CN106856232A - 能量存储装置和相关方法 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了能量存储装置的各种实施例和使用能量存储装置的各种方法。

Description

能量存储装置和相关方法
相关申请的交叉引用
本专利申请是2015年10月2日提交的美国临时专利申请No.62/236,512的非临时申请并要求其优先权，该美国临时专利申请全文并入本文中以作为参考。
政府资助声明
本发明是依据美国能源部授予的No.DE-AR0000392合同在政府支持下进行的。政府对本发明享有一定的权利。
技术领域
广泛地说，本公开内容涉及能量存储装置的能量存储组件，其中该能量存储组件被构造成减少、防止和/或消除归可因于能量存储装置或能量存储组件内的增压的故障(例如这会引起热事件和/或火灾)。更具体地说，本公开内容涉及设置有密封壳体/外壳并且被构造成保持各个能量存储装置的能量存储装置组件的各种实施例。在本公开内容的一个或多个实施例中，能量存储组件设置有以下中的至少一者：利用成形操作(例如，双重卷边接缝)构造的密封的(例如，气密密封的)壳体；设置有穹顶状致动器的电流中断装置；和/或设置有刻痕图案以限定排气路径和埋头孔的压力排放口。在一些实施例中，能量存储组件设置有防止在密封壳体内积累压力的故障机构，该密封壳体被构造成容纳多个能量存储装置。
背景技术
能量存储装置(例如，电池、超级电容器等)会经历其中发生很高的放热反应的热事件，这会导致失控的热反应和/或火灾。这会导致能量存储装置所在的或附接的底层设备/产品受损(以及设备/产品用户或旁观者的安全问题)。能量存储装置的一个这样的示例是锂离子电芯部件(锂离子电池单元)。
由于锂离子电池组件与其它电池或输电系统相比封装更密集，因此存在这样的风险，即：组件中的一个电池单元被损坏的故障可能导致整个系统中的爆炸和火灾扩散(级联)失控。在一些情况下，这种损坏可以来自外部事件(例如碰撞和火灾)，也可以来自内部事件，例如无意的过度充电(例如由于充电的电子器件故障或由于制造过程产生的金属颗粒导致的内部短路)。
发明内容
包括电池(例如，锂离子电池)的能量存储组件遭受两种故障机制，这两种故障机制都释放大量的热能。一旦冲击电池单元/模块(例如，面包卷结构(jellyroll))，则能量存储单元会被刺穿，释放大量的热能。此外，能量存储装置的化学组分可能老化，在热失控事件中释放高速热能，这会触发该能量存储组件(例如，电池组)的其它能量存储装置中的链式反应热失控。
广泛地说，本公开内容涉及保护装置的各种实施例(即，防止由例如充电偏差、能量存储装置缺陷、冲击事件和/或热事件引发的压力增大)，保护装置可与电池组件结合使用，以减少、防止和/或消除能量存储组件(例如，可再充电的电池单元、锂离子电芯部件和/或电池单元)的故障模式。
更具体地说，本公开内容涉及设置有以下部件的能量存储组件的各种实施例：密封壳体/容器(例如，通过焊接或成形操作而密封)；电流中断装置，电流中断装置构造有壳体，以使得通过电流中断装置的部件电断开能量存储组件的连通电流；排气部件/装置，排气部件/装置构造成在预定压力下排出壳体内的加压气体；和设置在壳体中并且设置在密封内罐的外侧壁之间的能量吸收材料(例如，有时称为热剂)被设置成以便(1)当能量储存组件的内部达到预定压力时电断开；(2)当能量储存组件的内部达到预定压力时排气；(3)从冲击事件(即，碰撞、下落等)吸收能量(动能)以减少、防止和/或消除压力事件或热事件；和/或(4)吸收热能和/或熄灭/阻止火焰以减少、防止和/或消除对电池单元中的相邻电池单元和/或产品形式/设备(电池存在于其中)的火灾损坏。
在一些实施例中，本公开内容涉及保护装置(例如，电流中断装置和/或排气口/排气区域)的各种实施例，保护装置被构造成当与容纳多个能量存储装置(例如，密封或未密封的电池单元)的密封壳体/外壳结合使用时防止压力增大超过预定水平。
在一个实施例中，能量存储组件包括：密封壳体，密封包括焊接；和位于外罐中并且位于密封内罐的外侧壁之间的热剂，其中，(a)密封壳体(即，材料、材料厚度、电流中断装置、和/或排气口)；和/或其它构造(例如，存在于组件中的分隔壁和/或能量吸收材料或阻焰材料)中的至少一者被专门设计成和/或被构造成相协作，以使得防护装置：(1)使能量存储组件和能量存储组件与之进行电连通的其它能量存储组件和/或产品形式/设备之间的电连通电断开，(2)当达到预定压力(例如指示电池缺陷、充电问题/过充、冲击事件和/或热事件)时进行排气；(3)从冲击事件(即，碰撞、下落等)吸收能量以减少、防止和/或消除压力事件或热事件；和/或(4)允许防护装置在压力事件期间吸收和/或熄灭/阻止火焰(例如，经由构造有阻焰器的排气口)以减少、防止和/或消除对模块中的邻近能量存储组件(被构造成向产品形式或设备提供功率的多个能量存储组件)和/或能量存储组件与之电连通/接触的产品形式/设备的火灾损坏。
在一个方面中，提供了一种装置，装置包括：密封(例如气密密封)的容器，容器被构造成容纳多个能量存储装置(例如可再充电电池，例如锂离子电芯部件)并且使得能够穿过容器(例如从容器内部的位置到容器外部的位置)进行电连通；沿着容器的一部分构造的排气装置，排气装置包括圆形的埋头孔和刻痕，埋头孔邻近基板的边沿在外周处延伸，以限定中心面板、埋头孔和外边沿，刻痕构造在基板的外表面上并且定位在埋头孔内，使得容器被构造成经由由埋头孔触发的突跳式压曲(snap-through buckling)事件而进行排气，其中埋头孔被构造成在容器中的压力超过预定值时使刻痕沿着刻痕区域断裂；和电流中断设备，电流中断设备包括：致动器，该致动器构造有带外周埋头孔的穹顶部，其中穹顶部位于容器上，使得穹顶部朝向容器的内部延伸，使得容器的内部压力作用在穹顶部的内表面上；柔性构件，柔性构件经由柔性构件的第一端部附接到第一端子和容器中的至少一者并且在柔性构件的第二端部处附接到穹顶部的外表面，其中柔性构件构造成与第一端子电连通；和连接构件(例如，铆钉)，连接构件构造成在柔性构件的第二端部处将柔性构件附接到穹顶部的外表面，以将柔性构件保持在穹顶部上；和熔断元件(例如，包括具有减小的截面厚度的金属构件)，其中熔断元件与第二端子电连通，此外熔断元件定位在距致动器预定距离的位置处(例如，预定距离不大于穹顶部的位移距离并且不小于足以防止熔断元件和柔性构件之间形成电弧的距离)，其中穹顶部被专门设计成经历由容器的超过预定值的内部压力引发的突跳式压曲事件，其中所述突跳式压曲事件(例如，穹顶部反向、穹顶部位移)被构造成使柔性构件移动成与熔断元件电连通，由此在容器中引发电短路。
在一个方面中，提供了一种装置，装置包括：容器(例如，金属容器)，容器包括主体和通过成形操作(例如，双重卷边接缝)密封的盖子，其中容器构造成容纳多个能量存储装置(例如，可再充电电池，例如锂离子电芯部件)，其中容器被构造成使得能够在多个能量存储装置与位于容器上/位于容器外部上的两个端子之间进行电连通(例如，或者其中端子是容器的一部分，在具有相反极性的端子之间具有适当的电绝缘)，端子包括第一端子和第二端子，其中这两个端子被构造成具有相反的极性；和电流中断设备，电流中断设备包括：致动器，致动器构造有带外周埋头孔的穹顶部，其中穹顶部定位在容器上，使得穹顶部朝向容器的内部延伸，其中穹顶部构造成与容器的内部连通，以使得内部压力作用在穹顶部的内表面上；柔性构件，柔性构件经由第一端部附接到第一端子和容器中的至少一者并且在第二端部处附接到穹顶部的外表面，其中柔性构件被构造成与第一端子电连通；和连接构件(例如铆钉)，连接构件构造成将柔性构件在其第二端部处附接到穹顶部的外表面，以便将柔性构件保持在穹顶部上；和熔断元件(例如，包括具有减小的截面厚度的金属构件)，其中熔断元件与第二端子电连通，此外熔断元件定位在距致动器预定距离的位置处(例如，所述预定距离不大于穹顶部的位移距离并且不小于足以防止熔断元件和柔性构件之间形成电弧的距离)，其中穹顶部被专门设计成/构造成经受由容器的超过预定值的内部压力而引发的突跳式压曲事件，其中所述突跳式压曲事件(例如，穹顶部反向、穹顶部位移)被构造成使柔性构件移动成与熔断元件电连通，以在容器中引发电短路(例如通过熔化熔断元件)。
在一个方面中，提供了一种装置，装置包括：密封(例如气密密封)的容器，容器被构造成容纳多个能量存储装置(例如，可再充电电池，例如锂离子电芯部件)并且使得能够穿过容器(例如从容器内部的位置到容器外部的位置)进行电连通；以及沿着容器的一部分构造的排气装置，排气装置包括：具有大致相对的两个表面的基板，所述两个表面包括被构造成与容器的内部连通的第一表面和被构造在容器的外部的第二表面，面板构造有围绕基板在外周处延伸以限定中心面板的圆形埋头孔，以及构造在基板的外表面上并且定位在埋头孔内的刻痕，使得容器被构造成通过由埋头孔触发的突跳式压曲事件而进行排气，其中埋头孔构造成在容器中的压力超过预定值时使刻痕沿着刻痕区域断裂。
在一些实施例中，刻痕被构造成沿着埋头孔的一部分延伸，以限定刻痕部分和未刻痕部分(例如，铰接部或翼板)。
在一些实施例中，排气装置在基板的第一表面上构造有压曲引发器。
在一些实施例中，所述压曲引发器设置在埋头孔上。
在一些实施例中，所述压曲引发器被构造成与具有刻痕的埋头孔区域相交叉。
在一些实施例中，排气装置气密密封到容器上。
在一些实施例中，排气装置通过焊接操作附接到容器上。
在一些实施例中，排气装置与容器成一体。
在一些实施例中，容器被构造成保持多个锂离子电池/锂离子电芯部件。
在一些实施例中，容器被构造成保持支撑基体，其中支撑基体被构造成容纳多个锂离子电池并且维持所述多个锂离子电池处于彼此间隔开的关系中。
在一些实施例中，支撑基体包括至少一种能量(例如，动能和/或热能)吸收材料。
在一些实施例中，支撑基体包括阻焰材料。
在一些实施例中，装置还包括：对应的电连接件(例如，各个锂离子电池和端子之间的接线/接片或电连接件、正汇流条和负汇流条)，电连接件构造成将锂离子电池连接到端子并促进锂离子电池和端子(例如，位于金属容器外部的产品形式/设备或充电电源)之间电连通。
在一个方面中，提供了一种设备，设备包括：金属容器，金属容器包括：主体，主体包括底部和至少一个外周侧壁，外周侧壁连接到基部并从基部向上延伸以限定封闭下端和具有外周缘/边沿的开口上端；具有外周边沿的盖子，盖子构造成定位在(例如装配到)开口上端中并与外周缘/边沿相协作；以及密封件，密封件构造在盖子和外周缘/边沿之间，密封件包括经由成形操作构造的气密密封件；其中金属容器构造有位于容器的主体和盖子中的至少一者上的电端子(例如，正极端子和负极端子)；另外金属容器被构造成保持多个锂离子电池/锂离子电芯部件；支撑基体，支撑基体被构造成容纳所述多个锂离子电池并且将所述多个锂离子电池保持处于彼此间隔开的关系中(其中支撑基体包括以下中的至少一者：能量(例如动能和/或热能)吸收材料和阻焰材料)；和相应的电连接件(例如，各个锂离子电池和端子之间的接线/接片或电连接件、正汇流条和负汇流条)，电连接件构造成将电池连接到端子并促进锂离子电池和端子(例如，位于金属容器外部的产品形式/设备或充电电源)之间的电连通。
在一个方面中，提供了一种设备，设备包括：金属容器，金属容器包括：主体，主体包括底部和至少一个外周侧壁，外周侧壁连接到基部并从基部向上延伸以限定封闭下端和具有外周缘/边沿的开口上端；具有外周边沿的盖子，盖子构造成定位在(例如装配到)开口上端中并且与外周缘/边沿相协作；以及密封件，密封件构造在盖子和外周缘/边沿之间，密封件包括经由双重卷边接缝成形操作构造的气密密封件；其中金属容器构造有位于容器的主体和盖子中的至少一者上的电端子(例如，正极电端子和负极电端子)；另外金属容器被构造成保持多个锂离子电池/锂离子电芯部件；支撑基体，其被构造成容纳所述多个锂离子电池并且将所述多个锂离子电池保持处于彼此间隔开的关系中(其中支撑基体包括以下中的至少一者：能量(例如动能和/或热能)吸收材料和阻焰材料)；和相应的电连接件(例如，各个锂离子电池和端子之间的接线/接片或电连接、正汇流条和负汇流条)，电连接件被构造成将电池连接到端子并促进锂离子电池和端子(例如，位于金属容器外部的产品形式/设备或充电电源)之间的电连通。
在一个方面中，提供了一种装置，装置包括：构造成容纳多个电池(例如，锂离子电芯部件)的气密密封的金属容器；金属容器被构造成具有正极端子和负极端子，其中正极端子和负极端子被构造成将电流电传送至金属容器(及其中的内容物)和从金属容器(及其中的内容物)电传送电流；以及电流中断装置，电流中断装置被构造成附接到至少一个端子，包括金属容器被构造成附接到另一端子，其中电流中断装置及其相应的端子附件与容器及其相应的端子附件电绝缘。
