CN219779135U - 电池单元的具有集成式防爆阀的接片和包括其的电池单元 - Google Patents

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Abstract

在各种实施方案中，提供了一种用于电池单元(B)的具有集成式防爆阀的接片(1)，其包括：基体(2)，具有第一部分(3)和第二部分(4)，其中塑料材料(6)布置在基体(2)的介于第一部分(3)与第二部分(4)之间的表面上；布置在第一部分(3)上的第一开口(7)，和布置在第二部分(4)上的第二开口(8)；内部通道(10)，所述内部通道在所述基体(2)的内部中在所述第一开口(7)与所述第二开口(8)之间延伸；以及防爆盘(9)，布置在第二开口(8)上，以气密方式封闭第二开口，从而提供防爆阀。此外，提供了具有接片(1)的电池单元(B)。

Description

电池单元的具有集成式防爆阀的接片和包括其的电池单元
技术领域
本实用新型涉及一种用于电池单元的具有集成式防爆阀的接片和包括所述接片的电池单元。
背景技术
如今，电动性主题变得越来越重要。指导电动汽车变革的最重要参数之一是续航里程，它受到牵引用电池组的显著影响。为了实现长距离，在保持相对低净重的同时实现高能量密度的牵引用电池组将是理想的。
软包电池是用于锂聚合物电池单元的广泛使用的设计(其中这种电池化学物质只是可用电池单元的一个示例)，并且特别是蜂窝装置的组成部分。这些是活性层，其堆叠或折叠在通常由聚丙烯制成的袋中，因为这种材料是坚固的，特别是抗撕裂的，并且非常有弹性。因此，软包电池不具有刚性外壳体，因此它们相对较轻并且具有细长的构造。由于其高体积能量密度，它们也适用于牵引用电池组。
尽管有这些优点，但软包电池的缺点是目前不可能进行目标脱气。即使在软包电池的常规操作期间，其内部也存在气体积聚，特别是由于老化效应。可燃气体基本上包括脱气溶剂，该脱气溶剂用作离子的载体，例如在锂离子电池组的情况下用作锂离子的载体。更糟糕的后果可能是热失控，其通常会释放出大量气体。如果电池内的正压太大，则其在围绕电池延伸的密封接缝中的最弱密封点处打开或撕裂。由于制造原因，实际上不可能确定在密封接缝的哪个点处存在弱点或甚至最弱点，其在过压的情况下将很可能充当袋的爆破点。由于软包电池没有稳定的外壳，所以邻近受影响的电池布置的部分会因其爆破而被破坏。
实用新型内容
鉴于此，本实用新型所解决的问题可以被认为能够实现气体从电池单元(特别是软包电池)的内部的目标排放。
这个问题借助于用于电池单元的具有集成式防爆阀的接片以及相应配备的电池单元来解决。在下文中可以找到另外的优选实施方案。术语“接片”指的是电池单元(特别是软包电池)的接片。
尽管本实用新型是使用软包电池的示例来描述的，但是应该清楚的是，根据本实用新型的接片也可以用于其他电池形式，并且在任何情况下都不依赖于软包电池的特定设计。
根据本实用新型的解决方案包括提供特定的接片，该接片代替现有技术中已知的常用接片并代表电池单元的正极和/或负极(通常每个电池单元仅一个根据本实用新型的接片就足够了)。电池单元的接片通常由铜或铝制成，并且在本实用新型的意义上是非功能的。另一方面，根据本实用新型的接片是功能性的，因为它提供防爆阀的功能，并且因此具有扩展到常用电力线之外的功能范围。通过穿过根据本实用新型的接片的内部通道，气体可以选择性地从电池单元的内部空间向外引导。通过有目标地选择覆盖内部通道的外部引导开口的防爆盘，可以进行电池单元的脱气，该脱气可以在空间上和时间上精确地限定。
本实用新型特别适合于软包电池，因为它们具有细丝构造，并且不需要通过借助于接片中的(至少)一个的脱气而将另外的线引入软包电池。因此，本实用新型的特征在于，还选择性地使用在其上电池电压被分接的两个明确指定的元件中的(至少)一个作为对电池单元脱气的“载体”。因此，特别地，由于电池单元的外盖的密封，不需要另外的穿透点，因为排气通道布置在接片内。
根据本实用新型，提供了一种用于电池单元的具有集成式防爆阀的接片。该接片包括基体，该基体包括第一部分和第二部分，其中塑料材料布置在基体的介于第一部分与第二部分之间的表面上。基体可以具有层状的细长形状，因此可以基本上对应于现有技术中已知的接片。基体的第一部分可以是内部部分，当插入对应的电池单元时，该内部部分布置在电池单元内部，并且从外部不可见。因此，基体的第二部分可以是外部部分，当插入对应的电池单元中时，该外部部分布置在电池单元的外部或从电池单元伸出，并且经由该外部部分发生电池单元的电接触。在两个部分之间，可以布置接片的密封区域，其中密封区域对应于基体的表面上布置有塑料材料的部分。例如，塑料材料可以对应于制造软包电池的外袋(外包装材料)的材料，从而有利于密封过程。塑料可以包括例如聚丙烯。在密封期间，根据本实用新型的接片被放置在软包材料的边缘上，使得施加到基体的塑料材料位于密封区域中。
根据本实用新型的接片还包括布置在第一部分上的第一开口和布置在第二部分上的第二开口。内部通道在基体内部延伸，并在基体的内部中在第一开口与第二开口之间延伸。换句话说，这两个开口借助于内部通道相互连接。内部通道可以在接片内整体地形成，其可以借助于例如3D打印来生产。
最后，接片包括防爆盘，该防爆盘布置在第二开口上，以气密方式封闭该第二开口，从而提供防爆阀。借助于适当选择用作传统压力安全装置的防爆盘，可以调节防爆盘在电池单元中打开时的正压力(如果在电池单元中使用根据本实用新型的接片)。
在接片的另外的实施方案中，塑料材料可以完全周向地布置在基体的外部上。这样，在密封时，可以在接片的密封区域与电池单元的软包材料之间形成可靠的连接。
在接片的另外的实施方案中，在塑料材料施加到基体的区域中，该基体包括延伸部，该延伸部至少延伸到基体的两个相对的外部。延伸部可以从基体侧向向外延伸。延伸部可以向外逐渐变细并终止于其端部处的一点，其意义和目的是在两个外软包表面彼此邻接的区域与一个外软包表面邻接基体的塑料材料的区域之间提供电池外软包的密封区域的平滑过渡。
在接片的另外的实施方案中，当从横截面观察时，延伸部可以是梯形的。梯形可以是等腰的。不是底侧的两个侧可以理解为一种主干，在该主干上，一个外软包侧从布置在一个底侧上的一个密封部位返回到布置在另一个外软包侧上的另一个软包侧。
在接片的另外的实施方案中，用于连接电池单元的阳极或阴极的焊接表面可以布置在第一部分中的基体的表面上。例如，切割表面可以具有纹理化的，例如粗糙的表面，以提高焊接的保持力。
在接片的另外的实施方案中，第一开口可以布置在焊接面与塑料材料之间。开口可以相对于第一部分的表面(焊接面布置在该表面上)布置在同一侧上，或者例如布置在相对侧上。在后一种情况下，根据本实用新型的接片可以设计得更紧凑。
在接片的另外的实施方案中，连接表面可以布置在第二部分中的基体的表面上，用于接片的外部电接触。
根据本实用新型，还提供了一种电池单元，优选实施为软包电池，其中电池单元的连接器阳极或连接器阴极借助于根据前述的接片向外引导。如果多个有源层例如以层叠堆的形式布置在电池单元中，多个阳极或阴极也可以连接到接片。
在电池单元的另外的实施方案中，电池单元还可以包括传感器单元，该传感器单元被配置成检测防爆盘的爆破(触发)。盘的爆破可以被认为是相关联的电池单元内的正压力已经超过极限值的指示，并且因此触发了作为压力安全装置的防爆阀。
在电池单元的另外的实施方案中，传感器单元可以包括布置在离防爆盘一距离处的层状元件，该层状元件不与接片电连通。因此，层状元件上的电势不同于接片的电势。有利地，后者对于软包电池是明确限定的，并且不存在浮动电势，诸如对于棱柱形电池的壳体的情况。当防爆盘爆破时，防爆盘的部分与层状元件接触，并且其电势被吸引到接片的电势。换句话说，在由导电材料制成的接片与层状元件之间存在短路。这个事件可以借助于适当配置的电路来检测。例如，层状元件可以是薄网格。
如果爆破(触发事件)时的电流是不希望的，层状元件可以至少在面对防爆盘的一侧设置有介电材料。在这种情况下，可以电容性地检测防爆盘的爆破，因为在爆破中，防爆盘形式的电荷承载层被破坏，因此包括防爆盘和层状元件的系统的容量突然降低。
应当理解，上述特征和下面将要解释的特征不仅可以以各自指定的组合使用，而且可以以其他组合或它们自身使用，而不脱离本实用新型的范围。
总体上，本实用新型在此公开下述方案1和8，下述方案2-7和9-10为优选技术方案：
1.一种用于电池单元(B)的具有集成式防爆阀的接片(1)，其特征在于，包括：
基体(2)，所述基体包括第一部分(3)和第二部分(4)，其中塑料材料(6)布置在所述基体(2)的介于所述第一部分(3)与所述第二部分(4)之间的表面上；
第一开口(7)，所述第一开口布置在所述第一部分(3)上，和第二开口(8)，所述第二开口布置在所述第二部分(4)上；
内部通道(10)，所述内部通道在所述基体(2)的内部中在所述第一开口(7)与所述第二开口(8)之间延伸；
防爆盘(9)，所述防爆盘布置在所述第二开口(8)上，以气密方式封闭所述第二开口，从而提供防爆阀。
2.根据前述方案1所述的接片(1)，其特征在于，所述塑料材料(6)完全周向地布置在所述基体(2)的外部上。
3.根据前述方案1或2所述的接片，其特征在于，在所述塑料材料(6)施加到所述基体(2)的区域中，所述基体包括延伸部(13)，所述延伸部至少延伸到所述基体(2)的两个相对的外部。
4.根据前述方案3所述的接片(1)，其特征在于，当从横截面观察时，所述延伸部(13)被构造成梯形。
5.根据前述方案1至4中任一项所述的接片(1)，其特征在于，焊接表面(11)布置在所述第一部分(3)中，用于将所述电池单元(B)的阳极或阴极连接在所述基体(2)的所述表面上。
6.根据前述方案5所述的接片(1)，其特征在于，所述第一开口(7)布置在所述焊接表面(11)与所述塑料材料(6)之间。
7.根据前述方案1至6中的一项所述的接片(1)，其特征在于，在所述第二部分(4)中，连接表面(12)布置在所述基体(2)的所述表面上，用于所述接片(1)的外部电接触。
8.一种电池单元(B)，优选地实施为软包电池，其特征在于，所述电池单元(B)的连接器阳极或连接器阴极借助于根据前述方案1至7中任一项所述的接片(1)向外引导。
9.根据前述方案8所述的电池单元(B)，其特征在于，还包括：
传感器单元，所述传感器单元被配置成检测所述防爆盘(9)的爆破。
10.根据前述方案9所述的电池单元(B)，其特征在于，所述传感器单元包括层状元件，所述层状元件布置在离所述防爆盘(9)一距离处并且不与所述接片(1)电连接。
附图说明
本实用新型的附加优点和配置从说明书和附图中得出。
图1示出了根据本实用新型的电池单元(这里是软包电池)的实施方案的示意性平面图。
图2示出了根据本实用新型的接片的透视示意图。
图3示出了沿线A-A穿过图2所示的根据本实用新型的接片的实施方案的横截面图。
具体实施方式
图1示出了根据本实用新型的电池单元B(在这种情况下是软包电池)的实施方案的示意图。电池单元B包括第一接片A1和第二接片A2，该第一接片例如可以对应于电池单元B的阳极，该第二接片可以对应于阴极，其中接片A1、A2到阳极和阴极的分配是任意的。第二接片A2也是根据本实用新型的接片1的形式，这将在下面参考图2和图3进一步详细描述。电池单元B包括在电池单元B的三个侧上延伸的周向密封接缝S。第四侧没有密封接缝，因为该侧是通过弯曲箔材料自然组装的或者没有开口。
在图2中更详细地示出了根据本实用新型的接片1的一个实施方案。在图3中，以沿图2中绘制的线A-A的横截面示出了图2所示的根据本实用新型的接片的实施方案示例。
根据本实用新型的接片1包括基体2，该基体基本上分成三个部分并且包括第一部分3和第二部分4，其中塑料材料6布置在基体2的介于第一部分3与第二部分4之间的表面上。塑料材料6同时限定密封区域5，该密封区域布置在第一部分3与第二部分4之间。在所示的示例中，密封区域5被构造成相对于接片1的剩余区域侧向加宽。在一侧上示出的延伸部13也构造在基体2的另一侧上，但是由于透视而不可见。优选地，塑料材料6可以完全布置在包括延伸部13的密封区域5上。
第一开口布置在基体2的第一部分3中。类似地，第二开口8布置在基体2的第二部分4中。内部通道10在基体2内部在第一开口7与第二开口8之间延伸。防爆盘9布置在第二开口8上，以气密方式封闭第二开口8，从而提供防爆阀。连接表面12布置在第二部分4上的基体2的表面上，用于接片1的外部电接触，其中也可以仅提供这些连接表面中的一个。
根据本实用新型的接片1可以用来代替常规接片(参见例如图1中的接片A1)，并且表示在空间和时间上(相对于触发条件)都被明确限定的防爆阀。在图1所示的电池单元B的情况下，如果内部压力增加到对应于防爆盘9的爆破压力的阈值以上，则防爆盘打开，气体可以从电池单元B的内部逸出。借助于前述传感器单元，例如布置在防爆盘9上方的层状元件(图中未明确示出)，可以检测防爆盘9的爆破。这允许精确地检测电池组模块内已经遭受损坏并且此后不再可用于电源的电池单元。

Claims (11)

1.一种用于电池单元(B)的具有集成式防爆阀的接片(1)，其特征在于，包括：
基体(2)，所述基体包括第一部分(3)和第二部分(4)，其中塑料材料(6)布置在所述基体(2)的介于所述第一部分(3)与所述第二部分(4)之间的表面上；
第一开口(7)，所述第一开口布置在所述第一部分(3)上，和第二开口(8)，所述第二开口布置在所述第二部分(4)上；
内部通道(10)，所述内部通道在所述基体(2)的内部中在所述第一开口(7)与所述第二开口(8)之间延伸；
防爆盘(9)，所述防爆盘布置在所述第二开口(8)上，以气密方式封闭所述第二开口，从而提供防爆阀。
2.根据权利要求1所述的接片(1)，其特征在于，所述塑料材料(6)完全周向地布置在所述基体(2)的外部上。
3.根据权利要求1或2所述的接片，其特征在于，在所述塑料材料(6)施加到所述基体(2)的区域中，所述基体包括延伸部(13)，所述延伸部至少延伸到所述基体(2)的两个相对的外部。
4.根据权利要求3所述的接片(1)，其特征在于，当从横截面观察时，所述延伸部(13)被构造成梯形。
5.根据权利要求1或2所述的接片(1)，其特征在于，焊接表面(11)布置在所述第一部分(3)中，用于将所述电池单元(B)的阳极或阴极连接在所述基体(2)的所述表面上。
6.根据权利要求5所述的接片(1)，其特征在于，所述第一开口(7)布置在所述焊接表面(11)与所述塑料材料(6)之间。
7.根据权利要求1或2所述的接片(1)，其特征在于，在所述第二部分(4)中，连接表面(12)布置在所述基体(2)的所述表面上，用于所述接片(1)的外部电接触。
8.一种电池单元(B)，其特征在于，所述电池单元(B)的连接器阳极或连接器阴极借助于根据权利要求1至7中任一项所述的接片(1)向外引导。
9.根据权利要求8所述的电池单元(B)，其特征在于，还包括：
传感器单元，所述传感器单元被配置成检测所述防爆盘(9)的爆破。
10.根据权利要求9所述的电池单元(B)，其特征在于，所述传感器单元包括层状元件，所述层状元件布置在离所述防爆盘(9)一距离处并且不与所述接片(1)电连接。
11.根据权利要求8所述的电池单元(B)，其特征在于，所述电池单元实施为软包电池。
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