CN115149201B - 电池及电池包 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种电池，其包括：壳体和设于壳体内的两个阻燃件、以及两个极芯串；两个极芯串串联连接，每一个极芯串包括多个串联的极芯；两个极芯串并排设置并共同形成有第一侧和第二侧，第一侧与第二侧相对设置并沿着极芯串的长度方向延伸，两个极芯串之间形成两个凹槽，凹槽沿着极芯串的长度方向延伸并分别位于第一侧和第二侧，位于第一侧的凹槽的槽口背离第二侧，位于第二侧的凹槽的槽口背离第一侧；两个阻燃件分别设于第一侧和第二侧，每一阻燃件包括阻燃板和凸起，凸起设于阻燃板面向极芯串的一侧，位于第一侧的阻燃件的凸起插入位于第一侧的凹槽内，位于第二侧的阻燃件的凸起插入位于第二侧的凹槽内。

Description

电池及电池包

技术领域

本发明涉及电池领域，尤其涉及一种电池及电池包。

背景技术

随着电池技术的发展，电池的应用场景也逐渐由手机、家用电器等小功率电子产品，转向汽车、基站、储能电站等领域。由于场景、空间的限制，将多个极芯串联后制备的高压电池具有高电压、高功率的优点意识和汽车等领域。多极芯串联电池内部的某些相邻极芯间具有较高的电压差，若极芯间绝缘失效将引发剧烈的外部短路现象。极芯的短路位置将会释放大量的电能产生的火星、火焰而燃爆二直接破坏壳体，对整个电池造成安全隐患。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电池，解决现有技术的电池内部存在高电压差容易引起热失控而破坏电池壳体的技术问题。

本发明提供一种电池，所述电池包括：壳体和设于所述壳体内的两个阻燃件、以及两个极芯串；

两个所述极芯串串联连接，每一个所述极芯串包括多个串联的极芯；

两个所述极芯串并排设置并共同形成有第一侧和第二侧，所述第一侧与所述第二侧相对设置并沿着所述极芯串的长度方向延伸，两个所述极芯串之间形成两个凹槽，所述凹槽沿着所述极芯串的长度方向延伸，一个所述凹槽位于所述第一侧，另一个所述凹槽位于所述第二侧，位于所述第一侧的凹槽的槽口背离所述第二侧，位于所述第二侧的凹槽的槽口背离所述第一侧；

两个所述阻燃件分别设于所述第一侧和第二侧，每一所述阻燃件包括阻燃板和凸起，所述凸起设于所述阻燃板面向所述极芯串的一侧，位于所述第一侧的阻燃件的凸起插入位于所述第一侧的凹槽内，位于所述第二侧的阻燃件的凸起插入位于所述第二侧的凹槽内。

其中，所述阻燃件由云母或气凝胶制成。

其中，所述阻燃板的厚度为0.5mm-1.5mm，所述凸起的高度为1mm-2mm。

其中，所述凹槽的横截面的轮廓与所述凸起的横截面的轮廓相同。

其中，所述凸起包括第一接触面和与所述第一接触面背向设置的第二接触面，所述第一接触面和所述第二接触面均为弧形面，所述第一接触面的一侧连接所述阻燃板，所述第一接触面的另一侧连接所述第二接触面的一侧，所述第二接触面的另一侧连接所述阻燃板，所述第一接触面和第二接触面分别与所述凹槽的两个相对的内侧壁贴合。

其中，所述第一接触面和所述第二接触面均为圆弧面。

其中，所述极芯串还包括一个封装袋，构成所述极芯串的多个极芯封装于同一个所述封装袋内，所述封装袋上形成有封装部以将相邻两极芯隔离；

所述封装袋包括相对设置的第一表面和第二表面、以及相对设置的第一侧面和第二侧面，所述第一侧面和所述第一表面通过第一弧面连接，所述第一侧面和所述第二表面通过第二弧面连接，所述第二侧面和所述第一表面通过第三弧面连接，所述第二侧面和所述第二表面通过第四弧面连接；

一个所述极芯串的封装袋的第一表面与另一个所述极芯串的封装袋的第二表面相对，一个所述极芯串的封装袋的第一弧面和另一个所述极芯串的封装袋的第二弧面彼此相对形成一所述凹槽，一个所述极芯串的封装袋的第三弧面与另一个所述极芯串的封装袋的第四弧面彼此相对形成另一所述凹槽。

