CN112886132B - 电池 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电池，电池包括：电池本体，所述电池本体具有泄压孔；以及防爆阀，所述防爆阀与所述电池本体连接且封闭所述泄压孔，所述防爆阀的背离所述泄压孔的一侧具有呈凹槽状的刻痕，所述刻痕限定出的区域至少部分与所述泄压孔相对；其中，所述刻痕的横截面积为S，所述刻痕的总长为L，所述电池的体积为V，且满足如下条件：5.4≤V/(10000*S*L)≤13.5。通过在一定范围内设置刻痕的横截面积、刻痕的总长和电池本体的体积之间的数值比例，可以得出减小防爆阀的开启的波动范围，可以提高防爆阀开启的精度，从而可以提高电池的安全性。

Description

电池

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其是涉及一种电池。

背景技术

随着社会的不断发展，电动车辆、数码相机等产品得到了广泛的应用，这些通常需要设置电池以提供电能，电池的安全性变得有尤为重要。电池内一般设有为防止电池爆炸的防爆阀，防爆阀上设有刻痕，当电池内的气压超过防爆阀的开启压力时，防爆阀可以开启来释放掉电池内的气压，防止电池发生爆炸。

相关技术中，电池内的刻痕的形状及参数的设计不够精确，当电池设计发生变化时，无法针对具体设计进行参数的调节，使防爆阀启动压力的数值不够准确，导致会出现防爆阀应该启动而无法启功，或提前启动的情况，影响整个电池或电池系统的安全性。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种电池，通过合理地设置电池防爆阀上的刻痕的参数，可以提高防爆阀开启的精度，从而可以提高电池的安全性。

根据本发明实施例的电池，包括：电池本体，所述电池本体具有泄压孔；以及防爆阀，所述防爆阀与所述电池本体连接且封闭所述泄压孔，所述防爆阀的背离所述泄压孔的一侧具有呈凹槽状的刻痕，所述刻痕限定出的区域至少部分与所述泄压孔相对；其中，所述刻痕内限定出的凹槽的横截面积为S，所述刻痕的总长为L，所述电池的体积为V，且满足如下条件：5.4≤V/(10000*S*L)≤13.5。

根据本发明实施例的电池，在一定范围内设置刻痕的横截面积、刻痕的总长和电池本体的体积之间的数值比例，以减小防爆阀的开启的波动范围，可以提高防爆阀开启的精度，从而可以提高电池的安全性。

根据本发明的一些实施例，所述电池为三元电池，且满足8.55≤V/(10000*S*L)≤13.5；

根据本发明的一些实施例，所述电池为磷酸铁锂电池，且满足5.4≤V/(10000*S*L) ≤9.4。

根据本发明的一些实施例，所述电池的长为a，宽或者直径为b，且满足a/b为 23-200。

根据本发明的一些实施例，所述刻痕是横截面为倒梯形的凹槽，所述刻痕的两个侧壁的夹角为30°-120°。

根据本发明的一些实施例，所述刻痕是横截面为倒梯形的凹槽，所述刻痕是横截面为倒梯形的凹槽，所述刻痕的两个侧壁的夹角为40°-60°。

根据本发明的一些实施例，所述刻痕包括底壁和两个连接在所述底壁的两相对侧的侧壁，所述刻痕的底壁的宽度为0.5mm-4mm。

根据本发明的一些实施例，所述刻痕的高度为L1，与所述膜片在所述刻痕所在处的剩余高度L2之间的比值为L1/L2,其中，0.33≤L1/L2≤3。

根据本发明的一些实施例，所述刻痕的高度为L1，与所述膜片在所述刻痕所在处的剩余高度L2之间的比值为L1/L2,1≤L1/L2≤2。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的防爆阀的俯视图；

图2是根据本发明实施例的防爆阀的剖面图；

图3是图2的A部分的放大图；

图4是根据本发明实施例的L1、L2的示意图；

图5为根据本发明实施例的防爆阀的刻痕的侧壁所夹不同角度对应的起爆压力图；

图6为根据本发明实施例的防爆阀的刻痕的侧壁所夹角度为30度-40度时的过程能力图；

图7为根据本发明实施例的防爆阀的刻痕的侧壁所夹角度为60度-120度时的过程能力图；

图8为根据本发明实施例的防爆阀的刻痕的侧壁角度为40度-60度时的过程能力图。

附图标记：

泄压孔10；

防爆阀20；刻痕21；横截面211；底壁212，侧壁213。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本发明的实施例。

