CN116666887A - 电池单体、电池及用电设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种电池单体、电池及用电设备,属于电池技术领域。其中,电池单体包括外壳,外壳包括泄压部件,泄压部件设置有槽部,泄压部件被配置为能够沿槽部裂开,以泄放电池单体内部的压力,泄压部件具有的起爆位置。槽部包括第一槽段、第二槽段和第三槽段,第一槽段与第三槽段相对设置,第二槽段连接第一槽段和第三槽段,起爆位置形成于第一槽段和/或第三槽段。起爆位置并未形成于第二槽段,使得泄压部件在第二槽段的区域具有较高的抗疲劳强度,降低了泄压部件在电池单体正常使用过程中在第二槽段的中部区域裂开的可能性,提高了泄压部件的长期可靠性,提高了电池单体的使用寿命。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,具体而言,涉及一种电池单体、电池及用电设备。
背景技术
随着新能源技术的发展,电池的应用越来越广泛,例如应用于手机、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、电动飞机、电动轮船、电动玩具汽车、电动玩具轮船、电动玩具飞机和电动工具等上。
对于一般的电池单体而言,电池单体设置有泄压部件,在电池单体热失控时,通过泄压部件泄放电池单体内部的压力,以提高电池单体的可靠性。除了提高电池单体的可靠性外,电池单体的使用寿命也是一个需要考虑的问题。因此,如何提高电池单体的使用寿命,是电池技术中一个亟待解决的问题。
发明内容
本申请实施例提供一种电池单体、电池及用电设备,能够有效提高电池单体的使用寿命。
第一方面,本申请实施例提供一种电池单体,包括外壳,外壳包括泄压部件,泄压部件设置有槽部,泄压部件被配置为能够沿槽部裂开,以泄放电池单体内部的压力,泄压部件具有起爆位置;其中,槽部包括第一槽段、第二槽段和第三槽段,第一槽段与第三槽段相对设置,第二槽段连接第一槽段和第三槽段,起爆位置形成于第一槽段和/或第三槽段。
在上述技术方案中,泄压部件的起爆位置形成于第一槽段和/或第三槽段,起爆位置并未形成于第二槽段,使得泄压部件在第二槽段的区域具有较高的抗疲劳强度,降低了泄压部件在电池单体正常使用过程中在第二槽段裂开的可能性,提高了泄压部件的长期可靠性,提高了电池单体的使用寿命。
在一些实施例中,第一槽段形成有起爆位置,第一槽段的残厚小于第二槽段的残厚。这样,可以使起爆位置形成于第二槽段与第一槽段相连的位置附近,在泄压时,泄压部件在该起爆位置裂开后,裂纹在沿着第一槽段扩散的同时,也可以沿着第二槽段扩散。此外,由于第一槽段的残厚小于第二槽段的残厚,相当于增大了第二槽段的残厚,提高了泄压部件在设置第二槽段的区域的抗疲劳强度,进一步降低了泄压部件在电池单体正常使用过程中在第二槽段的区域裂开的可能性。
在一些实施例中,第一槽段的残厚为D1,第二槽段的残厚为D2,满足:0.15≤D1/D2≤0.95。若D1/D2<0.15,第二槽段的残厚过大,在泄压时,容易出现泄压部件不能沿着第二槽段裂开的风险,泄压及时性较差;若D1/D2>0.95,第二槽段的残厚过小,泄压部件在电池单体正常使用过程中容易出现沿第二槽段裂开的风险,影响电池单体的使用寿命。而0.15≤D1/D2≤0.95,既可以提高电池单体的泄压及时性,又可以提高电池单体的使用寿命。
在一些实施例中,0.3≤D1/D2≤0.9。使得电池单体的性能更优,能够提高电池单体的泄压及时性和电池单体的使用寿命。
在一些实施例中,0.5≤D1/D2≤0.85。进一步提高电池单体的综合性能,既可以将泄压部件在电池单体正常使用过程中出现沿第二槽段裂开的概率控制在较低的水平,又可以将电池单体热失控时发生爆炸的概率控制在较低的水平。
在一些实施例中,0.03mm≤D1≤0.5mm。
在一些实施例中,0.15mm≤D1≤0.4mm。
在一些实施例中,0.05mm≤D2≤0.65mm。
在一些实施例中,0.25mm≤D2≤0.5mm。
在一些实施例中,第一槽段的深度大于第二槽段的深度,使得第一槽段的残厚小于第二槽段的残厚。在成型时,可以在泄压部件上将第一槽段相较于第二槽段加工更深一些,以实现第一槽段的残厚小于第二槽段的残厚,实现方式简单。
在一些实施例中,第一槽段包括第一级槽和第二级槽,第一级槽和第二级槽沿泄压部件的厚度方向排布,第二级槽设置于第一级槽的槽底面。在成型时,可以先在泄压部件上成型第一级槽,再在第一级槽的槽底面上成型第二级槽,以成型出第一槽段,这样,能够减小第一槽段中的每一级槽的成型深度,减小泄压部件在成型第一槽段时受到的成型力,降低泄压部件在成型第一槽段时产生裂纹的可能性。
在一些实施例中,第一级槽的槽底面与第二槽段的槽底面平齐。使得第一级槽的槽底面与第二槽段的槽底面共面,在成型时,可以将第一槽段的第一级槽和第二槽段一起成型,再成型第一槽段的第二级槽,提高槽部的成型效率。
在一些实施例中,沿泄压部件的厚度方向,泄压部件具有相对的第一表面和第二表面,第一级槽和第二级槽沿第一表面指向第二表面的方向依次设置,第二级槽的槽底面较第二槽段的槽底面更靠近第二表面;其中,第二级槽的槽底面与第二槽段的槽底面通过第一斜平面或第一圆弧面连接。在泄压时,泄压部件在起爆位置裂开后,第二级槽的槽底面上的裂纹可以沿着第一斜平面或第一圆弧面快速地扩散至第二槽段的槽底面,进而缩小裂纹从第一槽段向第二槽段扩散的时间,进一步缩短泄压部件沿槽部裂开的时间。
在一些实施例中,第三槽段形成有起爆位置,第三槽段的残厚小于第二槽段的残厚。这样,可以使起爆位置形成于第二槽段与第三槽段相连的位置附近,在泄压时,泄压部件在该起爆位置裂开后,裂纹在沿着第三槽段扩散的同时,也可以沿着第二槽段扩散。由于第三槽段的残厚小于第二槽段的残厚,相当于增大了第二槽段的残厚,提高了泄压部件在设置第二槽段的区域的抗疲劳强度,进一步降低了泄压部件在电池单体正常使用过程中在第二槽段的区域裂开的可能性。此外,由于第一槽段和第三槽段均形成有起爆位置,在电池单体内部压力达到起爆压力时,第一槽段和第三槽段的起爆位置均可以裂开,使得裂纹在沿着第一槽段和第三槽段的扩散的同时,从第二槽段的两端向中间位置扩散,缩短了泄压部件沿槽部裂开的时间。
在一些实施例中,第三槽段的残厚等于第一槽段的残厚。在电池单体泄压时,泄压部件沿第一槽段和第三槽段裂开时具有更好的同步性,进一步缩短泄压部件沿槽部裂开的时间,提高泄压及时性。
在一些实施例中,第二槽段的残厚为D2,第三槽段的残厚为D3,满足:0.15≤D3/D2≤0.95。若D3/D2<0.15,第二槽段的残厚过大,在泄压时,容易出现泄压部件不能沿着第二槽段裂开的风险,泄压及时性较差;若D3/D2>0.95,第二槽段的残厚过小,泄压部件在电池单体正常使用过程中容易出现沿第二槽段裂开的风险,影响电池单体的使用寿命。而0.15≤D3/D2≤0.95,既可以提高电池单体的泄压及时性,又可以提高电池单体的使用寿命。
在一些实施例中,0.3≤D3/D2≤0.9。使得电池单体的性能更优,提高电池单体的泄压及时性和电池单体的使用寿命。
在一些实施例中,0.5≤D3 D2≤0.85。进一步提高电池单体的综合性能,既可以将泄压部件在电池单体正常使用过程中出现沿第二槽段裂开的概率控制在较低的水平,又可以将电池单体热失控时发生爆炸的概率控制在较低的水平。
在一些实施例中,0.03mm≤D3≤0.5mm。
在一些实施例中,0.15mm≤D3≤0.4mm。
在一些实施例中,第三槽段的深度大于第二槽段的深度,使得第三槽段的残厚小于第二槽段的残厚。在成型时,可以在泄压部件上将第三槽段相较于第二槽段加工更深一些,以实现第三槽段的残厚小于第二槽段的残厚,实现方式简单。
在一些实施例中,第三槽段包括第三级槽和第四级槽,第三级槽和第四级槽沿泄压部件的厚度方向排布,第四级槽设置于第三级槽的槽底面。在成型时,可以先在泄压部件上成型第三级槽,再在第三级槽的槽底面上成型第四级槽,以成型出第三槽段,这样,能够减小第三槽段中的每一级槽的成型深度,减小泄压部件在成型第三槽段时受到的成型力,降低泄压部件在成型第三槽段时产生裂纹的可能性。
在一些实施例中,第三级槽的槽底面与第二槽段的槽底面平齐。使得第三级槽的槽底面与第二槽段的槽底面共面,在成型时,可以将第三槽段的第三级槽和第二槽段一起成型,再成型第三槽段的第四级槽,提高槽部的成型效率。
在一些实施例中,沿泄压部件的厚度方向,泄压部件具有相对的第一表面和第二表面,第三级槽和第四级槽沿第一表面指向第二表面的方向依次设置,第四级槽的槽底面较第二槽段的槽底面更靠近第二表面;其中,第四级槽的槽底面与第二槽段的槽底面通过第二斜平面或第二圆弧面连接。在泄压时,泄压部件在起爆位置裂开后,第四级槽的槽底面上的裂纹可以沿着第二斜平面或第二圆弧面快速地扩散至第二槽段的槽底面,进而缩小裂纹从第三槽段向第二槽段扩散的时间,进一步缩短泄压部件沿槽部裂开的时间。
在一些实施例中,沿第二槽段的延伸方向,第二槽段的两端分别与第一槽段和第三槽段相连。这样,第二槽段的两端未分别超出第一槽段和第三槽段,在泄压过程中,可以通过第一槽段、第二槽段和第三槽段限定的区域准确泄压,不易造成泄压部件其他区域开裂泄压,更容易实现定向泄压。
在一些实施例中,第一槽段与第二槽段相连于第一位置,沿第一槽段的延伸方向,第一位置偏离第一槽段的两端。在泄压过程中,泄压部件在第一位置裂开后,裂纹可以沿第一槽段从第一位置向两端扩散,缩短泄压部件沿第一槽段裂开的时间。
在一些实施例中,沿第一槽段的延伸方向,第一位置位于第一槽段的中点位置。在泄压过程中,裂纹沿第一槽段从第一位置向两端的扩散距离相等,进一步缩短泄压部件沿第一槽段裂开的时间。
在一些实施例中,第三槽段与第二槽段相连于第二位置,沿第三槽段的延伸方向,第二位置偏离第三槽段的两端。在泄压过程中,泄压部件在第二位置裂开后,裂纹可以沿第三槽段从第二位置向两端扩散,缩短泄压部件沿第三槽段裂开的时间。
在一些实施例中,沿第三槽段的延伸方向,第二位置位于第三槽段的中点位置。在泄压过程中,裂纹沿第三槽段从第二位置向两端的扩散距离相等,进一步缩短泄压部件沿第三槽段裂开的时间。
在一些实施例中,第一槽段、第二槽段和第三槽段均为沿直线轨迹延伸的槽。第一槽段、第二槽段和第三槽段均为直线形槽,能够降低第一槽段、第二槽段和第三槽段的成型难度。
在一些实施例中,第一槽段垂直于第二槽段;和/或,第三槽段垂直于第二槽段。若第一槽段垂直于第二槽段,第一槽段与第二槽段相连的位置附近应力更为集中,若起爆位置位于第一槽段与第二槽段相连的位置附近,在电池单体的起爆压力一定的情况下,可以减小第一槽段的加工深度,降低第一槽段的加工难度。若第三槽段垂直于第二槽段,第三槽段与第二槽段相连的位置附近应力更为集中,若起爆位置位于第三槽段与第二槽段相连的位置附近,在电池单体的起爆压力一定的情况下,可以减小第三槽段的加工深度,降低第三槽段的加工难度。
在一些实施例中,第一槽段、第二槽段和第三槽段限定出泄压区;泄压部件设置有引导槽,引导槽与第二槽段间隔设置,引导槽被配置为引导泄压区翻转打开。引导槽的设置有助于泄压区翻转打开,降低泄压区的翻转难度,能够有效提高泄压及时性。
在一些实施例中,第一槽段、第二槽段和第三槽段限定出两个泄压区,两个泄压区分别位于第二槽段的两侧;泄压部件设置有两个引导槽,第二槽段位于两个引导槽之间,两个引导槽被配置为分别引导两个泄压区翻转打开。在泄压过程中,两个引导槽可以分别对两个泄压区起到引导作用,提高两个泄压区的打开速率,更为及时地泄压。
在一些实施例中,第一槽段和第三槽段均与引导槽不接触。引导槽不易对第一槽段和第三槽段的影响,提高泄压部件在第一槽段和第三槽段位置的抗疲劳强度,降低因引导槽与第一槽段、第三槽段相连产生应力集中,造成泄压部件在电池单体正常使用过程中在相连的位置裂开的可能性。此外,在泄压过程中,在泄压部件沿第一槽段和第三槽段裂开后,裂纹不易扩散至引导槽,降低泄压区打开后从泄压部件脱离飞溅的可能性。
在一些实施例中,沿泄压部件的厚度方向,引导槽和槽部分别设置于泄压部件的两侧。一方面,降低引导槽在成型时对槽部所带来的影响;另一方面,引导槽对泄压区能够产生更好的引导效果,使得泄压区更容易翻转打开。
在一些实施例中,引导槽沿第二槽段的延伸方向延伸。
在一些实施例中,沿第二槽段的延伸方向,第一槽段和第三槽段分别位于引导槽的两侧,第二槽段位于第一槽段和第三槽段之间的部分的长度为L1,引导槽的长度为L2,满足:1mm≤L1-L2≤10mm。若L1-L2<1mm,第一槽段和第三槽中的至少一者与引导槽的间距较小,引导槽对第一槽段和第三槽段的影响较大,容易导致泄压部件在第一槽段或第三槽段靠近引导槽的位置提前裂开的可能性,出现提前泄压的可能性增大。若L1-L2>10mm,引导槽的长度较短,引导槽助于泄压区翻转的能力较差。而1mm≤L1-L2≤10mm,既可以降低泄压部件提前泄压的可能性,又可以提高引导槽帮助泄压区翻转打开的引导能力。
在一些实施例中,2mm≤L1-L2≤6mm。进一步降低泄压部件提前泄压的可能性,且进一步提高引导槽帮助泄压区翻转打开的引导能力。
在一些实施例中,沿第一槽段的延伸方向,引导槽和第二槽段的间距为L3,第一槽段从第二槽段向靠近引导槽的方向延伸的部分的长度L4,0.5mm≤|L3-L4|≤15mm。若|L3-L4|<0.5mm,第一槽段的端部与引导槽的距离较小,在泄压部件的裂纹沿着第一槽段扩散至第一槽段的端部时,裂纹容易扩散至引导槽,从而导致泄压区脱离;若|L3-L4|>15mm,在L3>L4的情况下,引导槽和第二槽段的间距较大,引导槽助于泄压区翻转的能力较差,在L3<L4的情况下,引导槽和第二槽段的间距较小,泄压区的翻转打开的面积较小,泄压区的泄压面积降低。而0.5mm≤|L3-L4|≤15mm,既降低泄压区发生脱离飞溅的可能性,又可以提高泄压区翻转打开难度以及增大泄压区的打开面积。