其中，所述极芯串包括多个封装袋，构成所述极芯串的极芯对应封装于所述封装袋内；

用于封装每一所述极芯的所述封装袋包括相对设置的第一子表面和第二子表面、及相对设置的第一子侧面和第二子侧面，所述第一子侧面和所述第一子表面通过第一子弧面连接，所述第一子侧面和所述第二子表面通过第二子弧面连接，所述第二子侧面和所述第一子表面通过第三子弧面连接，所述第二子侧面和所述第二子表面通过第四子弧面连接；

一个所述极芯串的多个所述封装袋的第一子表面与另一个极芯串的多个所述封装袋的第二子表面一一相对，一个所述极芯串的多个所述封装袋的第一子弧面和另一个所述极芯串的多个封装袋的第二子弧面彼此一一相对形成一所述凹槽，一个所述极芯串的多个所述封装袋的所述第三子弧面与另一个所述极芯串的多个封装袋的第四子弧面彼此一一相对形成另一所述凹槽。

其中，两个所述极芯串彼此相对的表面之间设有绝缘层，所述绝缘层朝向所述第一侧和第二侧的侧面为所述凹槽的底部；或者，两个所述极芯串彼此相对的表面贴合。

本实施例还提供一种电池包，包括所述的电池。

本发明提供的电池采用阻燃件设于极芯串的相对两侧，当外短发生时，凹槽位置最容易喷出高温火星，通过凸起插入凹槽内可以有效阻止火星的向外喷射，防止壳体被直接破坏，将有效的抑制电池的热失控现象，防止电池出现更大的安全隐患。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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发明的一些实施例，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获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的电池的极芯串和阻燃件的部分结构示意图；

图2为本发明实施例提供的极芯串和阻燃件装入壳体的示意图；

图3为本发明实施例提供的阻燃件的结构示意图；

图4为本发明另一实施例提供的阻燃件的结构示意图；

图5为图1所示的电池包括绝缘层的部分结构示意图；

图6为图5所示的结构的侧面图，其中不包括阻燃件。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“具体实施例”、“示例”等的实施例”、“具体实施例”、“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申请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。

请参阅图1与图2，本发明提供一种电池，所述电池包括：壳体10、设于壳体10内的两个阻燃件30和两个极芯串20。两个所述极芯串20串联连接，每一个极芯串20包括多个串联的极芯21。两个极芯串20并排设置(Z方向)并共同形成有第一侧和第二侧(图未标)，第一侧和第二侧位于所述极芯串20宽度方向(Y方向)上，所述第一侧与所述第二侧相对设置并沿着所述极芯串20长度方向(X方向)延伸，两个所述极芯串20之间形成两个凹槽A，所述凹槽A沿着所述极芯串20的长度方向延伸，一个所述凹槽A位于所述第一侧，另一个凹槽A位于所述第二侧，位于所述第一侧的凹槽A的槽口背离所述第二侧，位于所述第二侧的凹槽A的槽口背离所述第一侧。两个所述阻燃件30分别设于所述第一侧和第二侧，每一所述阻燃件30包括阻燃板31和凸起32，所述凸起32设于所述阻燃板31面向所述极芯串20的一侧，位于所述第一侧的阻燃件30的凸起32插入位于所述第一侧的凹槽A内，位于所述第二侧的阻燃件30的凸起32插入位于所述第二侧的凹槽A内。本实施例的阻燃件30可阻挡因短路在极芯串间喷出的火星、火焰等，而凹槽A位置最容易喷出高温火星，恰好凸起32设置在极芯串20之间的凹槽A内，针对性的防护，可以更有效的防止直接破坏电池的壳体10阻止壳体10直接破裂，可有效抑制电池事故进一步发展。

请一并参阅图3，所述阻燃板31包括外侧面312和内侧面311，所述凸起32沿着所述阻燃板31的长度方向凸设于所述内侧面311上，即所述凸起32沿着所述阻燃板的长度方向延伸并面向所述极芯串20的一侧凸起。两个所述阻燃件30的阻燃板31分别装于所述第一侧和所述第二侧，两个阻燃件30的阻燃板31的所述内侧面311朝向所述极芯串20并分别与第一侧和第二侧贴合，所述凸起32插入所述凹槽A内并与两个所述极芯串20抵接，所述阻燃件30和所述极芯串20装于所述壳体10内，所述阻燃板31位于所述壳体10与所述极芯串20之间。

