CN215418506U - 电池极耳、单体电池、电池模组、电池包及用电设备 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种电池极耳、单体电池、电池模组、电池包及用电设备，该电池极耳包括导电金属主体、绝缘层及连接层，导电金属主体用于电连接电池的电芯与外部电路，绝缘层包覆在导电金属主体的至少部分表面上，以用于将导电金属主体绝缘安装在电池外壳上，连接层位于绝缘层与导电金属主体之间，用于将绝缘层密封连接在导电金属主体上，其中，连接层构造在自身的温度达到预设温度或在电池的内部的气压达到预设气压时，能够发生形变以断开绝缘层与导电金属主体之间的密封连接，以使导电金属主体与绝缘层之间能够形成用于连通电池的内部与外部的通道，以减小或者避免电池爆炸的概率。同时，还可以降低成本，提升电池极耳在电池外壳上封装的可靠性。

Description

电池极耳、单体电池、电池模组、电池包及用电设备

技术领域

本公开涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池极耳、单体电池、电池模组、电池包及用电设备。

背景技术

在电池发生热失控时，电池(如锂离子电池)的内部在高温环境下产生大量气体，大量气体产生高压，高压可能导致电池发生爆炸。为避免电池的内部压力过大，往往采用排气泄压的方式防爆。例如，在相关技术中，会在电池的外壳上外接一个防爆阀，当电池的内部气压达到防爆阀的阈值时，防爆阀打开以排出气体，实现泄压防爆。

然而，外接防爆阀的方案至少存在以下缺陷：第一、增加了元器件，便增加了电池成本。第二、将防爆阀封装到电池外壳的顶封位置，工艺复杂，安装难度大。第三、防爆阀与电池外壳的顶封之间存在安装界面，容易出现因封装不牢而发生电解液泄露、水汽入侵电池等问题。第四、防爆阀会占据一定的电池的内部空间，会降低电池的能量密度。

实用新型内容

为克服相关技术中存在的问题，本公开提供一种电池极耳、单体电池、电池模组、电池包及用电设备，以解决上述的问题。

根据本公开实施例的第一方面，提供一种电池极耳，包括导电金属主体、绝缘层及连接层，所述导电金属主体用于电连接电池的电芯与外部电路，所述绝缘层包覆在所述导电金属主体的至少部分表面上，以用于将所述导电金属主体绝缘安装在电池外壳上，所述连接层位于所述绝缘层与所述导电金属主体之间，用于将所述绝缘层密封连接在所述导电金属主体上，其中，所述连接层构造在自身的温度达到预设温度或在电池的内部的气压达到预设气压时，能够发生形变以断开所述绝缘层与所述导电金属主体之间的密封连接，以使所述导电金属主体与所述绝缘层之间能够形成用于连通所述电池的内部与外部的通道。

可选地，所述连接层为含有发泡剂的发泡剂胶层，所述发泡剂用于在所述发泡剂胶层的温度达到所述预设温度时膨胀，以使所述发泡剂胶层上形成多孔结构，从而形成所述通道。

可选地，所述连接层为热熔型胶层，所述热熔型胶层构造为在自身温度达到所述预设温度时熔化，以形成所述通道。

可选地，所述连接层上设置有强度减弱部，所述强度减弱部用于在所述电池的内部的气压达到所述预设气压时破裂，以形成所述通道。

可选地，所述连接层和所述绝缘层均为环状结构，所述连接层套设在所述导电金属主体的外表面，所述绝缘层套设在所述连接层的外表面。

可选地，所述连接层的厚度为20μm～500μm。

可选地，在所述电池极耳的延伸方向，所述连接层的长度与所述绝缘层的长度相等。

根据本公开实施例的第二方面，提供一种单体电池，包括电池外壳、正极耳、负极耳及电芯，所述电芯容置在所述电池外壳的内部，所述正极耳和所述负极耳均布置在所述电池外壳上，所述正极耳和/或所述负极耳为上述的电池极耳。

