CN116417697B - 储能装置与用电设备 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种储能装置与用电设备,涉及储能技术领域。储能装置包括壳体、电极组件、端盖组件和吸气件,壳体形成有具有开口的容纳空间,电极组件设置于容纳空间中;端盖组件盖合于开口,端盖组件上背离电极组件的一侧设置有气压平衡组件,端盖组件上设置有与气压平衡组件对应的透气结构,透气结构位于气压平衡组件与电极组件之间,气压平衡组件与透气结构之间形成有集气腔,集气腔通过透气结构与容纳空间连通,吸气件设置于集气腔中。本申请提供的储能装置,改善了储能装置的使用性能。
Description
技术领域
本申请总体来说涉及储能技术领域,具体而言,涉及一种储能装置与用电设备。
背景技术
由于人们所需要的能源都具有很强的时间性和空间性,为了合理利用能源并提高能量的利用率,需要通过一种介质或者设备,把一种能量形式用同一种或者转换成另外一种能量形式存储起来,再基于未来应用需要以特定的能量形式释放出来。众所周知,目前主要通过绿色能源替代化石能源,达到产生绿色电能的目的。
目前,绿色能源主要包括光能、风能、水势等,而光能和风能等普遍存在间歇性强、波动性大的问题,会造成绿色电网的电压不稳定(用电高峰时电不够,用电低谷时电太多),而不稳定的电压会对电力造成损害,因此,可能因为用电需求不足或电网接纳能力不足,引发“弃风弃光”问题。
而要解决用电需求不足或电网接纳能力不足的问题,就必须依赖储能装置。即通过储能装置将电能通过物理或者化学的手段转化为其他形式的能量存储起来,需要的时候再将储能装置存储的能量转化为电能释放出来,简单来说,储能装置就类似一个大型“充电宝”,在光能、风能充足时,将电能储存起来,需要时再释放存储的电能。
目前的储能(即能量存储)应用场景较为广泛,包括发电侧储能、电网侧储能、可再生能源并网储能以及用户侧储能等方面,对应的储能装置的种类包括有:
(1)应用在电网侧储能场景的大型储能集装箱,其可作为电网中优质的有功无功调节电源,实现电能在时间和空间上的负荷匹配,增强可再生能源消纳能力,并在电网系统备用、缓解高峰负荷供电压力和调峰调频方面意义重大;
(2)应用在用户侧的工商业储能场景(银行、商场等)的中小型储能电柜以及应用在用户侧的家庭储能场景的户用小型储能箱,主要运行模式为“削峰填谷”。由于根据用电量需求在峰谷位置的电费存在较大的价格差异,用户有储能设备后,为了减少成本,通常在电价低谷期,对储能柜/箱进行充电处理;电价高峰期,再将储能设备中的电放出来进行使用,以达到节省电费的目的。另外,在边远地区,以及地震、飓风等自然灾害高发的地区,家用储能装置的存在,相当于用户为自己和电网提供了备用电源,免除由于灾害或其他原因导致的频繁断电带来的不便。
以用户侧储能中的家用储能场景为例进行说明,图1示出了一种户用储能系统,该户用储能系统包括储能装置10和电能转换装置20(比如光伏板),以及用户负载30(比如路灯、家用电器等),储能装置10为一小型储能箱,可通过壁挂方式安装于室外墙壁。具体的,电能转换装置20可以在电价低谷时期将太阳能转换为电能,并通过储能装置10进行存储,进而在电价高峰时供给用户负载30进行使用,或者在电网断电/停电时供给用户负载30进行使用。
而结合上述所述的通过物理或者电化学的手段进行能量存储的情况,以电化学储能为例,储能装置10包括至少一组化学电池,利用化学电池内的化学元素做储能介质,以通过储能介质的化学反应或者变化实现充放电的过程。简单来说就是把光能、风能产生的电能通过储能介质的化学反应或者变化存在至少一组化学电池中,在外部电能的使用达到高峰时再通过储能介质的化学反应或者变化将至少一组化学电池存储的电量释放出来使用,或者转移给电量紧缺的地方再使用。
化学电池又称为充电电池或蓄电池,是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池,化学电池的可循环利用特性使其逐渐成为用电设备的主要动力来源。
随着化学电池的需求量逐渐增大,人们对其各方面的性能要求也越来越高,尤其是对于电池循环性能和安全性能的要求,而电池循环过程中的产气问题是影响电池循环性能和安全性能的重要因素。现有的化学电池在循环使用过程中因电解液分解均会产生气体,一方面,主要是由于电解液中存在杂质(例如金属杂质)或电池内水分超标导致的,其杂质以及水分的来源可能是由于电解液本身、电解液封装不严引进水分或者角位破损引起的;另一方面,是电解液的电化学窗口太低,造成了充电过程中的分解,电解液中的EC、DEC等溶剂在得到电子后,均会产生自由基,自由基反应产生低沸点的烃类、酯类、醚类和CO2等;而且,随着使用时间增加其内部产气量会逐渐增多,其循环过程中的过充过放滥用、内部短路等也会加速电池的产气速度。
此外,化学电池循环过程中的因电解液内部杂质以及过多的水分会与电解液中的锂盐(LiPF6)发生不可逆的副反应,消耗电解液中的锂离子,从而降低电极组件容量并引发产气,其出现的气体会存在于极片之间,不仅使得产气位置的正极片、负极片与隔膜的接触不良,导致循环过程中锂离子嵌入负极的传输路径被阻隔,造成析锂及电极组件外观的整体膨胀,进而造成电池循环寿命和倍率性能变差。而且,产气的持续增大也易导致在极片表面游离过多锂离子,久而久之便形成树枝状的结晶,待枝晶长到一定长度容易刺穿隔膜,导致电池内部发生短路,电池的安全性能大大降低。
发明内容
本申请的一个主要目的在于提供一种储能装置,改善了储能装置的使用性能。
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,提供了一种储能装置,储能装置包括:
壳体,所述壳体形成有具有开口的容纳空间;
电极组件,所述电极组件设置于所述容纳空间中;
端盖组件,所述端盖组件盖合于所述开口,所述端盖组件上背离所述电极组件的一侧设置有气压平衡组件,所述端盖组件上设置有与所述气压平衡组件对应的透气结构,所述透气结构位于所述气压平衡组件与所述电极组件之间,所述气压平衡组件与所述透气结构之间形成有集气腔,所述集气腔通过所述透气结构与所述容纳空间连通;
吸气件,所述吸气件设置于所述集气腔中。
