CN113013503B - 电池及用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电池技术领域，尤其是涉及一种电池及用电装置，其中，电池包括：电池单体；箱体，用于容纳电池单体；管道，用于冷凝箱体内部的气体以形成冷凝液；集液件，设置于电池单体和所述管道之间，集液件具有绝缘性能，用于阻隔电池单体和冷凝液，以防止电池单体短路。通过在电池内部设置集液件以阻隔电池单体和冷凝液，可以防止冷凝液在电池内部四处流动进而与带电结构接触造成的电池短路、漏电问题等问题，提高电池使用过程中的安全性能。

Description

电池及用电装置

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其是涉及一种电池及用电装置。

背景技术

在采用电能作为驱动能源的装置中，电池作为其核心部件，保证电池的 使用安全性对于确保装置整体的使用安全来说至关重要，而电池的热失控是威 胁电池使用安全的一个重要因素。

为应对电池热失控的问题，相关技术中的电池通常会增加管道以对发生热 失控的电池进行降温，防止热失控的蔓延。然而，设置了管道的电池却容易发 生短路问题。

发明内容

本申请提供一种电池、用电装置、制备电池的方法及装置，可以将管道冷 凝电池内部气体所产生的冷凝液收集起来，防止冷凝液在电池内部四处流动进 而与带电结构接触造成的电池短路。

本申请的第一方面提供一种电池，包括：

电池单体；

箱体，用于容纳电池单体；

管道，用于冷凝箱体内部的气体以形成冷凝液；和

集液件，设置于电池单体和管道之间，集液件朝向管道设有第一容纳部， 第一容纳部用于收集冷凝液。

在一些实施例中，第一容纳部被设置为凹槽，凹槽沿管道的中轴线方向 的至少一端具有开口，用于将冷凝液经由开口排出凹槽。

在一些实施例中，电池单体为多个且排列设置，凹槽沿多个电池单体排 列的方向延伸，且凹槽的开口所在的平面为沿排列方向上最外侧的电池单体 的侧面；

或者，凹槽的开口所在的平面超出沿排列方向上最外侧的电池单体的侧面。

在一些实施例中，第一容纳部还被配置为容纳管道的至少一部分，以使 得管道冷凝的冷凝液流入第一容纳部。

在一些实施例中，凹槽的深度为1-5毫米。

在一些实施例中，集液件具有绝缘性能，以防止电池单体短路。

在一些实施例中，集液件与管道连接方式为粘贴式。

在一些实施例中，电池单体包括泄压机构，泄压机构用于在电池单体的 内部压力或温度达到阈值时致动以排出排放物以泄放内部压力；

管道容纳有消防介质，消防介质通过管道冷凝箱体内部的气体以形成冷凝 液，且管道被构造为在泄压机构致动时泄放消防介质，以使消防介质进入电池 单体的内部；

集液件包括薄弱区，薄弱区被构造为在泄压机构致动时，使得消防介质穿 过薄弱区流向电池单体。

在一些实施例中，薄弱区被设置为通孔；或者，薄弱区被设置为在泄压 机构致动时被破坏以形成通孔的结构。

在一些实施例中，薄弱区设置在凹槽靠近电池单体的面上，以使得收集 在凹槽内的消防介质和冷凝液通过薄弱区流向电池单体。

在一些实施例中，电池还包括固定件，固定件设置于电池单体与管道之间， 以使管道固定于电池单体上。

在一些实施例中，固定件还包括多个卡扣，卡扣用于与管道卡接，且多 个卡扣沿管道的中轴线方向排布，并位于薄弱区的两侧，以阻挡位于卡扣之 间的消防介质和冷凝液沿管道的中轴线方向流出卡扣所形成的区域。

在一些实施例中，电池还包括隔离部件，隔离部件设置于集液件和泄压 机构之间。

在一些实施例中，隔离部件与泄压机构对应的区域设置有第二容纳部， 集液件设置在第二容纳部内。

本申请的第二方面提供一种用电装置，包括上述实施例的电池，电池用 于提供电能。

本申请的第三方面提供一种制备电池的方法，包括：

提供电池单体；

提供箱体，箱体用于容纳电池单体；

提供管道，管道用于冷凝箱体内部的气体以形成冷凝液；

提供集液件，集液件设置于电池单体和管道之间，且集液件朝向管道设有 第一容纳部，第一容纳部用于收集冷凝液。

本申请的第四方面提供一种制备电池的装置，包括：

第一装置，用于提供电池单体；

第二装置，用于提供箱体，箱体用于容纳电池单体；

第三装置，用于提供管道，管道用于冷凝箱体内部的气体以形成冷凝液； 和

第四装置，用于提供集液件，集液件设置于电池单体和管道之间，集液件 朝向管道设有第一容纳部，第一容纳部用于收集冷凝液。

本申请提供的电池通过在电池单体与管道之间设置集液件，并在集液件上 设置第一容纳部，使得管道冷凝箱体内的气体后产生的冷凝液会直接流到第一 容纳部内，而不会在电池内部四处流动，进而与电池单体上的带电结构接触， 从而使得电池不容易发生短路失效或漏电等问题，同时，收集在集液件的第一 容纳部内的冷凝液能够在电池热失控时为热失控的电池降温，延缓或抑制热失 控的蔓延，提高电池使用过程中的安全性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施 例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描 述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出 创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分， 本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限 定。

