CN216720206U - 一种电池和用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请涉及储能器件技术领域，尤其涉及一种电池和用电装置。该种电池包括多个能量模块，所述能量模块包括至少一个电池单体，至少两个所述能量模块串联形成能量模组；检测开关，所述检测开关设置在所述能量模组，所述检测开关用于使串联的所述能量模块之间处于导通状态或断开状态。该种用电装置包括如上所述的电池。本申请实施例提供的电池和用电装置，当能量模块发生热失控时，检测开关能够及时响应并切断串联的能量模块之间的电性连接，使得串联的能量模块的电压不再产生加和效果，降低了能量模块之间串联形成的高电压系统击穿电气间隙而产生拉弧的风险，提高了该种电池和用电装置的安全性。

Description

一种电池和用电装置

技术领域

本申请涉及储能器件技术领域，尤其涉及一种电池和用电装置。

背景技术

电池作为一种主要储能装置被广泛应用于家电、电动交通工具、航空航天等多个领域。电池通常由多个电池单体串联组成，以保证电压容量满足使用需求。当电池处于非正常运行状态时，例如滥用、短路、倍率过高等非正常使用情况下，会导致电池内部的电池单体发生热失控；电池单体发生热失控时会喷出高温高压气体和导电颗粒，高温高压气体和导电颗粒会导致电池内部绝缘失效，由于多个电池单体串联构成高电压系统，使得电池内部存在拉弧风险。

实用新型内容

本申请提供一种电池和用电装置，能够降低电池发生热失控而引起拉弧的风险，提高该种电池和用电装置的安全性。

本申请第一方面提供一种电池，该种电池包括多个能量模块和检测开关，能量模块包括至少一个电池单体，至少两个能量模块串联形成能量模组；检测开关设置在能量模组，检测开关用于使串联的能量模块之间处于导通状态或断开状态。本申请实施例的技术方案中，通过在能量模组中设置检测开关，当能量模块发生热失控时，检测开关能够及时响应并切断串联的能量模块之间的电性连接，使得串联的能量模块的电压不再产生加和效果，降低了能量模块之间串联形成的高电压系统击穿电气间隙而产生拉弧的风险，提高了该种电池的安全性。

在一些实施例中，电池包括至少两个检测开关，相邻串联的能量模块之间均设置有检测开关。本申请实施例的技术方案中，通过相邻串联的能量模块之间均设置有检测开关，能够使得多个串联的能量模块之间均处于断开状态，能量模组30被分解为一个个低压单元，进一步降低了能量模块之间串联形成的高电压系统击穿电气间隙而产生拉弧的风险；而且当电池内的任意一个能量模块发生热失控时，均能及时切断发生热失控的能量模块与正常能量模块之间的电性连接，提高了检测开关的动作时效性，进一步提高该种电池的安全性。

在一些实施例中，电池包括连接件，串联的能量模块之间能够通过连接件电性连接；检测开关用于控制连接件处于导通状态或断开状态。本申请实施例的技术方案中，串联的能量模块之间通过连接件电性连接，使得检测开关能够被安装至合理的位置，进而提高了空间利用率，使得电池内部结构紧凑。

在一些实施例中，串联的能量模块包括第一能量模块和第二能量模块，连接件包括第一连接件和第二连接件，第一连接件的一端与第一能量模块电性连接，第二连接件的一端与第二能量模块电性连接，第一连接件与第二连接件通过检测开关电性连接。本申请实施例的技术方案中，串联的能量模块之间通过第一连接件、检测开关和第二连接件实现电性连接，提高了检测开关的安装灵活性，有助于缩小检测开关的体积，减少检测开关所占空间，为能量模块提供更多安装空间。

在一些实施例中，检测开关为气压开关。本申请实施例的技术方案中，通过气压开关检测电池内的气压是否超标，进而控制串联的能量模块之间处于导通状态或断开状态，结构简单。

在一些实施例中，气压开关包括第一壳体和第一导通件，第一壳体设置有第一腔体和第一通孔，第一腔体通过第一通孔与外界连通；第一导通件的部分位于第一腔体，串联的能量模块之间能够通过第一导通件电性连接；第一导通件包括第一导通部、第二导通部和活动部，第一导通部和第二导通部能够通过活动部电性连接，活动部能够与第一导通部和第二导通部接触或脱离；当第一腔体内的气压未达到预设值时，活动部与第一导通部和第二导通部接触；当第一腔体内的气压达到预设值时，活动部与第一导通部和第二导通部脱离。本申请实施例的技术方案中，通过操作活动部与第一导通部和第二导通部接触或脱离，以使第一导通部和第二导通部导通或断开，结构简单，操作方便。

在一些实施例中，气压开关还包括弹性件，弹性件的一端与第一壳体连接，另一端与活动部连接。本申请实施例的技术方案中，通过设置弹性件使得活动部能够自动复位，提高了活动部的运动稳定性，而且结构简单，便于操作。

在一些实施例中，检测开关为温敏开关。本申请实施例的技术方案中，通过温敏开关检测电池内的温度是否超标，进而控制串联的能量模块之间处于导通状态或断开状态，结构简单。

在一些实施例中，温敏开关包括第二壳体和第二导通件，第二壳体设置有第二腔体和第二通孔，第二腔体通过第二通孔与外界连通；第二导通件的部分位于第二腔体，串联的能量模块之间能够通过第二导通件电性连接；第二导通件包括第三导通部、第四导通部和变形板，变形板能够受热变形，第三导通部和第四导通部能够通过变形板电性连接，变形板的一端与第三导通部连接，另一端能够与第四导通部接触或脱离；当第二腔体内的温度未达到预设值时，变形板与第四导通部接触；当第二腔体内的温度达到预设值时，变形板与第四导通部脱离。本申请实施例的技术方案中，通过设置变形板受热变形使得第三导通部和第四导通部导通或断开，结构简单，操作方便。

在一些实施例中，变形板至少包括互相连接的第一变形板和第二变形板，第一变形板和第二变形板层叠设置，第一变形板和第二变形板的热膨胀系数不同，第二变形板相对于第一变形板远离第三导通部和第四导通部，第一变形板的一端与第三导通部连接，另一端能够与第四导通部接触或脱离。本申请实施例的技术方案中，变形板至少包括热膨胀系数不同的第一变形板和第二变形板，使得变形板受热时能够迅速产生变形，进而提高了温敏开关的动作灵敏度。

本申请第二方面提供一种用电装置，其包括上述实施例中的电池，所述电池用于提供电能。

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的，并不能限制本申请。

附图说明

图1为本申请一些实施例的车辆的结构示意图；

图2为本申请一些实施例的电池的爆炸图；

图3为本申请一些实施例的能量模组的结构示意图；

图4为本申请一些实施例的电池单体的爆炸图；

图5为本申请一些实施例的能量模块、连接件、检测开关的结构示意图；

图6为本申请一些实施例的气压开关的结构示意图，其中气压开关处于闭合状态；

图7为本申请一些实施例的温敏开关的结构示意图，其中温敏开关处于闭合状态。

附图标记：

1000-车辆；

100-电池；

10-箱体；

20-能量模块；

21-电池单体；

211-电极组件；

212-端盖；

2121-电极端子；

213-壳体；

22-第一能量模块；

23-第二能量模块；

30-能量模组；

40-检测开关；

41-第一壳体；

411-第一腔体；

412-第一通孔；

42-第一导通件；

421-第一导通部；

422-第二导通部；

423-活动部；

43-弹性件；

44-第二壳体；

441-第二腔体；

442-第二通孔；

45-第二导通件；

451-第三导通部；

452-第四导通部；

453-变形板；

4531-第一变形板；

4532-第二变形板；

50-连接件；

51-第一连接件；

52-第二连接件；

200-控制器；

300-马达。

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

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。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

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：存在A，同时存在A和B，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。

本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。

从市场形势的发展来看，动力电池作为主要存储能量装置其应用越加广泛，不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具，以及军事装备和航空航天等多个领域。

电池包括多个能量模块，每个能量模块均能够提供电能，以保证电池满足实际供电需求。能量模块包括至少一个电池单体，即可以由一个电池单体构成一个能量模块，或可以由两个、三个或更多电池单体串联或并联或混联构成一个能量模块，混联是指多个电池单体中既有串联又有并联。

电池中的多个能量模块之间可以串联或并联或混联，混联是指多个能量模块中既有串联又有并联。其中，多个能量模块之间串联可以形成能量模组，以获得更高的电压。电池还包括模块框架和模组框架，其中，每个能量模块均设置有一个模块框架，模块框架与能量模块连接，以将能量模块固定；多个模块框架共同连接在一个模组框架上，以将多个模块框架固定，此时，电池成为完整的整体结构。

为了保证模块框架和模组框架的结构强度满足使用需求，模块框架和模组框架通常由金属材料制成，例如模块框架和模组框架的材质可以为钢或铝合金。能量模块与模块框架之间设置有绝缘膜，以防止模块框架导电而产生安全隐患。

电池在正常运行时，可以稳定、安全地为设备持续提供电能。但是，当电池处于非正常运行状态时，例如滥用、短路、倍率过高等非正常使用情况下，会导致电池内部的能量模块发生热失控。能量模块发生热失控时会喷出高温高压气体和导电颗粒，高温高压气体和导电颗粒会导致热失控的能量模块与对应的模块框架之间的绝缘膜破损，即绝缘失效，进而导致热失控的能量模块与对应的模块框架导通，使得对应的模块框架带电，而且由于模块框架与模组框架连接，使得热失控的能量模块、对应的模块框架和模组框架三者导通，此时，热失控的能量模块、对应的模块框架和模组框架保持相同电位。同时，由于其他正常的能量模块各自对应的模块框架均与模组框架相连，导致其他正常的能量模块各自对应的模块框架也带电，且正常的能量模块对应的模块框架与模组框架保持相同电位。

其他正常的能量模块对各自对应的带电的模块框架以及带电的模组框架产生电势差，而且，由于多个能量模块之间逐个顺次串联，在串联路径中，能量模块的电压依次叠加构成高电压系统。因此，在串联路径中，距离发生热失控的能量模块越远的正常能量模块对应位置的电压越高，使得正常能量模块对该位置的带电的模块框架以及带电的模组框架产生的电势差越大。当电势差超过临界值时，高电压会将能量模块与模块框架或模组框架之间的电气间隙击穿，进而产生拉弧；当拉弧发生时，会产生打火，进而产生危险级别的热能和机械能(爆炸声气浪、冲击波等)，可能击穿其他正常能量模块，引起更多热失控和绝缘失效，加速电池内部的热蔓延，进而引起电池起火、爆炸。

基于以上考虑，为了解决能量模块热失控导致绝缘失效进而产生拉弧现象的问题，发明人经过深入研究，在电池中增加了检测开关，检测开关能够根据电池内部环境条件进行通断；在能量模块发生热失控时，检测开关能够及时响应，进而断开能量模块之间的电性连接，使得能量模块之间无法形成高电压系统，降低了产生拉弧的风险，提高了产品的安全性能。

本申请公开的电池可以但不限于用于车辆、船舶和手机等用电装置中。可以使用具备本申请公开的电池等组成该用电装置的电源系统，这样，能够降低电池发生拉弧的风险，进而提高电池的使用安全。

本申请中的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。

电池单体包括电极组件和电解液，电极组件由阴极极片、阳极极片和隔离膜组成。电池单体主要依靠金属离子在阴极极片和阳极极片之间移动来工作。阴极极片包括阴极集流体和阴极活性物质层，阴极活性物质层涂覆于阴极集流体的表面，未涂敷阴极活性物质层的集流体凸出于已涂覆阴极活性物质层的集流体，未涂敷阴极活性物质层的集流体作为阴极极耳。以锂离子电池为例，阴极集流体的材料可以为铝，阴极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。阳极极片包括阳极集流体和阳极活性物质层，阳极活性物质层涂覆于阳极集流体的表面，未涂敷阳极活性物质层的集流体凸出于已涂覆阳极活性物质层的集流体，未涂敷阳极活性物质层的集流体作为阳极极耳。阳极集流体的材料可以为铜，阳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，阴极极耳的数量为多个且层叠在一起，阳极极耳的数量为多个且层叠在一起。隔膜的材质可以为PP或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。

本申请提供了一种使用电池作为电源的用电装置，该用电装置可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中，电动玩具可以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，航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。

以下实施例为了方便说明，以用电装置为车辆1000为例进行说明。

请参照图1所示，图1为本申请一些实施例提供的车辆1000的结构示意图。车辆1000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。车辆1000还可以包括控制器200和马达300，控制器200用来控制电池100为马达300供电，例如，用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。

在本申请一些实施例中，电池100不仅可以作为车辆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。

请参照图2，图2为本申请一些实施例提供的电池100的爆炸图。电池100包括箱体10和能量模块20，能量模块20容纳于箱体10内。其中，箱体10用于为能量模块20提供容纳空间。

在电池100中，能量模块20至少包括一个电池单体21，能量模块20可以是多个，多个能量模块20之间可串联或并联或混联，混联是指多个能量模块20中既有串联又有并联。多个能量模块20之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个能量模块20构成的整体容纳于箱体10内。进一步参照图3，至少两个能量模块20之间串联可以形成能量模组30，以提供更高的电压。

其中，电池单体21可以为二次电池或一次电池；还可以是锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池，但不局限于此。电池单体21可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。

请参照图4，图4为本申请一些实施例提供的电池单体21的爆炸图。电池单体21是指组成电池100的最小单元。如图4，电池单体21包括有电极组件211、端盖212、壳体213以及其他的功能性部件。

端盖212是指盖合于壳体213的开口处以将电池单体21的内部环境隔绝于外部环境的部件。端盖212上可以设置有如电极端子2121等的功能性部件。电极端子2121可以用于与电极组件211电性连接，以用于输出或输入电池单体21的电能。其中，电性连接可以是两个或两个以上的导电部件之间进行焊接、铆接、螺纹连接等，以使两个或两个以上的导电部件之间允许电流通过。例如，电极端子2121可以焊接在电极组件211上，以使电极端子2121和电极组件211之间允许电流通过；或者电极端子2121可以通过导线与电极组件211电性连接，即导线的一端与电极端子2121焊接，另一端与电极组件211焊接，以使电极端子2121和电极组件211之间允许电流通过。

壳体213是用于配合端盖212以形成电池单体21的内部环境的组件，其中，形成的内部环境可以用于容纳电极组件211、电解液以及其他部件。

电极组件211是电池单体21中发生电化学反应的部件。壳体213内可以包含一个或更多个电极组件211。电极组件211主要由阴极极片和阳极极片卷绕或层叠放置形成，并且通常在阴极极片与阳极极片之间设有隔膜。阴极极片和阳极极片具有活性物质的部分构成电极组件211的主体部，阴极极片和阳极极片不具有活性物质的部分各自构成极耳。阴极极耳和阳极极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池100的充放电过程中，阴极活性物质和阳极活性物质与电解液发生反应，极耳连接电极端子2121以形成电流回路。

根据本申请一些实施例，请参照图3，图3为本申请一些实施例提供的能量模组30的结构示意图，其示了能量模组30由多个能量模块20串联形成。本申请提供了一种电池100，该种电池100包括多个能量模块20和检测开关40，能量模块20包括至少一个电池单体21，至少两个能量模块20串联形成能量模组30，检测开关40设置在能量模组30，检测开关40用于使串联的能量模块20之间处于导通状态或断开状态。

能量模块20包括至少一个电池单体21，即可以由一个电池单体21构成一个能量模块20，或可以由两个、三个或更多电池单体21串联或并联或混联构成一个能量模块20，混联是指多个电池单体21中既有串联又有并联。能量模块20能够输出电能，以满足实际用电需求。至少两个能量模块20串联形成能量模组30，使得能量模组30的电压为至少两个能量模块20的电压之和，以提供高电压；其中，可以由两个能量模块20串联形成能量模组30，或可以由三个、四个或更多个能量模块20串联形成能量模组30。

检测开关40可以检测电池100内部的气压、温度等物理量，检测开关40可以和外界部件电性连接，当检测开关40的检测值达到预设值时，检测开关40闭合或断开，使得检测开关40所在电路导通或断开。检测开关40具体可以为气压开关、温敏开关等。检测开关40的预设值可以进行调节，以适应不同类型能量模块20的热失控特性。

具体地，本实施例中，以多个能量模块20中的其中两个串联的能量模块20为例进行说明，两个能量模块20可以通过检测开关40串联，能量模块20在正常工作时，检测开关40闭合，使得两个串联的能量模块20处于导通状态；当其中一个能量模块20发生热失控时，会产生高温高压气体，导致电池100内部的气压和温度上升，当电池100内部的气压值或温度值达到检测开关40的预设值时，检测开关40断开，使得两个串联的能量模块20处于断开状态，进而使得两个能量模块20的电压不再产生加和效果，降低了能量模块20之间串联形成的高电压击穿电气间隙而产生拉弧的风险。在其他实施例中，也可以是检测开关40断开时，两个串联的能量模块20处于导通状态，检测开关40闭合时，两个串联的能量模块20处于断开状态。

通过在能量模组30中设置检测开关40，当能量模块20发生热失控时，检测开关40能够及时响应并切断串联的能量模块20之间的电性连接，使得串联的能量模块20的电压不再产生加和效果，降低了能量模块20之间串联形成的高电压系统击穿电气间隙而产生拉弧的风险，提高了该种电池100的安全性。

根据本申请一些实施例，请参照图3，电池100包括至少两个检测开关40，相邻串联的能量模块20之间均设置有检测开关40，当电池100内的一个能量模块20发生热失控时，产生的高温高压气体会迅速充满电池100内，此时，设置在相邻能量模块20之间的检测开关40能够同时响应并使得多个串联的能量模块20之间均处于断开状态，单个能量模块20的电压与其他任意能量模块20的电压均不能产生加和效果，即能量模组30被分解为一个个低压单元，进一步降低了能量模块20之间串联形成的高电压系统击穿电气间隙而产生拉弧的风险；而且每两个相邻的能量模块20之间均设置有检测开关40，当电池100内的任意一个能量模块20发生热失控时，均能及时切断发生热失控的能量模块20与正常能量模块20之间的电性连接，提高了检测开关40的动作时效性，进一步提高该种电池100的安全性。

根据本申请一些实施例，请参照图3，串联的能量模块20之间能够通过连接件50电性连接；检测开关40用于控制连接件50处于导通状态或断开状态。

连接件50为导体，例如连接件50可以为铜排、铝排等，其在电路中起输送电流的作用，串联的能量模块20之间通过连接件50电性连接，能够使得串联的能量模块20导通，例如连接件50的一端可以与一个能量模块20的电极端子2121焊接，另一端可以与另一个能量模块20的电极端子2121焊接，以使能量模块20之间允许电流通过；当检测开关40的检测值未达到预设值，检测开关40能够控制连接件50处于导通状态，进而使得串联的能量模块20之间处于导通状态；当检测开关40的检测值达到预设值时，检测开关40能够控制连接件50处于断开状态，进而切断串联的能量模块20之间的电性连接，使得串联的能量模块20之间处于断开状态。

本实施例中，串联的能量模块20之间通过连接件50电性连接，使得检测开关40能够被安装至合理的位置，进而提高了空间利用率，使得电池100内部结构紧凑。

具体地，请参照图5，串联的能量模块包括第一能量模块22和第二能量模块23，连接件50包括第一连接件51和第二连接件52，第一连接件51的一端与第一能量模块22电性连接，第二连接件52的一端与第二能量模块23电性连接，第一连接件51与第二连接件52通过检测开关40电性连接。

第一连接件51和第二连接件52均为导体，可以均为铜排或铝排等；更具体地，第一连接件51的一端与第一能量模块22的电极端子2121可以是焊接连接或螺纹连接等，第一连接件51的另一端与检测开关40的导电部件连接，具体可以是焊接连接或螺纹连接等；第二连接件52的一端与第二能量模块23的电极端子2121可以是焊接连接或螺纹连接等，第二连接件52的另一端与检测开关40的导电部件连接，具体可以是焊接连接或螺纹连接等。

第一能量模块22依次通过第一连接件51、检测开关40和第二连接件52与第二能量模块23电性连接，当第一能量模块22和第二能量模块23处于正常运行状态时，检测开关40闭合，使得第一连接件51和第二连接件52处于导通状态，此时，第一能量模块22和第二能量模块23处于导通状态；当第一能量模块22和第二能量模块23的其中一者发生热失控时，检测开关40断开，切断第一连接件51和第二连接件52的电性连接，使得第一连接件51和第二连接件52处于断开状态，此时，第一能量模块22和第二能量模块23处于断开状态。

本实施例中，串联的能量模块20之间通过第一连接件51、检测开关40和第二连接件52实现电性连接，提高了检测开关40的安装灵活性，有助于缩小检测开关40的体积，减少检测开关40所占空间，为能量模块20提供更多安装空间。

根据本申请第一种实施例，检测开关40为气压开关。气压开关能够检测电池100内的气压，当能量模块20正常工作时，电池100内的气体处于较为稳定的状态，气压值较为稳定，没有达到气压开关的预设值，不会触发气压开关动作，气压开关持续处于闭合状态，串联的能量模块20之间处于导通状态；当能量模块20发生热失控时，产生高压气体，电池100内的气压迅速上升，气压值会超过气压开关的预设值，进而触发气压开关动作，气压开关由闭合状态切换为断开状态，进而使得串联的能量模块20之间处于断开状态。

通过气压开关检测电池100内的气压是否超标，进而控制串联的能量模块20之间处于导通状态或断开状态，结构简单。

具体地，请参照图6，本申请中的气压开关包括第一壳体41和第一导通件42，第一壳体41设置有第一腔体411和第一通孔412，第一腔体411通过第一通孔412与外界连通；第一导通件42的部分位于第一腔体411，串联的能量模块20之间能够通过第一导通件42电性连接；第一导通件42包括第一导通部421、第二导通部422和活动部423，第一导通部421和第二导通部422能够通过活动部423电性连接，活动部423能够与第一导通部421和第二导通部422接触或脱离。

第一导通部421、第二导通部422和活动部423均为导体，其中第一导通部421和第二导通部422具体可以为导电线或导电杆等，活动部423具体可以为导电片等。第一通孔412具体可以设置于第一壳体41的顶壁，或设置于第一壳体41的侧壁、底壁等。外界气体能够通过第一通孔412进入第一腔体411，当能量模块20处于正常运行状态，此时第一腔体411内的气压未达到预设值，活动部423与第一导通部421和第二导通部422接触，使得第一导通部421和第二导通部422导通，此时，气压开关闭合；当能量模块20发生热失控时产生的高压气体使得第一腔体411内的气压升高，第一腔体411内的气压达到预设值时，高压气体推动活动部423朝向远离第一导通部421和第二导通部422的方向运动，使得活动部423与第一导通部421和第二导通部422脱离，进而使得第一导通部421和第二导通部422断开，此时，气压开关断开。

其中，第一导通部421的一端可以与第一能量模块22的电极端子2121焊接连接或螺纹连接等，第二导通部422的一端可以与第二能量模块23的电极端子2121焊接连接或螺纹连接等，以使第一能量模块22和第二能量模块23能够通过气压开关电性连接。在其他实施例中，还可以是第一连接件51的一端与第一导通部421焊接连接或螺纹连接等，另一端与第一能量模块22的电极端子2121焊接连接或螺纹连接等，第二连接件52的一端与第二导通部422焊接连接或螺纹连接等，另一端与第二能量模块23的电极端子2121焊接连接或螺纹连接等，以使第一能量模块22和第二能量模块23能够通过气压开关电性连接。

第一导通件42的部分位于第一腔体411，具体是活动部423完全位于第一腔体411，第一导通部421的一端位于第一腔体411，用于和活动部423接触，另一端伸出第一腔体411，用于和外界导电部件电性连接，第二导通部422的一端位于第一腔体411，用于和活动部423接触，另一端伸出第一腔体411，用于和外界导电部件电性连接。第一导通件42的部分位于第一腔体411，能够为第一导通件42提供保护，防止第一导通件42完全裸露在外界时，第一导通件42被磕碰损坏。

其中，第一壳体41可以由耐高温绝缘材料制成，例如由聚酰亚胺或聚四氟乙烯材料制成。

通过操作活动部423与第一导通部421和第二导通部422接触或脱离，以使第一导通部421和第二导通部422导通或断开，结构简单，操作方便。

更具体地，电池100还包括防爆阀，当能量模块20发生热失控时，产生高温高压气体，该防爆阀用于排出高温高压气体，以降低电池100燃爆的风险。气压开关的预设值小于防爆阀的开阀压力，当能量模块20发生热失控时，气压开关优先动作，及时切断串联能量模块20之间的电性连接，降低串联能量模块20形成的高电压产生拉弧的风险，避免其他正常能量模块20发生热失控，降低电池100燃爆风险。

根据本申请一些实施例，请参照图6，气压开关还包括弹性件43，弹性件43的一端与第一壳体41连接，另一端与活动部423连接。

弹性件43具体可以为弹簧等能够产生弹性形变的部件。当能量模块20发生热失控时产生高压气体，使得第一腔体411内的气压升高，高压气体能够压缩弹性件43，使得活动部423朝向远离第一导通部421和第二导通部422的方向运动，使得活动部423与第一导通部421和第二导通部422脱离，进而使得第一导通部421和第二导通部422断开；当第一腔体411内的气压恢复至低于预设值时，弹性件43由压缩状态自动恢复至自由状态，在弹性件43的弹性恢复力下，活动部423能够自动复位至与第一导通部421和第二导通部422接触，进而使得第一导通部421和第二导通部422导通。

通过设置弹性件43使得活动部423能够自动复位，提高了活动部423的运动稳定性，而且结构简单，便于操作。

根据本申请第二种实施例，检测开关40为温敏开关。温敏开关能够检测电池100内的温度，当能量模块20正常工作时，电池100内的温度没有达到温敏开关的预设值，不会触发温敏开关动作，温度开关持续处于闭合状态，串联的能量模块20之间处于导通状态；当能量模块20发生热失控时，产生高温气体，使得电池100内的温度迅速上升，当温度值超过温敏开关的预设值时，会触发温敏开关动作，温敏开关由闭合状态切换为断开状态，进而使得串联的能量模块20之间处于断开状态。

通过温敏开关检测电池100内的温度是否超标，进而控制串联的能量模块20之间处于导通状态或断开状态，结构简单。

根据本申请一些实施例，请参照图7，温敏开关包括第二壳体44和第二导通件45，第二壳体44设置有第二腔体441和第二通孔442，第二腔体441通过第二通孔442与外界连通；第二导通件45的部分位于第二腔体441，串联的能量模块20之间能够通过第二导通件45电性连接；第二导通件45包括第三导通部451、第四导通部452和变形板453，变形板453能够受热变形，第三导通部451和第四导通部452能够通过变形板453电性连接，变形板453的一端与第三导通部451连接，另一端能够与第四导通部452接触或脱离。

第三导通部451、第四导通部452和变形板453均为导体，其中第三导通部451和第四导通部452具体可以为导电线或导电杆等，变形板453具体可以为金属片等。更具体地，变形板453可以为双金属活动片或记忆合金，当变形板453为双金属活动片时，变形板453能够受热弯曲，进而使得变形板453的一端与第四导通部接触或脱离；当变形板453为记忆合金时，变形板453能够受热伸缩变形，进而使得变形板453的一端与第四导通部接触或脱离。在其他实施例中，变形板453还可以为其他材质。

外界气体能够通过第二通孔442进入第二腔体441，当能量模块20处于正常运行状态，此时第二腔体441内的温度未达到预设值，变形板453不发生形变，变形板453与第四导通部452接触，使得第三导通部451和第四导通部452导通；当能量模块20发生热失控，高温气体通过第二通孔442进入第二腔体441，使得第二腔体441内的温度升高；第二腔体441内的温度达到预设值时，变形板453受热变形，例如产生弯曲、缩短等形变，使得变形板453与第四导通部452脱离，进而使得第三导通部451和第四导通部452断开。

其中，第二通孔442具体可以设置于第二壳体44的顶壁，或设置于第二壳体44的侧壁、底壁等。

其中，变形板453的一端可以与第三导通部451焊接连接或螺纹连接等。

第二导通件45的部分位于第二腔体441，具体是变形板453完全位于第二腔体441，第三导通部451的一端位于第二腔体441，用于和变形板453连接，另一端伸出第二腔体441，用于和外界导电部件电性连接，第四导通部452的一端位于第二腔体441，用于和变形板453接触，另一端伸出第二腔体441，用于和外界导电部件电性连接。第二导通件45的部分位于第二腔体441，能够为第二导通件45提供保护，防止第二导通件45完全裸露在外界时，第二导通件45被磕碰损坏。

其中，第三导通部451的一端可以与第一能量模块22的电极端子2121焊接连接或螺纹连接等，第四导通部452的一端可以与第二能量模块23的电极端子2121焊接连接或螺纹连接等，以使第一能量模块22和第二能量模块23能够通过气压开关电性连接。在其他实施例中，还可以是第一连接件51的一端与第三导通部451焊接连接或螺纹连接等，另一端与第一能量模块22的电极端子2121焊接连接或螺纹连接等，第二连接件52的一端与第四导通部452焊接连接或螺纹连接等，另一端与第二能量模块23的电极端子2121焊接连接或螺纹连接等，以使第一能量模块22和第二能量模块23能够通过气压开关电性连接。

其中，第二壳体44可以由耐高温绝缘材料制成，例如由聚酰亚胺或聚四氟乙烯材料制成。

通过设置变形板453受热变形使得第三导通部451和第四导通部452导通或断开，结构简单，操作方便。

具体地，请参照图7，变形板453至少包括互相连接的第一变形板4531和第二变形板4532，第一变形板4531和第二变形板4532层叠设置，第一变形板4531和第二变形板4532的热膨胀系数不同，第二变形板4532相对于第一变形板4531远离第三导通部451和第四导通部452，第一变形板4531的一端与第三导通部451连接，另一端能够与第四导通部452接触或脱离。

以第一变形板4531的热膨胀系数大于第二变形板4532的热膨胀系数为例进行说明，当温度达到预设值时，第一变形板4531和第二变形板4532同时受热变形，且第一变形板4531的热膨胀系数较大，能够迅速产生形变，第一变形板4531的形变程度大于第二变形板4532的形变程度，使得变形板453整体向第二变形板4532一侧迅速弯曲，进而使得变形板453的一端远离第四导通部452。

其中，第一变形板4531可以由锰镍铜合金材料制成，第二变形板4532可以由镍铁合金材料制成；第一变形板4531和第二变形板4532可以采用压延的方法贴合在一起，或第一变形板4531的两端与第二变形板4532的两端铆接。

其中，第一变形板4531的一端可以与第三导通部451焊接连接或螺纹连接等。

本实施例中，变形板453至少包括热膨胀系数不同的第一变形板4531和第二变形板4532，使得变形板453受热时能够迅速产生变形，进而提高了温敏开关的动作灵敏度。

根据本申请一些实施例，本申请还提供了一种用电装置，包括以上任一方案的电池100，并且电池100用于为用电装置提供电能。用电装置可以是前述任一应用电池100的设备或系统。

根据本申请第一种实施例，请参照图3、图6，本申请中的电池100包括多个能量模块20和气压开关，能量模块20包括至少一个电池单体21，多个能量模块20之间串联；相邻串联的能量模块20之间均设置有气压开关。当能量模块20正常运行时，活动部423与第一导通部421和第二导通部422接触，气压开关处于闭合状态，串联的能量模块20之间处于导通状态；当能量模块20热失控时，产生高压气体使电池100内气压升高，当气压达到气压开关预设值时，高压气体压缩弹性件43，使得活动部423与第一导通部421和第二导通部422脱离，气压开关由闭合状态切换为断开状态，使得串联的能量模块20之间由导通状态切换为断开状态，进而使得串联的能量模块20的电压不再产生加和效果，降低了能量模块20之间串联形成的高电压系统击穿电气间隙而产生拉弧的风险，提高了该种电池100的安全性。

根据本申请第二种实施例，请参照图3、图7，本申请中的电池100包括多个能量模块20和温敏开关，能量模块20包括至少一个电池单体21，多个能量模块20之间串联；相邻串联的能量模块20之间均设置有温敏开关。当能量模块20正常运行时，变形板453使得与第三导通部451和第四导通部452导通，温敏开关处于闭合状态，串联的能量模块20之间处于导通状态；当能量模块20热失控时，产生高温气体使电池100内温度升高，当温度达到温敏开关预设值时，变形板453受热变形，使得变形板453的一端与第四导通部452脱离，温敏开关由闭合状态切换为断开状态，使得串联的能量模块20之间由导通状态切换为断开状态，进而使得串联的能量模块20的电压不再产生加和效果，降低了能量模块20之间串联形成的高电压系统击穿电气间隙而产生拉弧的风险，提高了该种电池100的安全性。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种电池，其特征在于，所述电池(100)包括：

多个能量模块(20)，所述能量模块(20)包括至少一个电池单体(21)，至少两个所述能量模块(20)串联形成能量模组(30)；

检测开关(40)，所述检测开关(40)设置在所述能量模组(30)，所述检测开关(40)用于使串联的所述能量模块(20)之间处于导通状态或断开状态。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池(100)包括至少两个所述检测开关(40)，相邻串联的所述能量模块(20)之间均设置有所述检测开关(40)。

3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池(100)包括连接件(50)，串联的所述能量模块(20)之间能够通过所述连接件(50)电性连接；

所述检测开关(40)用于控制所述连接件(50)处于导通状态或断开状态。

4.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，串联的所述能量模块(20)包括第一能量模块(22)和第二能量模块(23)，所述连接件(50)包括第一连接件(51)和第二连接件(52)，所述第一连接件(51)的一端与所述第一能量模块(22)电性连接，所述第二连接件(52)的一端与所述第二能量模块(23)电性连接，所述第一连接件(51)与所述第二连接件(52)通过所述检测开关(40)电性连接。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的电池，其特征在于，所述检测开关(40)为气压开关。

6.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，所述气压开关包括：

第一壳体(41)，所述第一壳体(41)设置有第一腔体(411)和第一通孔(412)，所述第一腔体(411)通过所述第一通孔(412)与外界连通；

第一导通件(42)，所述第一导通件(42)的部分位于所述第一腔体(411)，串联的所述能量模块(20)之间能够通过所述第一导通件(42)电性连接；

所述第一导通件(42)包括第一导通部(421)、第二导通部(422)和活动部(423)，所述第一导通部(421)和所述第二导通部(422)能够通过所述活动部(423)电性连接，所述活动部(423)能够与所述第一导通部(421)和所述第二导通部(422)接触或脱离；

当所述第一腔体(411)内的气压未达到预设值时，所述活动部(423)与所述第一导通部(421)和所述第二导通部(422)接触；

当所述第一腔体(411)内的气压达到预设值时，所述活动部(423)与所述第一导通部(421)和所述第二导通部(422)脱离。

7.根据权利要求6所述的电池，其特征在于，所述气压开关还包括弹性件(43)，所述弹性件(43)的一端与所述第一壳体(41)连接，另一端与所述活动部(423)连接。

8.根据权利要求1-4任一项所述的电池，其特征在于，所述检测开关(40)为温敏开关。

9.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，所述温敏开关包括：

第二壳体(44)，所述第二壳体(44)设置有第二腔体(441)和第二通孔(442)，所述第二腔体(441)通过所述第二通孔(442)与外界连通；

第二导通件(45)，所述第二导通件(45)的部分位于所述第二腔体(441)，串联的所述能量模块(20)之间能够通过所述第二导通件(45)电性连接；

所述第二导通件(45)包括第三导通部(451)、第四导通部(452)和变形板(453)，所述变形板(453)能够受热变形，所述第三导通部(451)和所述第四导通部(452)能够通过所述变形板(453)电性连接，所述变形板(453)的一端与所述第三导通部(451)连接，另一端能够与所述第四导通部(452)接触或脱离；

当所述第二腔体(441)内的温度未达到预设值时，所述变形板(453)与所述第四导通部(452)接触；

当所述第二腔体(441)内的温度达到预设值时，所述变形板(453)与所述第四导通部(452)脱离。

10.根据权利要求9所述的电池，其特征在于，所述变形板(453)至少包括互相连接的第一变形板(4531)和第二变形板(4532)，所述第一变形板(4531)和所述第二变形板(4532)层叠设置，所述第一变形板(4531)和所述第二变形板(4532)的热膨胀系数不同，所述第二变形板(4532)相对于所述第一变形板(4531)远离所述第三导通部(451)和所述第四导通部(452)，所述第一变形板(4531)的一端与所述第三导通部(451)连接，另一端能够与所述第四导通部(452)接触或脱离。

11.一种用电装置，其特征在于，所述用电装置包括权利要求1-10中任一项所述的电池(100)。

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