CN213692271U - 电池单体、电池及用电装置 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种电池单体、电池及用电装置。电池单体包括:壳体,壳体沿长度方向的尺寸大于壳体沿厚度方向、宽度方向的延伸尺寸,壳体包括沿长度方向延伸的第一板体和至少一端开口的容纳空间;电极组件,设置于容纳空间内;盖体,盖设于开口;其中,第一板体上设置有泄压机构,泄压机构用于在壳体的内部压力或温度达到阈值时致动以泄放内部压力,在长度方向上,泄压机构的延伸尺寸大于或等于第一板体的延伸尺寸的1/4。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,特别是涉及一种电池单体、电池及用电装置。
背景技术
随着技术的不断发展,用户对新能源电池的要求越来越高。为了提高电池单体的安全性能,电池单体上通常会设置泄压机构。当电池单体运行异常内部产生气体时,可以通过泄压机构排出气体,以免造成较大的安全事故。
目前为了提高电池的能量密度,电池中会设置较多个电池单体,多个电池单体层叠设置。这就导致电池单体的厚度较小,电池单体的侧面面积较小,设置于侧面的泄压机构尺寸过小。而且会导致电池单体的长度方向上的尺寸过大,导致电池单体内部气体传输至泄压机构的路径过长,气体不能够及时排除而导致爆炸。
因此,亟需一种新的电池单体、电池及用电装置。
发明内容
本申请提供一种电池单体、电池及用电装置,旨在提高电池单体的安全性能。
本申请第一方面的实施例提供一种电池单体,包括:壳体,壳体沿长度方向上的尺寸大于壳体沿厚度方向、宽度方向上的尺寸,壳体包括沿长度方向延伸的第一板体和至少一端开口的容纳空间;电极组件,设置于容纳空间内;盖体,盖设于开口;其中,第一板体上设置有泄压机构,泄压机构用于在壳体的内部压力或温度达到阈值时致动以泄放内部压力,在长度方向上,泄压机构的延伸尺寸大于或等于第一板体的延伸尺寸的1/4。
在本申请实施例提供的电池单体中,电池单体包括壳体、位于壳体容纳空间内的电极组件和盖设于开口处的盖体。壳体包括沿长度方向延伸的第一板体,且壳体在长度方向上的延伸尺寸大于其在厚度方向上和宽度方向上的延伸尺寸,因此第一板体的延伸长度较长。第一板体上设置有泄压机构,泄压机构的延伸尺寸大于或等于第一板体的延伸尺寸的1/4,由于第一板体的长度较长,使得泄压机构可以设置的较长,因此能够满足电池单体的泄压需求。且壳体在宽度方向和厚度方向的尺寸较小,因此电池单体内气体至泄压机构的距离较短,能够改善电池单体内气体不能及时排除而导致的爆炸,提高电池单体的安全性能。
根据本申请第一方面的方式,泄压机构位于第一板体的中间区域。令壳体内不同部位至泄压机构的距离趋于一致,避免壳体内出现局部高压导致较大的安全事故发生。
根据本申请第一方面前述任一实施方式,第一板体包括并排设置的第一部分和第二部分,第一部分和第二部分通过焊接固定,第一部分和第二部分的接合处形成焊缝,焊缝为泄压机构。泄压机构的设置方式简单,成型方便,能够提高电池单体的制备效率。
根据本申请第一方面前述任一实施方式,焊缝沿长度方向贯穿第一板体。使得泄压机构的尺寸足够大,能够进一步提高电池单体的安全性能。当壳体包括侧板和底板时,侧板可以由整面板件弯折并焊接形成。在电池单体的装配成型中,可以将电极组件设置于侧板上,然后对侧板进行弯折,令侧板围合于电极组件的外侧,减小装配电极组件的难度,提高电池单体的成型效率。
根据本申请第一方面前述任一实施方式,泄压机构为设置于第一板体上的刻痕凹槽。刻痕凹槽能够减小其所处位置的结构强度,当壳体110的内部压力或温度达到阈值时,刻痕凹槽先于第一板体的其他位置破损,令壳体的内部压力能够由刻痕凹槽损坏产生的缝隙泄放。
根据本申请第一方面前述任一实施方式,刻痕凹槽设置于第一板体的背离容纳空间的外表面。避免由于刻痕凹槽在第一板体表面形成的棱角刮伤电极组件。
根据本申请第一方面前述任一实施方式,沿垂直于第一板体的方向,第一板体在刻痕凹槽对应的尺寸为第一板体在其他区域的尺寸的1/4~3/4。当刻痕凹槽的尺寸在上述范围之内时,既能够避免刻痕凹槽的尺寸过大导致壳体的强度不足,第一板体容易在刻痕凹槽处发生损坏。还能够避免刻痕凹槽的尺寸过小导致泄压机构的结构强度过大,壳体的内部压力或温度达到阈值时不能从刻痕凹槽处泄压。