图1-A是本申请实施例的一种用电装置的结构示意图。

图1-B是本申请实施例的一种电池的结构示意图。

图1-C是本申请实施例的一种电池模块的结构示意图。

图1-D是本申请实施例的一种电池单体的结构示意图。

图2是本申请实施例的一种电池的爆炸结构示意图。

图3是图2中A部分的局部放大示意图。

图4是本申请实施例的一种电池的剖视结构示意图。

图5是图4中B部分的局部放大示意图。

图6是本申请实施例的一种电池隐藏管道后的结构示意图。

图7是图6中C部分的局部放大示意图。

图8本申请实施例的一种制备电池的工艺流程图。

图9本申请实施例的一种制备电池的装置的结构示意图。

附图标记说明：

200、电池；210、控制器；220、马达；

300、电池模块；201、第一箱体；202、第二箱体；

400、电池单体；40、壳体；30、电极组件；301、极耳；10、端盖组件； 10’、端盖板；302、连接构件；2、注液构件；5、电极端子；6、泄压机构；7、 汇流部件；

100、管道；110、集液件；120、凹槽；130、薄弱区；140、卡扣；150、 绝缘部件；160、隔离部件；161、第二容纳部；

401、第一装置；402、第二装置；403、第三装置；404、第四装置。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及 实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施 例仅仅用以解释本申请，为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保 护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于 本申请的保护范围之内。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技 术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中在申请的说明书中所使用的 术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的 说明书和权利要求书及附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任 何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或 特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该 短语“实施例”并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的 独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所 描述的实施例可以与其它实施例相结合。

本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以 存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B， 单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是 一种“或”的关系。

此外，本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第 二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序，可以明示或者隐含 地包括一个或者更多个该特征。

在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是指两个以上(包 括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语 “安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，机械结构的“相连” 或“连接”可以是指物理上的连接，例如，物理上的连接可以是固定连接， 例如通过固定件固定连接，例如通过螺丝、螺栓或其它固定件固定连接；物 理上的连接也可以是可拆卸连接，例如相互卡接或卡合连接；物理上的连接 也可以是一体地连接，例如，焊接、粘接或一体成型形成连接进行连接。电 路结构的“相连”或“连接”除了可以是指物理上的连接，还可以是指电连 接或信号连接，例如，可以是直接相连，即物理连接，也可以通过中间至少 一个元件间接相连，只要达到电路相通即可，还可以是两个元件内部的连通； 信号连接除了可以通过电路进行信号连接外，也可以是指通过媒体介质进行 信号连接，例如，无线电波、蓝牙等。对于本领域的普通技术人员而言，可 以具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

为了在以下实施例中清楚地描述各个方位，可以使用一些方位用词，例 如，如图1-D中的坐标系统对电池200的各个方位方向进行了定义，z方向 表示电池单体400的长度方向，y方向在水平面内与x方向垂直，表示电池 单体400的宽度方向，z方向垂直于x方向和y方向，表示电池200的高度 方向。此外，上述描述的x方向、y方向以及z方向等用于说明本实施例的 电池200的各构件的操作和构造的指示方向的表述不是绝对的而是相对的， 且尽管当电池200的各构件处于图中所示的位置时这些指示是恰当的，但是 当这些位置改变时，这些方向应有不同的解释，以对应此种改变。

基于相同的方位理解，在本申请的描述中，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”、 “顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简 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申请的限制。

可充电电池200可以称为二次电池或动力电池，目前，使用比较广泛的 可充电电池为锂电池，例如，锂硫电池、钠锂离子电池或镁离子电池，但不 局限于此。为描述方便，本文中可以将可充电电池统称为电池200。

电池200的安全特性是衡量电池200的一个重要特性，在使用或充电时 需要尽可能保证电池200的安全性。

电池200一般由多个电池单体400连接组合而成，当电池单体400发生 外部短路、过充、针刺、平板冲击等等情况时，电池单体400容易发生热失 控，此时，该电池单体400内部会产生排放物，该排放物包含高温烟气(严 重者产生明火)和挥发的高温电解液等物质，这些排放物在排放的过程中会 发生热扩散，从而导致其他电池单体400发生热失控，甚至还会引发爆炸等 事故。

