CN219180710U - 一种电池单体及电池模组 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池单体及电池模组，所述电池单体具有电池外壳，所述电池外壳上开设有排气口，在所述电池外壳的外表面上形成有向外凸起的夹层侧壁，所述夹层侧壁环绕在所述排气口周围；所述夹层侧壁包括外壁与内壁，所述外壁与内壁之间形成有容纳腔，所述容纳腔中放置有阻燃剂；泄压板，所述泄压板设置在所述夹层侧壁的顶端，所述泄压板封住所述排气口，所述泄压板被配置为在所述电池外壳内的压力达到阈值的情况下，从所述夹层侧壁的顶端脱落。

Description

一种电池单体及电池模组

技术领域

本申请属于电池技术领域，尤其涉及一种电池单体及电池模组。

背景技术

随着电池模组的快速发展，电池模组在各个领域中使用也越来越广泛，同时人们对于电池模组的安全要求也越来越高。而电池模组发生热失控是最普遍的问题，当电池模组发生热失控的时候，通常是其中的一个电池发生了热失控从而影响到了其他的电池，最终发生了热蔓延。

现有技术中，通常会在电池模组上设置排气装置，以降低电池发生热失控后对相邻电池的影响。但是当电池发生热失控之后，由于电池内部产生的高温气体，电池很容易发生着火的情况，从而引发火灾，造成人民的财产损失，甚至会威胁人们的生命安全。

所以有必要对电池模组防火阻燃的性能进行改进。

实用新型内容

本申请实施例的一个目的是提供一种电池单体及电池模组，可以提升电池单体和电池模组的安全性能。

根据本申请实施例的第一个方面，提供一种电池单体，所述电池单体具有电池外壳，所述电池外壳上开设有排气口，在所述电池外壳的外表面上形成有向外凸起的夹层侧壁，所述夹层侧壁环绕在所述排气口周围；

所述夹层侧壁包括外壁与内壁，所述外壁与内壁之间形成有容纳腔，所述容纳腔中放置有阻燃剂；

泄压板，所述泄压板设置在所述夹层侧壁的顶端，所述泄压板封住所述排气口，所述泄压板被配置为在所述电池外壳内的压力达到阈值的情况下，从所述夹层侧壁的顶端脱落。

可选地，所述电池外壳采用金属材质制成，所述外壁与所述电池外壳的材质相同；

所述内壁采用树脂材质制成。

可选地，所述泄压板与所述夹层侧壁的连接处形成有减薄所述泄压板的厚度的刻痕。

可选地，所述刻痕呈环形。

可选地，所述电池单体整体呈条形板状，所述电池外壳具有第一端和第二端，所述排气口位于所述电池外壳的第一端，所述电池外壳的第一端处还形成有电极极柱；

所述电池外壳的第二端处形成有注液孔和另一个电极极柱。

根据本申请实施例的第二个方面，提供一种电池模组，包括：

壳体；

所述的电池单体，多个所述电池单体并排设置在所述壳体内；

排气通道，所述排气通道设置在所述壳体内，所述排气通道的侧面开设有多个避让孔；

所述电池单体的夹层侧壁以及泄压板从所述避让孔插接至所述排气通道内，各个所述电池单体的夹层侧壁与各个避让孔一一对应，所述排气口与所述排气通道之间隔着所述泄压板。

可选地，所述避让孔与所述夹层侧壁之间设有阻燃密封胶条。

可选地，所述排气通道内设有容纳盒，所述容纳盒的位置与所述避让孔正对，所述容纳盒内放置有灭火剂；

所述容纳盒被配置为能破裂以使所述灭火剂漏出。

可选地，所述泄压板的外表面上形成有顶针，所述顶针朝向所述容纳盒；

在所述泄压板从所述夹层侧壁上脱落的情况下，所述顶针用于刺破所述容纳盒。

可选地，所述容纳盒的朝向所述避让孔的一面采用蜡封结构形成。

可选地，多个所述电池单体两两成对，成对的两个电池单体的排气口朝向相同的方向；

成对的所述电池单体分为正向组和反向组，作为正向组的电池单体对的排气口朝向第一方向，作为反向组的电池单体对的排气口朝向与第一方向相反的方向；

正向组和反向组的电池单体对依次间隔交替布置；

所述电池模组包括两个排气通道，其中一个排气通道的避让孔用于与正向组的电池单体对的夹层侧壁对接，另一个排气通道的避让孔用于与反向组的电池单体对的夹层侧壁对接。

本申请实施例的一个技术效果在于，通过在电池单体的排气口处设置夹层侧壁并填充阻燃剂，在保证排气口能够正常泄压、结构可靠的同时可以提高防火性能，从而提升电池的安全性能。

通过以下参照附图对本申请的示例性实施例的详细描述，本申请的其它特征及其优点将会变得清楚。

附图说明

被结合在说明书中并构成说明书的一部分的附图示出了本申请的实施例，并且连同其说明一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请实施例中的电池单体的结构示意图；

图2为本申请实施例中的电池单体的结构示意图；

图3为图1的局部放大图；

图4为本申请实施例中的电池模组的排气管道安装面的结构示意图；

图5为本申请实施例中的电池模组的排气管道的侧界面结构示意图；

图6为本申请实施例中的排气管道的局部放大图。

附图标记说明：电池单体100；电池外壳1；排气口11；夹层侧壁12；内壁121；外壁122；容纳腔123；泄压板13；顶针131；刻痕132；注液口14；电极极柱15；电池模组200；壳体2；排气通道21；避让孔212；阻燃密封胶条22；容纳盒23。

具体实施方式

现在将参照附图来详细描述本申请的各种示例性实施例。应注意到：除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本申请的范围。

以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本申请及其应用或使用的任何限制。

对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为说明书的一部分。

在这里示出和讨论的所有例子中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它例子可以具有不同的值。

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讨论。

根据本申请实施例的第一个方面，提供一种电池单体100，所述电池单体100具有电池外壳1，所述电池外壳1上开设有排气口11，在所述电池外壳1的外表面上形成有向外凸起的夹层侧壁12，所述夹层侧壁12环绕在所述排气口11周围；

所述夹层侧壁12包括外壁122与内壁121，所述外壁122与内壁121之间形成有容纳腔123，所述容纳腔123中放置有阻燃剂；

泄压板13，所述泄压板13设置在所述夹层侧壁12的顶端，所述泄压板13封住所述排气口11，所述泄压板13被配置为在所述电池外壳1内的压力达到阈值的情况下，从所述夹层侧壁12的顶端脱落。

如图1和图3所示，在电池单体100的一个端部开设有排气口11，当电池单体100的内部发生热失控时，电池单体100内部的气体通过排气口11将电池内部的气体排出电池单体100的内部，可以防止电池单体100的内部气压过大而发生爆炸。在排气口11处形成有向电池单体100外凸出的夹层侧壁12，夹层侧壁12包括有内壁121和外壁122，外壁122与电池的外壳为一体的，在外壁122的内层有一层内壁121，内壁121与外壁122之间形成有容纳腔123，容纳腔123中放置有阻燃剂。内壁121向内围成的空间正好与排气口11的位置及形状相对应，从排气口11排除的气体会从内壁121为围成的空间流出。其中，阻燃剂选择固态阻燃剂，优选地，固态阻燃剂选择膨胀型阻燃剂，例如磷-氮型阻燃剂，该阻燃剂以磷、氮为主要元素，当温度升高受热时，该阻燃剂表面会形成一层均匀的碳质泡沫层，起到隔热、氧的作用，因此可以阻止电池单体100的燃烧，若电池单体100的内部温度较高的时候，可以通过阻燃剂阻止电池单体100燃烧，避免发生火灾。

如图3所示，在夹层侧壁12的顶端设置有泄压板13，泄压板13与外壁122之间可以通过焊接、胶粘等方式将泄压板13固定在夹层侧壁12的顶端，泄压板13与内壁121之间可以通过热熔的方式将泄压板13固定在夹层侧壁12的顶端。在电池单体100正常使用的时候，泄压板13会将排气口11封住。当电池单体100发生热失控的时候，电池单体100内部的气体会通过排气口11排出，在一种实施方式中，电池单体100内部的高压气体会将泄压板13从夹层侧壁12顶开，实现电池单体100内部的气体快速排放。在另一种实施方式中，电池单体100内部的高温气体会使得泄压板13发生变形，从而使得泄压板13从夹层侧壁12的顶端脱落，排气口11被打开，实现电池单体100内部的气体快速排放。在另一种实施方式中，电池单体100内部的气体会将泄压板13直接冲破，将泄压板13从夹层侧壁12顶开，实现电池单体100内部的气体快速排放。

可选地，所述电池外壳1采用金属材质制成，所述外壁122与所述电池外壳1的材质相同；

所述内壁121采用树脂材质制成。

如图1和图3所示，电池外壳1选择金属材质，外壁122与电池外壳1为一体的，外壁122的材质也是选择金属材质。其中该金属材质优选铝制材料，铝制材料的熔点较高，当电池单体100发生热失控时，电池外壳1不会因为温度较高而本融化。内壁121的材质选择树脂材质，树脂材质的熔点接近电池热失控时其温度，当电池单体100发生热失控时，高温气体可使树脂层融化，树脂材质融化之后，容纳腔123内的阻燃剂则会被释放，从而通过阻燃剂避免发生燃烧。

可选地，所述泄压板13与所述夹层侧壁12的连接处形成有减薄所述泄压板13的厚度的刻痕132。可选地，所述刻痕132呈环形。

如图3所示，泄压板13内侧与边缘相近的位置开有刻痕132做了强度减弱处理，该刻痕132可以减薄泄压板13的厚度，电池单体100内外压差过大，内部气体会便于会顶开泄压板13，从而实现急速排放气体，从而迅速降低电池单体100内部压力。

其中，刻痕132呈环形，其形状与泄压板13的形状相一致，在泄压板13的周圈设置刻痕132，便于泄压板13被电池单体100内部的气体顶开，从而迅速降低电池单体100内部压力，避免电池内部因气压过大而发生爆炸等情况。

可选地，所述电池单体100整体呈条形板状，所述电池外壳1具有第一端和第二端，所述排气口11位于所述电池外壳1的第一端，所述电池外壳1的第一端处还形成有电极极柱15；

所述电池外壳1的第二端处形成有注液孔和另一个电极极柱15。

如图1和图2所示，电池单体100整体呈条形板状，便于电池单体100与电池单体100之间叠放排列形成电池模组200，可以节省空间，提高使用效率。在实际使用当中，也可以根据需要将电池单体100制作成圆柱体、立方体等形状。电池外壳1上具有第一端和第二端，第一端和第二端分别在电池外壳1的两个端部，当第一端为正极的时候，第一端的电极极柱15为正极电极柱，第二端为负极，第二端的电极极柱15为负极电极柱；当第一端为负极的时候，第一端的电极极柱15为负极电极柱，第二端为正极，第二端的电极极柱15为正极电极柱。其中排气口11开设置在第一端的端部，注液口14开设在第二端的端部，排气口11与注液口14设置在两侧。

根据本申请实施例的第二个方面，提供一种电池模组200，包括：

壳体2；

所述的电池单体100，多个所述电池单体100并排设置在所述壳体2内；

排气通道21，所述排气通道21设置在所述壳体2内，所述排气通道21的侧面开设有多个避让孔212；

所述电池单体100的夹层侧壁12以及泄压板13从所述避让孔212插接至所述排气通道21内，各个所述电池单体100的夹层侧壁12与各个避让孔212一一对应，所述排气口11与所述排气通道21之间隔着所述泄压板13。

如图4和图5所示，电池模组200包括有壳体2，壳体2中有放置多个电池单体100的空间，将电池单体100并列放置在壳体2的内部。在壳体2的内部还设置有排气通道21，壳体2上的布置顺序为排气通道21、放置电池单体100的空间、排气通道21，也就是说，在放置电池单体100的空间的两侧均设置有排气通道21，因为电池单体100串联，电池单体100的正极与负极为相邻设置，所以在两侧均有排气口11，所以需要在放置电池单体100的空间的两侧均设置有排气通道21。排气通道21上设置有多个避让孔212，当电池单体100并列放置在壳体2中的时候，电池单体100上的排气口11的位置与避让孔212的位置一一对应，使得电池单体100的夹层侧壁12以及泄压板13会从避让孔212穿过与排气通道21连通。其中电池单体100的排气口11与排气通道21之间隔着泄压板13，也就是说排气口11与排气通道21之间不是直接连通，当电池单体100发生热失控的时候，电池单体100内的气压达到阈值，会将泄压板13冲开，此时排气口11与排气通道21连通，电池单体100内的气体会通过排气口11将电池单体100内的气体排到排气通道21中，通过排气通道21将气体排出。

可选地，所述避让孔212与所述夹层侧壁12之间设有阻燃密封胶条22。

如图6所示，避让孔212与夹层侧壁12之间设置有阻燃密封胶条22，当电池单体100排列放置在壳体2中的时候，每个避让孔212与每个电池单体100之间均会通过阻燃密封胶条22将避让孔212与夹层侧壁12之间缝隙密封。当其中一个电池单体100发生热失控的时候，电池单体100内的气体排放至排气通道21中，甚至该电池单体100可能会因为高温引起火灾，通过阻燃密封胶条22，排气通道21中的气体或者发生的火灾可以避免影响到其他的电池单体100，从而可以进一步避免其他电池单体100发生损害。

可选地，所述排气通道21内设有容纳盒23，所述容纳盒23的位置与所述避让孔212正对，所述容纳盒23内放置有灭火剂；

如图6所示，在排气通道21内设置有多个容纳盒23，容纳盒23设置在排气通道21的内侧的侧壁上，容纳盒23向排气通道21凸出。容纳盒23可以胶粘在排气通道21的内壁121上，也可以与排气通道21的内壁121为一体成型，在容纳盒23的顶部通过蜡封结构密封，蜡封结构易于融化或被刺破。容纳盒23的位置与避让孔212的位置相对应，容纳盒23放置有灭火剂。当电池单体100因高温发生火灾，则容纳腔123上的内壁121会被融化，容纳腔123内的阻燃剂会流出，首先会阻止电池单体100发生火灾，电池单体100内部的阻燃剂阻止不了时，容纳盒23上的蜡封结构会被融化或者刺破，容纳盒23内的灭火剂会流出，此时的灭火剂会发挥作用，可有效阻止电池单体100发生火灾。

所述容纳盒23被配置为能破裂以使所述灭火剂漏出。

在一个优选的实施例中，容纳盒23可以通过高温将容纳盒23上的密封结构融化，密封结构融化之后，容纳盒23内的灭火剂则会流到排气通道21内，电池单体100发生着火时，容纳盒23内的灭火剂则会发生作用，起到灭火的作用。在另一个实施例中，容纳盒23上的密封结构可以被刺破，当电池单体100发生着火的时候，容纳盒23上的密封结构被刺破，容纳盒23内的灭火剂则会流到排气通道21内，容纳盒23内的灭火剂则会发生作用，起到灭火的作用。

可选地，所述泄压板13的外表面上形成有顶针131，所述顶针131朝向所述容纳盒23；

在所述泄压板13从所述夹层侧壁12上脱落的情况下，所述顶针131用于刺破所述容纳盒23。

在容纳盒23上的密封结构可以被刺破的这个实施例中，在泄压板13的外表面上设置一个顶针131，顶针131的位置朝向容纳盒23的密封结构，当电池单体100的内部发声热失控的时候，电池单体100内部的气体会将泄压板13冲开，由于泄压板13的位置与容纳盒23的位置相对应，被冲开的泄压板13会被顶到容纳盒23的密封结构的位置处，泄压板13上的顶针131会将容纳盒23的密封结构刺破，容纳盒23内的灭火剂则会流到排气通道21内，容纳盒23内的灭火剂则会发生作用，起到灭火的作用

可选地，所述容纳盒23的朝向所述避让孔212的一面采用蜡封结构形成。

在一个优选的实施例中，容纳盒23朝向避让孔212的一面采用蜡封结构密封，且通过封蜡层密封，具有熔点低的特点，可以通过高温热气将其融化，使得容纳盒23内部的灭火剂易于流出。

进一步说明，容纳盒23的材质选择为绝缘材质，优选地，容纳盒23的材质为聚丙烯或者聚乙烯，其材质为受热可熔化，电池单体100内部的强大的热气流会将泄压板13冲开，同时电池单体100内部的高温气体会将容纳盒23外部的材质融化，从而容纳盒23内部的灭火剂则会流出。

若电池单体100内部的温度没达到使容纳盒23的熔点时，而电池单体100内部气压过大，强大的热气流会将泄压板13顶到对应着容纳盒23的密封结构，泄压板13外侧设置的顶针131会将密封结构顶破，容纳盒23里面的灭火剂会流出，如电池单体100出现着火，电池单体100内部的阻燃剂阻止不了时，此时的灭火剂会发挥作用，可有效阻止热失控的蔓延。可选地，多个所述电池单体100两两成对，成对的两个电池单体100的排气口11朝向相同的方向；

成对的所述电池单体100分为正向组和反向组，作为正向组的电池单体100对的排气口11朝向第一方向，作为反向组的电池单体100对的排气口11朝向与第一方向相反的方向；

正向组和反向组的电池单体100对依次间隔交替布置；

所述电池模组200包括两个排气通道21，其中一个排气通道21的避让孔212用于与正向组的电池单体100对的夹层侧壁12对接，另一个排气通道21的避让孔212用于与反向组的电池单体100对的夹层侧壁12对接。

进一步说明，电池模组200包括多个串并联的电池单体100。优选地，电池模组200采取电池单体100两两并联再串联的方式，两个电池单体100的正极与负极的朝向相同，组成并联关系的正向组和反向组。正向组的两个电池单体100与反向组的电池单体100的正极与负极的朝向相反且依次间隔布置，也就是说正向组的两个电池单体100相邻着两个反向组的两个电池单体100，依次排列，正向组的电池单体100与反向组的电池单体100为串联关系。

进一步说明，电池模组200的壳体2上设置有两个排气通道21，两个排气通道21分别设置在壳体2中放置电池单体100的空间的两个对侧，并且两个排气通道21的结构是一样的。若正向组的两个电池单体100对着一侧排气通道21，则反向组的两个电池单体100则对着另一侧的排气通道21。采取电池两两并联再串联的方式，可以使得多个电池单体100的泄压板13不会位于同一侧，从而增加电池单体100的容量以及保证两侧泄压板13数量的均匀性。

虽然已经通过例子对本申请的一些特定实施例进行了详细说明，但是本领域的技术人员应该理解，以上例子仅是为了进行说明，而不是为了限制本申请的范围。本领域的技术人员应该理解，可在不脱离本申请的范围和精神的情况下，对以上实施例进行修改。本申请的范围由所附权利要求来限定。

Claims (11)

1.一种电池单体，其特征在于，所述电池单体具有电池外壳，所述电池外壳上开设有排气口，在所述电池外壳的外表面上形成有向外凸起的夹层侧壁，所述夹层侧壁环绕在所述排气口周围；

所述夹层侧壁包括外壁与内壁，所述外壁与内壁之间形成有容纳腔，所述容纳腔中放置有阻燃剂；

泄压板，所述泄压板设置在所述夹层侧壁的顶端，所述泄压板封住所述排气口，所述泄压板被配置为在所述电池外壳内的压力达到阈值的情况下，从所述夹层侧壁的顶端脱落。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述电池外壳采用金属材质制成，所述外壁与所述电池外壳的材质相同；

所述内壁采用树脂材质制成。

3.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述泄压板与所述夹层侧壁的连接处形成有减薄所述泄压板的厚度的刻痕。

4.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，所述刻痕呈环形。

5.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体整体呈条形板状，所述电池外壳具有第一端和第二端，所述排气口位于所述电池外壳的第一端，所述电池外壳的第一端处还形成有电极极柱；

所述电池外壳的第二端处形成有注液孔和另一个电极极柱。

6.一种电池模组，其特征在于，包括：

壳体；

多个权利要求1至5任意之一所述的电池单体，多个所述电池单体并排设置在所述壳体内；

排气通道，所述排气通道设置在所述壳体内，所述排气通道的侧面开设有多个避让孔；

所述电池单体的夹层侧壁以及泄压板从所述避让孔插接至所述排气通道内，各个所述电池单体的夹层侧壁与各个避让孔一一对应，所述排气口与所述排气通道之间隔着所述泄压板。

7.根据权利要求6所述的电池模组，其特征在于，所述避让孔与所述夹层侧壁之间设有阻燃密封胶条。

8.根据权利要求6所述的电池模组，其特征在于，所述排气通道内设有容纳盒，所述容纳盒的位置与所述避让孔正对，所述容纳盒内放置有灭火剂；

所述容纳盒被配置为能破裂以使所述灭火剂漏出。

9.根据权利要求8所述的电池模组，其特征在于，所述泄压板的外表面上形成有顶针，所述顶针朝向所述容纳盒；

在所述泄压板从所述夹层侧壁上脱落的情况下，所述顶针用于刺破所述容纳盒。

10.根据权利要求8所述的电池模组，其特征在于，所述容纳盒的朝向所述避让孔的一面采用蜡封结构形成。

11.根据权利要求6所述的电池模组，其特征在于，多个所述电池单体两两成对，成对的两个电池单体的排气口朝向相同的方向；

成对的所述电池单体分为正向组和反向组，作为正向组的电池单体对的排气口朝向第一方向，作为反向组的电池单体对的排气口朝向与第一方向相反的方向；

正向组和反向组的电池单体对依次间隔交替布置；

所述电池模组包括两个排气通道，其中一个排气通道的避让孔用于与正向组的电池单体对的夹层侧壁对接，另一个排气通道的避让孔用于与反向组的电池单体对的夹层侧壁对接。

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