CN114171840B - 电池、电池模组、电池包及电动车 - Google Patents

电池、电池模组、电池包及电动车 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种电池、电池模组、电池包及电动车，该电池包括芯体、隔套及铝塑膜，所述芯体具有相背设置的第一端及第二端；所述隔套设置两个，两个所述隔套分别套接在所述芯体的第一端与第二端；所述铝塑膜包裹设置在所述芯体及所述隔套的外部，所述隔套与所述芯体之间形成密封腔体；两个所述隔套中的至少一者设置有防爆装置，当所述密封腔体内的气压达到阈值时，所述防爆装置可穿透所述铝塑膜。

Description

电池、电池模组、电池包及电动车
技术领域
本申请属于锂离子电池技术领域，具体涉及一种电池、电池模组、电池包及电动车。
背景技术
随着我国对新能源汽车推广力度的不断加大，具备绿色环保特性的纯电动汽车成为未来汽车产业发展的必然趋势，其将逐步取代传统燃油客车成为寻常百姓的日常出行交通工具。锂离子电池作为新能源汽车的重要组成部分，其安全性能极为重要。目前，锂离子电池多在正极耳与负极耳之间设置防爆阀，或者在电池主体的侧封边处设置防爆区。现有技术中的防爆方式存在一定的水分阻隔失效概率，同时在电池发生热失控时排气能力较差，不能起到及时排除大量气体的目的。
有鉴于此，需要提供一种新的技术方案，以解决上述技术问题。
发明内容
本申请实施例的目的是提供一种电池、电池模组、电池包及电动车。
为了解决上述技术问题，本申请是这样实现的：
第一方面，本申请实施例提供了一种电池，所述电池包括：
芯体，所述芯体具有相背设置的第一端及第二端；
隔套，所述隔套设置两个，两个所述隔套分别套接在所述芯体的第一端与第二端；
铝塑膜，所述铝塑膜包裹设置在所述芯体及所述隔套的外部，所述隔套与所述芯体之间形成密封腔体；
两个所述隔套中的至少一者设置有防爆装置，当所述密封腔体内的气压达到阈值时，所述防爆装置可穿透所述铝塑膜。
可选地，所述防爆装置包括壳体，所述壳体开设有通孔，所述壳体内部设置有撞针，所述撞针具有沿第一方向设置的尾端及尖端，所述撞针可在所述壳体内部沿第一方向移动并具有第一位置及第二位置；当所述撞针处于第一位置时，所述撞针的尾端覆盖住所述通孔以使所述壳体内部与所述密封腔体隔断；当所述撞针处于第二位置时，所述撞针的尾端与所述通孔脱离以使所述壳体内部与所述密封腔体连通，并且所述撞针的尖端可穿透所述铝塑膜。
可选地，所述壳体为圆柱状，所述第一方向为所述壳体的轴向；所述壳体具有第一底面及第二底面，所述第一底面沿轴向朝向所述壳体内部凸出设置有第一定位柱，所述通孔开设在所述第一定位柱上，在所述第一位置，所述撞针的尾端插接在所述通孔内；所述第一定位柱的侧壁开设有与所述通孔相连通的第一通气孔；所述第二底面沿轴向朝向所述壳体内部凸出设置有第二定位柱，所述第二定位柱开设有导向孔，所述撞针的靠近尖端处插接在所述导向孔内；所述第二底面开设有第二通气孔。
可选地，所述防爆装置还包括连接盘及第一弹簧，所述连接盘与所述撞针固定连接；所述第一弹簧可沿所述第一方向进行弹性伸缩，所述第一弹簧沿所述第一方向的第一端与所述壳体固定连接，所述第一弹簧沿所述第一方向的第二端与所述连接盘固定连接。
可选地，所述第一弹簧套接在所述撞针上，所述第一弹簧沿所述第一方向的第一端与所述第一定位柱固定连接；所述连接盘沿所述第一方向具有相背设置的第一侧及第二侧，所述第一弹簧沿所述第一方向的第二端与所述连接盘的第一侧固定连接。
可选地，所述防爆装置还包括第二弹簧，所述第二弹簧套接在所述撞针上，所述第二弹簧可沿所述第一方向进行弹性伸缩，所述第二弹簧沿所述第一方向的第一端与所述第二定位柱固定连接，所述第二弹簧沿所述第一方向的第二端与所述连接盘的第二侧固定连接。
可选地，所述连接盘的侧部抵接在所述壳体的内壁上，所述连接盘上开设有第三通气孔。
可选地，所述隔套开设有定位槽，所述防爆装置安装于所述定位槽内。
可选地，所述隔套为塑料材质。
可选地，所述壳体为金属材质。
