CN111712947B - 电动车辆电池组的电池电芯 - Google Patents
电动车辆电池组的电池电芯 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111712947B CN111712947B CN201880085044.5A CN201880085044A CN111712947B CN 111712947 B CN111712947 B CN 111712947B CN 201880085044 A CN201880085044 A CN 201880085044A CN 111712947 B CN111712947 B CN 111712947B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- battery cell
- curved plate
- battery
- electrolyte material
- threshold
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000002001 electrolyte material Substances 0.000 claims abstract description 67
- 230000004044 response Effects 0.000 claims abstract description 27
- 239000000155 melt Substances 0.000 claims abstract description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 43
- 238000002844 melting Methods 0.000 claims description 26
- 230000008018 melting Effects 0.000 claims description 26
- 230000008878 coupling Effects 0.000 claims description 15
- 238000010168 coupling process Methods 0.000 claims description 15
- 238000005859 coupling reaction Methods 0.000 claims description 15
- 238000002788 crimping Methods 0.000 claims description 10
- 210000000746 body region Anatomy 0.000 claims description 5
- 239000012777 electrically insulating material Substances 0.000 claims description 4
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims description 3
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 239000002861 polymer material Substances 0.000 claims description 2
- 230000008569 process Effects 0.000 description 26
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 24
- 239000000463 material Substances 0.000 description 16
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 8
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 6
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 5
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 3
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 230000004927 fusion Effects 0.000 description 3
- 238000005304 joining Methods 0.000 description 3
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 206010010099 Combined immunodeficiency Diseases 0.000 description 2
- 208000032953 Device battery issue Diseases 0.000 description 2
- 229910018503 SF6 Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000001360 collision-induced dissociation Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N sulfur hexafluoride Chemical compound FS(F)(F)(F)(F)F SFZCNBIFKDRMGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229960000909 sulfur hexafluoride Drugs 0.000 description 2
- 240000007594 Oryza sativa Species 0.000 description 1
- 235000007164 Oryza sativa Nutrition 0.000 description 1
- 239000003570 air Substances 0.000 description 1
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 1
- 229920001940 conductive polymer Polymers 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 239000003989 dielectric material Substances 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 235000013312 flour Nutrition 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 235000015110 jellies Nutrition 0.000 description 1
- 239000008274 jelly Substances 0.000 description 1
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 1
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 1
- 239000000289 melt material Substances 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000000704 physical effect Effects 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 1
- 229920001296 polysiloxane Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 235000009566 rice Nutrition 0.000 description 1
- 201000009032 substance abuse Diseases 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