在一些实施例中，容器包括主体，主体包括底部和至少一个外周侧壁，外周侧壁连接到基部并从所述基部沿着向上方向延伸，以限定封闭下端和具有外周缘/边沿的开口上端；以及具有外周边沿的盖子，盖子被构造成定位在(例如装配到)开口上端并且与外周缘/边沿相协作；以及构造在盖子和外周缘/边沿之间的密封件，密封件包括经由双重卷边接缝成形操作构造的气密密封件。
在一些实施例中，金属容器被构造成保持：多个锂离子电池/锂离子电芯部件；支撑基体，其构造成容纳所述多个锂离子电池并且将所述多个锂离子电池保持处于彼此间隔开的关系中(其中支撑基体包括以下中的至少一者：能量(例如动能和/或热能)吸收材料和阻焰材料)；和相应的电连接件(例如各个锂离子电池和端子之间的接线/接片或电连接件、正汇流条和负汇流条)，电连接件被构造成将锂离子电池连接到端子并促进锂离子电池和端子(例如，位于金属容器外部的产品形式/设备或充电电源)之间的电连通。
在一个方面中，提供了一种装置(例如电流中断装置)，装置包括：致动器，致动器包括：构造成附接到(气密的)密封容器的壁的穹顶部，穹顶部构造在第一位置中，从而使得穹顶部延伸到密封容器的内部容积中；其中穹顶部构造有外周埋头孔，从而使得穹顶部构造成在密封容器的内部容积达到或超过预定阈值时经受突跳式压曲(例如进入第二位置中)，其中突跳式压曲导致穹顶部沿着朝向密封容器外部的方向永久地位移，并且和保险丝(fuse)接触(例如穹顶部的位移)，保险丝具有与穹顶部相反的极性；以及具有大致相对的两个端部的柔性构件/支腿，其中第一端部与气密密封的容器的极化(例如，负极化或正极化)部分电连通，而第二端部附接(例如，机械附接、粘附、胶合、钎焊及其组合)到构造为致动器的致动器，致动器在压力增大时致动(位移)。
在一些实施例中，柔性构件经由铆钉附接到穹顶部。
在一个方面中，提供了一种装置，装置包括：a)密封容器，其构造成容纳能量存储装置，其中，容器构造有两个端子(第一端子和第二端子，其中两个端子被相反地极化)，使得容器被构造成促进从容器的内部到容器的外部的电连通，其中容器与第一端子电绝缘，并且其中容器的至少一部分是第二端子的至少一个部件，或者电连接到第二端子；以及b)至少一个电流中断装置，其附接成与容器电连通，电流中断装置包括：i)致动器，其包括构造有外周埋头孔以促进突跳式压曲的穹顶部；和ii)构造有两个端部的柔性构件，第一端部构造成附接到第二端子和容器中的至少一者，并且第二端部构造有接触构件并且构造成附接到穹顶部的表面并且从穹顶部的表面沿着面向第一端子的方向延伸；并且其中致动器被构造成经受位移(例如，穹顶部位移，例如突跳式压曲)，以便在密封容器内的压力大于预定值时使接触构件与位于第一端子中的保险丝(例如，厚度减小的材料桥)接触，由此中断流入和流出容器(例如，包括容器中的能量存储装置)的电流。
在一些实施例中，第一端子是负极端子，而第二端子是正极端子。
在一些实施例中，致动器的穹顶部附接(例如密封)到容器上。
在一个方面中，提供了一种装置(例如，保险丝)，包括：致动器，致动器构造成与其它部件电连通并具有第一极性；具有第二极性的构件，其中第一极性和第二极性是相反的极性(例如，正极性和负极性)；致动器包括构造有外周埋头孔的穹顶部，穹顶部构造成具有第一位置和第二位置；其中第一位置包括穹顶部被构造成远离所述具有第二极性的构件延伸并且与所述构件具有一定距离以防止电弧；并且其中第二位置包括穹顶部处于已移位位置中并与所述构件接触以产生电短路(例如通过接触极性相反的两个部件)；其中保险丝经由加压事件被致动，加压事件引发穹顶部的突跳式压曲，以使穹顶部从第一位置移位到第二位置中。
在一个方面中，提供了一种装置(例如，保险丝)，包括：致动器，其被构造成与其它部件电连通并具有第一极性；具有第二极性的构件，其中第一极性和第二极性是相反的极性(例如正极化和负极化)；致动器包括构造有外周埋头孔的穹顶部，穹顶部构造成具有第一位置和第二位置；其中第一位置包括穹顶部被构造成远离所述具有第二极性的构件延伸并且与所述构件具有一定距离以防止电弧；并且其中第二位置包括穹顶部处于已移位位置中并与所述构件接触以产生电短路(例如通过接触极性相反的两个部件)；其中保险丝经由加压事件被致动，所述加压事件引发穹顶部的突跳式压曲，以使穹顶部从第一位置移位到第二位置中。
在一个方面中，提供了一种方法，包括：操作能量存储组件，其中所述能量存储组件是密封的并且被构造成在不超过预定压力P1的内部压力下操作；当能量存储装置的内部压力超过P1时，中断流向能量存储组件的电流，高于操作压力的该内部压力被定义为P2；以及当能量存储组件的内部压力超过定义为P3的阈值排气压力时，排出能量存储组件的内部压力。
在一些实施例中，中断步骤还包括：将能量存储组件与产品形式和另一能量存储组件中的至少一者之间的电连通电断开，电断开通过电流中断装置设置。
在一些实施例中，排气步骤还包括通过构造在刻痕排气口近侧的穹顶部的突跳式压曲事件来扩张刻痕排气口的穿孔。
在一些实施例中，该方法还包括在能量存储装置的内部压力超过定义为P4的壳体故障压力时，通过能量存储组件的壁和盖子之间的位置对能量存储组件进行排气。
在一些实施例中，盖子通过成形操作密封到主体上。
在一些实施例中，盖子通过焊接操作密封到主体上。
在一个方面中，提供了一种方法，包括：通过成形操作形成壳体；将电流中断装置附接到壳体的一部分上；在壳体的一部分中构造排气口；将支撑基体插入壳体中；在支撑基体中配置锂离子存储装置；将锂离子存储装置附接到壳体上，以使得壳体和锂离子存储装置之间能够进行电连通；以及密封壳体，以将锂离子存储装置、支撑基体和电解质封闭在壳体中。
在一个实施例中，密封包括通过成形操作密封盖和壳体。
在一个实施例中，配置锂离子存储装置还包括：将每个锂离子存储装置定位在支撑基体的贯通部中；以及用电解质准备锂离子存储装置。如本文所使用的，“能量存储装置”是指：存储能量以在随后的时间中执行有用处理的装置。能量存储装置的非限制性示例包括：电池、一次电池、铅酸电池、二次(可再充电的)电池、锂离子电池、锂离子电芯部件及其组合。
如本文所使用的，“能量存储装置”是指：存储能量以在随后的时间中执行有用处理的装置。能量存储装置的非限制性示例包括：电池、一次电池、铅酸电池、二次电池(可再充电的)电池、锂离子电池、锂离子电芯部件及其组合。
如本文所使用的，“能量存储组件”是指：一个或多个能量存储装置和组装能量存储装置的相关部件。能量存储装置的非限制性示例是电池组件(例如，容纳多个锂离子电芯部件)。
如本文所使用的，“电池单元”是指：构造成在电气设备中供应电力的各个电化学电池单元(例如，包括电极和电解质)。在一些实施例中，电池单元是锂离子电池单元。在一些实施例中，电池单元是锂离子电芯部件。例如，本公开内容的电池组件可以根据可用的/生产的安培小时来进行量化，其中安培-小时(Ah)是电荷的单位，等于由1安培的稳定电流流过1小时所转移的电荷，或3600库仑。在一些实施例中，本公开内容的电池组件被构造成用于25Ah的应用-200Ah的应用。
如本文所使用的，“电池组件”是指：构造成与一个或多个产品形式/设备电连通并向其提供电力的多个电池单元(例如锂离子电芯部件)。在一些实施例中，电池组件构造有配置成装配到产品形式或产品设备之中/之上的电接线(和相关的、相应的连接件)和壳体。
如本文所使用的，“可再充电电池”是指(蓄电池)能够重复充电的。在一些实施例中，可再充电电池是一种可以充电、放电到负载中并且多次再充电的电池。
如本文所使用的，“双重卷边接缝(double seaming)”是指：使用成形操作将两个部件附接在一起，其中特定模式的边沿折叠将两个部件(例如，连接到罐侧壁的顶部或底部)保持在一起。在一些实施例中，双重卷边接缝连结部可以承受很大的内部压力并且将顶部和侧壁紧密地连接且气密地密封在一起。在一些实施例中，凸缘被构造成具有足够的厚度，使得两个部件能够以锐角(severe angle)压曲，以产生形成闭合的双重卷边接缝。在一些实施例中，采用作为片材(例如铝、铝合金、铜、铜合金、镍、镍合金、聚合物及其组合)的基板完成双重卷边接缝。在一些实施例中，每个片材在双重卷边接缝处的厚度不大于0.5mm。在一些实施例中，每个片材在双重卷边接缝处的厚度不大于0.75mm。在一些实施例中，每个片材在双重卷边接缝处的厚度不大于1mm。在一些实施例中，每个片材在双重卷边接缝处的厚度不大于1.5mm。需要注意的是，较厚的片材/基板能够以双重卷边接缝构造，其中在工艺设备、工具设计和工艺速度中存在变化。
在一些实施例中，双重卷边接缝的凸缘/唇缘被铸造、机械加工、压薄等，以便局部地薄化凸缘并且构造凸缘，以用于通过成形操作(例如双重卷边接缝、或卷曲)与盖/盖子密封。
如本文所使用的，“排气口”是指：构造在物体或装置中的能够打开以允许空气、气体和/或液体通过其(例如，离开或进入限制空间)的区域。
在一些实施例中，排气区域被构造成在预定压力下形成排气口。在一些实施例中，排气口被构造成排出电池组件内积聚的可燃气体和/或释放压力。
在一些实施例中，排气区域包括刻痕和刻痕引发位置。在一些实施例中，排气区域包括基板上的刻痕，其中刻痕构造有残余厚度，该厚度足以使得一旦出现排气引发事件(例如，压力增大)就使基板沿着基板撕裂/断裂。在一些实施例中，排气口构造有刻痕。
在一些实施例中，排气区域基板被构造成附接至壳体(例如，盖和/或主体)。在一些实施例中，排气口被构造成以预定方式打开，使得基板沿着穿过/围绕基板的至少一部分的预定路径撕裂/分离。在一些实施例中，排气口被构造成在过压事件时能在基板材料中产生开口。沿着壳体的大致平面部分定位(例如，远离壳体和/或端子区域中的结合部定位)。
在一些实施例中，排气口的尺寸足够大并且被构造成促进在加压事件中排出废气。
在一些实施例中，排气口的尺寸足够大并且被构造使得排气口不会造成尺寸的不稳定性(例如，不稳定性在正常操作压力期间导致意外排气事件和/或在正常使用过程中导致在产品形式中移动)。
在一些实施例中，排气口的尺寸足够大并且被构造成防止在排气事件中可燃废气回火(这会导致设备点燃)。
在一些实施例中，排气口具有足够的尺寸并且被构造成例如足够大且打开以形成足够宽的排气口，以便促进以比气流的雾化和点燃速度小的速度排出气体(例如，防止形成高反应性气流)。
在一些实施例中，排气口被构造成在升高的压力下排气。在一些实施例中，排气口被构造成在产品形式的正确和常规使用期间保持完整。在一些实施例中，排气口被构造成促进排气并减少、防止和/或消除排气期间回火的风险。
在一些实施例中，基板包括被构造成在预定压力下释放和排放压力的排气口。
在一些实施例中，排气口包括排气面板(例如，与主体和/或盖子相比厚度减小的区域)，使得排气区域/排气面板构造成在厚度减小的位置处撕裂/断裂。
在一些实施例中，排气口包括刻痕。
如本文所使用的，“刻痕”是指：切割或刻划到表面中的凹口或线。在一些实施例中，排气口包括刻痕，以便为在排气口中发生的断裂/排气确定预定引发/扩张位置。在一些实施例中，刻痕是刻痕图案，例如使得在排气时，基板以预定方式在刻痕图案处断裂/断开、穿孔、撕裂和/或破裂。
在一些实施例中，刻痕区域以基板上的几何形状构造。
在一些实施例中，刻痕区域构造成以几何形状排气(刻痕线破裂)。
在一些实施例中，刻痕区域被构造为线性刻痕。
在一些实施例中，刻痕被构造为狗骨形刻痕。
在一些实施例中，刻痕被构造为圆形刻痕。
在一些实施例中，刻痕被构造为半圆形刻痕。
在一个实施例中，刻痕线包括被构造成沿着基板延伸预定长度的圆形线。
在一个实施例中，刻痕线包括构造成沿着/围绕该基板的一部分延伸的圆周线。
在一个实施例中，刻痕线包括被构造成沿着基板的外边沿/区域的延伸预定长度的周向线。
在一个实施例中，刻痕线包括被构造成沿着基板延伸预定长度的弓形线。
在一个实施例中，刻痕线包括被构造成沿着基板延伸预定长度的径向排气口。
在一些实施例中，刻痕通常沿着限定的路径减小材料的厚度，从而沿着该路径有意地弱化刻痕，以用于打开或释放压力。在一些实施例中，在刻痕操作期间，定位在刻痕刀下方的金属(基板)在刻痕工具(例如刀)的方向上受到压力。
如本文所用的，“刻痕残留”是指：在刻划表面后留下的金属部分。在一些实施例中，刻痕残留介于板厚度的约0.3至0.5之间。在一些实施例中，刻痕残留不小于0.003”厚。
如本文所使用的，“埋头孔”是指：部件(例如排气区域或穹顶状致动器)上的凸起部分(例如，凸起脊、或槽)。在一些实施例中，埋头孔被构造成用作产生应变的引发位置(例如在排气事件期间跨过刻痕，例如在电流中断事件期间跨过穹顶状致动器)。在一些实施例中，埋头孔被构造成沿着排气孔穿过(例如，基本上穿过、穿过一部分、穿过全部)刻痕扩张排气孔的引发位置。
在一些实施例中，刻痕位于埋头孔中。
在一些实施例中，刻痕定位成横切埋头孔。