根据本申请第一方面前述任一实施方式,壳体还包括沿长度方向延伸的第二板体,第二板体与第一板体相交设置,第一板体垂直于宽度方向,第二板体垂直于厚度方向,第一板体的面积小于第二板体的面积。第一板体的面积小于第二板体的面积,即泄压机构设置于面积较小的第一板体。当电池单体用于电池,多个电池单体在电池内并排设置时,多个电池单体可以通过面积较大的第二板体相对地层叠设置,能够减小多个电池单体在厚度方向上的延伸尺寸,简化电池的结构。
根据本申请第一方面前述任一实施方式,电极组件包括沿厚度方向层叠设置的多个极片,且极片与第二板体沿厚度方向层叠设置。极片与第二板体沿厚度方向层叠设置,使得相邻两个极片之间的缝隙能够与第一板体相对设置。在电池单体的使用过程中,电池单体内的热气通常产生于相邻的两个极片之间,相邻两个极片之间的缝隙与第一板体相对,即相邻两个极片之间的缝隙与泄压机构相对设置,能够令热气尽快通过泄压机构排放,避免引起较大的安全事故。
本申请第二方面的实施例提供一种电池,包括上述第一方面任一实施例提供的电池单体,多个电池单体沿厚度方向并排设置,长度方向和厚度方向均平行于水平方向,宽度方向平行于竖直方向。
电池中的电池单体选用上述的电池单体能够提高电池的安全性能。电池单体在厚度方向和宽度方向上延伸的尺寸较小。在本申请实施例提供的电池中,多个电池单体沿厚度方向并排设置,能够减小电池在厚度方向上的延伸尺寸。宽度方向和竖直方向平行,还能够减小电池在竖直方向的延伸尺寸。
根据本发明第一方面的实施方式,第一板体位于电池单体沿竖直方向的底部。在电池的使用过程中,例如当电池用于车辆时,电池的顶部上方通常设置有车厢或者车辆的其他部件,电池的底部通常为车辆的底板及地面。设置有泄压机构的第一板体位于电池单体的底部,当电池单体内部压力通过泄压机构泄放时,能够将内部压力朝向底部泄放,不会对车厢内的乘客或者车辆的其他零部件造成较大损坏,减小由于泄放机构泄放电池单体内部压力带来的损失。
本申请第三方面的实施例提供一种用电装置,包括上述第二方面任一实施例的电池。用电装置中的电池选用上述的电池能够提高用电装置的安全性能。
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地介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例,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,还可以根据附图获得其他的附图。
图1是本申请一实施例公开的一种车辆的结构示意图;
图2是本申请一实施例公开的一种电池的爆炸结构示意图;
图3是本申请一实施例公开的一种电池单体的结构示意图;
图4示出图3所示实施例在一视角下的爆炸结构示意图;
图5示出图3所示实施例在另一视角下的爆炸结构示意图;
图6是本申请一实施例公开的一种电池单体的侧视图;
图7示出图6所示一实施例中A-A处的剖视图;
图8示出图7中I处的局部放大结构示意图;
图9示出图6所示另一实施例中A-A处的剖视图;
图10示出图9中II处的局部放大结构示意图。
在附图中,附图并未按照实际的比例绘制。
标记说明:
1、车辆;1a、马达;1b、控制器;
10、电池;
100、电池单体;
110、壳体;111、第一板体;111a、第一部分;111b、第二部分;
112、容纳空间;113、第二板体;114、底板;
120、电极组件;121、极片;
130、盖体;
140、泄压机构;140a、焊缝;140b、刻痕凹槽;
200、外壳;
210、底框;
220、上盖;
230、隔离架。
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。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
