CN221262630U - 电池单体、电池及用电设备 - Google Patents
电池单体、电池及用电设备Info
- Publication number
- CN221262630U CN221262630U CN202420752644.5U CN202420752644U CN221262630U CN 221262630 U CN221262630 U CN 221262630U CN 202420752644 U CN202420752644 U CN 202420752644U CN 221262630 U CN221262630 U CN 221262630U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- wall portion
- wall
- battery cell
- electrode assembly
- battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000178 monomer Substances 0.000 title abstract description 34
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims abstract description 149
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 33
- 230000005484 gravity Effects 0.000 claims description 7
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 6
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 claims description 2
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 17
- 239000000463 material Substances 0.000 description 16
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 15
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 14
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 13
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 12
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 12
- 230000009471 action Effects 0.000 description 10
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 9
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 9
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 7
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000011161 development Methods 0.000 description 4
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 4
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 3
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 3
- 238000012546 transfer Methods 0.000 description 3
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 3
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N Sodium cation Chemical compound [Na+] FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JDZCKJOXGCMJGS-UHFFFAOYSA-N [Li].[S] Chemical compound [Li].[S] JDZCKJOXGCMJGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 2
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 2
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000015842 Hesperis Nutrition 0.000 description 1
- 235000012633 Iberis amara Nutrition 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N dilithium;dioxido(dioxo)manganese Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Mn]([O-])(=O)=O QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- VVNXEADCOVSAER-UHFFFAOYSA-N lithium sodium Chemical compound [Li].[Na] VVNXEADCOVSAER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 238000004080 punching Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000003351 stiffener Substances 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
Abstract
本申请提供了一种电池单体、电池及用电设备,涉及电池领域。电池单体包括外壳、电极组件和泄压机构,外壳具有相邻的第一壁部和第二壁部。电极组件容纳于外壳内。泄压机构设置于第一壁部。其中,第二壁部具有面向外壳内部的第一表面,第一表面设置有凸出部,沿第一壁部的厚度方向,凸出部至少部分位于电极组件和第一壁部之间,以分隔电极组件和泄压机构。该电池单体通过在第二壁部面向外壳内部的表面上设置凸出部,并使凸出部沿第一壁部的厚度方向至少部分位于电极组件和第一壁部之间,凸出部能够分隔电极组件和泄压机构。这样,即使电极组件发生膨胀,电极组件也不易作用于泄压机构,使得泄压机构能够正常泄压,有利于提升电池单体的可靠性。
Description
技术领域
本申请涉及电池领域,具体而言,涉及一种电池单体、电池及用电设备。
背景技术
电池在新能源领域应用甚广,例如电动汽车、新能源汽车等,新能源汽车、电动汽车已经成为汽车产业的发展新趋势。电池技术的发展要同时考虑多方面的设计因素,例如,电池寿命、能量密度、放电容量、充放电倍率等性能参数。另外,还需要考虑电池的可靠性。然而,目前的电池的可靠性较差。
实用新型内容
本申请实施例的目的在于提供一种电池单体、电池及用电设备,其旨在改善相关技术中电池的可靠性较差的问题。
第一方面,本申请实施例提供了一种电池单体,所述电池单体包括外壳、电极组件和泄压机构,所述外壳具有相邻的第一壁部和第二壁部;所述电极组件容纳于所述外壳内;所述泄压机构设置于所述第一壁部;其中,所述第二壁部具有面向所述外壳内部的第一表面,所述第一表面设置有凸出部,沿所述第一壁部的厚度方向,所述凸出部至少部分位于所述电极组件和所述第一壁部之间,以分隔所述电极组件和所述泄压机构。
在上述技术方案中,该电池单体通过在第二壁部面向外壳内部的表面上设置凸出部,并使凸出部沿第一壁部的厚度方向至少部分位于电极组件和第一壁部之间,凸出部能够分隔电极组件和泄压机构。这样,即使电池单体使用一段时间后电极组件发生膨胀,电极组件也不易作用于泄压机构,使得泄压机构能够正常泄压,有利于提升电池单体的可靠性。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述第二壁部具有背离所述外壳内部的第二表面,所述第二表面与所述凸出部相对应的位置设置有第一凹槽。
在上述技术方案中,经研究发现,电池单体使用一段时间后,电极组件发生膨胀,电极组件会作用于第二壁部,使得第二壁部发生形变,第二壁部的形变会传递至第一壁部,从而导致第一壁部发生形变,拉扯泄压机构,导致泄压机构不能正常泄压。本申请实施例通过在第二壁部背离外壳内部的表面的与凸出部相对应的位置设置第一凹槽,使得第二壁部局部形成弯折结构,当电极组件作用于第二壁部并使得第二壁部发生形变时,弯折结构能够吸收第二壁部的形变,使得第二壁部的形变不易传递至第一壁部,不易导致第一壁部发生形变,不易拉扯泄压机构,从而使得泄压机构能够正常泄压,有利于提升电池单体的可靠性。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述第二壁部具有背离所述外壳内部的第二表面,所述第二表面与所述凸出部相对应的位置设置有加强部。
在上述技术方案中,通过在第二壁部背离外壳内部的表面的与凸出部相对应的位置设置加强部,加强部和凸出部均能够对第二壁部起到加强作用。当电极组件作用于第二壁部并使得第二壁部发生形变时,加强部能够抑制第二壁部的形变,使得第二壁部的形变不易传递至第一壁部,不易导致第一壁部发生形变,不易拉扯泄压机构,从而使得泄压机构能够正常泄压,有利于提升电池单体的可靠性。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述第二壁部的厚度为A,沿所述第二壁部的厚度方向,所述加强部背离所述凸出部的表面与所述凸出部背离所述加强部的表面的最小距离为E,满足:1.2≤E/A≤20。
在上述技术方案中,当E/A≥1.2时,加强部、第二壁部和凸出部的总厚度较大,强度较高,能够有效抑制第二壁部的形变,使得第二壁部的形变不易传递至第一壁部。当E/A≤20时,加强部、第二壁部和凸出部的总厚度不至于过大,强度不至于过高而导致材料浪费,有利于降低电池单体的成本。另外,还能够减小对外壳内部、外部的空间占用,有利于提升电池单体的能量密度。因此,当1.2≤E/A≤20时,对第二壁部具有较好的加强效果,并且有利于降低电池单体的成本和提升电池单体的能量密度。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述第二壁部的厚度为A,沿所述第二壁部的厚度方向,所述凸出部凸出于所述第一表面的最小高度为B,满足:0.1≤B/A≤10。
在上述技术方案中,当B/A≥0.1时,凸出部沿第二壁部的厚度方向凸出于第一表面的最小高度较大,凸出部对电极组件和泄压机构的分隔效果较好,电极组件不易作用于泄压机构,使得泄压机构能够正常泄压,有利于提升电池单体的可靠性。当B/A≤10时,凸出部沿第二壁部的厚度方向凸出于第一表面的最小高度不至于过大,便于电解液注入和回流。因此,当0.1≤B/A≤10时,能够兼顾对电极组件和泄压机构的分隔效果以及便于电解液注入和回流。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,0.3≤B/A≤6。
