CN220604872U - 极耳防护盖及电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池安全防护技术领域，揭示了一种极耳防护盖及电池模组，其中极耳防护盖上设置有贯穿孔，所述贯穿孔与电芯的极耳相匹配；所述极耳防护盖的一侧设置有卡接槽，所述卡接槽与所述极耳一侧的电芯封边匹配；所述电池模组包括：极耳防护盖，还包括：若干电芯组成的电芯堆叠体；所述电芯的极耳穿出所述贯穿孔，同时所述电芯封边嵌入卡接槽；本申请中的极耳防护盖能够在极耳与电芯之间形成无缝连接，当模组发生热失控时对电芯起到防护作用，阻挡了电芯因热失控受到的来自极耳处的热气流影响，延缓模组内电芯间的热蔓延，提升电池模组内的热安全性能。

Description

极耳防护盖及电池模组

技术领域

本实用新型涉及到电池安全防护技术领域，特别涉及到一种极耳防护盖及电池模组。

背景技术

随着国际化低碳环保的号召，锂电池迎来了蓬勃的发展时机，基于电池能量密度和续航里程的要求，组合电池包能量越做越高，电池容量越做越大，电池材料也向高镍系使用，高镍系电池热失控过程中产生的反应相较于其他电池更为剧烈；在电池包模组组装过程中，为了增加电池使用的时的安全性能和稳定性能，通常将极耳侧作为重点的防护目标，通过增加塑料绝缘支架、混流排、绝缘密封胶或铝端板等防护，以增加极耳处的绝缘以及稳定性，但是这些防护远远达不到理想的防护效果；

因此，针对现有技术中当电池模组热失控时电芯极耳处对热气流和火焰的热阻隔能力差是亟待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型的主要目的为提供一种极耳防护盖，旨在解决当电池模组热失控时电芯极耳处对热气流和火焰的热阻隔能力差的技术问题。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型第一方面提出一种极耳防护盖，所述极耳防护盖上设置有贯穿孔，所述贯穿孔与电芯的极耳相匹配，用于极耳穿过；所述极耳防护盖的一侧设置有卡接槽，所述卡接槽与所述极耳一侧的电芯封边匹配，用于电芯封边嵌入。

进一步地，所述极耳防护盖的材质包括防火隔热材质，在外力作用下发生形变回弹。

进一步地，所述贯穿孔设置于所述卡接槽内，且与所述卡接槽的延伸方向一致。

进一步地，所述极耳防护盖与所述极耳和所述电芯封边的连接处通过胶粘或物理挤压进行固定。

本申请的第二方面还提出一种电池模组，包括上述中任意一项所述的极耳防护盖，还包括：

若干电芯组成的电芯堆叠体；

所述电芯堆叠体上的每一个所述电芯对应设有所述极耳防护盖；

所述电芯的极耳穿出所述贯穿孔，同时所述电芯封边嵌入卡接槽。

进一步地，所述极耳防护盖厚度与所述电芯厚度匹配，所述极耳防护盖的数量与所述电芯堆叠体内所述极耳的数量匹配。

进一步地，所述极耳防护盖的厚度与所述电芯堆叠体的厚度匹配，所述极耳防护盖上的所述贯穿孔和所述卡接槽的数量与所述电芯堆叠体上所述电芯一侧的极耳的数量相匹配。

进一步地，所述电芯封边由铝塑壳和聚丙烯薄膜高温热压形成，所述电芯封边厚度高于所述极耳厚度和两层所述铝塑壳之和。

进一步地，所述卡接槽与所述电芯封边的连接处使用胶体和/或物理挤压进行固定。

进一步地，所述贯穿孔与所述极耳的连接处使用胶体和/或物理挤压进行固定。

有益效果：

本申请公开了一种极耳防护盖，其上设置有供极耳穿过的贯穿孔，以及配合极耳处电芯封边进行嵌入的卡接槽，极耳防护盖能够在极耳与电芯之间形成无缝连接，当模组发生热失控时对电芯起到防护作用，阻挡了电芯因热失控受到的来自极耳处的热气流影响，延缓模组内电芯间的热蔓延，提升电池模组内的热安全性能。

附图说明

图1是本实用新型中一实施例极耳防护盖与电芯连接的爆炸图；

图2是本实用新型一实施例极耳防护盖与电芯连接的结构图；

图3是本实用新型一实施例极耳防护盖的侧视图；

图4是本实用新型一实施例第一项目对比数据图；

图5是本实用新型一实施例第二项目对比数据图；

图6是本实用新型一实施例第三项目对比数据图；

其中：1、电芯；11、极耳；12、电芯封边；2、极耳防护盖；21、卡接槽；22、贯穿孔。

本实用新型目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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。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更多个所述特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体地限定。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

参照图1-图3，本申请一实施例提供一种极耳防护盖2，所述极耳防护盖2上设置有贯穿孔22，所述贯穿孔22与电芯1的极耳11相匹配，用于极耳11穿过；所述极耳防护盖2的一侧设置有卡接槽21，所述卡接槽21与所述极耳11一侧的电芯封边12匹配，用于电芯封边12嵌入。

在本实施例中，所述极耳防护盖2上设置有贯穿孔22，贯穿孔22的长度和宽度匹配电芯1的极耳11设计，同时所述极耳防护盖2的一侧还设置有卡接槽21，所述卡接槽21与所述极耳11一侧的电芯封边12匹配设计，位于所述极耳11一侧的电芯封边12能够嵌入所述卡接槽21，由于电芯1的极片与所述电芯封边12有固定的连接方式，通常所述电芯1的极片会从所述电芯封边12内延伸出来，所以对应的所述卡接槽21和所述贯穿孔22也处在同一水平线上，并且所述贯穿孔22位于所述卡接槽21内，其延伸的方向也一致；贯穿孔22配合卡接槽21的设计，使得在所述极耳11穿出所述贯穿孔22后，所述卡接槽21能够与所述电芯封边12进行嵌入配合，形成了一种无缝连接，所述无缝连接指不会在极耳11保护盖上留有多余的供热气流或火焰穿过的缝隙或通道，同时加强了所述极耳防护盖2的固定强度，使其结构更加稳定；在电芯1与极耳11之间形成了更有效的阻隔力，可以阻挡热气流和烟气与电芯1气袋直接接触，降低高温烟气热量传导至电芯1气袋铝塑壳上或者由高温烟气热传导引起的电芯1内部隔膜收缩而引发短路的风险，阻挡模组内电芯1与电芯1之间的热蔓延。

在一实施例中，所述极耳防护盖2的材质包括防火隔热材质，在外力作用下发生形变回弹。

在本实施例中，所述极耳防护盖2的材质包括防火隔热材质，且该材质具有形变回弹力，具体地，所述防火隔热材质可以保证所述极耳防护盖2具有良好的耐温性，保证其在保证在高温下不易损坏，同时所述防火隔热材质具有良好的隔热能力，低导热系数，保证热量导入电芯1上的时间足够缓慢；而且能够承受一定程度的变形，并通过自身的回弹力将极耳11封闭，从而避免外界物质进入电芯1内部，同时也能够保证模组内电芯1的呼吸，有利于提高对电池的循环寿命；可以是例如气凝胶、硅泡棉、云母、PU泡棉等的一种或几种组合。

在一实施例中，所述贯穿孔22设置于所述卡接槽21内，且与所述卡接槽21的延伸方向一致。

在本实施例中，所述贯穿孔22设置于所述卡接槽21内，且沿着卡接槽21的延伸方向进行设置，能够更好的适配极耳11和极耳11一侧电芯封边12的位置，以确保连接的可靠性和稳定性。

在一实施例中，所述极耳防护盖2与所述极耳11和所述电芯封边2的连接处通过胶粘或物理挤压进行固定。

在本实施例中，所述极耳防护盖2与所述极耳11和所述电芯封边2的连接处通过胶粘或物理挤压进行固定，所述胶粘剂可以填充小孔和微缝，对热气等提供较好的隔离效果，物理挤压连接可以产生较大的力，使得连接更加牢固，不易松动，且通常可以耐受较高的温度，适用于在高温环境中使用，两者都能达到理想的隔离效果。

在一实施例中，本申请还提出一种电池模组，包括上述中任意一项所述的极耳防护盖2，还包括：

若干电芯1组成的电芯堆叠体；

所述电芯堆叠体上的每一个所述电芯1对应设有所述极耳防护盖2；

所述电芯1的极耳11穿出所述贯穿孔22，同时所述电芯封边12嵌入卡接槽21。

在本实施例中，提出一种电池模组，所述电池模组内包括电芯堆叠体，所述电芯堆叠体上的每一个所述电芯1对应有所述极耳防护盖2；所述电芯堆叠体上电芯1的极耳11穿出所述贯穿孔22，同时所述电芯封边12嵌入卡接槽21，贯穿孔22配合卡接槽21的设计，使得在所述极耳11穿出所述贯穿孔22后，所述卡接槽21能够与所述电芯封边12进行嵌入配合，形成了一种无缝连接，所述无缝连接指不会在极耳11保护盖上留有多余的供热气流或火焰穿过的缝隙或通道，同时加强了所述极耳防护盖2的固定强度，使其结构更加稳定；具体地，可以是电芯堆叠体上一个电芯1对应设置有一个所述极耳防护盖2，也可以是所述电芯堆叠体一侧的全部电芯1对应设置有一个所述极耳防护盖2，也可以是电芯堆叠体上指定数量的电芯1对应设置一个所述极耳防护盖2，本实施例使电芯1与极耳11之间形成更有效的阻隔力，可以阻挡热气流和烟气与电芯1气袋直接接触，降低高温烟气热量传导至电芯1气袋铝塑壳上或者由高温烟气热传导引起的电芯1内部隔膜收缩而引发短路的风险，阻挡模组内电芯1与电芯1之间的热蔓延。

进一步地，如图4所示为第一项目对比数据，其中通过单一变量实施对比方案分析所述极耳防护盖2对模组热失控的影响，该实验使用模组为590模组，采用三元高镍系加石墨体系，其中方案1为模组不添加极耳防护盖2，方案二为添加极耳防护盖2。

失效模式分析：

方案一：电压掉落时间：115s，失效模式：1+1+6(连续失效)；

方案一重复：电压掉落时间：225s，失效模式：1+1+6(连续失效)；

方案二：电压掉落时间：560s，失效模式：1+1+1+1+1+1+1+1；逐串失效。

进一步地，如图5所示为第二项目对比数据，其中通过单一变量实施对比方案分析所述极耳防护盖2对模组热失控的影响，该实验使用模组为590模组，采用三元高镍系加石墨体系，其中方案1为模组不添加极耳防护盖2，方案二为添加极耳防护盖2。

结果分析：

失效模式分析：

方案一：电压掉落时间：4min22s，失效模式：1+1+9(连续失效)+1；

方案一重复：电压掉落时间：6min01s，失效模式：1+1+4+1+4(连续失效)+1；

方案二：电压掉落时间：12min53s，失效模式：1+1++1+1+1+1+1+1+1+1+1+1，逐串失效；

方案二重复：电压掉落时间：12min14s，失效模式：1+1++1+1+1+1+1+1+1+1+1+1，逐串失效。

进一步地，如图6所示为第三项目对比数据，其中通过单一变量实施对比方案分析所述极耳防护盖2对模组热失控的影响，该实验使用模组为590模组，采用三元高镍系加石墨体系，其中方案1为模组不添加极耳防护盖2，方案二为添加极耳防护盖2。

结果分析：

失效模式分析：

方案一：电压掉落时间：5min02s，失效模式：1+1+16(连续失效)；

方案一重复：电压掉落时间：4min55s，失效模式：2+1+2+1+1+12(连续失效)；

方案二：电压掉落时间：21min33s，失效模式：1+1++1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+2，逐串失效；

方案二重复：电压掉落时间：21min15s，失效模式：1+1++1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+1+2+1+1+2，逐串失效。

由三次不同项目的实验对比数据可以得知，所述极耳防护盖2能够有效的阻止高温气流对电芯1极耳11处冲击和热传导，降低电芯1间热蔓延的风险。

在一实施例中，所述极耳防护盖2厚度与所述电芯1厚度匹配，所述极耳防护盖2的数量与所述电芯堆叠体内所述极耳11的数量匹配。

在本实施例中，所述电池模组内可以包含多个极耳防护盖2，每个极耳防护盖2均对应匹配一个电芯1的极耳11设置，其厚度与所述电芯1厚度匹配，所述极耳防护盖2的数量与所述电芯堆叠体内所述极耳11的数量匹配，可选的，也可以设置为选取少量的电芯1对应一个极耳防护盖2，所述极耳防护盖2上设置对应电芯1数量的贯穿孔22和卡接槽21；如此一来所述模组内的电芯堆叠体的极耳11端侧就包含了多个极耳防护盖2，所以这些极耳防护盖2之间能够在电芯1的极耳11一侧产生贴合，形成良好的阻隔作用；由于电芯堆叠体在不同电量的电池内的厚度会不同，电芯堆叠体的极耳11总量也会发生改变，所以本申请采用对应单个极耳11设置的极耳防护盖2，无需根据堆叠体的厚度变化而对极耳防护盖2生产工艺设计上的改变，方便产线进行统一生产，简化了生产流程。

在一实施例中所述极耳防护盖2的厚度与所述电芯堆叠体的厚度匹配，所述极耳防护盖2上的贯穿孔22和卡接槽21的数量与所述电芯堆叠体上所述电芯1一侧的极耳11的数量相匹配。

在本实施例中，将极耳防护盖2的厚度与所述电芯堆叠体的厚度匹配，所述极耳防护盖2上的贯穿孔22数量和卡接槽21的数量与所述电芯堆叠体上所述电芯1一侧的极耳11的数量相匹配；相当于在一个电芯堆叠体一侧上仅对应设置有一个极耳防护盖2，防护盖的厚度会随所述电芯堆叠体的厚度产生改变，同时所述极耳防护盖2上的贯穿孔22数量和卡接槽21数量也会随着所述电芯堆叠体一侧上所述极耳11的数量发生改变，本实施例中把所述电芯堆叠体一侧中包含的所有贯穿孔22与卡接槽21都集成在一个极耳防护盖2上，如此一来，相比于多个极耳防护盖2的设计，本实施例中的极耳防护盖2不会因为受到外力而产生分离，与所述电芯堆叠体之间产生更稳定的阻隔效果，且在后续模组的安装过程中更加简便，一步到位，节省组装中繁复的过程。

在一实施例中，所述电芯封边12由铝塑壳和聚丙烯薄膜高温热压形成，所述电芯封边厚度高于所述极耳11厚度和两层所述铝塑壳之和。

在本实施例中，由于电池内部存放着大量的化学能量，在使用或储存过程中可能会发生泄漏、短路、爆炸等问题，本实施例中极耳11封边的厚度高于所述极耳11厚度和两层铝塑壳之和，实际上是增加了极耳11封边的厚度，可以提高电池的密封性和安全性能。

在一实施例中，所述卡接槽21与所述电芯封边12的连接处使用胶体和/或物理挤压进行固定。

在本实施例中，在所述卡接槽21与所述电芯封边12的连接处使用胶体和/或物理挤压进行固定，胶体能够填充连接处的间隙并有效减少热气流的渗透，同时还具有一定的粘附能力，能够提高连接的牢固度，相同的，物理挤压也可以通过增加连接面积来提高连接的牢固度，并能够有效阻隔热气流的流动；其中所述胶体需选用防火耐温胶，比如硅橡胶、酚醛树脂胶、稀土防火胶等。

在一实施例中，所述贯穿孔22与所述极耳11的连接处使用胶体和/或物理挤压进行固定。

在本实施例中，贯穿孔22与所述极耳11的连接处使用胶体和/或物理挤压进行固定，胶体能够填充连接处的间隙并有效减少热气流的渗透，同时还具有一定的粘附能力，能够提高连接的牢固度，相同的，物理挤压也可以通过增加连接面积来提高连接的牢固度，并能够有效阻隔热气流的流动；其中所述胶体需选用防火耐温胶，比如硅橡胶、酚醛树脂胶、稀土防火胶等。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种极耳防护盖，其特征在于，包括：

所述极耳防护盖上设置有贯穿孔，所述贯穿孔与电芯的极耳相匹配，用于极耳穿过；所述极耳防护盖的一侧设置有卡接槽，所述卡接槽与所述极耳一侧的电芯封边匹配，用于电芯封边嵌入。

2.根据权利要求1所述的极耳防护盖，其特征在于，所述极耳防护盖的材质包括防火隔热材质，在外力作用下发生形变回弹。

3.根据权利要求1所述的极耳防护盖，其特征在于，所述贯穿孔设置于所述卡接槽内，且与所述卡接槽的延伸方向一致。

4.根据权利要求1所述的极耳防护盖，其特征在于，所述极耳防护盖与所述极耳和所述电芯封边的连接处通过胶粘或物理挤压进行固定。

5.一种电池模组，包括权利要求1-4中任意一项所述的极耳防护盖，其特征在于，还包括：

若干电芯组成的电芯堆叠体；

所述电芯堆叠体上的每一个所述电芯对应设有所述极耳防护盖；

所述电芯的极耳穿出所述贯穿孔，同时所述电芯封边嵌入卡接槽。

6.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于，所述极耳防护盖厚度与所述电芯厚度匹配，所述极耳防护盖的数量与所述电芯堆叠体内所述极耳的数量匹配。

7.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于，所述极耳防护盖的厚度与所述电芯堆叠体的厚度匹配，所述极耳防护盖上的所述贯穿孔和所述卡接槽的数量与所述电芯堆叠体上所述电芯一侧的极耳的数量相匹配。

8.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于，所述电芯封边由铝塑壳和聚丙烯薄膜高温热压形成，所述电芯封边厚度高于所述极耳厚度和两层所述铝塑壳之和。

9.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于，所述卡接槽与所述电芯封边的连接处使用胶体和/或物理挤压进行固定。

10.根据权利要求5所述的电池模组，其特征在于，所述贯穿孔与所述极耳的连接处使用胶体和/或物理挤压进行固定。