不受特定机制或理论的束缚，相信随着埋头孔深度增大，埋头孔将增大在埋头孔突跳处的刻痕上的应力。不受特定机构或理论的束缚，相信埋头孔反转压力是埋头孔深度、埋头孔半径、埋头孔直径、材料强度和片材厚度的函数。对于具有最小埋头孔深度的最小厚度的片材而言，其是对于固定屈服强度的作为埋头孔直径和埋头孔半径的函数的埋头孔反转压力的曲线图。
如本文所使用的，“压曲引发器”是指：被构造成在压力或应变下在排气口的指定位置处(例如，刻痕线，例如位于排气孔的埋头孔内的刻痕线)引起/引发压曲(例如弯曲/屈服)的区域。在一些实施例中，压曲引发器致使在沿着刻痕线定位并且距离铰接部预定距离的适当位置处发生排气。在一些实施例中，压曲引发器被刻痕、压印、冲压、刮擦、蚀刻或其组合。
如本文所使用的，“铰接部”是指：可动结合部或机构。在一些实施例中，排气口构造有刻痕和铰接部，使得当刻痕打开时，铰接部被维持以在排气区域上形成排气口的盖子/翼板。
在一些实施例中，铰接部定位成邻近(并交叉)刻痕路径。在一些实施例中，铰接部构造在埋头孔中。
在一些实施例中，埋头孔构造有压曲引发器。在一些实施例中，面板构造有压曲引发器。在一些实施例中，面板半径构造有压曲引发器。
如本文所使用的，“阻焰器”是指：用于减少、去除或消除可燃性的材料或物体。在一些实施例中，阻焰器被构造成将排出气体的温度降低到气流点燃温度以下。在一些实施例中，阻焰器被构造成防止火焰前缘重新进入包含多次辊轧(multi-roll)结构的外壳中。
阻焰器的一些非限制性示例包括：细网、开孔泡沫、具有曲折路径的细管、直径足够小的长直管、穿孔板或它们的组合。在一些实施例中，气体路径阻塞物由足够传导(例如导热)的材料制成，该材料使得气体温度降低到自燃温度以下。阻焰器材料的非限制性示例是铜。
在一些实施例中，排气口构造有阻焰器。
在一些实施例中，阻焰器被构造成防止火焰在排气时重新进入外壳/壳体内。在单个锂离子电芯部件(例如面包卷结构)发生故障的情况下，产生了大量的气体(当涉及构造用于汽车应用的电池组件时为～10升)，并且该气体是热的(～250-300℃)且易燃的。在一些实施例中，为了防止火焰前缘进入能量存储组件和/或防止气流到达其燃点，将铜网阻焰器放置在排气口上。阻焰器的非限制性示例是30目、0.012”线径的铜材料。
如本文所使用的，“电流中断装置”是指：被构造成中断通过电池组件和/或从电池组件流到相邻电池组件或产品形式/设备的电流或电连通的装置。
在一些实施例中，电流中断装置被构造成例如在过充电事件(例如，给电池单元充电超过其电化学电压窗口)、机械截锥(例如钉刺)和/或高内部压力的情况下断开电池组件与产品形式和/或其它电池组件的电连通。
如本文所使用的，“支撑件”是指：构造成保持或支持另一物体或装置处于适当位置中的部件。在一些实施例中，支撑件被构造成保持多个能量存储装置中的每一个处于壳体内的位置中，使得预定位置/距离得以保持。在一些实施例中，支撑件包括防火屏蔽件、相变材料、塑料(例如填充有防火屏蔽件)和/或膨胀材料/涂层。灭火材料构造成反应并释放灭火材料(例如释放CO2)或以其它方式反应以便从邻近区域(例如电池单元内)移除氧物质。
如本文所使用的，“能量吸收部件”是指：构造成吸收能量(例如动能或热能)的材料或装置。作为非限制性的示例，能量吸收部件包括：相变材料(例如吸热层将在100℃或更高温度下分解并吸收热量)；无机材料；陶瓷材料；碳酸盐材料和化合物；水合物材料和化合物；碳酸氢钠；碳酸钙；金属氧化物；氢氧化铝(aka ATH)；氧化铝；硅、铝、钛、锆、锌、镁的氧化物或氮化物或氧化物或氮化物的任何混合物(例如氧化硅；氧化钛)；碳化硅；金属氮化物材料；氮化硅；硅酸钙；吸热材料(例如构造成吸收热能)，氢氧化合物或材料；水凝胶；普通碳酸盐陶瓷；耐热玻璃；氧化铝；碳；羊毛纤维；玻璃纤维；片钠铝石；混凝土；烧蚀材料；膨胀型树脂；改性环氧粘合剂，和/或用任何前述材料浸渍的聚合物，及其组合。
如本文所使用的，“动能吸收部件”是指被构造成吸收动能(例如，冲击事件、跌落事件或碰撞)的材料或装置。
如本文所使用的，“热能吸收部件”是指构造成吸收热能(例如温度剧增、放热反应、突发火焰或其组合)的材料或装置。
如本文所使用的，“热剂”是指构造成吸收和/或减少/消除热能和/或火的至少一种材料(例如化学化合物)。
在一些实施例中，热剂配置在外罐的内壁和内罐的外壁之间。在一些实施例中，热剂配置在内罐的外壁和分隔壁之间。在一些实施例中，热剂占据：外罐中的开放容积的至少1％至100％。
在一些实施例中，热剂占据外罐的开放容积的至少5vol.％；至少10vol.％；至少15vol.％；至少20vol.％；至少30vol.％；至少40vol.％；至少45vol.％；至少50vol.％；至少55vol.％；至少60vol.％；至少65vol％；至少70vol.％；至少75vol.％；至少80vol.％；至少85vol.％；至少90vol.％；至少95vol.％或100vol.％。
在一些实施例中，热剂占据外罐的开放容积的不大于5vol.％；不大于10vol.％；不大于15vol.％；不大于20vol.％；不大于30vol.％；不大于40vol.％；不大于45vol.％；不大于50vol.％；不大于55vol.％；不大于60vol.％；不大于65vol.％；不大于70vol.％；不大于75vol.％；不大于80vol.％；不大于85vol.％；不大于90vol.％；不大于95vol.％或100vol.％。
在一些实施例中，热剂是能量吸收材料。
在一些实施例中，热剂被构造成降解/分解并释放灭火剂(例如，水蒸汽、二氧化碳)或吸收位于热区、电池包和/或电池单元/模块近侧的燃烧源(环境氧气、电解质和/或电极的可燃性组分)。热剂的一些非限制性示例包括商业阻燃材料、水凝胶及其组合。
在一些实施例中，能量存储组件被构造成使得能量存储组件不经历大量的膨胀(例如，膨胀量化为通过在升高的内部压力下延长的操作期间基体材料的蠕变而导致的密封壳体的体积膨胀和/或永久膨胀，这导致基体材料中存在强度损失)。
在一些实施例中，能量存储组件被构造成使得组件能够经历一定量的膨胀(例如，使得每个单独的能量存储装置中的电极结构能够在充电和放电期间循环。
在一些实施例中，能量存储组件的膨胀被减弱，以便减小、防止和/或消除由非有意排气导致电池单元的过早损坏、和/或导致能量存储系统的效率损失，如由于电解质对能量存储装置部件(例如电极)的不充分覆盖。
在一些实施例中，壁厚被构造成(例如在正常操作期间)促进能量存储装置(例如电池)操作，同时将能量存储组件的膨胀限制到小于1％。在这种构造中，较薄的壁能实现较高的内部容积，有助于增大能量密度和/或比容量(specific capacity)。
在一个实施例中，能量存储组件构造有多个不同的故障安全机制。在一个实施例中，能量存储组件被操作，使得在电池组件内部(例如，在壳体内)的压力升高时，电池组件构造成经历一系列故障安全机制，以减少、防止和/或消除能量存储装置的进一步加压和/或不稳定性/可燃性。
在操作期间，能量存储组件被构造成在可接受的压力范围内操作，其中压力范围的上限定义为P1。
如果在操作期间，能量存储组件达到或超过P1并到达到P2，则能量存储组件构造有电流中断装置，使得电流中断装置被构造成将电池组件与产品形式和/或与产品形式电连通的其它电池组件之间的电连通断开。
如果在操作期间，在电流中断装置从能量存储组件中断电流之后，压力增加，使得电池组件达到或超过P3，则构造有排气区域的电池组件构造成撕裂和释放压力(包括留存在能量存储组件内的气体)，将气体从能量存储组件引出。
如果在操作期间，在排气口从能量存储组件排出气体之后，压力继续增大，使得压力达到或超过P4，则壳体(例如容器主体)构造成产生/排放和释放压力(例如，在盖子附接到主体的区域处、在主体具有结合部分的区域处、和/或在盖不连续的区域处)。
在一些实施例中，各种故障安全机制被构造成使得P1＜P2＜P3＜P4，其中这样的压力阈值被间隔开，从而实现操作的分级。在该实施例中，P1是正常操作压力(例如3psi)；P2是电流中断的压力(例如20psi)；P3是排气压力(例如40psi)；而P4是壳体故障压力(例如50psi)。
作为非限制性的示例，压力断开的实施例被构造成使得其停止电连通但保持壳体的气密密封，因为由电流断开引起的过早排气将导致过早排气和/或阻碍排气口致动/操作的能力。
在一些实施例中，能量存储组件是电池组件，包括：多个锂离子电池单元(例如，可充电电池)。在一些实施例中，电池组件包括封装在一个或多个聚合物电池单元(例如由AESC、LG制造的电池单元)中的棱柱形和/或圆柱形的电池单元系统。
在一些实施例中，能量存储组件是电池组件，包括封装标准棱柱形电池单元，棱柱形电池单元具有一个或多个非分离的平坦卷绕或堆叠电极结构(例如由SDI、ATL和Panasonic制造的那些)。
在一些实施例中，电池组件包括一个或多个密封的锂离子电池单元模块。
在一些实施例中，电池单元包括：多个电池、电接线和连接件以及容器(例如，刚性容器)，容器被构造成容纳电池单元和与电池组支撑的装置/产品分开的电池单元的电接线/连接件。在一些实施例中，电池单元部件留存在(通过成形操作或焊接)构造具有密封件的外罐/壳体中。
在一些实施例中，电池单元包括构造成与电接线和连接件电连通的多个电池、以及至少一个保护装置。
如本文所使用的，“保护装置”是指容纳至少一个能量存储装置的密封罐，其中所述保护装置构造成保护至少一个电池免受以下中的至少一种：撞击事件和/或热事件(例如，包括与这类事件相关联的压力)。
在一些实施例中，保护装置包括壳体，壳体被构造成基本上包围多个电池(每个电池容纳在内套筒中)、电流中断装置、排气口、分隔壁或其组合。
在一些实施例中，外罐形式的保护装置可包括多个分隔壁，分隔壁横跨外罐的内部延伸，使得分隔壁在相邻的(容纳电池的)内罐之间延伸。在一些实施例中，分隔壁被构造成(例如在冲击事件的情况下)向外罐提供强化(机械强度)。
如本文所使用的，“壳体”是指包围并保护能量存储装置和其它能量存储组件部件的外壳。
如本文所使用的，“主体”是指壳体的侧壁和/或底部，壳体被构造成保持多个电池单元。
如本文所使用的，“盖子”是指位于主体上、上方或周围的顶部。在一些实施例中，盖子构造成机械地附接至主体上(例如，在主体的上边沿处)。
在一些实施例中，盖子构造成装配在主体的开口上端上，使得一些能量存储装置部件(即，多个电池、电接线/连接件)被封闭在壳体(盖子和主体)内。
在一些实施例中，盖子被密封至主体的外周上边沿/开口(例如侧壁)。在一些实施例中，盖子机械地附接到主体上。在一些实施例中，盖子被卷边接合到侧壁上。
附接装置/部件的一些非限制性示例包括：焊接、卷边接合、密封(利用胶、粘合剂、铜焊)、机械紧固及其组合。
在一些实施例中，主体包括底部和至少一个侧壁。在一些实施例中，底部沿着主体的下部构造，其中外周侧壁(或多个侧壁)围绕底部构造并从底部向上延伸，从而沿着主体的顶部形成开放的上端(例如形成构造成保持多个电池单元的容器)。
在一些实施例中，保护装置(例如容器或壳体)被构造成将热事件保持在容器内和/或位于受影响的电池/锂离子电芯近侧的区域中；使得受损的组件被构造成可从电池组和/或产品形式移除(并且用未损坏的部件进行调换/更换)。
在一些实施例中，保护装置部件、主体、侧壁、盖子和/或分隔壁(仅外罐具有)中的至少一者被构造成吸收来自冲击事件(例如，在短时间段内的高压)的力。冲击事件的一些非限制性示例包括碰撞事件(用在车辆中的电池组)、跌落事件(例如消费电子产品、电动工具等)等。
在一些实施例中，以下保护装置(内罐或外罐)部件中的至少一者被构造成吸收来自热事件的热能，其包括：主体、侧壁、盖子、分隔壁(仅外罐具有)、热剂和/或阻焰器。热事件的非限制性示例包括：热失控、电池单元断裂、过热、过充电、短路、着火或其组合(例如，其中这些热事件中的一个或多个通过碰撞事件触发，如上所述)。
在一些实施例中，包括排气区域、刻痕和/或电流中断装置的保护装置部件中的至少一个被构造成响应于增大的压力(例如，经由冲击事件和/或热事件引发)并且经由释放/撕裂(例如，排气口、刻痕)或电流中断(经由穹顶状致动器)而减小增加的压力，以便：(1)使电池/电池与其它电池、电池单元和/或产品形式/设备之间的电连通电断开和/或从电池和/或电池单元释放气体。
在一些实施例中，内罐(例如，盖子、主体)的横截面厚度为：150-500微米(例如，200-230微米)。在一些实施例中，外罐(例如盖子、主体)的横截面厚度为：150-500微米(例如200-230微米)。在一些实施例中，外罐主体的横截面厚度的范围为380-500微米。在一些实施例中，罐盖具有500-750微米的横截面厚度。在一些实施例中，盖的厚度为2000微米，主体的厚度为1500微米。
