CN218887333U - 一种电池、电池模组及动力装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电池、电池模组及动力装置，涉及电池技术领域。电池包括壳体、防爆阀和极柱。壳体为具有空腔的长方体结构，壳体具有由长边和高边构成的第一侧面，以及由宽边和高边构成的第二侧面；防爆阀设于任一第一侧面上，防爆阀设有一个或多个，设置多个防爆阀时，多个防爆阀设于同一第一侧面上或分设于两个第一侧面上；极柱设于第二侧面上。本实用新型能够解决现有技术中的长电池在发生热失控时，电池内部压力无法及时释放导致壳体破裂、安全性能差的问题，具有气体传输距离短、气体及时扩散、快速泄压、安全性能高的效果。

Description

一种电池、电池模组及动力装置

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体涉及一种电池、电池模组及动力装置。

背景技术

续航、快充和安全是电池关键性能参数。而其中的安全性能又是电池性能的重中之重。采用长电芯设计可以有效提高电池包的体积利用率，提高电池能量密度。当前的长电芯采用在盖板上出极柱的方式，防爆阀设置在长电池的盖板上。在发生热失控时，内部失控点部位迅速产气，而由于防爆阀位于盖板上，因过传输距离较长，气体无法及时扩散，导致电池内部压力过大而发生壳体破裂，引发热失控。

实用新型内容

本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中的长电池在发生热失控时，电池内部压力无法及时释放导致壳体破裂、安全性能差的缺陷，从而提供一种电池、电池模组及动力装置。

为了解决上述问题，本实用新型一方面提供了一种电池，包括壳体、防爆阀和极柱。壳体为具有空腔的长方体结构，壳体具有由长边和高边构成的第一侧面，以及由宽边和高边构成的第二侧面；防爆阀设于任一第一侧面上，防爆阀设有一个或多个，设置多个防爆阀时，多个防爆阀设于同一第一侧面上或分设于两个第一侧面上；极柱设于第二侧面上。

可选的，电池的能量密度大于220Wh/kg，壳体的长度和宽度的比值为1～5，宽度和高度的比值为1～15，防爆阀设有一个。

可选的，防爆阀设于第一侧面的中部。

可选的，电池的能量密度小于220Wh/kg，壳体的长度和宽度的比值为2～18，宽度和高度的比值为1～15，防爆阀设有一个或多个。

可选的，防爆阀设有三个，三个防爆阀沿壳体的长边等间隔地设于第一侧面。

可选的，三个防爆阀设于同一第一侧面上，其中两个防爆阀分别靠近两个第二侧面设置，另一个防爆阀设于第一侧面的中部。

可选的，极柱设有两个，分别为正极极柱和负极极柱，正极极柱和负极极柱设于同一第二侧面上，或，正极极柱和负极极柱分别设于两个第二侧面上。

可选的，壳体具有由长边和宽边构成的第三侧面，至少，两个第一侧面以及两个第三侧面上包覆有绝缘膜；位于防爆阀上的绝缘膜，或靠近防爆阀的周边区域的绝缘膜上设有易于爆破的刻痕。

可选的，包括方形的电芯，电芯设于壳体内，电芯的材料体系包括钠离子电池体系、无钴体系、LFP体系、LMFP体系、三元-石墨体系以及三元-石墨掺硅体系。

可选的，壳体采用铝、钢或塑料制成。

本实用新型的第二方面提供了一种电池模组，包括以上技术方案中任一项所述的电池。

本实用新型的第三方面提供了一种动力装置，包括以上技术方案中任一项所述的电池或以上技术方案中所述的电池模组。

本实用新型具有以下优点：

1.利用本实用新型的技术方案，相比于传统的设置于由宽边和高边构成的第二侧面上，由于防爆阀设于由长边和高边构成的第一侧面上，当壳体内部发生失控点时，失控点产生的气体的传输距离明显缩短，气体能够及时向防爆阀位置处扩散，通过防爆阀实现电池内部压力的快速释放，完成泄压，从而，避免电池壳体因内部气体无法及时扩散导致的压力过大、壳体破裂以及热失控。在保证电池的体积利用率和能量密度等性能时，大大提高了电池的安全性能。且，当防爆阀设置多个时，多个防爆阀可以设于同一个第一侧面上，也可以分设于两个第一侧面上，能够适用于能量密度小于220Wh/kg的电池的快速散热、及时泄压。另外，由于极柱设于由宽边和高边构成的第二侧面上，与防爆阀设在不同面上，防爆阀爆破时不会对极柱产生影响，防止极柱意外导电或短路，进一步提高电池的安全性能。

2.当防爆阀设置多个，且多个防爆阀分别设于两个第一侧面上时，电池能够实现向两侧散热，相比于向单侧散热，在发生失控点时，气体能够从两侧实现快速的扩散，进一步提高电池的安全性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，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示出了本实用新型提供的电池的第一种实施例的结构示意图；

图2示出了本实用新型提供的电池的第二种实施例的结构示意图；

图3示出了本实用新型提供的电池的第三种实施例的结构示意图；

图4示出了本实用新型提供的电池的第四种实施例的结构示意图；

图5示出了图1中所示的电池包覆绝缘膜的结构示意图。

附图标记说明：

1、壳体；11、第一侧面；12、第二侧面；13、第三侧面；2、防爆阀；3、极柱；31、正极极柱；32、负极极柱；4、绝缘膜；41、刻痕；10、电池；a、长边；b、宽边；c、高边。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，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，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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，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”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。

此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

为了便于介绍本实用新型的技术方案，以下结合附图以及具体的实施例来详细说明，但实施例不应看作是对本实用新型的限制。

实施例1

一种电池10，参照图1-图5，包括壳体1、防爆阀2和极柱3。壳体1为具有空腔的长方体结构，壳体1具有由长边a和高边c构成的第一侧面11，以及由宽边b和高边c构成的第二侧面12；防爆阀2设于任一第一侧面11上，防爆阀2设有一个或多个，设置多个防爆阀2时，多个防爆阀2设于同一第一侧面11上或分设于两个第一侧面11上；极柱3设于第二侧面12上。

相比于传统的防爆阀2设置于由宽边b和高边c构成的第二侧面12上的方案，本实用新型的技术方案，由于防爆阀2设于由长边a和高边c构成的第一侧面11上，当壳体1内部发生失控点时，失控点产生的气体的传输距离明显缩短，气体能够及时向防爆阀2位置处扩散，通过防爆阀2实现电池内部压力的快速释放，完成泄压，从而，避免电池壳体1因内部气体无法及时扩散导致的压力过大、壳体1破裂以及热失控的情况。在保证电池的体积利用率和能量密度等性能时，大大提高了电池的安全性能。且，当防爆阀2设置多个时，多个防爆阀2可以设于同一个第一侧面11上，也可以分设于两个第一侧面11上，能够适用于能量密度小于220Wh/kg的电池10的快速散热、及时泄压。另外，由于极柱3设于由宽边b和高边c构成的第二侧面12上，与防爆阀2设在不同的面上，防爆阀2爆破时不会对极柱3产生影响，防止极柱3意外导电或短路，进一步提高电池10的安全性能。

可选的，如图1所示，当电池10的能量密度大于220Wh/kg时，壳体1的长度和宽度的比值，即a和b的比值为1～5，宽度和高度的比值，即b和c的比值为1～15，防爆阀2设有一个。

可选的，防爆阀2设于第一侧面11的中部。

可选的，参照图1，当电池10的能量密度小于220Wh/kg时，壳体1的长度和宽度的比值，即a和b的比值为2～18，宽度和高度的比值，即b和c的比值为1～15，防爆阀2设有一个或多个。

可选的，参照图2，防爆阀2设有两个，两个防爆阀2设于同一个第一侧面11，两个防爆阀2沿壳体1的长边a间隔设置。当然，在一些其他的实施例中，两个防爆阀2分别设于相对的两个第一侧面11上。具体的，两个防爆阀2均设于第一侧面11的中部。

可选的，参照图3，防爆阀2设有三个，三个防爆阀2沿壳体1的长边a等间隔地设于第一侧面11。

可选的，参照图3，三个防爆阀2设于同一第一侧面11上，其中两个防爆阀2分别靠近两个第二侧面12设置，另一个防爆阀2设于第一侧面11的中部，如图3所示。当然，在一些其他的实施例中，三个防爆阀2分别设于两个第一侧面11上。可选的，与图3所示的电池10的区别在于，中间的防爆阀2设于另一个第一侧面11上。

当防爆阀2设置多个，且多个防爆阀2分别设于两个第一侧面11上时，电池10能够实现向两侧散热，相比于向单侧散热，在发生失控点时，气体能够从两侧实现快速的扩散，进一步提高电池的安全性能。

可选的，极柱3设有两个，分别为正极极柱31和负极极柱32，正极极柱31和负极极柱32设于同一第二侧面12上，如图4所示，或，正极极柱31和负极极柱32分别设于两个第二侧面12上，如图1-图3所示。

可选的，壳体1具有由长边a和宽边b构成的第三侧面13，至少，两个第一侧面11以及两个第三侧面13上包覆有绝缘膜4，如图4和图5所示；当然，在一些其他的实施例中，壳体1的六个面全部包覆绝缘膜4。位于防爆阀2上的绝缘膜4，或靠近防爆阀2的周边区域的绝缘膜4上设有易于爆破的刻痕41。设置刻痕41的位置处的绝缘膜4的强度小于未设置刻痕41处的绝缘膜4的强度，当电池10出现失控点时，其他迅速扩散，在压力作用下，设置刻痕41的位置优先爆破，实现泄压。

可选的，电池10包括方形的电芯，电芯设于壳体1内，电芯的材料体系包括钠离子电池体系、无钴体系、LFP体系、LMFP体系、三元-石墨体系以及三元-石墨掺硅体系。本实施例提供的电池10，由于防爆阀2设于电池10的第一侧面11，且根据电池10的能量密度的不同，设置不同的长、宽、高的比，防爆阀2数量设置一个或多个，能够实现在出现失控点时气体及时扩散泄压。基于此，本实施例提供的电池10，能够兼容由上述多种材料体系制成的电芯，不再受限于传统的材料体系。

可选的，壳体1采用铝、钢或塑料制成。当壳体1选用钢壳时，壳体1和极柱3导电连通，可实现钢壳的防腐。

实施例2

一种电池模组，包括实施例1中所述的电池10。

实施例3

一种动力装置，包括实施例1中的电池10或实施例2中所述的电池模组。

根据上述描述，本专利申请具有以下优点：

1、由于防爆阀2设于由长边a和高边c构成的第一侧面11上，当壳体1内部发生失控点时，失控点产生的气体的传输距离明显缩短，气体能够及时向防爆阀2位置处扩散，通过防爆阀2实现电池内部压力的快速释放，完成泄压，从而，避免电池壳体1因内部气体无法及时扩散导致的压力过大、壳体1破裂以及热失控；

2、在保证电池10的体积利用率和能量密度等性能时，大大提高了电池的安全性能；且，当防爆阀2设置多个时，多个防爆阀2可以设于同一个第一侧面11上，也可以分设于两个第一侧面11上，能够适用于能量密度小于220Wh/kg的电池10的快速散热、及时泄压；

3、当防爆阀2设置多个，且多个防爆阀2分别设于两个第一侧面11上时，电池10能够实现向两侧散热，相比于向单侧散热，在发生失控点时，气体能够从两侧实现快速的扩散，进一步提高电池的安全性能；

4、由于极柱3设与防爆阀2设在不同面上，防爆阀2爆破时不会对极柱3产生影响，防止极柱3意外导电或短路，进一步提高电池10的安全性能。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种电池，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体为具有空腔的长方体结构，所述壳体具有由长边和高边构成的第一侧面，以及由宽边和高边构成的第二侧面；

防爆阀，所述防爆阀设于任一所述第一侧面上，所述防爆阀设有一个或多个，设置多个所述防爆阀时，多个所述防爆阀设于同一所述第一侧面上或分设于两个所述第一侧面上；

极柱，设于所述第二侧面上。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池的能量密度大于220Wh/kg，所述壳体的长度和宽度的比值为1～5，宽度和高度的比值为1～15，所述防爆阀设有一个。

3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述防爆阀设于所述第一侧面的中部。

4.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池的能量密度小于220Wh/kg，所述壳体的长度和宽度的比值为2～18，宽度和高度的比值为1～15，所述防爆阀设有一个或多个。

5.根据权利要求4所述的电池，其特征在于，所述防爆阀设有三个，三个所述防爆阀沿所述壳体的长边等间隔地设于同一所述第一侧面上；

和/或，三个所述防爆阀设于同一所述第一侧面上，其中两个所述防爆阀分别靠近两个所述第二侧面设置，另一个所述防爆阀设于所述第一侧面的中部。

6.根据权利要求1-5中任一项所述的电池，其特征在于，所述极柱设有两个，分别为正极极柱和负极极柱，所述正极极柱和所述负极极柱设于同一所述第二侧面上，或，所述正极极柱和所述负极极柱分别设于两个所述第二侧面上。

7.根据权利要求1-5中任一项所述的电池，其特征在于，所述壳体具有由长边和宽边构成的第三侧面，至少，两个所述第一侧面以及两个所述第三侧面上包覆有绝缘膜；位于所述防爆阀上的所述绝缘膜或靠近所述防爆阀的周边区域的所述绝缘膜上设有易于爆破的刻痕。

8.根据权利要求1-5中任一项所述的电池，其特征在于，包括方形的电芯，所述电芯设于所述壳体内，所述电芯的材料体系包括钠离子电池体系、无钴体系、LFP体系、LMFP体系、三元-石墨体系以及三元-石墨掺硅体系；

和/或，所述壳体采用铝、钢或塑料制成。

9.一种电池模组，其特征在于，包括权利要求1-8中任一项所述的电池。

10.一种动力装置，其特征在于，所述动力装置包括权利要求1-8中任一项所述的电池或包括权利要求9所述的电池模组。

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