本申请提供的储能装置,透气结构与气压平衡组件之间形成有集气腔,集气腔中设置有吸气件,吸气件能够将储能装置在循环使用过程中因电解液分解产生的气体吸收,从而避免产气位置的电极组件的正、负极片与隔膜的接触不良,避免了造成析锂及电极组件外观的整体膨胀,进而避免了造成储能装置循环寿命和倍率性能变差,保证了储能装置的使用性能和安全性能。由于集气腔位置为产气的聚集位置,气体容量最大,将吸气件设于集气腔中,可以快速有效的实现将产气吸收,进一步提升了储能装置的使用性能和安全性能;同时,将吸气件设置于透气结构与气压平衡组件之间的集气腔中,不会占用壳体中的额外空间,因此在实现对产气有效吸收的作用下,不会影响储能装置的能量密度。
根据本申请的一实施方式,所述端盖组件包括端盖、绝缘件和极柱,所述端盖与所述绝缘件沿垂直于所述端盖组件大表面的第一方向叠设,所述端盖位于所述绝缘件背离所述电极组件的一侧,所述极柱穿设于所述端盖与所述绝缘件以连接所述端盖和所述绝缘件;所述透气结构形成于所述绝缘件上,所述透气结构形成有多个透气孔。
本申请提供的储能装置,集气腔的底部设有透气孔,储能装置跌落或者受外力撞击时内部电解液会从集气腔底部的透气孔反溅,将吸气件设于集气腔中,可以避免储能装置跌落或者受外力撞击时反溅上来的电解液腐蚀气压平衡组件,保证了气压平衡组件的可靠性。
根据本申请的一实施方式,所述储能装置还包括:
牺牲层,所述牺牲层设置于所述透气结构上,并封堵至少部分所述透气孔;所述牺牲层被配置为大于或等于预设温度时,所述牺牲层熔化以使所述透气孔导通;所述牺牲层为绝缘材料且不与所述储能装置中的电解液反应,所述预设温度为45℃~60℃。
本申请提供的储能装置,通过牺牲层封堵透气结构上的透气孔,可阻止电极组件生产过程中的化成阶段(温度大概45℃左右)的大量产气的进入到集气腔中,本申请采用熔点大于化成阶段温度的牺牲层对吸气件中的吸气颗粒进行保护,在化成阶段使隔绝吸气件中的吸气颗粒与产气,以防止吸气颗粒与化成阶段的产气反应,从而使得吸气颗粒保持有效性;在化成阶段后,储能装置温度大于牺牲层的熔化温度时,牺牲层熔化导通透气孔,从而在后续储能装置使用时的循环过程中通过吸气件对产生的气体进行有效地吸收,提升储能装置循环工作中吸气颗粒的可靠性。
根据本申请的一实施方式,所述储能装置还包括:
牺牲层,所述牺牲层设置于所述吸气件的至少部分表面上;所述牺牲层被配置为大于或等于预设温度时,所述牺牲层熔化以使所述吸气件被包覆的表面露出;所述牺牲层为绝缘材料且不与所述储能装置中的电解液反应,所述预设温度为45℃~60℃。
本申请提供的储能装置,采用熔点大于化成阶段温度的牺牲层对吸气件中的吸气颗粒进行保护,在化成阶段使隔绝吸气件中的吸气颗粒与外界环境,以防止吸气颗粒与化成阶段的产气反应,从而使得吸气颗粒保持有效性;在储能装置化成阶段后,储能装置温度大于牺牲层的熔化温度时,牺牲层熔化以使吸气件中的吸气颗粒露出,从而在后续储能装置使用时的循环过程中对产生的气体进行有效地吸收,提升储能装置循环工作中吸气颗粒的可靠性。
根据本申请的一实施方式,所述牺牲层为石蜡、蜡酸与聚乙烯蜡中的至少一种。
本申请提供的储能装置,石蜡、蜡酸与聚乙烯蜡熔点大于45℃,在化成阶段,石蜡、蜡酸与聚乙烯蜡保持固相,以避免吸气颗粒与化成阶段的产气反应;在后续储能装置温度大于60℃时,石蜡、蜡酸与聚乙烯蜡熔化呈液态,熔化后通过透气结构上的透气孔流入到壳体的容纳空间中,以使吸气件中的吸气颗粒露出。
根据本申请的一实施方式,所述透气结构朝向所述气压平衡组件的一面上设置有容纳槽,所述吸气件包括吸气物质,所述吸气物质填充于所述容纳槽中。
本申请提供的储能装置,通过在容纳槽中填充的吸气物质形成吸气件,通过吸气件能够对储能装置在循环工作过程中内部的产气的进行吸收。
根据本申请的一实施方式,所述吸气件包括:
收容层,所述收容层形成有孔隙,且所述孔隙延伸贯穿所述收容层的侧壁;
吸气物质,所述吸气物质填充于所述孔隙中。
本申请提供的储能装置,收容层中形成有孔隙,且孔隙从收容层的侧壁漏出,吸气物质填充于孔隙中,通过填充于孔隙中的吸气物质,能够对产生的气体有效地进行吸收。
根据本申请的一实施方式,所述吸气件包括:
第一支撑层;
第二支撑层,所述第二支撑层与所述第一支撑层相对设置;
吸气物质层,所述吸气物质层夹设所述第一支撑层与所述第二支撑层之间。
本申请提供的储能装置,吸气物质层通过上下两个支撑层实现形成定形,提升结构的结合力,避免结构分层在填装入壳体前破碎,以便于放置于透气结构上。
根据本申请的一实施方式,所述吸气件上形成有过孔,所述过孔导通所述吸气件朝向所述气压平衡组件的一侧与朝向所述透气结构的一侧,且所述过孔与所述透气孔连通。
本申请提供的储能装置,通过在吸气件上形成过孔,避免了遮挡防透气结构上的透气孔,便于气压平衡组件开阀,提升了储能装置的安全性。此外,通过在吸气件上形成过孔,在后续储能装置使用时的循环过程中的产生可以通过透气孔进入到过孔中,与过孔侧壁露出中的吸气颗粒进行反应,从而提升吸气件的吸气效果。
根据本申请的一实施方式,所述绝缘件包括沿第二方向分布的第一电极绝缘部分、所述透气结构以及第二电极绝缘部分,所述透气结构包括底板、沿所述第二方向相对设置的两个第一侧壁和沿所述第三方向相对设置的两个第二侧壁,其中一个所述第一侧壁连接于所述底板和所述第一电极绝缘部分,另一个所述第一侧壁连接于所述底板和所述第二电极绝缘部分,两个所述第二侧壁分别连接于所述底板和所述第一电极绝缘部分及所述第二电极绝缘部分;所述第一方向、所述第二方向与所述第三方向互相垂直;
其中,所述多个透气孔包括多个第一透气孔、多个第二透气孔和多个第三透气孔,所述底板上设置有多个所述第一透气孔,所述第一侧壁上设置有多个所述第二透气孔,所述第二侧壁上设置有多个所述第三透气孔。
本申请提供的储能装置,通过在第一侧壁上设置多个第二透气孔,第二侧壁上设置多个第三透气孔,产气能够通过透气结构的侧壁进入集气腔与吸气件反应,避免了吸气件遮挡底板上的第一透气孔导致产生无法进入到集气腔的情况出现,保证了对产气的吸气效果。同时,在后续吸气件失效后,产生也能够通过第一透气孔、第二透气孔和第三透气孔迅速进入到集气腔中,便于气压平衡组件开阀,提升了储能装置的安全性。
根据本申请的一实施方式,所述透气结构还包括第四透气孔,所述第四透气孔设置于所述底板与所述第二侧壁的连接处且分别沿所述第一方向朝向所述第二侧壁延伸、沿所述第三方向朝向所述底板延伸。
