CN220692109U - 电池单体的端盖、电池单体、电池及用电装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电池单体的端盖、电池单体、电池及用电装置,端盖,包括:端盖本体,端盖本体上设有贯穿端盖本体厚度方向的避让孔;气压检测模块,气压检测模块设在端盖本体的一侧且包括气压传感芯片,气压传感芯片用于检测电池单体内的气压,气压传感芯片具有引脚,引脚通过穿设避让孔以与外电路连接。本申请实施例的技术方案中,通过气压传感芯片检测电池单体内的气压,可以实现对电池单体内部气压的检测,气压传感芯片的引脚可以通过避让孔引出,引脚与外电路连接,从而可以将气压传感芯片检测的信息及时传输至外界,由此可以在电池单体使用过程中监控电池单体内气压变化情况;整个端盖结构简单,且对端盖本体的改动较小,便于推广应用。
Description
技术领域
本申请涉及电池领域,具体涉及一种电池单体的端盖、电池单体、电池及用电装置。
背景技术
节能减排是汽车产业可持续发展的关键,电动车辆由于其节能环保的优势成为汽车产业可持续发展的重要组成部分。对于电动车辆而言,电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。
电池在充放电的使用过程中,电池的充放电循环会产生气体,导致电池内部气压过大,电池会产生鼓胀,存在安全风险。
实用新型内容
鉴于上述问题,本申请提供一种电池单体的端盖、电池单体、电池及用电装置,能够实现对电池单体内部气压的检测。
第一方面,本申请提供了一种电池单体的端盖,包括:端盖本体,所述端盖本体上设有贯穿所述端盖本体厚度方向的避让孔;气压检测模块,所述气压检测模块设在所述端盖本体的一侧且包括气压传感芯片,所述气压传感芯片用于检测电池单体内的气压,所述气压传感芯片具有引脚,所述引脚通过穿设所述避让孔以与外电路连接。
本申请实施例的技术方案中,通过在端盖本体的一侧设置气压传感芯片,通过气压传感芯片检测电池单体内的气压,可以实现对电池单体内部气压的检测,同时气压检测模块集成在端盖本体上,可以减少气压检测模块占用电池单体内部空间,降低气压检测模块与电池单体内部件发生干涉的概率;通过在端盖本体上设置避让孔,使得气压传感芯片的引脚可以通过避让孔引出,引脚与外电路连接,从而可以将气压传感芯片检测的信息及时传输至外界,由此可以在电池单体使用过程中监控电池单体内气压变化情况;整个端盖结构简单,且对端盖本体的改动较小,便于推广应用。
在一些实施例中,所述气压检测模块还包括保护件,所述保护件设于所述气压传感芯片的外侧,用于将所述气压传感芯片与电池单体内的其他部件间隔开。在上述技术方案中,通过在气压传感芯片的外侧设置保护件,可以一定程度上避免电池单体内部的结构部件与气压传感芯片接触或碰撞,影响气压传感芯片检测的准确性,同时减少气压传感芯片被碰撞受损的概率,提高气压传感芯片的稳定性,提高气压传感芯片的使用寿命,使其可满足电池单体的整个寿命周期内的使用。
在一些实施例中,所述保护件包括防腐件,所述防腐件的至少一部分位于所述气压传感芯片的背离所述端盖本体的一侧,用于防止电池单体内的电解液和还原性气体腐蚀所述气压传感芯片。在上述技术方案中,通过在气压传感芯片的外侧设置防腐件,可以使气压传感芯片与电池单体内电解液和还原性气体进行物理隔离,一定程度上避免电池单体内的电解液和还原性气体腐蚀气压传感芯片,提高气压传感芯片的稳定性,提高气压传感芯片的使用寿命。
在一些实施例中,所述防腐件形成包覆所述气压传感芯片外表面的防腐层;在上述技术方案中,防腐层可以对气压传感芯片提供有效的防护,一定程度上避免电池单体内的电解液和还原性气体腐蚀气压传感芯片,提高气压传感芯片的稳定性,提高气压传感芯片的使用寿命。
在一些实施例中,所述防腐件形成涂敷在所述气压传感芯片外表面的防腐涂层;在上述技术方案中,防腐涂层可以对气压传感芯片提供有效的防护,一定程度上避免电池单体内的电解液和还原性气体腐蚀气压传感芯片,提高气压传感芯片的稳定性,提高气压传感芯片的使用寿命。
在一些实施例中,所述防腐件形成防腐片,所述气压传感芯片在所述防腐片上的投影位于所述防腐件内且所述防腐片的外周与所述端盖本体密封配合。在上述技术方案中,防腐片可以对气压传感芯片提供有效的防护,一定程度上避免电池单体内的电解液和还原性气体腐蚀气压传感芯片,提高气压传感芯片的稳定性,提高气压传感芯片的使用寿命。
