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,本发明的一个目的在于提出一种电池的下塑胶,可以避免大量电解液因喷出导致的洒落问题,进而杜绝防爆阀开阀时引发的火灾,提高了电池安全性;同时,使得因电解液喷出释放的气体经透气孔能够排出。
本发明进一步提出了一种电池的顶盖组件。
本发明进一步提出了一种电池。
根据本发明第一方面实施例的电池的下塑胶,包括:
本体;
防爆网,所述防爆网位于所述本体上,所述防爆网包括沿第一方向间隔布置的N个阻隔层,N≥2,N为正整数,所述阻隔层上设有多个透气孔,相邻两层的所述阻隔层的至少部分透气孔交错设置,所述第一方向为所述下塑胶厚度方向。
根据本发明实施例,通过相邻两层的阻隔层的至少部分透气孔交错设置,可以避免大量电解液因喷出导致的洒落问题,进而杜绝防爆阀开阀时引发的火灾,提高了电池安全性;同时,使得因电解液喷出释放的气体经透气孔能够排出。
根据本发明的一些实施例,所述N个阻隔层包括沿所述第一方向设置的第一阻隔层至第N阻隔层,所述第一阻隔层远离所述本体设置,所述第一阻隔层至所述第N阻隔层上透气孔的孔径逐渐减小。如此设置,一方面,避免穿过第一透气孔的电解液能够穿过第二透气孔,避免穿过第二透气孔的电解液能够穿过第三透气孔,进而提高各个阻隔层对电解液的阻隔效果;另一方面,可以区别第一、二、三阻隔层,方便防爆网的组装。
根据本发明的一些实施例,所述N个阻隔层包括沿所述第一方向设置的第一阻隔层至第N阻隔层,所述第一阻隔层远离所述本体设置,所述第一阻隔层至所述第N阻隔层上透气孔的数量逐渐减小。如此设置,一方面,避免穿过第一透气孔的电解液能够穿过第二透气孔,避免穿过第二透气孔的电解液能够穿过第三透气孔,进而提高各个阻隔层对电解液的阻隔效果;另一方面,可以区别第一、二、三阻隔层,方便防爆网的组装。
根据本发明的一些实施例,沿所述第一方向,相邻两层的所述阻隔层之间的距离逐渐减小。如此设置,增大第一阻隔层与第二阻隔层之间的第一空间,减小第二阻隔层与第三阻隔层之间的第二空间,避免第一空间的电解液量溢出至第二空间,有助于提高各个阻隔层对电解液的阻隔效果。
根据本发明的一些实施例,所述N个阻隔层包括沿所述第一方向依次设置的第一阻隔层至第N阻隔层,所述第一阻隔层远离所述本体设置,所述第一阻隔层至第N-1阻隔层中至少一者上设有导流槽,所述导流槽与所述透气孔连通。如此设置,使得穿过第一透气孔的电解液可以及时回流穿过第一阻隔层,使得穿过第二透气孔的电解液可以及时回流穿过第二阻隔层,提高电解液的回流效果。
根据本发明的一些实施例,所述第一阻隔层朝向第二阻隔层的表面上形成所述导流槽。
根据本发明的一些实施例,所述本体包括间隔设置的第一部分和第二部分,所述第一部分朝向所述第二部分的一端设有所述防爆网,所述第二部分朝向所述第一部分的一端设有凸起部,且所述防爆网与所述凸起部朝向同一侧凸起。如此设置,分体设置的第一部分和第二部分,能有效避免下塑胶面积较大时出现下塑胶变形翘起,缩水严重影响结构强度等情况。当下塑胶某个部位出现质量问题时只需报废对应下塑胶即可,减少材料损耗,降低了制造成本与工艺难度。
根据本发明的一些实施例,所述N个阻隔层包括沿所述第一方向依次设置的第一阻隔层至第N阻隔层,所述第一阻隔层远离所述本体设置,所述第一部分背向所述凸起部的表面凹陷形成凹槽,所述凹槽的底部构造为第一阻隔层,所述第二阻隔层至所述第N阻隔层均设置于所述凹槽内,以形成所述防爆网。
根据本发明的一些实施例,所述第N阻隔层与所述第一部分背向所述凸起部的表面之间距离为d1,0.5mm≤d1≤5mm。如此设置,当电池内部产气增多,使得气体积聚于该间隙d1。当间隙d1中气体压强达到预定开阀气压,防爆阀能够及时开阀泄气。
根据本发明的一些实施例,所述防爆网与所述凸起部之间存在间隙d2,0 .1mm≤d2≤10mm。如此设置,防止正极极耳插入防爆网与凸起部的间隙d2中翻折、弯折、断裂,造成导电接触不良。
根据本发明第二方面的实施例的电池的顶盖组件,包括:
上盖,设有防爆孔;
第一方面中任一项的下塑胶,设于所述上盖的背面上,且所述防爆网与所述防爆孔对应设置;
防爆阀,设于所述防爆孔上。
根据本发明实施例的顶盖组件,通过相邻两层的阻隔层的至少部分透气孔交错设置,可以避免大量电解液因喷出导致的洒落问题,进而杜绝防爆阀开阀时引发的火灾,提高了电池安全性;同时,使得因电解液喷出释放的气体经透气孔能够排出。