如本文所使用的，“基材”是指：作为壳体中壁的一部分的材料层。基材材料的一些非限制性示例包括：铝合金、铝、3XXX系列铝合金(例如3003、3004、3014)；5XXX系列铝合金；6XXX系列铝合金(例如6061)；铜；铜合金；镍；镍合金；聚合物；及其组合。
在一些实施例中，能量存储组件的壳体(例如，密封外壳、压力排放口和/或电流中断装置)和/或支撑件被构造成减少在冲击事件(例如，包括锂离子电池单元的产品形式或设备的碰撞或掉落)期间施加在能量存储组件上的质量载荷。在一些实施例中，壳体和/或支撑件被构造成响应于冲击事件而变形。在一些实施例中，壳体和/或支撑件被构造成响应于冲击事件而吸收能量。在一些实施例中，排气区域被构造成响应于压力事件而以受控的方式(例如排气口、埋头孔、刻痕、阻焰器)从壳体释放压力(加压的气体)。
在一些实施例中，提供了一种构造有保护装置的电池组件(例如锂离子电池单元)。电池单元包括保持在保护装置内的多个电池，其中保护装置包括内罐和外罐，其中保护装置构造成经受变形、释放压力(例如气体)；和/或吸收与冲击事件相关的能量和/或吸收热能(例如以便保护电池和/或电池单元免受热事件的影响)。
在一些实施例中，提供了一种电池组件，包括：多个电池(例如锂离子电池)，其中每个电池包括电连接件；电汇流条工件，其包括构造成从(在汇流条工件处的)容器内部延伸到容器外部的出口端口，其中汇流条工件和出口端口被构造成与每个电池的电连接件电连通并且经由出口端口从电池单元传送电流；保护装置，其被构造成将多个电池保持在其中，保护装置包括其中保护装置被构造成在冲击事件期间吸收质量荷载，以减少、防止或消除这种力到达保持在保护装置中的电池。
在一些实施例中，提供了一种电池装置。该电池装置包括：多个锂离子电池，其中每个锂离子电池密封在保护装置(内罐)中。保护装置包括：金属(例如铝或铜合金)主体(主体包括底部和具有开口上端的外周侧壁)以及构造成装配在主体的开口上端上的盖子、以及成形的密封件，密封件位于主体的开口上端和盖子的外周边沿之间，其中成形的密封件构造成将电解质和气体封闭在内罐的内壁内。
在一些实施例中，盖子通过成形操作被密封到主体上(例如，在电池的上端处)。
将盖子密封到主体(例如以便封闭电池)的成形操作的非限制性示例包括：双重卷边接缝(例如包括构造成产生密封的聚合物)；冠(例如卡扣)；帽(例如在主体的上端处的螺纹接合的螺纹帽)；压配合构造；卷边接合；被折边的附件；焊接部(例如焊接)；滚装；被滚装的防盗螺纹；EMF接合；粘接剂；机械紧固件；及其组合。
焊接的非限制性示例包括：超声焊接、激光焊接、摩擦焊接、EMF结合或其组合。
在一些实施例中，保护装置被构造成(经由排气口和/或刻痕图案)以便：从排气口排出来自内罐的气体，其中排气口构造成在内罐的压力达到(或超过)预定压力时打开。
在一些实施例中，排气口的尺寸足以允许气体在热事件期间以气体放出速率逸出。在一些实施例中，排气口被构造(定尺寸和定位)成使得压力(在压力事件期间)不超过外罐的压力极限(箱体不爆裂)。
在一些实施例中，外罐的主体构造有至少一个排气口。在一些实施例中，外罐的盖子构造有至少一个排气口。在一些实施例中，外罐的底部构造有至少一个排气口。
在一些实施例中，排气孔包括刻痕图案，其中刻痕被构造成在预定阈值压力下沿着刻痕撕裂/断开基板以释放压力(并且防止热事件、火灾和/或爆炸)。
在一些实施例中，刻痕被构造/定位在内罐的侧壁上。在一些实施例中，刻痕被构造/定位在内罐的盖子上。在一些实施例中，刻痕被构造/定位在内罐的底部上。在一些实施例中，刻痕被构造/定位在外罐(容器)的侧壁上。在一些实施例中，刻痕被构造/定位在外罐的底部上。在一些实施例中，刻痕被构造/定位在外罐的盖子上。在一些实施例中，刻痕在形成罐之后但组装之前(例如在插入电解质和/或附接电触头之前)构造在基板上(例如内罐或外罐)。
在一些实施例中，排气区域构造有阻焰器。在一些实施例中，阻焰器被构造为装配在排气区域上，使得在压力事件时，排气区域打开(在排气区域或刻痕图案处)并且热气体(例如氢气)被引导通过排气口并通过阻焰器离开内罐。在一些实施例中，阻焰器包括导热的热交换器材料(例如铜)。在一些实施例中，阻焰器包括网。
在一些实施例中，阻焰器被构造成(在火焰伴随压力事件/气体爆发的情况下)减小/降低气流的温度和/或防止火焰反向扩张到电池中。
在一些实施例中，保护装置(例如内罐)构造有电流中断装置(经由位移装置)，从而在(例如，经由热事件和/或冲击事件引发的)压力事件时电断开电池。
在一些实施例中，位移装置是穹顶部。在一些实施例中，位移装置是平坦面(例如构造成在预定阈值压力下从罐的内部向外弓起/延伸)。在任一这些构造(例如，穹顶部或平坦面/底部)中，位移装置(在位移时)被构造成断开内罐的底部和电极之间的焊接部(例如，响应于压力事件对电池实施电断开)。在一些实施例中，穹顶状致动器构造有埋头孔。
在一些实施例中，内罐(套筒)的主体被冲击挤压。在一些实施例中，内罐的主体被拉拔和压薄。在一些实施例中，外罐的主体被冲击挤压。在一些实施例中，外罐的盖被拉拔和压薄。
在一些实施例中，在内罐的内部或外罐的内部或盖子(内罐或外罐的盖子)上构造有耐电解质构件(例如塑料膜)。在一些实施例中，盖子构造成经由密封化合物(例如电绝缘)层密封到主体的上端，这使得能够/促进密封但防止两个部件进行电接触。
在一些实施例中，保护装置(例如外罐)包括多个开槽分隔壁，分隔壁构造成从一侧的侧壁延伸到另一侧壁，使得分隔壁用作电池单元中的两个或更多个电池之间的隔板。
在一些实施例中，至少一些分隔壁包括处于预定位置处的槽(例如竖直槽)，其中槽延伸穿过壁并且沿着壁的长度的至少一部分延伸。然后，将具有槽的分隔部装配到彼此上，以形成分隔部的框架，使得分隔部将电池单元中的相邻电池彼此分离开。
在一些实施例中，分隔壁构造成用作热交换器，以从电池/内罐移除/剥离热量并且将热量从电池移走，从而降低相邻电池中发生热事件的可能性。
在一些实施例中，分隔壁构造有竖直方向的加强件和/或构造成在x和y方向上加强的表面部件(例如，在冲击事件/碰撞时)。在一些实施例中，分隔壁通过焊接附接到外罐(容器)的内壁。
在一个实施例中，提供了一种方法。该方法包括以下步骤：辊轧金属基板以形成罐主体，罐主体具有：底部、围绕底部并从底部向上延伸的外周侧壁、以及与底部大体相对的开口上端；将电触头/电极(例如铝触头)焊接到罐底部(例如利用焊机操纵杆(horn))；将电阻构件(塑料)定位在主体的开口上端上(例如以覆盖主体的内壁、盖子的内侧壁(靠近电池)或两者)；将电触头穿入电池；通过成形操作将盖子密封到主体的上端上；盖子构造有位于电触头近侧的孔；经由盖子中的孔将电解质插入电池中；经由充电/放电循环启动电池；(经由垫圈)密封罐，密封件构造成将电解质(和/或任何废气)保持在罐中，其中密封件定位在盖子中的孔和从电池延伸的电触头之间/周围；以及将电接线(例如铜连接件)附接到汇流条上。
在一些实施例中，如果盖子接触罐的侧壁，则利用孔周围的隔离垫圈以与顶部电绝缘和隔离电连接。
在一些实施例中，内罐的盖子具有0.006”至0.009”的厚度范围(但根据圆筒直径可以更厚)。
在一些实施例中，刻痕图案包括刻痕残留(例如，留在刻痕线下面的金属的厚度)。在一些实施例中，基于片材厚度(例如250微米至400微米)，刻痕残留为至少75微米至不大于190微米。
在一些实施例中，基板(例如内罐的盖子、内罐的主体、外罐的盖子、外罐的主体)包括金属材料(例如铝、铝合金、铜、铜合金)。
在一些实施例中，基板(例如内罐的盖子、内罐的主体、外罐的盖子、外罐的主体)包括铝和/或铝合金。用于基板的铝合金的一些非限制性示例包括：1XXX系列铝合金(例如1100)；3XXX系列铝合金(例如3003、3104、3150)；5XXX系列铝合金(例如5182)；及其组合。
在一些实施例中，盖子与罐的主体电隔离/绝缘。
在一些实施例中，电池单元的外罐(容器)经由以下中的至少一个密封：双重卷边接缝、焊接、折边、密封件和/或其组合。
在一些实施例中，保护装置被构造成在内罐的内容物达到预定阈值压力时电断开(断开装置)。
在一些实施例中，能量存储组件由具有足够刚度和强度以经受冲击事件并保护内部能量存储装置免受碰撞事件(即，防止电池免受由于冲击事件的任何压力或力)的组件构造而成。
在一些实施例中，能量存储装置由具有足够刚度和强度以经受冲击事件并且保护内部电池免受碰撞事件(例如从冲击事件吸收大量的力，使得施加在一个或多个电池上的合力是该冲击事件的力的一部分)的组件构造而成。
在一些实施例中，该装置由高刚度和强度材料构造，以在冲击事件时吸收能量并保护保持在内部的能量存储装置(例如减少、防止或消除冲击力到达各个电池)，同时这种构造被充分地设计以提供用于热剂/热管控材料(其中这样的热管控材料被构造成减少、防止和/或消除电池单元(或各个电池部件)达到预定阈值温度(例如，预定阈值温度指示热事件)时的热事件)的开放容积(例如间隙)。
防撞性的一个度量是被吸收能量(EA)的量，其被量化为每单位距离的力(例如kN×m)。
防撞性的另一个度量是平均载荷(Pmean)、每单位变形(或挤压)长度吸收的能量的量、其被量化为吸收它所需的变形(或挤压)的EA/长度(以kN测量)。
在一些实施例中，该装置被构造成包括至少50kN至不大于300kN的平均载荷。在一些实施例中，该装置被构造成包括至少90kN至不大于200kN的平均载荷。
在一些实施例中，该装置包含以下的平均载荷：至少50kN；至少100kN；至少150kN；至少200kN；至少250kN；或至少300kN。在一些实施例中，该装置包括以下的平均载荷：不大于50kN；不大于100kN；不大于150kN；不大于200kN；不大于250kN；或不大于300kN。
在一些实施例中，保护装置被构造成使能量密度最大化，同时改进阈值平均载荷(例如在冲击事件/碰撞的情况下)。
如本文所使用的，“能量密度”是指每单位规定能量系统容积的能量(存储在给定能量系统(或空间区域)中)数量，能量例如为有用的、可提取的能量。
在一些实施例中，能量存储装置被构造成/充分设计成使能量密度最大化，使得保护装置被构造成促进对冲击事件和/或热事件的保护，同时最小化电池单元所占据的总体积/空间。
在一些实施例中，能量存储装置被构造成用于便携式电脑。
在一些实施例中，能量存储装置被构造成用于手机。
在一些实施例中，能量存储装置被构造成用于便携式电子设备。
在一些实施例中，能量存储装置被构造成用于插电式混合动力车辆(PHEV)。
在一些实施例中，能量存储装置被构造成用于电池电动车(BEV)。
在一些实施例中，能量存储装置被构造成用于混合电动车(HEV)。
在一些实施例中，能量存储装置被构造成用于电网存储系统，电网存储系统用于在功率存储系统中存储功率。
在一些实施例中，能量存储装置被构造成用于铅酸电池的替代模式。
在一些实施例中，能量存储装置被构造成用于：汽车起动器、便携式消费设备、轻型车辆(例如电动轮椅、高尔夫球车、电动自行车和电动叉车)、工具和不间断电源。
保护装置(例如，壳体)所使用的场合的非限制性示例包括在以下领域中的锂离子电池(例如，可充电锂离子电池)，所述领域包括：电动车辆、混合动力车辆、汽车装置/产品(例如，电动车辆，如汽车、公共汽车、卡车、高尔夫球车、脚踏电动自行车)、工业、便携式电子设备(例如模型飞机、无人机、手电筒)、消费电子产品(例如计算设备、手机、平板电脑、便携式电脑、电子香烟、照相机、摄像机、游戏控制台)、电信设备/产品、建筑和家用改造装置(例如电动工具、手持设备、园艺设备、景观设备)、医疗设备/装置(例如轮椅)、航空航天设备/装置、军事应用/装置、及其组合。
在一些实施例中，能量存储装置被构造成用于电力网存储系统(例如以便促进调峰应用)。
在一些实施例中，能量存储装置用于瞬时电池组件，包括圆柱形电池单元。
在一些实施例中，电池单元组件利用可商购获得的密封锂离子电池。这种可商购获得的密封电池的非限制性示例包括：包括18650和183765的圆柱形和/或棱柱形电池。不希望受任何制造商或供应商的束缚，一些可商购获得的锂离子电池可通过一个或多个实体公司获得，包括但不限于：Panasonic、Sony、Sanyo、ATL、JCI、Boston-Power、SDI、LGChemical、SK、BAK、BYD、Lishen、Coslight等。
在一些实施例中，电池单元组件(例如，圆柱形和/或棱柱形电池单元)构造有1Ah到7Ah的容量。
在一些实施例中，电池单元组件(例如，棱柱形和/或聚合物电池单元)构造有15Ah至100Ah、或甚至高达约150Ah的容量。