在上述技术方案中,当B/A≥0.3时,凸出部沿第二壁部的厚度方向凸出于第一表面的最小高度更大,凸出部对电极组件和泄压机构的分隔效果更好,电极组件更不易作用于泄压机构,使得泄压机构能够正常泄压,有利于提升电池单体的可靠性。当B/A≤6时,凸出部沿第二壁部的厚度方向凸出于第一表面的最小高度不至于过大,便于电解液注入和回流。因此,当0.3≤B/A≤6时,能够兼顾对电极组件和泄压机构的分隔效果以及便于电解液注入和回流。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,0.05mm≤B≤5mm。
在上述技术方案中,当B≥0.05mm时,凸出部沿第二壁部的厚度方向凸出于第一表面的最小高度较大,凸出部对电极组件和泄压机构的分隔效果较好,电极组件不易作用于泄压机构,使得泄压机构能够正常泄压,有利于提升电池单体的可靠性。当B≤5mm时,凸出部沿第二壁部的厚度方向凸出于第一表面的最小高度不至于过大,便于电解液注入和回流。因此,当0.05mm≤B≤5mm时,能够兼顾对电极组件和泄压机构的分隔效果以及便于电解液注入和回流。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述第二壁部的厚度为A,沿所述第一壁部的厚度方向,所述凸出部的最小宽度为C,满足:0.5≤C/A≤20。
在上述技术方案中,当C/A≥0.5时,凸出部沿第一壁部的厚度方向的最小宽度较大,凸出部的强度较高,凸出部不易在电极组件的作用下发生变形,能够有效分隔电极组件和泄压机构,使得泄压机构能够正常泄压,有利于提升电池单体的可靠性。当C/A≤20时,凸出部沿第一壁部的厚度方向的最小宽度不至于过大,凸出部的强度不至于过高而导致材料浪费,有利于降低电池单体的成本。另外,还能够减小对外壳内部的空间占用,有利于提升电池单体的能量密度。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,2≤C/A≤10。
在上述技术方案中,当C/A≥2时,凸出部沿第一壁部的厚度方向的最小宽度更大,凸出部的强度更高,凸出部更不易在电极组件的作用下发生变形,能够有效分隔电极组件和泄压机构,使得泄压机构能够正常泄压,有利于提升电池单体的可靠性。当C/A≤10时,凸出部沿第一壁部的厚度方向的最小宽度不至于过大,凸出部的强度不至于过高而导致材料浪费,有利于降低电池单体的成本。另外,还能够减小对外壳内部的空间占用,有利于提升电池单体的能量密度。因此,当2≤C/A≤10时,凸出部的强度较高,并且有利于降低电池单体的成本和提升电池单体的能量密度。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,0.25mm≤C≤10mm。
在上述技术方案中,当C≥0.25mm时,凸出部沿第一壁部的厚度方向的最小宽度较大,凸出部的强度较高,凸出部不易在电极组件的作用下发生变形,能够有效分隔电极组件和泄压机构,使得泄压机构能够正常泄压,有利于提升电池单体的可靠性。当C≤10mm时,凸出部沿第一壁部的厚度方向的最小宽度不至于过大,凸出部的强度不至于过高而导致材料浪费,有利于降低电池单体的成本。另外,还能够减小对外壳内部的空间占用,有利于提升电池单体的能量密度。当0.25mm≤C≤10mm时,凸出部的强度较高,并且有利于降低电池单体的成本和提升电池单体的能量密度。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述第二壁部的厚度为A,沿所述第一壁部的厚度方向,所述凸出部与所述第一壁部的最小距离为D,满足:0.1≤D/A≤10。
在上述技术方案中,当D/A≥0.1时,凸出部沿第一壁部的厚度方向与第一壁部的最小距离较大,凸出部距离第一壁部较远,能够降低电极组件作用于泄压机构的风险,使得泄压机构能够正常泄压,有利于提升电池单体的可靠性。当D/A≤10时,凸出部沿第一壁部的厚度方向与第一壁部的最小距离不至于过大,能够减小凸出部对电池单体内的空间占用,使得布置电极组件的空间较大,有利于提升电池单体的能量密度。当0.1≤D/A≤10时,能够兼顾电池单体的可靠性和能量密度。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,0.3≤D/A≤5。
在上述技术方案中,当D/A≥0.3时,凸出部沿第一壁部的厚度方向与第一壁部的最小距离更大,凸出部距离第一壁部更远,能够降低电极组件作用于泄压机构的风险,使得泄压机构能够正常泄压,有利于提升电池单体的可靠性。当D/A≤5时,凸出部沿第一壁部的厚度方向与第一壁部的最小距离不至于过大,能够减小凸出部对电池单体内的空间占用,使得布置电极组件的空间较大,有利于提升电池单体的能量密度。当0.3≤D/A≤5时,能够兼顾电池单体的可靠性和能量密度。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,0.05mm≤D≤5mm。
在上述技术方案中,当D≥0.05mm时,凸出部沿第一壁部的厚度方向与第一壁部的最小距离较大,凸出部距离第一壁部较远,能够降低电极组件作用于泄压机构的风险,使得泄压机构能够正常泄压,有利于提升电池单体的可靠性。当D≤5mm时,凸出部沿第一壁部的厚度方向与第一壁部的最小距离不至于过大,能够减小凸出部对电池单体内的空间占用,使得布置电极组件的空间较大,有利于提升电池单体的能量密度。当0.05mm≤D≤5mm时,能够兼顾电池单体的可靠性和能量密度。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述电池单体包括绝缘件,沿所述第一壁部的厚度方向,所述绝缘件设置于所述电极组件和所述第一壁部之间。
