CN220692250U - 电池及电池组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电池技术领域,提出了一种电池及电池组。电池包括:电池壳体,电池壳体包括第一外表面,第一外表面具有相对的两个第一边缘区域和相对的两个第二边缘区域,第一边缘区域的相对两端分别连接两个第二边缘区域;泄压结构,泄压结构设置于第一外表面,两个第一边缘区域和两个第二边缘区域环绕泄压结构设置;电芯;第一绝缘膜,第一绝缘膜覆盖第一边缘区域设置;第二绝缘膜,第二绝缘膜覆盖第二边缘区域设置,第一绝缘膜和第二绝缘膜重叠设置;第一绝缘膜的宽度a与第二绝缘膜的宽度b之比为0.8‑1.4,由此保证第一绝缘膜的宽度和第二绝缘膜的宽度相差不大,从而可以降低出现局部散热不均衡的风险,进而实现对电池安全性能的提升。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域,尤其涉及一种电池及电池组。
背景技术
相关技术中,电池可以包括电池壳体和泄压结构,泄压结构设置在电池壳体上,在电池内部压力达到一定高度后,泄压结构可以爆开,由此形成电池内部的快速泄压,然而,为了保证电池壳体的绝缘性能,会在电池壳体上形成绝缘膜的包覆,由于绝缘膜的设置方式限制,可能会影响电池壳体局部的散热均衡性。
实用新型内容
本实用新型提供一种电池及电池组,以改善电池的使用性能。
根据本实用新型的第一个方面,提供了一种电池,包括:
电池壳体,电池壳体包括第一外表面,第一外表面具有相对的两个第一边缘区域和相对的两个第二边缘区域,第一边缘区域的相对两端分别连接两个第二边缘区域;
泄压结构,泄压结构设置于第一外表面,两个第一边缘区域和两个第二边缘区域环绕泄压结构设置;
电芯,电芯设置于电池壳体内,且第一外表面所在壁面支撑电芯,以使得泄压结构位于电池的底端;
第一绝缘膜,第一绝缘膜覆盖第一边缘区域设置;
第二绝缘膜,第二绝缘膜覆盖第二边缘区域设置,第一绝缘膜和第二绝缘膜重叠设置;
其中,沿两个第一边缘区域的排列方向上,第一绝缘膜的宽度为a,沿两个第二边缘区域的排列方向上,第二绝缘膜的宽度为b,0.8≤a/b≤1.4。
本实用新型一个实施例的电池包括电池壳体、泄压结构、第一绝缘膜以及第二绝缘膜,泄压结构设置于电池壳体的第一外表面上,而第一绝缘膜和第二绝缘膜分别覆盖第一边缘区域和第二边缘区域,从而可以使得第一绝缘膜和第二绝缘膜形成对第一外表面的绝缘保护,由此来提高电池的绝缘性能。而通过使得第一绝缘膜的宽度a与第二绝缘膜的宽度b之比为0.8-1.4,由此保证第一绝缘膜的宽度和第二绝缘膜的宽度相差不大,从而可以降低出现局部散热不均衡的风险,进而实现对电池安全性能的提升。
根据本实用新型的第二个方面,提供了一种电池组,包括上述的电池,电池为多个。
本实用新型一个实施例的电池组包括多个电池,电池包括电池壳体、泄压结构、第一绝缘膜以及第二绝缘膜,泄压结构设置于电池壳体的第一外表面上,而第一绝缘膜和第二绝缘膜分别覆盖第一边缘区域和第二边缘区域,从而可以使得第一绝缘膜和第二绝缘膜形成对第一外表面的绝缘保护,由此来提高电池的绝缘性能。而通过使得第一绝缘膜的宽度a与第二绝缘膜的宽度b之比为0.8-1.4,由此保证第一绝缘膜的宽度和第二绝缘膜的宽度相差不大,从而可以降低出现局部散热不均衡的风险,进而实现对电池组安全性能的提升。
附图说明
为了更好地理解本公开,可参考在下面的附图中示出的实施例。在附图中的部件未必是按比例的,并且相关的元件可能省略,以便强调和清楚地说明本公开的技术特征。另外,相关要素或部件可以有如本领域中已知的不同的设置。此外,在附图中,同样的附图标记在各个附图中表示相同或类似的部件。其中:
图1是根据一示例性实施方式示出的一种电池的一个视角的结构示意图;
图2是根据一示例性实施方式示出的一种电池的另一个视角的部分结构示意图;
图3是根据一示例性实施方式示出的一种电池的底部结构示意图;
图4是根据一示例性实施方式示出的一种电池的底部部分结构示意图;
图5是根据一示例性实施方式示出的一种电池的分解结构示意图;
图6是根据另一示例性实施方式示出的一种电池的部分分解结构示意图;
图7是根据一示例性实施方式示出的一种电池的分解结构示意图;
图8是根据另一示例性实施方式示出的一种电池的分解结构示意图;
图9是根据一示例性实施方式示出的一种电池的极柱结构的剖面结构示意图;
图10是根据另一示例性实施方式示出的一种电池的极柱结构的剖面结构示意图;
图11是根据一示例性实施方式示出的一种电池的电芯的结构示意图;
图12是根据一示例性实施方式示出的一种电池的电芯的局部展开结构示意图;
图13是根据一示例性实施方式示出的一种电池的正极极片或负极极片的结构示意图;
图14是根据一示例性实施方式示出的一种电池组的结构示意图;
图15是根据另一示例性实施方式示出的一种电池组的结构示意图;
图16是根据一示例性实施方式示出的一种电池组的部分结构示意图。
附图标记说明如下:
10、电池壳体;11、第一外表面;111、第一边缘区域;112、第二边缘区域;12、周向外表面;13、极柱通孔;14、固定部;141、连接段;142、抵压段;15、盖板;16、壳体件;161、侧壁部分;162、底壁部分;17、第二外表面;20、泄压结构;21、泄压部;22、薄弱部;23、加强部;30、第一绝缘膜;40、第二绝缘膜;50、第三绝缘膜;60、保护贴片;61、刻痕;62、缝隙;70、电芯;71、正极极片;72、负极极片;73、隔膜;74、极耳;741、加强筋;75、凸起;80、极柱结构;81、铆接段;82、极柱段;90、底托板;91、通孔;100、换热组件;110、底部支撑板;120、粘结层。
具体实施方式
下面将结合本公开示例实施例中的附图,对本公开示例实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。本文中的描述的示例实施例仅仅是用于说明的目的,而并非用于限制本公开的保护范围,因此应当理解,在不脱离本公开的保护范围的情况下,可以对示例实施例进行各种修改和改变。
在本公开的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性;术语“多个”是指两个或两个以上;术语“和/或”包括一个或多个相关联列出项目的任何组合和所有组合。特别地,提到“该/所述”对象或“一个”对象同样旨在表示可能的多个此类对象中的一个。
除非另有规定或说明,术语“连接”、“固定”等均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接,或电连接,或信号连接;“连接”可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
进一步地,本公开的描述中,需要理解的是,本公开的示例实施例中所描述的“上”、“下”、“内”、“外”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的,不应理解为对本公开的示例实施例的限定。还需要理解的是,在上下文中,当提到一个元件或特征连接在另外元件(一个或多个)“上”、“下”、或者“内”、“外”时,其不仅能够直接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”,也可以通过中间元件间接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”。
本实用新型的一个实施例提供了一种电池,请参考图1至图13,电池包括:电池壳体10,电池壳体10包括第一外表面11,第一外表面11具有相对的两个第一边缘区域111和相对的两个第二边缘区域112,第一边缘区域111的相对两端分别连接两个第二边缘区域112;泄压结构20,泄压结构20设置于第一外表面11,两个第一边缘区域111和两个第二边缘区域112环绕泄压结构20设置;电芯70,电芯70设置于电池壳体10内,且第一外表面11所在壁面支撑电芯70,以使得泄压结构20位于电池的底端;第一绝缘膜30,第一绝缘膜30覆盖第一边缘区域111设置;第二绝缘膜40,第二绝缘膜40覆盖第二边缘区域112设置,第一绝缘膜30和第二绝缘膜40重叠设置;其中,沿两个第一边缘区域111的排列方向上,第一绝缘膜30的宽度为a,沿两个第二边缘区域112的排列方向上,第二绝缘膜40的宽度为b,0.8≤a/b≤1.4。
本实用新型一个实施例的电池包括电池壳体10、泄压结构20、电芯70、第一绝缘膜30以及第二绝缘膜40,泄压结构20设置于电池壳体10的第一外表面11上,第一外表面11所在壁面支撑电芯70,以使得泄压结构20位于电池的底端,而第一绝缘膜30和第二绝缘膜40分别覆盖第一边缘区域111和第二边缘区域112,从而可以使得第一绝缘膜30和第二绝缘膜40形成对第一外表面11的绝缘保护,由此来提高电池的绝缘性能。第一绝缘膜30和第二绝缘膜40重叠设置,不仅可以提高第一绝缘膜30和第二绝缘膜40的设置效率,且有利于保证第一绝缘膜30和第二绝缘膜40的绝缘性能,第一绝缘膜30和第二绝缘膜40形成了对电池的垫高,电池的泄压结构20所在底端散热要求较高,而通过使得第一绝缘膜30的宽度a与第二绝缘膜40的宽度b之比为0.8-1.4,由此保证第一绝缘膜30的宽度和第二绝缘膜40的宽度相差不大,从而可以降低出现局部散热不均衡的风险,进而实现对电池安全性能的提升。
需要说明的是,结合图4所示,电池壳体10包括第一外表面11,第一外表面11具有相对的两个第一边缘区域111和相对的两个第二边缘区域112,两个第一边缘区域111和两个第二边缘区域112形成了一个周向封闭的区域。而泄压结构20设置于第一外表面11,此时,并不特指泄压结构20必须与第一外表面11具有交叉,例如,泄压结构20可以位于电池壳体10的壁面之内,但是,泄压结构20在形式上是设置于第一外表面11上的,此处重在体现泄压结构20在电池壳体10的整体位置上是处于第一外表面11所在的一侧。
相对的两个第一边缘区域111和相对的两个第二边缘区域112环绕泄压结构20设置,即两个第一边缘区域111和两个第二边缘区域112位于泄压结构20的四周,进行形成对泄压结构20的环绕。
结合图3和图4所示,第一绝缘膜30覆盖第一边缘区域111设置,而第二绝缘膜40覆盖第二边缘区域112设置,由此实现了对第一外表面11的部分覆盖,进而形成了对第一外表面11的绝缘保护。
结合图4所示,第一外表面11所围成的区域可以认为是电池壳体10形成的正投影区域。
第一外表面11所在壁面支撑电芯70,以使得泄压结构20位于电池的底端,即泄压结构20用于朝向底部支撑板设置,由此可以使得泄压结构20底出设置。
电池包括电芯70,电芯70设置于电池壳体10内,由此使得电池壳体10形成对电芯70的保护。而泄压结构20设置于第一外表面11,并且第一外表面11位于电池的底端,即在电池进行成组时,第一外表面11是朝向底部支撑板的,即泄压结构20位于电池的底端,泄压结构20是底出结构,此时,第一外表面11所在壁面形成了对电芯70的支撑。电池进行成组时,第一绝缘膜30与第二绝缘膜40的重叠部分形成了对电池的垫高,因此,更需要合理地控制电池底端的散热性能。考虑到电池在使用过程中会出现大量产热,而大量的热量会通过电池壳体10进行散出,此时,第一绝缘膜30覆盖第一边缘区域111设置,而第二绝缘膜40覆盖第二边缘区域112设置,电池壳体10被覆盖的部分散热能力会有所下降。
结合图3所示,第一绝缘膜30的宽度表示为a,第二绝缘膜40的宽度表示为b。通过使得第一绝缘膜30的宽度a与第二绝缘膜40的宽度b之比为0.8-1.4,即第一外表面11的相交两侧被覆盖的宽度基本相一致,而电池壳体10散热主要来源于未被覆盖的区域,因此,可以均衡电池壳体10的整体散热能力,避免出现电池壳体10局部散热不足的问题。
第一绝缘膜30和第二绝缘膜40重叠设置,由此来控制第一绝缘膜30和第二绝缘膜40的设置方式,最大程度地方便第一绝缘膜30和第二绝缘膜40的设置。第一绝缘膜30和第二绝缘膜40重叠设置,即在第一外表面11的拐角区域可以形成有交叠区。
第一绝缘膜30和第二绝缘膜40可以在第一外表面11的拐角区域重叠设置,此时,第一绝缘膜30的宽度a与第二绝缘膜40的宽度b之比过大或者过小,第一绝缘膜30的宽度a与第二绝缘膜40的宽度b差值比较大,第一绝缘膜30和第二绝缘膜40中一个宽,另一个窄,重叠部分在较窄的绝缘膜中的占比会增多,交叠区增多后,由于交叠区由至少两层绝缘膜构成,在垂直于第一外表面11的方向上,电池被交叠区撑高,例如,在电池通过底部换热结构进行支撑时,电池的第一外表面11可以通过导热胶与换热结构粘接连接,如果电池被撑高,导热胶的高度就需要增大,一是导热路径加长,导热效果下降,二是不是利于整包能量密度提升。此外,考虑到泄压结构20设置于第一外表面11上,导热胶涂胶区域本就需要避开泄压结构20,导热面积有限,如果第一绝缘膜30的宽度a与第二绝缘膜40的宽度b差距较大,表示其中一个边缘区域的绝缘膜过多,电池壳体10露出的面积不足,而只有电池壳体10露出的部分导热胶粘胶才更牢固,导热效率才更高,因此,第一绝缘膜30的宽度a与第二绝缘膜40的宽度b差距较大不利于电池的第一外表面11乃至电池整体的热均衡。
在一个实施例中,第一绝缘膜30的宽度a与第二绝缘膜40的宽度b之比为0.9-1.1,从而可以使得第一绝缘膜30的宽度a与第二绝缘膜40的宽度b基本相一致,进而来更进一步地均衡电池壳体10的散热能力。
需要说明的是,第一绝缘膜30的宽度a与第二绝缘膜40的宽度b之比可以为0.8、0.85、0.9、0.95、1、1.05、1.1、1.15、1.2、1.25、1.3、1.35或者1.4等等。
在一个实施例中,如图7所示,电池壳体10还包括周向外表面12,周向外表面12与第一外表面11相连接,电池还包括第三绝缘膜50,第三绝缘膜50覆盖周向外表面12设置,从而可以使得第三绝缘膜50实现对电池壳体10的进一步绝缘保护,提高电池的安全使用性能。
在一个实施例中,第一绝缘膜30、第二绝缘膜40以及第三绝缘膜50为一体成型式结构,不仅可以提高第一绝缘膜30、第二绝缘膜40以及第三绝缘膜50的设置效率,且可以保证对周向外表面12与第一外表面11的衔接处的可靠覆盖,提高了绝缘保护能力。
在一个实施例中,结合图3和图7所示,第一绝缘膜30为两个,两个第一绝缘膜30分别覆盖两个第一边缘区域111,第二绝缘膜40为两个,两个第二绝缘膜40分别覆盖两个第二边缘区域112,而第一绝缘膜30、第二绝缘膜40以及第三绝缘膜50为一体成型式结构,进而在绝缘膜的包覆过程中,可以利用一个整体的绝缘膜直接包覆周向外表面12与第一外表面11,不仅保证了包覆效率,并且也保证了对周向外表面12与第一外表面11的可靠包覆。
在一个实施例中,如图3所示,第一外表面11可以基本为矩形面,即第一外表面11可以具有长度方向和宽度方向,第一外表面11的宽度方向为垂直于电池大表面的方向,而第一外表面11的长度方向垂直于第一外表面11的宽度方向,第一绝缘膜30为两个,间隔设置的两个第一绝缘膜30分别覆盖两个第一边缘区域111,第二绝缘膜40为两个,间隔设置的两个第二绝缘膜40分别覆盖两个第二边缘区域112,从而可以使得两个第一绝缘膜30和两个第二绝缘膜40形成对第一外表面11的各个边缘区域的可靠覆盖,保证可靠的绝缘能力,并且也可以均衡电池壳体10的散热能力。
在一个实施例中,第一绝缘膜30的宽度a与两个第一绝缘膜30之间的距离c之比为0.036-1.34,在保证第一绝缘膜30能够稳定连接于电池壳体10上的基础上,也可以保证电池壳体10能够具有可靠的散热面积。
结合图3所示,两个第一绝缘膜30之间的距离表示为c,第一绝缘膜30的宽度a与两个第一绝缘膜30之间的距离c之比过小,第一绝缘膜30容易起翘,连接不牢固;而第一绝缘膜30的宽度a与两个第一绝缘膜30之间的距离c之比过大,第一绝缘膜30包覆面积越大,导热胶有效粘接面积越小,影响电池壳体10的第一外表面11的导热效果。
在一个实施例中,第二绝缘膜40的宽度b与两个第二绝缘膜40之间的距离d之比为0.01-0.14,在保证第二绝缘膜40能够稳定连接于电池壳体10上的基础上,也可以保证电池壳体10能够具有可靠的散热面积。
结合图3所示,两个第二绝缘膜40之间的距离表示为d,第二绝缘膜40的宽度b与两个第二绝缘膜40之间的距离d之比过小,第二绝缘膜40容易起翘,连接不牢固;而第二绝缘膜40的宽度b与两个第二绝缘膜40之间的距离d之比过大,第二绝缘膜40包覆面积越大、导热胶有效粘接面积越小,影响电池壳体10的第一外表面11的导热效果。
在一个实施例中,如图2、图5以及图6所示,泄压结构20包括薄弱部22,电池还包括保护贴片60,保护贴片60设置于电池壳体10的外表面,以至少覆盖薄弱部22,从而可以使得保护贴片60形成对薄弱部22的防护,以此保护薄弱部22,从而提高了薄弱部22的寿命和安全性。
其中,保护贴片60的外边缘与第一绝缘膜30之间的最小距离≥0.5mm,和/或,保护贴片60的外边缘与第二绝缘膜40之间的最小距离≥0.5mm,从而避免保护贴片60与第一绝缘膜30,和/或保护贴片60与第二绝缘膜40形成干涉,且可以避免影响到薄弱部22的正常爆开。
第一绝缘膜30、第二绝缘膜40以及保护贴片60均可以采用粘结的形式进行连接,保护贴片60与第一绝缘膜30之间的最小距离≥0.5mm,避免了第一绝缘膜30在贴附时和保护贴片60干涉,且保护贴片60和第一绝缘膜30可以是背胶粘接于电池壳体10上的,电池高温使用环境可能使胶层熔化外溢,如果保护贴片60与第一绝缘膜30之间距离过近,保护贴片60可能在使用后期和第一绝缘膜30粘接在一起,影响薄弱部22的正常爆开。相应的,保护贴片60与第二绝缘膜40之间的最小距离≥0.5mm,避免了第二绝缘膜40在贴附时和保护贴片60干涉,且保护贴片60和第二绝缘膜40可以是背胶粘接于电池壳体10上的,电池高温使用环境可能使胶层熔化外溢,如果保护贴片60与第二绝缘膜40之间距离过近,保护贴片60可能在使用后期和第二绝缘膜40粘接在一起,影响薄弱部22的正常爆开。
泄压结构20包括薄弱部22,薄弱部22可以在电池内部压力达到一定高度后形成爆开,从而实现对气体的及时排放,由此可靠提高电池的安全使用性能。
在一个实施例中,如图2所示,泄压结构20还包括泄压部21,薄弱部22环绕泄压部21设置,泄压部21的面积小于保护贴片60的面积,从而可以使得保护贴片60形成对泄压部21的有效保护。而在电池内部压力达到一定高度之后,泄压部21可以由薄弱部22处爆开,从而实现对气体的快速泄压,避免引发电池的安全问题。
薄弱部22可以是通过刻痕形成的结构,例如,通过刻蚀对泄压结构20进行局部减薄,或者,通过冲压工艺形成对泄压结构20进行局部减薄,由此来形成薄弱部22。
其中,薄弱部22为周向封闭式结构,提高薄弱部22的爆开能力,实现气体的快速排放。
或者,薄弱部22为周向非封闭式结构,在保证薄弱部22爆开的基础上,也可以使得薄弱部22能够由相对固定的位置处进行爆开,从而来实现定向泄压。
在一个实施例中,保护贴片60上设置有刻痕61和缝隙62中的至少之一,不仅可以实现对热量的散出,并且可以用于电池的气密性检测。
结合图5所示,保护贴片60上设置有刻痕61,刻痕61在常态下可以处于闭合状态,在对电池进行气密性检测时,刻痕61在预设压力作用下可以处于打开状态。
结合图6所示,保护贴片60上设置有缝隙62。
在一个实施例中,如图2所示,泄压结构20还包括加强部23,加强部23设置于泄压部21上,在避免泄压部21收到外力损伤时误爆开的基础上,也可以控制泄压部21的爆开位置,进而来控制泄压方向,提高电池的安全使用性能。
加强部23可以是凸起、凹陷等结构,此处不作限定,对于加强部23的具体结构形式也不作限定,例如,加强部23的形状可以是X型、C型或者凸块型等等,例如,加强部23的形状可以是凸包。
在一个实施例中,泄压结构20与电池壳体10为一体式结构,不仅可以减少焊接工序,也可以充分利用电池壳体10的结构,进而来提高电池壳体10的利用率。
泄压结构20可以利用冲压工艺一体成型于电池壳体10上,或者,泄压结构20可以采用局部减薄一体成型于电池壳体10上,例如,可以采用刻蚀形成泄压结构20,此处不作限定。
在一个实施例中,泄压结构20与电池壳体10为分体式结构,从而可以方便地选择合适的泄压结构20,由此来控制泄压结构20的泄压性能。
泄压结构20可以焊接于电池壳体10上,或者,泄压结构20可以粘结于电池壳体10上,此处不作限定。
在一个实施例中,第一绝缘膜30和第二绝缘膜40暴露第一外表面11的一部分,从而可以保证第一外表面11暴露出来的部分可以保证电池的散热性能,进而来提高电池的安全使用性能。
结合图3所示,第一绝缘膜30和第二绝缘膜40可以覆盖第一外表面11的四个边缘区域,而中间区域是被暴露出来的,从而可以在电池运行过程中实现散热,使得电池通过该部分提高散热能力。
在一个实施例中,第一绝缘膜30和第二绝缘膜40暴露第一外表面11的面积大于第一绝缘膜30和第二绝缘膜40覆盖第一外表面11的面积,从而可以保证第一外表面11被暴露出来的部分能够实现可靠的散热,避免热量集中于电池而引发电池的安全风险。
第一绝缘膜30和第二绝缘膜40覆盖第一外表面11的一部分,由此来保证电池壳体10的绝缘性能,而第一外表面11暴露出来的部分能够实现电池壳体10的快速散热,进而来保证电池的安全使用性能。
在一个实施例中,如图7和图8所示,电芯70设置于电池壳体10内,电芯70包括正极极片71和负极极片72,负极极片72包括负极集流体和负极活性物质层,正极极片71包括正极集流体和正极活性物质层,正极集流体为铝箔,和/或,负极集流体为铜箔,正极极片71和负极极片72中的至少之一由金属材质制备而成,由此可以提高电芯70内部的散热能力,有利于保证电芯70热均衡,保证电芯70的安全使用性能。
考虑到泄压结构20设置在第一外表面11上,第一外表面11散热时由于要避开泄压结构20,从而会使得第一外表面11散热面积不足且不均匀,不利于电池整体散热和热均衡,通过使得正极集流体为铝箔,和/或,负极集流体为铜箔,有利于保证电芯70热均衡,使得正极极片71在低温工作状态下充分发挥性能。
在一个实施例中,如图11和图12所示,电芯70设置于电池壳体10内,电芯70包括正极极片71和负极极片72,正极极片71包括正极集流体和正极活性物质层,负极极片72包括负极集流体和负极活性物质层;
其中,正极集流体包括第一高分子基膜层和设置在第一高分子基膜层上的第一金属层,即正极集流体可以是复合集流体,可以有效改善粘结力、内阻、安全性能等,也较为轻薄。
第一高分子基膜层的厚度与第一金属层的厚度之比为0.3-500,不仅可以充分发挥正极集流体的轻薄化和高安全的特性,也可以保证第一金属层能够具有合适的散热能力,进而来保证电芯70的安全使用性能。
第一高分子基膜层的相对两侧均可以设置有第一金属层,即第一金属层可以是两个,第一高分子基膜层的厚度与第一金属层的厚度之比是指:第一高分子基膜层的厚度与单个第一金属层的厚度之比,第一高分子基膜层的厚度与第一金属层的厚度之比可以为0.3、0.5、0.8、1、1.5、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、15、20、25、30、35、40、45、50、60、70、80、90、100、110、112、115、120、125、130、135、140、145、150、160、170、180、190、200、210、212、215、220、225、230、235、240、245、250、260、270、280、290、300、310、320、330、350、370、380、390、400、410、420、430、440、450、460、470、480、490或者500等等。
正极集流体包括第一高分子基膜层和设置在第一高分子基膜层上的第一金属层,第一高分子基膜层可以采用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)作为第一高分子基膜层,第一金属层采用铝层。
在一个实施例中,负极集流体包括第二高分子基膜层和设置在第二高分子基膜层上的第二金属层,第二高分子基膜层的厚度与第二金属层的厚度之比为0.3-500,在保证负极集流体使用性能的基础上,也可以有效控制负极集流体的散热性能。
第二高分子基膜层的厚度与第二金属层的厚度之比可以为0.3、0.5、0.8、1、1.5、2、3、4、5、6、7、8、9、10、12、15、20、25、30、35、40、45、50、60、70、80、90、100、110、112、115、120、125、130、135、140、145、150、160、170、180、190、200、210、212、215、220、225、230、235、240、245、250、260、270、280、290、300、310、320、330、350、370、380、390、400、410、420、430、440、450、460、470、480、490或者500等等。
负极集流体包括第二高分子基膜层和设置在第二高分子基膜层上的第二金属层,第二高分子基膜层可以是聚丙烯(OPP),第二金属层可以采用铜层,第二高分子基膜层的两侧均设置有第二金属层。
在一个实施例中,如图1所示,电池壳体10还包括与第一外表面11相对设置的第二外表面17,电池还包括极柱结构80,极柱结构80设置于第二外表面17,从而可以使得极柱结构80与泄压结构20位于电池壳体10的相对两侧,由此实现热电分离,进而来提高电池的安全使用性能。
在一个实施例中,如图9所示,极柱结构80包括铆接段81和极柱段82,铆接段81和极柱段82铆接连接,极柱段82穿设于电池壳体10内,电芯70与极柱段82电连接;其中,电池壳体10夹设于铆接段81和极柱段82之间,从而可以保证极柱结构80能够稳定地连接于电池壳体10上,避免极柱结构80出现位置偏离,从而来保证电池的安全使用性能。
铆接段81和电池壳体10之间,以及极柱段82和电池壳体10之间均设置有绝缘结构,保证极柱结构80与电池壳体10之间的绝缘性能。
泄压结构20设置于第一外表面11,在第一外表面11朝向底部支撑板设置时,气体积聚在电池上半部分,液体积聚在下半部分,等电池内部压力达到泄压压力阈值时,泄压结构20爆开,达到泄压压力之前,上半部分气压值会随着电池使用产气持续升高,对极柱结构80进行顶压,极柱结构80的承力面为铆接段81和极柱段82之间夹设的电池壳体10部分,其承力面更大,耐压性能更高共同承受压力,进而来提高安装的稳定性。
在一个实施例中,如图10所示,电池壳体10上设置有极柱通孔13,极柱结构80穿设于极柱通孔13内,电池壳体10上还设置有固定部14,固定部14环绕极柱通孔13设置,固定部14弯折为连接段141和抵压段142,连接段141设置在电池壳体10上,抵压段142压设于极柱结构80上,以使得极柱结构80夹持于抵压段142和电池壳体10之间,不仅可以保证极柱结构80的安全稳定性能,且极柱结构80的结构较为简单,一定程度上可以提高电池的组装效率,并且保证电池的能量密度。
固定部14可以与电池壳体10为一体式结构,极柱结构80和固定部14之间,以及极柱结构80和电池壳体10之间具有绝缘结构。
抵压段142和电池壳体10实现了对极柱结构80的有效夹持,降低了极柱结构80脱离电池壳体10的可能性,进而可以保证电池的安全使用性能。
在一个实施例中,沿第二外表面17的长度方向上,抵压段142的尺寸与极柱结构80的尺寸之比≥0.07,从而在保证抵压段142能够可靠压紧极柱结构80的基础上,也可以保证极柱结构80能够具有可靠的过流能力。
极柱结构80需要承受气压,在满足气密性的同时,极柱结构80不能发生形变,通过使得抵压段142和电池壳体10实现了对极柱结构80的有效夹持,保证了极柱结构80的安全稳定性能,并且通过控制抵压段142的尺寸与极柱结构80的尺寸之比可以进一步控制抵压段142对极柱结构80的夹持能力。
结合图10所示,沿第二外表面17的长度方向上,抵压段142的尺寸可以表示为x,极柱结构80的尺寸可以表示为y,抵压段142的尺寸x与极柱结构80的尺寸y之比可以为0.07、0.08、0.09、0.1、0.11、0.12或者0.15等等。
需要说明的是,在某些实施例中,不排除极柱结构80与泄压结构20位于电池壳体10的同一侧,此时,极柱结构80与泄压结构20可以均朝向底部支撑板设置。
在一个实施例中,如图8所示,电池还包括底托板90,底托板90设置于电芯70和电池壳体10之间,且位于电芯70和泄压结构20之间,从而可以使得底托板90实现对电芯70的有效支撑,提高电芯70的稳定性能。
其中,底托板90上设置有至少一个通孔91,通孔91在第一外表面11上的正投影总面积与泄压结构20在第一外表面11上的正投影面积之比≥1,在保证底托板90能够具有一定支撑能力的基础上,通孔91的设置可以有利于热量的传递,保证热量能够通过底托板90快速传递至电池壳体10,由此来提高电池的安全使用性能。
底托板90上可以设置有一个或者多个通孔91,通孔91的形状可以为矩形、圆形或者其他形式,此处不作限定。
底托板90可以是塑料板,或者,底托板90可以是橡胶板等等。
在一个实施例中,通孔91在第一外表面11上的正投影总面积与泄压结构20在第一外表面11上的正投影面积之比≥2,从而可以有效降低底托板90对于热量传递的影响,进而来保证电芯70与电池壳体10之间的热量传递,提高电池的散热性能。
需要说明的是,通孔91在第一外表面11上的正投影总面积与泄压结构20在第一外表面11上的正投影面积之比可以为1、1.1、1.2、1.3、1.5、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3或者2.5等等。
在一个实施例中,如图1所示,电池壳体10包括:盖板15;壳体件16,壳体件16包括侧壁部分161和底壁部分162,侧壁部分161和底壁部分162为一体成型式结构,盖板15与侧壁部分161相连接,且盖板15与底壁部分162相对设置;其中,底壁部分162的壁厚与侧壁部分161的壁厚之比为0.14-2,在保证底壁部分162结构强度的基础上,也可以保证底壁部分162能够具有相对可靠的散热能力,进而来整体均衡电池的安全使用性能。
电池壳体10需要考虑散热、结构强度和成型工艺三个因素,底壁部分162的壁厚与侧壁部分161的壁厚之比过小,底壁部分162的较薄,虽然散热较好但是底面要承受电芯70重量和电池内部压力,不利于结构强度的增强。而底壁部分162的壁厚与侧壁部分161的壁厚之比过大,底壁部分162的壁厚过大,结构强度高,导热路径有所加长有损底壁部分162的导热能力,且底壁部分162的壁厚相比侧壁部分161的壁厚过厚不易成型。
在一个实施例中,底壁部分162的壁厚与侧壁部分161的壁厚之比为1.1-2,从而可以进一步控制底壁部分162的结构强度、散热能力以及成型能力,最大程度优化电池壳体10的结构。
需要说明的是,底壁部分162的壁厚与侧壁部分161的壁厚之比可以为0.14、0.15、0.16、0.18、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9或者2等等。
在一个实施例中,如图1所示,电池壳体10包括:盖板15;壳体件16,壳体件16包括侧壁部分161和底壁部分162,侧壁部分161和底壁部分162为一体成型式结构,盖板15与侧壁部分161相连接,且盖板15与底壁部分162相对设置;其中,泄压结构20设置于底壁部分162上,从而可以使得泄压结构20能够充分利用底壁部分162的空间,保证泄压能力。
极柱结构80可以设置在盖板15上,泄压结构20设置于底壁部分162上,由此可以使得电池形成热电分离。
在一个实施例中,电池的厚度为30mm-85mm,不仅可以保证电池的容量,也可以控制电池的能量密度,并且避免电池出现热量无法及时散出的问题,从而引出安全问题。
电池壳体10内可以设置有一个或者多个电芯70,电池的厚度越大,表明电池壳体10内电芯70的总厚度会相对较大,电池厚度越大,热量自电芯70内部传递到电池壳体10的速度越慢,电池侧部散热效果差,造成电池内部热量容易集聚。电池的厚度不能过小,电池厚度过小,表明内部电芯70厚度比较小,造成电池的能量密度较低。
在一个实施例中,电池的厚度为52mm-80mm,不仅可以保证电池能够实现快速散热,避免引起热失控问题,且可以有效控制电池的容量,也可以提高电池的能量密度。
需要说明的是,电池的厚度可以为30mm、32mm、35mm、38mm、40mm、42mm、45mm、48mm、50mm、52mm、55mm、58mm、60mm、62mm、65mm、68mm、70mm、72mm、75mm、78mm、80mm、82mm、84mm或者85mm等等。
在一个实施例中,电芯70为卷绕式电芯,电芯70包括正极极片71、负极极片72以及设置在正极极片71和负极极片72之间的隔膜73,隔膜73朝向泄压结构20的一端超出负极极片72的尺寸为0.8mm-3.5mm,不仅可以保证隔膜73的绝缘能力,避免电芯70与电池壳体10出现短路连接风险,且可以降低隔膜73对电芯70散热的影响。
隔膜73朝向泄压结构20的一端超出负极极片72的尺寸过大,隔膜73导热能力相对较差,不利于电芯70散热,且不利于提升电池能量密度;隔膜73朝向泄压结构20的一端超出负极极片72的尺寸过小,隔膜73的绝缘能力降低,有内短路风险。
隔膜73朝向泄压结构20的一端超出负极极片72的尺寸可以为0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.7mm、2.8mm、2.9mm、3mm、3.1mm、3.2mm、3.3mm、3.4mm或者3.5mm等等。
在一个实施例中,电芯70为叠片式电芯,电芯70包括正极极片71、负极极片72以及设置在正极极片71和负极极片72之间的隔膜73,隔膜73朝向泄压结构20的一端超出负极极片72的尺寸为0.8mm-3.2mm,在避免隔膜73超出过长产生褶皱变形的基础上,也可以保证隔膜73的绝缘性能,降低电芯70与电池壳体10出现短路连接的风险。
叠片式电芯可以不包覆mylar膜,隔膜73可以直接接触底托板90,考虑到底托板90上可以设置有通孔91或者凹槽等结构,隔膜73超出负极极片72的尺寸太长会造成隔膜73褶皱变形,太小有内短路风险。
隔膜73朝向泄压结构20的一端超出负极极片72的尺寸可以为0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.7mm、2.8mm、2.9mm、3mm、3.1mm或者3.2mm等等。
需要说明的是,结合图12所示,电芯70可以包括正极极片71、负极极片72以及设置在正极极片71和负极极片72之间的隔膜73。
电池包括电芯和电解质,能够进行诸如充电/放电的电化学反应的最小单元。
电池可以为四棱柱型电池,四棱柱型电池主要是指外形为棱柱形状,但不严格限定棱柱每条边是否一定为严格意义的直线,边与边之间的拐角不一定为直角,可以为圆弧过渡。
电池可以为叠片式电池,不仅成组方便,且可以加工得到长度较长的电池。具体的,电芯为叠片式电芯,电芯具有相互层叠的正极极片、与正极极片电性相反的负极极片以及设置在正极极片和负极极片之间的隔膜,从而使得多对正极极片和负极极片堆叠形成叠片式电芯。
或者,电池可以为卷绕式电池,即电芯为卷绕式电芯,将正极极片、与正极极片电性相反的负极极片以及设置在正极极片和负极极片之间的隔膜进行卷绕,得到卷绕式电芯。
在一个实施例中,第一外表面11基本为矩形面,第一外表面11具有长度方向和宽度方向,第一绝缘膜30沿第一外表面11的长度方向延伸,第二绝缘膜40沿第一外表面11的宽度方向延伸,第一外表面11的宽度为e,第一外表面11的长度为f,沿第一外表面11的长度方向上,泄压结构20的最大尺寸为g,沿第一外表面11的宽度方向上,泄压结构20的最大尺寸为h,0.8≤(f-2×b-g)/(e-2×a-h)≤4,从而可以有效控制第一外表面11长度方向和宽度方向上的绝缘膜覆盖程度,进而来可靠保证第一外表面11长度方向和宽度方向上的散热均衡能力。
结合图4所示,第一外表面11的宽度表示为e,第一外表面11的长度表示为f,沿第一外表面11的长度方向上,泄压结构20的最大尺寸表示为g,沿第一外表面11的宽度方向上,泄压结构20的最大尺寸表示为h。其中,(f-2×b-g)/(e-2×a-h)可以为0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5、3.6、3.7、3.8、3.9或者4等等。
在一个实施例中,电池为磷酸铁锂电池,在保证电池容量的基础上,磷酸铁锂电池的安全性会相对更高。
在一个实施例中电池为磷酸锰铁锂电池,不仅可以使得电池的工作电压更宽,电压平台高,低温功率更优,成本低,且可以使得能量密度更高。
在一个实施例中,电池为三元锂电池,且镍含量≤80%,可以有效提高电池的安全使用性能。
电池可以为三元锂电池,即电池可以为镍钴锰三元电池,而镍含量小于等于80%。其中,三元材料可以包括LiNixCoyMn(1-x-y),镍含量大于等于80%,即表示x大于等于0.8。
需要说明的是,磷酸铁锂电池的磷酸铁锂正极材料内可以复配有三元正极材料,此时,磷酸铁锂正极材料占比大于三元正极材料时,电池种类依然可以认为是磷酸铁锂电池。磷酸锰铁锂电池的磷酸锰铁锂正极材料内可以复配有三元正极材料,此时,磷酸锰铁锂正极材料占比大于三元正极材料时,电池种类依然可以认为是磷酸锰铁锂电池。三元锂电池的三元正极材料可以复配有磷酸铁锂正极材料,此时,三元正极材料占比大于磷酸铁锂正极材料时,电池种类依然可以认为是三元锂电池。三元锂电池的三元正极材料可以复配有磷酸锰铁锂正极材料,此时,三元正极材料占比大于磷酸锰铁锂正极材料时,电池种类依然可以认为是三元锂电池。
在一个实施例中,电池为钠离子电池,0.95≤a/b≤1.1,钠离子电池由于钠离子的离子半径比较大,导致钠离子的传输速率比较慢,造成离子阻抗增加,产热增加,通过第一绝缘膜30的宽度a与第二绝缘膜40的宽度b之比,使得第一绝缘膜30的宽度a与第二绝缘膜40的宽度b更为接近,有助于热量传递,及时散热,提高钠离子电池的安全使用性能。
在一个实施例中,电池为固态电池,0.95≤a/b≤1.1,固态电池采用固态电解质,固态电解质和电极材料的接触面积小,传输速度慢,界面阻抗大,造成电池内阻增加,产热量增加,通过使得第一绝缘膜30的宽度a与第二绝缘膜40的宽度b更为接近,有利用热量传递,提高散热能力。
在一个实施例中,如图11所示,电芯70的至少一端延伸出极耳74,极耳74上设置有加强筋741,不仅可以增加极耳74的散热面积,保证电池内部安全性能,同时加强筋741的设置可以降低极耳74发生翻折的几率,由此来提高电池的安全使用性能。
极耳74上可以设置有一个或者多个加强筋741。
电芯70包括两个极耳74,一个为正极极耳,另一个为负极极耳,正极极耳和负极极耳中的至少之一上可以设置有加强筋741。
在一个实施例中,电芯70背离第一外表面11的一端延伸出极耳74,从而可以使得极耳74远离泄压结构20,实现电池的热电分离,提高电池的安全使用性能。
在一个实施例中,电芯70包括正极极片71和负极极片72,正极极片71包括正极集流体和正极活性物质层,负极极片72包括负极集流体和负极活性物质层;其中,正极集流体和负极集流体中的至少之一上设置有凸起75,可以增加正极极片71和负极极片72之间的距离,预留膨胀空间,便于排气,有利于气体流通,加强换热且换热均匀,从而来提高电池的使用性能。
结合图13所示,正极集流体和负极集流体中的至少之一上设置有凸起75,单个正极集流体或者负极集流体上可以设置有一个或者多个凸起75。凸起75可以是圆形也可以是长条形,长条形可以延伸至正极集流体或者负极集流体的相对两个边缘。
本实用新型的一个实施例还提供了一种电池组,包括上述的电池,电池为多个。
本实用新型一个实施例的电池组包括多个电池,电池包括电池壳体10、泄压结构20、第一绝缘膜30以及第二绝缘膜40,泄压结构20设置于电池壳体10的第一外表面11上,而第一绝缘膜30和第二绝缘膜40分别覆盖第一边缘区域111和第二边缘区域112,从而可以使得第一绝缘膜30和第二绝缘膜40形成对第一外表面11的绝缘保护,由此来提高电池的绝缘性能。而通过使得第一绝缘膜30的宽度a与第二绝缘膜40的宽度b之比为0.8-1.4,由此保证第一绝缘膜30的宽度和第二绝缘膜40的宽度相差不大,从而可以降低出现局部散热不均衡的风险,进而实现对电池组安全性能的提升。
在一个实施例中,如图14所示,电池组还包括换热组件100,换热组件100位于相邻两个电池之间,从而可以使得换热组件100能够形成对电池的快速散热,降低电池组出现热失控的风险。
换热组件100可以与电池的大表面相接触。
在一个实施例中,如图15所示,电池组还包括换热组件100,换热组件100位于电池的底部,不仅可以使得换热组件100形成对电池的支撑,且可以实现对电池的快速散热,也可以有利于电池箱体内设置有更多的电池,提高电池组的容量。而在泄压结构20朝向换热组件100设置时,可以有效形成对泄压结构20的及时散热,避免泄压结构20爆开异常。
需要说明的是,换热组件100包括换热流道,换热流道内部可以填充有相变材料,或者,换热流道内部可以设置有气体换热介质,或者,换热流道内部可以设置有液体换热介质等等。
在一个实施例中,如图14所示,电池组还包括底部支撑板110,电池设置于底部支撑板110上,电池的泄压结构20朝向底部支撑板110设置,从而可以在电池组用于车辆时,电池发生热失控时,可以避免热量冲击乘员舱,提高驾乘员的安全。
底部支撑板110可以是电池箱体的底部结构,例如,底部支撑板110可以是换热组件100,或者,底部支撑板110可以是电池箱体的底板等等,此处不作限定,重在体现底部支撑板110可以实现对电池的支撑。
在一个实施例中,电池与底部支撑板110之间设置有粘结层120,第一外表面11的周向外边缘围成的面积为S1,第一外表面11的周向外边缘围成的面积S1与第一绝缘膜30和第二绝缘膜40覆盖第一外表面11的面积之差为S2,泄压结构20的面积为S3,(S2-S3)/S1≥55%,在保证第一外表面11具有足够散热面积的基础上,也可以保证泄压结构20能够具有可靠的泄压面积,进而来有效提高电池的安全使用性能。
S2-S3为第一外表面11排除泄压结构20区域之外和底部支撑板110有效粘胶连接的最大面积,也即是有效导热面积,S1是电池的第一外表面11导热的最大热流截面积,(S2-S3)/S1过小,则会导致导热面积不足,第一外表面11散热不足以支撑电芯70整体散热,不利于电池热管理;且需要保证泄压结构20的面积,保证泄压流量,加快压力快速泄出。
(S2-S3)/S1可以为55%、56%、57%、58%、59%、60%、61%、62%或者65%等等。
在一个实施例中,粘结层120为导热胶,不仅可以保证底部支撑板110与电池之间的连接强度,并且也可以通过导热胶实现热量传递,由此提高电池组的安全使用性能。
在一个实施例中,底部支撑板110包括换热组件100,进而可以使得换热组件100形成对电池的高速冷却,并且在换热组件100与电池通过导热胶连接时,可以有效增加电池组的换热能力。
在一个实施例中,电芯70为卷绕式电芯,电芯70朝向第一外表面11的一端具有相对的两个拐角区域,至少一个拐角区域与粘结层120在第一外表面11上的正投影至少部分相重合,拐角区域与泄压结构20在第一外表面11上的正投影至少部分不相重合,从而可以使得粘结层120能够避开泄压结构20,并且考虑到拐角区域空间较窄,拐角区域与粘结层120相对设置,可以提高热量快速传递,进而来实现电芯70的散热均衡能力。
结合图16所示,第一外表面11上可以设置有粘结层120,粘结层120实现与底部支撑板110的连接,粘结层120可以一个或者多个。
需要说明的是,针对电池的泄压结构20和电芯70的拐角区域外表面的温度进行测试,第一绝缘膜30的宽度表示为a(mm),第二绝缘膜40的宽度表示为b(mm),第一外表面11的周向外边缘围成的面积表示为S1(mm2),第一外表面11的周向外边缘围成的面积S1与第一绝缘膜30和第二绝缘膜40覆盖第一外表面11的面积之差表示为S2(mm2),泄压结构20的面积表示为S3(mm2)。
泄压结构20的温度表示为T1(℃),电芯70的拐角区域外表面的温度表示为T2(℃),泄压结构20和电芯70的拐角区域外表面的温度测试过程可以具体为:CCCV(恒流恒压充电策略)充电至额定充电截止电压,静置10min,放电至额定放电截止电压,在此过程中,实时获取相应的温度值,最终计算得到平均温度值,如下表所示。
结合和上表可以看出,以实施例5为例,在第一绝缘膜30的宽度a与第二绝缘膜40的宽度b之比,以及(S2-S3)/S1满足最优值时,电池的散热效果最好,温度最低,温差也最低。
对比例1中,第一绝缘膜30的宽度a与第二绝缘膜40的宽度b之比较小,第一绝缘膜30和第二绝缘膜40的重叠区将电池垫高,散热效果下降,导致泄压结构20平均温度较高,且温差较大。
对比例2中,第一绝缘膜30的宽度a与第二绝缘膜40的宽度b之比较大,第一绝缘膜30和第二绝缘膜40的重叠区将电池垫高,散热效果下降,导致泄压结构20平均温度较高,且温差较大。
对比例3中,泄压结构20面积较大,不利于散热和电池壳体10的结构稳定。
对比例4中,泄压结构20面积较小,第一绝缘膜30的宽度a,第二绝缘膜40的宽度b较小,虽然可以保证散热性能,但是不利于泄压结构20的泄压保护,以及第一绝缘膜30和第二绝缘膜40的绝缘保护。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型创造后,将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和示例实施方式仅被视为示例性的,本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。
应当理解的是,本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的保护范围仅由所附的权利要求来限制。
Claims (37)
1.一种电池,其特征在于,包括:
电池壳体(10),所述电池壳体(10)包括第一外表面(11),所述第一外表面(11)具有相对的两个第一边缘区域(111)和相对的两个第二边缘区域(112),所述第一边缘区域(111)的相对两端分别连接两个所述第二边缘区域(112);
泄压结构(20),所述泄压结构(20)设置于所述第一外表面(11),两个所述第一边缘区域(111)和两个所述第二边缘区域(112)环绕所述泄压结构(20)设置;
电芯(70),所述电芯(70)设置于所述电池壳体(10)内,且所述第一外表面(11)所在壁面支撑所述电芯(70),以使得所述泄压结构(20)位于所述电池的底端;
第一绝缘膜(30),所述第一绝缘膜(30)覆盖所述第一边缘区域(111)设置;
第二绝缘膜(40),所述第二绝缘膜(40)覆盖所述第二边缘区域(112)设置,所述第一绝缘膜(30)和所述第二绝缘膜(40)重叠设置;
其中,沿两个所述第一边缘区域(111)的排列方向上,所述第一绝缘膜(30)的宽度为a,沿两个所述第二边缘区域(112)的排列方向上,所述第二绝缘膜(40)的宽度为b,0.8≤a/b≤1.4。
2.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述第一绝缘膜(30)的宽度a与所述第二绝缘膜(40)的宽度b之比为0.9-1.1。
3.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述电池壳体(10)还包括周向外表面(12),所述周向外表面(12)与所述第一外表面(11)相连接,所述电池还包括第三绝缘膜(50),所述第三绝缘膜(50)覆盖所述周向外表面(12)设置。
4.根据权利要求3所述的电池,其特征在于,所述第一绝缘膜(30)、所述第二绝缘膜(40)以及所述第三绝缘膜(50)为一体成型式结构。
5.根据权利要求4所述的电池,其特征在于,所述第一绝缘膜(30)为两个,两个所述第一绝缘膜(30)分别覆盖两个所述第一边缘区域(111),所述第二绝缘膜(40)为两个,两个所述第二绝缘膜(40)分别覆盖两个所述第二边缘区域(112)。
6.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述第一绝缘膜(30)为两个,间隔设置的两个所述第一绝缘膜(30)分别覆盖两个所述第一边缘区域(111),所述第二绝缘膜(40)为两个,间隔设置的两个所述第二绝缘膜(40)分别覆盖两个所述第二边缘区域(112);
其中,所述第一绝缘膜(30)的宽度a与两个所述第一绝缘膜(30)之间的距离c之比为0.036-1.34,和/或,所述第二绝缘膜(40)的宽度b与两个所述第二绝缘膜(40)之间的距离d之比为0.01-0.14。
7.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述泄压结构(20)包括薄弱部(22),所述电池还包括保护贴片(60),所述保护贴片(60)设置于所述电池壳体(10)的外表面,以至少覆盖所述薄弱部(22);
其中,所述保护贴片(60)的外边缘与所述第一绝缘膜(30)之间的最小距离≥0.5mm,和/或,所述保护贴片(60)的外边缘与所述第二绝缘膜(40)之间的最小距离≥0.5mm。
8.根据权利要求7所述的电池,其特征在于,所述泄压结构(20)还包括泄压部(21),所述薄弱部(22)环绕所述泄压部(21)设置,所述泄压部(21)的面积小于所述保护贴片(60)的面积;
其中,所述薄弱部(22)为周向封闭式结构,或者,所述薄弱部(22)为周向非封闭式结构。
9.根据权利要求8所述的电池,其特征在于,所述泄压结构(20)还包括加强部(23),所述加强部(23)设置于所述泄压部(21)上。
10.根据权利要求7所述的电池,其特征在于,所述保护贴片(60)上设置有刻痕(61)和缝隙(62)中的至少之一。
11.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述泄压结构(20)与所述电池壳体(10)为一体式结构,或,所述泄压结构(20)与所述电池壳体(10)为分体式结构。
12.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述第一绝缘膜(30)和所述第二绝缘膜(40)暴露所述第一外表面(11)的一部分。
13.根据权利要求12所述的电池,其特征在于,所述第一绝缘膜(30)和所述第二绝缘膜(40)暴露所述第一外表面(11)的面积大于所述第一绝缘膜(30)和所述第二绝缘膜(40)覆盖所述第一外表面(11)的面积。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的电池,其特征在于,所述电芯(70)设置于所述电池壳体(10)内,所述电芯(70)包括正极极片(71)和负极极片(72),所述负极极片(72)包括负极集流体和负极活性物质层,所述正极极片(71)包括正极集流体和正极活性物质层,所述正极集流体为铝箔,和/或,所述负极集流体为铜箔。
15.根据权利要求1至13中任一项所述的电池,其特征在于,所述电芯(70)设置于所述电池壳体(10)内,所述电芯(70)包括正极极片(71)和负极极片(72),所述正极极片(71)包括正极集流体和正极活性物质层,所述负极极片(72)包括负极集流体和负极活性物质层;
其中,所述正极集流体包括第一高分子基膜层和设置在所述第一高分子基膜层上的第一金属层,所述第一高分子基膜层的厚度与所述第一金属层的厚度之比为0.3-500,和/或,所述负极集流体包括第二高分子基膜层和设置在所述第二高分子基膜层上的第二金属层,所述第二高分子基膜层的厚度与所述第二金属层的厚度之比为0.3-500。
16.根据权利要求1至13中任一项所述的电池,其特征在于,所述电池壳体(10)还包括与所述第一外表面(11)相对设置的第二外表面(17),所述电池还包括极柱结构(80),所述极柱结构(80)设置于所述第二外表面(17)。
17.根据权利要求16所述的电池,其特征在于,所述极柱结构(80)包括铆接段(81)和极柱段(82),所述铆接段(81)和所述极柱段(82)铆接连接,所述极柱段(82)穿设于所述电池壳体(10)内,所述电芯(70)与所述极柱段(82)电连接;
其中,所述电池壳体(10)夹设于所述铆接段(81)和所述极柱段(82)之间。
18.根据权利要求16所述的电池,其特征在于,所述电池壳体(10)上设置有极柱通孔(13),所述极柱结构(80)穿设于所述极柱通孔(13)内,所述电池壳体(10)上还设置有固定部(14),所述固定部(14)环绕所述极柱通孔(13)设置,所述固定部(14)弯折为连接段(141)和抵压段(142),所述连接段(141)设置在所述电池壳体(10)上,所述抵压段(142)压设于所述极柱结构(80)上,以使得所述极柱结构(80)夹持于所述抵压段(142)和所述电池壳体(10)之间。
19.根据权利要求18所述的电池,其特征在于,沿所述第二外表面(17)的长度方向上,所述抵压段(142)的尺寸与所述极柱结构(80)的尺寸之比≥0.07。
20.根据权利要求1至13中任一项所述的电池,其特征在于,所述电池还包括底托板(90),所述底托板(90)设置于所述电芯(70)和所述电池壳体(10)之间,且位于所述电芯(70)和所述泄压结构(20)之间;
其中,所述底托板(90)上设置有至少一个通孔(91),所述通孔(91)在所述第一外表面(11)上的正投影总面积与所述泄压结构(20)在所述第一外表面(11)上的正投影面积之比≥1。
21.根据权利要求20所述的电池,其特征在于,所述通孔(91)在所述第一外表面(11)上的正投影总面积与所述泄压结构(20)在所述第一外表面(11)上的正投影面积之比≥2。
22.根据权利要求1至13中任一项所述的电池,其特征在于,所述电池壳体(10)包括:
盖板(15);
壳体件(16),所述壳体件(16)包括侧壁部分(161)和底壁部分(162),所述侧壁部分(161)和所述底壁部分(162)为一体成型式结构,所述盖板(15)与所述侧壁部分(161)相连接,且所述盖板(15)与所述底壁部分(162)相对设置;
其中,所述底壁部分(162)的壁厚与所述侧壁部分(161)的壁厚之比为0.14-2,和/或,所述泄压结构(20)设置于所述底壁部分(162)上。
23.根据权利要求22所述的电池,其特征在于,所述底壁部分(162)的壁厚与所述侧壁部分(161)的壁厚之比为1.1-2。
24.根据权利要求1至13中任一项所述的电池,其特征在于,所述电池的厚度为30mm-85mm。
25.根据权利要求24所述的电池,其特征在于,所述电池的厚度为52mm-80mm。
26.根据权利要求1至13中任一项所述的电池,其特征在于,所述电芯(70)为卷绕式电芯,所述电芯(70)包括正极极片(71)、负极极片(72)以及设置在所述正极极片(71)和所述负极极片(72)之间的隔膜(73),所述隔膜(73)朝向所述泄压结构(20)的一端超出所述负极极片(72)的尺寸为0.8mm-3.5mm;
或者,所述电芯(70)为叠片式电芯,所述电芯(70)包括正极极片(71)、负极极片(72)以及设置在所述正极极片(71)和所述负极极片(72)之间的隔膜(73),所述隔膜(73)朝向所述泄压结构(20)的一端超出所述负极极片(72)的尺寸为0.8mm-3.2mm。
27.根据权利要求1至13中任一项所述的电池,其特征在于,所述第一外表面(11)具有长度方向和宽度方向,所述第一绝缘膜(30)沿所述第一外表面(11)的长度方向延伸,所述第二绝缘膜(40)沿所述第一外表面(11)的宽度方向延伸,所述第一外表面(11)的宽度为e,所述第一外表面(11)的长度为f,沿所述第一外表面(11)的长度方向上,所述泄压结构(20)的最大尺寸为g,沿所述第一外表面(11)的宽度方向上,所述泄压结构(20)的最大尺寸为h,0.8≤(f-2×b-g)/(e-2×a-h)≤4。
28.根据权利要求1至13中任一项所述的电池,其特征在于,所述电池为磷酸铁锂电池,或,所述电池为磷酸锰铁锂电池,或,所述电池为钠离子电池,0.95≤a/b≤1.1,或,所述电池为固态电池,0.95≤a/b≤1.1,或,所述电池为三元电池。
29.根据权利要求1至13中任一项所述的电池,其特征在于,所述电芯(70)的至少一端延伸出极耳(74),所述极耳(74)上设置有加强筋(741)。
30.根据权利要求29所述的电池,其特征在于,所述电芯(70)背离所述第一外表面(11)的一端延伸出所述极耳(74)。
31.根据权利要求1至13中任一项所述的电池,其特征在于,所述电芯(70)包括正极极片(71)和负极极片(72),所述正极极片(71)包括正极集流体和正极活性物质层,所述负极极片(72)包括负极集流体和负极活性物质层;
其中,所述正极集流体和所述负极集流体中的至少之一上设置有凸起(75)。
32.一种电池组,其特征在于,包括权利要求1至31中任一项所述的电池,所述电池为多个。
33.根据权利要求32所述的电池组,其特征在于,所述电池组还包括换热组件(100),所述换热组件(100)位于相邻两个所述电池之间,或者,所述换热组件(100)位于所述电池的底部。
34.根据权利要求32或33所述的电池组,其特征在于,所述电池组还包括底部支撑板(110),所述电池设置于所述底部支撑板(110)上,所述电池的泄压结构(20)朝向所述底部支撑板(110)设置。
35.根据权利要求34所述的电池组,其特征在于,所述电池与所述底部支撑板(110)之间设置有粘结层(120),所述第一外表面(11)的周向外边缘围成的面积为S1,所述第一外表面(11)的周向外边缘围成的面积S1与所述第一绝缘膜(30)和所述第二绝缘膜(40)覆盖所述第一外表面(11)的面积之差为S2,所述泄压结构(20)的面积为S3,(S2-S3)/S1≥55%。
36.根据权利要求35所述的电池组,其特征在于,所述粘结层(120)为导热胶,和/或,所述底部支撑板(110)包括换热组件(100)。
37.根据权利要求35或36所述的电池组,其特征在于,所述电芯(70)为卷绕式电芯,所述电芯(70)朝向所述第一外表面(11)的一端具有相对的两个拐角区域,至少一个所述拐角区域与所述粘结层(120)在所述第一外表面(11)上的正投影至少部分相重合,所述拐角区域与所述泄压结构(20)在所述第一外表面(11)上的正投影至少部分不相重合。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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GR01 | Patent grant | ||
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