CN216213918U - 电池单体、电池以及用电设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种电池单体、电池以及用电设备,属于电池技术领域。电池单体包括泄压本体、泄压机构、保护构件。泄压机构设于泄压本体。保护构件至少一部分位于泄压机构背离电池单体的内部的一侧,并覆盖泄压机构。其中,泄压机构具有至少一个开启部,开启部被配置为在电池单体内部压力或温度达到阈值时打开并破坏保护构件以释放压力。
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、电池以及用电设备。
背景技术
电池可以包括镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池和二次碱性锌锰电池等。电池包括电池单体,电池单体包括电极组件、电解质溶液和集流构件,电极组件包括正极极片、负极极片和位于正极极片和负极极片之间的隔离膜。
为提高电池的安全性能,现有的电池单体还会包括泄压机构,泄压机构在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,但是泄压机构上方有时会存在其他构件,可能会阻碍泄压机构在电池单体内部压力或温度达到阈值时及时打开,引发安全问题。
因此,如何提高电池的安全性能是电池技术领域一个亟待解决的问题。
实用新型内容
本申请提供一种电池单体、电池以及用电设备,旨在提高电池的安全性能。
第一方面,本申请实施例提供一种电池单体,包括泄压本体、泄压机构、保护构件。泄压机构设于泄压本体。保护构件至少一部分位于泄压机构背离电池单体的内部的一侧,并覆盖泄压机构。其中,泄压机构具有至少一个开启部,开启部被配置为在电池单体内部压力或温度达到阈值时打开并破坏保护构件以释放压力。
上述方案中,在泄压机构背离电池单体的内部的一侧设置保护构件,降低了泄压机构受到破坏,影响泄压机构使用性能的可能性。开启部在电池单体内部压力或温度达到阈值时打开,并破坏保护构件以释放压力,可以降低泄压机构受到保护构件的阻碍,不能及时打开的风险,提高电池单体的安全性能。
在一些实施例中,泄压机构具有第一泄压槽,泄压机构被配置为在压力或者温度达到阈值时沿第一泄压槽破裂,并在开启部上形成有至少一个刺破部,刺破部用于刺破保护构件以释放压力。
上述方案中,泄压机构具有第一泄压槽,第一泄压槽的区域相较于泄压机构的开启部所在区域强度更小,当电池单体内部压力或温度达到阈值时,第一泄压槽优先破开,提高了泄压机构的可控性,开启部可以向外打开并形成刺破部,刺破部增大了保护构件被及时破坏的可能性。
在一些实施例中,刺破部具有尖角,尖角为直角或锐角。
上述方案中,刺破部具有直角或锐角的尖角,使得刺破部更加尖锐,进一步增大了保护构件被及时破坏的可能性,从而进一步提高了电池单体内部压力或温度达到阈值时,泄压机构及时打开并释放压力的可能性,使电池单体更加安全。
在一些实施例中,第一泄压槽为锯齿状,开启部的边缘在泄压机构沿第一泄压槽破裂后,形成有多个刺破部。
上述方案中,泄压机构沿锯齿状的第一泄压槽破裂后形成多个刺破部,锯齿状可以使开启部形成有更多刺破部,更多的刺破部共同刺破保护构件,进一步减小了保护构件对泄压机构开启的阻碍。
在一些实施例中,泄压机构还包括两个第二泄压槽,两个第二泄压槽沿第一泄压槽的延伸方向间隔设置,两个第二泄压槽均与第一泄压槽相交,第一泄压槽和两个第二泄压槽共同界定出开启部,开启部被配置为在电池单体内部的压力或温度达到阈值时沿第一泄压槽和两个第二泄压槽打开,以释放压力。
上述方案中,两个第二泄压槽沿第一泄压槽的延伸方向间隔设置,并与第一泄压槽相交,使得内部压力需要释放时,泄压机构沿第一泄压槽和第二泄压槽破裂,开启部可以更大程度地打开,更快地释放电池单体内部压力。
在一些实施例中,第一泄压槽和两个第二泄压槽共同界定出两个开启部,两个开启部以第一泄压槽为分界,对称分布于第一泄压槽的两侧。
上述方案中,泄压机构沿第一泄压槽和第二泄压槽破裂,形成两个对称分布在第一泄压槽两侧的开启部,使泄压机构具有两排刺破部,两排刺破部达到相近或相同的刺穿高度,共同刺穿保护构件,提高了刺破部成功刺破保护构件的可能性。