可选地，所述芯体包括极芯与极耳，所述极芯具有相背设置的第一端及第二端，所述极耳设置两个，两个所述极耳分别固定连接在所述极芯的第一端及第二端。
可选地，所述隔套与所述铝塑膜之间通过粘结剂粘结。
第二方面，本申请实施例提供了一种电池模组，所述电池模组包括至少两个如第一方面所述的电池。
第三方面，本申请实施例提供了一种电池包，所述电池包包括至少两个如第一方面所述的电池或者包括至少一个如第二方面所述的电池模组。
第四方面，本申请实施例提供了一种电动车，所述电动车包括如第二方面所述的电池模组或者包括如第三方面所述的电池包。
本申请采用的技术方案能够达到以下有益效果：
在本申请实施例提供的电池中，通过在芯体的两端分别设置隔套，并至少在其中一个隔套内设置防爆装置，只要电池没有发生热失控，不会发生外界水分阻隔能力失效的问题；而当电池发生热失控时可以及时进行泄压。
附图说明
图1为本申请实施例提供的电池的分解结构示意图；
图2为本申请实施例提供的电池中隔套与防爆装置连接的示意图；
图3为本申请实施例提供的电池中防爆装置的剖视结构示意图；
图4为本申请实施例提供的电池中防爆装置的分解结构示意图；
图5为本申请实施例提供的电池中隔套的结构示意图。
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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
下面结合附图，通过具体的实施例及其应用场景对本申请实施例提供的电池进行详细地说明。
参照图1-图5所示，本申请实施例提供了一种电池，所述电池包括芯体，所述芯体具有相背设置的第一端及第二端；所述电池还包括隔套101及铝塑膜102，所述隔套101设置两个，两个所述隔套101分别套接在所述芯体的第一端与第二端；所述铝塑膜102包裹设置在所述芯体及所述隔套101的外部，所述隔套101与所述芯体之间形成密封腔体；两个所述隔套101中的至少一者设置有防爆装置，当所述密封腔体内的气压达到阈值时，所述防爆装置可穿透所述铝塑膜102。
在本申请实施例提供的电池中，在芯体的两端分别设置一个隔套101，将芯体的两端与铝塑膜102隔开，隔套101可以对芯体进行保护，并且芯体的端部没有直接接触铝塑膜102，从而对铝塑膜102起到了防护的作用，防止芯体的端部划伤刺破铝塑膜102。当电池发生热失控导致密封腔体内的气压达到阈值时，设置在隔套101内的防爆装置发挥作用穿透刺破铝塑膜102起到泄压作用，防止电池发生爆炸。而只要电池没有发生热失控，在密封腔体内的气压没有达到阈值时，铝塑膜102由于受到隔套101的防护作用，即便电池经过长期使用、搬运颠簸等状况，芯体的端部也不会损伤铝塑膜102，从而不存在外界水分阻隔能力失效的问题。防爆装置只要在其中一个隔套101内设置即可，可选地，也可以在两个隔套101内均设置防爆装置。
参照图3-图4所示，在一个实施例中，所述防爆装置包括壳体103，所述壳体103开设有通孔1031，所述壳体103内部设置有撞针104，所述撞针104具有沿第一方向设置的尾端及尖端，所述撞针104可在所述壳体103内部沿第一方向移动并具有第一位置及第二位置；当所述撞针104处于第一位置时，所述撞针104的尾端覆盖住所述通孔1031以使所述壳体103内部与所述密封腔体隔断；当所述撞针104处于第二位置时，所述撞针104的尾端与所述通孔1031脱离以使所述壳体103内部与所述密封腔体连通，并且所述撞针104的尖端可穿透所述铝塑膜102。
在该实施例中，防爆装置具体包括壳体103及设置在壳体103内的撞针104；在密封腔体内的气压没有达到阈值时，撞针104处于所述第一位置，此时撞针104的尾端覆盖住壳体103上的通孔1031，即撞针104的尾端将通孔1031堵住，密封腔体与壳体103内部是没有连通的隔断状态；当电池发生热失控导致密封腔体内的气压达到阈值时，高压气体经由通孔1031冲进壳体103内挤压推动撞针104沿第一方向移动从第一位置向第二位置切换时，由于撞针104移动后其尾端脱离了通孔1031，壳体103内部与密封腔体通过通孔1031连通，并且撞针104到达第二位置时，撞针104的尖端将铝塑膜102穿透刺破，这样便为高压气体形成了一条通路，高压气体经由通孔1031进入壳体103后，再从铝塑膜102的破裂处泄出。
参照图3-图4所示，在一个实施例中，进一步地，所述壳体103为圆柱状，所述第一方向为所述壳体103的轴向；所述壳体103具有第一底面1032及第二底面1033，所述第一底面1032沿轴向朝向所述壳体103内部凸出设置有第一定位柱1034，所述通孔1031开设在所述第一定位柱1034上，在所述第一位置，所述撞针104的尾端插接在所述通孔1031内；所述第一定位柱1034的侧壁开设有与所述通孔1031相连通的第一通气孔1035；所述第二底面1033沿轴向朝向所述壳体103内部凸出设置有第二定位柱1036，所述第二定位柱1036开设有导向孔1037，所述撞针104的靠近尖端处插接在所述导向孔1037内；所述第二底面1033开设有第二通气孔1038。
所述撞针104的主体形状也呈圆柱状，整个撞针104为一个类似于牙签的结构形状，其尾端为平面状，而尖端为尖头状。第一定位柱1034上的通孔1031及第二定位柱1036上的导向孔1037共同为撞针104提供夹持导向作用，确保撞针104在高压气体的作用下只会沿第一方向(即撞针104自身的轴向，亦即壳体103的轴向)移动而不会发生偏斜。撞针104在高压气体的作用下沿第一方向移动并脱离通孔1031后，从通孔1031到第一通气孔1035，经过壳体103内部后再到第二通气孔1038形成一条气流通路，高压气体最终从铝塑膜102的破裂处泄出。
参照图3-图4所示，在一个实施例中，进一步地，所述防爆装置还包括连接盘105及第一弹簧106，所述连接盘105与所述撞针104固定连接；所述第一弹簧106可沿所述第一方向进行弹性伸缩，所述第一弹簧106沿所述第一方向的第一端与所述壳体103固定连接，所述第一弹簧106沿所述第一方向的第二端与所述连接盘105固定连接。
具体可选地，连接盘105为圆形，连接盘105大约位于撞针104的中部位置处，将连接盘105与撞针104垂直交叉设置，即连接盘105与撞针104的剖面呈现出一个十字形状，连接盘105与撞针104可以为一体成型制成。在该实施例中，通过设置连接盘105及第一弹簧106，当撞针104沿第一方向移动从第一位置向第二位置切换时，连接盘105会带动第一弹簧106沿第一方向发生弹性形变，第一弹簧106便会对连接盘105施加反作用力，如此便可以通过调节第一弹簧106的刚度系数K1，实现防爆压力值的可控性。第一弹簧106的刚度系数K1根据防爆压力值以及撞针104的尖端距铝塑膜102可移动的行程确定。
参照图3-图4所示，在一个实施例中，进一步地，所述第一弹簧106套接在所述撞针104上，所述第一弹簧106沿所述第一方向的第一端与所述第一定位柱1034固定连接；所述连接盘105沿所述第一方向具有相背设置的第一侧及第二侧，所述第一弹簧106沿所述第一方向的第二端与所述连接盘105的第一侧固定连接。
将第一弹簧106套接在撞针104上并且两端分别固定连接在第一定位柱1034与连接盘105上，第一弹簧106的安装方便易操作。
参照图3-图4所示，在一个实施例中，进一步地，所述防爆装置还包括第二弹簧107，所述第二弹簧107套接在所述撞针104上，所述第二弹簧107可沿所述第一方向进行弹性伸缩，所述第二弹簧107沿所述第一方向的第一端与所述第二定位柱1036固定连接，所述第二弹簧107沿所述第一方向的第二端与所述连接盘105的第二侧固定连接。
将第二弹簧107套接在撞针104上并且两端分别固定连接在第二定位柱1036与连接盘105上，第二弹簧107的安装方便易操作。在该实施例中，通过在连接盘105沿第一方向的两侧分别连接第一弹簧106与第二弹簧107，当撞针104沿第一方向移动从第一位置向第二位置切换时，连接盘105会挤压第二弹簧107，同时连接盘105还会拉伸第一弹簧106，这样第二弹簧107会对连接盘105施加反作用的推力，而第一弹簧106会对连接盘105施加反作用的拉力，两个力的方向相同，均与撞针104的移动方向相反。这样通过两个弹簧的配合作用，通过对第一弹簧106及第二弹簧107的刚度系数K1及K2的调节，可以实现对防爆压力值更加方便灵活的控制作用。