针对电池单体400的热失控，目前一种有效的方案，是设置管道100， 并在管道100内装入消防介质，从而达到在电池单体400发生热失控时，管 道100释放消防介质，以阻止或延缓电池单体400发生爆炸或失火。同时， 在一些实施例中，管道100还可以具备温度调节功能，在电池200温度过高 时，对电池200进行降温，从而防止电池200由于温度较高而发生热失控； 在电池200内部温度较低时，对电池200进行升温，从而使电池200在适宜 的温度下工作。

管道100一般与电池单体400的泄压机构6相对设置，例如，管道100 可以设置在容纳电池200的箱体的上箱盖内或者设置在电池单体400上。

上述方案能够预防热失控的发生，并在电池单体400发生热失控时，对 热失控情况进行及时地控制，但是，申请人发现上述电池200容易出现短路。 面对上述问题，申请人对电池200内部容易出现短路部位均做了绝缘处理， 但是短路问题仍然存在。申请人进行了进一步的分析发现，当采用管道100 解决热失控问题时，管道100受到电池200内部高温高湿空气的冲击时会产 生冷凝液，冷凝液四处流动，尽管对容易出现短路的部位做绝缘处理，仍不 能避免冷凝液与电池200上的其他带电结构接触，进而使得电池200漏电或 者短路问题频发。

鉴于此，本申请欲提供一种电池200，其通过在电池单体400与管道100 之间设置集液件110，并在集液件110上设置第一容纳部，使得管道100冷 凝空气后产生的冷凝液会直接流到第一容纳部内，不会在电池200内部四处 流动进而与电池单体400上的带电结构接触，从而使得电池200不容易发生 短路和漏电等风险，同时，收集在集液件110第一容纳部内的冷凝液能够在 电池200热失控时为电池200降温，抑制热失控的蔓延，提高电池200使用 过程中的安全性能。

本申请实施例中的电池200可应用于各种能够以电能提供动力来源的用 电装置。此处的用电装置可以但并非仅限于电动汽车、电动列车、电动自行 车、高尔夫球车、无人机或轮船等。并且，用电装置可为仅使用电池200提 供动力的装置，也可为混合动力型装置。电池200为用电装置提供电能，并 通过电机带动电动装置行进。

例如，如图1-A所示，为本申请一实施例的一种用电装置的结构示意图， 用电装置可以为汽车，汽车可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能 源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。汽车包括电池 200、控制器210和马达220。电池200用于向控制器210和马达220供电， 作为汽车的操作电源和驱动电源，例如，电池200用于汽车的启动、导航和 运行时的工作用电需求。例如，电池200向控制器210供电，控制器210控 制电池200向马达220供电，马达220接收并使用电池200的电力作为汽车 的驱动电源，替代或部分地替代燃油或天然气为汽车提供驱动动力。

为了使得电池200达到较高的功能以满足使用需求，电池200可以包括 相互电连接的多个电池模块300，如图1-B所示，电池200包括箱体，箱体 包括第一箱体1、第二箱体2和多个电池模块300，其中，第一箱体1和第二 箱体2相互扣合，多个电池模块300排布在第一箱体1和第二箱体2围合形 成的空间内。第一箱体1和第二箱体2可由铝、铝合金或其它金属材料制成。 在一些实施例中，第一箱体1和第二箱体2密封连接。

如图1-C所示，电池模块300可以包括一个或多个电池单体400，当电 池模块300包括多个电池单体400时，多个电池单体400可以通过串联、并 联或混联的方式电连接以实现较大的电流或电压，其中，所述混联是指串联 和并联的组合。实现电池单体400之间电连接的部件为汇流部件7(参照图2)， 汇流部件7是指设置在不通的电池单体400之间的导电元件，按照预设的电 池单体400的连接顺序将汇流部件7连接于两个电池单体400的电极端子上， 从而实现电池单体400之间的电连接。另外，多个电池单体400可以按照预 定规则排列，如图1-C所示，电池单体400可立放，电池单体400的高度方 向与z方向一致，多个电池单体400沿y方向并排设置；或者，电池单体400 可以平放，电池单体400的宽度方向与z方向一致，多个电池单体400沿z 方向可以堆叠至少一层，每一层包括沿x方向或y方向排列的多个电池单体 400。

为了使本领域技术人员清楚地了解本申请的改进点，首先对电池单体 400的整体结构进行说明。

如图1-D所示，电池单体400包括壳体40、电极组件30和端盖组件10， 端盖组件10包括端盖板10’，端盖板10’与壳体40连接(例如，焊接)形 成电池单体400的外壳，电极组件30设置在壳体40内，且壳体40内填充电 解液。电池单体400可为立方体形、长方体形或圆柱体形。

