CN114788082B - 泄压机构、电池盒、电池单体、电池、制备方法和装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种泄压机构、电池盒、电池单体、电池、制备方法和装置,能够提高电池上泄压机构的性能。该泄压机构用于电池盒,包括:连接机构,所述连接机构包括开孔和第一凸台,所述第一凸台连接于所述开孔的内壁且朝所述开孔的轴线延伸;泄压片,用于在所述电池盒的内部压力达到阈值时致动以泄放所述内部压力,所述泄压片设置于所述第一凸台的一侧;第一保护片,用于防护所述泄压片,设置在所述第一凸台的远离所述泄压片的另一侧;压环,用于压紧所述第一保护片,设置在所述第一保护片的远离所述第一凸台的一侧;推压结构,连接于所述连接机构,并且能够朝所述开孔的轴线推压以将所述压环压紧。
Description
技术领域
本申请涉及储能元器件领域,具体涉及一种泄压机构、电池盒、电池单体、电池、制备方法和装置。
背景技术
锂离子电池具有体积小、能量密度高、循环使用寿命长和存储时间长等优点,在一些电子设备、电动交通工具和电动玩具等领域得到了广泛应用,例如,在手机、笔记本电脑、电动自行车、电动汽车、电动飞机、电动轮船、电动玩具汽车、电动玩具轮船、电动玩具飞机和电动工具等得到了广泛的应用。
随着锂离子电池技术的不断发展,对锂离子电池的安全性能也提出了更高的要求。锂离子电池上的泄压机构对锂离子电池的安全性能有着重要影响。例如,当锂离子电池发生短路、过充等现象时,可能会导致锂离子电池内部热失控进而使内部气压骤升,此时需要泄压机构致动,以将内部气压向外释放,从而防止锂离子电池发生爆炸。因此,泄压机构的设计极为重要。
发明内容
本申请提出一种泄压机构、电池盒、电池单体、电池、制备方法和装置,以提高电池上泄压机构的性能。
根据本申请的第一方面,提供了一种泄压机构,用于电池盒,包括:连接机构,所述连接机构包括开孔和第一凸台,所述第一凸台连接于所述开孔的内壁且朝所述开孔的轴线延伸;泄压片,用于在所述电池盒的内部压力达到阈值时致动以泄放所述内部压力,所述泄压片设置于所述第一凸台的一侧;第一保护片,用于防护所述泄压片,设置在所述第一凸台的远离所述泄压片的另一侧;压环,用于压紧所述第一保护片,设置在所述第一保护片的远离所述第一凸台的一侧;推压结构,连接于所述连接机构,并且能够朝所述开孔的轴线推压以将所述压环压紧。
本申请实施例的泄压机构,在泄压片的靠近电池盒内部的一侧设置保护片,这样在电池盒上使用该泄压片时,可以避免泄压片直接接触电池盒内的电解液,进而可以减少泄压片被电解液腐蚀,也可以缓解电解液对泄压片的冲击;另外,在安装过程中,通过在连接机构的开孔内壁设置凸台,将保护片和泄压片分别设置在该凸台的两侧,可以实现泄压机构的两侧同时安装,以简化安装过程;对于安装保护片的一侧,可以通过压环压紧保护片,再通过推压结构压紧压环,整体结构简单,易于操作。
在一些实施例中,所述推压结构包括至少一个凸起结构,所述至少一个凸起结构设置在所述连接机构的靠近所述压环的一侧表面且朝远离所述压环的方向凸出。
本申请实施例中的推压结构可以是围绕在开孔的边缘上设置。
在一些实施例中,所述至少一个凸起结构为相互间隔的多个凸起结构。
设置为间隔的多个凸起结构,使得结构更加简单,而且更加易于推压。
在一些实施例中,所述凸起结构相对所述连接机构的靠近所述压环的一侧表面凸出的高度为0.3mm至0.5mm。
凸起结构的尺寸可以根据实际应用,例如根据压环的尺寸,进行灵活设置。
在一些实施例中,所述推压结构在被推压后相对于所述开孔内壁向所述开孔的轴线延伸。
推压结构设置在开孔边缘,在推压后,向开孔的轴线方向延伸,以压紧压环。
在一些实施例中,所述推压结构在被推压后相对于所述开孔内壁向所述开孔的轴线延伸的距离为0.8mm至1mm。
在一些实施例中,所述连接机构的沿所述开孔的轴线方向的厚度为4mm至5mm。
在一些实施例中,所述第一凸台的厚度为1.25mm至1.45mm。
在一些实施例中,所述泄压片的厚度为0.3mm至1mm。
在一些实施例中,所述第一保护片的厚度为0.3mm至0.5mm。
在一些实施例中,所述压环的厚度为1mm至1.2mm。
泄压机构中各个部件的尺寸可以根据实际应用,灵活设置。
在一些实施例中,所述连接机构还包括第二凸台,所述第二凸台连接于所述连接机构的外壁且朝远离所述开孔的轴线延伸,所述第二凸台用于将所述泄压机构安装于所述电池盒。
为了将泄压机构安装在电池盒上,可以在泄压机构的连接机构外侧设置第二凸台,通过该第二凸台固定泄压机构,这样便于安装,比如在将泄压机构安装在电池盒壳体的底壁时,考虑到壳体是中空的,受深度影响,通过该第二凸台更加便于固定和安装。
在一些实施例中,所述第二凸台位于所述连接机构的靠近所述推压结构的一端。
泄压机构的靠近推压机构的一侧设置在电视盒的内部,将第二凸台设置在靠近推压结构的一端,可以使得泄压机构的靠近推压机构的一端与电池盒的内表面基本齐平,而泄压机构的另一端可以突出在电池盒的外表面,这样不影响电池盒的内部电极组件等部件的安装。
在一些实施例中,所述第二凸台的厚度为0.6mm至0.9mm。
在一些实施例中,所述泄压片的远离所述第一保护片的一侧表面和/或靠近所述第一保护片的一侧表面设置有第一凹槽,所述第一凹槽的底壁设置有第二凹槽,所述泄压片用于在所述电池盒的内部压力达到阈值时在所述第二凹槽处破裂以泄放所述内部压力。
为了在电池单体内部发生热失控时,泄压片更加容易破裂,可以在泄压片的表面增加刻痕,即在泄压片表面上设置凹槽区域,凹槽内厚度更薄,使得泄压机构可以在凹槽处破裂,实现更加精确的定向破裂排气。并且,考虑到便于安装,泄压片与连接机构相连处不宜设计的太薄,因此可以在泄压片设置第一凹槽,在第一凹槽内设置第二凹槽,这样可以使得凹槽区域以外的位置较厚,而第二凹槽内厚度更薄,更加便于加工。
在一些实施例中,所述第一凹槽设置在所述泄压片的远离所述第一保护片的一侧表面。
考虑到在安装时,泄压片的靠近第一保护片的一侧朝向电池盒的内部,如果将凹槽设置在这一侧,由于电池盒内存在电解液,如果第一保护片的密封不够好,该电解液可能会在凹槽内堆积,腐蚀该凹槽部分,则可能导致该泄压机构提前破裂,所以通常将凹槽设置在泄压片的远离第一保护片的一侧,这样可以减缓电解液的腐蚀。
在一些实施例中,所述泄压片在所述第二凹槽处的厚度为0.08mm至0.15mm。
在一些实施例中,所述第一凹槽的深度为0.3mm。
泄压片上的各个凹槽的厚度都可以根据泄压片的厚度进行设置。
在一些实施例中,所述泄压机构还包括:第二保护片,用于防护所述泄压片,所述第二保护片安装于所述连接机构且位于所述泄压片的远离所述第一凸台的一侧,并覆盖所述泄压片。
设置在泄压片的远离电池盒内部的一侧的第二保护片,可以保护泄压片受到外部的部件的影响。
在一些实施例中,所述第二保护片的厚度为0.1mm至0.2mm。
在一些实施例中,所述第二保护片朝向所述泄压片的表面与所述泄压片朝向所述第二保护片的表面之间具有间隙。
由于泄压片在排气时,需要一定的打开空间,所以在第二保护片与泄压片之间需要设置一定的间隙,该间隙用于泄压片打开,也可以防止第二保护片贴合泄压片时对泄压片造成磨损,进一步保护泄压片。
在一些实施例中,所述间隙大于或者等于0.5mm。
第二保护片与泄压片之间的间隙的大小可以根据实际应用进行设置。
在一些实施例中,所述泄压机构还包括:环形垫片,设置在所述第一保护片与所述第一凸台之间。
通过在第一保护片与第一凸台之间增加环形垫片可以减少对第一保护片的磨损,也更加有益于第一保护膜对泄压片的密封,进一步降低电解液接触泄压片的可能。
在一些实施例中,所述环形垫片的厚度为0.2mm至0.4mm。
该环形垫片的尺寸可以根据实际应用进行设置。