在上述技术方案中,通过在电极组件和第一壁部之间设置绝缘件,绝缘件能够进一步分隔电极组件和泄压机构。这样,即使电池单体使用一段时间后电极组件发生膨胀,电极组件也不易作用于泄压机构,使得泄压机构能够正常泄压,有利于提升电池单体的可靠性。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述绝缘件沿重力方向支撑所述电极组件。
在上述技术方案中,通过设置绝缘件来支撑电极组件,降低电极组件在重力作用下与泄压机构接触的风险,使得泄压机构能够正常泄压,有利于提升电池单体的可靠性。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述绝缘件上设置有第二凹槽,所述凸出部至少部分容纳于所述第二凹槽。
在上述技术方案中,通过使凸出部容纳于第二凹槽内,能够限制绝缘件的位置,使得绝缘件能够稳定分隔电极组件和泄压机构。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述外壳包括壳体和端盖,所述壳体具有底壁和侧壁,所述侧壁围设于所述底壁的周围,所述侧壁的一端与所述底壁相连,所述侧壁的另一端围合形成开口;所述端盖盖设于所述开口且与所述底壁相对设置;其中,所述底壁为所述第一壁部,所述侧壁包括所述第二壁部。
在上述技术方案中,底壁为第一壁部,电极组件在重力作用下与底壁之间的间隙较小,电极组件更容易作用于泄压机构。通过在第二壁部上设置凸出部来分隔电极组件和泄压机构,阻止电极组件作用于泄压机构,使得泄压机构能够正常泄压,使得该电池单体具有较高的可靠性。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述外壳包括壳体和端盖,所述壳体具有底壁和侧壁,所述侧壁围设于所述底壁的周围,所述侧壁的一端与所述底壁相连,所述侧壁的另一端围合形成开口;所述端盖盖设于所述开口且与所述底壁相对设置;其中,所述侧壁包括所述第一壁部和所述第二壁部。
在上述技术方案中,通过在第二壁部上设置凸出部来分隔电极组件和泄压机构,阻止电极组件作用于泄压机构,使得泄压机构能够正常泄压,使得该电池单体具有较高的可靠性。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述外壳呈长方体状,所述外壳中外表面的面积最大的壁部为所述第二壁部。
在上述技术方案中,电池单体为方壳电池单体或刀片电池单体,第二壁部为外壳中外表面的面积最大的壁部,最容易受到电极组件膨胀力的作用,凸出部能够对第二壁部起到加强作用。当电极组件作用于第二壁部并使得第二壁部发生形变时,加强部能够抑制第二壁部的形变,使得第二壁部的形变不易传递至第一壁部,不易导致第一壁部发生形变,不易拉扯泄压机构,从而使得泄压机构能够正常泄压,有利于提升电池单体的可靠性。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述电池单体包括两个所述第二壁部,两个所述第二壁部相对设置,所述第一壁部连接两个所述第二壁部。
在上述技术方案中,两个第二壁部上均设置有凸出部,电极组件可以作用在两个第二壁部的凸出部上,使得电极组件受力均匀,不易产生歪斜。
第二方面,本申请实施例还提供了一种电池,所述电池包括上述的电池单体。
第三方面,本申请实施例还提供了一种用电设备,所述用电设备包括上述的电池单体。
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正面结构示意图;
图4为本申请一些实施例提供的电池单体的爆炸图;
图5为本申请一些实施例提供的电池单体的背面结构示意图;
图6为本申请一些实施例提供的电池单体的剖视图;
图7为本申请另一些实施例提供的电池单体的剖视图;
图8为本申请又一些实施例提供的电池单体的剖视图。
图标:10-箱体;11-第一部分;12-第二部分;20-电池单体;21-外壳;211-端盖;212-壳体;2121-底壁;2122-侧壁;213-第一壁部;214-第二壁部;2141-第一表面;2142-第二表面;215-凸出部;216-第一凹槽;217-加强部;22-电极组件;23-泄压机构;24-电极端子;25-绝缘件;251-第二凹槽;100-电池;200-控制器;300-马达;1000-车辆。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
除非另有定义,本申请所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本申请中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请;本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序或主次关系。
在本申请中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“附接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本申请中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本申请中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请的实施例中,相同的附图标记表示相同的部件,并且为了简洁,在不同实施例中,省略对相同部件的详细说明。应理解,附图示出的本申请实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸,以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明,而不应对本申请构成任何限定。
