CN217768629U - 端盖、电池单体、电池及用电设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种端盖、电池单体、电池及用电设备,涉及电池领域。端盖包括盖本体及泄压槽,泄压槽设置于盖本体。泄压槽包括位于不同方位上的长槽段和短槽段,长槽段与短槽段相连。其中,长槽段具有增厚区,盖本体在增厚区的厚度大于盖本体在短槽段的厚度。相比于短槽段,长槽段更容易受到外部冲击力的作用而破损。该端盖通过在长槽段上设置增厚区,使得盖本体在增厚区的厚度大于盖本体在短槽段的厚度,增强了长槽段的强度,增强了端盖的抗冲击能力。在一定程度上避免长槽段因受到外部冲击而破损,防止电池单体的内部压力未达到起爆压力时泄压槽即打开,保证电池单体的正常工作。
Description
技术领域
本申请涉及电池领域,具体而言,涉及一种端盖、电池单体、电池及用电设备。
背景技术
电池在新能源领域应用甚广,例如电动汽车、新能源汽车等,新能源汽车、电动汽车已经成为汽车产业的发展新趋势。电池的端盖上设置有用于在电池的内部压力达到起爆压力时泄放内部压力的泄压结构。然而,在电芯倒置的场景下,泄压结构常常提前打开,导致不能实现正常的泄压功能。
实用新型内容
本申请实施例的目的在于提供一种端盖、电池单体、电池及用电设备,其旨在改善相关技术中泄压结构常常提前打开,导致不能实现正常的泄压功能的问题。
第一方面,本申请实施例提供了一种端盖,所述端盖包括盖本体及泄压槽;所述泄压槽设置于所述盖本体,所述泄压槽包括位于不同方位上的长槽段和短槽段,所述长槽段与所述短槽段相连;其中,所述长槽段具有增厚区,所述盖本体在所述增厚区的厚度大于所述盖本体在所述短槽段的厚度。
在上述技术方案中,在端盖内侧受到电池单体内部的压力时,短槽段为应力集中区域。在端盖外侧受到冲击力时,长槽段为应力集中区域。因此,相比于短槽段,长槽段更容易受到外部冲击力的作用而破损。该端盖通过在长槽段上设置增厚区,使得盖本体在增厚区的厚度大于盖本体在短槽段的厚度,增强了长槽段的强度,增强了端盖的抗冲击能力,在一定程度上避免长槽段因受到外部冲击而破损,防止电池单体的内部压力未达到起爆压力时泄压槽即打开,从而保证电池单体的正常工作。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,沿所述长槽段的延伸方向,所述增厚区的长度与所述长槽段的长度的比值为0.01-0.5。
在上述技术方案中,增厚区的长度与长槽段的长度的比值若小于0.01,则增厚区的长度较小,对长槽段的加强效果过弱,对端盖的抗冲击能力无明显提升。增厚区的长度与长槽段的长度的比值若大于0.5,则增厚区的长度较大,对长槽段的加强效果过强,使得电池单体的内部压力达到起爆压力时长槽段不易打开,减弱了泄压速度。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述盖本体在所述增厚区的厚度不小于1mm。
在上述技术方案中,若盖本体在增厚区的厚度小于1mm,则对长槽段的加强效果过弱,对端盖的抗冲击能力提升不明显。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述长槽段具有多个所述增厚区,沿所述长槽段的延伸方向,多个所述增厚区间隔排布。
在上述技术方案中,通过在长槽段的延伸方向上设置多个增厚区,提升对长槽段的加强效果,有利于提升端盖的抗冲击能力。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述增厚区位于所述长槽段的中间位置。
在上述技术方案中,将增厚区设置在长槽段的中间位置,对长槽段的加强效果较好。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述长槽段为沿直线轨迹延伸的直线槽。
在上述技术方案中,短槽段为泄压槽的最先开启位置,将长槽段设置为沿直线轨迹延伸的直线槽,使得短槽段裂开后,能够更为容易地沿着长槽段打开,提高泄压槽的打开速率,实现快速泄压。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述泄压槽包括两个所述长槽段,两个所述长槽段沿第一方向相对布置,所述短槽段连接两个所述长槽段。
在上述技术方案中,通过设置两个长槽段,当电池单体的内部压力达到起爆压力时,短槽段先打开,之后沿着两个长槽段进一步打开,提高泄压槽的打开速率,增大泄压槽的打开范围,实现快速泄压。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,位于一个所述长槽段上的增厚区与位于另一个所述长槽段上的增厚区呈轴对称布置。
在上述技术方案中,通过使一个长槽段上的增厚区与另一个长槽段的增厚区轴对称布置,使得端盖在承受外部冲击时,两个长槽段受力更加均匀,有利于提升端盖的抗冲击能力。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述长槽段包括第一端和第二端,每个所述长槽段的第一端与所述短槽段相连,一个长槽段的第一端与另一个长槽段的第二端的连线为第一连线,所述一个长槽段的第二端与所述另一个长槽段的第一端的连线为第二连线,所述第一连线与所述第二连线的交点为中心点,位于一个所述长槽段上的增厚区与位于另一个所述长槽段上的增厚区关于所述中心点中心对称布置。
在上述技术方案中,通过使一个长槽段上的增厚区与另一个长槽段上的增厚区关于中心点中心对称布置,优化了增厚区对长槽段的加强位置,使得端盖在受到外部冲击时,长槽段的受力较佳,以在一定程度上避免长槽段因受到外部冲击而破损。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述泄压槽包括两个所述短槽段,两个所述短槽段沿第二方向相对布置,每个所述短槽段连接两个所述长槽段,所述第一方向、所述第二方向和所述盖本体的厚度方向两两垂直。
在上述技术方案中,通过设置两个短槽段,短槽段为泄压槽的最先开启位置,当电池单体的内部压力达到起爆压力时,两个短槽段先裂开,之后沿着长槽段从两个短槽段的位置同时向长槽段的中间打开(也即长槽段的一端向中间打开的同时,长槽段的另一端也向中间打开),提高泄压槽的打开速率,实现快速泄压。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述长槽段为沿直线轨迹延伸的直线槽,所述短槽段为沿圆弧轨迹延伸的弧形槽。
在上述技术方案中,通过将短槽段设置为沿着圆弧轨迹延伸的弧形槽,盖本体在短槽段的中间位置形成薄弱位置,薄弱位置为泄压槽的最先开启位置,使得泄压槽在电池单体内部达到起爆压力时能够及时打开。长槽段为沿直线轨迹延伸的直线槽,盖本体沿着短槽段裂开后,能够更为容易地沿着长槽段打开,提高泄压槽的打开速率,实现快速泄压。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述长槽段的延伸方向与所述盖本体的宽度方向一致。
在上述技术方案中,通过使长槽段的延伸方向与盖本体的宽度方向一致,在端盖内侧受到电池单体内部的压力时,端盖在短槽段的位置应力更为集中。在端盖外侧受到冲击力时,端盖在长槽段的位置应力更为集中,使得端盖在两种不同的工况下应力集中区域差异更大,增强了电池单体的抗冲击能力,提高电池单体的使用寿命。
第二方面,本申请实施例还提供了一种电池单体,所述电池单体包括电极组件、壳体及上述的端盖,所述壳体具有一端开口的容纳空间,所述容纳空间用于容纳所述电极组件;所述端盖连接于所述壳体并封闭所述开口。
第三方面,本申请实施例还提供了一种电池,所述电池包括箱体及上述的电池单体,所述电池单体容纳于所述箱体内。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述端盖设置于所述电池单体的靠近所述箱体的底壁的一侧。
在上述技术方案中,通过将端盖设置于电池单体的靠近箱体的底壁的一侧,即将电池单体倒置于箱体内。
第四方面,本申请实施例还提供了一种用电设备,所述用电设备包括上述的电池,所述电池用于提供电能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。
图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图;
图2为本申请一些实施例提供的电池的爆炸图;
图3为本申请一些实施例提供的电池单体的结构示意图;
图4为本申请一些实施例提供的端盖的结构示意图;
图5为本申请一些实施例提供的端盖的俯视示意图;
图6为图5中A位置的放大图;
图7为本申请另一些实施例提供的端盖的俯视示意图;
图8为图7中B位置的放大图;
图9为本申请又一些实施例提供的端盖的俯视示意图;
图10为图9中C位置的放大图。
图标:10-箱体;11-第一部分;12-第二部分;20-电池单体;21-端盖;211-盖本体;212-泄压槽;2121-长槽段;2122-短槽段;2123-增厚区;2124-第一连线;2125-第二连线;2126-中心点;22-电极组件;23-壳体;100-电池;200-控制器;300-马达;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单体、锂离子一次电池单体、锂硫电池单体、钠锂离子电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体等,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,正极耳的数量为多个且层叠在一起,负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,为保证电池单体的安全性,可以在电池单体的端盖上设置泄压结构,比如,在端盖上设置泄压槽,在电池单体内部压力达到起爆压力时,泄压槽打开,以泄放电池单体内部的压力,以降低电池单体爆炸、起火的风险。
发明人注意到,在电芯倒置的场景下,泄压结构常常提前打开,导致不能实现正常的泄压功能。
发明人进一步研究发现,在电芯倒置的场景下,端盖更容易受到外部冲击,外部冲击力容易传递至泄压结构所在的位置,进而使得泄压结构提前打开,导致不能实现正常的泄压功能。
鉴于此,本申请实施例提供一种端盖,端盖包括盖本体及泄压槽,泄压槽设置于盖本体。泄压槽包括位于不同方位上的长槽段和短槽段,长槽段与短槽段相连。其中,长槽段具有增厚区,盖本体在增厚区的厚度大于盖本体在短槽段的厚度。
在端盖内侧受到电池单体内部的压力时,短槽段为应力集中区域。在端盖外侧受到冲击力时,长槽段为应力集中区域。因此,相比于短槽段,长槽段更容易受到外部冲击力的作用而破损。该端盖通过在长槽段上设置增厚区,使得盖本体在增厚区的厚度大于盖本体在短槽段的厚度,增强了长槽段的强度,增强了端盖的抗冲击能力,在一定程度上避免长槽段因受到外部冲击而破损,防止电池单体的内部压力未达到起爆压力时泄压槽即打开,从而保证电池单体的正常工作。
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。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1000为例进行说明。
请参照图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和电池单体20,电池单体20容纳于箱体10内。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模块形式,多个电池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可以为二次电池单体或一次电池单体;还可以是锂硫电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体,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。
请参照图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包括有端盖21、电极组件22、壳体23以及其他的功能性部件。
端盖21是指盖合于壳体23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21的形状可以与壳体23的形状相适应以配合壳体23。可选地,端盖21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21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21上可以设置有如电极端子(图中未示出)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。端盖21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21的内侧还可以设置有绝缘件,绝缘件可以用于隔离壳体23内的电连接部件与端盖21,以降低短路的风险。示例性的,绝缘件可以是塑料、橡胶等。
壳体23是用于配合端盖21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。壳体23和端盖21可以是独立的部件,可以于壳体23上设置开口,通过在开口处使端盖21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21和壳体23一体化,具体地,端盖21和壳体23可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面,当需要封装壳体23的内部时,再使端盖21盖合壳体23。壳体23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,壳体23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。壳体23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是电池单体20中发生电化学反应的部件。壳体23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离膜。正极片和负极片具有活性物质的部分构成电极组件22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。
请参照图4、图5和图6,图4为本申请一些实施例提供的端盖21的结构示意图。图5为本申请一些实施例提供的端盖21的俯视示意图。图6为图5中A位置的放大图。本申请实施例提供了一种端盖21,端盖21包括盖本体211及泄压槽212,泄压槽212设置于盖本体211。泄压槽212包括位于不同方位上的长槽段2121和短槽段2122,长槽段2121与短槽段2122相连。其中,长槽段2121具有增厚区2123,盖本体211在增厚区2123的厚度大于盖本体211在短槽段2122的厚度。
盖本体211是端盖21的主体结构,主要用于封闭壳体23的开口。盖本体211的形状与壳体23的开口的形状相适应。例如,壳体23的开口为长方形时,盖本体211的形状也为长方形。壳体23的开口为圆形时,盖本体211的形状也为圆形。
泄压槽212可以是从盖本体211的表面沿盖本体211的厚度方向凹陷的凹槽。泄压槽212可以通过多种方式成型,比如,冲压成型、铣削成型等。泄压槽212可以设置于盖本体211面向于壳体23内部的表面,也可以设置于盖本体211背离壳体23的表面。以盖本体211为长方形平板结构为例,盖本体211在厚度方向具有相对的内表面和外表面,盖本体211的内表面面向壳体23的内部,盖本体211的外表面背离壳体23设置,泄压槽212可以设置于盖本体211的内表面,也可以设置于盖本体211的外表面。
长槽段2121是泄压槽212中沿着某一方向延伸的长度较长的部分。短槽段2122是泄压槽212中沿着另一方向延伸的长度较短的部分。长槽段2121和短槽段2122朝着不同的方向延伸,因此位于不同的方位。
增厚区2123是长槽段2121上开槽深度较浅的区域,也即盖本体211在增厚区2123的厚度大于盖本体211在长槽段2121上其他区域的厚度。由于长槽段2121和短槽段2122的开槽深度可能不同,为了提升长槽段2121的强度,使盖本体211在增厚区2123的厚度大于盖本体211在短槽段2122的厚度,有利于增强端盖21的抗冲击能力。
在端盖21内侧受到电池单体20内部的压力时,短槽段2122为应力集中区域。在端盖21外侧受到冲击力时,长槽段2121为应力集中区域。因此,相比于短槽段2122,长槽段2121更容易受到外部冲击力的作用而破损。该端盖21通过在长槽段2121上设置增厚区2123,使得盖本体211在增厚区2123的厚度大于盖本体211在短槽段2122的厚度,增强了长槽段2121的强度,增强了端盖21的抗冲击能力,在一定程度上避免长槽段2121因受到外部冲击而破损,防止电池单体20的内部压力未达到起爆压力时泄压槽212即打开,从而保证电池单体20的正常工作。
请参照图6,在一些实施例中,沿长槽段2121的延伸方向,增厚区2123的长度与长槽段2121的长度的比值为0.01-0.5。
长槽段2121可以是沿着直线轨迹延伸的直线槽,也可以是沿着弯曲轨迹延伸的曲线槽,例如,长槽段2121可以是沿着波浪线轨迹延伸的波浪形槽,长槽段2121也可以是沿着圆弧轨迹延伸的圆弧槽。
在长槽段2121的延伸方向上,增厚区2123的长度最小为长槽段2121的长度的0.01倍,增厚区2123的长度最大为长槽段2121的长度的0.5倍。例如,当长槽段2121为沿着某一直线段轨迹延伸的直线槽时,增厚区2123的长度为该直线段的长度的0.01-0.5倍。当长槽段2121为沿着某一圆弧轨迹延伸的弧形槽时,增厚区2123的长度为该圆弧的弧长的0.01-0.5倍。
增厚区2123的长度与长槽段2121的长度的比值可以为0.1、0.2、0.3、0.4等。采用上述的比值关系,增厚区2123均能够较好地加强长槽段2121的强度。
增厚区2123的长度与长槽段2121的长度的比值若小于0.01,则增厚区2123的长度较小,对长槽段2121的加强效果过弱,对端盖21的抗冲击能力无明显提升。增厚区2123的长度与长槽段2121的长度的比值若大于0.5,则增厚区2123的长度较大,对长槽段2121的加强效果过强,使得电池单体20的内部压力达到起爆压力时长槽段2121不易打开,减弱了泄压速度。
请参照图6,以长槽段2121为沿直线轨迹延伸的直线槽为例,沿长槽段2121的延伸方向,增厚区2123的长度即为图中所示的L1,长槽段2121的长度即为图中所示的L2,满足0.01≤L1/L2≤0.5。
在一些实施例中,盖本体211在增厚区2123的厚度不小于1mm。
“盖本体211在增厚区2123的厚度不小于1mm”也即盖本体211在增厚区2123的厚度为1mm或者大于1mm。例如,盖本体211在增厚区2123的厚度可以为1mm、1.1mm、1.2mm等。
若盖本体211在增厚区2123的厚度小于1mm,则对长槽段2121的加强效果过弱,对端盖21的抗冲击能力提升不明显。
请参照图7,配合参照图8,图7为本申请另一些实施例提供的端盖21的俯视示意图。图8为图7中B位置的放大图。在另一些实施例中,长槽段2121具有多个增厚区2123。沿长槽段2121的延伸方向,多个增厚区2123间隔排布。
以长槽段2121为沿着直线轨迹延伸的直线槽为例,多个增厚区2123间隔地设置在直线轨迹上。以长槽段2121为沿着圆弧轨迹延伸的弧形槽为例,多个增厚区2123间隔设置在圆弧轨迹上。
“间隔排布”即是指相邻的两个增厚区2123之间具有间隙。
通过在长槽段2121的延伸方向上设置多个增厚区2123,提升对长槽段2121的加强效果,有利于提升端盖21的抗冲击能力。
需要说明的是,当长槽段2121上具有多个增厚区2123时,沿着长槽段2121的延伸方向,多个增厚区2123的总长度与长槽段2121的长度的比值为0.01-0.5。请参照图8,长槽段2121上具有三个增厚区2123。则沿着长槽段2121的延伸方向,多个增厚区2123的总长度L1=L11+L12+L13,长槽段2121的长度即为图中所示的L2,满足0.01≤L1/L2≤0.5,也即0.01≤(L11+L12+L13)/L2≤0.5。
在一些实施例中,增厚区2123位于长槽段2121的中间位置。
这里“增厚区2123位于长槽段2121的中间位置”只要满足增厚区2123相比于长槽段2121的端部更靠近中间位置即可,增厚区2123所在的位置与长槽段2121的正中间位置允许存在偏差,而并非是一定要求增厚区2123位于长槽段2121的正中间位置。
将增厚区2123设置在长槽段2121的中间位置,对长槽段2121的加强效果较好。
请参照图8,在一些实施例中,长槽段2121为沿直线轨迹延伸的直线槽。短槽段2122为泄压槽212的最先开启位置,将长槽段2121设置为沿直线轨迹延伸的直线槽,使得短槽段2122裂开后,能够更为容易地沿着长槽段2121打开,提高泄压槽212的打开速率,实现快速泄压。
请参照图8,在一些实施例中,泄压槽212包括两个长槽段2121,两个长槽段2121沿第一方向相对布置。短槽段2122连接两个长槽段2121。
第一方向可以为如图8中所示的D方向。
当长槽段2121为沿着直线轨迹延伸的直线槽时,两个长槽段2121相互平行,两个长槽段2121沿着第一方向具有间隔。短槽段2122连接两个长槽段2121可以是短槽段2122的一端与一个长槽段2121的一端连接,短槽段2122的另一端与另一个长槽段2121的一端连接。
通过设置两个长槽段2121,当电池单体20的内部压力达到起爆压力时,短槽段2122先打开,之后沿着两个长槽段2121进一步打开,提高泄压槽212的打开速率,增大泄压槽212的打开范围,实现快速泄压。
在一些实施例中,位于一个长槽段2121上的增厚区2123与位于另一个长槽段2121上的增厚区2123呈轴对称布置。
通过使一个长槽段2121上的增厚区2123与另一个长槽段2121的增厚区2123轴对称布置,使得端盖21在承受外部冲击时,两个长槽段2121受力更加均匀,有利于提升端盖21的抗冲击能力。
请参照图9,配合参照图10,图9为本申请又一些实施例提供的端盖21的俯视示意图。图10为图9中C位置的放大图。在又一些实施例中,长槽段2121包括第一端和第二端,每个长槽段2121的第一端与短槽段2122相连。一个长槽段2121的第一端与另一个长槽段2121的第二端的连线为第一连线2124,一个长槽段2121的第二端与另一个长槽段2121的第一端的连线为第二连线2125。第一连线2124与第二连线2125的交点为中心点2126。位于一个长槽段2121上的增厚区2123与位于另一个长槽段2121上的增厚区2123关于中心点2126中心对称布置。
每个长槽段2121包括第一端和第二端,一个长槽段2121的第一端靠近于另一个长槽段2121的第一端,一个长槽段2121的第二端靠近于另一个长槽段2121的第二端。可以将两个长槽段2121视为长方形的两个相对的长边,则第一连线2124和第二连线2125分别为长方形的对角线。中心点2126即为两条对角线的交点。
通过使一个长槽段2121上的增厚区2123与另一个长槽段2121上的增厚区2123关于中心点2126中心对称布置,优化了增厚区2123对长槽段2121的加强位置,使得端盖21在受到外部冲击时,长槽段2121的受力较佳,以在一定程度上避免长槽段2121因受到外部冲击而破损。
在一些实施例中,泄压槽212包括两个短槽段2122,两个短槽段2122沿第二方向相对布置。每个短槽段2122连接两个长槽段2121。第一方向、第二方向和盖本体211的厚度方向两两垂直。
第二方向可以是如图10所示的E方向。一个短槽段2122连接一个长槽段2121的第一端和另一个长槽段2121的第一端。另一个短槽段2122连接一个长槽段2121的第二端和另一个长槽段2121的第二端。
通过设置两个短槽段2122,短槽段2122为泄压槽212的最先开启位置,当电池单体20的内部压力达到起爆压力时,两个短槽段2122先裂开,之后沿着长槽段2121从两个短槽段2122的位置同时向长槽段2121的中间打开(也即长槽段2121的一端向中间打开的同时,长槽段2121的另一端也向中间打开),提高泄压槽212的打开速率,实现快速泄压。
在一些实施例中,长槽段2121为沿直线轨迹延伸的直线槽,短槽段2122为沿圆弧轨迹延伸的弧形槽。
两个短槽段2122可以向相同的方向弯曲,也可以向相反的方向弯曲。两个短槽段2122可以向彼此靠近的方向弯曲,使得两个短槽段2122的圆心均位于泄压槽212外侧。两个短槽段2122也可以向彼此远离的方向弯曲,使得两个短槽段2122的圆心位于泄压槽212内侧。
示例性的,在图10中,两个短槽段2122向彼此远离的方向弯曲,长槽段2121为沿盖本体211的第二方向延伸的直线槽,长槽段2121与短槽段2122相切。
通过将短槽段2122设置为沿着圆弧轨迹延伸的弧形槽,盖本体211在短槽段2122的中间位置形成薄弱位置,薄弱位置为泄压槽212的最先开启位置,使得泄压槽212在电池单体20内部达到起爆压力时能够及时打开。长槽段2121为沿直线轨迹延伸的直线槽,盖本体211沿着短槽段2122裂开后,能够更为容易地沿着长槽段2121打开,提高泄压槽212的打开速率,实现快速泄压。
在一些实施例中,长槽段2121的延伸方向与盖本体211的宽度方向一致。
“长槽段2121的延伸方向与盖本体211的宽度方向一致”也可以理解为短槽段2122的延伸方向与盖本体211的长度方向一致。
通过使长槽段2121的延伸方向与盖本体211的宽度方向一致,在端盖21内侧受到电池单体20内部的压力时,端盖21在短槽段2122的位置应力更为集中。在端盖21外侧受到冲击力时,端盖21在长槽段2121的位置应力更为集中,使得端盖21在两种不同的工况下应力集中区域差异更大,增强了电池单体20的抗冲击能力,提高电池单体20的使用寿命。
本申请实施例还提供了一种电池单体20,电池单体20包括电极组件22、壳体23及上述的端盖21。壳体23具有一端开口的容纳空间,容纳空间用于容纳电极组件22。端盖21连接于壳体23并封闭开口。
本申请实施例还提供了一种电池100,电池100包括箱体10及上述的电池单体20,电池单体20容纳于箱体10内。
在一些实施例中,端盖21设置于电池单体20的靠近箱体10的底壁的一侧。
箱体10的底壁即箱体10上与箱体10的开口端相对的壁面。
通过将端盖21设置于电池单体20的靠近箱体10的底壁的一侧,即将电池单体20倒置于箱体10内。
本申请实施例还提供了一种用电设备,用电设备包括上述的电池100,电池100用于提供电能。
根据本申请的一些实施例,请参照图4~图6。
本申请实施例提供了一种端盖21,端盖21包括盖本体211及泄压槽212,泄压槽212设置于盖本体211。泄压槽212包括位于不同方位上的长槽段2121和短槽段2122,长槽段2121与短槽段2122相连。其中,长槽段2121的延伸方向与盖本体211的宽度方向一致。长槽段2121具有增厚区2123,盖本体211在增厚区2123的厚度大于盖本体211在短槽段2122的厚度。沿长槽段2121的延伸方向,增厚区2123的长度与长槽段2121的长度的比值为0.01-0.5。
在端盖21内侧受到电池单体20内部的压力时,短槽段2122为应力集中区域。在端盖21外侧受到冲击力时,长槽段2121为应力集中区域。因此,相比于短槽段2122,长槽段2121更容易受到外部冲击力的作用而破损。该端盖21通过在长槽段2121上设置增厚区2123,使得盖本体211在增厚区2123的厚度大于盖本体211在短槽段2122的厚度,增强了长槽段2121的强度,增强了端盖21的抗冲击能力,在一定程度上避免长槽段2121因受到外部冲击而破损,防止电池单体20的内部压力未达到起爆压力时泄压槽212即打开,从而保证电池单体20的正常工作。
增厚区2123的长度与长槽段2121的长度的比值若小于0.01,则增厚区2123的长度较小,对长槽段2121的加强效果过弱,对端盖21的抗冲击能力无明显提升。增厚区2123的长度与长槽段2121的长度的比值若大于0.5,则增厚区2123的长度较大,对长槽段2121的加强效果过强,使得电池单体20的内部压力达到起爆压力时长槽段2121不易打开,减弱了泄压速度。
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 (16)
1.一种端盖,其特征在于,包括:
盖本体;
泄压槽,设置于所述盖本体,所述泄压槽包括位于不同方位上的长槽段和短槽段,所述长槽段与所述短槽段相连;
其中,所述长槽段具有增厚区,所述盖本体在所述增厚区的厚度大于所述盖本体在所述短槽段的厚度。
2.根据权利要求1所述端盖,其特征在于,沿所述长槽段的延伸方向,所述增厚区的长度与所述长槽段的长度的比值为0.01-0.5。
3.根据权利要求1或2所述端盖,其特征在于,所述盖本体在所述增厚区的厚度不小于1mm。
4.根据权利要求1或2所述端盖,其特征在于,所述长槽段具有多个所述增厚区,沿所述长槽段的延伸方向,多个所述增厚区间隔排布。
5.根据权利要求1或2所述端盖,其特征在于,所述增厚区位于所述长槽段的中间位置。
6.根据权利要求1或2所述端盖,其特征在于,所述长槽段为沿直线轨迹延伸的直线槽。
7.根据权利要求1所述端盖,其特征在于,所述泄压槽包括两个所述长槽段,两个所述长槽段沿第一方向相对布置,所述短槽段连接两个所述长槽段。
8.根据权利要求7所述端盖,其特征在于,位于一个所述长槽段上的增厚区与位于另一个所述长槽段上的增厚区呈轴对称布置。
9.根据权利要求7所述端盖,其特征在于,所述长槽段包括第一端和第二端,每个所述长槽段的第一端与所述短槽段相连,一个长槽段的第一端与另一个长槽段的第二端的连线为第一连线,所述一个长槽段的第二端与所述另一个长槽段的第一端的连线为第二连线,所述第一连线与所述第二连线的交点为中心点,位于一个所述长槽段上的增厚区与位于另一个所述长槽段上的增厚区关于所述中心点中心对称布置。
10.根据权利要求7-9任一项所述端盖,其特征在于,所述泄压槽包括两个所述短槽段,两个所述短槽段沿第二方向相对布置,每个所述短槽段连接两个所述长槽段,所述第一方向、所述第二方向和所述盖本体的厚度方向两两垂直。
11.根据权利要求7-9任一项所述端盖,其特征在于,所述长槽段为沿直线轨迹延伸的直线槽,所述短槽段为沿圆弧轨迹延伸的弧形槽。
12.根据权利要求1所述端盖,其特征在于,所述长槽段的延伸方向与所述盖本体的宽度方向一致。
13.一种电池单体,其特征在于,包括:
电极组件;
壳体,具有一端开口的容纳空间,所述容纳空间用于容纳所述电极组件;
根据权利要求1-12任一项所述的端盖,所述端盖连接于所述壳体并封闭所述开口。
14.一种电池,其特征在于,包括:
箱体;
根据权利要求13所述的电池单体,所述电池单体容纳于所述箱体内。
15.根据权利要求14所述电池,其特征在于,所述端盖设置于所述电池单体的靠近所述箱体的底壁的一侧。
16.一种用电设备,其特征在于,包括根据权利要求14-15任一项所述的电池,所述电池用于提供电能。
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