根据本发明第三方面的实施例的电池,包括第二方面中任一项的顶盖组件。
根据本发明实施例的电池,通过相邻两层的阻隔层的至少部分透气孔交错设置,可以避免大量电解液因喷出导致的洒落问题,进而杜绝防爆阀开阀时引发的火灾,提高了电池安全性;同时,使得因电解液喷出释放的气体经透气孔能够排出。
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,或通过本发明的实践了解到。
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。
下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开,下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然,它们仅仅为示例,并且目的不在于限制本发明。此外,本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的,其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外,本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子,但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。
下面参考附图描述根据本发明实施例的顶盖组件及电池。
如图1-图15所示,根据本发明第一方面的实施例的电池的下塑胶,包括本体10和防爆网20,防爆网20位于本体10上。
防爆网20包括沿第一方向间隔布置的N个阻隔层,N≥2,N为正整数,阻隔层上设有多个透气孔,相邻两层的阻隔层的至少部分透气孔交错设置。其中,第一方向为下塑胶厚度方向。
需要说明的是,当电池内部积蓄一定热量时,防爆阀及时开启,释放电池内部压力。电芯中的电解液会随着气体一起喷出,电解液喷出方向定义为第一方向,也就是下塑胶厚度方向,如图5-15中的箭头C方向。
此处的“沿第一方向”可以理解为阻隔层与第一方向垂直相交,或者,阻隔层与第一方向可以呈30°、45°、135°、150°等,也就是说阻隔层与第一方向斜交。
N可以为2,可以为3,可以为4,……,本实施例对此不作具体限制。优选地,N为2或3。
透气孔为贯通孔,透气孔可以为圆形、三角形、矩形、长条孔等等,本实施例对此不作具体限制。
以下实施例以N=3举例说明:如图5和图6所示,箭头C用于指示电解液喷出方向。N个阻隔层包括第一阻隔层21、第二阻隔层22及第三阻隔层23。第一阻隔层21、第二阻隔层22及第三阻隔层23沿第一方向排列。第一阻隔层21可以先接触到电解液,第二阻隔层22可以稍后接触到电解液,第三阻隔层23可以最后接触到电解液。第一阻隔层21上设有J个第一透气孔211,第二阻隔层22设有K个第二透气孔221,第三阻隔层23设有J个第三透气孔231。其中,2<J、K <N,J、K为正整数。
所有第一透气孔211与所有第二透气孔221交错设置,也就是说第二透气孔221在第一阻隔层21上的正投影不与第一透气孔211相交。所有第二透气孔221与所有第三透气孔231交错设置,也就是说第三透气孔231在第二阻隔层22上的正投影不与第二透气孔221相交。
设定喷出的所有电解液由第一部分电解液、第二部分电解液及第三部分电解液组成,第一部分电解液>第二部分电解液>第三部分电解液。第一部分电解液穿过第一透气孔211,被第二阻隔层22阻挡,该第一部分电解液经第一透气孔211回流至电芯,如图6中箭头D1所示;第二部分电解液穿过第一、二透气孔,被第三阻隔层23阻挡,该第二部分电解液经第二、一透气孔回流至电芯,如图6中箭头D2所示。仅剩少量的第三部分电解液经第一、二、三透气孔喷出,如图6中箭头D3所示,会洒落到电芯以及模组的各个区域。同时,释放的大量气体经上述的第一、二、三透气孔排至外界环境。
如此设置,可以避免大量电解液因喷出导致的洒落问题,进而杜绝防爆阀开阀时引发的火灾,提高了电池安全性;同时,使得因电解液喷出释放的气体经透气孔能够排出。
可以理解的是,本领域技术人员可以设置合理数量的阻隔层,以完全阻挡电解液喷出,进而彻底杜绝因电解液洒落到电芯以及模组的各个区域而导致的火灾。