下面参考图1-图8描述根据本发明实施例的电池。

如图1-图4所示，根据本发明实施例的电池，包括电池本体和防爆阀20。

具体而言，电池本体具有泄压孔10。防爆阀20与电池本体连接并且封闭泄压孔10，防爆阀20的背离泄压孔10的一侧具有呈凹槽状的刻痕21，刻痕21限定出的区域至少部分与泄压孔10相对。刻痕21的横截面积为S，刻痕21的总长为L，电池的体积为V，且满足如下条件：5.4≤V/(10000*S*L)≤13.5。

当电池内部的气压大于防爆阀20的开启压力时，防爆阀20可以自动打开以释放电池内部的气体，避免电池内部气压升高从而发生爆炸。电池的体积V越大，电池的容量越高，所需的防爆阀20的排气面积就越大。由此，为保证电池实现精准开启，除了设定准确的防爆阀20开启压力，还需要根据刻痕21的横截面积S与刻痕21的总长L的数值来进一步控制防爆阀20的开启条件，可以得出当满足关系式：5.4≤V/(10000*S*L) ≤13.5时，防爆阀20的开启压力波动范围更小。

根据本发明实施例的电池，在一定范围内设置刻痕的横截面积、刻痕的总长和电池本体的体积之间的数值比例，以得出使防爆阀20的开启压力波动范围变小的参数范围，使防爆阀20可针对不同的电池实现精准开启，避免传统的防爆阀的启动压力不准确导致防爆阀提前启动或延迟启动，可以使防爆阀20开启更精准，从而可以提高电池的安全性。

可选地，防爆阀20的横截面积可以为例如圆形、椭圆形的多种形状。

三元电池与磷酸铁锂电池由于产气量不同、电池内部的压力不同，导致起爆压力不同，从而具有不同的开启压力数值的范围。

根据本发明的一些具体实施例，电池为三元电池，并且满足8.55≤V/(10000*S*L)≤13.5。三元电池产气量较大，电池内部的压力大，因此需要的起爆压力较大。以M型号的三元电池为例，三元电池的防爆阀20开启压力数值的范围是0.6-0.8MPa。

根据本发明的一些可选实施例，参照表1，电池为磷酸铁锂电池，磷酸铁锂电池比较稳定，产气量较小，电池内部的压力小，因此需要的起爆压力较小，以M型号的磷酸铁锂电池为例，磷酸铁锂电池的防爆阀20开启压力P的数值范围是在0.4-0.6MPa之间。并且满足5.4≤V/(10000*S*L)≤9.4。通过调整刻痕21的横截面积S以及刻痕21的长度 L可以得到表1的电池的参数范围。

表1

进一步地，电池的长为a，宽或者直径为b，并且满足a/b为23-200。

具体而言，在本发明的实施例中的参数的范围，尤其适用电池长度与宽度或者直径比值较大的电池，并且可以满足长与宽或直径的比例范围为23到200。

具体地，刻痕21由底壁212和两个侧壁213形成，底壁212、侧壁213均为平面，两个侧壁213与底壁212所夹的角度均为钝角，由此，刻痕21形成为自底部向顶部(例如，图3中的由下到上方向)槽宽逐渐增大的倒梯形的凹槽。

根据本发明的一些实施例，刻痕21是横截面211为倒梯形的凹槽，刻痕21的两个侧壁213的夹角为30°-120°。这样设置的倒梯形结构精度易于控制，在冲压工程中易于向两侧排料，并且冲压过程简单。

参照图2和图3，凹槽为等腰梯形，凹槽的侧壁213为左右两侧的与垂直面具有一定角度的侧边，两个侧壁213的延长线可以相交从而可以形成两个侧壁213的夹角，凹槽的底壁212(例如，图1中位于上端的边)朝向电池的外部，当两个侧壁213的夹角的范围为30°-120°时，凹槽的底壁212与侧壁213的夹角范围为30°-75°，这样的起爆压力与sample(样本)的参数可以具有表2的特征。

进一步地，刻痕21是横截面211为倒梯形的凹槽，刻痕21的两个侧壁213的夹角为40°-60°。当两个侧壁213的延长线的夹角小于30°或者大于120°时，防爆阀20 的刻痕21不易于冲压制造。参照图5，通过相关实验数据，当两个侧壁213的延长线的夹角范围在30°-40°或者60°-120°之间时，防爆阀20的开启压力虽然依旧能够处于规定的要求0.4-0.6MPa范围内,但是防爆阀20的开启压力波动范围较大。

参图6-图8，整体能力和组内能力分别表示对过程能力的度量。可以通过比较整体能力和组内能力来评估子组间差异的影响。结合图中所绘曲线，整体能力曲线和组内能力曲线差异较小时，表示过程的稳定性高。当两个侧壁213的角度为30°-40°时，组内的CPK的数值为0.92，整体能力曲线和组内能力曲线差异较大。当两个侧壁213的角度为60°-120°时，组内的CPK的数值1.18，整体能力曲线和组内能力曲线差异较大。当两个侧壁213的角度为40-60°之间时，组内的CPK的数值为1.40，整体能力曲线和组内能力曲线差异较小，过程的稳定性高。由此，当两个侧壁213的延长线的夹角为40° -60°之间时，可以提高防爆阀20开启的精度。

根据本发明的一些实施例，如图1和图2所示，刻痕21的横截面211为倒梯形。刻痕21包括底壁212和两个连接在底壁212的两相对侧的侧壁213，刻痕21的底壁212 过大，会导致刻痕21的横截面积过大，防爆阀20的启动压力变小，当电池在高温高湿等环境下或者长期使用后，容易导致防爆阀20出现冷启动(防爆阀20没有达到启动标准时，提前启动)的情况。防爆阀20的底壁212过小时，会导致刻痕21的横截面积过小，防爆阀20启动压力变大，使防爆阀20启动滞后，会导致电池腔体内部压力过大，并且这样的电池制造困难，差异性大，进而导致防爆阀20启动压力波动范围大，影响电池的稳定性。可选地，当刻痕21的底壁212的宽度为0.5mm-4mm时，防爆阀20的启动压力波动范围小，电池的稳定性高。

进一步地，参照图4，刻痕21的高度为L1，与防爆阀在刻痕21所在处的剩余高度L2之间的比值为L1/L2,L1与L2的高度之和为防爆阀的高度。当L1/L2比值过大时，此时刻痕21处剩余厚度小，启动压力过小，并且防爆阀20在长期使用或者高温高湿环境下使用后，会导致防爆阀20在没有达到启动标准时提前启动。当L1/L2比值过小时，此时刻痕21处剩余厚度大，从而使启动压力大，导致防爆阀20的启动时间边长，使电池的结构稳定性变差。当L1/L2的比值满足0.33≤L1/L2≤3时，防爆阀20开启的精度较高。

可选地，1≤L1/L2≤2。当L1/L2的比值满足1≤L1/L2≤2时，可以更加精准的控制防爆阀20开启压力，从而可以提高电池的安全性。

根据本发明实施例的电池的其他构成例如电池壳和电解液等以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (9)

1.一种电池，其特征在于，包括：

电池本体，所述电池本体具有泄压孔；以及

防爆阀，所述防爆阀与所述电池本体连接且封闭所述泄压孔，所述防爆阀的背离所述泄压孔的一侧具有呈凹槽状的刻痕，所述刻痕限定出的区域至少部分与所述泄压孔相对；

其中，所述刻痕内限定出的凹槽的横截面积为S，所述刻痕的总长为L，所述电池的体积为V，且满足如下条件：5.4≤V/(10000*S*L)≤13.5。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池为三元电池，且满足8.55≤V/(10000*S*L)≤13.5。

3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池为磷酸铁锂电池，且满足5.4≤V/(10000*S*L)≤9.4。

4.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池的长为a，宽或者直径为b，且满足a/b为23-200。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的电池，其特征在于，所述刻痕是横截面为倒梯形的凹槽，所述刻痕的两个侧壁的夹角为30°-120°。

6.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，所述刻痕的两个侧壁的夹角为40°-60°。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的电池，其特征在于，所述刻痕包括底壁和两个连接在所述底壁的两相对侧的侧壁，所述刻痕的底壁的宽度为0.5mm-4mm。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的电池，其特征在于，所述刻痕的高度为L1，与所述防爆阀在所述刻痕所在处的剩余高度L2之间的比值为L1/L2,其中，0.33≤L1/L2≤3。

9.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，1≤L1/L2≤2。

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