CN220492161U - 电池单体、电池及用电装置 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及电池领域,提供一种电池单体、电池及用电装置。电池单体包括外壳、电极组件和绝缘件。外壳包括第一壁。电极组件容纳于外壳内。绝缘件设于第一壁朝向电极组件的一侧,用于绝缘隔离第一壁和电极组件。绝缘件整体被配置为在电池单体发生热失控的情形下熔化,绝缘件的熔点大于电池单体的正常工作温度范围上限,且小于或等于600℃。在电池单体发生热失控的情形下,绝缘件可快速熔化,给因热失控而产生的气体等空出空间,可降低绝缘件对气体的阻挡影响,可降低气体堆积于绝缘件和外壳围合的小空间内的风险,可使气体在电池单体的内部压力达到阈值的情形下能顺畅地从防爆阀定向泄出,从而可降低电池单体出现开裂现象甚至发生爆炸的风险。
Description
技术领域
本申请属于电池技术领域,尤其涉及一种电池单体、电池及用电装置。
背景技术
在一些情形下,电池单体包括壳体、端盖、电极组件和绝缘件。端盖盖合于壳体。电极组件和绝缘件设于壳体和端盖围合的空间内。绝缘件设于端盖和电极组件之间,用于绝缘隔离端盖和电极组件。
然而,在电池单体发生热失控的情况下,绝缘件会阻碍气体的排出,导致电池单体易开裂甚至爆炸。
实用新型内容
本申请实施例提供一种电池单体、电池及用电装置,旨在解决在电池单体发生热失控的情况下,绝缘件会阻碍气体的排出,导致电池单体易开裂甚至爆炸的问题。
为实现上述目的,本申请实施例采用的技术方案是:
第一方面,提供了一种电池单体,电池单体包括:
外壳,包括第一壁;
电极组件,容纳于外壳内;
绝缘件,设于第一壁朝向电极组件的一侧,用于绝缘隔离第一壁和电极组件,绝缘件整体被配置为在电池单体发生热失控的情形下熔化。
本申请实施例提供的电池单体,可在电池单体未发生热失控的情形下,即在电池单体正常使用期间,通过设于第一壁朝向电极组件一侧的绝缘件,绝缘隔离第一壁和电极组件,以降低出现短路、电流泄漏等现象的风险。该电池单体还可在电池单体发生热失控的情形下,通过使绝缘件快速地熔化,以便于经由绝缘件的熔化部分,给因热失控而产生的气体、粉尘等空出空间,从而可降低电池单体内部气压的增幅速率。并且,通过熔化绝缘件,还可降低、消除绝缘件对气体的阻挡影响,还可促进电池单体内部空间的连通,从而可降低气体堆积于绝缘件和外壳围合的小空间内的风险,可促使气体能够流通至防爆阀,可促使气体在电池单体的内部压力(或温度)达到阈值的情形下能够顺畅地从防爆阀定向泄出,从而可降低外壳(尤其外壳的各部件的连接处)出现开裂现象的风险,可降低电池单体出现开裂现象甚至发生爆炸的风险,可提高电池单体的使用安全性。
在一些实施例中,绝缘件的熔点大于电池单体的正常工作温度范围上限,且小于或等于600℃(摄氏度)。
通过采用上述方案,通过使绝缘件的熔点大于电池单体的正常工作温度范围上限,且小于或等于600℃,一方面,可保障绝缘件的熔点不落入电池单体的正常工作温度范围,从而可保障绝缘件在电池单体未发生热失控的情形下不熔化,可保障绝缘件在电池单体正常使用期间能够持续、可靠地发挥绝缘隔离等效用。另一方面,可保障绝缘件的熔点超出正常工作温度范围的上限,但又不至于过高,从而可保障电池单体的热失控温度能够快速达到绝缘件的熔点温度,可保障绝缘件在电池单体发生热失控的情形下能够快速熔化,从而可降低外壳及电池单体出现开裂现象甚至发生爆炸的风险。
在一些实施例中,绝缘件的熔点为120℃~600℃。
通过采用上述方案,通过使绝缘件的熔点为120℃~600℃,一方面,可保障绝缘件的熔点不落入众多类型的电池单体的正常工作温度范围,从而可保障并扩大绝缘件的适用范围,可保障绝缘件在电池单体未发生热失控的情形下不熔化,可保障绝缘件在电池单体正常使用期间能够持续、可靠地发挥绝缘隔离等效用。另一方面,可保障绝缘件的熔点超出正常工作温度范围的上限,但又不至于过高,从而可保障电池单体的热失控温度能够快速达到绝缘件的熔点温度,可保障绝缘件在电池单体发生热失控的情形下能够快速熔化,从而可降低外壳及电池单体出现开裂现象甚至发生爆炸的风险。
在一些实施例中,绝缘件为热塑性结构。
通过采用上述方案,通过使绝缘件为热塑性结构,一方面,可经由热塑性材料的可塑性,便于加工成型所需形状的绝缘件,从而可保障并提高绝缘件的加工便利性,可保障并提高绝缘件在电池单体正常使用期间的结构可靠性,可保障绝缘件在电池单体正常使用期间能够持续、可靠地发挥绝缘隔离等效用。另一方面,可经由热塑性材料的热塑性,保障绝缘件具有合适的熔点温度,保障绝缘件在电池单体发生热失控的情形下能够熔化呈流动状态,从而可降低外壳及电池单体出现开裂现象甚至发生爆炸的风险。
在一些实施例中,绝缘件为泡沫塑料件。
通过采用上述方案,通过使绝缘件为泡沫塑料件,一方面,可经由泡沫塑料的可塑性,便于加工成型所需形状的绝缘件,从而可保障并提高绝缘件的加工便利性,可保障并提高绝缘件在电池单体正常使用期间的结构可靠性,可保障绝缘件在电池单体正常使用期间能够持续、可靠地发挥绝缘隔离等效用。一方面,可经由泡沫塑料的轻质特性,便于减轻绝缘件的重量,从而可保障并提高电池单体的重量能量密度。一方面,可经由泡沫塑料的热塑性,保障绝缘件具有合适的熔点温度,保障绝缘件在电池单体发生热失控的情形下能够熔化呈流动状态,从而可降低外壳及电池单体出现开裂现象甚至发生爆炸的风险。
在一些实施例中,绝缘件包括聚苯乙烯泡沫塑料件、聚氨酯泡沫塑料件中的至少一种。
通过采用上述方案,通过使绝缘件包括聚苯乙烯泡沫塑料件、聚氨酯泡沫塑料件中的至少一种,一方面,可保障绝缘件具有优异的可塑性,可提高绝缘件的加工便利性以及在电池单体正常使用期间的结构可靠性,可保障绝缘件的使用性能。一方面,可保障绝缘件具有较轻的重量,从而可保障并提高电池单体的重量能量密度。一方面,可保障绝缘件具有优异的热塑性,具有合适的熔点,能够在电池单体发生热失控的情形下快速且较为充分地熔化,从而可降低外壳及电池单体出现开裂现象甚至发生爆炸的风险。
在一些实施例中,绝缘件包括主体和凸台,主体连接于第一壁朝向电极组件的一侧,凸台连接于主体朝向电极组件的一侧,凸台用于抵接电极组件。
通过采用上述方案,还可通过调整绝缘件的厚度,尤其通过调整主体的厚度,而实现控制绝缘件在熔化情形下所空出的空间的大小。从而可保障绝缘件的熔化能够满足电池单体在热失控情形下的排气需求、泄压需求,可有效降低外壳及电池单体出现开裂现象甚至发生爆炸的风险,可有效保障电池单体的使用安全性。
第二方面,提供了一种电池,电池包括本申请实施例提供的电池单体。
通过采用上述方案,电池可通过应用本申请实施例提供的电池单体,降低电池发生爆炸的风险,从而可保障并提高电池的使用安全性和使用寿命。
在一些实施例中,至少一电池单体为第一电芯,至少一电池单体为第二电芯,第一电芯在热失控情形下的气体产生速率大于第二电芯在热失控情形下的气体产生速率,第一电芯的绝缘件的厚度大于第二电芯的绝缘件的厚度。
通过采用上述方案,可通过使电池包括第一电芯和第二电芯,以保障电池能够结合不同类型电池单体的优势,从而可提高电池整体的性能。
通过采用上述方案,若第一电芯在热失控情形下的气体产生速率大于第二电芯在热失控情形下的气体产生速率,则可使第一电芯的绝缘件的厚度大于第二电芯的绝缘件的厚度。基于此,可保障第一电芯的绝缘件的厚度较大,可保障第一电芯的绝缘件在熔化后所空出的空间较大,能够满足第一电芯在热失控情形下的较高的排气需求、泄压需求。反之,可保障第二电芯的绝缘件的厚度合适但较小,可保障第二电芯的绝缘件在熔化后所空出的空间较小,能够满足第二电芯在热失控情形下的较低的排气需求、泄压需求。由此,即可兼顾保障第一电芯的使用安全性和第二电芯的使用安全性,从而可保障并提高电池的使用安全性和使用寿命。
在一些实施例中,第一电芯为三元电芯,第二电芯为安全电芯。
通过采用上述方案,通过使第一电芯为三元电芯、第二电芯为安全电芯,可保障电池能够基于三元电芯具有高能量密度、高容量、较高的放电电压、较长的循环寿命,又能够基于安全电芯具有较高的热稳定性和安全性,从而可提高电池的使用性能和使用安全性。
并且,在上一实施例的基础上,可使三元电芯的绝缘件的厚度大于安全电芯的绝缘件的厚度。基于此,可保障三元电芯的绝缘件在熔化后所空出的空间较大,能够满足三元电芯在热失控情形下的较高的排气需求、泄压需求。且可保障安全电芯的绝缘件在熔化后所空出的空间较小,能够满足安全电芯在热失控情形下的较低的排气需求、泄压需求。由此,即可兼顾保障三元电芯的使用安全性和安全电芯的使用安全性,可保障并提高电池的使用安全性和使用寿命。
在一些实施例中,绝缘件包括主体和凸台,主体连接于第一壁朝向电极组件的一侧,凸台连接于主体朝向电极组件的一侧,凸台用于抵接电极组件;
第一电芯的主体的厚度大于第二电芯的主体的厚度。
通过采用上述方案,在“绝缘件包括主体和凸台,主体连接于第一壁朝向电极组件的一侧,凸台连接于主体朝向电极组件的一侧,凸台用于抵接电极组件”的情形下,可使第一电芯的主体的厚度大于第二电芯的主体的厚度,以保障第一电芯的绝缘件的厚度大于第二电芯的绝缘件的厚度。基于此,可保障第一电芯的绝缘件在熔化后所空出的空间较大,能够满足第一电芯在热失控情形下的较高的排气需求、泄压需求。且可保障第二电芯的绝缘件在熔化后所空出的空间较小,能够满足第二电芯在热失控情形下的较低的排气需求、泄压需求。从而可兼顾保障第一电芯的使用安全性和第二电芯的使用安全性,可保障并提高电池的使用安全性和使用寿命。
第三方面,提供了一种用电装置,用电装置包括本申请实施例提供的电池,或本申请实施例提供的电池单体。
通过采用上述方案,用电装置可通过应用本申请实施例提供的电池或电池单体,保障并提高用电装置的使用安全性和使用寿命。
附图说明
为了清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例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,下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图;
图2为本申请一些实施例提供的电池的分解示意图;
图3为本申请一些实施例提供的电池单体的分解示意图;
图4为本申请一些实施例提供的第一壁、电极端子、防爆阀、绝缘件的俯视图;
图5为图4提供的沿A-A的剖视图;
图6为图5提供的B区域的放大图。
其中,图中各附图标记:
1-电池,2-控制器,3-马达;100-电池单元,200-箱体,201-第一部分,202-第二部分;
10-电池单体,11-外壳,111-壳体,112-端盖,113-第一壁;12-电极组件,121-电极主体,122-极耳,122a-正极极耳,122b-负极极耳;13-绝缘件,131-主体,132-凸台,133-开孔;14-电极端子,14a-正电极端子,14b-负电极端子;15-转接件,15a-正极转接件,15b-负极转接件;16-防爆阀。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“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申请和简化描述,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申请的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;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或两个元件的相互作用关系。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申请中的具体含义。
电池单体是存储和输出电能的最小单元。在一些情形下,电池单体包括壳体、端盖、电极组件和绝缘件。端盖盖合于壳体。端盖和壳体是相互配合以共同形成电池单体的内部环境的部件。壳体和端盖围合的空间隔绝于外部环境,可用于容纳电极组件、绝缘件等部件。电极组件设于壳体和端盖围合的空间内,电极组件是电池单体中发生电化学反应的部件。绝缘件设于壳体和端盖围合的空间内,尤其设于端盖和电极组件之间。绝缘件是用于绝缘隔离端盖和电极组件的部件。
电池单体在受到过热、过充电或外部损伤等因素的影响下可能发生热失控。电池单体在发生热失控的情形下会产生气体。然而,绝缘件的存在会阻碍到气体的排出,尤其会阻碍产生于电极组件侧部的气体排出。导致一部分气体会堆积于绝缘件、端盖和壳体之间。随着气体堆积、气压增大,电池单体尤其端盖和壳体的连接处易出现开裂现象,甚至发生爆炸。
基于以上考虑,本申请实施例提供了一种电池单体,该电池单体可在电池单体未发生热失控的情形下,即在电池单体正常使用期间,通过设于第一壁朝向电极组件一侧的绝缘件,绝缘隔离第一壁和电极组件,以降低出现短路、电流泄漏等现象的风险。该电池单体还可在电池单体发生热失控的情形下,通过使绝缘件快速地熔化,以便于经由绝缘件的熔化部分,给因热失控而产生的气体、粉尘等空出空间,从而可降低电池单体内部气压的增幅速率。并且,通过熔化绝缘件,还可降低、消除绝缘件对气体的阻挡影响,还可促进电池单体内部空间的连通,从而可降低气体堆积于绝缘件和外壳围合的小空间内的风险,可促使气体能够流通至防爆阀,可促使气体在电池单体的内部压力(或温度)达到阈值的情形下能够顺畅地从防爆阀定向泄出,从而可降低外壳(尤其外壳的各部件的连接处)出现开裂现象的风险,可降低电池单体出现开裂现象甚至发生爆炸的风险,可提高电池单体的使用安全性。
本申请实施例公开的电池单体可以是锂离子二次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等等。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其他形状等等。电池单体可采用不同封装方式,形成柱形电池单体、方形电池单体或软包电池单体等等。
本申请实施例公开的电池单体可以独立使用,也可以配合其他电池单体形成能够提供更高电压和容量的模块化的电池,例如电池模块、电池模组或电池包。
本申请实施例公开的电池单体和电池可以用于使用电池单体和电池作为电源的用电装置,或者用于使用电池单体和电池作为储能元件的各种储能系统。用电装置可为但不限于为车辆、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。车辆可以是燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车,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。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等。
为了说明本申请所提供的技术方案,以下结合具体附图及实施例,并以“用电装置为车辆”为例,进行详细说明。
请参阅图1,图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图。车辆可以是燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车,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。车辆的内部设置有电池1,电池1可以设置在车辆的底部或头部或尾部。电池1用于为车辆供电,例如,电池1可以作为车辆的操作电源。车辆还可以包括控制器2和马达3,控制器2用来控制电池1为马达3供电,例如,用于车辆的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
在本申请一些实施例中,电池1不仅可以作为车辆的操作电源,还可以作为车辆的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆提供驱动动力。
请参阅图2,图2为本申请一些实施例提供的电池1的分解示意图。电池1包括电池单元100和箱体200,电池单元100容纳于箱体200内。
箱体200用于为电池单元100等部件提供容纳空间,箱体200可以对容纳于其内的电池单元100等部件进行防尘、防水、防护,可降低外界液体或其他异物对电池单元100等部件的效用、性能的影响,可有效保障并延长电池1的使用寿命。
其中,箱体200可以采用多种结构。在一些实施例中,箱体200可以包括第一部分201和第二部分202,第一部分201与第二部分202相互盖合,第一部分201和第二部分202共同限定出用于容纳电池单元100的容纳空间。第二部分202可为一端开口的空心结构,第一部分201可为板状结构,第一部分201盖合于第二部分202的开口侧,以使第一部分201与第二部分202共同限定出容纳空间;第一部分201和第二部分202也可以是均为一侧开口的空心结构,第一部分201的开口侧盖合于第二部分202的开口侧。
其中,箱体200可以是多种形状,例如,圆柱体、长方体等。
其中,箱体200可以采用多种材质,例如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等。
电池单元100是能够将化学能转化成电能的储能单元。在电池1中,电池单元100可以设置一个,也可以设置至少两个。在电池单元100设有至少两个的情形下,至少两个电池单元100之间可串联或并联或混联,混联是指至少两个电池单元100中既有串联又有并联。
其中,电池单元100可以是电池单体。至少两个电池单体之间可直接串联或并联或混联在一起,再将至少两个电池单体构成的整体容纳于箱体200内。其中,电池单体可以是锂离子二次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等等。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其他形状等等。电池单体可采用不同封装方式,形成柱形电池单体、方形电池单体或软包电池单体等等。
或者,电池单元100可以是电池模块或电池模组。至少两个电池单体可以先串联或并联或混联组成模块化结构,即电池模块或电池模组;至少两个电池模块或电池模组再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体200内。
当然,电池1还可以包括其他结构,例如,电池1还可以包括汇流部件(图中未示出),用于实现至少两个电池单元100之间的电连接。又例如,电池1还可以包括配电装置(图中未示出),用于作为分配电池1能量的控制单元,对电池1进行高压分配。
当然,在一些实施例中,电池1可以不包括箱体200,而是将至少两个电池单体进行电连接,并通过必要的固定结构形成一整体后装配到用电装置中。
请参阅图3,图3为本申请一些实施例提供的电池单体10的结构示意图。电池单体10是存储和输出电能的最小单元。电池单体10包括外壳11、电极组件12、绝缘件13、电极端子14、转接件15、防爆阀16、电解液(图中未示出)等部件。
外壳11是将电池单体10的内部环境隔绝于外部环境的部件。外壳11可以包括壳体111和端盖112。端盖112是盖合于壳体111的开口处以将电池单体10的内部环境隔绝于外部环境的部件。在一些实施例中,端盖112的形状可以与壳体111的形状相适应以配合壳体111。在一些实施例中,端盖112可以由具有一定硬度和强度的材质制成,这样,端盖112在受挤压碰撞时就不易发生形变,使电池单体10能够具备较高的结构强度,安全性能也可以有所提高。其中,端盖112的材质可以多样化,端盖112可以由铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等材质制成。
壳体111是用于配合端盖112以形成电池单体10的内部环境的部件。壳体111配合端盖112共同围合形成的内部环境可以用于容纳电极组件12、绝缘件13、电解液等部件。在一些实施例中,壳体111和端盖112可以是独立的部件,可以于壳体111上设置开口,通过在开口处使端盖112盖合开口以形成电池单体10的内部环境。在一些实施例中,也可以使端盖112和壳体111一体化,具体地,端盖112和壳体111可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面,当需要封装壳体111的内部时,再使端盖112盖合壳体111。其中,壳体111可以是多种形状和多种尺寸的,例如长方体、圆柱体、六棱柱等。壳体111的形状可以根据电极组件12的形状和尺寸大小来确定。其中,壳体111的材质可以多样化,壳体111可以由铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等材质制成。
电极组件12是电池单体10中发生电化学反应的部件。外壳11内可以包括一个或至少两个电极组件12。电极组件12包括正极极片(图中未示出)、负极极片(图中未示出)和隔膜(图中未示出),隔膜将正极极片和负极极片隔开。正极极片、隔膜和负极极片,可采用卷绕方式、层叠方式或其他方式加工形成电极组件12。电极组件12中,正极极片和负极极片二者的具有活性物质的部分构成电极组件12的电极主体121,正极极片和负极极片二者的不具有活性物质的部分各自构成极耳122,极耳122为电极组件12的电流传输端,用于传输电流。正极极片的极耳122为正极极耳122a,负极极片的极耳122为负极极耳122b,正极极耳122a和负极极耳122b可以共同位于电极主体121的一端或分别位于电极主体121的两端。
电解液是浸润电极组件12的液体。电池单体10主要依靠活性离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。当电池单体10充电时,正极极片会生成活性离子,正极极片所提供的活性离子可穿透隔膜的孔隙、经由电解液运动至负极极片并嵌入负极极片的负极活性物质中。反之,当电池单体10放电时,嵌在负极极片的负极活性物质中的活性离子脱出,从负极极片脱出的活性离子可穿透隔膜的孔隙、经由电解液运动至正极极片并嵌入正极极片的正极活性物质中。其中,活性离子可以是锂离子、钠离子等等。
电极端子14是与电极组件12电连接并用于输出或输入电能的部件。电极端子14包括正电极端子14a和负电极端子14b。正电极端子14a与电极组件12的正极极耳122a电连接。负电极端子14b与电极组件12的负极极耳122b电连接。电极端子14可以安装于外壳11,并相对于外壳11稳定安装位置和安装状态。在一些实施例中,电极端子14可通过翻边铆接的方式安装于外壳11。
转接件15是电连接于电极组件12的极耳122和对应电极端子14之间的集流构件。转接件15还可称为转接连接件、集流盘或转接片等。转接件15具有导电特性,由导电材料制得。转接件15的材料可包括铝、铝合金、铜、铜合金、铜铝合金等。转接件15包括正极转接件15a和负极转接件15b。电极组件12的正极极耳122a可通过正极转接件15a与正电极端子14a电连接,电极组件12的负极极耳122b可通过负极转接件15b与负电极端子14b电连接,以形成电流回路。在一些实施例中,转接件15可通过焊接、抵接等方式与电极组件12的极耳122相连接。转接件15可通过焊接、抵接等方式与电极端子14相连接。其中,转接件15的形状可以多样化,例如方形、圆形、异形等等。
绝缘件13是具有绝缘性能的部件。绝缘件13设于外壳11内,尤其设于电极组件12以及外壳11具有电极端子14的壁部(例如端盖112)之间。在电极组件12的极耳122和对应电极端子14能够实现电连接的基础上,绝缘件13可用于绝缘隔离电极组件12以及外壳11具有电极端子14的壁部,以降低出现短路、电流泄漏等现象的风险。此外,绝缘件13还可固定于外壳11具有电极端子14的壁部,并抵接电极组件12,以填充电极组件12和外壳11的该壁部之间的间隙,而紧密固定电极组件12,从而可保障电极组件12在电池单体10使用过程中不会相对移动或晃动,可利于保持电池单体10的结构完整性,可降低电极组件12松动或变形的风险。
在一些实施例中,外壳11上还可以设置防爆阀16,防爆阀16可用于在电池单体10的内部压力(或温度)达到阈值时泄放内部压力。对应地,绝缘件13对应防爆阀16的位置处设有开孔133,开孔133连通绝缘件13靠近电极组件12的一侧,以及绝缘件13靠近防爆阀16的一侧,用于在电池单体10的内部压力(或温度)达到阈值时,允许至少部分气体从开孔133流通至防爆阀16处,并经由防爆阀16排出。
请参阅图3、图4、图5,本申请的一些实施例提供了一种电池单体10,电池单体10包括外壳11、电极组件12和绝缘件13。外壳11包括第一壁113。电极组件12容纳于外壳11内。绝缘件13设于第一壁113朝向电极组件12的一侧,用于绝缘隔离第一壁113和电极组件12。绝缘件13整体被配置为在电池单体10发生热失控的情形下熔化。
需要说明的是,外壳11是将电池单体10的内部环境隔绝于外部环境的部件。此外,外壳11的其他相关描述可参阅前文,在此不做重复赘述。
第一壁113是外壳11的用于安装绝缘件13的壁部,第一壁113可以是外壳11的顶壁、底壁或者侧壁。在一些实施例中,外壳11可包括壳体111和盖合于壳体111的端盖112,绝缘件13可安装于端盖112,端盖112可以是第一壁113。
还需要说明的是,电极组件12是电池单体10中发生电化学反应的部件。电池单体10可设置一个或至少两个电极组件12。电极组件12可容纳于外壳11所围合形成的内部空间中。此外,电极组件12的其他相关描述可参阅前文,在此不做重复赘述。
还需要说明的是,绝缘件13是具有绝缘性能的部件。绝缘件13设于外壳11内,尤其设于第一壁113朝向电极组件12的一侧,即设于第一壁113和电极组件12之间。绝缘件13与第一壁113连接,连接方式可选固定连接或可拆卸连接,例如粘接等等。
绝缘件13整体被配置为在电池单体10未发生热失控的情形下不熔化。基于此,在电池单体10未发生热失控的情形下,即在电池单体10正常使用期间,绝缘件13可在不影响电极组件12的极耳122与对应电极端子14的电连接的基础上,绝缘隔离第一壁113和电极组件12,以降低出现短路、电流泄漏等现象的风险。当然,绝缘件13也可以发挥其他效用。例如,绝缘件13可以固定于第一壁113并抵接电极组件12,以填充电极组件12和第一壁113之间的间隙,而紧密固定电极组件12,从而可保障电极组件12在电池单体10使用过程中不会相对移动或晃动,可保持电池单体10的结构完整性,可降低电极组件12松动或变形的风险。
绝缘件13整体被配置为在电池单体10发生热失控的情形下熔化。由于电池单体10在受到过热、过充电或外部损伤等因素的影响下可能发生热失控,又由于电池单体10在发生热失控的情形下会产生气体且温度会逐渐升高。因此,可通过调整绝缘件13的材质等手段,来控制绝缘件13的熔点,使得绝缘件13整体在电池单体10发生热失控的情形下能够快速地熔化(根据材质不同,绝缘件13的熔化速率可能不同,绝缘件13在发挥效用的期间可能部分熔化也可能全部熔化)。基于此,可经由绝缘件13的熔化部分,给因热失控而产生的气体、粉尘等空出空间,从而可在一定程度降低电池单体10内部气压的增幅速率。并且,通过熔化绝缘件13,还可降低、消除绝缘件13对气体的阻挡影响,还可促进电池单体10内部空间的连通,从而可降低气体堆积于绝缘件13和外壳11围合的小空间内的风险,可促使气体能够流通至防爆阀16,可促使气体在电池单体10的内部压力(或温度)达到阈值的情形下能够顺畅地从防爆阀16定向泄出。
综上,本申请实施例提供的电池单体10,可在电池单体10未发生热失控的情形下,即在电池单体10正常使用期间,通过设于第一壁113朝向电极组件12一侧的绝缘件13,绝缘隔离第一壁113和电极组件12,以降低出现短路、电流泄漏等现象的风险。
该电池单体10还可在电池单体10发生热失控的情形下,通过使绝缘件13快速地熔化,以便于经由绝缘件13的熔化部分,给因热失控而产生的气体、粉尘等空出空间,从而可降低电池单体10内部气压的增幅速率。并且,通过熔化绝缘件13,还可降低、消除绝缘件13对气体的阻挡影响,还可促进电池单体10内部空间的连通,从而可降低气体堆积于绝缘件13和外壳11围合的小空间内的风险,可促使气体能够流通至防爆阀16,可促使气体在电池单体10的内部压力(或温度)达到阈值的情形下能够顺畅地从防爆阀16定向泄出,从而可降低外壳11(尤其外壳11的各部件的连接处)出现开裂现象的风险,可降低电池单体10出现开裂现象甚至发生爆炸的风险,可提高电池单体10的使用安全性。
请参阅图3、图4、图5,在本申请的一些实施例中,绝缘件13的熔点大于电池单体10的正常工作温度范围上限,且小于或等于600℃。
需要说明的是,电池单体10具有正常工作温度范围,电池单体10在正常工作温度范围能够正常充放电,性能表现稳定且无损害。不同类型的电池单体10的正常工作温度范围可能相同也可能不同。
其中,电池单体10的正常工作温度范围可通过但不限于通过以下方式获得:查阅电池单体10的技术规格或电池单体10制造商提供的文件。或者,参考已发布的研究论文、行业标准和规定。或者,在实验室环境中进行实际测量。等等。
其中,在实验室环境中进行实际测量电池单体10的正常工作温度范围,可参考测试方法:将待测电池单体10置于设定好温度的温度控制系统(例如恒温槽等)中,等待一段时间,使电池单体10的温度稳定在设定温度(可以使用温度计或温度探头等设备来确定)。随后,对电池单体10进行充放电测试,并记录电池单体10在该温度下的性能表现。如此循环反复,通过比较不同温度下,电池单体10的性能表现,可确定电池单体10能够正常充放电、性能表现稳定且无损害的温度范围,这个温度范围即为正常工作温度范围。当然,可以采用其他方式来测得电池单体10的正常工作温度范围。
其中,正常工作温度范围的上限即正常工作温度范围的最大值。基于此,可通过使绝缘件13的熔点大于电池单体10的正常工作温度范围上限,使得绝缘件13的熔点不落入电池单体10的正常工作温度范围,从而可保障绝缘件13在电池单体10未发生热失控的情形下不熔化。
还需要说明的是,电池单体10在发生热失控的情形下会产生气体,且温度会逐渐升高,而超出正常工作温度范围的上限。基于此,可通过使绝缘件13的熔点大于电池单体10的正常工作温度范围上限,且小于或等于600℃,以保障电池单体10的热失控温度能够快速达到绝缘件13的熔点温度,从而可保障绝缘件13在电池单体10发生热失控的情形下能够快速熔化。
通过采用上述方案,通过使绝缘件13的熔点大于电池单体10的正常工作温度范围上限,且小于或等于600℃,一方面,可保障绝缘件13的熔点不落入电池单体10的正常工作温度范围,从而可保障绝缘件13在电池单体10未发生热失控的情形下不熔化,可保障绝缘件13在电池单体10正常使用期间能够持续、可靠地发挥绝缘隔离等效用。另一方面,可保障绝缘件13的熔点超出正常工作温度范围的上限,但又不至于过高,从而可保障电池单体10的热失控温度能够快速达到绝缘件13的熔点温度,可保障绝缘件13在电池单体10发生热失控的情形下能够快速熔化,从而可降低外壳11及电池单体10出现开裂现象甚至发生爆炸的风险。
请参阅图3、图4、图5,在本申请的一些实施例中,绝缘件13的熔点为120℃~600℃。
需要说明的是,绝缘件13的熔点落入120℃~600℃的范围内。例如,绝缘件13的熔点可为120℃、150℃、200℃、250℃、300℃、350℃、400℃、450℃、500℃、550℃、600℃等等。
通过采用上述方案,通过使绝缘件13的熔点为120℃~600℃,一方面,可保障绝缘件13的熔点不落入众多类型的电池单体10的正常工作温度范围,从而可保障并扩大绝缘件13的适用范围,可保障绝缘件13在电池单体10未发生热失控的情形下不熔化,可保障绝缘件13在电池单体10正常使用期间能够持续、可靠地发挥绝缘隔离等效用。另一方面,可保障绝缘件13的熔点超出正常工作温度范围的上限,但又不至于过高,从而可保障电池单体10的热失控温度能够快速达到绝缘件13的熔点温度,可保障绝缘件13在电池单体10发生热失控的情形下能够快速熔化,从而可降低外壳11及电池单体10出现开裂现象甚至发生爆炸的风险。
请参阅图3、图4、图5,在本申请的一些实施例中,绝缘件13为热塑性结构。
需要说明的是,绝缘件13为热塑性结构。热塑性结构指的是包括热塑性材料的结构。热塑性材料具有可塑性,可以通过加热达到其熔点温度,以熔化呈流动状态。热塑性材料包括聚丙烯(Polypropylene,PP,熔点约为130℃-171℃)、聚苯乙烯(Polystyrene,PS,熔点约为240℃-260℃)、聚酯(Polyethylene Terephthalate,PET,熔点约为245℃-255℃)、聚碳酸酯(Polycarbonate,PC,熔点约为225℃-250℃)、聚氨酯(Polyurethane,PU,熔点约为130℃-180℃)等。
通过采用上述方案,通过使绝缘件13为热塑性结构,一方面,可经由热塑性材料的可塑性,便于加工成型所需形状的绝缘件13,从而可保障并提高绝缘件13的加工便利性,可保障并提高绝缘件13在电池单体10正常使用期间的结构可靠性,可保障绝缘件13在电池单体10正常使用期间能够持续、可靠地发挥绝缘隔离等效用。另一方面,可经由热塑性材料的热塑性,保障绝缘件13具有合适的熔点温度,保障绝缘件13在电池单体10发生热失控的情形下能够熔化呈流动状态,从而可降低外壳11及电池单体10出现开裂现象甚至发生爆炸的风险。
当然,在其他实施例中,绝缘件13可为熔点合适的其他结构,而非热塑性结构。
请参阅图3、图4、图5,在本申请的一些实施例中,绝缘件13为泡沫塑料件。
需要说明的是,绝缘件13为泡沫塑料件。泡沫塑料件是指由泡沫塑料制成的结构件。泡沫塑料是一种热塑性材料,因此,泡沫塑料件也具有热塑性、可塑性,能够在达到熔点温度的情形下熔化呈流动状态。并且,泡沫塑料件的内部包含大量气泡,因此,泡沫塑料件还具有轻质等特性。其中,泡沫塑料包括聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫等。
通过采用上述方案,通过使绝缘件13为泡沫塑料件,一方面,可经由泡沫塑料的可塑性,便于加工成型所需形状的绝缘件13,从而可保障并提高绝缘件13的加工便利性,可保障并提高绝缘件13在电池单体10正常使用期间的结构可靠性,可保障绝缘件13在电池单体10正常使用期间能够持续、可靠地发挥绝缘隔离等效用。一方面,可经由泡沫塑料的轻质特性,便于减轻绝缘件13的重量,从而可保障并提高电池单体10的重量能量密度。一方面,可经由泡沫塑料的热塑性,保障绝缘件13具有合适的熔点温度,保障绝缘件13在电池单体10发生热失控的情形下能够熔化呈流动状态,从而可降低外壳11及电池单体10出现开裂现象甚至发生爆炸的风险。
当然,在其他实施例中,绝缘件13可为熔点合适的其他热塑性结构,而非泡沫塑料件。
请参阅图3、图4、图5,在本申请的一些实施例中,绝缘件13包括聚苯乙烯泡沫塑料件、聚氨酯泡沫塑料件中的至少一种。
通过采用上述方案,通过使绝缘件13包括聚苯乙烯泡沫塑料件、聚氨酯泡沫塑料件中的至少一种,一方面,可保障绝缘件13具有优异的可塑性,可提高绝缘件13的加工便利性以及在电池单体10正常使用期间的结构可靠性,可保障绝缘件13的使用性能。一方面,可保障绝缘件13具有较轻的重量,从而可保障并提高电池单体10的重量能量密度。一方面,可保障绝缘件13具有优异的热塑性,具有合适的熔点,能够在电池单体10发生热失控的情形下快速且较为充分地熔化,从而可降低外壳11及电池单体10出现开裂现象甚至发生爆炸的风险。
请参阅图3、图5、图6,在本申请的一些实施例中,绝缘件13包括主体131和凸台132。主体131连接于第一壁113朝向电极组件12的一侧。凸台132连接于主体131朝向电极组件12的一侧,凸台132用于抵接电极组件12。
需要说明的是,绝缘件13包括主体131,主体131是绝缘件13的连接于第一壁113朝向电极组件12一侧的部分,主要用于绝缘隔离第一壁113和电极组件12。其中,主体131和第一壁113之间可采用但不限于采用粘接等方式实现连接。
绝缘件13包括至少一个凸台132,在凸台132设有至少两个的情形下,各凸台132相互间隔设置。凸台132是绝缘件13的连接于主体131朝向电极组件12一侧的凸块结构。凸台132和主体131之间可以一体连接,也可以分体连接。凸台132用于抵接电极组件12,即凸台132远离主体131的一侧抵接于电极组件12。
通过采用上述方案,绝缘件13可通过连接于第一壁113朝向电极组件12一侧的主体131,可靠地绝缘隔离第一壁113和电极组件12,从而可降低出现短路、电流泄漏等现象的风险。绝缘件13还可通过连接于主体131朝向电极组件12一侧的凸台132,抵接电极组件12,以填充电极组件12和第一壁113之间的间隙,而紧密固定电极组件12,从而可保障电极组件12在电池单体10使用过程中不会相对移动或晃动,可保持电池单体10的结构完整性,可降低电极组件12松动或变形的风险。
还需要说明的是,由于绝缘件13抵接于第一壁113和电极组件12之间,绝缘件13将占有第一壁113和电极组件12之间的大部分空间,因此,“绝缘件13的厚度H1”将与“绝缘件13在熔化后所空出的空间大小”正相关。即,绝缘件13的厚度H1越大,则绝缘件13在熔化后所空出的空间会越大。反之,绝缘件13的厚度H1越小,则绝缘件13在熔化后所空出的空间会越小。其中,绝缘件13的厚度H1指的是绝缘件13整体在远离第一壁113方向上的尺寸。
又由于主体131为绝缘件13的主要部分,且主体131靠近于第一壁113与其他壁的连接处,因此,“主体131的厚度H2” 与“绝缘件13在熔化后所空出的空间大小”的关联性较大。即,主体131的厚度H2越大,则绝缘件13在熔化后所空出的空间会越大。反之,主体131的厚度H2越小,则绝缘件13在熔化后所空出的空间会越小。其中,主体131的厚度H2指的是主体131在远离第一壁113方向上的尺寸。
通过采用上述方案,还可通过调整绝缘件13的厚度H1,尤其通过调整主体131的厚度H2,而实现控制绝缘件13在熔化情形下所空出的空间的大小。从而可保障绝缘件13的熔化能够满足电池单体10在热失控情形下的排气需求、泄压需求,可有效降低外壳11及电池单体10出现开裂现象甚至发生爆炸的风险,可有效保障电池单体10的使用安全性。
请参阅图3、图4、图5、图6,综合上述的一些实施例,本申请实施例在此提供一种电池单体10的具体示例。电池单体10包括外壳11、电极组件12和绝缘件13。外壳11将电池单体10的内部环境隔绝于外部环境。外壳11包括第一壁113。电极组件12容纳于外壳11内。绝缘件13设于第一壁113朝向电极组件12的一侧。绝缘件13具有绝缘性能,绝缘件13绝缘隔离第一壁113和电极组件12。
其中,绝缘件13为聚苯乙烯泡沫塑料件,熔点约为240℃-260℃。基于此,一方面,可保障绝缘件13具有优异的可塑性,可提高绝缘件13的加工便利性以及在电池单体10正常使用期间的结构可靠性。一方面,可保障绝缘件13具有合适的熔点,可保障绝缘件13的熔点不落入电池单体10的正常工作温度范围,从而可保障绝缘件13在电池单体10未发生热失控的情形下不熔化,可保障绝缘件13在电池单体10正常使用期间能够持续、可靠地发挥绝缘隔离等效用。一方面,可保障绝缘件13具有优异的热塑性以及合适的熔点,可保障绝缘件13在电池单体10发生热失控的情形下能够快速、充分地熔化,从而可快速、及时地给因热失控而产生的气体等空出空间,可降低、消除绝缘件13对气体的阻挡影响,可降低气体堆积于绝缘件13和外壳11围合的小空间内的风险,可促使气体能够流通至防爆阀16,可促使气体在电池单体10的内部压力(或温度)达到阈值的情形下能够顺畅地从防爆阀16定向泄出,从而可降低外壳11及电池单体10出现开裂现象甚至发生爆炸的风险,可提高电池单体10的使用安全性。
其中,绝缘件13包括主体131和凸台132,主体131连接于第一壁113朝向电极组件12的一侧,凸台132连接于主体131朝向电极组件12的一侧,凸台132用于抵接电极组件12,即凸台132远离主体131的一侧抵接于电极组件12。基于此,绝缘件13可通过连接于第一壁113朝向电极组件12一侧的主体131,可靠地绝缘隔离第一壁113和电极组件12,从而可降低出现短路、电流泄漏等现象的风险。绝缘件13还可通过连接于主体131朝向电极组件12一侧的凸台132,抵接电极组件12,以填充电极组件12和第一壁113之间的间隙,而紧密固定电极组件12,从而可保障电极组件12在电池单体10使用过程中不会相对移动或晃动,可保持电池单体10的结构完整性,可降低电极组件12松动或变形的风险。
并且,还可通过调整绝缘件13的厚度H1,尤其通过调整主体131的厚度H2,而实现控制绝缘件13在熔化情形下所空出的空间的大小。由此,可保障绝缘件13的熔化能够满足电池单体10在热失控情形下的排气需求、泄压需求,从而可有效降低外壳11及电池单体10出现开裂现象甚至发生爆炸的风险,可有效保障电池单体10的使用安全性。
请参阅图2、图3,本申请的一些实施例提供了一种电池1,电池1包括本申请实施例提供的电池单体10。
通过采用上述方案,电池1可通过应用本申请实施例提供的电池单体10,降低电池1发生爆炸的风险,从而可保障并提高电池1的使用安全性和使用寿命。
请参阅图2、图3、图6,在本申请的一些实施例中,至少一电池单体10为第一电芯,至少一电池单体10为第二电芯。第一电芯在热失控情形下的气体产生速率大于第二电芯在热失控情形下的气体产生速率,第一电芯的绝缘件13的厚度H1大于第二电芯的绝缘件13的厚度H1。
需要说明的是,电池1中,至少一个电池单体10是第一电芯,至少一个电池单体10是第二电芯。第一电芯和第二电芯是不同类型的电池单体10,第一电芯和第二电芯在能量密度、成本、性能、续航等方面各有优劣势。例如,第一电芯可以是三元电芯(例如锂镍锰钴氧化物电池、锂镍钴铝氧化物电池、锂钴锰氧化物电池等),第二电芯可以是安全电芯(例如锰酸锂电池、磷酸铁锂电池、磷酸锰铁锂电池等)。又例如,第一电芯可以是锂电池,第二电芯可以是钠电池。等等。
基于此,通过采用上述方案,可通过使电池1包括第一电芯和第二电芯,以保障电池1能够结合不同类型电池单体10的优势,从而可提高电池1整体的性能。
还需要说明的是,由于第一电芯和第二电芯是不同类型的电池单体10,第一电芯的安全性能会与第二电芯的安全性能存在差异,第一电芯在热失控情形下的气体产生速率会与第二电芯在热失控情形下的气体产生速率存在差异。
其中,电池单体10在热失控情形下的气体产生速率可以通过但不限于通过热失控实验、热分解实验、热失控模拟等方法测量。
其中,热失控实验指的是在受控的实验室条件下,通过升高电池单体10的温度,检测、观察和记录气体的产生情况。实验期间,可以使用封闭容器来收集产生的气体,可以使用气体分析仪或气体检测设备来测量和记录产生的气体量,可以根据气体量和时间计算得出气体产生速率。
其中,热分解实验指的是将电池单体10加热至高温,以诱导其热失控,再通过实时监测和记录热分解过程中产生的气体来测量气体产生速率。实验期间,可以使用气相色谱仪、质谱仪、红外光谱仪等仪器来对产生的气体进行分析和检测。
其中,热失控模拟指的是采用数值模拟或计算机仿真的方法,通过模拟电池单体10在热失控条件下的物理、化学过程,预测和计算气体产生速率。这种方法可以更好地理解和预测电池单体10的热失控行为,并在设计和优化电池1系统时提供指导。
还需要说明的是,假设第一电芯在热失控情形下的气体产生速率大于第二电芯在热失控情形下的气体产生速率,则第一电芯在热失控情形下的产气量会相对多于第二电芯在热失控情形下的产气量。因此,第一电芯在热失控情形下的排气需求、泄压需求相对较高,而第二电芯在热失控情形下的排气需求、泄压需求则相对较低。
又由于“绝缘件13的厚度H1”与“绝缘件13在熔化后所空出的空间大小”正相关,因此,可使第一电芯的绝缘件13的厚度H1大于第二电芯的绝缘件13的厚度H1,以使得“第一电芯的绝缘件13在熔化后所空出的空间”大于“第二电芯的绝缘件13在熔化后所空出的空间”。
通过采用上述方案,若第一电芯在热失控情形下的气体产生速率大于第二电芯在热失控情形下的气体产生速率,则可使第一电芯的绝缘件13的厚度H1大于第二电芯的绝缘件13的厚度H1。基于此,可保障第一电芯的绝缘件13的厚度H1较大,可保障第一电芯的绝缘件13在熔化后所空出的空间较大,能够满足第一电芯在热失控情形下的较高的排气需求、泄压需求。反之,可保障第二电芯的绝缘件13的厚度H1合适但较小,可保障第二电芯的绝缘件13在熔化后所空出的空间较小,能够满足第二电芯在热失控情形下的较低的排气需求、泄压需求。由此,即可兼顾保障第一电芯的使用安全性和第二电芯的使用安全性,从而可保障并提高电池1的使用安全性和使用寿命。
请参阅图2、图3、图6,在本申请的一些实施例中,第一电芯为三元电芯,第二电芯为安全电芯。
需要说明的是,第一电芯为三元电芯,三元电芯指的是正极材料中包含锂、镍、锰和钴这四种金属元素的一类锂离子电池。三元电芯具有高能量密度、高容量、较高的放电电压、较长的循环寿命。三元电芯可以是锂镍锰钴氧化物电池、锂镍钴铝氧化物电池、锂钴锰氧化物电池等。
第二电芯为安全电芯,安全电芯是为了提高安全性而设计的一种电池单体10。安全电芯采用了特殊的设计和材料,可降低电池单体10在异常情况下发生热失控或爆炸的风险。安全电芯可以是锰酸锂电池、磷酸铁锂电池、磷酸锰铁锂电池等。
其中,由于安全电芯能够降低热失控的风险并减少气体的产生,因此,三元电芯在热失控情形下的气体产生速率会大于安全电芯在热失控情形下的气体产生速率。
通过采用上述方案,通过使第一电芯为三元电芯、第二电芯为安全电芯,可保障电池1能够基于三元电芯具有高能量密度、高容量、较高的放电电压、较长的循环寿命,又能够基于安全电芯具有较高的热稳定性和安全性,从而可提高电池1的使用性能和使用安全性。
并且,在上一实施例的基础上,可使三元电芯的绝缘件13的厚度H1大于安全电芯的绝缘件13的厚度H1。基于此,可保障三元电芯的绝缘件13在熔化后所空出的空间较大,能够满足三元电芯在热失控情形下的较高的排气需求、泄压需求。且可保障安全电芯的绝缘件13在熔化后所空出的空间较小,能够满足安全电芯在热失控情形下的较低的排气需求、泄压需求。由此,即可兼顾保障三元电芯的使用安全性和安全电芯的使用安全性,可保障并提高电池1的使用安全性和使用寿命。
请参阅图2、图3、图6,在本申请的一些实施例中,绝缘件13包括主体131和凸台132,主体131连接于第一壁113朝向电极组件12的一侧,凸台132连接于主体131朝向电极组件12的一侧,凸台132用于抵接电极组件12。第一电芯的主体131的厚度H2大于第二电芯的主体131的厚度H2。
需要说明的是,本实施例主要适用“绝缘件13包括主体131和凸台132,主体131连接于第一壁113朝向电极组件12的一侧,凸台132连接于主体131朝向电极组件12的一侧,凸台132用于抵接电极组件12”的情形。这个情形是电池单体10的一些实施例,已在前文进行了方案和效果的描述,故在此不做重复赘述。
还需要说明的是,在“绝缘件13包括主体131和凸台132,主体131连接于第一壁113朝向电极组件12的一侧,凸台132连接于主体131朝向电极组件12的一侧,凸台132用于抵接电极组件12”的情形下,由于主体131为绝缘件13的主要部分,且主体131靠近于第一壁113与其他壁的连接处,因此,相对于“凸台132的厚度”,“主体131的厚度H2” 与“绝缘件13在熔化后所空出的空间大小”的关联性较大。即,主体131的厚度H2越大,则绝缘件13在熔化后所空出的空间会越大。反之,主体131的厚度H2越小,则绝缘件13在熔化后所空出的空间会越小。
因而,通过采用上述方案,在“绝缘件13包括主体131和凸台132,主体131连接于第一壁113朝向电极组件12的一侧,凸台132连接于主体131朝向电极组件12的一侧,凸台132用于抵接电极组件12”的情形下,可使第一电芯的主体131的厚度H2大于第二电芯的主体131的厚度H2,以保障第一电芯的绝缘件13的厚度H1大于第二电芯的绝缘件13的厚度H1。基于此,可保障第一电芯的绝缘件13在熔化后所空出的空间较大,能够满足第一电芯在热失控情形下的较高的排气需求、泄压需求。且可保障第二电芯的绝缘件13在熔化后所空出的空间较小,能够满足第二电芯在热失控情形下的较低的排气需求、泄压需求。从而可兼顾保障第一电芯的使用安全性和第二电芯的使用安全性,可保障并提高电池1的使用安全性和使用寿命。
请参阅图1、图2、图3,本申请的一些实施例提供了一种用电装置,用电装置包括本申请实施例提供的电池1,或本申请实施例提供的电池单体10。
通过采用上述方案,用电装置可通过应用本申请实施例提供的电池1或电池单体10,保障并提高用电装置的使用安全性和使用寿命。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (11)
1.一种电池单体,其特征在于,所述电池单体包括:
外壳,包括第一壁;
电极组件,容纳于所述外壳内;
绝缘件,设于所述第一壁朝向所述电极组件的一侧,用于绝缘隔离所述第一壁和所述电极组件,所述绝缘件整体被配置为在所述电池单体发生热失控的情形下熔化,所述绝缘件的熔点大于所述电池单体的正常工作温度范围上限,且小于或等于600℃。
2.如权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述绝缘件的熔点为120℃~600℃。
3.如权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述绝缘件为热塑性结构。
4.如权利要求3所述的电池单体,其特征在于,所述绝缘件为泡沫塑料件。
5.如权利要求4所述的电池单体,其特征在于,所述绝缘件包括聚苯乙烯泡沫塑料件、聚氨酯泡沫塑料件中的至少一种。
6.如权利要求1-5中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述绝缘件包括主体和凸台,所述主体连接于所述第一壁朝向所述电极组件的一侧,所述凸台连接于所述主体朝向所述电极组件的一侧,所述凸台用于抵接所述电极组件。
7.一种电池,其特征在于,所述电池包括如权利要求1-6中任一项所述的电池单体。
8.如权利要求7所述的电池,其特征在于,至少一所述电池单体为第一电芯,至少一所述电池单体为第二电芯,所述第一电芯在热失控情形下的气体产生速率大于所述第二电芯在热失控情形下的气体产生速率,所述第一电芯的所述绝缘件的厚度大于所述第二电芯的所述绝缘件的厚度。
9.如权利要求8所述的电池,其特征在于,所述第一电芯为三元电芯,所述第二电芯为安全电芯。
10.如权利要求8所述的电池,其特征在于,所述绝缘件包括主体和凸台,所述主体连接于所述第一壁朝向所述电极组件的一侧,所述凸台连接于所述主体朝向所述电极组件的一侧,所述凸台用于抵接所述电极组件;
所述第一电芯的所述主体的厚度大于所述第二电芯的所述主体的厚度。
11.一种用电装置,其特征在于,所述用电装置包括如权利要求7-10中任一项所述的电池,或如权利要求1-6中任一项所述的电池单体。
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