CN113906625B - 电芯与用电装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及电池技术领域,公开了电芯与用电装置。电芯包括壳体、电极组件以及泄压组件。壳体包括相对设置的第一壁部与第二壁部。泄压组件收容于收容腔,包括第一泄压单元与第二泄压单元。第一泄压单元包括固定于第一壁部的第一泄压件;其朝向第二壁部的一端设有安装孔。第二泄压单元包括固定于第二壁部的第二泄压件,其至少部分伸入安装孔;第二泄压单元外壁与第一泄压单元内壁密封。泄压组件设有与收容腔隔绝的泄压通道,壳体设有连通泄压通道与外部环境的泄压口。第一、第二泄压单元用于共同配合,以在电芯的温度高于预设阈值时,随壳体的膨胀而发生相对位移至泄压通道与收容腔连通,以排出电芯内的气体至外界,降低电芯爆炸的安全隐患。
Description
【技术领域】
本申请涉及电池技术领域,尤其涉及一种电芯与用电装置。
【背景技术】
电芯是一种将外界的能量转化为电能并储存于其内部,以在需要的时刻对外部设备(如便携式电子设备)进行供电的装置。一般地,电芯包括壳体、收容于壳体内的电极组件以及电解液。其中,电极组件通常包括循环交替设置的正极片、负极片,以及设于两者之间并用于分隔两者的隔离膜。
本申请的发明人在实现本申请的过程中发现:电芯在工作的过程中发热量较大,电芯的持续发热可能导致电芯热失控,使壳体内部气压明显增大,从而导致电芯爆炸;然而目前的电芯并无在高于特定温度时进行防爆保护的结构,工作时具有较高的安全隐患。
【发明内容】
本申请旨在提供一种电芯与用电装置,以降低电芯工作时的安全隐患。
本申请解决其技术问题采用以下技术方案:
一种电芯,包括壳体、电极组件与泄压组件。所述壳体设有收容腔,所述壳体包括相对设置的第一壁部与第二壁部。所述电极组件收容于所述收容腔。所述电芯还包括收容于所述收容腔的泄压组件。所述泄压组件包括第一泄压单元与第二泄压单元。第一泄压单元包括第一泄压件,所述第一泄压件固定于所述第一壁部,所述第一泄压件朝向所述第二壁部的一端设有安装孔。第二泄压单元包括第二泄压件,所述第二泄压件固定于所述第二壁部,所述第二泄压件至少部分伸入所述安装孔,所述第二泄压单元的外壁与所述第一泄压单元的内壁之间密封。所述泄压组件设有与所述收容腔隔绝的泄压通道,所述壳体设有连通所述泄压通道与所述电芯的外部环境的至少一泄压口。所述第一泄压单元与所述第二泄压单元用于共同配合,以在所述电芯的温度高于预设阈值时,随所述壳体的膨胀而发生相对位移至所述泄压通道与所述收容腔连通。
作为上述技术方案的进一步改进方案,所述第一泄压件或所述第二泄压件的壁设有贯通的排气孔,所述收容腔与所述泄压通道中的一个与所述排气孔的一端连通,所述第一泄压单元的内壁和所述第二泄压单元的外壁配合以封堵所述排气孔的另一端。所述第一泄压单元与所述第二泄压单元用于共同配合,以在所述电芯的温度高于预设阈值时,随所述壳体的膨胀而发生相对位移至所述排气孔分别连通所述收容腔与所述泄压通道。
作为上述技术方案的进一步改进方案,所述第一泄压件于所述安装孔的壁设有与所述收容腔连通的所述排气孔,所述第二泄压单元的外壁封堵所述排气孔。所述泄压通道包括所述安装孔,所述安装孔贯通所述第一泄压件且一端通向所述第一壁部,所述第一壁部于对应所述安装孔处设有所述泄压口;和/或,所述泄压通道包括贯通所述第二泄压件的连通孔,所述连通孔的一端连通所述安装孔,另一端通向所述第二壁部,所述第二壁部于对应所述连通孔处设有所述泄压口。所述第一泄压单元与所述第二泄压单元用于共同配合,以在所述电芯的温度高于预设阈值时,随所述壳体的膨胀而发生相对位移至所述第二泄压单元打开所述排气孔的至少部分。
作为上述技术方案的进一步改进方案,所述第一泄压单元还包括同轴固定于所述安装孔的内壁的第一密封圈。所述第一泄压件于所述第一密封圈覆盖的区域设有所述排气孔,所述第一密封圈于对应所述排气孔处设有过孔,所述第二泄压单元与所述第一密封圈过盈配合,所述第二泄压单元的外壁封堵所述过孔。
作为上述技术方案的进一步改进方案,所述第二泄压单元还包括过盈地套设于所述第二泄压件的第二密封圈。所述第二密封圈与所述第一泄压单元过盈配合并封堵所述排气孔。
作为上述技术方案的进一步改进方案,所述第二泄压件设有连通孔,所述第二泄压件于所述连通孔的壁设有贯通的所述排气孔,所述第一泄压单元的内壁封堵所述排气孔。所述泄压通道包括所述连通孔,所述连通孔的一端贯通所述第二泄压件并通向所述第二壁部,所述第二壁部于对应所述连通孔处设有所述泄压口;和/或,所述泄压通道包括所述安装孔,所述连通孔的一端与所述安装孔连通,所述安装孔贯通所述第一泄压件且一端通向所述第一壁部,所述第一壁部于对应所述连通孔处设有所述泄压口。所述第一泄压单元与所述第二泄压单元用于共同配合,以在所述电芯的温度高于预设阈值时,随所述壳体的膨胀而发生相对位移至所述排气孔至少部分退出所述安装孔。
