CN220569778U - 电池、电池包及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及车辆的动力电池领域，具体提供一种电池、电池包及车辆，旨在至少一定程度地解决电芯发生热失控问题时在封装结构上出现随机破口的问题。为此目的，本实用新型的电池包括电芯，以及用于封装电芯的封装结构，其中，封装结构包括：第一封装层，第一封装层具有用于容纳电芯的容纳区，围绕容纳区具有多个密封区；第二封装层，第二封装层与密封区连接并封闭容纳区；阻隔件，阻隔件设在密封区处以部分阻隔一个密封区与第二封装层在预定位置的连接。

Description

电池、电池包及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆的动力电池领域，具体提供一种电池、电池包及车辆。

背景技术

软包电池具有较高的能量密度、较小的内阻、较轻的重量，因此其常被作为电动车辆的储能部件。但是软包电池也同样具有不稳定的化学体系，导致存在隐患。

具体而言，在一些极端条件下，软包电池的电芯可能会发生热失控问题，短时间内产生大量高温气体，导致软包电池内部压力在短时间内极具增大。而软包电池的电芯没有设置专门的泄压结构，同时封装结构在此种情形下的材料强度也会下降，这导致封装结构可能在随机位置发生破口，这种无法预测的随机破口将会对电池的防护设计造成困扰。

基于此，本领域需要一种新的电池来解决上述问题。

实用新型内容

为了至少一定程度地克服上述缺陷，提出了本实用新型。具体而言，本实用新型提供了一种能够至少一定程度地解决电芯发生热失控问题时在封装结构上出现随机破口的技术问题的电池、电池包和车辆。

在第一方面，本实用新型提供一种电池，包括电芯，以及用于封装所述电芯的封装结构，其中，所述封装结构包括：第一封装层，所述第一封装层具有用于容纳所述电芯的容纳区，围绕所述容纳区具有多个密封区；第二封装层，所述第二封装层与所述多个密封区连接并封闭所述容纳区；阻隔件，所述阻隔件设在所述密封区处以部分阻隔一个所述密封区与所述第二封装层在预定位置的连接。

可以看出，本实用新型的实施例中，密封区在上述预定位置处的连接存在缺陷，从而，在热失控问题发生的情况下，该预定位置处将会率先出现破口并完成泄压。

在上述电池的一个技术方案中，所述阻隔件为薄片结构，其包括连接的第一部分及第二部分，所述第一部分设于所述密封区，所述第二部分设于所述容纳区的侧壁。

通过这样的构成，能够在实际封装过程中实现阻隔件的快速定位。

在上述电池的一个技术方案中，所述密封区具有靠近所述容纳区的封印边，所述阻隔件的第一部分远离所述容纳区的一端沿远离所述容纳区的方向超过所述封印边的距离小于或等于2mm。

通过这样的构成，给出了阻隔件的一种优选的设置方式。可以理解，封印边划定了密封区上的封印范围，本例中将阻隔件与该封印范围之间的重叠部分控制在了2mm内，避免阻隔件对封边时的工艺造成影响，也保证了电池在正常使用状态下具有较好的封装强度。

在上述电池的一个技术方案中，所述阻隔件的第一部分在与远离所述容纳区的方向相垂直的方向上延伸的长度为0.5mm-10mm。

在上述电池的一个技术方案中，所述电芯具有正极耳和负极耳，所述正极耳和所述负极耳设置于所述密封区，所述阻隔件设置在所述密封区中未设置所述正极耳或所述负极耳的部分。

在上述电池的一个技术方案中，所述电芯具有正极耳和负极耳，所述正极耳和所述负极耳设置于所述密封区并位于所述容纳区的同侧，其中，所述阻隔件设置在所述正极耳和所述负极耳之间。

通过这样的构成，给出了阻隔件的一种可能的分布方式。在正极耳和负极耳同侧设置的情况下，将阻隔件设置在正极耳和负极耳之间有助于提高破口效率，同时还能保护极耳处的封边结构不被破坏。