参照图3-图4所示，在一个实施例中，所述连接盘105的侧部抵接在所述壳体103的内壁上，所述连接盘105上开设有第三通气孔1051。
在该实施例中，连接盘105的外径与壳体103的内径相匹配，连接盘105的侧部与壳体103的内壁相贴合，因此需要在连接盘105上开设第三通气孔1051以允许高压气体通过。
参照图2、图5所示，在一个实施例中，所述隔套101开设有定位槽1011，所述防爆装置安装于所述定位槽1011内。在一个实施例中，所述隔套101为塑料材质。在一个实施例中，所述壳体103为金属材质。
具体可选地，防爆装置与隔套101通过注塑成型形成一体式结构。防爆装置中的壳体103为金属材质，隔套101为PP材质，金属材质的壳体103表面通过腐蚀形成凹坑结构，与PP材质的隔套101连接更为紧密。且防爆装置位于在隔套101上开设的定位槽1011内，更加有利于防爆装置与隔套101连接的可靠性及准确性。
参照图1所示，在一个实施例中，所述芯体包括极芯108与极耳109，所述极芯108具有相背设置的第一端及第二端，所述极耳109设置两个，两个所述极耳109分别固定连接在所述极芯108的第一端及第二端；两个所述隔套101分别套接在所述极芯108的第一端及第二端并且所述隔套101罩住所述极耳109。在一个实施例中，所述隔套101与所述铝塑膜102之间通过粘结剂粘结。
具体地，两个极耳109其中一者为正极极耳、另一者为负极极耳；首先将两个极耳109通过焊接与极芯108实现电连接，然后再安装隔套101实现对极芯108边缘的保护。最后在隔套101的外壁粘贴双面热熔胶，通过外部热压，将隔套101与铝塑膜102进行密封。
本申请实施例还提供了一种电池模组，所述电池模组包括至少两个如上所述的电池。
本申请实施例还提供了一种电池包，所述电池包包括至少两个如上所述的电池或者包括至少一个如上所述的电池模组。
本申请实施例还提供了一种电动车，所述电动车包括如上所述的电池模组或者包括如上所述的电池包。
上面结合附图对本申请的实施例进行了描述，但是本申请并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本申请的启示下，在不脱离本申请宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，均属于本申请的保护之内。

Claims (14)

1.一种电池，其特征在于，所述电池包括：
芯体，所述芯体具有相背设置的第一端及第二端；
隔套(101)，所述隔套(101)设置两个，两个所述隔套(101)分别套接在所述芯体的第一端与第二端；
铝塑膜(102)，所述铝塑膜(102)包裹设置在所述芯体及所述隔套(101)的外部，所述隔套(101)与所述芯体之间形成密封腔体；
两个所述隔套(101)中的至少一者设置有防爆装置，当所述密封腔体内的气压达到阈值时，所述防爆装置可穿透所述铝塑膜(102)；
所述防爆装置包括壳体(103)，所述壳体(103)具有第一底面(1032)及第二底面(1033)，所述第一底面(1032)沿轴向朝向所述壳体(103)内部凸出设置有第一定位柱(1034)，所述第一定位柱(1034)开设有通孔(1031)；所述第二底面(1033)沿轴向朝向所述壳体(103)内部凸出设置有第二定位柱(1036)，所述第二定位柱(1036)开设有导向孔(1037)；
所述壳体(103)内部设置有撞针(104)，所述撞针(104)具有沿第一方向设置的尾端及尖端，所述撞针(104)的靠近尖端处插接在所述导向孔(1037)内；所述撞针(104)可在所述壳体(103)内部沿第一方向移动并具有第一位置及第二位置；当所述撞针(104)处于第一位置时，所述撞针(104)的尾端插接在所述通孔(1031)内以使所述壳体(103)内部与所述密封腔体隔断；当所述撞针(104)处于第二位置时，所述撞针(104)的尾端与所述通孔(1031)脱离以使所述壳体(103)内部与所述密封腔体连通，并且所述撞针(104)的尖端可穿透所述铝塑膜(102)；