上述所有第一透气孔211与所有第二透气孔221交错设置,所有第二透气孔221与所有第三透气孔231交错设置。当然,在一些实施例中,可以部分第一透气孔211与部分第二透气孔221交错设置,即存在部分第二透气孔221在第一阻隔层21上的正投影与部分第一透气孔211相交。可以部分第二透气孔221与部分第三透气孔231交错设置,即存在部分第三透气孔231在第二阻隔层22上的正投影与部分第二透气孔221相交。这样的实施方式,也可以避免大量电解液因喷出导致的洒落问题,进而杜绝防爆阀开阀时引发的火灾,提高了电池安全性;同时,使得因电解液喷出释放的气体经透气孔能够排出。
在本发明的一些实施例中,透气孔构造为圆形孔或者长条孔。如此设置,加工方便,工艺简单,制造成本低廉。
在一具体实施例中,如图5所示,箭头C用于指示电解液喷出方向。第一阻隔层21上设有J个呈阵列布置的第一透气孔211,第二阻隔层22上设有K个呈阵列布置的第二透气孔221,第三阻隔层23上设有J个呈阵列布置的第三透气孔231。
第一、二、三透气孔为圆形孔,且尺寸均相等。
第一、二、三阻隔层的尺寸、厚度均相等。第一阻隔层21与第二阻隔层22之间的距离和第二阻隔层22与第三阻隔层23之间的距离相等。
当然,可以理解的是,在一些实施例中,第一阻隔层21上设有J个第一透气孔211,第二阻隔层22上设有K个第二透气孔221,第三阻隔层23上设有J个第三透气孔231。第一、二、三透气孔可以不呈阵列布置。
在另一具体实施例中,如图8所示,与上述具体实施例的区别仅在于:第一、二、三透气孔为长条孔。参照上述描述,故不再赘述。
在本发明的一些实施例中,所述N个阻隔层包括沿所述第一方向设置的第一阻隔层21至第N阻隔层,所述第一阻隔层21远离所述本体10设置,所述第一阻隔层21至所述第N阻隔层上透气孔的孔径逐渐减小。
在具体实施例中,如图9所示,箭头C用于指示电解液喷出方向。第一阻隔层21上设有J个呈阵列布置的第一透气孔211,第二阻隔层22上设有K个呈阵列布置的第二透气孔221,第三阻隔层23上设有J个呈阵列布置的第三透气孔231。
第一、二、三透气孔为圆形孔。但第一透气孔211直径>第二透气孔221直径>第三透气孔231直径,也就是说沿着第一方向各阻隔层上的透气孔尺寸逐渐减小。
第一、二、三阻隔层的尺寸、厚度均相等。第一阻隔层21与第二阻隔层22之间的距离和第二阻隔层22与第三阻隔层23之间的距离相等。
基于上述的第一部分电解液>第二部分电解液>第三部分电解液,故合理设计第一、二、三透气孔的尺寸,一方面,避免穿过第一透气孔211的电解液能够穿过第二透气孔221,避免穿过第二透气孔221的电解液能够穿过第三透气孔231,进而提高各个阻隔层对电解液的阻隔效果;另一方面,可以区别第一、二、三阻隔层,方便防爆网20的组装。
当然,可以理解的是,若第一、二、三透气孔均为腰形孔,第一透气孔211尺寸>第二透气孔221尺寸>第三透气孔231尺寸,如图10所示。
在本发明的一些实施例中,所述N个阻隔层包括沿所述第一方向设置的第一阻隔层21至第N阻隔层,所述第一阻隔层21远离所述本体10设置,所述第一阻隔层21至所述第N阻隔层上透气孔的数量逐渐减小。
在具体实施例中,如图11所示,箭头C用于指示电解液喷出方向。第一阻隔层21上设有M1个呈阵列布置的第一透气孔211,第二阻隔层22上设有M2个呈阵列布置的第二透气孔221,第三阻隔层23上设有M3个呈阵列布置的第三透气孔231。
其中,M1>M2>M3,2<M1、M2、M3<N,M1、M2、M3为正整数,也就是说沿着第一方向各阻隔层上的透气孔数量逐渐减小。
第一、二、三透气孔为圆形孔,且尺寸均相等。
第一、二、三阻隔层的尺寸、厚度均相等。第一阻隔层21与第二阻隔层22之间的距离和第二阻隔层22与第三阻隔层23之间的距离相等。
基于上述的第一部分电解液>第二部分电解液>第三部分电解液,故合理设计第一、二、三透气孔的数量,一方面,避免穿过第一透气孔211的电解液能够穿过第二透气孔221,避免穿过第二透气孔221的电解液能够穿过第三透气孔231,进而提高各个阻隔层对电解液的阻隔效果;另一方面,可以区别第一、二、三阻隔层,方便防爆网20的组装。
在本发明的一些实施例中,沿第一方向,相邻两层的阻隔层之间的距离逐渐减小。
在具体实施例中,如图5和图7所示,箭头C用于指示电解液喷出方向。第一阻隔层21上设有J个呈阵列布置的第一透气孔211,第二阻隔层22上设有K个呈阵列布置的第二透气孔221,第三阻隔层23上设有J个呈阵列布置的第三透气孔231。
第一、二、三透气孔为圆形孔,且尺寸均相等。
第一、二、三阻隔层的尺寸、厚度均相等。但第一阻隔层21与第二阻隔层22之间的距离为L1,第二阻隔层22与第三阻隔层23之间的距离为L2,L2<L1。
基于上述的第一部分电解液>第二部分电解液>第三部分电解液,对应的,回流至第一阻隔层21与第二阻隔层22之间的电解液量比较大,回流至第二阻隔层22与第三阻隔层23之间的电解液量比较小。
因此,增大第一阻隔层21与第二阻隔层22之间的第一空间,减小第二阻隔层22与第三阻隔层23之间的第二空间,避免第一空间的电解液量溢出至第二空间,有助于提高各个阻隔层对电解液的阻隔效果。
当然,在一些实施例中设有第一阻隔层21、第二阻隔层22、第三阻隔层23及第四阻隔层。第一阻隔层21与第二阻隔层22之间的距离为L1,第二阻隔层22与第三阻隔层23之间的距离为L2,第三阻隔层23与第四阻隔层之间的距离为L3,L3<L2<L1。也就是说:沿第一方向,相邻两层的阻隔层之间的距离逐渐减小。本实施例在此不一一举例说明。
在本发明的一些实施例中,相邻两层的阻隔层交错设置。
在具体实施例中,如图12和图13所示,箭头C用于指示电解液喷出方向。第一阻隔层21上设有J个呈阵列布置的第一透气孔211,第二阻隔层22上设有K个呈阵列布置的第二透气孔221,第三阻隔层23上设有J个呈阵列布置的第三透气孔231。
第一、二、三透气孔为圆形孔,且尺寸均相等。
第一、二、三阻隔层的尺寸、厚度均相等。第一阻隔层21与第二阻隔层22之间的距离和第二阻隔层22与第三阻隔层23之间的距离相等。
然而,第一阻隔层21和第二阻隔层22交错设置,第二阻隔层22与第三阻隔层23交错设置,如图13所示。第一阻隔层21、第二阻隔层22、第三阻隔层23之间形成折线形流道,如图13中虚线箭头D4所示,虚线箭头D4即为折线形流道的流向。
如此设置,穿过第二透气孔221的电解液除了可以经过第二透气孔221回流,还可以经过上述的折线形流道回流,提高电解液的回流效果。
当然,可以理解的,除了上述阻隔层的交错方式外,还可以有其他合适的交错方式,本实施例在此不一一举例说明。
在本发明的一些实施例中,N个阻隔层包括第一阻隔层21至第N阻隔层,所述第一阻隔层21远离所述本体10设置,所述第一阻隔层21至第N-1阻隔层中至少一者上设有导流槽,所述导流槽与所述透气孔连通。
在具体实施例中,如图15所示,箭头C用于指示电解液喷出方向。第一阻隔层21上设有J个呈阵列布置的第一透气孔211,第二阻隔层22上设有K个呈阵列布置的第二透气孔221,第三阻隔层23上设有J个呈阵列布置的第三透气孔231。
在第一阻隔层21朝向第二阻隔层22的表面上形成第一导流槽212,多个第一导流槽212将各个第一透气孔211连通起来。在第二阻隔层22朝向第三阻隔层23的表面上形成第二导流槽222,多个第二导流槽222将各个第二透气孔221连通起来。
如此设置,使得穿过第一透气孔211的电解液可以及时回流穿过第一阻隔层21,使得穿过第二透气孔221的电解液可以及时回流穿过第二阻隔层22,提高电解液的回流效果。
当然,可以理解的是,可以仅在第二阻隔层22朝向第三阻隔层23的表面上形成第二导流槽222;
或者,可以仅在第一阻隔层21朝向第二阻隔层22的表面上形成第一导流槽212,如图14所示。
优选地,参考图14,N个阻隔层包括第一阻隔层21、第二阻隔层22、第三阻隔层23、……、第N阻隔层,仅在第一阻隔层21朝向第二阻隔层22的表面上形成第一导流槽212。
在本发明的一些实施例中,如图1-图4所示,本体10包括间隔设置的第一部分11和第二部分12,第一部分11朝向第二部分12的一端设有防爆网20,第二部分12朝向第一部分11的一端设有凸起部30,且防爆网20与凸起部30朝向同一侧凸起,防爆网20与凸起部30之间存在间隙d2。
需要说明的是,分体设置的第一部分11和第二部分12,能有效避免下塑胶面积较大时出现下塑胶变形翘起,缩水严重影响结构强度等情况。当下塑胶某个部位出现质量问题时只需报废对应下塑胶即可,减少材料损耗,降低了制造成本与工艺难度。
同时,第一部分11朝向第二部分12的一端设有凸起防爆网20,防爆网20位于负极连接片与间隙之间,通过防爆网20增加了负极连接片与间隙之间的距离,进而增加了负极极耳与间隙之间的距离,从而能够防止负极极耳插入第一部分和第二部分的间隙中与顶盖抵接,防止电芯出现短路,提高了储能装置的安全性。
此外,第二部分12朝向第一部分11的一端设有凸起部30,凸起部30位于正极连接片及正极极耳位与间隙之间,通过凸起部30能够对正极连接片、正极极耳起到限位作用,防止正极极耳插入间隙中翻折、弯折、断裂,造成导电接触不良等问题。
在本发明的一些实施例中,所述第一部分11背向所述凸起部30的表面凹陷形成凹槽,所述凹槽的底部构造为所述第一阻隔层21,所述第二阻隔层至所述第N阻隔层均设置于所述凹槽内,以形成防爆网20。
参考图1和图3所示,第一部分11上表面110凹陷形成凹槽,凹槽的底部构造为第一阻隔层21,第二阻隔层22至第N阻隔层均位于凹槽内。如此设置,可以形成上述的防爆网20。
其中,第N阻隔层(第二阻隔层22)与第一部分11上表面110(凹槽的开口)之间的距离为d1,0.5mm≤d1≤5mm。
如此,当电池内部产气增多,使得气体积聚于该间隙d1。当间隙d1中气体压强达到预定开阀气压,防爆阀能够及时开阀泄气。
在本发明的一些实施例中,防爆网20与凸起部30之间的间隙d2,0.1mm≤d2≤10mm。
如图1-图2所示,防爆网20与凸起部30之间的间隙d2为0.1mm~10mm。例如,d2为0.1mm,1mm,3mm,0 .1mm,10mm等,本申请在此不一一列举。
优选地,d2为1.5mm~5.5mm,防止正极极耳插入防爆网20与凸起部30的间隙d2中翻折、弯折、断裂,造成导电接触不良;当然,间隙d2也可小于0.1mm或大于10mm,本实施例对此不作限制。
在本发明的一些实施例中,如图1所示,本体10上还设有一个注液通孔123、第二极柱通孔121、第一极柱通孔111,注液通孔123上可设置导流部件。在进行加压注液时,导流部件通过分散缓冲加注液的进入压力,提高注液效率,同时避免了高压对裸电芯的冲击。
在本发明的一些实施例中,本体10的长度方向上的两端还分别设有第一导流孔112和第二导流孔122,通过多个第一、二导流孔实现电解液的有效导流,保证电解液的充分流通。
在本发明的一些实施例中,本体10和防爆网20可为一体成型,即通过一次注塑工艺形成下塑胶。
本申请的实施例还提供了一种电池的顶盖组件,该顶盖组件包括:上盖、防爆阀和上述实施例提供的下塑胶,上盖上设有防爆孔,防爆网20与防爆孔对应设置,防爆阀设于防爆孔上。
本申请提供的电池的顶盖组件,通过相邻两层的阻隔层的至少部分透气孔交错设置,可以避免大量电解液因喷出导致的洒落问题,进而杜绝防爆阀开阀时引发的火灾,提高了电池安全性;同时,使得因电解液喷出释放的气体经透气孔能够排出。
其中,在本体10的长度方向上,防爆网20的宽度大于防爆阀的宽度。通过使防爆网20的宽度大于防爆阀的宽度,以保证防爆阀的排气效果。
本申请的实施例还提供了一种电池,该电池包括上述的顶盖组件,电池例如可为锂离子电池。
本申请提供的电池,通过相邻两层的阻隔层的至少部分透气孔交错设置,可以避免大量电解液因喷出导致的洒落问题,进而杜绝防爆阀开阀时引发的火灾,提高了电池安全性;同时,使得因电解液喷出释放的气体经透气孔能够排出。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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,“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。
在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上。
在本发明的描述中,第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。
在本发明的描述中,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。
在本说明书的描述中,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。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本发明的范围由权利要求及其等同物限定。