CN218569128U - 电池单体、电池模组及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电池单体、电池模组及用电设备，涉及动力电池技术领域。电池单体包括：电池组件，其上端设置有输出极柱，且电池组件的左右两端设置有安装表面；防爆组件，其具有朝向安装表面的第一表面，第一表面与安装表面连接，以使得防爆组件的部分结构外露于电池组件。电池组件的上端设置输出极柱，防爆组件设置于连接于电池组件的安装表面，当电池组件发生热失控时，由于输出极柱与防爆组件设置于电池组件的不同表面，热失控产生的热量和烟雾从电池组件喷出，并喷破防爆组件，其沿着防爆组件的导流方向，流向电池模组的排烟通道，能够避免热失控反应物质喷落在输出极柱上，以引发短路事故，从而降低风险，提高产品的安全性能。

Description

电池单体、电池模组及用电设备

技术领域

本申请涉及动力电池技术领域，具体而言，涉及一种电池单体、电池模组及用电设备。

背景技术

电动车电池(electric-vehicle battery)简称EVB，是用在纯电动车(BEV)或混合动力电动汽车(HEV)上，以供应电动机能量。目前，电动车的电动电池主要宣统锂离子电池，并且一般安放在电动车的底部位置，即主要集成在车身的底板上。其中，为了满足电动车具有更大的续驶里程，通常会通过增大电池包的体积，以容纳更多的动力电池单体，从而可以向电动机持续提供更多的能量。

在电池技术的发展中，除了提高电池的能量密度以外，电池的安全性能也是一个不可忽视的问题。因此，如何提高电池的安全性能，是电池技术中一个亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种电池单体、电池模组及用电设备，其具有较高的安全性能。

为达上述目的，本申请采用以下技术方案：

第一方面，本申请提供一种电池单体，包括：电池组件，其上端设置有输出极柱，且所述电池组件的左右两端中的至少一者设置有安装表面；防爆组件，其具有朝向所述安装表面的第一表面，所述第一表面与所述安装表面连接，以使得所述防爆组件的至少一部分的结构外露于所述电池组件。

在上述实现的过程中，电池组件的上端设置输出极柱，防爆组件设置于连接于电池组件的安装表面，当电池组件发生热失控时，由于输出极柱与防爆组件设置于电池组件的不同表面，热失控产生的热量和烟雾从电池组件喷出，并喷破防爆组件，其沿着防爆组件的导流方向，流向电池模组的排烟通道，能够避免热失控反应物质喷落在输出极柱上，以引发短路事故，从而降低风险，提高产品的安全性能。

在一些实施例中，所述防爆组件包括防爆阀膜，所述安装表面上设置有防爆阀孔，所述防爆阀膜盖设于所述防爆阀孔处。

在上述实现的过程中，防爆阀膜设置于安装表面的外侧，并且用于盖设防爆阀孔，能够将热失控产生的热量和烟雾沿远离输出极柱的方向从电池组件的内部排出，避免输出极柱发生短路，提高安全性。

在一些实施例中，所述防爆阀膜与所述安装表面焊接。

在一些实施例中，所述防爆组件还包括防爆阀套，所述防爆阀套设置有一腔体，所述防爆阀套连接于所述防爆阀孔处，以使得所述防爆阀膜容纳于所述腔体。

在上述实现的过程中，防爆阀套设置有用于容纳防爆阀膜的腔体，其不仅能够对防爆发膜起到不被刮擦损坏的作用，同时也能够在电池组件发生热失控时，起到导流的作用。

在一些实施例中，所述防爆阀套包括连接部及引导部，所述连接部远离所述安装表面的一侧设置有所述引导部，所述引导部的长度方向为所述电池组件的长度方向。

在上述实现的过程中，引导部通过连接部连接于安装表面上，其不仅能够对防爆发膜起到不被刮擦损坏的作用，同时也能够在电池组件发生热失控时，起到导流的作用。

在一些实施例中，所述防爆阀套粘接于所述安装表面。

在一些实施例中，所述电池组件包括极卷结构及壳体结构，所述壳体结构上设置有所述防爆组件，且所述壳体结构具有一容纳腔，所述容纳腔被配置为用于容纳所述极卷结构。

在一些实施例中，所述壳体结构包括壳体本部及端盖，所述端盖配置于所述壳体本体的上端，且所述端盖上设置有所述输出极柱，所述输出极柱与所述极卷结构的极耳连接。

在上述实现的过程中，防爆组件位于壳体本部的左右两端中的至少一者，输出极柱位于端盖上，使得防爆组件与输出极柱位于不同的表面，能够在极卷结构发生热失控时，由于输出极柱远离防爆组件，能够减小输出极柱发生短路的概率，提高产品的安全性能。

第二方面，本申请还提供一种电池模组，包括如上述任一项所述的电池单体。

因本申请第二方面实施例提供的电池模组，因包括第一方面技术方案中所述的电池单体，因而具有上述实施例所具有的一切技术效果，在此不再赘述。

第三方面，本申请还提供一种用电设备，其特征在于，包括如上所述的电池模组。

因本申请第三方面实施例提供的用电设备，因包括第一方面技术方案中所述的电池模组，因而具有上述实施例所具有的一切技术效果，在此不再赘述。

本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

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使用者来讲，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是本申请实施例公开的一种电池单体的结构示意图。

图2是本申请实施例公开的一种电池单体的爆炸示意图。

图3是本申请实施例公开的一种电池单体的防爆组件的装配示意图。

附图标记

100、电池组件；101、极卷结构；102、壳体本部；1021、防爆阀孔；103、端盖；104、输出极柱；200、防爆组件；201、防爆阀膜；202、防爆阀套；2021、连接部；2022、引导部；300、第一焊接工装；400、第二焊接工装。

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、完整地描述，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。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术使用者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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

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“设置”、“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。对于本领域的普通技术使用者而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例

在本申请中，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，本申请实施例对此不做具体限定。

其中，电池单体包括电极组件和电解质，电极组件包括正极极片、负极极片和隔离件。电池单体主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。正极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；正极集流体包括正极集流部和正极极耳，正极集流部涂覆有正极活性物质层，正极极耳未涂覆正极活性物质层。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质层包括正极活性物质，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；负极集流体包括负极集流部和负极极耳，负极集流部涂覆有负极活性物质层，负极极耳未涂覆负极活性物质层。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质层包括负极活性物质，负极活性物质可以为碳或硅等。隔离件的材质可以为PP(polypropylene，聚丙烯)或PE(polyethylene，聚乙烯)等。

电池技术的发展要同时考虑多方面的设计因素，例如，放电容量、充放电倍率、能量密度及使用寿命等性能参数，另外，还需要考虑安全性能。发明人在设计的过程中发现，动力电池的电芯，防爆阀与正负输出极在同一面，即正负极和防爆阀都集成在电芯的端盖上，由于防爆阀与正负极输出极在同一面上，当发生热失控的时候，热电不分离，容易造成热失控反应物质喷落在电芯的表面，造成短路，进一步加剧热失控的风险。

鉴于此，如图1-图2所示，第一方面，本申请提供一种电池单体，包括：电池组件100及防爆组件200，所述电池组件100的上端设置有输出极柱104，所述防爆组件200设置于所述电池组件100的左端和/或右端，使得防爆组件200较输出极柱104远离设置，当所述电池组件100发生热失控时，能够减少输出极柱104发生短路的概率。

具体而言，电池组件100，其上端设置有输出极柱104，且所述电池组件100的左右两端中的至少一者设置有安装表面；防爆组件200，其具有朝向所述安装表面的第一表面，所述第一表面与所述安装表面连接，以使得所述防爆组件200的至少一部分的结构外露于所述电池组件100。

示例性的，所述电池组件100的长度方向为沿左右方向分布，所述电池组件100通过所述输出极柱104(即正负极)进行充放电，以满足所述电池单体的功能需求，当然为了保证所述电池组件100良好地性能及市场需求，可加长所述输出极柱104的长度，所述输出极柱104的长度方向为所述电池组件100的长度方向，其具体的长度数值不做特殊的限定，可根据实际应用情况进行设定，需要说明的是，当所述防爆组件200连接于所述电池组件100的安装表面时，能够保证所述电池组件100内部的电解液不会从所述防爆组件200与安装表面的连接位置或者防爆组件200内流出。

在上述实现的过程中，电池组件100的上端设置输出极柱104，防爆组件200设置于连接于电池组件100的安装表面，当电池组件100发生热失控时，由于输出极柱104与防爆组件200设置于电池组件100的不同表面，热失控产生的热量和烟雾从电池组件100喷出，并喷破防爆组件200，其沿着防爆组件200的导流方向，流向电池模组的排烟通道，能够避免热失控反应物质喷落在输出极柱104上，以引发短路事故，从而降低风险，提高产品的安全性能。

如图2所示，所述防爆组件200包括防爆阀膜201，所述安装表面上设置有防爆阀孔1021，所述防爆阀膜201盖设于所述防爆阀孔1021处，所述防爆阀膜201与所述安装表面焊接(例如激光焊接)。示例性的，所述电池组件100的左右两端均设置有防爆阀孔1021，所述防爆阀孔1021可设置为腰型孔，也可设置为圆形孔、方形孔等，相应地，所述防爆阀膜201可设置成与所述防爆阀孔1021的孔型一致的形状，也可设置成其他形状，只要能够对所述防爆阀孔1021进行盖设，并要求做到电解液在此处不出现漏液现象，并能承受一定的压强时，所述防爆阀膜201不会出现破裂即可。

在上述实现的过程中，防爆阀膜201设置于安装表面的外侧，并且用于盖设防爆阀孔1021，能够将热失控产生的热量和烟雾沿远离输出极柱104的方向从电池组件100的内部排出，避免输出极柱104发生短路，提高安全性。

在一些实施例中，所述防爆组件200还包括防爆阀套202，所述防爆阀套202设置有一腔体，所述防爆阀套202连接于所述防爆阀孔1021处，以使得所述防爆阀膜201容纳于所述腔体，其中所述防爆阀套202可通过粘接的方式(胶粘工艺，如结构胶，只要满足密封性和强度要求即可)粘接于所述安装表面。

在上述实现的过程中，防爆阀套202设置有用于容纳防爆阀膜201的腔体，其不仅能够对防爆发膜起到不被刮擦损坏的作用，同时也能够在电池组件100发生热失控时，起到导流的作用。

请再参照图2，所述防爆阀套202包括连接部2021及引导部2022，所述连接部2021远离所述安装表面的一侧设置有所述引导部2022，所述连接部2021与所述引导部2022可通过一体成型方式进行连接，所述引导部2022的长度方向为所述电池组件100的长度方向。可以理解的是，所述防爆阀套202的腔体内壁可与所述防爆阀膜201的外缘进行抵接，也可将该腔体的内壁与所述防爆阀膜201的外缘间隔设置，即该腔体的内缘尺寸大于所述防爆阀膜201的外缘尺寸，且所述腔体的形状可设置成与所述防爆阀膜201的形状一致，也可设置成其他的形状。

在上述实现的过程中，引导部2022通过连接部2021连接于安装表面上，其不仅能够对防爆发膜起到不被刮擦损坏的作用，同时也能够在电池组件100发生热失控时，起到导流的作用。

在一些实施例中，所述电池组件100包括极卷结构101及壳体结构，所述壳体结构上设置有所述防爆组件200，且所述壳体结构具有一容纳腔，所述容纳腔被配置为用于容纳所述极卷结构101，所述极卷结构101是由正极片、负极片及隔膜通过卷绕或者叠片等方式组装形成，以使得所述极卷组件形成正极耳和负极耳。

在一些实施例中，所述壳体结构包括壳体本部102及端盖103，所述端盖103配置于所述壳体本体的上端，且所述端盖103的上表面凸设有所述输出极柱104，所述输出极柱104与所述极卷结构101的极耳(正极耳和负极耳)连接。

可以理解的是，所述壳体本部102可以通过抽壳的加工方法，将铝材抽成具有开口朝上的矩形壳体，通过激光加工的方法，在壳体本部102的左右两端开孔，形成所述防爆阀孔1021，随后将第一焊接工装300顶柱所述壳体本部102的内表面，再将所述防爆阀膜201覆盖在所述防爆阀孔1021上，再通过第二焊接工装400压紧于所述防爆阀膜201的外侧，其中所述第二焊接工装400内圈做通心孔设计，该通心孔的圆周为焊接轨迹的最大范围，第一焊接工装300和第二焊接工装400进行压紧，这样防爆阀膜201就可以紧密接触，有利于激光焊接。

在上述实现的过程中，防爆组件200位于壳体本部102的左右两端中的至少一者，输出极柱104位于端盖103上，使得防爆组件200与输出极柱104位于不同的表面，能够在极卷结构101发生热失控时，由于输出极柱104远离防爆组件200，能够减小输出极柱104发生短路的概率，提高产品的安全性能。

第二方面，本申请还提供一种电池模组，包括如上述任一项所述的电池单体。因本申请第二方面实施例提供的电池模组，因包括第一方面技术方案中所述的电池单体，因而具有上述实施例所具有的一切技术效果，在此不再赘述。

第三方面，本申请还提供一种用电设备，其特征在于，包括如上所述的电池模组。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。车辆可以是燃油汽车、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；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。

因本申请第三方面实施例提供的用电设备，因包括第一方面技术方案中所述的电池模组，因而具有上述实施例所具有的一切技术效果，在此不再赘述。

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，对于本领域的技术使用者来说，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 (10)

1.一种电池单体，其特征在于，包括：

电池组件，其上端设置有输出极柱，且所述电池组件的左右两端中的至少一者设置有安装表面；

防爆组件，其具有朝向所述安装表面的第一表面，所述第一表面与所述安装表面连接，以使得所述防爆组件的至少一部分的结构外露于所述电池组件。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述防爆组件包括防爆阀膜，所述安装表面上设置有防爆阀孔，所述防爆阀膜盖设于所述防爆阀孔处。

3.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，所述防爆阀膜与所述安装表面焊接。

4.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，所述防爆组件还包括防爆阀套，所述防爆阀套设置有一腔体，所述防爆阀套连接于所述防爆阀孔处，以使得所述防爆阀膜容纳于所述腔体。

5.根据权利要求4所述的电池单体，其特征在于，所述防爆阀套包括连接部及引导部，所述连接部远离所述安装表面的一侧设置有所述引导部，所述引导部的长度方向为所述电池组件的长度方向。

6.根据权利要求4所述的电池单体，其特征在于，所述防爆阀套粘接于所述安装表面。

7.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述电池组件包括极卷结构及壳体结构，所述壳体结构上设置有所述防爆组件，且所述壳体结构具有一容纳腔，所述容纳腔被配置为用于容纳所述极卷结构。

8.根据权利要求7所述的电池单体，其特征在于，所述壳体结构包括壳体本部及端盖，所述端盖配置于所述壳体本体的上端，且所述端盖上设置有所述输出极柱，所述输出极柱与所述极卷结构的极耳连接。

9.一种电池模组，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的电池单体。

10.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的电池模组。

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