作为上述技术方案的进一步改进方案,所述第一泄压单元还包括同轴固定于所述安装孔的内壁的第一密封圈。所述第一密封圈与所述第二泄压单元过盈配合,并封堵所述排气孔。
作为上述技术方案的进一步改进方案,所述第二泄压单元还包括过盈地套设于所述第二泄压件的第二密封圈。所述第二泄压件于所述第二密封圈覆盖的区域设有所述排气孔,所述第二密封圈于对应所述排气孔处设有过孔。所述第一泄压单元与所述第二密封圈过盈配合,且所述第一泄压单元的内壁封堵所述过孔。
作为上述技术方案的进一步改进方案,所述泄压通道包括安装孔,所述安装孔贯通所述第一泄压件且一端通向所述第一壁部,所述第一壁部于对应所述安装孔处设有所述泄压口;和/或,所述泄压通道包括贯通所述第二泄压件的连通孔,所述连通孔的一端与所述安装孔连通,另一端通向所述第二壁部,所述第二壁部于对应所述连通孔处设有所述泄压口。所述第一泄压单元与所述第二泄压单元用于共同配合,以在所述电芯的温度高于预设阈值时,随所述壳体的膨胀而发生相对位移至所述第二泄压件退出所述安装孔。
作为上述技术方案的进一步改进方案,所述第一泄压单元还包括同轴固定于所述安装孔的内壁的第一密封圈,所述第二泄压单元与所述第一密封圈过盈配合;和/或,所述第二泄压单元还包括过盈地套设于所述第二泄压件的第二密封圈,所述第二密封圈与所述第一泄压单元过盈配合。
作为上述技术方案的进一步改进方案,所述壳体还包括连接壁。所述连接壁连接所述第一壁部与所述第二壁部,所述第一壁部、所述第二壁部与所述连接壁共同围成所述收容腔。
本申请解决其技术问题还采用以下技术方案:
一种用电装置,包括上述的电芯。
本申请的有益效果是:
与目前市场上的电芯相比,本申请实施例提供的电芯设置有泄压通道;在电芯温度高于预设阈值时,壳体发生膨胀;相应地,第一泄压单元与第二泄压单元之间相对位移至,上述泄压通道与壳体内的收容腔连通,从而可将电芯内的气体排出至外界,平衡电芯的内外气压,以降低电芯爆炸的安全隐患。
【附图说明】
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅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示出的结构获得其他的附图。
图1为本申请其中一实施例提供的电芯处于未膨胀状态下的剖切示意图。
图2为图1中的电芯处于膨胀状态下的剖切示意图;
图3为本申请其中一实施例提供的泄压组件的剖切示意图;
图4为本申请其中另一实施例提供的泄压组件的剖切示意图;
图5为本申请其中又一实施例提供的泄压组件的剖切示意图;
图6为本申请其中又一实施例提供的泄压组件的剖切示意图;
图7为本申请其中又一实施例提供的泄压组件的剖切示意图;
图8为本申请其中又一实施例提供的泄压组件的剖切示意图;
图9为本申请其中一实施例提供的用电装置的示意图。
图中:
1、电芯;
100、壳体;110、第一壁部;120、第二壁部;130、连接壁;101、收容腔;102、泄压口;
200、电极组件;210、第一极片;220、第二极片;230、隔离膜;
300、泄压组件;310、第一泄压单元;320、第二泄压单元;311、第一泄压件;312、第一凸缘;321、第二泄压件;322、第二凸缘;301、泄压通道;302、安装孔;303、排气孔;
300b、泄压组件;310b、第一泄压单元;320b、第二泄压单元;311b、第一泄压件;321b、第二泄压件;301b、泄压通道;302b、安装孔;303b、排气孔;304b、连通孔;
300c、泄压组件;310c、第一泄压单元;320c、第二泄压单元;311c、第一泄压件;321c、第二泄压件;301c、泄压通道;302c、安装孔;303c、排气孔;304c、连通孔;
300d、泄压组件;310d、第一泄压单元;320d、第二泄压单元;311d、第一泄压件;321d、第二泄压件;301d、泄压通道;302d、安装孔;303d、排气孔;304d、连通孔;
300e、泄压组件;310e、第一泄压单元;320e、第二泄压单元;311e、第一泄压件;321e、第二泄压件;301e、泄压通道;302e、安装孔;303e、排气孔;304e、连通孔;
