CN117810641A - 电芯及用电装置 - Google Patents

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CN117810641A
CN117810641A CN202410221602.3A CN202410221602A CN117810641A CN 117810641 A CN117810641 A CN 117810641A CN 202410221602 A CN202410221602 A CN 202410221602A CN 117810641 A CN117810641 A CN 117810641A
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张国文
陈明琪
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Abstract

本申请涉及一种电芯及用电装置,其中,电芯包括外壳、电极组件和泄压组件,外壳包括第一侧壁,第一侧壁设有第一通孔,泄压组件包括转接片和胶膜,转接片焊接于第一侧壁,胶膜粘接于转接片,第一通孔沿第一方向的投影位于转接片的外沿沿第一方向的投影范围内,转接片设有连通于第一通孔的第二通孔,沿第一方向,第二通孔的投影同时位于胶膜的外沿的投影范围内及第一通孔的投影范围内。根据本申请实施例,能够降低泄压组件在常规工况下自行泄压的风险,提高电池包的稳定性,并且当电芯处于热失控工况时,胶膜状态能够及时变化并形成泄压通道的可控性得到提高,可降低电芯燃烧及爆炸的风险,使得电池包具有较高的安全性。

Description

电芯及用电装置
技术领域
本申请涉及电池技术领域,尤其涉及一种电芯及用电装置。
背景技术
随着新能源技术的快速发展,电池已经被广泛应用于电子设备、电动汽车、电动两轮车、电动工具等领域。对电池的质量、安全以及小型化等要求也越来越高。
现有技术中的电芯一般在外壳表面设置通孔,在通孔位置设置泄压组件,在常规工况下,泄压组件通过胶膜密封;在电池温度升高并达到热失控工况后,泄压组件的胶膜熔融,形成泄压通道。目前,当电池处于常规工况下,泄压组件容易出现自行泄压,导致电池的稳定性较差;另外,当电池处于热失控工况下,胶膜状态若未及时变化并形成泄压通道,容易引发电池燃烧及爆炸等问题。
发明内容
本申请实施例提供一种电芯及用电装置,能够降低泄压组件在常规工况下自行泄压的风险,提高电池包的稳定性,并且当电芯处于热失控工况时,胶膜状态能够及时变化并形成泄压通道的可控性得到提高,可降低电芯燃烧及爆炸的风险,使得电池包具有较高的安全性。
第一方面,本申请实施例提供一种电芯,其包括:外壳,具有容纳腔,外壳包括第一侧壁,第一侧壁设有与容纳腔相连通的第一通孔;电极组件,容纳于容纳腔;泄压组件,包括转接片和胶膜,转接片位于第一侧壁背向容纳腔的一侧并焊接于第一侧壁,胶膜粘接于转接片背向第一侧壁的一侧,第一通孔沿第一方向的投影位于转接片的外沿沿第一方向的投影范围内,第一方向垂直于第一侧壁的外侧面,转接片设有连通于第一通孔的第二通孔,沿第一方向,第二通孔的投影同时位于胶膜的外沿的投影范围内及第一通孔的投影范围内。
