CN217606867U - 电池单体、电池及用电装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及一种电池单体、电池及用电装置。电池单体包括:壳体,其内具有容置腔;电极组件,设于容置腔内,且包括本体、第一极耳及第二极耳,第一极耳及第二极耳沿预设方向X间隔设于本体;储藏件,位于第一极耳与第二极耳之间、第一极耳背离第二极耳的一侧、以及第二极耳背离第一极耳的一侧中的至少一者处,储藏件内储存有性能优化剂;其中,储藏件破裂时,储藏件允许其内的性能优化剂排出。本申请中提供的电池单体、电池及用电装置能够优化电池单体的工作性能,使得电池单体、电池及用电装置具有更优的用户体验度。
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、电池及用电装置。
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。
电池包括若干个电池单体。传统的电池单体工作性能较差,进而导致电池较差的用户体验度。
实用新型内容
鉴于上述问题,本申请提供一种电池单体、电池及用电装置,能够优化电池单体的工作性能,使得电池单体、电池及用电装置具有更优的用户体验度。
第一方面,本申请提供了一种电池单体,包括:
壳体,其内具有容置腔;
电极组件,设于容置腔内,且包括本体、第一极耳及第二极耳,第一极耳及第二极耳沿预设方向X间隔设于本体;
储藏件,位于第一极耳与第二极耳之间、第一极耳背离第二极耳的一侧、以及第二极耳背离第一极耳的一侧中的至少一者处,储藏件内储存有性能优化剂;
其中,储藏件破裂时,储藏件允许其内的性能优化剂排出。
本申请实施例的技术方案中,储藏件设于第一极耳与第二极耳之间、第一极耳背离第二极耳的一侧、以及第二极耳背离第一极耳的一侧中的至少一者处,且当储藏件破裂时,性能优化剂自储藏件排出并能够优化电池单体的工作性能。
在一些实施例中,第一极耳与第二极耳之间、第一极耳背离第二极耳的一侧、以及第二极耳背离第一极耳的一侧中的至少两者处均设置有储藏件。
储藏件设置的数量越多,则可容纳更多的性能优化剂,则电池单体性能优化的更明显。因此,通过在第一极耳与第二极耳之间、第一极耳背离第二极耳的一侧、以及第二极耳背离第一极耳的一侧中的至少两者处均设置有储藏件,有助于进一步提升电池单体的工作性能。
在一些实施例中,第一极耳与第二极耳之间、第一极耳背离第二极耳的一侧、以及第二极耳背离第一极耳的一侧中的每一处均设置有储藏件。
在该种实施例中,由于充分利用了电池单体内的空间并设置了更多的储藏件,从而使得电池单体具有更优的空间利用率及工作性能。
在一些实施例中,性能优化剂至少包括电解液与阻燃剂,位于第一极耳与第二极耳之间的储藏件用于储存电解液;位于第一极耳背离第二极耳的一侧、以及位于第二极耳背离第一极耳的一侧的储藏件均用于储存阻燃剂。
当电池单体的电量参数小于设定电量阈值时,和/或电池单体的温度参数大于设定温度阈值时,外部向电池单体施加触发储藏件破裂的破裂源,位于第一极耳与第二极耳之间的储藏件及时释放并补充电解液,从而能够进一步延长电池的使用寿命。与此同时,位于第一极耳背离第二极耳的一侧、以及位于第二极耳背离第一极耳的一侧的储藏件释放阻燃剂,以防止电池单体因高温而爆炸。
在一些实施例中,储藏件与第一极耳及第二极耳中的至少一者接触;
电池单体的初始电量为A1,电池单体工作时的工作电量为A2,当A2满足条件:0≤A2/A1<A时,设定第一极耳与第二极耳之间的电压为能够击穿储藏件的击穿电压;
其中,A满足条件:0<A<1。
当电池单体的工作电量A2满足条件0≤A2/A1<A时,说明电池单体内的工作性能减弱了。此时,向第一极耳与第二极耳之间通入能够击穿储藏件的击穿电压,储藏件破裂,使得储藏件内的性能优化剂能够排出并与壳体内的电解液混合,并对电池单体的性能进行优化,从而有助于提升电池单体的工作性能。采用电压击穿储藏件的方式,相较于其他方式而言,储藏件具有能够具有较优地破裂可靠性。
在一些实施例中,电池单体的额定电压为U1,击穿电压为U2,U2满足条件:1<U2/U1<2。
通过设置击穿电压U2满足条件:1<U2/U1<2,在该范围内,既能保证储藏件具有击穿可靠性,且可防止第一极耳及第二极耳过热、电解液氧化、壳体受损、隔膜受损及正极片的基材受损等情况发生。
在一些实施例中,U2满足条件:1<U2/U1≤1.5。
在该范围内,可进一步防止第一极耳及第二极耳过热、电解液氧化、壳体受损、隔膜受损及正极片的基材受损等情况发生,从而保障了电池单体工作的可靠性。
在一些实施例中,储藏件为中空的铝塑构件。
铝塑构件具有一定的支撑强度,当储藏件被击穿,且其内的性能优化剂排出后,储藏件还可以支撑于其设置的位置并作为气袋使用。由于电池单体使用末期,产气量过大,此时,储藏件可以收集电池单体内的气体,以防止电池单体过于鼓胀而造成电池单体内部接触不良。这样,电池单体能够正常输出或输入电池单体的电能。
在一些实施例中,本体具有一承载面,第一极耳及第二极耳间隔设于承载面,储藏件承载于承载面。
承载面的设置,能够提升储藏件的安装稳定性及可靠性,从而使得储藏件能够与第一极耳和/或第二极耳稳定的接触。
第二方面,本申请提供了一种电池,其包括如上述实施例中的电池单体。
第三方面,本申请提供了一种用电装置,其包括上述实施例中的电池,电池用于为用电装置提供电能。
上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
通过阅读对下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中,用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中:
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分解结构示意图;
图3为本申请一些实施例的电池单体的分解结构示意图;
图4为本申请一些实施例的电池单体的透视图;
图5为图4所示的电池单体的正视图。
具体实施方式中的附图标号如下:
1000、车辆;
100、电池;200、控制器;300、马达;
10、箱体;11、第一部分;12、第二部分;
20、电池单体;21、壳体;211、容置腔;212、端盖;213、壳主体;22、电极组件;221、本体;2211、承载面;222、第一极耳;223、第二极耳;23、储藏件。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进,因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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”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至少一个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本申请中,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,除非另有明确的限定。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。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
目前,从市场形势的发展来看,电池的应用越加广泛。电池不仅被应用于水力、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。随着电池应用领域的不断扩大,其市场的需求量也在不断地扩增。
本发明人注意到,现有技术中电池的工作性能较差,导致较差的用户体验度。其中,电池的工作性能包括使用寿命及安全性等等。工作性能较差有可能是使用寿命不长,或者安全性不高等等。影响电池使用寿命的因素有很多:比如,电解液减少、电解液氧化、电极组件腐蚀等等。影响电池安全性的因素也有很多:比如,电池产气膨胀、电池放热导致的高温等等。
为了提升电池的工作性能,申请人研究发现,可以在电池的电池单体内设置储藏件,储藏件内储存性能优化剂。当电池的工作性能减弱时,释放储藏件内的性能优化剂,性能优化剂与电池单体内的电解液混合能够提升电池单体的工作性能,从而使得电池具有较优的用户体验度。
本申请实施例提供一种使用电池作为电源的用电设备,用电设备可以为但不限于电动玩具、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,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,以本申请一实施例的一种用电设备为车辆1000为例进行说明。
请参阅图1,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。
请再次参阅图2,图2为本申请一些实施例提供的电池100的分解结构示意图。电池100包括箱体10和电池单体20,电池单体20容纳于箱体10内并用于提供电能。其中,箱体10用于为电池单体20提供容纳空间,箱体10可以采用多种结构。在一些实施例中,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,第一部分11和第二部分12共同限定出用于容纳电池单体20的容纳空间。第二部分12可以为一端开口的空心结构,第一部分11可以为板状结构,第一部分11盖合于第二部分12的开口侧,以使第一部分11与第二部分12共同限定出容纳空间;第一部分11和第二部分12也可以是均为一侧开口的空心结构,第一部分11的开口侧盖合于第二部分12的开口侧。当然,第一部分11和第二部分12形成的箱体10可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。
在电池100中,电池单体20可以是多个,多个电池单体20之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池单体20中既有串联又有并联。多个电池单体20之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池单体20构成的整体容纳于箱体10内;当然,电池100也可以是多个电池单体20先串联或并联或混联组成电池100模块形式,多个电池100模块再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体10内。电池100还可以包括其他结构,例如,该电池100还可以包括汇流部件,用于实现多个电池单体20之间的电连接。
其中,每个电池单体20可以为二次电池100或一次电池100;还可以是锂硫电池100、钠离子电池100或镁离子电池100,但不局限于此。电池单体20可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。电池单体20可以是软包电池单体20或者硬壳电池单体20。
请参阅图3,图3为本申请一些实施例提供的电池单体20的分解结构示意图。电池单体20是指组成电池100的最小单元。如图3,电池单体20包括壳体21、电极组件22、储藏件23以及其他的功能性部件。
壳体21包括壳主体213及端盖212,且壳体21内具有容置腔211,容置腔211形成电池单体20的内部环境,电极组件22及储藏件23设于容置腔211内。
端盖212是指盖合于壳主体213的开口处以将电池单体20的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地,端盖212的形状可以与壳主体213的形状相适应以配合壳主体213。可选地,端盖212可以由具有一定硬度和强度的材质(如铝合金)制成,这样,端盖212在受挤压碰撞时就不易发生形变,使电池单体20能够具备更高的结构强度,安全性能也可以有所提高。端盖212上可以设置有如电极端子等的功能性部件。电极端子可以用于与电极组件22电连接,以用于输出或输入电池单体20的电能。在一些实施例中,端盖212上还可以设置有用于在电池单体20的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构。端盖212的材质也可以是多种的,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等,本申请实施例对此不作特殊限制。在一些实施例中,在端盖212的内侧还可以设置有绝缘件,绝缘件可以用于隔离壳主体213内的电连接部件与端盖212,以降低短路的风险。示例性的,绝缘件可以是塑料、橡胶等。
壳主体213是用于配合端盖212以形成电池单体20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22、电解液以及其他部件。壳主体213和端盖212可以是独立的部件,可以于壳主体213上设置开口,通过在开口处使端盖212盖合开口以形成电池单体20的内部环境。不限地,也可以使端盖212和壳主体213一体化,具体地,端盖212和壳主体213可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面,当需要封装壳主体213的内部时,再使端盖212盖合壳主体213。壳主体213可以是多种形状和多种尺寸的,例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。具体地,壳主体213的形状可以根据电极组件22的具体形状和尺寸大小来确定。壳主体213的材质可以是多种,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等,本申请实施例对此不作特殊限制。
电极组件22又称电芯组件或卷芯,其是电池单体20中发生电化学反应的部件。壳体21内可以包含一个或更多个电极组件22。电极组件22主要由正极片和负极片卷绕或层叠放置形成,并且通常在正极片与负极片之间设有隔膜。正极片和负极片具有活性物质的部分构成电芯组件的主体部,正极片和负极片不具有活性物质的部分各自构成极耳。正极极耳和负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,正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应,极耳连接电极端子以形成电流回路。
请一并参阅图4及图5,图4为本申请一些实施例的电池单体20的透视图,图5为本申请一些实施例的电池单体20的正视图。本申请提供了一种电池单体20。电池单体20包括壳体21、电极组件22和储藏件23。电极组件22包括本体221、第一极耳222及第二极耳223,第一极耳222及第二极耳223沿预设方向X间隔设于本体221。
其中,第一极耳222可以为正极极耳及负极极耳中的任一种,第二极耳223为正极极耳与负极极耳中的另一种。本体221是指电极组件22除去第一极耳222及第二极耳223的部分。
储藏件23位于第一极耳222与第二极耳223之间、第一极耳222背离第二极耳223的一侧、以及第二极耳223背离第一极耳222的一侧中的至少一者处,储藏件23内储存有性能优化剂;其中,储藏件23破裂时,储藏件23允许其内的性能优化剂排出。
具体地,电池100外部设置有用于监控电池100性能的监测件,监测件用于实时获取电池100的性能参数,电池100性能参数反映了电池100内部各电池单体20的性能参数。由于各电池单体20相同,则在电池100工作的过程中,各电池单体20的性能参数也相同。当电池单体20的性能参数达到性能优化剂的释放条件时,外部向各电池单体20施以触发电池单体20内的储藏件23破裂的破裂源,以使得储藏件23内的性能优化剂能够排出并与电池单体20内的电解液混合。可选地,破裂源可能是挤压力、电压或者其他能够促使储藏件23破裂并释放性能优化剂的来源。
储藏件23是指内部盛放有性能优化剂的封闭容器。在受到破裂源的作用时,储藏件23破裂并释放性能优化剂。为适应于电池内部的使用环境以及便于密封,储藏件23应当使用具有耐腐蚀性和粘合性的封装材料形成,例如铝塑材料。
性能优化剂可以为:电解液、补锂剂、成膜添加剂、高导添加剂、阻燃剂等等。当然,性能优化剂不限于上述几类,可以根据需求进行设置。
其中,储藏件23内的电解液释放后,能够补充电池单体20内的电解液;补锂剂能够补充电池单体20工作过程中正极片上消耗的锂,从而能够实现电池100能量密度的提升以及电池单体20的再生;成膜添加剂的作用在于在正极片及负极片上形成保护膜,使得锂离子可自由进出,而溶剂分子难以通过,从而能够防止溶剂腐蚀正极片及负极片,故可提高电池单体20电量与循环性能。高导添加剂能够改善正极片及负极片电极活性物质导电性能较差的状况,提高正极片与负极片之间的导电性能,降低电池100内阻,减少极化。电解液、补锂剂、成膜添加剂及高导添加剂最终都能实现电池100寿命的延长。阻燃剂能提高电解液的氧指数,降低电解液的可燃性,从而使得电池单体20具有较高的安全性。
可以理解地,性能优化剂,与电池单体20的性能参数及性能优化剂的释放条件。比如,储藏件23内设置的性能优化剂为阻燃剂,则监测件检测的为电池100的温度参数,根据电池100的温度参数可获得电池单体20的温度参数,且阻燃剂的释放条件为电池单体20的温度参数大于设定温度阈值时释放阻燃剂。阻燃剂释放时,能够防止电池单体20放热而导致温度过高爆炸,从而有助于提升电池100的安全性。
又例如,储藏件23内设置的性能优化剂为电解液,则监测件检测的为电池100的电量参数,根据电池100的电量参数可获得电池单体20的电量参数,且电解液的释放条件为电池单体20的电量参数小于设定电量阈值时释放电解液。电解液释放时,能够提升电池单体20存储及输出的电量,从而有助于延长电池100的使用寿命。
在本申请中,由于储藏件23设于第一极耳222与第二极耳223之间、第一极耳222背离第二极耳223的一侧、以及第二极耳223背离第一极耳222的一侧中的至少一者处,且当储藏件23破裂时,性能优化剂自储藏件23排出并能够优化电池单体20的工作性能,从而具有较优的用户体验度。
此外,在传统的电池单体20中,第一极耳222与第二极耳223之间、第一极耳222背离第二极耳223的一侧、以及第二极耳223背离第一极耳222的一侧的空间并未得到利用。而在本申请中,将储藏件23设置于第一极耳222与第二极耳223之间、第一极耳222背离第二极耳223的一侧、以及第二极耳223背离第一极耳222的一侧中的至少一者处,在不增加电池单体20体积的情况下,还可充分利用电池单体20内的空间来进行性能提升,从而具有更为广泛的实用性。
请再次参阅图4及图5,在本申请中的一些实施例中,第一极耳222与第二极耳223之间、第一极耳222背离第二极耳223的一侧、以及第二极耳223背离第一极耳222的一侧中的至少两者处均设置有储藏件23。
具体地,在同一个储藏件23中,可以仅仅只储存一种性能优化剂,也可以同时储存多种相互之间不发生反应的性能优化剂。在不同的储藏件23中,可以储存相同的性能优化剂,也可以储存不同的性能优化剂,可以根据需求进行设定。
储藏件23设置的数量越多,则可容纳更多的性能优化剂,则电池单体20性能优化的更明显。因此,通过在第一极耳222与第二极耳223之间、第一极耳222背离第二极耳223的一侧、以及第二极耳223背离第一极耳222的一侧中的至少两者处均设置有储藏件23,有助于进一步提升电池单体20的工作性能。
在本申请中的一些实施例中,第一极耳222与第二极耳223之间、第一极耳222背离第二极耳223的一侧、以及第二极耳223背离第一极耳222的一侧中的每一处均设置有储藏件23。
具体地,位于第一极耳222与第二极耳223之间的储藏件23可以与第一极耳222接触或分离,也可以与第二极耳223接触或分离;位于第一极耳222背离第二极耳223的一侧的储藏件23可以与第一极耳222接触或分离;位于第二极耳223背离第一极耳222的一侧的储藏件23可以与第二极耳223接触或分离。
在该种实施例中,由于充分利用了电池单体20内的空间并设置了更多的储藏件23,从而使得电池单体20具有更优的空间利用率及工作性能。
在本申请中的一些实施例中,性能优化剂至少包括电解液与阻燃剂,位于第一极耳222与第二极耳223之间的储藏件23用于储存电解液;位于第一极耳222背离第二极耳223的一侧、以及位于第二极耳223背离第一极耳222的一侧的储藏件23均用于储存阻燃剂。
随着电池单体20长时间的工作,壳体21内且位于储藏件23外的电解液会逐渐减少,进而造成电池单体20的使用寿命过短。与此同时,电池单体20内部的阻抗增加,释放的热量也更多,进而容易导致热量在电池单体20内迅速聚集而爆炸。
而在本申请中,当电池单体20的电量参数小于设定电量阈值时,和/或电池单体20的温度参数大于设定温度阈值时,外部向电池单体20施加触发储藏件23破裂的破裂源,位于第一极耳222与第二极耳223之间的储藏件23及时释放并补充电解液,从而能够进一步延长电池100的使用寿命。与此同时,位于第一极耳222背离第二极耳223的一侧、以及位于第二极耳223背离第一极耳222的一侧的储藏件23释放阻燃剂,以防止电池单体20因高温而爆炸。
在本申请的一些实施例中,储藏件23与第一极耳222及第二极耳223中的至少一者接触。电池单体20的初始电量为A1,电池单体20工作时的工作电量为A2,当A2满足条件:0≤A2/A1<A时,设定第一极耳222与第二极耳223之间的电压为能够击穿储藏件23的击穿电压。其中,A满足条件:0<A<1。
优选地,位于第一极耳222及第二极耳223之间的储藏件23夹持于第一极耳222与第二极耳223之间;位于第一极耳222背离第二极耳223的一侧的储藏件23与第一极耳222接触;位于第二极耳223背离第一极耳222的一侧的储藏件23与第二极耳223接触。
其中,电池单体20的初始电量是指电池单体20为满电状态下的电量。也就是电池100未使用前所能够具有的电量。电池单体20工作时的工作电量是指电池100使用过程中的电量。随着电池100使用时间的延长,工作电量逐渐减少,且工作电量始终小于初始电量。
A为一电量设定比例阈值,例如,可以为80%,70%,65%等等,具体可以根据需要进行设置。
当电池单体20的工作电量A2满足条件0≤A2/A1<A时,说明电池单体20内的工作性能减弱了。此时,向第一极耳222与第二极耳223之间通入能够击穿储藏件23的击穿电压,储藏件23破裂,使得储藏件23内的性能优化剂能够排出并与壳体21内的电解液混合,并对电池单体20的性能进行优化,从而有助于提升电池单体20的工作性能。采用电压击穿储藏件23的方式,相较于其他方式而言,储藏件23具有能够具有较优地破裂可靠性。
在本申请的一些实施例中,电池单体20的额定电压为U1,击穿电压为U2,U2满足条件:1<U2/U1<2。
电池单体20的额定电压是指电池100组件中正极片与负极片因化学反应所造成的电位高低之差。在电池单体20制作成型之后,电池单体20的额定电压不会跟随使用时间的延长而发生变化,其为一固定值。
而在本申请中,通过设置击穿电压U2满足条件:1<U2/U1<2,在该范围内,既能保证储藏件23具有击穿可靠性,且可防止第一极耳222及第二极耳223过热、电解液氧化、壳体21受损、隔膜受损及正极片的基材受损等情况发生。
进一步地,U2满足条件:1<U2/U1≤1.5。
比如,U2/U1可以为1.2,或者1.3,或者1.4,或者1.5等等,其具体可以根据需求进行设置。
在该范围内,可进一步防止第一极耳222及第二极耳223过热、电解液氧化、壳体21受损、隔膜受损及正极片的基材受损等情况发生,从而保障了电池单体20工作的可靠性。
在本申请的一实施例中,储藏件23为中空的铝塑构件。
铝塑构件具有一定的支撑强度,当储藏件23被击穿,且其内的性能优化剂排出后,储藏件23还可以支撑于其设置的位置并作为气袋使用。由于电池单体20使用末期,产气量过大,此时,储藏件23可以收集电池单体20内的气体,以防止电池单体20过于鼓胀而造成电池单体20内部接触不良。这样,电池单体20能够正常输出或输入电池单体20的电能。
在该实施例中,也可以设置电池单体20的壳体21为铝塑构件,整个电池单体20形成一个软包电池单体20。
铝塑构件形成的壳体21具有一定的延展性及弹性,即使储藏件23内收集有较多的气体发生鼓胀,壳体21也能够通过自身形变来吸收鼓胀的体积,从而能够进一步防止电池单体20内部接触不良。
在本申请的一些实施例中,本体221具有一承载面2211,第一极耳222及第二极耳223间隔设于承载面2211,储藏件23承载于承载面2211。
承载面2211由本体221上垂直电池单体20的中心轴线并邻近电极端子的端面形成。
承载面2211的设置,能够提升储藏件23的安装稳定性及可靠性,从而使得储藏件23能够与第一极耳222和/或第二极耳223稳定的接触。
根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种电池100,包括以上任一方案的电池单体20。
根据本申请的一些实施例,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。
根据本申请的一些实施例,参见图3至图5,本申请提供了一种软包电池单体20,第一极耳222及第二极耳223承载于本体221的承载面2211上,且在第一极耳222与第二极耳223之间,第一极耳222背离第二极耳223的一侧、以及第二极耳223背离第一极耳222的一侧均设置有储藏件23。位于第一极耳222与第二极耳223之间的储藏件23夹持于第一极耳222与第二极耳223之间并用于储存电解液。位于第一极耳222背离第二极耳223的一侧的储藏件23与第一极耳222接触并用于储存阻燃剂;位于第二极耳223背离第一极耳222的一侧的储藏件23与第二极耳223接触并用于储存阻燃剂。当电池单体20工作时的工作电量A2满足条件:0≤A2/A1<A时,A1为电池单体20的初始电量为A1,设定第一极耳222与第二极耳223之间的击穿电压U2满足条件:1<U2/U1≤1.5,从而能够击穿所有的储藏件23。进而,位于第一极耳222与第二极耳223之间的储藏件23释放电解液,位于第一极耳222背离第二极耳223的一侧,以及位于第二极耳223背离第一极耳222的一侧的储藏件23释放阻燃剂。储藏件23释放的电解液能够进一步延长电池100的使用寿命,储藏件23释放的阻燃剂能够防止电池单体20内部高温而爆炸,从而具有较优的安全性。因此,电池单体20的工作性能得到提升。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (11)
1.一种电池单体(20),其特征在于,所述电池单体(20)包括:
壳体(21),其内具有容置腔(211);
电极组件(22),设于所述容置腔(211)内,且包括本体(221)、第一极耳(222)及第二极耳(223),所述第一极耳(222)及所述第二极耳(223)沿预设方向X间隔设于所述本体(221);
储藏件(23),位于所述第一极耳(222)与所述第二极耳(223)之间、所述第一极耳(222)背离所述第二极耳(223)的一侧、以及所述第二极耳(223)背离所述第一极耳(222)的一侧中的至少一者处,所述储藏件(23)内储存有性能优化剂;
其中,所述储藏件(23)破裂时,所述储藏件(23)允许其内的所述性能优化剂排出。
2.根据权利要求1所述的电池单体(20),其特征在于,所述第一极耳(222)与所述第二极耳(223)之间、所述第一极耳(222)背离所述第二极耳(223)的一侧、以及所述第二极耳(223)背离所述第一极耳(222)的一侧中的至少两者处均设置有所述储藏件(23)。
3.根据权利要求2所述的电池单体(20),其特征在于,所述第一极耳(222)与所述第二极耳(223)之间、所述第一极耳(222)背离所述第二极耳(223)的一侧、以及所述第二极耳(223)背离所述第一极耳(222)的一侧中的每一处均设置有所述储藏件(23)。
4.根据权利要求3所述的电池单体(20),其特征在于,所述性能优化剂至少包括电解液与阻燃剂,位于所述第一极耳(222)与所述第二极耳(223)之间的所述储藏件(23)用于储存所述电解液;位于所述第一极耳(222)背离所述第二极耳(223)的一侧、以及位于所述第二极耳(223)背离所述第一极耳(222)的一侧的所述储藏件(23)均用于储存所述阻燃剂。
5.根据权利要求1所述的电池单体(20),其特征在于,所述储藏件(23)与所述第一极耳(222)及所述第二极耳(223)中的至少一者接触;
所述电池单体(20)的初始电量为A1,所述电池单体(20)工作时的工作电量为A2,当A2满足条件:0≤A2/A1<A时,设定所述第一极耳(222)与所述第二极耳(223)之间的电压为能够击穿所述储藏件(23)的击穿电压;
其中,A满足条件:0<A<1。
6.根据权利要求5所述的电池单体(20),其特征在于,所述电池单体(20)的额定电压为U1,所述击穿电压为U2,U2满足条件:1<U2/U1<2。
7.根据权利要求6所述的电池单体(20),其特征在于,U2满足条件:1<U2/U1≤1.5。
8.根据权利要求1所述的电池单体(20),其特征在于,所述储藏件(23)为中空的铝塑构件。
9.根据权利要求1所述的电池单体(20),其特征在于,所述本体(221)具有一承载面(2211),所述第一极耳(222)及所述第二极耳(223)间隔设于所述承载面(2211),所述储藏件(23)承载于所述承载面(2211)。
10.一种电池(100),其特征在于,包括如上述权利要求1-9任意一项所述的电池单体(20)。
11.一种用电装置,其特征在于,包括如权利要求10所述的电池(100),所述电池(100)用于为所述用电装置提供电能。
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