本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)。
本申请中,电池单体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。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等,本申请实施例对此也不限定。电池单体一般按封装的方式分成三种:柱形电池单体、方形电池单体和软包电池单体,本申请实施例对此也不限定。
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。例如,本申请中所提到的电池可以包括电池模块或电池包等。电池一般包括用于封装一个或多个电池单体的箱体。箱体可以在一定程度上避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。
电池单体包括电极组件和电解液,电极组件由正极片、负极片和隔离膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极片和负极片之间移动来工作。正极片包括正极集流体和正极活性物质层,正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面,未涂敷正极活性物质层的正极集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的正极集流体,未涂敷正极活性物质层的正极集流体作为正子极耳。以锂离子电池为例,正极集流体的材料可以为铝,正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极片包括负极集流体和负极活性物质层,负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面,未涂敷负极活性物质层的负极集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的负极集流体,未涂敷负极活性物质层的负极集流体作为负子极耳。负极集流体的材料可以为铜,负极活性物质可以为碳或硅等。为了保证通过大电流而不发生熔断,正子极耳的数量为多个且层叠在一起,负子极耳的数量为多个且层叠在一起。隔离膜的材质可以为PP(polypropylene,聚丙烯)或PE(polyethylene,聚乙烯)等。
目前,从市场形势的发展来看,电池的应用越加广泛。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。
电池技术的发展要同时考虑多方面的设计因素,例如,电池寿命、能量密度、放电容量、充放电倍率等性能参数。另外,还需要考虑电池的可靠性。然而,目前的电池的可靠性较差。
对于电池单体来说,为保证电池单体的可靠性,现有技术中是在电池单体的外壳上设置泄压机构,在电池单体热失控时,泄压机构打开,以泄放电池单体内部的压力,以降低电池单体爆炸、起火的风险。
然而,在电池单体使用一段时间后,电极组件会发生膨胀,电极组件容易作用于泄压机构,使得泄压机构不能正常泄压,从而导致电池单体起火、爆炸,使得电池单体的可靠性较差。
鉴于此,本申请实施例提供一种电池单体,电池单体包括外壳、电极组件和泄压机构,外壳具有相邻的第一壁部和第二壁部,电极组件容纳于外壳内,泄压机构设置于第一壁部。其中,第二壁部具有面向外壳内部的第一表面,第一表面设置有凸出部。沿第一壁部的厚度方向,凸出部至少部分位于电极组件和第一壁部之间,以分隔电极组件和泄压机构。
该电池单体通过在第二壁部面向外壳内部的表面上设置凸出部,并使凸出部沿第一壁部的厚度方向至少部分位于电极组件和第一壁部之间,凸出部能够分隔电极组件和泄压机构。这样,即使电池单体使用一段时间后电极组件发生膨胀,电极组件也不易作用于泄压机构,使得泄压机构能够正常泄压,有利于提升电池单体的可靠性。
本申请实施例描述的技术方案适用于电池以及使用电池的用电设备。
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。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1000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包括箱体10和电池单体20,电池单体20容纳于箱体10内。其中,箱体10用于为电池单体20提供容纳空间,箱体10可以采用多种结构。在一些实施例中,箱体10可以包括第一部分11和第二部分12,第一部分11与第二部分12相互盖合,第一部分11和第二部分12共同限定出用于容纳电池单体20的容纳空间。第二部分12可以为一端开口的空心结构,第一部分11可以为板状结构,第一部分11盖合于第二部分12的开口侧,以使第一部分11与第二部分12共同限定出容纳空间;第一部分11和第二部分12也可以是均为一侧开口的空心结构,第一部分11的开口侧盖合于第二部分12的开口侧。当然,第一部分11和第二部分12形成的箱体10可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。
在电池100中,电池单体20可以是多个,多个电池单体20之间可串联或并联或混联,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。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,用于实现多个电池单体20之间的电连接。
其中,每个电池单体20可以为二次电池单体或一次电池单体;还可以是锂硫电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体,但不局限于此。电池单体20可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。