在一些实施例中,所述保护件包括防护盒,所述防护盒与所述端盖本体连接且限定有安装腔,所述防护盒上设有至少一个过气孔,所述过气孔与所述安装腔连通,所述气压传感芯片位于所述安装腔。在上述技术方案中,通过设置防护盒,可以对气压传感芯片起到保护作用,在电池单体使用过程中,电池单体倒转电极组件或其它部件也难以触碰气压传感芯片,可以提高气压传感芯片的稳定性,通过在防护盒上设置过气孔,以确保气体接触到气压传感芯片,提高气压传感芯片检测的准确性,使得气压传感芯片可满足电池单体的整个寿命周期内的使用。
在一些实施例中,所述防护盒的朝向所述端盖本体的一侧表面向远离所述端盖本体的一侧凹陷形成所述安装腔。在上述技术方案中,通过将安装腔设置为一侧敞开的形式,既便于气压传感芯片和防护盒的配合,又可以减少防护盒在上下方向上的尺寸,防护盒的高度尺寸可以略大于气压传感芯片的厚度即可,减少防护盒占用的空间,降低气压检测模块与其他结构的干涉的概率。
在一些实施例中,所述过气孔位于所述防护盒的与所述端盖本体相对的一侧壁上。在上述技术方案中,电池单体内的气体可以由下向上的通入安装腔内,气体可以直接与气压传感芯片接触,进而可以提高气压传感芯片检测的准确性
在一些实施例中,所述气压传感芯片与所述安装腔的内壁面间隔布置,或,所述气压传感芯片外侧设有防腐件,所述防腐件与所述安装腔的内壁面间隔布置。在上述技术方案中,通过将气压传感芯片以及防腐件与安装腔间隔开,可以减少防护盒与其接触对气压传感芯片检测产生影响,提高气压传感芯片检测的准确性;同时进一步将气压传感芯片与其他部件间隔开,防止电极组件或其他部件移动触碰到气压传感芯片影响检测效果,可以提高气压传感芯片的稳定性,提高气压传感芯片的使用寿命。
在一些实施例中,所述防护盒采用高塑性材料。在上述技术方案中,通过采用高塑性材料的防护盒,相比于使用铝塑膜等结构直接封装气压传感芯片而言,防护盒的强度高,可以有效缓冲电池单体内部的物理撞击,降低电池单体内部结构移动对气压传感芯片检测的影响;防护盒直接安装在端盖本体上,也可以一定程度上避免占用电极组件处的空间,降低了对电极组件结构设计的影响。
在一些实施例中,所述防护盒的材质包括金属、塑料、陶瓷中的至少一种。在上述技术方案中,通过采用上述材材质,防护盒的强度高,可以有效缓冲电池单体内部的物理撞击,降低电池单体内部结构移动对气压传感芯片检测的影响。
在一些实施例中,所述气压传感芯片与所述端盖本体固定连接。在上述技术方案中,通过气压传感芯片与端盖本体固定连接,可以提高气压传感芯片的稳定性,进而提高气压传感芯片的检测的可靠性。
在一些实施例中,所述气压传感芯片为压阻式传感器。在上述技术方案中,通过采用压阻式传感器,其具有灵敏度高、动态响应快、稳定性良好、成本较低等优点,便于推广应用。
在一些实施例中,所述引脚与所述避让孔通过密封件密封连接。在上述技术方案中,通过设置密封件,提高整个端盖的密封性,可以一定程度上保证电池单体内的密封性,降低电池单体内部气体或电解液泄露的概率。
在一些实施例中,所述密封件为绝缘材料件。在上述技术方案中,实现引脚与避让孔之间的密封和绝缘效果,以阻隔电流和热量的传导,由此可以实现对气压传感芯片的保护,降低短路的风险,提高气压传感芯片检测的准确性。
第二方面,本申请提供了一种电池单体,其包括上述实施例中的电池单体的端盖。
第三方面,本申请提供了一种电池,其包括上述实施例中的电池单体。
第四方面,本申请提供了一种用电装置,其包括上述实施例中的电池,所述电池用于提供电能。
上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
通过阅读对下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中,用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中:
图1为相关技术中的用电装置的示意图;
图2为相关技术中的电池的示意图;
图3为本申请一些实施例提供的电池单体的示意图;
图4为本申请一些实施例的端盖的示意图;
图5为图4中A处的放大图;
图6为本申请一些实施例的端盖的爆炸图;
图7为本申请一些实施例的气压检测模块的示意图。
附图标记:
电池1000,用电装置2000,
电池单体100,端盖110,壳体120,电极组件130,
端盖本体10,避让孔11,
气压检测模块20,气压传感芯片21,引脚211,防腐件22,防护盒23,安装腔231,过气孔232,
密封件30。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
除非另有定义,本申请所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本申请中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请;本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序或主次关系。