在一些实施例中,1mm≤|L3-L4|≤10mm。
在一些实施例中,外壳包括第一壁部;泄压部件为第一壁部;或,泄压部件与第一壁部分体设置,泄压部件安装于第一壁部。若第一壁部作为泄压部件,槽部可以直接成型于第一壁部,形成一体式泄压结构,可靠性更高,省去泄压部件的安装工艺,能够降低电池单体的生产成本。若泄压部件安装于第一壁部,泄压部件为独立于外壳的部件,泄压机构和外壳可以单独生产组装,生产难度低且效率高。
在一些实施例中,外壳包括壳体和端盖,壳体具有开口,端盖封闭开口,端盖为第一壁部。使得端盖具有泄压功能,在端盖上成型槽部的成型难度更低。
在一些实施例中,外壳包括壳体和端盖,壳体具有开口,端盖封闭开口,壳体的至少一个壁部为第一壁部。使得壳体具有泄压功能,在泄压时,从电池单体内部排出的排放物对端盖外侧的外部部件不易造成影响,降低了外部部件被排放物损坏的可能性。
在一些实施例中,壳体包括底壁和多个侧壁,多个侧壁围设于底壁的周围,壳体在与底壁相对的一端形成开口,底壁为第一壁部。底壁具有泄压功能,电池单体热失控时,可以通过底壁进行泄压,在电池中,泄压部件不易受到其他电池单体的遮挡。
在一些实施例中,第一壁部为长方形壁部,第二槽段沿第一壁部的长度方向延伸,第一槽段和第三槽段均沿第一壁部的宽度方向延伸。这样,第二壁部可以为第二槽段提供更多的空间,可以将第二槽段做得更长,增大泄压部件的泄压面积。
在一些实施例中,沿泄压部件的厚度方向,第一壁部具有外表面,外表面背离外壳的内部;第一槽段具有沿其延伸方向延伸的第一中平面,第二槽段具有沿其延伸方向延伸的第二中平面,第三槽段具有沿其延伸方向延伸的第三中平面,外表面的中心点到第一中平面的最小距离为M1,外表面的中心点到第二中平面的最小距离为M2,外表面的中心点到第三中平面的最小距离为M3,满足:M2<M1,M2<M3。在电池单体内部压力变化时,第一壁部越靠近中心点的位置越容易变形,而M2<M1,M2<M3,使得第一槽段和第三槽段距离中心点更远,提高了泄压部件在第一槽段和第三槽段位置的抗疲劳强度。
在一些实施例中,沿泄压部件的厚度方向,外表面的中心点的投影位于第二槽段内;和/或,|M3-M1|≤5mm。若外表面的中心点的投影位于第二槽段内,第二槽段更靠近外表面的中心点,泄压部件在泄压时能够更为及时地沿第二槽段裂开,提高泄压部件的泄压及时性。若|M3-M1|≤5mm,使得第一槽段和第三槽段距离中心点均较远,降低泄压部件在中心点附近的变形对第一槽段和第三槽段的影响。
第二方面,本申请实施例提供一种电池,包括第一方面任意一个实施例提供的电池单体。
第三方面,本申请实施例提供一种用电设备,包括第一方面任意一个实施例提供的电池单体,电池单体用于给用电设备提供电能。
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为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图;
图2为本申请一些实施例提供的电池的爆炸图;
图3为本申请一些实施例提供的电池单体的爆炸图;
图4为本申请一些实施例提供的电池单体的轴测图;
图5为图4所示的泄压部件的局部视图;
图6为图5所示的泄压部件的A-A剖视图;
图7为图6中B处的局部放大图;
图8为图6中C处的局部放大图;
图9为本申请另一些实施例提供的电池单体的局部放大图;
图10为图9所示的泄压部件的局部视图;
图11为图10所示的泄压部件的D-D剖视图;
图12为图11中的E处的局部放大图;
图13本申请另一些实施例提供的泄压部件的局部剖视图;
图14为图11所示的泄压部件的F处的局部放大图;
图15为本申请又一些实施例提供的泄压部件的局部剖视图;
图16为本申请另一些实施例提供的泄压部件的局部视图;
图17为图16所示的泄压部件的G-G剖视图;
图18为本申请一些实施例提供的外壳的爆炸图;
图19为本申请另一些实施例提供的外壳的爆炸图;
图20为本申请又一些实施例提供的外壳的爆炸图;
图21为本申请再一些实施例提供的外壳的爆炸图;
图22为本申请一些实施例提供的第一壁部的局部视图。
图标:1-外壳;11-壳体;111-底壁;112-侧壁;12-端盖;13-泄压部件;131-槽部;1311-第一槽段;1311a-第一槽底面;1311b-第一槽侧面;1311c-第一级槽;1311d-第二级槽;1311e-第一圆弧面;1311f-第一中平面;1312-第二槽段;1312b-第二槽底面;1312c-第二中平面;1313-第三槽段;1313a-第三槽底面;1313c-第三级槽;1313d-第四级槽;1313e-第二圆弧面;1313f-第三中平面;1314-起爆位置;1315-第一位置;1316-第二位置;132-第一表面;133-第二表面;134-泄压区;135-引导槽;14-第一壁部;141-泄压孔;142-外表面;1421-中心点;2-电极组件;21-极耳;3-电极端子;4-集流构件;5-绝缘件;10-电池单体;20-箱体;201-第一部分;202-第二部分;100-电池;200-控制器;300-马达;1000-车辆;X-泄压部件的厚度方向;Y-第一壁部的长度方向;Z-第一壁部的宽度方向。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
除非另有定义,本申请所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本申请中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请;本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序或主次关系。
在本申请中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。
本申请中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本申请中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请的实施例中,相同的附图标记表示相同的部件,并且为了简洁,在不同实施例中,省略对相同部件的详细说明。应理解,附图示出的本申请实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸,以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明,而不应对本申请构成任何限定。
本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)。
本申请实施例中,电池单体可以为二次电池,二次电池是指在电池单体放电后可通过充电的方式使活性材料激活而继续使用的电池单体。
电池单体包括但不限于锂离子电池、钠离子电池、钠锂离子电池、锂金属电池、钠金属电池、锂硫电池、镁离子电池、镍氢电池、镍镉电池、铅蓄电池等。
电池单体一般包括电极组件。电极组件包括正极、负极以及隔离件。在电池单体充放电过程中,活性离子(例如锂离子)在正极和负极之间往返嵌入和脱出。隔离件设置在正极和负极之间,可以起到防止正负极短路的作用,同时可以使活性离子通过。
在一些实施例中,正极可以为正极片,正极片可以包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面的正极活性材料。
作为示例,正极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面,正极活性材料设置在正极集流体相对的两个表面的任意一者或两者上。
作为示例,正极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如,作为金属箔片,可采用表面镀银处理的铝、表面镀银处理的不锈钢、不锈钢、铜、铝、镍、炭精电极、碳、镍或钛等。复合集流体可包括高分子材料基层和金属层。复合集流体可通过将金属材料(铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等)形成在高分子材料基材(如聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、聚乙烯等的基材)上而形成。
作为示例,正极活性材料可包括以下材料中的至少一种:含锂磷酸盐、锂过渡金属氧化物及其各自的改性化合物。但本申请并不限定于这些材料,还可以使用其他可被用作电池正极活性材料的传统材料。这些正极活性材料可以仅单独使用一种,也可以将两种以上组合使用。其中,含锂磷酸盐的示例可包括但不限于磷酸铁锂(如LiFePO4(也可以简称为LFP))、磷酸铁锂与碳的复合材料、磷酸锰锂(如LiMnPO4)、磷酸锰锂与碳的复合材料、磷酸锰铁锂、磷酸锰铁锂与碳的复合材料中的至少一种。锂过渡金属氧化物的示例可包括但不限于锂钴氧化物(如LiCoO2)、锂镍氧化物(如LiNiO2)、锂锰氧化物(如LiMnO2、LiMn2O4)、锂镍钴氧化物、锂锰钴氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物(如LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2(也可以简称为NCM333)、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2(也可以简称为NCM523)、LiNi0.5Co0.25Mn0.25O2(也可以简称为NCM211)、LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(也可以简称为NCM622)、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(也可以简称为NCM811)、锂镍钴铝氧化物(如LiNi0.85Co0.15Al0.05O2)及其改性化合物等中的至少一种。
在一些实施例中,正极可以采用泡沫金属。泡沫金属可以为泡沫镍、泡沫铜、泡沫铝、泡沫合金、或泡沫碳等。泡沫金属作为正极时,泡沫金属表面可以不设置正极活性材料,当然也可以设置正极活性材料。作为示例,在泡沫金属内还可以填充或/和沉积有锂源材料、钾金属或钠金属,锂源材料为锂金属和/或富锂材料。
在一些实施例中,负极可以为负极片,负极片可以包括负极集流体。
作为示例,负极集流体可采用金属箔片、泡沫金属或复合集流体。例如,作为金属箔片,可以采用银表面处理的铝或不锈钢、不锈钢、铜、铝、镍、炭精电极、用碳、镍或钛等。泡沫金属可以为泡沫镍、泡沫铜、泡沫铝、泡沫合金、或泡沫碳等。复合集流体可包括高分子材料基层和金属层。复合集流体可通过将金属材料(铜、铜合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等)形成在高分子材料基材(如聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、聚乙烯等的基材)上而形成。
作为示例,负极片可以包括负极集流体以及设置在负极集流体至少一个表面上的负极活性材料。
作为示例,负极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面,负极活性材料设置在负极集流体相对的两个表面中的任意一者或两者上。
作为示例,负极活性材料可采用本领域公知的用于电池单体的负极活性材料。作为示例,负极活性材料可包括以下材料中的至少一种:人造石墨、天然石墨、软炭、硬炭、硅基材料、锡基材料和钛酸锂等。硅基材料可选自单质硅、硅氧化合物、硅碳复合物、硅氮复合物以及硅合金中的至少一种。锡基材料可选自单质锡、锡氧化合物以及锡合金中的至少一种。但本申请并不限定于这些材料,还可以使用其他可被用作电池负极活性材料的传统材料。这些负极活性材料可以仅单独使用一种,也可以将两种以上组合使用。
在一些实施例中,正极集流体的材料可以为铝,负极集流体的材料可以为铜。
在一些实施方式中,隔离件为隔离膜。隔离膜可以选用任意公知的具有良好的化学稳定性和机械稳定性的多孔结构隔离膜。
作为示例,隔离膜的材质可以包括玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯及聚偏二氟乙烯中的至少一种。隔离膜可以是单层薄膜,也可以是多层复合薄膜。在隔离膜为多层复合薄膜时,各层的材料可以相同或不同。隔离件可以是单独的一个部件位于正负极之间,也可以附着在正负极的表面。
在一些实施方式中,隔离件为固态电解质。固态电解质设于正极和负极之间,同时起到传输离子和隔离正负极的作用。
在一些实施方式中,电池单体还包括电解质,电解质在正、负极之间起到传导离子的作用。电解质可以是液态的、凝胶态的或固态的。其中,液态电解质包括电解质盐和溶剂。
在一些实施方式中,电解质盐可以包括六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲磺酰亚胺锂、三氟甲磺酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、二草酸硼酸锂、二氟二草酸磷酸锂及四氟草酸磷酸锂中的至少一种。
