸到一侧，使得第一延伸部320的端部322和第二延伸部340的端部342彼此面对。此外，电池单元100、第一部分210、第二部分220和壳体500可以一起由袋囊10封装。
本发明的电极片200被分成设置在电池单元附近的第一部分210和设置在端子附近的第二部分220。参照图3和图4，第一延伸部320从第一部分210延伸并且插入壳体500。第二延伸部340从第二部分220延伸并且插入壳体500。壳体500具有开口520，使得第一延伸部320和第二延伸部340可通过开口520插入壳体500以在壳体500中相互接触。
具体地，具有参考水平的内部压力的衬垫400插在壳体500中，因此，第一延伸部320和第二延伸部340可通过衬垫400的压力彼此紧密接触，并且电通过第一延伸部320和第二延伸部340传导。因此，在正常状态下，电通过第一部分210和第二部分220进行传导，而且电池电路可以正常运行。然而，当电池单元100膨胀时，第一延伸部320和第二延伸部340是彼此分开的，因此，电池电路断开。
详细地描述，当电池单元100膨胀时，在电池单元内由于反应而产生气体。由于在电池单元中产生的气体，使得袋囊10膨胀。此外，当袋囊10的内部压力增加时，衬垫400压缩而无法抗拒袋囊10的内部压力，因此，第一延伸部320和第二延伸部340彼此分开。
在本发明中，第一部分210和第二部分220的位置可以彼此相对地改变。详细地描述，在本发明的另一个实施例中，车辆用高压电池可包括电极片，其被分成设置在端子附近的第一部分和设置在靠近电池单元的第二部分。袋囊将电池单元封装在其中。壳体与电池单元一起被封装于袋囊的内部，并且具有开口。第一延伸部和第二延伸部分别从第一部分和第二部分延伸，通过开口插入到壳体内，并且在壳体内相互接触。衬垫插入在壳体内并挤压第一延伸部和第二延伸部，使得第一延伸部和第二延伸部彼此紧密接触。
此外，如图3和图4所示，第一延伸部320、第二延伸部340和壳体500的开口520设有相应的锁定件301。换句话说，第一延伸部320和壳体500的开口520在对应的部分设置有相应的锁定突起，并且第二延伸部340和壳体500的开口520在对应的部分设有相应的锁定突起。因此，即使当第一延伸部320和第二延伸部340由于袋囊10的内部压力增加而彼此分离时，仍可保持第一延伸部320和壳体500之间的锁定状态与第二延伸部340和外壳500之间的锁定状态而不被释放。另外，即使当袋囊10的内压减小时，可保持第一延伸部320和第二延伸部340的分离状态，从而保持电池短路。
此外，如图5和图6所示，另一个锁定件600可设置在第一延伸部320和第二延伸部340之间的间隙中，因此，一旦第一延伸部320和第二延伸部340彼此分离，可通过锁定件600保持第一延伸部320和第二延伸部340的分离状态。
具体而言，如图7和图8所示，两根管601和602设置于第一延伸部320和第二延伸部340之间的间隙中。当第一延伸部320和第二延伸部340保持紧密接触的状态时，两个管601和602保持在折叠状态。然而，当第一延伸部320和第二延伸部340彼此分离时，两个管601和602打开并且第二管602的锁定突起604与第一管601的锁定孔603接合，因此，即使当袋囊10的内部压力降低时，由于锁定孔603与锁定突起604的接合，可保持第一延伸部320和第二延伸部340的分离状态。
具有上述的结构的车辆用高压电池具有优势。当电池单元的体积异常膨胀且诱导电池单元内的压力变化时，电池的电路在压力等于或大于参考水平的压力下物理断开，从而中断外部电流且诱发电路切断，因此，本发明可以实现电池单元水平安全性和电池组电压安全性。
不像常规的袋型电池，其为了避免过充电，使用了一种安全装置，其设计成只局限在模块的单元或电池组中使用，而本发明提供了过充电安全装置，这种安全装置可以实现单元电池内的电池单元水平安全性，并且可以中断单元电池中的异常电池反应。
进一步地，本发明在凝胶卷和袋型电池单元内的极耳间的剩余空间内增加了过充电安全装置，从而无论是模块类型的电池或组封装类型的电池都实现了电池单元水平安全性。
虽然为举例说明目的，描述了本发明的示例性实施例，但是本领域技术人员应该理解，在不背离由所附权利要求公开的本发明的范围和精神的前提下，可以进行多种修改、添加和替换。

Claims (8)

1.一种车辆用高压电池，包括：
电极片，所述电极片被分成设置在电池单元附近的第一部分和设置在端子附近第二部分；
袋囊，将所述电池单元包装在其中；
壳体，其与所述电池单元一起被包装在所述袋囊的内部，并具有开口；
第一延伸部和第二延伸部，分别从所述第一部分和所述第二部分延伸，通过所述开口插入到所述壳体中，且在所述壳体中彼此接触；以及
衬垫，分别插入所述壳体的一个内侧和另一个内侧，围绕所述第一延伸部和所述第二延伸部，且挤压所述第一延伸部和所述第二延伸部，使得所述第一延伸部和所述第二延伸部彼此紧密接触，
其中根据所述袋囊的内部压力，所述第一延伸部和所述第二延伸部彼此紧密接触或者彼此分离，该内部压力是在电池单元膨胀时，由在所述袋囊的内部空间产生的气体而产生。
2.如权利要求1所述的车辆用高压电池，其中所述袋囊的内部被抽成真空。
3.如权利要求1所述的车辆用高压电池，其中，当所述袋囊的内部压力增加到大于所述衬垫的内部压力时，所述第一延伸部和所述第二延伸部彼此分离。
4.如权利要求1所述的车辆用高压电池，其中所述衬垫包括分别插入到所述壳体的上部和下部的两个衬垫，并且，所述两个衬垫挤压所述第一延伸部和所述第二延伸部，使得所述第一延伸部和所述第二延伸部在所述壳体的中央部分彼此紧密接触。
5.如权利要求1所述的车辆用高压电池，其中，所述第一延伸部和所述第二延伸部被配置为面板形部件，所述面板形部件相互平行地分别从所述第一部分和所述第二部分延伸至一侧，使得其各自的端部彼此面对。
6.如权利要求1所述的车辆用高压电池，其中，所述电池单元、所述第一部分、所述第二部分和所述壳体由所述袋囊包装在一起。
7.如权利要求1所述的车辆用高压电池，其中，所述第一延伸部、所述第二延伸部和所述壳体的所述开口具有各自的锁定件，使得当所述第一延伸部和所述第二延伸部彼此分离时，保持所述第一延伸部和所述壳体之间的锁定状态以及所述第二延伸部和所述壳体之间的锁定状态不被释放。
8.如权利要求1所述的车辆用高压电池，其中，锁定件被设置在所述第一延伸部和所述第二延伸部之间的间隙中，使得一旦所述第一延伸部和所述第二延伸部彼此分离，就通过所述锁定件保持所述第一延伸部和所述第二延伸部的分离状态。
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