CN216597913U - 电池及电动设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，提供一种电池及电动设备，上述电池包括外壳，容置于外壳内的电芯，以及设置于电芯与外壳的内壁之间的补液机构，补液机构包括弹性层、储液层和破坏层，弹性层环设于电芯，储液层设置于弹性层的远离电芯的一侧并且包括用于存储电解液的储液容器，破坏层设置于储液层的一侧并且用于破坏储液容器以将电解液释放。通过设置补液机构，其弹性层可对电极片膨胀后产生的挤压力进行缓冲，以此改善电极片对隔膜挤压的情况，不仅减少隔膜中的电解液的流失，而且可避免隔膜与电极片紧密接触而导致活性物质进入隔膜内；而破坏层可将储液容器破坏而释放储液容器中的电解液，以对隔膜补充电解液，从而可有效提高电池的工作性能。

Description

电池及电动设备

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其提供一种电池及电动设备。

背景技术

电池是一种通过电解液和金属电极产生电流，能够将化学能转化成电能的装置，随着人们的环保意识不断提高，电池被广泛应用于交通工具、电子设备等产品中。

随着使用时间的推移，电池的电芯中的电极片会逐渐出现膨胀的情况，膨胀后的电极片会对隔膜产生挤压，在挤压力的作用下，隔膜中的电解液被挤出，导致电池的内阻增大，同时，由于电极片与隔膜紧密接触，使得活性物质进入隔膜内而导致电池发生短路，从而导致电池的工作性能大幅下降。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电池及电动设备，旨在解决现有的电池工作性能差的技术问题。

为实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案是：一种电池，包括外壳，容置于所述外壳内的电芯，以及设置于所述电芯与所述外壳的内壁之间的补液机构，所述补液机构包括弹性层、储液层和破坏层，所述弹性层环设于所述电芯，所述储液层设置于所述弹性层的远离所述电芯的一侧并且包括用于存储电解液的储液容器，所述破坏层设置于所述储液层的一侧并且用于破坏所述储液容器以将所述电解液释放。

本实用新型实施例提供的电池至少具有以下有益效果：当电芯的电极片发生膨胀时，电极片挤压弹性层，使得弹性层产生弹性形变，从而对电极片膨胀后产生的挤压力进行缓冲，以此改善电极片对隔膜挤压的情况，不仅减少隔膜中的电解液的流失，而且可避免隔膜与电极片紧密接触而导致活性物质进入隔膜内；当电极片进一步膨胀时，在挤压力的作用下，破坏层将储液容器破坏，以释放储液容器中的电解液，电解液流入电芯的内部以对隔膜补充电解液；由此可见，通过设置补液机构，既可有效保证电芯的隔膜中具备足够的电解液而使电池的内阻处于较低水平，也可避免活性物质进入隔膜内而防止电池发生短路，从而可有效提高电池的工作性能。

在其中一实施例中，所述弹性层上设有补液通道，所述补液通道用于连通所述储液层和所述电芯。

在其中一实施例中，所述补液通道的靠近所述电芯的端口呈喇叭状结构。

在其中一实施例中，所述弹性层具有多个补液区域，所述补液通道设于所述补液区域内，所述储液容器的数量为多个，各个所述储液容器与各个所述补液区域一一对应。

在其中一实施例中，所述补液区域内均匀地设有多个所述补液通道。

在其中一实施例中，所述破坏层设置于所述弹性层的靠近所述储液层的一侧；或者，所述破坏层设置于所述外壳的内壁。

在其中一实施例中，所述电芯的横截面积与所述外壳的内腔的横截面积的比值范围为0.7-0.9。

在其中一实施例中，所述弹性层的顶部与所述电芯的顶部齐平，并且所述弹性层的底部与所述电芯的底部齐平。

在其中一实施例中，所述弹性层具有多个吸液孔。

为实现上述目的，本实用新型实施例还提供一种电动设备，包括上述任一个或者多个实施例所述的电池。

由于上述电动设备采用了上述电池的所有实施例，因而至少具有上述实施例的所有有益效果，在此不再一一赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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电池的结构示意图；

图2为图1所示电池的A处放大结构示意图；

图3为图1所示电池中的弹性层的平铺结构示意图。

其中，图中各附图标记：

100、电池；110、外壳；120、电芯；130、补液机构；131、弹性层；1311、补液通道；1312、补液区域；1313、限位框体；132、储液层；1321、储液容器；133、破坏层；140、正极引出件；150、负极引出件；160、绝缘板。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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实用新型中的具体含义。

请结合图1所示，本实用新型的第一方面提供了一种电池100，上述电池100包括外壳110、电芯120和补液机构130，其中，电芯120容置于外壳110内，补液机构130设置于电芯120与外壳110的内壁之间。

