CN117157816A - 泄压装置、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泄压装置、电池单体、电池及用电设备，属于电池技术领域。本申请实施例提供一种泄压装置，用于电池单体，泄压装置包括泄压本体和两个泄压槽。泄压本体具有沿其厚度方向相对设置第一表面和第二表面。两个泄压槽沿厚度方向相对设置，且分别设置于第一表面和第二表面，两个泄压槽之间形成薄弱部，薄弱部被配置为在电池单体内部的压力或温度达到阈值时裂开，以泄放电池单体内部的压力。泄压本体的第一表面和第二表面均设有泄压槽，能够获得较低的残余厚度，减小了薄弱部的厚度，使得薄弱部更容易裂开，降低泄压装置的起爆压力，使得泄压本体能够及时泄压，降低电池单体出现起火、爆炸等风险，有效提高电池单体的安全性。
Description
本申请涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种泄压装置、电池单体、电池及用电设备。
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。
在电池技术的发展中，除了提高电池单体的性能外，安全问题也是一个需要考虑的问题。因此，如何提高电池单体的安全性，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泄压装置、电池单体、电池及用电设备，能够有效提高电池单体的安全性。
第一方面，本申请实施例提供一种泄压装置，用于电池单体，包括：泄压本体，具有沿其厚度方向相对设置第一表面和第二表面；两个泄压槽，沿所述厚度方向相对设置，且分别设置于所述第一表面和所述第二表面，两个所述泄压槽之间形成薄弱部，所述薄弱部被配置为在所述电池单体内部的压力或温度达到阈值时裂开，以泄放所述电池单体内部的压力。
上述技术方案中，泄压本体的第一表面和第二表面均设有泄压槽，能够获得较低的残余厚度，减小了薄弱部的厚度，使得薄弱部更容易裂开，降低泄压装置的起爆压力，使得泄压本体能够及时泄压，降低电池单体出现起火、爆炸等风险，有效提高电池单体的安全性。
在一些实施例中，所述第一表面与所述第二表面之间的距离为第一距离，所述薄弱部的最小厚度与所述第一距离的比值为0.12-0.5。薄弱部的最小厚度与第一距离的比值过小，使得薄弱部的最小厚度较小，在成型过程中就会导致薄弱部裂开的情况，即使薄弱部未裂开，泄压本体的强度较差，容易出现薄弱部在振动环境中或在电池单体内部的压力或温度远未达到阈值就裂开泄压，影响电池单体的使用寿命。薄弱部的最小厚度与第一距离的比值过大，使得薄弱部的最小厚度较大，容易出现薄弱部在电池单体内部的压力或温度已经达到阈值仍不裂开泄压，泄压不及时，导致电池单体起火、爆炸等事故。因此，将薄弱部的最小厚度与第一距离的比值设置为0.12-0.5，既保证泄压装置在电池单体内部压力达到阈值时能够及时泄压，又能够保证泄压装置在泄压前具有足够的强度。
在一些实施例中，所述泄压槽沿所述泄压本体的周向延伸并限定出泄压部；所述泄压部被配置为在电池单体内部的压力或温度达到阈值时以所述薄弱部为边界打开，以泄放所述电池单体内部的压力。这种结构有效提高了泄压装置的泄压面积，进而提高了泄压装置的泄压速率，降低了电池单体出现起火、爆炸等风险，提高了电池单体的安全性。
在一些实施例中，沿所述泄压本体的周向，所述泄压槽的两端存在距离。这样，薄弱部在裂开泄压时，泄压槽两端之间的区域并不会裂开，使得泄压部能够以向外翻转的方式打开，防止泄压部在泄压时整体脱落飞出。
在一些实施例中，所述泄压槽为沿所述泄压本体的周向延伸的圆弧形。这种结构的泄压槽形状规则，易于加工成型，使得泄压部在泄压时能够规则打开。
在一些实施例中，所述泄压本体还具有外表面和内表面，沿所述厚度方向，所述外表面与所述内表面相对设置，所述泄压部被配置为在电池单体内部的压力或温度达到阈值时从所述内表面指向所述外表面的方向打开；所述泄压本体上设置有凹部，沿所述厚度方向，所述凹部从所述外表面沿靠近所述内表面的方向凹陷，所述凹部的底面形成所述第一表面。凹部能够为泄压部向外打开时提供避让空间，即使泄压本体的外表面存在阻挡物，也能够保证泄压部正常打开，降低因阻挡物 与外表面相抵而造成泄压部无法打开的风险。
在一些实施例中，所述泄压本体与所述凹部相对应的位置形成有凸设于所述内表面的凸部，沿所述厚度方向，所述凸部背离所述内表面的表面形成所述第二表面。凸部的设置能够提高泄压本体设置凹部的区域的强度，避免出现因泄压本体设置凹部而导致局部强度不足的问题。
在一些实施例中，所述泄压槽包括：两个槽侧面，沿所述泄压槽的宽度方向，两个所述槽侧面相互面向设置；槽底面，连接于两个所述槽侧面；其中，两个所述泄压槽的槽底面之间的区域形成所述薄弱部。这种结构的泄压槽易于加工成型，可以通过冲压成型的方式形成泄压槽。
在一些实施例中，所述槽底面为沿所述泄压槽的深度方向凹陷的圆弧面。这种结构使得薄弱部为从两侧到中间位置厚度逐渐减小的结构，使得薄弱部在泄压时能够从中间最为薄弱的位置裂开，使得薄弱部更容易裂开，保证薄弱部在泄压装置在电池单体内部的压力或温度达到阈值时能够及时裂开泄压。
在一些实施例中，所述槽底面包括底平面和弧形倒角面，所述底平面与每个所述槽侧面通过一个所述弧形倒角面连接。这种结构使得薄弱部的中间区域(薄弱部与底平面相对应的区域)最为薄弱，使得薄弱部更容易裂开，保证薄弱部在电池单体内部的压力或温度达到阈值时能够及时裂开泄压。
在一些实施例中，沿所述泄压槽的深度方向，两个所述槽侧面之间的距离逐渐减小。这种结构能够有效减小薄弱部的宽度，使得薄弱部在电池单体内部的压力或温度达到阈值时更容易裂开。
在一些实施例中，所述泄压本体的表层形成有抗氧化层，所述抗氧化层在设置所述泄压槽的区域沿着所述泄压槽的槽壁面延伸布置。抗氧化层对泄压本体起到保护作用，避免泄压本体被氧化。当然，由于抗氧化层在设置泄压槽的区域沿着泄压槽的槽壁面延伸布置，抗氧化层对泄压本体设置泄压槽的区域也能够起到保护作用，降低泄压本体在设置泄压槽的区域被氧化，而导致薄弱部强度减弱的风险。
在一些实施例中，所述抗氧化层在所述泄压槽区域的厚度小于所述抗氧化层在其余区域的厚度。降低泄压槽区域的抗氧化层对薄弱部的影响，保证薄弱部在电池单体内部的压力或温度达到阈值时能够及时裂开泄压。
第二方面，本申请实施例提供一种电池单体，包括；电极组件：外壳，用于容纳所述电极组件，所述外壳包括上述第一方面任意一个实施例提供的泄压装置。
在一些实施例中，所述外壳还包括壳体，所述壳体用于容纳所述电极组件，所述壳体具有开口，所述泄压本体用于盖合于所述开口。
第三方面，本申请实施例提供一种电池，包括：上述第二方面任意一个实施例提供的电池单体；箱体，用于容纳所述电池单体。
第四方面，本申请实施例提供一种用电设备，包括第三方面任意一个实施例提供的电池。
第五方面，本申请实施例提供一种泄压装置的制造方法，所述制造方法包括：提供泄压本体，所述泄压本体具有沿其厚度方向相对设置第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面沿所述泄压本体的厚度方向相对设置；在所述第一表面和所述第二表面上加工泄压槽，使得所述第一表面上的所述泄压槽和所述第二表面上的所述泄压槽沿所述厚度方向相对设置，所述第一表面上的所述泄压槽和所述第二表面上的所述泄压槽之间形成薄弱部，所述薄弱部被配置为在电池单体内部的压力或温度达到阈值时裂开，以泄放所述电池单体内部的压力。
第六方面，本申请实施例还提供一种泄压装置的制造设备，所述制造设备包括：提供装置，用于提供泄压本体，所述泄压本体具有沿其厚度方向相对设置第一表面和第二表面，所述第一表面和所述第二表面沿所述泄压本体的厚度方向相对设置；加工装置，用于在所述第一表面和所述第二表面上加工泄压槽，使得所述第一表面上的所述泄压槽和所述第二表面上的所述泄压槽沿所述厚度方向相对设置，所述第一表面上的所述泄压槽和所述第二表面上的所述泄压槽之间形成薄弱 部，所述薄弱部被配置为在电池单体内部的压力或温度达到阈值时裂开，以泄放所述电池单体内部的压力。
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为图3所示的泄压装置的结构示意图；
图5为图4所示的泄压装置的局部视图；
图6为图4所示的泄压装置的A-A剖视图；
图7为本申请一些实施例提供的泄压装置的局部放大图；
图8为本申请另一些实施例提供的泄压装置的局部放大图；
图9为本申请另一些实施例提供的泄压装置的局部剖视图；
图10为本申请一些实施例提供的泄压装置的制造方法的流程图；
图11为本申请一些实施例提供的泄压装置的制造设备的示意性框图。
图标：10-箱体；11-第一部分；12-第二部分；20-电池单体；21-电极组件；22-壳体；23-端盖；24-泄压装置；241-泄压本体；2411-第一表面；2412-第二表面；2413-薄弱部；2414-泄压部；2415-外表面；2415a-凹部；2415b-焊接槽；2416-内表面；2416a-凸部；2416b-凸起；2417-抗氧化层；242-泄压槽；2421-槽侧面；2422-槽底面；2422a-底平面；2422b-弧形倒角面；25-电极端子；26-集流构件；100-电池；200-控制器；300-马达；1000-车辆；2000-制造设备；2100-提供装置；2200-加工装置；X-宽度方向；Y-周向；Z-厚度方向。
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。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“附接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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本申请中的具体含义。
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)。
本申请中，电池单体可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等，本申请实施例对此并不限定。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等，本申请实施例对此也不限定。电池单体一般按封装的方式分成三种：柱形电池单体、方形电池单体和软包电池单体，本申请实施例对此也不限定。
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。例如，本申请中所提到的电池可以包括电池模块或电池包等。电池一般包括用于封装一个或多个电池单体的箱体。箱体可以避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。
电池单体包括电极组件和电解液，电极组件由正极极片、负极极片和隔离膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。正极极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面，未涂敷正极活性物质层的正极集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的正极集流体，未涂敷正极活性物质层的正极集流体作为正极极耳。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极极片包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面，未涂敷负极活性物质层的负极集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的负极集流体，未涂敷负极活性物质层的负极集流体作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质可以为碳或硅等。为了保证通过大电流而不发生熔断，正极极耳的数量为多个且层叠在一起，负极极耳的数量为多个且层叠在一起。隔离膜的材质可以为PP(polypropylene，聚丙烯)或PE(polyethylene，聚乙烯)等。此外，电极组件可以是卷绕式结构，也可以是叠片式结构，本申请实施例并不限于此。
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。
在电池单体中，为保证电池单体的安全性，一般会在电池单体中设置泄压装置，在电池单体内部压力或温度达到阈值时，通过泄压装置来泄放电池单体内部的压力，以保证电池单体的安全性。
发明人注意到，即使电池单体中设置有泄压装置，仍然会出现电池单体起火、爆炸等安全性问题。发明人进一步研究发现，在相关技术中，泄压装置一般是在泄压本体上设置泄压槽，在泄压时，泄压本体从在设置泄压槽的位置裂开，以达到泄压的目的。发明人深入研究发现，一般是在泄压本体上单面设置泄压槽，要达到设计要求，保证泄压本体在电池单体内部压力或温度达到阈值时及时泄压，需要将泄压槽加工到一定深度，使得泄压本体在设置泄压槽后的残留厚度不会过厚，但受到加工工艺以及泄压本体材料的限制，在泄压本体较厚和/或泄压本体的材质较硬的情况下，在泄压本体单面加工泄压槽很难使残留厚度达到设计要求，使得泄压装置的起爆压力较大，导致泄压装置应该泄压时无法泄压，无法及时泄放电池单体内部的压力，从而出现电池单体起火、爆炸等安全性问题。
鉴于此，本申请实施例提供一种泄压装置，通过在泄压本体相对的第一表面和第二表面均设置泄压槽，第一表面上的泄压槽和第二表面上的泄压槽之间形成薄弱部，薄弱部被配置为在电池单体内部的压力或温度达到阈值时裂开，以泄放电池单体内部的压力。
在这样的泄压装置中，泄压本体的第一表面和第二表面均设有泄压槽，能够获得较低的残余厚度，减小了薄弱部的厚度，使得薄弱部更容易裂开，降低泄压装置的起爆压力，使得泄压本体 能够及时泄压，降低电池单体出现起火、爆炸等风险，有效提高电池单体的安全性。
此外，由于泄压本体的第一表面和第二表面均设有泄压槽，能够有效降低成型难度，保证加工精度，精确控制薄弱部的厚度，使得薄弱部的厚度达到起爆要求。
本申请实施例描述的泄压装置适用于电池单体、电池以及使用电池的用电设备。
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包括箱体10和电池单体20，箱体10用于容纳电池单体20。
其中，箱体10是容纳电池单体20的部件，箱体10为电池单体20提供容纳空间，箱体10可以采用多种结构。在一些实施例中，箱体10可以包括第一部分11和第二部分12，第一部分11与第二部分12相互盖合，以限定出用于容纳电池单体20的容纳空间。第一部分11和第二部分12可以是多种形状，比如，长方体、圆柱体等。第一部分11可以是一侧开放的空心结构，第二部分12也可以是一侧开放的空心结构，第二部分12的开放侧盖合于第一部分11的开放侧，则形成具有容纳空间的箱体10。也可以是第一部分11为一侧开放的空心结构，第二部分12为板状结构，第二部分12盖合于第一部分11的开放侧，则形成具有容纳空间的箱体10。第一部分11与第二部分12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20可以是一个、也可以是多个。若电池单体20为多个，多个电池单体20之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体20中既有串联又有并联。可以是多个电池单体20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10内。也可以是所有电池单体20之间直接串联或并联或混联在一起，再将所有电池单体20构成的整体容纳于箱体10内。
