CN115764150A - 储能装置及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种储能装置及用电设备，涉及电池技术领域。该储能装置包括：壳体，具有开口，且设有容置腔；电极组件，容置于容置腔内，且与壳体的内壁形成间隙；端盖组件，包括盖板和绝缘件，盖板密封壳体的开口，绝缘件位于盖板与电极组件之间；绝缘件包括板状的本体部和设置于本体部的周缘的周壁部，周壁部设于本体部的远离盖板的一侧，本体部具有贯穿的排气孔区，周壁部具有沿本体部的周向分布的多个通孔，多个通孔均连通间隙与周壁部围成的空间。本申请实施方式中，通过在周壁部设置多个通孔，以在连通间隙与周壁部围成的空间后形成多个气流通道，如此间隙内汇聚的气体依次沿多个通孔、排气孔区进行外排，从而便于提高气体的排放效率。

Description

储能装置及用电设备

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种储能装置及用电设备。

背景技术

随着现代社会的发展和人们环保意识的增强，越来越多的设备选择以锂电池作为电源，这为锂电池的应用与发展提供了广阔的空间。锂电池通常包括壳体、位于壳体内的电极组件和下塑胶，下塑胶位于电极组件与壳体的盖板之间，以实现电极组件与盖板之间的绝缘。

另外，盖板上设置有防爆阀，下塑胶上设置有排气孔，以便于电极组件产生的气体沿排气孔、防爆阀外排，而壳体内气体的排放效率严重影响着锂电池的安全使用。尤其是锂电池发生热失控时，若排气不及时极易造成电池起火爆炸的情况。

发明内容

本申请的一个主要目的在于提供一种能够提高排气效率的储能装置及用电设备。

为实现上述申请目的，本申请采用如下技术方案：

根据本申请的一个方面，提供一种储能装置，包括：

壳体，具有开口，且所述壳体设有容置腔；

电极组件，容置于所述容置腔内，且与所述壳体的内壁形成间隙；以及

端盖组件，包括盖板和绝缘件，所述盖板密封所述壳体的开口，所述绝缘件位于所述盖板与所述电极组件之间；

其中，所述绝缘件包括板状的本体部和设置于所述本体部的周缘的周壁部，所述周壁部设于所述本体部的远离所述盖板的一侧，所述本体部具有贯穿的排气孔区，所述周壁部具有沿所述本体部的周向分布的多个通孔，所述多个通孔均连通所述间隙与所述周壁部围成的空间。

本申请实施方式中，通过在周壁部设置多个通孔，以在连通间隙与周壁部围成的空间后形成多个气流通道，如此间隙内汇聚的气体依次沿多个通孔、排气孔区进行外排，从而便于提高气体的排放效率。

根据本申请的一实施方式，其中，所述多个通孔包括第一通孔，所述第一通孔位于所述排气孔区远离所述本体部的几何中心的一侧。

本申请实施方式中，通过对多个通孔中第一通孔位置的调整，使得第一通孔距离排气孔区较近，从而便于间隙内的气体沿第一通孔、排气孔区的外排。

根据本申请的一实施方式，其中，所述第一通孔的宽度大于或等于所述排气孔区在与所述第一通孔的宽度方向平行的方向上的最大尺寸。

本申请实施方式中，通过调整第一通孔所在的圆弧区域的宽度，减小了间隙与排气孔区之间的阻碍，便于间隙内汇聚的气体的外排。

根据本申请的一实施方式，其中，所述多个通孔还包括第二通孔，所述本体部具有贯穿的注液孔，所述第二通孔位于所述注液孔远离所述本体部的几何中心的一侧。

本申请实施方式中，周壁部上通过第一通孔、第二通孔的设置，从而在周壁部围成的空间与间隙之间形成两个排气通道，以提高排气效率；由于第二通孔位于靠近注液孔的位置，从而在前期盖板的组装、以及电解液的注入时，便于间隙内的气体沿注液孔的外排。

根据本申请的一实施方式，其中，所述本体部的几何中心位于所述第一通孔和所述第二通孔之间。

本申请实施方式中，第一通孔、第二通孔沿绝缘件的中心对称，从而可以基于第一通孔或第二通孔连接集流件与端盖组件，避免了绝缘件上防呆结构的设计，同时提高了端盖组件的组装效率。

根据本申请的一实施方式，其中，所述储能装置还包括集流件，所述电极组件包括极耳，所述集流件与所述极耳电连接，且位于所述周壁部围成的空间内，所述集流件具有在所述本体部的中心线方向上与所述注液孔至少部分重合的遮挡区，所述遮挡区形成有缺口。

