CN220710544U - 电池单体、电池及用电设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种电池单体、电池及用电设备。电池单体包括外壳和泄压部件。外壳包括第一壁部,第一壁部设置有第一凹槽,第一凹槽包括槽侧面和第一槽底面,槽侧面围设于第一槽底面的周围,第一槽底面设置有泄压孔。泄压部件设置于第一凹槽内,泄压部件抵靠于第一槽底面并覆盖泄压孔。其中,槽侧面沿第一凹槽的周向的至少部分与泄压部件之间形成有间隙。在第一壁部因电池单体膨胀而发生变形时,泄压部件与槽侧面之间的间隙可以为泄压部件提供缓冲空间,降低槽侧面挤压泄压部件而造成泄压部件变形的风险,进而降低了泄压部件在电池单体正常使用过程中提前打开的风险,提高了泄压部件的使用寿命,进而提高了电池单体的使用寿命。
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、电池及用电设备。
背景技术
电池广泛用于电子设备,例如手机、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、电动飞机、电动轮船、电动玩具汽车、电动玩具轮船、电动玩具飞机和电动工具等等。
在电池技术中,可以在电池单体中设置泄压部件,在电池单体热失控时通过泄压部件泄压。对于一般的电池单体而言,泄压部件可能在电池单体正常使用过程中出现提前打开的情况,影响电池单体的使用寿命。因此,如何提高电池单体的使用寿命是电池技术一个亟需解决的技术问题。
实用新型内容
本申请实施例提供一种电池单体、电池及用电设备,能够有效提高电池单体的使用寿命。
第一方面,本申请实施例提供一种电池单体,包括外壳和泄压部件;外壳包括第一壁部,第一壁部设置有第一凹槽,第一凹槽包括槽侧面和第一槽底面,槽侧面围设于第一槽底面的周围,第一槽底面设置有泄压孔;泄压部件设置于第一凹槽内,泄压部件抵靠于第一槽底面并覆盖泄压孔;其中,槽侧面沿第一凹槽的周向的至少部分与泄压部件之间形成有间隙。
在上述技术方案中,槽侧面沿第一凹槽的周向的至少部分与泄压部件之间形成有间隙,在第一壁部因电池单体膨胀而发生变形时,泄压部件与槽侧面之间的间隙可以为泄压部件提供缓冲空间,降低槽侧面挤压泄压部件而造成泄压部件变形的风险,进而降低了泄压部件在电池单体正常使用过程中提前打开的风险,提高了泄压部件的使用寿命,进而提高了电池单体的使用寿命。
在一些实施例中,槽侧面包括与泄压部件形成有间隙的第一区域;沿第一凹槽的周向,第一区域的长度为L1,槽侧面的周长为L,满足:0.2≤L1/L≤1。这样,使得槽侧面在周向上的较长部分与泄压部件之间形成间隙,减少槽侧面在第一壁部变形时对泄压部件的挤压范围,进一步降低泄压部件在电池单体正常使用过程中提前打开的风险。
在一些实施例中,0.5≤L1/L≤1。
在一些实施例中,槽侧面沿第一凹槽的周向的全部与泄压部件之间形成有间隙。这样,使得槽侧面的整周与泄压部件都存在间隙,该间隙为环绕于泄压部件周围的环形结构,进一步降低槽侧面在第一壁部变形时对泄压部件的挤压作用,进一步降低泄压部件在电池单体正常使用过程中提前打开的风险。
在一些实施例中,泄压部件与第一凹槽的槽底壁焊接连接,并形成有焊印部。这样,实现泄压部件固定于第一壁部,提高泄压部件与第一壁部的连接强度。
在一些实施例中,沿第一壁部的厚度方向,焊印部的投影全部位于泄压部件。这样,可以通过穿透焊的方式将泄压部件焊接于第一凹槽的槽底壁,焊接方式简单,焊接后形成的焊印部可以穿过泄压部件并嵌入第一凹槽的槽底壁,能够提高泄压部件与第一壁部的连接强度。此外,由于焊印部沿第一壁部的厚度方向的投影位于泄压部件,使得焊印部并未凸出于泄压部件的边缘,使得焊印部并未位于泄压部件与槽侧面之间的间隙内,降低槽侧面在第一壁部变形时通过焊印部挤压泄压部件的风险。
在一些实施例中,泄压部件和槽底壁具有重叠区,重叠区包括位于泄压部件的第一焊接区和位于槽底壁的第二焊接区,第二焊接区限定出泄压孔,第一焊接区和第二焊接区焊接连接,并形成焊印部;沿第一壁部的厚度方向,第一焊接区的最小厚度为H1,第二焊接区的最小厚度为H2,焊印部的最大高度为H3,满足:H1<H3≤H1+H2。H3>H1,使得焊印部的部分能够嵌入到第二焊接区,实现泄压部件与槽底壁的稳定连接;H3≤H1+H2,使得焊印部并未完全穿透第二焊接区,降低第二焊接区被焊穿的风险。
在一些实施例中,0.2mm≤H1≤1mm。H1≥0.2mm,使得第一焊接区具有足够的厚度,使得第一焊接区具有足够的强度;H1≤1mm,使得第一焊接区的厚度不至于过大,有利于降低焊接功率,提高焊接效果。
在一些实施例中,0.45mm≤H1≤0.75mm。
在一些实施例中,0.2mm≤H2≤5mm。H2≥0.2mm,使得第二焊接区具有足够的厚度,降低第二焊接区被焊穿的风险;H2≤5mm,使得第二焊接区的厚度不至于过大,节省材料,具有更好的经济性。
在一些实施例中,0.8mm≤H2≤3mm。
在一些实施例中,沿第一方向,泄压部件的至少一端形成有第一侧面,槽侧面包括面向第一侧面的第二侧面,第一侧面与第二侧面之间形成有间隙,第一方向与第一壁部的厚度方向相交。由于第一侧面与第二侧面之间形成有间隙,在壁部发生变形时,第二侧面沿第一方向不易对第一侧面造成挤压,降低泄压部件在第一方向上受到挤压力而发生变形的风险。
在一些实施例中,第一侧面平行于第二侧面。这样,使得第一侧面与第二侧面之间的距离沿第一凹槽的深度方向并未发生明显的变化,第二侧面很难沿第一方向挤压第一侧面。
在一些实施例中,第二侧面平行于第一壁部的厚度方向。有利于降低第一凹槽的成型难度。
在一些实施例中,第一侧面与第二侧面沿第一方向的距离沿第一凹槽的深度方向逐渐减小。在第一壁部发生变形时,第二侧面越靠近第一槽底面的部分变形量越小,对第一侧面的挤压作用越小,第二侧面越靠近第一凹槽的槽口的部分变形量越大,对第一侧面的挤压作用越大,将第一侧面与第二侧面沿第一方向的距离沿第一凹槽的深度方向逐渐减小,可以降低第二侧面在第一壁部发生变形时对第一侧面的挤压作用,并且可以减小泄压部件安装时沿第一方向在第一凹槽内的活动范围,降低泄压部件的安装难度。
在一些实施例中,第二侧面为与第一壁部的厚度方向呈非零夹角设置的斜面。通过将第二侧面设置为斜面,有利于实现第一侧面与第二侧面沿第一方向的距离沿第一凹槽的深度方向逐渐减小,在装配时,倾斜的第二侧面可以起到引导泄压部件的作用,便于泄压部件进入到第一凹槽内。
在一些实施例中,第二侧面的纵截面的至少一部分为圆弧形,纵截面平行于第一方向和第一壁部的厚度方向。这样,有利于实现第一侧面与第二侧面沿第一方向的距离沿第一凹槽的深度方向逐渐减小,在装配时,第二侧面可以起到引导泄压部件的作用,便于泄压部件进入到第一凹槽内。
在一些实施例中,第一侧面平行于第一壁部的厚度方向。这样,有利于降低泄压部件的成型难度。
在一些实施例中,泄压部件具有薄弱部,薄弱部被配置为能够裂开,以泄放电池单体的内部压力;泄压部件与第一凹槽的槽底壁焊接连接,并形成有焊印部,沿第一方向,焊印部至少部分位于第一侧面和薄弱部之间,第一侧面与第二侧面的最大距离为B1,焊印部与第一侧面的最小距离为B2,焊印部与薄弱部的最小距离为B3,满足:0.3≤(B1+B2)/B3≤2.5。这样,既可以降低焊印部对薄弱部的强度的影响,又可以降低第二侧面在第一壁部发生变形时对第一侧面的挤压作用,增强间隙在第一壁部发生变形时对泄压部件的缓冲效果。
在一些实施例中,0.8≤(B1+B2)/B3≤1.5。
在一些实施例中,0.05mm≤B1≤20mm。B1≥0.05mm,使得第一侧面与第二侧面之间的距离较大,降低第二侧面在第一壁部发生变形时对第一侧面的挤压作用;B1≤20mm,使得第一侧面与第二侧面之间的距离不至于过大,减小第一凹槽在第一方向的尺寸,降低第一凹槽的成型难度。
在一些实施例中,1.5mm≤B1≤10mm。
在一些实施例中,0.1mm≤B2≤20mm。B2≥0.1mm,焊印部与第一侧面之间的距离不至于过小,降低泄压部件焊接过程中在靠近第一侧面的区域发生变形而造成间隙变小的风险;B2≤20mm,使得焊印部与第一侧面之间的距离不至于过大,泄压部件无需做得过大,有利于实现泄压部件的小型化。
在一些实施例中,2mm≤B2≤10mm。
在一些实施例中,1mm≤B3≤20mm。B3≥1mm,使得焊印部与薄弱部具有足够的距离,焊印部对薄弱部的影响,降低因焊印部与薄弱部的距离过小而影响泄压部件的爆破压力;B3≤20mm,使得焊印部与薄弱部之间的距离不至于过大,有利于实现泄压部件的小型化。
在一些实施例中,3mm≤B3≤10mm。
在一些实施例中,第一壁部为长方形壁部,第一方向平行于第一壁部的长度方向。由于第一方向平行于第一壁部的长度方向,使得第一侧面与第二侧面在第一壁部的长度方向上形成有间隙,即泄压部件与第一凹槽的槽侧面沿第一壁部的长度方向形成有间隙,由于第一壁部为长方形壁部,在电池单体的膨胀时,第一壁部沿长度方向的变相量更大,该间隙可以沿第一壁部的长度方向为泄压部件提供缓冲空间,降低槽侧面沿第一壁部的长度方向挤压泄压部件而造成泄压部件变形的风险。