在一些实施例中，电池100还可以包括汇流部件，多个电池单体20之间可通过汇流部件实现电连接，以实现多个电池单体20的串联或并联或混联。汇流部件可以是金属导体，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金等。
请参照图3，图3为本申请一些实施例提供的电池单体20的爆炸图，电池单体20可以包括外壳和电极组件21，外壳用于容纳电极组件21。外壳可以包括壳体22、端盖23和泄压装置24。
壳体22是用于容纳电极组件21的部件，壳体22可以是一端形成开口的空心结构，壳体22可以是相对的两端形成开口的空心结构。壳体22可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。壳体22的材质可以是多种，比如，铜、铁、铝、钢、铝合金等。
电极组件21是电池单体20中发生电化学反应的部件。电极组件21可以包括正极极片、 负极极片和隔离膜。电极组件21可以是由正极极片、隔离膜和负极极片通过卷绕形成的卷绕式结构，也可以是由正极极片、隔离膜和负极极片通过层叠布置形成的叠片式结构。电极组件21具有正极极耳和负极极耳，正极极耳可以是正极极片上未涂覆正极活性物质层的部分，负极极耳可以是负极极片上未涂覆负极活性物质层的部分。
端盖23是盖合于壳体22的开口以将电池单体20的内部环境与外部环境隔绝的部件。端盖23盖合于壳体22的开口，端盖23与壳体22共同限定出用于容纳电极组件21、电解液以及其他部件的密封空间。端盖23的形状可以与壳体22的形状相适配，比如，壳体22为长方体结构，端盖23为与壳体22相适配的矩形板状结构，再如，壳体22为圆柱体结构，端盖23为与壳体22相适配的圆形板状结构。端盖23的材质也可以是多种，比如，铜、铁、铝、钢、铝合金等。
电池单体20中，端盖23可以是一个，也可以是两个。若壳体22是一端形成开口的空心结构，则端盖23对应设置一个。若壳体22是两端形成开口的空心结构，则端盖23对应设置两个，两个端盖23分别盖合于壳体22的两个开口。
电池单体中可以设置电极端子25，电极端子25可以设置于端盖23上，也可以设置于壳体22上，电极端子25用于与电极组件21电连接，以输出电池单体20的电能。在电池单体20中的端盖23为两个的实施例中，两个端盖23均可以设置电极端子25，可以是一个端盖23上的电极端子25与电极组件21的正极极耳电连接，另一个端盖23上的电极端子25与电极组件21的负极极耳电连接。如图3所示，在电池单体20中的端盖23为一个的实施例中，可以只有壳体上设置有电极端子25，可以是电极端子25与电极组件21的正极极耳电连接，端盖23与电极组件21的负极极耳电连接。
电池单体20中还可以设置集流构件26，以实现电极端子25与极耳或端盖23与极耳的电连接。以电池单体20中的端盖23为一个为例，壳体22上的电极端子25与电极组件21的正极极耳通过一个集流构件26连接，端盖23与电极组件21的负极极耳通过另一个集流构件26连接。
泄压装置24是泄放电池单体20内部的压力的部件，在电池单体20内部的压力或温度达到阈值时，通过泄压装置24泄放电池单体20内部的压力。以下结合附图对泄压装置24的具体结构进行详细阐述。
请参照图4和图5，图4为图3所示的泄压装置24的结构示意图，图5为图4所示的泄压装置24的局部视图，本申请实施例提供一种泄压装置24，用于电池单体20，泄压装置24包括泄压本体241和两个泄压槽242。泄压本体241，具有沿其厚度方向Z相对设置第一表面2411和第二表面2412。两个泄压槽242沿泄压装置24的厚度方向Z相对设置，且分别设置于第一表面2411和第二表面2412。两个泄压槽242之间形成薄弱部2413，薄弱部2413被配置为在电池单体20内部的压力或温度达到阈值时裂开，以泄放电池单体20内部的压力。
泄压本体241可以是端盖23本身，也可以是壳体22本身。泄压本体241可以是安装于端盖23上的独立部件，也可以是安装于壳体22上的独立部件，比如，防爆阀、防爆片等。泄压本体241的形状可以是多种，以泄压本体241为端盖23为例，泄压本体241可以是矩形、圆形等。示例性的，泄压本体241为较硬的材质制成，泄压本体241的抗拉强度为108MPa～钢384MPa。泄压本体241可以是金属材质，比如，铜、铁、铝、钢、铝合金。
在电池单体20中，泄压本体241的第一表面2411可以是泄压本体241最外侧的表面，也可以是与泄压本体241最外侧的表面存在距离并朝向于电池单体20外侧的台阶面。泄压本体241的第二表面2412可以是泄压本体241最内侧的表面，也可以是与泄压本体241最内侧的表面存在距离并朝向电池单体20内侧的台阶面。示例性的，第一表面2411和第二表面2412为彼此平行的平面。
在本申请实施例中，并不对第一表面2411和第二表面2412上的泄压槽242的个数进行限制，第一表面2411和第二表面2412上的泄压槽242的个数可以是一个，也可以是多个，只要第一表面2411的泄压槽242与第二表面2412的泄压槽242一一对应即可。泄压槽242可以通过多种方式成型，比如，冲压成型、铣削加工成型等，本申请实施例对此不作特殊限制。泄压槽242可以是沿直线延伸的直线形槽，也可以是沿泄压本体241的周向Y延伸的弯折形槽或圆弧形槽，其中弯折 形槽可以是多边形槽，比如，矩形槽。
薄弱部2413为泄压本体241位于两个泄压槽242之间的部分，也就是泄压本体241设置泄压槽242的区域残留的部分。
在本申请实施例中，泄压本体241的第一表面2411和第二表面2412均设有泄压槽242，能够获得较低的残余厚度，减小了薄弱部2413的厚度，使得薄弱部2413更容易裂开，降低泄压装置24的起爆压力，使得泄压本体241能够及时泄压，降低电池单体20出现起火、爆炸等风险，有效提高电池单体20的安全性。
在一些实施例中，第一表面2411与第二表面2412之间的距离为第一距离，薄弱部2413的最小厚度与第一距离的比值为0.12-0.5。
第一距离即为泄压本体241在第一表面2411与第二表面2412之间区域的厚度。薄弱部2413可以是任意区域等厚的等厚结构，也可以是多个区域厚度不等的变厚结构。“薄弱部2413的最小厚度”并不限定薄弱部2413为变厚结构。在薄弱部2413为等厚结构的情况下，薄弱部2413任意位置的厚度即为最小厚度，薄弱部2413的最小厚度也就是薄弱部2413的最大厚度。
若薄弱部2413的最小厚度与第一距离的比值过小，使得薄弱部2413的最小厚度较小，在成型过程中就会导致薄弱部2413裂开的情况，即使薄弱部2413未裂开，泄压本体241的强度较差，容易出现薄弱部2413在振动环境中或在电池单体20内部的压力或温度远未达到阈值就裂开泄压，影响电池单体20的使用寿命。若薄弱部2413的最小厚度与第一距离的比值过大，使得薄弱部2413的最小厚度较大，容易出现薄弱部2413在电池单体20内部的压力或温度已经达到阈值仍不裂开泄压，泄压不及时，导致电池单体20起火、爆炸等事故。
而在本实施例中，将薄弱部2413的最小厚度与第一距离的比值设置为0.12-0.5，既保证泄压装置24在电池单体20内部压力达到阈值时能够及时泄压，又能够保证泄压装置24在泄压前具有足够的强度。
在一些实施例中，泄压槽242沿泄压本体241的周向Y延伸并限定出泄压部2414。泄压部2414被配置为在电池单体20内部的压力或温度达到阈值时以薄弱部2413为边界打开，以泄放电池单体20内部的压力。
泄压槽242可以是沿泄压本体241的周向Y延伸且首尾相连的闭环结构，比如，泄压槽242为圆形、椭圆形、矩形等。泄压槽242也可以是沿泄压本体241的周向Y延伸且首尾存在距离的非闭环结构，比如，泄压槽242为“C”形、“匚”形等。
泄压部2414为泄压本体241上由泄压槽242限定出来的区域，薄弱部2413位于泄压部2414的边缘位置。在电池单体20内部的压力或温度达到阈值时，薄弱部2413将裂开，使得泄压部2414以薄弱部2413为边界打开。泄压部2414打开后，泄压本体241在与泄压部2414对应的位置将形成开口部，电池单体20内部的排放物(气体、电解液等)则可通过该开口部排出，以达到泄放电池单体20内部的压力的目的。泄压部2414在打开过程中，泄压部2414可以是脱离泄压本体241的方式打开，也可以是从内向外翻转打开。
在本实施例中，泄压槽242沿泄压本体241的轴向延伸并限定出泄压部2414，有效提高了泄压装置24的泄压面积，进而提高了泄压装置24的泄压速率，降低了电池单体20出现起火、爆炸等风险，提高了电池单体20的安全性。
在一些实施例中，沿泄压本体241的周向Y，泄压槽242的两端存在距离。
泄压槽242沿泄压本体241的周向Y的两端存在距离，即泄压槽242在其延伸方向上的两端存在距离，可理解的，泄压槽242为首尾存在距离的非封闭结构。
在本实施例中，泄压槽242的两端在泄压本体241的周向Y上存在距离，薄弱部2413在裂开泄压时，泄压槽242两端之间的区域并不会裂开，使得泄压部2414能够以向外翻转的方式打开，防止泄压部2414在泄压时整体脱落飞出。
在一些实施例中，泄压槽242为沿泄压本体241的周向Y延伸的圆弧形。
如图2所示，以泄压本体241为圆形为例，泄压槽242可以与泄压本体241同轴设置。
示例性的，泄压槽242的圆心角不小于180°。优选地，泄压槽242的圆心角大于270°。
在本实施例中，泄压槽242为圆弧形，这种结构的泄压槽242形状规则，易于加工成型，使得泄压部2414在泄压时能够规则打开。
在一些实施例中，请继续参照图5，泄压本体241还具有外表面2415和内表面2416，沿泄压装置24的厚度方向Z，外表面2415与内表面2416相对设置，泄压部2414被配置为在电池单体20内部的压力或温度达到阈值时从内表面2416指向外表面2415的方向打开。泄压本体241上设置有凹部2415a，沿泄压装置24的厚度方向Z，凹部2415a从外表面2415沿靠近内表面2416的方向凹陷，凹部2415a的底面形成第一表面2411。
在电池单体20中，外表面2415为泄压本体241朝向电池单体20的外侧的表面，内表面2416为泄压本体241朝向电池单体20的内侧的表面。凹部2415a从外表面2415沿靠近内表面2416的方向凹陷，凹部2415a底面形成第一表面2411，第一表面2411为泄压本体241的台阶面。凹部2415a的形状可以是多种，比如，圆形，矩形等。
在电池单体20中，在电池单体20内部的压力或温度达到阈值时，泄压部2414将从内表面2416指向外表面2415的方向打开，也就是说，泄压部2414将从电池单体20的内部向外部打开。
在泄压本体241的厚度方向Z，外表面2415与内表面2416之间的距离为第二距离，第二距离与第一距离可以相等，也可以不等。若第二距离与第一距离不等，可以是第二距离大于第一距离，也可以是第二距离小于第一距离。
在本实施例中，泄压本体241上设置有凹部2415a，凹部2415a能够为泄压部2414向外打开时提供避让空间，即使泄压本体241的外表面2415存在阻挡物，也能够保证泄压部2414正常打开，降低因阻挡物与外表面2415相抵而造成泄压部2414无法打开的风险。
在一些实施例中，泄压本体241与凹部2415a相对应的位置形成有凸设于内表面2416的凸部2416a，沿泄压装置24的厚度方向Z，凸部2416a背离内表面2416的表面形成第二表面2412。
凸部2416a的形状可以与凹部2415a的形状相适配。比如，凹部2415a为圆形，凸部2416a可以对应设置为圆形；再如，凹部2415a矩形，凸部2416a可以对应设置为矩形。凸部2416a具有连接于第二表面2412和内表面2416之间的外周面，外周面位于凹部2415a的外周。以凹部2415a和凸部2416a均为圆形为例，凹部2415a与凸部2416a同轴设置，凸部2416a的外周面的直径大于凹部2415a的直径。
在实际生产中，可以通过冲压的方式在泄压本体241的一侧形成凹部2415a，并对应在泄压本体241的另一侧形成凸部2416a。
在本实施例中，泄压本体241与凹部2415a相对应的位置形成有凸设于内表面2416的凸部2416a，凸部2416a的设置能够提高泄压本体241设置凹部2415a的区域的强度，避免出现因泄压本体241设置凹部2415a而导致局部强度不足的问题。
在一些实施例中，请参照图6，图6为图4所示的泄压装置24的A-A剖视图，外表面2415上还设有焊接槽2415b，泄压本体241与焊接槽2415b相对应的位置形成有凸设于内表面2416的凸起2416b，焊接槽2415b和凸起2416b均位于凸部2416a的外周。凸起2416b用于与集流构件26相抵并焊接。
示例性的，焊接槽2415b和凸起2416b均为环绕凸部2416a布置的环形结构。
在本实施例中，泄压本体241可以作为电池单体20中的端盖23，以盖合壳体22的开口。在实现泄压本体241与集流构件26焊接时，可在焊接槽2415b区域对泄压本体241进行焊接，以使凸起2416b与集流构件26焊接在一起，凸起2416b与集流构件26焊接形成的焊印将形成 于焊接槽2415b。
在一些实施例中，请参照图7和图8，图7为本申请一些实施例提供的泄压装置24的局部放大图，图8为本申请另一些实施例提供的泄压装置24的局部放大图，泄压槽242包括槽底面2422和两个槽侧面2421。沿泄压槽242的宽度方向X，两个槽侧面2421相互面向设置。槽底面2422连接于两个槽侧面2421。其中，两个泄压槽242的槽底面2422之间的区域形成薄弱部2413。
泄压槽242的两个槽侧面2421可以彼此平行，也可以是彼此倾斜。泄压槽242的槽底面2422可以是平面，也可以是曲面。
在本实施例中，泄压槽242易于加工成型，可以通过冲压成型的方式形成泄压槽242。
在一些实施例中，请参照图7，槽底面2422为沿泄压槽242的深度方向凹陷的圆弧面。
可以理解的是，对于设置于第一表面2411上的泄压槽242而言，该泄压槽242的深度方向即为第一表面2411指向第二表面2412的方向。对于设置于第二表面2412上的泄压槽242而言，该泄压槽242的深度方向即为第二表面2412指向第一表面2411的方向。
在本实施例中，两个泄压槽242的槽底面2422的圆弧顶点之间的距离即为薄弱部2413的最小厚度。
示例性的，槽底面2422与泄压槽242的两个槽侧面2421均相切。
在本实施例中，槽底面2422为沿泄压槽242的深度方向凹陷的圆弧面，使得薄弱部2413为从两侧到中间位置厚度逐渐减小的结构，使得薄弱部2413在泄压时能够从中间最为薄弱的位置裂开，使得薄弱部2413更容易裂开，保证薄弱部2413在泄压装置24在电池单体20内部的压力或温度达到阈值时能够及时裂开泄压。
在一些实施例中，请参照图8，槽底面2422包括底平面2422a和弧形倒角面2422b，底平面2422a与每个槽侧面2421通过一个弧形倒角面2422b连接。
在本实施例中，两个泄压槽242的底平面2422a之间的距离即为薄弱部2413的最小厚度。
示例性的，底平面2422a与槽侧面2421均与弧形倒角面2422b相切。在泄压槽242中，沿泄压槽242的宽度方向X，与两个槽侧面2421相连的两个弧形倒角面2422b对称设置。
在本实施例中，底平面2422a与每个槽侧面2421通过一个弧形倒角面2422b连接，易于加工成型，使得槽侧面2421与底平面2422a之间圆滑过渡，这种结构使得薄弱部2413的中间区域(薄弱部2413与底平面2422a相对应的区域)最为薄弱，使得薄弱部2413更容易裂开，保证薄弱部2413在电池单体20内部的压力或温度达到阈值时能够及时裂开泄压。
在一些实施例中，请继续参照图7和图8，沿泄压槽242的深度方向，两个槽侧面2421之间的距离逐渐减小。
示例性的，泄压槽242的两个槽侧面2421均为倾斜平面，沿泄压槽242的宽度方向X，两个槽侧面2421对称设置。
在本实施例中，沿泄压槽242的深度方向，两个槽侧面2421之间的距离逐渐减小，这种结构能够有效减小薄弱部2413的宽度，使得薄弱部2413在电池单体20内部的压力或温度达到阈值时更容易裂开。
在一些实施例中，请参照图9，图9为本申请另一些实施例提供的泄压装置24的局部剖视图，泄压本体241的表层形成有抗氧化层2417，抗氧化层2417在设置泄压槽242的区域沿着泄压槽242的槽壁面延伸布置。
示例性的，抗氧化层2417可以是位于泄压本体241表层的金属镀层。比如，泄压本体241为钢层，抗氧化层2417为镀于泄压本体241的镍层。
抗氧化层2417对泄压本体241起到保护作用，避免泄压本体241被氧化。当然，由于抗氧化层2417在设置泄压槽242的区域沿着泄压槽242的槽壁面延伸布置，抗氧化层2417对泄压本体241设置泄压槽242的区域也能够起到保护作用，降低泄压本体241在设置泄压槽242的区域被氧化，而导致薄弱部2413强度减弱的风险。
在一些实施例中，抗氧化层2417在泄压槽242区域的厚度小于抗氧化层2417在其余区域的厚度。
其余区域指的是泄压本体241除了泄压槽242区域以外的区域。
示例性的，抗氧化层2417与泄压槽242的槽底面2422相对应的区域的厚度大于抗氧化层2417与泄压槽242的槽侧面2421相对应的区域的厚度，以提高薄弱部2413的抗氧化能力。
在本实施例中，抗氧化层2417在泄压槽242区域的厚度小于抗氧化层2417在其余区域的厚度，降低泄压槽242区域的抗氧化层2417对薄弱部2413的影响，保证薄弱部2413在电池单体20内部的压力或温度达到阈值时能够及时裂开泄压。
本申请实施例提供一种电池单体20，包括电极组件21和外壳，外壳用于容纳电极组件21。其中，外壳包括上述任意一个实施例提供的泄压装置24。
在一些实施例中，外壳还包括壳体22，壳体22用于容纳电极组件21，壳体22具有开口，泄压本体241用于盖合于开口。
可理解的，在本实施例中，泄压本体241为端盖23。
本申请实施例提供一种电池100，包括箱体10和上述任意一个实施例提供的电池单体20，箱体10用于容纳电池单体20。
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100。
此外，请参照图4和图5，本申请实施例提供一种泄压装置24，用于盖合电池单体20的壳体22的开口，泄压装置24包括泄压本体241和两个泄压槽242，泄压本体241为圆形，且具有沿其厚度方向Z相对设置第一表面2411和第二表面2412。两个泄压槽242沿泄压本体241的厚度方向Z相对设置，且分别设置于第一表面2411和第二表面2412，两个泄压槽242之间形成薄弱部2413，泄压槽242沿泄压本体241的周向Y延伸并限定出泄压部2414，沿泄压本体241的周向Y，泄压槽242的两端存在距离，泄压部2414被配置为在电池单体20内部的压力或温度达到阈值时以薄弱部2413为边界打开，以泄放电池单体20内部的压力。
在这样的泄压装置24中，泄压本体241的第一表面2411和第二表面2412均设有泄压槽242，能够获得较低的残余厚度，减小了薄弱部2413的厚度，使得薄弱部2413更容易裂开，降低泄压装置24的起爆压力，使得泄压本体241能够及时泄压，降低电池单体20出现起火、爆炸等风险，有效提高电池单体20的安全性。此外，薄弱部2413在裂开泄压时，泄压槽242两端之间的区域并不会裂开，使得泄压部2414能够以向外翻转的方式打开，防止泄压部2414在泄压时整体脱落飞出。
请参照图10，图10为本申请一些实施例提供的泄压装置24的制造方法的流程图，本申请实施例提供一种泄压装置24的制造方法，制造方法包括：
S100：提供泄压本体241，泄压本体241具有沿其厚度方向Z相对设置第一表面2411和第二表面2412；
S200：在泄压本体241的第一表面2411和第二表面2412上加工泄压槽242，使得第一表面2411上的泄压槽242和第二表面2412上的泄压槽242沿泄压装置24的厚度方向Z相对设置，第一表面2411上的泄压槽242和第二表面2412上的泄压槽242之间形成薄弱部2413，薄弱部2413被配置为在电池单体20内部的压力或温度达到阈值时裂开，以泄放电池单体20内部的压力。
需要说明的是，通过上述实施例提供的制造方法制造的泄压装置24的相关结构，可参见 前述各实施例提供的泄压装置24，在此不再赘述。