本申请提供的储能装置,通过使第四透气孔延伸至底板上,第四透气孔的深度大于第二侧壁的厚度,能够使第四透气孔从底板上露出,从而能够使一部分产生从底板上露出的部分第四透气孔进入到集气腔中,从而便于产气从各方向进入集气腔与吸气件反应以实现产气的快速吸收。
根据本申请的一实施方式,在所述第三方向上,所述第四透气孔朝向所述第二侧壁延伸的长度与所述底板的厚度差值为1mm~2mm;所述第四透气孔朝向所述底板延伸的长度与所述第二侧壁的厚度的差值为1mm~2mm。
本申请提供的储能装置,若第四透气孔底板上延伸长度过小,不便于走气,延伸长度过大,一方面降低结构强度,另一方面储能装置因跌落或撞击时电解液会从延伸的第四透气孔进入集气腔,延伸长度过大会造成较多电解液从底板上延伸的第四透气孔进入腐蚀上方的气压平衡组件,影响气压平衡组件的可靠性。本申请通过使第四透气孔底板上延伸长度为1mm~2mm,保证了产生的流动通道,同时也避免了电解液从底板上延伸的第四透气孔进入腐蚀上方的气压平衡组件,保证了气压平衡组件的可靠性。
根据本申请的一实施方式,在所述第三方向上,所述吸气件的一侧边缘与相邻的所述第二侧壁之间的距离为a,所述吸气件的另一侧边缘与相邻的所述第二侧壁之间的距离为b,a/b=0.9~1.1。
本申请提供的储能装置,由于热熔焊接工序会产生热量,热量会导致吸气件上的石蜡提前进行熔化,导致吸气件会对化成阶段这一工序的产气进行吸收,导致吸气件提前反应吸收产气,由于化成阶段注液孔并未封闭此时一般会有对应的产气吸收装置,此时采用吸气件实现产气的吸收并无大的作用,所以需要避免吸气件在产气阶段进行反应,因此为了保证电极组件正常工作之前石蜡的完好包覆性,通过使吸气件位于透气结构在第三方向上的中间位置,即将包覆石蜡的吸气片远离热熔焊焊接位置,可以避免吸气片的提前反应,提升储能装置在循环工作中吸气件的可靠性。
根据本申请的一实施方式,在所述第一方向上,所述底板与所述气压平衡组件之间的间隙大小大于所述吸气件的厚度。
本申请提供的储能装置,通过使底板与气压平衡组件之间的间隙大于吸气件的厚度,一方面,便于吸气件在集气腔中的放置,避免吸气件对气压平衡组件造成挤压,导致气压平衡组件受力变形失效;另一方面,使气压平衡组件与吸气件之间具有间隙,在吸气件吸气失效后,产生能够进入到气压平衡组件与吸气件之间的间隙,便于气压平衡组件开阀,提升了气压平衡组件的可靠性。
根据本申请的另一个方面,提供了一种用电设备,用电设备包括上述的储能装置。
本申请提供的用电设备,储能装置中的透气结构与气压平衡组件之间形成有集气腔,集气腔中设置有吸气件,吸气件能够将储能装置在循环使用过程中因电解液分解产生的气体吸收,从而避免产气位置的电极组件的正、负极片与隔膜的接触不良,避免了造成析锂及电极组件外观的整体膨胀,进而避免了造成储能装置循环寿命和倍率性能变差,保证了储能装置的使用性能和安全性能。由于集气腔位置为产气的聚集位置,气体容量最大,将吸气件设于集气腔中,可以快速有效的实现将产气吸收,进一步提升了储能装置的使用性能和安全性能;同时,将吸气件设置于透气结构与气压平衡组件之间的集气腔中,不会占用壳体中的额外空间,因此在实现对产气有效吸收的作用下,不会影响储能装置的能量密度。
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是本申请提供的一种户用储能系统的示意图。
图2为本申请的一种实施方式提供的储能装置的结构示意图。
图3为本申请的一种实施方式提供的端盖组件与吸气件的结构示意图。
图4为本申请的另一种实施方式提供的绝缘件的正面结构示意图。
图5为本申请的又一种实施方式提供的绝缘件的反面结构示意图。
图6为本申请的一种实施方式提供的透气结构的结构示意图。
图7为本申请的一种实施方式提供的吸气件的结构示意图。
图8为本申请的一种实施方式提供的吸气件上设置牺牲层的示意图。
图9为本申请的另一种实施方式提供的吸气件的结构示意图。
图10为本申请的另一种实施方式提供的吸气件上设置牺牲层的示意图。
附图标记说明:
10、储能装置;20、电能转换装置;30、用户负载;
100、壳体;110、开口;120、容纳空间;
200、电极组件;
300、端盖组件;310、端盖;320、绝缘件;321、第一电极绝缘部分;322、第二电极绝缘部分;330、气压平衡组件;340、透气结构;341、透气孔;3411、第一透气孔;3412、第二透气孔;3413、第三透气孔;3414、第四透气孔;342、集气腔;343、容纳槽;344、底板;345、第一侧壁;346、第二侧壁;350、极柱;360、注液孔;
400、吸气件;410、收容层;421、第一支撑层;422、第二支撑层;423、吸气物质层;
500、牺牲层。
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。而对于单体电池,其可以为锂离子二次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池、镁离子电池等,单体电池可呈圆柱体、扁平体、长方体等,本申请实施方式对此不做限定。
接下来以储能装置为方形单体电池为例,对储能装置进行详细解释。
图2示例了本申请实施方式提供的一种储能装置10的结构示意图。如图2~图10所示,储能装置10包括壳体100、电极组件200、端盖组件300和吸气件400。壳体100形成有具有开口110的容纳空间120,电极组件200设置于容纳空间120中;端盖组件300盖合于开口110,端盖组件300上背离电极组件200的一侧设置有气压平衡组件330,端盖组件300上设置有与气压平衡组件330对应的透气结构340,透气结构340位于气压平衡组件330与电极组件200之间,气压平衡组件330与透气结构340之间形成有集气腔342,集气腔342通过透气结构340与容纳空间120连通,吸气件400设置于集气腔342中。
本申请提供的储能装置,透气结构340与气压平衡组件330之间形成有集气腔342,集气腔342中设置有吸气件400,吸气件400能够将储能装置10在循环使用过程中因电解液分解产生的气体吸收,从而避免产气位置的电极组件200的正、负极片与隔膜的接触不良,避免了造成析锂及电极组件200外观的整体膨胀,进而避免了造成储能装置10循环寿命和倍率性能变差,保证了储能装置10的使用性能和安全性能。由于集气腔342位置为产气的聚集位置,气体容量最大,将吸气件400设于集气腔342中,可以快速有效的实现将产气吸收,进一步提升了储能装置10的使用性能和安全性能;同时,将吸气件400设置于透气结构340与气压平衡组件330之间的集气腔342中,不会占用壳体100中的额外空间,因此在实现对产气有效吸收的作用下,不会影响储能装置10的能量密度。
