CN216529137U - 电池的箱体、电池和用电设备 - Google Patents

电池的箱体、电池和用电设备 Download PDF

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CN216529137U CN202122718641.9U CN202122718641U CN216529137U CN 216529137 U CN216529137 U CN 216529137U CN 202122718641 U CN202122718641 U CN 202122718641U CN 216529137 U CN216529137 U CN 216529137U
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陈彬彬
田源
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Abstract

本申请实施例提供一种电池的箱体、电池和用电设备。箱体包括:第一壁,所述第一壁具有空腔结构;滑块,所述滑块容纳于所述空腔结构中,将所述空腔结构隔离为第一空腔和第二空腔,所述第一空腔与所述箱体的外部连通,所述第二空腔与所述箱体的内部连通,所述滑块用于在所述第一空腔和所述第二空腔之间的压力差发生变化时移动,以调节所述第一空腔和所述第二空腔之间的压力差。在第一壁的空腔结构中设置滑块,既可以通过滑块的移动来调节箱体内部和外部的压力差,同时滑块也能够阻挡箱体外部的水蒸气进入箱体内部,从而增强电池的安全性。

Description

电池的箱体、电池和用电设备
技术领域
本申请涉及电池技术领域,并且更具体地,涉及一种电池的箱体、电池和用电设备。
背景技术
节能减排是汽车产业可持续发展的关键,电动车辆由于其节能环保的优势成为汽车产业可持续发展的重要组成部分。对于电动车辆而言,电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。
在电池的运输和使用过程中,当电池箱体内外的压力差过大时,电池容易发生爆炸危险。如果通过电池箱体内外的气体交换来平衡压力差,又容易导致水蒸气进入电池箱体的内部,造成安全隐患。因此,如何增强电池的安全性,是电池技术中一个亟待解决的技术问题。
实用新型内容
鉴于上述问题,本申请实施例提供了一种电池的箱体、电池和用电设备,能够在平衡电池箱体内外的压力差的同时,防止水蒸气进入电池箱体内部,以增强电池的安全性。
第一方面,提供一种箱体,包括:第一壁,所述第一壁具有空腔结构;滑块,所述滑块容纳于所述空腔结构中,将所述空腔结构隔离为第一空腔和第二空腔,所述第一空腔与所述箱体的外部连通,所述第二空腔与所述箱体的内部连通,所述滑块用于在所述第一空腔和所述第二空腔之间的压力差发生变化时移动,以调节所述第一空腔和所述第二空腔之间的压力差。
在第一壁的空腔结构中设置滑块,既可以通过滑块的移动来调节箱体内部和外部的压力差,起到平衡箱体内部和外部压力的作用,保证电池的安全性。同时,滑块也能够避免不同空腔之间的气体交换,因此也能够阻挡箱体外部的水蒸气进入箱体内部,避免水蒸气冷凝产生的液态水对电池造成短路的危险,从而进一步增强电池的安全性。
在一些实施例中,所述第一壁的第一子壁上设置有压力平衡机构,用于连通所述第一空腔与所述箱体的外部,所述第一壁的第二子壁上设置有透气孔,用于连通所述第二空腔与所述箱体的内部。
通过在第一子壁上设置与箱体外部连通的压力平衡机构,在第二子壁上设置与箱体内部连通的透气孔,箱体内部和外部的气体形成的气压作用在滑块的两边,能够使得箱体内部和外部的气体在不进行交换的前提下,通过滑块的移动调节箱体内部和外部的压力差,保证电池的安全性。同时还能够阻挡箱体外部的水蒸气进入箱体内部,避免水蒸气冷凝产生的液态水对电池造成短路的危险,从而进一步增强电池的安全性。
在一些实施例中,所述滑块设置有密封垫圈,所述密封垫圈沿所述滑块的平行于所述滑块移动方向的表面环绕所述滑块,用于阻挡所述第一空腔和所述第二空腔之间的气体交换。
通过在滑块的表面设置密封垫圈,能够提高滑块的表面与空腔结构的内壁之间的密封性能,尽可能避免第一空腔与第二空腔之间的气体交换,在调节箱体内部和外部的压力差的同时,进一步阻挡箱体外部的水蒸气进入箱体内部,避免水蒸气冷凝产生的液态水对电池造成短路的危险,从而增强电池的安全性。
在一些实施例中,所述空腔结构与所述滑块贴合的内壁设置有至少一条导轨,所述导轨在朝向所述空腔结构内部的方向凸出于所述内壁,且平行于所述滑块的移动方向,所述滑块与所述空腔结构的内壁贴合的表面设置有至少一条凹槽,至少一条所述导轨与至少一条所述凹槽对应设置,所述导轨的至少部分容纳于所述凹槽中,以使所述滑块沿所述导轨移动。