在上述电池的一个技术方案中，所述电芯具有正极耳和负极耳，所述正极耳和所述负极耳设置于所述密封区，所述阻隔件设置在所述正极耳或所述负极耳与所述密封区衔接的位置。

通过这样的构成，给出了阻隔件的一种可能的分布方式。将阻隔件设置在此有助于提高破口效率。

在上述电池的一个技术方案中，所述阻隔件包括胶带。

通过这样的构成，给出了阻隔件的一种可能的结构，以其他结构相比，此种结构的阻隔件方便制作和安装且成本较低。

在第二方面，本实用新型提供一种电池包，该电池包包括如上文中任一个技术方案中所描述的电池。

在第三方面，本实用新型提供一种车辆，该车辆包括如上文中任一个技术方案中所描述的电池，或者如上文中任一个技术方案中所描述的电池包。

附图说明

参照附图，本实用新型的公开内容将变得更易理解。本领域技术人员容易理解的是：这些附图仅仅用于说明的目的，而并非意在对本实用新型的保护范围组成限制。此外，图中类似的数字用以表示类似的部件，其中：

图1是本实用新型一种实施例的电池的透视图；

图2是图1中的封装结构的第一封装层和阻隔件的结构示意图；

图3是图1中的封装结构的阻隔件所在位置处的局部剖视图。

附图标记列表：

1：封装结构；11：第一封装层；111：容纳区；112：密封区；113：封印边；12：第二封装层；13：阻隔件；131：第一部分；132：第二部分；2：电芯；21：正极耳；22：负极耳。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的一些实施例。本领域技术人员应当理解的是，这些实施例仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。

本实用新型首先提供一种电池。图1是本实新型一种实施例的电池的透视图，参照图1，本实用新型的实施例提供的电池包括封装结构1和电芯2。封装结构1包括第一封装层11、第二封装层12和阻隔件13，该封装结构1用于封装电芯2，电芯2的正极耳21和负极耳22延伸到该封装结构1的外侧。在封装完成后，第一封装层11和第二封装层12分别处于电芯2的两侧。

本例中，电芯2的正极耳21和负极耳22被设置在了电芯2的同侧，在封装过程中，正极耳21和负极耳22相对的一侧的封装结构处不需要留有开口，因此，第一封装层11和第二封装层12可以是由一片封装材料折叠形成的，折叠边可以位于与正极耳21和负极耳22相对的一侧。

本领域技术人员能够理解，如果电芯2的正极耳21和负极耳22被分别设置在电芯2相对的两侧，则第一封装层11和第二封装层12可以由两片独立的封装材料制备，从而，在封装完成前，正极耳21和负极耳22对应的位置均存在开口，以便于正极耳21和负极耳22延伸到封装结构1的外侧。当然，在正极耳21和负极耳22被设置在电芯2的同侧的情况下，第一封装层11和第二封装层12也可以是由两片独立封装材料制备。本领域技术人员可以根据实际情况来选择。

在一些可能的实施例中，第一封装层11和第二封装层12的至少部分材质可以是铝塑膜，当然，第一封装层11和第二封装层12的材质还可以是其他合适的聚合物。第一封装层11和第二封装层12的材质可以完全相同，也可以不完全相同，甚至可以完全不同，本领域技术人员可以根据实际封装需求来选择。

图2是图1中的封装结构1的第一封装层11和阻隔件13的结构示意图。参照图2，第一封装层11具有容纳区111，围绕容纳区111具有多个密封区112。电芯2的本体可以被收容在该容纳区中，在封装完成后，第二封装层12将会与第一封装层11的多个密封区112连接从而将容纳区111封闭。

第一封装层11上的容纳区111可以是通过冲坑工艺而形成的，当然，也可以是由其他合适的工艺形成的。容纳区111形成的位置以及容纳区111的尺寸可以由本领域技术人员根据实际情况来确定，当容纳区111形成后，其周围的未容纳区即为密封区112。