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。
本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个),同理,“多组”指的是两组以上(包括两组),“多片”指的是两片以上(包括两片)。
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,电极组件由正极片、负极片和隔离膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极片和负极片之间移动来工作。正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集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的集流体,未涂敷正极活性物质层的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集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的集流体,未涂敷负极活性物质层的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。隔膜的材质可以为PP或PE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。
对于电池单体来说,主要的安全危险来自于充电和放电过程,同时还有适宜的环境温度设计,为了有效地避免不必要的损失,对电池单体一般会有至少三重保护措施。具体而言,保护措施至少包括开关元件、选择适当的隔离膜材料以及泄压机构。开关元件是指电池单体内的温度或者电阻达到一定阈值时而能够使电池停止充电或者放电的元件。隔离膜用于隔离正极片和负极片,可以在温度上升到一定数值时自动溶解掉附着在其上的微米级(甚至纳米级)微孔,从而使金属离子不能在隔离膜上通过,终止电池单体的内部反应。
泄压机构是指电池单体的内部压力或温度达到预定阈值时致动以泄放内部压力或温度的元件或部件。该阈值设计根据设计需求不同而不同。所述阈值可能取决于电池单体中的正极极片、负极极片、电解液和隔离膜中一种或几种的材料。泄压机构可以采用诸如防爆阀、气阀、泄压阀或安全阀等的形式,并可以具体采用压敏或温敏的元件或构造,即,当电池单体的内部压力或温度达到预定阈值时,泄压机构执行动作或者泄压机构中设有的薄弱结构被破坏,从而形成可供内部压力或温度泄放的开口或通道。
本申请中所提到的“致动”是指泄压机构产生动作或被激活至一定的状态,从而使得电池单体的内部压力及温度得以被泄放。泄压机构产生的动作可以包括但不限于:泄压机构中的至少一部分破裂、破碎、被撕裂或者打开,等等。泄压机构在致动时,电池单体的内部的高温高压物质作为排放物会从致动的部位向外排出。以此方式能够在可控压力或温度的情况下使电池单体发生泄压及泄温,从而避免潜在的更严重的事故发生。
本申请中所提到的来自电池单体的排放物包括但不限于:电解液、被溶解或分裂的正负极极片、隔离膜的碎片、反应产生的高温高压气体、火焰,等等。
电池单体上的泄压机构对电池的安全性有着重要影响。例如,当发生短路、过充等现象时,可能会导致电池单体内部发生热失控从而压力或温度骤升。这种情况下通过泄压机构致动可以将内部压力及温度向外释放,以防止电池单体爆炸、起火。
目前,为了提高电池的能量密度,电池中会设置较多电池单体。电池单体在厚度方向上的尺寸较小,且电池单体在长度方向上的尺寸较大。这一方面导致电池单体的侧面面积较小,设置于侧面的泄压机构尺寸过小。另一方面会导致电池气体在长度方向上运输至泄压机构的路径较长。这两方面会导致气体不能够及时由泄压机构排出可能发生爆炸,严重影响了电池单体的安全性能。
为了解决上述技术问题,提出本申请。本申请的方案中,通过加长泄压机构的长度,使得电池单体内各部位产生的气体至泄压机构的距离较短,能够改善电池单体内气体不能及时排除而导致的爆炸,提高电池单体的安全性能。