根据本公开实施例的第三方面，提供一种电池模组，包括上述的单体电池

根据本公开实施例的第四方面，提供一种电池包，包括包体和上述的电池模组，所述电池模组设置在所述包体内。

根据本公开实施例的第五方面，提供一种用电设备，包括上述的电池包。

在本公开提供的电池极耳中，通过设置连接层，在电池处于正常状态时，可通过连接层密封连接绝缘层与导电金属主体。在电池发生例如热失控等异常，电池的内部形成高压高温环境，导致连接层自身的温度达到预设温度或电池的内部的气压达到预设气压时，可利用连接层断开绝缘层与导电金属主体之间的密封连接，使导电金属主体与绝缘层之间能够形成用于连通电池的内部与外部的通道。如此，电池的内部的气体可经由该通道流出电池，可以减小或者避免因气体在电池的内部积聚而导致电池爆炸的概率。

另外，由于在电池处于正常状态时，连接层密封连接绝缘层与导电金属主体，可以提高电池极耳与电池外壳封装的可靠性，不易出现因封装不牢而发生电解液泄露、水汽入侵电池等问题。由于无需再单独设置一个防爆阀泄压，还可以降低成本。而且，由于省去了防爆阀，相应可以省去防爆阀的安装工序，因而可以降低电池的加工成本。另外，省去了防爆阀，可以避免出现因防爆阀封装不牢而发生电解液泄露、水汽入侵电池等问题，即，可以提升电池极耳在电池外壳上封装的可靠性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。

图1是本公开一示例性实施例提供的电池的正视示意图；

图2是本公开一示例性实施例提供的电池极耳的正视示意图；

图3是本公开一示例性实施例提供的电池极耳的侧视示意图；

图4是本公开一示例性实施例提供的电池极耳的纵向剖视示意图；

图5是沿图2的A-A线的横向剖视意图；

图6是本公开另一示例性实施例提供的电池极耳的横向剖视示意图。

附图标记说明

1-电池；10-电池极耳；11-导电金属主体；12-绝缘层；13-连接层；14-强度减弱部；20-电池外壳；21-顶封；22-下壳体；30-正极耳；40-负极耳；50-电芯；D-连接层的厚度。

具体实施例

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施例并不代表与本公开相一致的所有实施例。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

在本公开实施例中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“内”、“外”是指相应部件轮廓的内和外，此外，本公开实施例中使用的术语“第一”、“第二”等是为了区别一个要素和另一个要素，不具有顺序性和重要性。

如图1至图6所示，本公开实施例提供了一种电池极耳10、具有该电池极耳10的单体电池、具有该单体电池的电池模组(未图示)、具有该电池模组的电池包，以及具有上述的单体电池、电池模组或电池包的用电设备(未图示)。多个单体电池可串联或并联成电池模组，并可以置入包体(即电池包箱体)内，并设置电池管理系统，以形成电池包。

如图1所示，在本公开的实施例中，电池1可包括电池外壳20、正极耳30、负极耳40和电芯50，电芯50设置在电池外壳20的内部，正极耳30、负极耳40设置在电池外壳20上，例如，设置在电池外壳20的顶封21上，以电连接电池1的电芯50与外部电路，实现电池1的充放电。其中，正极耳30和负极耳40可以均为本公开实施例提供的电池极耳10，也可以其中一者为本公开实施例提供的电池极耳10。

这里，电池1可以是单体电池，也可以是电池包，本公开实施例对此不作限定。可以理解的是，在电池1为单体电池的实施例中，电池包除了内置的单体电池可以采用上述的电池极耳10外，电池包用于与负载或充电设备电连接的电池包正极耳和/或电池包负极耳也可以采用本公开实施例提供的电池极耳10。