请参照图3、图4、图5和图6,图3为本申请一些实施例提供的电池单体20的正面结构示意图。图4为本申请一些实施例提供的电池单体20的爆炸图。图5为本申请一些实施例提供的电池单体20的背面结构示意图。图6为本申请一些实施例提供的电池单体20的剖视图。本申请实施例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和泄压机构23,外壳21具有相邻的第一壁部213和第二壁部214,电极组件22容纳于外壳21内,泄压机构23设置于第一壁部213。其中,第二壁部214具有面向外壳21内部的第一表面2141,第一表面2141设置有凸出部215。沿第一壁部213的厚度方向,凸出部215至少部分位于电极组件22和第一壁部213之间,以分隔电极组件22和泄压机构23。
电池单体20是指组成电池100的最小单元。
外壳21包括端盖211和壳体212,壳体212具有一端开口的容纳空间,容纳空间用于容纳电极组件22。端盖211连接于壳体212并封闭开口。
端盖211是指盖合于壳体212的开口处以将电池单体20的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地,端盖211的形状可以与壳体212的形状相适应以配合壳体212。可选地,端盖211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211在受挤压碰撞时就不易发生形变,使电池单体20能够具备更高的结构强度,安全性能也可以有所提高。端盖211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。可选地,端盖211上还设置有电极端子24,电极端子24用于与电极组件22的极耳电连接,以输入或输出电池单体20的电能。电极端子24与极耳可以直接连接,比如,电极端子24与极耳直接焊接。电极端子24与极耳也可以间接连接,比如,电极端子24与极耳通过集流构件间接连接。
壳体212是用于配合端盖211以形成电池单体20的内部环境的部件,其中,形成的内部环境可以用于容纳电极组件22、电解液以及其他部件。壳体212和端盖211可以是独立的部件,可以于壳体212上设置开口,通过在开口处使端盖211盖合开口以形成电池单体20的内部环境。不限地,也可以使端盖211和壳体212一体化,具体地,端盖211和壳体212可以在其他部件入壳前先形成一个共同的接合面,当需要封装壳体212的内部时,再使端盖211盖合壳体212。壳体212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212的形状可以根据电极组件22的具体形状和尺寸大小来确定。壳体212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。
电极组件22是电池单体20中发生电化学反应的部件。外壳21内可以包含一个或更多个电极组件22。电极组件22主要由正极片和负极片卷绕或层叠放置形成,并且通常在正极片与负极片之间设有隔离膜。正极片和负极片具有活性物质的部分构成电极组件22的主体,正极片和负极片不具有活性物质的部分各自构成极耳。正极耳和负极耳可以共同位于主体的一端或是分别位于主体的两端。在电池100的充放电过程中,正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应。
泄压机构23是用于在电池单体20的内部压力或温度达到起爆压力时打开,以泄放电池单体20的内部压力的部件。泄压机构23可以设置于端盖211,也可以设置于壳体212。可以于外壳21上开设刻痕槽,以限定出泄压机构23,此时,泄压机构23与外壳21一体成型。也可以于外壳21上开设通孔,泄压机构23连接于外壳21并覆盖通孔,此时,泄压机构23与外壳21分体设置并连接。
第一壁部213可以是外壳21的端盖211,也可以是外壳21的壳体212的一个壁部。示例性地,在图4和图5中,第一壁部213为壳体212的与端盖211相对设置的底壁2121。
泄压机构23可以是安装于第一壁部213上的部件,此时,泄压机构23与第一壁部213分体设置并连接。例如,泄压机构23为安装于第一壁部213上的防爆片。泄压机构23也可以为第一壁部213的一部分,此时,泄压机构23与第一壁部213一体成型。可以通过泄压机构23的设置位置来判断外壳21的哪个壁为第一壁部213。例如,当泄压机构23设置于端盖211时,则端盖211为第一壁部213。当泄压机构23设置于壳体212的底壁2121时,则底壁2121为第一壁部213。
第二壁部214与第一壁部213相邻。例如,当第一壁部213为底壁2121或端盖211时,第二壁部214为侧壁2122的一个壁部。又如,当第一壁部213为侧壁2122的一个壁部时,第二壁部214可以为侧壁2122的与第一壁部213相邻的另一壁部,第二壁部214也可以为端盖211,第二壁部214还可以为底壁2121。
第一表面2141是第二壁部214的面向外壳21内部的表面,也即第二壁部214的内表面。沿第二壁部214的厚度方向,凸出部215凸出于第一表面2141。凸出部215可以与第二壁部214一体成型,凸出部215也可以与第二壁部214分体设置并连接。
请参照图6,第一壁部213的厚度方向为图中所示的X方向。第二壁部214的厚度方向为图中所示的Y方向。
“沿第一壁部213的厚度方向,凸出部215至少部分位于电极组件22和第一壁部213之间”是指:凸出部215沿第一壁部213的厚度方向部分或全部位于电极组件22和第一壁部213之间。