在一些实施例中，阻燃板31和凸起32为一体成型件。如此设计，可简化工艺，降低成本。

在一些实施例中，所述阻燃件30由云母或气凝胶制成。

在一些实施例中，所述壳体10为长方体金属壳体10，其内设有容纳空间，所述壳体10包括两个相对第一侧板11和两个相对第二侧板12，每个所述第一侧板11分别连接两个第二侧板12并形成所述容纳空间，所述壳体10还包括两个端盖，通过所述端盖与所述第一侧板11和第二侧板12连接封闭所述容纳空间。本实施例中，所述壳体10为铝材质或者钢制成。多个所述极芯串20以及所述阻燃件30均装于容纳空间内，两个所述阻燃板31分别夹持在极芯串20和两个第一侧板11之间，所述极芯串20、阻燃板31及壳体10的长度方向一致。两个极芯串20串联连接后形成串联线路；具体的是通过铝连接片将极芯串20进行串联焊接。每个极芯串20包括至少一个极芯，当极芯串20包含多个极芯时，多个极芯之间串联连接并沿着极芯串20的长度方向依次排列。

一种实施例中，所述阻燃板31的厚度为0.5mm-1.5mm，所述凸起的高度为1mm-2mm。在阻燃板31较薄的情况下可以增加凸起32，提高防护效率，同时也可减小整个电池的重量。本实施例中，所述阻燃板31的厚度为1mm。所述阻燃板31配合所述凸起32同时进行防护，可以阻挡因短路产生的高温火星，本实施例中，可以阻挡的高温火星在1000-1500摄氏度之间。本实施例中的阻燃板31较薄，可以减小整个电池的重量。

本实施例中，所述凸起32相对所述阻燃板31凸出的高度为1-2mm。足够长度的凸起32可以与所述两个极芯串20之间的凹槽A配合的更紧凑，提高防护效率。

请一并参阅图6，一种实施例中，两个所述极芯串20并排设置且彼此相对的表面之间设有绝缘层25，所述绝缘层25朝向所述第一侧和第二侧的侧面为所述凹槽A的底部，所述绝缘层25用于将两个极芯串20绝缘，本实施例中的所述凸起32与所述绝缘层25的侧面连接，可以更好的防护作用。

一种实施方式中，所述绝缘层25与所述凸起32及阻燃板31一体成型。这样组装方便且可以提高极芯串20的整体化，提升防护和绝缘效果。

一种实施例中，两个所述极芯串20的彼此相对的表面贴合。

一种实施例中，所述凹槽A的横截面的轮廓与所述凸起32的横截面的轮廓相同，这样可以使凸起32和凹槽A配合的紧密，可有效防止火星从凹槽A和凸起32的缝隙中喷出，进一步提高防护效果。

请参阅图4和图6，本实施例中，所述凸起32包括第一接触面321和与所述第一接触面321背向设置的第二接触面322，所述第一接触面321和所述第二接触面322均为弧形面。所述第一接触面321一侧连接所述阻燃板31，另一侧连接的所述第二接触面322的一侧，所述第二接触面322的另一侧连接所述阻燃板31，所述第一接触面321和第二接触面322分别与所述凹槽的两个相对的内侧壁贴合。如图4，一实施方式中，所述凸起32的端部为尖型的结构，在组装时更便于插接在凹槽A内。如图3，一实施方式中所述第一接触面321和所述第二接触面322远离所述阻燃板31的一侧可以通过与所述阻燃板31平行的平面323连接，也就是位于所述凸起32的端部是有一定的厚度，在两个极芯串20之间设有绝缘层25且有一定厚度时，所述平面323正好在所述凹槽A内与所述绝缘层25抵接。本实施例中的第一接触面321和所述第二接触面322选择用平面连接。

一实施例中，所述第一接触面和所述第二接触面均为圆弧面。其中，所述圆弧面的圆弧半径为10mm-20mm。

请参阅图1和图6，本实施例中，每个所述极芯串20包括一个封装袋26和多个串联连接的极芯21，构成所述极芯串20的多个极芯21封装于同一个所述封装袋26内，所述封装袋26上形成有封装部以将相邻两极芯21隔离。

请参阅图5，每一所述封装袋26包括相对设置的第一表面211和第二表面212、及相对设置的第一侧面213和第二侧面214，所述第一侧面213和所述第一表面211通过第一弧面21A连接，所述第一侧面213和所述第二表面212通过第二弧面21B连接，所述第二侧面214和所述第一表面211通过第三弧面21C连接，所述第二侧面214和所述第二表面212通过第四弧面21D连接。

两个所述极芯串20并排设置，一个所述极芯串20的封装袋的第一表面211与另一个极芯串20的封装袋的第二表面212贴合，所述第一侧面213所在位置为所述第一侧，所述第二侧面214所在位置为第二侧，一个所述极芯串的封装袋的第一弧面21A和另一个所述极芯串的封装袋的第二弧面21B彼此相对形成一所述凹槽A，一个所述极芯串的封装袋的第三弧面21C与另一个所述极芯串的封装袋的第四弧面21D彼此相对形成另一所述凹槽A。当电池设有绝缘层时，所述绝缘层设于一个所述极芯串20的封装袋的第一表面211与另一个极芯串20的封装袋的第二表面212之间。

本实施例中，位于所述第一侧的所述凸起32的第一接触面321与所述第一弧面21A贴合抵接，位于所述第一侧的所述凸起32的第二接触面322与第二弧面21B贴合抵接，位于所述第二侧的所述凸起32的第一接触面321与第四弧面21D贴合抵接，位于所述第二侧的所述凸起32的第二接触面322与所述第三弧面21C贴合抵接，如此设置，可以防止所述凸起32对所述极芯的各个弧面造成损伤，同时也可起到更好的阻隔作用。

具体的，一个所述阻燃板31的内侧面311与两个所述极芯串20的所述第一侧面213贴合，另一个所述阻燃板31的内侧面311与两个所述极芯串20的所述第二侧面214贴合。每一极芯串20的多个极芯21呈一排排列，两个极芯串20的极芯21数量是相同的且对称设置，具体是一对一的并排贴合。所述凹槽A位于两个极芯串20之间且同一侧，两个极芯串20同一侧是指朝向同一方向的所述第一侧面213所在方向。

第一表面211和第二表面212为封装袋在极芯串20的厚度方向(Z方向)相对的面，第一侧面213和第二侧面214为封装袋在极芯串20的宽度方向(Y方向)相对的面。封装袋的表面和侧面可以理解为整个极芯串20的表面和侧面。

两个所述极芯串20中的彼此相对的第一表面211与第二表面212之间夹持有所述绝缘层25，两个所述极芯串20中所述封装袋的彼此相对的第一弧面21A和第二弧面21B与所述绝缘层25的侧面共同形成所述凹槽A。

一实施例中，所述电池包括多个极芯串20，比如包括三个极芯串20。三个极芯串20并排设置，每两个相邻的极芯串20之间相对的表面为第一表面211和第二表面212，比如第一个极芯串20的第一表面211和第二个极芯串20的第二表面212相对并且之间形成凹槽A，第三个极芯串20的第一表面211和第二个极芯串20的第二表面212相对并且之间形成凹槽A。当电池包括多个极芯串20时，以此类推。相应的阻燃板的宽度随着极芯串20层叠的高度而增加，对应每两个极芯串20之间的凹槽A均设有所述凸起32。

一种实施方式中，与上述实施例不同的是，所述极芯串20包括多个封装袋(图未示)，构成极芯串的极芯21对应封装于所述封装袋内。用于封装每一所述极芯的所述封装袋包括第一子表面和第二子表面及连接所述第一子表面和第二子表面的第一子侧面和第二子侧面，所述第一子侧面和所述第一子表面通过第一子弧面连接，所述第一子侧面和所述第二子表面通过第二子弧面连接，所述第二子侧面和所述第一子表面通过第三子弧面连接，所述第二子侧面和所述第二子表面通过第四子弧面连接。可以理解，多个封装袋的第一子表面构成所述极芯串的第一表面，多个封装袋的第二子表面构成所述极芯串的第二表面，多个封装袋的第一子侧面构成所述极芯串的第一侧面，多个封装袋的第二子侧面构成所述极芯串的第二侧面。

一个所述极芯串的多个所述封装袋的第一子表面与另一个极芯串的多个所述封装袋的第二子表面一一相对，一个所述极芯串的多个所述封装袋的第一子弧面和另一个所述极芯串的多个封装袋的第二子弧面彼此一一相对形成一所述凹槽，一个所述极芯串的多个所述封装袋的所述第三子弧面与另一个所述极芯串的多个封装袋的第四子弧面彼此一一相对形成另一所述凹槽。

本发明还提供一种电池包，其包括以上实施例所述的电池。当外短发生时，高温火星最容易破坏的位置的通过有一定高度的凸起32深入两个极芯串20之间凹槽内进行隔离，阻燃件可以阻止火星的向外喷射，防止外体被直接破坏，将有效的抑制电池的失控现象，防止电池出现更大的安全隐患。

以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本发明权利要求所作的等同变化，仍属于发明所涵盖的范围。

Claims (8)

1.一种电池，其特征在于，所述电池包括：壳体和设于所述壳体内的两个阻燃件、以及两个极芯串；

所述壳体包括两个相对设置的第一侧板；

两个所述极芯串串联连接，每一个所述极芯串包括多个串联的极芯和一个封装袋，

所述封装袋包括相对设置的第一表面和第二表面、以及相对设置的第一侧面和第二侧面，所述第一侧面和所述第一表面通过第一弧面连接，所述第一侧面和所述第二表面通过第二弧面连接，所述第二侧面和所述第一表面通过第三弧面连接，所述第二侧面和所述第二表面通过第四弧面连接；

一个所述极芯串装于一个所述封装袋内，所述封装袋上形成有封装部以将所述极芯串的每两个相邻的极芯隔离；两个所述极芯串并排设置并共同形成有第一侧和第二侧，所述第一侧与所述第二侧相对设置并沿着所述极芯串的长度方向延伸，

一个所述极芯串的封装袋的第一表面与另一个所述极芯串的封装袋的第二表面相对，一个所述极芯串的封装袋的第一弧面和另一个所述极芯串的封装袋的第二弧面彼此相对形成一凹槽，一个所述极芯串的封装袋的第三弧面与另一个所述极芯串的封装袋的第四弧面彼此相对形成另一凹槽；两个所述凹槽沿着所述极芯串的长度方向延伸，一个所述凹槽位于所述第一侧，另一个所述凹槽位于所述第二侧，位于所述第一侧的凹槽的槽口背离所述第二侧，位于所述第二侧的凹槽的槽口背离所述第一侧；

两个所述第一侧板分别位于所述第一侧和所述第二侧，两个所述阻燃件分别设于所述第一侧和第二侧，每个第一侧板与所述极芯串之间夹持一个所述阻燃件；每一所述阻燃件包括阻燃板和凸起，所述凸起设于所述阻燃板面向所述极芯串的一侧，位于所述第一侧的阻燃件的凸起插入位于所述第一侧的凹槽内，位于所述第二侧的阻燃件的凸起插入位于所述第二侧的凹槽内。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述阻燃件由云母或气凝胶制成。

3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述阻燃板的厚度为0.5mm-1.5mm，所述凸起的高度为1mm-2mm。

4.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述凹槽的横截面的轮廓与所述凸起的横截面的轮廓相同。

5.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述凸起包括第一接触面和与所述第一接触面背向设置的第二接触面，所述第一接触面和所述第二接触面均为弧形面，所述第一接触面的一侧连接所述阻燃板，所述第一接触面的另一侧连接所述第二接触面的一侧，所述第二接触面的另一侧连接所述阻燃板，所述第一接触面和第二接触面分别与所述凹槽的两个相对的内侧壁贴合。

6.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，所述第一接触面和所述第二接触面均为圆弧面。

7.根据权利要求1-3任一项所述的电池，其特征在于，两个所述极芯串彼此相对的表面之间设有绝缘层，所述绝缘层朝向所述第一侧和第二侧的侧面为所述凹槽的底部；或者，两个所述极芯串彼此相对的表面贴合。

8.一种电池包，其特征在于，包括权利要求1-7任一项所述的电池。