本公开实施例中提供的各种技术方案可以广泛应用于各种电池领域，例如，可应用于动力电池领域，或手机等移动终端的电池领域。

在本公开实施例中，电池1可以为软包电池，也可以为硬壳电池，可以为锂离子电池，也可以为钠离子电池，本公开实施例对此不作限定。

另外，本公开实施例对用电设备也不作限定，其可以为任意利用电池1供电的设备，例如，用电设备可以为手机、平板等移动终端，也可以电动车。

如图2至图5所示，本公开实施例提供的电池极耳10包括导电金属主体11、连接层13及绝缘层12，导电金属主体11用于电连接电池1(例如单体电池)的电芯50与外部电路，绝缘层12包覆在导电金属主体11的至少部分表面上，以用于将导电金属主体11绝缘安装在电池外壳20上。连接层13位于绝缘层12与导电金属主体11之间，用于将绝缘层12密封连接在导电金属主体11上。其中，连接层13构造在自身的温度达到预设温度或在电池1的内部的气压达到预设气压时，能够发生形变以断开绝缘层12与导电金属主体11之间的密封连接，以使导电金属主体11与绝缘层12之间能够形成用于连通电池1的内部与外部的通道。

在本公开提供的电池极耳10中，通过设置连接层13，在电池1处于正常状态时，可通过连接层13密封连接绝缘层12与导电金属主体11。在电池1发生例如热失控等异常，电池1的内部形成高压高温环境，导致连接层13自身的温度达到预设温度或电池1的内部的气压达到预设气压时，可利用连接层13断开绝缘层12与导电金属主体11之间的密封连接，使导电金属主体11与绝缘层12之间能够形成用于连通电池1的内部与外部的通道。如此，电池1的内部的气体可经由该通道流出电池1，可以减小或者避免因气体在电池1的内部积聚而导致电池爆炸的概率。

另外，由于在电池处于正常状态时，连接层13密封连接绝缘层12与导电金属主体11，可以提高电池极耳10与电池外壳20封装的可靠性，不易出现因封装不牢而发生电解液泄露、水汽入侵电池1等问题。由于无需再单独设置一个防爆阀泄压，还可以降低成本。而且，由于省去了防爆阀，相应可以省去防爆阀的安装工序，因而可以降低电池1的加工成本。另外，省去了防爆阀，可以避免出现因防爆阀封装不牢而发生电解液泄露、水汽入侵电池1等问题，即，可以提升电池极耳10在电池外壳20上封装的可靠性。

需要说明的是，上文中的绝缘层12包覆在导电金属主体11的“至少部分表面”上可以理解为绝缘层12仅包覆住导电金属主体11对应于电池外壳20的封装部(如顶封21)的部分，也可理解为绝缘层12除了包覆其对应于电池外壳20的封装部的部分，还覆盖有其他部分，只要不会对导电金属主体11与外部电路及电芯50的电连接产生影响即可。

在本公开实施例中，连接层13可以具有任意适当的结构及选用任意适合的材料，只要能够在电池1发生异常时断开绝缘层12与导电金属主体11之间的密封连接即可。

可选地，在本公开的一种实施例中，连接层13为含有发泡剂的发泡剂胶层，发泡剂用于在发泡剂胶层的温度达到预设温度时膨胀，以使发泡剂胶层上形成多孔结构，从而形成上述的通道。

发泡剂为在高温下释放气体，使聚合物组成中形成孔的物质。由于发泡胶层内含有发泡剂，当电池1(如单体电池)内部的温度到达预设温度时，发泡剂可以产生气体，使得发泡剂胶层上形成多孔结构。多孔结构形成的通道，可以供电池1的内部的气体排出，实现电池1的泄压防爆。在本实施例中，发泡剂成本低，在胶层内添加热发泡剂即可形成发泡胶层，加工方便。

本公开实施例对发泡剂的具体材质不作限定，例如，其可以为无机发泡剂和有机发泡剂。无机发泡剂可以包括碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸氢钠、亚硝酸铵、硼氢化钠和各种叠氮化物。有机发泡剂可以包括偶氮基化合物、基于肼的化合物等。

在本公开的另一种实施例中，连接层13可以为热熔型胶层，热熔型胶层构造为在自身温度达到预设温度时熔化，断开绝缘层12与导电金属主体11之间的密封连接。在电池1(单体电池)发生热失控后，当电池1的内部的温度到达一定的值，该温度传递到连接层13上。在连接层13的温度达到预设温度后开始熔化，从而在导电金属主体11与绝缘层12之间形成通道，供电池1的内部的气体排出，实现电池1的泄压防爆。

在本实施例中，热熔型胶层可以选用任意适当的材料，例如，热熔型胶的材料可以为聚烯类热熔胶、乙烯及其共聚物内热熔胶及聚酯类热熔胶等。

上述两种实施例介绍了连接层13通过选用不同的材料，实现在其自身温度达到预设温度时，形成用于连通电池1的内部与外部的通道。

除了上述两种实施例外，还可以通过连接层13的结构设计，实现在电池1(如单体电池)的内部的气压达到预设气压时，形成用于连通电池1的内部与外部的通道。

例如，如图6所示，在本公开的一种实施例中，连接层13上设置有强度减弱部14，强度减弱部14用于在电池1的内部的气压达到预设气压时破裂，以形成用于连通电池1的内部与外部的通道。这里的强度减弱部14可以是厚度尺寸小于连接层13其他部分的结构，也可以是强度减弱部14所用材料的强度小于连接层13其他部分所用材料的强度。

要说明的是，在本公开实施例中，上述的预设温度及预设气压的阈值可以根据连接层13的结构、材质，以及电池的尺寸等因素而定，本公开实施例对此不作限定。

如图4和图5所示，在本公开的一种实施例中，连接层13和绝缘层12可以均形成环状结构，连接层13套设在导电金属主体11的外表面，绝缘层12套设在连接层13的外表面。由于连接层13和绝缘层12均形成环形结构，能够增大连接层13与导电金属主体11及绝缘层12之间的接触面积，如此，在电池1处于正常状态时，利于提升连接层13与导电金属主体11及绝缘层12之间的密封性，从而有利于提升电池极耳10在电池外壳20上封装的可靠性。在电池1发生热失控，连接层13膨胀或热熔时，有利于增大气体流出通道的尺寸，从而有利于加快电池1的内部气体流出的速度，进一步降低了电池1发生爆炸的概率。

可选地，如图6所示，在连接层13上设置有强度减弱部14的实施例中，可将强度减弱部14设置为环形强度减弱部，该环形强度减弱部可以绕导电金属主体11布置。

在本公开的其他实施例中，为了使连接层13能够在预设气压下形成上述的通道，连接层13也可以不设置上述的强度减弱部14，而是通过设计连接层13整体的强度，以满足在电池1的内部气压达到预设气压下破裂。

可以理解的是，在本公开其他的实施例中，连接层13和绝缘层12可以形成板状结构。可以在导电金属主体11的相对两侧各设置一层连接层13，然后在两侧的连接层13的外侧又对应设置绝缘层12。

可选地，如图4所示，在本公开的一种实施例中，在电池极耳10的延伸方向，连接层13的长度可以与绝缘层12的长度相等，以进一步增大连接层13与导电金属主体11及绝缘层12的接触面积。增大接触面积利于在电池1(如单体电池)处于正常工作时，保证导电金属主体11与绝缘层13之间密封的可靠性。

可以理解的是，在本公开的其他实施例中，连接层13的长度可以不与绝缘层12的长度相等，例如，连接层13的长度小于绝缘层12的长度。

在本公开实施例中，连接层13的厚度可以为选取一定的值，以在减小电池极耳10的体积的同时，利于增大电池1在异常时金属导电主体11与绝缘层12之间通道的尺寸。

可选地，在本公开的一种实施例中，连接层13的厚度可以为20μm～500μm。在该范围内，电池极耳10的尺寸不会因为连接层13的设置而变得过大，也利于降低材料成本。而且，在电池1发生异常时，连接层13上的多孔结构构造出的通道或连接层13热熔后构造出的通道利于电池1的内部的气体快速流出。

为了方便导电金属主体11与电芯50及外部电路电连接，如图2至图4所示，在本公开的一种实施例中，导电金属主体11长度方向的两端可以均凸出于连接层13对应的端部。

本公开对绝缘层12的具体材质及其与电池外壳20的连接方式不作限定，只要能够实现金属导电主体与电池外壳20的绝缘且可靠连接即可。可选地，在本公开的一种实施例中，绝缘层12可以为极耳胶，并可以将极耳胶与电池外壳20的顶封21热熔焊接。

当电池1(如单体电池)为软包电池时，可将电池极耳10的绝缘层12(极耳胶)安与铝塑膜外壳热熔焊接相连，以保证电池极耳10在顶封21上安装的可靠性及密封性。

当电池1(如单体电池)为硬壳电池时，电池外壳20的顶封21可以为电池盖板。

如图1所示，在本公开的实施例中，电池外壳20可以包括顶封21和下壳体22，电芯50容置在下壳体22的内部，顶封21密封连接在下壳体22上。

本领域技术人员在考虑说明书及实践本公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由下面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (11)

1.一种电池极耳，其特征在于，包括：

导电金属主体(11)，用于电连接电池(1)的电芯(50)与外部电路；

绝缘层(12)，包覆在所述导电金属主体(11)的至少部分表面上，以用于将所述导电金属主体(11)绝缘安装在电池外壳(20)上；

连接层(13)，位于所述绝缘层(12)与所述导电金属主体(11)之间，用于将所述绝缘层(12)密封连接在所述导电金属主体(11)上；

其中，所述连接层(13)构造在自身的温度达到预设温度或在电池(1)的内部的气压达到预设气压时，能够发生形变以断开所述绝缘层(12)与所述导电金属主体(11)之间的密封连接，以使所述导电金属主体(11)与所述绝缘层(12)之间能够形成用于连通所述电池(1)的内部与外部的通道。

2.根据权利要求1所述的电池极耳，其特征在于，所述连接层(13)为含有发泡剂的发泡剂胶层，所述发泡剂用于在所述发泡剂胶层的温度达到所述预设温度时膨胀，以使所述发泡剂胶层上形成多孔结构，从而形成所述通道。

3.根据权利要求1所述的电池极耳，其特征在于，所述连接层(13)为热熔型胶层，所述热熔型胶层构造为在自身温度达到所述预设温度时熔化，以形成所述通道。

4.根据权利要求1所述的电池极耳，其特征在于，所述连接层(13)上设置有强度减弱部(14)，所述强度减弱部(14)用于在所述电池(1)的内部的气压达到所述预设气压时破裂，以形成所述通道。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的电池极耳，其特征在于，所述连接层(13)和所述绝缘层(12)均为环状结构，所述连接层(13)套设在所述导电金属主体(11)的外表面，所述绝缘层(12)套设在所述连接层(13)的外表面。

6.根据权利要求5所述的电池极耳，其特征在于，所述连接层的厚度(D)为20μm～500μm。

7.根据权利要求1-4中任一项所述的电池极耳，其特征在于，在所述电池极耳(10)的延伸方向，所述连接层(13)的长度与所述绝缘层(12)的长度相等。

8.一种单体电池，其特征在于，包括电池外壳(20)、正极耳(30)、负极耳(40)及电芯(50)，所述电芯(50)容置在所述电池外壳(20)的内部，所述正极耳(30)和所述负极耳(40)均布置在所述电池外壳(20)上，所述正极耳(30)和/或所述负极耳(40)为权利要求1-7中任一项所述的电池极耳(10)。

9.一种电池模组，其特征在于，包括权利要求8所述的单体电池。

10.一种电池包，其特征在于，包括包体和权利要求9所述的电池模组，所述电池模组设置在所述包体内。

11.一种用电设备，其特征在于，包括权利要求8所述的单体电池或权利要求10所述的电池包。

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