在一些实施例中,第一泄压槽为多个,多个第一泄压槽中任意两个第一泄压槽均相交于开启位,多个第一泄压槽共同界定出多个开启部,开启部被配置为在电池单体内部的压力或温度达到阈值时从开启位沿第一泄压槽打开,以释放压力。
上述方案中,泄压机构设置多个第一泄压槽,多个第一泄压槽相交于开启位并界定出多个开启部,开启部沿第一泄压槽打开后,多个开启部向外打开,并沿不同方向破坏保护构件,从而提高了开启部对保护构件的破坏能力,降低了泄压机构受到保护构件阻碍不能及时打开的风险。
在一些实施例中,在开启部沿所述第一泄压槽打开后,开启部的端部形成有刺破部。
上述方案中,开启部的端部形成有刺破部,刺破部位于端部有利于刺破部率先接触并刺破保护构件,增大保护构件被破坏的可能性。
在一些实施例中,开启部位于泄压机构的中心区域。
上述方案中,开启位位于泄压机构的中心区域,使得尽可能多的开启部能够达到刺破保护构件的高度,增大开启部对保护构件的破坏力。
在一些实施例中,泄压机构具有连接部,连接部环绕开启部的外周设置,并用于连接泄压本体和开启部,连接部的厚度大于开启部的厚度。
上述方案中,连接部连接泄压本体和开启部,实现泄压机构和泄压本体的装配,连接部的厚度大于开启部的厚度,提高了泄压机构和泄压本体的连接强度,降低泄压机构在泄压过程中脱离泄压本体的风险。
在一些实施例中,在泄压机构的厚度方向上,保护构件和开启部间具有间隙。
上述方案中,保护构件和开启部之间具有间隙,为开启部留出避让空间,提高了成功破坏保护构件的可能性,从而提高了电池单体内部压力被顺利释放的可能性。
第二方面,本申请实施例提供一种电池,包括箱体和上述第一方面任意一个实施例提供的电池单体。箱体用于容纳电池单体。
第三方面,本申请实施例提供一种用电设备,包括第二方面任意一个实施例提供的电池,电池用于提供电能。
本申请实施例提供的一种电池单体、电池、用电设备,电池单体包括泄压本体、泄压机构、保护构件。泄压机构设于泄压本体。保护构件至少一部分位于泄压机构背离电池单体的内部的一侧,并覆盖泄压机构。其中,泄压机构具有至少一个开启部,在电池单体内部压力或温度达到阈值时,开启部打开并破坏保护构件以释放压力,从而降低了泄压机构由于受到保护构件的阻碍不能顺利打开的风险,提高了电池单体的安全性能。
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是本申请一些实施例公开的一种车辆的结构示意图;
图2是本申请一些实施例公开的一种电池的结构示意图;
图3是本申请一些实施例公开的一种电池模组的结构示意图;
图4是本申请一些实施例公开的一种电池单体的爆炸图;
图5是本申请一些实施例公开的一种电池单体沿A-A方向的剖视图;
图6是本申请一些实施例公开的一种泄压机构的结构示意图;
图7是本申请另一些实施例公开的一种泄压机构的结构示意图;
图8是本申请又一些实施例公开的一种泄压机构的结构示意图;
图9是图5所示剖视图B处的局部放大图;
在附图中,附图并未按照实际的比例绘制。
标记说明:10-箱体;11-第一部分;12-第二部分;13-容纳腔;20-电池模组;30-电池单体;40-泄压本体;50-泄压机构;501-开启部;5011-刺破部; 5011a-尖角;502-第一泄压槽;503-第二泄压槽;504-开启位;505-连接部; 60-保护构件;70-间隙;100-电池;1000-车辆。
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。
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。
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。应理解,附图示出的本申请实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸,以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明,而不应对本申请构成任何限定。
本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)。