根据实际使用需求，电极组件30可设置为单个或多个。如图1-D所示， 也可在电池200内设置至少两个独立卷绕的电极组件30。电极组件30可通 过将第一极片、第二极片以及位于相邻第一极片和第二极片之间的隔离膜一 同卷绕或堆叠而形成主体部，其中，隔离膜是介于相邻第一极片和第二极片 之间的绝缘体。在本实施例中，示例性地以第一极片为正极极片，第二极片 为负极极片进行说明。正极活性物质被涂覆在正极极片的涂覆区上，而负极 活性物质被涂覆到负极极片的涂覆区上。由主体部的涂覆区延伸出的多个未 涂覆区层叠作为极耳301。电极组件30包括两个极耳301，即正极极耳和负 极极耳。正极极耳从正极极片的涂覆区延伸出，而负极极耳从负极极片的涂 覆区延伸出。

端盖组件10设在电极组件30顶部，如图1-D所示，端盖组件10包括 端盖板10’和两个电极端子5，两个电极端子5分别为正极端子和负极端子， 每个电极端子5对应设置一个连接构件302，连接构件302位于端盖板10’ 与电极组件30之间。

例如，图1-D中电极组件30的极耳301位于电极组件30的顶部，正极 极耳通过一个连接构件302与正极端子连接，负极极耳通过另一个连接构件 302与负极端子连接。可以理解的是，电池单体400也可以包括两个端盖组 件10，分别设置于壳体40的两端，每个端盖组件10上各设置一个电极端子 5。

端盖板10’上还可设置防爆构件，当电池单体400内气体太多时及时释 放电池单体400内的气体，避免发生爆炸。

端盖板10’上设有排气孔，排气孔可设在端盖板10’沿长度方向的中间 位置。防爆构件包括泄压机构6，泄压机构6设在排气孔上，在正常状态下， 泄压机构6密封安装于排气孔，在电池单体400发生膨胀使外壳内的气压升 高至超出预设值时，泄压机构6开启，气体通过泄压机构6向外释放。

泄压机构6是指在电池单体400的内部压力或内部温度达到预定阈值时 能够致动以泄放内部压力和/或内部物质的元件或部件。泄压机构6具体可以 采用诸如防爆阀、气阀、泄压阀或安全阀等的形式，并可以具体采用压敏或 温敏的元件或构造，即，当电池单体400的内部压力或温度达到预定阈值时， 泄压机构6执行动作或者泄压机构6中设有的薄弱结构被破坏，从而形成可 供内部压力泄放的开口或通道。本申请中所称的阈值可以是压力阈值或温度 阈值，该阈值的设计根据设计需求的不同而不同，例如可根据被认为是存在危险或失控风险的电池单体400的内部压力或内部温度值而设计或确定该阈 值。并且，该阈值例如可能取决于电池单体400中的正极极片、负极极片、 电解液和隔离膜中的一种或几种所用的材料。

本申请中所提到的“致动”是指泄压机构6产生动作或被激活至一定的 状态，从而使得电池单体400的内部压力得以被泄放。泄压机构6产生的动 作可以包括但不限于：泄压机构6中的至少一部分破裂、破碎、被撕裂或者 打开，等等。泄压机构6在致动时，电池单体400的内部的高温高压物质作 为排放物会从致动的部位向外排出。以此方式能够在可控压力或温度的情况 下使电池单体400发生泄压，从而避免潜在的更严重的事故发生。本申请中 所提到的来自电池单体400的排放物包括但不限于：电解液、被溶解或分裂 的正负极极片、隔离膜的碎片、反应产生的高温高压气体、火焰，等等。高 温高压的排放物朝向电池单体400的设置泄压机构6的方向排放，并且可更 具体地沿朝向泄压机构6致动的区域的方向排放，这种排放物的威力和破坏 力可能很大，甚至可能足以冲破在该方向上的一个或多个薄壁结构。

在一些实施例中，如图1-D所示，端盖板10’上设有用于向电池单体 400内注入电解液的通孔，通孔可采用圆孔、椭圆孔、多边形孔或其它形状 的孔，并可沿端盖板10’的高度方向延伸。端盖板10’上设有用于将通孔封 闭的注液构件2。

为解决电池200在使用过程中的上述问题，本申请提供的电池200的具 体结构如下。

如所示2、图4所示，电池200包括：箱体、电池模块300、管道100 和集液件110。

其中，箱体为中空结构，从而将电池单体400封装在箱体内，图中为清 楚展示集液件110与管道100结构，未具体示出箱体结构。

箱体内形成用于容纳电池单体400的内腔，该内腔能够容纳至少一个电 池模块300。

电池模块300包括一个或多个电池单体400，当电池模块300包括多个 电池单体400时，多个电池单体400之间可以在厚度方向上沿直线排列。同 时，当有多个电池模块300时，多个电池模块300之间可以沿垂直于电池单 体400的排列方向上排列，例如，定义同一电池模块300内的电池单体400 之间的排列方向为y方向，则多个电池模块300的排列方向为x方向，而各 个电池单体400的泄压机构6的朝向为Z方向，在一些实施例中，z方向可 以为第一箱体1开口的方向。

参照图2、图4和图6，管道100位于电池模块300一侧，管道100内容 纳有消防介质，且管道100被构造为在任一电池单体400上的泄压机构6致 动时泄放消防介质，以使消防介质进入该电池单体400的内部，例如，设置 管道100的管壁的熔点低于电池单体400热失控瞬间的排放物具有的温度， 从而使得排放物能够轻易将管道100熔穿以释放消防介质。在一些实施例中， 管道100沿着同一电池模块300内的电池单体400的排列方向延伸，并且，管道100正对每一电池单体400上的泄压机构6，以使电池单体400发生热 失控之后，在泄压机构6致动的瞬时，管道100释放消防介质，并且消防介 质尽可能多的进入到该电池单体400的内部。

消防介质可以为液态灭火剂，如水、液氮等，也可为固态粉末灭火剂， 如干粉灭火剂、氟蛋白泡沫灭火剂、水成膜泡沫灭火剂等，例如，采用比热 容较大、能够对热失控的电池单体400进行迅速降温、成本较低、存储要求 也较低的液态水作为消防介质。

当消防介质的温度低于环境温度，而环境空气又具有一定湿度时，消防 介质会通过管道100冷凝箱体内部的气体以形成冷凝液。

参照图4、图5，为了防止冷凝液流到电池单体400的带电结构(例如电 极端子5和连接构件302等)上而造成电池200短路或者漏电，集液件110 设置于电池单体400和管道100之间，用于收集管道100冷凝的冷凝液，防 止冷凝液在电池200内部四处流动，进而与带电结构接触造成的电池200短 路、漏电问题。例如，集液件110可以设置为片状，如此一来占用空间小， 能够提高电池200的能量密度。

在一实施例中，集液件110具有绝缘性能，以实现在防止冷凝液四处流 动的同时将冷凝液与其他部件绝缘隔离，进而防止集液件110接触到电池单 体400上的带电结构而造成电池单体400短路，例如，集液件110可以为岩 棉板、漂珠板、蛭石板等轻质绝缘耐热板。

在一实施例中，集液件110朝向管道100设有第一容纳部，第一容纳部 用于收集冷凝液。例如，第一容纳部被设置为向电池单体400一侧下凹的凹 槽120，凹槽120的深度为1-5毫米，从而使得凹槽120具有一定的容纳冷 凝液的能力，防止冷凝液四处流走，同时又不会由于凹槽120深度较大而占 用较多的箱体内部空间，导致电池体积过大，该凹槽120与集液件110一体 设置，或者，凹槽120采用粘接等方式与集液件110连接。

凹槽120的设置使得管道100上产生的冷凝液滴落到集液件110上之后， 能够汇集到凹槽120内，从而使得凹槽120能够容纳较多的冷凝液，并且冷 凝液能够在固定的位置进行储存，避免冷凝液四处流动而与电池单体400的 带电结构接触。

参照图5，在本申请另一实施例中，凹槽120位于管道100与电池单体 400上的泄压机构6之间，即凹槽120与管道100平行，并且凹槽120与管 道100均沿电池单体400排列的方向延伸，管道100与凹槽120正对，凹槽 120与泄压机构6正对。

此外，参照图5，第一容纳部还被设置为容纳管道100的至少一部分， 即管道100可以全部位于凹槽120内；也可以部分位于第一容纳部内，剩下 的部分位于凹槽120以外，只要能够实现使管道100上的冷凝液可以直接流 到第一容纳部内即可，从而更好地对冷凝液进行收集。

参照图2、图6和图7，凹槽120沿管道100的中轴线方向的至少一端具 有开口，且凹槽120的开口所在的平面为沿电池单体400的排列方向上最外 侧的电池单体400的侧面外部；或者，凹槽120的开口所在的平面超出沿电 池单体400的排列方向上最外侧的电池单体400的侧面，以电动汽车作为用 电装置为例，在电动汽车上、下坡的过程中、或者电动汽车两侧高度不同行 驶的过程中、或者电动汽车发生颠簸的过程中、或者电动汽车行驶速度发生 变化时，在惯性的作用下，开口的设置能够使冷凝液经由开口排出凹槽120， 但又不会排到电池单体400上，保证电池200的使用安全性，以及防止电池 200发生短路和漏电风险。