该电池单体20通过在第二壁部214面向外壳21内部的表面上设置凸出部215,并使凸出部215沿第一壁部213的厚度方向至少部分位于电极组件22和第一壁部213之间,凸出部215能够分隔电极组件22和泄压机构23。这样,即使电池单体20使用一段时间后电极组件22发生膨胀,电极组件22也不易作用于泄压机构23,使得泄压机构23能够正常泄压,有利于提升电池单体20的可靠性。
经研究发现,电池单体20使用一段时间后,电极组件22发生膨胀,电极组件22会作用于第二壁部214,使得第二壁部214发生形变,第二壁部214的形变会传递至第一壁部213,从而导致第一壁部213发生形变,拉扯泄压机构23,导致泄压机构23不能正常泄压。通过在第一表面2141设置凸出部215,凸出部215能够在一定程度上对第二壁部214起到加强效果。当电极组件22作用于第二壁部214并使得第二壁部214发生形变时,凸出部215能够抑制第二壁部214的形变,使得第二壁部214的形变不易传递至第一壁部213,不易导致第一壁部213发生形变,不易拉扯泄压机构23,从而使得泄压机构23能够正常泄压,有利于提升电池单体20的可靠性。
请参照图3、图4、图5和图7,图7为本申请另一些实施例提供的电池单体20的剖视图。在另一些实施例中,第二壁部214具有背离外壳21内部的第二表面2142,第二表面2142与凸出部215相对应的位置设置有第一凹槽216。
第二表面2142为第二壁部214的背离外壳21内部的表面,也即第二壁部214的外表面。
第二表面2142设置有第一凹槽216,第一凹槽216与凸出部215的位置相对应。第一凹槽216从第二表面2142向着第一表面2141凹陷,使得第二壁部214在设置第一凹槽216和凸出部215的位置形成弯折结构。
可以通过冲压第二壁部214的方式,在第二壁部214上成型出凸出部215和第一凹槽216。采用冲压的方式在第二壁部214上成型出凸出部215和第一凹槽216,会使得第一凹槽216的槽壁发生冷作硬化(晶粒排布发生改变,导致晶格扭曲畸变,使金属塑性降低,材料硬度提高),其抵抗外部冲击的能力增强,不易受到外部冲击作用而破坏。
通过在第二壁部214背离外壳21内部的表面的与凸出部215相对应的位置设置第一凹槽216,使得第二壁部214局部形成弯折结构,当电极组件22作用于第二壁部214并使得第二壁部214发生形变时,弯折结构能够吸收第二壁部214的形变,使得第二壁部214的形变不易传递至第一壁部213,不易导致第一壁部213发生形变,不易拉扯泄压机构23,从而使得泄压机构23能够正常泄压,有利于提升电池单体20的可靠性。
请参照图3、图4、图5和图8,图8为本申请又一些实施例提供的电池单体20的剖视图。在又一些实施例中,第二壁部214具有背离外壳21内部的第二表面2142,第二表面2142与凸出部215相对应的位置设置有加强部217。
第二表面2142设置有加强部217,加强部217的位置与凸出部215的位置相对应。加强部217可以与第二壁部214一体成型,也可以与第二壁部214分体设置并连接。在一些实施例中,加强部217为加强筋。
通过在第二壁部214背离外壳21内部的表面的与凸出部215相对应的位置设置加强部217,加强部217和凸出部215均能够对第二壁部214起到加强作用。当电极组件22作用于第二壁部214并使得第二壁部214发生形变时,加强部217能够抑制第二壁部214的形变,使得第二壁部214的形变不易传递至第一壁部213,不易导致第一壁部213发生形变,不易拉扯泄压机构23,从而使得泄压机构23能够正常泄压,有利于提升电池单体20的可靠性。
请参照图3、图4、图5和图8,在一些实施例中,第二壁部214的厚度为A,沿第二壁部214的厚度方向,加强部217背离凸出部215的表面与凸出部215背离加强部217的表面的最小距离为E,满足:1.2≤E/A≤20。
A表示第二壁部214的厚度。可以多次测量第二壁部214不同位置的厚度并取平均值作为第二壁部214的厚度。
加强部217沿第二壁部214的厚度方向背离凸出部215的表面为第三表面,凸出部215沿第二壁部214的厚度方向背离加强部217的表面为第四表面。E表示第三表面沿第二壁部214的厚度方向和第四表面之间的最小距离。
E/A表示第三表面沿第二壁部214的厚度方向和第四表面之间的最小距离与第二壁部214的厚度之比。
第三表面沿第二壁部214的厚度方向和第四表面之间的最小距离与第二壁部214的厚度之比可以为:E/A=1.2、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20等。
当E/A≥1.2时,加强部217、第二壁部214和凸出部215的总厚度较大,强度较高,能够有效抑制第二壁部214的形变,使得第二壁部214的形变不易传递至第一壁部213。当E/A≤20时,加强部217、第二壁部214和凸出部215的总厚度不至于过大,强度不至于过高而导致材料浪费,有利于降低电池单体20的成本。另外,还能够减小对外壳21内部、外部的空间占用,有利于提升电池单体20的能量密度。因此,当1.2≤E/A≤20时,对第二壁部214具有较好的加强效果,并且有利于降低电池单体20的成本和提升电池单体20的能量密度。
请参照图3、图4、图5和图6,在一些实施例中,第二壁部214的厚度为A。沿第二壁部214的厚度方向,凸出部215凸出于第一表面2141的最小高度为B,满足:0.1≤B/A≤10。
B表示凸出部215沿第二壁部214的厚度方向凸出于第一表面2141的最小高度。
B/A表示凸出部215沿第二壁部214的厚度方向凸出于第一表面2141的最小高度与第二壁部214的厚度的比值。凸出部215沿第二壁部214的厚度方向凸出于第一表面2141的最小高度与第二壁部214的厚度的比值的取值可以为:B/A=0.1、0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10。