对于本申请技术方案,在电池包的生产过程中,工作人员先将胶膜粘接至转接片,再将转接片焊接至第一侧壁,由于胶膜与转接片之间不会存在电解液影响,从而可以保证常规工况下胶膜与转接片之间的粘接力能够达到设计要求,另外转接片与第一侧壁之间焊接的连接方式使得两者之间的连接强度远大于胶膜的粘接力,因此,本申请技术方案降低了泄压组件在常规工况下自行泄压的风险,提高了电池包的稳定性。另外,由于胶膜与转接片之间不存在电解液等杂物的影响;且通过限定第一通孔与第二通孔的关系,使第二通孔的横截面积小于第一通孔的横截面积,即使部分胶膜受到外力陷入第二通孔,也不会粘接到第一侧壁,因此胶膜面向第一侧壁侧的整体粘接区域可控。胶膜面向第一侧壁侧的整体粘接强度与胶膜面向第一侧壁侧的整体粘接面积呈正相关,所以在准确知道胶膜面向第一侧壁侧的整体粘接区域前提下,通过计算或者实验得出的胶膜面向第一侧壁侧的整体粘接强度具有较高的准确度,使得工作人员较为容易预估电芯处于热失控工况时,胶膜的变化状态。因此,对于本申请技术方案,当电芯处于热失控工况时,胶膜状态能够及时变化并形成泄压通道的可控性得到提高,可降低电芯燃烧及爆炸的风险,使得电池包具有较高的安全性。
在一些实施例中,胶膜的外沿沿第一方向的投影位于转接片的外沿沿第一方向的投影范围内,胶膜的外沿与转接片的外沿之间的转接片区域焊接于第一侧壁。由于转接片的焊接区域及转接片与胶膜的粘接区域不重合,因此焊接造成的转接片微小变形不会影响到胶膜与转接片之间的粘接面积,所以可进一步提高通过计算或者实验得出的胶膜与转接片之间的粘接强度的准确度。
在一些实施例中,泄压组件还包括挡片,挡片粘接于胶膜背向转接片的一侧,第二通孔沿第一方向的投影位于挡片沿第一方向的投影范围内。
在一些实施例中,胶膜设有连通于第二通孔的第三通孔。
在一些实施例中,第一通孔、转接片的外沿、第二通孔、胶膜的外沿、第三通孔和挡片沿第一方向的投影均呈圆形,第一通孔的轴线、转接片的外沿的轴线、第二通孔的轴线、胶膜的外沿的轴线、第三通孔的轴线和挡片的轴线同轴设置。
在一些实施例中,第二通孔的直径为D1,满足,0.5mm≤D1≤2mm。
在一些实施例中,0.8mm≤D1≤1.2mm。当电芯内部单位压强一致时,电芯内压作用在挡片的面积越小,挡片越不容易被顶开并完成泄压,随着第二通孔直径D1的变小,对应电芯内压作用在挡片的面积越小,热箱测试通过率会降低;随着第二通孔直径D1的变大,热箱测试通过率有大幅提升。当D1为0.5mm时,能够达到较为理想的热箱测试通过率;当D1为0.8mm时,能够达到更高的热箱测试通过率;当D1为1mm时,能够达到100%的热箱测试通过率。若第二通孔直径过大,会直接导致挡片直径与第二通孔直径的差值变小,使得转接片与挡片之间形成的有效密封宽度变小,进而会直接导致密封性能下降,因此将第二通孔直径限定在1.2mm以内时,能够使转接片与挡片之间形成足够的有效密封宽度。
在一些实施例中,挡片的直径为D2,满足,0.5mm≤D2-D1≤2mm。
在一些实施例中,1.3mm≤D2-D1≤1.7mm。随着挡片直径与第二通孔直径的差值变小,转接片与挡片之间形成的有效密封宽度变小,进而会直接导致密封性能下降,高温高湿测试通过率降低;另外,在第二通孔直径与转接片的外沿直径一定时,位于挡片外周的转接片的可焊接区域增大,焊接优率测试通过率提升。当挡片直径与第二通孔直径的差值在0.5mm至2mm时,能够达到较为理想的高温高湿测试通过率和焊接优率测试通过率;当挡片直径与第二通孔直径的差值在1.3mm至1.7mm之间时,能够达到更高的高温高湿测试通过率和焊接优率测试通过率。
在一些实施例中,转接片的外沿直径为D3,满足,0.4mm≤D3-D2≤1.9mm。
在一些实施例中,0.4mm≤D3-D2≤1.4mm。随着转接片的外沿直径与挡片直径的差值增大,位于挡片外周的转接片的可焊接区域增大,焊接优率测试通过率提升;另外,当第二通孔直径与转接片的外沿直径一定时,第二转接片与挡片之间形成的有效密封宽度变小,进而会直接导致密封性能下降,高温高湿测试通过率降低。当转接片的外沿直径与挡片直径的差值在0.4mm至1.9mm时,能够达到较为理想的高温高湿测试通过率和焊接优率测试通过率;当转接片的外沿直径与挡片直径的差值在0.4mm至1.4mm时,能够达到更高的高温高湿测试通过率和焊接优率测试通过率。
在一些实施例中,胶膜的外沿直径为D4,满足,0≤D4-D2≤(D3-D2)/2-0.2mm。由0≤D4-D2可知,胶膜的外沿直径不小于挡片的直径,使得胶膜与挡片之间,及胶膜与转接片之间有足够的粘接面积,在常规工况下具有较好的密封效果。另外,D4-D2≤(D3-D2)/2-0.2mm变形可得D3-D4≥(D4-D2)+0.4mm,可知,当胶膜的外沿直径与挡片直径的差值取极小值零时,转接片的外沿直径与胶膜的外沿直径的差值为0.4mm以上;且随着胶膜的外沿直径与挡片直径的差值的增大,转接片的外沿直径与胶膜的外沿直径的差值的极小值也会增大,也就是说,转接片的外沿与胶膜的外沿之间具有较大的用于焊接的区域,因此,能够达到较高的焊接优率测试通过率。
在一些实施例中,第三通孔的直径为D5,满足,D5≥0.3mm。
在一些实施例中,转接片、第二通孔、胶膜、第三通孔和挡片沿第二方向的长度分别大于各自自身沿第三方向的长度,第二方向和第三方向均垂直于第一方向,第三方向平行于外壳的厚度方向,第二通孔沿第三方向的长度为H1,满足,0.5mm≤H1≤2mm。相较于圆形结构的第二通孔,本技术方案中的第二通孔具有较大的横截面积,因此,第一通孔也具有相对较大的横截面积,当电芯处于热失控工况时,泄压组件具有较高的泄压效率。
在一些实施例中,转接片的表层与挡片的表层均设有钝化层,钝化层的厚度为H2,满足,10nm≤H2≤150nm。
在一些实施例中,胶膜的厚度为H3,满足,0.02mm≤H3≤0.06mm。当胶膜厚度在0.02mm时,焊接优率测试、热箱测试、高温高湿测试均具有较高的通过率,将胶膜厚度限定在0.02mm以上,可防止胶膜过薄影响密封效果;当胶膜厚度在0.06mm时,焊接优率测试、热箱测试、高温高湿测试均具有较高的通过率,由于胶膜在熔融状态会出现溢胶,如果溢胶量过大会影响泄压效率,因此将胶膜厚度限定在0.06mm以下,能够控制溢胶量。
在一些实施例中,第一通孔为注液孔。
在一些实施例中,第一侧壁的外侧面设有向容纳腔凹陷的沉槽,第一通孔位于沉槽底部,泄压组件位于沉槽内。可避免泄压组件占用较大的外壳外部空间,另外,当泄压组件进行泄压时,沉槽内能够存储部分喷出的电解液,避免通过泄压组件喷出的电解液完全作用于电芯外部的电路,能够对电芯外部的电路起到一定的保护作用。
第二方面,本申请实施例提供了一种用电装置,包括上述的电芯,电芯用于向用电装置提供电能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单的介绍,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为本申请实施例提供的电芯的爆炸结构示意图;
图2为本申请实施例提供的泄压组件的爆炸结构示意图;
图3为本申请另一些实施例的泄压组件的爆炸结构示意图;
图4为本申请另一些实施例的泄压组件的爆炸结构示意图;
图5为本申请另一些实施例的泄压组件的爆炸结构示意图;
图6为本申请另一些实施例的外壳的结构示意图;
图7为本申请实施例提供的用电装置的结构示意图。
图中:1、外壳;101、盖体;102、壳本体;103、第一侧壁;104、容纳腔;105、第一通孔;106、沉槽;2、电极组件;3、极柱组件;4、泄压组件;401、转接片;402、胶膜;403、挡片;404、第二通孔;405、第三通孔;5、用电装置;X、第一方向;Y、第二方向;Z、第三方向。
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。
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。
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”、“连接”等应做广义理解,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。
在本申请的实施例中,“平行”不仅包括绝对平行的情况,也包括了工程上常规认知的大致平行的情况;同时,“垂直”也不仅包括绝对垂直的情况,还包括工程上常规认知的大致垂直的情况。示例性地,两个方向的夹角为80°至90°,可认为两个方向垂直;两个方向的夹角为0°至10°,可认为两个方向平行。
为了解决现有技术问题,本申请实施例提供了一种电芯和用电装置。下面结合附图进行详细介绍。
图1为本申请实施例提供的电芯的爆炸结构示意图;图2为本申请实施例提供的泄压组件的爆炸结构示意图。
请参见图1至图2,本申请实施例提供了一种电芯,包括外壳1、电极组件2和泄压组件4,其中,外壳1具有容纳腔104,外壳1包括第一侧壁103,第一侧壁103设有与容纳腔104相连通的第一通孔105;电极组件2容纳于容纳腔104;泄压组件4包括转接片401和胶膜402,转接片401位于第一侧壁103背向容纳腔104的一侧并焊接于第一侧壁103,胶膜402粘接于转接片401背向第一侧壁103的一侧,第一通孔105沿第一方向X的投影位于转接片401的外沿沿第一方向X的投影范围内,第一方向X垂直于第一侧壁103的外侧面,转接片401设有连通于第一通孔105的第二通孔404,沿第一方向X,第二通孔404的投影同时位于胶膜402的外沿的投影范围内及第一通孔105的投影范围内。
对于现有技术方案,在电池包的生产过程中,装配泄压组件4前需要向容纳腔104内填充电解液,第一通孔105远离容纳腔104的一侧容易溅出部分电解液并残留于第一侧壁103外侧,若直接粘接胶膜402,第一侧壁103外侧的电解液会影响胶膜402与第一侧壁103间的粘接力,泄压组件4容易在常规工况下出现自行泄压。对于本申请技术方案,在电池包的生产过程中,工作人员先将胶膜402粘接至转接片401,再将转接片401焊接至第一侧壁103,由于胶膜402与转接片401之间不会存在电解液影响,从而可以保证常规工况下胶膜402与转接片401之间的粘接力能够达到设计要求,另外转接片401与第一侧壁103之间焊接的连接方式使得两者之间的连接强度远大于胶膜402的粘接力,因此,本申请技术方案降低了泄压组件4在常规工况下自行泄压的风险,提高了电池包的稳定性。
对于现有技术方案,转接片401的厚度一般不大于1.5mm,在电池包的生产过程中,当第二通孔404的横截面积大于第一通孔105的横截面积时,胶膜402粘接与转接片401后,部分胶膜402易受到外力陷入第二通孔404并直接粘接至第一通孔105外周的第一侧壁103区域,导致胶膜402面向第一侧壁103侧的整体粘接区域不可控。对于本申请技术方案,由于胶膜402与转接片401之间不存在电解液等杂物的影响;且通过限定第一通孔105与第二通孔404的关系,使第二通孔404的横截面积小于第一通孔105的横截面积,即使部分胶膜402受到外力陷入第二通孔404,也不会粘接到第一侧壁103,因此胶膜402面向第一侧壁103侧的整体粘接区域可控。胶膜402面向第一侧壁103侧的整体粘接强度与胶膜402面向第一侧壁103侧的整体粘接面积呈正相关,所以在准确知道胶膜402面向第一侧壁103侧的整体粘接区域前提下,通过计算或者实验得出的胶膜402面向第一侧壁103侧的整体粘接强度具有较高的准确度,使得工作人员较为容易预估电芯处于热失控工况时,胶膜402的变化状态。因此,对于本申请技术方案,当电芯处于热失控工况时,胶膜402状态能够及时变化并形成泄压通道的可控性得到提高,可降低电芯燃烧及爆炸的风险,使得电池包具有较高的安全性。
