CN220984663U - 端盖组件、电池单体、电池以及用电装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种端盖组件、电池单体、电池以及用电装置,端盖组件包括端盖片、泄压组件。端盖片,包括沿第一方向延伸的通道,泄压组件安装于通道,泄压组件包括沿第一方向排布的泄压阀、阻隔结构,泄压阀与端盖片连接且封闭通道设置,阻隔结构包括阻隔本体、泄压孔,阻隔本体与端盖片连接,泄压孔位于阻隔本体并与通道连通,沿第一方向,阻隔本体的至少部分正投影位于泄压阀的正投影内,泄压孔的至少部分正投影位于泄压阀的正投影内。本申请实施例提供的端盖组件的结构设置合理,降低电池内部搭接短路的发生。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,特别涉及一种端盖组件、电池单体、电池以及用电装置。
背景技术
节能减排是汽车产业可持续发展的关键,电动车辆由于其节能环保的优势成为汽车产业可持续发展的重要组成部分。对于电动车辆而言,电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。
在电池单体设有端盖组件,然而,相关技术中,端盖组件的结构设置不合理,造成电池内部的电池单体之间容易出现搭接短路的风险。
实用新型内容
鉴于上述问题,本申请提供一种端盖组件、电池单体、电池以及用电装置,端盖组件的结构设置合理,降低电池内部的电池单体之间搭接短路现象的发生。
第一方面,本申请实施例提供了一种端盖组件,包括端盖片、泄压组件。端盖片,包括沿第一方向延伸的通道,泄压组件安装于通道,泄压组件包括沿第一方向排布的泄压阀、阻隔结构,泄压阀与端盖片连接且封闭通道设置,阻隔结构包括阻隔本体、泄压孔,阻隔本体与端盖片连接,泄压孔位于阻隔本体并与通道连通,沿第一方向,阻隔本体的至少部分正投影位于泄压阀的正投影内,泄压孔的至少部分正投影位于泄压阀的正投影内。
本申请实施例提供的端盖组件,通过泄压组件与端盖片的设置,且沿第一方向阻隔本体的至少部分正投影位于泄压阀的正投影内的设置,使得在电池单体热失控时,阻隔本体会对于从泄压阀的位置流出的固体物质或液体物质进行阻隔,例如电极片、电解液等物质,从而可以降低上述固体物质或液体物质与周围的其他电池单体接触的概率,降低各电池单体之间由于接触而造成搭接短路等连锁反应的发生,延长了电池单体热失控到电池热失控的间隔时间,降低了热失控对电池的不利影响。
在一些实施例中,泄压孔的数量为多个,沿第一方向,多个泄压孔的正投影的总面积大于或等于泄压阀的正投影的面积。
本申请实施例提供的端盖组件,通过沿第一方向,多个泄压孔的正投影的总面积大于或等于泄压阀的正投影的面积的设置,在电池单体内热失控时,使得阻隔结构既能对电池单体内的固体或液体物质进行阻隔,也不会对电池单体内部的气流的外散产生不利影响,保证泄压组件的正常泄压功能,提高端盖组件的可靠性。
在一些实施例中,阻隔本体与端盖片为一体式结构体。
本申请实施例提供的端盖组件,通过阻隔本体与端盖片为一体式结构体的设置,增加了阻隔本体与端盖片的连接的强度,也使得端盖组件的制作更为方便简单,降低生产成本。
在一些实施例中,阻隔本体包括相交设置的第一阻隔单元以及第二阻隔单元,第一阻隔单元以及第二阻隔单元分别与端盖片连接,端盖片与第一阻隔单元、第二阻隔单元之间以及第一阻隔单元与第二阻隔单元之间均围合形成泄压孔。
本申请实施例提供的端盖组件,通过第一阻隔单元以及第二阻隔单元的设置,且第一阻隔单元以及第二阻隔单元相交,使得阻隔本体具有更高的强度,降低在使用过程中阻隔本体断裂的概率,相交设置的第一阻隔单元以及第二阻隔单元与端盖片之间以及第一阻隔单元、第二阻隔单元之间围合成的泄压孔会减小,提高了对电池单体内部的固体以及液体的阻隔强度。
在一些实施例中,第一阻隔单元、第二阻隔单元的数量分别为多个,各第一阻隔单元沿第二方向间隔设置,各第二阻隔单元沿第三方向间隔设置,第一方向、第二方向以及第三方向相交。
本申请实施例提供的端盖组件,通过第一阻隔单元、第二阻隔单元的数量以及排布方向的设置,使得围合成的泄压孔具有更小的孔径,进一步提高了阻隔本体对电池单体内部固体物质以及液体物质的阻隔效率。
在一些实施例中,沿泄压阀至阻隔结构的第一方向,多个中的至少部分第一阻隔单元以及第二阻隔单元的横截面积依次增大。
本申请实施例提供的端盖组件,通过对第一阻隔单元以及第二阻隔单元的横截面积的设置,可以对泄压孔的形状改变,使得在泄压过程中,对气流的流动方向调整,降低气流直吹对电池内部的结构造成干扰。
在一些实施例中,端盖组件还包括填料,第一阻隔单元以及第二阻隔单元靠近泄压阀的一侧具有腔室,端盖组件具有第一状态以及第二状态;在第一状态,泄压阀封闭通道设置,填料位于腔室;在第二状态,泄压阀形成与通道连通的泄压口,填料由泄压口掉落至电解液内。
本申请实施例提供的端盖组件,通过填料的设置,示例性地,可以为能够吸热的材料,或者能够中和电解质的材料,填料可以对电池单体内的电解液进行降温或中和,可以降低电解液的温度或降低电解液的腐蚀性,降低热失控的对电池单体的不良影响。
在一些实施例中,沿泄压阀至阻隔结构的第一方向,靠近通道的壁面的第一阻隔单元以及第二阻隔单元的横截面积依次增大,位于靠近通道的第一阻隔单元以及第二阻隔单元的腔室的横截面积依次增大。
本申请实施例提供的端盖组件,通过对腔室的形状的限定,可以在腔室内填充填料后,通过腔室的壁面对填料进行支撑以降低填料在第一状态时掉落的风险。
在一些实施例中,端盖组件还包括保护膜,保护膜位于腔室与泄压阀之间并与端盖片连接,在第一状态,保护膜与填料抵接并支撑填料;在第二状态,保护膜融化并释放填料使得填料掉落至电解液内。
本申请实施例提供的端盖组件,通过保护膜的设置,可以起到防止灰尘落至防爆阀的作用,在电池单体处于正常工作状态时,保护膜支撑填料,在电池单热失控后,保护膜由于温度升高而融化使得释放填料。
在一些实施例中,第一方向并由泄压阀指向阻隔结构的一侧,通道的横截面积依次增大,阻隔本体与通道的壁面连接,阻隔本体靠近通道的一侧的形状与壁面的形状适配。
本申请实施例提供的端盖组件,通过通道的横截面积的设置,使得通道的壁面为电池单体内部的气流的流动方向起到导向的作用,在电池内,由于泄压阀沿第一方向的上方设有感应件,上述设置可以降低气流的流动对感应件的冲击力。
在一些实施例中,阻隔本体与端盖片背离泄压阀的一侧齐平。
本申请实施例提供的端盖组件,通过阻隔本体与端盖片背离泄压阀的一侧齐平的设置,阻隔本体不会占用电池单体过多的空间,空间利用率提高。
第二方面,本申请实施例还提供了一种电池单体,包括上述任一实施例提供的端盖组件。
本申请实施例提供的电池单体,通过端盖组件的设置,沿所述第一方向,所述阻隔本体的至少部分正投影位于所述泄压阀的正投影内,使得电池单体热失控时,内部的液体以及固体由于阻隔本体的阻隔难以流出电池单体内部,能够保持电池单体结构的完整性,以及减少对其他电池单体的不利影响。
第三方面,本申请实施例还提供了一种电池,包括上述任一实施例提供的电池单体。
本申请实施例提供的电池,通过对电池单体的端盖组件的改进,使得电池内部各个电池单体在热失控时,互相之间的影响降低,可以延缓电池热失控。
第四方面,本申请实施例还提供了一种用电装置,包括上述任一实施例提供的电池。
本申请实施例提供的用电装置,通过电池的设置,可以提高用电装置的安全性,降低对用电装置电池的损坏。
上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
图1是本申请的车辆一实施例的结构示意图;
图2是本申请的电池一实施例的爆炸示意图;
图3是本申请的电池单体一实施例的爆炸示意图;
图4是本申请的端盖组件一实施例的结构示意图;
图5是本申请的端盖组件一实施例的另一视角的结构示意图;
图6是本申请的端盖组件一实施例的剖视示意图;
图7是本申请的端盖组件一实施例的另一视角的剖视示意图;
图8是本申请的端盖组件一实施例的爆炸示意图。
具体实施方式中的附图标号如下:
1车辆;
11控制器;12电池;13马达;
10电池单体;
100端盖组件;X第一方向;Y第二方向;Z第三方向;
110端盖片;111通道;
120泄压组件;
121泄压阀;
122阻隔结构;1221阻隔本体;1221a第一阻隔单元;1221b第二阻隔单元;1222泄压孔;A1腔室;
130填料;
140保护膜;
200壳体;
300电极组件;
20箱体;21第一部分;22第二部分。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本申请的保护范围。
需要注意的是,除非另有说明,本申请实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请实施例所属领域技术人员所理解的通常意义。
在本申请实施例的描述中,技术术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请实施例的限制。
此外,技术术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本申请实施例的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本申请实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,技术术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;也可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