冷凝液沿着凹槽的开口排出之后，流到第一箱体1底部进行收集，第一 箱体1内设置有控制冷凝液液位的液位控制机构，以达到在第一箱体1内的 液位达到一定高度时，将第一箱体1内的冷凝液排出，防止冷凝液接触到电 池单体400顶部的带电结构而造成短路，与此同时，当第一箱体1内的液位 未到达该高度时，冷凝液可以持续蓄积，从而降低箱体内的温度，在电池发 生热失控时起到灭火和冷却的作用。

例如，在一些实施例中，液位控制机构可以是设置在第一箱体1侧壁上 的一个或者多个通孔，通孔距离第一箱体1底壁具有一定的高度，从而在第 一箱体1内的冷凝液液面到达或者没过该通孔时，冷凝液从该通孔排出，防 止液面进一步升高而与电池单体400上的带电结构接触发生短路。

在一些实施例中，液位控制机构还可以是设置在第一箱体1侧壁或底壁 上的压力阀，该压力阀可以是单向阀，即，只允许液体从第一箱体1内部流 到第一箱体1外部，而避免液体沿着相反方向的流入，该单向阀可以具体采 用压敏元件或类似构造，并设定压力阈值，即，当单向阀对应高度处的液压 到达预定阈值时，单向阀上形成可供液体流出的开口或通道，使得冷凝液排 出，防止冷凝液在第一箱体1内的液位升高，避免冷凝液接触到电池单体400 上的带电结构而发生短路。

当电池模块300具有多个时，不同电池模块300上方的集液件110可以 分开设置，即每个电池模块300上均对应一个集液件110，集液件110上沿 着电池单体400的排布方向设置有第一容纳部，不同电池模块300上方的集 液件110彼此分离，以节省成本。当然，不同电池模块300上方的集液件110 也可以设置为一个整体，即同一集液件110覆盖多个电池模块300，并在每 个电池模块300上方与管道100对应的位置设置第一容纳部。

参照图2至图7，当不同电池模块300上的集液件110分开设置时，为 了防止第一容纳部内的冷凝液在车辆摇晃的过程中从第一容纳部中流至未被 集液件110覆盖的汇流部件7上，可以在汇流部件7上方覆盖绝缘部件150， 绝缘部件150可以只覆盖一个汇流部件7，也可以同时覆盖多个汇流部件7， 例如覆盖一个电池模块300中的多个电池单体400上的汇流部件7，以防止 冷凝液流到汇流部件7上而造成短路或者漏电。

参照图2，在发生热失控时，为了方便排放物迅速穿过集液件110而将 管道100破坏，集液件110还包括薄弱区130，薄弱区130设置在凹槽120 上，并与泄压机构6相对设置，以使得集液件110能够在电池单体400发生 热失控的瞬间，在泄压机构6致动后，快速被排放物穿过，并使得排放物进 一步破坏管道100的管壁而迅速泄放管道100内的消防介质，消防介质被泄 放后，穿过被破坏的管道100壁以及薄弱区130，流向电池单体400，快速实 现灭火降温。

另外，在泄压机构6发生致动时，收集在凹槽120内的冷凝液也能够从 破损的管壁处流动至薄弱区130，通过泄压机构6流入电池单体400内，作 为对消防介质的补充以进行灭火降温。

参照3、图5，在本申请一实施例中，薄弱区130被构造为通孔，通孔与 泄压机构6对应设置，此时，为了防止收集在凹槽120内的冷凝液通过通孔 流到电极端子5上，管道100可以覆盖通孔的边缘并与集液件110紧密抵接， 这样一来，在电池200正常工作时，冷凝液能够被存储在凹槽120中，进而 不会通过通孔边缘流到电极端子5上，而当电池发生热失控时，管道100会 被泄压机构6冲破，冷凝液会从通孔流向热失控电池单体400以降温。可以理解的是，也可以将通孔的边缘与泄压机构6直接粘接，即冷凝液将不从通 孔边缘流出，进而全部通过泄压机构6流入电池单体400内部。上述设置方 式不仅能够防止冷凝液通过通孔与电池单体400上的带电结构接触，例如与 电极端子5接触；而且能够使得凹槽120内积蓄的冷凝液全部用于通过泄压 机构6流入电池单体400内部以解决热失控问题。

当电池200发生热失控时，泄压机构6致动，电池单体400内的排放物 从泄压机构6排出，该排放物直接穿过通孔，将管道100与泄压机构6相对 的管壁位置熔穿形成开口，使得消防介质能够经开口和通孔排出。此时，由 于排放物排出泄压机构6之后直接接触到管道100，因此能够更快更直接的 将管道100破坏掉，大大提高了消防灭火的速度，防止箱体内热量累积发生 爆炸。

在另一实施例中，薄弱区130被设置为在泄压机构6致动时被破坏以形 成通孔的结构，例如，将集液件110整体，或者将凹槽120处，或者至少将 积压件与泄压机构6正对处设置成易于被排放物破坏的结构，此处的“破坏” 形式包括但不限于穿透、破裂、破碎、被撕裂中的一种。本申请实施例中， 将集液件110与泄压机构6正对处构造成便于被电池单体400内部产生的高 温高压排放物熔穿的薄弱结构或低熔点结构，从而在高温高压排放物从致动 的泄压机构6中排出时，排放物将集液件110迅速熔穿，管道100与泄压机 构6相对设置的管壁被破坏形成开口以泄放管道100内的消防介质，消防介 质通过泄压机构6进入电池单体400的内部，从而对热失控的电池单体400 进行灭火降温处理。

仅将集液件110与泄压机构6正对处构造成薄弱区130时，该薄弱区130 的结构可以为：薄弱区130的强度小于集液件110的其余部分的强度，例如， 薄弱区130的厚度小于集液件110的其余部分的厚度。

或者，薄弱区130也可以被构造成低熔点结构，例如，薄弱区130的熔 点小于集液件110的其余部分的熔点。

或者，薄弱区130也可以被构造成与集液件110其余部位之间通过易撕 线连接的片状结构，从而方便被泄压机构6排出的排放物冲破。

本申请实施例中提到的“易撕线”是指通过外力在需要撕开的部位与不 需要撕开的部位之间进行间断地破坏而形成的间断式划线，被破坏的材料位 置轻薄但不穿透，在受到轻微外力，便能够破裂开，而未被破坏的材料位置 部分保留原始材料厚度，这样通过间断式破坏形成的连线称为易撕线。易撕 线可以通过激光打孔机、激光打标机、激光划线机或镭射切割机形成。

在一实施例中，管道100与集液件110之间的连接方式为粘贴式，即直 接使用具有粘性的物质将管道100固定在集液件110上。

参照图5，在本申请另一实施例中，电池200还包括固定件，固定件设 置于电池单体400与管道100之间，以将管道100卡固，从而达到固定管道 100的位置的作用。本实施例中的固定件包括多个卡扣140，卡扣140用于与 管道100卡接，卡扣140可以为弹性材质的，例如橡胶、硅胶、塑料或者弹 性金属等，从而方便管道100卡入，并将管道100卡紧。固定件固定连接于 电极端子5上，固定方式可以为粘接、卡接等方式。多个卡扣140沿管道100 的中轴线方向排布，例如，卡扣140可以位于薄弱区130的两侧，以在消防 介质从管道100中泄放时，阻挡位于卡扣140之间的消防介质和冷凝液沿管 道100的中轴线方向流出卡扣140和凹槽120所形成的区域。

在本申请又一实施例中，管道100还可以通过卡扣140卡接和粘接的方 式共同进行固定，本实施例中的卡扣140的结构、固定方式和排列方式与本 申请上一实施例相同。通过粘接与卡扣140卡接共同作用，使得管道100与 集液件110之间连接的更加牢固，避免管道100晃动，导致产生的冷凝液四 处流走。

参照图3，电池200还包括隔离部件160，隔离部件160设置于集液件 110和泄压机构6之间，隔离部件160与泄压机构6对应的区域设置有第二 容纳部161，集液件110设置在第二容纳部161，具体的，第一容纳部位于第 二容纳部161内，从而在冷凝液从集液件110上的薄弱部流出时，对流出的 冷凝液进行再一次的收集，进一步起到对电池单体400的防护的作用，避免 冷凝液与带电结构接触，进一步提高电池200的使用安全性和可靠性。

综上所述，本申请提供的电池200，通过在电池单体400与管道100之 间设置集液件110，并在集液件110上设置第一容纳部，使得管道100在温 度较低时，接触到箱体20内的气体后，产生的冷凝液会直接流到第一容纳部 内，而不会流到电池单体400上的带电结构上，从而使得电池200不容易发 生短路失效，电池200的使用稳定性和安全性更高。

由于本申请中的电池200具有上述特性，因此，使用本申请中提供的电 池200提供电能的用电装置，使用稳定性更高，不容易发生因电池200内部 短路、漏电等引发的安全事故。

