CN117374508B - 电池及电池包 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电池技术领域，公开了电池及电池包。其中，电池包括壳体、泄压机构和极组，泄压机构设于壳体上，泄压机构的开启区域面积的理论设计值为S1，泄压机构的开启区域面积的实际值为S阀；和/或，极组设于壳体内，且极组与壳体的内壁间隔设置以形成泄压通道，泄压通道的等效截面积的理论设计值为S2，泄压通道的等效截面积的实际值为S截；在S阀确定的状态下，泄压机构的数量为n1，则；和/或，在S截确定的状态下，泄压机构的数量为n2，则。本发明使得泄压机构在壳体上设置合理化，保证电池热失控时热气能够顺利从泄压机构排出，抑制壳体发生爆裂，提升电池的安全性能。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，具体涉及电池及电池包。
背景技术
电池作为一种高能的结构体，不可避免的存在热失控的问题。电池热失控过程即能量和物质释放的过程，其中，物质的释放主要包括气体的释放。
现有技术中，通过在电池壳体上设置泄压机构以排出电池热失控时产生的热气。热气在壳体内通过极组与壳体内壁之间的泄压通道流通至泄压机构。泄压机构的数量会影响电池壳体的安全方面，泄压机构的数量设置不规范，会导致热气无法有效的通过泄压机构排出，进而导致电池热失控剧烈产气引起的壳体破裂、爆炸等安全问题。
发明内容
有鉴于此，本发明提供了一种电池及电池包，以解决现有电池上的泄压机构数量设置不规范，导致热气无法有效的通过泄压机构排出，容易导致壳体破裂的问题。
第一方面，本发明提供了一种电池，包括：
壳体；
泄压机构，设于所述壳体上，所述泄压机构的开启区域面积的理论设计值为S1，所述泄压机构的开启区域面积的实际值为S阀；
和/或，极组，设于所述壳体内，且所述极组与所述壳体的内壁间隔设置以形成泄压通道，所述泄压通道的等效截面积的理论设计值为S2，所述泄压通道的等效截面积的实际值为S截；
在S阀确定的状态下，所述泄压机构的数量为n1，则，/>为向上取整运算；
和/或，在S截确定的状态下，所述泄压机构的数量为n2，则。
有益效果：在S阀确定时，例如，泄压机构为标准件时或客户要求使用特定的泄压机构时，此时S阀为定值，能够通过计算出，壳体上需要设置n1个泄压机构。在S截确定时，例如，由于部分项目无法变更壳体外形尺寸或极组尺寸时，或客户定制对电池的体积、能量、密度有要求时，此时S截为定值，能够通过/>计算出，壳体上需要设置n2个泄压机构。电池将泄压机构的数量与泄压机构的开启区域面积和泄压通道的等效截面积相关联，通过上述公式来计算出不同条件下在壳体上需要设置泄压机构的数量，避免泄压机构数量过少影响排气，或泄压机构数量过多增加成本，以规范化确定泄压机构的数量，使得泄压机构在壳体上设置合理化，保证电池热失控时热气能够顺利从泄压机构排出，抑制壳体发生爆裂，提升电池的安全性能。
在一种可选的实施方式中，在S阀与S截均确定的状态下，所述泄压机构的数量为n3，则。
有益效果：通过来计算出壳体上需要设置泄压机构的数量为n3，以应对不同条件下在壳体上需要设置泄压机构的数量，使得泄压机构在壳体上设置规范化、合理化。可以根据电池不同材料体系、容量、额定电压，以及产气量和产气速率等产气特性，结合泄压机构的面积和泄压通道的等效截面积等设计值，最终确定合适的防爆阀数量。
在一种可选的实施方式中，所述电池容量为C，所述电池额定电压为V，所述泄压机构的面积系数为α，0.3≤α≤1，S1=CVα。
有益效果：泄压机构的开启区域面积的理论设计值S1可以根据S1=CVα计算得出。
在一种可选的实施方式中，所述泄压通道的等效面积系数为γ，0.1≤γ≤0.5，。
有益效果：通过计算出泄压通道的等效截面积的理论设计值S2。
在一种可选的实施方式中，壳体内腔的长度为L、高度为H、厚度为T；
所述电池的气体空间占有率为β，0.01≤β≤0.18，S截=LHTβ/(L+H)/2。
有益效果：通过S截=LHTβ/(L+H)/2，计算出S截。
在一种可选的实施方式中，所述极组的长度为l、高度为h，β=1-hl/(HL)。