通过在空腔结构的内壁上设置导轨以及在滑块的表面设置对应的凹槽,滑块在空腔结构中移动时,能够更稳定地保持与空腔结构的内壁贴合的状态,而不会在局部受到的压力较大时发生翻转,导致第一空腔与第二空腔连通,造成水蒸气进入箱体的内部。从而能够在调节箱体内部和外部的压力差的同时,保证箱体外部的水蒸气不会进入箱体内部,避免水蒸气冷凝产生的液态水对电池造成短路的危险,增强电池的安全性。
在一些实施例中,所述空腔结构为长方体,在所述空腔结构的两个互相平行的内壁上各设置有两条导轨。
这样设置可以使得滑块在空腔结构中的移动更加稳定,能够在箱体内部和外部的压力差发生变化时,快速且稳定地移动,以平衡箱体内部和外部的气压,从而增强电池的安全性。
在一些实施例中,所述导轨的长度与所述第一壁在所述导轨延伸方向上的长度相等。
导轨的长度与第一壁在导轨延伸方向上的长度相等,可以使得滑块能够在最大范围内移动,以最大限度地调节箱体内部与外部的压力差,增强电池的安全性。
在一些实施例中,所述滑块沿所述第一壁的长度方向移动。
相比于沿第一壁的其他方向移动,滑块沿第一壁的长度方向移动时,滑块的表面与空腔结构的内壁的接触面积最小,因而需要进行密封的部分也较少,能够降低气体在第一空腔与第二空腔之间进行交换的可能性,最大限度地阻挡水蒸气进入箱体的内部,增强电池的安全性。
在一些实施例中,所述滑块上面积最大的面垂直于所述滑块的移动方向。
滑块上面积最大的面垂直于滑块的移动方向,可以使得空腔结构中能够有更多的空间来调节箱体内部与外部的压力,滑块能够调节的压力差的范围也更大,以适应不同环境下平衡箱体内部与外部的压力差的需求,增强电池的安全性。
在一些实施例中,所述箱体还包括:限位结构,所述限位结构设置于所述空腔结构内,用于限制所述滑块的移动范围。
在空腔结构中设置限位结构,可以根据需要限制滑块的移动范围,避免滑块的移动对第一壁上设置的其他结构造成破坏,使得在通过滑块平衡箱体内部和外部的压力差的同时,保证箱体的其他结构的正常使用,以增强电池的安全性。
在一些实施例中,所述限位结构设置于平行于所述滑块的移动方向的内壁上,向着所述空腔结构的方向凸出于所述内壁。
将限位结构设置于平行于滑块的移动方向的内壁上,可以减少限位结构在空腔结构中占用的空间,且易于设置。限位结构向着空腔结构的方向凸出于内壁能够有效地限制滑块的移动,保证滑块的移动范围限制在限位结构设置的范围内。
在一些实施例中,所述限位结构包括第一限位结构和第二限位结构,所述第一限位结构和所述第二限位结构在所述滑块的移动方向上位于所述压力平衡机构与所述透气孔之间,用于限制所述滑块在所述第一限位结构和所述第二限位结构之间移动。
通过设置第一限位结构和第二限位结构,可以保证滑块在移动的过程中隔离箱体内部与外部的气体,使得气体无法在箱体内部与外部之间进行交换,从而保证水蒸气不会从箱体外部进入箱体内部。滑块在第一限位结构和第二限位结构之间移动,能够在调节箱体内部与外部之间的压力差的同时,避免水蒸气进入箱体内部,增强电池的安全性。
第二方面,提供一种电池,包括以上任一方案所述的箱体;电池单体,容纳于所述箱体中。
第三方面,提供一种用电设备,包括:以上任一方案所述的电池,所述电池用于为所述用电设备提供电能。
在本申请提供的实施例中,通过在第一壁的空腔结构中设置滑块,当箱体内部的压力过大,或者箱体外部的压力过大时,滑块会向压力相对较小的空腔的方向移动,起到平衡箱体内部和外部压力差的作用,保证电池的安全性。同时,滑块还可以将箱体内部和外部的空间隔离,能够避免不同空腔之间的气体交换,因此也能够阻挡箱体外部的水蒸气进入箱体内部,避免水蒸气冷凝产生的液态水对电池造成短路的危险,从而进一步增强电池的安全性。
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是本申请实施例提供的车辆的示意图;
图2是本申请实施例提供的电池的示意图;
图3是本申请实施例提供的箱体的一部分的轴测图;
图4是本申请实施例提供的箱体的一部分在另一方向的轴测图;
图5是本申请实施例提供的箱体的主视图;
图6是本申请实施例提供的箱体在图5中A-A方向的剖面图;
图7是本申请实施例提供的箱体的一部分的爆炸图。
具体实施方式中的附图标号如下:
1-车辆;
10-电池,11-箱体,20-电池单体,30-控制器,40-马达;