- H01M10/04—Construction or manufacture in general
- H01M10/0422—Cells or battery with cylindrical casing
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/147—Lids or covers
- H01M50/166—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids
- H01M50/167—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids by crimping
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/147—Lids or covers
- H01M50/166—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids
- H01M50/171—Lids or covers characterised by the methods of assembling casings with lids using adhesives or sealing agents
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
- H01M50/342—Non-re-sealable arrangements
- H01M50/3425—Non-re-sealable arrangements in the form of rupturable membranes or weakened parts, e.g. pierced with the aid of a sharp member
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
- H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
- H01M50/578—Devices or arrangements for the interruption of current in response to pressure
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/572—Means for preventing undesired use or discharge
- H01M50/574—Devices or arrangements for the interruption of current
- H01M50/581—Devices or arrangements for the interruption of current in response to temperature
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
- H01M2200/10—Temperature sensitive devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2200/00—Safety devices for primary or secondary batteries
- H01M2200/20—Pressure-sensitive devices
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2220/00—Batteries for particular applications
- H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/147—Lids or covers
- H01M50/148—Lids or covers characterised by their shape
- H01M50/152—Lids or covers characterised by their shape for cells having curved cross-section, e.g. round or elliptic
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
本公开提供了一种用于电动车辆电池组的电池电芯。所述电池电芯可包括容纳电解质材料的壳体，设置在所述电池电芯的侧向端的第一极性端子，设置在所述电池电芯的所述侧向端的弯曲板。所述弯曲板可包括平面部分和圆顶部分。所述圆顶部分可以配置为响应所述电池电芯内的第一预设压力阈值而使所述电解质材料偏移。所述电池电芯可包括熔化部件，所述熔化部件包括电联接到所述弯曲板的所述圆顶部分的周边的内环及电联接到所述电解质材料的外环。多个辐条可联接所述内环与所述外环，且所述多个辐条可为响应所述电池电芯内的预设温度阈值和预设电流阈值中的至少一个而熔化。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求享有于2018年7月18日提交的申请号为16/039,093，标题为“BATTERYCELL FOR ELECTRIC VEHICLE BATTERY PACK”的优先权，该申请根据35U.S.C.§119要求于2018年3月23日提交的、标题为"BATTERY CELL FOR ELECTRIC VEHICLE BATTERY PACK"的美国临时申请62/646,982的权益和优先权，每个上述申请的全部内容通过引用并入本文。
背景技术
诸如汽车之类的电动车辆可以包括车载电池或电池组来为电动车辆供电。在某些操作情况或环境情况下，电池可能会面临热失控之类的情况。
发明内容
本公开的至少一个方面针对一种用于向电动车辆供电的电池组的电池电芯。所述电池电芯可以包括容纳电解质材料的壳体。所述电池电芯可以包括设置在所述电池电芯的侧向端的第一极性端子。所述电池电芯可以包括设置在所述电池电芯的所述侧向端并与所述第一极性端子电连接的弯曲板。所述弯曲板可以包括平面部分和圆顶部分。所述圆顶部分可以包括向所述电解质材料延伸的凸部。所述圆顶部分可以构造为响应所述电池电芯内的第一预设压力阈值而偏离所述电解质材料。所述电池电芯可以包括熔化部件，所述熔化部件包括围绕并电联接所述弯曲板的所述圆顶部分的周边的内环。所述熔化部件可以包括围绕所述内环并与所述电解质材料电联接的外环。所述电池电芯还可包括多个辐条，所述多个辐条联接所述内环与所述外环。所述多个辐条可为响应所述电池电芯内的预设温度阈值和预设电流阈值中的至少一个而熔化。
本公开的至少一个方面针对一种方法。所述方法包括提供用于向电动车辆供电的电池组的电池电芯。所述电池电芯可以包括容纳电解质材料的壳体。所述电池电芯可以包括设置在所述电池电芯的侧向端的第一极性端子。所述电池电芯可以包括设置在所述电池电芯的所述侧向端并与所述第一极性端子电连接的弯曲板。所述弯曲板可以包括平面部分和圆顶部分。所述圆顶部分可以包括向所述电解质材料延伸的凸部。所述圆顶部分可以构造为响应所述电池电芯内的第一预设压力阈值而偏离所述电解质材料。所述电池电芯可以包括熔化部件，所述熔化部件包括围绕并电联接所述弯曲板的所述圆顶部分的周边的内环。所述熔化部件可以包括围绕所述内环并与所述电解质材料电联接的外环。所述电池电芯还可包括多个辐条，所述多个辐条联接所述内环与所述外环。所述多个辐条可为响应所述电池电芯内的预设温度阈值和预设电流阈值中的至少一个而熔化。
本公开的至少一个方面针对一种提供用于电动车辆的电池组的电池电芯的方法。所述方法可以包括形成用于具有多个电池电芯的电池组的电池电芯的壳体。所述壳体可以包括设置在所述电池电芯的侧向端的主体区域和顶部区域。所述方法可以包括在所述电池电芯的所述主体区域内容纳电解质材料。所述方法可以包括在所述壳体的所述顶部区域内设置第一极性端子。所述方法可以包括在所述壳体的所述顶部区域内设置具有平面部分和圆顶部分的弯曲板。所述圆顶部分可以包括延伸向所述电解质材料的凸部，所述圆顶部分可构造为响应所述电池电芯内的第一预设压力阈值而偏离所述电池电芯的所述侧向端。所述方法可以包括在所述壳体的所述顶部区域设置熔化部件，以将所述熔化部件的内环电连接至所述弯曲板的所述圆顶部分，并将所述熔化部件的外环电连接到所述电解质材料。所述熔化部件可具有多个辐条，所述辐条联接所述内环与所述外环。所述多个辐条可为响应所述电池电芯内的预设温度阈值和预设电流阈值中的至少一个而熔化。所述方法可以包括围绕所述第一极性端子卷曲所述弯曲板的周缘，以将所述弯曲板电连接到所述第一极性端子。