在一些实施方式中,溶剂可以包括碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸亚丁酯、氟代碳酸亚乙酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、1,4-丁内酯、环丁砜、二甲砜、甲乙砜及二乙砜中的至少一种。溶剂也可选醚类溶剂。醚类溶剂可以包括乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、1,3-二氧戊环、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、二苯醚及冠醚中的一种或多种。
其中,凝胶态电解质包括以聚合物作为电解质的骨架网络,搭配离子液体-锂盐。
其中,固态电解质包括聚合物固态电解质、无机固态电解质、复合固态电解质。
作为示例,聚合物固态电解质可以为聚醚(聚氧化乙烯)、聚硅氧烷、聚碳酸酯、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、单离子聚合物、聚离子液体-锂盐、纤维素等。
作为示例,无机固态电解质可以包括氧化物固体电解质(晶态的钙钛矿、钠超导离子导体、石榴石、非晶态的LiPON薄膜)、硫化物固体电解质(晶态的锂超离子导体(锂锗磷硫、硫银锗矿)、非晶体硫化物)以及卤化物固体电解质、氮化物固体电解质及氢化物固体电解质中的一种或多种。
作为示例,复合固态电解质通过在聚合物固体电解质中增加无机固态电解质填料形成。
在一些实施方式中,电极组件为卷绕结构。正极片、负极片卷绕成卷绕结构。
在一些实施方式中,电极组件为叠片结构。
作为示例,正极片、负极片可分别设置多个,多个正极片和多个负极片交替层叠设置。
作为示例,正极片可设置多个,负极片折叠形成多个层叠设置的折叠段,相邻的折叠段之间夹持一个正极片。
作为示例,正极片和负极片均折叠形成多个层叠设置的折叠段。
作为示例,隔离件可设置多个,分别设置在任意相邻的正极片或负极片之间。
作为示例,隔离件可连续地设置,通过折叠或者卷绕方式设置在任意相邻的正极片或负极片之间。
在一些实施方式中,电极组件的形状可以为圆柱状,扁平状或多棱柱状等。
在一些实施方式中,电极组件设有极耳,极耳可以将电流从电极组件导出。极耳包括正极耳和负极耳。
在一些实施方式中,电池单体可以包括外壳。外壳用于封装电极组件及电解质等部件。外壳可以为钢壳、铝壳、塑料壳(如聚丙烯)、复合金属壳(如铜铝复合外壳)或铝塑膜等。
作为示例,电池单体可以为圆柱形电池单体、棱柱电池单体、软包电池单体或其它形状的电池单体,棱柱电池单体包括方壳电池单体、刀片形电池单体、多棱柱电池,多棱柱电池例如为六棱柱电池等,本申请没有特别的限制。
本申请的实施例所提到的电池是指包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。
在一些实施例中,电池可以为电池模块,电池单体有多个时,多个电池单体排列并固定形成一个电池模块。
在一些实施例中,电池可以为电池包,电池包包括箱体和电池单体,电池单体或电池模块容纳于箱体中。
在一些实施例中,箱体可以作为车辆的底盘结构的一部分。例如,箱体的部分可以成为车辆的地板的至少一部分,或者,箱体的部分可以成为车辆的横梁和纵梁的至少一部分。
在一些实施例中,电池可以为储能装置。储能装置包括储能集装箱、储能电柜等。
电池技术的发展要同时考虑多方面的设计因素,例如,能量密度、循环寿命、放电容量、充放电倍率等性能参数,另外,还需要考虑电池的安全性。
为提高电池单体的安全性,可以在电池单体中设置泄压部件,在电池单体热失控时,可以通过泄压部件泄放电池单体内部的压力。为实现泄压部件的及时泄压,可以在泄压部件设置槽,泄压部件在设置槽的位置更薄,在电池单体的内部压力达到阈值时,泄压部件在槽的位置裂开,以达到泄放电池单体内部的压力的目的。
为进一步提高泄压部件的泄压及时性,可以将泄压部件上的槽分为多段,比如,第一槽段、第二槽段和第三槽段,第一槽段和第三槽段相对设置,第二槽段连接第一槽段和第三槽段。这样,泄压部件沿着第一槽段、第二槽段和第三槽段裂开后,具有较大的泄压面积,进而实现快速泄压。在这样的电池单体中,泄压部件具有起爆位置,即在电池单体内部压力达到起爆压力时,泄压部件在起爆位置最先裂开。起爆位置一般形成于第二槽段,在电池单体内部压力达到起爆压力时,泄压部件在起爆位置裂开,裂纹再沿着第二槽段向第一槽段和第三槽段扩散。
在电池单体正常使用过程中,电池单体内部压力可能会发生变化,在长期的使用过程中,泄压部件可能会随着电池单体的压力变化而发生变形,使得泄压部件在第二槽段的位置裂开,尤其是在第二槽段的起爆位置附近区域的抗疲劳强度更差,出现泄压部件在电池单体正常使用过程中在第二槽段的区域裂开的风险,影响电池单体的使用寿命。
鉴于此,本申请实施例提供一种电池单体,电池单体中的泄压部件设置有槽部,槽部包括第一槽段、第二槽段和第三槽段,第一槽段与第三槽段相对设置,第二槽段连接第一槽段和第三槽段,泄压部件的起爆位置形成于第一槽段和/或第三槽段。
本申请实施例描述的电池单体适用于电池以及使用电池单体的用电设备。
用电设备可以是车辆、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。车辆可以是燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车,新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等;航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等;电动玩具包括固定式或移动式的电动玩具,例如,游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等;电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具,例如,电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等等。本申请实施例对上述用电设备不做特殊限制。
以下实施例为了方便说明,以用电设备为车辆为例进行说明。
请参照图1,图1为本申请一些实施例提供的车辆1000的结构示意图。车辆1000的内部设置有电池100,电池100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池100可以用于车辆1000的供电,例如,电池100可以作为车辆1000的操作电源。
车辆1000还可以包括控制器200和马达300,控制器200用来控制电池100为马达300供电,例如,用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
在本申请一些实施例中,电池100不仅仅可以作为车辆1000的操作电源,还可以作为车辆1000的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。
请参照图2,图2为本申请一些实施例提供的电池100的爆炸图。电池100包括电池单体10和箱体20,电池单体10容纳于箱体20内。
其中,箱体20是容纳电池单体10的部件,箱体20为电池单体10提供容纳空间,箱体20可以采用多种结构。在一些实施例中,箱体20可以包括第一部分201和第二部分202,第一部分201与第二部分202相互盖合,以限定出用于容纳电池单体10的容纳空间。第一部分201和第二部分202可以是多种形状,比如,长方体、圆柱体等。第一部分201可以是一侧开放的空心结构,第二部分202也可以是一侧开放的空心结构,第二部分202的开放侧盖合于第一部分201的开放侧,则形成具有容纳空间的箱体20。也可以是第一部分201为一侧开放的空心结构,第二部分202为板状结构,第二部分202盖合于第一部分201的开放侧,则形成具有容纳空间的箱体20。第一部分201与第二部分202可以通过密封元件来实现密封,密封元件可以是密封圈、密封胶等。
在电池100中,电池单体10可以是一个、也可以是多个。若电池单体10为多个,多个电池单体10之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池单体10中既有串联又有并联。可以是多个电池单体10先串联或并联或混联组成电池模块,多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体20内。也可以是所有电池单体10之间直接串联或并联或混联在一起,再将所有电池单体10构成的整体容纳于箱体20内。
请参照图3,图3为本申请一些实施例提供的电池单体10的爆炸图。电池单体10可以包括外壳1和电极组件2,电极组件2容纳于外壳1内。
在一些实施例中,外壳1可以包括壳体11和端盖12,壳体11具有开口,端盖12封闭壳体11的开口。
壳体11是用于容纳电极组件2的部件,壳体11可以是一端形成开口的空心结构,壳体11可以是相对的两端形成开口的空心结构。壳体11可以是多种形状,比如,圆柱体状、长方体状等。壳体11的材质可以是多种,比如,铜、铁、铝、钢、铝合金等。
端盖12是封闭壳体11的开口以将电池单体10的内部环境与外部环境隔绝的部件。端盖12与壳体11共同限定出用于容纳电极组件2、电解液以及其他部件的收容空间。端盖12可以通过焊接或卷封的方式连接于壳体11,以封闭壳体11的开口。端盖12的形状可以与外壳1的形状相适配,比如,壳体11为长方体结构,端盖12为与外壳1相适配的矩形板状结构,再如,壳体11为圆柱体结构,端盖12为与壳体11相适配的圆形板状结构。端盖12的材质也可以是多种,比如,铜、铁、铝、钢、铝合金、塑料等,端盖12与壳体11的材质可以相同,也可以不同。
在壳体11为一端形成开口的实施例中,端盖12可以对应设置一个。在壳体11为相对的两端形成开口的实施例中,端盖12可以对应设置两个,两个端盖12分别封闭壳体11的两个开口,两个端盖12与壳体11共同限定出收容空间。
在一些实施例中,电池单体10还可以包括电极端子3,电极端子3设置外壳1上,电极端子3用于与电极组件2的极耳21电连接,以输出电池单体10的电能。电极端子3可以设置与外壳1的壳体11上,也可以设置于外壳1的端盖12上。电极端子3与极耳21可以直接连接,比如,电极端子3与极耳21直接焊接。电极端子3与极耳21也可以间接连接,比如,电极端子3与极耳21通过集流构件4间接连接。集流构件4可以是金属导体,比如,铜、铁、铝、钢、铝合金等。
作为示例,如图3所示,壳体11一端形成开口,外壳1中的端盖12为一个,一个端盖12封闭壳体11的一个开口。端盖12上设置有两个电极端子3,两个电极端子3分别为正电极端子和负电极端子,电极组件2面向端盖12的一端形成有正极耳和负极耳,正电极端子与正极耳通过一个集流构件4连接,负电极端子与负极耳电通过另一个集流构件4连接。
在一些实施例中,请继续参照图3,电池单体10还可以包括绝缘件5,绝缘件5是将壳体11与电极组件2分隔的部件,通过绝缘件5来实现壳体11与电极组件2的绝缘隔离。绝缘件5为绝缘材质,绝缘件5的材质包括但不限定于:塑料、橡胶等。
作为示例,绝缘件5沿壳体11的开口的周向包覆于电极组件2的外侧。外壳1内的电极组件2可以是一个,也可以是多个。若电极组件2为一个,绝缘件5则包覆于该电极组件2的周围;若电极组件2为多个,可以是一个电极组件2对应设置一个绝缘件5,每个绝缘件5包覆于一个电极组件2的周围,也可以是多个电极组件2作为一个整体部件,绝缘件5包覆于该整体部件的周围。
请参照图4和图5,图4为本申请一些实施例提供的电池单体10的轴测图;图5为图4所示的泄压部件13的局部视图。本申请实施例提供一种电池单体10,电池单体10包括外壳1,外壳1包括泄压部件13,泄压部件13设置有槽部131,泄压部件13被配置为能够沿槽部131裂开,以泄放电池单体10内部的压力,泄压部件13具有起爆位置1314。其中,槽部131包括第一槽段1311、第二槽段1312和第三槽段1313,第一槽段1311与第三槽段1313相对设置,第二槽段1312连接第一槽段1311和第三槽段1313,起爆位置1314形成于第一槽段1311和/或第三槽段1313。
泄压部件13为电池单体10中用于泄放电池单体10内部的压力的部件。可以是外壳1的端盖12作为泄压部件13;也可以是外壳1的壳体11的至少一部分作为泄压部件13,比如,外壳1包括多个壁部,多个壁部共同限定出外壳1的内部空间,外壳1中的至少一个壁部作为泄压部件13。泄压部件13也可以是独立于壳体11和端盖12部件,比如,泄压部件13为安装于端盖12的部件;再如,泄压部件13为安装于壳体11的部件。可以理解的,若端盖12作为泄压部件13,槽部131则设置于端盖12上;若壳体11的至少一部分作为泄压部件13,槽部131则设置于壳体11上。