在一些实施例中，电池单元组件被构造成促进高能量密度(例如，被构造成促进更长的运行时间、和/或降低作为电池组件和/或电池单元的部件的非活性材料的每kWh的成本)。
在一些实施例中，电池组件构造有将电池组件彼此和/或与产品形式电连通的电接线。
在一些实施例中，电池组件构造有使电池组件与电池管控系统电子器件、紧固结构和/或冷却系统电连通的电接线。
上文所述的发明方面中的各个方面可以组合以产生保护装置、包括保护装置的电池组、以及制造电池组和与采用电池组(例如锂离子电池组)的各种产品形式/设备结合使用电池组的方法。
在下面的描述中部分地阐述了本发明的这些和其它方面、优点和新颖特征，并且在查阅下面的描述和附图时对于本领域技术人员而言本发明的这些和其它方面、优点和新颖特征将变得显而易见，或者可以通过实施本发明来获悉本发明的这些和其它方面、优点和新颖特征。
附图说明
图1描绘了本公开内容的实施例，其中保护装置构造在根据本公开内容的能量存储组件(例如，电池组件)上。
如图1所示，产品形式/设备10包括能量存储装置100，能量存储装置构造成经由电接线/触头12向产品形式/设备10提供电力(例如，电流)。能量存储组件100构造成装配在产品形式/设备10之上或之中。能量存储装置100构造成经由电线与产品形式/设备10(或产品形式/设备10内的其它能量存储组件)电连接/电连通。如图1所示，能量存储装置100设置有壳体116，壳体保持多个单独的能量存储装置102(例如，电池、电池单元、锂离子部件)和对应的电连接件(例如，能量存储装置的电触头/接线片形式、端子、汇流条工件、保险丝等)。在一些实施例中，保护装置200构造作为以下中的至少一个：电流中断装置210和/或排气口220。
图2描绘了图1的替代实施例，其中部件是类似地构造的并且是对应的，但是保护装置包括排气口/排气装置220。
图3描绘了图1的替代实施例，其中部件是类似地构造的并且是对应的，但是保护装置包括电流中断装置排气口/排气装置210。
图4描绘了图1的替代实施例，其中部件是类似地构造的并且是对应的，但是保护装置包括根据本公开内容的电流中断装置排气口/排气装置210和排气装置220。
图5描绘了根据本公开内容的能量存储装置的实施例的侧视透视图。
图6描绘了本公开内容的能量存储装置的替代实施例，其中壳体盖/盖子通过成形操作(例如，所示的双重卷边接缝)而附接到壳体。
图7描绘了本公开内容的能量存储装置的替代实施例，其中壳体盖/盖子通过双重卷边接缝而附接到壳体。
图8描绘了本公开内容的能量存储装置的替代实施例，其中壳体盖/盖子通过成形操作(例如，通过卡扣盖的机械附接)而附接到壳体。
图9描绘了根据本公开内容的用于能量存储装置壳体的封闭/密封构造的若干替代实施例。图9中所示的各种实施例包括：双重卷边接缝(例如，其中主体具有大致平面状底部)；双重卷边接缝(主体具有大致穹顶形底部)，台阶式壁激光焊接盖(例如，在主体的上缘中设置凹口以支撑盖)，屏蔽盖(例如，预成形在主体上的预成形螺纹、过盈配合、或通过配合到其它部件(盖或主体)的对应内侧壁上的凸起脊或凸起螺纹(其位于盖或主体上)而由配合密封设置产生的螺纹)；冠盖卷曲部；卷曲盖(例如，在主体上辊轧形成盖)；或者罐上的卷曲部(例如，辊轧形成盖上的主体)。
图10描绘了根据本公开内容的阴极汇流条和支撑构件的顶视图。
图10描绘了阴极汇流条108的顶视图，该阴极汇流条具有穿过阴极汇流条的贯通部164(例如，贯通部的尺寸足以装配/保持根据本公开内容的能量存储装置的下部区域)。还示出了根据本公开内容的支撑件120的替代实施例。如图10所示，支撑件120被构造为具有交叉/互连构造的一系列板条/竖直壁。
图11描绘了根据本公开内容的支撑结构的一个实施例的透视图。
图12描绘了能量存储装置阵列的一个实施例的局部剖切透视图，能量存储装置被构造为附接到根据本公开内容的能量存储组件的电线/连接件/汇流条工件上。
图13描绘了根据本公开内容的保持在支撑件中的能量存储装置阵列的一个实施例的侧视透视图，其中能量存储装置包括电连接件/导电接片和盖子/盖。
图14描绘了根据本公开内容的保持在支撑件中的能量存储装置阵列的一个实施例的侧视透视图，其中能量存储装置包括盖子/盖、汇流条、以及沿着支撑件侧壁和集流条/汇流条定位的绝缘片。
图15描绘了根据本公开内容的保持在支撑件中的能量存储装置阵列的一个实施例的侧视透视图，其中能量存储装置包括导电接片、盖子/盖、汇流条、以及被构造成与汇流条电接触的端子。
图16描绘了根据本公开内容的保持在支撑件中的能量存储装置阵列的实施例的顶视图，其中能量存储装置包括导电接片、盖子/盖、汇流条、汇流条上的绝缘片，其中上述部件保持在壳体内，壳体构造有电流中断装置和端子。
图17描绘了图16的实施例(壳体和电流中断构件被移除)的透视图，描绘了邻近绝缘件、构造在支撑件上的端子触头。
图18描绘了本公开内容的一个实施例的透视图，其中壳体在其侧壁上构造有电流中断装置(所示的穹顶状致动器)和压力排气口/排气组件，其中根据本公开内容，壳体被构造为保持多个能量存储装置，所述多个能量存储装置被构造呈阵列并且被定位在支撑件内。
图19描绘了具有图18的对应构件的类似视图，但是应当注意，能量存储装置对应于未密封的单个锂离子电芯部件，其中盖定位在套筒的上端上方，所述套筒被构造成保持各个单独的电芯部件。
图20描绘了根据本公开内容的能量存储组件的一个实施例的分解图。
图21描绘了根据本公开内容的可以用于排气面板/排气构件中的刻痕图案的各种实施例。
图22描绘了根据本公开内容的具有带周向图案的刻痕、埋头孔和压曲引发器的排气口的一个实施例的顶视图。
图23描绘了根据本公开内容的具有带x形图案的刻痕、埋头孔和压曲引发器(例如定位在刻痕线的交叉部“x”中)的排气口的一个实施例的顶视图。
图24描绘了根据本公开内容的排气口的一个实施例的顶视图，排气口具有铰接部、带圆周图案的刻痕和压曲引发器，刻痕和铰接部二者都定位于埋头孔中
图25描绘了根据本公开内容的具有埋头孔的排气装置的一个实施例的侧平面视图。
图26A和26B描绘了根据本公开内容的前(26A)和后(2B)对比的压力排放口的一个实施例，其描绘了所得开口/排气口的尺寸、变形的程度以及将排气口翼板保持在排气装置上的所得铰接部。
图27描绘了根据本公开内容的能量存储组件的一个实施例的局部剖切侧视透视图，其具有阻火器的一个实施例的近视图。
图28描绘了根据本公开内容的能量存储组件的一个实施例的剖切透视图，其描绘了电流中断装置的部视侧视图。
图29描绘了根据本公开内容的能量存储组件的一个实施例的剖切透视图，其描绘了电流中断装置和压力排放口的剖视侧视图。
图30描绘了根据本公开内容的电流中断装置的一个实施例，其描绘了包括端子、绝缘构件及其构造的“外部”视图。
图31描绘了根据本公开内容的图30中的电流中断装置的该实施例，其描绘了穹顶状致动器、端子、绝缘构件及其构造的“内部”视图。
图32描绘了根据本公开内容的图31中的电流中断装置的该实施例，其中穹顶状致动器被移除，描绘了向前移动(经由穹顶状致动器)以使保险丝短路的构件。
图33描绘了处于“之前”位置(在致动、突跳式压曲和使保险丝短路之前)的电流中断装置的一个实施例的剖视侧视图。
图34描绘了处于“之后”位置(在致动、突跳式压曲和使保险丝短路之后)的电流中断装置的一个实施例的剖视侧视图。
图35描绘了本公开内容的激光焊缝焊接壳体的一个实施例的计算机模型化剖切侧视透视图，该壳体具有0.5mm厚的壁。以横跨壳体顶部的变化灰度示出了经历3PSI的内部加压(例如操作压力)的0.5mm厚的铝合金壁壳体在z方向(竖直方向)上的相对位移。
图36描绘了本公开内容的激光焊缝焊接壳体的一个实施例的计算机模型化剖切侧视透视图，该壳体具有0.75mm厚的壁。以横跨壳体顶部的变化灰度示出了经历3PSI的内部加压(例如操作压力)的0.75mm厚的铝合金壁壳体在z方向(竖直方向)上的相对位移。图36的壳体示出了在z方向上的位移比图35的壳体更小。
图37描绘了本公开内容的激光焊缝焊接壳体的一个实施例的计算机模型化剖切侧视透视图，该壳体具有1mm厚的壁。以横跨壳体顶部(示出为倒置的)的变化灰度示出了经受3PSI的内部加压(例如操作压力)的1mm厚的铝合金壁壳体在z方向(竖直方向)上的相对位移。图37的壳体示出为在z方向上的位移比图36和图35的壳体更小。
图38描绘了本公开内容的激光焊缝焊接壳体的一个实施例的计算机模型化剖切侧视透视图，壳体具有1.5mm厚的壁。以横跨壳体顶部的变化灰度示出了经受3PSI的内部加压(例如操作压力)的1.5mm厚的铝合金壁壳体在z方向(竖直方向)上的相对位移。图38的壳体示出为在z方向上的位移比图37、36和35的壳体相比更小。
图39描绘了本公开内容的激光焊缝焊接壳体的一个实施例的计算机模型化剖切侧视透视图，该壳体设置有竖直加强件，该竖直加强件构造为在z方向上延伸并附接到壳体的侧壁，以便促使减小在3PSI(例如，操作压力)时z方向上的位移。
图40描绘了基于这些计算机建模试验的标准化压力性能vs.标准化箱容积的图。如图40所示，随着箱的标准化容积的增大，标准化压力性能以直接和/或成比例的函数关系减小(近似线性相关)。
图41描述了根据本公开内容的压力排气口的各种实施例的、显示了排气口开口面积与总压力面积之比的曲线图，该比是角度θ的函数。
图42描绘了根据本公开内容的压力排气口的各种实施例的、作为角度θ的函数的刻痕长度与排气口开口面积之比的曲线图。
图43描绘了根据本公开内容的压力排气口的各种实施例的、作为角度θ的函数的铰接部长度与排气口开口面积之比的曲线图。
图44描绘了根据本公开内容的压力排气口的各种实施例的、铰接部长度与刻痕长度面积之比是角度θ的函数的曲线图。
图45描绘了根据示例部分的模型化的排气口的参数视图。
图46是描绘示例部分中的两个计算机模型化排气口的内部压力的曲线图，内部压力是位移的函数。
图47A和47B对应于根排本公开内容的能量存储组件的一个实施例对压力事件的响应的计算机模型的截面视图。
图48对应于根据本公开内容的能量存储组件的一个实施例对压力事件的响应的计算机模型的截面视图。
图49是图48中发生的事件的图形描绘，该图将事件描绘为作为压力(psi)的函数的位移(英寸)。
图50描绘了参数格式的典型刻痕刀的几何形状。
图51是根据示例部分中的排气试验的三种不同排气口扩张模式的照片。
图52A描绘了根据本公开内容的能量存储组件的一个实施例的示意性剖切侧视图，其中被构造/保持在能量存储装置内的能量存储装置包括单独的未密封的锂离子电芯部件。
图52B描绘了根据本公开内容的能量存储组件的一个实施例的示意性剖切侧视图，其中被构造/保持在能量存储装置内的能量存储装置包括单独的密封或未密封的能量存储装置。
图53A描绘了根据本公开内容的能量存储组件的一个实施例的示意性剖切侧视图，其中被构造/保持在能量存储装置内的能量存储装置包括单独的未密封的锂离子电芯部件。
图53B描绘了根据本公开内容的能量存储组件的示意性剖切侧视图，其中被构造/保持在能量存储装置内的能量存储装置包括单独的密封或未密封的能量存储装置。
图54描绘了与对应的公式相配的矩形位移的示意图，以对通过图34-40中的计算机建模评估的横跨壳体的z方向上的位移进行解释。
图55描绘了根据本公开内容的结合示例部分的穹顶状致动器(电流中断装置的构件)的一个实施例的参数图。
图56是描绘了内部压力作为位移的函数的图，该位移是示例部分中的计算机建模的穹顶部的位移。
具体实施方式
现在将详细参考附图，附图至少帮助说明本发明的各种相关实施例。
在本公开内容的一个或多个实施例中，电池组件被构造成使得滥用故障不会导致级联失控。
在本公开内容的一个或多个方面中，能量存储组件设置有：容纳一个或多个(例如，许多个)能量存储装置的密封壳体；具有穹顶状致动器的电流中断装置；和/或具有平坦面板致动器的压力排气口，所述面板构造有升高的周向凹槽(例如，埋头孔)和沿着埋头孔的至少一部分定位的刻痕，所述刻痕构造成延伸埋头孔基板和压曲引发器的厚度的至少一部分，压曲引发器定位在埋头孔和/或刻痕附近(例如与埋头孔和/或刻痕正交和/或交叉)。不希望受特定机制或理论的束缚，相信材料性质和尺寸取决于所选方法以影响外壳/壳体的密封，就构造在外壳/壳体内的部件的关系而言具有复杂的相互依赖性。在以下段落中列出的示例包括：在本公开内容的各种特征和/或构件上获得的预言性示例(例如，组装和使用的方法)、计算机建模试验和实验数据。
预言性示例1-制备壳体的方法：
在该构造中，壳体/外壳本体主体通过成形操作(例如，拉延和压薄)形成，以便提供基部，该基部具有向上延伸并围绕基部的外周侧壁，从而限定内部空间。该内部空间被构造为/具有充分尺寸以容纳多个能量存储装置。