此外，本申请还提供了一种电池200的制备方法，用于制备本申请中的 上述电池200。

参照图8，在本申请一实施例中，制备电池200的方法，包括如下步骤。

步骤a：提供电池单体400。

步骤b：提供箱体，箱体用于容纳电池单体400。

步骤c：提供管道100，管道100用于冷凝箱体内部的气体以形成冷凝液。

步骤d：提供集液件110，集液件110设置于电池单体400和管道100 之间，且集液件110朝向管道100设有第一容纳部，第一容纳部用于收集冷 凝液。

上述各步骤的顺序并非完全按照上述排列顺序进行，在实际制造电池 200的过程中，可以根据实际情况对上述步骤的顺序进行调整，或者同步进 行，或者加入其它步骤以制造电池200的其他部件，以最终获得需要的电池 200，具体参照电池200部分的实施例。

此外，任何可以制造相关部件和连接相关部件的方法均落入本申请实施 例的保护范围内，本申请实施例在此不再冗述。

最后，参照图9，本申请还提供了一种制备电池200的装置，包括：第 一装置401、第二装置402、第三装置403和第四装置404。

第一装置401，用于提供电池单体400。

第二装置402，用于提供箱体，箱体用于容纳电池单体400。

第三装置403，用于提供管道100，管道100用于冷凝箱体内部的气体以 形成冷凝液。

第四装置404，用于提供集液件110，提供的集液件110设置于电池单体 400和管道100之间，集液件110朝向管道100设有第一容纳部，第一容纳 部用于收集冷凝液。

上述中各制备电池200的装置应该具有的具体功能和细节已经在对应的 电池200的实施例中进行了详细的描述，因此此处不再赘述。

本申请上述各保护主题以及各实施例中的特征之间可以相互借鉴，在结 构允许的情况下，本领域技术人员也可对不同实施例中的技术特征灵活组合， 以形成更多的实施例。

以上对本申请所提供的一种电池200、用电装置、制备电池200的方法和装 置进行了详细介绍。本文中应用了具体的实施例对本申请的原理及实施方式进 行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。 应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提 下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利 要求的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电池，其特征在于，包括：

电池单体(400)；

箱体，用于容纳所述电池单体(400)；

管道(100)，用于冷凝所述箱体内部的气体以形成冷凝液；和

集液件(110)，设置于所述电池单体(400)和所述管道(100)之间，所述集液件(110)具有绝缘性能，用于阻隔所述电池单体和所述冷凝液，以防止所述电池单体(400)短路。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池单体(400)为多个且沿厚度方向排列设置以形成电池模块(300)，在所述厚度方向上，所述集液件(110)的至少部分边界在所述电池单体(400)顶面的投影与所述电池模块(300)最外侧的所述电池单体(400)的顶面边缘重合，或者超出所述电池模块(300)最外侧的所述电池单体(400)的顶面边缘。

3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述集液件(110)具有多个，每个所述集液件(110)覆盖一个所述电池模块(300)，所述多个集液件(110)彼此分离。

4.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述电池(200)还包括汇流部件(7)和绝缘部件(150)，所述汇流部件(7)用于电连接多个所述电池单体(400)，所述绝缘部件(150)覆盖所述汇流部件(7)，以防止所述冷凝液接触所述汇流部件(7)。

5.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池单体(400)包括泄压机构(6)，所述泄压机构(6)用于在所述电池单体(400)的内部压力或温度达到阈值时致动以排出排放物，以泄放所述电池单体(400)的内部压力；

所述管道(100)容纳有消防介质，所述消防介质通过所述管道(100)冷凝所述箱体内部的气体以形成所述冷凝液，且所述管道(100)被构造为在所述泄压机构(6)致动时泄放所述消防介质，以使所述消防介质进入所述电池单体(400)的内部；

所述集液件(110)包括薄弱区(130)，所述薄弱区(130)被构造为在所述泄压机构(6)致动时，使得所述消防介质穿过所述薄弱区(130)流向所述电池单体(400)。

6.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，所述薄弱区(130)被设置为通孔，所述通孔与所述泄压机构(6)对应设置，所述管道(100)覆盖所述通孔的边缘并与所述集液件(110)紧密抵接，以防止所述冷凝液通过所述通孔流到所述电池单体(400)。

7.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，所述薄弱区(130)被设置为在所述泄压机构(6)致动时被破坏以形成通孔的结构。

8.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，所述集液件(110)与所述泄压机构(6)正对处被构造为能够被所述电池单体(400)内部产生的排放物熔穿的薄弱结构或低熔点结构。

9.根据权利要求1-8任一项所述的电池，其特征在于，所述箱体内设置有液位控制机构，用于将所述箱体内的所述冷凝液排出。

10.一种用电装置，包括权利要求1至9任一项所述的电池(200)，其中，所述电池(200)用于提供电能。

Images