在本公开中详细讨论了这些以及其他方面的内容和实现。前述信息和以下详细描述包括各个方面和实施方式的说明性示例，并且提供了用于理解所要求保护的方面和实施方式的性质和特征的概述或框架。附图提供了对各个方面和实施方式的说明和进一步的理解，并且被并入本说明书中构成本说明书的一部分。
附图说明
附图并非旨在按比例绘制。在各个附图中，相同的附图标记和标号表示相同的元件。为了清楚起见，并非每个组件都可以在每个附图中标记。在图中：
图1示出了根据说明性实施方式的用于电动车辆电池组的示例性电池电芯；
图2示出了根据说明性实施方式的可与电动车辆电池组的电池电芯一起使用的示例弯曲板；
图3示出了根据说明性实施方式的可与电动车辆电池组的电池电芯一起使用的示例性的环形或轮；
图4描绘了根据说明性实施方式的布置在一起的弯曲板和车轮的示例性透视图；
图5示出了根据说明性实施方式的布置在一起的示例性弯曲板和车轮的剖视图；
图6示出了用于电动车辆电池组的第一示例性电池电芯的一部分的截面图，该示例性电池电芯包括弯曲板和轮；
图7示出了用于电动车辆电池组的第二示例性电池单元的一部分的截面图，该第二示例性电池电芯包括弯曲板和轮；
图8示出了根据说明性实施方式的用于将电池电芯保持在电动车辆中的示例性电池组的截面图；
图9是示出了根据示例性实施方式的用于将电池电芯保持在电动车辆中的示例性电池组的俯视图；
图10示出了根据说明性实施方式的安装有电池组的示例性电动车辆的截面图；
图11示出了根据说明性实施方式的经历与热失控相关的各种情况的电池所经历的示例过程的流程图；
图12示出了根据说明性实施方式的提供用于电动车辆的电池组的电池电芯的示例过程的流程图；
图13示出了根据说明性实施方式的提供用于电动车辆的电池组的电池电芯的示例过程的流程图。
以下是与用于电动车辆的电池电芯的方法、装置和系统有关的各种概念以及其实现的更详细的描述。可以以多种方式中的任何一种来实现本公开中描述的各种概念，因为所描述的概念不限于任何特定的实现方式。
具体实施方式
本文所述的系统和方法涉及改善用于电池组的电池电芯的性能，所述电池组可以向电动车辆(“EV”)提供电力。电池组，在本文中可以称为电池模块，可以包括锂离子电池电芯。锂离子电池在正常工作条件下表现良好。但是，某些滥用或超出容许范围的情况会导致锂离子电池故障。例如，当电池电芯在热、电或机械上被滥用时，电池电芯有可能经历称为热失控的状况。在热失控过程中，在电池负极(也适用于阳极)表面上发生的反应会导致产生热量，进而加快反应速度，从而形成反馈回路，导致电池的温度迅速提高。在某些情况下，此反馈回路可能会导致电池故障。
图1描绘了用于电动车辆电池组的示例性电池电芯100。电池电芯100包括壳体105。壳体包括头部130和主体部分135。头部130位于电池电芯100的与主体部分135相对的侧向端。壳体105的主体部分可以包含提供电力的电解质材料或“果冻卷”。结合图6示出和描述了电解质材料。壳体105可以与电解质材料的带正电的部分电绝缘，并且可以电联接至电解质材料的带负电的部分，以允许壳体105用作电池电芯100的负极端子。壳体105可以由诸如钢的导电金属形成。壳体105的顶部周边边缘包括边沿110，该边沿110可以用作负极端子并且可以电联接到容纳在壳体105内的电解质材料的负极部分。电池电芯100的上表面的另一部分可以用作正极端子115。正极端子115包括上表面120和下表面125。正极端子115的上表面120(在本文中可以称为“桌面”)可以位于在边沿110的高度上方的高度(例如，1-3毫米)。正极端子115的下表面125可以凹入壳体105中。例如，正极端子115的下表面125可以位于比边沿110的高度低1-3毫米的高度。
电池电芯100内的热失控可以通过在电池电芯100的正极端子115下方的区域的气体压力、温度或电流的增加来预示，电池电芯100的正极端子115下方的区域可以成为盖。诸如电池电芯100之类的电池电芯的内置盖可包括电流中断装置(CID)和一个或多个排气口以释放在电池电芯100内累积的气压。例如，CID可通过以下方式响应内部压力：当压力达到或超过激活阈值时，弯曲远离容纳在壳体105内的电解质材料，从而断开或中断流动或电流。当压力累积超过CID的激活阈值时，通风孔会破裂，使气体逸出，从而释放压力。但是，尽管这样的CID可以响应可能表明即将发生热失控的压力升高，但CID并不能直接响应电和温度升高，而电和温度升高也可能预示着热失控的开始。本文所述的电池电芯100在其各种组件处提供了可以响应于这些刺激(以及过度的气压)的解决方案，以减轻电池电芯100中超出容许范围的热事件的后果。例如，在此描述的电池电芯100可以包括至少两个部件，它们可以彼此协同地以预定的适当级别响应压力、温度和电流，以在达到任何一种预定级别的情况下中断电池电芯100内的电流流动。可以基于能够指示热失控开始的级别来选择这些刺激中的每一个的级别。
图2示出了示例性的弯曲板200，其可以与电动车辆电池组的电池电芯(例如如图1所示的电池电芯100)一起使用。在图2中以透视图示出了弯曲板200。弯曲板200可以通过允许高压气体从壳体105的内部逸出以减小压力来响应可能指示热失控的高压刺激。弯曲板200可以具有与壳体105的横截面形状匹配、相吻合或相似的形状。例如，在壳体105为具有圆形横截面的圆柱形的情况下，弯曲板200可以是圆形的。弯曲板200也可以具有不同的形状。例如，弯曲板200可以是椭圆形，椭圆形，正方形，六边形，八边形或其他合适的形状。弯曲板200可以包括平面部分225，其可以形成弯曲板200的大部分表面。弯曲板200还可以包括至少一个圆顶部分205，该圆顶部分可以从弯曲板200的平面部分225的平面向外延伸。因此，弯曲板200可包括形成平面部分225的扁平的圆盘状材料，以及向远离平面部分225延伸的圆顶部分205。弯曲板200可包括周边边缘220，以及圆顶部分205包括周边边缘210。平面部分225可包括弯曲板在弯曲板200的周边边缘220和圆顶部分205的周边边缘210之间延伸的部分。圆顶部分205在圆顶部分205的周边边缘210处与平面部分225相交。
弯曲板200的圆顶部分205可以包括凸出表面，该凸出表面可以朝下(例如，朝向壳体105)以朝向电解质材料。圆顶部分205的表面可以具有球形的一部分的形式或形状。圆顶部分205也可以具有弯曲的非球形形状。圆顶部分205可以位于弯曲板200的中心。例如，弯曲板200和圆顶部分205可以彼此同中心。圆顶部分205也可以偏离弯曲板200的中心。平面部分225和圆顶部分205可以彼此一体形成。例如，弯曲板200可以最初形成为平坦表面，并且该表面的一部分可以被压制为远离平坦表面的平面以形成圆顶部分205。平坦表面的其余部分可以用作凸出部分205。结果，圆顶部分205可以是中空的，并且可以具有与弯曲板200的平面部分225相同的厚度。弯曲板200的圆顶部分205的厚度和弯曲板200的圆顶部分的厚度可以是相同的。弯曲板200的平面部分225的厚度可以在0.5毫米至0.7毫米的范围内。大于或小于该范围的其他范围也是可能的。
在正常操作条件下，弯曲板200可以形成密封件的一部分，该密封件将壳体105中的电解质材料与外部环境分隔开。当电池电芯100内部的压力达到阈值(例如，可以指示热失控的值)时，圆顶部分205可以向上弯曲(例如，远离电解质材料)。使弯曲板200的圆顶部分205弯曲离开电解质材料的阈值压力可以在每平方英寸60磅(PSI)至500PSI的范围内。弯曲板200的圆顶部分205也可能破裂。例如，当压力增加到第二阈值时，该第二阈值可以等于或大于使弯曲板200的圆顶部分205弯曲的阈值，圆顶部分200可能变得撕裂或破裂。第二阈值压力可以在60PSI至500PSI的范围内。在该示例中，在热失控期间产生的导致高压状态的气体可以通过破裂的弯曲板200逸出。