本申请实施方式中，通过在集流件上的遮挡区设置缺口，从而避免在注入电解液时遮挡区的阻挡，提高了电解液的注入效率。

根据本申请的一实施方式，其中，所述多个通孔还包括第三通孔和第四通孔，所述第三通孔、所述第四通孔关于所述第一通孔的几何中心与所述本体部的几何中心的连线对称分布。

本申请实施方式中，周壁部上通过第一通孔、第三通孔、第四通孔的设置，从而在周壁部围成的空间与间隙之间形成三个排气通道，进一步提高排气效率。

根据本申请的一实施方式，其中，所述多个通孔中的至少一个延伸至所述周壁部的远离所述本体部的一端。

本申请实施方式中，通孔延伸至绝缘件的开口端时，能够增大通孔的开口面积，从而增大气体的流通截面积，以提高排气效率。

根据本申请的一实施方式，其中，所述周壁部的内侧设置有加强筋和多个连接板；

所述加强筋在所述本体部的周向上位于相邻两个所述通孔之间，所述多个连接板沿所述本体部的周向间隔分布在所述加强筋与所述周壁部之间，且所述多个连接板连接所述加强筋和所述周壁部。

本申请实施方式中，通过加强筋和连接板的设置，能够提高周壁部的强度，从而提高对电极组件的抵接力度，同时避免周壁部发生变形的情况，保证了储能装置使用的安全性。

根据本申请的一实施方式，其中，所述周壁部、所述加强筋在位于相邻两个所述连接板之间的位置均具有第一通风孔。

本申请实施方式中，通过加强筋增大周壁部的自身强度的同时，通过在周壁部、加强筋上设置第一通风孔，进一步增大了间隙内气体的外排通道，从而提高了排气效率。

根据本申请的一实施方式，其中，所述多个连接板均具有第二通风孔。

本申请实施方式中，通过设置的第二通风孔和上述所述的第一通风孔，形成相互连通的排气通道，从而进一步提高排气效率。

根据本申请的一方面，提供了一种用电设备，所述用电设备包括上述一方面所述的储能装置。

本申请实施方式中，结合上述所述，本申请的用电设备在使用过程中，基于储能装置的安全性能和较长的使用周期，能够保证用电设备使用的稳定性，减少维护次数。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施方式，本申请的上述和其它特征及优点将变得更加明显。

图1是根据一示例性实施方式示出的一种电池的剖面结构示意图。

图2是根据一示例性实施方式示出的一种绝缘件的轴侧结构示意图。

图3是根据一示例性实施方式示出的一种绝缘件的俯视结构示意图。

图4是根据一示例性实施方式示出的另一种绝缘件的俯视结构示意图。

图5是根据一示例性实施方式示出的又一种绝缘件的轴侧结构示意图。

其中，附图标记说明如下：

100、电池；

10、壳体；20、电极组件；30、端盖组件；

11、间隙；

21、集流件；22、缺口；

31、盖板；32、绝缘件；

321、本体部；322、周壁部；323、加强筋；324、连接板；325、排气孔区；326、安装孔；327、注液孔；

3221、通孔；3222、第一通孔；3223、第二通孔；3224、第三通孔；3225、第四通孔；

3231、第一通风孔；3241、第二通风孔。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本申请将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。

本申请实施方式提供了一种储能装置，该储能装置可以是但不限于单体电池、电池模组、电池包、电池系统等。当该储能装置为单体电池时，其可为方形单体电池、圆柱单体电池。接下来以储能装置为圆柱单体电池为例，对储能装置进行详细解释。

图1示例了本申请实施方式提供的一种电池100的结构示意图，图2示例了本申请实施方式提供的一种绝缘件32的结构示意图。如图1和图2所示，该电池100包括壳体10、电极组件20和端盖组件30，壳体10具有开口，且壳体10设有容置腔；电极组件20容置于容置腔内，且与壳体10的内壁形成间隙11；端盖组件30包括盖板31和绝缘件32，盖板31密封壳体10的开口，绝缘件32位于盖板31与电极组件20之间。

其中，绝缘件32包括板状的本体部321和设置于本体部321周缘的周壁部322，周壁部322设于本体部321的远离盖板31的一侧，本体部321具有贯穿的排气孔区325，周壁部322具有沿本体部321的周向分布的多个通孔3221，多个通孔3221均连通间隙11与周壁部322围成的空间。