300f、泄压组件;310f、第一泄压单元;320f、第二泄压单元;311f、第一泄压件;321f、第二泄压件;301f、泄压通道;302f、安装孔;303f、排气孔;304f、连通孔。
2、用电装置。
【具体实施方式】
为了便于理解本申请,下面结合附图和具体实施例,对本申请进行更详细的说明。需要说明的是,当元件被表述“固定于”/“固接于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义,本说明书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。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,不是用于限制本申请。本说明书所使用的术语“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。
此外,下面所描述的本申请不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
在本说明书中,所述“安装”包括焊接、螺接、卡接、粘合等方式将某一元件或装置固定或限制于特定位置或地方,所述元件或装置可在特定位置或地方保持不动也可在限定范围内活动,所述元件或装置固定或限制于特定位置或地方后可进行拆卸也可不能进行拆卸,在本申请实施例中不作限制。
请参阅图1至图3,其分别示出了本申请其中一实施例提供的电芯1处于未膨胀状态下的剖切示意图、处于膨胀状态下的剖切示意图,以及泄压组件300的一个实施例的剖切示意图,该电芯1包括壳体100、电极组件200以及泄压组件300。其中,壳体100设有收容腔101,该壳体100包括相对设置的第一壁部110与第二壁部120。电极组件200收容于上述收容腔101。泄压组件300亦收容于上述收容腔101,其包括第一泄压单元310与第二泄压单元320。第一泄压单元310包括第一泄压件311,该第一泄压件311固定于上述第一壁部110;第一泄压件311朝向第二壁部120的一端设有安装孔302。第二泄压单元320包括第二泄压件321,该第二泄压件321固定于上述第二壁部120;第二泄压件321的至少部分伸入上述安装孔302。第二泄压单元320的外壁与第一泄压单元310的内壁之间密封。泄压组件300设有与上述收容腔101隔绝的泄压通道301,壳体100设有分别连通泄压通道301与电芯1的外部环境的至少一泄压口102。上述第一泄压单元310与第二泄压单元320用于共同配合,以在电芯1的温度高于预设阈值时,随壳体100的膨胀而发生相对位移至泄压通道301与收容腔101连通。值得一提的是,本申请文件中所述的“预设阈值”,是指电芯1在某温度下能够膨胀至恰好使收容腔101与泄压通道301连通时的温度值;即是说在电芯1的温度高于该预设阈值的状态下充分膨胀后,其内的泄压通道301将与收容腔101连通。
对于上述壳体100,请参阅图1与图2,该壳体100设有收容腔101,上述电极组件200以及泄压组件300均收容于该收容腔101。具体地,壳体100包括第一壁部110、第二壁部120以及连接壁130。其中,第一壁部110与第二壁部120之间相对设置,连接壁130的两端分别一一对应地连接第一壁部110与第二壁部120,该第一壁部110、第二壁部120与连接壁130共同围成上述收容腔101。本实施例中,第一壁部110与连接壁130一体成型,第二壁部120与连接壁130之间通过激光焊接固定连接;可以理解的是,在本申请的其他实施例中,第一壁部110与连接壁130之间亦可以通过激光焊接、粘接等其他方式实现固定连接。值得一提的是,为便于说明,以下将第一壁部110指向第二壁部120的方向定义为预设方向X。
对于上述电极组件200,请继续参阅图1与图2,其是电芯1的核心部件,本实施例中,电极组件200为卷绕式结构,其包括层叠设置的第一极片210、第二极片220,以及设于第一极片210与第二极片220之间的隔离膜230。该电极组件200整体呈柱状结构,该电极组件200卷绕所环绕的轴线方向与第一壁部110指向第二壁部120的方向相同。其中,第一极片210与第二极片220中的一个为正极片,另一个为负极片。当然,在本申请的其他实施例中,电极组件200亦可以是叠片式结构,本申请不对电极组件的具体结构形式作出限定。此外,电芯1还包括填充于收容腔101内的电解液,上述电极组件200浸于电解液中。
