CN220382267U - 电池、模组及用电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电池、模组及用电装置，涉及电力装置技术领域，电池包括壳体、盖板、电芯和储气件，其中，壳体具有盛放空间，且一侧设置有与盛放空间连通的开口；盖板设于开口并封闭盛放空间，电芯设于盛放空间中；储气件设于盛放空间中且位于盖板与电芯之间；并且，储气件用于充注隔离气体，储气件设有用于释放隔离气体的泄压部。本实用新型中的储气件内储存有隔离气体，且储气件上设有能够释放隔离气体的泄压部，储气件与电芯一同设置在壳体内。在电芯发热时，泄压部释放储气件内的隔离气体充满壳体内的空间并将电芯与防爆阀隔离，避免电芯与空气快速接触而导致极片与空气短时间内发生剧烈的氧化反应，导致电池着火，进而提升了电池的安全性。

Description

电池、模组及用电装置

技术领域

本实用新型涉及电力装置技术领域，具体而言，涉及一种电池、模组及用电装置。

背景技术

二次电池作为一种新型的清洁能源，在各个领域得到了广泛的应用。但是二次电池在使用过程中，电芯存在失控的可能，在电芯失控时，电芯会产生巨大的热量，由于电芯设置在电池内，因此，电池会出现爆炸、热失控等危险现象。

目前，为了避免电芯失控时爆发的巨大能量造成人员伤亡或其他事故，目前普遍使用在电池的盖板上增加防爆阀的设计，当电芯内部气压过大时，防爆阀受气压冲击而开启，电芯内部气体由防爆阀排出以实现对电芯泄压，防止电芯内部气体一直增加，直至爆炸。

但是，防爆阀开启时，电芯内部的极片瞬间与进入电芯内的空气接触，极片易在短时间内与氧气发生反应，剧烈的氧化反应会生成氢气，并且，由于此时极片和电芯的温度升高，氢气极易燃烧而引起电池着火。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电池、模组及用电装置，以缓解现有技术中防爆阀开启时，电芯内部的极片瞬间与进入电芯内的空气接触并发生氧化反应，导致电池着火的技术问题。

本实用新型提供了一种电池，具体包括壳体、盖板、电芯和储气件，其中，壳体具有盛放空间，且一侧设置有与所述盛放空间连通的开口；盖板设于所述开口并封闭所述盛放空间，电芯设于所述盛放空间中；储气件设于所述盛放空间中且位于所述盖板与所述电芯之间；并且，所述储气件用于充注隔离气体，所述储气件设有用于释放所述隔离气体的泄压部。

进一步地，本实用新型的进一步设置有，所述电芯的一侧设有极耳；所述极耳具有固定段和连接段；所述固定段的一端与所述电芯相连，另一端与所述连接段相连；所述储气件设于所述连接段和所述电芯之间，所述连接段与所述电芯间隔设置，且所述连接段与所述储气件相搭接。

进一步地，本实用新型的进一步设置有，所述储气件具有顶壁、底壁和侧壁；所述底壁与所述电芯抵接，所述顶壁与所述连接段抵接，所述泄压部设于所述顶壁；所述侧壁设于所述顶壁和所述底壁之间，并与所述顶壁和所述底壁合围成密封箱体。

进一步地，本实用新型的进一步设置有，所述侧壁的外表面为曲面；且所述曲面向远离所述密封箱体的中心的方向凸出；所述固定段与所述侧壁的表面相贴合。

进一步地，本实用新型的进一步设置有，所述储气件设置有第一避让孔；所述第一避让孔沿垂直于所述电芯与所述储气件相接面的方向穿透所述储气件，所述第一避让孔用于避让所述盖板的注液孔。

进一步地，本实用新型的进一步设置有，所述储气件设置有第二避让孔；所述第二避让孔沿垂直于所述电芯与所述储气件相接面的方向穿透所述储气件，所述第二避让孔为电池中的防爆阀提供避让空间。

可选的，所述泄压部为刻痕，和\或，气压阀。

进一步地，本实用新型的进一步设置有，所述储气件和所述极耳均有多个；多个所述储气件分别设置在各个所述极耳与所述电芯之间。

有益效果：

本实用新型提供的电池，具体包括壳体、盖板、电芯和储气件，其中，壳体具有盛放空间，且一侧设置有与盛放空间连通的开口；盖板设于开口并封闭盛放空间，电芯设于盛放空间中；储气件设于盛放空间中且位于盖板与电芯之间；并且，储气件用于充注隔离气体，储气件设有用于释放隔离气体的泄压部。其中，本实用新型中的储气件内储存有隔离气体，且储气件上设有能够释放隔离气体的泄压部，储气件与电芯一同设置在壳体内。在电芯发热时，引起壳体内的温度升高、气体膨胀，从而触发泄压部，在气体膨胀至触发电池的防爆阀之前，泄压部先行启动以释放储气件内的隔离气体，隔离气体充满壳体内的空间并将电芯与防爆阀隔离，在防爆阀被触发进行泄压时，电芯与防爆阀之间的隔离气体能短暂的将空气和电芯进行隔离，从而避免电芯与空气快速接触而导致极片与空气短时间内发生剧烈的氧化反应，导致电池着火，进而提升了电池的安全性。

本实用新型的目的还在于一种模组和一种用电装置，其中，模组包括提供的电池。用电装置包括提供的模组，模组和用电装置中的电池与现有技术相比具有上述的优势，此处不再赘述。

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为本实用新型实施例提供的电池中的电芯的立体结构示意图；

图2为本实用新型实施例提供的电池中的极耳与储气件的连接结构关系示意图；

图3为本实用新型实施例提供的电池中的储气件的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的电池的分体结构示意图。

图标：

100－电芯；

200－极耳；210－固定段；220－连接段；

300－储气件；310－泄压部；320－顶壁；330－侧壁；340－第一避让孔；350－第二避让孔；

400－壳体；

500－盖板。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中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。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面通过具体的实施例并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

参阅图1至图4，其中，图1为本实施例提供的电池中的电芯100的立体结构示意图；图2为本实施例提供的电池中的极耳200与储气件300的连接结构关系示意图；图3为本实施例提供的电池中的储气件300的结构示意图；图4为本实施例提供的电池的分体结构示意图。本实施例所提供的电池包括壳体400、盖板500、电芯100和储气件300。

本实施例中的壳体400具有盛放空间，且一侧设置有与盛放空间连通的开口。盖板500设于开口并封闭盛放空间，电芯100设于盛放空间中。储气件300设于盛放空间中且位于盖板500与电芯100之间。并且，储气件300用于充注隔离气体，储气件300设有用于释放隔离气体的泄压部310。

在电芯100发热时，引起壳体400内的温度升高、气体膨胀、产气增加，从而触发泄压部310，在气体膨胀至触发电池的防爆阀之前，泄压部310先行启动以释放储气件300内的隔离气体，隔离气体充满壳体400内的空间并将电芯100与防爆阀隔离，在防爆阀被触发进行泄压时，电芯100与防爆阀之间的隔离气体能短暂的将空气和电芯100进行隔离，从而避免电芯100与空气快速接触而导致极片与空气短时间内发生剧烈的氧化反应，导致电池着火，进而提升了电池的安全性。

其中，具体地，本实施例中的隔离气体为氦气，氦气为惰性气体的一种，无色无味且化学性质不活泼，一般状态下很难与其他物质发生反应，氦用常在冶炼及焊接时作为保护气体使用。本实施例中，在储气件300内充满氦气，待泄压部310被触发后，氦气能迅速充满壳体400内的盛放空间，将电芯100和防爆阀隔离，使防爆阀开启时，电芯100无法第一时间与空气接触，从而避免电芯100在高温状态下因迅速与空气接触而发生剧烈氧化反应。

作为一种可实施的方式，储气件300内的氦气可替换为氖、氩、氪、氙中的任意一种，上述物质均为无色、无臭、无味的，微溶于水且化学性质及其稳定的惰性气体，在用作隔离气体时，对电芯100的隔离效果优异。

在本实施例中，电芯100的一侧设有极耳200。极耳200具有固定段210和连接段220。固定段210的一端与电芯100相连，另一端与连接段220相连，连接段220用于和导电结构连接，导电结构可以为转接件或者极柱、壳体400。储气件300设于连接段220和电芯100之间，连接段220与电芯100间隔设置，且连接段220与储气件300相搭接。

具体地，为了防止极耳200和盖板500的连接位置与电芯100距离过近，导致极耳200倒插，因此在极耳200和盖板500的连接位置与电芯100之间存在一定的空隙。本实施例中的储气件300设置在极耳200和电芯100设置在上述极耳200和盖板500的连接位置与电芯100之间的空隙处，无需在壳体400内增设安装储气件300的空间，提高了电芯100的装配群裕度和盛放空间的利用率。

并且，极耳200的连接段220与储气件300搭接，连接段220位于储气件300和盖板500之间，储气件300能够为连接段220提供一定支撑能力，避免连接段220倒插至电芯100中，造成电芯100发生短路事故。

在本实施例中，储气件300具有顶壁320、底壁和侧壁330。底壁与电芯100抵接，顶壁320与连接段220抵接，泄压部310设于顶壁320。侧壁330设于顶壁320和底壁之间，并与顶壁320和底壁合围成密封箱体。

具体地，本实施例中的储气件300为横截面为长方形的结构，顶壁320和底壁的横截面均为长方形，由侧壁330设置在顶壁320和底壁之间，三者合围成内部带有储气空间的储气件300。泄压部310在顶壁320上，在泄压部310开启时，泄压部310所释放的惰性气体朝向盖板500释放，能够尽早先将盖板500和电芯100进行隔离，避免防爆阀开启时，惰性气体无法隔离电芯100与外界空气的接触。

其中，由于储气件300的底壁与电芯100相抵接，顶壁320与连接段220相抵接并承载连接段220，底壁和顶壁320具有一定柔韧性，从而在电芯100的搬运、振动时，顶壁320和底壁能够为极耳200提供缓冲区间和减震效果，避免极耳200在受到振动时折断、损毁。

作为一种可实施的方式，储气件300的顶壁320和底壁的形状可根据电芯100、壳体400的形状进行改变，在电芯100与壳体400为圆柱体结构时，可根据电芯100的顶面的形状选用横截面为圆形的顶壁320和底壁。

在本实施例中，侧壁330的外表面为曲面。且曲面向远离密封箱体的中心的方向凸出。固定段210与侧壁330的表面相贴合。

曲面结构的侧壁330与固定端的接触面积更大，固定段210在与侧壁330抵接后，受力面积增大，以此能够减小固定段210的受力，使极耳200在受力发生弯折时不易折断。

其中，此处需要说明的是，储气件300的材质应选用化学性质稳定且具有一定韧性的材质，如PP(聚丙烯)、PE(聚乙烯)、PI(聚酰亚胺)、硅胶等材质。本实施例中，储气件300为PP材质。

并且，为保证储气件300内的气体量能够满足充分隔离电芯100和盖板500，顶壁320和底壁之间的直线距离应为至少为2mm。同时，为避免储气件300的高度过大而占用过多空间，储气件300的高度应小于或等于15mm，以避免储气件300的高度过大而无法安装至电芯100和盖板500之间。

此外，由于侧壁330需为极耳200提供支撑力，因此，在顶壁320和底壁的厚度较薄时，侧壁330的厚度和硬度需大于顶壁320和底壁的厚度和硬度，避免侧壁330无法为极耳200提供足够的支撑力，导致极耳200在受到振动时折断、损毁。

在本实施例中，储气件300设置有第一避让孔340。第一避让孔340沿垂直于电芯100与储气件300相接面的方向穿透储气件300，第一避让孔340用于避让盖板500的注液孔。

具体地，本实施例中的第一避让孔340的位置与盖板500的注液孔的位置相对，第一避让孔340的两端分别连接电芯100和盖板500的注液孔。在需对电池添加电解液时，可通过盖板500上的注液孔进行添加，电解液通过第一避让孔340后渗透至电芯100内，以避免储气件300遮挡住电芯100，导致无法向电芯100内注液。

在本实施例中，储气件300设置有第二避让孔350。第二避让孔350沿垂直于电芯100与储气件300相接面的方向穿透储气件300，第二避让孔350为电池中的防爆阀提供避让空间。

第二避让孔350的位置与防爆阀的位置相对。在电芯100发热时，离电芯100较近内部气体先行受热膨胀，膨胀的气体能够通过第二避让孔350直接与防爆阀相接触，避免储气件300遮挡住电芯100，膨胀的气体无法及时的与防爆阀相接，无法及时防爆阀。

此处需要说明的是，在本实施例中，储气件300为一体化的中空结构，第一避让孔340和第二避让孔350沿垂直于顶壁320的方向穿透储气件300。

作为一种可实施的方式，储气件300可为分体结构，顶壁320和底壁先行连接，且二者之间设置有第一避让孔340和第二避让孔350，侧壁330设置在顶壁320和底壁之间并与顶壁320和底壁合围出中空结构的储气容器。

具体地，在本实施例中，泄压部310为刻痕。

相较于储气件300的顶壁320和底壁的常规厚度，储气件300的刻痕处的厚度较小。在电芯100发热而导致电池内的内部气体膨胀时，电池内部的气压增大，储气件300的表面承受压力，刻痕处由于厚度较小，先行破裂并朝向盖板500的防爆阀处释放惰性气体，从而实现对电芯100与盖板500的隔离。刻痕的结构加工简单，造价较低，且便于加工。

作为一种可实施的方式，泄压部310可采用气压阀。在采用气压阀作为泄压部310时，需选用触发压强小于防爆阀的气压阀。芯发热而导致电池内的内部气体膨胀时，气压阀能够在防爆阀被触发前先行开启以释放惰性气体，从而隔离电芯100和盖板500。采用气压阀作为泄压部310时，气压阀的触发更为稳定，电池的安全性更优。

并且，泄压部310也可采用刻痕和气压阀共同使用的结构，在有单独气压阀故障时，刻痕能够保证惰性气体的释放，而气压阀能够在电池内到达预设压强时便立即对惰性气体进行释放，反应更迅速、触发更精准。

作为一种可实施的方式，储气件300和极耳200均有多个；多个储气件300分别设置在各个极耳200与电芯100之间。

具体地，在一些电池中，电池内的电芯100上设有多个极耳200，且多个极耳200分别由电芯100的多个表面延伸出。此结构下储气件300的数量。多个储气件300分别设置在各个极耳200与电芯100之间。以保证在电芯100发热时，能够使惰性气体及时的对所有极耳200进行包裹。本实施例所提供的用电装置包括提供的电池。相应的，该用电装置同时也具备在防爆阀被触发进行泄压时，电芯100与防爆阀之间的隔离气体能短暂的将空气和电芯100进行隔离的功能，同时，也具备安全性高的优点。

本实施例所提供的模组包括多个提供的电池。

模组为多个电池通过并联、串联或混联的方式形成的一种供电装置，在使用时可直接对用电装置进行供电。单个的电池的存电量有限，由多个电池通过串联、并联或混连的方式形成的模组的存电量优于单一电池，电池模组可以储存足够的电能，以满足更大耗电量的设备的使用。

本实施例提供的用电装置包括提供的模组。模组中的多个电池对用电装置供电。用电装置可以为多种形式，例如，手机、便携式设备、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器、电动玩具、电动工具或各种家电等等。例如，航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。电动玩具包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等。电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具，例如，电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等。

本实施例中，用电装置以车辆为例进行说明。车辆的内部设置有多个电池，多个电池以并联、串联或混联的方式形成电池模组，电池模组位于车辆的底部或车头或车尾。车辆可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车等，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。电池模组不仅仅可以作为车辆的操作电源，还可以作为车辆的驱动电源，替代或部分地替代燃油或天然气为车辆提供驱动动力。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种电池，其特征在于，包括：

壳体(400)，具有盛放空间，且一侧设置有与所述盛放空间连通的开口；

盖板(500)，设于所述开口并封闭所述盛放空间，

电芯(100)，设于所述盛放空间中；

储气件(300)，设于所述盛放空间中且位于所述盖板(500)与所述电芯(100)之间；

其中，所述储气件(300)用于充注隔离气体，所述储气件(300)设有用于释放所述隔离气体的泄压部(310)。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电芯(100)的一侧设有极耳；

所述极耳具有固定段(210)和连接段(220)；

所述固定段(210)的一端与所述电芯(100)相连，另一端与所述连接段(220)相连；

所述储气件(300)设于所述连接段(220)和所述电芯(100)之间，所述连接段(220)与所述电芯(100)间隔设置，且所述连接段(220)与所述储气件(300)相搭接。

3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述储气件(300)具有顶壁(320)、底壁和侧壁(330)；

所述底壁与所述电芯(100)抵接，所述顶壁与所述连接段抵接，所述泄压部(310)设于所述顶壁(320)；

所述侧壁(330)设于所述顶壁(320)和所述底壁之间，并与所述顶壁(320)和所述底壁合围成密封箱体。

4.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述侧壁(330)的外表面为曲面；

且所述曲面向远离所述密封箱体的中心的方向凸出；

所述固定段(210)与所述侧壁(330)的表面相贴合。

5.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述储气件(300)设置有第一避让孔(340)；

所述第一避让孔(340)沿垂直于所述电芯(100)与所述储气件(300)相接面的方向穿透所述储气件(300)，所述第一避让孔(340)用于避让所述电芯(100)的注液孔。

6.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述储气件(300)设置有第二避让孔(350)；

所述第二避让孔(350)沿垂直于所述电芯(100)与所述储气件(300)相接面的方向穿透所述储气件(300)，所述第二避让孔(350)为电池中的防爆阀提供避让空间。

7.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述泄压部(310)为刻痕和\或气压阀。

8.根据权利要求2－7中任一项所述的电池，其特征在于，所述储气件(300)和所述极耳(200)均有多个；

多个所述储气件(300)分别设置在各个所述极耳(200)与所述电芯(100)之间。

9.一种模组，其特征在于，包括：权利要求1－8中任一项所述的电池。

10.一种用电装置，其特征在于，包括：权利要求9中所述的模组。