弯曲板200可以设计成与平面部分225的部分相比，在圆顶部分205的区域中更容易破裂。例如，圆顶部分205可以包括一个或多个刻痕线215(也可称为刻痕记号)，以故意削弱圆顶部分205的区域中的弯曲板200的材料，以在电池电芯100内的压力达到超过圆顶部分破裂的预定阈值的第二阈值时，促进弯曲板200破裂。圆顶部分205可沿着由划痕线215限定的接缝撕裂，从而在圆顶部分205的壁中产生应力，并沿着刻痕线215撕裂圆顶部分205的表面。划痕线215可以设置为圆形图案、星形图案、阴影图案、对称图案、不对称图案或任何其他图案，其构造为响应第二预定压力阈值以帮助圆顶部分205破裂。刻痕线215可以被布置成从圆顶部分205的中心向外辐射。圆顶部分205还可以包括被选择为便于在高压条件下使圆顶部分205破裂的其他特征。例如，圆顶部分205可以由强度比为弯曲板200的大多数选择的材料的强度更低的材料形成。
弯曲板200可以由诸如金属或刚性聚合物的刚性材料形成。弯曲板200可用于承载电流。结果，弯曲板200可以由诸如铜或钢的导电材料形成。弯曲板200的直径可以在19毫米至23毫米的范围内。例如，弯曲板200可以具有在周边边缘220的相对侧之间测量得到21毫米的直径。弯曲板200的圆顶部分205可以具有在5毫米至9毫米范围内的直径。例如，弯曲板200的圆顶部分205可具有在圆顶部205的周界边缘210的相对侧之间测量得到7毫米的直径。如上所述，弯曲板200的厚度可在0.5毫米至0.7毫米的范围内。并且在平面部分225和圆顶部分205之间可以是均匀的或基本上均匀的。
图3描绘了示例性线环300，其在本公开中也可称为熔化部件300或车轮300，其可与电动电池组的电池电芯(例如图1的电池电芯100)一起使用。车轮300也可以与弯曲板200结合使用，如下面进一步描述的那样，车轮300可以是或可以包括可响应于电池电芯100内的温度阈值或电流阈值的熔化部件。车轮300可以包括外环305和内环310。外环305可以通过从内环310径向向外延伸到外环305的辐条315与内环310连接。外环305和内环310可以具有被选择为与电池电芯100的壳体105的横截面形状相匹配的形状。例如，在壳体105为具有圆形横截面的圆柱形的情况下，外环305和车轮300的内环310可以是大致圆形的。在某些其他情况下，车轮300也可以具有不同的形状。例如，车轮300可以是椭圆形，椭圆形，正方形，六边形，八边形或任何其他合适的形状。外环305可以与内环310同中心。辐条315可以以径向对称的方式围绕车轮300的中心布置，如图3所示。尽管在图3所示的车轮300中示出了四个辐条315，但是该结构只是一个势力。车轮300可包括比图3所示更多或更少的辐条315。例如，车轮300可以包括2、3、5、6、7、8或任何其他数量的辐条315。
车轮300可以由选择的在阈值温度下降解、分解或熔化的材料形成，以在电池电芯100内达到阈值温度(例如，可以指示热失控的温度)的情况下促进车轮300的至少一部分的熔化。这种材料在本公开中可被称为低熔点材料，因此，车轮300在本文中可被称为低熔点部件，或简称为熔化部件。与热失控相关的阈值温度可以在大约120摄氏度到大约140摄氏度的范围内。例如，阈值温度可以在大约130摄氏度。车轮300可以由低熔点金属或合金形成，这些金属或合金是根据其在预定的温度阈值下熔化的能力而选择的。因为车轮300在正常操作条件下可以承载电流，所以车轮300可以由除了具有等于或接近阈值温度的熔点之外，也导电的材料形成。例如，车轮300可以是或可以包括诸如铋或铅的材料，或包括那些材料的合金。
车轮300可以以各种方式经受接近或超过其熔点的热。例如，由于电池电芯100经历的热失控事件，电池电芯中的空气(或其他气体)温度可能迅速升高并超过车轮300的熔点。通过车轮300的电流可以通过电阻加热将车轮300加热到其熔点。因此，由于电池110中的温度或电流增加，车轮300可能熔化。如下面进一步描述的，车轮300可以与弯曲板200一起使用以响应于在电池电芯100中经历的预定温度、压力或电流水平来中断电流并释放压力。
图4描绘了布置在一起的弯曲板200和车轮300的示例性透视图。弯曲板200和车辆300可以同心地布置，使得弯曲板200的圆顶部分205突出穿过车轮300的内环310。因此，弯曲板200的圆顶区域205的尺寸可以选择为使得弯曲板205的圆顶部分205的周边边缘210基本上(例如，+-10％)与车轮300的内环310的直径相同。该直径可以是7毫米。在一些示例中，该直径可以在5毫米至9毫米的范围内。弯曲板200的周边边缘220可具有比车轮300的外环305的直径大的直径，如图4所示。例如，这可以允许弯曲板200的一部分(例如，延伸超出车轮300的外环305的直径的部分)经受压接过程，该压接过程结合图6进行描述。车轮300的外环305的直径可以在15毫米至21毫米的范围内。例如，车轮300的外环305的直径可以是19毫米。在一些示例中，车轮300的外环305和弯曲板200的周边边缘220可以具有相同的直径。车轮300的外环305的宽度可以在1毫米至5毫米的范围内。
车轮300的内环310可以电联接到弯曲板200的圆顶部分205。例如，车轮300的内环可以在圆顶部分205的底座处或附近点焊至圆顶部分205(例如，在圆顶部分205的周边边缘210处或附近)。车轮300的剩余部分(即，外环305和辐条315)可以与弯曲板200电绝缘。例如，结合下面图4所示的，绝缘聚合物层可以位于弯曲板200和车轮300的辐条315和外环305之间。例如，在一些示例中，车轮300和弯曲板200之间的电连接的唯一点可以在车轮300的内环310和弯曲板200的圆顶部分215的交界面处，该交界面可以在弯曲板200的圆顶部分的周边边缘210处或附近。电连接也可以形成在壳体105内的电解质材料与车轮300的外环305之间，及弯曲板200和电池100的正极端子115之间。因此，电池100内的电流路径可以从电解质材料提供到车轮300的外环，通过辐条315到车轮300的内环310，到弯曲板200，并最终到电池100的正极端子115。
例如，当弯曲板200的圆顶部分205从电解质材料朝着电池100的正极端子115弯曲时(例如，如上所述，响应于电池100内的阈值压力)，车轮300的内环310和弯曲板200的圆顶部分205之间的连接会被切断。例如，弯曲板200的圆顶部分205的屈曲会破坏一个或多个点焊，该点焊最初将弯曲板200的圆顶部分205固定到车轮300的内环310。如上所述，该区域可以是弯曲板200和车轮300之间的唯一电连接点。结果，当弯曲板200的圆顶部分205屈曲时，电流可能不再流过电池100的正极端子115。
当电池100中的电流达到阈值条件时，辐条315会由于电阻加热而温度升高。例如，触发辐条315熔化的阈值电流可以在50A至100A的范围内。当辐条315之一熔化时，设置在其他每个辐条315上的电负载可以增加，直到所有辐条315以级联方式熔化，从而用作保险丝以中断电池电芯100内的电流。类似地，当电池电芯100内的温度达到阈值水平时，辐条315会熔化，从而阻止电流流过电池100的正极端子115。因此，弯曲板200和车轮300可以配置为通过中断电池电芯100中的电流流动来响应阈值压力、阈值温度或阈值电流的任何组合。
图5描绘了根据说明性实施方式的布置在一起的示例性弯曲板200和车轮300的剖视图。图5所示的截面图是沿着图4所示的线A-A’截取的。如所示，车轮300的至少一个部分可以通过绝缘层500与弯曲板200的至少一个部分电绝缘。绝缘层500可以由任何类型的电绝缘材料形成，例如绝缘聚合物材料。绝缘层500可以仅位于车轮300的与弯曲板200的平面部分225重叠的部分之间，例如车轮300的外环305和辐条315。在其他示例中，绝缘层500可以基本上全部(例如，＞90％)覆盖弯曲板200的平面部分225。
同样如图5所示，车轮300和弯曲板200之间的唯一交界面可以出现在标记为505的点处，该点可以定位在弯曲板200的圆顶部分205的底座或周边边缘210处或附近(例如，在3毫米内)。因此，当弯曲板200的圆顶部分相应于阈值压力而弯曲或偏斜时，该电连接可能断开并且电流可能不再在电池电芯100内流动。
图6描绘了用于电动车辆电池组的示例性第一电池电芯的一部分的截面图，其包含弯曲板200和车轮300。弯曲板200和车轮300可以以与图4相似的方式布置，并且可以在电池100的头部130中一起安装在正极端子115下方。为了说明清楚，电池100的某些部分在图6中不可见。如图所示，正极端子115的上表面120和下表面125可以通过侧壁600连接。正极端子115的下表面125可以由弯曲板200支撑，并且弯曲板200的周边边缘220可以缠绕正极端子115的下表面125。在该示例中，弯曲板200形成为密封件的一部分，该密封件将壳体105内的电解质材料610密封并将电解质材料610与外部环境隔离。电解质材料610位于电池电芯100的主体部分135内。
为了实现将弯曲板200的周边边缘220缠绕在正极端子115的下表面125周围，可以对弯曲板200进行压接处理，在该过程中，弯曲板200的外围边缘220围绕正极端子115的下表面125。弯曲板200的取向使得弯曲板200的圆顶部分205从正极端子115朝着电解质材料610突出。
垫片605围绕弯曲板200，并且可以压接在弯曲板200的周边边缘220上。垫片605可以使弯曲板200与电池电芯的其他部件电绝缘，例如壳体105。垫片605还形成密封件的一部分，该密封件将壳体105内的电解质材料610米粉并且将电解质材料610与外部环境分开。如图6所示，壳体105也可以压接在垫片605的边缘上，以限定电池电芯100的边沿110。边沿110可以用作电池电芯的负极端子。弯曲板200、垫片604和壳体105都可以在单个压接操作中被压接，或可以分别被单独的压接操作压接。
车轮300的外环305可以例如通过导电构件615与容纳在电池电芯100内的电解质材料610电联接。导电构件615可以是能够在车轮300的外环305和电解质材料610之间形成电连接的任何类型的构件。导电构件615可以由诸如铜或钢的导电金属形成。导电构件615也可以由导电聚合物或能够在电解质材料610和车轮300的外环305之间导电的任何其他类型的材料形成。导电构件615可以是导电线或其他元件，其通过例如一个或多个点焊固定到电解质材料610和车轮300的外环305中的每一个上。在不会发生热失控的正常运行条件下，电流可以从电解质材料610流到车轮300的外环305，通过辐条315流到车轮300的内环310，其可与弯曲板200的圆顶部分205的边缘电联接。因此，弯曲板200可以从车轮300的内环310接收电流，并且正极端子115可以从弯曲板200接收电流。当在电池电芯100内经历阈值压力、阈值温度或阈值电流的任何组合时(例如，由于热失控事件)，弯曲板200的圆顶部分205可以被配置或构造为远离电解质材料610并朝向正极端子115撕裂、变形、偏转或弯曲，从而破坏弯曲板200和车轮300之间的电连接，如上所述。结果，电流可以在电池电芯100中停止，这可以帮助减慢或消除导致阈值压力、阈值电流或阈值温度的热失控过程。
图7示出了用于电动车辆电池组的第二示例性电池电芯100的一部分的示例性截面图，该示例性电池电芯100包括弯曲板200和车轮300。例如，圆顶部分205可以包括外部弯曲部分700，该外部弯曲部分700从圆顶部分205的周边界或底部开始，从正极端子115突出。中央弯曲部分705连接到外部弯曲部分700，并且具有与外部弯曲部分700的曲率相反的曲率。中央弯曲部分705朝着正极端子115向后突出。该形状可以响应于在电池电芯100中达到的压力阈值而促进弯曲板200的圆顶部分205朝正极端子115偏转。外部弯曲部分700或中央弯曲部分705(或两者)还可包括一根或多根刻痕线，这些刻痕线被配置为当达到压力阈值时使圆顶部分205破裂。弯曲板200的圆顶部分205的其他形状也是可能的。圆顶部分205可以形成为具有至少一部分远离弯曲板200的其余部分的平坦或基本平坦的表面的任何形状。例如，圆顶部分205可以包括任意数量的可以具有不同曲率的壁，并且可以包括诸如波纹、刻痕线之类的特征，或者被配置为在经受预定压力阈值时导致屈曲板200变形、挠曲、撕裂或破裂的任何其他类型的特征。
图8描绘了用于将多个电池电芯100保持在电动车辆中的电池组805的截面图800。电池组805可以包括电池模块壳体810和封盖元件815。电池模块壳体810可以与封盖元件815分离。电池模块壳体810可以包括或限定多个支架820。每个支架820可以包括由电池模块壳体810限定的中空或中空部分。每个支架820可收纳，容纳，存储或保持电池电芯100。电池模块壳体810可包括至少一种导电或导热材料，或其组合。电池模块壳体810可包括一个或多个热电热泵。每个热电热泵可以直接或间接地热耦合到容纳在支架820中的电池电芯100。每个热电热泵可以调节容纳在支架820中的电池电芯100的温度或辐射的热量。结合元件850和855，其可以分别与电池电芯100的正极端子115或负极端子(例如，壳体105的边沿110)中的一个电联接，可以从电池电芯100延伸穿过电池模块壳体810的相应的支架820。
在电池模块壳体810和封盖元件815之间，电池组805可以包括第一汇流条825、第二汇流条830和电绝缘层835。第一汇流条825和第二汇流条830可以各自包括一种导电材料，可为电动车辆中的其他电气组件提供电能。第一汇流条825(有时称为第一集电器)可以与第一接合元件850连接或电联接，该第一接合元件850通过接合元件845从容纳在多个支架820中的每个电池电芯100延伸。汇流条可以与接合元件850结合、焊接、连接、附接或以其他方式电耦合。例如，接合元件845可以焊接到接合元件850的顶表面上。第二汇流条830(有时称为第二集流体)可通过接合元件840与从容纳在多个支架820中的每个电池电芯100延伸的第二接合元件855连接或电耦合。接合元件840可被结合，焊接，连接，附接，或其他方式与第二接合元件855电联接。例如，可以将接合元件840焊接到第二接合元件的顶表面上。第二汇流条830可以为电池组805定义第二极性端子。
第一汇流条825和第二汇流条830可以通过电绝缘层835彼此分离。电绝缘层835可以包括间隔以通过或装配连接到第一汇流条825的第一接合元件850和连接到第二汇流条830的第二接合元件855。电绝缘层835可以部分地或全部跨过由电池模块壳体810和封盖元件815限定的体积。电绝缘层835的顶面可以与封盖元件815的底平面接触或齐平。电绝缘层835的底平面可与电池模块壳体810的顶面接触或齐平。电绝缘层835可包括任何电绝缘材料或介电材料，例如空气、氮气、六氟化硫(SF6)、陶瓷、玻璃和塑料(例如聚硅氧烷)，以将第一汇流条825与第二汇流条830分隔开。
图9示出了用于将多个电池电芯100保持在电动车辆中的电池组805的俯视图900。电池组805可以限定或包括多个支架820。每个支架820的形状可以是三角形、矩形、五边形、椭圆形和圆形等。在整个电池组805中，每个支架820的形状可以不同或可以是同一的。例如，一些支架820可以是六角形的，而其他支架可以是圆形的。支架820的形状可以匹配容纳在其中的每个电池电芯100的壳体的形状。每个支架820的尺寸可以大于容纳在其中的电池电芯100的尺寸。
图10描绘了安装有电池组805的电动车辆1005的截面图1000。电动车辆1005可以包括底盘1010(有时称为框架，内部框架或支撑结构)。底架1010可以支撑电动车辆1005的各种部件。底架1010可以跨越前部1015(有时称为发动机罩或发动机罩部分)、主体部1020和后部1025(有时称为行李箱)。电池组805可被安装或放置在电动汽车1005内。电池组805可被安装在电动汽车1005的底盘1010上的前部1015，主体部分1020(部分)中。第一汇流条825和第二汇流条830可以与电动车辆1005的其他电气部件连接或电联接以提供电力。在上面图8-10中所述的电池电芯的每个可包括弯曲板200和车轮300，以便以上述方式响应阈值压力、阈值温度和阈值电流的任何组合。
现在尤其参考图11，弯曲板200和车轮300可共同响应压力、温度和电流的阈值条件，每个阈值条件可指示电池电芯100即将发生的热失控情况。图11描绘了电池经历的与热失控相关联的各种条件的示例过程1100的流程图。过程1100开始于框1105，在框1105中，电池电芯100在正常条件下操作。在电池电芯100内达到阈值温度的情况下，过程1100可以进行到框1110。阈值温度可以是已知的任何指示电池电芯100的热失控事件的开始的温度。过程1100可以继续前进到框1125，在框1125中，车轮300响应于达到的阈值温度而熔化。例如，车轮300可以由具有与在框1110中达到的阈值温度相对应的熔点的材料形成，例如低熔点合金。因为车轮300形成从电解质材料610到电池电芯100的正极端子115的电流路径的一部分，所以车轮300的熔化中断了电流路径并阻止了该电流，如过程1100的框1140所示。
