CN114678652B - 单体电池及电池包 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种单体电池及包括单体电池的电池包，单体电池包括壳体、导热垫、软包电芯和两个顶盖组件，壳体限定有第一安装腔，壳体沿长度方向的相对两端设有第一开口，第一开口与第一安装腔连通；导热垫安装在第一安装腔中，限定有第二安装腔，导热垫在相对两端设有第二开口，第二开口与第二安装腔连通，导热垫沿长度方向在外壁面设置有槽部，槽部与壳体的内壁面之间限定形成有排气通道，槽部设有多个贯穿的透气孔，各透气孔连通排气通道和第二安装腔；软包电芯设置于第二安装腔；两个顶盖组件分别安装于两个第一开口，并封闭第一安装腔，各顶盖组件设有连通排气通道的通气口。本发明的单体电池能够解决电池内部气压过大而热失控时的安全问题。

Description

单体电池及电池包

技术领域

本发明涉及储能介质技术领域，具体涉及一种单体电池及电池包。

背景技术

相关技术中，电池常应用于作为新能源汽车等高新技术的储能装置，当电池长时间工作、过充或过放时，由于电池内部剧烈反应产生大量的热，使其内部的电解液会分解气化而产生气体，造成电池发生膨胀，当电池内部气体过量，即电池内部气压过大时，电池膨胀至临界点，从而发生爆破，具有一定的安全隐患，因此，需要在电池热失控时及时排出过量的气体。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种单体电池，能够解决电池内部气压过大而热失控时的安全问题。

本发明还提出一种具有上述单体电池的电池包。

根据本发明的第一方面实施例的单体电池，包括：

壳体，限定有第一安装腔，所述壳体沿长度方向的相对两端设有第一开口，所述第一开口与所述第一安装腔连通；

导热垫，安装在所述第一安装腔中，限定有第二安装腔，所述导热垫在相对两端设有第二开口，所述第二开口与所述第二安装腔连通，所述导热垫沿长度方向在外壁面设置有槽部，所述槽部与所述壳体的内壁面之间限定形成有排气通道，所述槽部设有多个贯穿的透气孔，各所述透气孔连通所述排气通道和所述第二安装腔；

软包电芯，设置于所述第二安装腔；

两个顶盖组件，分别安装于两个所述第一开口，并封闭所述第一安装腔，各所述顶盖组件设有连通所述排气通道的通气口。

根据本发明实施例的单体电池，至少具有如下有益效果：

本发明实施例的单体电池中，导热垫的槽部的透气孔连通排气通道和第二安装腔，且顶盖组件设有连通排气通道的通气口，即当软包电芯热失控而发生爆破时，软包电芯内部产生的气体排出至第二安装腔，并由第二安装腔通过透气孔流向排气通道，再由排气通道流向通气口，由此，单体电池产生的气体从软包电芯内排出，即解决了电池内部产生的气体的排出的安全问题。

根据本发明的一些实施例，所述槽部设置有一对，一对所述槽部分别位于所述导热垫厚度方向相对的两侧的所述外壁面上。

根据本发明的一些实施例，所述导热垫包裹于所述壳体中，所述导热垫的外壁面与所述壳体的内壁面贴合连接。

根据本发明的一些实施例，所述导热垫的长度短于所述壳体的长度，所述导热垫的两端分别与两个所述顶盖组件之间具有第一间隙，所述排气通道的两端与所述第一间隙连通，所述通气口与对应的所述第一间隙连通。

根据本发明的一些实施例，所述软包电芯包裹于所述导热垫中，所述软包电芯的外壁面与所述导热垫的内壁面贴合连接。

根据本发明的一些实施例，所述软包电芯的长度短于所述导热垫的长度，所述软包电芯与对应的所述第二开口之间具有第二间隙。

根据本发明的一些实施例，还包括极耳，所述顶盖组件包括盖板和极柱，所述盖板的外表面设有安装槽，所述极柱嵌设于所述安装槽，所述极耳的一端连接于所述软包电芯，另一端伸出所述通气口后向一侧弯折并贴附于所述极柱的端面。

根据本发明的一些实施例，所述极耳包括弯折部，所述弯折部设置为对正于所述第一间隙，所述通气口为条形，且伸入所述通气口的所述极耳的宽度短于所述通气口的宽度。

根据本发明的一些实施例，所述导热垫的材质为硅胶。

根据本发明的第二方面实施例的电池包，包括上述的单体电池。

根据本发明实施例的电池包，至少具有如下有益效果：

本发明实施例的电池包能够解决电池内部气压过大而热失控时的安全问题。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明做进一步的说明，其中：

图1为本发明实施例的单体电池的结构示意图；

图2为本发明实施例的单体电池的剖视图；

图3为图2中A的放大示意图；

图4为本发明实施例的单体电池的另一视角的剖视图；

图5为图4中B的放大示意图；

图6为本发明实施例的壳体的结构示意图；

图7为本发明实施例的导热垫的结构示意图；

图8为本发明实施例的顶盖组件的盖板的结构示意图；

图9为本发明实施例的顶盖组件的极柱的结构示意图；

图10为本发明实施例的顶盖组件的连接了极耳的软包电芯的结构示意图。

附图标记：

壳体100、第一安装腔110、第一开口120；

导热垫200、第二安装腔210、第二开口220、槽部230、透气孔231、第一间隙240；

排气通道300；

软包电芯400、第二间隙410；

顶盖组件500、通气口510、盖板520、安装槽521、极柱530、胶槽540、溢胶槽550；

极耳600、弯折部610。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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发明和简化描述，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发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本发明的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本发明中的具体含义。

本发明的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

参照图3和图5，本发明实施例的单体电池包括壳体100、导热垫200、软包电芯400和两个顶盖组件500，其中，壳体100限定有第一安装腔110，壳体100沿长度方向的相对两端设有第一开口120，第一开口120与第一安装腔110连通；导热垫200安装在第一安装腔110中，并限定有第二安装腔210，导热垫200在相对两端设有第二开口220，第二开口220与第二安装腔210连通，导热垫200沿长度方向在外壁面设置有槽部230，槽部230与壳体100的内壁面之间限定形成有排气通道300，槽部230设有多个贯穿的透气孔231，各透气孔231连通排气通道300和第二安装腔210；软包电芯400设置于第二安装腔210；两个顶盖组件500分别安装于两个第一开口120，并封闭第一安装腔110，各顶盖组件500设有连通排气通道300的通气口510。

具体地，参照图6和图7，壳体100呈一矩形方壳，放置于壳体100中的导热垫200大致也呈一矩形方壳，且具有一定弹性和塑性，软包电芯400放置于导热垫200的第二安装腔210中，由此限定其形状；沿导热垫200的长度方向，其较宽的两个相对的外壁面分别开设有槽部230，其槽部230贯穿导热垫200的长边，以此形成排气通道300，由于导热垫200安装于壳体100中，则此排气通道300由槽部230的外壁面和壳体100的内壁面限定，槽部230的中部开设有多个贯穿其厚度的透气孔231，由此槽部230的透气孔231连通导热垫200的第二安装腔210和由导热垫200的外壁面和壳体100的内壁面限定的排气通道300；壳体100沿长度方向的相对两端分别设有第一开口120，导热垫200沿长度方向的相对两端分别设有第二开口220，两个顶盖组件500分别安装在两个第一开口120上，并封闭第一安装腔110，从而将软包电池和导热垫200安装在壳体100内，各顶盖组件500上设有通气口510，两个通气口510分别连通排气通道300的一端，由此实现软包电芯400内的气体由透气孔231、排气通道300和通气口510排出。

进一步地，本发明实施例的单体电池的组装方式可以如下：导热垫200的两端分别设有第二开口220，可将软包电芯400择一放入第二开口220，至软包电芯400完全放置在第二安装腔210内，即完成软包电芯400与导热垫200的安装；壳体100的两端分别设有第一开口120，可将安装于导热垫200的软包电芯400择一放入第一开口120，至将软包电芯400安装在内的导热垫200完全放置于第一安装腔110内，两个顶盖组件500分别从壳体100两端的第一开口120放入，并封闭第一开口120，由此将单体电池装配完成。

因而，本发明实施例的单体电池中，导热垫200的槽部230的透气孔231连通排气通道300和第二安装腔210，且顶盖组件500设有连通排气通道300的通气口510，即当软包电芯400热失控而发生爆破时，软包电芯400内部产生的气体排出至第二安装腔210，并由第二安装腔210通过透气孔231流向排气通道300，再由排气通道300流向通气口510，由此，单体电池产生的气体从软包电芯400内排出，即解决了电池内部产生的气体的排出的安全问题。

在一些实施例中，为了提高软包电芯400排出气体的速率，设置导热垫200的槽部230有一对，且一对槽部230分别位于导热垫200沿厚度方向相对的两侧的外壁面上，例如，参照图7，槽部230可以是如图所示的形状，其中部近似为长方形，面积较大，宽度较宽，因而可容纳较多的气体，避免了当软包电芯400爆破时，气体来不及流动至两侧排出，而引起电池的中部爆炸的风险，靠近导热垫200两端的部分较窄，便于气体集中从槽部230的透气孔231处流向两端；于槽部230的中部与两端的转折边缘处，可设置圆角，从而便于气体的流动至从排气通道300中顺利排出。

在一些实施例中，为了将安装于壳体100的第一安装腔110的导热垫200固定，避免安装于导热垫200的软包电池在壳体100中发生碰撞的可能，从而造成软包电芯400的结构的破坏，由此设置导热垫200包裹于壳体100，导热垫200的外壁面与壳体100的内壁面贴合连接，例如，参照图6，壳体100可以设置为如图所示的长方壳状，其设有第一安装腔110，对应地，导热垫200可以设置为如图所示的长方槽状，并设置为可恰好放入壳体100的第一安装腔110的尺寸，参照图3和图5，导热垫200安装在壳体100的第一安装腔110中，导热垫200的外壁面与壳体100的内壁面贴合连接，从而实现将导热垫200固定安装在壳体100的第一安装腔110内。

在一些实施例中，为了便于将导热垫200安装于壳体100的第一安装腔110，且便于顶盖组件500安装于壳体100的第一开口120，由此设置导热垫200的长度短于壳体100的长度，例如，参照图3和图5，顶盖组件500安装于壳体100的第一开口120，并部分伸入第一安装腔110内，顶盖组件500与导热垫200的端口相接，端面平齐，且顶盖靠近导热垫200的一侧设有缺口，此缺口将导热垫200的排气通道300和第二安装腔210连通，即设置导热垫200的两端分别与两个顶盖组件500之间具有第一间隙240，排气通道300的两端与第一间隙240连通，则气体可从排气通道300流动至穿过第一间隙240到达第二安装腔210中，且通气口510与对应的第一间隙240连通，即气体由此排出单体电池。

在一些实施例中，为了实现导热垫200对软包电芯400的散热，由此设置软包电芯400包裹于导热垫200中，且软包电芯400的外壁面与导热垫200的内壁面贴合连接，可以起到一定的支撑和保护作用，例如，参照图7，导热垫200的两端分别设有第二开口220，且导热垫200内设有第二安装腔210，软包电芯400通过第二开口220安装于第二安装腔210内，且软包电芯400的外壁面与导热垫200的内壁面贴合，由此，导热垫200可对软包电芯400进行支撑和保护，且软包电芯400包裹于导热垫200中，当软包电芯400工作发热时，导热垫200可对其进行散热，从而使得软包电芯400在适宜温度下正常工作，从而有效发挥其效能。

在一些实施例中，当软包电芯400内温度升高而引起的电解液气化产生气体时，软包电芯400会产生主要沿其厚度方向的膨胀。如前所述，在沿导热垫200的长度方向，其较宽的两个相对的外壁面分别开设有槽部230，其槽部230贯穿导热垫200的长边，以此形成排气通道300，由此，排气通道300可以为软包电芯400提供膨胀空间，以使得软包电芯400能够沿其厚度方向产生一定程度的膨胀变形，从而使单体电池的结构保持稳定，以提高安全性。

在一些实施例中，为了实现对软包电芯400的两端的散热，由此设置软包电芯400的长度短于导热垫200的长度，且软包电芯400与对应的第二开口220之间具有第二间隙410，例如，参照图3和图5，软包电芯400安装于导热垫200的第二安装腔210内，且导热垫200包裹软包电芯400，即软包电芯400的外壁面与导热垫200的内壁面贴合；导热垫200安装于壳体100的第一安装腔110内，且导热垫200的外壁面与壳体100的内壁面贴合，即导热垫200可对软包电芯400的侧周面进行散热，为实现对软包电芯400的两端散热，需于软包电芯400的两端设置适应于散热的一定空间，即沿长度方向，软包电芯400的两端与导热垫200对应的第二开口220之间具有第二间隙410，当软包电芯400内部工作而温度升高时，软包电芯400的两端可通过第二间隙410进行散热，且第二间隙410的温度升高便于从排气通道300流入的气体流经第二间隙410后从通气口510排出。可以理解的是，一方面，第二间隙410本身可以作为散热通道的一部分，提高散热效果，另一方面，便于在单体电池的端部布置形成完整的气流通道。

在一些实施例中，本发明实施例的单体电池还包括极耳600，顶盖组件500还包括盖板520和极柱530，例如，参照图3和图5，极耳600设置在顶盖组件500和软包电芯400之间的空隙中，参照图9，顶盖组件500的盖板520的外表面设有安装槽521，极柱530嵌设在此安装槽521中，极耳600的一端连接于软包电芯400，另一端伸出顶盖组件500的通气口510，并朝极柱530的一个外侧端面弯折并贴附在此端面上。

在一些实施例中，为了增加极耳600的强度，且便于气体从排气通道300和第一间隙240流向通气口510，由此极耳600包括弯折部610，且弯折部610设置为对正第一间隙240，例如，参照图3，极耳600的一端连接于软包电芯400，另一端伸出顶盖组件500的通气口510，当气体从排气通道300和第一间隙240流出至第二间隙410时，气体遇到极耳600的阻碍，由于极耳600的弯折部610的强度较大，不易产生变形，气体即流向极耳600的周围，从而便于流向通气口510，为了保证气体顺利从通气口510流出，由此设置通气口510为条形，且极耳600的宽度短于通气口510的宽度，即从软包电芯400的相对两侧排出的气体通过排气通道都能从通气口510排出，加快了气体排放的速率，从而提高了安全性。

在一些实施例中，为了将导热垫200紧固安装于软包电芯400，可设置导热垫200的材质为硅胶，其具有一定弹性，因而可以很好的包裹软包电芯400，从而实现快速散热，且保护了软包电芯400发生热失控时的安全。

在一些实施例中，为了使得单体电池的结构更为稳定，包括上述实施例中的壳体100包裹导热件设置和导热件包裹软包电芯400设置，还包括将顶盖组件500固定安装于壳体100的第一开口120，例如，参照图7，顶盖组件500包括胶槽540和溢胶槽550，具体地，当两个顶盖组件500安装于壳体100的第一开口120，顶盖组件500伸入壳体100的第二安装腔210的侧部设有整周的胶槽540，用于放置胶水从而紧固顶盖组件500和壳体100，胶槽540上还设有多个溢胶槽550，当胶水过量时，可流入溢胶槽550中，从而对顶盖组件500和壳体100实现加固。

本发明的第二方面实施例的电池包，包括若干个上述的单体电池组合装配而成。

即本发明实施例的电池包能够解决电池内部气压过大而热失控时的安全问题。

上面结合附图对本发明实施例作了详细说明，但是本发明不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (5)

1.单体电池，其特征在于，包括：

壳体，限定有第一安装腔，所述壳体沿长度方向的相对两端设有第一开口，所述第一开口与所述第一安装腔连通；

导热垫，安装在所述第一安装腔中，限定有第二安装腔，所述导热垫在相对两端设有第二开口，所述第二开口与所述第二安装腔连通，所述导热垫沿长度方向在外壁面设置有槽部，所述槽部与所述壳体的内壁面之间限定形成有排气通道，所述槽部设有多个贯穿的透气孔，各所述透气孔连通所述排气通道和所述第二安装腔，所述导热垫包裹于所述壳体中，所述导热垫的外壁面与所述壳体的内壁面贴合连接，所述导热垫的长度短于所述壳体的长度；

软包电芯，设置于所述第二安装腔，所述软包电芯的长度短于所述导热垫的长度，所述软包电芯与对应的所述第二开口之间具有第二间隙；

两个顶盖组件，分别安装于两个所述第一开口，并封闭所述第一安装腔，各所述顶盖组件设有连通所述排气通道的通气口，所述导热垫的两端分别与两个所述顶盖组件之间具有第一间隙，所述排气通道的两端与所述第一间隙连通，所述通气口与对应的所述第一间隙连通；

极耳，所述顶盖组件包括盖板和极柱，所述盖板的外表面设有安装槽，所述极柱嵌设于所述安装槽，所述极耳的一端连接于所述软包电芯，另一端伸出所述通气口后向一侧弯折并贴附于所述极柱的端面，所述极耳包括弯折部，所述弯折部设置为对正于所述第一间隙，所述通气口为条形，且伸入所述通气口的所述极耳的宽度短于所述通气口的宽度。

2.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，所述槽部设置有一对，一对所述槽部分别位于所述导热垫厚度方向相对的两侧的所述外壁面上。

3.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，所述软包电芯包裹于所述导热垫中，所述软包电芯的外壁面与所述导热垫的内壁面贴合连接。

4.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，所述导热垫的材质为硅胶。

5.电池包，其特征在于，所述电池包包括如权利要求1至4中任一项所述的单体电池。