在一些实施例中,电芯可以是锂离子电芯、钠锂离子电芯、钠离子电芯、镁离子电芯或其它类型的电芯。
如图1所示,在一些实施例中,外壳1包括壳本体102和盖体101,壳本体102由底壁及围设于底壁一侧的多个侧壁构成,其中,第一侧壁103属于多个侧壁中的一个,盖体101盖合于多个侧壁远离底壁的一侧,容纳腔104位于盖体101面向壳本体102的侧面与壳本体102之间的区域,电极组件2安装于第一腔室内。极柱组件3安装于壳本体102,用于电连接电极组件2和位于外壳1外部的电路。
在一些实施例中,盖体101可采用激光焊接的方式或粘接的方式固接于侧壁,外壳1开设有极柱安装孔,极柱组件3可以通过铆接工艺固接于极柱安装孔。
在一些实施例中,盖体101可以为金属材料、塑料材料、金属塑料复合材料或由其它材料制成。
在一些实施例中,胶膜402的外沿沿第一方向X的投影位于转接片401的外沿沿第一方向X的投影范围内,胶膜402的外沿与转接片401的外沿之间的转接片401区域焊接于第一侧壁103。由于转接片401的焊接区域及转接片401与胶膜402的粘接区域不重合,因此焊接造成的转接片401微小变形不会影响到胶膜402与转接片401之间的粘接面积,所以可进一步提高通过计算或者实验得出的胶膜402与转接片401之间的粘接强度的准确度。
图3为本申请另一些实施例的泄压组件4的爆炸结构示意图。
如图3所示,在一些实施例中,泄压组件4还包括挡片403,挡片403粘接于胶膜402背向转接片401的一侧,第二通孔404沿第一方向X的投影位于挡片403沿第一方向X的投影范围内。可避免第二通孔404所在位置对应的胶膜402区域因意外受到外力而发生破损,进一步提高了电池包的稳定性。
图4为本申请另一些实施例的泄压组件4的爆炸结构示意图。
如图4所示,在一些实施例中,胶膜402设有连通于第二通孔404的第三通孔405。当电芯处于热失控工况下,胶膜402两侧会分别脱离转接片401及挡片403,因此胶膜402与转接片401之间及胶膜402与挡片403之间均可形成泄压通道,提高泄压速率。
如图4所示,在一些实施例中,第一通孔105、转接片401的外沿、第二通孔404、胶膜402的外沿、第三通孔405和挡片403沿第一方向X的投影均呈圆形,第一通孔105的轴线、转接片401的外沿的轴线、第二通孔404的轴线、胶膜402的外沿的轴线、第三通孔405的轴线和挡片403的轴线同轴设置。第一通孔105外周各处,转接片401与第一侧壁103的焊接强度基本相同;第二通孔404外周各处,胶膜402与转接片401的粘接强度基本相同;第三通孔405外周各处,胶膜402与挡片403的粘接强度基本相同,因此,当电芯处于常规工况下,泄压组件4具有较为稳定的密封效果。
对电芯厚度为4.5mm的多组电芯分别进行热箱测试、高温高湿测试及焊接优率测试,其中,热箱测试用于验证电芯在热失控工况下的泄压效果,高温高湿测试用于验证电芯在常规工况下的密封效果,测试结果如下表所示:
需要说明的是,电芯的厚度方向平行于第三方向Z,对于热箱测试,测试方法为将电芯充满电后,将电芯放入试验箱中,试验箱以(5±2)℃/min的温升速率进行升温,当箱内温度达到130℃±2℃后恒温,并持续30min;通过标准为电芯通过泄压组件4完成泄压,且不起火、不爆炸。对于高温高湿测试,测试方法为将电芯进行测试放电,搁置5min,进行常规充电至满电状态,并测试满电状态的电芯厚度值,充满电的电芯在(65±2)℃、90%至95%湿度下开路搁置42天,每7天取出电芯,在室温条件下开路搁置2h,测试冷却厚度;通过标准为电芯外观无漏液。对于焊接优率测试,通过标准为激光焊缝未超出转接片401外边缘、激光焊缝与胶膜402溢胶未重叠且无焊接爆点。