有益效果：在没有气体空间占有率β的输入参数时，可根据公式β=1-hl/(HL)确定β值。
在一种可选的实施方式中，所述壳体的侧壁间隔设置多个所述泄压机构。
有益效果：通过在壳体侧壁间隔设置多个泄压机构，在泄压通道出现部分堵塞或排气不通畅的情况下，气体能够从其他的泄压机构排出，保证电池热失控时热气能够顺利从泄压机构排出。
在一种可选的实施方式中，多个所述泄压机构对称设置。
有益效果：通过将泄压机构对称设置，在一侧泄压通道或一部分泄压机构被堵塞的情况下，泄压通道内的气体可以从与之对称的泄压通道或泄压机构排出，保证排气顺畅。
在一种可选的实施方式中，所述极组的延伸方向与所述泄压机构所在的平面垂直。
有益效果：在电池出现热失控时，热气可沿着极组延伸方向流通至泄压机构处，以减小泄压路径曲折度，以在电池热失控时迅速有效地排出壳体内的热气，降低电池爆炸风险。
第二方面，本发明还提供了一种电池包，包括电池。
有益效果：电池包内的电池将泄压机构的数量与泄压机构的开启区域面积和泄压通道的等效截面积相关联，计算出不同条件下在壳体上需要设置泄压机构的数量，避免泄压机构数量过少影响排气，或泄压机构数量过多增加成本，以规范化确定泄压机构的数量，使得泄压机构在壳体上设置合理化，保证电池热失控时热气能够顺利从泄压机构排出，抑制壳体发生爆裂，提升电池的安全性能。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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的附图。
图1为本发明实施例的一种电池的第一角度剖视图；
图2为本发明实施例的一种电池的第二角度剖视图；
图3为本发明实施例的一种电池中泄压机构的一种安装方式；
图4为本发明实施例的一种电池中泄压机构的另一种安装方式；
图5为本发明实施例的一种电池中泄压机构的另一种安装方式；
图6为本发明实施例的一种电池中泄压机构的另一种安装方式；
图7为本发明实施例的一种电池中泄压机构的另一种安装方式；
图8为本发明实施例的一种电池中泄压机构的另一种安装方式；
图9为本发明实施例的一种电池中泄压机构的另一种安装方式；
图10为本发明实施例的一种电池中泄压机构的另一种安装方式；
图11为本发明实施例的一种电池中泄压机构的另一种安装方式；
图12为本发明实施例的一种电池中泄压机构的另一种安装方式；
图13为本发明实施例的一种电池中泄压机构的另一种安装方式；
图14为本发明实施例的一种电池中泄压机构的另一种安装方式。
附图标记说明：
1、壳体；2、泄压机构；3、极组；301、极耳；4、泄压通道。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
相关技术中，通过在电池壳体上设置泄压机构以排出电池热失控时产生的热气。热气在壳体内通过极组与壳体内壁之间的泄压通道流通至泄压机构。泄压机构的数量会影响电池壳体的安全方面，泄压机构的数量设置不规范，会导致热气无法有效的通过泄压机构排出，进而导致电池热失控剧烈产气引起的壳体破裂、爆炸等安全问题。
下面结合图1至图14，描述本发明的实施例。
根据本发明的实施例，一方面，如图1至图2所示，提供了一种电池，包括壳体1、泄压机构2和极组3。
具体地，如图1所示，泄压机构2设置在壳体1上，其中，泄压机构2的开启区域面积的理论设计值为S1，泄压机构2的开启区域面积的实际值为S阀。可以理解为，S1为壳体1上泄压机构2的开启区域面积的最小值，而泄压机构2的开启区域面积的实际值S阀应当大于等于泄压机构2的开启区域面积的理论设计值S1。
具体地，如图1所示，极组3设置在壳体1内部，极组3与壳体1的内壁间隔设置，使得极组3与壳体1的内壁之间形成泄压通道4。泄压通道4的等效截面积的理论设计值为S2，泄压通道4的等效截面积的实际值为S截。
需要说明的是，泄压通道4的等效截面积为各处泄压通道4截面积的平均值。
在S阀确定的状态下，泄压机构2的数量为n1，则，即在S阀确定时，且S阀＜S1，通过/>计算出，壳体1上需要设置n1个泄压机构2。
和/或，在S截确定的状态下，泄压机构2的数量为n2，则，即在S截确定时，通过/>计算出，壳体1上需要设置n2个泄压机构2。
需要说明的是，为向上取整运算，向上取整运算是指将一个数值向上取整到最接近的整数。向上取整运算的规则是：如果x是一个整数，则向上取整结果就是x本身；如果x是一个小数，则向上取整结果是大于x的最小整数。例如，向上取整运算/>的结果是4，向上取整运算/>的结果是3。
此电池，在S阀确定时，例如，泄压机构2为标准件时或客户要求使用特定的泄压机构2时，此时S阀为定值，能够通过计算出，壳体1上需要设置n1个泄压机构2。在S截确定时，例如，由于部分项目无法变更壳体1外形尺寸或极组3尺寸时，或客户定制对电池的体积、能量、密度有要求时，此时S截为定值，能够通过/>计算出，壳体1上需要设置n2个泄压机构2。电池将泄压机构2的数量与泄压机构2的开启区域面积和泄压通道4的等效截面积相关联，通过上述公式来计算出不同条件下在壳体1上需要设置泄压机构2的数量，避免泄压机构2数量过少影响排气，或泄压机构2数量过多增加成本，以规范化确定泄压机构2的数量，使得泄压机构2在壳体1上设置合理化，保证电池热失控时热气能够顺利从泄压机构2排出，抑制壳体1发生爆裂，提升电池的安全性能。
并且泄压机构2的规范化设置方式能够直接在方型电芯上验证，无需重新开模，降低成本，缩短开发周期。
其中，泄压机构2可以为防爆阀。壳体1的一侧端面上开设安装孔，防爆阀安装在安装孔内。具体设置方式在此对其并不做任何限定，具体根据实际需求进行设置即可。
在一个实施方式中，在S阀与S截均确定的状态下，泄压机构2的数量为n3，则。在S阀与S截均确定的状态下，通过/>来计算出壳体1上需要设置泄压机构2的数量为n3，以应对不同条件下在壳体1上需要设置泄压机构2的数量，使得泄压机构2在壳体1上设置规范化、合理化。可以根据电池不同材料体系、容量、额定电压，以及产气量和产气速率等产气特性，结合泄压机构2的面积和泄压通道4的等效截面积等设计值，最终确定合适的防爆阀数量。
在一个实施方式中，电池容量为C，电池的额定电压为V，泄压机构2的面积系数为α，0.3≤α≤1，S1=CVα，泄压机构2的开启区域面积的理论设计值S1可以根据S1=CVα计算得出，也可以提前输入定值。
其中，面积系数α与材料体系有关，材料体系越活泼，能量密度越高，面积系数α越大。
首先，α首先通过小批量的实验数据拟合得到，然后经过检验推广应用。
面积系数α直接与材料体系的活泼性质相关，材料反应产气量越大，产气速率越快，相应的泄压机构2的需求面积就越大。通过电池热失控产气量测试实验可以得到泄压机构2的泄压面积的参考值：不同材料体系单位安时产气量范围在0.3L -1.8L，假设壳体1的耐压强度相同，且要求用相同的时间和排气速率释放完所有气体，那么泄压机构2的面积应该与材料体系单位安时的产气量正相关，理想条件下可能呈线性相关，这是面积系数α取值的理论前提。
其次，表1和表2为实测的不同材料体系单位安时产气量数据，在此前提下，经过对现有产品的测算，存在一个系数α，近似等于电池容量和电压的乘积与泄压机构2的面积的比值。此时面积系数α是一个较大的取值范围。
然后，经过将材料体系分类，修正得到表1和表2的参考值范围，根据实测的产气量数据，可以缩小至约0.1。
最后，考虑设计因素如注液系数、压实密度等对产气的影响，设计人员最终可以将取值范围波动缩小至0.1以内。
举例说明：对于动力铁锂体系电芯，已知实测产气量为1.0L/Ah，面积系数α取值的范围在0.4-0.7；根据区间的对应关系，可以缩小范围为0.6-0.7；考虑电芯的设计，其能量密度偏高，可以取值为0.65-0.7。
特殊说明：对于非纯液态电解液体系，比如固态和半固态（凝聚态为半固态的一种），正极材料选择三元锂；如果是多种材料混掺的体系，则根据混掺的比例权重计算出产气量，也可实测出产气量，再进行面积系数α取值参考。
表1
表2
在一个实施例中，泄压通道4的等效面积系数为γ，0.1≤γ≤0.5，，通过计算出泄压通道4的等效截面积的理论设计值S2。
其中，泄压通道4的等效面积系数γ，与产气速率直接相关，γ首先通过小批量的实验数据数据拟合得到，然后经过检验推广应用。γ取值的理论依据：假设产气量相同，防爆阀面积相同；此时内部产气速率越快，需要内部气体空间越大；收集不同体系的测试数据，经过拟合也可以得到S1和S2的关系曲线，可以找到一个泄压通道4等效截面积系数γ。如表3和表4。
表3
表4
在一个实施例中，壳体1内腔的长度为L、高度为H、厚度为T；电池的气体空间占有率为β，0.01≤β≤0.18，S截=LHTβ/(L+H)/2。根据壳体1的L、H、T和电池的气体空间占有率β，通过S截=LHTβ/(L+H)/2，计算出S截。
在一个实施例中，极组3的厚度与壳体1内腔的厚度近似相等，极组3的长度为l、高度为h，β=1-hl/(HL)，在没有气体空间占有率β的输入参数时，可根据公式β=1-hl/(HL)确定β值。
在一个实施例中，如图3至图14所示，壳体1的侧壁间隔设置多个所述泄压机构2，通过在壳体1侧壁间隔设置多个泄压机构2，在泄压通道4出现部分堵塞或排气不通畅的情况下，气体能够从其他的泄压机构2排出，保证电池热失控时热气能够顺利从泄压机构2排出。
例如，泄压机构2可以设置在壳体1的同一侧，也可以设置在壳体1相对的两侧。
在一个实施例中，如图3、图4、图5、图7和图8所示，多个泄压机构2对称设置，通过将泄压机构2对称设置，在一侧泄压通道4或一部分泄压机构2被堵塞的情况下，泄压通道4内的气体可以从与之对称的泄压通道4或泄压机构2排出，保证排气顺畅。
例如，泄压机构2可以是中心对称设置，也可以是镜像对称设置。
在一个实施例中，极组3的延伸方向与泄压机构2所在的平面垂直，延伸方向包括长边或短边，在电池出现热失控时，热气可沿着极组3延伸方向流通至泄压机构2处，以减小泄压路径曲折度，以在电池热失控时迅速有效地排出壳体1内的热气，降低电池爆炸风险。
如图3至图14所示，壳体1两端设有开口，两个开口上分别设有正极盖板和负极盖板，正极盖板上设有正极柱，负极盖板上设有负极柱，开口、正极盖板、负极盖板、正极柱和负极柱图中均未示出。极组3两端设有极耳301，极组3两端的极耳301分别为正极极耳301和负极极耳301，正极极耳301连接正极连接片，负极极耳301连接负极连接片，正极接片连接正极柱，负极连接片连接负极柱，正极柱和负极柱均向壳体1内延伸至泄压通道4内，正极柱和正极极耳301支撑在极组3与正极盖板之间，负极柱和负极极耳301支撑在极组3与负极盖板之间。
实施例1
在S阀确定的状态下，S阀为200mm2，材料体系为中镍，C为117Ah，V为3.7V，α取0.8，由S1=CVα，计算出，通过/>，进而计算出/>，即防爆阀数量为2，然后开展电池热失控测试，验证壳体1开裂情况，计算结果和壳体1的开裂情况如表5和表6所示。
实施例2
在S阀确定的状态下，S阀为300mm2，材料体系为中镍，C为117Ah，V为3.7V，α取0.8，由S1=CVα，计算出，通过/>，进而计算出/>，即防爆阀数量为2，然后开展电池热失控测试，验证壳体1开裂情况，计算结果和壳体1的开裂情况如表5和表6所示。
对比例1
在S阀确定的状态下，S阀为300mm2，材料体系为中镍，C为117Ah，V为3.7V，α取0.8，由S1=CVα，计算出，通过/>，进而计算出/>，理论上防爆阀数量应设置为2，然而，我们在壳体1上设置1个防爆阀与设置2个防爆阀的实施例2进行对比，然后开展电池热失控测试，验证壳体1开裂情况，计算结果和壳体1的开裂情况如表5和表6所示。
表5
表6
实施例3
在S阀确定的状态下，S阀为300mm2，材料体系为高镍，C为136Ah，V为3.65V，α取1，由S1=CVα，计算出，通过/>，进而计算出/>，即防爆阀数量为2，然后开展电池热失控测试，验证壳体1开裂情况，计算结果和壳体1的开裂情况如表7和表8所示。
对比例2
在S阀确定的状态下，S阀为300mm2，材料体系为高镍，C为136Ah，V为3.65V，α取1，由S1=CVα，计算出，通过/>，进而计算出/>，即防爆阀数量为2，然而，我们在壳体1上设置1个防爆阀与设置2个防爆阀的实施例3进行对比，然后开展电池热失控测试，验证壳体1开裂情况，计算结果和壳体1的开裂情况如表7和表8所示。
表7
表8
实施例4
在S截确定的状态下，S截为119.1mm2，材料体系为高镍掺硅，C为165Ah，V为3.72V，α取0.9，γ取0.45，由，S1=CVα，计算出/>，通过/>，计算出/>，即防爆阀数量为3，然后开展电池热失控测试，验证壳体1开裂情况，计算结果和壳体1的开裂情况如表9和表10所示。
实施例5
在S截确定的状态下，S截为147.2mm2，材料体系为高镍掺硅，C为165Ah，V为3.72V，α取0.9，γ取0.45，由，S1=CVα，计算出/>，通过/>，计算出/>，即防爆阀数量为2，然后开展电池热失控测试，验证壳体1开裂情况，计算结果和壳体1的开裂情况如表9和表10所示。
对比例3
在S阀与S截均确定的状态下，S阀为300mm2，S截为132mm2，材料体系为高镍掺硅，C为165Ah，V为3.72V，α取0.9，γ取0.45，由，S1=CVα，计算出/>和，通过/>，/>，则，即防爆阀的数量为4，然而，我们在壳体1上设置3个防爆阀与实际应该设置4个防爆阀进行对比，然后开展电池热失控测试，验证壳体1开裂情况，计算结果和壳体1的开裂情况如表9和表10所示。
表9
表10
实施例6
在S截确定的状态下，S截为23.5mm2，材料体系为铁锂体系，C为106Ah，V为3.19V，α取0.65，γ取0.2，由，S1=CVα，计算出/>，通过/>，计算出，即防爆阀数量为2，然后开展电池热失控测试，验证壳体1开裂情况，计算结果和壳体1的开裂情况如表11和表12所示。
实施例7
在S阀与S截均确定的状态下，S阀为250mm2，S截为20.9mm2，材料体系为铁锂体系，C为106Ah，V为3.19V，α取0.65，γ取0.2，由，S1=CVα，计算出/>和，通过/>，/>，则，即防爆阀的数量为3，然而，我们在壳体1上设置1个防爆阀与实际应该设置3个防爆阀进行对比，然后开展电池热失控测试，验证壳体1开裂情况，计算结果和壳体1的开裂情况如表11和表12所示。
实施例8
在S阀与S截均确定的状态下，S阀为250mm2，S截为24.9mm2，材料体系为铁锂体系，C为106Ah，V为3.19V，α取0.65，γ取0.2，由，S1=CVα，计算出/>和，通过/>，/>，则，即防爆阀的数量为2，然后开展电池热失控测试，验证壳体1开裂情况，计算结果和壳体1的开裂情况如表11和表12所示。
实施例9
在S阀与S截均确定的状态下，S阀为250mm2，S截为68.1mm2，材料体系为铁锂体系，C为198Ah，V为3.2V，α取0.7，γ取0.2，由，S1=CVα，计算出/>和，通过/>，/>，则，即防爆阀的数量为4，然后开展电池热失控测试，验证壳体1开裂情况，计算结果和壳体1的开裂情况如表11和表12所示。
实施例10
在S阀与S截均确定的状态下，S阀为250mm2，S截为41.9mm2，材料体系为铁锂体系，C为198Ah，V为3.2V，α取0.7，γ取0.2，由，S1=CVα，计算出/>和，通过/>，/>，则，即防爆阀的数量为6，然后开展电池热失控测试，验证壳体1开裂情况，计算结果和壳体1的开裂情况如表11和表12所示。
实施例11
在S阀与S截均确定的状态下，S阀为250mm2，S截为34.9mm2，材料体系为铁锂体系，C为198Ah，V为3.2V，α取0.7，γ取0.2，由，S1=CVα，计算出/>和，通过/>，/>，则，即防爆阀的数量为6，然而，我们在壳体1上设置4个防爆阀与实际应该设置6个防爆阀进行对比，然后开展电池热失控测试，验证壳体1开裂情况，计算结果和壳体1的开裂情况如表11和表12所示。
表11
表12
根据本发明的实施例，另一方面，还提供了一种电池包，包括上述电池。
此电池包，电池包内的电池将泄压机构2的数量与泄压机构2的开启区域面积和泄压通道4的等效截面积相关联，计算出不同条件下在壳体1上需要设置泄压机构2的数量，避免泄压机构2数量过少影响排气，或泄压机构2数量过多增加成本，以规范化确定泄压机构2的数量，使得泄压机构2在壳体1上设置合理化，保证电池热失控时热气能够顺利从泄压机构2排出，抑制壳体1发生爆裂，提升电池的安全性能。
虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (9)
1.一种电池，其特征在于，包括：
壳体；
泄压机构，设于所述壳体上，所述泄压机构的开启区域面积的理论设计值为S1，所述泄压机构的开启区域面积的实际值为S阀；
极组，设于所述壳体内，且所述极组与所述壳体的内壁间隔设置以形成泄压通道，所述泄压通道的等效截面积的理论设计值为S2，所述泄压通道的等效截面积的实际值为S截；所述泄压通道的等效截面积为各处所述泄压通道截面积的平均值；
在S阀确定的状态下，所述泄压机构的数量为n1，则，/>为向上取整运算；
和/或，在S截确定的状态下，所述泄压机构的数量为n2，则。
2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，在S阀与S截均确定的状态下，所述泄压机构的数量为n3，则。
3.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述泄压通道的等效面积系数为γ，0.1≤γ≤0.5，。
4.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述壳体内腔的长度为L、高度为H、厚度为T；
所述电池的气体空间占有率为β，0.01≤β≤0.18，S截=LHTβ/(L+H)/2。
5.根据权利要求4所述的电池，其特征在于，所述极组的长度为l、高度为h，β=1-hl/(HL)。
6.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述壳体的侧壁间隔设置多个所述泄压机构。
7.根据权利要求6所述的电池，其特征在于，多个所述泄压机构对称设置。
8.根据权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述极组的延伸方向与所述泄压机构所在的平面垂直。
9.一种电池包，其特征在于，包括权利要求1至8中任一项所述的电池。
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Citations (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1132983A1 (en) * | 2000-03-09 | 2001-09-12 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Cell safety valve and method for manufacturing the same |
| WO2013168585A1 (ja) * | 2012-05-09 | 2013-11-14 | 三洋電機株式会社 | 角形電池 |
| CN105826503A (zh) * | 2015-01-22 | 2016-08-03 | 福特全球技术公司 | 电池组排气总成及方法 |
| CN114512672A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-05-17 | 天津空间电源科技有限公司 | 一种功率型电池 |
| CN216750210U (zh) * | 2022-01-05 | 2022-06-14 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池单体、电池及用电装置 |
| CN217239700U (zh) * | 2022-04-22 | 2022-08-19 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种电芯及包括该电芯的电池包装置 |
| CN219371268U (zh) * | 2023-02-20 | 2023-07-18 | 蜂巢能源科技股份有限公司 | 一种电池、电池模组及动力装置 |
| KR20230114735A (ko) * | 2022-01-25 | 2023-08-01 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차 |
| CN116613461A (zh) * | 2023-06-28 | 2023-08-18 | 蜂巢能源科技股份有限公司 | 电池及电池包 |
| CN116646675A (zh) * | 2023-06-28 | 2023-08-25 | 蜂巢能源科技股份有限公司 | 电池及电池包 |
| CN116706416A (zh) * | 2023-08-07 | 2023-09-05 | 蜂巢能源科技股份有限公司 | 一种动力电池及电池包 |
| WO2023202007A1 (zh) * | 2022-04-20 | 2023-10-26 | 湖北亿纬动力有限公司 | 动力电池及电动车辆 |
| CN117096543A (zh) * | 2023-10-18 | 2023-11-21 | 蜂巢能源科技股份有限公司 | 一种电池、电池模组和电池包 |
-
2023
- 2023-12-07 CN CN202311670354.2A patent/CN117374508B/zh active Active
Patent Citations (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1313642A (zh) * | 2000-03-09 | 2001-09-19 | 三洋电机株式会社 | 电池安全阀及其制造方法 |
| EP1132983A1 (en) * | 2000-03-09 | 2001-09-12 | Sanyo Electric Co., Ltd. | Cell safety valve and method for manufacturing the same |
| WO2013168585A1 (ja) * | 2012-05-09 | 2013-11-14 | 三洋電機株式会社 | 角形電池 |
| CN105826503A (zh) * | 2015-01-22 | 2016-08-03 | 福特全球技术公司 | 电池组排气总成及方法 |
| CN216750210U (zh) * | 2022-01-05 | 2022-06-14 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池单体、电池及用电装置 |
| KR20230114735A (ko) * | 2022-01-25 | 2023-08-01 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 배터리 팩 및 이를 포함하는 자동차 |
| CN114512672A (zh) * | 2022-01-25 | 2022-05-17 | 天津空间电源科技有限公司 | 一种功率型电池 |
| WO2023202007A1 (zh) * | 2022-04-20 | 2023-10-26 | 湖北亿纬动力有限公司 | 动力电池及电动车辆 |
| CN217239700U (zh) * | 2022-04-22 | 2022-08-19 | 合肥国轩高科动力能源有限公司 | 一种电芯及包括该电芯的电池包装置 |
| CN219371268U (zh) * | 2023-02-20 | 2023-07-18 | 蜂巢能源科技股份有限公司 | 一种电池、电池模组及动力装置 |
| CN116613461A (zh) * | 2023-06-28 | 2023-08-18 | 蜂巢能源科技股份有限公司 | 电池及电池包 |
| CN116646675A (zh) * | 2023-06-28 | 2023-08-25 | 蜂巢能源科技股份有限公司 | 电池及电池包 |
| CN116706416A (zh) * | 2023-08-07 | 2023-09-05 | 蜂巢能源科技股份有限公司 | 一种动力电池及电池包 |
| CN117096543A (zh) * | 2023-10-18 | 2023-11-21 | 蜂巢能源科技股份有限公司 | 一种电池、电池模组和电池包 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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