请参照图11，图11为本申请一些实施例提供的泄压装置24的制造设备2000的示意性框图，本申请实施例还提供一种泄压装置24的制造设备2000，制造设备2000包括提供装置2100和加工装置2200。
提供装置2100用于提供泄压本体241，泄压本体241具有沿其厚度方向Z相对设置第一表面2411和第二表面2412。加工装置2200用于在第一表面2411和第二表面2412上加工泄压槽242，使得第一表面2411上的泄压槽242和第二表面2412上的泄压槽242沿泄压装置24的厚度方向Z相对设置，第一表面2411上的泄压槽242和第二表面2412上的泄压槽242之间形成薄弱部2413，薄弱部2413被配置为在电池单体20内部的压力或温度达到阈值时裂开，以泄放电池单体20内部的压力。
需要说明的是，通过上述实施例提供的制造设备2000制造的泄压装置24的相关结构，可参见前述各实施例提供的泄压装置24，在此不再赘述。
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 (19)
- 一种泄压装置，用于电池单体，包括：泄压本体，具有沿其厚度方向相对设置第一表面和第二表面；两个泄压槽，沿所述厚度方向相对设置，且分别设置于所述第一表面和所述第二表面，两个所述泄压槽之间形成薄弱部，所述薄弱部被配置为在所述电池单体内部的压力或温度达到阈值时裂开，以泄放所述电池单体内部的压力。
- 根据权利要求1所述的泄压装置，其中，所述第一表面与所述第二表面之间的距离为第一距离，所述薄弱部的最小厚度与所述第一距离的比值为0.12-0.5。
- 根据权利要求1或2所述的泄压装置，其中，所述泄压槽沿所述泄压本体的周向延伸并限定出泄压部；所述泄压部被配置为在电池单体内部的压力或温度达到阈值时以所述薄弱部为边界打开，以泄放所述电池单体内部的压力。
- 根据权利要求3所述的泄压装置，其中，沿所述泄压本体的周向，所述泄压槽的两端存在距离。
- 根据权利要求3或4所述的泄压装置，其中，所述泄压槽为沿所述泄压本体的周向延伸的圆弧形。
- 根据权利要求3-5任一项所述的泄压装置，其中，所述泄压本体还具有外表面和内表面，沿所述厚度方向，所述外表面与所述内表面相对设置，所述泄压部被配置为在电池单体内部的压力或温度达到阈值时从所述内表面指向所述外表面的方向打开；所述泄压本体上设置有凹部，沿所述厚度方向，所述凹部从所述外表面沿靠近所述内表面的方向凹陷，所述凹部的底面形成所述第一表面。
- 根据权利要求6所述的泄压装置，其中，所述泄压本体与所述凹部相对应的位置形成有凸设于所述内表面的凸部，沿所述厚度方向，所述凸部背离所述内表面的表面形成所述第二表面。
- 根据权利要求1-7任一项所述的泄压装置，其中，所述泄压槽包括：两个槽侧面，沿所述泄压槽的宽度方向，两个所述槽侧面相互面向设置；槽底面，连接于两个所述槽侧面；其中，两个所述泄压槽的槽底面之间的区域形成所述薄弱部。
- 根据权利要求8所述的泄压装置，其中，所述槽底面为沿所述泄压槽的深度方向凹陷的圆弧面。
- 根据权利要求8所述的泄压装置，其中，所述槽底面包括底平面和弧形倒角面，所述底平面与每个所述槽侧面通过一个所述弧形倒角面连接。
- 根据权利要求8-10任一项所述的泄压装置，其中，沿所述泄压槽的深度方向，两个所述槽侧面之间的距离逐渐减小。
- 根据权利要求1-11任一项所述的泄压装置，其中，所述泄压本体的表层形成有抗氧化层，所述抗氧化层在设置所述泄压槽的区域沿着所述泄压槽的槽壁面延伸布置。
- 根据权利要求12所述的泄压装置，其中，所述抗氧化层在所述泄压槽区域的厚度小于所述抗氧化层在其余区域的厚度。
- 一种电池单体，包括；电极组件；外壳，用于容纳所述电极组件，所述外壳包括权利要求1-13任一项所述的泄压装置。
- 根据权利要求14所述的电池单体，其中，所述外壳还包括壳体，所述壳体用于容纳所述电极组件，所述壳体具有开口，所述泄压本体用于盖合于所述开口。
- 一种电池，包括：权利要求14或15所述的电池单体；箱体，用于容纳所述电池单体。
- 一种用电设备，包括权利要求16所述的电池。
- 一种泄压装置的制造方法，所述制造方法包括：提供泄压本体，所述泄压本体具有沿其厚度方向相对设置第一表面和第二表面；在所述第一表面和所述第二表面上加工泄压槽，使得所述第一表面上的所述泄压槽和所述第二表面上的所述泄压槽沿所述厚度方向相对设置，所述第一表面上的所述泄压槽和所述第二表面上的所述泄压槽之间形成薄弱部，所述薄弱部被配置为在电池单体内部的压力或温度达到阈值时裂开，以泄放所述电池单体内部的压力。
- 一种泄压装置的制造设备，所述制造设备包括：提供装置，用于提供泄压本体，所述泄压本体具有沿其厚度方向相对设置第一表面和第二表面；加工装置，用于在所述第一表面和所述第二表面上加工泄压槽，使得所述第一表面上的所述泄压槽和所述第二表面上的所述泄压槽沿所述厚度方向相对设置，所述第一表面上的所述泄压槽和所述第二表面上的所述泄压槽之间形成薄弱部，所述薄弱部被配置为在电池单体内部的压力或温度达到阈值时裂开，以泄放所述电池单体内部的压力。
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