CN113346170B - 电池和电子装置 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种电池，包括导电件、电极组件和壳体。壳体包括第一壁、第二壁和侧壁，第一壁和第二壁沿第一方向相对设置，第一壁、第二壁和侧壁之间形成容置腔，电极组件设置于容置腔内。第一壁设置有开口，在第一方向上，导电件的投影至少部分位于开口的投影的区域内。电池还包括密封结构和绝缘件，密封结构设置于第一壁靠近导电件的一端，密封结构与第一壁连接，绝缘件设置于密封结构与导电件之间。密封结构或导电件中的至少一者的热膨胀系数大于绝缘件的热膨胀系数。这种电池具有较佳的密封性能，可以降低爆炸的风险。还提供一种电子装置。

Description

电池和电子装置
技术领域
本申请涉及蓄电结构领域，尤其涉及一种电池和电子装置。
背景技术
可充电二次扣式电池多应用于小型便携式设备中，这类设备对空间的利用率要求较高。这种电池中需要密封电解液，在对电解液密封较佳的情况下，又容易使得高温状态下电池中形成高压，高压的电池具有爆炸的风险。因此，对电池的密封性和高温可靠性有较高的要求。
发明内容
鉴于现有技术存在的问题，有必要提供一种电池和电子装置，以同时解决电池的密封和防爆问题。
本申请的实施例提供一种电池，电池包括导电件、电极组件和壳体。壳体包括第一壁、第二壁以及分别连接第一壁和第二壁的侧壁，第一壁和第二壁沿第一方向相对设置，第一壁、第二壁和侧壁之间形成容置腔。电极组件设置于容置腔内。第一壁设置有开口，在第一方向上，导电件的投影至少部分位于开口的投影的区域内。电池还包括密封结构和绝缘件，密封结构设置于第一壁靠近导电件的一端，密封结构与第一壁连接，绝缘件设置于密封结构与导电件之间，密封结构或导电件中至少一者的热膨胀系数大于绝缘件的热膨胀系数。
上述电池在正常使用时，密封结构与绝缘件相接，配合导电件能够密封开口，使得电池内电解液能够维持在容置腔内，使得电池正常工作。而电池处于异常的高温时，由于密封结构或导电件中的至少一者的热膨胀系数大于绝缘件的热膨胀系数，使得密封结构或导电件中的至少一者快速膨胀以挤压绝缘件，可以使绝缘件产生裂缝。容置腔内高温流体通过绝缘件产生的裂缝流出容置腔，使得容置腔内泄压，从而降低电池发生爆炸的风险。
在本申请的一些实施例中，密封结构和第一壁一体成型。
在本申请的一些实施例中，密封结构包括贴合段和过渡段。贴合段与绝缘件相接，过渡段连接贴合段和第一壁。沿垂直于所述第一方向的方向观察，贴合段和过渡段的延伸方向为：从远离绝缘件向靠近绝缘件，过渡段向远离电极组件的方向延伸，贴合段向靠近电极组件的方向延伸；或，从远离绝缘件向靠近绝缘件，过渡段向靠近电极组件的方向延伸，贴合段向远离电极组件的方向延伸。
通过过渡段连接贴合段与第一壁，为过渡段提供一弹性推力，该弹性推力使得贴合段能够弹性地与绝缘件相接，从而保证将绝缘件安装到开口内之后，绝缘件外周密封。另外，随着温度的升高，过渡段伸长使得弹性力加强，从而让贴合段向绝缘件产生更大的压力，从而使绝缘件更易产生裂缝。
在本申请的一些实施例中，过渡段包括第一分段第二分段。第一分段从第一壁向背离电极组件的一端延伸，第二分段从第一分段向绝缘件延伸；贴合段设置于第二分段靠近绝缘件的一端。
通过将过渡段分为延伸方向不同的两个分段，使得贴合段、第一分段和第二分段形成弓形结构，在壳体上安装绝缘件时，能够通过压缩第二分段提供弹性力。
在本申请的一些实施例中，第一分段与第一壁的夹角为85°至175°。
通过将第一分段和第一壁之间夹角控制在该范围内，有利于在电池正常工作时，保持垂直于第一方向的压力，从而使得密封效果较佳。其中，在生产上述电池时，可能因为公差使得第一分段与第一壁夹角处于85°至90°，在这个范围内，依然能够使得密封结构与绝缘件之间保持较佳的密封效果。
在本申请的一些实施例中，第一分段与第二分段的夹角为85°至175°。
通过将第一分段和第二分段之间夹角控制在该范围内，有利于在电池正常工作时，保持垂直于第一方向的压力，从而使得密封效果较佳。其中，在生产这种电池时，可能因为公差使得第一分段与第二分段夹角处于85°至90°，在这个范围内，依然能够使得密封结构与绝缘件之间保持较佳的密封效果。
在本申请的一些实施例中，第二分段呈凸出所述容置腔的弧形。
通过将第二分段设置为弧形，一方面可以使得密封结构减少应力集中，从而提高密封结构的强度，另一方面能够使得第二分段提供更强的弹性力将贴合段贴合于绝缘件外。
在本申请的一些实施例中，沿垂直于第一方向的方向观察，第二分段呈波浪形。
通过将第二分段设置为波浪形，能够增加第二分段的实际长度，从而使得电池温度较高时，第二分段提供更大弹性力从而使得绝缘件更容易被挤压出裂缝。另一方面，当高温状态下需要的挤压力相同时，波浪形的第二分段能够在垂直于第一方向的方向上具有更短的尺寸，尽量避免第二分段延伸过长，影响壳体的第一壁与侧壁的焊接固定。
在本申请的一些实施例中，贴合段从第二分段向电极组件的方向延伸，贴合段与第二分段的夹角为80°至100°。
由于第二分段尽量沿垂直于第一方向的方向延伸，为了使得贴合段尽量贴合在绝缘件外周，贴合段则尽量设置为沿第一方向延伸，此时，贴合段与第二分段的夹角位于80°至100°之间。
在本申请的一些实施例中，贴合段从第二分段向容置腔的方向延伸，贴合段设置有嵌入件，嵌入件插入绝缘件。
通过在贴合段设置嵌入件，嵌入件插入到绝缘件内可以进一步避免贴合段脱离绝缘件，进一步增加了密封结构与绝缘件之间的密封性能。
在本申请的一些实施例中，沿垂直于第一方向的方向观察，导电件的外周设置有锯齿状的第一连接部，绝缘件设置有与第一连接部相接的第二连接部。
通过锯齿状的第一连接部和第二连接部配合，使得导电件与绝缘件之间能够更加贴合，从而尽量避免导电件和绝缘件之间产生间隙。电池正常使用时，能够避免容置腔内的流体通过导电件与绝缘件之间的间隙流出，增强密封性能。
在本申请的一些实施例中，沿垂直于于第一方向的方向观察，绝缘件的外周设置有锯齿状的第三连接部，贴合段设置有与第三连接部相接的第四连接部。
通过锯齿状的第三连接部和第四连接部配合，使得容置腔内的流体压力推动第四连接部贴合第三连接部，从而使得密封结构与绝缘件之间的密封效果更好，而高温状态下，流体压力增大。流体压力和密封结构的弹性力共同作用于密封件上，更容易使得密封件产生裂缝，从而使得容置腔内的流体沿裂缝顺利泄出。
在本申请的一些实施例中，密封结构在第一方向上的尺寸为10μm至1mm。
如果密封结构从第一壁向背离电极组件方向延伸过多，会导致电池在第一方向上整体尺寸太大，损失电池的空间利用。而密封结构从第一壁向背离电极组件方向延伸过少，会导致密封结构与绝缘件之间的贴合不够，难以保证密封性。
在本申请的一些实施例中，密封结构从第一壁向绝缘件延伸方向延伸的尺寸为10μm至5mm。
通过控制密封结构在垂直于第一方向的方向上的尺寸，尽量避免密封结构延伸过长影响第一壁与侧壁的焊接固定，而又将密封结构控制到10μm以上，以便密封结构在高温状态时提供足够的变形量，使得贴合段能够将绝缘件挤压出裂缝。
在本申请的一些实施例中，沿垂直于所述第一方向的方向观察，密封结构背离电极组件的端部到电极组件的距离小于绝缘件背离电极组件的端部到电极组件的距离。
如此，在外部件沿第一方向靠近电池时，一般会先接触绝缘件。绝缘件凸出壳体保护了密封结构，可以尽量避免密封结构被磨损。
在本申请的一些实施例中，绝缘件的热膨胀系数为-10×10-6/K至10×10-6/K。
绝缘件可采用玻璃、陶瓷、石英、聚乙烯、聚乙烯改性材料、聚丙烯、聚丙烯改性材料、聚酰胺、聚酰胺改性材料、芳纶、芳纶改性材料等，可以降低材料出现裂缝后又通过膨胀使得裂缝得到填充的风险。
在本申请的一些实施例中，密封结构的热膨胀系数为10×10-6/K至40×10-6/K。
密封结构可采用不锈钢，铝合金，铜合金，镍合金，钛合金等金属，能够具有足够的导电性能，又具有合适的热膨胀系数，以使得高温状态下膨胀挤压绝缘件。
在本申请的一些实施例中，电极组件包括第一电极和第二电极，第一电极与壳体电性连接，第二电极与导电件电性连接。
本申请的实施例还提供一种电子装置，包括上述的电池。
上述电子装置通过上述电池供电，一方面电池具有良好的密封性能维持电池的稳定运行，另一方面电池可以在高压状态下释放压力，从而可以降低爆炸的风险。
附图说明
图1是本申请的一种实施方式提供的电池的内部结构示意图。
图2是本申请的一种实施方式提供的电池的沿第一方向观察的结构示意图。
图3是本申请的一种实施方式提供的电池的内部结构示意图。
图4是本申请的一种实施方式提供的电池的内部结构示意图。
图5是本申请的一种实施方式提供的电池的内部结构示意图。
图6是本申请的一种实施方式提供的电池的内部结构示意图。
图7是本申请的一种实施方式提供的电池的内部结构示意图。
图8是本申请的一种实施方式提供的电池的内部结构示意图。
图9是本申请的一种实施方式提供的电池的内部结构示意图。
图10是本申请的一种实施方式提供的电池的内部结构示意图。
图11是本申请的一种实施方式提供的电池的内部结构示意图。
图12是本申请的一种实施方式提供的电池的内部结构示意图。
图13是本申请的一种实施方式提供的电池的内部结构示意图。
图14是本申请的一种实施方式提供的电池的内部结构示意图。
主要元件符号说明
电池                 001
导电件               100
第一连接部           101
第一弯折段           101a
第二弯折段           101b
第三弯折段           101c
电极组件             200
第一电极             210
第二电极             230
壳体                 300
容置腔               301
第一壁               310
开口                 311
第二壁               330
侧壁                 350
密封结构             400
贴合段               410
嵌入件               411
第四连接部           413
第十弯折段           413a
第十一弯折段         413b
第十二弯折段         413c
过渡段               430
第一分段             431
第二分段             433
凸段                 433a
凹段                 433b
绝缘件               500
第二连接部           501
第四弯折段           501a
第五弯折段           501b
第六弯折段           501c
第三连接部           503
第七弯折段           503a
第八弯折段           503b
第九弯折段           503c
第一方向             X
如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。
需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中设置的元件。当一个元件被认为是“设置在”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中设置的元件。
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。本文中在本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。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
如本文中所使用，术语“大致”、“大体上”、“实质”及“约”用以描述及说明小的变化。当与事件或情形结合使用时，所述术语可指代其中事件或情形精确发生的例子以及其中事件或情形极近似地发生的例子。举例来说，当结合数值使用时，术语可指代小于或等于所述数值的±10％的变化范围，例如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％、或小于或等于±0.05％。举例来说，如果两个数值之间的差值小于或等于所述值的平均值的±10％(例如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％、或小于或等于±0.05％)，那么可认为所述两个数值“大体上”相同。
如本文中所使用，属于“平行”、“垂直”用于描述两个部件之间的理想状态。实际生产或使用的状态中，两个部件之间可以存在近似于平行或垂直的状态。举例来说，结合数值描述，平行可以指代两直线之间夹角范围在±10°之间，平行也可以指代两平面的二面角范围在±10°之间，平行还可以指代直线与平面之间的夹角范围在±10°之间。垂直可以指代两直线之间夹角范围在90±10°之间，垂直也可以指代两平面的二面角范围在90±10°之间，垂直还可以指代直线与平面之间的夹角范围在90±10°之间。被描述“平行”、“垂直”的两个部件可以不是绝对的直线、平面，也可以大致呈直线或平面，从宏观来看整体延伸方向为直线或平面即可认为部件为“直线”或“平面”。
本申请的实施例提供一种电池，包括导电件、电极组件和壳体。壳体包括第一壁、第二壁和侧壁，第一壁和第二壁沿第一方向相对设置，第一壁、第二壁和侧壁之间形成容置腔。电极组件设置于容置腔内，电极组件包括至少一个第一电极和至少一个第二电极；壳体与第一电极电性连接，第一壁设置有开口；导电件一端在容置腔内与所第二电极电性连接，另一端通过开口露出；电池还包括密封结构和绝缘件；密封结构设置于第一壁靠近导电件的一端，密封结构与第一壁电性连接；绝缘件设置于密封结构与导电件之间；密封结构的热膨胀系数大于绝缘件的热膨胀系数。
在正常使用时，密封结构与绝缘件相接，配合导电件能够密封开口，使得电池内电解液能够维持在容置腔内，使得电池正常工作。而电池处于异常的高温时，由于密封结构的热膨胀系数大于绝缘件的热膨胀系数，使得密封结构快速膨胀以挤压绝缘件，绝缘件产生裂缝。容置腔内高温流体通过绝缘件产生的裂缝流出容置腔，使得容置腔内泄压，从而避免电池发生爆炸。
在本申请中，热膨胀系数是指当温度升高1℃时物体增加的长度的变化量，单位1/K。在此可以采用当温度从20℃升高到一定温度时所测量的热膨胀系数的平均值，如当温度从20℃升高至150℃时所测量的热膨胀系数的平均值。热膨胀系数为正数时，表明随温度升高体积膨胀。热膨胀系数为负数时，表明随温度升高体积缩小。热膨胀系数可以通过示差法(“石英膨胀计法”)进行测试。
下面结合附图，对本申请的实施例作进一步的说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例一
请参阅图1和图2，本申请的第一实施方式提供一种电池001，使得高温状态下电池001能够泄压，从而降低爆炸风险。电池001包括导电件100、电极组件200、壳体300、密封结构400和绝缘件500。壳体300包括第一壁310、第二壁330和侧壁350，第一壁310和第二壁330沿第一方向X相对设置。第一壁310可以大致呈圆环形，第二壁330可以大致呈圆形，第一壁310和第二壁330平行设置且均垂直于第一方向X。侧壁350一端连接第一壁310，另一端连接第二壁330，使得壳体300内可以形成大致呈圆柱的容置腔301。电极组件200设置在容置腔301内，电极组件200包括至少一个第一电极210和至少一个第二电极230，第一电极210和第二电极230依次堆叠，也即，两个第一电极210之间夹持一个第二电极230，两个第二电极230之间夹持一个第一电极210。第一壁310设置有开口311，在第一方向X上，导电件100一端通过开口311伸入容置腔301，另一端通过开口311露出。壳体300整体为导体，壳体300与第一电极210电性连接，导电件100与第二电极230电性连接。当壳体300与外部元件的第一接口连接，导电件100与外部元件的第二接口连接时，电池001可以为外部元件供电。密封结构400设置于第一壁310靠近导电件100的一端，密封结构400与第一壁310连接，密封结构400可以与第一壁310一体成型。绝缘件500设置于密封结构400与导电件100之间。绝缘件500隔离密封结构400与导电件100，以降低电池001短路的风险。密封结构400或导电件100中的至少一者的热膨胀系数大于绝缘件500的热膨胀系数，使得电池001处于高温状态时，密封结构400或导电件100中的至少一者产生大的体积膨胀以挤压绝缘件500，通过密封结构400挤压绝缘件500使得绝缘件500的表面产生裂缝，电池001内的流体经由裂缝流出容置腔301，使得容置腔301内压力泄出，从而降低电池001爆炸的风险。
可以理解的，电极组件200在第一电极210和第二电极230之间还可以设置有隔离膜(图未示)。电极组件200可以通过依次叠置的第一电极210、隔离膜和第二电极230卷绕而成。
可以理解的，当导电件100在第一方向X上的尺寸较小时，可能出现导电件100的一端未伸入容置腔301，也或者导电件100的一端未通过开口311露出。这种情况下可以另外再增加导体与导电件100连接，使得导电件100与第二电极230电性连接。且让导电件100能够与外部用电装置电连接。
密封结构400和导电件100的热膨胀系数均大于绝缘件500的热膨胀系数，在高温状态时，导电件100和密封组件共同挤压绝缘件500使得绝缘件500能够被快速挤压破裂，从而使得容置腔301内的流体迅速流出，以实现容置腔301内的泄压。
可以理解的，也可以设置为导电件100的热膨胀系数大于绝缘件500的热膨胀系数，而密封结构400的热膨胀系数大致等于绝缘件500的热膨胀系数，或者小于绝缘件500的热膨胀系数，这样通过导电件100的膨胀挤压绝缘件500，使得绝缘件500的表面产生裂缝。
可以理解的，流体可以是容置腔301内的电解液等液体，也可以是容置腔301内产生的气体。
密封结构400包括贴合段410和过渡段430。其中，贴合段410与绝缘件500相接。过渡段430一端连接贴合段410，另一端连接第一壁310。过渡段430一方面使得贴合段410与第一壁310电性连接，另一方面为贴合段410提供弹性力，以使得贴合段410弹性地贴合绝缘件500。从垂直于第一方向X的视角观察电池001的横截面：从远离绝缘件500向靠近绝缘件500，过渡段430向远离电极组件200的方向延伸，贴合段410向靠近电极组件200的方向延伸。后续以该贴合段410和过渡段430的延伸方向为例进行介绍，可以理解的，如果贴合段410和过渡段430的延伸方向为另一形式，也可以达到类似的技术效果，该延伸形式为：从远离绝缘件500向靠近绝缘件500，过渡段430向靠近电极组件200的方向延伸，贴合段410向远离电极组件200的方向延伸。
可以理解的，当导电件100位于电极组件200上方时，也即如图1所示的方位，从垂直于第一方向X的视角观察电池001的横截面。相对位于导电件100左边的密封结构400，从远离绝缘件500到靠近绝缘件500的方向，也即从左到右的方向。相对位于导电件100右边的密封结构400，从远离绝缘件500到靠近绝缘件500的方向，也即从右到左的方向。
可以理解的，如图3所示，从垂直于第一方向X的视角观察电池001的横截面，密封结构400的贴合段410和过渡段430还可以设置为：从远离绝缘件500向靠近绝缘件500，过渡段430向远离电极组件200的方向延伸，贴合段410也向远离电极组件200的方向延伸。过渡段430靠近贴合段410的部分大致垂直于第一方向X向靠近绝缘件500的方向延伸。其中，从垂直于第一方向X的视角观察电池001的横截面，过渡段430靠近贴合段410的部分可以为弧形。
可以理解的，包括贴合段410和过渡段430的密封结构400具有一定弹性力，从而使得密封结构400弹性地抵接于绝缘件500外周，可以密封绝缘件500外周，从而避免电池001正常使用时，容置腔301内的电解液可以维持在容置腔301内而不泄露。
在第一方向X上，贴合段410和过渡段430具有相反的延伸量，从而形成弓形结构，使得贴合段410弹性相接于绝缘件500。在高温状态下，弓形结构能够提供更大的总变形量，从而使得贴合段410对绝缘件500的挤压力更大，绝缘件500更容易被挤压破裂。
过渡段430包括第一分段431和第二分段433。第一分段431从第一壁310向背离电极组件200的一端延伸，第二分段433从第一分段431向绝缘件500延伸。这种结构下，使得贴合段410和过渡段430之间的应力进一步分散，密封结构400可以具有更高的强度。
第一分段431与第一壁310的夹角控制在85°至175°之间，更佳的状态下第一分段431与第一壁310的夹角可以大于或等于90°。但是由于生产公差，将第一分段431与第一壁310的夹角控制在90°的情况下，可能出现实际产品中第一分段431与第一壁310的夹角为85°至90°，这种情况下，密封结构400与第一壁310连接处应力集中也不明显。实际应用时，密封结构400也具有较佳的强度，过渡段430能够为贴合段410提供足够的弹性力以贴合绝缘件500，在高温状态下也能使得密封结构400挤压绝缘件500造成绝缘件500的破裂。
第一分段431与第二分段433的夹角为85°至175°，更佳的状态下第一分段431与第二分段433的夹角应大于等于90°。但是由于生产公差，将第一分段431与第二分段433的夹角控制在90°的情况下，可能出现实际产品中第一分段431与第二分段433的夹角为85°至90°，这种情况下，密封结构400中的应力集中也不明显。实际应用时，密封结构400也具有较佳的强度，过渡段430能够为贴合段410提供足够的弹性力以贴合绝缘件500，在高温状态下也能使得密封结构400挤压绝缘件500造成绝缘件500的破裂。
第二分段433与贴合段410的夹角可以根据绝缘件500与贴合段410相接的外壁的形状进行选择。如图1所示，绝缘件500与贴合段410相接的外壁平行于第一方向X，第二分段433垂直于第一方向X延伸的情况下，第二分段433与贴合段410呈直角，使得贴合段410能够大面积贴合到绝缘件500的外壁。如图4所示，绝缘件500与贴合段410相接的外壁不平行于第一方向X时，第二分段433垂直于第一方向X延伸的情况下，第二分段433与贴合段410呈钝角，使得贴合段410能够大面积贴合到绝缘件500的外壁。
由于绝缘件500一般呈圆柱状，因此贴合段410从第二分段433向电极组件200的方向延伸，贴合段410与第二分段433的夹角控制在80°至100°。此时能够使得贴合段410与绝缘件500产生较佳的贴合。而且贴合段410与第二分段433的连接处可以减少应力集中，且可以通过贴合段410与第二分段433的连接产生一推力，该推力使得贴合段410挤压绝缘件500。
密封结构400从第一壁310向背离电极组件200方向延伸的量与电池001的空间利用相关，密封结构400从第一壁310向背离电极组件200方向延伸的量控制在一定范围内，有利于提高电池001的空间利用。而密封结构400从第一壁310向背离电极组件200方向延伸的量还与电池001的密封性能相关，密封结构400从第一壁310向背离电极组件200的方向延伸的量控制到大于一定值时，有利于提高电池001的密封性。密封结构400从第一壁310向背离电极组件200方向延伸的尺寸为第一尺寸L1，也即密封结构400在第一方向X上延伸的尺寸为第一尺寸L1。第一尺寸L1控制在10μm至1mm的范围内。当第一尺寸L1控制为500μm至700μm之间时，效果较佳。
将密封结构400在垂直于第一方向X的方向上的尺寸控制在一数值下，可以降低密封结构400延伸过长而影响第一壁310与侧壁350的焊接固定的风险。将密封结构400在垂直于第一方向X的方向上的尺寸控制在一数值以上，可以使密封结构400在高温状态时提供足够的变形量，使得贴合段410更容易将绝缘件500挤压出裂缝。密封结构400从第一壁310向绝缘件500延伸方向延伸的尺寸为第二尺寸L2，也即密封结构400在垂直于第一方向X上延伸的尺寸为第二尺寸L2第二尺寸L2控制在10μm至5mm的范围内。当第二尺寸L2控制为400μm至600μm之间时，效果较佳。
绝缘件500和导电件100在背离电极组件200的一端齐平，可以保持电池001外表面的平整，同时可以提高电池001在第一方向X上的空间利用。
而沿垂直于第一方向X的方向观察，密封结构400背离电极组件200的端部到电极组件200的距离小于绝缘件500背离电极组件200的端部到电极组件200的距离。即，密封结构400背离电极组件200的端部位于绝缘件500背离电极组件200的端部靠近电极组件200的一侧。也即，密封结构400背离电极组件200的端部位于绝缘件500背离电极组件200的端部与电极组件200之间。使得外部件沿第一方向X靠近电池001时，一般会先接触绝缘件500。绝缘件500凸出壳体300保护了密封结构400，可以降低密封结构400被磨损的风险。
导电件100采用金属材料，一方面能够导电，另一方面具有较大的热膨胀系数。绝缘件采用玻璃等绝缘体，其性质较脆，能够在受到挤压时破裂而产生裂缝。壳体300以及密封结构400可以一体成型。壳体300以及密封结构400也采用金属材料，一方面能够导电，另一方面具有较大热膨胀系数。
可以理解的，密封结构400与壳体300也可以不一体成型，密封结构400与壳体300分别成型的情况下，可以通过焊接等形式使得密封结构400与壳体300固定连接。
在上述结构下，第一壁310和密封结构400使用同种材料，导电件100、绝缘件500和密封结构400使用不同材料的情况下得到不同条件下的合格率，结果示于表1中。
Figure BDA0003093294960000091
Figure BDA0003093294960000101
表1中A条件、B条件、C条件为高温高湿测试，D条件为线性温度加速测试。
高温高湿测试：在室温下将电池充电到100％SOC(StateofCharge)后放入测试炉中进行储存，炉中温度为65℃，炉中相对湿度为90％。储存一定时间后，检查电池外观是否漏液，若未漏液，即为通过测试。其中A条件为储存21提案，B条件为储存42提案，C条件为储存63天。
线性温度加速测试：在室温下将电池充电到100％SOC(StateofCharge)后检查外观，然后将电池放入烘箱中，烘箱以5℃/min的速率从室温升至250℃停止加热或途中电池开路电压低于2.0V时停止加热，检查电池是否爆炸或燃烧，若未发生爆炸或燃烧，即为通过测试。
后续测试中A条件、B条件、C条件和D条件含义同上。
表1中对比例1未设置上述的密封结构400，直接通过第一壁310连接绝缘件500。由表1可知，采用该种密封结构400的电池001能够在高温下，明显降低爆炸的几率。而且在65℃、90％湿度的条件下，不仅降低电池001爆炸的风险，还能够在长时间内维持电池001不漏液。
请参阅图5，为了进一步增加贴合段410与绝缘件500之间的连接强度，在贴合段410设置有嵌入件411，绝缘件500设置有用于嵌入件411插入的嵌入槽，当绝缘件500与密封结构400相接时，嵌入件411插入嵌入槽中，使得密封结构400与绝缘件500之间连接强度增加。在平行于第一方向X的界面上，嵌入件411呈向电极组件200方向凸出的倒钩。
在上述结构下得到不同条件下的合格率，结果示于表2中。
Figure BDA0003093294960000102
表2中对比例1未设置上述的密封结构400，直接通过第一壁310连接绝缘件500。由表2可知，采用该种密封结构400的电池001能够在高温下，明显降低爆炸的风险。而且在65℃、90％湿度的条件下，不仅减少电池001爆炸的几率，还能够在长时间内维持电池001不漏液。
这种电池001在正常使用时，密封结构400与绝缘件500相接，配合导电件100能够密封开口311，使得电池001内电解液能够维持在容置腔301内，使得电池001正常工作。而电池001处于异常的高温时，由于绝缘件500的热膨胀系数大于密封结构400的热膨胀系数，使得密封结构400快速膨胀以挤压绝缘件500，绝缘件500产生裂缝。容置腔301内高温流体通过绝缘件500产生的裂缝流出容置腔301，使得容置腔301内泄压，从而避免电池001发生爆炸。
实施例二
请参阅图6，本申请的第二实施方式提供一种电池001，这种电池001与实施例一提供的电池001区别在于：
将第二分段433设置为弧形以降低密封结构400中的应力集中。由于第一分段431背离电极组件200延伸，贴合段410靠近贴合段410延伸，因此将第二分段433设置为背离电极组件200凸出的弧形。这样使第二分段433与第一分段431的连接处呈现钝角，第二分段433与贴合段410的连接处也呈现钝角。
在这种结构下得到不同条件下的合格率，结果示于表3中。
表3
Figure BDA0003093294960000111
表3中对比例1未设置上述的密封结构400，直接通过第一壁310连接绝缘件500。由表3可知，采用该种密封结构400的电池001能够在高温下，明显降低爆炸几率。而且在65℃、90％湿度的条件下，不仅降低电池001爆炸的风险，还能够在长时间内维持电池001不漏液。
实施例三
请参阅图7，本申请的第三实施方式提供一种电池001，这种电池001与实施例一提供的电池001区别在于：
将第一分段431设置为弧形以降低密封结构400中的应力集中。由于第一分段431背离电极组件200延伸，因此将第一分段431设置为背离电极组件200及密封件方向凸出的弧形。这样使第一分段431与第一壁310的连接处呈现钝角，第一分段431与第二段的连接处也呈现钝角。
请参阅图8，为了进一步增加贴合段410与绝缘件500之间的连接强度，在贴合段410设置有嵌入件411，绝缘件500设置有用于嵌入件411插入的嵌入槽，当绝缘件500与密封结构400相接时，嵌入件411插入嵌入槽中，使得密封结构400与绝缘件500之间连接强度增加。在平行于第一方向X的界面上，嵌入件411呈向电极组件200方向凸出的倒钩。
在这种结构下得到不同条件下的合格率，结果示于表4中。
表4
Figure BDA0003093294960000121
表4中对比例1未设置上述的密封结构400，直接通过第一壁310连接绝缘件500。由表4可知，采用该种密封结构400的电池001能够在高温下，明显降低爆炸风险。而且在65℃、90％湿度的条件下，不仅减少电池001爆炸的几率，还能够在长时间内维持电池001不漏液。
实施例四
请参阅图9，本申请的第四实施方式提供一种电池001，这种电池001与实施例一提供的电池001区别在于：
沿垂直于第一方向X的方向观察，第二分段433设置为波浪形。第二分段433包括交错连接的多个凸段433a和凹段433b。从第一壁310向靠近绝缘件500的方向，凸段433a向远离电极组件200的方向延伸，凹段433b向靠近电极组件200的方向延伸，相邻两个凸段433a通过一个凹段433b连接，相邻两个凹段433b通过一个凸段433a连接。凸段433a与凹段433b之间弧形连接，从而降低密封结构400中的应力集中。
在这种结构下得到不同条件下的合格率，结果示于表2中。
表5
Figure BDA0003093294960000122
表5中对比例1未设置上述的密封结构400，直接通过第一壁310连接绝缘件500。由表5可知，采用该种密封结构400的电池001能够在高温下，明显降低爆炸风险。而且在65℃、90％湿度的条件下，不仅减少电池001爆炸的几率，还能够在长时间内维持电池001不漏液。
实施例五
请参阅图10，本申请的第五实施方式提供一种电池001，这种电池001与实施例一提供的电池001区别在于：
沿垂直于第一方向X的方向观察，导电件100的外周设置有锯齿状的第一连接部101，绝缘件500设置有与第一连接部101相接的第二连接部501。
第一连接部101包括第一弯折段101a、第二弯折段101b和第三弯折段101c。沿远离电极组件200到靠近电极组件200的方向上，第一弯折段101a、第二弯折段101b和第三弯折段101c依次连接，其中，第一弯折段101a向背离第一壁310的方向延伸，第二弯折段101b向靠近第一壁310的方向延伸，第三弯折段101c向背离第一壁310的方向延伸。
第二连接部501包括第四弯折段501a、第五弯折段501b和第六弯折段501c。其中，第四弯折段501a与第一弯折段101a相接，第五弯折段501b与第二弯折段101b相接，第六弯折段501c与第三弯折段101c相接。
其中，第二弯折段101b和第五弯折段501b的延伸方向垂直于第一方向X。
通过第一连接部101和第二连接部501的配合，使得导电件100与绝缘件500之间能够更加贴合，从而尽量避免导电件100和绝缘件500之间产生间隙。尽量避免电池001正常使用时，容置腔301内的流体通过导电件100与绝缘件500之间的间隙流出。
沿垂直于第一方向X的方向观察，绝缘件500的外周设置有锯齿状的第三连接部503，贴合段410设置有与第三连接部503相接的第四连接部413。
第三连接部503包括第七弯折段503a、第八弯折段503b和第九弯折段503c。沿远离电极组件200到靠近电极组件200的方向上，第七弯折段503a、第八弯折段503b和第九弯折段503c依次连接，其中，第七弯折段503a向靠近导电件100的方向延伸，第八弯折段503b向远离导电件100的方向延伸，第九弯折段503c向靠近导电件100的方向延伸。
第四连接部413包括第十弯折段413a、第十一弯折段413b和第十二弯折段413c。其中，第十弯折段413a与第七弯折段503a相接，第十一弯折段413b与第八弯折段503b相接，第十二弯折段413c与第九弯折段503c相接。
其中，第八弯折段503b和第十一弯折段413b的延伸方向垂直于第一方向X。
通过第一连接部101和第二连接部501的配合，使得密封结构400与绝缘件500之间能够更加贴合，从而尽量避免密封结构400和绝缘件500之间产生间隙。尽量避免电池001正常使用时，容置腔301内的流体通过密封结构400与绝缘件500之间的间隙流出。
而且容置腔301内的压力升高时，容置腔301内的压力压向第一连接部101，第一连接部101对第二连部施加更大的压力，从而保证电池001的密封性。同时，在容置腔301内压力过大时，能够使得第一连接部101向第二连接部501产生更大的压力，以便压裂绝缘件500，使得绝缘件500的表面产生裂缝以泄压。
在这种结构下得到不同条件下的合格率，结果示于表6中。
表6
Figure BDA0003093294960000131
Figure BDA0003093294960000141
表6中对比例1未设置上述的密封结构400，直接通过第一壁310连接绝缘件500。由表6可知，采用该种密封结构400的电池001能够在高温下，明显降低爆炸风险。而且在65℃、90％湿度的条件下，不仅减少电池001爆炸的几率，还能够在长时间内维持电池001不漏液。
比较表1-表5可知，电池001在条件较苛刻的C条件下依然能够具有较高的合格率，通过设置多个弯折段的第一连接部101、第二连接部501、第三连接部503和第四连接部413可以进一步提高密封性能，而第三连接部503和第四连接部413可以在高温状态下提高对绝缘件500的挤压力，从而使得绝缘件500更容易挤压出裂缝。
实施例六
请参阅图11，本申请的第六实施方式提供一种电池001，这种电池001与实施例五提供的电池001区别在于：
第一连接部101沿第一方向X具有六个弯折段。第一连接部101上任意弯折段的延伸方向均不垂直于第一方向X。
第二连接部501与第一连接部101配合，以减少导电件100与绝缘件500之间的间隙。
第三连接部503延第一方向X具有五个弯折段。第三连接部503上任意弯折段的延伸方向均不垂直于第一方向X。
第四连接部413与第三连接部503配合，以减少导电件100与绝缘件500之间的间隙。
在这种结构下得到不同条件下的合格率，结果示于表7中。
表7
Figure BDA0003093294960000142
表7中对比例1未设置上述的密封结构400，直接通过第一壁310连接绝缘件500。由表7可知，采用该种密封结构400的电池001能够在高温下，明显降低爆炸风险。而且在65℃、90％湿度的条件下，不仅减少电池001爆炸的几率，还能够在长时间内维持电池001不漏液。
比较表1-表5可知，这种电池001在条件较苛刻的C条件下依然能够具有较高的合格率，通过设置多个弯折段的第一连接部101、第二连接部501、第三连接部503和第四连接部413可以进一步提高密封性能，而第三连接部503和第四连接部413可以在高温状态下提高对绝缘件500的挤压力，从而使得绝缘件500更容易挤压出裂缝。
实施例七
请参阅图12，本申请的第七实施方式提供一种电池001，这种电池001与实施例五提供的电池001区别在于：
过渡段430不包括互成角度的第一分段431和第二分段433。从远离导电件100到靠近导电件100，过渡段430向远离电极组件200的方向延伸。
在这种结构下得到不同条件下的合格率，结果示于表8中。
表8
Figure BDA0003093294960000151
表8中对比例1未设置上述的密封结构400，直接通过第一壁310连接绝缘件500。由表8可知，采用该种密封结构400的电池001能够在高温下，明显降低爆炸风险。而且在65℃、90％湿度的条件下，不仅减少电池001爆炸的几率，还能够在长时间内维持电池001不漏液。
比较表1-表5可知，这种电池001在条件较苛刻的C条件下依然能够具有较高的合格率，通过设置多个弯折段的第一连接部101、第二连接部501、第三连接部503和第四连接部413可以进一步提高密封性能，而第三连接部503和第四连接部413可以在高温状态下提高对绝缘件500的挤压力，从而使得绝缘件500更容易挤压出裂缝。
实施例八
请参阅图13，本申请的第八实施方式提供一种电池001，这种电池001与实施例五提供的电池001区别在于：
由于多个弯折段形成的贴合段410能够借用容置腔301内的压力，对过渡段430的弹性依赖下降，因此过渡段430可以进行简化。
第一壁310直接与贴合段410连接，而不再具有过渡段430，通过锯齿状的贴合段410实现弹性推力贴合绝缘件500。容置腔301内的流体压力作用于贴合段410，增加贴合段410与绝缘件500密封效果，在高温状态下，贴合段410自身热膨胀以增加对绝缘件500的压力，容置腔301内的高压对贴合段410也产生一较大的压力，两部分压力结合以压裂绝缘件500，使得绝缘件500表面产生裂缝，容置腔301内的流体通过裂缝流出，实现电池001的泄压。
在这种结构下得到不同条件下的合格率，结果示于表9中。
表9
Figure BDA0003093294960000161
表9中对比例1未设置上述的密封结构400，直接通过第一壁310连接绝缘件500。由表9可知，采用该种密封结构400的电池001能够在高温下，明显降低爆炸几率。而且在65℃、90％湿度的条件下，不仅减少电池001爆炸的风险，还能够在长时间内维持电池001不漏液。
比较表1-表5可知，这种电池001在条件较苛刻的C条件下依然能够具有较高的合格率，通过设置多个弯折段的第一连接部101、第二连接部501、第三连接部503和第四连接部413可以进一步提高密封性能，而第三连接部503和第四连接部413可以在高温状态下提高对绝缘件500的挤压力，从而使得绝缘件500更容易挤压出裂缝。
实施例九
请参阅图14，本申请的第九实施方式提供一种电池001，这种电池001与实施例八提供的电池001区别在于：
第一连接部101的各弯折段之间弧形连接。
第二连接部501的各弯折段之间弧形连接。
第三连接部503的各弯折段之间弧形连接。
第四连接部413的各弯折段之间弧形连接。
在这种结构下得到不同条件下的合格率，结果示于表10中。
表10
Figure BDA0003093294960000162
Figure BDA0003093294960000171
表10中对比例1未设置上述的密封结构400，直接通过第一壁310连接绝缘件500。由表10可知，采用该种密封结构400的电池001能够在高温下，明显降低爆炸几率。而且在65℃、90％湿度的条件下，不仅减少电池001爆炸的几率，还能够在长时间内维持电池001不漏液。
比较表1-表5可知，这种电池001在条件较苛刻的C条件下依然能够具有较高的合格率，通过设置多个弯折段的第一连接部101、第二连接部501、第三连接部503和第四连接部413可以进一步提高密封性能，而第三连接部503和第四连接部413可以在高温状态下提高对绝缘件500的挤压力，从而使得绝缘件500更容易挤压出裂缝。
这种电池001在正常使用时，密封结构400与绝缘件500相接，配合导电件100能够密封开口311，使得电池001内电解液能够维持在容置腔301内，使得电池001正常工作。而电池001处于异常的高温时，由于绝缘件500的热膨胀系数大于密封结构400的热膨胀系数，使得密封结构400快速膨胀以挤压绝缘件500，绝缘件500产生裂缝。容置腔301内高温流体通过绝缘件500产生的裂缝流出容置腔301，使得容置腔301内泄压，从而避免电池001发生爆炸。
实施例十
本申请的第十实施方式提供一种电子装置，这种电子装置包括用电结构和实施例一提供的电池001。电池001与用电结构电性连接，通过电池001为用电结构提供电能。
可以理解的，这种电子装置也可以包括实施例二至实施例九中的任意一种电池001。
这种电子装置能够在电池001的供电下稳定工作，而且可以降低高温状态下的电池001爆炸的风险。
另外，本领域技术人员还可在本申请内做其它变化，当然，这些依据本申请内容所做的变化，都应包含在本申请所公开的范围。

Claims (18)

1.一种电池，包括导电件、电极组件和壳体，所述壳体包括第一壁、第二壁以及分别连接所述第一壁和所述第二壁的侧壁，所述第一壁和所述第二壁沿第一方向相对设置，所述第一壁、所述第二壁和所述侧壁之间形成容置腔，所述电极组件设置于所述容置腔内，其特征在于：
所述第一壁设置有开口，在所述第一方向上，所述导电件的投影至少部分位于所述开口的投影的区域内；
所述电池还包括密封结构和绝缘件，所述密封结构设置于所述第一壁靠近所述导电件的一端，所述密封结构与所述第一壁连接，所述绝缘件设置于所述密封结构与所述导电件之间；
所述密封结构和所述导电件的热膨胀系数均大于所述绝缘件的热膨胀系数。
2.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述密封结构与所述第一壁一体成型。
3.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述密封结构包括贴合段和过渡段；
所述贴合段与所述绝缘件相接；所述过渡段连接所述贴合段和所述第一壁；
沿垂直于所述第一方向的方向观察：
从远离所述绝缘件向靠近所述绝缘件，所述过渡段向远离所述电极组件的方向延伸，所述贴合段向靠近所述电极组件的方向延伸；或
从远离所述绝缘件向靠近所述绝缘件，所述过渡段向靠近所述电极组件的方向延伸，所述贴合段向远离所述电极组件的方向延伸。
4.如权利要求3所述的电池，其特征在于，所述过渡段包括：
第一分段，从所述第一壁向背离所述电极组件的一端延伸；
第二分段，从所述第一分段向所述绝缘件延伸；
所述贴合段设置于所述第二分段靠近所述绝缘件的一端。
5.如权利要求4所述的电池，其特征在于，所述密封结构满足以下条件中的至少一个：
所述第一分段与所述第一壁的夹角为85°至175°；
所述第一分段与所述第二分段的夹角为85°至175°；
所述贴合段与所述第二分段的夹角为80°至100°。
6.如权利要求4所述的电池，其特征在于，所述第二分段呈凸出所述容置腔的弧形。
7.如权利要求4所述的电池，其特征在于，沿垂直于所述第一方向的方向观察，所述第二分段呈波浪形。
8.如权利要求4所述的电池，其特征在于，所述贴合段设置有嵌入件，所述嵌入件插入所述绝缘件。
9.如权利要求1所述的电池，其特征在于，沿垂直于所述第一方向的方向观察，所述导电件的外周设置有锯齿状的第一连接部，所述绝缘件设置有与所述第一连接部相接的第二连接部。
10.如权利要求3所述的电池，其特征在于，沿垂直于所述第一方向的方向观察，所述绝缘件的外周设置有锯齿状的第三连接部，所述贴合段设置有与所述第三连接部相接的第四连接部。
11.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述密封结构在所述第一方向上的尺寸为10μm至1mm。
12.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述密封结构从所述第一壁向所述绝缘件延伸方向延伸的尺寸10μm至5mm。
13.如权利要求1所述的电池，其特征在于，沿垂直于所述第一方向的方向观察，所述密封结构背离所述电极组件的端部到所述电极组件的距离小于所述绝缘件背离所述电极组件的端部到所述电极组件的距离。
14.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述绝缘件的热膨胀系数为-10×10-6/K至10×10-6/K，所述密封结构的热膨胀系数为10×10-6/K至40×10-6/K。
15.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述密封结构或所述导电件中的至少一者包括金属材料。
16.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述绝缘件包括玻璃、陶瓷或高分子材料中的至少一种。
17.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电极组件包括第一电极和第二电极，所述第一电极与所述壳体电性连接，所述第二电极与所述导电件电性连接。
18.一种电子装置，包括如权利要求1至17任一项所述的电池。
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