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,电极组件由正极极片、负极极片和隔离膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。正极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正极集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的正极集流体,未涂敷正极活性物质层的正极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负极集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的负极集流体,未涂敷负极活性物质层的负极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。隔离膜的材质可以为PP (polypropylene,聚丙烯)或PE(polyethylene,聚乙烯)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三种保护措施。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片、负极片、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、防爆片、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。
电池单体中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的内部发生热失控从而使压力或温度骤升。这种情况下,通过泄压机构致动可以释放电池单体内部压力或降低温度,以防止电池单体爆炸、起火。
发明人发现,在电池单体中,出于绝缘防护或保护泄压机构等目的,泄压机构上方有时会设置保护构件。但是,保护构件会阻碍泄压机构在电池单体内部压力或温度达到阈值时及时打开,可能引发安全问题。
鉴于此,本申请实施例提供一种技术方案,电池单体包括泄压本体、泄压机构、保护构件。泄压机构设于泄压本体。保护构件至少一部分位于泄压机构背离电池单体的内部的一侧,并覆盖泄压机构。其中,泄压机构具有至少一个开启部,在电池单体内部压力或温度达到阈值时,开启部打开并破坏保护构件以释放压力,从而降低了泄压机构由于受到保护构件的阻碍不能及时打开的可能性,提高了电池单体的安全性能。
本申请实施例描述的技术方案适用于电池以及使用电池的用电设备。
用电设备可以是车辆、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。车辆可以是燃油汽车、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;航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等;电动玩具包括固定式或移动式的电动玩具,例如,游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等;电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具,例如,电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等等。本申请实施例对上述用电设备不做特殊限制。
以下实施例为了方便说明,以用电设备为车辆为例进行说明。
参见图1,图1为本申请一些实施例公开的车辆1000的结构示意图,车辆1000的内部设置有电池100,电池100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池100可以用于车辆1000的供电,例如,电池100可以作为车辆 1000的操作电源。
在本申请一些实施例中,电池100不仅仅可以作为车辆1000的操作电源,还可以作为车辆1000的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。
在一些实施例中,参见图2,图2为本申请一些实施例公开的电池100 的结构示意图,电池100包括箱体10和电池模组20,箱体10用于容纳电池模组20。
箱体10可以包括第一部分11和第二部分12,第一部分11与第二部分 12相互盖合,以限定出用于容纳电池单体30的容纳腔13。第一部分11和第二部分12可以是多种形状,比如,长方体、圆柱体等。第一部分11可以是一侧开放的空心结构,第二部分12也可以是一侧开放的空心结构,第二部分12的开放侧盖合于第一部分11的开放侧,则形成具有容纳腔13的箱体10。如图2 所示,也可以是第一部分11为一侧开放的空心结构,第二部分12为板状结构,第二部分12盖合于第一部分11的开放侧,则形成具有容纳腔13的箱体 10。示例性的,在图2中,第一部分11和第二部分12均为长方体结构。
其中,第一部分11与第二部分12可以通过密封元件来实现密封,密封元件可以是密封圈、密封胶等。
在电池100中,电池单体30可以是一个、也可以是多个。若电池单体 30为多个,多个电池单体30之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池单体30中既有串联又有并联。可以是多个电池单体30先串联或并联或混联组成电池模组20,多个电池模组20再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体10内。也可以是所有电池单体30之间直接串联或并联或混联在一起,再将所有电池单体30构成的整体容纳于箱体10内。
参见图3,图3为本申请一些实施例公开的电池模组20的结构示意图,电池模组20包括电池单体30。电池单体30可以是一个、也可以是多个。
参见图4,本申请公开了一种电池单体30。图4是本申请一些实施例公开的一种电池单体30的爆炸图。电池单体30包括泄压本体40、泄压机构50、保护构件60。泄压机构50设于泄压本体40。保护构件60至少一部分位于泄压机构50背离电池单体30的内部的一侧,并覆盖泄压机构50。其中,泄压机构 50具有至少一个开启部501,开启部501被配置为在电池单体30内部压力或温度达到阈值时打开并破坏保护构件60以释放压力。
泄压本体40是电池单体30的壳体和/或端盖,如图4所示,示例性的,泄压本体40为壳体。
泄压本体40可以是各种材质,例如塑料、铝、钢、铝合金等。泄压本体40可以是一种材料制成或多种材料复合而成。
泄压机构50设置于泄压本体40上,泄压机构50用于当电池单体30的内部压力或温度达到预定阈值时开启,以泄放内部压力或温度。该阈值设计根据设计需求不同而不同。
泄压机构50可以是防爆阀、防爆片、气阀、泄压阀或安全阀等形式,也可以采用压敏或温敏的元件或构造,即,当电池单体30的内部压力或温度达到预定阈值时,泄压机构50中设有的薄弱结构被破坏,从而形成可供内部压力或温度减小的开口或通道。
泄压机构50的数量可以是一个或多个。当泄压机构50的数量为一个时,泄压机构50可以位于电池单体30的端盖或壳体上。当泄压机构50的数量为多个时,多个泄压机构50可以全部位于壳体上或全部位于端盖上,或多个泄压机构50中的部分位于壳体,部分位于端盖。具体数量和位置根据设计需求而定。示例性的,如图1和图4所示,泄压机构50数量为一个,电池单体 30的端盖位于两侧时,为了使泄压方向为背离车辆1000使用者的方向,提高车辆1000的安全性能,泄压机构50设置于电池单体30的壳体下方侧壁。
泄压机构50与泄压本体40可以采用各种固定方式,例如焊接、卡接、粘接或一体成型等。
泄压机构50可以是各种形状,例如跑道形、圆形、长方形等。
保护构件60至少部分覆盖泄压机构50。保护构件50的材质可以是聚乙烯、聚丙烯等各种塑料。
保护构件50可以起到一定的绝缘防护的作用,减小泄压机构50和连接件等金属构件接触导致短路的风险。保护构件50除了覆盖泄压机构50外,还可以覆盖电池单体30的壳体外表面,为壳体提供绝缘保护,降低壳体与金属构件接触导致短路的风险。如图5所示,图5是本申请一些实施例公开的一种电池单体沿A-A方向的剖视图,示例性的,保护构件50覆盖电池单体30的壳体和泄压机构50。
保护构件60可以降低泄压机构40被外界凸出部分划伤或刺伤的风险,减小对泄压机构40正常性能的影响。
保护构件60覆盖泄压机构50,指的是在泄压机构40的厚度方向上,泄压机构50的投影位于保护构件60的投影范围之内,保护构件60可以完全贴合于泄压机构50的表面,或和泄压机构50间具有一定距离。
开启部501指在电池单体30内部压力或温度达到阈值时,泄压机构50 产生形变并打开的部分。
开启部501破坏保护构件60可以是在保护构件60上形成刺破点,也可以是将保护构件60撕裂,本申请对保护构件60的损坏程度不做限制。
根据本申请实施例,在泄压机构50背离电池单体30的内部的一侧设置保护构件60,降低了泄压机构50受到破坏,影响泄压机构50使用性能的可能性。开启部501在电池单体30内部压力或温度达到阈值时打开,并破坏保护构件60以释放压力,可以降低泄压机构50受到保护构件60的阻碍,不能及时打开的风险,提高电池单体30的安全性能。
参见图5和图6,图6是本申请一些实施例公开的一种泄压机构50的结构示意图。在一些实施例中,泄压机构50具有第一泄压槽502,泄压机构50 被配置为在压力或者温度达到阈值时沿第一泄压槽502破裂,并在开启部501 上形成有至少一个刺破部5011,刺破部5011用于刺破保护构件60以释放压力。
第一泄压槽502相较于开启部501更加薄弱,其深度不超过开启部501 的厚度。
第一泄压槽502可以通过冲压等方式得到。
第一泄压槽502可以在泄压机构50的任意方向上,从一端向相对的另一端延伸,且第一泄压槽502的数量可以是一个或多个。
第一泄压槽502的截面形状可以是梯形、三角形、半圆形等形状。
刺破部5011为开启部501能够破坏保护构件50的部分。
刺破部5011的末端可以比较尖锐,其数量可以是一个或多个。
根据本申请实施例,泄压机构50具有第一泄压槽502,第一泄压槽502 的区域相较于泄压机构50的开启部501所在区域强度更小,当电池单体30内部压力或温度达到阈值时,第一泄压槽502优先破开,提高了泄压机构50的可控性,开启部501可以向外打开并形成刺破部5011,刺破部5011增大了保护构件60被及时破坏的可能性。
参见图5和图6,在一些实施例中,刺破部5011具有尖角5011a,尖角 5011a为直角或锐角。
尖角5011a可以位于刺破部5011的端部。刺破部5011可以具有一个或多个尖角5011a。
根据本申请实施例,刺破部5011具有直角或锐角的尖角5011a,使得刺破部5011更加尖锐,进一步增大了保护构件60被及时破坏的可能性,从而进一步提高了电池单体30内部压力或温度达到阈值时,泄压机构50及时打开并释放压力的可能性,使电池单体30更加安全。
参见图5和图6,在一些实施例中,第一泄压槽502为锯齿状,开启部 501的边缘在泄压机构50沿第一泄压槽502破裂后,形成有多个刺破部5011。
锯齿状由第一泄压槽502按一定的长度和角度规律,在泄压机构50上折线延伸形成。
锯齿状可以是连续的,从而形成多个连续的刺破部5011,刺破部5011 可以具有尖角。
根据本申请实施例,泄压机构50沿锯齿状的第一泄压槽502破裂后形成多个刺破部5011,锯齿状可以使开启部501形成有更多刺破部5011,更多的刺破部5011共同刺破保护构件60,进一步减小了保护构件60对泄压机构50 开启的阻碍。
参见图6,在一些实施例中,泄压机构50还包括两个第二泄压槽503,两个第二泄压槽503沿第一泄压槽502的延伸方向间隔设置,两个第二泄压槽 503均与第一泄压槽502相交,第一泄压槽502和两个第二泄压槽503共同界定出开启部501,开启部501被配置为在电池单体30内部的压力或温度达到阈值时沿第一泄压槽502和两个第二泄压槽503打开,以释放压力。
优选地,两个第二泄压槽503设置在靠近边缘的位置,使得开启部501 的面积更大,从而使泄压机构50打开时具有更大的开口,提高泄压速度。
第二泄压槽503相较于开启部501更加薄弱,其深度小于开启部501的厚度。
第二泄压槽503可以通过冲压等方式得到。
两个第二泄压槽503最多只有一个交点,使得两个第二泄压槽503不会形成封闭,减小开启部501脱离泄压机构飞出的风险。
开启部501以第一泄压槽502和第二泄压槽503为界限,当电池单体 30内部压力或温度达到阈值时,开启部501沿着第一泄压槽502和第二泄压槽 503打开。
开启部501的数量可以是一个或多个。如图6所示,示例性的,第一泄压槽位于泄压机构50的中部,则划分出两个开启部501。如图7所示,图7是本申请另一些实施例公开的一种泄压机构50的结构示意图,第一泄压槽502位于泄压机构50的边缘,则划分出一个开启部501。当第一泄压槽502根据设计为其他形状时,则会根据其形状得到不同数量的开启部501,以满足不同的需求。
根据本申请实施例,两个第二泄压槽503沿第一泄压槽502的延伸方向间隔设置,并与第一泄压槽502相交,使得内部压力需要释放时,泄压机构50 沿第一泄压槽502和第二泄压槽503破裂,开启部501可以更大程度地打开,更快地释放压力。
参见图6,在一些实施例中,第一泄压槽502和两个第二泄压槽503共同界定出两个开启部501,两个开启部501以第一泄压槽502为分界,对称分布于第一泄压槽502的两侧。
对称分布指的是通过第一泄压槽502位于泄压机构50的中部区域,实现两个开启部501基本对称。
根据本申请实施例,泄压机构50沿第一泄压槽502和第二泄压槽503 破裂,形成两个对称分布在第一泄压槽502两侧的开启部501,使泄压机构50 具有两排刺破部5011,两排刺破部5011达到相近或相同的刺穿高度,共同刺穿保护构件60(图6中未示出),提高了刺破部5011成功刺破保护构件60 (图6中未示出)的可能性。
参见图5和图8,图8是本申请又一些实施例公开的一种泄压机构50 的结构示意图。在又一些实施例中,第一泄压槽502为多个,多个第一泄压槽 502中任意两个第一泄压槽502均相交于开启位504,多个第一泄压槽502共同界定出多个开启部501,开启部501被配置为在电池单体30内部的压力或温度达到阈值时从开启位504沿第一泄压槽502打开,以释放压力。
多个第一泄压槽502可以为直线、锯齿状等各种形状。多个第一泄压槽502具有不同的延伸方向,且具有共同的交点,即开启位504。
优选地,任意一个第一泄压槽502的两端均靠近边缘,以使泄压机构 50打开时,开口更大,加快泄压的速度。
根据本申请实施例,泄压机构50设置多个第一泄压槽502,多个第一泄压槽502相交于开启位504并界定出多个开启部501,开启部501沿第一泄压槽502打开后,多个开启部501向外打开,并沿不同方向破坏保护构件60,从而提高了开启部501对保护构件60的破坏能力,降低了泄压机构50受到保护构件60阻碍不能及时打开的风险。
参见图5和图8,在一些实施例中,在开启部501沿所述第一泄压槽 502打开后,开启部501的端部形成有刺破部5011。
根据本申请实施例,开启部501的端部形成有刺破部5011,刺破部5011位于端部有利于刺破部5011率先接触并刺破保护构件60,增大保护构件 60被破坏的可能性。
参见图5和图8,在一些实施例中,开启位504位于泄压机构50的中心区域。
优选地,开启位504位于泄压机构50的几何中心。
根据本申请实施例,开启位504位于泄压机构50的中心区域,使得尽可能多的开启部501能够达到刺破保护构件60的高度,增大开启部501对保护构件60的破坏力。
参见图8和图9,图9是图5所示剖视图B处的局部放大图。在一些实施例中,泄压机构50具有连接部505,连接部505环绕开启部501的外周设置,并用于连接泄压本体40和开启部501,连接部505的厚度大于开启部501 的厚度。
连接部505和开启部501一体成型或通过焊接等方式相连。一体成型时,两者间厚度差可以通过冲压、切削等实现。
连接部505和泄压本体40间连接可以通过焊接、粘接、卡接等形式,本申请不做限制。
连接部505的厚度大于开启部501的厚度,连接部505面向内部的表面可以和开启部501面向内部的表面间的位置关系不做限制,示例性的,如图9 所示,连接部505面向内部的表面可以和开启部501面向内部的表面平齐。
根据本申请实施例,连接部505连接泄压本体40和开启部501,实现泄压机构50和泄压本体40的装配,连接部505的厚度大于开启部501的厚度,提高了泄压机构50和泄压本体40的连接强度,降低泄压机构50在泄压过程中脱离泄压本体40的风险。
参见图9,在一些实施例中,在泄压机构50的厚度方向上,保护构件 60和开启部501间具有间隙70。
保护构件60和连接部505间可以具有间隙。如图9所示,示例性的,为增大间隙70,保护构件60和连接部505间也具有间隙。
根据本申请实施例,保护构件60和开启部501之间具有间隙70,使得电池单体30具有用于开启部501形成刺破姿态的空间,有利于开启部501破坏保护构件60,从而释放内部压力。
本申请实施例提供的一种电池单体30、电池100、车辆1000,电池单体30包括泄压本体40、泄压机构50、保护构件60。泄压机构50设于泄压本体40。保护构件60至少一部分位于泄压机构50背离电池单体30的内部的一侧,并覆盖泄压机构40。其中,泄压机构40具有至少一个开启部501,在电池单体30内部压力或温度达到阈值时,开启部501打开并破坏保护构件60以释放压力,从而降低了泄压机构50由于受到保护构件60的阻碍不能顺利打开的风险。电池单体30的开启部501打开时,还可以形成具有尖角5011a的刺破部5011,刺破部5011有利于实现对保护构件60的破坏。泄压机构50还可以包括第一泄压槽502和/或第二泄压槽503,泄压机构50泄压时,开启部501沿第一泄压槽502和/或第二泄压槽503破裂,提高了泄压机构50成功打开的可能性,提高了电池单体30的安全性能。
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 (13)
1.一种电池单体,其特征在于,包括:
泄压本体;
泄压机构,设于所述泄压本体;
保护构件,至少一部分位于所述泄压机构背离所述电池单体的内部的一侧,并覆盖所述泄压机构;
其中,所述泄压机构具有至少一个开启部,所述开启部被配置为在所述电池单体内部压力或温度达到阈值时打开并破坏所述保护构件以释放所述压力。
2.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述泄压机构具有第一泄压槽,所述泄压机构被配置为在所述电池单体内部压力或者温度达到阈值时沿所述第一泄压槽破裂,并在所述开启部上形成有至少一个刺破部,所述刺破部用于刺破所述保护构件以释放所述压力。
3.根据权利要求2所述的电池单体,其特征在于,所述刺破部具有尖角,所述尖角为直角或锐角。
4.根据权利要求2或3所述的电池单体,其特征在于,所述第一泄压槽为锯齿状,在所述泄压机构沿所述第一泄压槽破裂后,所述开启部的边缘形成有多个所述刺破部。
5.根据权利要求4所述的电池单体,其特征在于,所述泄压机构还包括两个第二泄压槽,所述两个第二泄压槽沿所述第一泄压槽的延伸方向间隔设置,所述两个第二泄压槽均与所述第一泄压槽相交,所述第一泄压槽和所述两个第二泄压槽共同界定出所述开启部,所述开启部被配置为在所述电池单体内部的压力或温度达到阈值时沿所述第一泄压槽和两个所述第二泄压槽打开,以释放所述压力。
6.根据权利要求5所述的电池单体,其特征在于,所述第一泄压槽和两个所述第二泄压槽共同界定出两个所述开启部,两个所述开启部以所述第一泄压槽为分界,对称分布于所述第一泄压槽的两侧。
7.根据权利要求2或3所述的电池单体,其特征在于,所述第一泄压槽为多个,多个所述第一泄压槽中任意两个所述第一泄压槽均相交于开启位,多个所述第一泄压槽共同界定出多个所述开启部,所述开启部被配置为在所述电池单体内部的压力或温度达到阈值时从所述开启位沿所述第一泄压槽打开,以释放所述压力。
8.根据权利要求7所述的电池单体,其特征在于,所述开启部的端部在所述开启部沿所述第一泄压槽打开后形成有所述刺破部。
9.根据权利要求7所述的电池单体,其特征在于,所述开启位位于所述泄压机构的中心区域。
10.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述泄压机构具有连接部,所述连接部环绕所述开启部的外周设置,并用于连接所述泄压本体和所述开启部,所述连接部的厚度大于所述开启部的厚度。
11.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,在所述泄压机构的厚度方向上,所述保护构件和所述开启部间具有间隙。
12.一种电池,其特征在于,包括:
权利要求1-11任一项所述的电池单体;以及
箱体,用于容纳所述电池单体。
13.一种用电设备,其特征在于,包括权利要求12所述的电池,所述电池用于提供电能。
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