槽部131可以通过多种方式成型,比如,冲压成型、铣削加工成型、刻蚀成型等。第一槽段1311、第二槽段1312和第三槽段1313可以是沿直线轨迹延伸的直线形槽,也可以是沿非直线延伸的非直线形槽,比如,为沿弧线轨迹延伸的弧线形槽。若第一槽段1311、第二槽段1312和第三槽段1313为直线槽,第一槽段1311与第三槽段1313可以平行设置,也可以呈小角度设置,比如,第一槽段1311与第三槽段1313之间所呈夹角小于等于10度。第一槽段1311与第二槽段1312可以垂直设置,也可以呈锐角或钝角设置;第三槽段1313与第二槽段1312可以垂直设置,也可以呈锐角或钝角设置。在槽部131中,槽部131可以仅包括第一槽段1311、第二槽段1312和第三槽段1313,槽部131也可以包括除第一槽段1311、第二槽段1312和第三槽段1313以外的其他槽段,比如,槽部131还包括第四槽段,第四槽段位于第一槽段1311和第三槽段1313之间,并与第二槽段1312相连。第一槽段1311可以是一级槽,也可以是多级槽。若第一槽段1311为多级槽,第一槽段1311为阶梯槽,在成型时,可以沿泄压部件的厚度方向X逐级加工出第一槽段1311。第二槽段1312可以是一级槽,也可以是多级槽。若第二槽段1312为多级槽,第二槽段1312为阶梯槽,在成型时,可以沿泄压部件的厚度方向X逐级加工出第二槽段1312。第三槽段1313可以是一级槽,也可以是多级槽。若第三槽段1313为多级槽,第三槽段1313为阶梯槽,在成型时,可以沿泄压部件的厚度方向X逐级加工出第三槽段1313。
第二槽段1312连接于第一槽段1311和第三槽段1313,可以是第二槽段1312的两端分别与第一槽段1311和第三槽段1313连接,也可以是第一槽段1311和第三槽段1313中的至少一者连接于偏离第二槽段1312的端部的位置,使得第一槽段1311和第三槽段1313中的至少一者位于第二槽段1312的两端之间。第一槽段1311与第二槽段1312相连的位置可以位于第一槽段1311的一端,也可以偏离第一槽段1311的两端。第三槽段1313与第二槽段1312相连的位置可以位于第三槽段1313的一端,也可以偏离第三槽段1313的两端。第一槽段1311、第二槽段1312和第三槽段1313可以形成多种形状,比如,U形、N形、H形等。
起爆位置1314为泄压部件13在电池单体10内部压力达到起爆压力时最先裂开的位置。在槽部131中的起爆位置1314可以是一个,也可以是多个。在泄压部件13泄压时,起爆位置1314可以形成于第一槽段1311的槽底面和/或第三槽段1313的槽底面。可以是仅第一槽段1311形成有起爆位置1314,也可以是仅第三槽段1313形成有起爆位置1314,也可以是第一槽段1311和第三槽段1313形成有起爆位置1314。在第一槽段1311形成有起爆位置1314的实施例中,起爆位置1314可以位于第一槽段1311的任意位置,比如,起爆位置1314可以位于第一槽段1311的端部附近,再如,起爆位置1314可以位于第一槽段1311与第二槽段1312相连的位置附近。以第二槽段1312的两端分别连接第一槽段1311和第三槽段1313为例,沿泄压部件的厚度方向X观察,只要第二槽段1312与第一槽段1311相连的一端与起爆位置1314之间的最小间距小于第一槽段1311的宽度,都可以理解为起爆位置1314位于第一槽段1311与第二槽段1312相连的位置附近。在第三槽段1313形成有起爆位置1314的实施例中,起爆位置1314可以位于第三槽段1313的任意位置,比如,起爆位置1314可以位于第三槽段1313的端部附近,再如,起爆位置1314可以位于第三槽段1313与第二槽段1312相连的位置附近。以第二槽段1312的两端分别连接第一槽段1311和第三槽段1313为例,沿泄压部件的厚度方向X观察,只要第二槽段1312与第三槽段1313相连的一端与起爆位置1314之间的最小间距小于第三槽段1313的宽度,都可以理解为起爆位置1314位于第三槽段1313与第二槽段1312相连的位置附近。
在本申请实施例中,泄压部件13的起爆位置1314仅形成于第一槽段1311和/或第三槽段1313,起爆位置1314并未形成于第二槽段1312,使得泄压部件13在第二槽段1312的区域具有较高的抗疲劳强度,降低了泄压部件13在电池单体10正常使用过程中在第二槽段1312的区域裂开的可能性,提高了泄压部件13的长期可靠性,提高了电池单体10的使用寿命。
在一些实施例中,请参照图6-图8,图6为图5所示的泄压部件13的A-A剖视图;图7为图6中B处的局部放大图;图8为图6中C处的局部放大图。第一槽段1311形成有起爆位置1314(图5中示出),第一槽段1311的残厚小于第二槽段1312的残厚。
第一槽段1311的残厚为泄压部件13设置第一槽段1311后的残留部分的厚度,该残留部分可以是第一槽段1311的槽底壁。第一槽段1311的槽底壁的厚度可以是均匀的,也可以是不均匀的。若第一槽段1311的槽底壁的厚度为不均匀的,第一槽段1311的槽底壁的最薄位置的厚度为第一槽段1311的残厚。第二槽段1312的残厚为泄压部件13设置第二槽段1312后的残留部分的厚度,该残留部分可以是第二槽段1312的槽底壁。第二槽段1312的槽底壁的厚度可以是均匀的,也可以是不均匀的。若第二槽段1312的槽底壁的厚度为不均匀的,第二槽段1312的槽底壁的最薄位置的厚度为第二槽段1312的残厚。
如图7和图8所示,第一槽段1311的残厚为D1,第二槽段1312的残厚为D2,第三槽段1313的残厚为D3,可以理解的是,D1<D2。其中,D1和D3可以相等,也可以不等。
在本实施例中,第一槽段1311的残厚小于第二槽段1312的残厚,可以使起爆位置1314形成于第二槽段1312与第一槽段1311相连的位置附近,在泄压时,泄压部件13在该起爆位置1314裂开后,裂纹在沿着第一槽段1311扩散的同时,也可以沿着第二槽段1312扩散。此外,由于第一槽段1311的残厚小于第二槽段1312的残厚,相当于增大了第二槽段1312的残厚,提高了泄压部件13在设置第二槽段1312的区域的抗疲劳强度,进一步降低了泄压部件13在电池单体10正常使用过程中在第二槽段1312的区域裂开的可能性。此外,由于第一槽段1311与第二槽段1312相连的位置应力更为集中,第一槽段1311的起爆位置1314可以形成在第一槽段1311与第二槽段1312相连的位置附近。
在一些实施例中,第一槽段1311的残厚为D1,第二槽段1312的残厚为D2,满足:0.15≤D1/D2≤0.95。
D1/D2可以是0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.95等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
发明人进行了多组试验,不同组中的电池单体10的D2不同,测得各组电池单体10在热失控时的爆炸率以及泄压部件13在电池单体10正常使用条件下沿第二槽段1312裂开的开裂率,试验结果如表一。
第一槽段1311的残厚和第三槽段1313的残厚的测量方法:将泄压部件13切开成三段,切割方向垂直于第一槽段1311的延伸方向,将中间段的截面进行抛光充分去除毛刺后放置在三次元坐标测量仪上,通过三次元坐标测量仪对截面上的第一槽段1311的残厚和第三槽段1313的残厚进行测量。
第二槽段1312的残厚的测量方法:将上述的中间段切开呈三段,切割方向垂直于第二槽段1312的延伸方向,将该三段中的中间段的截面进行抛光充分去除毛刺后放置在三次元坐标测量仪上,通过三次元坐标测量仪对截面上的第二槽段1312的残厚进行测量。
电池单体10在热失控时的爆炸率的测量方法:在电池单体10内置一个小型加热膜,给加热膜通电,给电池单体10加热,直至电池单体10发生热失控,观察电池单体10是否爆炸。每组试验选用1000个电池单体10,统计电池单体10的爆炸率,爆炸率Q1=爆炸的电池单体10的数量/电池单体10的总数量×100%。
泄压部件13在电池单体10正常使用条件下沿第二槽段1312裂开的开裂率的测量方法:将电池单体10放置在25±2℃条件下,进行循环充放电,充放电区间5%-97%SOC,同时进行1000组试验,观察泄压部件13在电池单体10寿命下降至80%SOH是否有沿着第二槽段1312裂开,统计泄压部件13沿第二槽段1312裂开的开裂率,开裂率Q2=开裂的电池单体10的数量/电池单体10的总数量×100%。
表一
序号 | D1(mm) | D2(mm) | D3(mm) | D1/D2 | D3/D2 | Q1 | Q2 |
1 | 0.15 | 1.5 | 0.15 | 0.1 | 0.1 | 10% | 0.1% |
2 | 0.15 | 1 | 0.15 | 0.15 | 0.15 | 5% | 0.2% |
3 | 0.15 | 0.5 | 0.15 | 0.3 | 0.3 | 3.2% | 0.7% |
4 | 0.15 | 0.3 | 0.15 | 0.5 | 0.5 | 2.1% | 1.2% |
5 | 0.15 | 0.176 | 0.15 | 0.85 | 0.85 | 1.1% | 2.3% |
6 | 0.15 | 0.167 | 0.15 | 0.9 | 0.9 | 0.6% | 3.4% |
7 | 0.15 | 0.158 | 0.15 | 0.95 | 0.95 | 0.2% | 5.5% |
8 | 0.15 | 0.153 | 0.15 | 0.98 | 0.98 | 0.1% | 8.5% |
从上述表一可以看出,当D1/D2<0.15时,泄压及时性较差,电池单体10热失控时发生爆炸的概率较大;当D1/D2>0.95时,泄压部件13在电池单体10正常使用过程中出现沿第二槽段1312裂开的概率较大,影响电池单体10的使用寿命。而0.15≤D1/D2≤0.95,既可以提高电池单体10的泄压及时性,又可以提高电池单体10的使用寿命。
在一些实施例中,0.3≤D1/D2≤0.9。
在本实施例中,D1/D2可以是0.3、0.32、0.35、0.38、0.4、0.42、0.45、0.48、0.5、0.52、0.55、0.58、0.6、0.62、0.65、0.68、0.7、0.72、0.75、0.78、0.8、0.82、0.85、0.88、0.9等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
由上述表一可以看出,当0.3≤D1/D2≤0.9时,电池单体10的性能更优,能够提高电池单体10的泄压及时性和电池单体10的使用寿命。
在一些实施例中,0.5≤D1/D2≤0.85。
在本实施例中,D1/D2可以是0.5、0.52、0.53、0.55、0.57、0.58、0.59、0.6、0.62、0.63、0.65、0.67、0.68、0.69、0.7、0.72、0.73、0.75、0.77、0.78、0.79、0.8、0.82、0.83、0.85等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
由上述表一可以看出,当0.5≤D1/D2≤0.85,进一步提高电池单体10的综合性能,既可以将泄压部件13在电池单体10正常使用过程中出现沿第二槽段1312裂开的概率控制在较低的水平,又可以将电池单体10热失控时发生爆炸的概率控制在较低的水平。
在一些实施例中,0.03mm≤D1≤0.5mm。
在本实施例中,D1可以是0.03mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.35mm、0.4mm、0.45mm、0.5mm等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在一些实施例中,0.15mm≤D1≤0.4mm。
在本实施例中,D1可以是0.15mm、0.18mm、0.2mm、0.22mm、0.25mm、0.28mm、0.3mm、0.32mm、0.35mm、0.38mm、0.4mm等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在一些实施例中,0.05mm≤D2≤0.65mm。
在本实施例中,D2可以是0.05mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.35mm、0.4mm、0.45mm、0.5mm、0.55mm、0.6mm、0.65mm等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在一些实施例中,0.25mm≤D2≤0.5mm。
D2可以是0.25mm、0.27mm、0.3mm、0.32mm、0.35mm、0.37mm、0.4mm、0.42mm、0.45mm、0.47mm、0.5mm等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在一些实施例中,请继续参照图7,第一槽段1311的深度大于第二槽段1312的深度,使得第一槽段1311的残厚小于第二槽段1312的残厚。
作为示例,沿泄压部件的厚度方向X,泄压部件13包括相对设置的第一表面132和第二表面133,第一槽段1311和第二槽段1312设置于第一表面132,第一表面132和第二表面133可以是平行设置的平面,第一表面132和第二表面133之间的距离为H0,第一槽段1311的槽底面(第一槽底面1311a)与第二表面133之间的距离D1,第二槽段1312的槽底面(第二槽底面1312b)与第二表面133之间的距离为D2,第一槽段1311的深度为H0-D1,第二槽段1312的深度为H0-D2,H0-D1>H0-D2。其中,H0可以是泄压部件13的厚度。
第一槽段1311可以包括第一槽底面1311a和两个第一槽侧面1311b,两个第一槽侧面1311b沿第一槽段1311的宽度方向相对设置,两个第一槽侧面1311b通过第一槽底面1311a连接。两个第一槽侧面1311b可以平行设置;两个第一槽侧面1311b也可以呈锐角设置,比如,两个第一槽侧面1311b在第一槽段1311宽度方向上的距离沿第一槽段1311的深度方向逐渐减小,使得两个第一槽侧面1311b为倾斜的斜面。其中,第一槽底面1311a可以是平面,也可以是弧形面。
