CN219873910U - 一种电池和电池装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池和电池装置，电池通过将防爆阀安装于其壳体的L/2范围内，且使得防爆阀一端与壳体的中心线之间的最短距离为d2，L/200≤d2＜997L/2000，且d2≥0.3mm，防爆阀另一端与壳体的一端之间的最短距离为d1，L/200≤d1＜997L/2000，且d1≥0.3mm；在壳体受热膨胀力作用时，d2的设置能够有效避免受膨胀力作用最为集中的壳体中心线处的变形过大，进而影响防爆阀的爆破压力，确保防爆阀的爆破压力能够在符合要求的范围内；在端盖与壳体连接组装时，d1的设置可有效避免防爆阀与端盖离得太近，从而能够避免组装时的工装压紧压力导致壳体变形，进而避免防爆阀变形而影响其爆破压力。具有上述电池的电池装置，能够确保其上的防爆阀的爆破压力在符合要求的范围内。

Description

一种电池和电池装置

技术领域

本实用新型涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种电池和电池装置。

背景技术

目前，电池装置一般由多个电池有序排列组成，在某个电池发生热失控时，为保证电池的安全性，电池需要设置防爆阀以便尽快将热失控时产生的热量和压力释放出去。

现有技术中，一般将防爆阀设置在电池的端盖上或者壳体上，尤其是将防爆阀设置在壳体上，虽然不占用盖板的空间，但由于壳体的厚度相对盖板来说较薄，使得壳体很容易发生变形。在电池发生热膨胀时，壳体受到膨胀力的作用而会发生变形，从而会使得其上的防爆阀也发生变形，进而影响防爆阀的爆破压力。另外，端盖和壳体焊接连接时，焊接时产生的热量和连接时的工装压紧的压力，也都可能会导致壳体变形，从而导致防爆阀变形而影响其爆破压力。

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提供一种电池，其能够减少对防爆阀的爆破压力的影响，确保防爆阀的爆破压力在要求范围内。

本实用新型的目的之二提供一种电池装置，该电池装置能够确保其上的防爆阀的爆破压力在要求范围之内。

本实用新型的目的之一采用以下技术方案实现：

一种电池，包括壳体(1)和安装于所述壳体(1)两端的端盖(2)，所述壳体(1)设有防爆阀(3)；

所述壳体(1)的长度定义为L，所述防爆阀(3)安装于所述壳体(1)的L/2范围内；所述防爆阀(3)的一端与所述壳体(1)的一端之间的最短距离为d1，L/200≤d1＜997L/2000，且d1≥0.3mm；

所述壳体(1)在其长度方向的L/2处设有中心线，所述防爆阀(3)的另一端与所述壳体(1)的中心线之间的最短距离为d2，L/200≤d2＜997L/2000，且d2≥0.3mm。

本实用新型的有益效果在于：通过将防爆阀安装于电池的壳体的L/2范围内，使得防爆阀偏离电池壳体的L/2处的中心线设置，且使得防爆阀的一端与壳体的中心线之间的最短距离为d2，L/200≤d2＜997L/2000，且d2≥0.3mm，在壳体受热膨胀力作用时，d2的设置能够有效避免受膨胀力作用最为集中的壳体中心线处的变形过大，进而影响防爆阀的爆破压力，确保电池壳体上的防爆阀的爆破压力即便受到热膨胀力的作用，也能够在符合要求的范围内，进而确保电池的安全性；另外，通过将防爆阀的另一端与壳体的一端之间的最短距离设置为d1，L/200≤d1＜997L/2000，且d1≥0.3mm，在端盖与壳体连接组装时，d1的设置可有效避免防爆阀与端盖离得太近，从而能够避免组装时的工装压紧压力，甚至还有焊接连接产生的热量，导致壳体变形，进而避免防爆阀变形而影响其爆破压力。

本实用新型的目的之二采用以下技术方案实现：

一种电池装置，包括上述的电池。

本实用新型的有益效果在于：具有上述电池的电池装置，在端盖与壳体连接组装时，d1的设置可有效避免防爆阀与端盖离得太近，从而能够避免组装时的工装压紧压力，甚至还有焊接连接产生的热量，而导致的壳体变形，进而避免防爆阀变形而影响其爆破压力；在壳体受热膨胀力作用时，d2的设置能够有效避免受膨胀力作用最为集中的壳体中心线处的变形过大，进而影响防爆阀的爆破压力，确保电池壳体的防爆阀的爆破压力即便受到热膨胀力的作用，也能够在符合要求的范围内。

附图说明

图1为本实用新型中的电池的立体结构示意图；

图2为本实用新型中的电池的侧视图；

图3为本实用新型中的壳体、端盖和绝缘层装配的结构示意图。

图中：

1、壳体，11、侧面，12、大面；

2、端盖，21、凸筋；

3、防爆阀；

4、绝缘层、41、绝缘端部。

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。

本实施例的一种电池，如图1和图2所示，其为方形电池，该电池的结构包括壳体1和安装于壳体1两端的端盖2，端盖2与壳体1的端面为焊接连接，以确保端盖2和壳体1稳定可靠固定连接。壳体1也为方形，壳体1包括两个相对的侧面11和两个相对的大面12，其中两个侧面11位于两个大面12的两侧，侧面11的面积远小于大面12的面积，在电池发生热失控时，电池的大面12由于面积较大，在受到热膨胀力作用后，其变形比电池的侧面11变形更为严重。为此，为减少壳体1的变形对防爆阀3的爆破压力的影响，本实施例在壳体1的侧面11安装有防爆阀3。由于壳体1的侧面11的面积相对大面12较小，在受到热膨胀力作用后，其变形也相对较小，进而对其上的防爆阀3的爆破压力的影响也较小。

本实施例中，电池包括顶面和与顶面相对的底面，也即是顶面朝上，底面朝下。壳体1的一个侧面11是电池的顶面，壳体1的另一个侧面11是电池的底面，防爆阀3设置在电池的底面。电池安装在电池箱体内，电池的底面靠近电池箱体的底板，而电池箱体的底板靠近汽车的底盘。将防爆阀3设置在电池的底面，使得防爆阀3正对着电池箱体的底板，在防爆阀3爆破时，其爆破冲击力朝下释放，也即朝着汽车的底盘方向释放，相对于现有技术中将防爆阀3设置于电池的顶面，本申请的防爆阀3爆破时的冲击力直接朝汽车的底盘方向释放，更加安全可靠。

本实施例中，如图2所示，将壳体1的侧面11的长度定义为L，防爆阀3安装于侧面11的L/2范围内。本申请通过将防爆阀3安装于电池的侧面11的L/2范围内，使得防爆阀3偏离电池侧面11的中心线设置。其中，壳体1的中心线为在壳体1长度方向的L/2处。由于电池中心线处的受热膨胀力最为集中，进而使得壳体1在中心线处最容易变形，为此将防爆阀3偏离电池侧面11的中心线设置，能够有效减小因壳体1的过度变形而影响防爆阀3的爆破压力。

在一些实施例中，防爆阀3可以安装在位于中心线右侧的L/2侧面11范围内，在本实施例中，防爆阀3安装在位于中心线左侧的L/2侧面11范围内，并以此最为解释说明。

如图2所示，本申请通过将防爆阀3的右端与壳体1的侧面11的L/2处的中心线之间的最短距离设置为d2，d2的取值范围为L/200≤d2＜997L/2000，且d2≥0.3mm。在壳体1受热膨胀力作用时，d2取值范围的设置能够有效避免受膨胀力作用最为集中的壳体1中心线处的变形过大，进而影响防爆阀3的爆破压力，确保电池壳体1侧面11的防爆阀3即便受到热膨胀力的作用，防爆阀3的爆破压力也能够在符合要求的范围内，进而确保电池的安全性。

本申请进一步通过将防爆阀3的左端与壳体1的左端之间的最短距离设置为d1，d1的取值范围L/200≤d1＜997L/2000，且d1≥0.3mm。在端盖2与壳体1的端部焊接组装时，d1取值范围的设置可有效避免防爆阀3与端盖2离得太近，从而能够避免焊接连接时产生的热量以及组装时的工装压紧压力而导致壳体1变形，进而有效避免防爆阀3因此而发生变形而影响其爆破压力，确保池壳体1侧面11的防爆阀3即便受到焊接热量和工装压紧压力的影响作用，防爆阀3的爆破压力也能够在符合要求的范围内，进而确保电池的安全性。

本实施例中，d1和d2取值范围的设置，使得电池壳体1侧面11的防爆阀3，不会因端盖2与壳体1的端部焊接连接时产生的热量以及组装时的工装压紧压力而影响其爆破压力，也不会因壳体1受热膨胀力作用时壳体1中心线处的变形过大而影响防爆阀3的爆破压力，从而能够有效确保电池壳体1侧面11的防爆阀3的爆破压力一直处于符合要求的范围值内，进而确保电池的安全性。

本实施例中，d1的取值范围优选为L/35≤d1≤L/6，d2的取值范围优选为L/22≤d2≤L/6。d1和d2在该取值范围内，防爆阀3的左右两端分别距离壳体1的左端和侧面11的中心线都有一定长度的距离，此时，端盖2与壳体1的端部焊接连接时产生的热量以及组装时的工装压紧压力所造成的壳体1变形对防爆阀3的爆破压力影响较小，同时壳体1受热膨胀力作用时壳体1中心线处的大变形对防爆阀3的爆破压力的影响也较小，从而能够有效确保电池壳体1侧面11的防爆阀3的爆破压力一直处于符合要求的范围值内，进而确保电池的安全性。d1和d2在该取值范围内，防爆阀3能够到达最优的爆破压力值，比如0.9MPa。

本实用新型中，将d1的取值范围设置为L/200≤d1＜997L/2000，且d1≥0.3mm，将d2的取值范围设置为L/200≤d2＜997L/2000，且d2≥0.3mm。本实用新型为进一步验证d1和d2在如上的取值范围内时，电池壳体1侧面11的防爆阀3的爆破压力一直处于符合要求的范围值内，为此进行了如下6个实施例和5个对比例的实验数据的测试：

具体测试方法是：以三元电池作为实验对象，将电池的壳体1与端盖2焊接连接后，在保证端盖2其他部位不漏气的情况下，通过与外部气源连接的气管从电池的注液孔向电池内部通气，直至防爆阀3爆破失效，该通的气体为氩气。此时，壳体1的大面12为紧固状态，压力数显仪器接在气路上，气管的进气端接着外部气源，气管的出气端连接着电池壳体1，压力数显仪器接在气管的中部，待防爆阀3爆破后，观测并记录下压力数显仪器上的压力值，进而确定防爆阀3的爆破压力值是否在符合要求的范围值内。由于本次实验数据的测试是以三元电池作为实验对象，壳体1侧面11的长度L取值为262mm，防爆阀3的爆破压力值在0.9±0.2MPa都在符合要求的范围值内，其中爆破压力值为0.9MPa为最优先值。

5个实施例和5个对比例的实验数据和测试结果汇集到下述表一所示：

表一

从上述表一中的实验数据和实验结果，可分析总结如下：

在实施例1中，d1＝1.31mm，d2＝1.31mm，此时，防爆阀3的左端距离壳体1的左端的距离值较小，防爆阀3的右端距离壳体1侧面11的中心线的距离值也较小，也即是，防爆阀3的左右端都分别很靠近壳体1的端和中心线，使得端盖2与壳体1的焊接热量以及工装压紧压力所造成的壳体1变形对防爆阀3的爆破压力有一定影响，同时壳体1受热膨胀力作用时壳体1中心线处的大变形对防爆阀3的爆破压力也有一定的影响。最终的测试结果是防爆阀3的爆破压力值为0.7MPa，虽然该爆破压力值在符合要求的范围值(0.9±0.2MPa)内，但是没有达到最优的爆破压力值0.9MPa。

同理，在实施例3和实施例4中，由于防爆阀3的左端非常靠近壳体1的左端，或者防爆阀3的右端非常靠近壳体1侧面11的中心线，使得端盖2与壳体1的焊接热量以及工装压紧压力所造成的壳体1变形对防爆阀3的爆破压力有一定影响，或者壳体1受热膨胀力作用时壳体1中心线处的大变形对防爆阀3的爆破压力有一定的影响，这使得实施例3和实施例4的爆破压力值也没有达到最优值。

在实施例2和实施例5中，防爆阀3的左端距离壳体1的左端的距离值较大，防爆阀3的右端距离壳体1侧面11的中心线的距离值也较大，也即是，防爆阀3的左右端都分别院里壳体1的端和中心线，且d1等于d2或者d1与d2相差不大，使得端盖2与壳体1的焊接热量以及工装压紧压力所造成的壳体1变形对防爆阀3的爆破压力影响较小，同时壳体1受热膨胀力作用时壳体1中心线处的大变形对防爆阀3的爆破压力也影响较小，这使得实施例2和实施例5的爆破压力值达到最优值0.9MPa。

在对比例1和对比例2中，由于d1或d2不在大于等于0.3mm的范围内，使得端盖2与壳体1的焊接热量以及工装压紧压力所造成的壳体1变形对防爆阀3的爆破压力的影响较大，或者壳体1受热膨胀力作用时壳体1中心线处的大变形对防爆阀3的爆破压力的影响较大，进而使得对比例1和对比例2的防爆阀3的爆破压力值没有在符合要求的范围值(0.9±0.2MPa)内，例如对比例1中防爆阀3的爆破压力值在0.6Mpa就爆破了，即电池正常使用产气的过程发生爆破，对比例2中防爆阀3的爆破压力值却在1.2Mpa才爆破。

在对比例4和对比例5中，同样由于d1和d2至少一个值不在大于等于0.3mm的范围内，虽然对应的d2或d1较大，同样使得端盖2与壳体1焊接时壳体1的变形对防爆阀3的爆破压力的影响较大，或者壳体1受热膨胀力作用时壳体1中心线处的大变形对防爆阀3的爆破压力的影响较大，进而使得对比例4和对比例5的防爆阀3的爆破压力值也没有在符合要求的范围值(0.9±0.2MPa)内，例如对比例5中防爆阀3的爆破压力值在0.5Mpa就爆破了，对比例4中防爆阀3的爆破压力值却在1.15Mpa的时候还未爆开，但是电池已经热失控了。

在对比例3中，由于d1和d2都不在大于等于0.3mm的范围内，使得端盖2与壳体1的焊接热量以及工装压紧压力所造成的壳体1变形对防爆阀3的爆破压力的影响较大，同时壳体1受热膨胀力作用时壳体1中心线处的大变形对防爆阀3的爆破压力的影响较大，进而使得对比例3的防爆阀3的爆破压力值在0.5Mpa就爆破了，严重影响电池的安全性能。

综上所述，将d1的取值范围设置为L/200≤d1＜997L/2000，且d1≥0.3mm，将d2的取值范围设置为L/200≤d2＜997L/2000，且d2≥0.3mm，电池壳体1侧面11的防爆阀3的爆破压力一直处于符合要求的范围值内，能够确保电池的安全性。

本实施例中，如图1和图2所示，防爆阀3沿壳体1的侧面11的长度方向延伸，防爆阀3的两端面为弧形面，也即是，防爆阀3为椭圆形。椭圆形的防爆阀3在壳体1变形时受到的影响较小。在一些实施例中，防爆阀3也可以为圆形或者矩形等其他形状。

本实施例中，如图3所示，端盖2盖在壳体1的端面且与其焊接连接。端盖2朝向壳体1的底面设有凸筋21，在端盖2与壳体1焊接时，凸筋21伸入壳体1的空腔内，且凸筋21的外壁与壳体1的内壁紧密贴合。凸筋21对壳体1的内壁起到支撑作用，从而能够有效增强壳体1端部的结构强度，使得壳体1不易受力变形，从而使得防爆阀3不易变形。凸筋21伸入壳体1的空腔内的端部设有倒角，便于凸筋21顺利插入壳体1的空腔内，进而便于端盖2与壳体1的装配。

进一步的，壳体1外包裹有绝缘层4，绝缘层4的两端朝端盖2的方向延伸有绝缘端部41，绝缘端部41朝内折弯并盖住端盖2的顶面的四周边缘。绝缘层4对壳体1和端盖2起到外部的绝缘保护。

本实施例还提供一种电池装置，其具有上述电池的电池装置，在端盖2与壳体1连接组装时，d1的设置可有效避免防爆阀3与端盖2离得太近，从而能够避免组装时的工装压紧压力，甚至还有焊接连接产生的热量，而导致壳体1变形，进而避免防爆阀3变形而影响其爆破压力；在壳体1受热膨胀力作用时，d2的设置能够有效避免受膨胀力作用最为集中的壳体1中心线处的变形过大，进而影响防爆阀3的爆破压力，确保电池壳体1侧面11的防爆阀3的爆破压力即便受到热膨胀力的作用，也能够在符合要求的范围内。

本实施例的电池装置可以是电池模组，也可以是电池包。

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，包括壳体(1)和安装于所述壳体(1)两端的端盖(2)，所述壳体(1)设有防爆阀(3)；

所述壳体(1)的长度定义为L，所述防爆阀(3)安装于所述壳体(1)的L/2范围内；所述防爆阀(3)的一端与所述壳体(1)的一端之间的最短距离为d1，L/200≤d1＜997L/2000，且d1≥0.3mm；

所述壳体(1)在其长度方向的L/2处设有中心线，所述防爆阀(3)的另一端与所述壳体(1)的中心线之间的最短距离为d2，L/200≤d2＜997L/2000，且d2≥0.3mm。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述d1的取值范围为L/35≤d1≤L/6。

3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述d2的取值范围为L/22≤d2≤L/6。

4.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述端盖(2)盖在所述壳体(1)的端面且与其焊接连接。

5.根据权利要求1－4任一项所述的电池，其特征在于，所述端盖(2)朝向所述壳体(1)的底面设有凸筋(21)，所述凸筋(21)伸入所述壳体(1)的空腔内，且所述凸筋(21)的外壁与所述壳体(1)的内壁贴合。

6.根据权利要求1－4任一项所述的电池，其特征在于，所述壳体(1)外包裹有绝缘层(4)，所述绝缘层(4)的两端朝所述端盖(2)延伸有绝缘端部(41)，所述绝缘端部(41)朝内折弯盖住所述端盖(2)的顶面的四周边缘。

7.根据权利要求1－4任一项所述的电池，其特征在于，所述防爆阀(3)沿所述壳体(1)的长度方向延伸，所述防爆阀(3)的两端面为弧形面。

8.根据权利要求1－4任一项所述的电池，其特征在于，所述壳体(1)包括两个相对的侧面(11)和位于两个所述侧面(11)之间的两个相对的大面(12)，所述防爆阀(3)设置在所述侧面(11)。

9.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，所述电池包括底面和顶面，所述壳体(1)的一个侧面(11)是所述电池的顶面，所述壳体(1)的另一个侧面(11)是所述电池的底面，所述防爆阀(3)设置于所述电池的底面。

10.一种电池装置，其特征在于，包括权利要求1－7任一项所述的电池。