本申请实施例描述的技术方案均适用于各种使用电池的装置,例如,手机、便携式设备、笔记本电脑、电瓶车、电动玩具、电动工具、电动车辆、船舶和航天器等,例如,航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等。
应理解,本申请实施例描述的技术方案不仅仅局限适用于上述所描述的设备,还可以适用于所有使用电池的设备,但为描述简洁,下述实施例均以电动车辆为例进行说明。
为了更好地理解本申请,下面结合图1至图10对本申请实施例的电池单体、电池及用电装置进行详细描述。
图1为本申请实施例提供的一种车辆的结构示意图。
根据本申请第一方面实施例提供的车辆,车辆1可以为燃油汽车、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。车辆1的内部可以设置马达1a,控制器1b以及电池10,控制器1b用来控制电池10为马达1a的供电。例如,在车辆1的底部或车头或车尾可以设置电池10。电池10可以用于车辆1的供电,例如,电池10可以作为车辆1的操作电源,用于车辆1的电路系统,例如,用于车辆1的启动、导航和运行时的工作用电需求。在本申请的另一实施例中,电池10不仅仅可以作为车辆1的操作电源,还可以作为车辆1的驱动电源,替代或部分地替代燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。
为了满足不同的使用电力需求,电池10可以包括多个电池单体100,其中,多个电池单体100之间可以串联或并联或混联,混联是指串联和并联的混合。电池10也可以称为电池包。可选地,多个电池单体100可以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组成电池10。也就是说,多个电池单体100可以直接组成电池10,也可以先组成电池模块,电池模块再组成电池10。
请一并参阅图2,图2为本申请第二方面实施例提供的一种电池10的结构示意图。
根据本申请实施例提供的电池10,电池10包括多个电池单体100,多个电池单体100沿其厚度方向并排设置,厚度方向和长度方向平行于水平方向,宽度方向平行于竖直方向。
电池单体100在厚度方向和宽度方向上延伸的尺寸较小。在本申请实施例提供的电池10中,多个电池单体100沿厚度方向并排设置,能够减小电池10在厚度方向上的延伸尺寸。宽度方向和竖直方向平行,还能够减小电池10在竖直方向的延伸尺寸。此外,厚度方向平行于水平方向,水平方向是参考方向,竖直方向和水平方向相互垂直。
在一些可选的实施例中,电池单体100包括第一板体111,第一板体111上设置有泄压结构,且设置有泄压机构140的第一板体111位于电池单体100沿竖直方向的底部。
在电池10的使用过程中,例如当电池10用于车辆时,电池10的顶部上方通常设置有车厢或者车辆的其他部件,电池10的底部通常为车辆的底板及地面。设置有泄压机构140的第一板体111位于电池单体100的底部,当电池单体100内部压力通过泄压机构140泄放时,能够将内部压力朝向底部泄放,不会对车厢内的乘客或者车辆的其他零部件造成较大损坏,减小由于泄放机构泄放电池单体100内部压力带来的损失。
可选的,电池10包括底框210和上盖220,底框210和上盖220围合形成用于容纳电池单体100的中空腔。
根据不同的电力需求,电池单体100的数量可以设置为任意数值。多个电池单体100可通过串联、并联或混联的方式连接以实现较大的容量或功率。由于每个电池10中包括的电池单体100的数量可能较多,为了便于安装,可以将电池单体100分组设置,每组电池单体100组成电池模块。电池模块中包括的电池单体100的数量不限,可以根据需求设置。
如图2所示,多个电池单体100沿厚度方向层叠形成电池模组,电池10内电池模组的个数为4个,电池模块的数量还可以为一个或其他多个。当电池10内电池模组的个数为多个时,多个电池模组在底框210内沿厚度方向和/或长度方向并排设置。可选地,相邻的两个电池模组之间还设置有隔离架230。
可选地,电池10还可以包括其他结构,在此不再一一赘述。例如,该电池10还可以包括汇流部件,汇流部件用于实现多个电池单体100之间的电连接,例如并联或串联或混联。具体地,汇流部件可通过连接电池单体100的电极端子实现电池单体100之间的电连接。进一步地,汇流部件可通过焊接固定于电池单体100的电极端子。多个电池单体100的电能可进一步通过导电机构穿过箱体而引出。可选地,导电机构也可属于汇流部件。
请一并参阅图3至图5,图3为本申请第三方面实施例提供的一种电池单体100的结构示意图。图4为图3在一视角下的爆炸结构示意图。图5是图3在另一视角下的局部爆炸结构示意图。
根据本申请实施例提供的电池单体100,电池单体100包括:壳体110,壳体110沿长度方向上的尺寸大于壳体110沿厚度方向、宽度方向的尺寸,壳体110包括沿长度方向延伸的第一板体111和至少一端开口的容纳空间112;电极组件120,设置于容纳空间112内;盖体130,盖设于开口;其中,第一板体111设置有泄压机构140,泄压机构140用于在壳体110的内部压力或温度达到阈值时致动以泄放内部压力,在长度方向上,泄压机构140的延伸尺寸是第一板体111的延伸尺寸的1/4。
在一些实施例中,盖体130可以固定于壳体110的开口处,例如盖体130可以焊接于壳体110的开口处。
可选的,容纳空间112可以一端开口,一盖体130盖设于该开口处。在另一些实施例中,容纳空间112还可以两端开口,即容纳空间112具有两开口,盖体130可以为两个,各盖体130分别盖设于各开口处。
在本申请实施例提供的电池单体100中,电池单体100包括壳体110、位于壳体110容纳空间112内的电极组件120和盖设于开口处的盖体130。壳体110包括沿长度方向延伸的第一板体111,且壳体110沿长度方向上的尺寸大于壳体110沿厚度方向、宽度方向的尺寸,即第一板体111的长度较长。第一板体111上设置有泄压机构140,泄压机构140的延伸尺寸大于或等于第一板体111的延伸尺寸的1/4,由于第一板体111的长度较长,泄压机构140可以设置的较长,因此能够满足电池单体的泄压需求。且壳体110在宽度方向和厚度方向的尺寸较小,因此电池单体100内气体至泄压机构140的距离较短,能够改善电池单体100内气体不能及时排除而导致的爆炸,提高电池单体100的安全性能。
泄压机构140的设置方式有多种,例如泄压机构140可以为温敏泄压机构,温敏泄压机构被配置为在设有泄压机构140的电池单体100的内部温度达到阈值时能够熔化;和/或,泄压机构140可以为压敏泄压机构,压敏泄压机构被配置为在设有泄压机构140的电池单体100的内部气压达到阈值时能够破裂。
泄压机构140还可以为薄壁结构,泄压机构140所处位置的结构强度小于第一板体111其他部位的结构强度,以使电池单体100内部气压达到阈值时,泄压机构140先于第一板体111其他部位损坏,令气体能够由泄压机构140出排出。
泄压机构140的形状设置方式有多种,泄压机构140可以以任意合适的形状设置。只要在长度方向上,泄压机构140的延伸尺寸大于或等于第一板体111的延伸尺寸的1/4即可。
在另一些实施例中,泄压机构140呈条状,即使第一板体111的宽度较小,也能够容纳下泄压机构140。可以将泄压机构140设置于壳体110上面积较小的板体上,令壳体110可以呈多种形状。
例如当多个电池单体100层叠设置,电池单体100的厚度较小,导致壳体110的板体宽度较小时,壳体110上依然能够设置泄压机构140。
例如,在一些实施例中,壳体110还包括沿长度方向延伸的第二板体113,第二板体113与第一板体111相交设置,第一板体111垂直于宽度方向,第二板体113垂直于厚度方向,并且第一板体111的面积小于第二板体113的面积。
在这些可选的实施例中,第一板体111的面积小于第二板体113的面积,即泄压机构140设置于面积较小的第一板体111。当电池单体100用于电池10,多个电池单体100在电池10内并排设置时,多个电池单体100可以通过面积较大的第二板体113相对地层叠设置,能够减小多个电池单体100在厚度方向上的延伸尺寸,简化电池10的结构。
可选的,壳体110包括沿厚度方向相对设置的两个第二板体113、以及沿宽度方向相对设置的两个第一板体111,两个第一板体111和两个第二板体113依次交替连接围合形成容纳空间112。
电极组件120的设置方式有多种,电极组件120例如由极片121卷绕成型。
在另一些实施例中,请继续参阅图5,电极组件120包括沿厚度方向层叠设置的多个极片121,且极片121与第二板体113沿厚度方向层叠设置。图5中以虚线示出各极片121的所在位置,虚线并不构成对本申请实施例结构上的限定。
在这些可选的实施例中,极片121与第二板体113沿厚度方向层叠设置,使得相邻两个极片121之间的缝隙能够与第一板体111相对设置。在电池单体100的使用过程中,电池单体100内的热气通常产生于相邻的两个极片121之间,相邻两个极片121之间的缝隙与第一板体111相对,即相邻两个极片121之间的缝隙与泄压机构140相对设置,能够令热气尽快通过泄压机构140排放,避免引起较大的安全事故。
泄压机构140的长度设置方式有多种,可选地,在长度方向上,泄压机构140的延伸尺寸等于第一板体111的延伸尺寸。当电池单体100内部压力或温度达到阈值时,能够更快的泄放内部压力,进一步提高电池单体100的安全性能,避免发生较大的安全事故。
可选地,泄压机构140位于第一板体111的中间区域。例如当第一板体111具有沿厚度方向延伸的预设宽度时,泄压机构140位于第一板体111在厚度方向上的中间区域。和/或当泄压机构140在长度方向上的延伸尺寸小于第一板体111在长度方向上的延伸尺寸时,泄压机构140位于第一板体111在长度方向上的中间区域。令壳体110内不同部位至泄压机构140的距离趋于一致,避免壳体110内出现局部高压导致较大的安全事故发生。
请一并参阅图6至图8,图6示出本申请实施例提供的一种电池单体100的侧视图。图7示出图6中A-A处的剖视图,图8示出图7中I处的局部放大图。
在一些可选的实施例中,第一板体111包括并排设置的第一部分111a和第二部分111b,第一部分111a和第二部分111b通过焊接固定,第一部分111a和第二部分111b的接合处形成焊缝140a,焊缝140a为泄压机构140。
在这些可选的实施例中,泄压机构140为第一部分111a和第二部分111b之间焊接时形成的焊缝140a。泄压机构140的设置方式简单,成型方便,能够提高电池单体100的制备效率。焊缝140a例如由焊锡焊接第一部分111a和第二部分111b形成。
可选地,焊缝140a沿长度方向贯穿第一板体111。即第一部分111a和第二部分111b之间具有沿长度方向贯穿的结合缝隙。使得泄压机构140的尺寸足够大,能够进一步提高电池单体100的安全性能。当第一板体111沿厚度方向延伸时,第一板体111包括沿厚度方向并排设置的第一部分111a和第二部分111b,第一部分111a和第二部分111b焊接形成焊缝140a。
可选地,焊缝140a的在宽度方向上的延伸尺寸为1mm~3mm。当焊缝140a在宽度方向上的延伸尺寸在上述范围之内时,既能够避免焊缝140a过宽,导致焊缝140a所处位置结构强度不足,电池单体100易发生损坏,而令壳体内的电解液泄漏。还能够避免焊缝140a的尺寸过小导致焊缝140a所处位置的结构强度过大,电池单体100内部压力或温度达到阈值时无法破坏焊缝140a而泄放内部压力。
壳体110例如包括侧板和底板114,底板114与开口相对设置,侧板围合形成开口。侧板包括上述的第一板体111。当第一部分111a和第二部分111b完全分离时,侧板可以由整面板件弯折形成。
当电池单体100在长度方向的延伸长度较长时,电极组件120由开口设置于容纳空间112的操作难度较大。侧板由整面板件弯折形成时,可以先将电极组件120设置于侧板上,然后对侧板进行弯折,令侧板围合于电极组件120的外侧。能够减小操作难度,提高电池单体100的成型效率。
请一并参阅图9和图10,图9为本申请另一实施例提供的图6中A-A的剖视图。图10为图9中II处的局部放大结构示意图。
在另一些实施例中,泄压机构140为设置于第一板体111的刻痕凹槽140b。刻痕凹槽140b能够减小其所处位置的结构强度,当壳体110的内部压力或温度达到阈值时,刻痕凹槽140b先于第一板体111的其他位置破损,令壳体110的内部压力能够由刻痕凹槽140b损坏产生的缝隙泄放。
可选地,刻痕凹槽140b设置于第一板体111背离容纳空间112的外表面。避免由于刻痕凹槽140b在第一板体111表面形成的棱角刮伤电极组件120。
刻痕凹槽140b的尺寸不做限定,可选地,沿垂直于第一板体111的方向,第一板体111在刻痕凹槽140b对应的尺寸为第一板体111其他区域尺寸的1/4~3/4。当刻痕凹槽140b的尺寸在上述范围之内时,既能够避免刻痕凹槽140b的尺寸过大导致壳体110的强度不足,第一板体111容易在刻痕凹槽140b处发生损坏。还能够避免刻痕凹槽140b的尺寸过小导致泄压机构140的结构强度过大,导致壳体110的内部压力或温度达到阈值时不能从刻痕凹槽140b处泄压。
可选地,刻痕凹槽140b的开口宽度为1mm~3mm。当刻痕凹槽140b的宽度在上述范围之内时,既能够避免刻痕凹槽140b的尺寸过大导致刻痕凹槽140b所处位置结构强度不足,而令壳体易发生损坏令壳体内部电解液泄漏。还能够避免刻痕凹槽140b尺寸过小导致刻痕凹槽140b所处位置结构强度过大,导致壳体110内部压力或温度达到阈值时无法破坏刻痕凹槽140b泄放内部压力。
可选地,刻痕凹槽140b的内表面的横截面形状为V形或者弧形。便于刻痕凹槽140b的制造成型。
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 (12)
1.一种电池单体,其特征在于,包括:
壳体,所述壳体沿长度方向上的尺寸大于所述壳体沿厚度方向、宽度方向上的尺寸,所述壳体包括沿所述长度方向延伸的第一板体和至少一端开口的容纳空间;
电极组件,设置于所述容纳空间内;
盖体,盖设于所述开口;
其中,所述第一板体设置有泄压机构,所述泄压机构用于在所述壳体的内部压力或温度达到阈值时致动以泄放所述内部压力,在所述长度方向上,所述泄压机构的延伸尺寸大于或等于所述第一板体的延伸尺寸的1/4。
2.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述泄压机构位于所述第一板体的中间区域。
3.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述第一板体包括并排设置的第一部分和第二部分,所述第一部分和所述第二部分通过焊接固定,所述第一部分和所述第二部分的接合处形成焊缝,所述焊缝为所述泄压机构。
4.根据权利要求3所述的电池单体,其特征在于,所述焊缝沿所述长度方向贯穿所述第一板体。
5.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述泄压机构为设置于所述第一板体上的刻痕凹槽。
6.根据权利要求5所述的电池单体,其特征在于,所述刻痕凹槽设置于所述第一板体的背离所述容纳空间的外表面。
7.根据权利要求5所述的电池单体,其特征在于,沿垂直于所述第一板体的方向,所述第一板体在所述刻痕凹槽对应的尺寸为所述第一板体在其他区域的尺寸的1/4~3/4。
8.根据权利要求1-7任一项所述的电池单体,其特征在于,所述壳体还包括沿所述长度方向延伸的第二板体,所述第二板体与所述第一板体相交设置,所述第一板体垂直于所述宽度方向,所述第二板体垂直于所述厚度方向,所述第一板体的面积小于所述第二板体的面积。
9.根据权利要求8所述的电池单体,其特征在于,所述电极组件包括沿所述厚度方向层叠设置的多个极片,且所述极片与所述第二板体沿所述厚度方向层叠设置。
10.一种电池,其特征在于,包括:
权利要求1-9任一项所述的电池单体,多个所述电池单体沿所述厚度方向并排设置,所述长度方向和所述厚度方向均平行于水平方向,所述宽度方向平行于竖直方向。
11.根据权利要求10所述的电池,其特征在于,所述第一板体位于所述电池单体沿所述竖直方向的底部。
12.一种用电装置,其特征在于,包括权利要求10或11所述的电池。
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