CN113363659A - 电池组、制造方法及用电装置 - Google Patents

Abstract

一种电池组，包括壳体组件、电芯、第一绝缘件和通道，所述电芯容置于所述壳体组件内；所述第一绝缘件通过将绝缘材料设于所述电芯和壳体组件后固化形成；所述通道设于所述第一绝缘件和壳体组件之间。上述的电池组和用电装置通过利用第一绝缘件，在电芯的一侧设置通道，可使得热失控后，其电芯的产气可以快速排出，降低爆炸风险。本申请还提供上述电池组的制造方法和包括上述电池组的用电装置。

Description

电池组、制造方法及用电装置

技术领域

本申请涉及储能技术领域，尤其涉及一种电池组、制造方法及用电装置。

背景技术

电池组在正常使用、误用、滥用时，可能因为外力挤压、外力刺破、高温循环、高温存储、过充、短路等原因，导致出现热失控现象。对于全灌胶的电池组，电芯被固定在胶液之中，没有泄压路径可以让电芯产气快速通过，电池组可能以爆炸形式释放电池组的压力，存在安全隐患。

发明内容

有鉴于此，提供一种电池组、制造方法及用电装置,其可使电芯产气快速排出，降低爆炸风险。

本申请的实施例提供了一种电池组，电池组包括壳体组件、电芯、第一绝缘件和通道。电芯容置于壳体组件内。第一绝缘件通过将绝缘材料设于电芯和壳体组件后固化形成。通道设于第一绝缘件和壳体组件之间。上述的电池组通过在第一绝缘件中设置通道，使得热失控后，电芯产生的气体可以快速排出，降低爆炸风险。

进一步地，在本申请的一些实施例中，电芯包括电极组件、极耳和电芯壳体，所述电芯壳体包括具有用于容纳所述电极组件的第一部分和从所述第一部分向外延伸的第二部分，所述极耳从所述第二部分延伸出所述电芯壳体，所述通道设于所述第二部分所在一侧，便于及时的将电芯产生的气体快速排出，减少能量的聚集和温度的升高。

进一步地，在本申请的一些实施例中，电芯包括两个极耳，两耳极耳设于电芯壳体的同一端，所述通道设于两个极耳之间。

进一步地，在本申请的一些实施例中，壳体组件具有泄压口，泄压口与通道连通。

进一步地，在本申请的一些实施例中，壳体组件包括第一壳体和第二壳体，第一壳体盖设于第二壳体上，第一壳体设有泄压口。

进一步地，在本申请的一些实施例中，所述电池组包括多个沿第一方向堆叠设置的电芯，通道沿第一方向设置，便于及时的将电芯产生的气体快速排出，减少能量的聚集和温度的升高。

进一步地，在本申请的一些实施例中，沿第一方向，泄压口与通道连通，电池组的气体可通过泄压口流动至壳体组件外，降低电池组内的压力。

进一步地，在本申请的一些实施例中，第一壳体设有泄压阀，沿第一方向，泄压阀与通道投影重叠，可进一步减小电池组内的气体流动壳体组件外的路径。进一步地，在本申请的一些实施例中，第一绝缘件位于通道的表面设有脱模剂层。

进一步地，在本申请的一些实施例中，电池组包括第二绝缘件，第二绝缘件包括通道，第二绝缘件在绝缘材料固化的过程中和绝缘材料粘接固定。

进一步地，在本申请的一些实施例中，第一绝缘件包括灌封胶。

进一步的，在本申请的一些实施例中，第一绝缘件通过低压注塑工艺形成。

进一步地，在本申请的一些实施例中，所述第二绝缘件的融化温度大于所述第一绝缘件的融化温度，以限制在绝缘材料的固定过程中第二绝缘件融化。

本申请的实施例还提供一种电池组的制造方法，包括以下步骤：将电芯放入壳体组件内,将预置棒放置在电芯与壳体组件的空隙处并凸出电芯,在壳体组件内注入绝缘材料,待绝缘材料凝固后，取出预置棒，以在电池组内留下通道。

进一步地，在本申请的一些实施例中，将预置棒放置在电芯与壳体组件的空隙处的步骤之前还包括：在预置棒放入电芯与壳体组件的空隙处前，在预置棒表面涂覆脱模剂，便于在绝缘材料固化后将预置棒从第一绝缘件内取出。

进一步地，在本申请的一些实施例中，预置棒件放置在第二部分所在的一侧，使得热失控后，其电芯的产气可以快速排出，降低爆炸风险。

本申请一实施例还提供了一种用电装置，包括上述的电池组。

上述的电池组和用电装置利用所述第一绝缘件将所述电芯和壳体组件固定，第一绝缘件在固化过程中可填充电芯和壳体之间的间隙，电池组将所述通道设于所述第一绝缘件和壳体组件之间，可使得热失控后，其电芯的产气可通过通道快速排出，降低爆炸风险。

附图说明

图1示出了一些实施例中一视角的电池组的结构示意图。

图2示出了一些实施例中另一视角的电池组的结构示意图。

图3示出了一些实施例中电芯的结构示意图。

图4示出了一些实施例中第二绝缘件的结构示意图。

图5示出了一些实施例中第二绝缘件运用于电池组的结构示意图。

图6示出了一些实施例中预置棒运用于电池组的结构示意图。

图7示出了一些实施例中制作第二绝缘件的结构示意图。

图8示出了一些实施例中用电装置的结构示意图。

主要元件符号说明：

电池组 100

壳体组件 10

第一壳体 11

泄压口 111

第二壳体 12

电芯 20

隔热件 20a

电芯壳体 21

第一部分 21a

第二部分 21b

极耳 22

第一绝缘件 30

通道 40

第二绝缘件 50

预置棒 60

棒状物 70

模具 80

第一方向 X

用电装置 200

如下具体实施例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，当一个组件被称为“装设于”另一个组件，它可以直接在另一个组件上或者也可以存在居中的组件。当一个组件被认为是“设置于”另一个组件，它可以是直接设置在另一个组件上或者可能同时存在居中组件。

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“或/及”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

请参阅图1和图2，本申请一实施方式提供了一种电池组100，电池组100包括壳体组件10、电芯20、第一绝缘件30和通道40，电芯20容置于壳体组件10内，第一绝缘件30通过将绝缘材料注入壳体组件10后固化形成，第一绝缘件30将电芯20和壳体组件10固定，通道40设于第一绝缘件30和壳体组件10之间，通道40用于将电芯20产生的气体排出，以降低爆炸的风险。

壳体组件10包括第一壳体11和第二壳体12，第一壳体11盖设于第二壳体12上，用于将电芯20和第一绝缘件30封于第二壳体12内。第一壳体11设有泄压口111，通道40与泄压口111连通，电芯20产生的气体从通道40经泄压口111排出。可选的，通道40与泄压口111之间设有其他绝缘元件，比如防水透气膜，以减少外部异物进入通道内。

请参阅图1和图3，电芯20可以设置为单个或多个，其中多个电芯20沿第一方向X堆叠设置，相邻的电芯20之间设有隔热件20a，隔热件20a用于降低相邻的电芯20之间的热量传递。在一实施例中，隔热件包括隔热垫和泡棉中的至少一种。

在一些实施例中，沿第一方向X，泄压口111与通道40连通，电池组100的气体可通过泄压口111流动至壳体组件10外，降低电池组100内的压力。可选的，沿第一方向X，泄压口111与通道40投影重叠，可进一步减小电池组100内的气体流动壳体组件10外的路径。

在一些实施例中，第一壳体11设有泄压阀(图未示)，沿第一方向X，泄压阀(图未示)与通道40投影重叠，可进一步减小电池组100内的气体流动壳体组件10外的路径。

电芯20包括电极组件(图未示)、电芯壳体21、以及连接至所述电极组件(图未示)并且从电芯壳体21引出的极耳22。电芯壳体21包括具有用于容纳所述电极组件的第一部分21a和从第一部分21a向外延伸的第二部分21b，极耳22从第二部分21b延伸出电芯壳体21。电极组件包括正极片(图未示)、负极片(图未示)以及位于正极片和负极片之间的隔离膜(图未示)。可选的，电芯20包括两个极耳22，两个极耳22设于电芯壳体21的同一端。

通道40设于第二部分21b所在一侧且沿第一方向X设置，便于及时的将电芯20产生的气体快速排出，减少能量的聚集和温度的升高，降低热蔓延至其他电芯的风险。

第一绝缘件30可为在常温或加热条件下固化成为性能优异的热固性高分子绝缘材料，例如树脂。可选的，第一绝缘件包括灌封胶。可选的，第一绝缘件通过低压注塑的工艺形成。

通道40沿第一方向X延伸设置。在一实施例中，在第一方向X上，通道40位于第二部分21b与第二壳体12的侧壁之间的空间内。在一实施例中，垂直于通道40轴线的截面包括但限于圆形、矩形等形状。如图2所示，可选的，电池组100包括3个通道40，其中两个通道40对应设于两个极耳22与第二壳体12之间，另一通道40设于两个极耳22之间。

请参阅图4和图5，在一实施例中，电池组100包括第二绝缘件50，第二绝缘件50设有通道40，通道40连通泄压口111。第二绝缘件50设于壳体组件10内，在第一绝缘件30的绝缘材料固化过程中，第二绝缘件50粘结固定于第一绝缘件30。

在一实施例中，第二绝缘件50位于第二部分21b所在的一侧。

请参阅图6，本申请还提供一种上述电池组100的制造方法，包括以下步骤：

步骤S11，将电芯20放入壳体组件10内；

步骤S12，将预置棒60放置在电芯20与壳体组件10的空隙处并凸出电芯20；

步骤S13，在壳体组件10内注入绝缘材料；

步骤S14，待绝缘材料固化后，取出预置棒60，以在电池组100内留下通道40。

在一实施例中，步骤S12之前还包括在预置棒60表面涂覆脱模剂，便于在绝缘材料固化后将预置棒60从第一绝缘件30内取出，可选的，第一绝缘件30连通通道40的表面留下脱模剂层，脱模剂有利于预置棒60和第一绝缘件30分离。

可以理解的是，脱模剂与不同化学成分的第一绝缘件30的绝缘材料接触后不被溶解，以降低脱模剂的涂层被破坏的可能。

在一实施例中，第一绝缘件30的绝缘材料包括聚氨脂复合物，脱模剂包括含硅脱模剂，含硅脱模剂的材料可包括乳化蜡液、甲基硅油乳液、改性硅油乳液、去离子水、乳化剂、添加剂和防腐剂等。

在一实施例中，预置棒60由绝缘材料制成，例如塑料、玻璃和高分子材料中的一种，以减少预置棒60与极耳22接触导致短路。

在一实施例中，通过机械设备将预置棒60放入壳体组件10内并在绝缘材料固化后取出。

请参阅图4和图5，在另一实施例中，上述电池组100的制造方法还包括：

步骤S21，将电芯20放入壳体组件10内；

步骤S22，将具有通道40的第二绝缘件50放置在电芯20与壳体组件10的空隙处；

步骤S23，向壳体组件10内注入绝缘材料；

步骤S24，待绝缘材料固化后，第二绝缘件50和第一绝缘件30粘接固定。

在一实施例中，通过机械设备将第二绝缘件50放入壳体组件10内并在绝缘材料固化后与于第一绝缘件30粘接固定。

在一实施例中，步骤S23中注入绝缘材料时，限制绝缘材料没过第二绝缘件50的端部，以减少绝缘材料进入通道40内。可选的，沿第一方向X,第二绝缘件50凸伸出电芯20。

在一实施例中，第二绝缘件50的融化温度大于第一绝缘件30的融化温度，以限制在绝缘材料的固定过程中第二绝缘件50融化。

请参阅图4和图7，在一实施例中，步骤S22中具有通道40的第二绝缘件50的制造方法包括：

将棒状物70放置于模具80内；

在模具80内注入绝缘材料，待绝缘材料固化后，将棒状物抽出，得到具有通道40的第二绝缘件50。

可以理解的是，可以在棒状物70的外表面涂覆有脱模剂，便于在绝缘材料固化后将棒状物从第一绝缘件30内取出。

在一实施例中，绝缘材料包括树脂、玻璃、高分子材料等中的一种。

下面将通过具体的实施例对本申请作进一步说明。

实施例1

使用玻璃材料作为预置棒60，采用预置棒60的方式设置通道40，在普通电池组中验证，通过对单个电芯过充引发该电池组失控。

实施例2

使用高分子材料作为预置棒60，采用预置棒60的方式设置通道40，在普通电池组中验证，通过对单个电芯过充引发该电池组失控。

实施例3

采用第二绝缘件50的方式设置通道40，第二绝缘件50中通道40为方形，在普通电池组中验证，通过对单个电芯过充引发该电池组失控。

实施例4

采用第二绝缘件50的方式设置通道40，第二绝缘件50中通道40为圆形，在普通电池组中验证，通过对单个电芯过充引发该电池组失控。

对比例1

在普通电池组中验证，整个电池组不做任何处理，通过对单个电芯过充引发该电芯失控。

上述实施例1-4和对比例1，每个实施方式进行十次试验，验证标准为：以堆叠的电芯中最中间的单个电芯进行试验，试验过程中电芯过充到电芯冒烟或者起火或爆炸，且未引发周边的电芯爆炸即通过了测试，试验结果如下表：

可以看出，实施例1-4的十次试验均通过，对比例1的十次试验均未通过。本申请的电池组100可以将电芯20产生的气体快速排出，降低内部温度，以降低爆炸的风险。

请参阅图8，本申请还提供一种采用上述电池组100的用电装置200。在一实施方式中，本申请的用电装置200可以是，但不限于笔记本电脑、笔输入型计算机、移动电脑、电子书播放器、便携式电话、便携式传真机、便携式复印机、便携式打印机、头戴式立体声耳机、录像机、液晶电视、手提式清洁器、便携CD机、迷你光盘、收发机、电子记事本、计算器、便携式录音机、收音机、电机、汽车、摩托车、助力自行车、自行车、照明器具、游戏机、钟表、电动工具、闪光灯、照相机、家庭用大型蓄电池和锂离子电容器等中的一种。

本申请的电池组100及用电装置200通过设置通道，使得热失控后，其电芯20的产气可以快速排出，降低爆炸风险。

本技术领域的普通技术人员应当认识到，以上的实施例仅是用来说明本申请，而并非用作为对本申请的限定，只要在本申请的实质精神范围内，对以上实施例所作的适当改变和变化都落在本申请公开的范围内。

Claims (10)

1.一种电池组，其特征在于，包括：

壳体组件；

电芯，容置于所述壳体组件内；

第一绝缘件，所述第一绝缘件通过将绝缘材料设于所述电芯和壳体组件后固化形成；

通道，设于所述第一绝缘件和壳体组件之间。

2.如权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述电芯包括电极组件、极耳和电芯壳体，所述电芯壳体包括用于容纳所述电极组件的第一部分和从所述第一部分向外延伸的第二部分，所述极耳从所述第二部分延伸出所述电芯壳体，所述通道设于电芯的所述第二部分所在一侧。

3.如权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述壳体组件具有泄压口，所述泄压口与所述通道连通。

4.如权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述电池组包括多个沿第一方向堆叠设置的电芯，所述通道沿所述第一方向设置。

5.如权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述第一绝缘件位于所述通道的表面设有脱模剂层。

6.如权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述电池组包括第二绝缘件，所述第二绝缘件包括所述通道，所述第二绝缘件在所述绝缘材料固化的过程中和所述绝缘材料粘接固定。

7.如权利要求6所述的电池组，其特征在于，所述第二绝缘件的融化温度大于所述第一绝缘件的融化温度。

8.一种如权利要求1-5任意一项所述电池组的制造方法，其特征在于，包括以下步骤：

将电芯放入壳体组件内；

将预置棒放置在电芯与壳体组件的空隙处并凸出电芯；

在壳体组件内注入绝缘材料；

待绝缘材料固化后，取出预置棒，以在电池组内留下通道。

9.如权利要求8所述的电池组的制造方法，其特征在于，所述将预置棒放置在电芯与壳体组件的空隙处的步骤之前还包括：

在所述预置棒放入电芯与壳体组件的空隙处前，在所述预置棒表面涂覆脱模剂。

10.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求1-7任意一项所述的电池组或如权利要求8-9任意一项所述的电池组的制造方法制造的电池组。

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