在本申请实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
目前,从市场形势的发展来看,动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统,而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具,以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大,其市场的需求量也在不断地扩增。
电池单体包括端盖组件,端盖组件上设有泄压阀,在电池单体内部热失控后,泄压阀开阀泄压,同时伴随着电池单体内部物质如电极组件、电解液等从泄压阀的位置飞出,喷出的电解液、电极组件可能与周围的电池单体接触,从而造成电池内部的电池单体之间容易出现搭接短路的现象,加剧了电池整体的热失控的发生。
为了缓解上述问题,研究发现,可以通过改善端盖组件的结构来解决上述问题,具体来说,提出了一种端盖组件,端盖组件包括端盖片、泄压组件。端盖片,包括沿第一方向延伸的通道,泄压组件安装于通道,泄压组件包括沿第一方向排布的泄压阀、阻隔结构,泄压阀与端盖片连接且封闭通道设置,阻隔结构包括阻隔本体、泄压孔,阻隔本体与端盖片连接,泄压孔位于阻隔本体并与通道连通,沿第一方向,阻隔本体的至少部分正投影位于泄压阀的正投影内,泄压孔的至少部分正投影位于泄压阀的正投影内。
在这样的端盖组件中,通过泄压组件与端盖片的设置,且沿第一方向阻隔本体的至少部分正投影位于泄压阀的正投影内的设置,使得在电池单体热失控时,阻隔本体会对于从泄压阀的位置流出的固体物质或液体物质进行阻隔,例如电极片、电解液等物质,从而可以降低上述固体物质或液体物质与周围的其他电池单体接触的概率,降低由于接触而造成搭接短路等连锁反应的发生,延长了电池单体热失控到电池热失控的间隔时间,降低了热失控对电池的不利影响。
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。
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是本申请的车辆一实施例的结构示意图。
车辆1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1的内部设置有电池12,电池12可以设置在车辆1的底部或头部或尾部。电池12可以用于车辆1的供电,例如,电池12可以作为车辆1的操作电源。车辆1还可以包括控制器11和马达13,控制器11用来控制电池12为马达13供电,例如,用于车辆1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12不仅可以作为车辆1的操作电源,还可以作为车辆1的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。
请参照图2,图2是本申请的电池一实施例的爆炸示意图。
电池12包括箱体20和电池单体10,电池单体10容纳于箱体20内。其中,箱体20用于为电池单体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21和第二部分22,第一部分21与第二部分22相互盖合,第一部分21和第二部分22共同限定出用于容纳电池单体10的容纳空间。第二部分22可以为一端开口的空心结构,第一部分21可以为板状结构,第一部分21盖合于第二部分22的开口侧,以使第一部分21与第二部分22共同限定出容纳空间;第一部分21和第二部分22也可以是均为一侧开口的空心结构,第一部分21的开口侧盖合于第二部分22的开口侧。当然,第一部分21和第二部分22形成的箱体20可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。
在电池12中,电池单体10可以是多个,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。多个电池单体10之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池单体10构成的整体容纳于箱体20内;当然,电池12也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20内。电池12还可以包括其他结构,例如,该电池12还可以包括汇流部件,用于实现多个电池单体10之间的电连接。
其中,每个电池单体10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,但不局限于此。电池单体10可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。
请参照图3,图3是本申请的电池单体一实施例的爆炸示意图。电池单体10是指组成电池12的最小单元。
电池单体10可以包括锂离子二次电池单体、锂离子一次电池单体、锂硫电池单体、钠锂离子电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体等,本申请实施例对此并不限定。电池单体10可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等,本申请实施例对此也不限定。
电池单体10一般包括电极组件300。电极组件300包括正极、负极以及隔离件。在电池单体10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,可采用银表面处理不锈钢、铜、铝、镍、炭精电极、碳或钛等。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)上。
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。
在一些实施例中,正极可以采用泡沫碳或泡沫金属。泡沫金属可以为泡沫镍、泡沫铜、泡沫铝或泡沫合金等。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或复合集流体。例如,作为金属箔片,可以采用银表面处理的不锈钢、铜、铝、镍、炭精电极、碳或钛等。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(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)上。
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10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。
在一些实施例中,负极可以采用泡沫碳或泡沫金属。泡沫金属可以为泡沫镍、泡沫铜、泡沫铝或泡沫合金等。泡沫金属作为负极片时,泡沫金属表面可以不设置负极活性材料,当然也可以设置负极活性材料。
作为示例,在负极集流体内还可以填充或/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,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300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。本申请对隔离膜的种类没有特别的限制,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,隔离膜的主要材质可选自玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯及聚偏二氟乙烯,陶瓷中的至少一种。
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10还包括电解质,电解质在正、负极之间起到传导离子的作用。本申请对电解质的种类没有具体的限制,可根据需求进行选择。电解质可以是液态的、凝胶态的或固态的。
在一些实施方式中,电极组件300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300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300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300设有极耳,极耳可以将电流从电极组件300导出。极耳包括正极耳和负极耳。
端盖组件100是指盖合于壳体200的开口处以将电池单体10的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地,端盖组件100的形状可以与壳体200的形状相适应以配合壳体200。可选地,端盖组件100可以由具有一定硬度和强度的材质(如铝合金)制成,这样,端盖组件100在受挤压碰撞时就不易发生形变,使电池单体10能够具备更高的结构强度,安全性能也可以有所提高。端盖组件100上可以设置有如电极端子等的功能性部件。电极端子可以用于与电极组件300电连接,以用于输出或输入电池单体10的电能。在一些实施例中,端盖组件100上还可以设置有用于在电池单体10的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构。端盖组件100的材质也可以是多种的,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等,本申请实施例对此不作特殊限制。
在一些实施例中,在端盖组件100的内侧还可以设置有绝缘件,绝缘件可以用于隔离壳体200内的电连接部件与端盖组件100,以降低短路的风险。示例性的,绝缘件可以是塑料、橡胶等。
壳体200是用于配合端盖组件100以形成电池单体10的内部环境的组件,其中,形成的内部环境可以用于容纳电极组件300、电解液以及其他部件。壳体200和端盖组件100可以是独立的部件,可以于壳体200上设置开口,通过在开口处使端盖组件100盖合开口以形成电池单体10的内部环境。不限地,也可以使端盖组件100和壳体200一体化,具体地,端盖组件100和壳体200可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面,当需要封装壳体200的内部时,再使端盖组件100盖合壳体200。壳体200可以是多种形状和多种尺寸的,例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。具体地,壳体200的形状可以根据电极组件300的具体形状和尺寸大小来确定。壳体200的材质可以是多种,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等,本申请实施例对此不作特殊限制。
请参照图4至7,图4是本申请的端盖组件一实施例的结构示意图,图5是本申请的端盖组件一实施例的另一视角的结构示意图,图6是本申请的端盖组件一实施例的剖视示意图,图7是本申请的端盖组件一实施例的另一视角的剖视示意图。
本申请实施例提供了一种端盖组件100,包括端盖片110、泄压组件120。端盖片110,包括沿第一方向X延伸的通道111,泄压组件120安装于通道111,泄压组件120包括沿第一方向X排布的泄压阀121、阻隔结构122,泄压阀121与端盖片110连接且封闭通道111设置,阻隔结构122包括阻隔本体1221、泄压孔1222,阻隔本体1221与端盖片110连接,泄压孔1222位于阻隔本体1221并与通道111连通,沿第一方向X,阻隔本体1221的至少部分正投影位于泄压阀121的正投影内,泄压孔1222的至少部分正投影位于泄压阀121的正投影内。
第一方向X可以为沿端盖片110厚度方向、或与端盖片110厚度方向交叉的方向,可选地,第一方向X为沿端盖片110厚度的方向,以下实施例为了便于说明,以第一方向X为端盖片110的厚度方向说明。
通道111的形状包括但不限于圆柱形、椭圆形、方形等。
泄压阀121与端盖片110的连接方向包括粘接、焊接、螺栓连接等。在电池单体10内部发生热失控后,泄压阀121会开阀泄压,并且电池单体10内部的物质会从泄压孔1222流出以使得电池单体10内部泄压。泄压阀121的形状与通道111的形状适配。
阻隔本体1221的至少部分正投影指的不包括阻隔本体1221的全部正投影。阻隔本体1221的形状包括但不限于网格状结构、多个杆状结构等。泄压孔1222的限制包括但不限于方形形状、圆形形状,或其他异形形状等。
本申请实施例提供的端盖组件100,通过泄压组件120与端盖片110的设置,且沿第一方向X阻隔本体1221的至少部分正投影位于泄压阀121的正投影内的设置,使得在电池单体10热失控时,阻隔本体1221会对于从泄压阀121的位置流出的固体物质或液体物质进行阻隔,例如电极片、电解液等物质,从而可以降低上述固体物质或液体物质与周围的其他电池单体10接触的概率,降低各电池单体10之间由于接触而造成搭接短路等连锁反应的发生,延长了电池单体10热失控到电池12热失控的间隔时间,降低了热失控对电池12的不利影响。
在一些实施例中,泄压孔1222的数量为多个,沿第一方向X,多个泄压孔1222的正投影的总面积大于或等于泄压阀121的正投影的面积。
泄压孔1222的数量例如两个、三个,甚至更多个,泄压孔1222的数量以及每个泄压孔1222的大小可以根据实际情况进行调整。
本申请实施例提供的端盖组件100,通过沿第一方向X,多个泄压孔1222的正投影的总面积大于或等于泄压阀121的正投影的面积的设置,在电池单体10内热失控时,使得阻隔结构122既能对电池单体10内的固体或液体物质进行阻隔,也不会对电池单体10内部的气流的外散产生不利影响,保证泄压组件120的正常泄压功能,提高端盖组件100的可靠性。
在一些实施例中,阻隔本体1221与端盖片110为一体式结构体。
阻隔本体1221与端盖片110可以为一体浇筑成型,也可以在端盖片110上冲压二形成阻隔结构122。
本申请实施例提供的端盖组件100,通过阻隔本体1221与端盖片110为一体式结构体的设置,增加了阻隔本体1221与端盖片110的连接的强度,也使得端盖组件100的制作更为方便简单,降低生产成本。
请参照图8,图8是本申请的端盖组件100一实施例的爆炸示意图。
在一些实施例中,阻隔本体1221包括相交设置的第一阻隔单元1221a以及第二阻隔单元1221b,第一阻隔单元1221a以及第二阻隔单元1221b分别与端盖片110连接,端盖片110与第一阻隔单元1221a、第二阻隔单元1221b之间以及第一阻隔单元1221a与第二阻隔单元1221b之间均围合形成泄压孔1222。
第一阻隔单元1221a、第二阻隔单元1221b相交的角度可为30度、90度、150度等。可选地,第一阻隔单元1221a、第二阻隔单元1221b之间的角度为90度。第一阻隔单元1221a的数量可以为一个、两个,甚至多个,第二阻隔单元1221b的数量可以为一个、两个,甚至多个。
第一阻隔单元1221a、第二阻隔单元1221b与端盖片110之间可以为焊接连接、粘接连接等,也可以为一体式结构体。
当然,第一阻隔单元1221a、第二阻隔单元1221b与端盖片110之间也可以为可拆卸连接。
本申请实施例提供的端盖组件100,通过第一阻隔单元1221a以及第二阻隔单元1221b的设置,且第一阻隔单元1221a以及第二阻隔单元1221b相交,使得阻隔本体1221具有更高的强度,降低在使用过程中阻隔本体1221断裂的概率,相交设置的第一阻隔单元1221a以及第二阻隔单元1221b与端盖片110之间以及第一阻隔单元1221a、第二阻隔单元1221b之间围合成的泄压孔1222会减小,提高了对电池单体10内部的固体以及液体的阻隔概率。
在一些实施例中,第一阻隔单元1221a、第二阻隔单元1221b的数量分别为多个,各第一阻隔单元1221a沿第二方向Y间隔设置,各第二阻隔单元1221b沿第三方向Z间隔设置,第一方向X、第二方向Y以及第三方向Z相交。
第一阻隔单元1221a、第二阻隔单元1221b的数量可以为两个、三个,甚至更多个,当然,第一阻隔单元1221a、第二阻隔单元1221b的数量也可不同。
可选地,第一阻隔单元1221a的数量四个、第二阻隔单元1221b的数量为两个,第一阻隔单元1221a、第二阻隔单元1221b之间的夹角为90度。
本申请实施例提供的端盖组件100,通过第一阻隔单元1221a、第二阻隔单元1221b的数量以及排布方向的设置,使得围合成的泄压孔1222具有更小的孔径,进一步提高了阻隔本体1221对电池单体10内部固体物质以及液体物质的阻隔效率。
在一些实施例中,沿泄压阀121至阻隔结构122的第一方向X,多个中的至少部分第一阻隔单元1221a以及第二阻隔单元1221b的横截面积依次增大。
示例性地,第一阻隔单元1221a的数量为4个、第二阻隔单元1221b的数量为4个,沿泄压阀121至阻隔结构122的第一方向X,第一阻隔单元1221a的2个的横截面积依次增大,第二阻隔单元1221b的2个的横截面积依次增大。
本申请实施例提供的端盖组件100,通过对第一阻隔单元1221a以及第二阻隔单元1221b的横截面积的设置,可以对泄压孔1222的形状改变,使得在泄压过程中,对气流的流动方向调整,降低气流直吹对电池12内部的结构造成干扰。
在一些实施例中,端盖组件100还包括填料130,第一阻隔单元1221a以及第二阻隔单元1221b靠近泄压阀121的一侧具有腔室A1,端盖组件100具有第一状态以及第二状态;在第一状态,泄压阀121封闭通道111设置,填料130位于腔室A1;在第二状态,泄压阀121形成与通道111连通的泄压口,填料130由泄压口掉落至电解液内。
填料130的质量可以根据实际情况做出调整,填料130可以为能够吸热的材料,或者能够中和电解质的材料。
在第一状态,泄压阀121与腔室A1抵接以防止填料130掉落。可选地,也可以在泄压阀121与腔室A1之间设置有保护膜140以防止填料130掉落。
本申请实施例提供的端盖组件100,通过填料130的设置,示例性地,可以为能够吸热的材料,或者能够中和电解质的材料,填料130可以对电池单体10内的电解液进行降温或中和,可以降低电解液的温度或降低电解液的腐蚀性,降低热失控的对电池单体10的不良影响。
在一些实施例中,沿泄压阀121至阻隔结构122的第一方向X,靠近通道111的壁面的第一阻隔单元1221a以及第二阻隔单元1221b的横截面积依次增大,位于靠近通道111的第一阻隔单元1221a以及第二阻隔单元1221b的腔室A1的横截面积依次增大。
示例性地,靠近通道111的壁面的第一阻隔单元1221a以及第二阻隔单元1221b的横截面积可以为直角梯形结构,或梯形结构。
本申请实施例提供的端盖组件100,通过对腔室A1的形状的限定,可以在腔室A1内填充填料130后,通过腔室A1的壁面对填料130进行支撑以降低填料130在第一状态时掉落的风险。
在一些实施例中,端盖组件100还包括保护膜140,保护膜140位于腔室A1与泄压阀121之间并与端盖片110连接,在第一状态,保护膜140与填料130抵接并支撑填料130;在第二状态,保护膜140融化并释放填料130使得填料130掉落至电解液内。
本申请实施例提供的端盖组件100,通过保护膜140的设置,可以起到防止灰尘落至防爆阀的作用,在电池单体10处于正常工作状态时,保护膜140支撑填料130,在电池12单热失控后,保护膜140由于温度升高而融化使得释放填料130。
在一些实施例中,第一方向X并由泄压阀121指向阻隔结构122的一侧,通道111的横截面积依次增大,阻隔本体1221与通道111的壁面连接,阻隔本体1221靠近通道111的一侧的形状与壁面的形状适配。
可选地,通道111的壁面为平直结构。通道111具有多个壁面,通道111的壁面可以为四个、五个等。
阻隔本体1221与通道111的壁面之间的连接方式包括焊接、粘接等。
本申请实施例提供的端盖组件100,通过通道111的横截面积的设置,使得通道111的壁面为电池单体10内部的气流的流动方向起到导向的作用,在电池12内,由于泄压阀121沿第一方向X的上方设有感应件,上述设置可以降低气流的流动对感应件的冲击力。
在一些实施例中,阻隔本体1221与端盖片110背离泄压阀121的一侧齐平。
本申请实施例提供的端盖组件100,通过阻隔本体1221与端盖片110背离泄压阀121的一侧齐平的设置,阻隔本体1221不会占用电池单体10过多的空间,空间利用率提高。
请参照图4至7,本申请实施例提供了一种端盖组件100,包括端盖片110、泄压组件120。端盖片110,包括沿第一方向X延伸的通道111,泄压组件120安装于通道111,泄压组件120包括沿第一方向X排布的泄压阀121、阻隔结构122,泄压阀121与端盖片110连接且封闭通道111设置,阻隔结构122包括阻隔本体1221、泄压孔1222,阻隔本体1221与端盖片110连接,泄压孔1222位于阻隔本体1221并与通道111连通,沿第一方向X,阻隔本体1221的至少部分正投影位于泄压阀121的正投影内,泄压孔1222的至少部分正投影位于泄压阀121的正投影内。泄压孔1222的数量为多个,沿第一方向X,多个泄压孔1222的正投影的总面积大于或等于泄压阀121的正投影的面积。阻隔本体1221与端盖片110为一体式结构体。阻隔本体1221包括相交设置的第一阻隔单元1221a以及第二阻隔单元1221b,第一阻隔单元1221a以及第二阻隔单元1221b分别与端盖片110连接,端盖片110与第一阻隔单元1221a、第二阻隔单元1221b之间以及第一阻隔单元1221a与第二阻隔单元1221b之间均围合形成泄压孔1222。第一阻隔单元1221a、第二阻隔单元1221b的数量分别为多个,各第一阻隔单元1221a沿第二方向Y间隔设置,各第二阻隔单元1221b沿第三方向Z间隔设置,第一方向X、第二方向Y以及第三方向Z相交。
端盖组件100还包括填料130,第一阻隔单元1221a以及第二阻隔单元1221b靠近泄压阀121的一侧具有腔室A1,端盖组件100具有第一状态以及第二状态;在第一状态,泄压阀121封闭通道111设置,填料130位于腔室A1;在第二状态,泄压阀121形成与通道111连通的泄压口,填料130由泄压口掉落至电解液内。沿泄压阀121至阻隔结构122的第一方向X,靠近通道111的壁面的第一阻隔单元1221a以及第二阻隔单元1221b的横截面积依次增大,位于靠近通道111的第一阻隔单元1221a以及第二阻隔单元1221b的腔室A1的横截面积依次增大。端盖组件100还包括保护膜140,保护膜140位于腔室A1与泄压阀121之间并与端盖片110连接,在第一状态,保护膜140与填料130抵接并支撑填料130;在第二状态,保护膜140融化并释放填料130使得填料130掉落至电解液内。
本申请实施例还提供了一种电池单体10,包括上述任一实施例提供的端盖组件100。
本申请实施例提供的电池单体10,通过端盖组件100的设置,沿所述第一方向X,所述阻隔本体1221的至少部分正投影位于所述泄压阀121的正投影内,使得电池单体10热失控时,内部的液体以及固体由于阻隔本体1221的阻隔难以流出电池单体10内部,能够保持电池单体10结构的完整性,以及减少对其他电池单体10的不利影响。
本申请实施例还提供了一种电池12,包括上述任一实施例提供的电池单体10。
本申请实施例提供的电池12,通过对电池单体10的端盖组件100的改进,使得电池12内部各个电池单体10在热失控时,互相之间的影响降低,可以延缓电池12热失控。
本申请实施例还提供了一种用电装置,包括上述任一实施例提供的电池12。
本申请实施例提供的用电装置,通过电池12的设置,可以提高用电装置的安全性,降低对用电装置电池12的损坏。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (14)
1.一种端盖组件,其特征在于,包括:
端盖片,包括沿第一方向延伸的通道;
泄压组件,安装于所述通道,所述泄压组件包括沿所述第一方向排布的泄压阀、阻隔结构,所述泄压阀与所述端盖片连接且封闭所述通道设置,所述阻隔结构包括阻隔本体、泄压孔,所述阻隔本体与所述端盖片连接,所述泄压孔位于所述阻隔本体并与所述通道连通,沿所述第一方向,所述阻隔本体的至少部分正投影位于所述泄压阀的正投影内,所述泄压孔的至少部分正投影位于所述泄压阀的正投影内。
2.根据权利要求1所述的端盖组件,其特征在于,所述泄压孔的数量为多个,沿所述第一方向,多个所述泄压孔的正投影的总面积大于或等于所述泄压阀的正投影的面积。
3.根据权利要求1所述的端盖组件,其特征在于,所述阻隔本体与所述端盖片为一体式结构体。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的端盖组件,其特征在于,所述阻隔本体包括相交设置的第一阻隔单元以及第二阻隔单元,所述第一阻隔单元以及所述第二阻隔单元分别与所述端盖片连接,所述端盖片与所述第一阻隔单元、所述第二阻隔单元之间以及所述第一阻隔单元与所述第二阻隔单元之间均围合形成所述泄压孔。
5.根据权利要求4所述的端盖组件,其特征在于,所述第一阻隔单元、所述第二阻隔单元的数量分别为多个,各所述第一阻隔单元沿第二方向间隔设置,各所述第二阻隔单元沿第三方向间隔设置,所述第一方向、所述第二方向以及所述第三方向相交。
6.根据权利要求5所述的端盖组件,其特征在于,沿所述泄压阀至所述阻隔结构的所述第一方向,多个中的至少部分所述第一阻隔单元以及所述第二阻隔单元的横截面积依次增大。
7.根据权利要求4所述的端盖组件,其特征在于,所述端盖组件还包括填料,所述第一阻隔单元以及所述第二阻隔单元靠近所述泄压阀的一侧具有腔室,所述端盖组件具有第一状态以及第二状态;
在所述第一状态,所述泄压阀封闭所述通道设置,所述填料位于所述腔室;
在所述第二状态,所述泄压阀形成与通道连通的泄压口,所述填料由所述泄压口掉落至电解液内。
8.根据权利要求7所述的端盖组件,其特征在于,沿所述泄压阀至所述阻隔结构的所述第一方向,靠近所述通道的壁面的所述第一阻隔单元以及所述第二阻隔单元的横截面积依次增大,位于靠近所述通道的第一阻隔单元以及第二阻隔单元的所述腔室的横截面积依次增大。
9.根据权利要求7所述的端盖组件,其特征在于,所述端盖组件还包括保护膜,所述保护膜位于所述腔室与所述泄压阀之间并与所述端盖片连接,
在所述第一状态,所述保护膜与所述填料抵接并支撑所述填料;
在所述第二状态,所述保护膜融化并释放所述填料使得所述填料掉落至所述电解液内。
10.根据权利要求1所述的端盖组件,其特征在于,沿所述第一方向并由所述泄压阀指向所述阻隔结构的一侧,所述通道的横截面积依次增大,所述阻隔本体与所述通道的壁面连接,所述阻隔本体靠近所述通道的一侧的形状与所述壁面的形状适配。
11.根据权利要求1所述的端盖组件,其特征在于,所述阻隔本体与所述端盖片背离所述泄压阀的一侧齐平。
12.一种电池单体,其特征在于,包括权利要求1至11任意一项所述的端盖组件。
13.一种电池,其特征在于,包括权利要求12所述的电池单体。
14.一种用电装置,其特征在于,包括权利要求13所述的电池。
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CN202420447386.XU CN220984663U (zh) | 2024-03-07 | 2024-03-07 | 端盖组件、电池单体、电池以及用电装置 |
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Publications (1)
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Family Applications (1)
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GR01 | Patent grant | ||
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