CN209000962U - 二次电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种二次电池，该二次电池包括外壳、容置于外壳内的电芯组件以及安装在外壳上的顶盖板，外壳或顶盖板上设有泄压组件，泄压组件包括泄压阀；分流罩，与泄压阀对应设置，分流罩的侧表面设有多个分流孔，分流孔设置成对泄压阀处流出的气体进行导向与分流。当二次电池发生热失控时，本实用新型提供的二次电池的分流罩能够降低气体冲击力，提高了二次电池使用过程中的安全性。

Description

二次电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种二次电池。

背景技术

近年来，新能源汽车的出现对于社会发展和环境保护均起到了巨大的推动作用。锂离子电池作为一种二次电池是新能源汽车的动力来源，保障了新能源汽车能够正常行驶，因此，锂离子电池安全问题的一直备受关注。

锂离子电池安全问题的起因通常是热失控，当锂离子电池发生热失控时，锂离子电池内的活性材料的放热量可以达到几百焦耳每克，瞬间产热可引起活性材料与电解液之间剧烈的氧化还原反应，产生大量的可燃性气体，这些气体使电池内压急剧升高，从而冲破防爆阀形成快速的气体流动，快速流动的气体直接冲击锂离子电池上盖，导致上盖破损，引起锂离子电池起火或直接冲击乘客舱，威胁乘客仓的安全。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种二次电池，以缓解现有技术中的二次电池内部产生高压气体冲破防爆阀时，存在无法降低气体冲击力的技术问题。

本实用新型提供了一种二次电池，包括外壳、容置于所述外壳内的电芯组件以及安装在所述外壳上的顶盖板，

所述外壳或所述顶盖板上设有泄压组件，所述泄压组件包括：

泄压阀；

分流罩，与所述泄压阀对应设置，所述分流罩的侧表面设有多个分流孔，所述分流孔设置成对所述泄压阀处流出的气体进行导向与分流。

进一步的，所述分流罩包括：

多个彼此套设的导流帽，

其中，相邻的所述导流帽之间设有间隙，所述间隙形成所述分流孔。

进一步的，每个所述导流帽均为收口型的贯通空腔结构，且所述泄压阀处的气流设置成沿每个所述导流帽的小口端进入。

进一步的，每个所述导流帽的中心线与其侧壁的夹角为10°～80°。

进一步的，每个所述导流帽的小口端等高设置。

进一步的，所述分流罩还包括：

多个限流件，与每个所述导流帽的小口端连接，所述限流件设置成将所述导流帽的进气口分割成多个部分。

进一步的，所述限流件为两个，且两个所述限流件之间呈夹角设置。

进一步的，所述导流帽与所述限流件的表面覆盖有绝缘材料。

进一步的，所述分流罩的排气面积不小于所述泄压阀排气面积的1/2。

进一步的，所述分流罩为金属材料或无机非金属陶瓷材料。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提供一种二次电池，该二次电池包括外壳、容置于外壳内的电芯组件以及安装在外壳上的顶盖板，其中，外壳或顶盖板上设有泄压组件，具体的，泄压组件包括泄压阀和与泄压阀对应设置分流罩，进一步的，分流罩的侧表面设有多个分流孔，分流孔设置成对泄压阀处流出的气体进行分流。当二次电池发生热失控且内部的高压气体冲破泄压阀时，由于在泄压阀处设置有分流罩，并且，分流罩的侧表面设有多个分流孔，分流孔增加了分流罩的气体流体面积，同时，也能够使得气体沿着分流罩的多位置处流出，因此，多个分流孔能够对泄压阀位置处的快速流动的气体进行分散导流，适当得改变泄压阀处气体的流向，以分散气体的集中度，降低快速流动的气体对外壳或者顶盖板的冲击，进而降低对整个二次电池的上盖冲击。这种设计结构，通过在分流罩的侧表面设置多个分流孔，以对泄压阀处流出的气体进行导向与分流，实现改变泄压阀处的气体流向，并降低泄压阀处的气体动能，同时分散的气体也会迅速降温，提高了二次电池使用过程中的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施方式，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为本实用新型实施例提供的分流罩设置在顶盖板上的结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的分流罩设置在外壳上的结构示意图；

图3为图1中的分流罩的结构示意图；

图4为图3的俯视图；

图5为图3的仰视图；

图6为图1的爆炸图；

图7为图6的正视图；

图8为图6中的阻挡组件的结构示意图。

图标：

1-外壳；

2-电芯组件；

3-顶盖板；

4-泄压组件；

41-泄压阀；

411-防爆片；

42-分流罩；

421-分流孔；

422-导流帽；

423-限流件；

5-正极柱、负极住；

6-阻挡组件；

61-遮挡板；

62-侧壁；

63-气流通道。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，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”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；可以是机械连接，也可以是电连接；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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1为本实施例中二次电池的整体结构示意图，二次电池包括外壳1、容置于所述外壳1内的电芯组件2、灌注于外壳1中的电解液(未图示)，以及安装于外壳1上的顶盖板3。其中，顶盖板3上设有正极柱5和负极柱5(图示正负极柱未作区分)，正、负极柱5分别通过导电连接体与电芯的正、负电极(未图示)进行电连接。电芯组件2通过将正、负电极以及隔板一同螺旋卷绕而形成。隔板是介于正、负电极之间的绝缘体。可替换地，电极组件可以通过将形成为板状或片状的多个正电极、多个隔板以及多个负电极堆叠而形成。正、负电极各自均具有用作集流体的薄板。该薄板具有涂覆有活性物质的涂覆区域和没有涂覆活性物质的未涂覆区域。外壳1 被构造为立方体形状，以形成用于在其内部容纳电芯组件2的空间(或空腔)，并且外壳1在一侧具有开口，以允许通到该内部空间(或与该内部空间连通)。

