CN116613456A - 电池的外壳及电池 - Google Patents

Abstract

本申请涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及电池的外壳及电池。限定外壳的垂直于宽度方向的侧壁为第一侧壁，限定外壳的垂直于厚度方向的侧壁为第二侧壁，第一侧壁设置有用于安装防爆阀的安装孔，在厚度方向上，安装孔位于第一侧壁的中心位置，第一侧壁与相邻的两个第二侧壁通过圆角壁连接，安装孔包括在厚度方向上的第一侧和第二侧，安装孔的第一侧到对应的圆角壁的第一侧的距离为C，外壳在厚度方向上的尺寸为B，安装孔在厚度方向上的尺寸为E，0.05B≤C≤0.20B，0.35B≤E≤0.70B。本申请的电池的外壳及电池，从而解决了现有将泄压机构调整至壳体侧壁后，防爆阀边缘距离圆角壁的尺寸不适的问题。

Description

电池的外壳及电池

技术领域

本申请涉及锂离子电池技术领域，尤其是涉及一种电池的外壳及电池。

背景技术

随着技术的不断发展，用户对新能源电池的要求越来越高。为了提高电池单体的安全性能，电池单体上通常会设置泄压机构。当电池单体运行异常内部产生气体时，可以通过泄压机构排出气体，以免造成较大的安全事故。

现有技术中，如图11所示，防爆阀设置在盖板上，pack组装时会在电芯的两端分别预留出气道，供电芯热失控时防爆阀开启后产生的气体排出。但是由于电芯两端气道的存在，大大的占据了pack的空间，不利于pack能量密度的进一步提升。

当把防爆阀由盖板上调整到壳体侧壁后，气体向下直接排除，电芯组装pack时可以不用在电芯两端预留出气道，这样就可以将电芯的长度加长或者电芯尺寸不变，pack尺寸减小，从而大大提升pack的能量密度或体积利用率。

因此，为了提高pack的能量密度，将泄压结构由盖板处调整到壳体侧壁处是非常有效的方法。

鉴于此，将泄压机构调整至壳体侧壁后，泄压机构与壳体需要可靠的固定连接并防止漏气。具体地，如图2和图8所示，在壳体的厚度方向上，若防爆阀边缘距离圆角壁的尺寸C太小(或防爆阀宽度占比太大)，则防爆阀焊接时产生的热量会使壳体两侧外壁变形，且不利于防爆阀焊接后气密性的检测，易使气密性不通过的产品错误的判读为正常产品(因为气密性的检测时，C的位置需安装密封圈)。

若防爆阀边缘距离圆角壁的尺寸C太大(或防爆阀宽度占比太小)，则当防爆阀开启后，有效排气面积较小，不能及时排除壳体内部气体，造成壳体内压较大，从而带来安全风险。

发明内容

本申请的目的是在于提供一种电池的外壳及电池，从而解决了现有将泄压机构调整至壳体侧壁后，防爆阀边缘距离圆角壁的尺寸不适而引发的一系列问题。

根据本申请第一方面提供了一种电池的外壳，所述外壳具有长度方向、宽度方向和厚度方向，限定所述外壳的垂直所述宽度方向的侧壁为第一侧壁，限定所述外壳的垂直所述厚度方向的侧壁为第二侧壁，所述第一侧壁设置有用于安装防爆阀的安装孔，在所述厚度方向上，所述安装孔位于所述第一侧壁的中心位置，所述第一侧壁与相邻的两个所述第二侧壁通过圆角壁连接，每个所述圆角壁包括第一侧和第二侧，所述圆角壁的第一侧连接所述第一侧壁，所述圆角壁的第二侧连接所述第二侧壁，所述安装孔包括在所述厚度方向上彼此相对的第一侧和第二侧，所述安装孔的第一侧到对应的所述圆角壁的第一侧的距离，以及所述安装孔的第二侧到对应的所述圆角壁的第一侧的距离为C，所述外壳在所述厚度方向上的尺寸为B，所述安装孔在所述厚度方向上的尺寸为E，0.05B≤C≤0.20B，0.35B≤E≤0.70B。

在上述任意技术方案中，进一步地，C≥2mm。

在上述任意技术方案中，进一步地，所述圆角壁的外圆面所在的圆柱面的截面的半径为R，E＝B-2R-2C。

在上述任意技术方案中，进一步地，所述安装孔包括台阶部和通孔，所述台阶部沿所述通孔的周向设置，所述台阶部将所述通孔分隔为第一腰型孔和第二腰型孔，其中，所述第一腰型孔位于所述第一侧壁的外侧，所述第二腰型孔位于所述第一侧壁的内侧，所述第一腰型孔的截面积大于所述第二腰型孔的截面积，所述防爆阀安装于所述第一腰型孔。

在上述任意技术方案中，进一步地，所述第一腰型孔在所述宽度方向上的尺寸为f，所述防爆阀在所述宽度方向上的尺寸为e，f≥e+0.1mm。

在上述任意技术方案中，进一步地，所述防爆阀的中部设置有减薄区，所述减薄区的外缘到所述防爆阀的外缘的距离为F，所述台阶部的内缘到所述台阶部的外缘的距离为D，D≤F。

在上述任意技术方案中，进一步地，0.5mm≤D。

本申请第二方面提供了一种电池，包括如上所述的电池的外壳。

在上述任意技术方案中，进一步地，所述电池还包括防爆阀，所述防爆阀安装于所述安装孔，所述防爆阀在所述长度方向上的尺寸为L，L/E≤10。

在上述任意技术方案中，进一步地，所述电池还包括正极盖板、负极盖板、电芯、侧板以及绝缘保护膜，所述绝缘保护膜套设于所述电芯，所述侧板安装于所述电芯的侧壁，用于固定所述绝缘保护膜，所述外壳套设于所述绝缘保护膜，所述外壳的两端分别设置有两个开口，所述正极盖板和所述负极盖板分别安装于两个所述开口。

根据本申请的外壳，外壳具有长度方向、宽度方向和厚度方向，其中，限定外壳的垂直宽度方向的侧壁为第一侧壁，限定外壳的垂直厚度方向的侧壁为第二侧壁，第一侧壁设置有用于安装防爆阀的安装孔，在厚度方向上，安装孔位于第一侧壁的中心位置，第一侧壁与相邻的两个第二侧壁通过圆角壁连接，其中，每个圆角壁包括第一侧和第二侧，圆角壁的第一侧连接第一侧壁，圆角壁的第二侧连接第二侧壁，安装孔包括在厚度方向上彼此相对的第一侧和第二侧，定义安装孔的第一侧到对应的圆角壁的第一侧的距离，以及安装孔的第二侧到对应的圆角壁的第一侧的距离为C，外壳在厚度方向上的尺寸为B，安装孔在厚度方向上的尺寸为E，则0.05B≤C≤0.20B，0.35B≤E≤0.70B。

本申请为了提高pack的能量密度，将防爆阀调整到壳体的第一侧壁上。且在此基础上，限定0.05B≤C≤0.20B，0.35B≤E≤0.70B。即限定了防爆阀在整个第一侧壁上的占比，保证了在壳体的厚度方向上，防爆阀边缘距离圆角壁的尺寸C不会过大或过小。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出根据本申请的实施例的电池的整体爆炸结构示意图；

图2示出根据本申请的实施例的防爆阀与外壳的安装结构示意图；

图3示出根据本申请的实施例的外壳的侧视图；

图4示出图3的A-A剖面示意图；

图5示出图4的B部放大示意图；

图6示出根据本申请的实施例的外壳安装防爆阀后的侧视图；

图7示出图6的A-A剖面示意图；

图8示出图7的A部放大示意图；

图9示出根据本申请的实施例的防爆阀的结构示意图；

图10示出图9的B-B剖面示意图；

图11示出现有技术中电芯组安装在pack内的结构示意图。

图标：100-外壳；101-第一侧壁；102-第二侧壁；103-圆角壁；104-防爆阀；1041-减薄区；105-安装孔；1051-台阶部；1052-第一腰型孔；1053-第二腰型孔；200-正极盖板；300-负极盖板；400-电芯；500-侧板；600-绝缘保护膜；X-长度方向；Y-宽度方向；Z-厚度方向。

具体实施方式

提供以下具体实施方式以帮助读者获得对这里所描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本申请的公开内容之后，这里所描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改及等同物将是显而易见的。例如，这里所描述的操作的顺序仅仅是示例，其并不限于这里所阐述的顺序，而是除了必须以特定顺序发生的操作之外，可做出在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略本领域中已知的特征的描述。

这里所描述的特征可以以不同的形式实施，并且不应被解释为局限于这里所描述的示例。更确切地说，已经提供了这里所描述的示例仅用于示出在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的实现这里描述的方法、设备和/或系统的诸多可行方式中的一些方式。

在整个说明书中，当元件(诸如，层、区域或基板)被描述为“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件、“结合到”另一元件、“在”另一元件“之上”或“覆盖”另一元件时，其可直接“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件、“结合到”另一元件、“在”另一元件“之上”或“覆盖”另一元件，或者可存在介于它们之间的一个或更多个其他元件。相比之下，当元件被描述为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件、“直接结合到”另一元件、“直接在”另一元件“之上”或“直接覆盖”另一元件时，可不存在介于它们之间的其他元件。

如在此所使用的，术语“和/或”包括所列出的相关项中的任何一项和任何两项或更多项的任何组合。

尽管可在这里使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各个构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分不受这些术语所限制。更确切地说，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分相区分。因此，在不脱离示例的教导的情况下，这里所描述的示例中所称的第一构件、组件、区域、层或部分也可被称为第二构件、组件、区域、层或部分。

为了易于描述，在这里可使用诸如“在……之上”、“上部”、“在……之下”和“下部”的空间关系术语，以描述如附图所示的一个元件与另一元件的关系。这样的空间关系术语意图除了包含在附图中所描绘的方位之外，还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为相对于另一元件位于“之上”或“上部”的元件随后将相对于另一元件位于“之下”或“下部”。因此，术语“在……之上”根据装置的空间方位而包括“在……之上”和“在……之下”两种方位。所述装置还可以以其他方式定位(例如，旋转90度或处于其他方位)，并将对在这里使用的空间关系术语做出相应的解释。

在此使用的术语仅用于描述各种示例，并非用于限制本公开。除非上下文另外清楚地指明，否则单数的形式也意图包括复数的形式。术语“包括”、“包含”和“具有”列举存在的所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。

由于制造技术和/或公差，可出现附图中所示的形状的变化。因此，这里所描述的示例不限于附图中所示的特定形状，而是包括在制造期间出现的形状上的改变。

这里所描述的示例的特征可按照在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的各种方式进行组合。此外，尽管这里所描述的示例具有各种各样的构造，但是如在理解本申请的公开内容之后将显而易见的，其他构造是可能的。

本申请第一方面提供了一种电池的外壳，从而解决了现有将泄压机构调整至壳体侧壁后，防爆阀边缘距离圆角壁的尺寸不好掌握的问题。

根据本申请的外壳100，如图2、图5和图8所示，外壳100具有长度方向X、宽度方向Y和厚度方向Z，其中，限定外壳100的垂直宽度方向Y的侧壁为第一侧壁101，限定外壳100的垂直厚度方向Z的侧壁为第二侧壁102(第一侧壁101的面积小于第二侧壁102的面积)，第一侧壁101设置有用于安装防爆阀104的安装孔105(安装孔105为一个或多个)，在所述厚度方向Z上，安装孔105位于第一侧壁101的中心位置(如图5所示，安装孔105的对称面与第一侧壁101的对称面共面)，第一侧壁101与相邻的两个第二侧壁102通过圆角壁103连接。

进一步地，如图2、图5和图8所示，安装孔105的对称面与外壳100的对称面共面(对称面垂直所述厚度方向Z)，即两个圆角壁103的结构和尺寸相等。这里，定义所述圆角壁103的外圆面所在的圆柱面的截面的半径为R。

其中，每个圆角壁103包括第一侧和第二侧(由第一侧沿弧线延伸至第二侧)，圆角壁103的第一侧连接第一侧壁101，圆角壁103的第二侧连接第二侧壁102，安装孔105包括在厚度方向Z上彼此相对的第一侧和第二侧，定义安装孔105的第一侧到对应的圆角壁103的第一侧的距离，以及安装孔105的第二侧到对应的圆角壁103的第一侧的距离为C(即安装孔105的边缘到圆角壁103的最短距离为C)，外壳100在厚度方向Z上的尺寸为B，安装孔105在厚度方向Z上的尺寸为E，在外壳100的厚度方向Z上，以外壳100的外侧面为例，则E＝B-2R-2C。

本申请为了提高pack的能量密度，将防爆阀104调整到壳体的第一侧壁101上。且在此基础上，限定0.05B≤C≤0.20B，0.35B≤E≤0.70B。即限定了防爆阀104在整个第一侧壁101上的占比，保证了在壳体的厚度方向Z上，防爆阀104边缘距离圆角壁103的尺寸C不会过大或过小。

这里，如图5和图8所示，为了保证防爆阀104焊接时产生的热量不会使外壳100的两个第二侧壁102变形，且在气密性的检测时，预留有位置安装密封圈，则C≥2mm。

进一步地，在本申请的实施例中，为了满足泄压机构与外壳100连接的可制造性、连接处可氦检性及泄压机构开启时能够及时排除内部气体，在下文将参照图1至图11，详细描述圆角壁103、防爆阀104、安装孔105的具体结构和尺寸。

在本申请的实施例中，如图5所示，安装孔105包括台阶部1051和通孔，台阶部1051沿通孔的周向设置(台阶部1051沿通孔的内壁设置一周，且在厚度方向Z上的尺寸相等)，其中，台阶部1051将通孔分隔为第一腰型孔1052和第二腰型孔1053，第一腰型孔1052和第二腰型孔1053沿所述宽度方向Y设置，其中，第一腰型孔1052位于第一侧壁101的外侧，第二腰型孔1053位于所述第一侧壁101的内侧，第一腰型孔1052的截面积大于第二腰型孔1053的截面积，防爆阀104安装于第一腰型孔1052。

在本申请的实施例中，如图5所示，定义第一腰型孔1052在宽度方向Y上的尺寸为f(即台阶部1051的上表面到第一腰型孔1052的外侧面的距离为f)，定义防爆阀104在宽度方向Y上的尺寸为e，其中，f≥e+0.1mm。保证了防爆阀104的高度不会超出第一腰型孔1052，即防爆阀104的高度不会超出整体外壳100，进而保证了防爆阀104与第一侧壁101的焊缝不会超出整体外壳100。

在本申请的实施例中，如图8和图10所示，防爆阀104的中心位置设置有减薄区1041，定义减薄区1041的外缘到防爆阀104的外缘的距离为F，台阶部1051的内缘到台阶部1051的外缘的距离为D，则D≤F。即保证了台阶部1051不会影响防爆阀104的减薄区1041，进而保证了当防爆阀104开启后，减薄区1041的有效面积可以排除壳体内部气体。

进一步地，当0.5mm≥D时，设置有台阶部1051的第一侧壁101制造困难，制造的模具容易损坏。因此，在本实施例中，0.5mm≤D。保证了设置有台阶部1051的第一侧壁101制造方便。

进一步地，为了保证防爆阀104的连接稳定性以及排气面积，在本实施例中，如图9和图10所示，定义防爆阀104在所述长度方向X上的尺寸为L，则L/E≤10。

根据本申请第二方面提供了一种电池(可以是二次电池)，包括如上所述的电池的外壳。

进一步地，如图1所示，电池还包括正极盖板200、负极盖板300、电芯400、侧板500以及绝缘保护膜600，绝缘保护膜600套设于电芯400，侧板500安装于电芯400的侧壁，用于固定绝缘保护膜600，外壳100套设于绝缘保护膜600，外壳100的两端分别设置有两个开口，正极盖板200和负极盖板300分别安装于两个开口。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，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：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池的外壳，其特征在于，所述外壳具有长度方向、宽度方向和厚度方向，

限定所述外壳的垂直于所述宽度方向的侧壁为第一侧壁，

限定所述外壳的垂直于所述厚度方向的侧壁为第二侧壁，所述第一侧壁设置有用于安装防爆阀的安装孔，

在所述厚度方向上，所述安装孔位于所述第一侧壁的中心位置，

所述第一侧壁与相邻的两个所述第二侧壁通过圆角壁连接，

每个所述圆角壁包括第一侧和第二侧，

所述圆角壁的第一侧连接所述第一侧壁，所述圆角壁的第二侧连接所述第二侧壁，

所述安装孔包括在所述厚度方向上彼此相对的第一侧和第二侧，

所述安装孔的第一侧到对应的所述圆角壁的第一侧的距离，以及所述安装孔的第二侧到对应的所述圆角壁的第一侧的距离为C，

所述外壳在所述厚度方向上的尺寸为B，

所述安装孔在所述厚度方向上的尺寸为E，

0.05B≤C≤0.20B，0.35B≤E≤0.70B。

2.根据权利要求1所述的电池的外壳，其特征在于，C≥2mm。

3.根据权利要求1所述的电池的外壳，其特征在于，所述圆角壁的外圆面所在的圆柱面的截面的半径为R，

E＝B-2R-2C。

4.根据权利要求1所述的电池的外壳，其特征在于，所述安装孔包括台阶部和通孔，所述台阶部沿所述通孔的周向设置，

所述台阶部将所述通孔分隔为第一腰型孔和第二腰型孔，

其中，所述第一腰型孔位于所述第一侧壁的外侧，所述第二腰型孔位于所述第一侧壁的内侧，

所述第一腰型孔的截面积大于所述第二腰型孔的截面积，

所述防爆阀安装于所述第一腰型孔。

5.根据权利要求4所述的电池的外壳，其特征在于，所述第一腰型孔在所述宽度方向上的尺寸为f，

所述防爆阀在所述宽度方向上的尺寸为e，

f≥e+0.1mm。

6.根据权利要求4所述的电池的外壳，其特征在于，所述防爆阀的中部设置有减薄区，

所述减薄区的外缘到所述防爆阀的外缘的距离为F，

所述台阶部的内缘到所述台阶部的外缘的距离为D，D≤F。

7.根据权利要求6所述的电池的外壳，其特征在于，0.5mm≤D。

8.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1-7中任一项所述的电池的外壳。

9.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，所述电池还包括防爆阀，所述防爆阀安装于所述安装孔，

所述防爆阀在所述长度方向上的尺寸为L，

L/E≤10。

10.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，所述电池还包括正极盖板、负极盖板、电芯、侧板以及绝缘保护膜，

所述绝缘保护膜套设于所述电芯，

所述侧板安装于所述电芯的侧壁，用于固定所述绝缘保护膜，

所述外壳套设于所述绝缘保护膜，

所述外壳的两端分别设置有两个开口，所述正极盖板和所述负极盖板分别安装于两个所述开口。