具体地,如图2所示,壳体100为具有一个开口110的筒状结构,此时储能装置10包括一个端盖组件300,以能够对壳体100的一个开口110进行密封;当然,壳体100也可以为两端具有开口110的筒状结构,此时储能装置10包括一个端盖组件300和一个盖板,或者包括两个端盖组件300,如此一个端盖组件300和一个盖板,或者两个端盖组件300能够分别对壳体100的两个开口110进行密封。
具体地,如图2所示,端盖组件300包括端盖310、绝缘件320和极柱350,端盖310与绝缘件320沿垂直于端盖组件300大表面的第一方向Z叠设,端盖310位于绝缘件320背离电极组件200的一侧,极柱350穿设于端盖310与绝缘件320以连接端盖310和绝缘件320。极柱350的一端与电极组件200连接,另一端裸露在端盖组件300外,以作为储能装置10的一个输出端;端盖组件300上海设置有注液孔360,注液孔360用于向储能装置10的容纳空间120内注入电解液。其中,端盖组件300大表面为端盖组件300的最大表面,极柱350、注液孔360与气压平衡组件330设置于端盖组件300的最大表面上;气压平衡组件330可为设置在端盖组件300的大表面上的防爆阀。
具体地,如图4所示,透气结构340形成于绝缘件320上,透气结构340形成有多个透气孔341。集气腔342的底部设有透气孔341,储能装置10跌落或者受外力撞击时内部电解液会从集气腔342底部的透气孔341反溅,将吸气件400设于集气腔342中,可以避免储能装置10跌落或者受外力撞击时反溅上来的电解液腐蚀气压平衡组件330,确保气压平衡组件330的可靠性。
具体地,电极组件200包括层叠设置的正极片、负极片和隔膜,且隔膜位于正极片与负极片之间,正极片、负极片的端部均具有极耳,以形成储能装置10的正极耳和负极耳。正极耳、负极耳可以位于电极组件200的同一端,也可以位于电极组件200的不同端,当正极耳、负极耳位于电极组件200的同一端时,正极耳、负极耳分别与端盖组件300包括的正极柱、负极柱,以通过正极柱、负极柱实现电极组件200的电能的输出;当正极耳、负极耳位于电极组件200的两端时,正极耳、负极耳中的一者与端盖组件300包括的极柱350连接,另一者与壳体100的底部或者另一端盖组件300包括的极柱350连接,以通过端盖组件300的极柱350和壳体100的底部,或者通过两个端盖组件300的极柱350实现电极组件200的电能的输出。
需要说明的是,储能装置10还包括集流件,可通过集流件实现电极组件200的一个极耳与端盖组件300的一个极柱350的连接,以及实现电极组件200的另一个极耳与壳体100的底部的连接。
在本申请的一个实施例中,如图7和图8所示,吸气件400呈块状结构,吸气件400包括收容层410和吸气物质,收容层410形成有孔隙,且孔隙延伸贯穿收容层410的侧壁,即孔隙从收容层410的侧壁漏出,吸气物质填充于孔隙中,通过填充于孔隙中的吸气物质,能够对产生的气体有效地进行吸收。
其中,收容层410可为魔术垫,魔术垫上形成有孔隙,吸气物质可为吸气颗粒,吸气颗粒填充于魔术垫的孔隙中,能够保证孔隙中填满吸气物质;同时,吸气颗粒之间具有间隙,形成气体通道,能够更好地使产气进入到吸气件400的中间部位去与尽可能多的吸气颗粒进行反应,提升了吸气件400的吸气能力和吸气效率。当然,收容层410还可为其他形成有能够填充吸气颗粒的孔隙,本申请对此不做限制。
其中,形成吸气颗粒的材料例如包括活性碳、碳纳米管、碱金属的氢氧化物、锆钒铁三元合金、氧化钴、氧化铜、高锰酸钾或氧化镁中的至少一种。在储能装置正常循环使用过程中,储能装置内部可能产生如:二氧化碳、氧气、一氧化碳或氢氟酸等有害气体,可针对储能装置内部产生的气体类型,制备相应的吸气颗粒,例如二氧化碳使用活性碳颗粒、碳纳米管、碱金属的氢氧化物颗粒;氧气使用锆钒铁三元合金颗粒;一氧化碳使用氧化钴、氧化铜或高锰酸钾等颗粒;氢氟酸使用氧化镁颗粒,以针对性对产气进行吸收,提升了吸气件400的吸气能力和吸气效率。
其中,如图7所示,收容层410例如呈矩形,收容层410具有朝向气压平衡组件330的顶面、朝向透气结构340的㡳面以及位于顶面和底面之间的四个侧面。收容层410上的四个侧面可均形成有多个孔隙,从而通过四个侧面上露出的吸气颗粒对产生的气体进行吸收。由于气体进入集气腔342后,通过在收容层410的侧面设置吸气颗粒,能够更好地对产生的气体进行吸收。其中,也可仅在部分侧面上形成孔隙,或同时形成在顶面和底面上,本申请对此不做限制。当然,收容层410也可呈圆柱状、五边形棱柱、六边形棱柱、圆台形或不规则等形状,本申请对此不做限制。
其中,集气腔342中可设置一个块状结构的吸气件400,吸气件400的尺寸可形状与集气腔342的尺寸和形状匹配,以使集气腔342的侧壁能够形成对吸气件400的限位,同时能够提高集气腔342中吸气物质的密度,以提高对产生的气体的吸收能力,进一步提升了储能装置的使用性能和安全性能。当然,集气腔342中也可设置两个、三个或更多个块状结构的吸气件400,多个吸气件400可同层设置,也可层叠设置,多个吸气件400的大小和形状可相同或不同,本申请对此不做限制。
具体地,如图8所示,收容层410的至少部分表面上设置有牺牲层500,牺牲层500被配置为大于预设温度时,牺牲层500熔化以使吸气件400被包覆的表面露出;牺牲层500为绝缘材料且不与壳体100中的电解液反应,预设温度为45℃~60℃,例如45℃、48℃、50℃、52℃、55℃、57℃、60℃等。在一个优选实施例中,收容层410的表面的孔隙均被牺牲层500包覆。
由于在电极组件200生产过程中的化成阶段(温度大概45℃左右)电极组件200也会大量产气,此时注液孔360并未封闭,通常会采用对应的产气吸收装置将化成阶段产生气体进行吸出;此时,吸气颗粒存在化成阶段提前吸气的问题,导致吸气颗粒在化成阶段吸气后失效,无法在储能装置后续使用时的循环过程中对产生的气体进行有效地吸收。因此,为了避免吸气颗粒与化成阶段的产气反应失效,本申请采用熔点大于45℃的牺牲层500对收容层410中的吸气颗粒进行保护,在化成阶段使隔绝孔隙中的吸气颗粒与外界环境,以防止吸气颗粒与化成阶段的产气反应,从而使得吸气颗粒保持有效性;在化成阶段后,储能装置10温度大于牺牲层500的熔化温度时,牺牲层500熔化以使孔隙中的吸气颗粒露出,从而在后续储能装置10使用时的循环过程中对产生的气体进行有效地吸收,提升储能装置10循环工作中吸气颗粒的可靠性。
其中,牺牲层500为绝缘材料且不与电解液以及正负极片进行反应,仅起到在化成阶段保护吸气颗粒的作用。牺牲层500例如可为石蜡,石蜡熔点为60℃,在化成阶段,石蜡保持固相,以避免吸气颗粒与化成阶段的产气反应;在后续储能装置10温度大于60℃时,石蜡熔化呈液态,熔化后通过透气结构340上的透气孔341流入到壳体100的容纳空间120中,以使孔隙中的吸气颗粒露出。由于收容层410上包覆的石蜡相对较少,因此在熔化后可容纳在壳体100与电极组件200之间的间隙中。当然,牺牲层500还可为其他材料形成,例如为蜡酸或聚乙烯蜡,蜡酸与聚乙烯蜡的熔点为大于45℃,能够对收容层410中的吸气颗粒进行保护,在化成阶段使隔绝孔隙中的吸气颗粒与外界环境,以防止吸气颗粒与化成阶段的产气反应,本申请对牺牲层500的材料不做限制,凡是在牺牲层500材料上变换的技术方案,均属于本申请的保护范围。
在本申请的一个实施例中,如图9和图10所示,吸气件400呈块状结构,吸气件400包括第一支撑层421、第二支撑层422和吸气物质层423,第二支撑层422与第一支撑层421相对设置,吸气物质层423夹设于第一支撑层421与第二支撑层422之间。通过吸气物质层423中的吸气物质,能够对产生的气体有效地进行吸收。
其中,吸气物质可为吸气颗粒,通过吸气颗粒压合形成吸气物质层423。例如在形成叠层结构的吸气件400时,可预制压合模具,在模具中先设置第一支撑层421,第一支撑层421例如为石棉;接着在向模具中的第一支撑层421上填充吸气颗粒,填充吸气颗粒后,接着对模具中的吸气颗粒进行压合,使吸气颗粒形成密实且不易松散的吸气物质层423;接着在吸气物质层423上设置第二支撑层422,第二支撑层422例如也可为石棉,吸气物质层423通过上下两个支撑层实现形成定形,提升结构的结合力,避免结构分层在填装入集气腔342前破碎,以便于放置于透气结构340上。
需要说明的是,上述实施例中列举的为一种类三明治结构的吸气件400。当然,吸气件400还可包括更多层吸气物质层423和支撑层,以形成具有四层、五层或更多层结构的吸气件400,能达到吸气效果即可,本申请对此不做限制。
其中,形成吸气颗粒的材料例如包括活性碳、碳纳米管、碱金属的氢氧化物、锆钒铁三元合金、氧化钴、氧化铜、高锰酸钾或氧化镁中的至少一种。可针对储能装置10内部产生的气体类型,制备相应的吸气颗粒,例如二氧化碳使用活性碳颗粒、碳纳米管、碱金属的氢氧化物颗粒;氧气使用锆钒铁三元合金颗粒;一氧化碳使用氧化钴、氧化铜或高锰酸钾等颗粒;氢氟酸使用氧化镁颗粒,以针对性对产气进行吸收,提升了吸气件400的吸气能力和吸气效率。
其中,吸气件400例如呈矩形,吸气件400具有朝向气压平衡组件330的顶面、朝向透气结构340的底面以及位于顶面和底面之间的四个侧面。吸气物质层423的四个侧面从吸气件400上的四个侧面露出,从而通过四个侧面上露出的吸气物质层423对产生的气体进行吸收。气体进入集气腔342后,通过侧面的吸气物质层423具有相对较大的吸气面积,能够更好地对产生的气体进行吸收。
当然,吸气件400也可呈圆柱状、五边形棱柱、六边形棱柱、圆台形或不规则等形状,即支撑层和吸气物质层423的形状呈圆柱状、五边形棱柱、六边形棱柱、圆台形或不规则等形状;支撑层和吸气物质层423的形状和大小相同,以通过支撑层更好地对吸气物质层423形成定形,同时提高吸气件400中吸气物质层423具有足够大的面积;当然,支撑层和吸气物质层423的形状也可为例如椭圆形的其他形状,支撑层和吸气物质层423的形状和大小也可不同,本申请对此不做限制。
其中,集气腔342中可设置一个块状结构的吸气件400,吸气件400的尺寸可形状与集气腔342的尺寸和形状匹配,以使集气腔342的侧壁能够形成对吸气件400的限位,同时能够提高集气腔342中吸气物质的密度,以提高对产生的气体的吸收能力,进一步提升了储能装置10的使用性能和安全性能。当然,集气腔342中也可设置两个、三个或更多个块状结构的吸气件400,多个吸气件400可同层设置,也可层叠设置,多个吸气件400的大小和形状可相同或不同,本申请对此不做限制。
具体地,如图10所示,吸气物质层423的至少部分表面上设置有牺牲层500,牺牲层500被配置为大于预设温度时,牺牲层500熔化以使吸气物质层423被包覆的表面露出;牺牲层500为绝缘材料且不与壳体100中的电解液反应,预设温度为45℃~60℃,例如45℃、48℃、50℃、52℃、55℃、57℃、60℃等。在一个优选实施例中,吸气物质层423从吸气件400露出的表面均被牺牲层500包覆。
由于在电极组件200生产过程中的化成阶段(温度大概45℃左右)电极组件200也会大量产气,本申请采用熔点大于45℃的牺牲层500对收容层410中的吸气颗粒进行保护,在化成阶段使隔绝孔隙中的吸气颗粒与外界环境,以防止吸气颗粒与化成阶段的产气反应,从而使得吸气物质层423的吸气颗粒保持有效性;在化成阶段后,储能装置10的温度大于牺牲层500的熔化温度时,牺牲层500熔化以使吸气物质层423中的吸气颗粒露出,从而在后续储能装置10使用时的循环过程中对产生的气体进行有效地吸收,提升储能装置10循环工作中吸气颗粒的可靠性。
其中,牺牲层500为绝缘材料且不与电解液以及正负极片进行反应,仅起到在化成阶段保护吸气颗粒的作用。牺牲层500例如可为石蜡,石蜡熔点为60℃,在化成阶段,石蜡保持固相,以避免吸气颗粒与化成阶段的产气反应;在后续储能装置10的温度大于60℃时,石蜡熔化呈液态,熔化后通过透气结构340上的透气孔341流入到壳体100的容纳空间120中,以使吸气物质层423中的吸气颗粒露出。由于收容层410上包覆的石蜡相对较少,因此在熔化后可容纳在壳体100与电极组件200之间的间隙中。当然,牺牲层500还可为其他材料形成,例如为蜡酸或聚乙烯蜡,蜡酸与聚乙烯蜡的熔点为大于45℃,能够对吸气物质层423中的吸气颗粒进行保护,在化成阶段使隔绝吸气物质层423中的吸气颗粒与外界环境,以防止吸气颗粒与化成阶段的产气反应,本申请对牺牲层500的材料不做限制,凡是在牺牲层500材料上变换的技术方案,均属于本申请的保护范围。