本申请实施方式中，通过在周壁部322设置多个通孔3221，以在连通间隙11与周壁部322围成的空间后形成多个气流通道，如此间隙11内汇聚的气体依次沿多个通孔3221、周壁部322围成的空间、排气孔区325进行外排，从而便于提高电池100内气体的排放效率，进而提高了电池100使用的安全性。

其中，壳体10为一端开口的筒状结构(比如圆筒结构、方筒结构)，以通过筒壁围成容置腔。

其中，电极组件20包括极耳，电池100还包括集流件21，集流件21与极耳电连接，且位于周壁部322围成的空间内。电极组件20通常包括两个极耳(正极耳、负极耳)，电池100包括两个集流件21(正极集流件、负极集流件)，正极耳通过正极集流件与壳体10的底部、端盖组件30中的一者连接，负极耳通过负极集流件与壳体10的底部、端盖组件30中的另一者连接，如此，壳体10的底部与端盖组件30作为电池100的两个输出端。

其中，盖板31上设置有电极柱、防爆阀、注液通孔，电极柱与电极组件20连接，以作为电池100的一个输出端；防爆阀位于排气孔区325的正上方，沿排气孔区325排出的气体可沿防爆阀外泄，从而提高电池100使用的安全性；注液通孔用于向电池100内注入电解液。

可选地，如图1和图2所示，绝缘件32为圆筒状结构，此时本体部321呈圆形板状结构。本体部321与盖板31紧密贴合，以提高绝缘件32与盖板31粘接的牢固性。

其中，本体部321上所具有的排气孔区325可以为长圆孔区域、圆形区域等，排气孔区325具有通风孔，以便于气体的流通。如图2、图3或图4所示，本体部321除了具有排气孔区325外，还具有安装孔326和注液孔327，如此，盖板31上设置的电极柱能够穿过本体部321上的安装孔326与电极组件20连接；沿盖板31上的注液通孔注入电解液时，能够沿本体部321上的注液孔327保证电解液的正常注入。

而在沿盖板31上的注液通孔、本体部321上的注液孔327注入电解液时，结合周壁部322上多个通孔3221的设置，能够在多个方向形成注液通道，以使得电解液对电极组件20的侧壁进行更好的浸润。

其中，排气孔区325、注液孔327、安装孔326均沿本体部321的厚度方向贯穿本体部321；对于圆形板状结构的本体部321，安装孔326居中设置(即安装孔326的几何中心与本体部321的几何中心重合)，以便于盖板31上居中设置的电极柱能够穿过安装孔326；排气孔区325、注液孔327均偏心设置，可选地，排气孔区325和注液孔327沿安装孔326的几何中心对称设置。

本申请实施方式中，结合电极组件20包括电极组件20的情况，可以是周壁部322远离本体部321的端面抵接在电极组件20上，或者周壁部322内侧设置有凸起，周壁部322套在电极组件20上，且周壁部322内侧的凸起抵接在电极组件20上，如此，周壁部322能够在电极组件20与壳体10之间形成绝缘，本体部321能够在电极组件20与盖板31之间形成绝缘，从而保证绝缘效果。另外，对于周壁部322套在电极组件20上的情况，能够通过周壁部322对电极组件20在径向上形成限位，从而避免电极组件20在径向上晃动的情况，保证电极组件20与电极柱连接的稳固性。

其中，对于周壁部322内侧具有凸起的情况，可以是周壁部322在径向上呈阶梯状，且所具有的的台阶面背向本体部321，以便于电极组件20的端面能够抵接在台阶面上。

本申请实施方式中，通孔3221沿径向贯穿周壁部322，以便于连通周壁部322围成的空间和间隙11。

其中，多个通孔3221中的至少一个延伸至周壁部322的远离本体部321的一端，示例地，或者如图2或图3所示，多个通孔3221均延伸至周壁部322的远离本体部321的一端。如此，通过增加至少部分通孔3221的面积大小，从而增大气流的流通面积，提高排气效率。

其中，对于周壁部322上的多个通孔3221，可以沿本体部321的周向均匀分布，也可以沿本体部321的周向任意分布，只要能够在周壁部322围成的空间与间隙11之间形成多个气流通道即可。

当多个通孔3221沿本体部321的周向均匀分布时，能够保证间隙11内汇聚的气体均匀的流向周壁部322围成的空间，从而避免间隙11内局部区域的气体外排不及时，造成壳体10的壳壁在该局部区域发生膨胀变形的情况。另外，还能够保证周壁部322自身的支撑强度，避免在电极组件20与周壁部322远离本体部321的一端抵接时，周壁部322变形的情况。