补液机构130包括弹性层131、储液层132和破坏层133。弹性层131环设于电芯120，换言之，弹性层131覆盖电芯120的至少部分外周面，可以理解的，弹性层131采用弹性材料制成，弹性材料包括但不限于橡胶、硅胶、泡棉。储液层132设置于弹性层131的远离电芯120的一侧，并且储液层132包括储液容器1321，储液容器1321用于存储电解液。破坏层133设置于储液层132的一侧，并且破坏层133用于破坏储液容器1321以将电解液释放。

具体地，电芯120包括多个电极片(图中未示)和多个隔膜(图中未示)，多个电极片和多个隔膜交替层叠后卷绕。其中，多个电极片分为正极片和负极片，电池100还包括正极引出件140和负极引出件150，正极引出件140的一端与正极片相连接并且另一端与外壳110的盖帽相连接，负极引出件150的一端与负极片相连接并且另一端与外壳110的底部相连接。

具体地，储液容器1321为储液袋，储液袋更加容易被破坏，可保证电解液能够被有效释放，而且储液袋的成本较低，可有效降低电池100的生产成本。

需要说明的是，上述电池100的种类包括但不仅限于镍氢电池、三元锂电池。

当电芯120的电极片发生膨胀时，电极片挤压弹性层131，使得弹性层131产生弹性形变，从而对电极片膨胀后产生的挤压力进行缓冲，以此改善电极片对隔膜挤压的情况，不仅减少隔膜中的电解液的流失，而且可避免隔膜与电极片紧密接触而导致活性物质进入隔膜内；当电极片进一步膨胀时，在挤压力的作用下，破坏层133将储液容器1321破坏，以释放储液容器1321中的电解液，电解液流入电芯120的内部以对隔膜补充电解液；由此可见，通过设置补液机构130，既可有效保证电芯120的隔膜中具备足够的电解液而使电池100的内阻处于较低水平，也可避免活性物质进入隔膜内而防止电池100发生短路，从而可有效提高电池100的工作性能。

在本实施例中，请结合图1所示，弹性层131上设有补液通道1311，补液通道1311用于连通储液层132和电芯120，可以理解的，补液通道1311自储液层132朝电芯120的方向延伸。

当储液容器1321被破坏后，电解液经补液通道1311进入电芯120内部，以对电芯120的隔膜补充电解液，这样可有效缩短补液路径，提高了补液效率。

在本实施例的一个具体示例中，请结合图2所示，补液通道1311的靠近电芯120的端口呈喇叭状结构。

在对电池100进行首次注入电解液时，一般从外壳110的顶部注入电解液，使电解液自上往下流动，而通过将补液通道1311的靠近电芯120的端口设置成喇叭状，使电芯120的靠近电芯120的端口的内壁具有一定的向下导流作用，从而可使电解液流经补液通道1311时能够继续沿补液通道1311的喇叭状端口向下流动，进而改善在首次注液过程中电解液流入补液机构130的情况，提高了注液效率。

在本实施例的一个具体示例中，请结合图3所示，弹性层131具有多个补液区域1312，补液通道1311设于补液区域1312内，换言之，每一个补液区域1312内分别设置有补液通道1311，储液容器1321的数量为多个，可以理解的，各个储液容器1321不连通，各个储液容器1321与各个补液区域1312一一对应。

由于电极片的各个部位的膨胀程度不同，当电极片的某一部位膨胀程度较大时，隔膜的与电极片的该部位相对应的部位所受到的挤压力也越大，电解液流失越多，通过将各个储液容器1321单独分隔设置，可单独实现对电解液流失较多的隔膜的部位补充电解液，可避免补液点过于集中，从而可保证隔膜的各个部位的电解液均能得到有效补充，提高了对隔膜补充电解液的均匀性，可进一步提高电池100的工作性能。

在上述具体示例中，补液区域1312内设有多个补液通道1311，各个补液通道1311均匀地分布在补液区域1312内，具体地，各个补液通道1311呈阵列结构分布，如多行多列结构、多行一列结构、一行多列结构。

通过采用上述技术方案，可进一步提高对隔膜补充电解液的均匀性，从而可更进一步提高电池100的工作性能。

在上述具体示例中，请结合图1所示，每个补液区域1312上设有限位框体1313，每个储液容器1321放置对应的限位框体1313内。

通过采用上述技术方案，可有限定各个储液容器1321的位置，以防止储液容器1321移位而导致隔膜的某些部位的电解液无法得到有效补充。

在本实施例中，破坏层133可设置于弹性层131的靠近储液层132的一侧，也可设置于外壳110的内壁。由于弹性层131具备较好的可造性，为方便破坏层133的设置，可通过附着方式或者嵌装方式将破坏层133设置在弹性层131上。

在本实施例中，破坏层133包括多个穿刺件，穿刺件的尖部与储液层132相对设置，穿刺件采用硬质绝缘材料制成，硬质绝缘材料包括但不限于玻璃、陶瓷。

在本实施例中，请结合图1所示，电芯120的横截面积与外壳110的内腔的横截面积的比值范围为0.7-0.9，如0.7、0.8、0.9等。

可以理解的，在外壳110的宽度方向上，电芯120处于外壳110的内腔的居中位置，使电芯120与外壳110的内壁之间形成用于放置补液机构130的间隙。

通过将电芯120的横截面积与外壳110的内腔的横截面积的比值限定在上述范围内，既可避免电芯120与外壳110之间的装配间隙过小而导致难以将补液机构130装入外壳110内，也可防止电芯120与外壳110之间的装配间隙过大而导致电芯120装入外壳110后其电极片与隔膜的间距增大，可更有效保证电池100的内阻处于较低水平，从而可进一步提高电池100的工作性能。

在本实施例中，请结合图1所示，弹性层131的顶部与电芯120的顶部齐平，并且弹性层131的底部与电芯120的底部齐平。

通过采用上述技术方案，一方面可使得弹性层131能够完全覆盖电芯120的外周面，从而可更加全面地对电芯120膨胀后产生的挤压力进行缓冲，可进一步提高电池100的工作性能，另一方面弹性层131的顶部和底部均不凸出于电芯120，可有效减小电池100的体积，提高电池100的体积能量密度。

在本实施例中，弹性层131具有多个吸液孔(图中未示)，吸液孔用于吸附电解液。

通过采用上述技术方案，可使弹性层131也具备一定的储液能力，当电芯120挤压弹性层131时，弹性层131内的电解液被挤出，电解液流入电芯120内，从而实现对隔膜补充电解液。

在本实施例中，请结合图1所示，电池100还包括绝缘板160，绝缘板160设置在电芯120的底部与外壳110的底部之间，在装配时，负极引出件150的一端与电芯120的负极片连接，负极引出件150的另一端穿过绝缘板160后与外壳110的底部相连接。

通过在电芯120的底部与外壳110的底部之间设置绝缘板160，可有效提高电池100的内部绝缘性能。

上述电池100的制作流程如下：

预制补液机构130，并且将补液机构130装入外壳110内；将正极片、隔膜、负极片交替层叠后卷绕形成电芯120；将负极引出件150的一端穿过绝缘板160后与外壳110的底部焊接，将负极引出件150的另一端与电芯120的负极片焊接，然后将电芯120装入外壳110内；往外壳110内加注电解液；将正极引出件140的一端穿过绝缘板160后与外壳110的盖帽焊接，将正极引出件140的另一端与电芯120的正极片焊接；盖合外壳110的盖帽，并且对外壳110的盖帽进行封边。

本实用新型的第二方面提供了一种电动设备，包括上述任一个或者多个实施例的电池100。

需要说明的是，电动设备的种类包括但不仅限于电动汽车、电动自行车、笔记本电脑。

由于上述电动设备采用了上述电池100的所有实施例，因而至少具有上述实施例的所有有益效果，在此不再一一赘述。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池，其特征在于：所述电池包括外壳，容置于所述外壳内的电芯，以及设置于所述电芯与所述外壳的内壁之间的补液机构，所述补液机构包括弹性层、储液层和破坏层，所述弹性层环设于所述电芯，所述储液层设置于所述弹性层的远离所述电芯的一侧并且包括用于存储电解液的储液容器，所述破坏层设置于所述储液层的一侧并且用于破坏所述储液容器以将所述电解液释放。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于：所述弹性层上设有补液通道，所述补液通道用于连通所述储液层和所述电芯。

3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于：所述补液通道的靠近所述电芯的端口呈喇叭状结构。

4.根据权利要求2所述的电池，其特征在于：所述弹性层具有多个补液区域，所述补液通道设于所述补液区域内，所述储液容器的数量为多个，各个所述储液容器与各个所述补液区域一一对应。

5.根据权利要求4所述的电池，其特征在于：所述补液区域内均匀地设有多个所述补液通道。

6.根据权利要求1-5任一项所述的电池，其特征在于：

所述破坏层设置于所述弹性层的靠近所述储液层的一侧；或者，

所述破坏层设置于所述外壳的内壁。

7.根据权利要求1-5任一项所述的电池，其特征在于：所述电芯的横截面积与所述外壳的内腔的横截面积的比值范围为0.7-0.9。

8.根据权利要求1-5任一项所述的电池，其特征在于：所述弹性层的顶部与所述电芯的顶部齐平，并且所述弹性层的底部与所述电芯的底部齐平。

9.根据权利要求1-5任一项所述的电池，其特征在于：所述弹性层具有多个吸液孔。

10.一种电动设备，其特征在于：所述电动设备包括如权利要求1-9任一项所述的电池。

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