CN220710364U - 电池单体、电池及用电装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种电池单体、电池及用电装置,属于电池技术领域。其中,电池单体包括外壳、电极组件和支撑件。外壳包括第一壁和第二壁,第一壁与第二壁相连,第一壁上设置有泄压部,泄压部被配置为泄放电池单体的内部压力。电极组件容纳于外壳内,支撑件设置于第一壁与电极组件之间。第二壁与电极组件之间形成有第一导气空间,支撑件与第一壁之间和/或支撑件与电极组件之间形成有第二导气空间,第二导气空间与第一导气空间连通,第二导气空间被配置为将第一导气空间内的气体引导至泄压部。以使电池单体的热失控气体能够通过第一导气空间进入至第二导气空间内,并通过第二导气空间将气体引导至泄压部进行排放,以减少支撑件对热失控气体的阻挡。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,具体而言,涉及一种电池单体、电池及用电装置。
背景技术
近些年,新能源汽车有了飞跃式的发展,在电动汽车领域,动力电池作为电动汽车的动力源,起着不可替代的重要作用。随着新能源汽车的大力推广,对动力电池产品的需求也日益增长,电池作为新能源汽车核心零部件在使用可靠性方面有着较高的要求。其中,电池单体通常包括外壳和容纳于外壳内的电极组件,但是,现有的电池单体在使用过程中容易出现起火爆炸等风险,以导致电池单体使用可靠性较低。
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,能够有效提升电池单体的使用可靠性。
第一方面,本申请实施例提供一种电池单体,包括外壳、电极组件和支撑件;外壳包括第一壁和第二壁,第一壁与第二壁相交且连接,第一壁上设置有泄压部,泄压部被配置为泄放电池单体的内部压力;电极组件容纳于外壳内;支撑件设置于第一壁与电极组件之间;其中,第二壁与电极组件之间形成有第一导气空间,沿第一壁的厚度方向,支撑件与第一壁之间和/或支撑件与电极组件之间形成有第二导气空间,第二导气空间与第一导气空间连通,第二导气空间被配置为将第一导气空间内的气体引导至泄压部。
在上述技术方案中,第一壁上设置有用于泄放电池单体的内部压力的泄压部,且电极组件与第一壁之间设置有支撑件,使得支撑件能够电极组件起到支撑作用,以便于电池单体通过泄压部泄放内部压力,通过在支撑件与第一壁之间和/或支撑件与电极组件之间形成有第二导气空间,且第二导气空间与第二壁和电极组件之间形成的第一导气空间相互连通,使得电池单体在发生热失控时内部产生的气体能够通过第一导气空间进入至第二导气空间内,并通过第二导气空间将热失控的气体引导至泄压部进行排放,从而能够减少支撑件对热失控气体的阻挡,有利于提升电池单体内部的热失控气体通过泄压部进行排放的顺畅度,进而能够降低电池单体因排气不畅而出现起火爆炸等风险,以提升电池单体的使用可靠性。
在一些实施例中,支撑件与第一壁之间形成有第二导气空间;支撑件与第二壁之间形成有第一导气通道,第一导气通道连通第一导气空间和第二导气空间。
在上述技术方案中,通过在支撑件与第一壁之间形成第二导气空间,且支撑件与第二壁之间形成有连通第一导气空间和第二导气空间的第一导气通道,从而使得位于支撑件的两侧的第一导气空间和第二导气空间能够相互连通,且使得第二导气空间能够直接与泄压部对应设置,进而便于第二导气空间将第一导气空间内的气体引导至泄压部,有利于提升电池单体内部的热失控气体通过泄压部进行排放的顺畅度。
在一些实施例中,沿第一方向,支撑件的至少一端形成有第一表面,第一表面与第二壁之间形成第一导气通道,第一方向垂直于第一壁的厚度方向。
在上述技术方案中,通过将用于连通第一导气空间和第二导气空间的第一导气通道形成与支撑件的第一表面与第二壁之间,使得支撑件为在第一方向上的至少一端与第二壁之间形成第一导气通道的结构,以实现第一导气空间和第二导气空间能够相互连通,结构简单,且便于制造和加工。
在一些实施例中,沿第一方向,支撑件的两端均形成有第一表面,每个第一表面与第二壁之间均形成有第一导气通道。
在上述技术方案中,通过在支撑件沿第一方向上的两端均形成有第一表面,以使支撑件在第一方向上的两端与第二壁之间均能够形成第一导气通道,有利于进一步提高第一导气空间内的气体进入第二导气空间内后通过泄压部进行排放的顺畅度,从而能够进一步减少支撑件对热失控气体的阻挡,以提升电池单体内部的热失控气体通过泄压部进行排放的顺畅度,进而能够降低电池单体因排气不畅而出现起火爆炸等风险,以提升电池单体的使用可靠性。
在一些实施例中,第一表面为弧面。
在上述技术方案中,通过将支撑件的第一表面设置为弧面结构,一方面便于对支撑件进行加工和制造,另一方面能够实现将支撑件加工为与电极组件的形状相同的结构,从而在实现支撑件对电极组件进行有效支撑的同时能够提高电池单体的内部空间利用率,以扩大第一导气通道的排气面积。
在一些实施例中,电池单体包括多个支撑件,多个支撑件沿第二方向依次连接,支撑件与电极组件一一对应,第一方向、第二方向和第一壁的厚度方向两两垂直;其中,多个支撑件在第一方向上位于同一端且相邻的两个第一表面相连。
在上述技术方案中,通过在电池单体的内部设置多个支撑件,且每个支撑件对应一个电极组件设置,有利于提高支撑件对电极组件的支持效果,且便于将支撑件设置为与电极组件的形状相同的结构。此外,通过将多个支撑件在第一方向上位于同一端且相邻的两个第一表面相互连接,有利于提高多个支撑件的第一表面之间的连续性,便于对支撑件进行加工的同时能够进一步扩大第一导气通道的排气面积。
在一些实施例中,多个支撑件一体成型。
在上述技术方案中,通过将多个支撑件设置为一体式的结构,有利于提高多个支撑件之间的连接可靠性和结构稳定性。
在一些实施例中,第一表面为斜面,第一表面与第一壁的厚度方向平行;其中,第二壁包括第一壁部,沿第一方向,第一壁部与第一表面相对设置,第一壁部的内表面与第一表面呈锐角设置。
在上述技术方案中,通过将支撑件的第一表面设置为与第一壁的厚度方向平行且与第二壁的第一壁部的内表面呈锐角设置的斜面结构,以使斜面结构的第一表面与第二壁之间形成有间隙,从而形成用于连通第一导气空间和第二导气空间的第一导气通道,采用这种结构的支撑件便于加工和制造,有利于降低支撑件的加工难度,以提升支撑件的生产效率。
在一些实施例中,沿第一方向,支撑件的至少一端设置有凹槽,凹槽的槽底面与第二壁之间形成第一导气通道,第一方向垂直于第一壁的厚度方向。
在上述技术方案中,通过在支撑件沿第一方向上的至少一端上设置凹槽,以使支撑件通过凹槽能够与第二壁之间形成间隙,从而形成用于连通第一导气空间和第二导气空间的第一导气通道,结构简单,且便于加工。
在一些实施例中,沿第一方向,支撑件的两端均设置有凹槽,每个凹槽的槽底面与第二壁之间均形成有第一导气通道。
在上述技术方案中,通过在支撑件沿第一方向上的两端均设置凹槽,以使支撑件在第一方向上的两端与第二壁之间均能够形成第一导气通道,有利于进一步提高第一导气空间内的气体进入第二导气空间内后通过泄压部进行排放的顺畅度,从而能够进一步减少支撑件对热失控气体的阻挡,以提升电池单体内部的热失控气体通过泄压部进行排放的顺畅度,进而能够降低电池单体因排气不畅而出现起火爆炸等风险,以提升电池单体的使用可靠性。
在一些实施例中,沿第一壁的厚度方向,支撑件面向第一壁的一侧设置有第一导气槽,第一导气槽的槽底面与第一壁之间形成第二导气空间。
在上述技术方案中,通过在支撑件面向第一壁的一侧设置第一导气槽,以使支撑件在设置第一导气槽的区域与第一壁共同形成第二导气空间,从而有利于降低在支撑件与第一壁之间形成第二导气空间的难度,以提升电池单体的生产效率。
在一些实施例中,沿第一壁的厚度方向,泄压部的投影的至少部分位于第一导气槽内。
在上述技术方案中,通过将泄压部在第一壁的厚度方向上的投影设置为至少部分位于第一导气槽内,以使泄压部的至少部分与第一导气槽相对设置,从而有利于第一导气槽的槽底面与第一壁之间形成的第二导气空间将气体引导至泄压部进行排放,以提升电池单体在热失控时的排气顺畅度。
在一些实施例中,沿第一壁的厚度方向,支撑件的厚度为D1,第一导气槽的槽深为D2,满足,1/3≤D2/ D1≤2/3。
在上述技术方案中,通过将第一导气槽在第一壁的厚度方向上的深度设置为大于或等于支撑件的厚度的1/3,以实现第一导气槽的槽底面与第一壁之间形成的第二导气空间具有足够的空间将第一导气空间的气体引导至泄压部,有利于提高电池单体在热失控时的排气顺畅度,且通过将第一导气槽在第一壁的厚度方向上的深度设置为小于或等于支撑件的厚度的2/3,以缓解第一导气槽占用支撑件的空间过多而造成支撑件的结构强度下降的现象,有利于降低支撑件在使用过程中出现变形或断裂等风险,从而能够有效维持第一导气槽的槽底面与第一壁之间形成的第二导气空间的形态。
在一些实施例中,支撑件与电极组件之间形成有第二导气空间;支撑件上形成有第二导气通道,第二导气通道连通第一导气空间和第二导气空间。
在上述技术方案中,通过在支撑件与电极组件之间形成第二导气空间,且支撑件上形成有连通第一导气空间和第二导气空间的第二导气通道,以使第一导气空间能够与位于电极组件和支撑件之间的第二导气空间相互连通,从而在电池单体发生热失控时一方面使得电极组件产生的热失控气体能够进入至第一导气空间内后,再通过第二导气空间引导至泄压部进行排放,另一方面使得电极组件产生的热失控气体能够直接进入形成于电极组件与支撑件之间的第二导气空间内后再通过泄压部进行排放,有利于提升电池单体的排气顺畅度。
在一些实施例中,沿第一壁的厚度方向,支撑件面向电极组件的一侧设置有第二导气槽,第二导气槽的槽底面与电极组件之间形成第二导气空间,第二导气槽的槽底面设置有导气孔,导气孔被配置为将第二导气空间内的气体引导至泄压部;其中,第二导气通道的一端延伸至第二导气槽的槽侧面。
在上述技术方案中,通过在支撑件面向电极组件的一侧设置第二导气槽,且第二导气槽的槽底面设置有导气孔,使得支撑件能够对电极组件起到支撑作用的同时能够在支撑件与电极组件之间形成第二导气空间,且通过将第二导气通道的一端延伸至第二导气槽的槽侧面,从而实现第二导气通道能够与第二导气槽连通,以实现第一导气空间与第二导气空间连通,进而使得第二导气空间能够将第一导气空间的气体引导至泄压部进行排放。
在一些实施例中,沿第一壁的厚度方向,支撑件的厚度为D1,满足,0.2mm≤D1≤10mm。
在上述技术方案中,通过将支撑件在第一壁的厚度方向上的厚度设置为大于或等于0.2mm,一方面便于对支撑件进行加工和制造,有利于支撑件的加工难度,另一方面使得支撑件具有足够的结构强度,有利于降低支撑件在使用过程中存在变形或断裂等风险。此外,通过将支撑件在第一壁的厚度方向上的厚度设置为小于或等于10mm,以缓解支撑件占用电池单体的内部的空间过多的现象,有利于提升电池单体的能量密度。
在一些实施例中,支撑件上设置有通孔,通孔沿第一壁的厚度方向贯穿支撑件。
在上述技术方案中,通过在支撑件上设置通孔,且通孔沿第一壁的厚度方向贯穿支撑件,使得游离在支撑件与第一壁之间的电解液能够通过通孔进入至位于支撑件背离第一壁的一侧的电极组件内,有利于提高电极组件的电解液的浸润效果,且能够提升电解液的利用率,以减少游离在支撑件与第一壁之间的电解液出现浪费的现象。
在一些实施例中,电极组件包括正极片、负极片和隔离件,隔离件设置于正极片与负极片之间;其中,隔离件在第一壁的厚度方向上靠近支撑件的一端形成有延伸部,延伸部穿设于通孔内并伸出于通孔远离电极组件的一端。
在上述技术方案中,通过在电极组件的隔离件在第一壁的厚度方向上面向支撑件的一端设置延伸部,且延伸部穿设于通孔内并伸出于通孔远离电极组件的一端,以使隔离件通过延伸部能够与游离在支撑件与第一壁之间的电解液接触,从而使得延伸部能够通过毛细作用将支撑件与第一壁之间的电解液引导至电极组件内,进而有利于提高电极组件的电解液的浸润效果,以提高电池单体的使用寿命,且能够提升电解液的利用率,以减少游离在支撑件与第一壁之间的电解液出现浪费的现象。
在一些实施例中,隔离件具有多个延伸部,支撑件上设置有多个通孔,每个延伸部穿设于一个通孔内。
在上述技术方案中,通过在电极组件的隔离件上设置多个延伸部,且对应在支撑件上设置多个通孔,以使每个延伸部能够穿设于一个通孔内,一方面便于装配,有利于降低电极组件与支撑件之间的装配难度,另一方面使得电极组件能够通过多个延伸部将支撑件与第一壁之间的电解液引导至电极组件内,以进一步提高电极组件的电解液的浸润效果。
在一些实施例中,支撑件为绝缘材质。
在上述技术方案中,通过将支撑件设置为绝缘材质,从而在实现支撑件对电极组件起到支撑作用的同时能够起到绝缘隔离电极组件和第一壁的作用,有利于降低电极组件与外壳之间出现短接的风险。
在一些实施例中,支撑件的材质包括云母或聚四氟乙烯。
在上述技术方案中,通过将支撑件的材质设置为云母或聚四氟乙烯,以使支撑件在具有绝缘功能的同时还具有较高的强度和耐热性能,从而能够降低支撑件在电池单体热失控时出现熔化或变形的风险,进而能够有效维持支撑件的形态,以便于第二导气空间能够将外壳内部的热失控气体引导至泄压部。
在一些实施例中,外壳包括壳体和端盖;壳体包括一体成型的第一壁和第二壁,第二壁围设于第一壁的周围,沿第一壁的厚度方向,第二壁的一端连接于第一壁,另一端围合形成开口,第一壁和第二壁共同界定出容纳电极组件的容纳腔;端盖封闭开口。
在上述技术方案中,外壳的壳体包括第一壁和第二壁,且第一壁与第二壁为一体成型的结构,使得第一壁为壳体在第一壁的厚度方向上与端盖相对设置的一个壁,采用这种结构的电池单体能够使得外壳设置有泄压部的区域远离端盖,且使得第一壁与端盖之间不存在直接连接关系,从而能够缓解端盖与壳体相互连接时产生的应力对泄压部造成的影响,以降低泄压部出现开裂或结构强度下降的现象,进而能够有效降低电池单体出现提开阀泄压的情况,以提升电池单体的使用稳定性和使用寿命。
在一些实施例中,外壳包括壳体和端盖;壳体包括一体成型的底壁和第二壁,第二壁围设于底壁的周围,沿第一壁的厚度方向,第二壁的一端连接于底壁,另一端围合形成开口,底壁和第二壁共同界定出容纳电极组件的容纳腔;端盖连接于第二壁远离底壁的一端,端盖封闭开口;其中,端盖为第一壁。
在上述技术方案中,通过将外壳的第一壁设置为外壳用于封闭壳体的开口的端盖,采用这种结构的电池单体有利于第一壁上设置泄压部,有利于降低在电池单体的外壳上设置泄压部的难度,以提升电池单体的生产效率。
在一些实施例中,外壳呈长方体状。
在上述技术方案中,通过将外壳设置为长方体状,以形成长方体结构的电池单体,便于制造和加工,且使得电池单体的适应范围较广。
第二方面,本申请实施例还提供一种电池,包括上述的电池单体。
第三方面,本申请实施例还提供一种用电装置,包括上述的电池单体,电池单体用于提供电能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
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结构爆炸图;
图3为本申请一些实施例提供的电池单体的结构示意图;
图4为本申请一些实施例提供的电池单体的结构爆炸图;
图5为本申请一些实施例提供的电池单体的局部剖视图;
图6为本申请一些实施例提供的电池单体的支撑组件装配于外壳内的俯视图;
图7为本申请一些实施例提供的电池单体的电极组件的剖视图;
图8为本申请一些实施例提供的电池单体的支撑组件的结构示意图;
图9为本申请又一些实施例提供的电池单体的局部剖视图;
图10为本申请再一些实施例提供的支撑组件装配于外壳内的俯视图;
图11为本申请另一些实施例提供的支撑组件装配于外壳内的俯视图;
图12为本申请一些实施例提供的电池单体的支撑组件的剖视图;
图13为本申请一些实施例提供的电池单体的支撑组件的仰视图;
图14为本申请一些实施例提供的电池单体的电极组件的结构示意图;
图15为本申请一些实施例提供的电池单体的电极组件与支撑件的装配示意图。
图标:1000-车辆;100-电池;10-箱体;11-第一箱本体;12-第二箱本体;20-电池单体;21-外壳;211-壳体;2111-第一壁;2112-第二壁;2112a-第一壁部;2112b-第二壁部;2113-开口;212-端盖;22-电极组件;221-正极片;222-负极片;223-隔离件;2231-延伸部;224-极耳;23-支撑组件;231-支撑件;2311-第一表面;2312-凹槽;2313-第一导气槽;2314-第二导气通道;2315-第二导气槽;2316-导气孔;2317-通孔;24-泄压部;25-第一导气空间;26-第二导气空间;27-电极端子;28-第一导气通道;200-控制器;300-马达;X-第一壁的厚度方向;Y-第一方向;Z-第二方向。
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)。
本申请实施例中,电池单体可以为二次电池,二次电池是指在电池单体放电后可通过充电的方式使活性材料激活而继续使用的电池单体。
电池单体可以为锂离子电池、钠离子电池、钠锂离子电池、锂金属电池、钠金属电池、锂硫电池、镁离子电池、镍氢电池、镍镉电池、铅蓄电池等,本申请实施例对此并不限定。
电池单体一般包括电极组件。电极组件包括正极、负极以及隔离件。在电池单体充放电过程中,活性离子(例如锂离子)在正极和负极之间往返嵌入和脱出。隔离件设置在正极和负极之间,可以起到防止正负极短路的作用,同时可以使活性离子通过。
在一些实施例中,正极可以为正极片,正极片可以包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面的正极活性材料。
作为示例,正极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面,正极活性材料设置在正极集流体相对的两个表面的任意一者或两者上。
作为示例,正极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如,作为金属箔片,可采用表面镀银处理的铝、表面镀银处理的不锈钢、不锈钢、铜、铝、镍、炭精电极、碳、镍或钛等。复合集流体可包括高分子材料基层和金属层。复合集流体可通过将金属材料(铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等)形成在高分子材料基材(如聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、聚乙烯等的基材)上而形成。
作为示例,正极活性材料可包括以下材料中的至少一种:含锂磷酸盐、锂过渡金属氧化物及其各自的改性化合物。但本申请并不限定于这些材料,还可以使用其他可被用作电池正极活性材料的传统材料。这些正极活性材料可以仅单独使用一种,也可以将两种以上组合使用。其中,含锂磷酸盐的示例可包括但不限于磷酸铁锂(如LiFePO4(也可以简称为LFP))、磷酸铁锂与碳的复合材料、磷酸锰锂(如LiMnPO4)、磷酸锰锂与碳的复合材料、磷酸锰铁锂、磷酸锰铁锂与碳的复合材料中的至少一种。锂过渡金属氧化物的示例可包括但不限于锂钴氧化物(如LiCoO2)、锂镍氧化物(如LiNiO2)、锂锰氧化物(如LiMnO2、LiMn2O4)、锂镍钴氧化物、锂锰钴氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物(如LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2(也可以简称为NCM333)、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2(也可以简称为NCM523)、LiNi0.5Co0.25Mn0.25O2(也可以简称为NCM211)、LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(也可以简称为NCM622)、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(也可以简称为NCM811)、锂镍钴铝氧化物(如LiNi0.85Co0.15Al0.05O2)及其改性化合物等中的至少一种。
在一些实施例中,正极可以采用泡沫金属。泡沫金属可以为泡沫镍、泡沫铜、泡沫铝、泡沫合金、或泡沫碳等。泡沫金属作为正极时,泡沫金属表面可以不设置正极活性材料,当然也可以设置正极活性材料。作为示例,在泡沫金属内还可以填充或/和沉积有锂源材料、钾金属或钠金属,锂源材料为锂金属和/或富锂材料。
在一些实施例中,负极可以为负极片,负极片可以包括负极集流体。
作为示例,负极集流体可采用金属箔片、泡沫金属或复合集流体。例如,作为金属箔片,可以采用银表面处理的铝或不锈钢、不锈钢、铜、铝、镍、炭精电极、用碳、镍或钛等。泡沫金属可以为泡沫镍、泡沫铜、泡沫铝、泡沫合金、或泡沫碳等。复合集流体可包括高分子材料基层和金属层。复合集流体可通过将金属材料(铜、铜合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等)形成在高分子材料基材(如聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、聚乙烯等的基材)上而形成。
作为示例,负极片可以包括负极集流体以及设置在负极集流体至少一个表面上的负极活性材料。
作为示例,负极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面,负极活性材料设置在负极集流体相对的两个表面中的任意一者或两者上。
作为示例,负极活性材料可采用本领域公知的用于电池单体的负极活性材料。作为示例,负极活性材料可包括以下材料中的至少一种:人造石墨、天然石墨、软炭、硬炭、硅基材料、锡基材料和钛酸锂等。硅基材料可选自单质硅、硅氧化合物、硅碳复合物、硅氮复合物以及硅合金中的至少一种。锡基材料可选自单质锡、锡氧化合物以及锡合金中的至少一种。但本申请并不限定于这些材料,还可以使用其他可被用作电池负极活性材料的传统材料。这些负极活性材料可以仅单独使用一种,也可以将两种以上组合使用。
在一些实施例中,正极集流体的材料可以为铝,负极集流体的材料可以为铜。
在一些实施方式中,电极组件还包括隔离件,隔离件设置在正极和负极之间。
在一些实施方式中,隔离件为隔离膜。隔离膜的种类可以是多种,可以选用任意公知的具有良好的化学稳定性和机械稳定性的多孔结构隔离膜。
作为示例,隔离膜的材质可以包括玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯及聚偏二氟乙烯中的至少一种。隔离膜可以是单层薄膜,也可以是多层复合薄膜。在隔离膜为多层复合薄膜时,各层的材料可以相同或不同。隔离件可以是单独的一个部件位于正负极之间,也可以附着在正负极的表面。
在一些实施方式中,隔离件为固态电解质。固态电解质设于正极和负极之间,同时起到传输离子和隔离正负极的作用。
在一些实施方式中,电池单体还包括电解液,电解液在正、负极之间起到传导离子的作用。其中,液态电解质包括电解质盐和溶剂。
在一些实施方式中,电解质盐可以包括六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲磺酰亚胺锂、三氟甲磺酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、二草酸硼酸锂、二氟二草酸磷酸锂及四氟草酸磷酸锂中的至少一种。
在一些实施方式中,溶剂可以包括碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸亚丁酯、氟代碳酸亚乙酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、1,4-丁内酯、环丁砜、二甲砜、甲乙砜及二乙砜中的至少一种。溶剂也可选醚类溶剂。醚类溶剂可以包括乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、1,3-二氧戊环、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、二苯醚及冠醚中的一种或多种。
其中,凝胶态电解质包括以聚合物作为电解质的骨架网络,搭配离子液体-锂盐。
在一些实施方式中,电极组件为卷绕结构。正极片、负极片卷绕成卷绕结构。
在一些实施方式中,电极组件为叠片结构。
作为示例,正极片、负极片可分别设置多个,多个正极片和多个负极片交替层叠设置。
作为示例,正极片可设置多个,负极片折叠形成多个层叠设置的折叠段,相邻的折叠段之间夹持一个正极片。
作为示例,正极片和负极片均折叠形成多个层叠设置的折叠段。
作为示例,隔离件可设置多个,分别设置在任意相邻的正极片或负极片之间。
作为示例,隔离件可连续地设置,通过折叠或者卷绕方式设置在任意相邻的正极片或负极片之间。
在一些实施方式中,电极组件的形状可以为圆柱状,扁平状或多棱柱状等。
在一些实施方式中,电极组件设有极耳,极耳可以将电流从电极组件导出。极耳包括正极耳和负极耳。
在一些实施方式中,电池单体可以包括外壳。外壳用于封装电极组件及电解质等部件。外壳可以为钢壳、铝壳、塑料壳(如聚丙烯)、复合金属壳(如铜铝复合外壳)或铝塑膜等。
作为示例,电池单体可以为圆柱形电池单体、棱柱电池单体、软包电池单体或其它形状的电池单体,棱柱电池单体包括但不限于方壳电池单体、刀片形电池单体、多棱柱电池,多棱柱电池例如为六棱柱电池等。
本申请的实施例所提到的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。
在一些实施例中,电池可以为电池模块,电池单体有多个时,多个电池单体排列并固定形成一个电池模块。
在一些实施例中,电池可以为电池包,电池包包括箱体和电池单体,电池单体或电池模块容纳于箱体中。
在一些实施例中,箱体可以作为车辆的底盘结构的一部分。例如,箱体的部分可以成为车辆的地板的至少一部分,或者,箱体的部分可以成为车辆的横梁和纵梁的至少一部分。
在一些实施例中,电池可以为储能装置。储能装置包括储能集装箱、储能电柜等。
电池具有能量密度高、环境污染小、功率密度大、使用寿命长、适应范围广、自放电系数小等突出的优点,是现今新能源发展的重要组成部分。电池技术的发展要同时考虑多方面的设计因素,例如,能量密度、循环寿命、放电容量、充放电倍率等性能参数,另外,还需要考虑电池的安全性。
对于一般的电池单体而言,电池单体通常包括外壳和容纳于外壳内的电极组件,外壳上设置有电极端子,电极端子与电极组件的电连接,以实现电池单体的电能的输入或输出。为了降低电池单体的使用风险,相关技术中通常在外壳上还设置有泄压机构,使得泄压机构能够在电池单体发生热失控时泄放电池单体的内部压力,以降低电池单体的使用风险,同时为了便于装配,通常将电极端子设置于外壳的端盖上,并将泄压机构设置于外壳的壳体的底壁上,且在电极组件与底壁之间设置有底托板,以对电极组件起到支撑作用,并能够绝缘隔离电极组件和壳体的底壁。但是,这种结构的电池单体在发生热失控时外壳内部的热失控气体会受到底托板的阻挡,导致热失控气体的排气路径受到限制,使得外壳内部的热失控气体无法顺畅地通过泄压机构排出,从而容易造成电池单体因排气不畅而出现起火爆炸等风险,不利于提高电池单体的使用可靠性。
基于以上考虑,为了解决电池单体的使用可靠性较低的问题,本申请实施例提供了一种电池单体,电池单体包括外壳、电极组件和支撑件。外壳包括第一壁和第二壁,第一壁与第二壁相交且连接,第一壁上设置有泄压部,泄压部被配置为泄放电池单体的内部压力。电极组件容纳于外壳内。支撑件设置于第一壁与电极组件之间。第二壁与电极组件之间形成有第一导气空间,沿第一壁的厚度方向,支撑件与第一壁之间和/或支撑件与电极组件之间形成有第二导气空间,第二导气空间与第一导气空间连通,第二导气空间被配置为将第一导气空间内的气体引导至泄压部。
在这种结构的电池单体中,第一壁上设置有用于泄放电池单体的内部压力的泄压部,且电极组件与第一壁之间设置有支撑件,使得支撑件能够电极组件起到支撑作用,以便于电池单体通过泄压部泄放内部压力,通过在支撑件与第一壁之间和/或支撑件与电极组件之间形成有第二导气空间,且第二导气空间与第二壁和电极组件之间形成的第一导气空间相互连通,使得电池单体在发生热失控时内部产生的气体能够通过第一导气空间进入至第二导气空间内,并通过第二导气空间将热失控的气体引导至泄压部进行排放,从而能够减少支撑件对热失控气体的阻挡,有利于提升电池单体内部的热失控气体通过泄压部进行排放的顺畅度,进而能够降低电池单体因排气不畅而出现起火爆炸等风险,以提升电池单体的使用可靠性。
本申请实施例公开的电池单体可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电装置中。可以使用具备本申请公开的电池单体、电池等组成该用电装置的电源系统,这样,有利于降低电池单体在使用过程中出现起火爆炸等风险,以提升电池单体的使用可靠性。
本申请实施例提供一种使用电池作为电源的用电装置,用电装置可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中,电动玩具可以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,航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。
以下实施例为了方便说明,以本申请一实施例的一种用电装置为车辆为例进行说明。
请参照图1,图1为本申请一些实施例提供的车辆1000的结构示意图。车辆1000可以为燃油汽车、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1000的内部设置有电池100,电池100可以设置在车辆1000的底部,也可以设置在车辆1000的头部,还可以设置在车辆1000的尾部。电池100可以用于车辆1000的进行供电,例如,电池100可以作为车辆1000的操作电源或使用电源等。车辆1000还可以包括控制器200和马达300,控制器200用来控制电池100为马达300供电,例如,用于车辆1000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100不仅可以作为车辆1000的操作电源或使用电源,还可以作为车辆1000的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。
请参照图2和图3,图2为本申请一些实施例提供的电池100的结构爆炸图,图3为本申请一些实施例提供的电池单体20的结构示意图。电池100包括箱体10和电池单体20,电池单体20用于容纳于箱体10内。
其中,箱体10用于为电池单体20提供装配空间,箱体10可以采用多种结构。在一些实施例中,箱体10可以包括第一箱本体11和第二箱本体12,第一箱本体11与第二箱本体12相互盖合,第一箱本体11和第二箱本体12共同限定出用于容纳电池单体20的装配空间。第二箱本体12可以为一端开放的空心结构,第一箱本体11可以为板状结构,第一箱本体11盖合于第二箱本体12的开放侧,以使第一箱本体11与第二箱本体12共同限定出装配空间;第一箱本体11和第二箱本体12也可以是均为一侧开放的空心结构,第一箱本体11的开放侧盖合于第二箱本体12的开放侧。
当然,第一箱本体11和第二箱本体12形成的箱体10可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体或正方体等。示例性的,在图2中,箱体10的形状为长方体。
在电池100中,设置于箱体10内的电池单体20可以是一个,也可以是多个。当设置于箱体10内的电池单体20为多个时,多个电池单体20之间可以是串联或并联或混联,混联是指多个电池单体20中既有串联又有并联。多个电池单体20之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池单体20构成的整体容纳于箱体10内;当然,电池100也可以是多个电池单体20先串联或并联或混联组成电池模块形式,多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体,并整体容纳于箱体10内。
在一些实施例中,电池100还可以包括其他结构,例如,该电池100还可以包括汇流部件,汇流部件用于连接多个电池单体20,以实现多个电池单体20之间的电连接。
其中,每个电池单体20可以为二次电池或一次电池;还可以是锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池,但并不局限于此。电池单体20可以呈圆柱体、棱柱体、长方体或其它形状等。示例性的,在图3中,电池单体20为长方体结构。
根据本申请的一些实施例,参照图3,并请进一步参照图4和图5,图4为本申请一些实施例提供的电池单体20的结构爆炸图,图5为本申请一些实施例提供的电池单体20的局部剖视图。本申请提供了一种电池单体20,电池单体20包括外壳21、电极组件22和支撑件231。外壳21包括第一壁2111和第二壁2112,第一壁2111与第二壁2112相交且连接,第一壁2111上设置有泄压部24,泄压部24被配置为泄放电池单体20的内部压力。电极组件22容纳于外壳21内。支撑件231设置于第一壁2111与电极组件22之间。沿第一壁的厚度方向X,第二壁2112与电极组件22之间形成有第一导气空间25,支撑件231与第一壁2111之间形成有第二导气空间26,第二导气空间26与第一导气空间25连通,第二导气空间26被配置为将第一导气空间25内的气体引导至泄压部24。
其中,外壳21还可以用于容纳电解液,外壳21的材质可以是多种,比如,铜、铁、铝、钢或铝合金等。
在一些实施例中,外壳21可以包括壳体211和端盖212,壳体211的内部形成有容纳腔,容纳腔用于容纳电极组件22,且容纳腔具有开口2113,也就是说,壳体211为一端开口2113的空心结构,端盖212盖合于壳体211的开口2113处并形成密封连接,以形成用于容纳电极组件22和电解液的密封空间。
外壳21包括第一壁2111和第二壁2112,第一壁2111与第二壁2112相交且连接,也就是说,外壳21的第一壁2111和第二壁2112为外壳21的多个壁中相邻且相互连接的两个壁。可选地,用于设置泄压部24的第一壁2111可以是外壳21的端盖212,也可以是壳体211与端盖212相对设置的底壁。示例性的,在图3和图4中,第一壁2111为壳体211与端盖212相对设置的底壁,对应的,第二壁2112为壳体211中围设于第一壁2111的周围的侧壁。当然,电池单体20的结构并不局限于此,在其他实施例中,第一壁2111也可以是端盖212,对应的,第二壁2112为壳体211中围设于底壁的周围的侧壁。
在组装电池单体20时,可以先将电极组件22放入壳体211内,并向壳体211内填充电解液,之后再将端盖212盖合于壳体211的开口2113,以完成电池单体20的组装。
外壳21可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体或棱柱结构等。壳体211的形状可根据电极组件22的具体形状来确定。比如,若电极组件22为圆柱体结构,则可选用圆柱体结构的壳体211;若电极组件22为长方体结构,则可选用长方体结构的壳体211。当然,端盖212的结构也可以是多种,比如,端盖212为板状结构或一端开放的空心结构等。
示例性的,在图4中,外壳21为长方体结构。参照图6,图6本申请一些实施例提供的电池单体20的支撑组件23装配于外壳21内的俯视图。第二壁2112包括两个第一壁部2112a和两个第二壁部2112b,两个第一壁部2112a沿第一方向Y相对设置,两个第二壁部2112b沿第二方向Z相对设置,一个第一壁部2112a、一个第二壁部2112b、另一个第一壁部2112a和另一个第二壁部2112b依次首尾连接,以围合形成长方体形状的第二壁2112。第一壁的厚度方向X、第一方向Y和第二方向Z两两垂直,第一方向Y为第一壁2111的长度方向,第二方向Z为第一壁2111的宽度方向。
当然,可理解的,外壳21并不仅仅局限于上述结构,外壳21也可以是其他结构,比如,外壳21可以包括壳体211和两个端盖212,壳体211为相对的两侧开口2113的空心结构,一个端盖212对应盖合于壳体211的一个开口2113处并形成密封连接,以形成用于容纳电极组件22和电解液的密封空间,也就是说,外壳21的第一壁2111为两个端盖212中的一个端盖212,对应的,第二壁2112则为外壳21的壳体211,第二壁2112在相对的两侧上均形成有开口2113。
第一壁2111上设置有泄压部24,泄压部24起到在电池单体20发生热失控时泄放电池单体20的内部压力的作用,以降低电池单体20的使用风险。
可选地,泄压部24与第一壁2111可以是一体成型的结构,也可以是分体设置的结构。示例性的,在图4中,泄压部24与第一壁2111为分体设置的结构,泄压部24安装于第一壁2111上,泄压部24可以通过焊接或粘接等方式安装于第一壁2111上,对应的,泄压部24可以是诸如防爆阀、防爆片、气阀、泄压阀或安全阀等泄压机构。当然,在其他实施例中,泄压部24也可以是与第一壁2111为一体成型的结构,泄压部24为第一壁2111上形成有薄弱结构的区域,比如,泄压部24为第一壁2111上设置有刻痕槽的区域。
电极组件22是电池单体20中发生电化学反应的部件,参照图7,图7为本申请一些实施例提供的电池单体20的电极组件22的剖视图。电极组件22包括正极片221、负极片222和隔离件223,隔离件223设置于正极片221和负极片222之间,以分隔正极片221和负极片222。电极组件22的结构可以是多种,电极组件22可以是由正极片221、负极片222和隔离件223通过卷绕形成的卷绕式结构,也可以是正极片221、负极片222和隔离件223通过层叠形成的叠片式结构。
示例性的,在图7中,电极组件22由正极片221、负极片222和隔离件223通过卷绕形成的卷绕式结构,且电极组件22呈椭圆状,电极组件22的厚度方向为第二方Z。
示例性的,隔离件223为隔离膜,隔离膜的主要材质可选自玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯以及聚偏二氟乙烯中的至少一种。
在一些实施例中,电池单体20还可以包括电极端子27,电极端子27绝缘安装于外壳21上,且电极端子27与电极组件22电连接,以输出或输入电池单体20的电能。
示例性的,在图3和图4中,电极端子27绝缘安装于端盖212上,即电极端子27与外壳21的端盖212之间未形成电连接,使得电极端子27与泄压部24为相对设置的结构,电极端子27和泄压部24分别安装于外壳21中相对设置的两个壁上。若端盖212为第一壁2111,则电极端子27也可以是绝缘安装于壳体211的底壁上。当然,在其他实施例中,电极端子27也可以是设置于第二壁2112上。
电极端子27起到输出或输入电池单体20的电能的作用,其材质可以是多种,比如,铜、铁、铝、钢或铝合金等。
在图3和图4中,电池单体20包括两个电极端子27,两个电极端子27的极性相反,两个电极端子27均绝缘安装于端盖212上,两个电极端子27均用于与电极组件22电连接,以分别输出或输入电池单体20的正极和负极。
在图4中,电极组件22包括两个极耳224,两个极耳224的极性相反,两个极耳224均位于电极组件22在第一壁的厚度方向X上面向端盖212的一端,两个极耳224分别用于输出或输入电极组件22的正负极,两个极耳224分别与两个电极端子27电连接。若极耳224用于输入或输出电极组件22的正极,则该极耳224为正极片221上未涂覆正极活性物质层的区域相互层叠连接形成的部件,对应的,另一个极耳224用于输出或输入电极组件22的负极;若极耳224用于输出或输入电极组件22的负极,则该极耳224为负极片222上未涂覆负极活性物质层的区域相互层叠连接形成的部件,对应的,另一个极耳224用于输入或输出电极组件22的正极。
支撑件231起到在第一壁2111和电极组件22之间支撑电极组件22的作用,在图4和图6中,支撑件231与电极组件22为一一对应设置,也就是说,电池单体20设置有多个电极组件22且多个电极组件22沿第二方向Z层叠设置时,第一壁2111与电极组件22之间对应设置有多个支撑件231,且多个支撑件231沿第二方向Z排布,以使每个电极组件22与第一壁2111之间设置有一个支撑件231。示例性的,在图4中,电池单体20设置有两个电极组件22、对应的,第一壁2111与电极组件22之间设置有两个支撑件231,当然,在其他实施例中,电极组件22和支撑件231的数量也可以是三个、四个或五个等。为了便于说明,将多个支撑件231构成的部件命名为支撑组件23,即电池单体20包括支撑组件23,支撑组件23包括多个支撑件231。需要说明的是,在一些实施例中,当电池单体20设置多个电极组件22时,电池单体20也可以仅设置一个支撑件231,一个支撑件231用于支撑多个电极组件22。
可选地,多个支撑件231沿第二方向Z排布,支撑组件23的多个支撑件231可以是一体成型的结构,也可以是分体设置的结构,示例性的,参照图8,图8本申请一些实施例提供的电池单体20的支撑组件23的结构示意图。多个支撑件231为一体成型的结构,沿第二方向Z,相邻的两个支撑件231相互连接。
第二壁2112与电极组件22之间形成有第一导气空间25,即电极组件22与第二壁2112之间形成有间隙,使得电极组件22产生的热失控气体能够进入至第二壁2112与电极组件22之间的间隙内。
支撑件231与第一壁2111之间形成有第二导气空间26,第二导气空间26与第一导气空间25连通,第二导气空间26被配置为将第一导气空间25内的气体引导至泄压部24,也就是说,支撑件231与第一壁2111之间形成有能够容纳热失控气体的第二导气空间26,且第二导气空间26与第二壁2112与电极组件22之间形成有第一导气空间25相互连通,以便于进入至第一导气空间25内的热失控气体能够进入至第二导气空间26内,并通过第二导气空间26将热失控气体引导至泄压部24进行排放。
需要说明的至,在一些实施例中,电池单体20还可以是其他结构,比如,参照图9,图9为本申请又一些实施例提供的电池单体20的局部剖视图。沿第一壁的厚度方向X,支撑件231与电极组件22之间形成有第二导气空间26,也就是说,第二导气空间26形成于支撑件231面向电极组件22的一侧,且第二导气空间26能够将外壳21内部的气体引导至泄压部24,即在泄压部24泄放电池单体20的内部压力时,第二导气空间26与泄压部24连通。
需要说明的是,在其它实施例中,还可以是支撑件231与第一壁2111之间以及支撑件231与电极组件22之间均形成有第二导气空间26,从而有利于进一步提升电池单体20泄压时的排气顺畅度和排气效率。
第一壁2111上设置有用于泄放电池单体20的内部压力的泄压部24,且电极组件22与第一壁2111之间设置有支撑件231,使得支撑件231能够电极组件22起到支撑作用,以便于电池单体20通过泄压部24泄放内部压力,通过在支撑件231与第一壁2111之间和/或支撑件231与电极组件22之间形成有第二导气空间26,且第二导气空间26与第二壁2112和电极组件22之间形成的第一导气空间25相互连通,使得电池单体20在发生热失控时内部产生的气体能够通过第一导气空间25进入至第二导气空间26内,并通过第二导气空间26将热失控的气体引导至泄压部24进行排放,从而能够减少支撑件231对热失控气体的阻挡,有利于提升电池单体20内部的热失控气体通过泄压部24进行排放的顺畅度,进而能够降低电池单体20因排气不畅而出现起火爆炸等风险,以提升电池单体20的使用可靠性。
根据本申请的一些实施例,参见图5和图6所示,支撑件231与第一壁2111之间形成有第二导气空间26,支撑件231与第二壁2112之间形成有第一导气通道28,第一导气通道28连通第一导气空间25和第二导气空间26。
其中,支撑件231与第一壁2111之间形成有第二导气空间26,即第一导气空间25和第二导气空间26分别位于支撑件231在第一壁的厚度方向X上的两侧。
支撑件231与第二壁2112之间形成有第一导气通道28,第一导气通道28连通第一导气空间25和第二导气空间26,也就是说,支撑件231与第二壁2112之间形成有用于连通两侧的第一导气空间25和第二导气空间26的间隙。
通过在支撑件231与第一壁2111之间形成第二导气空间26,且支撑件231与第二壁2112之间形成有连通第一导气空间25和第二导气空间26的第一导气通道28,从而使得位于支撑件231的两侧的第一导气空间25和第二导气空间26能够相互连通,且使得第二导气空间26能够直接与泄压部24对应设置,进而便于第二导气空间26将第一导气空间25内的气体引导至泄压部24,有利于提升电池单体20内部的热失控气体通过泄压部24进行排放的顺畅度。
根据本申请的一些实施例,参见图5、图6和图8所示,沿第一方向Y,支撑件231的至少一端形成有第一表面2311,第一表面2311与第二壁2112之间形成第一导气通道28,第一方向Y垂直于第一壁的厚度方向X。
其中,沿第一方向Y,支撑件231的至少一端形成有第一表面2311,即支撑件231可以是在第一方向Y上的仅一端形成有第一表面2311,也可以是在第一方向Y上的两端均形成有第一表面2311,第一表面2311为形成于支撑件231的一端的表面,第一表面2311与第二壁2112在第一方向Y上形成有间隙,以使第一表面2311与第二壁2112之间形成用于连通第一导气空间25和第二导气空间26的第一导气通道28。
示例性的,在图6中,第一表面2311为形成于支撑件231的一端的弧面,当然,在其他实施例中,第一表面2311也可以是形成于支撑件231的一端且与第二壁2112的第一壁部2112a的内表面不平行的斜面。当然,在一些实施例中,第一表面2311也可以是与第二壁2112的第一壁部2112a的内表面平行的面,只需将第一表面2311和第一壁部2112a在第一方向Y上间隔设置即可。
通过将用于连通第一导气空间25和第二导气空间26的第一导气通道28形成与支撑件231的第一表面2311与第二壁2112之间,使得支撑件231为在第一方向Y上的至少一端与第二壁2112之间形成第一导气通道28的结构,以实现第一导气空间25和第二导气空间26能够相互连通,结构简单,且便于制造和加工。
在一些实施例中,请继续参见图5、图6和图8所示,沿第一方向Y,支撑件231的两端均形成有第一表面2311,每个第一表面2311与第二壁2112之间均形成有第一导气通道28。
通过在支撑件231沿第一方向Y上的两端均形成有第一表面2311,以使支撑件231在第一方向Y上的两端与第二壁2112之间均能够形成第一导气通道28,有利于进一步提高第一导气空间25内的气体进入第二导气空间26内后通过泄压部24进行排放的顺畅度,从而能够进一步减少支撑件231对热失控气体的阻挡,以提升电池单体20内部的热失控气体通过泄压部24进行排放的顺畅度,进而能够降低电池单体20因排气不畅而出现起火爆炸等风险,以提升电池单体20的使用可靠性。
根据本申请的一些实施例,参见图6和图8所示,第一表面2311为弧面。
其中,第一表面2311为设置于支撑件231的一端上弧面,且第一表面2311在第一壁的厚度方向X上的投影为半圆形。
示例性的,在图4和图7中,电极组件22在第一方向Y上的两端也为圆弧面,且电极组件22在第一壁的厚度方向X上的投影的形状与支撑件231在第一壁的厚度方向X上的投影的形状相同,以使支撑件231与对应的电极组件22为仿形结构。
通过将支撑件231的第一表面2311设置为弧面结构,一方面便于对支撑件231进行加工和制造,另一方面能够实现将支撑件231加工为与电极组件22的形状相同的结构,从而在实现支撑件231对电极组件22进行有效支撑的同时能够提高电池单体20的内部空间利用率,以扩大第一导气通道28的排气面积。
根据本申请的一些实施例,参见图4、图6和图8所示,电池单体20包括多个支撑件231,多个支撑件231沿第二方向Z依次连接,支撑件231与电极组件22一一对应,第一方向Y、第二方向Z和第一壁的厚度方向X两两垂直。多个支撑件231在第一方向Y上位于同一端且相邻的两个第一表面2311相连。
其中,电池单体20包括多个支撑件231,多个支撑件231沿第二方向Z依次连接,即支撑组件23的多个支撑件231为沿第二方向Z依次排布并相连的结构,支撑组件23的多个支撑件231可以是一体成型的结构,比如,可以通过注塑或冲压等一体成型工艺制成,也可以是分体设置的结构,多个支撑件231之间可以通过粘接、卡接或热熔连接等方式连接。
多个支撑件231在第一方向Y上位于同一端且相邻的两个第一表面2311相连,即在第一方向Y上位于同一端的多个支撑件231的第一表面2311沿第一方向Y依次连接。
示例性的,电池单体20包括两个电极组件22,两个电极组件22沿第二方向Z层叠设置,对应的,支撑组件23包括两个支撑件231,两个支撑件231沿第二方向Z依次连接。
通过在电池单体20的内部设置多个支撑件231,且每个支撑件231对应一个电极组件22设置,有利于提高支撑件231对电极组件22的支持效果,且便于将支撑件231设置为与电极组件22的形状相同的结构。此外,通过将多个支撑件231在第一方向Y上位于同一端且相邻的两个第一表面2311相互连接,有利于提高多个支撑件231的第一表面2311之间的连续性,便于对支撑件231进行加工的同时能够进一步扩大第一导气通道28的排气面积。
在一些实施例中,多个支撑件231一体成型。也就是说,支撑组件23的多个支撑件231为一体式结构。
通过将多个支撑件231设置为一体式的结构,有利于提高多个支撑件231之间的连接可靠性和结构稳定性。
根据本申请的一些实施例,参照图10,图10为本申请再一些实施例提供的支撑组件23装配于外壳21内的俯视图。第一表面2311为斜面,第一表面2311与第一壁的厚度方向X平行。第二壁2112包括第一壁部2112a,沿第一方向Y,第一壁部2112a与第一表面2311相对设置,第一壁部2112a的内表面与第一表面2311呈锐角设置。
其中,第一表面2311为斜面,即第一表面2311为形成于支撑件231在第一方向Y上的一端倾斜的平面。
第一壁部2112a的内表面与第一表面2311呈锐角设置,即呈斜面结构的第一表面2311与第二壁2112的第一壁部2112a的内表面呈夹角设置,以使第一表面2311与第二壁2112之间形成有间隙,该间隙则为连通第一导气空间25和第二导气空间26的第一导气通道28。
示例性的,支撑件231在第一方向Y上的两端分别形成有两个第一表面2311,两个第一表面2311沿第二方向Z依次连接,且两个第一表面2311可以呈锐角、钝角或直角设置。沿第二方向Z,相邻的两个支撑件231的第一表面2311相互连接。
通过将支撑件231的第一表面2311设置为与第一壁的厚度方向X平行且与第二壁2112的第一壁部2112a的内表面呈锐角设置的斜面结构,以使斜面结构的第一表面2311与第二壁2112之间形成有间隙,从而形成用于连通第一导气空间25和第二导气空间26的第一导气通道28,采用这种结构的支撑件231便于加工和制造,有利于降低支撑件231的加工难度,以提升支撑件231的生产效率。
根据本申请的一些实施例,参照图11,图11为本申请另一些实施例提供的支撑组件23装配于外壳21内的俯视图。沿第一方向Y,支撑件231的至少一端设置有凹槽2312,凹槽2312的槽底面与第二壁2112之间形成第一导气通道28,第一方向Y垂直于第一壁的厚度方向X。
其中,凹槽2312的槽底面与第二壁2112之间形成第一导气通道28,即支撑件231在第一方向Y上的一端上设置有凹槽2312,且支撑件231设置凹槽2312的区域与第二壁2112共同界定出用于连通第一导气空间25和第二导气空间26的第一导气通道28。
示例性的,在图11中,凹槽2312沿第一壁的厚度方向X贯穿支撑件231的两侧,且凹槽2312为半圆形槽,当然,在其他实施例中,凹槽2312的形状也可以是矩形、梯形或三角形等。
通过在支撑件231沿第一方向Y上的至少一端上设置凹槽2312,以使支撑件231通过凹槽2312能够与第二壁2112之间形成间隙,从而形成用于连通第一导气空间25和第二导气空间26的第一导气通道28,结构简单,且便于加工。
在一些实施例中,参见图11所示,沿第一方向Y,支撑件231的两端均设置有凹槽2312,每个凹槽2312的槽底面与第二壁2112之间均形成有第一导气通道28。
通过在支撑件231沿第一方向Y上的两端均设置凹槽2312,以使支撑件231在第一方向Y上的两端与第二壁2112之间均能够形成第一导气通道28,有利于进一步提高第一导气空间25内的气体进入第二导气空间26内后通过泄压部24进行排放的顺畅度,从而能够进一步减少支撑件231对热失控气体的阻挡,以提升电池单体20内部的热失控气体通过泄压部24进行排放的顺畅度,进而能够降低电池单体20因排气不畅而出现起火爆炸等风险,以提升电池单体20的使用可靠性。
根据本申请的一些实施例,参照图5和图8,并请进一步参照图12,图12为本申请一些实施例提供的电池单体20的支撑组件23的剖视图。沿第一壁的厚度方向X,支撑件231面向第一壁2111的一侧设置有第一导气槽2313,第一导气槽2313的槽底面与第一壁2111之间形成第二导气空间26。
其中,第一导气槽2313的槽底面与第一壁2111之间形成第二导气空间26,即支撑件231在设置第一导气槽2313的区域与第一壁2111共同界定出第二导气空间26,且泄压部24的至少部分对应第二导气空间26设置,以使第二导气空间26能够将外壳21内部的热失控气体引导至泄压部24进行排放。
示例性的,在图8中,第一导气槽2313沿第一方向Y贯穿支撑件231的两端,使得在支撑件231沿第一方向Y上的至少一端设置有第一表面2311或凹槽2312的实施例中,第一导气槽2313能够贯穿第一表面2311或凹槽2312的槽底面,以实现第二导气空间26能够与第一导气通道28直接连通。
通过在支撑件231面向第一壁2111的一侧设置第一导气槽2313,以使支撑件231在设置第一导气槽2313的区域与第一壁2111共同形成第二导气空间26,从而有利于降低在支撑件231与第一壁2111之间形成第二导气空间26的难度,以提升电池单体20的生产效率。
在一些实施例中,参见图4和图5所示,沿第一壁的厚度方向X,泄压部24的投影的至少部分位于第一导气槽2313内。
其中,泄压部24的投影的至少部分位于第一导气槽2313内,即在第一壁的厚度方向X上,泄压部24的至少部分与第一导气槽2313相互重叠。
通过将泄压部24在第一壁的厚度方向X上的投影设置为至少部分位于第一导气槽2313内,以使泄压部24的至少部分与第一导气槽2313相对设置,从而有利于第一导气槽2313的槽底面与第一壁2111之间形成的第二导气空间26将气体引导至泄压部24进行排放,以提升电池单体20在热失控时的排气顺畅度。
根据本申请的一些实施例,参见图12所示,沿第一壁的厚度方向X,支撑件231的厚度为D1,第一导气槽2313的槽深为D2,满足,1/3≤D2/ D1≤2/3。
其中,支撑件231的厚度D1为支撑件231在第一壁的厚度方向X上占用的最大尺寸,第一导气槽2313的槽深D2为第一导气槽2313在第一壁的厚度方向X上占用的最大尺寸。
通过将第一导气槽2313在第一壁的厚度方向X上的深度设置为大于或等于支撑件231的厚度的1/3,以实现第一导气槽2313的槽底面与第一壁2111之间形成的第二导气空间26具有足够的空间将第一导气空间25的气体引导至泄压部24,有利于提高电池单体20在热失控时的排气顺畅度,且通过将第一导气槽2313在第一壁的厚度方向X上的深度设置为小于或等于支撑件231的厚度的2/3,以缓解第一导气槽2313占用支撑件231的空间过多而造成支撑件231的结构强度下降的现象,有利于降低支撑件231在使用过程中出现变形或断裂等风险,从而能够有效维持第一导气槽2313的槽底面与第一壁2111之间形成的第二导气空间26的形态。
根据本申请的一些实施例,参见图9所示,支撑件231与电极组件22之间形成有第二导气空间26。支撑件231上形成有第二导气通道2314,第二导气通道2314连通第一导气空间25和第二导气空间26。
其中,支撑件231与电极组件22之间形成有第二导气空间26,也就是说,第二导气空间26形成与电极组件22面向支撑件231的一侧,且位于支撑件231与电极组件22之间。
支撑件231上形成有第二导气通道2314,第二导气通道2314连通第一导气空间25和第二导气空间26,即支撑件231上形成有用于连通第一导气空间25和第二导气空间26的第二导气通道2314,可选地,第二导气通道2314可以是设置于支撑件231上的连通槽或孔道。
通过在支撑件231与电极组件22之间形成第二导气空间26,且支撑件231上形成有连通第一导气空间25和第二导气空间26的第二导气通道2314,以使第一导气空间25能够与位于电极组件22和支撑件231之间的第二导气空间26相互连通,从而在电池单体20发生热失控时一方面使得电极组件22产生的热失控气体能够进入至第一导气空间25内后,再通过第二导气空间26引导至泄压部24进行排放,另一方面使得电极组件22产生的热失控气体能够直接进入形成于电极组件22与支撑件231之间的第二导气空间26内后再通过泄压部24进行排放,有利于提升电池单体20的排气顺畅度。
在一些实施例中,请继续参见图9所示,沿第一壁的厚度方向X,支撑件231面向电极组件22的一侧设置有第二导气槽2315,第二导气槽2315的槽底面与电极组件22之间形成第二导气空间26,第二导气槽2315的槽底面设置有导气孔2316,导气孔2316被配置为将第二导气空间26内的气体引导至泄压部24,第二导气通道2314的一端延伸至第二导气槽2315的槽侧面。
其中,第二导气槽2315的槽底面与电极组件22之间形成第二导气空间26,即支撑件231设置有第二导气槽2315的区域与电极组件22面向支撑件231的一端共同界定出第二导气空间26,且第二导气槽2315的槽底面对应设置有导气孔2316,导气孔2316沿第一壁的厚度方向X贯穿支撑件231并对应泄压部24设置,使得第二导气空间26能够将气体引导至泄压部24。
第二导气通道2314的一端延伸至第二导气槽2315的槽侧面,即第二导气通道2314贯穿第二导气槽2315的槽侧面。
示例性的,在图9中,第二导气通道2314为设置于支撑件231在第一壁的厚度方向X上面向第一导气空间25的表面上的连通槽,且连通槽延伸至第二导气槽2315的槽侧面,即连通槽贯穿第二导气槽2315的槽侧面。当然,在其他实施例中,第二导气通道2314也可以是设置于支撑件231上的孔道,且孔道的两端分别连通第一导气空间25和第二导气空间26。
通过在支撑件231面向电极组件22的一侧设置第二导气槽2315,且第二导气槽2315的槽底面设置有导气孔2316,使得支撑件231能够对电极组件22起到支撑作用的同时能够在支撑件231与电极组件22之间形成第二导气空间26,且通过将第二导气通道2314的一端延伸至第二导气槽2315的槽侧面,从而实现第二导气通道2314能够与第二导气槽2315连通,以实现第一导气空间25与第二导气空间26连通,进而使得第二导气空间26能够将第一导气空间25的气体引导至泄压部24进行排放。
根据本申请的一些实施例,参见图12所示,沿第一壁的厚度方向X,支撑件231的厚度为D1,满足,0.2mm≤D1≤10mm。
示例性的,支撑件231的厚度D1可以是0.2mm、0.3mm、0.5mm、0.8mm、1mm、1.5mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm或10mm等。
通过将支撑件231在第一壁的厚度方向X上的厚度设置为大于或等于0.2mm,一方面便于对支撑件231进行加工和制造,有利于支撑件231的加工难度,另一方面使得支撑件231具有足够的结构强度,有利于降低支撑件231在使用过程中存在变形或断裂等风险。此外,通过将支撑件231在第一壁的厚度方向X上的厚度设置为小于或等于10mm,以缓解支撑件231占用电池单体20的内部的空间过多的现象,有利于提升电池单体20的能量密度。
根据本申请的一些实施例,参照图5、图8和图12,并请进一步参照图13,图13为本申请一些实施例提供的电池单体20的支撑组件23的仰视图。支撑件231上设置有通孔2317,通孔2317沿第一壁的厚度方向X贯穿支撑件231。
其中,支撑件231上设置有通孔2317,通孔2317沿第一壁的厚度方向X贯穿支撑件231,即支撑件231上设置有沿第一壁的厚度方向X上延伸的通孔2317,且通孔2317贯穿支撑件231,在支撑件231设置有第一导气槽2313或第二导气槽2315的实施例中,则通孔2317设置于第一导气槽2313的槽底面或第二导气槽2315的槽底面上,使得通孔2317能够将支撑件231的两侧连通。
可选地,设置于支撑件231上的通孔2317可以是一个,也可以是多个。示例性的,在图13中,支撑件231上设置有多个通孔2317。
通过在支撑件231上设置通孔2317,且通孔2317沿第一壁的厚度方向X贯穿支撑件231,使得游离在支撑件231与第一壁2111之间的电解液能够通过通孔2317进入至位于支撑件231背离第一壁2111的一侧的电极组件22内,有利于提高电极组件22的电解液的浸润效果,且能够提升电解液的利用率,以减少游离在支撑件231与第一壁2111之间的电解液出现浪费的现象。
根据本申请的一些实施例,参照图13,并请进一步参照图14和图15,图14为本申请一些实施例提供的电池单体20的电极组件22的结构示意图,图15为本申请一些实施例提供的电池单体20的电极组件22与支撑件231的装配示意图。电极组件22包括正极片221、负极片222和隔离件223,隔离件223设置于正极片221与负极片222之间。隔离件223在第一壁的厚度方向X上靠近支撑件231的一端形成有延伸部2231,延伸部2231穿设于通孔2317内并伸出于通孔2317远离电极组件22的一端。
其中,隔离件223在第一壁的厚度方向X上靠近支撑件231的一端形成有延伸部2231,即隔离件223在第一壁的厚度方向X上具有超出正极片221和负极片222靠近支撑件231的一端的部分,且该部分穿过通孔2317。
需要说明的是,在支撑件231设置有第一导气槽2313的实施例中,则延伸部2231穿过通孔2317并延伸至第一导气槽2313内,在支撑件231设置有第二导气槽2315的实施例中,则延伸部2231依次贯穿第二导气槽2315和通孔2317。
通过在电极组件22的隔离件223在第一壁的厚度方向X上面向支撑件231的一端设置延伸部2231,且延伸部2231穿设于通孔2317内并伸出于通孔2317远离电极组件22的一端,以使隔离件223通过延伸部2231能够与游离在支撑件231与第一壁2111之间的电解液接触,从而使得延伸部2231能够通过毛细作用将支撑件231与第一壁2111之间的电解液引导至电极组件22内,进而有利于提高电极组件22的电解液的浸润效果,以提高电池单体20的使用寿命,且能够提升电解液的利用率,以减少游离在支撑件231与第一壁2111之间的电解液出现浪费的现象。
在一些实施例中,请继续参见图13、图14和图15所示,隔离件223具有多个延伸部2231,支撑件231上设置有多个通孔2317,每个延伸部2231穿设于一个通孔2317内。
其中,在图7中,电极组件22的平直区的正极片221、负极片222和隔离件223为沿第二方向Z层叠设置的结构,则对应将隔离件223的多个延伸部2231设置沿第二方向Z间隔排布的结构,且每个延伸部2231为沿第一方向Y延伸的条状结构。由于电极组件22为卷绕结构,则将隔离件223也为沿电极组件22的卷绕方向延伸且连续的结构,通过将隔离件223靠近支撑件231的一端进行裁切出多个延伸部2231,在隔离件223呈展开状态时,则多个延伸部2231为沿隔离件223的延伸方向间隔排布的结构。对应的,通孔2317也为沿第一方向Y延伸的条形结构,且多个通孔2317沿第二方向Z间隔排布,以使多个通孔2317的排布方向与多个延伸部2231的排布方向相同,从而便于每个隔离件223对应穿设于一个通孔2317内。
需要说明的是,由于隔离件223为沿电极组件22的卷绕方向延伸且连续的结构,在其他实施例中,也可以将通孔2317设置为与隔离件223卷绕后的形状相互契合的条形结构,即通孔2317为沿电极组件22的卷绕方向延伸的条形结构。
通过在电极组件22的隔离件223上设置多个延伸部2231,且对应在支撑件231上设置多个通孔2317,以使每个延伸部2231能够穿设于一个通孔2317内,一方面便于装配,有利于降低电极组件22与支撑件231之间的装配难度,另一方面使得电极组件22能够通过多个延伸部2231将支撑件231与第一壁2111之间的电解液引导至电极组件22内,以进一步提高电极组件22的电解液的浸润效果。
根据本申请的一些实施例,支撑件231为绝缘材质。
示例性的,支撑件231的材质可以是塑胶、硅胶等。
通过将支撑件231设置为绝缘材质,从而在实现支撑件231对电极组件22起到支撑作用的同时能够起到绝缘隔离电极组件22和第一壁2111的作用,有利于降低电极组件22与外壳21之间出现短接的风险。
在一些实施例中,支撑件231的材质包括云母或聚四氟乙烯。
通过将支撑件231的材质设置为云母或聚四氟乙烯,以使支撑件231在具有绝缘功能的同时还具有较高的强度和耐热性能,从而能够降低支撑件231在电池单体20热失控时出现熔化或变形的风险,进而能够有效维持支撑件231的形态,以便于第二导气空间26能够将外壳21内部的热失控气体引导至泄压部24。
根据本申请的一些实施例,参见图3、图4和图5所示,外壳21可以包括壳体211和端盖212。壳体211包括一体成型的第一壁2111和第二壁2112,第二壁2112围设于第一壁2111的周围,沿第一壁的厚度方向X,第二壁2112的一端连接于第一壁2111,另一端围合形成开口2113,第一壁2111和第二壁2112共同界定出容纳电极组件22的容纳腔,端盖212封闭开口2113。
其中,第二壁2112的一端连接于第一壁2111,另一端围合形成开口2113,即第一壁2111为与端盖212在第一壁的厚度方向X上相对设置的结构。
壳体211包括一体成型的第一壁2111和第二壁2112,即第一壁2111和第二壁2112为通过一体成型工艺制成的结构,比如,冲压、铸造或挤出成型等一体成型工艺,也就是说,壳体211的第一壁2111和第二壁2112为一体式结构。
外壳21的壳体211包括第一壁2111和第二壁2112,且第一壁2111与第二壁2112为一体成型的结构,使得第一壁2111为壳体211在第一壁的厚度方向X上与端盖212相对设置的一个壁,采用这种结构的电池单体20能够使得外壳21设置有泄压部24的区域远离端盖212,且使得第一壁2111与端盖212之间不存在直接连接关系,从而能够缓解端盖212与壳体211相互连接时产生的应力对泄压部24造成的影响,以降低泄压部24出现开裂或结构强度下降的现象,进而能够有效降低电池单体20出现提开阀泄压的情况,以提升电池单体20的使用稳定性和使用寿命。
需要说明的是,电池单体20的结构并不局限于此,在一些实施例中,电池单体20还可以是其他结构,比如,外壳21可以包括壳体211和端盖212,壳体211包括一体成型的底壁和第二壁2112,第二壁2112围设于底壁的周围,沿第一壁的厚度方向X,第二壁2112的一端连接于底壁,另一端围合形成开口2113,底壁和第二壁2112共同界定出容纳电极组件22的容纳腔。端盖212连接于第二壁2112远离底壁的一端,端盖212封闭开口2113,端盖212为第一壁2111。
其中,端盖212为第一壁2111,也就是说,泄压部24设置于端盖212上。
通过将外壳21的第一壁2111设置为外壳21用于封闭壳体211的开口2113的端盖212,采用这种结构的电池单体20有利于第一壁2111上设置泄压部24,有利于降低在电池单体20的外壳21上设置泄压部24的难度,以提升电池单体20的生产效率。
根据本申请的一些实施例,参见图3和图4所示,外壳21呈长方体状。
通过将外壳21设置为长方体状,以形成长方体结构的电池单体20,便于制造和加工,且使得电池单体20的适应范围较广。
根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种电池100,电池100包括以上任一方案的电池单体20。
其中,参见图2所示,电池100还可以包括箱体10,电池单体20容纳于箱体10内。
在一些实施例中,箱体10可以包括第一箱本体11和第二箱本体12,第一箱本体11与第二箱本体12相互盖合,第一箱本体11和第二箱本体12共同限定出用于容纳电池单体20的装配空间。
可选地,第二箱本体12可以为一端开放的空心结构,第一箱本体11可以为板状结构,第一箱本体11盖合于第二箱本体12的开放侧,以使第一箱本体11与第二箱本体12共同限定出装配空间;第一箱本体11和第二箱本体12也可以是均为一侧开放的空心结构,第一箱本体11的开放侧盖合于第二箱本体12的开放侧。
当然,第一箱本体11和第二箱本体12形成的箱体10可以是多种形状,比如,圆柱体或长方体等。示例性的,在图2中,箱体10为长方体结构。
可选地,设置于箱体10内的电池单体20可以是一个,也可以是多个。示例性的,在图2中,电池100的箱体10内设置有多个电池单体20,多个电池单体20之间可以是串联或并联或混联,混联是指多个电池单体20中既有串联又有并联。多个电池单体20之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池单体20构成的整体容纳于箱体10内;当然,电池100也可以是多个电池单体20先串联或并联或混联组成电池模块形式,多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体10内。
其中,电池100还可以包括其他结构,例如,该电池100还可以包括汇流部件,汇流部件连接多个电池单体20,以实现多个电池单体20之间的电连接。
需要说明的是,在一些实施例中,电池100也可以不设置箱体10,电池100包括多个电池单体20,而由多个电池单体20组成的电池100可以直接装配至用电装置上,以通过多个电池单体20为用电装置提供电能。也就是说,箱体10可以作为用电装置的一部分。用电装置以车辆1000为例,箱体10可以作为车辆1000的底盘结构的一部分,例如,箱体10的部分可以成为车辆1000的地板的至少一部分,或者,箱体10的部分可以成为车辆1000的横梁和纵梁的至少一部分。
根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种用电装置,用电装置包括以上任一方案的电池单体20,并且电池单体20用于为用电装置提供电能。
其中,用电装置可以是前述任一应用电池单体20的设备或系统。
根据本申请的一些实施例,参见图3至图8以及图12至图15所示,本申请提供了一种电池单体20,电池单体20包括外壳21、电极组件22、电极端子27和支撑件231。外壳21包括壳体211和端盖212,壳体211包括一体成型的第一壁2111和第二壁2112,第二壁2112围设于第一壁2111的周围,沿第一壁的厚度方向X,第二壁2112的一端连接于第一壁2111,另一端围合形成开口2113,第一壁2111和第二壁2112共同界定出容纳腔,端盖212封闭开口2113。第一壁2111上设置有泄压部24,泄压部24被配置为泄放电池单体20的内部压力,电极端子27绝缘安装于端盖212上。电极组件22容纳于外壳21内,电极组件22与第二壁2112之间形成有第一导气空间25,电极组件22具有极耳224,极耳224与电极端子27电连接。支撑件231与电极组件22一一对应设置,支撑件231设置于第一壁2111与电极组件22之间。沿第一方向Y,支撑件231的两端均形成有第一表面2311,每个第一表面2311与第二壁2112之间均形成有第一导气通道28,第一导气通道28连通第一导气空间25,第一表面2311为弧面。支撑件231面向第一壁2111的一侧形成有第一导气槽2313,第一导气槽2313的槽底面与第一壁2111之间形成第二导气空间26,第一导气槽2313沿第一方向Y延伸并延伸至支撑件231两端的第一表面2311,以使第一导气通道28连通第一导气空间25和第二导气空间26,第二导气空间26被配置为将第一导气空间25内的气体引导至泄压部24,沿第一壁的厚度方向X,泄压部24的投影的至少部分位于第一导气槽2313内。电池单体20包括多个支撑件231,多个支撑件231沿第二方向Z排布,且多个支撑件231一体成型,多个支撑件231在第一方向Y上位于同一端且相邻的两个第一表面2311相连,第一方向Y、第二方向Z和第一壁的厚度方向X两两垂直。支撑件231的材质包括云母或聚四氟乙烯。沿第一壁的厚度方向X,支撑件231的厚度为D1,第一导气槽2313的槽深为D2,满足,1/3≤D2/ D1≤2/3,0.2mm≤D1≤10mm。电极组件22包括正极片221、负极片222和隔离件223,隔离件223设置于正极片221与负极片222之间,隔离件223在第一壁的厚度方向X上靠近支撑件231的一端形成有多个延伸部2231,多个延伸部2231沿第二方向Z间隔排布,第一导气槽2313的槽底面设置有多个通孔2317,多个通孔2317沿第二方向Z间隔排布,通孔2317沿第一壁的厚度方向X贯穿支撑件231,每个延伸部2231穿过一个通孔2317并延伸至第一导气槽2313内。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (26)
1.一种电池单体,其特征在于,包括:
外壳,包括第一壁和第二壁,所述第一壁与所述第二壁相交且连接,所述第一壁上设置有泄压部,所述泄压部被配置为泄放所述电池单体的内部压力;
电极组件,容纳于所述外壳内;以及
支撑件,设置于所述第一壁与所述电极组件之间;
其中,所述第二壁与所述电极组件之间形成有第一导气空间,沿所述第一壁的厚度方向,所述支撑件与所述第一壁之间和/或所述支撑件与所述电极组件之间形成有第二导气空间,所述第二导气空间与所述第一导气空间连通,所述第二导气空间被配置为将所述第一导气空间内的气体引导至所述泄压部。
2.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述支撑件与所述第一壁之间形成有所述第二导气空间;
所述支撑件与所述第二壁之间形成有第一导气通道,所述第一导气通道连通所述第一导气空间和所述第二导气空间。
3.根据权利要求2所述的电池单体,其特征在于,沿第一方向,所述支撑件的至少一端形成有第一表面,所述第一表面与所述第二壁之间形成所述第一导气通道,所述第一方向垂直于所述第一壁的厚度方向。
4.根据权利要求3所述的电池单体,其特征在于,沿所述第一方向,所述支撑件的两端均形成有所述第一表面,每个所述第一表面与所述第二壁之间均形成有所述第一导气通道。
5.根据权利要求3所述的电池单体,其特征在于,所述第一表面为弧面。
6.根据权利要求5所述的电池单体,其特征在于,所述电池单体包括多个所述支撑件,多个所述支撑件沿第二方向依次连接,所述支撑件与所述电极组件一一对应,所述第一方向、所述第二方向和所述第一壁的厚度方向两两垂直;
其中,多个所述支撑件在所述第一方向上位于同一端且相邻的两个所述第一表面相连。
7.根据权利要求6所述的电池单体,其特征在于,多个所述支撑件一体成型。
8.根据权利要求3所述的电池单体,其特征在于,所述第一表面为斜面,所述第一表面与所述第一壁的厚度方向平行;
其中,所述第二壁包括第一壁部,沿所述第一方向,所述第一壁部与所述第一表面相对设置,所述第一壁部的内表面与所述第一表面呈锐角设置。
9.根据权利要求2所述的电池单体,其特征在于,沿第一方向,所述支撑件的至少一端设置有凹槽,所述凹槽的槽底面与所述第二壁之间形成所述第一导气通道,所述第一方向垂直于所述第一壁的厚度方向。
10.根据权利要求9所述的电池单体,其特征在于,沿所述第一方向,所述支撑件的两端均设置有所述凹槽,每个所述凹槽的槽底面与所述第二壁之间均形成有所述第一导气通道。
11.根据权利要求2所述的电池单体,其特征在于,沿所述第一壁的厚度方向,所述支撑件面向所述第一壁的一侧设置有第一导气槽,所述第一导气槽的槽底面与所述第一壁之间形成所述第二导气空间。
12.根据权利要求11所述的电池单体,其特征在于,沿所述第一壁的厚度方向,所述泄压部的投影的至少部分位于所述第一导气槽内。
13.根据权利要求11所述的电池单体,其特征在于,沿所述第一壁的厚度方向,所述支撑件的厚度为D1,所述第一导气槽的槽深为D2,满足,1/3≤D2/D1≤2/3。
14.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述支撑件与所述电极组件之间形成有所述第二导气空间;
所述支撑件上形成有第二导气通道,所述第二导气通道连通所述第一导气空间和所述第二导气空间。
15.根据权利要求14所述的电池单体,其特征在于,沿所述第一壁的厚度方向,所述支撑件面向所述电极组件的一侧设置有第二导气槽,所述第二导气槽的槽底面与所述电极组件之间形成所述第二导气空间,所述第二导气槽的槽底面设置有导气孔,所述导气孔被配置为将所述第二导气空间内的气体引导至所述泄压部;
其中,所述第二导气通道的一端延伸至所述第二导气槽的槽侧面。
16.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,沿所述第一壁的厚度方向,所述支撑件的厚度为D1,满足,0.2mm≤D1≤10mm。
17.根据权利要求1-16任一项所述的电池单体,其特征在于,所述支撑件上设置有通孔,所述通孔沿所述第一壁的厚度方向贯穿所述支撑件。
18.根据权利要求17所述的电池单体,其特征在于,所述电极组件包括正极片、负极片和隔离件,所述隔离件设置于所述正极片与所述负极片之间;
其中,所述隔离件在所述第一壁的厚度方向上靠近所述支撑件的一端形成有延伸部,所述延伸部穿设于所述通孔内并伸出于所述通孔远离所述电极组件的一端。
19.根据权利要求18所述的电池单体,其特征在于,所述隔离件具有多个延伸部,所述支撑件上设置有多个所述通孔,每个所述延伸部穿设于一个所述通孔内。
20.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述支撑件为绝缘材质。
21.根据权利要求20所述的电池单体,其特征在于,所述支撑件的材质包括云母或聚四氟乙烯。
22.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述外壳包括:
壳体,包括一体成型的所述第一壁和所述第二壁,所述第二壁围设于所述第一壁的周围,沿所述第一壁的厚度方向,所述第二壁的一端连接于所述第一壁,另一端围合形成开口,所述第一壁和所述第二壁共同界定出容纳所述电极组件的容纳腔;
端盖,封闭所述开口。
23.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述外壳包括:
壳体,包括一体成型的底壁和所述第二壁,所述第二壁围设于所述底壁的周围,沿所述第一壁的厚度方向,所述第二壁的一端连接于所述底壁,另一端围合形成开口,所述底壁和所述第二壁共同界定出容纳所述电极组件的容纳腔;
端盖,连接于所述第二壁远离所述底壁的一端,所述端盖封闭所述开口;
其中,所述端盖为所述第一壁。
24.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述外壳呈长方体状。
25.一种电池,其特征在于,包括如权利要求1-24任一项所述的电池单体。
26.一种用电装置,其特征在于,包括如权利要求1-24任一项所述的电池单体,所述电池单体用于提供电能。
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