在一些实施方式中，如图2或图3所示，多个通孔3221包括第一通孔3222，第一通孔3222位于排气孔区325远离本体部321的几何中心的一侧。如此，通过对多个通孔3221中第一通孔3222位置的调整，使得第一通孔3222距离排气孔区325较近，从而便于间隙11内的气体沿第一通孔3222、排气孔区325的外排。

可选地，如图3所示，第一通孔3222的宽度d大于或等于排气孔区325在与第一通孔3222的宽度方向平行的方向上的最大尺寸L。如此，结合排气孔区325在与第一通孔3222的宽度方向平行的方向上的尺寸，调整第一通孔3222的宽度，减小了间隙11与排气孔区325之间气体流通的阻碍，便于间隙11内汇聚的气体的外排。

其中，第一通孔3222的宽度是指第一通孔3222沿本体部321的周向所在的圆弧区域对应的最大弦长。

在一些实施方式中，如图2或图3所示，多个通孔3221包括第二通孔3223，本体部321具有贯穿的注液孔327，第二通孔3223位于注液孔327远离本体部321的几何中心的一侧。

如此，周壁部322上通过第一通孔3222、第二通孔3223的设置，从而在周壁部322围成的空间与间隙11之间形成两个排气通道，以提高排气效率；另外，由于第二通孔3223位于靠近注液孔327的位置，能够缩短第二通孔3223与注液孔327之间的距离，从而在端盖组件30与壳体10组装、以及电解液的注入时，间隙11内的气体能够沿注液孔327及时外排，且注入的电解液能够更快的进入间隙11内。

可选地，本体部321的几何中心位于第一通孔3222和第二通孔3223之间。也即是，第一通孔3222沿本体部321的周向的中心、第二通孔3223沿本体部321的周向的中心、本体部321的几何中心所在的平面与本体部321所在的平面垂直。如此，可以基于第一通孔3222或第二通孔3223设置集流件21，避免了本体部321上防呆结构的设计，便于提高端盖组件30的组装效率。

另外，结合上述所述的电池100包括集流件21的情况，可选地，如图1所示，集流件21具有在本体部321的中心线方向上与注液孔327至少部分重合的遮挡区，遮挡区形成有缺口22。如此，通过在集流件21上的遮挡区设置缺口22，从而在注入电解液时避免集流件21上遮挡区的阻挡，提高了电解液的注入效率。

在另一些实施方式中，如图4所示，多个通孔3221还包括第三通孔3224和第四通孔3225，第三通孔3224、第四通孔3225沿第一通孔3222的几何中心与本体部321的几何中心的连线对称分布。如此，周壁部322上通过第一通孔3222、第三通孔3224、第四通孔3225的设置，从而在排气孔区325与间隙11之间形成三个排气通道，进一步提高了间隙11内气体的排气效率。

其中，在连接集流件21与端盖组件30时，可以基于第一通孔3222进行设置外，还可以基于第三通孔3224或第四通孔3225进行设置，本申请实施方式对此不做限定。而当基于第三通孔3224或第四通孔3225设置集流件21的连接时，集流件21具有在本体部321的中心线方向上与注液孔327至少部分重合的遮挡区，遮挡区形成有缺口22。如此，通过在集流件21上的遮挡区设置缺口22，从而在注入电解液时避免集流件21上遮挡区的阻挡，提高了电解液的注入效率。

可选地，第三通孔3224与第四通孔3225之间的宽度小于或等于注液孔327在与第三通孔3224与第四通孔3225之间的宽度的方向平行的方向上的最大尺寸。如此，通过调整第三通孔3224、第四通孔3225沿周向的尺寸，减小了间隙11与注液孔327之间的阻碍，便于注入电解液时电解液进入间隙11。

其中，第三通孔3224与第四通孔3225之间的宽度是指第三通孔3224与第四通孔3225之间的弧形连接区的弦长。

在一些实施方式中，如图5所示，周壁部322的内侧设置有加强筋323和多个连接板324；加强筋323在本体部321的周向上位于相邻两个通孔3221之间，多个连接板324沿本体部321的周向间隔分布在加强筋323与周壁部322之间，且多个连接板324连接加强筋323和周壁部322。如此，通过加强筋323和连接板324的设置，能够提高周壁部322的强度，从而提高对电极组件20的抵接力度，同时避免周壁部322发生变形的情况，保证了电池100使用的安全性。

其中，结合上述所述，对于周壁部322远离本体部321的一端抵接在电极组件20的情况，加强筋323的高度等于周壁部322的高度，或者对于周壁部322内侧具有凸起，凸起的台阶面抵接电极组件20的情况，加强筋323的高度等于凸起的高度，以实现加强筋323与电极组件20的抵接，从而增大与电极组件20的抵接面积，提高电极组件20的稳定性。

在一些实施方式中，如图5所示，周壁部322、加强筋323在位于相邻两个连接板324之间的位置均具有第一通风孔3231。如此，通过加强筋323增大周壁部322的自身强度的同时，通过在周壁部322、加强筋323上第一通风孔3231的设置，进一步增大了间隙11内气体的气流通道，从而提高了排气效率。

进一步地，如图5所示，多个连接板324均具有第二通风孔3241，以通过设置的第二通风孔3241和上述所述的第一通风孔3231，形成相互连通的排气通道，从而进一步提高排气效率。

可选地，如图5所示，周壁部322的内壁设有两个加强筋323，以及每个加强筋323对应的多个连接板324，且周壁部322、加强筋323、连接板324均采用上述设置，不仅能够提高周壁部322的自身强度，还能够增大间隙11内气体的外排通道，从而提高排气效率。

本申请实施方式还提供了一种用电设备，该用电设备可以是储能设备、车辆、储能集装箱等。该用电设备包括上述实施方式所述的储能装置。如此，结合上述所述，本申请的用电设备在使用过程中，基于储能装置的安全性能和较长的使用周期，能够保证用电设备使用的稳定性，减少维护次数。

在申请实施例中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在申请实施例中的具体含义。

申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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，仅是为了便于描述申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对申请实施例的限制。

在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于申请实施例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实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或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。

以上仅为申请实施例的优选实施例而已，并不用于限制申请实施例，对于本领域的技术人员来说，申请实施例可以有各种更改和变化。凡在申请实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在申请实施例的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种储能装置，其特征在于，包括：

壳体，具有开口，且所述壳体设有容置腔；

电极组件，容置于所述容置腔内，且与所述壳体的内壁形成间隙；以及

端盖组件，包括盖板和绝缘件，所述盖板密封所述壳体的开口，所述绝缘件位于所述盖板与所述电极组件之间；

其中，所述绝缘件包括板状的本体部和设置于所述本体部的周缘的周壁部，所述周壁部设于所述本体部的远离所述盖板的一侧，所述本体部具有贯穿的排气孔区，所述周壁部具有沿所述本体部的周向分布的多个通孔，所述多个通孔均连通所述间隙与所述周壁部围成的空间。

2.如权利要求1所述的储能装置，其特征在于，所述多个通孔包括第一通孔，所述第一通孔位于所述排气孔区远离所述本体部的几何中心的一侧。

3.如权利要求2所述的储能装置，其特征在于，所述第一通孔的宽度大于或等于所述排气孔区在与所述第一通孔的宽度方向平行的方向上的最大尺寸。

4.如权利要求2或3所述的储能装置，其特征在于，所述多个通孔还包括第二通孔，所述本体部具有贯穿的注液孔，所述第二通孔位于所述注液孔远离所述本体部的几何中心的一侧。

5.如权利要求4所述的储能装置，其特征在于，所述本体部的几何中心位于所述第一通孔和所述第二通孔之间。

6.如权利要求4所述的储能装置，其特征在于，所述储能装置还包括集流件，所述电极组件包括极耳，所述集流件与所述极耳电连接，且位于所述周壁部围成的空间内，所述集流件具有在所述本体部的中心线方向上与所述注液孔至少部分重合的遮挡区，所述遮挡区形成有缺口。

7.如权利要求2或3所述的储能装置，其特征在于，所述多个通孔还包括第三通孔和第四通孔，所述第三通孔、所述第四通孔关于所述第一通孔的几何中心与所述本体部的几何中心的连线对称分布。

8.如权利要求1所述的储能装置，其特征在于，所述多个通孔中的至少一个延伸至所述周壁部的远离所述本体部的一端。

9.如权利要求1所述的储能装置，其特征在于，所述周壁部的内侧设置有加强筋和多个连接板；

所述加强筋在所述本体部的周向上位于相邻两个所述通孔之间，所述多个连接板沿所述本体部的周向间隔分布在所述加强筋与所述周壁部之间，且所述多个连接板连接所述加强筋和所述周壁部。

10.如权利要求9所述的储能装置，其特征在于，所述周壁部、所述加强筋在位于相邻两个所述连接板之间的位置均具有第一通风孔。

11.如权利要求10所述的储能装置，其特征在于，所述多个连接板均具有第二通风孔。

12.一种用电设备，其特征在于，所述用电设备包括上述权利要求1-11任一所述的储能装置。

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