CN220272686U - 电池及电池装置 - Google Patents

Abstract

本公开涉及电池技术领域，具体是关于一种电池及电池装置，所述电池包括壳体、电芯和排气组件，所述壳体内具有容置腔，所述壳体表面设置有第一排气孔，所述第一排气孔和所述容置腔连通；所述电芯设于所述容置腔；所述排气组件包括排气支座和透气膜，所述排气支座和所述壳体连接，并且所述排气支座覆盖所述第一排气孔，所述排气支座靠近所述电芯的一面形成有远离所述电芯的凹陷部，所述排气支座远离所述电芯的一面设置有和所述凹陷部连通的第二排气孔，所述透气膜和所述排气支座连接，并且所述透气膜覆盖所述第二排气孔。能够提升电池的安全性。

Description

电池及电池装置

技术领域

本公开涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电池及电池装置。

背景技术

电池作为一种常用的储能装置，已经被广泛的应用于电动车辆。电池通常集成为电池包向电动车辆提供动力，在电池包经历多次工作循环后，电池包内的电池会产生较多的气体，进而导致电池内的压力升高，电池发生膨胀，降低了电池的安全性。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种电池及电池装置，进而至少一定程度上提升电池的安全性。

根据本公开的一个方面，提供一种电池，所述电池包括：

壳体，所述壳体内具有容置腔，所述壳体表面设置有第一排气孔，所述第一排气孔和所述容置腔连通；

电芯，所述电芯设于所述容置腔；

排气组件，所述排气组件包括排气支座和透气膜，所述排气支座和所述壳体连接，并且所述排气支座覆盖所述第一排气孔，所述排气支座靠近所述电芯的一面形成有远离所述电芯的凹陷部，所述凹陷部和所述第一排气孔连通，所述排气支座远离所述电芯的一面设置有和所述凹陷部连通的第二排气孔，所述透气膜和所述排气支座连接，并且所述透气膜覆盖所述第二排气孔。

本公开实施例提供的电池，包括壳体、电芯和排气组件，壳体具有容置腔，电芯设于容置腔，排气组件包括排气支座和透气膜，排气支座和壳体连接，并且排气支座覆盖壳体上的第一排气孔，排气支座上设置有第二排气孔，透气膜和排气支座连接且透气膜覆盖第二排气孔，电池中产生的气体通过第一排气孔、第二排气孔及透气膜排出电池之外，进而解决了电池内部压力过大的问题，防止电池发生膨胀，提升了电池的安全性，进一步的，在排气支座靠近电芯的一侧设置有凹陷部，电芯产生的气体能够进入该凹陷部，避免排气支座和电芯过近，气体发生堆积，造成气体排放不顺畅，有利于电芯产生的气体的排出。

根据本公开的另一个方面，提供一种电池装置，所述电池装置包括上述的电池。

本公开实施例提供的电池装置包括电池，在电池中壳体具有容置腔，电芯设于容置腔，排气组件包括排气支座和透气膜，排气支座和壳体连接，并且排气支座覆盖壳体上的第一排气孔，排气支座上设置有第二排气孔，透气膜和排气支座连接且透气膜覆盖第二排气孔，电池中产生的气体通过第一排气孔、第二排气孔及透气膜排出电池之外，进而解决了电池内部压力过大的问题，防止电池发生膨胀，提升了电池装置的安全性，进一步的，在排气支座靠近电芯的一侧设置有凹陷部，电芯产生的气体能够进入该凹陷部，避免排气支座和电芯过近，气体发生堆积，造成气体排放不顺畅，有利于电芯产生的气体的排出。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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为本公开示例性实施例提供的一种电池的结构示意图；

图2为本公开示例性实施例提供的一种电池的局部爆炸示意图；

图3为本公开示例性实施例提供的一种排气支座的结构示意图；

图4为本公开示例性实施例提供的一种电池装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本公开示例实施例中的附图，对本公开示例实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。本文中的描述的示例实施例仅仅是用于说明的目的，而并非用于限制本公开的保护范围，因此应当理解，在不脱离本公开的保护范围的情况下，可以对示例实施例进行各种修改和改变。

在本公开的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个或两个以上；术语“和/或”包括一个或多个相关联列出项目的任何组合和所有组合。特别地，提到“该/所述”对象或“一个”对象同样旨在表示可能的多个此类对象中的一个。

除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接，或信号连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

进一步地，本公开的描述中，需要理解的是，本公开的示例实施例中所描述的“上”、“下”、“内”、“外”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本公开的示例实施例的限定。还需要理解的是，在上下文中，当提到一个元件或特征连接在另外元件(一个或多个)“上”、“下”、或者“内”、“外”时，其不仅能够直接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”，也可以通过中间元件间接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”。

本公开示例性实施例提供一种电池100，如图1-3所示，电池100包括壳体10、电芯和排气组件20，壳体10内具有容置腔，壳体10表面设置有第一排气孔201，第一排气孔201和容置腔连通；电芯设于容置腔；排气组件20包括排气支座21和透气膜22，排气支座21和壳体10连接，并且排气支座21覆盖第一排气孔201，排气支座21靠近电芯的一面形成有远离电芯的凹陷部203，凹陷部203和第一排气孔201连通，排气支座21远离电芯的一面设置有和凹陷部203连通的第二排气孔202，透气膜22和排气支座21连接，并且透气膜22覆盖第二排气孔202。

本公开实施例提供的电池100，包括壳体10、电芯和排气组件20，壳体10具有容置腔，电芯设于容置腔，排气组件20包括排气支座21和透气膜22，排气支座21和壳体10连接，并且排气支座21覆盖壳体10上的第一排气孔201，排气支座21上设置有第二排气孔202，透气膜22和排气支座21连接且透气膜22覆盖第二排气孔202，电池100中产生的气体通过第一排气孔201、第二排气孔202及透气膜22排出电池100之外，进而解决了电池100内部压力过大的问题，防止电池100发生膨胀，提升了电池100的安全性，进一步的，在排气支座21靠近电芯的一侧设置有凹陷部203，电芯产生的气体能够进入该凹陷部203，避免排气支座21和电芯过近，气体发生堆积，造成气体排放不顺畅，有利于电芯产生的气体的排出。

下面将对本公开实施例提供的电池100的各部分进行详细说明：

壳体10用于形成电池100的轮廓，并保护壳体10内的电芯等器件。壳体10可以包括壳主体11和盖板12，壳主体11的一端具有开口，盖板12连接于壳主体11，并且盖板12封堵壳主体11上的开口。盖板12上设置有第一排气孔201，排气组件设于盖板12，并且排气组件封堵第一排气孔201。

其中，壳主体11可以包括端板和筒体，盖板12和筒体连接，端板设于筒体远离盖板12的一端。筒体呈两端开口的筒状结构，盖板12和端板为平板结构，盖板12和端板分别封堵筒体的两端的开口。

盖板12和端板中的至少一个和筒体为分体成型结构，比如，盖板12和筒体为分体结构，端板和筒体为一体成型结构，盖板12和筒体通过焊接或者铆接的方式连接。或者，端板和筒体为分体结构，盖板12和筒体为一体成型结构，端板和筒体通过焊接或者铆接的方式连接。或者，端板及盖板12均和筒体为分体结构，盖板12及端板和筒体通过焊接或者铆接的方式连接。

排气组件20设于盖板12，在盖板12上设置有第一排气孔201，第一排气孔201为贯穿盖板12的通孔，排气组件20封堵于第一排气孔201。极柱可以设于盖板12，或者极柱可以设于端板。当极柱设于盖板12时，极柱和排气组件20间隔设置。

电芯设于壳体10内，电芯可以包括电芯主体、第一极耳和第二极耳，第一极耳和第二极耳从电芯主体延伸而出。示例的，第一极耳和第二极耳从电芯主体靠近盖板12的一端延伸而出。当然，在实际应用中第一极耳和第二极耳也可以是其他分布方式，本公开实施例并不以此为限。

电芯包括正极极片、负极极片和隔膜片，正极极片、隔膜片和负极极片集成为电芯。正极极片可以包括正极集流体和活性物质层，活性物质层设于正极集流体，负极极片可以包括负极集流体和负极涂层，负极涂层涂覆于负极集流体。

示例的，电芯可以是叠片式电芯，电芯具有相互层叠的正极极片、负极极片以及设置在正极极片和负极极片之间的隔膜片，从而使得多对正极极片和负极极片堆叠形成叠片式电芯。或者电芯可以为卷绕式电芯，即将正极极片、负极极片以及设置在正极极片和负极极片之间的隔膜片进行卷绕，得到卷绕式电芯。

在一可行的实施方式中，电池100可以是圆柱电池或者近似圆柱的电池。在此基础上，壳体10呈圆柱或者近似圆柱状，盖板12和端板为圆盘结构，筒体为圆柱筒状结构。在圆柱电池100中，壳体10为电池100的一个输出端，极柱33设于壳体10，并且极柱33为电池100的另一个输出端。

其中，在盖板12上设置有通孔，极柱33穿设于该通孔，壳体10和汇流排焊接。电芯分别和壳体10及极柱连接，比如，电芯具有第一极耳和第二极耳，第一极耳和极柱连接(焊接或者通过转接件连接)，第二极耳和壳体10连接(焊接或者通过转接件连接)。

需要说明的是，极柱33为电池100的一个输出端，壳体10为电池100的另一个输出端，极柱33和壳体10采用金属材料制成，比如，壳体10的材料可以是不锈钢、铝、铜或者镍等，极柱33的材料可以是不锈钢、铝、铜或者镍等。为了避免电池100短路，极柱33和壳体10之间设置有绝缘件。绝缘件可以设于盖板12上的通孔内，极柱33穿设于绝缘件，使得壳体10和极柱33绝缘。

在另一可行的实施方式中，电池100可以是长方体或者近似长方体的结构。在此基础上，壳体10呈长方体或者近似长方体，盖板12和端板为矩形盘结构，筒体为矩形筒状结构。比如，筒体包括依次连接的第一侧板、第二侧板、第三侧板和第四侧板。

在长方体电池中，壳体10上设置有正极极柱31和负极极柱32，正极极柱31和负极极柱32设于盖板12，排气组件20设于正极极柱31和负极极柱32之间，并且排气组件20和正极极柱31及负极极柱32间隔设置。当然在实际应用中，排气组件20设于盖板12，正极极柱31和负极极柱32可以设于端板，本公开实施例并不以此为限。

其中，壳体10上设置有两个通孔，正极极柱31和负极极柱32穿设于对应的通孔。电芯分别和正极极柱31及负极极柱32连接，比如，电芯具有第一极耳和第二极耳，第一极耳和正极极柱31连接(焊接或者通过转接件连接)，第二极耳和负极极柱32连接(焊接或者通过转接件连接)。排气组件20可以位于正极极柱31和负极极柱32之间。

排气组件20包括排气支座21和透气膜22，排气支座21和壳体10连接，并且排气支座21覆盖第一排气孔201，排气支座21靠近电芯的一面设置有和第一排气孔201连通的凹陷部203，排气支座21远离电芯的一面设置有和凹陷部203连通的第二排气孔202，透气膜22和排气支座21连接，并且透气膜22覆盖第二排气孔202。透气膜22可以是高分子材料，高分子材料可以选为FEP(氟化乙烯丙烯共聚物)、PCTFE(聚氯三氟乙烯)等，透气膜22能够透过气体，并阻隔液体及固体进入电池内部。

其中，盖板12上设置有第一排气孔201，排气支座21可以连接于盖板12，且排气支座21封堵第一排气孔201。排气支座21可以嵌于第一排气孔201，或者排气支座21设于盖板12远离电芯的一面。

在一可行的实施方式中，排气支座21远离电芯的一面可以和盖板12远离电芯的一面平齐。在此基础上，凹陷部203可以通过对排气支座21靠近电芯的一面进行减薄而形成，排气支座21上至少部分区域具有减薄区。排气支座21的形状和第一排气孔201的形状匹配，排气支座21的边缘的第一排气孔201的侧壁焊接。将排气支座21远离电芯的一面和盖板12远离电芯的一面设置为平齐，能够减少排气支座21在电池100上所占的空间，有利于提升电池装置的能量密度。

在另一可行的实施方式中，排气支座21凸出于盖板12远离电芯的一面。比如，排气支座21部分凸出于盖板12远离电芯的一面，或者排气支座21连接于盖板12远离电芯的一面。通过将排气支座21至少部分凸出于盖板12远离电芯的一面，能够增加凹陷部203的空间，进而有利于储气和排气。

示例的，排气支座21包括法兰部211、凸起部212和连接部213，法兰部211嵌于第一排气孔201，并且法兰部211和盖板12焊接，法兰部211具有第一通孔；凸起部212和法兰部211连接，且凸起部212向法兰部211远离电芯的一侧延伸，凸起部212设置有第二通孔，第二通孔和第一通孔连通形成凹陷部203；连接部213封堵于凸起部212远离电芯的一端，且第二排气孔202设于连接部213，透气膜22和连接部213连接。凸起部212的设置还可以增加排气组件20整体的结构强度，进一步保护透气膜22，避免透气膜22在因受到气体的冲击，造成透气膜22损坏。

法兰部211远离电芯的一面和盖板12远离电芯的一面平齐。法兰部211呈环状或者近似环状结构，法兰部211的外边缘和第一排气孔201的形状匹配，并且法兰部211的外边缘和第一排气孔201的侧壁焊接。比如，第一排气孔201为圆孔时，法兰边的外边缘呈圆形。凸起部212和法兰部211的内圈连接，比如，凸起部212和法兰部211可以是一体成型，或者凸起部212和法兰部211可以通过焊接等方式连接。

连接部213可以是平板或者近似平板的结构，连接部213和凸起部212远离电芯的一端连接，在连接部213远离电芯的一面形成一平面，在该平板上设置有第二排气孔202，透气膜22连接于该平面。

其中，排气支座21(连接部213)上可以设置有一个或者多个第二排气孔202。当连接部213上设置有多个第二排气孔202时，多个第二排气孔202可以间隔分布连接部213。比如，多个排气孔可以呈矩阵式分布或者多个排气孔沿圆周均布。透气膜22可以通过粘接或者热熔连接等方式连接于连接部213。

盖板12上设置有注液孔40，注液孔40用于向电池100内注入电解液。排气支座21(凸起部212)凸出于盖板12，透气膜22远离电芯的一面凸出于注液孔40所在的表面，也即是，透气膜22的高度高于注液孔40的高度，因此在向电池100内注液时，电解液不会流动至透气膜22，实现了对透气膜22的保护。

值得注意的是，在本公开实施例中，盖板12上的注液孔40在电池100制造过程中连通电池100内的容置腔和外界，以使电解液能够进入电池100内。当电解液注入完成后，通过密封钉等器件将注液孔40封闭。

在盖板12上设置有极柱，极柱凸出于盖板12远离电芯的一面，排气支座21凸出于盖板12的高度小于等于极柱凸出于盖板12的高度。极柱凸出于盖板12的表面，有利于极柱和汇流排等器件的连接。排气支座21凸出于盖板12的高度小于等于极柱凸出于盖板12的高度，理由极柱侧部的空间容纳排气支座21，避免了排气支座21占用电池100上较多的空间，便于电池100的布置且有利于提升电池装置的能量密度。

本公开实施例提供的电池100，包括壳体10、电芯和排气组件20，壳体10具有容置腔，电芯设于容置腔，排气组件20包括排气支座21和透气膜22，排气支座21和壳体10连接，并且排气支座21覆盖壳体10上的第一排气孔201，排气支座21上设置有第二排气孔202，透气膜22和排气支座21连接且透气膜22覆盖第二排气孔202，电池100中产生的气体通过第一排气孔201、第二排气孔202及透气膜22排出电池100之外，进而解决了电池100内部压力过大的问题，防止电池100发生膨胀，提升了电池100的安全性，进一步的，在排气支座21靠近电芯的一侧设置有凹陷部203，电芯产生的气体能够进入该凹陷部203，避免排气支座21和电芯过近，气体发生堆积，造成气体排放不顺畅，有利于电芯产生的气体的排出。

本公开示例性实施例还提供一种电池装置，如图4所示，电池装置包括电池100。电池100包括壳体10、电芯和排气组件20，壳体10内具有容置腔，壳体10表面设置有第一排气孔201，第一排气孔201和容置腔连通；电芯设于容置腔；排气组件20包括排气支座21和透气膜22，排气支座21和壳体10连接，并且排气支座21覆盖第一排气孔201，排气支座21靠近电芯的一面设置有和第一排气孔201连通的凹陷部203，排气支座21远离电芯的一面设置有和凹陷部203连通的第二排气孔202，透气膜22和排气支座21连接，并且透气膜22覆盖第二排气孔202。

本公开实施例提供的电池装置包括电池100，在电池100中壳体10具有容置腔，电芯设于容置腔，排气组件20包括排气支座21和透气膜22，排气支座21和壳体10连接，并且排气支座21覆盖壳体10上的第一排气孔201，排气支座21上设置有第二排气孔202，透气膜22和排气支座21连接且透气膜22覆盖第二排气孔202，电池100中产生的气体通过第一排气孔201、第二排气孔202及透气膜22排出电池100之外，进而解决了电池100内部压力过大的问题，防止电池100发生膨胀，提升了电池装置的安全性，进一步的，在排气支座21靠近电芯的一侧设置有凹陷部203，电芯产生的气体能够进入该凹陷部203，避免排气支座21和电芯过近，气体发生堆积，造成气体排放不顺畅，有利于电芯产生的气体的排出。

进一步的，本公开实施例提供的电池装置还可以包括汇流排、箱体200和换热组件等，箱体200具有底板，电池组设于底板，排气组件20设于电池远离底板的一端。汇流排设于电池100设置排气组件20的一端。换热组件设于箱体200内，且换热组件至少部分和电池100接触。

箱体200可以包括底板和边框，边框设于底板，并形成一个或者多个电池舱，电池组设于电池舱。电池100中排气组件20设于电池100远离底板的一端；或者排气组件20设于电池100朝向底板的一端。排气组件20设于朝向电池靠近底板的一端，能够避免排放出的气体热量直接冲击乘员舱。

电池装置中可以包括多个电池100，多个电池100形成电池组。比如，当电池100为长方体电池时，电池100中的多个电池100可以顺序堆叠，形成电池组。当电池100为圆柱电池时，电池组还可以包括电池托架，电池托架上设置有多个容置凹陷，电池100设置于容置凹陷，电池托架和多个电池100形成电池组。

换热组件可以包括换热板，换热板可以设于电池组中相邻的电池100之间，或者换热板可以设于底板和电池组之间，或者换热板设于电池组远离底板的一侧。换热板中设置有冷却介质通道，冷却介质通道用于传输冷却介质。

汇流排用于电连接电池组中相邻的两个电池100。比如，汇流排连接第一电池和第二电池，第一电池和第二电池为电池组中相邻的两个电池100。汇流排可以包括第一汇流部和第二汇流部，第一汇流部和第二汇流部连接，并且第一汇流部和第一电池连接，第二汇流部和第二电池连接。

本公开实施例提供的电池装置包括电池100，在电池100中壳体10具有容置腔，电芯设于容置腔，排气组件20包括排气支座21和透气膜22，排气支座21和壳体10连接，并且排气支座21覆盖壳体10上的第一排气孔201，排气支座21上设置有第二排气孔202，透气膜22和排气支座21连接且透气膜22覆盖第二排气孔202，电池100中产生的气体通过第一排气孔201、第二排气孔202及透气膜22排出电池100之外，进而解决了电池100内部压力过大的问题，防止电池100发生膨胀，提升了电池装置的安全性，进一步的，在排气支座21靠近电芯的一侧设置有凹陷部203，电芯产生的气体能够进入该凹陷部203，避免排气支座21和电芯过近，气体发生堆积，造成气体排放不顺畅，有利于电芯产生的气体的排出。

本公开实施例提供的电池装置可以应用于电动车辆，当电池装置用于电动车辆时，电池装置可以是电池包，电池包安装于电动车辆上，向电动车辆提供能源。

在实际应用中，电池包可以安装于电动车辆的车架。电池包可以和车架固定连接。或者电池包可以是模块化电池包，模块化电池包能够可拆卸的连接于车辆主体，便于更换。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (10)

1.一种电池，其特征在于，所述电池包括：

壳体，所述壳体内具有容置腔，所述壳体表面设置有第一排气孔，所述第一排气孔和所述容置腔连通；

电芯，所述电芯设于所述容置腔；

排气组件，所述排气组件包括排气支座和透气膜，所述排气支座和所述壳体连接，并且所述排气支座覆盖所述第一排气孔，所述排气支座靠近所述电芯的一面形成有远离所述电芯的凹陷部，所述凹陷部和所述第一排气孔连通，所述排气支座远离所述电芯的一面设置有和所述凹陷部连通的第二排气孔，所述透气膜和所述排气支座连接，并且所述透气膜覆盖所述第二排气孔。

2.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述壳体包括：

壳主体；

盖板，所述盖板和所述壳体连接形成所述容置腔，所述第一排气孔设于所述盖板，且所述排气支座和所述盖板连接。

3.如权利要求2所述的电池，其特征在于，所述排气支座凸出于所述盖板远离所述电芯的一面。

4.如权利要求3所述的电池，其特征在于，所述排气支座包括：

法兰部，所述法兰部嵌于所述第一排气孔，并且所述法兰部和所述盖板焊接，所述法兰部具有第一通孔；

凸起部，所述凸起部和所述法兰部连接，且所述凸起部向所述法兰部远离所述电芯的一侧延伸，所述凸起部设置有第二通孔，所述第二通孔和所述第一通孔连通形成所述凹陷部；

连接部，所述连接部封堵于所述凸起部远离所述电芯的一端，且所述第二排气孔设于所述连接部，所述透气膜和所述连接部连接。

5.如权利要求4所述的电池，其特征在于，所述连接部远离所述电芯的一面凸出于所述盖板远离所述电芯的一面。

6.如权利要求3所述的电池，其特征在于，所述盖板上设置有注液孔，所述注液孔用于向所述电池内注入电解液，所述透气膜远离所述电芯的一面凸出于所述注液孔所在的表面。

7.如权利要求3所述的电池，其特征在于，所述电池还包括：

极柱，所述极柱设于所述盖板，且所述极柱凸出于所述盖板远离所述电芯的一面，所述排气支座凸出于所述盖板的高度小于等于所述极柱凸出于所述盖板的高度。

8.如权利要求1-7任一所述的电池，其特征在于，所述排气支座上设置有多个所述第二排气孔。

9.如权利要求8所述的电池，其特征在于，多个所述第二排气孔在所述排气支座上间隔分布。

10.一种电池装置，其特征在于，所述电池装置包括权利要求1-9任一所述的电池。