在本申请的一个实施例中,如图4所示,透气结构340朝向气压平衡组件330的一面上设置有容纳槽343,容纳槽343中填充有吸气物质,位于容纳槽343中填充的吸气物质形成吸气件400,通过吸气件400能够对储能装置10在循环工作过程中内部的产气的进行吸收。
其中,容纳槽343可通过从透气结构340表面凸起设置的格栅形成,多个格栅平行设置可形成多个容纳槽343,多个容纳槽343中均填充有吸气物质。通过多个格栅配合形成多个容纳槽343,能够将单个容纳槽343的面积相对减少,从而相对降低单个容纳槽343中填充的吸气物质的面积,进而使得单个容纳槽343中填充的吸气物体与容纳槽343之间具有较高的结合力,改善了吸气物质从容纳槽343中容易松动脱落的问题。
其中,吸气物质可为吸气颗粒,通过吸气颗粒,便于填充格栅形成的容纳槽343,能够保证容纳槽343中填满吸气物质,以保证对储能装置10在循环工作过程中内部的产生的吸收能力。
其中,形成吸气颗粒的材料例如包括活性碳、碳纳米管、碱金属的氢氧化物、锆钒铁三元合金、氧化钴、氧化铜、高锰酸钾或氧化镁中的至少一种。可针对储能装置10内部产生的气体类型,制备相应的吸气颗粒,例如二氧化碳使用活性碳颗粒、碳纳米管、碱金属的氢氧化物颗粒;氧气使用锆钒铁三元合金颗粒;一氧化碳使用氧化钴、氧化铜或高锰酸钾等颗粒;氢氟酸使用氧化镁颗粒,以针对性对产气进行吸收,提升了吸气件400的吸气能力和吸气效率。
其中,吸气颗粒可直接填充于容纳槽343中,或者,吸气颗粒可预制为吸气物质块,将吸气物质块放置于容纳槽343中。
在本申请的一个实施例,牺牲层500形成在透气结构340上,封堵至少部分透气结构340上的透气孔341。通过牺牲层500封堵透气结构340上的透气孔341,可阻止电极组件200生产过程中的化成阶段(温度大概45℃左右)的大量产气的进入到集气腔342中,本申请采用熔点大于45℃的牺牲层500对吸气颗粒进行保护,在化成阶段使隔绝吸气颗粒与产气,以防止吸气颗粒与化成阶段的产气反应,从而使得吸气颗粒保持有效性;在化成阶段后,储能装置10的温度大于牺牲层500的熔化温度时,牺牲层500熔化使透气孔341导通,进而使产气能够进入集气腔342中,从而在后续储能装置10使用时的循环过程中通过吸气件400对产生的气体进行有效地吸收,提升储能装置10循环工作中吸气颗粒的可靠性。
在一个优选实施例中,牺牲层500封堵所有透气结构340上的透气孔341,即将集气腔342与壳体100的容纳空间120完全隔断,从而使得电极组件200生产过程中的化成阶段(温度大概45℃左右)的大量产气不会进入到集气腔342中,进而不会与吸气件400进行反应,保证吸气颗粒在电极组件200循环工作之前的有效性。
其中,牺牲层500为绝缘材料且不与电解液以及正负极片进行反应,仅起到在化成阶段保护吸气颗粒的作用。牺牲层500例如可为石蜡,石蜡熔点为60℃,在化成阶段,石蜡保持固相,以避免吸气颗粒与化成阶段的产气反应;在后续储能装置10的温度大于60℃时,石蜡熔化呈液态,熔化后通过透气结构340上的透气孔341流入到壳体100的容纳空间120中,以使产气能够进入集气腔342中。由于透气结构340上包覆的石蜡相对较少,因此在熔化后可容纳在壳体100与电极组件200之间的间隙中。当然,牺牲层500还可为其他材料形成,例如为蜡酸或聚乙烯蜡,蜡酸与聚乙烯蜡的熔点为大于45℃,能够对集气腔342中的吸气物质进行保护,在化成阶段使隔绝集气腔342与容纳空间120,以防止吸气物质与化成阶段的产气反应,本申请对牺牲层500的材料不做限制,凡是在牺牲层500材料上变换的技术方案,均属于本申请的保护范围。
在本申请的一个实施例中,吸气件400上形成有过孔,过孔贯穿吸气件400相对的两个表面,从而使得过孔导通吸气件400朝向气压平衡组件330的一侧与朝向透气结构340的一侧,且过孔与透气孔341连通。由于吸气件400中的吸气颗粒是有限的,储能装置10前期循环工作中可以与气体反应吸收产气,以提升储能装置10的循环寿命。但是,产气是在储能装置10工作过程中一直持续的,当吸气件400中的吸气颗粒反应完全之后,吸气颗粒失去吸气效果,但吸气颗粒不会消失而一直存在,会遮挡透气结构340上的透气孔341,影响后续气体进入到集气腔342中,不便于气压平衡组件330开阀。因此,通过在吸气件400上形成过孔,避免了遮挡透气结构340上的透气孔341,便于气压平衡组件330开阀,提升了储能装置10的安全性。此外,通过在吸气件400上形成过孔,在后续储能装置10使用时的循环过程中的产生可以通过透气孔341进入到过孔中,与过孔中的吸气颗粒进行反应,从而提升了吸气件400的吸气效果。
其中,吸气件400上的过孔与透气孔341在预设平面上的正投影完全重合,即通过吸气件400上的过孔能够使透气结构340上的透气孔341完全露出,进而进一步避免在吸气颗粒失效后遮挡透气结构340上的透气孔341,提升了储能装置10的安全性。
其中,吸气件400中过孔的数量与透气结构340上透气孔341的数量相同,以保证所有的透气孔341不被吸气件400遮挡;或者,吸气件400中过孔的数量小于透气结构340上透气孔341的数量,以保证吸气件400的结构强度,避免吸气件400出现坍塌,同时保证了吸气件400的吸气颗粒密度,保证了吸气效果;或者,吸气件400中过孔的数量大于透气结构340上透气孔341的数量,能够保证所有的透气孔341不被吸气件400遮挡,同时能够使得吸气件400中吸气颗粒露出的表面积增加,够能进一步提升吸气件400的吸气效果。
具体地,当吸气件400由收容层410和吸气物质形成时,过孔贯穿收容层410以及填充在收容层410中的吸气物质;当吸气件400由第一支撑层421、第二支撑层422和吸气物质层423形成时,过孔贯穿第一支撑层421、第二支撑层422和吸气物质层423;当吸气件400为填充在容纳槽343中的吸气物质时,过孔贯穿填充在容纳槽343中的吸气物质。