对于泄压组件300,请具体参阅图3,其示出了本申请其中一实施例提供的泄压组件300的剖切示意图,同时结合图1与图2,泄压组件300包括收容于上述收容腔101内的第一泄压单元310与第二泄压单元320。其中,第一泄压单元310包括第一泄压件311。该第一泄压件311呈上述预设方向X延伸的杆状结构,并固定于第一壁部110,该第一泄压件311朝向上述第二壁部120的一端设有安装孔302。上述电极组件200以该第一泄压单元310为中轴进行卷绕,即是说:电极组件200卷绕所环绕的轴线方向与上述预设方向平行。较优地,该第一泄压件311靠近第一壁部110的一端向外延伸而形成一第一凸缘312;第一泄压件311设有第一凸缘312的一端通过激光焊接、粘接等方式固定于第一壁部110。第一凸缘312的设置有效增大了第一泄压件311靠近第一壁部110的一端的截面积,即是可增加第一泄压件311与第一壁部110之间的固定面积,有利于增强第一泄压件311与第一壁部110之间的连接强度。
第二泄压单元320包括第二泄压件321;该第一泄压件311亦呈沿上述预设方向X延伸的杆状结构,并固定于第二壁部120。第二泄压件321的位置与第一泄压件311对应,其至少部分伸入上述安装孔302。该第二泄压单元320的外壁与上述第一泄压单元310的内壁之间密封,从而避免壳体100内的电解液在电芯1正常状态时即向外界逸出。
泄压组件300内设有泄压通道301,上述壳体100设有与该泄压通道301连通的泄压口102。上述第一泄压单元310与第二泄压单元320用于共同配合,以在电芯1的温度高于预设阈值时,随壳体100的膨胀而发生相对位移,以使泄压通道301与收容腔101连通。如此,在电芯1持续发热导致收容腔101内的气压明显大于外界气压时,电芯1内部的气体可通过泄压通道301及泄压口102向外界逸出,从而实现防爆的效果。
本实施例中,请继续参阅图3,并结合图1与图2,上述安装孔302的壁设有贯通的排气孔303,该排气孔303的两端分别通向收容腔101与安装孔302。上述第二泄压件321至少部分伸入上述安装孔302,其外壁与安装孔302的内壁适配贴合,从而使第一泄压单元310的内壁与第二泄压单元320的外壁密封;同时该第二泄压件321封堵上述排气孔303。泄压通道301包括安装孔302;该安装孔302贯穿第一泄压件311,且该安装孔302靠近第一壁部110的一端通向第一壁部110,该泄压通道301通过第二泄压单元320的外壁实现与收容腔的隔绝。相应地,上述第一壁部110于对应安装孔302的位置设有泄压口102。则,当电芯1的温度高于预设温度时,壳体100膨胀致使第一壁部110与第二壁部120之间的间隙将变大,进而使第一泄压单元310与第二泄压单元320发生相对位移至第二泄压单元320打开排气孔303的至少部分,从而使上述收容腔101与安装孔302连通;则收容腔101内的气体可依次通过上述排气孔303、安装孔302以及第一壁部110上的泄压口102逸出向电芯的外界。
可以理解的是,即使本实施例中,排气孔303是设于安装孔302的壁,泄压通道301包括上述安装孔302,但本申请并不局限于此。例如,图4示出了本申请其中另一实施例提供的泄压组件300b的剖切示意图,该泄压组件300b仍包括第一泄压单元310b与第二泄压单元320b;该第一泄压单元310b包括第一泄压件311b,该第二泄压单元320b包括第二泄压件321b。该泄压组件300b与上述实施例中的泄压组件300基本相同,两者的主要不同在于:上一实施例中泄压组件300的泄压通道301的出口通向第一壁部,而本实施例中泄压组件300b的出口通向第二壁部。具体来讲,第一泄压件311b于靠近第二壁部的一端仍设有安装孔302b,但该安装孔302b为盲孔,该安装孔302b靠近第一壁部的一端并未贯穿第一泄压件311b;安装孔302b的壁设有排气孔303b。同时,第二泄压件321b至少部分伸入上述安装孔302b,并封堵排气孔303b;第二泄压件321b设有贯通的连通孔304b,该连通孔304b的一端与上述安装孔302b连通,另一端通向第二壁部。本实施例中,泄压通道301b则包括安装孔302b与连通孔304b;相应地,上述第二壁部120b于对应连通孔304b处设有泄压口。则,当电芯的温度高于预设温度时,壳体膨胀而致使第一壁部与第二壁部之间的间隙将变大,进而使第一泄压单元310b与第二泄压单元320b发生相对位移至第二泄压单元320b打开排气孔303b的至少部分,从而使上述收容腔、排气孔303b、安装孔302b与连通孔304b依次连通;则收容腔内产生的气体可依次通过上述排气孔303b、安装孔302b、连通孔304b以及第二壁部上的泄压口102逸出向电芯的外界。