在沿着侧壁的位置处(例如，定位成与能量存储装置的电极引线、端子触头和/或电接线相距足够的距离)，壳体侧壁的一部分被移除以适应电流中断装置的附接。电流中断装置附接(例如，焊接、紧固、结合和/或粘附)到壳体并且构造成在壳体的内部气压达到/超过预定压力时中断电接触。电流中断装置被构造在壳体的侧壁上，使得壳体能够保持密封的外壳以容纳能量存储装置。
在一个实施例中，在沿着侧壁的位置处(例如，定位成与能量存储装置的电极引线、端子触头和/或电线相距足够的距离)，壳体侧壁的一部分被移除以容纳压力排气口。压力排气口附接到开口以保持壳体中的密封。
在另一实施例中，在沿着侧壁的具有足够厚度的位置处构造有刻痕排气口(例如，具有埋头孔和压曲引发器)，刻痕排气口被构造在侧壁的局部变薄部分中，使得刻痕排气口被构造成在预定压力作用于刻痕区域上时打开。
在另一个实施例中，在沿着侧壁的位置处(例如，定位成与能量存储装置的电极引线、端子触头和/或电线相距足够的距离)，壳体侧壁的一部分局部变薄。一旦局部变薄，则刻痕排气口被构造在侧壁的局部变薄部分中，使得刻痕排气口被构造成在预定压力作用于刻痕区域上时打开。
在替代实施例中，电流中断装置和压力排气口中的至少一个被构造在壳体的盖子/盖(与侧壁相对)中。
预言性示例2：组装锂离子电芯部件(例如，面包卷结构)的方法
在该构造中，各个能量存储装置保持在壳体中，该壳体通过成形操作(例如双重卷边接缝)而密封。在这种情况下，面包卷结构被放置在壳体中，电解质被插入面包卷结构中并且完成充电/放电循环以使锂离子电芯部件做好准备。一旦锂离子电芯部件准备好(例如构造用于电存储、充电和放电操作)，则壳体的盖定位在壳体主体的开口上端之上，以使得位于壳体的上端上的外周边沿(例如凸缘)与周向地定位于盖/盖子上的相应凸缘/边沿重叠。通过成形操作，相应的凸缘被连结以形成双重密封(例如，密封化合物位于各层之间以帮助实现气密密封)。
预言性示例3-与电线保险丝组装的方法
在该构造中，每个能量存储装置各个保持在套筒中，其中多个能量存储装置设置在较大的壳体/外壳中，该较大的壳体/外壳被构造为密封(例如，气密密封)在能量存储装置的周围/外周。
内罐和端部制造(例如通过成形操作、通过挤压)有内端，该内端具有/构造有用于电触头/接线(例如铜引线)从能量存储装置引出的中心孔。然后，制造包括主体和盖子(或端部)的外罐(例如，壳体/外壳)。
每个能量存储装置被装载到内罐中，焊接部(例如，超声焊接部或激光焊接部)定位在罐的底部附近(例如，其中焊接部是构造在能量存储装置和容器之间的铝接触部)。电触头/接线穿过顶部中的中心孔，随后将未密封的绝缘间隔件(例如，垫圈)插入孔中以防止电线/触头(铜)接触金属端部(例如铝端部)。
然后将耐电解质的基板/片材(例如塑料)放置在能量存储装置的顶部之上，使得耐电解质的基板/片材被构造成在罐的顶部处的凸缘上(即，在罐的主体的顶部和上端之间)延伸。
该顶部(包括耐电解质的片材)通过成形操作(例如双重卷边接缝)被密封到罐的上端。在该实施例中，装置被构造成保护密封化合物免受(电池的)电解质的影响。在一些实施例中，密封化合物被构造成耐电解质，从而省略了(不需要)耐电解质的片材。
罐被定位在底部开口的泡沫层中，使得每个罐的底部暴露在泡沫之下。将罐的底部焊接(例如，超声焊接)到片材(例如铝片)以用作汇流条，其中焊接部被构造成外接每个罐(例如，构造作为罐外侧上的环)。在每个罐的下方是汇流条中的孔。在汇流条下设置绝缘片(第一绝缘片)，其中第一绝缘片包括位于每个罐下方的孔。在绝缘片的下方放置薄的导电构件(例如，片材、线材、多个线材等)，其中导电构件电连接到电池单元切断继电器的一侧。在该实施例中，薄的导电构件被构造为用作继电器触头(例如在压力事件的情况下)。放置另一绝缘片(第二绝缘片)，其中该第二绝缘片被构造为延伸跨过容器的整个底部并且至少部分地沿着泡沫层的侧面向上延伸。
将密封的罐、泡沫、汇流条(例如，铝汇流条)、绝缘片(第一绝缘片)、继电器触头部件和绝缘片(第二绝缘片)定位在容器(例如外罐)中。将每个电池上的电连接件的电触头定位/构造到第二汇流条工件(例如，铜汇流条工件)上。将电解质插入所有密封罐的中心孔内(例如插入电池中)。针对多个电池单元中的每一个，将电触头定位/构造到汇流条工件上(例如，位于电极端处的铝汇流条工件和铜汇流条工件)上。
通过充电和放电循环执行电池准备。例如通过密封垫环密封内罐盖。将汇流条连接到电池触头并添加继电器，将继电器连接到铜汇流条和继电器触头构件，例如通过成形操作(例如卷边接缝)密封外罐。
预言性示例4：使用能量存储组件的方法
能量存储装置构造有密封壳体(例如，由金属基材、铝合金形成)，其中壳体被构造为在壳体(例如，主体和盖子)内封闭多个能量存储装置并且允许能量存储装置和产品形式/设备之间电连通。能量存储装置构造有所示且所述的电流中断装置和所示且所述的压力排气口。
在能量存储装置的操作(例如，充电、放电、存储/保持电荷)期间，能量存储组件被构造成在操作压力(P1，例如一定范围)下保持能量存储装置和其它内部结构(例如，电连接件、汇流条工件、支撑结构等)。在操作期间，能量存储装置可以被构造为与产品形式/设备和/或其它能量存储装置电接触/连通。作为替代，在操作期间，能量存储装置可以被充电、放电或部分地充电和存储一段时间。
在操作期间，如果/当能量存储组件的内部压力达到高于操作压力的压力P2时，则构造在能量存储装置上的电流中断装置被构造为中断能量存储装置的电流(例如，使得一个或多个能量存储装置不能与其它能量存储装置和/或产品形式/设备电连通)。
在操作期间，如果/当能量存储组件的内部压力达到高于P2的压力P3时，则构造在壳体中的压力排气口打开并且从壳体内部释放加压的气体。
预言性示例5：使用电池组件的方法
在操作压力(P1，例如范围从0至5PSI)下操作(例如充电、放电)电池组件，其中该电池组件被构造为与产品形式和其它电池组件中的至少一者电连通；当电池组件的内部压力达到高于操作压力的压力P2时(例如，范围为15-25PSI)，则断开电池组件与产品形式和其它电池组件中的至少一者的电连通(例如，其中通过电流中断装置实现断开)；当电池组件的内部压力达到高于P2的压力P3(例如范围从35-45PSI)时，通过构造在电池组件的壳体中的排气口来对电池组件进行排气(例如，其中通过定位在电池组件的壳体上的排气区域的圆形埋头孔内的半圆形刻痕排气口来实现排气)，其中电池组件被构造成容纳多个锂离子电芯部件；当压力达到P4(例如，压力范围为50-60PSI)时，其中P4大于P3(例如箱体在保持结构完整性的同时可以承受的上限压力)，通过结构排气口(例如，塞入式外壳、焊缝或盖到主体的附接部位)而使电池组件排气。
示例6：在加压条件下密封壳体的位移
为了理解加压如何影响密封壳体，产生了一些计算机模型以观察/确认在操作压力(例如高达3PSI)下密封壳体的位移。参考图35-40，具有变化厚度(例如，0.5mm、0.75mm、1mm和1.5mm)的焊缝焊接壳体设计针对操作压力的典型范围(例如3PSI)的上端点进行了计算机模拟，以便理解位移。参考图34-39，以灰度描绘了变化的位移，并且图40提供了描绘标准化性能压力vs.标准化箱体体积的关系的图。随着壁的厚度增大，在z方向上观察到的位移量减小。
不希望受特定机制或理论的束缚，z方向上的增长量被认为是壳体的长度和宽度、顶部的厚度和顶盖接合到容器壁的方法的函数。
不希望受特定机制或理论的束缚，对于矩形容器，相信(例如基于图54中所示的公式)平面视图尺寸(盖的长度和宽度)越大，则盖(或主体)必须越厚或越被几何加固，以满足工作压力下的变形极限。如图54所示，对于经受压力荷载的矩形板的最大偏转，该偏转与固定边界尺寸的厚度成立方反比关系。此外，偏转名义上是板长度尺寸的三阶函数。
此外，边界处的应力随厚度的平方反比而减小，这将具有减少容器的密封接头/区域处的应力的益处。
不受特定机制或理论的束缚，可以通过利用竖直加强肋/竖直构造的支撑件来缩短图54的公式中的a或b尺寸来减小位移，从而积极地影响容器/壳体的位移vs.压力分布图(参见图40)。
示例7：在增大的压力下密封壳体/外壳中测量的位移
对具有不同壁厚的电池组件壳体进行这组实验，以便更好地理解与升高的压力(例如＞3至50PSI)相比在典型的操作压力(例如，0-3PSI)下气密密封壳体的膨胀。测量位移作为壳体中内部压力的函数。评估两种不同的壁厚，其中壳体包括0.8mm的壁厚(“罐1-4”，测试#1)或1.5mm的厚度(“罐5-8”，测试#2)。除此之外，壳体具有相同的设计标准：基座厚度为1.5mm，盖厚度为2mm，箱体的基本尺寸为175.2mm×118.69mm×56.06mm。壳体由3003-H14铝制成。通过制备的主体“全罐氦泄漏试验”评估制备的壳体的激光焊接气密密封部，全部壳体均通过了试验。该罐装配有完全密封的氮气入口(以便将氮气输入另外密封的壳体并增大内部压力)。
在加压之前，测量每个壳体的几何形状。然后，壳体被定位并保持在具有2轴固定位置、装配有降落指示器的不锈钢笼内。降落指示器与壳体的顶部接触，以测量作为增大压力的函数的Z轴位移。由于底板为1.5mm且顶板为2mm，因此壳体被定位成底板面朝上，以便将由于测试期间尺寸膨胀而导致的不平衡几何形状的任何潜在影响最小化。
在测试期间，将壳体加压至3psi(P1)并持续2分钟保持在该压力处，接着在10psi下加压持续2分钟。这种顺序加压并保持2分钟的持续时间之后接着进行5PSI的增量，直到获得实验的上限(50PSI)为止。50PSI的上限基于的是盖测试计划。通过位于不锈钢笼前面处的照相机获得测量结果，以记录来自降落指示器的读数。
不希望受任何特定机理或理论的束缚，在3PSI下，也跟踪用于容纳多个活性(例如充电、放电操作)锂离子电池的电池组件的典型内部操作压力的被认为的上限。
在3PSI下，具有0.8mm厚壁的所有4个罐上的最大位移是1.016mm。在3PSI下的薄壁罐上的最小位移是0.457mm。在3PSI下的薄壁罐上的平均位移是0.9335mm。
在下面的表1中示出了增大增压下的位移的结果。
表1：
对于罐#1，在3PSI下位移为1.016mm，在50PSI的上限处总位移为12.167mm。对于罐#2，在3PSI下位移是1.397mm，在50PSI的上限处总位移为15.570mm。对于罐#3，在3PSI下位移为0.864mm，在50PSI的上限处总位移为14.605mm。对于罐#4，在3PSI下位移为0.457mm，在25PSI的上限处(被认为归因于焊接问题的提前失效之前)总位移为9.017mm。
在50PSI的上限处，三个罐(#1-3)上的总位移的最大值为15.570mm，最小位移为12.167mm，平均位移为14.114mm。具有0.8mm厚壁的四个罐/壳体中的三个经受加压至50PSI。如前所述，由于焊接问题，一个壳体、罐#4过早失效。因此，观察到具有0.8mm厚壁的充分密封/适当焊接的主体的电池组件在延长的持续时间(即两分钟)内在50PSI的加压下结构上健全/幸存下来。
在3PSI下，具有1.5mm厚壁的所有4个罐上的最大位移为0.813mm。在3PSI下厚壁罐的最小位移为0.457mm。在3PSI下薄壁罐的平均位移为0.6415mm。在下表2中显示了增大增压下的位移的结果。
表2
对于罐#5，在3PSI下位移为0.457mm，并且在50PSI的上限处总位移为10.414mm。对于罐#6，在3PSI下位移为0.813mm，并且在50PSI的上限处总位移为11.582mm。对于罐#7，在3PSI时位移为0.737mm，并且在50PSI的上限处总位移为10.795mm。对于罐#8，在3PSI时位移为0.559mm，并且在50PSI的上限处总位移为10.668mm。
在50PSI的上限处，四个罐(#5-8)上的总位移的最大值为11.582mm，最小位移为10.414mm，平均位移为10.865mm。具有1.5mm壁厚的所有四个罐/壳体在加压至50PSI下时幸存下来。因此，观察到具有1.5mm壁厚的充分密封/适当焊接的主体的电池组件在延长的持续时间(即两分钟)内在50PSI的加压下结构上健全/幸存下来。
观察到在3PSI下，通过将侧壁厚度从0.8mm增加到1.5mm，最大位移减少了19.98％，最小位移保持不变，并且平均位移减少了31.28％。
观察到在50PSI下，通过将侧壁厚度从0.8mm增加到1.5mm，最大位移减少了25.61％，最小位移减少了14.41％，并且平均位移减少了23.02％。
观察到在评估增加压结果中(例如，表1和2中的数据)，通过将侧壁厚度从0.8mm增加到1.5mm，平均增量值下降了21.27％。
示例8：具有平刻痕的铝合金排气口的排气试验
