CN219419222U - 一种锂电池外壳、电池单体和电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂电池外壳、电池单体和电池包。所述锂电池外壳包括：外壳本体，包覆于极组的外部；所述外壳本体在展开状态时沿壁厚方向靠近极组的一侧为第一目标壁；所述外壳本体在展开状态时沿壁厚方向远离极组的一侧为第二目标壁，外壳本体由第一目标壁沿壁厚方向开设形成泄压沟槽，泄压沟槽的底面沿壁厚方向与第二目标壁之间形成爆裂部；当容纳腔内的压力达到防爆点临界值时，爆裂部撕裂爆开以使容纳腔内的压力得以释放。本实用新型提供的锂电池外壳，通过将泄压沟槽和对应的爆裂部共同作为电芯的防爆结构内置于容纳腔内，从而避免防爆结构被外界污染，同时提高了防爆结构的可靠性。

Description

一种锂电池外壳、电池单体和电池包

技术领域

本实用新型涉及锂离子电池技术领域，具体涉及一种锂电池外壳、电池单体和电池包。

背景技术

新能源锂离子电池上设置有防爆阀，在气体达到防爆点临界值时，防爆阀瞬间与外部直通，大量气体排出，快速释放腔体内部强大压力，避免爆炸或降低爆炸损害。

现有的锂离子电池，如图1所示，防爆阀100通常是焊接到盖板200或者壳体300上，这样会造成工序多，零件成本比较高，而且可靠性和良品率低。并且为了避免防爆阀100被误触，需要对防爆阀100进行保护，现有的方式是在防爆阀的表面贴一块保护贴片，由于保护贴片与蓝膜分别属于两个不同的零部件，在长时间使用后保护贴片的粘性容易失效，导致保护贴片与蓝膜之间的粘接效果不好，保护贴片容易脱落使防爆阀裸露，对防爆阀起不到保护作用；另外，电池进水后容易透过保护贴片与蓝膜之间的间隙进入电池内，导致防爆阀体浸水。

因此，现有的锂离子电池的防爆阀可靠性较低，容易被外界污染，亟需一种可靠性较高，能够避免防爆阀被外界污染的锂离子电池外壳结构。

实用新型内容

因此，本实用新型要解决的技术问题在于克服现有技术中现有的锂离子电池的防爆阀可靠性较低，容易被外界污染的缺陷，从而提供一种可靠性较高，能够避免防爆结构被外界污染的锂电池外壳以及具有其的电池单体。

为解决上述技术问题，本实用新型提供的锂电池外壳，包括：

外壳本体，包覆于极组的外部；

所述外壳本体在展开状态时沿壁厚方向靠近所述极组的一侧为第一目标壁，所述第一目标壁适于围合形成容纳腔；所述外壳本体在展开状态时沿壁厚方向远离所述极组的一侧为第二目标壁；

所述外壳本体由所述第一目标壁沿壁厚方向开设形成泄压沟槽，所述泄压沟槽的底面沿壁厚方向与所述第二目标壁之间形成爆裂部；

当所述容纳腔内的压力达到防爆点临界值时，所述爆裂部撕裂爆开以使所述容纳腔内的压力得以释放。

可选的，所述泄压沟槽的底面沿壁厚方向与所述第二目标壁之间的距离为L，L满足0.05mm≤L≤0.2mm，其中，L为所述爆裂部的厚度。

可选的，所述泄压沟槽的至少一点与所述第一目标壁的对角线相交形成目标交点，所述目标交点与所在对角线的邻近端点之间的距离为M，M满足1/4N≤M≤1/3N，其中，N为所述对角线的长度。

可选的，所述泄压沟槽包括第一沟槽段和第二沟槽段，所述第一沟槽段和所述第二沟槽段成角度设置并交于所述对角线上。

可选的，当所述泄压沟槽的数量为多个时，多个所述泄压沟槽在所述第一目标壁上呈中心对称设置。

本实用新型提供的电池单体，包括：

盖板，以及与所述盖板连接的如上述所述的锂电池外壳，所述盖板与所述锂电池外壳共同围合形成容纳腔，适于容纳极组；

所述外壳本体包括：

第一侧壁，设置于所述锂电池外壳沿第一方向的相对两侧；

第二侧壁，设置于所述锂电池外壳沿第二方向的相对两侧，所述第二侧壁的表面积小于所述第一侧壁的表面积；

所述第一侧壁和所述第二侧壁中的至少其中一个上开设有所述泄压沟槽。

可选的，所述锂电池外壳由蓝膜包覆。

可选的，所述电池单体还包括：

端板，设置于所述极组与所述盖板之间；

侧板，设置于所述极组沿第二方向的两侧。

本实用新型还提供一种电池包，包括：

如上述所述的电池单体；多个所述电池单体沿第一方向堆叠设置。

可选的，当所述泄压沟槽开设于所述第一侧壁上时，沿第一方向任意相邻两个所述电池单体之间形成压力释放间隙。

本实用新型技术方案，具有如下优点：

1.本实用新型提供的锂电池外壳，所述外壳本体在展开状态时沿壁厚方向靠近所述极组的一侧为第一目标壁，所述第一目标壁适于围合形成容纳腔；所述外壳本体在展开状态时沿壁厚方向远离所述极组的一侧为第二目标壁，所述外壳本体通过由所述第一目标壁沿壁厚方向开设形成泄压沟槽，使得所述泄压沟槽的底面沿壁厚方向与所述第二目标壁之间形成爆裂部，从而当所述容纳腔内的压力达到防爆点临界值时，通过所述爆裂部撕裂爆开以使所述容纳腔内的压力得以释放，通过将所述泄压沟槽和对应的所述爆裂部共同作为电芯的防爆结构内置于所述容纳腔内，从而避免防爆结构被外界污染，同时提高了防爆结构的可靠性。

2.本实用新型提供的锂电池外壳，所述泄压沟槽的底面沿壁厚方向与所述第二目标壁之间的距离为L，L为所述爆裂部的厚度，所述爆裂部的厚度L如果过小，则所述外壳本体的整体结构强度无法满足防爆点临界值的要求，这就容易造成当所述容纳腔内的压力还未达到防爆点临界值时，所述爆裂部提前撕裂爆开，导致电芯性能受损，所述爆裂部的厚度L如果过大，则当所述容纳腔内的压力超过防爆点临界值时，所述爆裂部仍未撕裂爆开，导致丧失防爆阀功能，因此，所述爆裂部的厚度L需满足0.05mm≤L≤0.2mm，从而当所述容纳腔内的压力达到防爆点临界值时，所述爆裂部能够撕裂爆开以使所述容纳腔内的压力得以释放。

3.本实用新型提供的锂电池外壳，两条对角线R在所述第一目标壁上相交于点O，所述对角线R在所述第一目标壁上的端点为Q，所述泄压沟槽的至少一点位于所述对角线R上，且所述泄压沟槽的至少一点与所述第一目标壁的对角线相交形成目标交点P，所述目标交点P与所在对角线的邻近端点Q之间的距离为M，M满足1/4N≤M≤1/3N，其中，N为所述对角线的长度，从而将所述爆裂部设置于所述第一目标壁的最佳爆裂位置，当所述容纳腔内的压力达到防爆点临界值时，使得所述爆裂部更容易撕裂爆开以使所述容纳腔内的压力得以及时释放。

4.本实用新型提供的电池包，多个所述电池单体沿第一方向堆叠设置，当所述泄压沟槽开设于所述第一侧壁上时，所述第一侧壁为所述电池单体的大侧面，如果相邻两个所述电池单体之间贴合设置，那么当所述容纳腔内的压力达到防爆点临界值时，所述爆裂部因缺乏压力释放空间而难以撕裂爆开，因此，沿第一方向任意相邻两个所述电池单体之间形成压力释放间隙，从而当所述容纳腔内的压力达到防爆点临界值时，使得所述爆裂部更容易撕裂爆开以使所述容纳腔内的压力得以及时释放。

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为改进前的带有防爆阀的锂离子电池单体的结构示意图；

图2为本实用新型锂电池外壳的整体结构示意图；

图3为本实用新型锂电池外壳靠近第一目标壁的内部结构示意图；

图4为图3中E-E截面的局部剖视图；

图5为图3的几何关系示意图；

图6为本实用新型电池单体的爆炸结构示意图；

图7为本实用新型电池包的局部剖视结构示意图。

附图标记说明：

10、外壳本体；101、第一目标壁；102、第二目标壁；103、泄压沟槽；1031、第一沟槽段；1032、第二沟槽段；104、爆裂部；11、第一侧壁；12、第二侧壁；

20、盖板；30、极组；40、蓝膜；50、端板；60、侧板；

70、压力释放间隙。

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”、“垂直”、“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。

实施例一

结合图2-图5所示，本实施例所提供的锂电池外壳，包括：

外壳本体10，包覆于极组30的外部；

所述外壳本体10在展开状态时沿壁厚方向靠近所述极组30的一侧为第一目标壁101，所述第一目标壁101适于围合形成容纳腔；所述外壳本体10在展开状态时沿壁厚方向远离所述极组30的一侧为第二目标壁102；

所述外壳本体10由所述第一目标壁101沿壁厚方向开设形成泄压沟槽103，所述泄压沟槽103的底面沿壁厚方向与所述第二目标壁102之间形成爆裂部104；

当所述容纳腔内的压力达到防爆点临界值时，所述爆裂部104撕裂爆开以使所述容纳腔内的压力得以释放。

需要说明的是，在具体实施过程中，可先在原料板的所述第一目标壁101上加工形成所述泄压沟槽103，所述泄压沟槽103的底面沿壁厚方向与所述第二目标壁102之间的残余部分为所述爆裂部104，再将加工形成所述泄压沟槽103后的原料板折弯形成所述外壳本体10，且在折弯形成所述外壳本体10的过程中，需使得所述第二目标壁102形成所述外壳本体10的外壁，使得所述第一目标壁101形成所述外壳本体10的内壁以围合形成所述容纳腔，并使得所述泄压沟槽103成形于所述容纳腔内，与改进前的带有防爆阀和保护贴片的锂离子电池壳体相比，本实用新型锂电池外壳通过内置所述泄压沟槽103和对应的所述爆裂部104共同作为电芯的防爆结构来替代改进前的防爆阀，不仅取消了保护贴片，提高了防爆结构的可靠性，同时简化了防爆阀的结构形式和生产工序，而且避免了防爆阀被外界污染；在成批量生产过程在，可在母原料板上开设形成多个所述泄压沟槽103，再将所述母原料板冲裁形成多个子原料板，每个所述子原料板均形成有所述泄压沟槽103，再将所述子原料板分别折弯形成所述外壳本体10，有利于提高生产效率，降低生产成本；所述泄压沟槽103的加工方式可以为冲压，也可以为机加工，还可以为激光切割，可以根据实际生产需求调整，不仅限于本实施例中所述的情况。

需要说明的是，在本实施例中，对所述外壳本体10的形状不作具体的限定，其可以为方形、圆柱形或者六边形，也可以为其他形状，可以根据实际生产需求调整，不仅限于本实施例中所述的情况。

本实施例中，所述外壳本体10在展开状态时沿壁厚方向靠近所述极组30的一侧为第一目标壁101，所述第一目标壁101适于围合形成容纳腔；所述外壳本体10在展开状态时沿壁厚方向远离所述极组30的一侧为第二目标壁102；所述外壳本体10通过由所述第一目标壁101沿壁厚方向开设形成泄压沟槽103，使得所述泄压沟槽103的底面沿壁厚方向与所述第二目标壁102之间形成爆裂部104，从而当所述容纳腔内的压力达到防爆点临界值时，通过所述爆裂部104撕裂爆开以使所述容纳腔内的压力得以释放，通过将所述泄压沟槽103和对应的所述爆裂部104共同作为电芯的防爆结构内置于所述容纳腔内，从而避免防爆结构被外界污染，同时提高了防爆结构的可靠性。

具体地，所述泄压沟槽103的底面沿壁厚方向与所述第二目标壁102之间的距离为L，L满足0.05mm≤L≤0.2mm，其中，L为所述爆裂部104的厚度。

需要说明的是，请参见图4所示，本实施例中，所述泄压沟槽103的底面沿壁厚方向与所述第二目标壁102之间的距离为L，L为所述爆裂部104的厚度，所述爆裂部104的厚度L如果过小，则所述外壳本体10的整体结构强度无法满足防爆点临界值的要求，这就容易造成当所述容纳腔内的压力还未达到防爆点临界值时，所述爆裂部104提前撕裂爆开，导致电芯性能受损，所述爆裂部104的厚度L如果过大，则当所述容纳腔内的压力超过防爆点临界值时，所述爆裂部104仍未撕裂爆开，导致丧失防爆阀功能，因此，所述爆裂部104的厚度L需满足0.05mm≤L≤0.2mm，从而当所述容纳腔内的压力达到防爆点临界值时，所述爆裂部104能够撕裂爆开以使所述容纳腔内的压力得以释放。

需要说明的是，本实施例中，仅对所述爆裂部104的厚度L作具体的限定，对所述泄压沟槽103沿壁厚方向的深度以及所述外壳本体10的壁厚不作具体的限定，可以根据实际生产需求调整，不仅限于本实施例中所述的情况。

具体地，所述泄压沟槽103的至少一点与所述第一目标壁101的对角线相交形成目标交点，所述目标交点与所在对角线的邻近端点之间的距离为M，M满足1/4N≤M≤1/3N，其中，N为所述对角线的长度。

需要说明的是，请参见图5所示，两条对角线R在所述第一目标壁101上相交于点O，所述对角线R在所述第一目标壁101上的端点为Q，所述泄压沟槽103的至少一点位于所述对角线R上，且所述泄压沟槽103的至少一点与所述第一目标壁101的对角线相交形成目标交点P，所述目标交点P与所在对角线的邻近端点Q之间的距离为M，M满足1/4N≤M≤1/3N，其中，N为所述对角线的长度，从而将所述爆裂部104设置于所述第一目标壁101的最佳爆裂位置，当所述容纳腔内的压力达到防爆点临界值时，使得所述爆裂部104更容易撕裂爆开以使所述容纳腔内的压力得以及时释放。

具体地，所述泄压沟槽103包括第一沟槽段1031和第二沟槽段1032，所述第一沟槽段1031和所述第二沟槽段1032成角度设置并交于所述对角线上。

需要说明的是，请参见图3所示，本实施例中，所述泄压沟槽103包括第一沟槽段1031和第二沟槽段1032，所述第一沟槽段1031和所述第二沟槽段1032之间可垂直设置，且垂足位于所述对角线上，当所述容纳腔内的压力达到防爆点临界值时，有利于降低所述爆裂部104的撕裂爆开的难度。

具体地，当所述泄压沟槽103的数量为多个时，多个所述泄压沟槽103在所述第一目标壁101上呈中心对称设置。

需要说明的是，请参见图3所示，当所述泄压沟槽103的数量为多个时，多个所述泄压沟槽103在所述第一目标壁101上呈中心对称设置，每个所述泄压沟槽103的至少一点与所述第一目标壁101的对角线相交形成目标交点P，所述目标交点P与所在对角线的邻近端点Q之间的距离为M，M满足1/4N≤M≤1/3N，从而使得所述爆裂部104在所述容纳腔内的压力达到防爆点临界值时更容易撕裂爆开。

实施例二

结合图6-图7所示，本实施例所提供的电池单体，包括：

盖板20，以及与所述盖板20连接的如上述所述的锂电池外壳，所述盖板20与所述锂电池外壳共同围合形成容纳腔，适于容纳极组30；

所述外壳本体10包括：

第一侧壁11，设置于所述锂电池外壳沿第一方向的相对两侧；

第二侧壁12，设置于所述锂电池外壳沿第二方向的相对两侧，所述第二侧壁12的表面积小于所述第一侧壁11的表面积；

所述第一侧壁11和所述第二侧壁12中的至少其中一个上开设有所述泄压沟槽103。

需要说明的是，请参见图6所示，本实施例提供一种电池单体，具体为一种方形片状电池单体所述电池单体包括：盖板20，以及与所述盖板20连接的如上述所述的锂电池外壳，所述盖板20与所述锂电池外壳共同围合形成容纳腔以容纳极组30；请参见图7所示，所述外壳本体10包括第一侧壁11和第二侧壁12，所述第一侧壁11和第二侧壁12共同围合形成所述容纳腔；其中，两个所述第一侧壁11沿第一方向相对设置，两个所述第二侧壁12第二方向相对设置，所述第一侧壁11为所述电池单体的大侧面，所述第二侧壁12的表面积小于所述第一侧壁11的表面积；所述第一侧壁11和所述第二侧壁12中的至少其中一个上开设有所述泄压沟槽103。

优选地，所述泄压沟槽103开设于所述第二侧壁12上，有利于减小总包体积。

具体地，所述锂电池外壳由蓝膜40包覆。

可选的，所述锂电池外壳由蓝膜40包覆，可以起到良好的绝缘保护作用，以阻隔单个电池单体由于各种故障对其他电池单体产生不良影响。

具体地，所述电池单体还包括：

端板50，设置于所述极组30与所述盖板20之间；

侧板60，设置于所述极组30沿第二方向的两侧。

可选的，所述侧板60设置于所述极组30沿第二方向的两侧，且所述端板50位于所述极组30与所述外壳本体10的第二目标壁102之间。

实施例三

结合图7所示，本实施例所提供的电池包，包括：

如上述所述的电池单体；多个所述电池单体沿第一方向堆叠设置。

具体地，当所述泄压沟槽103开设于所述第一侧壁11上时，沿第一方向任意相邻两个所述电池单体之间形成压力释放间隙70。

需要说明的是，请参见图7所示，多个所述电池单体沿第一方向堆叠设置，当所述泄压沟槽103开设于所述第一侧壁11上时，所述第一侧壁11为所述电池单体的大侧面，如果相邻两个所述电池单体之间贴合设置，那么当所述容纳腔内的压力达到防爆点临界值时，所述爆裂部104因缺乏压力释放空间而难以撕裂爆开，因此，沿第一方向任意相邻两个所述电池单体之间间隔形成压力释放间隙70，从而当所述容纳腔内的压力达到防爆点临界值时，使得所述爆裂部104更容易撕裂爆开以使所述容纳腔内的压力得以及时释放；在具体实施过程中，相邻两个所述电池单体之间可通过设置硅橡胶条(图中未示出)以分隔形成所述压力释放间隙70，在此不再赘述。

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实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种锂电池外壳，其特征在于，包括：

外壳本体(10)，包覆于极组(30)的外部；

所述外壳本体(10)在展开状态时沿壁厚方向靠近所述极组(30)的一侧为第一目标壁(101)，所述第一目标壁(101)适于围合形成容纳腔；所述外壳本体(10)在展开状态时沿壁厚方向远离所述极组(30)的一侧为第二目标壁(102)；

所述外壳本体(10)由所述第一目标壁(101)沿壁厚方向开设形成泄压沟槽(103)，所述泄压沟槽(103)的底面沿壁厚方向与所述第二目标壁(102)之间形成爆裂部(104)；

当所述容纳腔内的压力达到防爆点临界值时，所述爆裂部(104)撕裂爆开以使所述容纳腔内的压力得以释放。

2.根据权利要求1所述的锂电池外壳，其特征在于，所述泄压沟槽(103)的底面沿壁厚方向与所述第二目标壁(102)之间的距离为L，L满足0.05mm≤L≤0.2mm，其中，L为所述爆裂部(104)的厚度。

3.根据权利要求1或2所述的锂电池外壳，其特征在于，所述泄压沟槽(103)的至少一点与所述第一目标壁(101)的对角线相交形成目标交点，所述目标交点与所在对角线的邻近端点之间的距离为M，M满足1/4N≤M≤1/3N，其中，N为所述对角线的长度。

4.根据权利要求3所述的锂电池外壳，其特征在于，所述泄压沟槽(103)包括第一沟槽段(1031)和第二沟槽段(1032)，所述第一沟槽段(1031)和所述第二沟槽段(1032)成角度设置并交于所述对角线上。

5.根据权利要求3所述的锂电池外壳，其特征在于，当所述泄压沟槽(103)的数量为多个时，多个所述泄压沟槽(103)在所述第一目标壁(101)上呈中心对称设置。

6.一种电池单体，其特征在于，包括：

盖板(20)，以及与所述盖板(20)连接的如上述权利要求1-5中任意一项所述的锂电池外壳，所述盖板(20)与所述锂电池外壳共同围合形成容纳腔，适于容纳极组(30)；

所述外壳本体(10)包括：

第一侧壁(11)，设置于所述锂电池外壳沿第一方向的相对两侧；

第二侧壁(12)，设置于所述锂电池外壳沿第二方向的相对两侧，所述第二侧壁(12)的表面积小于所述第一侧壁(11)的表面积；

所述第一侧壁(11)和所述第二侧壁(12)中的至少其中一个上开设有所述泄压沟槽(103)。

7.根据权利要求6所述的电池单体，其特征在于，所述锂电池外壳由蓝膜(40)包覆。

8.根据权利要求6或7所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体还包括：

端板(50)，设置于所述极组(30)与所述盖板(20)之间；

侧板(60)，设置于所述极组(30)沿第二方向的两侧。

9.一种电池包，其特征在于，包括：

如上述权利要求6-8中任意一项所述的电池单体；

多个所述电池单体沿第一方向堆叠设置。

10.根据权利要求9所述的电池包，其特征在于，当所述泄压沟槽(103)开设于所述第一侧壁(11)上时，沿第一方向任意相邻两个所述电池单体之间形成压力释放间隙(70)。