又例如,图5示出了本申请其中又一实施例提供的泄压组件300c,该泄压组件300c仍包括第一泄压单元310c与第二泄压单元320c;该第一泄压单元310c包括第一泄压件311c,该第二泄压单元320c包括第二泄压件321c。该泄压组件300c与上述实施例中的泄压组件300基本相同,两者的主要不同在于:泄压组件300中泄压通道301的出口通向第一壁部110;而本实施例中泄压组件300c的泄压通道301c具有双侧出口,该泄压通道301c的至少一出口通向第一壁部,至少一出口通向第二壁部。具体来讲,第一泄压件311c仍设有贯通的安装孔302c,该安装孔302c的一端通向第一壁部,另一端朝向第二壁部;安装孔302c的壁设有排气孔303c。第二泄压件321c至少部分伸入上述安装孔302c,并封堵排气孔303c;该第二泄压件321c还设有连通孔304c,该连通孔304c的一端与上述安装孔302c连通,另一端通向第二壁部。泄压通道301c包括安装孔302c与连通孔304c;相应地,上述第一壁部于对应安装孔302c处设有泄压口,第二壁部于对应连通孔304c处亦设有泄压口。则,当电芯的温度高于预设温度时,壳体膨胀而致使第一壁部与第二壁部之间的间隙将变大,进而使第一泄压单元310c与第二泄压单元320c发生相对位移至第二泄压单元320打开排气孔303c的至少部分,从而使上述收容腔、安装孔302与连通孔304依次连通;收容腔101内产生的气体部分可依次通过上述排气孔303c、安装孔302c以及第一壁部上的泄压口逸出向电芯的外界,另一部分可依次通过上述排气孔303c、安装孔302c、连通孔304以及第二壁部120c上的泄压口逸出向电芯的外界。
应当理解,即是上述三实施例中的排气孔均设于第一泄压件的壁上,但本申请并不局限于此,在本实施例的其他实施例中,排气孔亦可以设于第二泄压件的壁上。具体地,图6至图8分别示出了本申请其中另外三实施例提供的泄压组件的剖切示意图,同时结合图1至图5,接下来分别对该三实施例提供的泄压组件的结构进行说明。
首先,请参阅图6,并结合其他附图,泄压组件300d仍包括第一泄压单元310d与第二泄压单元320d;该第一泄压单元310d包括第一泄压件311d,该第二泄压单元320d包括第二泄压件321d。该泄压组件300d与上述实施例中的泄压组件300基本相同,两者的主要不同在于:泄压组件300中排气孔303设于第一泄压件311;而本实施例中泄压组件300d的排气孔303d设于第二泄压件321d。具体地,第一泄压件311d仍设有贯通的安装孔302d,该安装孔302d的一端通向第一壁部,另一端朝向第二壁部。第二泄压件321d至少部分伸入上述安装孔302d,其面向第一泄压件311d的一端设有与安装孔302d相连通的连通孔304d;同时,第二泄压件321d于连通孔304d的壁设有贯通的排气孔303d,上述第一泄压件311d的内壁封堵排气孔303d。泄压通道301d包括安装孔302d与连通孔304d;相应地,上述第一壁部于对应安装孔302d处设有泄压口。则,当电芯的温度高于预设温度时,壳体膨胀而致使第一壁部与第二壁部之间的间隙将变大,进而使第一泄压单元310d与第二泄压单元320d发生相对位移至排气孔303d的至少部分退出上述安装孔302d,从而使上述收容腔101、排气孔303d连通孔304d、与安装孔302d依次连通;收容腔内产生的气体可依次通过上述排气孔303d、连通孔304d、安装孔302d以及第一壁部上的泄压口逸出向电芯的外界。
然后,请参阅图7,并结合其他附图,泄压组件300e仍包括第一泄压单元310e与第二泄压单元320e;该第一泄压单元310e包括第一泄压件311e,该第二泄压单元320e包括第二泄压件321e。该泄压组件300e与上述实施例中的泄压组件300d基本相同,两者的主要不同在于:上一实施例中泄压组件300d的泄压通道301d的出口通向第一壁部,而本实施例中泄压组件300e的出口通向第二壁部。具体地,第一泄压件311e于靠近第二壁部的一端仍设有安装孔302e,但该安装孔302e为盲孔,即该安装孔302靠近第一壁部的一端并未贯穿第一泄压件311e。同时,第二泄压件321e至少部分伸入上述安装孔302e,其设有连通孔304e,该连通孔304e的一端贯通第二泄压件321e并通向第二壁部;同时,第二泄压件321e于连通孔304e的壁设有贯通的排气孔303e,上述第一泄压件311e的内壁封堵排气孔303e。本实施例中,泄压通道301e则包括安装孔302e与连通孔304e;相应地,上述第二壁部120e于对应连通孔304e处设有泄压口。则,当电芯的温度高于预设温度时,壳体膨胀而致使第一壁部与第二壁部之间的间隙将变大,进而使第一泄压单元310e与第二泄压单元320e发生相对位移至排气孔303e的至少部分退出上述安装孔302e,从而使上述收容腔、排气孔303、连通孔304依次连通;则收容腔内产生的气体可依次通过上述排气孔303e、连通孔304e以及第二壁部上的泄压口逸出向电芯的外界。
接下来,请参阅图8,并结合其他附图,该泄压组件300f仍包括第一泄压单元310f与第二泄压单元320f;该第一泄压单元310f包括第一泄压件311f,该第二泄压单元320f包括第二泄压件321f。该泄压组件300f与上述实施例中的泄压组件300d基本相同,两者的主要不同在于:泄压组件300d中泄压通道301d的出口通向第一壁部;而本实施例中泄压组件300f的泄压通道301f具有双侧出口,该泄压通道301f的至少一出口通向第一壁部,至少一出口通向第二壁部。具体地,第一泄压件311f仍设有贯通的安装孔302f,该安装孔302f的一端通向第一壁部,另一端朝向第二壁部。第二泄压件321f至少部分伸入上述安装孔302f,其设有贯通的连通孔304f,该连通孔304f的一端与安装孔302f连通,另一端通向第二壁部;同时,第二泄压件321f于连通孔304f的壁设有贯通的排气孔303f,上述第一泄压件311f的内壁封堵排气孔303d。泄压通道301f包括安装孔302f与连通孔304f;相应地,上述第一壁部于对应安装孔302f处设有泄压口,第二壁部于对应连通孔304f处亦设有泄压口。则,当电芯的温度高于预设温度时,壳体膨胀而致使第一壁部110f与第二壁部120f之间的间隙将变大,进而使第一泄压单元310f与第二泄压单元320f发生相对位移至排气孔303f的至少部分退出安装孔302f,从而使上述收容腔、连通孔304与安装孔302依次连通。收容腔101内产生的气体部分可依次通过上述排气孔303f、连通孔304f以及第二壁部上的泄压口逸出向电芯的外界,另一部分可依次通过上述排气孔303f、连通孔304、安装孔302f以及第一壁部上的泄压口逸出向电芯的外界。
还应当理解,即使前述各实施例中的泄压组件均是通过设置排气孔,且使得收容腔与泄压通道中的一个与排气孔的一端连通,第一泄压单元的内壁和所述第二泄压单元的外壁配合以封堵该排气孔的另一端,以实现泄压通道在电芯正常时与收容腔隔绝,而在电芯热失控时与收容腔连通的目的,但本申请仍不局限于此,在本申请其他的实施例中,泄压组件还可以不设置排气孔,而是通过使第二泄压件在电芯温度高于预设阈值时退出安装孔,达到上述目的。其中,泄压通道的设置方式可参阅上述各实施例。例如,在一些实施例中,泄压通孔包括安装孔;该安装孔贯通第一泄压件,且一端通向第一壁部;相应地,上述第一壁部于对应安装孔处设有与该安装孔连通的泄压口。又例如,在另一些实施例中,泄压通道包括贯通第二泄压件设置的连通孔;该连通孔的一端与安装孔连通,另一端通向第二壁部;相应地,上述第二壁部于对应连通孔处设有泄压口。还例如,泄压通道同时包括贯通第一泄压件的安装孔以及贯通第二泄压件设置的连通孔;安装孔的一端通向第一壁部,连通孔的一端与安装孔连通,另一端通向第二壁部;相应地,上述第一壁部于对应安装孔处设有与该安装孔连通的泄压口,上述第二壁部于对应连通孔处设有泄压口。
进一步地,为提升第一泄压单元与第二泄压单元之间的密封性能,从而降低在电芯处于正常状态时,收容腔内的电解液经由第一泄压件与第二泄压件之间的微小缝隙向外渗出的隐患,该第一泄压单元还包括同轴固定于安装孔内壁且具有弹性的第一密封圈。具体地,第一密封圈呈筒状结构,其固定于安装孔的内壁;上述第二泄压单元伸入该第一密封圈的内孔,且该第二泄压单元的外壁与第一密封圈过盈配合。第一密封圈的设置可应用于上述提及的任一实施方式的泄压组件,当然,第一密封圈的具体设置方式会根据第一泄压件与第二泄压件的具体形状而有所不同。例如,结合图3至图5,对于第一泄压件设有排气孔的泄压组件而言,第一泄压件于第一密封圈覆盖的区域设有上述排气孔,相应地,第一密封圈于对应该排气孔处设有过孔;上述第二泄压单元与第一密封圈过盈配合,且第二泄压单元的外壁封堵该过孔,进而封堵上述排气孔。又例如,请结合图6至图8,对于第二泄压件设有排气孔的泄压组件而言,该第一密封圈与第二泄压单元过盈配合,并封堵上述排气孔。
进一步地,为提升第一泄压单元与第二泄压单元之间的密封性能,从而降低在电芯处于正常状态时,收容腔内的电解液经由第一泄压件与第二泄压件之间的微小缝隙向外渗出的隐患,该第一泄压单元还包括过盈地套设于第二泄压件且具有弹性的第二密封圈。具体地,第二密封圈呈筒状结构,其固定于第二泄压件的外壁;第二密封圈伸入上述安装孔,并与第一泄压单元的内壁过盈配合。第二密封圈的设置可应用于上述提及的任一实施方式的泄压组件,当然,第二密封圈的具体设置方式会根据第二泄压件与第二泄压件的具体形状而有所不同。例如,结合图3至图5,对于第一泄压件设有排气孔的泄压组件而言,第二密封圈与第一泄压单元的内壁过盈配合,并封堵上述排气孔。又例如,请结合图6至图8,对于第二泄压件设有排气孔的泄压组件而言,第二泄压件于第二密封圈覆盖的区域设有上述排气孔,相应地,第二密封圈于对应该排气孔处设有过孔;上述第一泄压单元与第二密封圈过盈配合,且第一泄压单元的内壁封堵该过孔,进而封堵上述排气孔。
综上所述,本申请实施例提供的该电芯1包括壳体100、电极组件200以及泄压组件300。其中,壳体100设有收容腔101,该壳体100包括相对设置的第一壁部110与第二壁部120。泄压组件300收容于上述收容腔101,其包括第一泄压单元310与第二泄压单元320。第一泄压单元310包括第一泄压件311,该第一泄压件311固定于上述第一壁部110;第一泄压件311朝向第二壁部120的一端设有安装孔302。第二泄压单元320包括第二泄压件321,该第二泄压件321固定于上述第二壁部120;第二泄压件321的至少部分伸入上述安装孔302,且第二泄压单元320的外壁与第一泄压单元310的内壁之间密封。泄压组件300设有与上述收容腔101隔绝的泄压通道301,壳体100设有分别连通泄压通道301与电芯1的外部环境的泄压口102。上述第一泄压单元310与第二泄压单元320用于共同配合,以在电芯1的温度高于预设阈值时,随壳体的膨胀而发生相对位移至泄压通道301与收容腔101连通。
与目前市场上的电芯相比,本申请实施例提供的电芯设置有泄压通道301;在电芯1温度高于预设阈值时,壳体100发生膨胀;相应地,第一泄压单元310与第二泄压单元320之间相对位移至,上述泄压通道301与壳体100内的收容腔101连通,从而可将电芯1内的气体排出至外界,平衡电芯的内外气压,以降低电芯爆炸的安全隐患。
值得补充说明的是,上述泄压通道(即上述安装孔和/或连通孔)除可用于在电芯1热失控时排出电芯内的气体,以平衡压强之外,还能够增大电芯1与空气接触的面积,使电芯1的散热能力得到有效提升。故在满足能够实现防爆功能的条件下,应尽量增大泄压通道内壁可接触空气的面积。当安装孔302贯通第一泄压件时,第二泄压件的自由端优选靠近第一泄压件的自由端设置,从而尽可能增大第一泄压单元的内壁与空气的接触面积。本实施例中,沿上述预设方向X,第二泄压单元伸入安装孔的长度与安装孔沿预设方向的长度之比小于四分之一。
基于同一发明构思,本申请还提供一种用电装置。请参阅图9,其示出本申请其中一实施例提供的用电装置2的示意图,该用电装置包括上述任一实施例中的电芯1,以及由该电芯进行供电的负载结构。本实施例中,该用电装置2包括手机;可以理解的是,在本申请的其他实施例中,用电装置还可以是平板电脑、电脑、无人机等其他由电力驱动的装置。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;在本申请的思路下,以上实施例或者不同实施例中的技术特征之间也可以进行组合,步骤可以以任意顺序实现,并存在如上所述的本申请的不同方面的许多其它变化,为了简明,它们没有在细节中提供;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。
Claims (12)
1.一种电芯,包括壳体与电极组件,所述壳体设有收容腔,所述壳体包括相对设置的第一壁部与第二壁部,所述电极组件收容于所述收容腔,其特征在于,所述电芯还包括收容于所述收容腔的泄压组件,所述泄压组件包括:
第一泄压单元,包括第一泄压件,所述第一泄压件固定于所述第一壁部,所述第一泄压件朝向所述第二壁部的一端设有安装孔;以及
第二泄压单元,包括第二泄压件,所述第二泄压件固定于所述第二壁部,所述第二泄压件至少部分伸入所述安装孔,所述第二泄压单元的外壁与所述第一泄压单元的内壁之间密封;
所述泄压组件设有与所述收容腔隔绝的泄压通道,所述安装孔远离所述第二壁部的一端与所述泄压通道连通,所述壳体设有连通所述泄压通道与所述电芯的外部环境的至少一泄压口;所述第一泄压单元与所述第二泄压单元用于共同配合,以在所述电芯的温度高于预设阈值时,随所述壳体的膨胀而发生相对位移至所述泄压通道与所述收容腔连通。