在平板(没有埋头孔，没有压曲引发器)上进行一系列压曲试验。在平的圆形片上进行九次排气试验，其中每片都构造有具有限定铰接部的未刻痕区域的外周/长圆形刻痕。将刻痕直接置于面板上(无埋头孔)。在单作用机械压机上产生31.75mm盘样品，其中控制行程以满足期望的刻痕残留。AA3104材料用于刻痕排气口。材料的厚度为250微米，刻痕残留为50微米(范围为38-60微米)。
通过使用垫圈将刻痕盘夹在平板上以模拟焊接条件来对样品进行测试(例如加压)。样品通过加压仪器进行加压，该加压仪器构造成通过垫圈上的孔(在每个盘的表面上)起作用，直到发生排气为止。实验(最初)被设计为提供90-100PSI的排气，并且当因素改变以便将排气的引发降低到较低的压力时，对于该组试验，引发排气的压力不低于70PSI。试验结果列于下表3中：
表3：
进行了九次测试，并且在每种情况下，排气口保持压力至少为65psi。在所有的情况下在刻痕排气口处/沿着刻痕排气口观察到了排气。平均排气压力为75.6psi。需要注意的是，残留厚度的变化不一定与排气压力具有直接关系(例如，提供对直接关系的显著控制)。不受任何理论机制的束缚，这被认为是因为刻痕(排气口)直接位于面板上并且面板直径具有相对小的尺寸(与后面的试验相比)。
需要注意的是，对于九次试验中的一次，在排气口的内侧放置了铜网阻火器。在排气压力(约70psi)下，阻火器保持完好，例如没有从其位置移开或通过排气口吹出。
不希望受到特定机制或理论的束缚，压曲压力被认为与壳/盘的直径和/或其它部件(例如，面板深度、埋头孔、材料强度、材料选择等)有关。不希望受到特定机制或理论的束缚，认为满足排气压力的所需刻痕残留是刻痕设计和材料厚度以及强度的函数。
示例9：具有埋头孔的带刻痕排气口的压力排气
为了评价刻痕设计和对压力排气口的加压和所得排气的控制，对具有不同刻痕特征的多个壳体进行一系列试验。对于每个设计参数，对每个构造变量执行至少5次至10次试验，以便获得足够的样本大小，以在变化排气口结构的性能/影响方面进行合理的比较。在这些试验中再次使用在示例8中使用的同一加压设备，以更好地理解排气口结构和对通过壳/盘的排气口扩张的所得影响。
在评估刻痕形状的结构时，评价了三种形状：y形刻痕、直线刻痕和外周刻痕。
在评估刻痕位置的构造时，外周刻痕放置在埋头孔中对比直接放置在面板上。
在评估刻痕位置的构造(即定位在壳体的内侧或外侧)时，将刻痕放在面板的内侧对比放置在面板的外侧。
在评估刻痕-铰接部比的构造时，完成各种运行以评估铰接部的尺寸，其中外周刻痕位于埋头孔中。
在评估刻痕引发部位的构造时，外周刻痕在有压曲引发器和没有压曲引发器的情况下进行评价。在该试验中，当使用压曲引发器时，压曲引发器位于铰接部的对面(例如，与铰接部成180度)，并且被构造为沿着与盖/外壳的顶侧上的主刻痕线垂直的方向设定的刻痕(例如，构造为壳体的外侧/朝外面对的部分)。
在这些试验的每一个中，材料类型/组分、强度和厚度选择为使得压力排气口被构造为在大约85-90psi的范围内排气。在每次运行中，由相同的刻痕刀、刻痕程序和相同的残留厚度来构造刻痕，使得每个样品被设计为排气，行为可以评估加压后所得到的“排气事件”(例如，引发部位、扩张等)。
需要注意的是，各种构造被设计用于排气，但是许多构造没有以可重复和一致的方式排气。在一些情况下，排气口没有扩张足够远，以便在排气口中产生足够的打开以引导加压气体通过开口。在其它情况下，排气口通过排气口外壳/样品扩散，使得在与能量存储装置组合使用时，撕裂的排气口基板会在紧密接近能量存储装置、产品形式或设备的电气部件或敏感部件附近的位置处产生锋利的边沿。在一些情况下，排气口扩张太远并且导致排气口基板/壳体的独立部分完全从样品上移除(例如，其会在能量存储装置的操作状况期间引起喷射)。在一些情况下，排气口在刻痕线处被引发，但偏离刻痕，而是通过排气口的非刻痕部分扩张(例如，产生不同尺寸的所得排气口)。
在评估结果中，确定圆周形的刻痕(留下未刻痕的铰接部)，其中刻痕(和铰接部)位于凸起的外周凹槽(例如埋头孔)内，外周凹槽被构造成产生一致的可重复的、准确的和精确的排气口。具体来说，这种构造导致：(1)一致的排气口尺寸；(2)一致的排气路径(例如，沿着刻痕线，既不偏离路径也不扩张到铰接部中)；(3)通过刻痕快速扩张排气口(如从压曲引发器处开始排气到扩张完成时完成排气测量的短的时间阶段)；以及(4)不影响所得的附接区(例如，外壳/基板的外边沿)。此外，发现在排气构造中包括压曲引发器促进了在刻痕线上的预定位置处引发排气部位(例如，通过其作为在加压时接收面板应力积累的位置的构造)，使得铰接部保持完整(例如，排气翼板保持在排气口基板上)，并且刻痕沿着限定/设计的路径(例如刻痕线)扩张，以产生足够尺寸的排气口来实现快速排气。
基于这些测试，完成了对带铰接部、定位在埋头孔中的外周刻痕的进一步评估(例如示例10)。
示例10：周向埋头孔的计算机建模试验
产生有限元模型以确定直径、材料强度、排气厚度和残留厚度对盘/排气口结构的性能和排气特性的影响和关系。更具体地说，在具有焊接端部并且经受加压的周向埋头孔(没有刻痕)的排气口基板(例如，AA3003 H14)上完成计算机建模试验，以便评估排气特征中的变量及其对压曲压力的影响(因为没有刻痕，所以没有排气)。
在该实验中，通过改变一些因素(例如，材料的直径、厚度和强度)，排气口被设计成在约40PSI的阈值时压曲。这些参数研究的目的是为了了解半径、半径深度和埋头孔深度对排气口性能的影响。参考图45，在该建模系列中，改变R1(例如半径或面板半径)、H1(例如面板深度或半径深度)和H2(例如埋头孔深度)以便理解对压曲压力的影响。在该系列的FEM分析中，D1、D2、D3、R2、R3、R4和T1(如图45中所示)保持恒定。具体地说，D1和D2是相同的(D1-D2＝0)，为1.1275”；D3为1.3000”；R2＝R3，为0.0250”；R4为0.200”，以及T1为0.0100”。R1、H1和H2(以英寸为单位)的变化和所得到的压曲压力(psi)列于下表4中。
表4：
[00579]ID [00580]R1 [00581]H1 [00582]H2 [00583]压曲
[00584]1 [00585]0.0450 [00586]0.0400 [00587]0.0600 [00588]29.2
[00589]2 [00590]0.0450 [00591]0.0500 [00592]0.0600 [00593]30.2
[00594]3 [00595]0.0250 [00596]0.0400 [00597]0.0600 [00598]29.4
[00599]4 [00600]0.0250 [00601]0.0500 [00602]0.0600 [00603]30.5
[00604]5 [00605]0.0450 [00606]0.0400 [00607]0.0800 [00608]36.3
[00609]6 [00610]0.0450 [00611]0.0500 [00612]0.0800 [00613]37.5
[00614]7 [00615]0.0250 [00616]0.0400 [00617]0.0800 [00618]36.6
[00619]8 [00620]0.0250 [00621]0.0500 [00622]0.0800 [00623]38.1
[00624]9 [00625]0.0250 [00626]0.0500 [00627]0.0800 [00628]37.9
[00629]10 [00630]0.0450 [00631]0.0500 [00632]0.0800 [00633]37.4
[00634]11 [00635]0.0450 [00636]0.0600 [00637]0.0800 [00638]38.6
[00639]12 [00640]0.0450 [00641]0.0700 [00642]0.0800 [00643]39.9
[00644]13 [00645]0.0450 [00646]0.0700 [00647]0.0800 [00648]46.0
参考表4，示出了埋头孔深度的变化导致压曲压力差约为7psi，而改变半径深度或面板半径导致压曲压力变化更小。
参考图46，来自该排气压曲试验的两个比较例显示为通过排气口中心线位移(英寸)的内部压力(psi)。关于排气压曲试验#2，面板半径为0.0450英寸，面板深度为0.0500英寸，埋头孔深度为0.0600英寸，压曲压力为30.2psi。关于排气试验#12，面板半径为0.0450英寸，面板深度为0.0700英寸，埋头孔深度为0.0800英寸，压曲压力为39.9psi。在该比较例中，两个样品都压曲，但是试验#12表现得更好，因为它具有突跳式压曲。
不受特定理论或机制的束缚，相信突跳式压曲被构造成提供打破/穿透刻痕线所需的应变能量。例如，对于ID#2，对于测量性能的第一部分(例如通常认为是由于材料的塑性)其紧密跟随ID12，然而，在约20PSI时，两个试验沿着不同的路径指向。关于ID#2，当样品随着位移增加而经受进一步的加压时，压力趋平，而同时位移继续。相反，ID#12经受一些初始塑性，在大约40psi下具有有限的位移0.075(与ID#2相比，ID#2在40psi时达到0.16英寸)。
示例11：对排气口变化的计算机建模试验
图41至44描绘了用于排气口结构的计算机建模数据，该排气口结构具有配备有刻痕排气部分和未刻痕铰接部部分的周向埋头孔。对于该特定构造，这些曲线图示出了下面提供的排气口开口面积(A2)与排气口压力面积(A1+A2)之比、排气口刻痕长度(L)与排气口开口面积(A2)之比、铰接部长度(c)与排气口开口面积(A2)之比、以及铰接部长度(c)与刻痕长度(L)之比之间的关系。如图所示，曲线图提供了90度和120度之间的角度(θ)。此外，如图中所提供的，对于该特定构造，铰接部长度与刻痕长度比在约0.2至0.65之间变化。
示例12：对用于电流中断装置的穹顶状(致动器)的计算机建模
产生有限元模型以确定直径、材料强度、排气口厚度和残留厚度对电流中断装置的穹顶状部件(致动器)的性能和位移/突跳式性能特性的影响和关系。对于该系列的FEM模型，在没有来自电流中断装置的其它部件的情况下评估穹顶部致动。
参考图55，在该组FEM试验中，D2、D3、D4、D5、R3、R4和R5在这些试验期间保持恒定，以了解当D1、R1、R2和H1变化时对压曲压力的影响。另外，需要注意的是，D2-D3＝0；D2和D3为1.1275英寸，D4为1.2175英寸，D5为1.3000英寸，R3＝R4，为0.0250英寸，R5为0.200英寸，H2为0.0600英寸，以及T1为0.0100英寸。下表描述了在23次试验中当D1、R1、R2和H1变化时压曲压力中的影响。下面描述了穹顶部压曲(表5)，其提供了D1、R1、R2和H1参数之间的变化以及所得的压曲压力。
表5：
参数(例如，面板深度、埋头孔深度)的变化是基于穹顶状致动器用于电气应用和那些应用的内部结构需要一定公差的基本假设。不受特定机构或理论的束缚，相信穹顶部在致动之前的端部与穹顶部使其处于产品形式内的致动(最终)位置中的部件的触头之间的最小距离至少为4mm，以防止材料之间的电弧(穹顶部和触头中的至少一个承载电流)。
参考图56，提供了示出穹顶状致动器的突跳式压曲的示例的曲线图，其描绘了对于ID#19穹顶部位移(英寸)作为压力(psi)的函数。如图56所示，随着压力朝向20psi增大，在穹顶部的中心处没有太多的移动(位移)。一旦达到20psi的阈值，则发生突跳式压曲，其中发生0.16英寸的接近瞬时位移(例如，具有类似于空气中的声速的速度)。一旦穹顶状致动器完全反转，则不会发生进一步明显的位移，尽管如果压力继续增大，穹顶部(例如处于其致动位置中)继续保持压力/保持壳体134的气密密封。
示例13对经历加压的能量存储装置的计算机建模
在整个能量存储装置上完成计算机建模，以便评估壳体和能量存储装置部件(包括例如壳体(例如壳体材料、强度、厚度、成形)、电流中断装置(例如，穹顶部致动、保险丝断开))、以及压力排气口(例如保持压力、压曲引发、刻痕扩散、排气口尺寸)中的逐步增大的压力。
图47A和47B分别描绘了根据本公开内容的能量存储装置的壳体的计算机建模的“前”“后”的剖视侧视线条图的示例。
如图47A和47B所示，侧壁134被构造成容纳电流中断装置242的穹顶部(致动器)以及具有埋头孔和刻痕的排气口220。
如图47A所示，根据其在壳体内的标准范围操作压力下的操作位置，(1)穹顶部242处于其凹入位置中，并且(2)排气口处于其完整(例如，未穿孔或未排气)的位置。相反地，图47B描绘了与47A相同的视图，但是处于不同的压力条件下(例如，超过穹顶状致动器和刻痕排气口的压力极限)。如图47B所示，穹顶部已经经历了突跳式压曲，并且排气口已经经历了压曲引发的刻痕穿孔，导致排气装置/部件中的排气口的扩张。