本例中，如上文所描述，第一封装层11和第二封装层12是由一片封装材料折叠形成的，折叠边处的第一封装层11和第二封装层12本身就是连接的，无需进行封边，因此，图2中容纳区111周围仅有了三个密封区112。可以理解，如果第一封装层11和第二封装层12是由两片独立的封装材料制备的，则需要在容纳区111的周围可以具有4个密封区112。

第二封装层12的结构可以与第一封装层11相同，例如，第二封装层12上可以具有与容纳区111相对应的第二容纳区，以及与第一封装层11上的每一个密封区112对应的第二密封区。在该种情况下，封装过程中，可以将每一个密封区112与对应的第二密封区连接，连接后两个容纳区111的边缘将会重合，从而共同形成一个腔体，以容纳电芯2。在第二封装层12上具有第二容纳区和第二密封区的情况下，第二容纳区的深度可以和容纳区111不同，第二密封区的长度、宽度等也可以与密封区112不同。

当然，第二封装层12也可以被设置成平面结构，即，不设置第二容纳区，此种情况下，容纳区111需要具有足以容纳电芯2的深度，从而，第二封装层12可以直接覆盖在该容纳区111的开放面上，并与密封区112完成连接。

为了封闭容纳区111，第二封装层12需要与第一封装层11的每个密封区112均进行连接，连接可以以热封的方式完成，具体的热封工艺可以参照本领域的相关技术中，在此不再赘述。当然，第二封装层12也可以采用其他的方式与密封区112进行连接，例如采用灌胶等工艺来进行连接。第二封装层12在与不同的密封区112连接时可以采用不同的工艺，例如，在与正极耳21和负极耳22所处的密封区112进行连接时采用第一种工艺，而在对其他密封区112进行连接时采用第二种工艺，以实现更好的封边效果。当然，第二封装层12在于不同的密封区112连接时也可以采用完全相同的工艺。

如上文所描述，第一封装层11和第二封装层12在形成封装结构后所面临的问题是，在电芯2出现热失控问题的情况下，容易在随机位置处出现破口，为此，本实施例中还设置了阻隔件13。

图3是图1中的封装结构1的阻隔件13所在位置处的局部剖视图，参见图2和图3，本例中，阻隔件13设置在密封区112处，以部分阻隔一个密封区112与第二封装层12在预定位置的连接。

本领域技术人员可以根据第二封装层12与密封区112的连接工艺来合理地选择阻隔件13的构成方式，以使其能够起到阻隔连接的作用。

作为示例，当第二封装层12与密封区112采用热封工艺进行连接时，阻隔件13的材质可以是耐高温的高分子材料，例如聚乙烯(PE)、聚丙烯弹性体(PP弹性体)、聚苯乙烯(PS)、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚碳酸酯(PC)、聚氨酯(PU)、聚酰亚胺(PI)、涤纶树脂(PET)、聚醚醚酮(PEEK)、聚酰胺(PA)、聚四氟乙烯等，在热封过程中，这些材质所制备的阻隔件13不会发生熔融，因此可以阻隔其所在位置的第二封装层12以及密封区112上的熔融物彼此融合。

作为另一示例，当第二封装层12与密封区112采用灌胶工艺进行连接时，由于阻隔件13自身存在厚度，因此阻隔件13所在位置处的胶体厚度将会小于未设置阻隔件13的其他位置处的胶体厚度，导致阻隔件13所在位置处的连接被一定程度地阻隔，可以通过合理控制阻隔件13的厚度来控制此处的连接被阻隔的程度。

本实施例中，阻隔件13的设置会导致密封区112与第二封装层12之间的连接存在缺陷，在出现热失控问题的情况下，高温高压气体将会率先冲破该缺陷位置，即，阻隔件13所在的位置，并形成破口，形成破口后高温高压气体泄出，将不会在封装结构1的其他位置形成破口。

在一种可能的实施方式中，参照图2，阻隔件13可以为薄片结构，其可以包括连接的第一部分131和第二部分132，第一部分131设于密封区112，第二部分132设于容纳区111的侧壁。

可以理解的是，为了使阻隔件13能够在封装后处于预定位置，需要在封装前对其进行定位，并封装过程中防止其发生移位，而在本例中，由于第二部分132设于容纳区111的侧壁，因此，在实际操作中，可以先将第一部分131置于合适的位置，而后将第二部分132与容纳区111的侧壁固定，这样一来，在后续封装过程中，就可以无需考虑第一部分131的对位和移位问题，直接进行第二封装层12与密封区112的连接，简化封装工艺。

而采用其他的构成方式的情况下，例如将阻隔件13与电芯2连接情况下，尽管也能够实现对其定位，但是阻隔件13需要具有较高的制作精度，来确保在电芯2装配到容纳区111后阻隔件13能够准确地处于密封区112的预定位置。且在封装过程中需要保证电芯2与第一封装层11之间的相对位置以避免阻隔件13的移位，工艺较为复杂。

本例中，仅在一个密封区112上设置了阻隔件13，然而可以理解，阻隔件13可以设置在任意一个密封区112，而并不限于图中示出的密封区112。并且，可以同时在多个密封区112上设置阻隔件13，或者，可以同时在一个密封区112上设置多个阻隔件13，具体的位置和数量可以由本领域技术人员根据所期望的破口位置和数量来确定。

继续参照图2和图3，本例中，阻隔件13具体呈L形，采用此种构成的阻隔件13在连接完成后能够紧密贴附于密封区112及容纳区111，且不会占用容纳区111的空间，避免对电芯2的安装产生干扰。然而本领域技术人员能够理解，阻隔件13的构成方式不限于此，阻隔件13还可以呈现其他任何合适的形状，例如Z形甚至不规则形状。

在一些可能的实施例中，阻隔件13可以包括胶带，采用此种构成的阻隔件13便于制作和装配，且成本较低。

胶带上的胶体可以根据第一封装层11的材质来确定，只需保证阻隔件13能够相对稳定地贴附于容纳区111和密封区112，不会在第二封装层12与密封区112连接过程中发生意外脱落即可。

进一步，如上文所描述，胶带的基材则可以根据具体所选用的连接工艺来确定，以确保其能够实现阻隔的作用。在一些可能的实施例中，基材的材质可以是柔性材料，以便于阻隔件13的装配。

当然，本领域技术人员能够理解，阻隔件13的构成方式不限于此，例如，阻隔件13的表面可以不涂覆胶体，而通过其他的方式贴附于容纳区111和密封区112。本领域技术人员可以根据实际需求来选择。

在一种可能的实施方式中，参照图3，密封区112具有封印边113，可以理解，由于第二封装层12与密封区112连接的过程中，电芯2已经被装配在了容纳区111中，因此，封装过程中操作范围的需要一定程度的避让容纳区111的边缘，以避免影响电芯2，该封印边113即为封装过程中操作范围的边界线。

在这种情形下，阻隔件13的第一部分131远离容纳区111的一端沿着远离所述容纳区的方向超过封印边113的距离小于或等于2mm，这样的构成能够使阻隔件13在形成缺陷的同时，不会过分破坏密封区112处的封印，保证电池在正常使用状态下的封装强度。

在一种可能的实施方式中，由于封装过程中不可避免的会发生溢胶，因此，封印边113靠近容纳区111一侧的部分范围内也会形成封印。即，实际完成封装后的封印范围将会超过该封印边113，因此，阻隔件13的第一部分131远离容纳区111的一端沿着远离容纳区的方向可以不超过封印边113，而是与封印边113间隔一定的距离，这同样能够起到阻隔连接的作用。但是需要注意的是，这种情形下，第一部分131与封印边之间的距离也应当保持在2mm以内，而不应过大，以避免阻隔件13无法有效阻隔密封区112与第二封装层12之间在预定位置的连接。

在一种可能的实施方式中，需要进一步的控制阻隔件13的第一部分131在与远离容纳区111的方向相垂直的方向上延伸的长度，以保证封边在正常使用状态下的可靠性，作为示例，阻隔件13在该方向上的延伸长度L的范围为0.5mm≤L≤10mm。

在一种可能的实施方式中，还需要进一步控制阻隔件13的厚度，以避免其影响第二封装层12与密封区112在其他位置处的连接，优选地，阻隔件13的厚度T的范围为10um≤T≤80um。

在一种可能的实施方式中，电芯2具有正极耳21和负极耳22，正极耳21和负极耳22设置于密封区112，阻隔件13可以设置在密封区112中未设置正极耳21或负极耳22的部分。或者，在一种可能的实施方式中，阻隔件13也可以设置在正极耳21或负极耳22与密封区112衔接的位置。

在一种可能的实施方式中，阻隔件13可以被设置在容纳区111侧边上的中部位置或者靠近中部的位置。可以理解，在热失控问题发生的情况下，该位置处受到的气体压力比两端位置受到的气体压力更大，因此，将阻隔件13设置于此能够提高破口效率。

如上文所描述，阻隔件13可以被设置在任意一个密封区112上，包括正极耳21和/或负极耳22所在的密封区112。

在一种可能的实施方式中，电芯2的正极耳21和负极耳22处于容纳区111的同侧，此时，阻隔件13可以设置在正极耳21和负极耳22之间。这样的构成方式一方面使得阻隔件13处于该密封区112的中间位置，保证破口效率，另一方面也保证了正极耳21和负极耳22处的封边强度。

本实用新型的实施例还提供一种电池包，其包括如上文任意一个实施例中所描述的电池。

在一种可能的实施方式中，该电池包被应用于车辆。该电池包被应用于车辆时，可以被配置为车辆的主要储能部件，例如作为电动车辆的电池，和/或被配置为次要储能部件，例如作为车内配件的电池，本领域技术人员可以根据实际情况来选择。

本实用新型的实施例还提供一种车辆，其包括如上文任意一个实施例中所描述的电池，或者如上文任意一个实施例中所描述的电池包。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池，包括：

电芯，以及用于封装所述电芯的封装结构，

其特征在于，所述封装结构包括：

第一封装层，所述第一封装层具有用于容纳所述电芯的容纳区和密封区；

第二封装层，所述第二封装层与所述密封区连接并封闭所述容纳区；

阻隔件，所述阻隔件设在所述密封区处以部分阻隔一个所述密封区与所述第二封装层在预定位置的连接。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述阻隔件为薄片结构，其包括连接的第一部分及第二部分，所述第一部分设于所述密封区，所述第二部分设于所述容纳区的侧壁。

3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述密封区具有靠近所述容纳区的封印边，所述阻隔件的第一部分远离所述容纳区的一端沿远离所述容纳区的方向超过所述封印边的距离小于或等于2mm。

4.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述阻隔件的第一部分在与远离所述容纳区的方向相垂直的方向上延伸的长度为0.5mm-10mm。

5.根据权利要求4所述的电池，其特征在于，所述电芯具有正极耳和负极耳，所述正极耳和所述负极耳设置于所述密封区，所述阻隔件设置在所述密封区中未设置所述正极耳或所述负极耳的部分。

6.根据权利要求4所述的电池，其特征在于，所述电芯具有正极耳和负极耳，所述正极耳和所述负极耳设置于所述密封区并位于所述容纳区的同侧，其中，所述阻隔件设置在所述正极耳和所述负极耳之间。

7.根据权利要求4所述的电池，其特征在于，所述电芯具有正极耳和负极耳，所述正极耳和所述负极耳设置于所述密封区，所述阻隔件设置在所述正极耳或所述负极耳与所述密封区衔接的位置。

8.根据权利要求1-7中任一项所述的电池，其特征在于，所述阻隔件包括胶带。

9.一种电池包，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的电池。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的电池；或者包括如权利要求9所述的电池包。