111-第一部分,112-第二部分,120-第一壁,121-第一子壁,122-第二子壁,130-滑块,131-密封垫圈,132-凹槽,140-空腔结构,141-第一空腔,142-第二空腔,150-压力平衡机构,160-透气孔,170-导轨,180-限位结构,181-第一限位结构,182-第二限位结构。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本申请的原理,但不能用来限制本申请的范围,即本申请不限于所描述的实施例。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有说明,“多个”的含义是两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本申请和简化描述,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申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直,而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行,而是在误差允许范围之内。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向,并不是对本申请的具体结构进行限定。在本申请的描述中,还需要说明的是,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;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
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,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。隔离膜的材质可以为聚丙烯(PP)或聚乙烯(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。
为了满足不同的电力需求,电池可以包括多个电池单体,其中,多个电池单体之间可以串联或并联或混联,混联是指串联和并联的混合。可选地,多个电池单体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。也就是说,多个电池单体可以直接组成电池,也可以先组成电池模块,电池模块再组成电池。电池再进一步设置于用电设备中,为用电设备提供电能。
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。
通常,电池在运输和使用的过程中容易出现安全问题。例如,电池在高气压地区被封装,运输到低气压地区,箱体内外就会产生一定的压力差,当压力差达到一定程度时,就容易导致箱体破裂,甚至会导致电池爆炸。再例如,电池单体在充放电的过程中,通过电池单体内部的化学反应而产生的气体会通过电池单体上的泄压机构排出,由于电池单体被封装在箱体中,也会导致箱体内部的气压大于箱体外部,造成箱体的破裂,或造成电池爆炸。
因此,电池的箱体上可以设置压力平衡机构,以平衡箱体内外的压力差。然而压力平衡机构在平衡箱体内外的压力差时,仅能防止液态水进入箱体内部,而无法防止水蒸气进入。一些高温高湿的气体进入箱体内部后,容易在电池内设置的冷却系统的作用下,冷凝成液态水,若滴落到电池内的电连接区域,则可能会造成安全隐患,影响电池的安全性。
鉴于此,本申请提供了一种技术方案,通过在箱体中设置滑块,既可以调节箱体内外的压力差,也能够阻挡水蒸气进入箱体内部。
上述电池的箱体上设置的压力平衡机构,可以用于平衡箱体内外的压力。例如,当箱体内的压力高于箱体外时,箱体内部的气体可以通过压力平衡机构流到箱体外;当箱体内的压力低于箱体外时,箱体外部的气体可以通过压力平衡机构流入箱体内部。可选地,压力平衡机构可以为箱体的泄压机构,泄压机构用于在箱体的内部压力达到阈值时致动以泄放内部压力。
应理解,本申请实施例中的压力平衡机构也可以称作箱体的防爆阀或者平衡阀等,本申请对此不作限定。
在电池的箱体中,除了上文提到的电池单体以及冷却部件外,还可以包括汇流部件以及电池的其他部件。在一些实施例中,箱体中还可以设置用于固定电池单体的结构。箱体的形状可以根据所容纳的多个电池单体而定。在一些实施例中,箱体可以为方形,具有六个壁。可选地,箱体的底壁和顶壁可以集成冷却部件,以分别在箱体的底部和顶部对电池单体进行冷却。箱体的侧壁设置梁,梁包括多个子壁,多个子壁形成中空的梁结构,即梁内部具有腔体。可选地,除了箱体的底部和顶部外,在箱体的中部也可以设置冷却部件,以进一步增强冷却效果。
汇流部件用于实现多个电池单体之间的电连接,例如并联或串联或混联。汇流部件可通过连接电池单体的电极端子实现电池单体之间的电连接。在一些实施例中,汇流部件可通过焊接固定于电池单体的电极端子。汇流部件形成的电连接也可称为“高压连接”。
除了汇流部件外,电池内还可以设置传感器件,传感器件用于感测电池单体的状态,例如感测电池单体的温度、荷电状态等。在本申请实施例中,电池内的电连接区域可以包括汇流部件形成的电连接区域和/或传感器件中的电连接区域。
汇流部件和传感器件可以封装在绝缘层中,形成信号传输组件。相应地,信号传输组件可用于传输电池单体的电压和/或传感信号。信号传输组件在与电池单体的电极端子的连接处没有绝缘层,即,在此处绝缘层具有开孔,从而与电池单体的电极端子连接。
应理解,以上描述的电池的箱体中的各个部件不应理解为对本申请实施例的限定,也就是说,本申请实施例的用于电池的箱体可以包括上述的部件,也可以不包括上述的部件。
本申请实施例描述的技术方案均适用于各种使用电池的设备,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。
例如,如图1所示,为本申请一个实施例的一种车辆1的结构示意图,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40,控制器30以及电池10,控制器30用来控制电池10为马达40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。例如,如图2所示,为本申请一个实施例的一种电池10的结构示意图,电池10可以包括多个电池单体20。电池10还可以包括箱体11,箱体11内部为中空结构,多个电池单体20容纳于箱体11内。如图2所示,箱体11可以包括两部分,这里分别称为第一部分111(上箱体)和第二部分112(下箱体),第一部分111和第二部分112扣合在一起。第一部分111和第二部分112的形状可以根据多个电池单体20组合的形状而定,第一部分111和第二部分112可以均具有一个开口。例如,第一部分111和第二部分112均可以为中空长方体且各自只有一个面为开口面,第一部分111的开口和第二部分112的开口相对设置,并且第一部分111和第二部分112相互扣合形成具有封闭腔室的箱体11。多个电池单体20相互并联或串联或混联组合后置于第一部分111和第二部分112扣合后形成的箱体11内。
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20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20的电极端子实现电池单体20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20的电极端子。多个电池单体20的电能可进一步通过导电机构穿过箱体11而引出。可选地,导电机构也可属于汇流部件。
根据不同的电力需求,电池单体20的数量可以设置为任意数值。多个电池单体20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20的数量可能较多,为了便于安装,可以将电池单体20分组设置,每组电池单体20组成电池模块。电池模块中包括的电池单体20的数量不限,可以根据需求设置。电池可以包括多个电池模块,这些电池模块可通过串联、并联或混联的方式进行连接。
下面结合图3至图7详细介绍本申请实施例提供的箱体11,如图3至图7所示,本申请实施例提供了一种箱体11,包括第一壁120和滑块130。第一壁120具有空腔结构140;滑块130容纳于空腔结构140中,将空腔结构140隔离为第一空腔141和第二空腔142,第一空腔141与箱体11的外部连通,第二空腔142与箱体11的内部连通,滑块11用于在第一空腔141和第二空腔142之间的压力差发生变化时移动,以调节第一空腔141和第二空腔142之间的压力差。
第一壁120可以为箱体11上的任意一个壁。例如,当箱体为长方体时,第一壁120可以为长方体的六个面上任意一个面对应的壁。第一壁120具有空腔结构140,用于容纳滑块130。滑块130的除任意一组平行的面之外的面与空腔结构140的内壁贴合,使得空腔结构140可以被隔离为两个部分,即第一空腔141和第二空腔142。“隔离”指的是第一空腔141和第二空腔142互相不连通,即第一空腔141与第二空腔142之间无法进行气体交换。
第一空腔141与箱体11的外部连通,可以与箱体11的外部进行气体交换;第二空腔142与箱体11的内部连通,可以与箱体11的内部进行气体交换。由于不希望箱体11的内部与外部进行气体交换,因此箱体11内部是封闭的,且与第二空腔142共同形成封闭空间,即箱体11内部的气体仅能与第二空腔142中的气体交换,而无法与其他空间中的气体进行交换。
滑块130容纳于第一壁120的空腔结构140中,且能在空腔结构140中移动。在第一空腔141和第二空腔142之间不存在压力差,或者压力差小于一定阈值的情况下,滑块130在空腔结构140中相对箱体11保持静止。当第一空腔141和第二空腔142之间的压力差发生变化,或者压力差大于一定阈值的情况下,滑块130可以在空腔结构140中相对箱体11移动,以调节第一空腔141和第二空腔142之间的压力差。例如,电池10在气压相对较高的地区封装在箱体11内部后,被运输到气压相对较低的地区时,由于箱体11内部与第二空腔142共同形成的封闭空间与箱体11的外部无法进行气体交换,箱体11的内部和外部就会产生一定的压力差。当该压力差达到一定程度时,滑块130就会在压力差的作用下,向气压相对较低的第一空腔141的方向移动。在第一空腔141与第二空腔142内的气压达到平衡后,或者说第一空腔141与第二空腔142内不存在压力差,或者压力差小于一定阈值的情况下,滑块130再次与箱体11保持相对静止。
在第一壁120的空腔结构140中设置滑块130,既可以通过滑块130的移动来调节箱体11内部和外部的压力差,起到平衡箱体11内部和外部压力的作用,保证电池10的安全性。同时,滑块130也能够避免不同空腔之间的气体交换,因此也能够阻挡箱体11外部的水蒸气进入箱体11内部,避免水蒸气冷凝产生的液态水对电池10造成短路的危险,从而进一步增强电池10的安全性。
根据本申请的一些实施例,可选地,第一壁120的第一子壁121上设置有压力平衡机构150,用于连通第一空腔141与箱体11的外部,第一壁120的第二子壁122上设置有透气孔160,用于连通第二空腔142与箱体11的内部。
如图3至图7所示,第一子壁121、第二子壁122以及垂直于第一壁120的两个壁共同形成了空腔结构140,滑块130在空腔结构140中移动,通过调节第一空腔141和第二空腔142的大小来调节第一空腔141和第二空腔142之间的压力差。由于第一壁120的第二子壁122上设置有透气孔160,可以连通第二空腔142与箱体11的内部,因此当箱体11内部和外部的压力差发生变化时,箱体11内部的气体可以通过透气孔160进入第二空腔142,或者第二空腔142中的气体通过透气孔160进入箱体11内部,以使得滑块130能够受到气体的压力而移动。类似地,第一子壁121上设置的压力平衡机构150可以连通第一空腔141与箱体11的外部,当箱体11内部和外部的压力差发生变化时,箱体11外部的气体可以通过压力平衡机构150进入第一空腔141,或者第一空腔141中的气体通过压力平衡机构150排出至箱体11的外部,以使得滑块130能够受到气体的压力而移动。
例如,当箱体11内部的气压远大于箱体11外部的气压时,箱体11内部的气体可以通过第二子壁122上设置的透气孔160进入第二空腔142,推动滑块130向第一空腔141的方向移动。同时,第一空腔141中原本存在的气体可以通过第一子壁121上设置的压力平衡机构150排出至箱体11的外部。类似地,当箱体11外部的气压远大于箱体11内部的气压时,箱体11外部的气体可以通过第二子壁122上设置的压力平衡机构150进入第一空腔141,推动滑块130向第二空腔142的方向移动。同时,第二空腔142中的气体可以通过第二子壁122上设置的透气孔160进入箱体11的内部。
通过在第一子壁121上设置与箱体11外部连通的压力平衡机构150,在第二子壁122上设置与箱体11内部连通的透气孔160,箱体11内部和外部的气体形成的气压作用在滑块130的两边,能够使得箱体11内部和外部的气体在不进行交换的前提下,通过滑块130的移动调节箱体11内部和外部的压力差,保证电池10的安全性。同时还能够阻挡箱体11外部的水蒸气进入箱体11内部,避免水蒸气冷凝产生的液态水对电池10造成短路的危险,从而进一步增强电池10的安全性。
根据本申请的一些实施例,可选地,滑块130设置有密封垫圈131,密封垫圈131沿滑块130的平行于滑块130移动方向的表面环绕滑块130,用于阻挡第一空腔141和第二空腔142之间的气体交换。
如图3至图7所示,为了保证第一空腔141和第二空腔142之间不会进行气体交换,滑块130的平行于滑块130移动方向的表面与空腔结构140的内壁尽可能贴合。为了进一步保证尽可能少的气体通过滑块130表面与空腔结构140的内壁之间的缝隙,可以在滑块130的表面设置密封垫圈131,阻挡第一空腔141和第二空腔142之间的气体交换。密封垫圈131设置于滑块130的平行于滑块130移动方向的表面,也就是滑块130的与空腔结构140的内壁贴合的表面,与滑块130的表面和空腔结构140的内壁均贴合。滑块130在空腔结构140中移动时,密封垫圈131可以随着滑块130一起移动。在一种可能的实施方式中,密封垫圈131可以由弹性材料制成。
通过在滑块130的表面设置密封垫圈131,能够提高滑块130的表面与空腔结构140的内壁之间的密封性能,尽可能避免第一空腔141与第二空腔142之间的气体交换,在调节箱体11内部和外部的压力差的同时,进一步阻挡箱体11外部的水蒸气进入箱体11内部,避免水蒸气冷凝产生的液态水对电池10造成短路的危险,从而增强电池10的安全性。
根据本申请的一些实施例,可选地,空腔结构140与滑块130贴合的内壁设置有至少一条导轨170,导轨170在朝向空腔结构140内部的方向凸出于内壁,且平行于滑块130的移动方向,滑块130与空腔结构140的内壁贴合的表面设置有至少一条凹槽132,至少一条导轨170与至少一条凹槽132对应设置,导轨170的至少部分容纳于凹槽132中,以使滑块130沿导轨170移动。
空腔结构140内壁上设置有凸出于内壁的导轨170,该导轨170可以设置在与滑块130贴合的任意内壁上。可以仅设置一条导轨170,也可以设置多条导轨170。当设置多条导轨170时,多条导轨170可以设置在同一个内壁上,也可以分别设置于不同内壁上。本申请实施例中示出的导轨170的数量与位置仅为示例,不做限定。
相应地,滑块130上设置有凹槽132,凹槽132的数量与位置均与导轨170对应设置,以保证导轨170的至少部分能够容纳于凹槽132中。凹槽132的表面与导轨170的表面也需要贴合,以避免水蒸气通过凹槽132与导轨170之间的缝隙进入箱体11内部。在一些可能的实施例中,当滑块130上的凹槽132长度较长,而空腔结构140的内壁上的导轨170长度较短时,导轨170可以全部容纳于凹槽132中,且滑块130也能够沿着导轨170的移动。
通过在空腔结构140的内壁上设置导轨170以及在滑块130的表面设置对应的凹槽132,滑块130在空腔结构140中移动时,能够更稳定地保持与空腔结构140的内壁贴合的状态,而不会在局部受到的压力较大时发生翻转,导致第一空腔141与第二空腔142连通,造成水蒸气进入箱体11的内部。从而能够在调节箱体11内部和外部的压力差的同时,保证箱体11外部的水蒸气不会进入箱体11内部,避免水蒸气冷凝产生的液态水对电池10造成短路的危险,增强电池10的安全性。
根据本申请的一些实施例,可选地,空腔结构140为长方体,在空腔结构140的两个互相平行的内壁上各设置有两条导轨170。
如图3至图7所示,空腔结构140为长方体,在沿滑块130的移动方向上,导轨170设置于空腔结构140的两个互相平行的内壁上,且每个内壁上均设置有两条导轨170。
这样设置可以使得滑块130在空腔结构140中的移动更加稳定,能够在箱体11内部和外部的压力差发生变化时,快速且稳定地移动,以平衡箱体11内部和外部的气压,从而增强电池10的安全性。
根据本申请的一些实施例,可选地,导轨170的长度与第一壁120在导轨170延伸方向上的长度相等。
导轨170设置在空腔结构140的内壁上,可以仅为一段凸起,也可以向该一段凸起的两端延伸,并延伸至与第一壁120垂直的两个壁上。
导轨170的长度与第一壁120在导轨170延伸方向上的长度相等,可以使得滑块130能够在最大范围内移动,以最大限度地调节箱体11内部与外部的压力差,增强电池10的安全性。
根据本申请的一些实施例,可选地,滑块130沿第一壁120的长度方向移动。
在一些可能的实施例中,滑块130可以设置为沿第一壁120的长度方向、宽度方向和高度方向中的任一方向移动。第一壁120的长度方向指的是第一壁120上长度最长的边的方向。
相比于沿第一壁120的其他方向移动,滑块130沿第一壁120的长度方向移动时,滑块130的表面与空腔结构140的内壁的接触面积最小,因而需要进行密封的部分也较少,能够降低气体在第一空腔141与第二空腔142之间进行交换的可能性,最大限度地阻挡水蒸气进入箱体11的内部,增强电池10的安全性。
根据本申请的一些实施例,可选地,滑块130上面积最大的面垂直于滑块130的移动方向。
例如,滑块130与空腔结构140均为长方体时,滑块130的除一组平行的面之外的面均与空腔结构140的内壁贴合,可以将滑块130上面积最大的面设置为不与空腔结构140的内壁贴合,则该面垂直于滑块130的移动方向。
滑块130上面积最大的面垂直于滑块130的移动方向,可以使得空腔结构140中能够有更多的空间来调节箱体11内部与外部的压力,滑块130能够调节的压力差的范围也更大,以适应不同环境下平衡箱体11内部与外部的压力差的需求,增强电池10的安全性。
根据本申请的一些实施例,可选地,箱体11还包括限位结构180,限位结构180设置于空腔结构140内,用于限制滑块130的移动范围。
如图3至图7所示,限位结构180可以设置于第一壁120上,且至少部分容纳于空腔结构140中。滑块130在空腔结构140中移动时,仅能在限位结构180限制的范围内移动。
在空腔结构140中设置限位结构180,可以根据需要限制滑块130的移动范围,避免滑块130的移动对第一壁120上设置的其他结构造成破坏,使得在通过滑块130平衡箱体11内部和外部的压力差的同时,保证箱体11的其他结构的正常使用,以增强电池10的安全性。
根据本申请的一些实施例,可选地,限位结构180设置于平行于滑块130的移动方向的内壁上,向着空腔结构140的方向凸出于内壁。
限位结构180可以设置于空腔结构140内的任意一个壁上,可选地,可以设置于平行于滑块130的移动方向的内壁上。例如,限位结构180的具体结构可以为铆钉,固定在空腔结构140的一个壁上,铆钉的一部分向着空腔结构140的方向凸出于内壁,用于限制滑块130的移动。再例如,限位结构180的具体结构可以为横梁,贯穿设置在第一子壁121和第二子壁122之间,用于限制滑块130的移动。以上对限位结构180的具体结构的描述仅作举例,不作限定。同时,限位结构180与第一壁120的连接部分可以进行密封处理,例如,可以在该连接部分上涂覆密封胶以密封连接处的缝隙,避免箱体11内部与箱体11外部的气体通过限位结构180与第一壁120的连接部分的缝隙进行交换。
将限位结构180设置于平行于滑块130的移动方向的内壁上,可以减少限位结构180在空腔结构140中占用的空间,且易于设置。限位结构180向着空腔结构140的方向凸出于内壁能够有效地限制滑块130的移动,保证滑块130的移动范围限制在限位结构180设置的范围内。
根据本申请的一些实施例,可选地,限位结构180包括第一限位结构181和第二限位结构182,第一限位结构181和第二限位结构182在滑块130的移动方向上位于压力平衡机构150与透气孔160之间,用于限制滑块130在第一限位结构181和第二限位结构182之间移动。
由于第一空腔141与箱体11的外部通过压力平衡机构150连通,第二空腔142与箱体11的内部通过透气孔160连通,且第一空腔141与第二空腔142通过滑块130隔离,因此为了保证箱体11内部与外部不进行气体交换,压力平衡机构150与透气孔160应被隔离在滑块130的两边。因此,在压力平衡机构150与透气孔160之间,可以设置第一限位结构181和第二限位结构182,滑块130在第一限位结构181和第二限位结构182之间移动时,可以保证滑块130处于压力平衡机构150与透气孔160之间。
通过设置第一限位结构181和第二限位结构182,可以保证滑块130在移动的过程中隔离箱体11内部与外部的气体,使得气体无法在箱体11内部与外部之间进行交换,从而保证水蒸气不会从箱体11外部进入箱体11内部。滑块130在第一限位结构181和第二限位结构182之间移动,能够在调节箱体11内部与外部之间的压力差的同时,避免水蒸气进入箱体11内部,增强电池10的安全性。
根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种电池10,包括以上任一方案所述的箱体11;以及电池单体20,容纳于上述箱体11中。
根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种用电设备,包括以上任一方案所述的电池10,并且电池10用于为用电装置提供电能。
根据本申请的一些实施例,参见图3至图7,本申请提供了一种箱体11,箱体11包括第一壁120和滑块130。第一壁120具有空腔结构140,通过压力平衡机构150与箱体11的外部连通,通过透气孔160与箱体11的内部连通。空腔结构140的内壁上设置有导轨170,导轨170凸出于空腔结构140的内壁。空腔结构140内还可以设置有第一限位结构181和第二限位结构182,且第一限位结构181和第二限位结构182位于压力平衡机构150与透气孔160之间。滑块130容纳于第一壁120的空腔结构140中,将空腔结构140隔离为第一空腔141结构140和第二空腔142结构140,且在第一限位结构181和第二限位结构182之间沿导轨170移动,以调节第一空腔141和第二空腔142之间的压力差。滑块130与空腔结构140的内壁贴合的表面可以设置密封垫圈131,以进一步减少气体在第一空腔141与第二空腔142之间通过滑块130与空腔结构140的内壁之间的缝隙进行交换的可能性。
以上所述,仅为本申请的具体实施方式,但本申请的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内,可轻易想到各种等效的修改或替换,这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此,本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (13)

1.一种箱体(11),其特征在于,包括:
第一壁(120),所述第一壁(120)具有空腔结构(140);
滑块(130),所述滑块(130)容纳于所述空腔结构(140)中,将所述空腔结构(140)隔离为第一空腔(141)和第二空腔(142),所述第一空腔(141)与所述箱体(11)的外部连通,所述第二空腔(142)与所述箱体(11)的内部连通,所述滑块(130)用于在所述第一空腔(141)和所述第二空腔(142)之间的压力差发生变化时移动,以调节所述第一空腔(141)和所述第二空腔(142)之间的压力差。
2.根据权利要求1所述的箱体(11),其特征在于,所述第一壁(120)的第一子壁(121)上设置有压力平衡机构(150),用于连通所述第一空腔(141)与所述箱体(11)的外部,所述第一壁(120)的第二子壁(122)上设置有透气孔(160),用于连通所述第二空腔(142)与所述箱体(11)的内部。
3.根据权利要求1所述的箱体(11),其特征在于,所述滑块(130)设置有密封垫圈(131),所述密封垫圈(131)沿所述滑块(130)的平行于所述滑块(130)移动方向的表面环绕所述滑块(130),用于阻挡所述第一空腔(141)和所述第二空腔(142)之间的气体交换。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的箱体(11),其特征在于,所述空腔结构(140)与所述滑块(130)贴合的内壁设置有至少一条导轨(170),所述导轨(170)在朝向所述空腔结构(140)内部的方向凸出于所述内壁,且平行于所述滑块(130)的移动方向,所述滑块(130)与所述空腔结构(140)的内壁贴合的表面设置有至少一条凹槽(132),至少一条所述导轨(170)与至少一条所述凹槽(132)对应设置,所述导轨(170)的至少部分容纳于所述凹槽(132)中,以使所述滑块(130)沿所述导轨(170)移动。
5.根据权利要求4所述的箱体(11),其特征在于,所述空腔结构(140)为长方体,在所述空腔结构(140)的两个互相平行的内壁上各设置有两条导轨(170)。
6.根据权利要求4所述的箱体(11),其特征在于,所述导轨(170)的长度与所述第一壁在所述导轨(170)延伸方向上的长度相等。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的箱体(11),其特征在于,所述滑块(130)沿所述第一壁(120)的长度方向移动。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的箱体(11),其特征在于,所述滑块(130)上面积最大的面垂直于所述滑块(130)的移动方向。
9.根据权利要求2所述的箱体(11),其特征在于,所述箱体(11)还包括:
限位结构(180),所述限位结构(180)设置于所述空腔结构(140)内,用于限制所述滑块(130)的移动范围。
10.根据权利要求9所述的箱体(11),其特征在于,所述限位结构(180)设置于平行于所述滑块(130)的移动方向的内壁上,向着所述空腔结构(140)的方向凸出于所述内壁。
11.根据权利要求9所述的箱体(11),其特征在于,所述限位结构(180)包括第一限位结构(181)和第二限位结构(182),所述第一限位结构(181)和所述第二限位结构(182)在所述滑块(130)的移动方向上位于所述压力平衡机构(150)与所述透气孔(160)之间,用于限制所述滑块(130)在所述第一限位结构(181)和所述第二限位结构(182)之间移动。
12.一种电池(10),其特征在于,包括:
如权利要求1所述的箱体(11);
电池单体(20),容纳于所述箱体(11)中。
13.一种用电设备,其特征在于,包括:根据权利要求12所述的电池(10),所述电池(10)用于为所述用电设备提供电能。
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