在本申请中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。
在本申请的描述中,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”、“附接”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,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本申请中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本申请中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请的实施例中,相同的附图标记表示相同的部件,并且为了简洁,在不同实施例中,省略对相同部件的详细说明。应理解,附图示出的本申请实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸,以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明,而不应对本申请构成任何限定。
本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)。
本申请中,电池是指包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。例如,本申请中所提到的电池可以包括电池模组或电池包等。一些电池可以包括用于封装一个或多个电池单体或多个电池模组的箱体。箱体可以避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。当然,还有一些电池可以不包括上述箱体,直接设置在用电装置的电池安装舱内。
本申请中,电池单体可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等,本申请实施例对此并不限定。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等,本申请实施例对此也不限定。电池单体一般按封装的方式分成三种:柱形电池单体、方形电池单体和软包电池单体,本申请实施例对此也不限定。
例如,电池单体可以包括外壳、电极组件和电解液,外壳用于容纳电极组件和电解液。电极组件由正极极片、负极极片和隔离膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。正极极片包括正极集流体和正极活性物质层,正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面,未涂敷正极活性物质层的正极集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的正极集流体,未涂敷正极活性物质层的正极集流体作为正极极耳。以锂离子电池为例,正极集流体的材料可以为铝,正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。
负极极片包括负极集流体和负极活性物质层,负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面,未涂敷负极活性物质层的负极集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的负极集流体,未涂敷负极活性物质层的负极集流体作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜,负极活性物质可以为碳或硅等。为了保证通过大电流而不发生熔断,正极极耳的数量为多个且层叠在一起,负极极耳的数量为多个且层叠在一起。
隔离膜的材质可以为PP(polypropylene,聚丙烯)或PE(polyethylene,聚乙烯)等。此外,电极组件可以是卷绕式结构,也可以是叠片式结构,本申请实施例并不限于此。
电池单体上可以设置极柱等与极耳相连,作为电池单体的电连接部。并且,电池单体上可以具有泄压部,在电池单体内压过大(例如热失控)时,泄压部用于释放电池单体内部物质(例如气体、液体、颗粒物等),以降低电池单体的内部压力,避免电池单体内部过快加压,而导致电池单体爆燃等危险事故。例如,泄压部可以为防爆阀、防爆片等等。
例如图1和图2所示,一些用电装置2000中,采用电池1000进行供电,电池1000包括箱体200和电池单体100,箱体200包括上壳210和下壳220。如图3所示,电池单体100包括端盖110、壳体120和电极组件130,电极组件130设在壳体120内,端盖110封堵壳体120的敞开口,传统技术中,电池单体100在充放电的使用过程中,会产生气体,导致电池单体100内部气压过大,电池单体100会产生鼓胀。
为此,本申请提出一种电池单体100的端盖110包括:端盖本体10和气压检测模块20,端盖本体10上设有贯穿端盖本体10厚度方向的避让孔,气压检测模块20设在端盖本体10的一侧,且气压检测模块20包括气压传感芯片21,气压传感芯片21用于检测电池单体100内的气压,气压传感芯片21具有引脚211,引脚211通过穿设避让孔11以与外电路连接。
在上述技术方案中,通过在端盖本体10的一侧设置气压传感芯片21,通过气压传感芯片21检测电池单体100内的气压,可以实现对电池单体100内部气压的检测,同时气压检测模块20集成在端盖本体10上,可以减少气压检测模块20占用电池单体内部空间,降低气压检测模块20与电池单体100内部件发生干涉的概率;通过在端盖本体10上设置避让孔11,使得气压传感芯片21的引脚211可以通过避让孔11引出,引脚211与外电路连接,从而可以将气压传感芯片21检测的信息及时传输至外界,由此可以在电池单体100使用过程中监控电池单体100内气压变化情况;整个端盖结构简单,且对端盖本体的改动较小,便于推广应用。
本申请实施例公开的具有电池单体100的电池1000可以用于、但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电装置2000中,可以使具备本申请公开的电池1000等组成该用电装置2000的电源系统,以保证用电装置2000的使用安全性和可靠性。
例如,本申请实施例公开的用电装置2000可以是、但不限于是车辆、手机、平板、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。车辆可以是燃油车辆、或燃气车辆、或新能源车辆、或轨道车辆,新能源车辆可以是纯电动车辆、混合动力车辆或增程式车辆等;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、电动车辆玩具、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。
下面,参考附图,描述根据本申请实施例的电池单体100的端盖110。
如图3-图6所示,图3为本申请一些实施例提供的电池单体100的示意图;图4为本申请一些实施例的端盖110的示意图;图5为图4中A处的放大图;图6为本申请一些实施例的端盖110的爆炸图,其中,电池单体100的端盖110包括:端盖本体10和气压检测模块20,端盖本体10上设有贯穿端盖本体10厚度方向的避让孔11,气压检测模块20设在端盖本体10的一侧,气压检测模块20包括气压传感芯片21,气压传感芯片21用于检测电池单体100内部的气压,气压传感芯片21具有引脚211,引脚211通过穿设避让孔11以与外电路连接。
如图3、图4和图6所示,端盖本体10大致形成一片状结构,端盖本体10可用于与电池单体10的壳体110配合,以形成封闭的空间,用于安装电极组件130,端盖本体10可以具有与电极组件的极耳连接的极柱,作为电池单体的电连接部。
如图6所示,端盖本体10沿左右方向延伸,端盖本体10的厚度方向即为图6所示的上下方向,端盖本体10上具有避让孔11,避让孔11沿上下方向贯穿端盖本体10。
如图3和图4所示,气体检测模块20设在端盖本体10的靠近电极组件的一侧,气体检测模块20包括具有引脚211的气压传感芯片21,在电池单体100使用过程中,气压传感芯片21位于电池单体100内部,由此气压传感芯片21可以检测电池单体100内部的气压。
气压传感芯片21具有引脚211,引脚211与外电路连接,以通过外电路对气压传感芯片21进行供电,同时可以将气压传感芯片21检测的气压信息传递至外电路,由此可以在电池单体100使用过程中监控电池单体100内气压变化情况。
例如,在电池单体100使用过程中,可以实时检测电池单体100内气压,外电路可连接报警系统,在电池单体100内气压达到预设阈值时,可以触发报警系统,实现对电池单体的安全预警,一定程度上避免后续的风险问题。
在上述技术方案中,通过在端盖本体10的一侧设置气压传感芯片21,通过气压传感芯片21检测电池单体100内的气压,可以实现对电池单体100内部气压的检测,同时气压检测模块20集成在端盖本体10上,可以减少气压检测模块20占用电池单体内部空间,降低气压检测模块20与电池单体100内部件发生干涉的概率;通过在端盖本体10上设置避让孔11,使得气压传感芯片21的引脚211可以通过避让孔11引出,引脚211与外电路连接,从而可以将气压传感芯片21检测的信息及时传输至外界,由此可以在电池单体100使用过程中监控电池单体100内气压变化情况;整个端盖110结构简单,且对端盖本体10的改动较小,便于推广应用。
如图6和图7所示,在一些示例中,气压检测模块20还包括保护件,保护件设置在气压传感芯片21的外侧,保护件用于将气压传感芯片21与电池单体100内的其他部件间隔开。
保护件设置在气压传感芯片21的外侧,这里可以是气压传感芯片21完全位于保护件内,保护件完全包裹在气压传感芯片21的外侧,也可以是气压传感芯片21的一部分位于保护件内,保护件的一部分位于气压传感芯片21的靠近电池单体100中部的一侧,由此保护件可以对气压传感芯片21起到保护作用。
在上述技术方案中,通过在气压传感芯片21的外侧设置保护件,可以一定程度上避免电池单体100内部的结构部件与气压传感芯片21接触或碰撞,影响气压传感芯片21检测的准确性,同时减少气压传感芯片21被碰撞受损的概率,提高气压传感芯片21的稳定性,提高气压传感芯片21的使用寿命,使其可满足电池单体100的整个寿命周期内的使用。
如图6和图7所示,在一些实施例中,保护件包括防腐件22,防腐件22的至少一部分位于气压传感芯片21的背离端盖本体10的一侧,用于防止电池单体100内的电解液和还原性气体腐蚀气压传感芯片21。
如图7所示,气压传感芯片21的外侧具有防腐件22,防腐件22可以防腐件22的一部分位于气压传感芯片21的背离端盖本体10的一侧,也可以是整体位于气压传感芯片21的背离端盖本体10的一侧,以将气压传感芯片21与其他物质隔离开,防腐件22可以采用耐腐蚀材料制成,形成覆盖层或隔离层,从而可以有效地阻止电解液和还原性气体对气压传感芯片的腐蚀作用。
在上述技术方案中,通过在气压传感芯片21的外侧设置防腐件22,可以使气压传感芯片21与电池单体100内电解液和还原性气体进行物理隔离,一定程度上避免电池单体内的电解液和还原性气体腐蚀气压传感芯片21,提高气压传感芯片21的稳定性,提高气压传感芯片21的使用寿命。
在一些示例中,防腐件22形成包覆气压传感芯片21外表面的防腐层。
防腐件22形成于气压传感芯片21表面的层状保护膜,防腐件22可以对气压传感芯片21进行包裹,使得气压传感芯片21整体包覆在防腐件22内,用于阻隔外部环境对芯片的腐蚀和损害;即在气压传感芯片21封装过程中,应用合适的防腐材料,使防腐件22以覆盖和密封的方式包裹在芯片外部,以保护芯片内部结构免受外界环境的影响,防腐层可以采用聚合物材料(如聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等),同时防腐层可以根据芯片形状的不同进行适当的加工和安装,由此防腐件22与气压传感芯片21装配成一体后,再同步装在端盖本体10上。
在上述技术方案中,防腐层可以对气压传感芯片2提供有效的防护,一定程度上避免电池单体内的电解液和还原性气体腐蚀气压传感芯片21,提高气压传感芯片21的稳定性,提高气压传感芯片21的使用寿命。
在一些示例中,防腐件22形成涂敷在气压传感芯片21外表面的防腐涂层。
防腐件22形成应用于气压传感芯片21表面的涂层,防腐件22采用防腐性能较好的材料,例如防腐件22可以采用环氧树脂、聚合物涂料,使用刷涂、喷涂或其他涂覆方法来均匀地涂覆在气压传感芯片21的外表面上,由此防腐件22可以附着在气压传感芯片21的表面上,防腐件22可以涂敷在气压传感芯片21上后,同步装在端盖本体10上,防腐件22可以形成一层防护屏障,阻隔腐蚀性物质与气压传感芯片21表面的接触,延长气压传感芯片21的使用寿命。
在上述技术方案中,防腐涂层可以对气压传感芯片21提供有效的防护,一定程度上避免电池单体内的电解液和还原性气体腐蚀气压传感芯片21,提高气压传感芯片21的稳定性,提高气压传感芯片21的使用寿命。
如图6和图7所示,在一些示例中,防腐件22形成防腐片,气压传感芯片21在防腐片上的投影位于防腐件22内,防腐片的外周与端盖本体10密封配合。
如图7所示,防腐件22形成片状的防腐片,防腐片位于气压传感芯片21的下侧,防腐片可以贴合在气压传感芯片21的下表面上,防腐片在水平方向上的尺寸大于气压传感芯片21的尺寸,使得防腐片的外周位于气压传感芯片21的外侧,防腐片的位于气压传感芯片21外侧的部分可以与端盖本体10密封配合,例如将气压传感芯片21安装在端盖本体10上后,防腐片与端盖本体10通过密封胶粘接,或者防腐片与端盖本体10焊接,以使气压传感芯片21处于一相对密封的空间,气压传感芯片21与电池单体10内部其他部件隔离开。
在上述技术方案中,防腐片可以对气压传感芯片21提供有效的防护,一定程度上避免电池单体内的电解液和还原性气体腐蚀气压传感芯片21,提高气压传感芯片21的稳定性,提高气压传感芯片21的使用寿命。
如图6和图7所示,在一些示例中,保护件包括防护盒23,防护盒23与端盖本体10连接,且防护盒23限定有安装腔231,防护盒23上设有至少一个过气孔232,过气孔232与安装腔231连通,气压传感芯片21位于安装腔231。
如图6所示,防护盒23限定有一侧敞开的安装腔231,过气孔232位于防护盒23的一侧壁上,当然,防护盒23也可以形成一相对封闭的安装腔231,即防护盒23可以包括相互配合的两部分,两部分闭合形成相对封闭的安装腔231,其中一部分或者两部分上具有过气孔232,通过将气压传感芯片21设置在安装腔231内,电池单体100内部的气体可以通过过气孔232进入安装腔231,气体可以与气压传感芯片21接触,从而气压传感芯片21可以对电池单体100内部的气压进行检测。
在上述技术方案中,通过设置防护盒23,可以对气压传感芯片21起到保护作用,在电池单体100使用过程中,电池单体100倒转电极组件130或其它部件也难以触碰气压传感芯片21,可以提高气压传感芯片21的稳定性,通过在防护盒23上设置过气孔232,以确保气体接触到气压传感芯片21,提高气压传感芯片21检测的准确性,使得气压传感芯片21可满足电池单体100的整个寿命周期内的使用。
如图6和图7所示,在一些示例中,防护盒23的朝向端盖本体10的一侧表面向远离端盖本体10的一侧凹陷形成安装腔231。
如图6所示,防护盒23的上表面向下凹陷形成安装腔231,安装腔231的上侧敞开,气压传感芯片21可以从防护盒23的上侧伸入安装腔231内,防护盒23可以与端盖本体10连接,例如粘接或焊接,其中,气压传感芯片21可以与防护盒23配合,也可以直接与端盖本体10配合。
由此,通过将安装腔231设置为一侧敞开的形式,既便于气压传感芯片21和防护盒23的配合,又可以减少防护盒23在上下方向上的尺寸,防护盒23的高度尺寸可以略大于气压传感芯片21的厚度即可,减少防护盒23占用的空间,降低气压检测模块20与其他结构的干涉的概率。
如图6所示,在一些示例中,过气孔232位于防护盒23的与端盖本体10相对的一侧壁上。
如图6所示,过气孔232位于防护盒23的底壁上,过气孔232可以与端盖本体10相对布置,气压传感芯片21安装在端盖本体10的下侧,过气孔232可以与端盖本体10相对布置,由此使得电池单体100内的气体可以由下向上的通入安装腔231内,气体可以直接与气压传感芯片21接触,进而可以提高气压传感芯片21检测的准确性。
当然,防护盒23的其他侧壁上也可以设置过气孔232,每个侧壁上可以设置多个间隔布置的过气孔232,通过设置多个过气孔232,可以进一步提高与气压传感芯片21接触的气体量,提高气压传感芯片21检测的准确性。
在一些示例中,气压传感芯片21与安装腔231的内壁面间隔布置,或,气压传感芯片21外侧设有防腐件22,防腐件22与安装腔231的内壁面间隔布置。
如图7所示,气压传感芯片21的下侧设有片状的防腐件22,防腐件22贴合在气压传感芯片21的下表面上,在前后方向、左右方向以及上下方向上,防腐件22均与防护盒23的内壁面间隔布置,防腐件22与防护盒23之间形成有一间隙,间隙的尺寸范围在0.1cm-1cm,即防腐件22与防护盒23之间可以间隔0.1cm,防腐件22与防护盒23之间也可以间隔1cm,防腐件22与防护盒23之间还可以间隔0.3cm、0.5cm等。当然,在气压传感芯片21直接放置在安装腔231内时,气压传感芯片21与安装腔231的内壁面间隔布置。
在上述技术方案中,通过将气压传感芯片21以及防腐件22与安装腔231间隔开,可以减少防护盒23与其接触对气压传感芯片21检测产生影响,提高气压传感芯片21检测的准确性;同时进一步将气压传感芯片21与其他部件间隔开,防止电极组件130或其他部件移动触碰到气压传感芯片21影响检测效果,可以提高气压传感芯片21的稳定性,提高气压传感芯片21的使用寿命。
在一些示例中,防护盒23采用高塑性材料。
高塑性材料是指在外力作用下能够发生较大形变而不破坏的材料,且高塑性材料在形变过程中能够吸收较大的能量而不断裂,可以对气压传感芯片21起到较好的保护作用,此外,高塑性材料易于成型和加工,满足应用的需求,例如,防护盒23可以加工成略大于气压传感芯片21的盒状结构。
在上述技术方案中,通过采用高塑性材料的防护盒23,相比于使用铝塑膜等结构直接封装气压传感芯片21而言,防护盒23的强度高,可以有效缓冲电池单体100内部的物理撞击,降低电池单体100内部结构移动对气压传感芯片21检测的影响;防护盒23直接安装在端盖本体10上,也可以一定程度上避免占用电极组件130处的空间,降低了对电极组件130结构设计的影响。
在一些示例中,防护盒23的材质包括金属、塑料、陶瓷中的至少一种。
防护盒23可以采用金属材质,也可以采用塑料材质,还可以采用陶瓷材质,防护盒23还可以为复合件,防护盒23可以采用金属、塑料、陶瓷复合而成。
在上述技术方案中,通过采用上述材材质,防护盒23的强度高,可以有效缓冲电池单体100内部的物理撞击,降低电池单体100内部结构移动对气压传感芯片21检测的影响。
在一些示例中,气压传感芯片21与端盖本体10固定连接。
气压传感芯片21可以直接粘接在端盖本体10的下方,实现气压传感芯片21的固定,在气压传感芯片21外侧包裹有防腐的防腐层时,或者气压传感芯片21外侧设置防腐涂层时,可以通过防腐涂层或防腐层与端盖本体10固定连接,实现气压传感芯片21与端盖本体10固定连接;在气压传感芯片21的下侧设置防腐片时,气压传感芯片21可以粘接在端盖本体10的下方,防腐片贴合在气压传感芯片21下侧,同时防腐片与端盖本体10固定连接,由此可以进一步提高气压传感芯片21固定的可靠性。
在上述技术方案中,通过气压传感芯片21与端盖本体10固定连接,可以提高气压传感芯片21的稳定性,进而提高气压传感芯片21的检测的可靠性。
在一些示例中,气压传感芯片21为压阻式传感器。
压阻式传感器利用压阻元件的电阻值随压力变化而改变的特性来测量压力,基于电阻的变化与应变的关系,压阻式传感器可以是一层薄膜或压敏电阻条,当受到外部压力作用时,薄膜或电阻条会产生弯曲或变形,进而引起传感器内电阻值的变化;具体而言,当没有压力作用时,压阻元件处于自由状态,电阻值通常较高;当受到压力作用时,压阻元件发生弯曲或变形,导致电阻值的改变;通过将气压传感芯片21的引脚211与外电路连接,测量电路中通过传感器的电流或电压的变化,进而得到对应的压力数值。
在上述技术方案中,通过采用压阻式传感器,其具有灵敏度高、动态响应快、稳定性良好、成本较低等优点,便于推广应用。
如图5和图6所示,在一些示例中,引脚211与避让孔11通过密封件30密封连接。
如图5和图6所示,引脚211穿设于避让孔11内时,引脚211与避让孔11的边缘具有间隙,通过在间隙处设置密封件30,提高整个端盖10的密封性,可以一定程度上保证电池单体100内的密封性,降低电池单体100内部气体或电解液泄露的概率。
在一些示例中,密封件30为绝缘材料件。
密封件30采用绝缘材料件,实现引脚211与避让孔11之间的密封和绝缘效果,以阻隔电流和热量的传导,由此可以实现对气压传感芯片21的保护,降低短路的风险,提高气压传感芯片21检测的准确性。
根据本申请第二方面实施例的电池单体100,包括根据本申请上述第一方面实施例的电池单体100的端盖110。由此,通过采用上述的端盖110,可以实现对电池单体100内气压的检测,减少安全隐患。
根据本申请第三方面实施例的电池1000,包括根据本申请上述第二方面实施例的电池单体100。由此,可以实现对电池1000内电池单体100的气压的检测,减少安全隐患。
根据本申请第四方面实施例的用电装置2000,包括根据本申请上述第三方面实施例的电池1000,电池1000用于为用电装置2000提供电能。由此,通过采用上述的电池1000,有利于提升用电装置2000使用的可靠性。
可选地,当电池1000用于车辆时,电池1000可以设置在车辆的底部、或头部、或尾部。电池1000可以用于车辆的供电,例如,电池1000可以作为车辆的操作电源。车辆还可以包括控制器和马达,控制器用来控制电池1000为马达供电,例如,用于车辆的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
下面结合附图描述根据本申请一个具体实施例的电池1000和具有其的车辆。
如图1和图2所示,电池1000设于车辆的底部,电池1000包括多个电池单体100,并且如图3-图7所示,电池单体100包括端盖110、壳体120和电极组件130,端盖110包括端盖本体10和气压检测模块20,端盖本体10上具有两个极柱和避让孔11,避让孔11位于两个极柱之间,气压检测模块20包括气压传感芯片21、防腐件22和防护盒23,
气压传感芯片21为方形,气压传感芯片21的长度可以在0.5cm-5cm之间,宽度可以在0.5cm-5cm之间,当然,气压传感芯片21也可以是薄膜、圆片、插件型、环形等,气压传感芯片21可以直接粘接在端盖本体10的下表面;端盖本体10的下表面也可以设置凹部,使气压传感芯片21安装至凹部内。
防腐件22形成片状结构,防腐件22位于气压传感芯片21的下侧,防腐件22可以贴合在气压传感芯片21的下表面上,防腐件22在水平方向上的尺寸大于气压传感芯片21的尺寸,使得防腐件22的外周位于气压传感芯片21的外侧,防腐件22的位于气压传感芯片21外侧的部分可以与端盖本体10密封配合,由此可以防止电池单体100内部电解液和还原性气体等物质腐蚀气压传感芯片21。
防护盒23限定有顶部敞开的安装腔231,气压传感芯片21位于安装腔231内,使得防护盒23整体位于气压传感芯片21和防腐件22的外侧,防护盒23的底部过气孔232,电池单体100内部的气体可以通过过气孔232进入安装腔231,气体可以与气压传感芯片21接触,从而气压传感芯片21可以对电池单体100内部的气压进行检测。
气压传感芯片21的引脚211穿过避让孔11连接外电路,气压传感芯片21为压阻式传感器芯片,通过检测阻值变化情况,实时记录电池单体100内实时的气压状态,当气压达到电芯能承受的预设值时,即视为存在安全风险,需及时进行预警处理。
其中,具有气压检测模块20的电池单体100可以放置在电池内的特定位置处,例如放置在电池1000内易发生安全风险的位置,以对整个电池1000系统实际使用过程中的气压变化进行检测。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各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申请各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (17)
1.一种电池单体的端盖,其特征在于,包括:
端盖本体,所述端盖本体上设有贯穿所述端盖本体厚度方向的避让孔;
气压检测模块,所述气压检测模块设在所述端盖本体的一侧且包括气压传感芯片,所述气压传感芯片用于检测电池单体内的气压,所述气压传感芯片具有引脚,所述引脚通过穿设所述避让孔以与外电路连接。
2.根据权利要求1所述的电池单体的端盖,其特征在于,所述气压检测模块还包括保护件,所述保护件设于所述气压传感芯片的外侧,用于将所述气压传感芯片与电池单体内的其他部件间隔开。
3.根据权利要求2所述的电池单体的端盖,其特征在于,所述保护件包括防腐件,所述防腐件的至少一部分位于所述气压传感芯片的背离所述端盖本体的一侧,用于防止电池单体内的电解液和还原性气体腐蚀所述气压传感芯片。
4.根据权利要求3所述的电池单体的端盖,其特征在于,所述防腐件形成包覆所述气压传感芯片外表面的防腐层;和/或,
所述防腐件形成涂敷在所述气压传感芯片外表面的防腐涂层;和/或,
所述防腐件形成防腐片,所述气压传感芯片在所述防腐片上的投影位于所述防腐件内且所述防腐片的外周与所述端盖本体密封配合。
5.根据权利要求2所述的电池单体的端盖,其特征在于,所述保护件包括防护盒,所述防护盒与所述端盖本体连接且限定有安装腔,所述防护盒上设有至少一个过气孔,所述过气孔与所述安装腔连通,所述气压传感芯片位于所述安装腔。
6.根据权利要求5所述的电池单体的端盖,其特征在于,所述防护盒的朝向所述端盖本体的一侧表面向远离所述端盖本体的一侧凹陷形成所述安装腔。
7.根据权利要求5所述的电池单体的端盖,其特征在于,所述过气孔位于所述防护盒的与所述端盖本体相对的一侧壁上。
8.根据权利要求5所述的电池单体的端盖,其特征在于,所述气压传感芯片与所述安装腔的内壁面间隔布置,或,所述气压传感芯片外侧设有防腐件,所述防腐件与所述安装腔的内壁面间隔布置。
9.根据权利要求5所述的电池单体的端盖,其特征在于,所述防护盒采用高塑性材料。
10.根据权利要求5所述的电池单体的端盖,其特征在于,所述防护盒的材质包括金属、塑料、陶瓷中一种。
11.根据权利要求1所述的电池单体的端盖,其特征在于,所述气压传感芯片与所述端盖本体固定连接。
12.根据权利要求1所述的电池单体的端盖,其特征在于,所述气压传感芯片为压阻式传感器。
13.根据权利要求1-12中任一项所述的电池单体的端盖,其特征在于,所述引脚与所述避让孔通过密封件密封连接。
14.根据权利要求13所述的电池单体的端盖,其特征在于,所述密封件为绝缘材料件。
15.一种电池单体,其特征在于,包括权利要求1-14中任一项所述的电池单体的端盖。
16.一种电池,其特征在于,包括权利要求15所述的电池单体。
17.一种用电装置,其特征在于,包括权利要求16所述的电池,所述电池用于提供电能。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |