CN214706076U - 电池及电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电池，包括：外壳、两个防护件和两个极芯串，两个所述防护件和两个所述极芯串设于所述外壳内；两个所述极芯串沿着第一方向并排设置且串联连接，每一个所述极芯串包括多个串联的极芯，每个所述极芯串的多个极芯沿着第二方向依次排列；两个所述防护件沿着第三方向相对设置，且在所述第三方向上，一个所述防护件设于两个所述极芯串的第一侧，另一个所述防护件设于两个所述极芯串的第二侧，所述第一方向、第二方向和第三方向相互垂直。

Description

电池及电池包

技术领域

本实用新型涉及电池领域，尤其涉及一种电池及电池包。

背景技术

随着电池技术的发展，电池的应用场景也逐渐由手机、家用电器等小功率电子产品，转向汽车、基站、储能电站等领域。由于场景、空间的限制，将多个电芯串联后制备的高压电池具有高电压、高功率的优点意识和汽车等领域。多电芯串联电池内部的某些相邻电芯间具有较高的电压差，若电芯间绝缘失效将引发剧烈的外部短路现象。电芯的短路位置将会释放大量的电能产生的火星、火焰而直接破坏外壳，对整个电池造成安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电池，解决现有技术的极芯间绝缘失效时发生短路而引发热失控破坏电池外壳的技术问题。

本实用新型提供一种电池，其特征在于，所述电池包括：外壳、两个防护件和两个极芯串，两个所述防护件和两个所述极芯串设于所述外壳内；

两个所述极芯串沿着第一方向并排设置且串联连接，每一个所述极芯串包括多个串联的极芯，每个所述极芯串的多个极芯沿着第二方向依次排列；

两个所述防护件沿着第三方向相对设置，且在所述第三方向上，一个所述防护件设于两个所述极芯串的第一侧，另一个所述防护件设于两个所述极芯串的第二侧，所述第一方向、第二方向和第三方向相互垂直。

所述防护件为防护板，两个所述防护板分别贴设于两个所述极芯串的第一侧和第二侧。

其中，所述防护板的厚度为1.5mm-3mm。

其中，两个所述极芯串的第一侧形成有第一沟槽，两个所述极芯串的第二侧形成有第二沟槽，所述第一沟槽和第二沟槽均沿所述第二方向延伸，所述第一沟槽的槽口背离两个所述极芯串的第二侧，所述第二沟槽的槽口背离两个所述极芯串的第一侧；

所述防护板面向所述极芯串的一侧设有凸起，位于两个所述极芯串的第一侧的防护板上的凸起插入所述第一沟槽内，位于两个所述极芯串的第二侧的防护板上的凸起插入所述第二沟槽内。

其中，所述防护板的厚度为0.5mm-1.5mm，所述凸起的高度为1mm-2mm。

其中，所述第一方向为所述电池的厚度方向，所述第二方向为所述电池的长度方向，所述第三方向为所述电池的宽度方向；或者，所述第二方向为所述电池的宽度方向，所述第三方向为所述电池的长度方向。

其中，所述极芯串还包括封装袋，所述极芯封装于所述封装袋内。

其中，所述防护件由阻燃材料制成。

其中，两个所述极芯串之间通过PTC连接片串联连接，和/或，所述极芯串中的极芯之间通过PTC连接片串联连接。

本实施例提供一种电池包，包括所述的电池。

本实用新型提供的电池采用防护件设于极芯串的相对两侧，当极芯间绝缘失效将引发剧烈的外部短路时，防护件位于两个极芯串两侧以隔离极芯串和外壳，阻止火星向外喷射而直接破坏外壳，将有效的抑制电池的热失控现象，防止电池出现更大的安全隐患。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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极芯串和防护板的部分结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的极芯串和防护板装入外壳内示意图；

图3为本实用新型另一实施例提供的极芯串和防护板的部分结构示意图；

图4为图3所示的防护板的结构示意图；

图5为图3所示的实施例的分解示意图；

图6为图3所示的电池包括绝缘层的部分结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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”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申请中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“具体实施例”、“示例”等的实施例”、“具体实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

请参阅图1与图2，本实用新型提供一种电池，所述电池包括：外壳10、两个防护件和两个极芯串20，两个所述防护件和两个所述极芯串20设于所述外壳10内。两个极芯串20沿着第一方向(图1中Z方向)并排设置且串联连接，每一个所述极芯串20包括多个串联的极芯，每个极芯串20的多个极芯沿着第二方向(图1中X方向)依次排列。两个防护件沿着第三方向(图1中Y方向)相对设置，且在所述第三方向上，一个所述防护件设于两个所述极芯串20的第一侧，另一个所述防护件设于两个所述极芯串20的第二侧。其中，所述第一方向、第二方向和第三方向相互垂直。

本申请提供的电池，两个防护件分别设于两个极芯串20的第一侧和第二侧，当极芯串20中的极芯出现外部短路时，防护件可以隔离极芯串20和外壳10，阻止火星向外喷射而直接破坏外壳10，将有效的抑制电池的失控现象，防止电池出现更大的安全隐患。

在一些实施例中，所述第一方向为所述电池的厚度方向，所述第二方向为所述电池的长度方向，所述第三方向为所述电池的宽度方向。当然，在另一些实施例中，所述第二方向也可为所述电池的宽度方向，所述第三方向也可为所述电池的长度方向。

在一些实施例中，所述防护件为防护板30，两个所述防护板30分别贴设于两个所述极芯串20的第一侧和第二侧。其中，所述防护板30包括外侧面312和内侧面311，两个所述防护板30分别装于两个极芯串的相对两侧并夹持两个所述极芯串20，或者通过粘胶固定于两个所述极芯串20的第一侧和第二侧。所述内侧面311朝向所述极芯串20，所述外侧面312朝向所述外壳，所述防护件夹持于所述外壳10与所述极芯串20之间。

在一些实施例中，所述防护板30的厚度为1.5mm-3mm。

在一些实施例中，所述防护件由阻燃材料制成。所述外壳10为长方体金属外壳10，其内设有容纳空间，所述外壳10包括两个相对第一侧板11和两个相对第二侧板12，每个所述第一侧板11分别连接两个第二侧板12并形成所述容纳空间，所述外壳10还包括两个端盖，通过所述端盖与所述第一侧板11和第二侧板12连接封闭所述容纳空间。本实施例中，所述外壳10为铝材质或者钢制成。多个所述极芯串20以及所述防护板30均装于容纳空间内，每个防护板30位于在极芯串20和第一侧板12之间，所述极芯串20、防护板30及外壳10的长度方向一致。两个极芯串20串联连接后形成串联线路；具体的是通过连接片将极芯串20进行串联焊接。每个极芯串20包括至少一个极芯，当极芯串20包含多个极芯时，多个极芯之间串联连接并沿着极芯串20的长度方向依次排列。

本实用新型所述的电池在极芯串20的相对两侧设置防护板30，以将两个所述极芯串20与所述外壳10间隔，极芯串20中极芯之间具有较大的压差，倘若因为磨损、极芯内短、异物、撞击等原因所造成极芯间绝缘失效发生短路时，将会产生的高温而触发极芯剧烈失控，同时喷出大量高温的火焰、火星；而本实施例的防护板30可阻挡因短路在极芯间喷出的火星、火焰等，进而可以防止直接破坏电池的外壳10，可有效抑制电池事故进一步发展。

请一并参阅图3和图4，一种实施例中，两个所述极芯串的两侧分别为第一侧和第二侧(图未标)，第一侧和第二侧位于所述极芯串的宽度方向(Y方向)上，所述第一侧与所述第二侧相对设置并沿着所述极芯串20的长度方向(X方向)延伸。

两个所述极芯串20的第一侧形成有第一沟槽A1，两个所述极芯串20的第二侧形成有第二沟槽A2，所述第一沟槽A1和第二沟槽A2均沿所述第二方向延伸，所述第一沟槽A1的槽口背离两个所述极芯串20的第二侧，所述第二沟槽A2的槽口背离两个所述极芯串20的第一侧。

一并参阅图4和图5所述防护板30面向所述极芯串20的一侧设有凸起32，位于两个所述极芯串20的第一侧的防护板30上的凸起32插入所述第一沟槽A1内，位于两个所述极芯串20的第二侧的防护板30(图未示)上的凸起插入所述第二沟槽A2内。具体的，每一所述防护板30包括外侧面312和内侧面311，所述凸起32沿着所述防护板30的长度方向凸设于所述内侧面311上。两个所述防护板30分别装于所述第一侧和所述第二侧并将两个所述极芯串20夹持，两个防护板30的所述内侧面311朝向所述极芯串20并分别与第一侧和第二侧贴合，所述凸起32分别插入所述第一沟槽A1和第二沟槽A2沟槽内并与两个所述极芯串20抵接，所述防护板30和所述极芯串20装于所述外壳10内，并位于所述外壳10与所述极芯串20之间。本实施例的防护板30中部设有凸起32，当防护板30装于所述极芯串20的第一侧和第二侧时，所述凸起32位于两个极芯串20之间，当极芯间绝缘失效出现短路时产生的高温将触发极芯剧烈失控，此时产生高温的火焰、火星会从第一沟槽A1和第二沟槽A2喷出，而两个防护板30上的凸起32分别插入第一沟槽A1和第二沟槽A2内，可以有效阻止火星或火焰的喷出，从而可对电池的外壳10起到安全防护的作用。在一些实施例中，防护板30和凸起32可以为一体成型件，如此设置，可以降低成本。

在一些实施例中，所述防护件由阻燃材料制成。例如，可采用云母材料、石英材料等。

在一些实施例中，所述防护板30为云母板材制成。在其他实施方式中，所述防护板30为气凝胶形成。

在一些实施例中，所述防护板30的厚度为1.5mm-3mm。如此设置，不仅可以使防护板30起到良好的阻隔作用，而且不会使电池的重量过大。

在另一些实施例中，所述防护板30的厚度为0.5mm-1.5mm，所述凸起32的高度为1mm-2mm。这样，所述防护板30配合所述凸起32同时进行防护，可以有效阻挡因短路产生的高温火星向外喷出，同时防护板30自身相对较薄，可以减小整个电池的重量。

请参阅图6，一种实施例中，两个所述极芯串20并排设置且彼此相对的表面之间设有绝缘层25，所述绝缘层25朝向所述第一侧和第二侧的侧面为所述第一沟槽A1和第二沟槽A2的底部，所述绝缘层25用于将两个极芯串20绝缘。

当然，在其他实施例中，两个所述极芯串20并排设置且彼此相对的表面也可以相互贴合。

一种实施例中，所述第一沟槽A1和第二沟槽A2的横截面的轮廓与所述凸起32的横截面的轮廓相同，进而可以使凸起32和第一沟槽A1和第二沟槽A2配合的紧密，防止火星从沟槽和凸起32的缝隙中喷出，提高防护效果。

一种实施例中，两个所述极芯串之间通过PTC连接片串联。通过PTC连接片连接两个极芯串，在电池发生短路而导致温度过高时，所述PTC连接片温度随之升高电阻急剧增大，电流回路中的电流减小，可以辅助所述防护件控制热失控。在其他实施例中，极芯串中的极芯之间可以通过PTC连接片串联连接。

请参阅图1和图6，本实施例中，每个所述极芯串20包括多个封装袋26和多个连接的极芯，所述极芯对应封装于所述封装袋26内以形成极芯组21；可以理解为极芯串20包括多个极芯组21。当极芯组21为多个时，每两个相邻的极芯组的极芯之间通过连接片串联。串联连接的两个极芯组21中的一个极芯组21的正极和另外一个极芯组的负极通过连接片连接。通过使多个极芯组21串联，由此可以通过单个电池即可实现容量和电压的提高。

在另一种实施方式中，每个所述极芯串20包括一个封装袋，每个极芯串的多个极芯封装在一个封装袋内。无论极芯串采用一个封装袋整体封装还是多个封装袋分别封装，只要实现隔离封装即可。

请参阅图5，每一所述极芯组21包括相对设置的第一表面211和第二表面212，以及相对设置的第一侧面213和第二侧面214。所述第一侧面213和所述第一表面211通过第一弧面21A连接，所述第一侧面213和所述第二表面212通过第二弧面21B连接，所述第二侧面214和所述第一表面211通过第三弧面21C连接，所述第二侧面214和所述第二表面212通过第四弧面21D连接。可以理解，所述第一表面211、第二表面212、第一侧面213和第二侧面214为封装袋的外表面。

两个所述极芯串20并排设置，一个所述极芯串20的所有极芯组21的第一表面211与另一个极芯串20的所有极芯组21的第二表面212贴合，所述第一侧面213所在位置为所述第一侧，所述第二侧面214所在位置为第二侧，一个所述极芯串20的所有极芯组21的第一弧面21A和另一个极芯串20的所有极芯组21的第二弧面21B彼此相对形成所述第一沟槽A1，一个所述极芯串20的所有极芯组21的第三弧面21C与另一个极芯串20的所有极芯组21的第四弧面21D彼此相对形成所述第二沟槽A2。

本实施例中，位于所述第一侧的所述凸起32的第一接触面321与所述第一弧面21A贴合抵接，位于所述第一侧的所述凸起32的第二接触面322与第二弧面21B贴合抵接，位于所述第二侧的所述凸起32的第一接触面321与所述第四弧面21D贴合抵接，位于所述第二侧的所述凸起32的第二接触面322与第三弧面21C贴合抵接，这样可以防止所述凸起32对所述极芯的各个弧面造成损伤，同时也可起到更好的阻隔作用。

具体的，一个所述防护板30的内侧面311与两个所述极芯串20的所有极芯组21的所述第一侧面213贴合，另一个所述防护板30的内侧面311与两个所述极芯串20的所有极芯组21的所述第二侧面214贴合。每一极芯串20的多个极芯组21呈一排排列，两个极芯串20的极芯组21数量是相同的且对称设置，具体是一对一的并排贴合。所述第一沟槽A1和第二沟槽A2分别位于两个极芯串20之间且同一侧，两个极芯串20同一侧是指朝向同一方向的所述第一侧面213和第二侧面214所在方向。

第一表面211和第二表面212为极芯组21在极芯串20的厚度方向相对的面，第一侧面213和第二侧面214为极芯组21在极芯串20的宽度方向相对的面。需要说明的是，极芯组21的第一表面211、第二表面212以及第一侧面213和第二侧面214以及弧面可以理解为封装袋的外表面，多个极芯组21的的表面和侧面可以理解为整个极芯串20的表面和侧面。

两个所述极芯串20中所述极芯组21的彼此相对的第一表面211与第二表面212之间夹持有所述绝缘层25，两个所述极芯串20中所述极芯组21的彼此相对的第一弧面21A和第二弧面21B与所述绝缘层25的侧面共同形成所述沟槽。

一实施例中，所述电池包括多个极芯串20，比如包括三个极芯串20。三个极芯串20并排设置，每两个相邻的极芯串20之间相对的表面为第一表面211和第二表面212，比如第一个极芯串20的第一表面211和第二个极芯串20的第二表面212相对并且之间形成第一沟槽A1，第三个极芯串20的第一表面211和第二个极芯串20的第二表面212相对并且之间形成第二沟槽A2。当电池包括多个极芯串20时，以此类推。相应的防护板30的宽度随着极芯串20层叠的高度而增加，对应每两个极芯串20之间的沟槽均设有所述凸起32。

本实用新型还提供一种电池包，其包括以上实施例所述的电池。当外短发生时，防护件可以隔离极芯串20和外壳10，防护件可以阻止火星向外喷射，防止外壳被直接破坏，将有效的抑制电池的热失控现象，防止电池出现更大的安全隐患。

以上所揭露的仅为本实用新型较佳实施例而已，当然不能以此来限定本实用新型之权利范围，本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分流程，并依本实用新型权利要求所作的等同变化，仍属于实用新型所涵盖的范围。

Claims (10)

1.一种电池，其特征在于，所述电池包括：外壳、两个防护件和两个极芯串，两个所述防护件和两个所述极芯串设于所述外壳内；

两个所述极芯串沿着第一方向并排设置且串联连接，每一个所述极芯串包括多个串联的极芯，每个所述极芯串的多个极芯沿着第二方向依次排列；

两个所述防护件沿着第三方向相对设置，且在所述第三方向上，一个所述防护件设于两个所述极芯串的第一侧，另一个所述防护件设于两个所述极芯串的第二侧，所述第一方向、第二方向和第三方向相互垂直。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述防护件为防护板，两个所述防护板分别贴设于两个所述极芯串的第一侧和第二侧。

3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述防护板的厚度为1.5mm-3mm。

4.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，两个所述极芯串的第一侧形成有第一沟槽，两个所述极芯串的第二侧形成有第二沟槽，所述第一沟槽和第二沟槽均沿所述第二方向延伸，所述第一沟槽的槽口背离两个所述极芯串的第二侧，所述第二沟槽的槽口背离两个所述极芯串的第一侧；

所述防护板面向所述极芯串的一侧设有凸起，位于两个所述极芯串的第一侧的防护板上的凸起插入所述第一沟槽内，位于两个所述极芯串的第二侧的防护板上的凸起插入所述第二沟槽内。

5.根据权利要求4所述的电池，其特征在于，所述防护板的厚度为0.5mm-1.5mm，所述凸起的高度为1mm-2mm。

6.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述第一方向为所述电池的厚度方向，所述第二方向为所述电池的长度方向，所述第三方向为所述电池的宽度方向；或者，所述第二方向为所述电池的宽度方向，所述第三方向为所述电池的长度方向。

7.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述极芯串还包括封装袋，所述极芯封装于所述封装袋内。

8.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述防护件由阻燃材料制成。

9.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，两个所述极芯串之间通过PTC连接片串联连接，和/或，所述极芯串中的极芯之间通过PTC连接片串联连接。

10.一种电池包，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的电池。

Images