再次参考框1105，当在电池电芯100中达到阈值压力时，过程1100进行到框1115。阈值压力可以是任何指示电池电芯100的热失控事件的开始的压力。过程1100可以进行到框1130，在框1130中，弯曲板200的圆顶部分205朝着电池电芯100的正极端子115向上偏转。这种偏转可以破坏车轮300的内环310之间的电连接，其最初可以通过点焊结合形成。结果，电池电芯100中的电流路径可以被断开。如果达到第二压力阈值，该第二压力阈值大于使拱形部分205弯曲的阈值，则第二压力阈值还可导致屈曲板200的圆顶部分205撕裂或破裂，从而为气体提供逃逸路径，该气体可能由于热失控事件而堆积。弯曲板200的圆顶部分205可包括刻痕线215，以响应于第二阈值压力而促进圆顶部分205的撕裂或破裂。因此，如过程1100的框1140所示，电流可以被中断并且压力可以被释放。
参照框1105，当在电池电芯100中达到阈值电流时，过程1100可以进行到框1120。阈值电流可以是任何指示电池电芯100的热失控事件的开始的电流。过程1100可以前进到框1135，其中车轮300的辐条315以级联的方式熔断。例如，高电流可以迅速加热辐条315，最终超过其熔化温度。如上所述，每个辐条315用作通过电池电芯100的电流路径的一部分。因此，当辐条315中的第一个熔化并且不再能够承载电流时，其余辐条315上的电流负载成比例地增加，导致它们进一步发热。因此，辐条315可以连续熔化，用作熔断器以在最后的辐条315熔化之后中断通过电池电芯100的电流路径。结果，如过程1100的框1140所示，电流可以被中断。
图12描绘了根据说明性实施方式的提供用于电动车辆的电池组的电池电芯的示例过程1200的流程图。所述电池电芯可以对应于电池电芯100。过程1200可以包括形成用于具有多个电池电芯的电池组的电池电芯100的壳体105(框1205)。壳体可以具有主体区域135和头部130。头部130可以设置在电池电芯100的侧向端。壳体可以例如由诸如钢的结构刚性材料形成。壳体可以由导电材料形成。例如，由导电材料形成壳体可以允许壳体的至少一部分用作电池电芯100的端子。
过程1200可以包括在电池电芯100的主体区域135内容纳电解质材料610(框1210)。电解质材料610可以包括至少一个带电部分，该至少一个带电部分被配置为向电池电芯100提供电力。在一些示例中，电解质材料610的至少一部分可以与壳体105电隔离。
过程1200可以包括在壳体105的头部130处布置第一极性端子115(框1215)。第一极性端子115可以是正极端子或负极端子。第一极性端子115可以由诸如钢或铜的导电材料形成，并且可以包括用作电池电芯100的盖的一部分的“台式”表面。
过程1200可以包括在壳体105的头部130布置具有平面部分225和圆顶部分205的弯曲板200(框1220)。圆顶部分205可以具有朝向电解质材料610延伸的凸部。圆顶部分205可以应对所述电池电芯内的第一预设压力阈值而偏离电解质材料610。例如，根据其物理特性(包括材料强度和形状)，圆顶部分205可以在阈值压力下变形或弯曲。在一些示例中，圆顶部分205可以包括诸如刻痕线215的特征，以有助于响应于大于第一预定阈值压力的第二预定阈值压力使圆顶部分205破裂。
过程1200可以包括在壳体105的头部130布置熔化部件，以将熔化部件的内环电联接至弯曲板200的圆顶部分205，并且将熔化部件的外环电联接到电解质材料610。(框1225)。熔化部件可以是车轮300，其具有将内环310与外环305联接的多个辐条315，如图3所示。多个辐条315可以被配置为响应于电池电芯100内的预定阈值温度或预定阈值电流而熔化。例如，多个辐条315可以由诸如铋或铅的低熔点材料形成。可以选择具有在预定阈值温度处或附近的熔点的材料。在一些示例中，绝缘层可以被定位成将辐条315和车轮300的外环305与弯曲板200电隔离。车轮300的内环310可以电联接至底座或弯曲板200的圆顶部分205的周边边缘210，例如通过一个或多个点焊。车轮300的外环305可以通过导电构件615电联接到电解质材料610。
过程1200可以包括将弯曲板200的周边边缘220压在第一极性端子115周围，以将弯曲板200电联接到第一极性端子115(框1230)。在压接之后，弯曲板200可以用作密封件的至少一部分，该密封件将电解质材料610密封在壳体105内并且将电解质材料610与外部环境分开。压接弯曲板200的周边周缘220还可包括在第一极性端子115周围压接垫片605或外壳105的周边边缘或两者例如，压接壳体105的周边边缘可以导致由壳体的周边边缘形成的边沿110，其可以用作第二极性端子。
图13描绘了根据说明性实施方式的提供用于电动车辆的电池组的电池电芯示例过程1300的流程图。所述电池电芯可以对应于电池电芯100。过程1300可以包括提供电池组805的电池电芯100以为电动车辆1005供电(框1305)。电池电芯100可包括容纳电解质材料610的壳体105和设置在电池电芯105的侧向端的第一极性端子115。电池电芯105可包括设置在电池单元的侧向端并与第一极性端子115电连接的弯曲板200。弯曲板200可包括平面部分225和圆顶部分205。圆顶部分205可以具有朝向电解质材料610延伸的凸部。圆顶部分205可以被构造为响应于电池电芯100内的第一预定阈值压力而偏离电解质材料610。电池电芯100可以包括熔化部件300。熔化部件300可具有围绕并与弯曲板200的圆顶部分205的基部或周边边缘210电联接的内环310，围绕内环310并与电解质材料610电耦合的外环305。多个辐条315可响应于电池电芯100内的预定阈值温度和预定阈值电流中的至少一个而熔化。
现在已经描述了一些说明性实施方式，很明显，已经通过示例的方式给出了前述内容是说明性的而非限制性的。在单独的实施方式的上下文中描述的特征也可以在单个实施例或实施方式中组合实施。在单个实施方式的上下文中描述的特征也可以分别在多个实施方式中或在各种子组合中实施。对本文中以单数形式提及的系统和方法的实现或元素或动作的引用也可以包括多个这些元素的实现，并且对本文中任何实现或元素或动作的复数形式的任何引用也可以包含仅包括单个的实现。单数或复数形式的引用无意将当前公开的系统或方法、它们的组件、动作或元件限制为单个或多个配置。对基于任何动作或元素的任何动作或元素的引用可以包括其中该动作或元素至少部分基于任何动作或元素的实现。
对“或”的引用可以被解释为包括性的，使得使用“或”描述的任何术语可以指示单个、一个以上以及所有所描述术语中的任何一个。对词语的组合列表中的至少一个的引用可以被解释为包括性的或，以指示单个，一个以上，以及所有所描述的术语中的任何一个。例如，对“A”和“B”中的至少一个的引用可以包括仅“A”、仅“B”以及“A”和“B”。结合“包含”或其他开放式术语一起使用的这些引用可能包括其他项目。
在附图，详细描述或任何权利要求中的技术特征之后是附图标记的情况下，仅出于增加附图、详细描述和权利要求的可理解性的目的而增添了附图标记。因此，附图标记或不存在附图标记对任何权利要求的范围没有任何限制作用。
本文描述的系统和方法可以以其他特定形式来体现而不背离其特征。例如，对正和负电特性的描述可以颠倒。例如，被描述为负元件的元件可以替代地被配置为正元件，而被描述为正元件的元件可以替代地被配置为负元件。进一步的，相对平行、垂直，竖直或其他定位或方向描述包括纯竖直、平行或垂直定位在+/-10％或+/-10度以内的变化。除非另外明确指出，否则提及“大约”，“基本上”或其他程度的术语包括与给定的测量值、单位或范围相差+/-10％的值。联接元件可以直接地或通过与中间元件彼此电、机械或物理耦合。因此，本文所描述的系统和方法的范围由所附权利要求而不是前述描述来指示，并且在权利要求的等同含义和范围内的变化被包含在其中。
Claims (20)
1.一种为电动车辆供电的电池组的电池电芯，包括：
容纳电解质材料的壳体；
设置在所述电池电芯的侧向端的第一极性端子；
设置在所述电池电芯的所述侧向端并与所述第一极性端子电连接的弯曲板，所述弯曲板包括平面部分和圆顶部分，所述圆顶部分包括向所述电解质材料延伸的凸部，所述圆顶部分构造为响应所述电池电芯内的第一预设压力阈值而偏离所述电解质材料；
熔化部件，所述熔化部件包括：
内环，所述内环围绕并电联接所述弯曲板的所述圆顶部分的周边；
外环，所述外环围绕所述内环并与所述电池电芯内的所述电解质材料电联接；
多个辐条，所述多个辐条联接所述内环与所述外环，所述多个辐条为响应所述电池电芯内的预设温度阈值和预设电流阈值中的至少一个而熔化。
2.根据权利要求1所述的电池电芯，包括：