第二槽段1312可以包括第二槽底面1312b和两个第二槽侧面(图7未示出),两个第二槽侧面沿第二槽段1312的宽度方向相对设置,两个第二槽侧面通过第二槽底面1312b连接。两个第二槽侧面可以平行设置;两个第二槽侧面也可以呈锐角设置,比如,两个第二槽侧面在第二槽段1312宽度方向上的距离沿第二槽段1312的深度方向逐渐减小,使得两个第二槽侧面为倾斜的斜面。其中,第二槽底面1312b可以是平面,也可以是弧形面。
在成型时,可以在泄压部件13上将第一槽段1311相较于第二槽段1312加工更深一些,以实现第一槽段1311的残厚小于第二槽段1312的残厚,实现方式简单。
在一些实施例中,请参照图9-图12,图9为本申请另一些实施例提供的电池单体10的局部放大图;图10为图9所示的泄压部件13的局部视图;图11为图10所示的泄压部件13的D-D剖视图;图12为图11中的E处的局部放大图。第一槽段1311包括第一级槽1311c和第二级槽1311d,第一级槽1311c和第二级槽1311d沿泄压部件的厚度方向X排布,第二级槽1311d设置于第一级槽1311c的槽底面。
第一槽段1311可以是两级槽,其中一者为第一级槽1311c,另一者为第二级槽1311d。第一级槽1311c的延伸方向与第二级槽1311d的延伸方向一致,第一级槽1311c的宽度方向与第二级槽1311d的宽度方向一致。若第一槽段1311为沿直线轨迹延伸的槽,第一级槽1311c和第二级槽1311d均为沿直线轨迹延伸的槽;若第一槽段1311为沿弧形轨迹延伸的槽,第一级槽1311c和第二级槽1311d均为沿弧形轨迹延伸的槽。沿第一槽段1311的深度方向,第二级槽1311d位于第一级槽1311c的底部。第二级槽1311d的槽底壁即为第一槽段1311的槽底壁,第二级槽1311d的槽底面即为第一槽段1311的槽底面(第一槽底面1311a)。作为示例,沿泄压部件的厚度方向X,泄压部件13具有相对的第一表面132和第二表面133,第一级槽1311c和第二级槽1311d沿第一表面132指向第二表面133的方向依次设置,第二级槽1311d的槽底面与第二表面133之间的距离为D1。
其中,第一级槽1311c的槽底面与第二槽段1312的槽底面(第二槽底面1312b)可以平齐,也可以沿泄压部件的厚度方向X错位设置,比如,沿泄压部件的厚度方向X,第一级槽1311c的槽底面相较于第二槽段1312的槽底面(第二槽底面1312b)更靠近于第二表面133。
在成型时,可以先在泄压部件13上成型第一级槽1311c,再在第一级槽1311c的槽底面上成型第二级槽1311d,以成型出第一槽段1311,这样,能够减小第一槽段1311中的每一级槽的成型深度,减小泄压部件13在成型第一槽段1311时受到的成型力,降低泄压部件13在成型第一槽段1311时产生裂纹的可能性。
在一些实施例中,请继续参照图12,第一级槽1311c的槽底面与第二槽段1312的槽底面(第二槽底面1312b)平齐。
作为示例,第一级槽1311c的槽底面和第二槽段1312的槽底面(第二槽底面1312b)两者均为平面,两者位于同一平面内。
在本实施例中,第一级槽1311c的槽底面与第二槽段1312的槽底面(第二槽底面1312b)平齐,使得第一级槽1311c的槽底面与第二槽段1312的槽底面(第二槽底面1312b)共面,在成型时,可以将第一槽段1311的第一级槽1311c和第二槽段1312一起成型,再成型第一槽段1311的第二级槽1311d,提高槽部131的成型效率。
在一些实施例中,请参照图13,图13本申请另一些实施例提供的泄压部件13的局部剖视图。沿泄压部件13厚度方向X,泄压部件13具有相对的第一表面132和第二表面133,第一级槽1311c和第二级槽1311d沿第一表面132指向第二表面133的方向依次设置,第二级槽1311d的槽底面(第一槽底面1311a)较第二槽段1312的槽底面(第二槽底面1312b)更靠近第二表面133。其中,第二级槽1311d的槽底面(第一槽底面1311a)与第二槽段1312的槽底面(第二槽底面1312b)通过第一斜平面(图13未示出)或第一圆弧面1311e连接。
第二级槽1311d的槽底面(第一槽底面1311a)与第二槽段1312的槽底面(第二槽底面1312b)可以通过第一斜平面连接,也可以通过第一圆弧面1311e连接。在图13示出的实施例中,第二级槽1311d的槽底面(第一槽底面1311a)与第二槽段1312的槽底面(第二槽底面1312b)通过第一圆弧面1311e连接。作为示例,第二级槽1311d的槽底面(第一槽底面1311a)平行于第二槽段1312的槽底面(第二槽底面1312b),第一圆弧面1311e与第二槽段1312的槽底面(第二槽底面1312b)相切,第一圆弧面1311e为第二级槽1311d的一个槽侧面。
在泄压时,泄压部件13在起爆位置1314裂开后,第二级槽1311d的槽底面上的裂纹可以沿着第一斜平面或第一圆弧面1311e快速地扩散至第二槽段1312的槽底面,进而缩小裂纹从第一槽段1311向第二槽段1312扩散的时间,进一步缩短泄压部件13沿槽部131裂开的时间。
在一些实施例中,请参照图8和图14,图14为图11所示的泄压部件13的F处的局部放大图。第三槽段1313形成有起爆位置1314(图5和图10中示出),第三槽段1313的残厚小于第二槽段1312的残厚。
第三槽段1313的残厚为泄压部件13设置第三槽段1313后的残留部分的厚度,该残留部分可以是第三槽段1313的槽底壁。第三槽段1313的槽底壁的厚度可以是均匀的,也可以是不均匀的。若第三槽段1313的槽底壁的厚度为不均匀的,第三槽段1313的槽底壁的最薄位置的厚度为第三槽段1313的残厚。
其中,第二槽段1312的残厚为D2,第三槽段1313的残厚为D3,可以理解的是,D3<D2。
在本实施例中,第三槽段1313的残厚小于第二槽段1312的残厚,可以使起爆位置1314形成于第二槽段1312与第三槽段1313相连的位置附近,在泄压时,泄压部件13在该起爆位置1314裂开后,裂纹在沿着第三槽段1313扩散的同时,也可以沿着第二槽段1312扩散。由于第三槽段1313的残厚小于第二槽段1312的残厚,相当于增大了第二槽段1312的残厚,提高了泄压部件13在设置第二槽段1312的区域的抗疲劳强度,进一步降低了泄压部件13在电池单体10正常使用过程中在第二槽段1312的区域裂开的可能性。此外,由于第一槽段1311和第三槽段1313均形成有起爆位置1314,在电池单体10内部压力达到起爆压力时,第一槽段1311和第三槽段1313的起爆位置1314均可以裂开,使得裂纹在沿着第一槽段1311和第三槽段1313的扩散的同时,从第二槽段1312的两端向中间位置扩散,缩短了泄压部件13沿槽部131裂开的时间。
在一些实施例中,第三槽段1313的残厚等于第一槽段1311的残厚。
可以理解的是,D1=D3。作为示例,第一槽段1311的深度等于第三槽段1313的深度,以实现第一槽段1311的残厚等于第三槽段1313的残厚。
在电池单体10泄压时,泄压部件13沿第一槽段1311和第三槽段1313裂开时具有更好的同步性,进一步缩短泄压部件13沿槽部131裂开的时间,提高泄压及时性。
在一些实施例中,第二槽段1312的残厚为D2,第三槽段1313的残厚为D3,满足:0.15≤D3/D2≤0.95。
D3/D2可以是0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.95等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
从上述表一可以看出,当D3/D2<0.15时,泄压及时性较差,电池单体10热失控时发生爆炸的概率较大;当D3/D2>0.95时,泄压部件13在电池单体10正常使用过程中出现沿第二槽段1312裂开的概率较大,影响电池单体10的使用寿命。而0.15≤D3/D2≤0.95,既可以提高电池单体10的泄压及时性,又可以提高电池单体10的使用寿命。
在一些实施例中,0.3≤D3/D2≤0.9。
在本实施例中,D3/D2可以是0.3、0.32、0.35、0.38、0.4、0.42、0.45、0.48、0.5、0.52、0.55、0.58、0.6、0.62、0.65、0.68、0.7、0.72、0.75、0.78、0.8、0.82、0.85、0.88、0.9等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
由上述表一可以看出,当0.3≤D3/D2≤0.9时,电池单体10的性能更优,能够提高电池单体10的泄压及时性和电池单体10的使用寿命。
在一些实施例中,0.5≤D3 D2≤0.85。
在本实施例中,D3/D2可以是0.5、0.52、0.53、0.55、0.57、0.58、0.59、0.6、0.62、0.63、0.65、0.67、0.68、0.69、0.7、0.72、0.73、0.75、0.77、0.78、0.79、0.8、0.82、0.83、0.85等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
由上述表一可以看出,当0.5≤D3/D2≤0.85,进一步提高电池单体10的综合性能,既可以将泄压部件13在电池单体10正常使用过程中出现沿第二槽段1312裂开的概率控制在较低的水平,又可以将电池单体10热失控时发生爆炸的概率控制在较低的水平。
在一些实施例中,0.03mm≤D3≤0.5mm。
在本实施例中,D3可以是0.03mm、0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.35mm、0.4mm、0.45mm、0.5mm等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在一些实施例中,0.15mm≤D3≤0.4mm。
在本实施例中,D3可以是0.15mm、0.18mm、0.2mm、0.22mm、0.25mm、0.28mm、0.3mm、0.32mm、0.35mm、0.38mm、0.4mm等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在一些实施例中,第三槽段1313的深度大于第二槽段1312的深度,使得第三槽段1313的残厚小于第二槽段1312的残厚。
作为示例,沿泄压部件的厚度方向X,泄压部件13包括相对设置的第一表面132和第二表面133,第一槽段1311和第二槽段1312设置于第一表面132,第一表面132和第二表面133可以是平行设置的平面,第一表面132和第二表面133之间的距离为H0,第三槽段1313的槽底面(第三槽底面1313a)与第二表面133之间的距离D3,第二槽段1312的槽底面(第二槽底面1312b)与第二表面133之间的距离为D2,第三槽段1313的深度为H0-D3,第二槽段1312的深度为H0-D2,H0-D3>H0-D2。其中,H0可以是泄压部件13的厚度。其中,第三槽底面1313a可以是平面,也可以是弧形面。
在成型时,可以在泄压部件13上将第三槽段1313相较于第二槽段1312加工更深一些,以实现第三槽段1313的残厚小于第二槽段1312的残厚,实现方式简单。
在一些实施例中,请继续参照图14,第三槽段1313包括第三级槽1313c和第四级槽1313d,第三级槽1313c和第四级槽1313d沿泄压部件的厚度方向X排布,第四级槽1313d设置于第三级槽1313c的槽底面。
第三槽段1313可以是两级槽,其中一者为第三级槽1313c,另一者为第四级槽1313d第三级槽1313c的延伸方向与第四级槽1313d的延伸方向一致,第三级槽1313c的宽度方向与第四级槽1313d的宽度方向一致。若第三槽段1313为沿直线轨迹延伸的槽,第三级槽1313c和第四级槽1313d均为沿直线轨迹延伸的槽;若第三槽段1313为沿弧形轨迹延伸的槽,第三级槽1313c和第四级槽1313d均为沿弧形轨迹延伸的槽。沿第三槽段1313的深度方向,第四级槽1313d位于第三级槽1313c的底部。第四级槽1313d的槽底壁即为第三槽段1313的槽底壁,第四级槽1313d的槽底面即为第三槽段1313的槽底面(第三槽底面1313a)。作为示例,沿泄压部件的厚度方向X,泄压部件13具有相对的第一表面132和第二表面133,第三级槽1313c和第四级槽1313d沿第一表面132指向第二表面133的方向依次设置,第四级槽1313d的槽底面与第二表面133之间的距离为D3。
其中,第三级槽1313c的槽底面与第二槽段1312的槽底面(第二槽底面1312b)可以平齐,也可以沿泄压部件的厚度方向X错位设置,比如,沿泄压部件的厚度方向X,第三级槽1313c的槽底面相较于第二槽段1312的槽底面(第二槽底面1312b)更靠近于第二表面133。
在成型时,可以先在泄压部件13上成型第三级槽1313c,再在第三级槽1313c的槽底面上成型第四级槽1313d,以成型出第三槽段1313,这样,能够减小第三槽段1313中的每一级槽的成型深度,减小泄压部件13在成型第三槽段1313时受到的成型力,降低泄压部件13在成型第三槽段1313时产生裂纹的可能性。
在一些实施例中,第三级槽1313c的槽底面与第二槽段1312的槽底面(第二槽底面1312b)平齐。
作为示例,第三级槽1313c的槽底面和第二槽段1312的槽底面(第二槽底面1312b)两者均为平面,两者位于同一平面内。
在本实施例中,第三级槽1313c的槽底面与第二槽段1312的槽底面(第二槽底面1312b)平齐,使得第三级槽1313c的槽底面与第二槽段1312的槽底面(第二槽底面1312b)共面,在成型时,可以将第三槽段1313的第三级槽1313c和第二槽段1312一起成型,再成型第三槽段1313的第四级槽1313d,提高槽部131的成型效率。
在一些实施例中,请参照图15,图15为本申请又一些实施例提供的泄压部件13的局部剖视图;沿泄压部件的厚度方向X,泄压部件13具有相对的第一表面132和第二表面133,第三级槽1313c和第四级槽1313d沿第一表面132指向第二表面133的方向依次设置,第四级槽1313d的槽底面较第二槽段1312的槽底面更靠近第二表面133。其中,第四级槽1313d的槽底面(第三槽底面1313a)与第二槽段1312的槽底面(第二槽底面1312b)通过第二斜平面或第二圆弧面1313e连接。
第四级槽1313d的槽底面(第三槽底面1313a)与第二槽段1312的槽底面(第二槽底面1312b)可以通过第二斜平面连接,也可以通过第二圆弧面1313e连接。在图14示出的实施例中,第四级槽1313d的槽底面(第三槽底面1313a)与第二槽段1312的槽底面(第二槽底面1312b)通过第二圆弧面1313e连接。作为示例,第四级槽1313d的槽底面(第三槽底面1313a)平行于第二槽段1312的槽底面(第二槽底面1312b),第二圆弧面1313e与第二槽段1312的槽底面(第二槽底面1312b)相切,第二圆弧面1313e为第四级槽1313d的一个槽侧面。
在泄压时,泄压部件13在起爆位置1314裂开后,第四级槽1313d的槽底面上的裂纹可以沿着第二斜平面或第二圆弧面1313e快速地扩散至第二槽段1312的槽底面,进而缩小裂纹从第三槽段1313向第二槽段1312扩散的时间,进一步缩短泄压部件13沿槽部131裂开的时间。
在一些实施例中,请参照图5、图10和图16,图16为本申请另一些实施例提供的泄压部件13的局部视图。沿第二槽段1312的延伸方向,第二槽段1312的两端分别与第一槽段1311和第三槽段1313相连。
其中,沿第二槽段1312的延伸方向,第二槽段1312的一端与第一槽段1311相连于第一位置1315,第二槽段1312的另一端与第三槽段1313相连于第二位置1316。作为示例,第一槽段1311上的起爆位置1314位于第一位置1315附近,第三槽段1313上的起爆位置1314位于第二位置1316附近。
在本实施例中,第二槽段1312的两端分别与第一槽段1311和第三槽段1313相连,第二槽段1312的两端未分别超出第一槽段1311和第三槽段1313,在泄压过程中,可以通过第一槽段1311、第二槽段1312和第三槽段1313限定的区域准确泄压,不易造成泄压部件13其他区域开裂泄压,更容易实现定向泄压。
在一些实施例中,第一槽段1311与第二槽段1312相连于第一位置1315,沿第一槽段1311的延伸方向,第一位置1315偏离第一槽段1311的两端。
第一位置1315偏离第一槽段1311的两端,即第一位置1315并未位于第一槽段1311两端中的任意一端,沿第一槽段1311的延伸方向,第一位置1315位于第一槽段1311的两端之间。第一位置1315可以位于第一槽段1311的中点位置,也可以偏离第一槽段1311的中点位置。
在泄压过程中,泄压部件13在第一位置1315裂开后,裂纹可以沿第一槽段1311从第一位置1315向两端扩散,缩短泄压部件13沿第一槽段1311裂开的时间。
在一些实施例中,沿第一槽段1311的延伸方向,第一位置1315位于第一槽段1311的中点位置。
沿第一槽段1311的延伸方向,第一位置1315可以将第一槽段1311分为两部分,该两部分的长度相等。
作为示例,沿第一槽段1311的延伸方向,第一槽段1311上的起爆位置1314位于第一槽段1311的中点位置。
需要说明的是,在第一槽段1311包括第一级槽1311c和第二级槽1311d的实施例中,沿第一槽段1311的延伸方向,第一级槽1311c的两端即为第一槽段1311的两端,第一级槽1311c的中点位置即为第一槽段1311的中点位置。
在本实施例中,第一位置1315位于第一槽段1311的中点位置,在泄压过程中,裂纹沿第一槽段1311从第一位置1315向两端的扩散距离相等,进一步缩短泄压部件13沿第一槽段1311裂开的时间。
在一些实施例中,第三槽段1313与第二槽段1312相连于第二位置1316,沿第三槽段1313的延伸方向,第二位置1316偏离第三槽段1313的两端。
第二位置1316偏离第三槽段1313的两端,即第二位置1316并未位于第三槽段1313的两端中的任意一端,沿第三槽段1313的延伸方向,第二位置1316位于第三槽段1313两端之间。第二位置1316可以位于第三槽段1313的中点位置,也可以偏离第三槽段1313的中点位置。
在第一位置1315偏离第一槽段1311的两端,且第二位置1316偏离第三槽段1313的两端的情况下,第一槽段1311、第二槽段1312和第三槽段1313将共同限定出两个泄压区134,两个泄压区134位于第二槽段1312的两侧,在泄压过程中,两个泄压区134均可以打开,能够有效提高泄压及时性。
在泄压过程中,泄压部件13在第二位置1316裂开后,裂纹可以沿第三槽段1313从第二位置1316向两端扩散,缩短泄压部件13沿第三槽段1313裂开的时间。
在一些实施例中,沿第三槽段1313的延伸方向,第二位置1316位于第三槽段1313的中点位置。
沿第三槽段1313的延伸方向,第二位置1316可以将第三槽段1313分为两部分,该两部分的长度相等。
作为示例,沿第三槽段1313的延伸方向,第三槽段1313上的起爆位置1314位于第三槽段1313的中点位置。
需要说明的是,在第三槽段1313包括第三级槽1313c和第四级槽1313d的实施例中,沿第三槽段1313的延伸方向,第三级槽1313c的两端即为第三槽段1313的两端,第三级槽1313c的中点位置即为第三槽段1313的中点位置。
在本实施例中,第二位置1316位于第三槽段1313的中点位置,在泄压过程中,裂纹沿第三槽段1313从第二位置1316向两端的扩散距离相等,进一步缩短泄压部件13沿第三槽段1313裂开的时间。
在一些实施例中,第一槽段1311、第二槽段1312和第三槽段1313均为沿直线轨迹延伸的槽。
第一槽段1311、第二槽段1312和第三槽段1313均为直线形槽。第一槽段1311和第二槽段1312可以垂直,也可以呈锐角或钝角设置。第三槽段1313和第二槽段1312可以垂直,也可以呈锐角或钝角设置。第一槽段1311和第三槽段1313的长度可以相等,也可以不等。在图5、图10和图16示出的实施例中,第一槽段1311的长度等于第三槽段1313的长度。在图10和图15示出的实施例中,第一级槽1311c的长度即为第一槽段1311的长度,第三级槽1313c的长度即为第三槽段1313的长度。作为示例,第一级槽1311c的长度等于第三级槽1313c的长度,第二级槽1311d的长度等于第四级槽1313d的长度。
在本实施例中,第一槽段1311、第二槽段1312和第三槽段1313均为直线形槽,能够降低第一槽段1311、第二槽段1312和第三槽段1313的成型难度。
在一些实施例中,第一槽段1311垂直于第二槽段1312;和/或,第三槽段1313垂直于第二槽段1312。
可以理解的是,在第一槽段1311垂直于第二槽段1312的情况下,第三槽段1313可以垂直于第二槽段1312,第三槽段1313和第二槽段1312也可以呈锐角或钝角设置;在第三槽段1313垂直于第二槽段1312的情况下,第一槽段1311可以垂直于第二槽段1312,第一槽段1311和第二槽段1312也可以呈锐角或钝角设置。在图5、图10和图16示出的实施例中,第一槽段1311和第三槽段1313均垂直于第二槽段1312。
若第一槽段1311垂直于第二槽段1312,第一槽段1311与第二槽段1312相连的位置附近应力更为集中,若起爆位置1314位于第一槽段1311与第二槽段1312相连的位置附近,在电池单体10的起爆压力一定的情况下,可以减小第一槽段1311的加工深度,降低第一槽段1311的加工难度。若第三槽段1313垂直于第二槽段1312,第三槽段1313与第二槽段1312相连的位置附近应力更为集中,若起爆位置1314位于第三槽段1313与第二槽段1312相连的位置附近,在电池单体10的起爆压力一定的情况下,可以减小第三槽段1313的加工深度,降低第三槽段1313的加工难度。
在一些实施例中,请继续参照图16,第一槽段1311、第二槽段1312和第三槽段1313限定出泄压区134。泄压部件13设置有引导槽135,引导槽135与第二槽段1312间隔设置,引导槽135被配置为引导泄压区134翻转打开。
泄压区134为泄压部件13由第一槽段1311、第二槽段1312和第三槽段1313限定出的区域,第一槽段1311、第二槽段1312和第三槽段1313位于泄压区134的边缘位置,泄压区134在泄压部件13沿着第一槽段1311、第二槽段1312和第三槽段1313裂开的过程能够向外翻转打开。第一槽段1311、第二槽段1312和第三槽段1313可以限定出一个泄压区134,比如,第一槽段1311、第二槽段1312和第三槽段1313依次连接形成U形结构;第一槽段1311、第二槽段1312和第三槽段1313也可以限定出两个泄压区134,比如,第一槽段1311、第二槽段1312和第三槽段1313形成H形结构。
在第一槽段1311、第二槽段1312和第三槽段1313依次连接形成U形结构的实施例中,第一槽段1311远离第二槽段1312的一端与第三槽段1313远离第二槽段1312的一端的连线为第一连线,第一槽段1311、第二槽段1312、第三槽段1313和第一连线围合形成的区域即为泄压区134。在第一槽段1311、第二槽段1312和第三槽段1313形成H形结构的实施例中,第一槽段1311的一端与第三槽段1313的一端的连线为第二连线,第一槽段1311的另一端与第三槽段1313的另一端的连线为第三连线,第一槽段1311、第二槽段1312、第三槽段1313和第二连线围合形成的区域为一个泄压区134,第一槽段1311、第二槽段1312、第三槽段1313和第三连线围合形成的区域为另一个泄压区134。
引导槽135是设置于泄压部件13有助于泄压区134翻转打开的槽,引导槽135可以是直线形槽,也可以是非直线形槽,比如,弧形槽。作为示例,引导槽135为平行于第二槽段1312的直线形槽。
作为示例,第一槽段1311的残厚和第三槽段1313的残厚均小于引导槽135的残厚。
在本实施例中,引导槽135的设置有助于泄压区134翻转打开,降低泄压区134的翻转难度,能够有效提高泄压及时性。
在一些实施例中,请继续参照图16,第一槽段1311、第二槽段1312和第三槽段1313限定出两个泄压区134,两个泄压区134分别位于第二槽段1312的两侧。泄压部件13设置有两个引导槽135,第二槽段1312位于两个引导槽135之间,两个引导槽135被配置为分别引导两个泄压区134翻转打开。
两个泄压区134的面积可以相等,也可以不等。作为示例,两个泄压区134对称分布于第二槽段1312的两侧。在图16示出的实施例中,第一槽段1311、第二槽段1312和第三槽段1313均为直线形槽,第一槽段1311平行于第三槽段1313,第一槽段1311垂直于第二槽段1312,第一槽段1311的长度等于第三槽段1313的长度,第二槽段1312连接于第一槽段1311的中点位置以及第三槽段1313的中点位置,以实现两个泄压区134对称分布于第二槽段1312的两侧。
作为示例,两个引导槽135平行于第二槽段1312,两个引导槽135与第二槽段1312的间距相等,两个引导槽135对称分布于第二槽段1312的两侧。
在泄压过程中,两个引导槽135可以分别对两个泄压区134起到引导作用,提高两个泄压区134的打开速率,更为及时地泄压。
在一些实施例中,第一槽段1311和第三槽段1313均与引导槽135不接触。
第一槽段1311与引导槽135不接触,即第一槽段1311并未与引导槽135相连。可以是第一槽段1311与引导槽135两者间隔设置,以实现两者不接触,比如,沿第一槽段1311的延伸方向,第一槽段1311与引导槽135间隔设置;和/或,沿引导槽135的延伸方向,第一槽段1311与引导槽135间隔设置;和/或,沿泄压部件的厚度方向X,第一槽段1311与引导槽135间隔设置。第三槽段1313与引导槽135不接触,即第三槽段1313并未与引导槽135相连。可以是第三槽段1313与引导槽135两者间隔设置,以实现两者不接触,比如,沿第三槽段1313的延伸方向,第三槽段1313与引导槽135间隔设置;和/或,沿引导槽135的延伸方向,第三槽段1313与引导槽135间隔设置;和/或,沿泄压部件的厚度方向X,第三槽段1313与引导槽135间隔设置。
在本实施例中,第一槽段1311和第三槽段1313均与引导槽135不接触,引导槽135不易对第一槽段1311和第三槽段1313的影响,提高泄压部件13在第一槽段1311和第三槽段1313位置的抗疲劳强度,降低因引导槽135与第一槽段1311、第三槽段1313相连产生应力集中,造成泄压部件13在电池单体10正常使用过程中在相连的位置裂开的可能性。此外,在泄压过程中,在泄压部件13沿第一槽段1311和第三槽段1313裂开后,裂纹不易扩散至引导槽135,降低泄压区134打开后从泄压部件13脱离飞溅的可能性。
在一些实施例中,请参照图17,图17为图16所示的泄压部件13的G-G剖视图。沿泄压部件的厚度方向X,引导槽135和槽部131分别设置于泄压部件13的两侧。
在成型时,沿泄压部件的厚度方向X,可以在泄压部件13的一侧成型引导槽135,再在泄压部件13的另一侧成型槽部131。在一些实施例中,槽部131朝向外壳1的外部,引导槽135朝向外壳1的内部。在另一些实施例中,槽部131朝向外壳1的内部,引导槽135朝向外壳1的外部。
作为示例,沿泄压部件的厚度方向X,泄压部件13包括相对设置的第一表面132和第二表面133,可以是槽部131设置于第一表面132,引导槽135设置于第二表面133。可以理解的是,第一槽段1311、第二槽段1312和第三槽段1313均设置于第一表面132。
在本实施例中,引导槽135和槽部131分别设置于泄压部件13的两侧,一方面,降低引导槽135在成型时对槽部131所带来的影响;另一方面,引导槽135对泄压区134能够产生更好的引导效果,使得泄压区134更容易翻转打开。
在一些实施例中,请继续参照16,引导槽135沿第二槽段1312的延伸方向延伸。
可以理解的是,引导槽135的延伸方向与第二槽段1312的延伸方向一致。在一些实施例中,引导槽135和第二槽段1312均为沿弧形轨迹延伸的槽,沿泄压部件的厚度方向X观察,引导槽135的弧形轨迹的圆心与第二槽段1312的弧形轨迹的圆心重合。在另一些实施例中,如图16所示,引导槽135和第二槽段1312均为沿直线轨迹延伸的槽,引导槽135平行于第二槽段1312。
在一些实施例中,沿第二槽段1312的延伸方向,第一槽段1311和第三槽段1313分别位于引导槽135的两侧,第二槽段1312位于第一槽段1311和第三槽段1313之间的部分的长度为L1,引导槽135的长度为L2,满足:1mm≤L1-L2≤10mm。
沿第二槽段1312的延伸方向,引导槽135的一端与第一槽段1311间隔设置,两者之间存在距离;引导槽135的另一端与第三槽段1313间隔设置,两者之间存在距离。作为示例,沿第二槽段1312的延伸方向,引导槽135的一端与第一槽段1311的间距与引导槽135的另一端与第三槽段1313的间距相等。
L1-L2可以是1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
若L1-L2<1mm,第一槽段1311和第三槽中的至少一者与引导槽135的间距较小,引导槽135对第一槽段1311和第三槽段1313的影响较大,容易导致泄压部件13在第一槽段1311或第三槽段1313靠近引导槽135的位置提前裂开的可能性,出现提前泄压的可能性增大。若L1-L2>10mm,引导槽135的长度较短,引导槽135助于泄压区134翻转的能力较差。而1mm≤L1-L2≤10mm,既可以降低泄压部件13提前泄压的可能性,又可以提高引导槽135帮助泄压区134翻转打开的引导能力。
在一些实施例中,2mm≤L1-L2≤6mm。
在本实施例中,L1-L2可以是2mm、2.3mm、2.5mm、2.8mm、3mm、3.3mm、3.5mm、3.8mm、4mm、4.3mm、4.5mm、4.8mm、5mm、5.3mm、5.5mm、5.8mm、6mm等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在本实施例中,2mm≤L1-L2≤6mm,进一步降低泄压部件13提前泄压的可能性,且进一步提高引导槽135帮助泄压区134翻转打开的引导能力。
在一些实施例中,沿第一槽段1311的延伸方向,引导槽135和第二槽段1312的间距为L3,第一槽段1311从第二槽段1312向靠近引导槽135的方向延伸的部分的长度L4,0.5mm≤|L3-L4|≤15mm。
引导槽135和第二槽段1312的间距等于连接引导槽135和第二槽段1312的最短线的长度,最短线与第一槽段1311的延伸方向一致。
可以是L3>L4,也可以是L4>L3。在L3>L4的实施例中,引导槽135更有助于泄压区134翻转打开。
|L3-L4|可以是0.5mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
若|L3-L4|<0.5mm,第一槽段1311的端部与引导槽135的距离较小,在泄压部件13的裂纹沿着第一槽段1311扩散至第一槽段1311的端部时,裂纹容易扩散至引导槽135,从而导致泄压区134脱离;若|L3-L4|>15mm,在L3>L4的情况下,引导槽135和第二槽段1312的间距较大,引导槽135助于泄压区134翻转的能力较差,在L3<L4的情况下,引导槽135和第二槽段1312的间距较小,泄压区134的翻转打开的面积较小,泄压区134的泄压面积降低。而0.5mm≤|L3-L4|≤15mm,既降低泄压区134发生脱离飞溅的可能性,又可以提高泄压区134翻转打开难度以及增大泄压区134的打开面积。
在一些实施例中,1mm≤|L3-L4|≤10mm。
在本实施例中,|L3-L4|可以是1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、5.5mm、6mm、6.5mm、7mm、7.5mm、8mm、8.5mm、9mm、9.5mm、10mm等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在一些实施例中,请参照图18,图18为本申请一些实施例提供的外壳1的爆炸图。外壳1包括第一壁部14,泄压部件13(图18未示出)为第一壁部14。
外壳1中可以包括多个壁部,多个壁部共同限定出外壳1的内部空间。以外壳1为长方体状为例,外壳1中的壁部为六个,外壳1在长度方向具有相对的两个壁部,在宽度方向上具有相对的两个壁部,在高度方向上具有相对的两个壁部。
在外壳1中,至少一个壁部为第一壁部14,即至少一个壁部设置有槽部131。以外壳1包括壳体11和端盖12为例,端盖12作为外壳1中的一个壁部,可以是端盖12为第一壁部14,也可以是壳体11中的至少一个壁部为第一壁部14。
可以理解的是,槽部131设置于第一壁部14。槽部131可以面向于外壳1的内部,也可以面向于外壳1的外部。
在本实施例中,第一壁部14作为泄压部件13,槽部131部可以直接成型于第一壁部14,形成一体式泄压结构,可靠性更高,省去泄压部件13的安装工艺,能够降低电池单体10的生产成本。
在一些实施例中,请参照图19,图19为本申请另一些实施例提供的外壳1的爆炸图。外壳1包括第一壁部14,泄压部件13与第一壁部14分体设置,泄压部件13安装于第一壁部14。
泄压部件13和外壳1为单独的两个部件,两者单独成型后安装在一起。泄压部件13可以通过焊接、粘接等方式安装于第一壁部14。作为示例,第一壁部14设置有泄压孔141,泄压部件13覆盖泄压孔141。
在本实施例中,泄压部件13安装于第一壁部14,泄压部件13为独立于外壳1的部件,泄压机构和外壳1可以单独生产组装,生产难度低且效率高。
在一些实施例中,请继续参照图18和图19,外壳1包括壳体11和端盖12,壳体11具有开口,端盖12封闭开口。壳体11的至少一个壁部为第一壁部14。
壳体11可以包括多个壁部,多个壁部限定出壳体11的内部空间。在壳体11中,可以是一个壁部为第一壁部14,也可以是多个壁部为第一壁部14。作为示例,在18图和图19中,壳体11中仅有一个壁部为第一壁部14。
在本实施例中,壳体11具有泄压功能,在泄压时,从电池单体10内部排出的排放物对端盖12外侧的外部部件不易造成影响,降低了外部部件被排放物损坏的可能性。这里指的外部部件可以是位于电池单体10外部与端盖12上的电极端子3相连的部件。
在一些实施例中,请继续参照图18和图19,壳体11包括底壁111和多个侧壁112,多个侧壁112围设于底壁111的周围,壳体11在与底壁111相对的一端形成开口。底壁111为第一壁部14。
底壁111为壳体11中与开口相对的壁部,侧壁112为壳体11中围设于底壁111周围的壁部,底壁111和侧壁112一体成型。壳体11中的侧壁112可以是三个、四个、五个、六个或者更多。作为示例,在图18和图19中,壳体11呈长方体状,壳体11中的侧壁112为四个。
在本实施例中,底壁111具有泄压功能,电池单体10热失控时,可以通过底壁111进行泄压,在电池100中,泄压部件13不易受到其他电池单体10的遮挡。
在一些实施例中,请参照图20和图21,图20为本申请又一些实施例提供的外壳1的爆炸图;图21为本申请再一些实施例提供的外壳1的爆炸图。外壳1包括壳体11和端盖12,壳体11具有开口,端盖12封闭开口,端盖12为第一壁部14。
在图20示出的实施例中,端盖12为泄压部件13。
在图21示出的实施例中,泄压部件13和端盖12为单独的两个部件,泄压部件13安装于端盖12。
在本实施例中,端盖12具有泄压功能,在端盖12上成型槽部131的成型难度更低。
在一些实施例中,第一壁部14为长方形壁部,第二槽段1312沿第一壁部的长度方向Y延伸,第一槽段1311和第三槽段1313均沿第一壁部的宽度方向Z延伸。
可以理解的是,第一壁部14的长度大于第一壁部14的宽度,第一槽段1311和第三槽段1313均垂直于第二槽段1312。
在本实施例中,第二槽段1312沿第一壁部的长度方向Y延伸,第二壁部可以为第二槽段1312提供更多的空间,可以将第二槽段1312做得更长,增大泄压部件13的泄压面积。
在另一些实施例中,也可以是第二槽段1312沿第一壁部的宽度方向Z延伸,第一槽段1311和第三槽段1313均沿第一壁部的长度方向Y延伸。
在一些实施例中,请参照图22,图22为本申请一些实施例提供的第一壁部的局部视图。沿泄压部件的厚度方向X(图22未示出),第一壁部14具有外表面142,外表面142背离外壳1的内部。第一槽段1311具有沿其延伸方向延伸的第一中平面1311f,第二槽段1312具有沿其延伸方向延伸的第二中平面1312c,第三槽段1313具有沿其延伸方向延伸的第三中平面1313f,外表面142的中心点1421到第一中平面1311f的最小距离为M1,外表面142的中心点1421到第二中平面1312c的最小距离为M2,外表面142的中心点1421到第三中平面1313f的最小距离为M3,满足:M2<M1,M2<M3。
其中,可以是M1=M3,也可以是M1<M3,也可以是M1>M3。
在第一壁部14作为泄压部件13的实施例中,泄压部件的厚度方向X即为第一壁部14的厚度方向。在泄压部件13安装于第一壁部14的实施例中,泄压部件的厚度方向X与第一壁部14的厚度方向一致。
外表面142为第一壁部14背离外壳1的内部的表面,也就是说,外表面142面向外壳1的外部。沿泄压部件的厚度方向X,第一壁部14还具有面向外壳1的内部的内表面,第一槽段1311、第二槽段1312、第三槽段1313均可以沿第一壁部14的外表面142指向内表面的方向凹陷,也可以沿第一壁部14的内表面指向外表面142的方向凹陷。在第一壁部14作为泄压部件13的实施例中,第一壁部14的内表面和外表面142中的一者为泄压部件13的第一表面132,另一者为泄压部件13的第二表面133。
外表面142的中心点1421为外表面142的几何中心。外表面142可以是圆形、多边形等。多边形可以是三边形、四边形、五边形、六边形等。
第一中平面1311f与第一槽段1311的延伸方向一致,在第一槽段1311的宽度方向上,第一中平面1311f居中设置于第一槽段1311,第一中平面1311f垂直于第一槽段1311的宽度方向。在第一槽段1311为多级槽的实施例中,第一中平面1311f在第一槽段1311的宽度方向上居中设置于第一槽段1311中位于最深位置的一级槽。第二中平面1312c与第二槽段1312的延伸方向一致,在第二槽段1312的宽度方向上,第二中平面1312c居中设置于第二槽段1312,第二中平面1312c垂直于第二槽段1312的宽度方向。在第二槽段1312为多级槽的实施例中,第二中平面1312c在第二槽段1312的宽度方向上居中设置于第二槽段1312中位于最深位置的一级槽。第三中平面1313f与第三槽段1313的延伸方向一致,在第三槽段1313的宽度方向上,第三中平面1313f居中设置于第三槽段1313,第三中平面1313f垂直于第三槽段1313的宽度方向。在第三槽段1313为多级槽的实施例中,第三中平面1313f在第三槽段1313的宽度方向上居中设置于第三槽段1313中位于最深位置的一级槽。
外表面142的中心点1421到第一中平面1311f的最小距离可以在第一中平面1311f的垂线上测得,该垂线经过外表面142的中心点1421。外表面142的中心点1421到第二中平面1312c的最小距离可以在第二中平面1312c的垂线上测得,该垂线经过外表面142的中心点1421。外表面142的中心点1421到第三中平面1313f的最小距离可以在第三中平面1313f的垂线上测得,该垂线经过外表面142的中心点1421。
在电池单体内部压力变化时,第一壁部14越靠近中心点1421的位置越容易变形,而M2<M1,M2<M3,使得第一槽段1311和第三槽段1313距离中心点1421更远,提高泄压部件13在第一槽段1311和第三槽段1313位置的抗疲劳强度。
在一些实施例中,沿泄压部件的厚度方向X,外表面142的中心点1421的投影位于第二槽段1312内;和/或,|M3-M1|≤5mm。
沿泄压部件13的厚度方向,中心点1421的投影位于第二槽段1312内,即外表面142经过中心点1421的垂线经过第二槽段1312。作为示例,外表面142的中心点1421位于第二中平面1312c内。
|M3-M1|可以是0mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在本实施例中,外表面142的中心点1421的投影位于第二槽段1312内,第二槽段1312更靠近外表面142的中心点1421,泄压部件13在泄压时能够更为及时地沿第二槽段1312裂开,提高泄压部件13的泄压及时性。|M3-M1|≤5mm,使得第一槽段1311和第三槽段1313距离中心点1421均较远,降低泄压部件13在中心点1421附近的变形对第一槽段1311和第三槽段1313的影响。
在一些实施例中,外表面142为长方形或圆形或正多边形。
在外表面142为长方形的实施例,长方形的两条对角线的交点即为外表面142的中心点1421。第一壁部14为长方形壁部,外表面142的长度方向与第一壁部的长度方向Y一致,外表面142的宽度方向与第一壁部的宽度方向Z一致。外表面142可以是规则的长方形,也可以是非规则的长方形,比如,长方形相邻的两个边通过倒角连接,该倒角可以是圆弧倒角。
在外表面142为圆形的实施例中,圆形的圆心即为外表面142的中心点1421。第一壁部14可以是圆形壁部,以实现外表面142为圆形。
在外表面142为正多边形的实施例中,正多边形的内切圆的圆心为外表面142的中心点1421。正多边形可以是正三角形、正四边形、正五边形、正六边形等。外表面142可以是规则的正多边形,也可以是非规则的正多边形,比如,正多边形相邻的两个边通过倒角连接,该倒角可以是圆弧倒角。第一壁部14可以是正多边形壁部,以实现外表面142为正多边形。
本申请实施例提供一种电池100,包括上述任意一个实施例提供的电池单体10。
本申请实施例提供一种用电设备,包括上述任意一个实施例提供的电池单体10,电池单体10用于给用电设备提供电能。
本申请实施例还提供一种电池单体10,电池单体10包括外壳1和电极组件2,电极组件2具有正极耳和负极耳,电极组件2容纳于外壳1内。外壳1为长方体状,外壳1包括壳体11和端盖12,壳体11具有开口,端盖12封闭开口,端盖12上设置有与正电极端子和负电极端子,正电极端子通过一个集流构件4与正极耳电连接,负电极端子通过另一个集流构件4与负极耳电连接。壳体11与端盖12相对的壁部为泄压部件13,泄压部件13设置有槽部131,泄压部件13被配置为能够沿槽部131裂开,以泄放电池单体10内部的压力,泄压部件13具有起爆位置1314。槽部131包括第一槽段1311、第二槽段1312和第三槽段1313,第一槽段1311与第三槽段1313相对设置,第二槽段1312连接第一槽段1311和第三槽段1313,第一槽段1311、第二槽段1312和第三槽段1313均为沿直线轨迹延伸的槽,第一槽段1311和第三槽段1313均垂直于第二槽段1312,第二槽段1312的一端连接于第一槽段1311的中点位置,第二槽段1312的另一端连接于第三槽段1313的中点位置,第一槽段1311的残厚和第三槽段1313的残厚均小于第二槽段1312的残厚,第一槽段1311的残厚等于第三槽段1313的残厚。第一槽段1311和第三槽段1313均形成有起爆位置1314。第一槽段1311的残厚为D1,第二槽段1312的残厚为D2,0.15≤D1/D2≤0.95,0.03mm≤D1≤0.5mm;0.25mm≤D2≤0.5mm。
其中,第一槽段1311包括第一级槽1311c和第二级槽1311d,第一级槽1311c和第二级槽1311d沿泄压部件的厚度方向X排布,第二级槽1311d设置于第一级槽1311c的槽底面,第一级槽1311c的槽底面与第二槽段1312的槽底面平齐。第三槽段1313包括第三级槽1313c和第四级槽1313d,第三级槽1313c和第四级槽1313d沿泄压部件的厚度方向X排布,第四级槽1313d设置于第三级槽1313c的槽底面,第三级槽1313c的槽底面与第二槽段1312的槽底面平齐。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (50)
1.一种电池单体,其特征在于,包括:
外壳,包括泄压部件,所述泄压部件设置有槽部,所述泄压部件被配置为能够沿所述槽部裂开,以泄放所述电池单体内部的压力,所述泄压部件具有起爆位置;
其中,所述槽部包括第一槽段、第二槽段和第三槽段,所述第一槽段与所述第三槽段相对设置,所述第二槽段连接所述第一槽段和所述第三槽段,所述起爆位置形成于所述第一槽段和/或所述第三槽段。
2.如权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述第一槽段形成有所述起爆位置,所述第一槽段的残厚小于所述第二槽段的残厚。
3.如权利要求2所述的电池单体,其特征在于,所述第一槽段的残厚为D1,所述第二槽段的残厚为D2,满足:0.15≤D1/D2≤0.95。
4.如权利要求3所述的电池单体,其特征在于,0.3≤D1/D2≤0.9。
5.如权利要求4所述的电池单体,其特征在于,0.5≤D1/D2≤0.85。
6.如权利要求5所述的电池单体,其特征在于,0.03mm≤D1≤0.5mm。
7.如权利要求6所述的电池单体,其特征在于,0.15mm≤D1≤0.4mm。
8.如权利要求3所述的电池单体,其特征在于,0.05mm≤D2≤0.65mm。
9.如权利要求8所述的电池单体,其特征在于,0.25mm≤D2≤0.5mm。
10.如权利要求2所述的电池单体,其特征在于,所述第一槽段的深度大于所述第二槽段的深度,使得所述第一槽段的残厚小于所述第二槽段的残厚。
11.如权利要求2所述的电池单体,其特征在于,所述第一槽段包括第一级槽和第二级槽,所述第一级槽和所述第二级槽沿所述泄压部件的厚度方向排布,所述第二级槽设置于所述第一级槽的槽底面。
12.如权利要求11所述的电池单体,其特征在于,所述第一级槽的槽底面与所述第二槽段的槽底面平齐。
13.如权利要求11所述的电池单体,其特征在于,沿所述泄压部件的厚度方向,所述泄压部件具有相对的第一表面和第二表面,所述第一级槽和所述第二级槽沿所述第一表面指向第二表面的方向依次设置,第二级槽的槽底面较所述第二槽段的槽底面更靠近所述第二表面;
其中,所述第二级槽的槽底面与所述第二槽段的槽底面通过第一斜平面或第一圆弧面连接。
14.如权利要求2所述的电池单体,其特征在于,所述第三槽段形成有所述起爆位置,所述第三槽段的残厚小于所述第二槽段的残厚。
15.如权利要求14所述的电池单体,其特征在于,所述第三槽段的残厚等于所述第一槽段的残厚。
16.如权利要求14所述的电池单体,其特征在于,所述第二槽段的残厚为D2,所述第三槽段的残厚为D3,满足:0.15≤D3/D2≤0.95。
17.如权利要求16所述的电池单体,其特征在于,0.3≤D3/D2≤0.9。
18.如权利要求17所述的电池单体,其特征在于,0.5≤D3 D2≤0.85。
19.如权利要求16所述的电池单体,其特征在于,0.03mm≤D3≤0.5mm。
20.如权利要求19所述的电池单体,其特征在于,0.15mm≤D3≤0.4mm。
21.如权利要求15所述的电池单体,其特征在于,所述第三槽段的深度大于所述第二槽段的深度,使得第三槽段的残厚小于所述第二槽段的残厚。
22.如权利要求15所述的电池单体,其特征在于,所述第三槽段包括第三级槽和第四级槽,所述第三级槽和所述第四级槽沿所述泄压部件的厚度方向排布,所述第四级槽设置于所述第三级槽的槽底面。
23.如权利要求22所述的电池单体,其特征在于,所述第三级槽的槽底面与所述第二槽段的槽底面平齐。
24.如权利要求22所述的电池单体,其特征在于,沿所述泄压部件的厚度方向,所述泄压部件具有相对的第一表面和第二表面,所述第三级槽和所述第四级槽沿所述第一表面指向第二表面的方向依次设置,第四级槽的槽底面较所述第二槽段的槽底面更靠近所述第二表面;
其中,所述第四级槽的槽底面与所述第二槽段的槽底面通过第二斜平面或第二圆弧面连接。
25.如权利要求1-24中任一项所述的电池单体,其特征在于,沿所述第二槽段的延伸方向,所述第二槽段的两端分别与所述第一槽段和所述第三槽段相连。
26.如权利要求1-24中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述第一槽段与所述第二槽段相连于第一位置,沿所述第一槽段的延伸方向,所述第一位置偏离所述第一槽段的两端。
27.如权利要求26所述的电池单体,其特征在于,沿所述第一槽段的延伸方向,所述第一位置位于所述第一槽段的中点位置。
28.如权利要求26所述的电池单体,其特征在于,所述第三槽段与所述第二槽段相连于第二位置,沿所述第三槽段的延伸方向,所述第二位置偏离所述第三槽段的两端。
29.如权利要求28所述的电池单体,其特征在于,沿所述第三槽段的延伸方向,所述第二位置位于所述第三槽段的中点位置。
30.如权利要求1-24中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述第一槽段、所述第二槽段和所述第三槽段均为沿直线轨迹延伸的槽。
31.如权利要求30所述的电池单体,其特征在于,所述第一槽段垂直于所述第二槽段;和/或,所述第三槽段垂直于所述第二槽段。
32.如权利要求1-24中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述第一槽段、所述第二槽段和所述第三槽段限定出泄压区;
所述泄压部件设置有引导槽,所述引导槽与所述第二槽段间隔设置,所述引导槽被配置为引导所述泄压区翻转打开。
33.如权利要求32所述的电池单体,其特征在于,所述第一槽段、所述第二槽段和所述第三槽段限定出两个泄压区,两个所述泄压区分别位于所述第二槽段的两侧;
所述泄压部件设置有两个所述引导槽,所述第二槽段位于两个所述引导槽之间,两个所述引导槽被配置为分别引导两个所述泄压区翻转打开。
34.如权利要求32所述的电池单体,其特征在于,所述第一槽段和所述第三槽段均与所述引导槽不接触。
35.如权利要求32所述的电池单体,其特征在于,沿所述泄压部件的厚度方向,所述引导槽和所述槽部分别设置于所述泄压部件的两侧。
36.如权利要求32所述的电池单体,其特征在于,所述引导槽沿所述第二槽段的延伸方向延伸。
37.如权利要求32所述的电池单体,其特征在于,沿所述第二槽段的延伸方向,所述第一槽段和所述第三槽段分别位于所述引导槽的两侧,所述第二槽段位于所述第一槽段和所述第三槽段之间的部分的长度为L1,所述引导槽的长度为L2,满足:1mm≤L1-L2≤10mm。
38.如权利要求37所述的电池单体,其特征在于,2mm≤L1-L2≤6mm。
39.如权利要求32所述的电池单体,其特征在于,沿第一槽段的延伸方向,所述引导槽和所述第二槽段的间距为L3,所述第一槽段从所述第二槽段向靠近所述引导槽的方向延伸的部分的长度L4,0.5mm≤|L3-L4|≤15mm。
40.如权利要求39所述的电池单体,其特征在于,1mm≤|L3-L4|≤10mm。
41.如权利要求1-24中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述外壳包括第一壁部;
所述泄压部件为所述第一壁部;或,所述泄压部件与所述第一壁部分体设置,所述泄压部件安装于所述第一壁部。
42.如权利要求41所述的电池单体,其特征在于,所述外壳包括:
壳体,具有开口;
端盖,封闭所述开口,所述端盖为所述第一壁部。
43.如权利要求41所述的电池单体,其特征在于,所述外壳包括:
壳体,具有开口;
端盖,封闭所述开口;
其中,所述壳体的至少一个壁部为所述第一壁部。
44.如权利要求43所述的电池单体,其特征在于,所述壳体包括底壁和多个侧壁,多个所述侧壁围设于所述底壁的周围,所述壳体在与所述底壁相对的一端形成所述开口;
其中,所述底壁为所述第一壁部。
45.如权利要求41所述的电池单体,其特征在于,所述第一壁部为长方形壁部,所述第二槽段沿所述第一壁部的长度方向延伸,所述第一槽段和所述第三槽段均沿所述第一壁部的宽度方向延伸。
46.如权利要求41所述的电池单体,其特征在于,沿所述泄压部件的厚度方向,所述第一壁部具有外表面,所述外表面背离所述外壳的内部;
所述第一槽段具有沿其延伸方向延伸的第一中平面,所述第二槽段具有沿其延伸方向延伸的第二中平面,所述第三槽段具有沿其延伸方向延伸的第三中平面,所述外表面的中心点到所述第一中平面的最小距离为M1,所述外表面的中心点到所述第二中平面的最小距离为M2,所述外表面的中心点到所述第三中平面的最小距离为M3,满足:M2<M1,M2<M3。
47.如权利要求46所述的电池单体,其特征在于,沿所述泄压部件的厚度方向,所述外表面的中心点的投影位于所述第二槽段内;和/或,|M3-M1|≤5mm。
48.如权利要求46所述的电池单体,其特征在于,所述外表面为长方形或圆形或正多边形。
49.一种电池,其特征在于,包括如权利要求1-48中任一项所述的电池单体。
50.一种用电设备,其特征在于,包括如权利要求1-48中任一项所述的电池单体,所述电池单体用于给所述用电设备提供电能。
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---|---|---|---|
CN202310640639.5A CN116666887A (zh) | 2023-05-31 | 2023-05-31 | 电池单体、电池及用电设备 |
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- 2023-05-31 CN CN202310640639.5A patent/CN116666887A/zh active Pending
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