如图1所示，其中，以顶盖板3于正、负极柱5之间的中央位置处的外表面设有泄压组件4进行说明，具体的，泄压组件4包括泄压阀41和与泄压阀41对应设置分流罩42，进一步的，分流罩42的侧表面设有多个分流孔421，分流孔421设置成对泄压阀41处流出的气体进行分流。当二次电池发生热失控且内部的高压气体冲破泄压阀41时，由于在泄压阀41 处设置有分流罩42，并且，分流罩42的侧表面设有多个分流孔421，分流孔421增加了分流罩42的气体流体面积，同时，也能够使得气体沿着分流罩42的多位置处流出，因此，多个分流孔421能够对泄压阀41位置处的快速流动的气体进行分散导流，适当得改变泄压阀41处气体的流向，以分散气体的集中度，降低快速流动的气体对外壳1或者顶盖板3的冲击，进而降低对整个二次电池的上盖冲击。这种设计结构，通过在分流罩42 的侧表面设置多个分流孔421，以对泄压阀41处流出的气体进行导向与分流，实现改变泄压阀41处的气体流向，并降低泄压阀41处的气体动能，同时分散的气体也会迅速降温，提高了二次电池使用过程中的安全性。

在本实施中，分流罩42还可以由其他的设置方式，其中，图2为本实施例中的二次电池的另一种结构示意图，其结构与分流罩42设置在顶盖板3外表面的结构基本相同，不同的是，分流罩42设置于外壳1的外表面。

除此之外，分流罩42也可以设置的顶盖板3的内表面或者外壳1的内表面(未图示)，在实际设计二次电池时，外壳1和电芯组件2的尺寸需要适当调整，以提供足够的空间容纳分流罩42。

请继续参照图1，进一步的，泄压阀41包括设置于顶盖板3上的泄压孔和密封安装在泄压孔上的防爆片411。具体地，防爆片411可由与顶盖板3相同的金属材料制成，如此，可以克服不同金属之间因存在电势差而与外界空气或电解液形成电解池，降低发生腐蚀反应的风险。在图1所示的实施方式中，防爆片411可采用铝、铝合金、镍、镍合金、不锈钢中的一种制成，以具有良好的延展性，在破裂泄压时不会飞出。更进一步的，防爆片411上可涂覆或粘接一层耐腐蚀材料，例如PE和/或PP，可防止防爆片411被电解液腐蚀。并且，防爆片411上设有薄弱线或薄弱面，薄弱面或薄弱线在电池内部压力过大的情况下先破裂，从而使得防爆片411的破裂位置可控。同时，为提高二次电池的实用性，防爆片411达到破裂临界状态时可承受的压力值为0.3～1.2MPa。

如图6、图7和图8所示，在本实施例中，为能够进一步提高二次电池的安全性，在顶盖板3与电芯组件2之间还设有防护组件6，防护组件 6包括与泄压阀41相对的遮挡板61、连接在遮挡板61两侧的连接臂62 和设置在连接臂62上的气流通道63。在二次电池发生热失控时，气流通道63可以使得外壳1内部的高压气体流至泄压阀41，具体的，遮挡板61 设置在防爆片411的正下方，且遮挡板61在泄压阀41上的投影面积不小于防爆片411面积的1倍，以保障更好地阻挡住正面喷出的火星，并使得火星产生反射从而改变运动轨迹和喷出速度。

请继续参照图1，其中，分流罩42可以直接在顶盖板3上加工形成，同时，也可以作为单独的部件安装在顶盖板3上，为能够提高顶盖板3的结构强度，在本实施例中，优选地，分流罩42单独设置，当分流罩42单独设置时，为能够及时的将泄压阀41处的气体排出并进行有效分流，避免二次电池内部气压急剧上升，进一步的，分流罩42的排气面积不小于泄压阀41排气面积的1/2。优选地，分流罩42的排气面积为泄压阀41排气面积的1.5倍。

同时，为了保障分流罩42的结构强度，避免在二次电池热失控时被冲破，也为了更好的保障二次电池的安全性，分流罩42为金属材料或陶瓷材料。在实际应用中，分流罩42可以采用金属材料如铝、铝合金、镍、镍合金或不锈钢制成。

如图3、图4和图5所示，具体的，分流罩42包括多个彼此套设的导流帽422，其中，相邻的导流帽422之间设有间隙，间隙形成分流孔421，在本实施例中，这种设计结构，通过多个彼此套设的导流帽422之间形成的间隙能够使得泄压阀41处的气流沿着多个通道流出，进而实现分流的目的，同时，这些间隙也能够很好的降低气体流动的动能，进而降低喷出气体的温度，提高了二次电池的安全性。

请继续参照图3、图4和图5，其中，每个导流帽422可以为笔直设置的环形结构，在本实施例中，在保障能够改变气体流向的同时，还能够不阻碍气体流通的流畅性，每个导流帽422均为收口型的贯通空腔结构，且泄压阀41处的气流设置成沿每个导流帽422的小口端进入，其中，贯通空腔结构的设计能够进一步提高气流流出的空间，使得泄压阀41处的气体能够流畅的流出。具体的，为确保气体流出的流畅性，呈收口型的每个导流帽422的中心线与其侧壁的夹角为10°～80°，其中，中心线为Y轴所在的直线，导流帽422的中心线与其侧壁夹角的实际值可以根据二次电池的实际用途及体积大小设定，在此不做具体限定。

在本实施例中，为能够保障分流罩42与顶盖板3连接的密封性，同时，便于分流罩42与顶盖板3的装配，具体的，每个导流帽422的小口端等高设置，其中，导流帽422与顶盖板3可以通过粘接、卡接、焊接等多种方式连接在一起，在此不做具体限定。

请继续参照图3、图4和图5，在本实施例中，为能够进一步降低泄压阀41沿分流罩42流出时的动能，分流罩42还包括多个限流件423，多个限流件423与每个导流帽422的小口端对应连接，限流件423设置成将导流帽422的进气口分割成多个部分，限流件423能够对导流帽422的进气口进行有效分割，以得到多个子进气口，进而当二次电池发生热失控时，泄压阀41处的气体从多个子进气口流入，减缓了气体的流出速度，同时，限流件423本身也能够对气体实现一定程度的阻挡，通过限流件423能够更好的降低气体的集中度。其中，在保障能够降低泄压阀41处气体流出的集中度的同时，还能够简化工序，优选地，限流件423为两个，且两个限流件423之间呈夹角设置，为便于装配，两个限流件423可以彼此垂直设置。

其中，限流件423与导流帽422可以通过粘接、卡接、焊接等多种方式连接在一起，在本实施例中，为简化工序，提高生产效率，限流件423 与导流帽422一体成型，且与每个导流帽422的小口端平齐。具体的，限流件423为金属材料或陶瓷材料。在实际应用中，限流件423可以采用金属材料如铝、铝合金、镍、镍合金或不锈钢制成。

为能够进一步提高二次电池的安全性，在本实施例中，导流帽422与限流件423的表面覆盖有例如特氟龙、环氧树脂、酚醛树脂、聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚丙烯(PP)、陶瓷等涂层进行绝缘处理，涂层的厚度不小于10um，涂层需均匀涂覆于金属表面，涂层厚度过薄时易出现漏金属，该涂层可有效实现绝缘和防腐。假若导流帽422与限流件423的表面绝缘做得不到位，存在正、负电极连通导致短路的风险。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种二次电池，包括外壳(1)、容置于所述外壳(1)内的电芯组件(2)以及安装在所述外壳(1)上的顶盖板(3)，其特征在于：

所述外壳(1)或所述顶盖板(3)上设有泄压组件(4)，所述泄压组件(4)包括：

泄压阀(41)；

分流罩(42)，与所述泄压阀(41)对应设置，所述分流罩(42)的侧表面设有多个分流孔(421)，所述分流孔(421)设置成对所述泄压阀(41)处流出的气体进行导向与分流。

2.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述分流罩(42)包括：

多个彼此套设的导流帽(422)，

其中，相邻的所述导流帽(422)之间设有间隙，所述间隙形成所述分流孔(421)。

3.根据权利要求2所述的二次电池，其特征在于，每个所述导流帽(422)均为收口型的贯通空腔结构，且所述泄压阀(41)处的气流设置成沿每个所述导流帽(422)的小口端进入。

4.根据权利要求3所述的二次电池，其特征在于，每个所述导流帽(422)的中心线与其侧壁的夹角为10°～80°。

5.根据权利要求3所述的二次电池，其特征在于，每个所述导流帽(422)的小口端等高设置。

6.根据权利要求3所述的二次电池，其特征在于，所述分流罩(42)还包括：

多个限流件(423)，与每个所述导流帽(422)的小口端连接，所述限流件(423)设置成将所述导流帽(422)的进气口分割成多个部分。

7.根据权利要求6所述的二次电池，其特征在于，所述限流件(423)为两个，且两个所述限流件(423)之间呈夹角设置。

8.根据权利要求6所述的二次电池，其特征在于，所述导流帽(422)与所述限流件(423)的表面覆盖有绝缘材料。

9.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述分流罩(42) 的排气面积不小于所述泄压阀(41)排气面积的1/2。

10.根据权利要求1所述的二次电池，其特征在于，所述分流罩(42)为金属材料或无机非金属陶瓷材料。