绝缘层，所述绝缘层设置在所述熔化部件的至少一部分和所述弯曲板的至少一部分之间，以使所述多个辐条和所述熔化部件的所述外环与所述弯曲板电绝缘。
3.根据权利要求2所述的电池电芯，包括：
所述绝缘层包括聚合物材料。
4.根据权利要求1所述的电池电芯，包括：
所述弯曲板的所述圆顶部分具有至少一条刻痕线，用于为响应所述电池电芯内的第二预设压力阈值而使所述弯曲板的所述圆顶部分破裂，所述第二预设压力阈值大于所述第一预设压力阈值。
5.根据权利要求1所述的电池电芯，包括：
所述熔化部件的所述内环点焊到所述弯曲板的所述圆顶部分的周边。
6.根据权利要求1所述的电池电芯，包括：
所述弯曲板的边缘被卷曲到所述第一极性端子的一部分周围。
7.根据权利要求1所述的电池电芯，包括：
电绝缘材料形成的垫片，以将所述电解质材料密封在所述电池电芯的所述壳体内。
8.根据权利要求1所述的电池电芯，包括：
电绝缘材料形成的垫片，以将所述电解质材料密封在所述电池电芯的所述壳体内，其中所述弯曲板的边缘和第一端子的边缘被卷曲到所述垫片的一部分周围。
9.根据权利要求1所述的电池电芯，包括：
所述熔化部件包括铋和铅中的至少一种。
10.根据权利要求1所述的电池电芯，包括：
所述预设温度阈值在120摄氏度到140摄氏度之间。
11.根据权利要求1所述的电池电芯，包括：
至少一个所述预设电流阈值在50A到100A之间，所述第一预设压力阈值在60PSI到500PSI之间。
12.根据权利要求1所述的电池电芯，包括：
所述熔化部件的所述外环的直径在15毫米至21毫米之间。
13.根据权利要求1所述的电池电芯，包括：
所述熔化部件的所述外环的宽度在1毫米至5毫米之间。
14.根据权利要求1所述的电池电芯，包括：
所述弯曲板的所述圆顶部分的厚度在0.5毫米至0.7毫米之间。
15.根据权利要求1所述的电池电芯，包括：
所述弯曲板的所述圆顶部分的直径在5毫米至9毫米之间；
所述熔化部件的所述内环的直径等于所述弯曲板的所述圆顶部分的直径。
16.根据权利要求1所述的电池电芯，包括：
所述弯曲板的直径在19毫米至23毫米之间。
17.根据权利要求1所述的电池电芯，包括：
所述电池电芯是包括多个附加电池电芯的电池组的一部分。
18.根据权利要求1所述的电池电芯，包括：
所述电池电芯是电池组的一部分，所述电池组包括设置在电动车辆内的多个附加电池电芯。
19.一种为电动车辆的电池组提供电池电芯的方法，包括：
提供一种为电动车辆供电的电池组的电池电芯，所述电池电芯包括：
容纳电解质材料的壳体；
设置在所述电池电芯的侧向端的第一极性端子；
设置在所述电池电芯的所述侧向端并与所述第一极性端子电连接的弯曲板，所述弯曲板包括平面部分和圆顶部分，所述圆顶部分包括向所述电解质材料延伸的凸部，所述圆顶部分构造为响应所述电池电芯内的第一预设压力阈值而偏离所述电解质材料；
熔化部件，所述熔化部件包括：
内环，所述内环围绕并电联接所述弯曲板的所述圆顶部分的周边；
外环，所述外环围绕所述内环并与所述电池电芯内的所述电解质材料电联接；
多个辐条，所述多个辐条联接所述内环与所述外环，所述多个辐条为响应所述电池电芯内的预设温度阈值和预设电流阈值中的至少一个而熔化。
20.一种为电动车辆的电池组提供电池电芯的方法，包括：
形成用于具有多个电池电芯的电池组的电池电芯的壳体，所述壳体具有设置在所述电池电芯的侧向端的主体区域和顶部区域；
在所述电池电芯的所述主体区域内容纳电解质材料；
在所述壳体的所述顶部区域内设置第一极性端子；
在所述壳体的所述顶部区域内设置具有平面部分和圆顶部分的弯曲板，所述圆顶部分包括延伸向所述电解质材料的凸部，所述圆顶部分构造为响应所述电池电芯内的第一预设压力阈值而偏离所述电解质材料；
在所述壳体的所述顶部区域设置熔化部件，以将所述熔化部件的内环电连接至所述弯曲板的所述圆顶部分，并将所述熔化部件的外环电连接到所述电池电芯内的所述电解质材料；所述熔化部件具有多个辐条，所述辐条联接所述内环与所述外环，所述多个辐条为响应所述电池电芯内的预设温度阈值和预设电流阈值中的至少一个而熔化；
围绕所述第一极性端子卷曲所述弯曲板的周缘，以将所述弯曲板电连接到所述第一极性端子。
Applications Claiming Priority (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US201862646982P | 2018-03-23 | 2018-03-23 | |
| US62/646,982 | 2018-03-23 | ||
| US16/039,093 | 2018-07-18 | ||
| US16/039,093 US20200028134A1 (en) | 2018-07-18 | 2018-07-18 | Battery cell for an electric vehicle battery pack |
| PCT/CN2018/125635 WO2019179206A1 (en) | 2018-03-23 | 2018-12-29 | Battery cell for an electric vehicle battery pack |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111712947A CN111712947A (zh) | 2020-09-25 |
| CN111712947B true CN111712947B (zh) | 2022-09-09 |
Family
ID=67988201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201880085044.5A Active CN111712947B (zh) | 2018-03-23 | 2018-12-29 | 电动车辆电池组的电池电芯 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111712947B (zh) |
| WO (1) | WO2019179206A1 (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114424388A (zh) * | 2019-09-30 | 2022-04-29 | 株式会社村田制作所 | 二次电池 |
| GB2623908A (en) * | 2022-03-18 | 2024-05-01 | The Structural Battery Company Ltd | A Structured Battery and Method of Manufacture |
| SE2251009A1 (en) * | 2022-08-31 | 2023-09-18 | Northvolt Ab | Cylindrical secondary cell lid comprising a vent feature |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0992334A (ja) * | 1995-09-21 | 1997-04-04 | Fuji Photo Film Co Ltd | 密閉型非水二次電池 |
| CN101521294A (zh) * | 2008-10-10 | 2009-09-02 | 比亚迪股份有限公司 | 一种电动汽车用动力电池 |
| EP2793291A2 (en) * | 2013-04-18 | 2014-10-22 | Samsung SDI Co., Ltd. | Rechargeable battery module |
Family Cites Families (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5352547A (en) * | 1992-08-27 | 1994-10-04 | Hitachi Maxell, Ltd. | Organic electrolytic solution and organic electrolytic solution cell |
| JP3511698B2 (ja) * | 1994-11-29 | 2004-03-29 | 宇部興産株式会社 | 密閉型非水二次電池 |
| JP3651962B2 (ja) * | 1995-06-09 | 2005-05-25 | Ｆｄｋ株式会社 | 防爆安全機能を有する電池 |
| JP2006147180A (ja) * | 2004-11-16 | 2006-06-08 | Toshiba Corp | 非水電解質二次電池 |
| KR100659835B1 (ko) * | 2005-03-30 | 2006-12-19 | 삼성에스디아이 주식회사 | 과충전 보호회로가 내장된 센터핀을 갖는 원통형 리튬 이온이차 전지 |
| KR100947989B1 (ko) * | 2007-11-06 | 2010-03-18 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지 및 그 제조 방법 |
| US20100216014A1 (en) * | 2009-02-24 | 2010-08-26 | Eveready Battery Company, Inc. | Closure Assembly for Electrochemical Cells |
| FR2946800B1 (fr) * | 2009-06-15 | 2011-06-24 | Saft Groupe Sa | Conteneur pour accumulateur etanche |
| US9620751B2 (en) * | 2009-09-30 | 2017-04-11 | Lg Chem, Ltd. | Dual sealing cap assembly and cylindrical secondary battery including the same |
| DE102011088731A1 (de) * | 2011-12-15 | 2013-06-20 | Robert Bosch Gmbh | Batteriezelle, Batterie, Kraftfahrzeug |
| KR101744092B1 (ko) * | 2013-04-18 | 2017-06-20 | 삼성에스디아이 주식회사 | 미세전류 전달부재를 갖는 이차 전지 |
| KR20150053597A (ko) * | 2013-11-08 | 2015-05-18 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리 모듈 |
| KR102194984B1 (ko) * | 2014-04-08 | 2020-12-28 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지 |
| KR102356494B1 (ko) * | 2015-04-06 | 2022-01-26 | 삼성에스디아이 주식회사 | 단락부재를 갖는 이차 전지 |
| KR102513320B1 (ko) * | 2015-10-26 | 2023-03-24 | 삼성에스디아이 주식회사 | 이차 전지 |
| JP6707367B2 (ja) * | 2016-02-29 | 2020-06-10 | 三洋電機株式会社 | 二次電池及び組電池 |
| KR102629053B1 (ko) * | 2016-08-08 | 2024-01-23 | 삼성에스디아이 주식회사 | 집전부재를 갖는 이차 전지 |
| CN207116559U (zh) * | 2017-09-08 | 2018-03-16 | 华霆（合肥）动力技术有限公司 | 单体电池及电源设备 |
-
2018
- 2018-12-29 WO PCT/CN2018/125635 patent/WO2019179206A1/en active Application Filing
- 2018-12-29 CN CN201880085044.5A patent/CN111712947B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0992334A (ja) * | 1995-09-21 | 1997-04-04 | Fuji Photo Film Co Ltd | 密閉型非水二次電池 |
| CN101521294A (zh) * | 2008-10-10 | 2009-09-02 | 比亚迪股份有限公司 | 一种电动汽车用动力电池 |
| EP2793291A2 (en) * | 2013-04-18 | 2014-10-22 | Samsung SDI Co., Ltd. | Rechargeable battery module |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN111712947A (zh) | 2020-09-25 |
| WO2019179206A1 (en) | 2019-09-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111712947B (zh) | 电动车辆电池组的电池电芯 | |
| CN104285318B (zh) | 电流切断装置以及使用电流切断装置的蓄电装置 | |
| US11228071B2 (en) | Battery cell for electric vehicle battery pack | |
| EP2626925B1 (en) | Cap assembly and second battery using same | |
| EP2482358B1 (en) | Cap assembly and secondary battery using same | |
| JP4238228B2 (ja) | キャップ組立体及びこれを備えた二次電池 | |
| US9843025B2 (en) | Secondary battery and method for manufacturing the same | |
| KR101182284B1 (ko) | 이차 전지 | |
| JP4391467B2 (ja) | リチウム二次電池 | |
| US8241772B2 (en) | Integrated battery pressure relief and terminal isolation system | |
| US8409736B2 (en) | Cap assembly with desirable safety performance | |
| EP3321993B1 (en) | Secondary battery | |
| KR101772266B1 (ko) | 우수한 전기차단성을 구비한 이차전지용 캡조립체 및 그 이차전지 | |
| CN103035874A (zh) | 电池 | |
| US8501333B2 (en) | Cap assembly and secondary battery using the same | |
| US20110117403A1 (en) | Battery Cell with a Center Pin Comprised of a Low Melting Point Material | |
| CN108511670B (zh) | 一种电池电极组件、盖板组件及电池 | |
| KR101523064B1 (ko) | 캡 조립체 및 이를 포함하는 이차 전지 | |
| US20200028134A1 (en) | Battery cell for an electric vehicle battery pack | |
| US20200152955A1 (en) | Battery cell for an electric vehicle battery pack | |
| CN109962205B (zh) | 电池盖板组件、单体电池、电池模组、动力电池包和电动汽车 | |
| US20230207989A1 (en) | Cap Assembly and Secondary Battery Including the Same | |
| EP3989353A1 (en) | Battery module comprising bus bar plate, battery pack comprising same, and electronic device |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |