CN219393499U - 一种电池及电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池及电池包，包括电池壳体以及绝缘膜，电池壳体设有第一面，第一面上设有防爆阀以及壳体暴露区；壳体暴露区围设于防爆阀外周沿；绝缘膜具有至少包覆于第一面上的第一绝缘层；第一绝缘层上设有开口；开口的内壁围设于壳体暴露区外周沿。本实用新型还提供一种电池包，包括电池箱体以及上述的电池，电池箱体包括液冷板，液冷板安装于电池箱体底面，电池安装在电池箱体上，第一面朝向液冷板设置。本实用新型通过在绝缘膜设有开口，以使防爆阀以及部分电池壳体表面露出与绝缘膜，当防爆阀开启后，金属表面散热性能较绝缘膜好，能够提高防爆阀区的散热能力，提高电池的安全性。

Description

一种电池及电池包

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池及电池包。

背景技术

目前，随着新能源汽车行业的蓬勃发展，动力电池的技术水平也相应地在迅速提升，由于动力电池运用于新能源汽车行业，对于乘客的安全至关重要，因此如何提高动力电池的安全性能成为了当前的主要研发趋势之一。

在现有技术中，电池内部是装有大的化学物质，在充放电过程中会产生大量混合气体和液体，伴随而来的还有不断积聚的压力。如果这些压力没有及时平衡或释放，轻一点的外壳就会变形漏液，严重一点电池就会发生爆炸。因此一般来说，电池都会设置有防爆阀以解决电池的自爆问题从而提高电池的安全性能。但是当电池发生异常后，防爆阀会开启，电池会喷出电解液、电极碎屑等物质，这些物质可能会燃烧产生大量的热，从而导致防爆阀区域位置温度较高。

实用新型内容

为了克服现有技术的不足，本实用新型的目的之一在于提供一种电池，其使绝缘膜设有壳体暴露区以使防爆阀及周围电池壳体部分露出于绝缘膜，提高防爆阀区散热能力。

本实用新型的目的之二在于提供一种电池包，其使电池设有防爆阀的第一面朝向液冷板设置，提高了防爆阀区散热能力。

本实用新型的目的之一采用以下技术方案实现：

一种电池，包括：电池壳体以及绝缘膜，电池壳体设有第一面，第一面上设有防爆阀以及壳体暴露区；壳体暴露区围设于防爆阀外周沿；绝缘膜具有至少包覆于第一面上的第一绝缘层；第一绝缘层上设有开口；开口的内壁围设于壳体暴露区外周沿。

相比现有技术，本实用新型的有益效果之一在于：

本申请的电池，在绝缘膜设有开口，以使防爆阀以及部分电池壳体表面露出与绝缘膜，当电池内部发生短路等异常，正负极短接电池内部热量急剧升高，电解液分解产气，正负极材料分解产气，导致电池内部压力升高，引起防爆阀开启，防爆阀开启后，电池内的电解液等电极碎片从防爆阀喷出，防爆阀处喷出的极片碎片遇到防爆阀口处的空气，氧化放热，导致防爆阀处的温度较高，因此需要提高防爆阀出的散热能力，金属表面散热性能较绝缘膜好，能够提高防爆阀区的散热能力，提高电池的安全性。

本实用新型的目的之二采用以下技术方案实现：

一种电池包，包括：

电池箱体，所述电池箱体包括液冷板，所述液冷板安装于所述电池箱体底面；

如上所述的电池，所述电池安装在所述电池箱体上，所述第一面朝向所述液冷板设置。

相比现有技术，本实用新型的有益效果之二在于：

本申请的电池包，使电池中设有防爆阀的第一面朝向液冷板，由于液冷板具有良好的散热功能，因此当第一面朝向液冷板时，可以使防爆阀区的散热性能得到进一步提高，从而更好地提高电池的安全性。

附图说明

图1为本公开实施例提供的电池的结构示意图；

图2为本公开实施例提供的电池第一面上排气孔的示意图。

图中：1、电池壳体；11、第一面；12、第二面；13、侧面；14、通孔；2、防爆阀；21、绝缘板；3、壳体暴露区。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本实用新型做进一步描述：

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型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，不是旨在限制本实用新型。

下面结合附图对本实用新型作进一步详细说明。

如图1和图2所示的一种电池，包括电池壳体1以及绝缘膜，在本实施例中，以单体电池为方壳电池为例，方壳电池具有上下、左右以及前后六个面，将电池壳体1其中一个面定义为第一面11，并且在第一面11上设有防爆阀2以及壳体暴露区3；将壳体暴露区3围设在防爆阀安装区21外周沿。

单体电池的电池壳体1被绝缘膜包覆，绝缘膜具有至少包覆于第一面11上的第一绝缘层；在第一绝缘层上设有开口；并且该开口的内壁围设于壳体暴露区3外周沿，即壳体暴露区3表面不包覆绝缘层。

在上述结构的基础上，电池壳体1通常采用金属制备而成，如使用铝材制备，为了防止电池壳体1漏电，需要对电池壳体1进行绝缘处理。而在本实施例中，当将绝缘膜包覆在电池壳体1上时，设置一个开口，使周围的部分金属电池壳体1外露，即周围的部分金属壳体不包覆绝缘层。

由于绝缘膜通常采用PET、PC等高分子材料制备而成，这些材料具有阻燃性、耐磨、抗氧化性等作用，但它们的散热效果相对于金属壳体而言较低。当电池发生异常后，正负极短接电池内部热量急剧升高，电解液分解产气，正负极材料分解产气，导致电池内部压力升高，引起防爆阀2开启，防爆阀2开启后，电池内的电解液等电极碎片从防爆阀2喷出，防爆阀2处喷出的极片碎片遇到防爆阀2口处的空气，氧化放热，导致防爆阀2处的温度较高，如果该区域温度过高，可能会使电池壳体1表面的绝缘膜收缩，从而存在电池与底板之间发生电连接的风险，使整个箱体导电，进而伤害到用户。另外温度过高也会影响电池的放电功能，对电池造成损毁。

因此在这种情况下需要对防爆阀2区域的位置进行快速散热，将周围的部分金属电池壳体1外露，此时防爆阀2区域周围的热量可以通过金属电池壳体1快速散去，提高防爆阀安装区21的散热能力，进而提高电池的安全性。

另外，在本实施例中，单体电池装入电池箱体时，需要单体电池的第一面11面向电池箱体的液冷板，即电池箱体的底板，并且需要通过以胶粘的方式与液冷板进行连接。当结构胶直接粘接在绝缘膜上时，粘接的效果相对较差，而结构胶与壳体暴露区3进行粘接时，即结构胶与铝板时，粘接效果要优于与绝缘膜的粘接效果，因而提高了电池与电池箱体之间的粘接效果，使电池能够更加稳固地粘接在电池箱体上。

进一步地，在本实施例中，将壳体暴露区3面积定义为S1，将电池壳体1的第一面11的面积定义为S2时，并且使S1与S2之间的比值为0.1％－30％，即S1/S2＝0.1％－30％。

以S1/S2＝0.1％为例，即S2＝1000＊S1，在此状态下，壳体暴露区3的面积相对第一面11的面积较小，此时电池的绝缘覆盖第一面11的面积相对暴露面积较大，则电池在存储过程中漏电较少，绝缘的保护效果比较好，而电池的散热效果较好，并且电池与电池箱体的液冷板粘接的效果强于粘接层与绝缘膜粘接的效果。

当S1/S2＝30％时，即S2＝3.33＊S1，在此状态下，壳体暴露区3的面积相对电池壳体的第一面11的面积较大，此时，电池的绝缘覆盖第一面11的面积相对暴露面积而言较小，电池在存储过程中容易发生的漏电，但好于S1/S2的值为50％时的效果，并且此时电池的散热效果较快，可以达到优秀的散热效率，使防爆阀2区域的热量能够迅速通过壳体暴露区3散去，保护电池的安全；另外由于壳体暴露区3与粘胶层的接触面积较大，电池与电池箱体的液冷板粘接效果较好。

在上述结构的基础上，壳体暴露区3为上述的那一部分外露的金属壳体表面，第一面11为电池壳体1安装有防爆阀2的那一整个壳体表面，当壳体暴露区3面积与第一面11的面积之比为0.1％－30％时，由于在包覆绝缘膜时既需要保证电池的绝缘效果要达到存储运输的标准，即防止电池漏电，又要保证露出的金属壳体表面达到良好的散热效果以及与电池箱体有良好的粘接效果，因此需要壳体暴露区3的面积与第一面11的面积之比限定在0.1％－30％之内。

当壳体暴露区3的面积与第一面11的面积之比过大时，即S1/S2大于30％时，此时电池壳体1有较多的部分外露出绝缘膜，容易导致电池的金属壳体与电池箱体的金属壳体进行接触，从而使电池与电池箱体之间进行电连接，使整个电池箱体导电，从而造成对用户的伤害。并且壳体暴露区3相对于第一面11的面积过大，也会导致电池无法很好地起到绝缘的效果，在装箱之前可能会存在漏电的现象，存在安全风险，不利于电池装包之前的存储和运输。

以S1/S2＝50％为例，即S2＝2＊S1，在此状态下，壳体暴露区3的面积相较第一面11的面积而言大，此时壳体暴露区3占第一面11的一半，绝缘膜覆盖第一面11的面积与壳体暴露区3的面积相比较小，电池在存储过程中发生的漏电较多，绝缘效果相对较差，对电池的损耗较多，并且容易导致触电，存在安全风险，不利于电池的存储和运输。

当S1与S2之间的比值过小时，即S1/S2的值小于0.1％时，此时虽有比较良好的绝缘效果，但由于在防爆阀安装区21的周围外露的金属壳体表面的面积较小，无法很好地实现对防爆阀2周围区域的散热功能。当电池发生异常时，防爆阀2区域的温度开始急剧上升，如果无法很好地进行散热，可能会使周围的绝缘膜开始收缩，从而影响电池的绝缘效果。

另外由于电池的第一面11与电池箱体的液冷板进行粘接，当S1与S2之间的比值过小，露出的壳体暴露区3的面积也相对过小，铝质金属与胶粘层的接触面积也相对缩小，此时胶粘效果较差，容易导致电池安装在电池箱体上时，会存在电池与电池箱体之间连接失效的风险，从而影响电池包的正常工作，进而影响电池包的使用。

以S1/S2＝0.01％为例，即S2＝10000＊S1，在此状态下，壳体暴露区3的面积相对于第一面11的面积过小，虽然电池在存储过程中发生的漏电少，绝缘效果相对较好，但是此时由于壳体暴露区3的面积相对与绝缘膜的包覆第一面11面积过小，因此电池与液冷板之间是通过绝缘膜与粘胶层接触，使电池粘接在液冷板上的。

在高温下，绝缘膜易发生收缩，使电池与电池箱体之间形成电性连接，从而使电池箱体导电，危害人体安全；并且绝缘膜与胶粘层接触，胶粘效果不好，容易使电池与电池箱体之间的连接失效，在电池包使用过程中，使电池移位，从而影响电池包的正常工作。另外，壳体暴露区3的面积相对于防爆阀安装区21的面积也过小，则导致防爆阀2区域的散热效果较差，当电池异常时，无法很好地散去防爆阀2区域的热量，对电池造成损伤，降低了电池的使用寿命。

进一步地，上述的S1与S2之间的比值为0.5％－25％。

在上述结构的基础上，进一步缩小S1与S2之间的比值的范围，可以使壳体暴露区3的功能能够实现更加优化的效果，将壳体暴露区3的散热效果，以及壳体暴露区3与液冷板之间的粘接效果，都更进一步优化。

以S1/S2＝0.5％为例，即S2＝200＊S1，在此状态下，壳体暴露区3相较第一面11的面积稍微增大，此时绝缘膜包覆第一面11的面积比壳体暴露区3的面积大，则电池在存储过程中发生的漏电较少，绝缘效果相对较好，并且此时电池的散热效果较快，使防爆阀2区域的热量能够迅速通过壳体暴露区3散去，保护电池的安全；另外由于壳体暴露区3与粘胶层的接触面积增大，电池与电池箱体的液冷板粘接效果较好。

而当S1/S2＝25％时，即S2＝4＊S1，在此状态下，壳体暴露区3相对第一面11的面积来说比较大，而绝缘膜包覆第一面11的面积相对壳体暴露区3的面积而言适中，既使电池在存储过程中发生的漏电较少，绝缘效果相对较好，并且此时电池的散热效果较快，又能够使防爆阀2区域的热量能够迅速通过壳体暴露区3散去，保护电池的安全；另外由于壳体暴露区3与粘胶层的接触面积较大，电池与电池箱体的液冷板粘接效果较好。

由上述可知，在S1/S2的值在0.1％－30％的范围内时，当S1/S2的值逐渐增大，此时电池的壳体暴露区3面积相对第一面11的面积逐渐增大，在第一面11上，绝缘膜包覆的面积则逐渐变小，电池的绝缘保护逐渐减弱，漏电逐渐增加，而防爆阀2区域的散热功能越来越强，电池与液冷板的粘接效果也越来越好。

而当S1/S2的值在0.5％－25％的范围时，进一步地，既使电池的壳体暴露区3面积相对第一面11的面积也较大，但是在第一面11上，绝缘膜包覆的面积对于第一面11而言又不会过小，既能保证电池的绝缘保护，又能使防爆阀2区域的散热功能越来越强，电池与液冷板的粘接效果也越来越好。

但是当S1/S2的值增大至30％以后，电池的绝缘效果会变得较差，使电池漏电，影响电池的正常工作，不利于电池存储和运输。因此S1/S2之间的值不能一直增大，使电池无法正常运行。

进一步地，在本实施例中，防爆阀2在第一面11上的投影面积定义为S3，可以让S1与S3之间的比值为80％－200％。

在上述结构的基础上，当S1与S3之间的比值为80％－200％时，即当壳体暴露区3围设在防爆阀2的外周沿时，壳体暴露区3的面积要接近防爆阀2的面积甚至要比防爆阀2的面积大，如此设置是为了保证壳体暴露区3露出的金属壳体表面有足够的散热效能，能够在电池发生异常，防爆阀2开启并喷射出电解液和电极碎屑等物质燃烧放热后，对该区域的热量进行快速的散热。

以S1/S3＝80％为例，即S1＝0.8＊S3，此时壳体暴露区围设在防爆阀2的外周沿，壳体暴露区3的面积稍小于防爆阀2的面积，露出的金属表面能够对防爆阀区域的温度进行快速散热。

以S1/S3＝200％为例，即S1＝2＊S3，此时壳体暴露区的面积是防爆阀2的两倍，散热速率更快，又能保证电池壳体的绝缘保护。

需要说明的是，为了使S1/S3的值在80％－200％的范围内，可以使壳体暴露区3的形状为直边椭圆形围设在防爆阀2的外周沿，也可以设置成矩形围设在防爆阀2的外周沿，当然，只需要使S1/S3的值在80％－200％的范围之内，也可以设置成不规则的形状，只要露出的电池壳体1金属表面的面积与防爆阀2的面积之比符合在80％－200％的范围之内即可。

进一步地，该电池壳体1还设有与第一面11相连的侧面13，绝缘膜具有包覆于侧面13的第二绝缘层，即绝缘膜包覆了电池的前后左右四个侧面13。

由于现有的电池一般是采用方壳电池，方壳电池具有上下、左右以及前后六个面，上述的第一面11设置有防爆阀2，为方壳电池的下面，上述与第一面11连接的侧面13，则为该方壳电池的左右以及前后四个面，而第二面12则为方壳电池的上面。

需要说明的是，现有电池中也有采用圆柱电池等，此时第一面11为设有防爆阀2的一圆形面，侧面13则为圆柱的侧面13，第二面12则为方壳电池的另一圆形面。当然也有其他形状的电池，第一面11为设置防爆阀2的那一面，第二面12就是与之相对的另一面。

在上述结构的基础上，在绝缘膜包覆电池壳体1的时候，需要对整个电池壳体1进行包覆，仅在第一面11上的第一绝缘层中设有开口，为了防止电池产生漏电的现象，以及与相邻电池的电池壳体1产生电性连接从而造成短路的情况，因此需要对电池壳体1的侧面13也包覆绝缘膜，便于电池的存储和利用。

进一步地，电池壳体1上设有与第一面11相对的第二面12，绝缘膜具有包覆于第二面12的第三绝缘层。

在本实施例中，以电池壳体1的设有防爆阀的第一面11为电池壳体的下面，第二面12即为与电池壳体的下面相对的电池的上面，需要对第二面12进行绝缘膜完全的包覆，使电池的绝缘效果达到较优的水平，并且防止电池在装箱或者在与金属面接触时，与其进行电性连接产生电流，从而危害人体的安全。因此在第二面12以及电池的侧面13均完全包覆绝缘膜，使电池的安全性能得到提高，并且利于电池的存储与运输。

进一步地，电池壳体1内设有绝缘板21以及电芯，绝缘板21夹设于第一面11与电芯之间，绝缘板21上设有至少一个通孔14，至少一个通孔14与防爆阀2相对应以使电池壳体1内的气体能够通过通孔14到达防爆阀2。

在上述结构的基础上，绝缘板21夹设在第一面11与电芯之间，绝缘板21可以实现对电芯起到承托作用，并且在绝缘板21上设有通孔14，通孔14可以用于流通气流，或者可以便于位于电池壳体1底部的电解液浸润电芯，提高电池整体的能量密度，避免后期补液处理。

另外在绝缘板21上设有通孔14，并且通孔14与防爆阀2相对应，能够使得气流通过通孔14到达防爆阀2，以此保证电池壳体1内部气压达到预设值时，防爆阀2可以爆开，即通孔14的设置可以避免绝缘板21隔绝绝缘板21上方的气体流动到防爆阀2，从而可以保证防爆阀2能够起到安全保护作用。

需要说明的是，绝缘板21的材料可以是液晶高分子聚合物、聚亚苯基硫醚、聚丙烯等中的一种或多种，也可以采用现有技术中具有绝缘隔热性能的材料进行设置，可以根据实际情况的需要进行选择和设置。

当然，本申请中还提供一种电池包，包括电池箱体以及上述的电池，在电池箱体内设有液冷板，并且液冷板安装在电池箱体的底部，而电池则安装在电池箱体上，并且电池壳体1的第一面11朝向液冷板设置。

在上述结构的基础上，当将电池装入电池箱体上时，首先需要使电池设有防爆阀2的第一面11入箱，与电池箱体的液冷板相对。由于液冷板可以在电池的底面进行散热，电池的第一面11与液冷板相对时，可以提高电池防爆阀2区域的散热效果，当电池发生异常，正负极短接电池内部热量急剧升高，电解液分解产气，正负极材料分解产气，导致电池内部压力升高，引起防爆阀开启，防爆阀开启后，电池内的电解液等电极碎片从防爆阀喷出，防爆阀处喷出的极片碎片遇到防爆阀口处的空气，氧化放热，防爆阀2周围区域的温度会急剧上升，此时该区域的温度既可以通过外露的壳体暴露区3进行散热，也可以通过液冷板进行散热，加快了散热的速度，提高了电池包的安全性能。

另外，电池的防爆阀2朝向电池箱体的底部安装，当防爆阀2开启后，会从电池内喷出气体、电解液以及电极碎屑等物质，这些物质可能会燃烧，而由于防爆阀2朝向电池箱体的底部，气体、电解液以及电极碎屑等物质朝向底面喷射，避免了这些物质直接向乘员舱的方向喷射，对乘客造成危害。

进一步地，电池的第一面11与液冷板以胶粘层的方式连接。

在上述结构的基础上，在电池箱体的内部，电池采用胶粘的方式固定在电池箱体的液冷板上，由于壳体暴露区3的设置，采用胶粘设置时电池的胶粘效果要好于胶粘层与绝缘膜的胶粘的效果，使电池能够更加稳固地安装在液冷板上。

进一步地，电池的第一面11通过导热结构胶粘接在液冷板上。

在上述结构的基础上，当电池安装在液冷板上时，通过导热结构胶使电池粘接在液冷板上。由于电池的防爆阀2区域在电池发生异常时，会发出大量的热，因此使用导热结构胶能够加速热量的传导，从而加快散热，并且在高温下，导热结构胶也不会轻易融化，从而造成电池与液冷板之间的连接失效。

对本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池，其特征在于，包括：电池壳体(1)以及绝缘膜，所述电池壳体(1)设有第一面(11)，所述第一面(11)上设有防爆阀(2)以及壳体暴露区(3)；所述壳体暴露区(3)围设于所述防爆阀(2)外周沿；所述绝缘膜具有至少包覆于所述第一面(11)上的第一绝缘层；所述第一绝缘层上设有开口；所述开口的内壁围设于所述壳体暴露区(3)外周沿。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述壳体暴露区(3)的面积为S1，所述第一面(11)的面积为S2，所述S1与所述S2之间的比值为0.1％-30％。

3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述S1与所述S2之间的比值为0.5％-25％。

4.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述防爆阀(2)在所述第一面(11)上的投影面积为S3，所述S1与S3之间的比值为80％-200％。

5.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池壳体(1)设有与所述第一面(11)相连的侧面(13)，所述绝缘膜具有包覆于所述侧面(13)的第二绝缘层。

6.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池壳体(1)设有与所述第一面(11)相对的第二面(12)，所述绝缘膜具有包覆于所述第二面(12)的第三绝缘层。

7.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池壳体(1)内设有绝缘板(21)以及电芯，所述绝缘板(21)夹设于所述第一面(11)与所述电芯之间，所述绝缘板(21)上设有至少一个通孔(14)，至少一个所述通孔(14)与所述防爆阀(2)相对应以使所述电池壳体(1)内的气体能够通过所述通孔(14)到达所述防爆阀(2)。

8.一种电池包，其特征在于，包括：

电池箱体，所述电池箱体包括液冷板，所述液冷板安装于所述电池箱体底面；

如权利要求1-7任一项所述的电池，所述电池安装在所述电池箱体上，所述第一面(11)朝向所述液冷板设置。

9.根据权利要求8所述的电池包，其特征在于，所述第一面(11)与所述液冷板之间设有胶粘层，所述第一面(11)通过所述胶粘层与所述液冷板连接。

10.根据权利要求9所述的电池包，其特征在于，所述胶粘层为导热结构胶。