在一些实施例中,沿第一壁部的厚度方向,泄压部件位于泄压孔背离外壳的内部的一侧。这样,可以将泄压部件安装在第一壁部的外侧,使得泄压部件安装更为方便。
在一些实施例中,电池单体还包括防护件,沿第一壁部的厚度方向,防护件位于泄压部件背离外壳的内部的一侧,防护件覆盖第一凹槽。防护件可以对泄压部件起到防护作用,降低外界的物质(杂质、电解液)进入第一凹槽内腐蚀泄压部件的风险。
在一些实施例中,沿第一壁部的厚度方向,第一壁部具有背离外壳的内部的外表面,外表面设置有第二凹槽,第一凹槽设置于第二凹槽的槽底面,防护件至少部分容纳于第二凹槽。这样,能够降低防护件凸出于第一壁部的外表面的高度,减少防护件占用外壳的外部的空间。
在一些实施例中,沿第一壁部的厚度方向,泄压部件位于泄压孔面向外壳的内部的一侧。这样,可以将泄压部件安装在第一壁部的内侧,第一壁部可以对泄压部件起到保护作用,降低第一壁部被外部部件损坏的风险。
在一些实施例中,电池单体还包括防护件,沿第一壁部的厚度方向,防护件位于泄压孔背离外壳的内部的一侧,防护件覆盖泄压孔。防护件可以对泄压部件起到防护作用,降低外界的物质(杂质、电解液)进入泄压孔内腐蚀泄压部件的风险。
在一些实施例中,外壳包括外壳和端盖,壳体具有开口,端盖封闭开口;其中,端盖为第一壁部;和/或,壳体的至少一个壁部为第一壁部。
第二方面,本申请实施例提供一种电池,包括第一方面任意一个实施例提供的电池单体。
第三方面,本申请实施例提供一种用电设备,包括第一方面任意一个实施例提供的电池单体。
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爆炸图;
图3为本申请一些实施例提供的电池单体的爆炸图;
图4为本申请一些实施例提供的电池单体的剖视图;
图5为图4所示的电池单体(泄压部件与第一壁部分离)的轴测图;
图6为图5所示的泄压部件与第一壁部装配后的局部视图;
图7为图6所示的第一壁部的局部视图;
图8为本申请一些实施例提供的泄压部件与第一壁部装配后的俯视图;
图9为图8所示的第一壁部的俯视图;
图10为本申请另一些实施例提供的泄压部件与第一壁部装配后的俯视图;
图11为本申请一些实施例提供的泄压部件与第一壁部装配后的局部视图;
图12为本申请另一些实施例提供的泄压部件与第一壁部装配后的局部视图;
图13为本申请又一些实施例提供的泄压部件与第一壁部装配后的局部视图;
图14为图4所示的电池单体的A处的局部放大图;
图15为本申请另一些实施例提供的电池单体(泄压部件和防护件均与第一壁部分离)的轴测图;
图16为本申请一些实施例提供的电池单体的局部视图;
图17为本申请另一些实施例提供的电池单体的局部视图;
图18为本申请又一些实施例提供的电池单体的局部视图;
图19为本申请另一些实施例提供的电池单体的爆炸图;
图20为图19所示的电池单体的剖视图;
图21为图20所示的电池单体的B处的局部放大图;
图22为本申请又一些实施例提供的泄压部件、防护件和第一壁部装配后的局部视图;
图23为申请再一些实施例提供的泄压部件、防护件和第一壁部装配后的局部视图;
图24为本申请再一些实施例提供的电池单体的爆炸图;
图25为图24所示的电池单体的剖视图。
图标:1-外壳;11-壳体;12-端盖;13-第一壁部;131-第一凹槽;1311-槽侧面;1311a-第一区域;1311b-第二侧面;1311c-第三侧面;1312-第一槽底面;1313-槽底壁;1313a-第二焊接区;132-泄压孔;133-焊印部;134-第一表面;135-外表面;136-第二凹槽;137-凸起;2-电极组件;21-极耳;3-电极端子;4-集流构件;5-第一绝缘件;6-第二绝缘件;7-泄压部件;71-外周面;711-第一侧面;72-第一焊接区;73-薄弱部;74-刻痕槽;75-沉槽;8-间隙;9-防护件;10-电池单体;20-箱体;201-第一部分;202-第二部分;100-电池;200-控制器;300-马达;1000-车辆;X-长度方向;Y-宽度方向;Z-厚度方向。
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。
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。
电池单体包括但不限于锂离子电池、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。
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,可以起到降低正负极短路的风险,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,隔离件为隔离膜。隔离膜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质,电解质在正、负极之间起到传导离子的作用。电解质可以是液态的、凝胶态的或固态的。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。
其中,固态电解质包括聚合物固态电解质、无机固态电解质、复合固态电解质。
作为示例,聚合物固态电解质可以为聚醚(聚氧化乙烯)、聚硅氧烷、聚碳酸酯、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、单离子聚合物、聚离子液体-锂盐、纤维素等。
作为示例,无机固态电解质可以包括氧化物固体电解质(晶态的钙钛矿、钠超导离子导体、石榴石、非晶态的LiPON薄膜)、硫化物固体电解质(晶态的锂超离子导体(锂锗磷硫、硫银锗矿)、非晶体硫化物)以及卤化物固体电解质、氮化物固体电解质及氢化物固体电解质中的一种或多种。
作为示例,复合固态电解质通过在聚合物固体电解质中增加无机固态电解质填料形成。
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,还需要考虑电池单体的可靠性。
在电池技术中,可以在电池单体中设置泄压部件来提高电池单体的可靠性。电池单体上的泄压部件对电池的可靠性有着重要影响。例如,当发生短路、过充等现象时,可能会导致电池单体内部发生热失控从而压力或温度骤升。这种情况下通过泄压部件可以将内部压力及温度向外释放,以降低电池单体发生爆炸、起火的概率。
在电池单体中,可以采用与外壳的壁部一体成型的一体式泄压部件,也可以采用与外壳的壁部分体设置的分体式泄压部件。对于分体式泄压部件而言,可以在外壳的壁部上设置泄压孔,泄压部件可以固定于外壳的壁部并覆盖泄压孔。在电池单体热失控时,通过泄压部件泄放电池单体内部的压力。
为降低外部部件对泄压部件的影响,可以在外壳的壁部上设置凹槽,泄压孔设置于凹槽的槽底面,泄压部件容纳于凹槽内并覆盖泄压孔。泄压部件容纳于凹槽内后,泄压部件与凹槽的槽侧面形成过盈配合,在电池单体正常使用过程中,电池单体可能会发生膨胀,造成外壳的壁部发生变形,凹槽的槽侧面将挤压泄压部件,导致泄压部件变形,容易造成泄压部件提前破损打开,影响电池单体的使用寿命。
鉴于此,本申请实施例提供一种电池单体,通过在凹槽的槽侧面沿凹槽的周向的至少部分与泄压部件之间形成间隙,在第一壁部因电池单体膨胀而发生变形时,泄压部件与槽侧面之间的间隙可以为泄压部件提供缓冲空间,降低槽侧面挤压泄压部件而造成泄压部件变形的风险,进而降低了泄压部件在电池单体正常使用过程中提前打开的风险,提高了泄压部件的使用寿命,进而提高了电池单体的使用寿命。
本申请实施例描述的电池单体适用于电池以及使用电池单体的用电设备。
用电设备可以是车辆、手机、便携式设备、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;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、电动汽车玩具、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。本申请实施例对上述用电设备不做特殊限制。
以下实施例为了方便说明,以用电设备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的内部设置有电池100,电池100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池100可以用于车辆1000的供电,例如,电池100可以作为车辆1000的操作电源。
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不仅仅可以作为车辆1000的操作电源,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,图2为本申请一些实施例提供的电池100的爆炸图。电池100包括电池单体10和箱体20,电池单体10容纳于箱体20内。
其中,箱体20是容纳电池单体10的部件,箱体20为电池单体10提供容纳空间,箱体20可以采用多种结构。在一些实施例中,箱体20可以包括第一部分201和第二部分202,第一部分201与第二部分202相互盖合,以限定出用于容纳电池单体10的容纳空间。第一部分201和第二部分202可以是多种形状,比如,长方体状、圆柱体状等。第一部分201可以是一侧开放的空心结构,第二部分202也可以是一侧开放的空心结构,第二部分202的开放侧盖合于第一部分201的开放侧,则形成具有容纳空间的箱体20。也可以是第一部分201为一侧开放的空心结构,第二部分202为板状结构,第二部分202盖合于第一部分201的开放侧,则形成具有容纳空间的箱体20。第一部分201与第二部分202可以通过密封元件来实现密封,密封元件可以是密封圈、密封胶等。
在电池100中,电池单体10可以是一个、也可以是多个。若电池单体10为多个,多个电池单体10之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池单体10中既有串联又有并联。可以是多个电池单体10先串联或并联或混联组成电池模块,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20内。也可以是所有电池单体10之间直接串联或并联或混联在一起,再将所有电池单体10构成的整体容纳于箱体20内。
请参照图3和图4,图3为本申请一些实施例提供的电池单体10的爆炸图,图4为本申请一些实施例提供的电池单体10的剖视图。电池单体10可以包括外壳1和电极组件2,电极组件2容纳于外壳1内。
在一些实施例中,外壳1可以包括壳体11和端盖12,壳体11具有开口,端盖12封闭壳体11的开口。
壳体11是用于容纳电极组件2的部件,壳体11可以是一端形成开口的空心结构,壳体11可以是相对的两端形成开口的空心结构。壳体11可以是多种形状,比如,圆柱体状、长方体状等。壳体11的材质可以是多种,比如,铜、铁、铝、钢、铝合金等。
端盖12是封闭壳体11的开口以将电池单体10的内部环境与外部环境隔绝的部件。端盖12与壳体11共同限定出用于容纳电极组件2、电解液以及其他部件的收容空间。端盖12可以通过焊接或卷封的方式连接于壳体11,以封闭壳体11的开口。端盖12的形状可以与外壳1的形状相适配,比如,壳体11为长方体结构,端盖12为与外壳1相适配的矩形板状结构,再如,壳体11为圆柱体结构,端盖12为与壳体11相适配的圆形板状结构。端盖12的材质也可以是多种,比如,铜、铁、铝、钢、铝合金、塑料等,端盖12与壳体11的材质可以相同,也可以不同。
在壳体11为一端形成开口的实施例中,端盖12可以对应设置一个。在壳体11为相对的两端形成开口的实施例中,端盖12可以对应设置两个,两个端盖12分别封闭壳体11的两个开口,两个端盖12与壳体11共同限定出收容空间。
在一些实施例中,电池单体10还可以包括电极端子3,电极端子3设置外壳1上,电极端子3用于与电极组件2的极耳21电连接,以输入或输出电池单体10的电能。电极端子3可以设置外壳1的壳体11上,也可以设置于外壳1的端盖12上。电极端子3与极耳21可以直接连接,比如,电极端子3与极耳21直接焊接。电极端子3与极耳21也可以间接连接,比如,电极端子3与极耳21通过集流构件4间接连接。集流构件4可以是金属导体,比如,铜、铁、铝、钢、铝合金等。
作为示例,如图3和图4所示,壳体11为一端形成开口的空心结构,外壳1中的端盖12为一个,一个端盖12封闭壳体11的一个开口。端盖12上设置有两个电极端子3,两个电极端子3分别为正电极端子和负电极端子,电极组件2面向端盖12的一端形成有正极耳和负极耳,正电极端子与正极耳通过一个集流构件4连接,负电极端子与负极耳电通过另一个集流构件4连接。
在一些实施例中,请继续参照图3和图4,电池单体10还可以包括第一绝缘件5和第二绝缘件6,第一绝缘件5和第二绝缘件6是将壳体11与电极组件2分隔的部件,第一绝缘件5包覆于电极组件2的周围,第二绝缘件6设置于电极组件2背离端盖12的一侧,通过第一绝缘件5和第二绝缘件6来实现壳体11与电极组件2的绝缘隔离。第一绝缘件5和第二绝缘件6为绝缘材质,比如,塑料、橡胶等。
需要说明的是,外壳1内的电极组件2可以是一个,也可以是多个。若电极组件2为一个,第一绝缘件5则包覆于该电极组件2的周围;若电极组件2为多个,可以是一个电极组件2对应设置一个第一绝缘件5,每个第一绝缘件5包覆于一个电极组件2的周围,也可以是多个电极组件2作为一个整体部件,第一绝缘件5包覆于该整体部件的周围。
作为示例,如图3和图4所示,外壳1内的电极组件2为两个,第一绝缘件5为包覆于两个电极组件2的周围的绝缘膜,第二绝缘件6为设置于两个电极组件2的底部的底托板。
请参照图5-图7,图5为图4所示的电池单体10(泄压部件7与第一壁部13分离)的轴测图;图6为图5所示的泄压部件7与第一壁部13装配后的局部视图;图7为图6所示的第一壁部13的局部视图。本申请实施例提供一种电池单体10,包括外壳1和泄压部件7。外壳1包括第一壁部13,第一壁部13设置有第一凹槽131,第一凹槽131包括槽侧面1311和第一槽底面1312,槽侧面1311围设于第一槽底面1312的周围,第一槽底面1312设置有泄压孔132。泄压部件7设置于第一凹槽131内,泄压部件7抵靠于第一槽底面1312并覆盖泄压孔132。其中,槽侧面1311沿第一凹槽131的周向的至少部分与泄压部件7之间形成有间隙8。
泄压部件7是泄放电池单体10内部的压力的部件,可以是在电池单体10内部压力达到阈值时,通过泄压部件7排出电池单体10内部的排放介质,以达到泄压的目的。排放介质包括但不限于:电解液、被溶解或分裂的正负极片、隔离件的碎片、反应产生的气体、火焰等。泄压部件7可以是设置于外壳1的片状件,泄压部件7可以设置于外壳1的壳体11,也可以设置于外壳1的端盖12。
第一壁部13可以是外壳1的端盖12,可以理解的是,泄压部件7设置于在端盖12上;第一壁部13也可以是外壳1中的壳体11的至少一个壁部,可以理解的是,泄压部件7设置于在壳体11上。第一壁部13可以是圆形壁部、多边形壁部等。多边形壁部可以是三边形壁部、四边形壁部、五边形壁部、六边形壁部等。在一些实施例中,外壳1为圆柱状,第一壁部13为圆形壁部;在另一些实施例中,外壳1为长方体状,第一壁部13为长方形壁部。泄压部件7可以固定于第一壁部13,泄压部件7与第一壁部13有多种连接方式,比如,焊接、粘接等。
第一凹槽131可以通过多种方式成型于第一壁部13,比如,冲压成型、铣削成型、激光刻蚀成型等。槽侧面1311为沿第一凹槽131的周向延伸的封闭结构。沿第一凹槽131的深度方向,第一凹槽131的槽口与第一槽底面1312相对设置,第一凹槽131的深度方向可以平行于第一壁部13的厚度方向Z。第一凹槽131可以是多边形槽、圆形槽等。若第一凹槽131为多边形槽,槽侧面1311的横截面为多边形,第一槽底面1312可以为多边形;若第一凹槽131为圆形,槽侧面1311的横截面为圆形,第一槽底面1312可以为圆形。其中,槽侧面1311的横截面垂直于第一凹槽131的深度方向。槽侧面1311可以包括多个侧面,沿第一凹槽131的周向,多个侧面首尾依次连接,侧面可以是平行于第一壁部13的厚度方向Z的面,侧面可以垂直于第一槽底面1312;侧面也可以是与第一槽底面1312呈钝角设置的斜面。当然,侧面可以是平面,也可以是圆弧面。若侧面为圆弧面,侧面可以是中心线平行于第一壁部13的厚度方向Z的圆弧面,也可以是中心线垂直于第一壁部13的厚度方向Z的圆弧面。
泄压部件7设置于凹槽内,泄压部件7可以全部位于第一凹槽131内,也可以一部分位于第一凹槽131内,一部分位于第一凹槽131外。泄压部件7可以直接与第一槽底面1312接触,实现泄压部件7直接抵靠于第一槽底面1312;泄压部件7也可以通过中间件间接抵靠于第一槽底面1312。比如,泄压部件7焊接于第一凹槽131的槽底壁1313,使得泄压部件7与第一槽底面1312接触,泄压部件7直接抵靠于第一槽底面1312;再如,泄压部件7通过胶层粘接于第一凹槽131的槽底壁1313,泄压部件7通过胶层间接抵靠于第一槽底面1312。
泄压部件7覆盖泄压孔132,泄压部件7将泄压孔132遮挡,沿第一壁部13的厚度方向Z,泄压孔132的孔壁面的投影可以全部位于泄压部件7。泄压部件7可以位于泄压孔132沿第一壁部13的厚度方向Z面向外壳1的内部的一侧,也可以位于泄压孔132沿第一壁部13的厚度方向Z背离外壳1的内部的一侧。若泄压部件7位于泄压孔132沿第一壁部13的厚度方向Z面向外壳1的内部的一侧,泄压部件7将泄压孔132与外壳1的内部空间隔开,在电池单体10热失控时,泄压部件7被破坏,泄压孔132与外壳1的内部空间连通,外壳1的内部的排放介质可以通过泄压孔132排出。若泄压部件7位于泄压孔132沿第一壁部13的厚度方向Z背离外壳1的内部的一侧,泄压孔132与外壳1的内部空间连通,泄压部件7将泄压孔132与外壳1的外部空间隔开,在电池单体10热失控时,泄压部件7被破坏,泄压孔132将外壳1的内部空间与外壳1的外部空间的连通,外壳1的内部的排放介质可以通过泄压孔132排出。
第一凹槽131的周向环绕第一凹槽131的深度方向,第一凹槽131的槽口的周向即为第一凹槽131的周向。可以是槽侧面1311沿第一凹槽131的周向的一部分与泄压部件7之间形成有间隙8,也可以是槽侧面1311沿第一凹槽131的周向的全部与泄压部件7之间形成有间隙8。泄压部件7具有面向槽侧面1311的外周面71,外周面71为沿泄压部件7周向延伸的封闭结构。若槽侧面1311沿第一凹槽131的周向的一部分与泄压部件7的外周面71形成有间隙8,槽侧面1311沿第一凹槽131的另一部分与泄压部件7的外周面71未形成间隙8,则槽侧面1311沿第一凹槽131的周向的一部分与泄压部件7之间形成有间隙8,该间隙8为沿第一凹槽131的周向延伸的非封闭结构;若槽侧面1311沿第一凹槽131的周向全部与泄压部件7的外周面71形成有间隙8,则槽侧面1311沿第一凹槽131的周向的全部与泄压部件7之间形成有间隙8,该间隙8为沿第一凹槽131的周向延伸的封闭结构,即该间隙8为环形间隙。
在本实施例中,槽侧面1311沿第一凹槽131的周向的至少部分与泄压部件7之间形成有间隙8,在第一壁部13因电池单体10膨胀而发生变形时,泄压部件7与槽侧面1311之间的间隙8可以为泄压部件7提供缓冲空间,降低槽侧面1311挤压泄压部件7而造成泄压部件7变形的风险,进而降低了泄压部件7在电池单体10正常使用过程中提前打开的风险,提高了泄压部件7的使用寿命,进而提高了电池单体10的使用寿命。
在一些实施例中,请参照图8和图9,图8为本申请一些实施例提供的泄压部件7与第一壁部13装配后的俯视图;图9为图8所示的第一壁部13的俯视图。槽侧面1311(图7中示出)包括与泄压部件7形成有间隙8的第一区域1311a。沿第一凹槽131的周向,第一区域1311a的长度为L1,槽侧面1311的周长为L,满足:0.2≤L1/L≤1。
第一区域1311a的长度为槽侧面1311沿第一凹槽131的周向与泄压部件7形成有间隙8的部分的总长度。在测量第一区域1311a的长度以及槽侧面1311的周长时,可以沿着槽侧面1311位于第一凹槽131的槽口位置的边缘进行测量。
L1/L可以是0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
作为示例,如图8和图9所示,槽侧面1311包括两个第二侧面1311b和两个第三侧面1311c,第一壁部13为长方形壁部,两个第二侧面1311b沿第一壁部13的长度方向X相对设置,两个第三侧面1311c沿第一壁部13的宽度方向Y相对设置,一个第二侧面1311b、一个第三侧面1311c、另一个第二侧面1311b和另一个第三侧面1311c首尾依次连接形成封闭结构。其中,第二侧面1311b沿第一壁部13的宽度方向Y延伸,第三侧面1311c为圆弧面,两个第二侧面1311b与泄压部件7之间形成有间隙8,每个第三侧面1311c仅有一部分与泄压部件7之间形成有间隙8。可以理解的是,两个第三侧面1311c与泄压部件7形成有间隙8的部分和两个第二侧面1311b构成第一区域1311a,沿第一凹槽131的周向,两个第三侧面1311c与泄压部件7形成有间隙8的部分和两个第二侧面1311b的总长即为第一区域1311a的长度,两个第二侧面1311b和两个第三侧面1311c的总长即为槽侧面1311的周长。
在本实施例中,0.2≤L1/L≤1,使得槽侧面1311在周向上的较长部分与泄压部件7之间形成间隙8,减少槽侧面1311在第一壁部13变形时对泄压部件7的挤压范围,进一步降低泄压部件7在电池单体10正常使用过程中提前打开的风险。
在一些实施例中,0.5≤L1/L≤1。
在本实施例中,L1/L可以是0.5、0.53、0.55、0.58、0.6、0.63、0.65、0.68、0.7、0.73、0.75、0.78、0.8、0.83、0.85、0.88、0.9、0.93、0.95、0.98、1等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在一些实施例中,请参照图10,图10为本申请另一些实施例提供的泄压部件7与第一壁部13装配后的俯视图。槽侧面1311沿第一凹槽131的周向的全部与泄压部件7之间形成有间隙8。
可以理解的是,槽侧面1311与泄压部件7的外周面71之间形成的间隙8为沿第一凹槽131的周向延伸的环形间隙。在本实施例中,第一区域1311a即为槽侧面1311,L1/L=1。
在本实施例中,槽侧面1311的整周与泄压部件7都存在间隙8,该间隙8为环绕于泄压部件7周围的环形结构,进一步降低槽侧面1311在第一壁部13变形时对泄压部件7的挤压作用,进一步降低泄压部件7在电池单体10正常使用过程中提前打开的风险。
在一些实施例中,请参照图11,图11为本申请一些实施例提供的泄压部件7与第一壁部13装配后的局部视图。泄压部件7与第一凹槽131的槽底壁1313焊接连接,并形成有焊印部133。
第一凹槽131的槽底壁1313为泄压部件7沿第一凹槽131的深度方向位于第一槽底面1312以下具有厚度的实体部分。焊印部133为泄压部件7与槽底壁1313焊接连接形成的焊印部分,焊印部133可以由泄压部件7的一部分与槽底壁1313的一部分熔融在一起形成。焊印部133可以是沿泄压部件7的周向延伸的环形结构,也可以是沿泄压部件7的周向间隔排布的多段结构,也可以是沿直线轨迹延伸的长条状结构。
在本实施例中,泄压部件7与槽底壁1313焊接连接,实现泄压部件7固定于第一壁部13,提高泄压部件7与第一壁部13的连接强度。
在一些实施例中,请继续参照图11,沿第一壁部13的厚度方向Z,焊印部133的投影全部位于泄压部件7。
沿第一壁部13的厚度方向Z观察,焊印部133全部位于泄压部件7的外边缘限定的区域内,焊印部133并不具有位于泄压部件7的外边缘限定的区域外的部分。焊印部133具有位于泄压部件7的部分,也具有位于槽底壁1313的部分。
在本实施例中,可以通过穿透焊的方式将泄压部件7焊接于第一凹槽131的槽底壁1313,焊接方式简单,焊接后形成的焊印部133可以穿过泄压部件7并嵌入第一凹槽131的槽底壁1313,能够提高泄压部件7与第一壁部13的连接强度。此外,由于焊印部133沿第一壁部13的厚度方向Z的投影位于泄压部件7,使得焊印部133并未凸出于泄压部件7的边缘,使得焊印部133并未位于泄压部件7与槽侧面1311之间的间隙8内,降低槽侧面1311在第一壁部13变形时通过焊印部133挤压泄压部件7的风险。
在一些实施例中,请继续参照图11,泄压部件7和槽底壁1313具有重叠区,泄压部件7包括位于泄压部件7的第一焊接区72和位于槽底壁1313的第二焊接区1313a,第二焊接区1313a限定出泄压孔132,第一焊接区72和第二焊接区1313a焊接连接,并形成焊印部133。沿第一壁部13的厚度方向Z,第一焊接区72的最小厚度为H1,第二焊接区1313a的最小厚度为H2,焊印部133的最大高度为H3,满足:H1<H3≤H1+H2。
重叠区为泄压部件7和槽底壁1313沿第一壁部13的厚度方向Z重叠在一起的部分。第一焊接区72为泄压部件7与槽底壁1313沿第一壁部13的厚度方向Z重叠的部分。第二焊接区1313a为槽底壁1313与泄压部件7沿第一壁部13的厚度方向Z重叠的部分,可以是槽底壁1313为第二焊接区1313a,也可以是槽底壁1313的一部分为第二焊接区1313a。可以理解的是,沿第一壁部13的厚度方向Z观察,第一焊接区72与第二焊接区1313a重叠。
沿第一壁部13的厚度方向Z,第一焊接区72最薄位置的厚度即为第一焊接区72的最小厚度,若第一焊接区72的厚度是均匀的,第一焊接区72任意区域的厚度均为第一焊接区72的最小厚度。沿第一壁部13的厚度方向Z,第二焊接区1313a最薄位置的厚度即为第二焊接区1313a的最小厚度,若第二焊接区1313a的厚度是均匀的,第二焊接区1313a任意区域的厚度均为第二焊接区1313a的最小厚度。焊印部133的最大高度为焊印部133在第一壁部13的厚度方向Z的最大尺寸。
在本实施例中,H3>H1,使得焊印部133的部分能够嵌入到第二焊接区1313a,实现泄压部件7与槽底壁1313的稳定连接;H3≤H1+H2,使得焊印部133并未完全穿透第二焊接区1313a,降低第二焊接区1313a被焊穿的风险。
在一些实施例中,0.2mm≤H1≤1mm。
在本实施例中,H1可以是0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在本实施例中,H1≥0.2mm,使得第一焊接区72具有足够的厚度,使得第一焊接区72具有足够的强度;H1≤1mm,使得第一焊接区72的厚度不至于过大,有利于降低焊接功率,提高焊接效果。
在一些实施例中,0.45mm≤H1≤0.75mm。
在本实施例中,H1可以是0.45mm、0.48mm、0.5mm、0.53mm、0.55mm、0.58mm、0.6mm、0.63mm、0.65mm、0.68mm、0.7mm、0.73mm、0.75mm等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在一些实施例中,0.2mm≤H2≤5mm。
在本实施例中,H2可以是0.2mm、0.5mm、1mm、1.5mm、2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在本实施例中,H2≥0.2mm,使得第二焊接区1313a具有足够的厚度,降低第二焊接区1313a被焊穿的风险;H2≤5mm,使得第二焊接区1313a的厚度不至于过大,节省材料,具有更好的经济性。
在一些实施例中,0.8mm≤H2≤3mm。
在本实施例中,H2可以是0.8mm、1mm、1.3mm、1.5mm、1.8mm、2mm、2.3mm、2.5mm、2.8mm、3mm等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在一些实施例中,请继续参照图11,沿第一方向,泄压部件7的至少一端形成有第一侧面711,槽侧面1311包括面向第一侧面711的第二侧面1311b,第一侧面711与第二侧面1311b之间形成有间隙8,第一方向与第一壁部13的厚度方向Z相交。
第一方向与第一壁部13的厚度方向Z也可以垂直,也可以呈锐角或钝角设置。若第一壁部13为圆形壁部,第一方向可以是平行于第一壁部13的径向;若第一壁部13多边形壁部,以第一壁部13为长方形壁部为例,第一方向可以平行于第一壁部13的长度方向X,也可以平行于第一壁部13的宽度方向Y。在图11示出的实施例中,第一壁部13为长方形壁部,第一方向平行于第一壁部13的长度方向X,第一方向垂直于第一壁部13的厚度方向Z。
第一侧面711为泄压部件7沿第一方向的端面,第一侧面711为泄压部件7的外周面71(图10中示出)的一部分,外周面71中的第一侧面711可以是一个,也可以是两个。第二侧面1311b为槽侧面1311的一部分,第二侧面1311b与第一侧面711一一对应,槽侧面1311中的第二侧面1311b可以是一个,也可以是两个。作为示例,沿第一方向,泄压部件7的两端均形成有第一侧面711,槽侧面1311包括两个第二侧面1311b,一个第一侧面711与一个第二侧面1311b之间形成有间隙8,另一个第一侧面711与第二侧面1311b之间也形成有间隙8。
第一侧面711可以平行于第一壁部13的厚度方向Z,也可以与第一壁部13的厚度方向Z呈非零夹角设置。第一侧面711可以是平面,也可以是非平面,比如,圆弧面。若第一侧面711为圆弧面,第一侧面711的中心线可以平行于或垂直于第一壁部13的厚度方向Z。第二侧面1311b可以平行于第一壁部13的厚度方向Z,也可以与第一壁部13的厚度方向Z呈非零夹角设置。第二侧面1311b可以是平面,也可以是非平面,比如,圆弧面。若第二侧面1311b为圆弧面,第二侧面1311b的中心线可以平行于或垂直于第一壁部13的厚度方向Z。
在本实施例中,由于第一侧面711与第二侧面1311b之间形成有间隙8,在第一壁部13发生变形时,第二侧面1311b沿第一方向不易对第一侧面711造成挤压,降低泄压部件7在第一方向上受到挤压力而发生变形的风险。
在一些实施例中,请继续参照图11,第一侧面711平行于第二侧面1311b。
作为示例,第一侧面711和第二侧面1311b均为平面。
作为示例,槽侧面1311包括两个第二侧面1311b和两个第三侧面1311c(图9中示出),一个第二侧面1311b、一个第三侧面1311c、另一个第二侧面1311b和另一个第三侧面1311c首尾依次连接形成封闭结构,泄压部件7面向第三侧面1311c的侧面平行于第三侧面1311c,第三侧面1311c为圆弧面,第三侧面1311c的中心线平行于第一壁部13的厚度方向Z。
在本实施例中,第一侧面711平行于第二侧面1311b,使得第一侧面711与第二侧面1311b之间的距离沿第一凹槽131的深度方向并未发生明显的变化,第二侧面1311b很难沿第一方向挤压第一侧面711。
在一些实施例中,请继续参照图11,第二侧面1311b平行于第一壁部13的厚度方向Z。
作为示例,第二侧面1311b和第一槽底面1312均为平面,第二侧面1311b垂直于第一槽底面1312(图7中示出)。
在本实施例中,第二侧面1311b平行于第一壁部13的厚度方向Z,能够简化第一壁部13的结构,有利于降低第一凹槽131的成型难度。
在一些实施例中,请参照图12和图13,图12为本申请另一些实施例提供的泄压部件7与第一壁部13装配后的局部视图;图13为本申请又一些实施例提供的泄压部件7与第一壁部13装配后的局部视图。第一侧面711与第二侧面1311b沿第一方向的距离沿第一凹槽131的深度方向逐渐减小。
第一凹槽131的深度方向为第一凹槽131的槽口指向第一凹槽131的第一槽底面1312的方向,第一凹槽131的深度方向可以平行于第一壁部13的厚度方向Z。
可以理解的是,第一侧面711与第二侧面1311b之间在第一方向上形成间隙8沿第一凹槽131的深度方向逐渐减小,第一侧面711与第二侧面1311b之间最窄位置的距离可以等于零,也可以大于零。
在第一壁部13发生变形时,第二侧面1311b越靠近第一槽底面1312的部分变形量越小,对第一侧面711的挤压作用越小,第二侧面1311b越靠近第一凹槽131的槽口的部分变形量越大,对第一侧面711的挤压作用越大,将第一侧面711与第二侧面1311b沿第一方向的距离沿第一凹槽131的深度方向逐渐减小,可以降低第二侧面1311b在第一壁部13发生变形时对第一侧面711的挤压作用,并且可以减小泄压部件7安装时沿第一方向在第一凹槽131内的活动范围,降低泄压部件7的安装难度,提高泄压部件7的安装精度。
在一些实施例中,请参照图12,第二侧面1311b为与第一壁部13的厚度方向Z呈非零夹角设置的斜面。
第二侧面1311b与第一壁部13的厚度方向Z所呈夹角为a,0°<a≤90°。
作为示例,第一槽底面1312为平面,第二侧面1311b与第一槽底面1312(图7中示出)呈钝角设置,第一侧面711与第一槽底面1312的连接位置与第二侧面1311b之间沿第一方向的间隙8最小。
作为示例,槽侧面1311(图7中示出)包括两个第二侧面1311b和两个第三侧面1311c(图9中示出),一个第二侧面1311b、一个第三侧面1311c、另一个第二侧面1311b和另一个第三侧面1311c首尾依次连接形成封闭结构。第三侧面1311c与第一壁部13的厚度方向Z呈非零夹角设置,第三侧面1311c与第一槽底面1312呈钝角设置,第三侧面1311c为圆锥面。
在本实施例中,通过将第二侧面1311b设置为斜面,有利于实现第一侧面711与第二侧面1311b沿第一方向的距离沿第一凹槽131的深度方向逐渐减小,在装配时,倾斜的第二侧面1311b可以起到引导泄压部件7的作用,便于泄压部件7进入到第一凹槽131内。
在一些实施例中,请参照图13,第二侧面1311b的纵截面的至少一部分为圆弧形,第二侧面1311b的纵截面平行于第一方向和第一壁部13的厚度方向Z。
第二侧面1311b的纵截面可以整体为圆弧形,也可以仅有一部分为圆弧形。
作为示例,第二侧面1311b为圆弧面,第二侧面1311b的中心线的延伸方向、第一方向和第一壁部13的厚度方向Z两两垂直。第二侧面1311b的纵截面的圆心位于第二侧面1311b的中心线。第一侧面711与第一槽底面1312(图7中示出)的连接位置与第二侧面1311b之间沿第一方向的间隙8最小。其中,第二侧面1311b的中心线的延伸方向可以平行于第一壁部13的宽度方向Y,第一方向可以平行于第一壁部13的长度方向X。
作为示例,槽侧面1311包括两个第二侧面1311b和两个第三侧面1311c(图9中示出),一个第二侧面1311b、一个第三侧面1311c、另一个第二侧面1311b和另一个第三侧面1311c首尾依次连接形成封闭结构。沿第一凹槽131的周向,第三侧面1311c沿圆弧方向延伸。第三侧面1311c的横截面和纵截面均为圆弧形,其中,第三侧面1311c的纵截面垂直于第三侧面1311c的延伸方向;第三侧面1311c的横截面平行于第一方向,且垂直于第一壁部13的厚度方向Z。
在本实施例,第二侧面1311b的纵截面的至少一部分为圆弧形,有利于实现第一侧面711与第二侧面1311b沿第一方向的距离沿第一凹槽131的深度方向逐渐减小,在装配时,第二侧面1311b可以起到引导泄压部件7的作用,便于泄压部件7进入到第一凹槽131内。
在一些实施例中,请参照图11-图13,第一侧面711平行于第一壁部13的厚度方向Z。
作为示例,第一侧面711为垂直于第一凹槽131的第一槽底面1312的平面。
作为示例,泄压部件7面向第三侧面1311c的表面平行于第一壁部13的厚度方向Z。
在本实施例中,第一侧面711平行于第一壁部13的厚度方向Z,能够简化泄压部件7的结构,有利于降低泄压部件7的成型难度。
在一些实施例中,请继续参照图11-图13,泄压部件7具有薄弱部73,薄弱部73被配置为能够裂开,以泄放电池单体10的内部压力。泄压部件7与第一凹槽131的槽底壁1313焊接连接,并形成有焊印部133,沿第一方向,焊印部133至少部分位于第一侧面711和薄弱部73之间,第一侧面711与第二侧面1311b的最大距离为B1,焊印部133与第一侧面711的最小距离为B2,焊印部133与薄弱部73的最小距离为B3,满足:0.3≤(B1+B2)/B3≤2.5。
薄弱部73为泄压部件7中较其他区域强度更低的部分。薄弱部73可以是泄压部件7上被弱化处理的部分,比如,对泄压部件7局部进行退火处理,以降低该区域的强度,从而形成薄弱部73;再如,在泄压部件7上设置槽,以在该槽的区域形成薄弱区。在电池单体10热失控时,泄压部件7可以在薄弱部73裂开,泄压部件7开启,以泄放电池单体10内部的压力。
作为示例,泄压部件7设置有刻痕槽74,泄压部件7在设置刻痕槽74的区域形成薄弱部73。沿第一方向,焊印部133与薄弱部73的最小距离可以是焊印部133与刻痕槽74的槽底面的边缘的最小距离。其中,刻痕槽74可以是沿封闭轨迹延伸,比如,刻痕槽74为环形槽;刻痕槽74也可以沿非封闭轨迹延伸,比如,刻痕槽74为弧形槽、U形槽、H形槽等。在图11-图13示出的实施例中,刻痕槽74为环形槽,焊印部133环绕设置于刻痕槽74的外侧。
为减小刻痕槽74的加工深度,可以在泄压部件7设置沉槽75,刻痕槽74设置于沉槽75的槽底面。沉槽75可以是多边形槽、圆形槽等。
沿第一方向,第一侧面711与第二侧面1311b两者相距最远的两个位置之间的距离即为第一侧面711与第二侧面1311b的最大距离。
作为示例,沿第一壁部13的厚度方向Z,第一壁部13具有第一表面134,第一凹槽131设置于第一表面134,槽侧面1311(图7中示出)连接第一表面134和第一槽底面1312(图7中示出),第一表面134与槽侧面1311相连位置形成第一凹槽131的槽口。第二侧面1311b与第一表面134相连位置与第一侧面711沿第一方向的距离可以是第一侧面711与第二侧面1311b的最大距离。沿第一壁部13的厚度方向Z,第一表面134可以面向或背离外壳1的内部。
沿第一方向,焊印部133与第一侧面711两者相距最近的两个位置之间的距离即为焊印部133与第一侧面711的最小距离。
在本实施例中,(B1+B2)/B3可以是0.3mm、0.5mm、0.8mm、1mm、1.3mm、1.5mm、1.8mm、2mm、2.3mm、2.5mm等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在一些实施例中,0.8≤(B1+B2)/B3≤1.5。
在本实施例中,(B1+B2)/B3可以是0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在一些实施例中,0.05mm≤B1≤20mm。
在本实施例中,B1可以是0.05mm、0.1mm、0.5mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、20mm等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
B1≥0.05mm,使得第一侧面711与第二侧面1311b之间的距离较大,降低第二侧面1311b在第一壁部13发生变形时对第一侧面711的挤压作用;B1≤20mm,使得第一侧面711与第二侧面1311b之间的距离不至于过大,减小第一凹槽131在第一方向的尺寸,降低第一凹槽131的成型难度。
在一些实施例中,1.5mm≤B1≤10mm。
在本实施例中,B1可以是1.5mm、1.8mm、2mm、2.3mm、2.5mm、2.8mm、3mm、3.3mm、3.5mm、3.8mm、4mm、4.3mm、4.5mm、4.8mm、5mm、5.3mm、5.5mm、5.8mm、6mm、6.3mm、6.5mm、6.8mm、7mm、7.3mm、7.5mm、7.8mm、8mm、8.3mm、8.5mm、8.8mm、9mm、9.3mm、9.5mm、9.8mm、10mm等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在一些实施例中,0.1mm≤B2≤20mm。
在本实施例中,B2可以是0.1mm、0.5mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、20mm等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在本实施例中,B2≥0.1mm,焊印部133与第一侧面711之间的距离不至于过小,降低泄压部件7焊接过程中在靠近第一侧面711的区域发生变形而造成间隙8变小的风险;B2≤20mm,使得焊印部133与第一侧面711之间的距离不至于过大,泄压部件7无需做得过大,有利于实现泄压部件7的小型化。
在一些实施例中,2mm≤B2≤10mm
在本实施例中,B2可以是2mm、2.3mm、2.5mm、2.8mm、3mm、3.3mm、3.5mm、3.8mm、4mm、4.3mm、4.5mm、4.8mm、5mm、5.3mm、5.5mm、5.8mm、6mm、6.3mm、6.5mm、6.8mm、7mm、7.3mm、7.5mm、7.8mm、8mm、8.3mm、8.5mm、8.8mm、9mm、9.3mm、9.5mm、9.8mm、10mm等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在一些实施例中,1mm≤B3≤20mm。
在本实施例中,B3可以是1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、20mm等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在本实施例中,B3≥1mm,使得焊印部133与薄弱部73具有足够的距离,焊印部133对薄弱部73的影响,降低因焊印部133与薄弱部73的距离过小而影响泄压部件7的爆破压力;B3≤20mm,使得焊印部133与薄弱部73之间的距离不至于过大,有利于实现泄压部件7的小型化。
在一些实施例中,3mm≤B3≤10mm。
在本实施例中,B3可以是3mm、3.3mm、3.5mm、3.8mm、4mm、4.3mm、4.5mm、4.8mm、5mm、5.3mm、5.5mm、5.8mm、6mm、6.3mm、6.5mm、6.8mm、7mm、7.3mm、7.5mm、7.8mm、8mm、8.3mm、8.5mm、8.8mm、9mm、9.3mm、9.5mm、9.8mm、10mm等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在一些实施例中,请继续参照图11-图13,第一壁部13为长方形壁部,第一方向平行于第一壁部13的长度方向X。
沿第一壁部13的厚度方向Z观察,第一壁部13大致呈长方形。长方形相邻的两条边可以直接连接,也可以通过圆角连接。
第一壁部13的长度方向X、第一壁部13的宽度方向Y和第一壁部13的厚度方向Z两两垂直。
在本实施例中,由于第一方向平行于第一壁部13的长度方向X,使得第一侧面711与第二侧面1311b在第一壁部13的长度方向X上形成有间隙8,即泄压部件7与第一凹槽131的槽侧面1311沿第一壁部13的长度方向X形成有间隙8,由于第一壁部13为长方形壁部,在电池单体10的膨胀时,第一壁部13沿长度方向X的变相量更大,该间隙8可以沿第一壁部13的长度方向X为泄压部件7提供缓冲空间,降低槽侧面1311沿第一壁部13的长度方向X挤压泄压部件7而造成泄压部件7变形的风险。
在一些实施例中,请参照图14,图14为图4所示的电池单体10的A处的局部放大图。沿第一壁部13的厚度方向Z,泄压部件7位于泄压孔132背离外壳1(图14未示出)的内部的一侧。
可以理解的是,沿第一壁部13的厚度方向Z,泄压部件7位于泄压孔132背离电极组件2的一侧。泄压孔132背离外壳1的内部的一侧即为泄压孔132面向外壳1的外部的一侧。
在本实施例中,泄压部件7位于泄压孔132背离外壳1的内部的一侧,可以将泄压部件7安装在第一壁部13的外侧,使得泄压部件7安装更为方便。
在一些实施例中,请参照图15,图15为本申请另一些实施例提供的电池单体10(泄压部件7和防护件9均与第一壁部13分离)的轴测图。电池单体10还包括防护件9,沿第一壁部13的厚度方向Z,防护件9位于泄压部件7背离外壳1的内部的一侧,防护件9覆盖第一凹槽131。
沿第一壁部13的厚度方向Z,泄压部件7背离外壳1的内部的一侧即为泄压部件7的外侧。防护件9覆盖第一凹槽131,使得第一凹槽131的槽口被防护件9遮挡,沿第一壁部13的厚度方向Z,第一凹槽131的槽口的投影全部位于防护件9。防护件9可以是平板结构,防护件9可以金属材质,比如,铜、铁、铝、钢等。防护件9也可以是非金属材质,比如、塑料、橡胶等。防护件9固定于第一壁部13,防护件9可以通过焊接、粘接等方式固定于第一壁部13。
在本实施例中,防护件9可以对泄压部件7起到防护作用,降低外界的物质(杂质、电解液)进入第一凹槽131内腐蚀泄压部件7的风险。
在一些实施例中,请参照图16-图18,图16为本申请一些实施例提供的电池单体10的局部视图;图17为本申请另一些实施例提供的电池单体10的局部视图;图18为本申请又一些实施例提供的电池单体10的局部视图。沿第一壁部13的厚度方向Z,第一壁部13具有背离外壳1的内部的外表面135,外表面135设置有第二凹槽136,第一凹槽131设置于第二凹槽136的槽底面,防护件9至少部分容纳于第二凹槽136。
第一壁部13的外表面135可以是第一壁部13沿厚度方向Z最远离电极组件2的表面。第二凹槽136的槽底面可以是第一表面134,第一凹槽131设置于第一表面134,防护件9可以抵靠于第一表面134,以使防护件9覆盖第一凹槽131。第二凹槽136可以是多边形槽、圆形槽等。防护件9可以部分容纳于第二凹槽136内,也可以全部位于第二凹槽136内。
在本实施例中,第一壁部13设置有第二凹槽136,防护件9至少部分位于第二凹槽136内,能够降低防护件9凸出于第一壁部13的外表面135的高度,减少防护件9占用外壳1的外部的空间。
在一些实施例中,请参照图19和图20,图19为本申请另一些实施例提供的电池单体10的爆炸图;图20为图19所示的电池单体10的剖视图。沿第一壁部13的厚度方向Z,泄压部件7位于泄压孔132面向外壳1的内部的一侧。
可以理解的是,沿第一壁部13的厚度方向Z,泄压部件7位于泄压孔132面向电极组件2的一侧。
在本实施例中,泄压部件7位于泄压孔132面向外壳1的内部的一侧,可以将泄压部件7安装在第一壁部13的内侧,第一壁部13可以对泄压部件7起到保护作用,降低第一壁部13被外部部件损坏的风险。
在一些实施例中,请参照图21-图23,图21为图20所示的电池单体10的B处的局部放大图;图22为本申请又一些实施例提供的泄压部件7、防护件9和第一壁部13装配后的局部视图;图23为申请再一些实施例提供的泄压部件7、防护件9和第一壁部13装配后的局部视图。电池单体10还包括防护件9,沿第一壁部13的厚度方向Z,防护件9位于泄压孔132背离外壳1(图20中示出)内部的一侧,防护件9覆盖泄压孔132。
沿第一壁部13的厚度方向Z,泄压孔132背离外壳1的内部的一侧即为泄压孔132面向外壳1的外部的一侧。沿第一壁部13的厚度方向Z,泄压部件7和防护件9分别位于泄压孔132的两侧,泄压部件7位于泄压孔132面向外壳1的内部的一侧,防护件9位于泄压孔132背离外壳1的内部的一侧。
防护件9覆盖泄压孔132,防护件9将泄压孔132遮挡,沿第一壁部13的厚度方向Z,泄压孔132的孔壁面的投影可以全部位于防护件9。
作为示例,沿第一壁部13的厚度方向Z,第一壁部13背离外壳1的内部的一侧形成有环绕泄压孔132设置的凸起137,防护件9固定于凸起137,以覆盖泄压孔132。
在本实施例中,防护件9可以对泄压部件7起到防护作用,降低外界的物质(杂质、电解液)进入泄压孔132内腐蚀泄压部件7的风险。
在一些实施例中,外壳1包括外壳1和端盖12,壳体11具有开口,端盖12封闭开口。其中,端盖12为第一壁部13;和/或,壳体11的至少一个壁部为第一壁部13。
在端盖12为第一壁部13的实施例中,若外壳1中仅设置一个端盖12,该端盖12则为第一壁部13;若外壳1中设置有两个端盖12,可以是一个端盖12为第一壁部13,也可以是两个端盖12为第一壁部13。作为示例,在图19-图23的实施例中,壳体11为一端形成开口的空心结构,端盖12为一个,该端盖12为第一壁部13。
在壳体11的至少一个壁部为第一壁部13的实施例中,可以是壳体11的一个壁部为第一壁部13,也可以是壳体11的多个壁部为第一壁部13。在一些实施例中,壳体11为一端形成开口的空心结构,壳体11与端盖12相对的壁部作为第一壁部13。在另一些实施例中,请参照图24和图25,图24为本申请再一些实施例提供的电池单体10的爆炸图;图25为图24所示的电池单体10的剖视图。壳体11为相对的两端形成开口的空心结构,端盖12为两个,两个端盖12上均设置有电极端子3,电极组件2相对的两端均形成极耳21,一个端盖12上的电极端子3与电极组件2一端的极耳21电连接,另一个端盖12上的电极端子与电极组件2另一端的极耳21电连接。其中,壳体11中的一个壁部为第一壁部13,第一壁部13沿重力方向支撑电极组件2。
本申请实施例提供一种电池100,包括上述任意一个实施例提供的电池单体10。
本申请实施例提供一种用电设备,包括上述任意一个实施例提供的电池单体10。
本申请实施例还提供一种电池单体10,电池单体10包括外壳1、电极组件2、泄压部件7和防护件9,电极组件2容纳于外壳1内。外壳1包括壳体11和端盖12,壳体11一端形成开口,端盖12封闭壳体11的开口。壳体11与端盖12相对的壁部为第一壁部13,沿第一壁部13的厚度方向Z,第一壁部13具有背离外壳1的内部的外表面135,外表面135设置有第二凹槽136,第二凹槽136的槽底面设置有第一凹槽131,第一凹槽131包括槽侧面1311和第一槽底面1312,槽侧面1311围设于第一槽底面1312的周围,第一槽底面1312设置有泄压孔132。泄压部件7设置于第一凹槽131内,泄压部件7抵靠于第一槽底面1312并覆盖泄压孔132,沿第一壁部13的厚度方向Z,泄压部件7位于泄压孔132背离电极组件2的一侧。槽侧面1311沿第一凹槽131的周向的全部与泄压部件7之间形成间隙8。防护件9设置于第二凹槽136内,并覆盖第一凹槽131。
泄压部件7包括第一焊接区72,槽底壁1313包括第二焊接区1313a,第二焊接区1313a限定出泄压孔132,第一焊接区72和第二焊接区1313a沿第一壁部13的厚度方向Z重叠设置,第一焊接区72和第二焊接区1313a焊接连接,并形成所述焊印部133。沿第一壁部13的厚度方向Z,焊印部133的投影全部位于泄压部件7,第一焊接区72的最小厚度为H1,第二焊接区1313a的最小厚度为H2,焊印部133的最大高度为H3,满足:H1<H3≤H1+H2,0.2mm≤H1≤1mm,0.2mm≤H2≤5mm。
第一壁部13为长方形壁部,沿第一壁部13的长度方向X,泄压部件7相对的两端形成有第一侧面711,槽侧面1311包括面向第一侧面711的第二侧面1311b,第二侧面1311b与第一侧面711一一对应,第一侧面711与第二侧面1311b之间形成有间隙8,第一壁部13的长度方向X与第一壁部13的厚度方向Z垂直,第一侧面711平行于第一壁部13的厚度方向Z。第二侧面1311b平行于第一壁部13的厚度方向Z;或,第二侧面1311b为与第一壁部13的厚度方向Z呈非零夹角设置的斜面;或,第二侧面1311b的纵截面为圆弧形,第二侧面1311b的纵截面平行于第一壁部13的长度方向X和厚度方向Z。泄压部件7具有薄弱部73,薄弱部73和焊印部133均为环形,焊印部133环绕于薄弱部73的外侧,泄压部件7的外周面71环绕于薄弱部73的外侧。沿第一壁部13的长度方向X,第一侧面711与第二侧面1311b的最大距离为B1,焊印部133与第一侧面711的最小距离为B2,焊印部133与薄弱部73的最小距离为B3,焊印部133与第一侧面711的最小距离为B2,0.3≤(B1+B2)/B3≤2.5,0.05mm≤B1≤20mm,0.1mm≤B2≤20mm,1mm≤B3≤20mm。
本申请实施例还提供一种电池单体10,电池单体10包括外壳1、电极组件2、泄压部件7和防护件9,电极组件2容纳于外壳1内。外壳1包括壳体11和端盖12,壳体11一端形成开口,端盖12封闭壳体11的开口。端盖12为第一壁部13,沿第一壁部13的厚度方向Z,第一壁部13具有第一表面134,第一表面134为第一壁部13的内表面,第一表面134设置有第一凹槽131,第一凹槽131包括槽侧面1311和第一槽底面1312,槽侧面1311围设于第一槽底面1312的周围,第一槽底面1312设置有泄压孔132。泄压部件7设置于第一凹槽131内,泄压部件7抵靠于第一槽底面1312并覆盖泄压孔132,沿第一壁部13的厚度方向Z,泄压部件7位于泄压孔132面向电极组件2的一侧。槽侧面1311沿第一凹槽131的周向的全部与泄压部件7之间形成间隙8。沿第一壁部13的厚度方向Z,防护件9设置于泄压孔132背离电极端子3的一侧,防护件9覆盖第一凹槽131。
泄压部件7包括第一焊接区72,槽底壁1313包括第二焊接区1313a,第二焊接区1313a限定出泄压孔132,第一焊接区72和第二焊接区1313a沿第一壁部13的厚度方向Z重叠设置,第一焊接区72和第二焊接区1313a焊接连接,并形成所述焊印部133。沿第一壁部13的厚度方向Z,焊印部133的投影全部位于泄压部件7,第一焊接区72的最小厚度为H1,第二焊接区1313a的最小厚度为H2,焊印部133的最大高度为H3,满足:H1<H3≤H1+H2,0.2mm≤H1≤1mm,0.2mm≤H2≤5mm。
第一壁部13为长方形壁部,沿第一壁部13的长度方向X,泄压部件7相对的两端形成有第一侧面711,槽侧面1311包括面向第一侧面711的第二侧面1311b,第二侧面1311b与第一侧面711一一对应,第一侧面711与第二侧面1311b之间形成有间隙8,第一壁部13的长度方向X与第一壁部13的厚度方向Z垂直,第一侧面711平行于第一壁部13的厚度方向Z。第二侧面1311b平行于第一壁部13的厚度方向Z;或,第二侧面1311b为与第一壁部13的厚度方向Z呈非零夹角设置的斜面;或,第二侧面1311b的纵截面为圆弧形,第二侧面1311b的纵截面平行于第一壁部13的长度方向X和厚度方向Z。泄压部件7具有薄弱部73,薄弱部73和焊印部133均为环形,焊印部133环绕于薄弱部73的外侧,泄压部件7的外周面71环绕于薄弱部73的外侧。沿第一壁部13的长度方向X,第一侧面711与第二侧面1311b的最大距离为B1,焊印部133与第一侧面711的最小距离为B2,焊印部133与薄弱部73的最小距离为B3,焊印部133与第一侧面711的最小距离为B2,0.3≤(B1+B2)/B3≤2.5,0.05mm≤B1≤20mm,0.1mm≤B2≤20mm,1mm≤B3≤20mm。
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组合。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,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 (35)
1.一种电池单体,其特征在于,包括:
外壳,包括第一壁部,所述第一壁部设置有第一凹槽,所述第一凹槽包括槽侧面和第一槽底面,所述槽侧面围设于所述第一槽底面的周围,所述第一槽底面设置有泄压孔;
泄压部件,设置于所述第一凹槽内,所述泄压部件抵靠于所述第一槽底面并覆盖所述泄压孔;
其中,所述槽侧面沿所述第一凹槽的周向的至少部分与所述泄压部件之间形成有间隙。
2.如权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述槽侧面包括与所述泄压部件形成有间隙的第一区域;
沿所述第一凹槽的周向,所述第一区域的长度为L1,所述槽侧面的周长为L,满足:0.2≤L1/L≤1。
3.如权利要求2所述的电池单体,其特征在于,0.5≤L1/L≤1。
4.如权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述槽侧面沿第一凹槽的周向的全部与泄压部件之间形成有间隙。
5.如权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述泄压部件与所述第一凹槽的槽底壁焊接连接,并形成有焊印部。
6.如权利要求5所述的电池单体,其特征在于,沿所述第一壁部的厚度方向,所述焊印部的投影全部位于所述泄压部件。
7.如权利要求6所述的电池单体,其特征在于,所述泄压部件和所述槽底壁具有重叠区,所述重叠区包括位于所述泄压部件的第一焊接区和位于所述槽底壁的第二焊接区,所述第二焊接区限定出所述泄压孔,所述第一焊接区和所述第二焊接区焊接连接,并形成所述焊印部;
沿所述第一壁部的厚度方向,所述第一焊接区的最小厚度为H1,所述第二焊接区的最小厚度为H2,所述焊印部的最大高度为H3,满足:H1<H3≤H1+H2。
8.如权利要求7所述的电池单体,其特征在于,0.2mm≤H1≤1mm。
9.如权利要求8所述的电池单体,其特征在于,0.45mm≤H1≤0.75mm。
10.如权利要求7所述的电池单体,其特征在于,0.2mm≤H2≤5mm。
11.如权利要求10所述的电池单体,其特征在于,0.8mm≤H2≤3mm。
12.如权利要求1-11中任一项所述的电池单体,其特征在于,沿第一方向,所述泄压部件的至少一端形成有第一侧面,所述槽侧面包括面向所述第一侧面的第二侧面,所述第一侧面与所述第二侧面之间形成有间隙,所述第一方向与所述第一壁部的厚度方向相交。
13.如权利要求12所述的电池单体,其特征在于,所述第一侧面平行于所述第二侧面。
14.如权利要求12所述的电池单体,其特征在于,所述第二侧面平行于所述第一壁部的厚度方向。
15.如权利要求12所述的电池单体,其特征在于,所述第一侧面与所述第二侧面沿所述第一方向的距离沿所述第一凹槽的深度方向逐渐减小。
16.如权利要求15所述的电池单体,其特征在于,所述第二侧面为与所述第一壁部的厚度方向呈非零夹角设置的斜面。
17.如权利要求15所述的电池单体,其特征在于,所述第二侧面的纵截面的至少一部分为圆弧形,所述纵截面平行于所述第一方向和所述第一壁部的厚度方向。
18.如权利要求12所述的电池单体,其特征在于,所述第一侧面平行于所述第一壁部的厚度方向。
19.如权利要求12所述的电池单体,其特征在于,所述泄压部件具有薄弱部,所述薄弱部被配置为能够裂开,以泄放所述电池单体的内部压力;
所述泄压部件与所述第一凹槽的槽底壁焊接连接,并形成有焊印部,沿所述第一方向,所述焊印部至少部分位于所述第一侧面和所述薄弱部之间,所述第一侧面与所述第二侧面的最大距离为B1,所述焊印部与所述第一侧面的最小距离为B2,所述焊印部与所述薄弱部的最小距离为B3,满足:0.3≤(B1+B2)/B3≤2.5。
20.如权利要求19所述的电池单体,其特征在于,0.8≤(B1+B2)/B3≤1.5。
21.如权利要求19所述的电池单体,其特征在于,0.05mm≤B1≤20mm。
22.如权利要求21所述的电池单体,其特征在于,1.5mm≤B1≤10mm。
23.如权利要求19所述的电池单体,其特征在于,0.1mm≤B2≤20mm。
24.如权利要求23所述的电池单体,其特征在于,2mm≤B2≤10mm。
25.如权利要求19所述的电池单体,其特征在于,1mm≤B3≤20mm。
26.如权利要求25所述的电池单体,其特征在于,3mm≤B3≤10mm。
27.如权利要求12所述的电池单体,其特征在于,所述第一壁部为长方形壁部,所述第一方向平行于所述第一壁部的长度方向。
28.如权利要求1-11中任一项所述的电池单体,其特征在于,沿所述第一壁部的厚度方向,所述泄压部件位于所述泄压孔背离所述外壳的内部的一侧。
29.如权利要求28所述的电池单体,其特征在于,所述电池单体还包括防护件,沿所述第一壁部的厚度方向,所述防护件位于所述泄压部件背离所述外壳的内部的一侧,所述防护件覆盖所述第一凹槽。
30.如权利要求29所述的电池单体,其特征在于,沿所述第一壁部的厚度方向,所述第一壁部具有背离所述外壳的内部的外表面,所述外表面设置有第二凹槽,所述第一凹槽设置于所述第二凹槽的槽底面,所述防护件至少部分容纳于所述第二凹槽。
31.如权利要求1-11中任一项所述的电池单体,其特征在于,沿所述第一壁部的厚度方向,所述泄压部件位于所述泄压孔面向所述外壳的内部的一侧。
32.如权利要求31所述的电池单体,其特征在于,所述电池单体还包括防护件,沿所述第一壁部的厚度方向,所述防护件位于所述泄压孔背离所述外壳的内部的一侧,所述防护件覆盖所述泄压孔。
33.如权利要求1-11中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述外壳包括:
壳体,具有开口;
端盖,封闭所述开口;
其中,所述端盖为第一壁部;和/或,壳体的至少一个壁部为所述第一壁部。
34.一种电池,其特征在于,包括如权利要求1-33中任一项所述的电池单体。
35.一种用电设备,其特征在于,包括如权利要求1-33中任一项所述的电池单体。
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