2.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,所述第一泄压件或所述第二泄压件的壁设有贯通的排气孔,所述收容腔与所述泄压通道中的一个与所述排气孔的一端连通,所述第一泄压单元的内壁和所述第二泄压单元的外壁配合以封堵所述排气孔的另一端;
所述第一泄压单元与所述第二泄压单元用于共同配合,以在所述电芯的温度高于预设阈值时,随所述壳体的膨胀而发生相对位移至所述排气孔分别连通所述收容腔与所述泄压通道。
3.根据权利要求2所述的电芯,其特征在于,所述第一泄压件于所述安装孔的壁设有与所述收容腔连通的所述排气孔,所述第二泄压单元的外壁封堵所述排气孔;
所述泄压通道包括所述安装孔,所述安装孔贯通所述第一泄压件且一端通向所述第一壁部,所述第一壁部于对应所述安装孔处设有所述泄压口;和/或,
所述泄压通道包括贯通所述第二泄压件的连通孔,所述连通孔的一端连通所述安装孔,另一端通向所述第二壁部,所述第二壁部于对应所述连通孔处设有所述泄压口;
所述第一泄压单元与所述第二泄压单元用于共同配合,以在所述电芯的温度高于预设阈值时,随所述壳体的膨胀而发生相对位移至所述第二泄压单元打开所述排气孔的至少部分。
4.根据权利要求3所述的电芯,其特征在于,所述第一泄压单元还包括同轴固定于所述安装孔的内壁的第一密封圈;
所述第一泄压件于所述第一密封圈覆盖的区域设有所述排气孔,所述第一密封圈于对应所述排气孔处设有过孔,所述第二泄压单元与所述第一密封圈过盈配合,所述第二泄压单元的外壁封堵所述过孔。
5.根据权利要求3所述的电芯,其特征在于,所述第二泄压单元还包括过盈地套设于所述第二泄压件的第二密封圈;
所述第二密封圈与所述第一泄压单元过盈配合并封堵所述排气孔。
6.根据权利要求2所述的电芯,其特征在于,所述第二泄压件设有连通孔,所述第二泄压件于所述连通孔的壁设有贯通的所述排气孔,所述第一泄压单元的内壁封堵所述排气孔;
所述泄压通道包括所述连通孔,所述连通孔的一端贯通所述第二泄压件并通向所述第二壁部,所述第二壁部于对应所述连通孔处设有所述泄压口;和/或,
所述泄压通道包括所述安装孔,所述连通孔的一端与所述安装孔连通,所述安装孔贯通所述第一泄压件且一端通向所述第一壁部,所述第一壁部于对应所述连通孔处设有所述泄压口;
所述第一泄压单元与所述第二泄压单元用于共同配合,以在所述电芯的温度高于预设阈值时,随所述壳体的膨胀而发生相对位移至所述排气孔至少部分退出所述安装孔。
7.根据权利要求6所述的电芯,其特征在于,所述第一泄压单元还包括同轴固定于所述安装孔的内壁的第一密封圈;
所述第一密封圈与所述第二泄压单元过盈配合,并封堵所述排气孔。
8.根据权利要求6所述的电芯,其特征在于,所述第二泄压单元还包括过盈地套设于所述第二泄压件的第二密封圈;
所述第二泄压件于所述第二密封圈覆盖的区域设有所述排气孔,所述第二密封圈于对应所述排气孔处设有过孔;
所述第一泄压单元与所述第二密封圈过盈配合,且所述第一泄压单元的内壁封堵所述过孔。
9.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,所述泄压通道包括安装孔,所述安装孔贯通所述第一泄压件且一端通向所述第一壁部,所述第一壁部于对应所述安装孔处设有所述泄压口;和/或,
所述泄压通道包括贯通所述第二泄压件的连通孔,所述连通孔的一端与所述安装孔连通,另一端通向所述第二壁部,所述第二壁部于对应所述连通孔处设有所述泄压口;
所述第一泄压单元与所述第二泄压单元用于共同配合,以在所述电芯的温度高于预设阈值时,随所述壳体的膨胀而发生相对位移至所述第二泄压件退出所述安装孔。
10.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,
所述第一泄压单元还包括同轴固定于所述安装孔的内壁的第一密封圈,所述第二泄压单元与所述第一密封圈过盈配合;和/或,
所述第二泄压单元还包括过盈地套设于所述第二泄压件的第二密封圈,所述第二密封圈与所述第一泄压单元过盈配合。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的电芯,其特征在于,所述壳体还包括连接壁;
所述连接壁连接所述第一壁部与所述第二壁部,所述第一壁部、所述第二壁部与所述连接壁共同围成所述收容腔。
12.一种用电装置,其特征在于,包括如权利要求1至11中任一项所述的电芯。
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