根据本申请的第二方面,提供了一种电池盒,包括:壳体,所述壳体的第一壁设置有通孔;如上述第一方面以及第一方面的任一种可能的实现方式中所述的泄压机构,所述泄压机构通过所述连接机构设置于所述第一壁且与所述通孔对应设置,以用于在所述电池盒的内部压力达到阈值时致动以泄放所述内部压力。
在一些实施例中,所述推压结构相比于所述泄压片靠近所述壳体的内部。
将泄压机构的第一保护片设置在更靠近电池盒内部的位置,使得第一保护片可以保护泄压片,缓解泄压片被电池盒内的电解液腐蚀,也减少震动冲击时电解液冲击泄压片而对泄压片造成损伤,进而导致泄压片提前被破坏。
在一些实施例中,所述第一壁的靠近所述壳体内部的一侧表面设置有第三凹槽,所述通孔设置于所述第三凹槽的底壁,所述连接机构还包括第二凸台,所述第二凸台连接于所述连接机构的外壁且朝远离所述开孔的轴线延伸,所述第二凸台位于所述连接机构的靠近所述推压结构的一端,所述第二凸台安装于所述第三凹槽的底壁,以使所述泄压机构至少部分容纳在所述通孔内。
通过在电池盒的壳体内壁设置凹槽,使得泄压机构的第二凸台安装在该凹槽底壁,以实现泄压机构的固定,能够保证泄压机构在电池盒内部的表面与电池盒的内表面基本齐平,这样不会影响电池盒内部的电极组件等部件的安装。
在一些实施例中,所述壳体为中空的长方体且一端具有开口。
在一些实施例中,所述第一壁为所述壳体的底壁,所述壳体的底壁为与所述壳体的开口相对的壁。
考虑到电极端子通常设置在盖板上,如果将泄压机构也设置在盖板上,那么当电池单体内部发生热失控时,泄压机构破裂,在释放电池单体内部气压的同时,也会向外喷射出液体或者固体的燃烧物,其中也可能包括导电物质,则会导致电极端子之间短路;同时,考虑到在将电池安装在车辆内时,通常将电极端子朝上,也就是朝向乘客的方向,那么如果将泄压机构安装在电极端子同侧,泄压机构破裂后释放的气流等物质会向上排放,这样可能会对乘客造成烧伤或烫伤,增加了乘客的危险。因此,本申请实施例将泄压机构设置在壳体的底壁,泄压机构向下排气,在一定程度上,可以解决上述问题。
在一些实施例中,所述壳体的底壁的厚度为1.5mm至2.5mm。
在一些实施例中,所述电池盒包括:盖板,盖合所述壳体的开口。
在一些实施例中,所述电池盒还包括:电极端子,所述电极端子包括均设置在所述盖板上的正电极端子和负电极端子。
根据本申请的第三方面,提供了一种电池单体,包括:如上述第二方面以及第二方面的任一种可能的实现方式中所述的电池盒;以及,电极组件,所述电极组件设置在所述电池盒内。
在一些实施例中,所述壳体为中空的长方体且一端具有开口。
在一些实施例中,所述电池单体还包括:垫板,所述垫板位于所述电极组件和所述壳体的底壁之间,所述壳体的底壁为所述壳体的与所述壳体的开口相对的壁。
在一些实施例中,所述第一壁为所述壳体的底壁,所述垫板上设置有与所述泄压机构对应的避让区,以使所述垫板不遮挡所述泄压机构。
在将泄压机构设置在底壁上时,由于底壁上还设置有垫板,那么在电池单体内部发生热失控时,垫板可能会阻挡气体冲破泄压机构,所以为了使得泄压机构更加容易破裂,可以将垫板的部分区域去除,以形成避让区,即在泄压机构所在的位置,在垫板上设置一个通孔,使得垫板不会遮挡泄压机构。
根据本申请的第四方面,提供了一种电池,包括:多个电池单体,所述多个电池单体中包括至少一个如上述第三方面以及第三方面的任一种可能的实现方式中所述的电池单体;汇流部件,用于实现所述多个电池单体的电连接;箱体,用于容纳所述多个电池单体和所述汇流部件。
根据本申请的第五方面,提供了一种用电设备,包括:如上述第四方面所述的电池。
该用电设备可以为车辆、船舶或航天器。
根据本申请的第六方面,提供了一种制备泄压机构的方法,所述泄压机构用于电池盒,包括:提供连接机构,所述连接机构包括开孔和第一凸台,所述第一凸台连接于所述开孔的内壁且朝向所述开孔的轴线延伸;提供泄压片,用于在所述电池盒的内部压力达到阈值时致动以泄放所述内部压力,所述泄压片设置于所述第一凸台的一侧;提供第一保护片,用于防护所述泄压片,设置在所述第一凸台的远离所述泄压片的另一侧;提供压环,用于压紧所述第一保护片,设置在所述第一保护片的远离所述第一凸台的一侧;提供推压结构,连接于所述连接机构,并且能够朝所述开孔的轴线推压以将所述压环压紧。
在一些实施例中,所述推压结构包括至少一个凸起结构,所述至少一个凸起结构设置在所述连接机构的靠近所述压环的一侧表面且朝远离所述压环的方向凸出。
在一些实施例中,所述推压结构在被推压后相对于所述开孔内壁向所述开孔的轴线延伸。
在一些实施例中,所述连接机构还包括第二凸台,所述第二凸台连接于所述连接机构的外壁且朝远离所述开孔的轴线延伸,所述第二凸台用于将所述泄压机构安装于所述电池盒。
应理解,本申请实施例的制备泄压机构的方法,可以用于制备上述第一方面以及第一方面的任一种可能的实现方式中的泄压机构。
根据本申请的第七方面,提供了一种用于制备泄压机构的装置,所述泄压机构用于电池盒,包括:提供模块,所述提供模块用于:提供连接机构,所述连接机构包括开孔和第一凸台,所述第一凸台连接于所述开孔的内壁且朝向所述开孔的轴线延伸;提供泄压片,用于在所述电池盒的内部压力达到阈值时致动以泄放所述内部压力,所述泄压片设置于所述第一凸台的一侧;提供第一保护片,用于防护所述泄压片,设置在所述第一凸台的远离所述泄压片的另一侧;提供压环,用于压紧所述第一保护片,设置在所述第一保护片的远离所述第一凸台的一侧;提供推压结构,连接于所述连接机构,并且能够朝所述开孔的轴线推压以将所述压环压紧。
在一些实施例中,所述推压结构包括至少一个凸起结构,所述至少一个凸起结构设置在所述连接机构的靠近所述压环的一侧表面且朝远离所述压环的方向凸出。
在一些实施例中,所述推压结构在被推压后相对于所述开孔内壁向所述开孔的轴线延伸。
在一些实施例中,所述连接机构还包括第二凸台,所述第二凸台连接于所述连接机构的外壁且朝远离所述开孔的轴线延伸,所述第二凸台用于将所述泄压机构安装于所述电池盒。
应理解,本申请实施例的制备泄压机构的装置,可以用于执行上述第六方面或第六方面的任意可能的实现方式中的方法。具体地,该装置包括用于执行上述第六方面或第六方面的任意可能的实现方式中的方法的单元。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解,构成本申请的一部分,本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请,并不构成对本申请的不当限定。在附图中:
图1为采用本申请电池的车辆的一些实施例的外形示意图;
图2为本申请电池的一些实施例的结构示意图;
图3为本申请电池中的电池模块的一些实施例的结构示意图;
图4为本申请的电池单体的一些实施例的分解图;
图5为本申请的具有泄压机构的电池盒的一些实施例的分解图;
图6为本申请的具有泄压机构的电池盒的另一些实施例的分解图;
图7为本申请的电池单体的俯视图;
图8为图9中A-A′方向的剖面图;
图9为本申请的垫板的一些实施例的示意图;
图10-图13为本申请的泄压机构的一些实施例的分解图;
图14为本申请的泄压机构的一些实施例的俯视图;
图15为本申请的泄压机构的一些实施例沿B-B′方向的剖面图;
图16为图15中连接机构的示意图;
图17为图15中的区域A1的放大图;
图18为图15中泄压片的示意图;
图19为本申请的泄压机构的另一些实施例沿B-B′方向的剖面图;
图20为本申请的泄压机构的另一些实施例的俯视图;
图21为图20中C-C′方向的剖面图;
图22为图21中的区域A2的放大图;
图23为本申请制备泄压机构的方法的一些实施例的流程示意图;
图24为本申请制备泄压机构的装置的一些实施例的结构示意图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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作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。
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;本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序或主次关系。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
本文中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个),同理,“多组”指的是两组以上(包括两组),“多片”指的是两片以上(包括两片)。
本申请实施例描述的泄压机构、电池单体以及包括多个电池单体的电池均适用于各种使用电池的装置,例如,手机、便携式设备、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等,例如,航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等,电动玩具包括固定式或移动式的电动玩具,例如,游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等,电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具,例如,电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨。
本申请实施例描述的泄压机构、电池单体以及包括多个电池单体的电池不仅仅局限适用于上述所描述的设备,还可以适用于所有使用电池的设备,但为描述简洁,下述实施例均以电动汽车为例进行说明。
例如,如图1所示,为本申请一实施例的一种车辆1的结构示意图,所述车辆1可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车,新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。所述车辆1的内部可以设置电池10,电池10可以是电池包,也可以是电池模块,例如,在所述车辆1的底部或车头或车尾可以设置所述电池10;所述车辆1的内部还可以设置控制器30和马达40。所述电池10可以用于车辆1的供电,例如,所述电池10可以作为所述车辆1的操作电源,用于所述车辆1的电路系统,例如,用于车辆1的启动、导航和运行时的工作用电需求。在本申请的另一实施例中,电池10不仅仅可以作为所述车辆1的操作电源,还可以作为所述车辆1的驱动电源,替代或部分地替代燃油或天然气为所述车辆1提供驱动动力。
为了满足不同的使用电力需求,电池10可以包括一个或者多个电池模块(或者也可以称为电池模组),其中,多个电池模块之间可以串联或并联或混联,所述混联是指串联和并联的混合。例如,如图2所示,为本申请另一实施例的一种电池10的结构示意图,所述电池10包括第一盖111、第二盖112和多个电池模块11,其中,第一盖111和第二盖112的形状可以根据所述一个或者多个电池模块11组合的形状而定,所述第一盖111和第二盖112均具有一个开口,例如,第一盖111和第二盖112均可以为中空长方体且各自只有一个面为开口面,即这个面位不具有壳体壁使得壳体内外相通,所述第一盖111和第二盖112在开口处相互扣合形成电池10的封闭的外壳,一个或者多个电池模块11相互并联或串联或混联组合后置于第一盖111和第二盖112扣合后形成的外壳内。
在本申请的另一实施例中,所述电池10包括一个电池模块11时,所述电池模块11置于第一盖111和第二盖112扣合后形成的外壳内。
所述一个或多个电池模块11产生的电通过导电机构(未图示)穿过所述外壳而引出。
除此之外,电池10还可以包括其他结构,在此不再一一赘述。例如,该电池10还可以包括汇流部件,用于实现多个电池单体(未图示)之间的电连接;再例如,该电池10还可以包括冷却部件,该冷却部件用于容纳冷却介质,以给一个或者多个电池模组11降温,但本申请实施例并不限于此。
根据不同的电力需求,所述电池模块11可以包括一个或多个电池单体,例如,如图3所示,一个电池模块11可以包括多个电池单体20,多个电池单体20可通过串联、并联或混联的方式连接以实现较大的容量或功率,且一个电池模块11中包括的所述电池单体20的数量可以设置为任意数值。其中,每个电池单体20可以包括含锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池或镁离子电池,但不局限于此。电池单体20可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。
在本申请的另一实施例中,多个电池单体20可以叠加在一起,多个电池单体20之间相互串联、并联或混联,在本申请的另一实施例中,每个电池单体20可以为方形,圆柱形或其他形状。
对于每一个电池单体20,可以包括电池盒和设置在电池盒内的电极组件,其中,电池盒可以包括壳体和盖板两个部分,所述壳体可以为中空的长方体或正方体或圆柱体,且所述壳体的其中一个面具有一开口,以便电极组件可以放置于壳体内;而所述盖板在所述壳体的开口处与壳体连接,以形成该电池单体20的封闭的电池盒,且壳体内可以填充电解液。
另外,电池盒还包括两个电极端子,该两个电极端子通常设置在盖板上,并与电极组件相连;盖板的平板面上还可设置泄压机构,该泄压机构可以为盖板212的平板面的一部分,也可以与盖板的平板面焊接。在正常状态下,泄压机构与盖板密封结合,即通过盖板在所述壳体的开口处与壳体连接形成电池单体20的电池盒,该电池盒形成的空间密封不透气。该电池盒内,当电池单体20产生的气体太多时,气体发生膨胀使电池盒内的气压升高至超出预设值时,泄压机构处可以裂开而导致电池盒内外相通,气体通过泄压机构的裂开处向外释放,进而减少发生爆炸的可能。
目前的电池单体通常将泄压机构设置在盖板上,与电极端子位于同一侧,当电池单体内部发生热失控时,泄压机构破裂,在释放电池单体内部气压的同时,也会向外喷射出液体或者固体的燃烧物,其中也可能包括导电物质,则会导致电极端子之间短路;同时,考虑到在将电池安装在车辆内时,通常将电极端子朝上,也就是朝向乘客的方向,那么如果将泄压机构安装在电极端子同侧,泄压机构破裂后释放的气流等物质会向上排放,这样可能会对乘客造成烧伤或烫伤,增加了乘客的危险。因此,可以考虑将泄压机构安装在其他位置处以解决上述问题,例如,安装在盖板下面的壳体上,比如可以安装在壳体的底壁。
但是如果将泄压机构安装在壳体上,由于壳体为一端开口的中空结构,而泄压机构通常为片状,将泄压机构安装在壳体上可能存在安装不方便的问题,尤其是安装在壳体底壁时,由于壳体深度的限制,很难将片状的泄压机构直接焊接在底壁。另外,还要考虑泄压机构的强度问题。例如,泄压机构安装在壳体上还需要考虑内部电极组件对泄压机构的压力,比如对于安装在车辆里面的电池,在车辆行驶过程中会有颠簸,那么电极组件会对壳体侧壁和底壁有压力作用,因此需要泄压机构有足够的强度,再例如,由于壳体内设置有电解液,泄压机构还需要考虑被电解液腐蚀的情况。
因此,本申请的实施例提供了一种泄压机构,能够解决上述安装和强度的问题。
具体地,仍然以如图1-3所示的实施例为例,图4示出了本申请实施例的电池单体20的另一实施例。如图4所示,该电池单体20包括电池盒(未图示)、一个或多个电极组件22以及连接构件23,其中,本申请实施例中的电池盒包括壳体211和盖板212。
具体地,如图4所示,电池单体20的电池盒包括的壳体211可以根据一个或多个电极组件22组合后的形状而定,例如,所述壳体211可以为中空的长方体或正方体或圆柱体,且所述壳体211的其中一个面具有一开口以便一个或多个电极组件22可以放置于壳体211内,例如,当所述壳体211为中空的长方体或正方体时,所述壳体211的其中一个平面为开口面,即该平面不具有壳体壁而使得壳体211内外相通,当所述壳体211可以为中空的圆柱体时,所述壳体211的圆形侧面为开口面,即该圆形侧面不具有壳体壁而使得壳体211内外相通。所述盖板212在所述壳体211的开口处与壳体211连接形成放置电池单体20的封闭的电池盒,且壳体211内填充电解液。
如图4所示,该电池单体20的电池盒还可以包括两个电极端子214,两个电极端子214可以设置在盖板212上。盖板212通常是平板形状,两个电极端子214位于盖板212的平板面上且穿过盖板212的平板面,两个电极端子214分别为正电极端子214a和负电极端子214b,每个电极端子214对应各设置一个连接构件23,或者也可以称为集流构件23,或者铜铝转接片23,其位于盖板212与电极组件22之间。
如图4所示,每个电极组件22可以具体包括至少一个正极极耳221和至少一个负极极耳222,另外,电极组件22还可以包括裸电芯以及包裹裸电芯的绝缘片,其中,图4中不区分正极极耳221和负极极耳222的具体位置的设置。所述一个或多个电极组件22的正极极耳221耳通过一个连接构件23与一个电极端子连接,所述一个或多个电极组件22的负极极耳222通过另一个连接构件23与另一个电极端子连接,例如,正电极端子214a通过一个连接构件23与正极极耳221连接,负电极端子214b通过另一个连接构件23与负极极耳222连接。
在该电池单体20中,根据实际使用需求,电极组件22可设置为单个,或多个,如图4所示,电池单体20内设置至少两个独立电极组件22。
在该电池单体20中,电极组件22可以是卷绕结构,也可以是叠片式结构,本申请实施例并不限于此。
除此以外,如图4所示,该电池单体20还可以包括垫板24,该垫板24位于电极组件22与壳体211的底壁之间,可以对电极组件22起到承托作用,还可以有效防止电极组件22与壳体211的底壁四周的圆角发生干涉。本申请实施例中的垫板24的形状可以根据实际应用进行设置,例如,可以将垫板24设置为与壳体211底壁形状一致的长方形,或者,如图4所示,也可以设置为其他形状;另外,该垫板24上可以设置有一个或者多个通孔,例如,可以设置多个均匀或者对称排列的通孔,这样可以使得垫板24上下表面的空间连通,电解液和电极组件22内部产生的气体以及电解液都能够自由地穿过垫板24,以便于导液和导气。
该垫板24的厚度一般设置为0.3~5mm,优选为绝缘部件,但也可以不绝缘。例如,该垫板24的材料可以是PP、PE、PET、PPS、铁氟龙、不锈钢、铝等既耐电解液又绝缘的材料,其中,PP、PE、PET、PPS等塑胶材料可以选用防火材料,铝或不锈钢等金属材料表面可以做阳极化处理绝缘。
除此以外,本申请实施例中的电池单体20还可以包括其他部件。例如,该电池单体20还可以包括顶盖贴片、密封钉和塑胶钉,其中,顶盖贴片、密封钉、塑胶钉可以安装在盖板212上;另外,电池单体20还可以包括蓝膜,设置在电池壳体211的外表面,以达到绝缘以及保护电池单体的作用,但本申请实施例并不限于此。
在本申请实施例中,如图4所示,该电池单体20的电池盒还包括泄压机构213,该泄压机构213用于在电池盒21的内部压力达到阈值时致动以泄放该内部压力。在正常状态下,泄压机构213作为电池单体20的电池盒21的一部分,与壳体211、盖板212形成的空间密封不透气。但是,当电池单体20产生的气体太多时,气体发生膨胀使电池盒21内的气压升高至超出预设值时,该泄压机构213可以裂开而导致电池盒21内外相通,气体通过该泄压区域213的裂开处向外释放,进而减少发生爆炸的可能。
本申请实施例中的该泄压机构213可以位于壳体211的底壁,壳体211的底壁与壳体211的开口相对,例如,壳体211的底壁可以设置有通孔,泄压机构213设置在通孔位置处。但是,除了如图4所示的将泄压机构213安装在壳体211的底壁以外,该泄压机构213也可以安装在壳体211的任意一个侧壁,壳体211的侧壁与壳体211的开口相邻;或者,该泄压机构213也可以安装在盖板212上,本申请实施例并不限于此。
具体地,这里以图4所示的该壳体211为中空的长方体为例进行说明,对应的,该电池盒也为中空的长方体。例如,图5示出了电池盒21的示意图,如图5所示,由于这里以长方体(即六面体)的电池盒21为例进行说明,那么该电池盒21包括六个壁(或者说六个面),图5示出了电池盒21的任意相邻的三个壁,而本申请实施例中的泄压机构213可以设置在该电池盒21的任意的一个壁,这里将任意一个壁称为第一壁,则该第一壁上可以设置有通孔,泄压机构213设置在该第一壁上的该通孔的对应位置,例如,该泄压机构213可以部分容纳在该通孔内。例如,图4示出了泄压机构213设置在壳体211的底壁的示例,即图5中的第一壁可以为壳体211的底壁;再例如,如图6所示,泄压机构213也可以设置在壳体211的任意一个侧壁,即图5中的第一壁可以为壳体211的侧壁,但本申请实施例并不限于此。
在本申请实施例中,电池盒21为长方体,则壳体211具有4个侧壁,两个较大面积的侧壁和两个面积较小的侧壁,对于将泄压机构213设置在壳体211的侧壁的情况,泄压机构213通常设置在面积较小的侧壁上,例如,如图6所示。考虑到将多个电池单体组装为电池时,例如如图3所示的安装方式,对于长方体的电池单体,相邻的两个电池单体之间的摆放通常是两个电池单体的壳体侧壁中面积较大的壁相接触,所以如果泄压机构213设置在该面积较大的侧壁上,将多个电池单体紧密排放以组装为电池时,会影响该泄压机构213的打开,比如需要电池单体之间空出用于泄压机构213打开的空间,这样不利于多个电池单体的安装,因此将泄压机构213安装在面积较小的侧壁上,有利于多个电池单体之间的摆放,进一步可以提高电池的能量密度。
为了便于描述,下文中主要以泄压机构213设置在壳体211的底壁为例进行说明。
图7为电池单体20的俯视图,也就是说图7示出电池单体20的盖板212的表面,图8为电池单体20在图7所示的A-A′方向的剖面图,如图8所示,电池单体20组装后,壳体211的内部有电极组件224和包裹电极组件224的绝缘片223,在壳体的211的底壁的内表面、电极组件224的下方设置有垫板24,盖板212盖合在壳体211的开口处,而泄压机构213位于电池盒21的下方,也就是壳体211的底壁。
考虑到本申请实施例中泄压机构213的各个部件厚度上尺寸可以根据实际应用进行设置,该泄压机构213的整体厚度可能较厚,将其安装在电池盒21上时,例如,如图8所示,可能会存在部分泄压机构213相较于整个电池单体10的底部的外表面凸出。
具体地,由于本申请实施例中的泄压机构213的厚度通常较厚,而壳体211较薄,例如,壳体22的底壁厚度通常为1.5mm至2.5mm,比如可以为1.5mm、2mm或者2.5mm,因此,安装泄压机构213之后的电池单体20可能如图8所示,会存在部分泄压机构213相较于整个电池单体10的底部的外表面凸出。因此,在将图8所示的电池单体20组装为电池10时,针对电池单体20底部凸出的泄压机构213,需要设置避让区域。其中,本申请实施例中的“mm”表示毫米。
例如,假设电池单体20组装为电池10时,需要在电池单体20的下方设置某个部件,例如可以设置冷却板,以用于对电池单体20进行降温,或者也可以设置底护板,本申请实施例并不限于此。对于位于该电池单体20下方的部件,可以通过在表面设置凹陷的避让区域,以安装该电池单体20。例如,如果在电池单体20下方设置冷却板,那么冷却板上与泄压机构213对应的区域可以设置凹槽或者通孔,以使得该泄压机构213相较于电池单体20底部外表面凸出的部分可以容纳在凹槽或者通孔中,从而节省空间。
另外,考虑到将泄压机构213设置在壳体211的底壁时,位于底壁上的垫板24会覆盖泄压机构213,这样可能会导致垫板24阻挡气体冲破泄压机构213,因此,可以在垫板24上设置避让区,以保证垫板24不遮挡泄压机构213。具体地,如图9所示,这里以长方体的垫板24为例进行说明,可以将垫板24的部分区域去除,即在泄压机构213所在的位置,在垫板24上对应设置一个通孔作为避让区241,使得垫板24不会遮挡泄压区域。例如,如图9所示,该垫板24上设置有与该泄压机构213对应的避让区241,以使该垫板24不遮挡该泄压机构213,其中,该垫板24上的避让区241的形状通常与泄压机构213的靠近壳体211内部的一侧表面的形状保持一致,图9仅为一种示例,本申请实施例并不限于此。
并且,为了使得垫板24完全不遮挡泄压机构213,通常会将垫板24的避让区241的面积设置为大于泄压机构213的面积;或者,考虑到本申请实施例中的泄压机构213设置在壳体211的底壁的通孔内,因此垫板24的避让区241的面积大于壳体211底壁的通孔的面积,但本申请实施例并不限于此。
下面将结合附图,详细描述本申请实施例中的泄压机构。具体地,如图10和图11所示,本申请实施例的设置在电池盒21上的泄压机构213可以包括:连接机构2131、泄压片2132、第一保护片2133、压环2134以及推压结构2135。具体地,该连接机构包括开孔2131a和第一凸台2131b,该第一凸台2131b连接于该开孔2131a的内壁且朝向该开孔2131a的轴线延伸;该泄压片2132设置于该第一凸台2131b的一侧,第一保护片2133设置在该第一凸台2131b的远离该泄压片2132的另一侧,其中,该泄压片2132用于在电池盒的内部压力达到阈值时致动以泄放该内部压力,该第一保护片2133用于防护该泄压片2132;对于第一凸台2131b的设置有第一保护片2133的一侧,第一保护片2133的远离该第一凸台2131b的一侧设置有压环2134,用于压紧该第一保护片2133;推压结构2135连接于该连接机构,并且能够向该开孔2131a的该轴线方向推压以将该压环2134压紧,其中,图10为推压结构在推压前的示意图,图11为推压结构在被推压后的示意图。
考虑到电极端子通常设置在盖板212上,如果将泄压机构213也设置在盖板上,那么当电池单体内部发生热失控时,泄压机构破裂,在释放电池单体内部气压的同时,也会向外喷射出液体或者固体的燃烧物,其中也可能包括导电物质,则会导致电极端子之间短路;同时,考虑到在将电池安装在车辆内时,通常将电极端子朝上,也就是朝向乘客的方向,那么如果将泄压机构213安装在电极端子同侧,泄压机构213破裂后释放的气流等物质会向上排放,这样可能会对乘客造成烧伤或烫伤,增加了乘客的危险。因此,本申请实施例的泄压机构213可以设置在电池盒21的壳体211的底壁或者侧壁。例如,安装之后的泄压机构213可以如图8所示。
这样,本申请实施例中的泄压机构通过在泄压片的靠近电池盒内部的一侧设置保护片,这样在电池盒上使用该泄压片时,可以避免泄压片直接接触电池盒内的电解液,进而可以减少泄压片被电解液腐蚀,也可以缓解电解液对泄压片的冲击;另外,在安装过程中,通过在连接机构的开孔内壁设置凸台,将保护片和泄压片分别设置在该凸台的两侧,可以实现泄压机构的两侧同时安装,以简化安装过程;对于安装保护片的一侧,可以通过压环压紧保护片,再通过推压结构压紧压环,整体结构简单,易于操作。
另外,考虑到将泄压机构213安装到电池盒21上时,为了便于固定,可以在泄压机构213的外侧设置凸台。具体地,如图12(图12中的推压结构2135为被推压之前)至图13(图13中推压结构2135为被推压之后)所示,连接机构2131还可以包括第二凸台2131c,该第二凸台2131c连接于该连接机构2131的外壁且朝远离该开孔2131a的轴线延伸,该第二凸台2131c用于将该泄压机构安装于该电池盒21。
考虑到安装泄压机构213时,第一保护片2133相比与泄压片2132更加靠近电池盒21的内部,所以如图10至图13所示,可以将该第二凸台2131c设置于该连接机构2131的靠近该推压结构2135的一端。这样在电池盒21的一个壁上安装该泄压机构213时,例如图8所示,可以使得泄压机构213的靠近电池盒21内部的表面与所在的壁的内表面基本保持齐平,从而使得电池盒21内部的电极组件22和垫板24等部件的安装不受影响,节省内部空间。
另外,为了增加第一保护片2133的密封性,可以在第一保护片2133与第一凸台2131b之间设置垫片。具体地,如图12和图13所示,该泄压机构213还可以包括:环形垫片2136,设置在所述第一保护片2133与所述第一凸台2131b之间,从而增加第一保护片2133的密封性。
考虑到泄压机构213安装在电池盒21上时,泄压片2132相比于第一保护片2133远离电池盒21的内部,或者说泄压片2132处于电池盒21的外部,为了保护泄压片2132不受电池盒外其他部件的影响,如图12至图13所示,该泄压机构213还可以包括:第二保护片2137,用于防护该泄压片2132,该第二保护片2137安装于该连接机构2131且位于该泄压片2132的远离该第一凸台2131b的一侧,并覆盖该泄压片2132。
应理解,本申请实施例中的泄压机构213的尺寸可以根据实际应用,灵活设置。下面将结合附图14至图22针对本申请实施例中的泄压机构213及其包括的各个部件的尺寸进行举例说明。
例如,图14为泄压机构213在推压结构2135未被推压之前的示意性俯视图。其中,本申请实施例中的泄压结构213的形状可以根据实际应用灵活设置,例如,以泄压机构俯视图的上表面的形状为例,考虑到壳体211为长方体,如果将泄压机构213设置在壳体211的底壁,受底壁的形状限制,通常可以将泄压机构213设置为如图14所示的跑道形,该跑道形类似椭圆形,两端为圆弧状,但中间为直线形,或者,也可以将泄压机构213设置为其他形状,本申请实施例并不限于此。
图15为图14所示的B-B′方向的剖面图,如图15所示,为了便于描述,这里假设泄压机构213的方向如图15设置,下文中描述的上表面与下表面以图15所示的方向为准,此时图15中的泄压机构213的上方对应于将泄压机构213安装在电池盒21时电池盒21的内部,图15中泄压机构213的下方则对应电池盒21的外部;这里以泄压机构213的第二凸台2131c位于上方为例,即位于连接机构2131的靠近压环2134的一端为例,但本申请实施例并不限于此。
具体地,将泄压机构213安装在壳体211上时,例如,以安装在壳体211的第一壁上为例,该壳体211的第一壁设置有通孔;该泄压机构213通过该连接机构2131设置于该第一壁且与该通孔对应设置,以用于在该电池盒的内部压力达到阈值时致动以泄放该内部压力。其中,对于泄压机构213的安装方向,该推压结构2135相比于该泄压片2132更靠近该壳体的内部。具体地,以安装图15所示的泄压机构213为例,可以在该第一壁的靠近该壳体211内部的一侧表面设置有第三凹槽,也就是第一壁的外表面上设置该第三凹槽,该通孔设置于该第三凹槽的底壁,然后将连接机构2131的第二凸台2131c安装于该第三凹槽的底壁,以使该泄压机构213至少部分容纳在该通孔内,也就是说第二凸台2131c的图15中的下表面与第三凹槽的底壁相接触并固定,此时,由于第三凹槽的开口是朝向壳体211内部的,所以泄压机构213是从壳体211的内部安装的,那么受到壳体211的深度影响,安装难度较大。
相反的,安装泄压机构213也可以包括:在第一壁的远离壳体211的内部的一侧表面设置第六凹槽,也就是在外表面设置该第六凹槽,该通孔设置于该第六凹槽的底壁,然后将连接机构2131的第二凸台2131c安装于该第六凹槽的底壁,以使该泄压机构213至少部分容纳在该通孔内。也就是说第二凸台2131c的图15中的上表面与该六凹槽的底壁相接触并固定,此时,由于第六凹槽的开口是朝向远离壳体211内部的一侧,也就是朝向壳体211的外部,所以泄压机构213是通过第二凸台2131c是从壳体211的外部安装的,安装更加方便。
如图15所示,对于图15所示的泄压机构213的上表面,连接机构2131的上表面和压环2134的上表面可以设置为齐平,这样,该泄压机构213的上表面只有推压结构2135向上方凸出,但是该推压结构2135会被推压,推压之后也可以与压环2134齐平。也就是说,当将该图15所示的泄压机构213安装在电池盒21上时,该泄压机构213的上表面可以与电池盒21内表面齐平,从而不影响电池盒的内部电极组件等部件的安装。
如图15所述,连接机构2131的厚度可以根据实际应用进行设置,例如,考虑到需要在连接机构2131上安装的部件较多,通常将该连接机构2131的沿该开孔2131a的轴线方向的厚度h1设置为4.05mm至5.05mm,例如,可以设置为4.05mm、4.55mm或者5.05mm,其中,如图15所示,该厚度h1为连接机构2131的最厚区域的厚度,即包括推压前的推压机构2135。对于该连接机构2131上的第一凸台2131b的厚度h2,通常可以设置为1.25mm至1.45mm,例如,可以设置为1.25mm、1.35mm或者1.45mm;对于该连接机构2131上的第二凸台2131c的厚度h3,通常可以设置为0.6mm至0.9mm,例如,可以设置为0.6mm、0.8mm或者0.9mm。
如图15所示,本申请实施例中位于泄压片2132下方的第二保护片2137的厚度h4通常可以设置为0.1mm至0.2mm,例如,可以设置为0.1mm、0.15mm或者0.2mm;该第二保护片2137可以通过胶粘,固定在连接机构2131的位于该泄压片2132的远离第一凸台2131b的一侧,例如,可以固定在连接机构2131的下表面。由于在泄压片2132排气时,需要一定的打开空间才可以使得泄压片2132能够破裂打开,所以该第二保护片2137朝向该泄压片2132的表面与该泄压片2132朝向该第二保护片2137的表面之间需要设置间隙,例如,该间隙的大小h5通常可以设置为大于或者等于0.5mm,例如,可以设置为0.5mm、1mm或者2mm,这样也可以保护泄压片2132,防止电池单体在组装为电池时,电池内的部件对泄压片2132的挤压。
为了设置泄压片2132与第二保护片2137之间的间隙,可以通过在连接机构2131的下表面设置凹槽的方式实现。具体地,图16示出了图15中连接机构2131的示意图,如图16所示,在连接机构2131的靠近泄压片2132的一侧的表面设置第四凹槽a,在第四凹槽a的底壁设置第五凹槽b,连接机构2131的开孔2131a设置在该第五凹槽b的底壁,以使得连接机构2131的靠近泄压片2132的一侧形成有台阶结构。这样,第五凹槽b的底壁即为第一凸台2131b的一侧表面,以用于设置泄压片2132,并且,可以将第五凹槽b的深度设置为等于泄压片2132的厚度,则对比如图15所示,可以使得泄压片2132的下表面和第四凹槽a的底壁的表面齐平的,此时,第四凹槽a的深度等于泄压片2132与下方的第二保护片2137之间的间隔距离。
图17为图15所示的区域A1的局部放大图,如图17所示,本申请实施例中的压环2134的厚度h6,通常可以设置为1mm至1.2mm,例如,可以设置为1mm、1.1mm或者1.2mm;本申请实施例中的第一保护片2133的厚度h7,通常可以设置为0.3mm至0.5mm,例如,可以设置为0.3mm、0.4mm或者0.5mm;本申请实施例中的环形垫片2136的厚度h8,通常可以设置为0.2mm至0.4mm,例如,可以设置为0.2mm、0.3mm或者0.4mm。对于本申请实施例中的推压结构2135,在推压前,该推压结构2135可以为相对于泄压机构213的上表面向上凸出的凸起结构,如图17所示,该凸起结构的形状可以根据实际应用灵活设置,例如,这里以长方体的凸起结构为例,该推压结构2135的长h9通常可以设置为0.4mm至0.6mm,例如,可以设置为0.4mm、0.5mm或者0.6mm;而该推压结构2135相对连接机构2131的上表面凸出的高度h10,或者说该推压结构2135相对连接机构2131的靠近压环2134的一侧表面凸出的高度h10,通常可以设置为0.3mm至0.5mm,例如,可以设置为0.3mm、0.4mm或者0.5mm。
下面将针对本申请实施例的泄压片2132的尺寸进行介绍。本申请实施例中的泄压片2132可以通过焊接的方式固定在第一凸台2131b的一侧,例如,可以采用激光焊接的方式;另外,泄压片2132可以采用均匀的片状结构,或者,考虑到在电池单体内部发生热失控时,为了使得泄压片2132更加容易破裂,可以在泄压片2132的表面增加刻痕,即在泄压片2132表面上设置凹槽区域,凹槽内厚度更薄,使得泄压机构可以在凹槽处破裂,实现更加精确的定向破裂排气。并且,考虑到便于安装,泄压片与连接机构相连处不宜设计的太薄,因此可以在泄压片2132上设置多个凹槽。具体地,图18示出了泄压片2132的示意图。如图18所示,可以在片状的泄压片2132的上表面和/或下表面设置第一凹槽2132-1,图18以在泄压片2132的下表面设置第一凹槽2132-1为例,对应图15,即该泄压片2132的远离该第一保护片2133的一侧表面和/或靠近该第一保护片2133的一侧表面可以设置有第一凹槽;进一步的,还可以在该第一凹槽2132-1的底壁设置第二凹槽2132-2,例如,如图18所示,以使得在该电池盒21的内部压力达到阈值时,该泄压片2132在该第二凹槽2132-2处破裂以泄放该内部压力,其中,本申请实施例中的凹槽的底壁指的是与凹槽开口相对的壁,而凹槽的侧壁指的是与开口相邻的壁。
为了在电池单体内部发生热失控时,泄压片2132更加容易破裂,可以在泄压片2132的表面增加刻痕,即在泄压片2132表面上设置该第二凹槽2132-2的区域,第二凹槽2132-2内厚度更薄,第二凹槽2132-2可以使得泄压片2132在预先设定的位置处破裂以泄放内部压力,即泄压片2132破裂位置更加精确,可以实现定向破裂。
应理解,本申请实施例中的该第一凹槽通常设置在该泄压片2132的远离该第一保护片2133的一侧表面,这是由于考虑到在安装时,泄压片2132的靠近第一保护片2133的一侧朝向电池盒21的内部,如果将凹槽设置在这一侧,由于电池盒21内存在电解液,如果第一保护片2133的密封不够好,该电解液可能会进入第一保护片2133与泄压片2132之间,从而在泄压片2132表面的凹槽内堆积,腐蚀该凹槽部分,则可能导致该泄压片2132提前破裂,所以通常将凹槽设置在泄压片2132的远离第一保护片2133的一侧,这样可以缓解电解液的腐蚀。
如图18所示,本申请实施例中的该泄压片2132的厚度h11通常可以为0.3mm至1mm,例如,可以设置为0.3mm、0.5mm或者1mm;该第一凹槽2132-1的深度h12通常可以设置为0.2mm至0.4mm,例如,可以设置为0.2mm、0.3mm或者0.4mm;该泄压片2132在该第二凹槽2132-2处的厚度h13通常可以设置为0.08mm至0.15mm,例如,可以设置为0.08mm、0.1mm或者0.15mm。另外,该第一凹槽的底壁和第二凹槽的底壁的形状可以根据实际应用进行设置,例如,该第一凹槽的底壁可以设置为圆形,而该第二凹槽的底壁的形状可以为长方形、圆环状或者半圆环状,或者也可以设置为其他图案,本申请实施例并不限于此。
应理解,上文中主要介绍了本申请实施例中泄压机构213的厚度方向的相关尺寸,对于泄压机构213的其它尺寸,同样可以根据实际应用进行合理设置。例如,这里仍然以图14所示的泄压机构213的形状为例,图19与图15一致,也是B-B′方向的剖面图。如图19所示,泄压机构213整体的面积通常可以设置为400mm2至1500mm2,例如,可以设置为400mm2、1000mm2或者1500mm2,而泄压机构213整体的长度L1通常可以设置为36mm至68mm,例如,可以设置为36mm、50mm或者68mm;除去泄压机构213外围凸出的第二凸台2131c的部分,长度L2通常设置为32mm至64mm,例如,可以设置为32mm、45mm或者64mm;根据上文内容,为了更加便于安装泄压片2132,可以在连接机构2131下表面设置第四凹槽,该第四凹槽对应的长度L3通常为28mm至60mm,例如,可以设置为28mm、40mm或者60mm;第四凹槽内设置第第五凹槽,以在第五凹槽的底壁安装泄压片2132,该泄压片2132的面积通常可以设置为200mm2至1300mm2,例如,可以设置为200mm2、750mm2或者1300mm2,该泄压片2132的长度L4通常可以设置为26mm至58mm,例如,可以设置为26mm、40mm或者58mm;在第一凸台2131b处,该连接机构2131的开孔2131a的长度L5通常可以设置为22mm至54mm,例如,可以设置为22mm、40mm或者54mm,但本申请实施例并不限于此。其中,本申请实施例中的“mm2”表示平方毫米。
上文结合图14至图19描述了本申请实施例的泄压机构213在推压机构2135未被推压之前的相关内容,下面将结合图20至图22,描述本申请实施例的泄压机构213在推压机构2135被推压之后的相关内容。
具体地,图20为图13所示的泄压机构213在推压结构2135被推压之后的俯视图;图21为图20所示的D-D′方向的剖面图,即图21为泄压机构213在推压结构2135被推压之后的剖面图。
本申请实施例中的该推压结构2135可以包括至少一个凸起结构,该至少一个凸起结构设置在该连接机构2131的靠近该压环2134的一侧表面且朝远离该压环2134的方向凸出;在被推压之后,该推压结构2135会相对于该开孔2131a内壁向该开孔2131a的轴线延伸。通常情况下,该推压结构2135可以设置为包括多个相关间隔的凸起结构,例如,图20所示,这里以设置6个凸起结构为例,并且该6个凸起结构可以均匀或者说对称地排列在泄压机构213的开孔2131a的边缘,这样在进行推压时,只需要推压该6个凸起结构即可,相比于将推压结构2135设置为一圈连续的环状凸起结构,推压过程更加方便且易于操作。其中,每个推压结构2135的宽度可以根据泄压机构213的大小进行合理设置,例如,如图20所示,推压结构2135的宽度h14可以设置为2mm至4mm,例如,可以设置为2mm、3mm或者4mm。
应理解,推压结构2135在被推压前后的尺寸可以根据实际应用进行设置。例如,在被推压前,以如图17所示的推压结构2135的尺寸为例,对应的,在被推压后,该推压结构2135的尺寸可以如图20所示,推压结构2135相对于该开孔2131a内壁向该开孔2131a的轴线延伸的距离h15通常可以为0.8mm至1mm,例如,可以设置为0.8mm、0.9mm或者1mm。
如图21所示,推压结构2135在推压之后发生了变形,可以变为任意规则或者不规则的形状,并且在推压结构2135变形后,推压结构2135会向连接机构2131的开孔2131a的轴线方向延伸,以压紧压环2134。例如,图22为图21中区域A2的放大图,如图22所示,推压结构2135变形后可能成类似三角形,以压紧压环2134,但本申请实施例并不限于此。
应理解,除上述泄压机构213中各个部件的尺寸之外,本申请实施例中的各个部件的材料也可以根据实际应用进行设置。例如,本申请实施例中的压环2134通常可以采用铝压环;本申请实施例中的第一保护片2133通常可以采用PP膜、PE或者PET膜,但本申请实施例并不限于此。
上文中结合图1至图22描述了本申请实施例的泄压机构、电池盒、电池单体以及电池,下面将结合图23和图24描述本申请实施例的制备泄压机构的方法和装置。
具体地,图23示出了本申请实施例的制备泄压机构的方法200的示意性流程图。如图23所示,该方法200可以包括:S210,提供连接机构,所述连接机构包括开孔和第一凸台,所述第一凸台连接于所述开孔的内壁且朝向所述开孔的轴线延伸;S220,提供泄压片,用于在所述电池盒的内部压力达到阈值时致动以泄放所述内部压力,所述泄压片设置于所述第一凸台的一侧;S230,提供第一保护片,用于防护所述泄压片,设置在所述第一凸台的远离所述泄压片的另一侧;S240,提供压环,用于压紧所述第一保护片,设置在所述第一保护片的远离所述第一凸台的一侧;S250,提供推压结构,连接于所述连接机构,并且能够朝所述开孔的轴线推压以将所述压环压紧。
可选的,作为一个实施例,所述推压结构包括至少一个凸起结构,所述至少一个凸起结构设置在所述连接机构的靠近所述压环的一侧表面且朝远离所述压环的方向凸出。
可选的,作为一个实施例,所述推压结构在被推压后相对于所述开孔内壁向所述开孔的轴线延伸。
可选的,作为一个实施例,所述连接机构还包括第二凸台,所述第二凸台连接于所述连接机构的外壁且朝远离所述开孔的轴线延伸,所述第二凸台用于将所述泄压机构安装于所述电池盒。
应理解,本申请实施例的方法200可以用于制备本申请实施例的泄压机构213,为了简洁,在此不再赘述。
应理解,在本申请的各种实施例中,上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后,各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定,而不应对本申请实施例的实施过程构成任何限定。
图24示出了本申请实施例的制备泄压机构的装置300的示意性框图。如图24所示,根据本申请实施例的装置300包括:提供模块310,所述提供模块310用于:提供连接机构,所述连接机构包括开孔和第一凸台,所述第一凸台连接于所述开孔的内壁且朝向所述开孔的轴线延伸;提供泄压片,用于在所述电池盒的内部压力达到阈值时致动以泄放所述内部压力,所述泄压片设置于所述第一凸台的一侧;提供第一保护片,用于防护所述泄压片,设置在所述第一凸台的远离所述泄压片的另一侧;提供压环,用于压紧所述第一保护片,设置在所述第一保护片的远离所述第一凸台的一侧;提供推压结构,连接于所述连接机构,并且能够朝所述开孔的轴线推压以将所述压环压紧。
可选的,作为一个实施例,所述推压结构包括至少一个凸起结构,所述至少一个凸起结构设置在所述连接机构的靠近所述压环的一侧表面且朝远离所述压环的方向凸出。
可选的,作为一个实施例,所述推压结构在被推压后相对于所述开孔内壁向所述开孔的轴线延伸。
可选的,作为一个实施例,所述连接机构还包括第二凸台,所述第二凸台连接于所述连接机构的外壁且朝远离所述开孔的轴线延伸,所述第二凸台用于将所述泄压机构安装于所述电池盒。
应理解,根据本申请实施例的装置300可对应于执行本申请实施例中的方法200,并且装置300中的各个单元的上述和其它操作和/或功能分别为了实现图23中的方法200的相应流程,为了简洁,在此不再赘述。
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;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,但这些修改或者替换,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精神和范围。
Claims (34)
1.一种电池盒,其特征在于,包括:
壳体(211),所述壳体(211)的第一壁设置有通孔;
泄压机构,所述泄压机构包括:
连接机构(2131),所述连接机构(2131)包括开孔(2131a)和第一凸台(2131b),所述第一凸台(2131b)连接于所述开孔(2131a)的内壁且朝所述开孔(2131a)的轴线延伸;
泄压片(2132),用于在所述电池盒的内部压力达到阈值时致动以泄放所述内部压力,所述泄压片(2132)设置于所述第一凸台(2131b)的一侧;
第一保护片(2133),用于避免所述泄压片(2132)接触电解液,设置在所述第一凸台(2131b)的远离所述泄压片(2132)的另一侧;
压环(2134),用于压紧所述第一保护片(2133),设置在所述第一保护片(2133)的远离所述第一凸台(2131b)的一侧;
推压结构(2135),连接于所述连接机构(2131),并且能够朝所述开孔(2131a)的轴线推压以将所述压环(2134)压紧;
所述第一保护片(2133)相比于所述泄压片(2132)更加靠近所述电池盒的内部;
其中,所述泄压片(2132)的远离所述第一保护片(2133)的一侧表面设置有第一凹槽(2132-1),所述第一凹槽(2132-1)的底壁设置有第二凹槽(2132-2),所述泄压片(2132)用于在所述电池盒的内部压力达到所述阈值时在所述第二凹槽(2132-2)处破裂以泄放所述内部压力;
其中,所述泄压机构通过所述连接机构(2131)设置于所述第一壁且与所述通孔对应设置,所述第一壁为底壁或侧壁。
2.根据权利要求1所述的电池盒,其特征在于,所述推压结构(2135)包括至少一个凸起结构,所述至少一个凸起结构设置在所述连接机构(2131)的靠近所述压环(2134)的一侧表面且朝远离所述压环(2134)的方向凸出。
3.根据权利要求2所述的电池盒,其特征在于,所述至少一个凸起结构为相互间隔的多个凸起结构。
4.根据权利要求2所述的电池盒,其特征在于,所述凸起结构相对所述连接机构(2131)的靠近所述压环(2134)的一侧表面凸出的高度为0.3mm至0.5mm。
5.根据权利要求3所述的电池盒,其特征在于,所述凸起结构相对所述连接机构(2131)的靠近所述压环(2134)的一侧表面凸出的高度为0.3mm至0.5mm。
6.根据权利要求1所述的电池盒,其特征在于,所述推压结构(2135)在被推压后相对于所述开孔(2131a)的内壁向所述开孔(2131a)的轴线延伸。
7.根据权利要求6所述的电池盒,其特征在于,所述推压结构(2135)在被推压后相对于所述开孔(2131a)的内壁向所述开孔(2131a)的轴线延伸的距离为0.8mm至1mm。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的电池盒,其特征在于,所述第一凸台(2131b)的厚度为1.25mm至1.45mm;
和/或,所述泄压片(2132)的厚度为0.3mm至1mm;
和/或,所述第一保护片(2133)的厚度为0.3mm至0.5mm;
和/或,所述压环(2134)的厚度为1mm至1.2mm;
和/或,所述连接机构(2131)的沿所述开孔(2131a)的轴线方向的厚度为4mm至5mm。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的电池盒,其特征在于,所述连接机构(2131)还包括第二凸台(2131c),所述第二凸台(2131c)连接于所述连接机构(2131)的外壁且朝远离所述开孔(2131a)的轴线延伸,所述第二凸台(2131c)用于将所述泄压机构安装于所述电池盒。
10.根据权利要求9所述的电池盒,其特征在于,所述第二凸台(2131c)位于所述连接机构(2131)的靠近所述推压结构(2135)的一端;
和/或,所述第二凸台(2131c)的厚度为0.6mm至0.9mm。
11.根据权利要求1至7中任一项所述的电池盒,其特征在于,所述第一凹槽(2132-1)设置在所述泄压片(2132)的远离所述第一保护片(2133)的一侧表面。
12.根据权利要求1至7中任一项所述的电池盒,其特征在于,所述泄压片(2132)在所述第二凹槽(2132-2)处的厚度为0.08mm至0.15mm;和/或,所述第一凹槽(2132-1)的深度为0.3mm。
13.根据权利要求1至7中任一项所述的电池盒,其特征在于,所述泄压机构还包括:
第二保护片(2137),用于防护所述泄压片(2132),所述第二保护片(2137)安装于所述连接机构(2131)且位于所述泄压片(2132)的远离所述第一凸台(2131b)的一侧,并覆盖所述泄压片(2132)。
14.根据权利要求13所述的电池盒,其特征在于,所述第二保护片(2137)的厚度为0.1mm至0.2mm。
15.根据权利要求13所述的电池盒,其特征在于,所述第二保护片(2137)朝向所述泄压片(2132)的表面与所述泄压片(2132)朝向所述第二保护片(2137)的表面之间具有间隙。
16.根据权利要求14所述的电池盒,其特征在于,所述第二保护片(2137)朝向所述泄压片(2132)的表面与所述泄压片(2132)朝向所述第二保护片(2137)的表面之间具有间隙。
17.根据权利要求15所述的电池盒,其特征在于,所述间隙大于或者等于0.5mm。
18.根据权利要求1至7中任一项所述的电池盒,其特征在于,所述泄压机构还包括:
环形垫片(2136),设置在所述第一保护片(2133)与所述第一凸台(2131b)之间。
19.根据权利要求18所述的电池盒,其特征在于,所述环形垫片(2136)的厚度为0.2mm至0.4mm。
20.根据权利要求1所述的电池盒,其特征在于,所述推压结构(2135)相比于所述泄压片(2132)靠近所述壳体(211)的内部。
21.根据权利要求20所述的电池盒,其特征在于,所述第一壁的靠近所述壳体(211)内部的一侧表面设置有第三凹槽,所述通孔设置于所述第三凹槽的底壁,
所述连接机构(2131)还包括第二凸台(2131c),所述第二凸台(2131c)连接于所述连接机构(2131)的外壁且朝远离所述开孔(2131a)的轴线延伸,所述第二凸台(2131c)位于所述连接机构(2131)的靠近所述推压结构(2135)的一端,
所述第二凸台(2131c)安装于所述第三凹槽的底壁,以使所述泄压机构至少部分容纳在所述通孔内。
22.根据权利要求1或20或21所述的电池盒,其特征在于,所述壳体(211)为中空的长方体且一端具有开口。
23.根据权利要求22所述的电池盒,其特征在于,所述第一壁为所述壳体(211)的底壁,所述壳体(211)的底壁为与所述壳体(211)的开口相对的壁。
24.根据权利要求22所述的电池盒,其特征在于,所述壳体(211)的底壁的厚度为1.5mm至2.5mm。
25.根据权利要求23所述的电池盒,其特征在于,所述壳体(211)的底壁的厚度为1.5mm至2.5mm。
26.根据权利要求22所述的电池盒,其特征在于,所述电池盒包括:
盖板(212),盖合所述壳体(211)的开口。
27.根据权利要求23所述的电池盒,其特征在于,所述电池盒包括:
盖板(212),盖合所述壳体(211)的开口。
28.根据权利要求24所述的电池盒,其特征在于,所述电池盒包括:
盖板(212),盖合所述壳体(211)的开口。
29.一种电池单体,其特征在于,包括:
如权利要求1至28中任一项所述的电池盒;
电极组件(22),所述电极组件(22)设置在所述电池盒内。
30.根据权利要求29所述的电池单体,其特征在于,所述壳体(211)为中空的长方体且一端具有开口。
31.根据权利要求29所述的电池单体,其特征在于,所述电池单体还包括:
垫板(24),所述垫板(24)位于所述电极组件和所述壳体(211)的底壁之间,所述壳体(211)的底壁为所述壳体(211)的与所述壳体(211)的开口相对的壁。
32.根据权利要求31所述的电池单体,其特征在于,所述第一壁为所述壳体(211)的底壁,所述垫板(24)上设置有与所述泄压机构对应的避让区(241),以使所述垫板(24)不遮挡所述泄压机构。
33.一种电池,其特征在于,包括:
多个电池单体,所述多个电池单体中包括至少一个如权利要求29至32中任一项所述的电池单体;
汇流部件,用于实现所述多个电池单体的电连接;
箱体,用于容纳所述多个电池单体和所述汇流部件。
34.一种用电设备,其特征在于,包括:如权利要求33所述的电池。
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