在本申请的一个实施例中,如图5和图6所示,绝缘件320包括沿第二方向分布X的第一电极绝缘部分321、透气结构340以及第二电极绝缘部分322,透气结构340包括底板344、沿第二方向X相对设置的两个第一侧壁345和沿第三方向Y相对设置的两个第二侧壁346,其中一个第一侧壁345连接于底板344和第一电极绝缘部分321,另一个第一侧壁345连接于底板344和第二电极绝缘部分322,两个第二侧壁346分别连接于底板344和第一电极绝缘部分321及所述第二电极绝缘部分322。其中,第一方向Z、第二方向X与第三方向Y互相垂直;第一方向Z为储能装置10的高度方向,第二方向X为储能装置10的长度方向,第三方向Y为储能装置10的宽度方向。
其中,多个透气孔341包括多个第一透气孔3411、多个第二透气孔3412和多个第三透气孔3413,底板344上设置有多个第一透气孔3411,第一侧壁345上设置有多个第二透气孔3412,第二侧壁346上设置有多个第三透气孔3413。通过在第一侧壁345上设置多个第二透气孔3412,第二侧壁346上设置多个第三透气孔3413,产气能够通过透气结构340的侧壁进入集气腔342与吸气件400反应,避免了吸气件400遮挡透气结构340的底板344上的第一透气孔3411导致产生无法进入到集气腔342的情况出现,保证了对产气的吸气效果。同时,在后续吸气件400失效后,产生也能够通过侧壁上的第二透气孔3412、第三透气孔3413迅速进入到集气腔342中,便于气压平衡组件330开阀,提升了储能装置10的安全性。
其中,如图5和图6所示,透气结构340还包括第四透气孔3414,第四透气孔3414设置于底板344与第二侧壁346的连接处且分别沿第一方向Z朝向第二侧壁346延伸、沿第三方向Y朝向底板344延伸。由于第二侧壁346与绝缘件320在第三方向Y上的侧面平齐,端盖组件300与壳体100通过热熔焊接里连接时,需要与透气结构340的第二侧壁346进行热熔连接,此时会对第二侧壁346上的第三透气孔3413产生阻挡,通过设置第四透气孔3414,第四透气孔3414延伸至底板344上,即在第三方向Y上,第四透气孔3414的深度大于第二侧壁346的厚度,能够使第四透气孔3414从底板344上露出,从而能够使一部分产生从底板344上露出的部分第四透气孔3414进入到集气腔342中,从而便于产气从各方向进入集气腔342与吸气件400反应以实现产气的快速吸收。
在一优选实施例中,在第三方向Y上,第二侧壁346与绝缘件320的侧边之间具有间距,以避免端盖组件300与壳体100通过热熔焊接里连接时将第二侧壁346上的第三透气孔3413产生阻挡,保证第三透气孔3413导通集气腔342的作用。
其中,在第三方向Y上,第四透气孔3414延伸的长度与第二侧壁346的厚度的差值为1mm~2mm,例如1mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm、2mm等,本申请在此不一一列举。在第一方向Z上,第四透气孔3414延伸的长度与底板344的厚度的差值为1mm~2mm,例如1mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm、2mm等,本申请在此不一一列举。若第四透气孔3414在底板344上延伸长度过小,不便于走气,延伸长度过大,一方面降低结构强度,另一方面电解液因跌落或撞击时电解液会从延伸的第四透气孔3414进入集气腔342,延伸长度过大会造成较多电解液从底板344上延伸的第四透气孔3414进入腐蚀上方的气压平衡组件330,影响气压平衡组件330的可靠性。本申请通过使第四透气孔3414在底板344上延伸长度为1mm~2mm,保证了产生的流动通道,同时也避免了电解液从底板344上延伸的第四透气孔3414进入腐蚀上方的气压平衡组件330,保证了气压平衡组件330的可靠性。
在本申请的一个实施例中,在第三方向Y上,吸气件400的一侧边缘与相邻的第二侧壁346之间的距离为a,吸气件400的另一侧边缘与相邻的第二侧壁346之间的距离为b,a/b=0.9~1.1。当第二侧壁346与绝缘件320在第三方向Y上的侧面平齐,吸气件400的一侧边缘与透气结构340的边缘之间的距离,与另一侧边缘与透气结构340的边缘之间的距离的比值为0.9~1.1,即吸气件400位于透气结构340在第三方向Y上的中间位置。其中,a/b例如可为0.9、0.95、1、1.05、1.1等,本申请在此不一一列举。由于热熔焊接工序会产生热量,热量会导致吸气件400上的石蜡提前进行熔化,导致吸气件400会对化成阶段这一工序的产气进行吸收,导致吸气件400提前反应吸收产气,由于化成阶段注液孔360并未封闭此时一般会有对应的产气吸收装置,此时采用吸气件400实现产气的吸收并无大的作用,所以需要避免吸气件400在产气阶段进行反应,因此为了保证电极组件200正常工作之前石蜡的完好包覆性,通过使吸气件400位于透气结构340在第三方向上的中间位置,即将包覆石蜡的吸气片远离热熔焊焊接位置,可以避免吸气片的提前反应,提升储能装置10在循环工作中吸气件400的可靠性。
在本申请的一个实施例中,在垂直于气压平衡组件330的大表面的第一方向Z上,透气结构340的底板344与气压平衡组件330之间的间隙大于吸气件400的厚度。通过使透气结构340与气压平衡组件330之间的间隙大于吸气件400的厚度,一方面,便于吸气件400在集气腔342中的放置,避免吸气件400对气压平衡组件330造成挤压,导致气压平衡组件330受力变形失效;另一方面,使气压平衡组件330与吸气件400之间具有间隙,在吸气件400吸气失效后,产生能够进入到气压平衡组件330与吸气件400之间的间隙,便于气压平衡组件330开阀,提升了气压平衡组件330的可靠性。
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,储能装置为用电设备供电。如此,结合上述所述,用电设备中储能装置10的透气结构340与气压平衡组件330之间形成有集气腔342,集气腔342中设置有吸气件400,吸气件400能够将储能装置10在循环使用过程中因电解液分解产生的气体吸收,从而避免产气位置的正、负极片与隔膜的接触不良,避免了造成析锂及电极组件200外观的整体膨胀,进而避免了造成储能装置10循环寿命和倍率性能变差,保证了储能装置10的使用性能和安全性能。由于集气腔342位置为产气的聚集位置,气体容量最大,将吸气件400设于集气腔342中,可以快速有效的实现将产气吸收,进一步提升了储能装置10的使用性能和安全性能;同时,将吸气件400设置于透气结构340与气压平衡组件330之间的集气腔342中,不会占用壳体100中的额外空间,因此在实现对产气有效吸收的作用下,不会影响储能装置10的能量密度。
在申请实施例中,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述的目的,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 (13)
1.一种储能装置,其特征在于,包括:
壳体(100),所述壳体(100)形成有具有开口(110)的容纳空间(120);
电极组件(200),所述电极组件(200)设置于所述容纳空间(120)中;
端盖组件(300),所述端盖组件(300)盖合于所述开口(110),所述端盖组件(300)上背离所述电极组件(200)的一侧设置有气压平衡组件(330),所述端盖组件(300)上设置有与所述气压平衡组件(330)对应的透气结构(340),所述透气结构(340)位于所述气压平衡组件(330)与所述电极组件(200)之间,所述气压平衡组件(330)与所述透气结构(340)之间形成有集气腔(342),所述集气腔(342)通过所述透气结构(340)与所述容纳空间(120)连通,所述透气结构(340)形成有多个透气孔(341);
吸气件(400),所述吸气件(400)设置于所述集气腔(342)中;
牺牲层(500),所述牺牲层(500)设置于所述透气结构(340)上,并封堵至少部分所述透气孔(341),所述牺牲层(500)被配置为大于或者等于预设温度时,所述牺牲层(500)熔化以使所述透气孔(341)导通;或者,所述牺牲层(500)设置于所述吸气件(400)的至少部分表面上,所述牺牲层(500)被配置为大于或者等于预设温度时,所述牺牲层(500)熔化以使所述吸气件(400)被包覆的表面露出;其中,所述牺牲层(500)为绝缘材料且不与所述储能装置中的电解液反应,所述预设温度为45℃~60℃。
2.根据权利要求1所述的储能装置,其特征在于,所述端盖组件(300)包括端盖(310)、绝缘件(320)和极柱(350),所述端盖(310)与所述绝缘件(320)沿垂直于所述端盖组件(300)大表面的第一方向叠设,所述端盖(310)位于所述绝缘件(320)背离所述电极组件(200)的一侧,所述极柱(350)穿设于所述端盖(310)与所述绝缘件(320)以连接所述端盖(310)和所述绝缘件(320);所述透气结构(340)形成于所述绝缘件(320)上。
3.根据权利要求1所述的储能装置,其特征在于,所述牺牲层(500)为石蜡、蜡酸与聚乙烯蜡中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的储能装置,其特征在于,所述牺牲层(500)设置于所述透气结构(340)上并封堵至少部分所述透气孔(341),所述透气结构(340)朝向所述气压平衡组件(330)的一面上设置有容纳槽(343),所述吸气件(400)包括吸气物质,所述吸气物质填充于所述容纳槽(343)中。
5.根据权利要求1所述的储能装置,其特征在于,所述吸气件(400)包括:
收容层(410),所述收容层(410)形成有孔隙,且所述孔隙延伸贯穿所述收容层(410)的侧壁;
吸气物质,所述吸气物质填充于所述孔隙中。
6.根据权利要求1所述的储能装置,其特征在于,所述吸气件(400)包括:
第一支撑层(421);
第二支撑层(422),所述第二支撑层(422)与所述第一支撑层(421)相对设置;
吸气物质层(423),所述吸气物质层(423)夹设于所述第一支撑层(421)与所述第二支撑层(422)之间。
7.根据权利要求1所述的储能装置,其特征在于,所述吸气件(400)上形成有过孔,所述过孔导通所述吸气件(400)朝向所述气压平衡组件(330)的一侧与朝向所述透气结构(340)的一侧,且所述过孔与所述透气孔(341)连通。
8.根据权利要求2所述的储能装置,其特征在于,所述绝缘件(320)包括沿第二方向分布的第一电极绝缘部分(321)、所述透气结构(340)以及第二电极绝缘部分(322),所述透气结构(340)包括底板(344)、沿所述第二方向相对设置的两个第一侧壁(345)和沿第三方向相对设置的两个第二侧壁(346),其中一个所述第一侧壁(345)连接于所述底板(344)和所述第一电极绝缘部分(321),另一个所述第一侧壁(345)连接于所述底板(344)和所述第二电极绝缘部分(322),两个所述第二侧壁(346)分别连接于所述底板(344)和所述第一电极绝缘部分(321)及所述第二电极绝缘部分(322);所述第一方向、所述第二方向与所述第三方向互相垂直;
其中,所述多个透气孔(341)包括多个第一透气孔(3411)、多个第二透气孔(3412)和多个第三透气孔(3413),所述底板(344)上设置有多个所述第一透气孔(3411),所述第一侧壁(345)上设置有多个所述第二透气孔(3412),所述第二侧壁(346)上设置有多个所述第三透气孔(3413)。
9.根据权利要求8所述的储能装置,其特征在于,所述透气结构(340)还包括第四透气孔(3414),所述第四透气孔(3414)设置于所述底板(344)与所述第二侧壁(346)的连接处且分别沿所述第一方向朝向所述第二侧壁(346)延伸、沿所述第三方向朝向所述底板(344)延伸。
10.根据权利要求9所述的储能装置,其特征在于,所述第四透气孔(3414)朝向所述第二侧壁(346)延伸的长度与所述底板(344)的厚度差值为1mm~2mm;所述第四透气孔(3414)朝向所述底板(344)延伸的长度与所述第二侧壁(346)的厚度的差值为1mm~2mm。
11.根据权利要求8所述的储能装置,其特征在于,在所述第三方向上,所述吸气件(400)的一侧边缘与相邻的所述第二侧壁(346)之间的距离为a,所述吸气件(400)的另一侧边缘与相邻的所述第二侧壁(346)之间的距离为b,a/b=0.9~1.1。
12.根据权利要求8所述的储能装置,其特征在于,在所述第一方向上,所述底板(344)与所述气压平衡组件(330)之间的间隙大小大于所述吸气件(400)的厚度。
13.一种用电设备,其特征在于,包括权利要求1~12中任一项所述的储能装置。
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