参考图48，能量存储装置的实施例中的加压事件被描绘为处于不同的(增大的)压力下。参考图49，能量存储装置构造(例如图48(1)-(4))被描绘为曲线上的事件，该曲线描绘了穹顶状致动器和排气口的中心线的位移(以英寸为单位)，该位移是压力(psi)的函数。
参考图49，(1)对应于针对能量存储装置的一个实施例的略高于正常操作压力的偏移(例如，0-5psi)。如图48(1)所示，穹顶部和排气装置都稍微地移动。
参考图49，(2)对应于远高于正常操作压力的压力(例如～15-17psi)、穹顶状致动器致动/CID致动和/或压力排气的任何操作之前、略高于正常操作压力(例如在CID内)的偏移。如图48(2)所示，穹顶部和排气装置已经移动了更大的程度。
参考图49，(3)对应于穹顶状致动器经受反转(例如，突跳式压曲)的压力阈值，而压力排气口是完好的。如图48(3)所示，穹顶部已经被反转/致动，并且排气装置已经移动了更大的程度。
参考图49，(4)对应于排气口打开的压力阈值(例如，通过压曲事件来沿着刻痕线扩张开口)。如图48(4)所示，穹顶部(在被反转/致动位置中)已再次移动并且排气装置已打开。
示例14阻火器试验
如在示例8中简要地指出的，根据被刻痕的排气口外壳组件，加压至约70psi的排气，对阻火器进行测试。阻火器是粘附到排气口基部的30目铜线。在排气时，阻火器维持就位。关于该试验，需要注意的是排出气体是不可燃的并且不含有腐蚀性物质。在评估阻火器时，当在压力下打开排气口时，阻火器没有撕裂或吹过排气口。而且，作为代替，所选择的网格被成功地测试为是天然气和丙烷的阻火器。
示例15刻痕刀的计算机建模
图50描绘了参数格式的典型刻痕刀几何形状。如图50所示，打开力或压力与刻痕残留直接相关。在本公开内容的一个或多个实施例中，刻痕刀(和/或刻痕过程)可以变化，以便在排气部件上提供特别构造的刻痕部分，以在加压超过预定阈值时提供排气。
刻痕残留被构造为提供适当量的材料，以实现所需的应用。如果残留太大，打开力或压力将较高。如果深度太浅，则需要承受所施加压力的排气口的强度将较低(例如，并且可能过早地排气)。
刻痕刀的拔模角(draft angle)被构造为提供适当的角度，以在所得的刻痕中实现期望的应用。例如，如果拔模角太小，则在刀下面可能形成裂缝，导致在排气部件内的所得刻痕中存在泄漏。如果拔模角太大，则成形载荷增加，并且可能使得划痕线较不清晰。
在本公开内容的一个或多个实施例中，使用具有凿子状几何形状(例如具有半径而不是尖锐边沿)的刻痕刀来产生刻痕，如图50所示。
尽管已经详细描述了本发明的多个实施例，但是显而易见的是，本领域技术人员将想到这些实施例的修改和调整方案。然而，应当清楚地理解的是，这样的修改和调整方案处于在本发明的精神和范围内。
附图标记
10 产品形式/设备
12 电接线和连接件
154 堆叠搁架(例如用于将电池组件定位成彼此相邻/竖直地堆叠)
100 电池组件(例如，多电芯阵列、能量存储装置)
102 电池单元(例如，锂离子电芯部件、锂离子电池单元、平坦堆叠部件、能量存储部件)
104 导电接片(阴极)
106 导电接片(阳极)
108 阴极汇流条
164 开口(例如，构造成用于电芯部件套筒配合到、定位在阴极汇流条中)
110 阳极汇流条
112 负极端子
114 正极端子
116 壳体/容器(例如，多电芯外壳)
120 支撑结构
122 圆筒形腔(例如，定位在支撑件中)
126 开口
128 共用气氛
118 电池单元/锂离子电芯区域
121 套筒(以保持锂离子电芯组件/电池单元)
103 密封套筒/套筒上的密封件(以封闭锂离子电芯部件)
170 电池单元顶盖
172 电池单元底盖
整体式腔体衬垫
130 基板
132 盖子/盖
134 主体
136 底部
138 侧壁
140 附接装置(即将盖附接到主体)
144 卷边接缝(例如通过成形操作)
142 焊接部
148 附接区域(例如主体的上边沿)
机械附接(例如，胶、粘合剂、胶黏剂、螺钉、卡扣)
160 主体上的附接区域(例如，经由形成操作，局部薄的上边沿/上唇)
162 附接至盖子的附接区域(例如，经由形成操作，局部薄的外周边沿)
156 盖子密封剂(例如，通过形成操作辅助形成密封外壳/壳体)
152 盖子中的孔/贯通部分(例如，构造为保持电池、构造为使得能够填充电池的电解质和/或使电连接件/接线从盖子沿向上方向延伸)
162 用于盖子中的孔的塞子(例如，金属球、塞子、垫圈或密封件)
260 阻火器
222 排气区域(例如包括排气口和排气口附接部件、或者作为替代容器主体中的构造成用于排气的局部变薄区域)
220 排气口
224 刻痕/刻痕图案
226 埋头孔
228 压曲引发器
230 排气面板
232 排气边缘
234 铰接部
236 排气附接部件
238 焊接部
239 垫圈/粘合剂/胶
240 电流中断装置
244 柔性构件(例如，条杆/支腿)
248 将用于条杆/支腿/柔性带的连接部位
250 保险丝
254 保险丝上的桥接器
252 保险丝中的短路/断开
246 保险丝绝缘体保持器
258 保险丝绝缘体
256 保险丝保持器
168 铆钉
166 绝缘体密封环
212 振动片
210 绝缘片
242 位移装置(例如，穹顶部)
300 分隔壁(例如，位于构造在壳体内的电池单元之间)
130 能量吸收材料

Claims (22)

1.一种设备，包括：
密封容器，密封容器构造成容纳多个能量存储装置并且能够穿过密封容器进行电连通；
排气装置，排气装置构造成沿着密封容器的一部分，排气装置包括：
圆形的埋头孔，埋头孔邻近基板的边沿在外周处延伸以限定中心面板、埋头孔和外边沿，以及
刻痕，刻痕构造在基板的外表面上并且定位在埋头孔内，使得密封容器构造为通过由埋头孔触发的突跳式压曲事件进行排气，其中埋头孔被构造成在密封容器中的压力超过预定值时使刻痕沿着刻痕区域断裂；和
电流中断装置，电流中断装置包括：
致动器，致动器构造具有：
具有外周埋头孔的穹顶部，其中，穹顶部位于密封容器上，使得穹顶部朝向密封容器的内部延伸，从而密封容器的内部压力作用在穹顶部的内表面上；
柔性构件，柔性构件经由柔性构件的第一端部附接到第一端子和密封容器中的至少一者，并且在柔性构件的第二端部处附接到穹顶部的外表面，其中，柔性构件被构造成与第一端子电连通；和
连接构件，连接构件构造成在柔性构件的第二端部处将柔性构件附接到穹顶部的外表面，以将柔性构件保持在穹顶部上；和
熔断元件，其中，熔断元件与第二端子电连通，此外熔断元件位于距致动器预定距离的位置处，
其中，穹顶部被专门设计成经历由密封容器的超过预定值的内部压力而引发的突跳式压曲事件，其中，所述突跳式压曲事件被构造成使柔性构件移动成与熔断元件电连通，由此在密封容器中引发电短路。
2.一种设备，包括：
容器，容器包括：主体和通过成形操作密封的盖子，
其中，容器构造成容纳多个能量存储装置，
其中，容器构造成能够实现所述多个能量存储装置和位于容器的外侧上的两个端子之间的电连通，所述两个端子包括第一端子和第二端子，其中，所述两个端子构造有相反的极性；和
电流中断装置，电流中断装置包括：
致动器，致动器构造有：
具有外周埋头孔的穹顶部，其中，穹顶部定位在容器上，使得穹顶部朝向容器的内部延伸，其中穹顶部被构造成与容器的内部连通，使得容器的内部压力作用在穹顶部的内表面上；
柔性构件，柔性构件经由柔性构件的第一端部附接到第一端子和容器中的至少一者，并且在柔性构件的第二端部处附接到穹顶部的外表面，其中，柔性构件构造成与第一端子电连通；和
连接构件，连接构件构造成在柔性构件的第二端部处将柔性构件附接到穹顶部的外表面，以将柔性构件保持在穹顶部上；和
熔断元件，其中，熔断元件与第二端子电连通，此外熔断元件位于距致动器预定距离的位置处，
其中，穹顶部被专门设计/构造成经历由容器的超过预定值的内部压力所引发的突跳式压曲事件，
其中，所述突跳式压曲事件被构造成使柔性构件移动成与熔断元件电连通，以在容器中引发电短路。
3.一种设备，包括：
密封容器，密封容器构造成容纳多个能量存储装置并且能够穿过密封容器进行电连通；和
排气装置，排气装置沿着密封容器的一部分构造，排气装置包括：
基板，基板具有通常相对的两个表面，所述两个表面包括构造成与密封容器的内部连通的第一表面和构造在密封容器的外部上的第二表面，面板构造有围绕基板在外周处延伸以限定中心面板的圆形的埋头孔；和
刻痕，刻痕构造在基板的外表面上并且定位在埋头孔内，使得密封容器被构造为通过由埋头孔触发的突跳式压曲事件而进行排气，其中埋头孔构造成在密封容器中的压力超过预定值时使刻痕沿着刻痕区域断裂。
4.根据权利要求3所述的设备，其中，刻痕被构造成沿着埋头孔的一部分延伸，以限定刻痕部分和未刻痕部分。
5.根据权利要求3所述的设备，其中，排气装置构造有位于基板的第一表面上的压曲引发器。
6.根据权利要求5所述的设备，其中，压曲引发器构造在埋头孔上。
7.根据权利要求5所述的设备，其中，压曲引发器构造成与具有刻痕的埋头孔区域交叉。
8.根据权利要求3所述的设备，其中，排气装置经由焊接操作而附接到密封容器。
9.根据权利要求3所述的设备，其中，排气装置与密封容器成一体。
10.根据权利要求3所述的设备，其中，密封容器被构造为保持支撑基体，其中支撑基体被构造成容纳多个锂离子电池并且将所述多个锂离子电池保持处于彼此间隔开的关系中。
11.根据权利要求3所述的设备，其中，支撑基体包括能量吸收材料和阻焰材料中的至少一者。
12.一种设备，包括：
金属容器，金属容器包括：
主体，主体包括底部和至少一个外周侧壁，所述至少一个外周侧壁连接到底部并从所述底部沿着向上方向延伸，以限定封闭下端和具有外周缘的开口上端；
盖子，盖子具有外周边沿，盖子构造成定位在开口上端中并且与外周缘相协作；和
密封件，密封件构造在盖子和外周缘之间，密封件包括经由成形操作构造的气密密封件；
其中，金属容器构造有位于金属容器的主体和盖子中的至少一者上的电端子；
此外，金属容器被构造为保持：
多个锂离子电池；
支撑基体，支撑基体构造成容纳所述多个锂离子电池并且将所述多个锂离子电池保持处于彼此间隔开的关系中；和
对应的电连接件，电连接件构造成将锂离子电池连接到电端子并且促进锂离子电池与电端子之间的电连通。
13.一种设备，包括：
致动器，致动器构造成与其它构件电连通并且具有第一极性；
具有第二极性的部件，其中，第一极性和第二极性是相反的极性(例如，正极性和负极性)；
致动器包括构造有外周埋头孔的穹顶部，穹顶部构造成具有第一位置和第二位置；
其中，第一位置包括穹顶部构造成远离所述具有第二极性的部件延伸并且穹顶部与所述部件具有一定距离以防止电弧；和
其中，第二位置包括穹顶部处于已移位位置中并且与所述部件接触以产生电短路(例如通过使极性相反的两个构件接触)；
其中，所述设备通过加压事件致动，所述加压事件引发穹顶部的突跳式压曲，以使穹顶部从第一位置移位到第二位置。
14.一种方法，包括：
操作能量存储组件，其中，能量存储组件是密封的并且被构造成在不超过预定压力P1的内部压力下操作；
当能量存储装置的内部压力超过P1时，中断流向能量存储组件的电流，高于操作压力的所述内部压力被定义为P2；和
当能量存储组件的内部压力超过定义为P3的阈值排气压力时，排出能量存储组件的内部压力。
15.根据权利要求14所述的方法，其中，中断步骤还包括：电断开能量存储组件与产品形式和另一能量存储组件中的至少一者的电连通，所述电断开通过电流中断装置而设定。
16.根据权利要求14所述的方法，其中，排出步骤还包括经由构造成邻近刻痕排气口的穹顶部的突跳式压曲事件而扩张穿孔刻痕排气口。
17.根据权利要求14所述的方法，其中，所述方法还包括：在能量存储装置的内部压力超过定义为P4的壳体故障压力时，通过能量存储组件的壁和盖之间的位置对能量存储组件进行排气。
18.根据权利要求14所述的方法，其中，盖通过成形操作密封到主体上。
19.根据权利要求14所述的方法，其中，盖通过焊接操作密封到主体上。
20.一种方法，包括：
通过成形操作形成壳体；
将电流中断装置附接到壳体的一部分上；
在壳体的一部分中构造排气口；
将支撑基体插入到壳体中；
在支撑基体中配置锂离子存储装置；
将锂离子存储装置附接到壳体上，以使得壳体和锂离子存储装置之间能够进行电连通；和
密封壳体，以将锂离子存储装置、支撑基体和电解质封闭在壳体中。
21.根据权利要求20所述的方法，其中，所述密封包括通过成形操作密封盖和壳体。
22.根据权利要求20所述的方法，其中，配置锂离子存储装置还包括：
将每个锂离子存储装置定位在支撑基体的贯通部中；以及
向锂离子存储装置提供电解质。
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