在一些实施例中,第二通孔404的直径为D1,满足,0.5mm≤D1≤2mm。
进一步地,在一些实施例中,0.8mm≤D1≤1.2mm。
进一步的,在一些实施例中,1mm≤D1≤1.2mm。
参照实施例0、实施例8至实施例13,当电芯内部单位压强一致时,电芯内压作用在挡片403的面积越小,挡片403越不容易被顶开并完成泄压,随着第二通孔404直径D1的变小,对应电芯内压作用在挡片403的面积越小,热箱测试通过率会降低;随着第二通孔404直径D1的变大,热箱测试通过率有大幅提升。由实施例9可知,当D1为0.5mm时,能够达到较为理想的热箱测试通过率;由实施例10可知,当D1为0.8mm时,能够达到更高的热箱测试通过率;由实施例0可知,当D1为1mm时,能够达到100%的热箱测试通过率。若第二通孔404直径过大,会直接导致挡片403直径与第二通孔404直径的差值变小,使得转接片401与挡片403之间形成的有效密封宽度变小,进而会直接导致密封性能下降,因此将第二通孔404直径限定在1.2mm以内时,能够使转接片401与挡片403之间形成足够的有效密封宽度。
在一些实施例中,挡片403的直径为D2,满足,0.5mm≤D2-D1≤2mm。
进一步地,在一些实施例中,1.3mm≤D2-D1≤1.7mm。
参照实施例0至实施例5、实施例10及实施例11,随着挡片403直径与第二通孔404直径的差值变小,转接片401与挡片403之间形成的有效密封宽度变小,进而会直接导致密封性能下降,高温高湿测试通过率降低;另外,在第二通孔404直径与转接片401的外沿直径一定时,位于挡片403外周的转接片401的可焊接区域增大,焊接优率测试通过率提升。由实施例2与实施例4可知,当挡片403直径与第二通孔404直径的差值在0.5mm至2mm时,能够达到较为理想的高温高湿测试通过率和焊接优率测试通过率;由实施例10与实施例11可知,当挡片403直径与第二通孔404直径的差值在1.3mm至1.7mm之间时,能够达到更高的高温高湿测试通过率和焊接优率测试通过率。
在一些实施例中,转接片401的外沿直径为D3,满足,0.4mm≤D3-D2≤1.9mm。
进一步地,在一些实施例中,0.4mm≤D3-D2≤1.4mm。
参照实施例0至实施例7,随着转接片401的外沿直径与挡片403直径的差值增大,位于挡片403外周的转接片401的可焊接区域增大,焊接优率测试通过率提升;另外,当第二通孔404直径与转接片401的外沿直径一定时,第二转接片401与挡片403之间形成的有效密封宽度变小,进而会直接导致密封性能下降,高温高湿测试通过率降低。由实施例2与实施例4可知,当转接片401的外沿直径与挡片403直径的差值在0.4mm至1.9mm时,能够达到较为理想的高温高湿测试通过率和焊接优率测试通过率;由实施例3与实施例4可知,当转接片401的外沿直径与挡片403直径的差值在0.4mm至1.4mm时,能够达到更高的高温高湿测试通过率和焊接优率测试通过率。
如图4所示,在一些实施例中,胶膜402的外沿直径为D4,满足,0≤D4-D2≤(D3-D2)/2-0.2mm。由0≤D4-D2可知,胶膜402的外沿直径不小于挡片403的直径,使得胶膜402与挡片403之间,及胶膜402与转接片401之间有足够的粘接面积,在常规工况下具有较好的密封效果。另外,D4-D2≤(D3-D2)/2-0.2mm变形可得D3-D4≥(D4-D2)+0.4mm,可知,当胶膜402的外沿直径与挡片403直径的差值取极小值零时,转接片401的外沿直径与胶膜402的外沿直径的差值为0.4mm以上;且随着胶膜402的外沿直径与挡片403直径的差值的增大,转接片401的外沿直径与胶膜402的外沿直径的差值的极小值也会增大,也就是说,转接片401的外沿与胶膜402的外沿之间具有较大的用于焊接的区域,因此,能够达到较高的焊接优率测试通过率。
如图4所示,在一些实施例中,第三通孔405的直径为D5,满足,D5≥0.3mm。当电芯处于热失控工况时,部分电解液会通过第三通孔405、以及胶膜402与挡片403之间的区域喷出,当第三通孔405的直径在0.3mm以上时,泄压组件4具有较高的泄压效率。
图5为本申请另一些实施例的泄压组件4的爆炸结构示意图。
如图5所示,在一些实施例中,转接片401、第二通孔404、胶膜402、第三通孔405和挡片403沿第二方向Y的长度分别大于各自自身沿第三方向Z的长度,第二方向Y和第三方向Z均垂直于第一方向X,第三方向Z平行于外壳1的厚度方向,第二通孔404沿第三方向Z的长度为H1,满足,0.5mm≤H1≤2mm。相较于圆形结构的第二通孔404,本技术方案中的第二通孔404具有较大的横截面积,因此,第一通孔105也具有相对较大的横截面积,当电芯处于热失控工况时,泄压组件4具有较高的泄压效率。
在一些实施例中,转接片401与挡片403的材质均为镍,具有较强的抗腐蚀能力。
在一些实施例中,转接片401的表层与挡片403的表层均设有钝化层,钝化层的厚度为H2,满足,10nm≤H2≤150nm。可进一步提高转接片401与挡片403的抗腐蚀能力。
在一些实施例中,胶膜402的厚度为H3,满足,0.02mm≤H3≤0.06mm。由实施例15可知,当胶膜402厚度在0.02mm时,焊接优率测试、热箱测试、高温高湿测试均具有较高的通过率,将胶膜402厚度限定在0.02mm以上,可防止胶膜402过薄影响密封效果;实施例14可知,当胶膜402厚度在0.06mm时,焊接优率测试、热箱测试、高温高湿测试均具有较高的通过率,由于胶膜402在熔融状态会出现溢胶,如果溢胶量过大会影响泄压效率,因此将胶膜402厚度限定在0.06mm以下,能够控制溢胶量。
在一些实施例中,第一通孔105为注液孔,注液孔用于向容纳腔内输入电解液。第一通孔105与注液孔通用,可简化外壳1结构,便于外壳1的生产加工。
图6为本申请另一些实施例的外壳1的结构示意图。
如图6所示,在一些实施例中,第一侧壁103的外侧面设有向容纳腔104凹陷的沉槽106,第一通孔105位于沉槽106底部,泄压组件4位于沉槽106内。可避免泄压组件4占用较大的外壳1外部空间,另外,当泄压组件4进行泄压时,沉槽106内能够存储部分喷出的电解液,避免通过泄压组件4喷出的电解液完全作用于电芯外部的电路,能够对电芯外部的电路起到一定的保护作用。
图7为本申请实施例提供的用电装置5的结构示意图。
请参见图7,本申请实施例还提供了一种用电装置5,包括上述实施例中的电芯,电芯用于向用电装置5提供电能。由于包含上述实施例中的电芯,因此,本申请所要保护的用电装置5至少具有上述实施例所带来的所有有益效果,在此不再一一赘述。
本申请实施例的用电装置5可以是便携式设备、笔记本电脑、电动玩具、无人机、电动工具、储能系统等等。电动工具包括金属切削电动工具、清洁工具等,例如,电钻、电动扳手、吸尘器、扫地机器人等等。本申请实施例对上述用电装置5不做特殊限制。
虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述,但在不脱离本申请的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件,尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (19)

1.一种电芯,其特征在于,包括:
外壳,具有容纳腔,所述外壳包括第一侧壁,所述第一侧壁设有与所述容纳腔相连通的第一通孔;
电极组件,容纳于所述容纳腔;
泄压组件,包括转接片和胶膜,所述转接片位于所述第一侧壁背向所述容纳腔的一侧并焊接于所述第一侧壁,所述胶膜粘接于所述转接片背向所述第一侧壁的一侧,
所述第一通孔沿第一方向的投影位于所述转接片的外沿沿所述第一方向的投影范围内,所述第一方向垂直于所述第一侧壁的外侧面,
所述转接片设有连通于所述第一通孔的第二通孔,沿所述第一方向,所述第二通孔的投影同时位于所述胶膜的外沿的投影范围内及所述第一通孔的投影范围内。
2.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,所述胶膜的外沿沿所述第一方向的投影位于所述转接片的外沿沿所述第一方向的投影范围内,所述胶膜的外沿与所述转接片的外沿之间的转接片区域焊接于所述第一侧壁。
3.根据权利要求2所述的电芯,其特征在于,所述泄压组件还包括挡片,所述挡片粘接于所述胶膜背向所述转接片的一侧,所述第二通孔沿所述第一方向的投影位于所述挡片沿所述第一方向的投影范围内。
4.根据权利要求3所述的电芯,其特征在于,所述胶膜设有连通于所述第二通孔的第三通孔。
5.根据权利要求4所述的电芯,其特征在于,所述第一通孔、所述转接片的外沿、所述第二通孔、所述胶膜的外沿、所述第三通孔和所述挡片沿所述第一方向的投影均呈圆形,
所述第一通孔的轴线、所述转接片的外沿的轴线、所述第二通孔的轴线、所述胶膜的外沿的轴线、所述第三通孔的轴线和所述挡片的轴线同轴设置。
6.根据权利要求5所述的电芯,其特征在于,所述第二通孔的直径为D1,满足,0.5mm≤D1≤2mm。
7.根据权利要求6所述的电芯,其特征在于,0.8mm≤D1≤1.2mm。
8.根据权利要求6所述的电芯,其特征在于,所述挡片的直径为D2,满足,0.5mm≤D2-D1≤2mm。
9.根据权利要求8所述的电芯,其特征在于,1.3mm≤D2-D1≤1.7mm。
10.根据权利要求8所述的电芯,其特征在于,所述转接片的外沿直径为D3,满足,0.4mm≤D3-D2≤1.9mm。
11.根据权利要求10所述的电芯,其特征在于,0.4mm≤D3-D2≤1.4mm。
12.根据权利要求10所述的电芯,其特征在于,所述胶膜的外沿直径为D4,满足,0≤D4-D2≤(D3-D2)/2-0.2mm。
13.根据权利要求4所述的电芯,其特征在于,所述第三通孔的直径为D5,满足,D5≥0.3mm。
14.根据权利要求4所述的电芯,其特征在于,所述转接片、所述第二通孔、所述胶膜、所述第三通孔和所述挡片沿第二方向的长度分别大于各自自身沿第三方向的长度,所述第二方向和所述第三方向均垂直于所述第一方向,所述第三方向平行于所述外壳的厚度方向,所述第二通孔沿所述第三方向的长度为H1,满足,0.5mm≤H1≤2mm。
15.根据权利要求3所述的电芯,其特征在于,所述转接片的表层与所述挡片的表层均设有钝化层,所述钝化层的厚度为H2,满足,10nm≤H2≤150nm。
16.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,所述胶膜的厚度为H3,满足,0.02mm≤H3≤0.06mm。
17.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,所述第一通孔为注液孔。
18.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,所述第一侧壁的外侧面设有向所述容纳腔凹陷的沉槽,所述第一通孔位于所述沉槽底部,所述泄压组件位于所述沉槽内。
19.一种用电装置,其特征在于,所述装置包括:权利要求1至18中任一项所述的电芯,所述电芯用于向所述用电装置提供电能。
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