所述第一定位柱(1034)的侧壁开设有与所述通孔(1031)相连通的第一通气孔(1035)；所述第二底面(1033)开设有第二通气孔(1038)；
所述防爆装置还包括连接盘(105)，所述连接盘(105)与所述撞针(104)固定连接；所述连接盘(105)位于所述撞针(104)的中部位置处。
2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述壳体(103)为圆柱状，所述第一方向为所述壳体(103)的轴向。
3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述防爆装置还包括第一弹簧(106)，所述第一弹簧(106)可沿所述第一方向进行弹性伸缩，所述第一弹簧(106)沿所述第一方向的第一端与所述壳体(103)固定连接，所述第一弹簧(106)沿所述第一方向的第二端与所述连接盘(105)固定连接。
4.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述第一弹簧(106)套接在所述撞针(104)上，所述第一弹簧(106)沿所述第一方向的第一端与所述第一定位柱(1034)固定连接；所述连接盘(105)沿所述第一方向具有相背设置的第一侧及第二侧，所述第一弹簧(106)沿所述第一方向的第二端与所述连接盘(105)的第一侧固定连接。
5.根据权利要求4所述的电池，其特征在于，所述防爆装置还包括第二弹簧(107)，所述第二弹簧(107)套接在所述撞针(104)上，所述第二弹簧(107)可沿所述第一方向进行弹性伸缩，所述第二弹簧(107)沿所述第一方向的第一端与所述第二定位柱(1036)固定连接，所述第二弹簧(107)沿所述第一方向的第二端与所述连接盘(105)的第二侧固定连接。
6.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述连接盘(105)的侧部抵接在所述壳体(103)的内壁上，所述连接盘(105)上开设有第三通气孔(1051)。
7.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述隔套(101)开设有定位槽(1011)，所述防爆装置安装于所述定位槽(1011)内。
8.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述隔套(101)为塑料材质。
9.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述壳体(103)为金属材质。
10.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述芯体包括极芯(108)与极耳(109)，所述极芯(108)具有相背设置的第一端及第二端，所述极耳(109)设置两个，两个所述极耳(109)分别固定连接在所述极芯(108)的第一端及第二端。
11.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述隔套(101)与所述铝塑膜(102)之间通过粘结剂粘结。
12.一种电池模组，其特征在于，所述电池模组包括至少两个如权利要求1-11任一项所述的电池。
13.一种电池包，其特征在于，所述电池包包括至少两个如权利要求1-11任一项所述的电池或者包括至少一个如权利要求12所述的电池模组。
14.一种电动车，其特征在于，所述电动车包括如权利要求12所述的电池模组或者包括如权利要求13所述的电池包。
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