当B/A≥0.1时,凸出部215沿第二壁部214的厚度方向凸出于第一表面2141的最小高度较大,凸出部215对电极组件22和泄压机构23的分隔效果较好,电极组件22不易作用于泄压机构23,使得泄压机构23能够正常泄压,有利于提升电池单体20的可靠性。当B/A≤10时,凸出部215沿第二壁部214的厚度方向凸出于第一表面2141的最小高度不至于过大,便于电解液注入和回流。因此,当0.1≤B/A≤10时,能够兼顾对电极组件22和泄压机构23的分隔效果以及便于电解液注入和回流。
可选地,0.3≤B/A≤6。
凸出部215沿第二壁部214的厚度方向凸出于第一表面2141的最小高度与第二壁部214的厚度的比值的取值可以为:B/A=0.3、0.5、0.8、1、1.3、1.5、1.8、2、2.2、2.5、2.8、3、3.2、3.5、3.8、4、4.2、4.5、4.8、5、5.2、5.5、5.8、6等。
当B/A≥0.3时,凸出部215沿第二壁部214的厚度方向凸出于第一表面2141的最小高度更大,凸出部215对电极组件22和泄压机构23的分隔效果更好,电极组件22更不易作用于泄压机构23,使得泄压机构23能够正常泄压,有利于提升电池单体20的可靠性。当B/A≤6时,凸出部215沿第二壁部214的厚度方向凸出于第一表面2141的最小高度不至于过大,便于电解液注入和回流。因此,当0.3≤B/A≤6时,能够兼顾对电极组件22和泄压机构23的分隔效果以及便于电解液注入和回流。
在一些实施例中,0.05mm≤B≤5mm。
凸出部215沿第二壁部214的厚度方向凸出于第一表面2141的最小高度的取值可以为:B=0.05mm、0.1mm、0.2mm、0.5mm、1mm、2mm、2.2mm、2.5mm、2.8mm、3mm、3.2mm、3.5mm、3.8mm、4mm、4.2mm、4.5mm、4.8mm、5mm等。
当B≥0.05mm时,凸出部215沿第二壁部214的厚度方向凸出于第一表面2141的最小高度较大,凸出部215对电极组件22和泄压机构23的分隔效果较好,电极组件22不易作用于泄压机构23,使得泄压机构23能够正常泄压,有利于提升电池单体20的可靠性。当B≤5mm时,凸出部215沿第二壁部214的厚度方向凸出于第一表面2141的最小高度不至于过大,便于电解液注入和回流。因此,当0.05mm≤B≤5mm时,能够兼顾对电极组件22和泄压机构23的分隔效果以及便于电解液注入和回流。
请参照图3、图4、图5和图6,在一些实施例中,第二壁部214的厚度为A。沿第一壁部213的厚度方向,凸出部215的最小宽度为C,满足:0.5≤C/A≤20。
C表示凸出部215沿第一壁部213的厚度方向的最小厚度。C/A表示凸出部215沿第一壁部213的厚度方向的最小厚度与第二壁部214的厚度之比。
凸出部215沿第一壁部213的厚度方向的最小厚度与第二壁部214的厚度之比可以为:C/A=0.5、1、2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12、13、14、15、16、17、18、19、20等。
当C/A≥0.5时,凸出部215沿第一壁部213的厚度方向的最小宽度较大,凸出部215的强度较高,凸出部215不易在电极组件22的作用下发生变形,能够有效分隔电极组件22和泄压机构23,使得泄压机构23能够正常泄压,有利于提升电池单体20的可靠性。当C/A≤20时,凸出部215沿第一壁部213的厚度方向的最小宽度不至于过大,凸出部215的强度不至于过高而导致材料浪费,有利于降低电池单体20的成本。另外,还能够减小对外壳21内部的空间占用,有利于提升电池单体20的能量密度。
可选地,2≤C/A≤10。
凸出部215沿第一壁部213的厚度方向的最小厚度与第二壁部214的厚度之比可以为:C/A=2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10等。
当C/A≥2时,凸出部215沿第一壁部213的厚度方向的最小宽度更大,凸出部215的强度更高,凸出部215更不易在电极组件22的作用下发生变形,能够有效分隔电极组件22和泄压机构23,使得泄压机构23能够正常泄压,有利于提升电池单体20的可靠性。当C/A≤10时,凸出部215沿第一壁部213的厚度方向的最小宽度不至于过大,凸出部215的强度不至于过高而导致材料浪费,有利于降低电池单体20的成本。另外,还能够减小对外壳21内部的空间占用,有利于提升电池单体20的能量密度。因此,当2≤C/A≤10时,凸出部215的强度较高,并且有利于降低电池单体20的成本和提升电池单体20的能量密度。
在一些实施例中,0.25mm≤C≤10mm。
凸出部215沿第一壁部213的厚度方向的最小厚度的取值可以为:C=0.25mm、0.5mm、1mm、2mm、2.2mm、2.5mm、2.8mm、3mm、3.2mm、3.5mm、3.8mm、4mm、4.2mm、4.5mm、4.8mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm等。
当C≥0.25mm时,凸出部215沿第一壁部213的厚度方向的最小宽度较大,凸出部215的强度较高,凸出部215不易在电极组件22的作用下发生变形,能够有效分隔电极组件22和泄压机构23,使得泄压机构23能够正常泄压,有利于提升电池单体20的可靠性。当C≤10mm时,凸出部215沿第一壁部213的厚度方向的最小宽度不至于过大,凸出部215的强度不至于过高而导致材料浪费,有利于降低电池单体20的成本。另外,还能够减小对外壳21内部的空间占用,有利于提升电池单体20的能量密度。当0.25mm≤C≤10mm时,凸出部215的强度较高,并且有利于降低电池单体20的成本和提升电池单体20的能量密度。
请参照图3、图4、图5和图6,在一些实施例中,第二壁部214的厚度为A。沿第一壁部213的厚度方向,凸出部215与第一壁部213的最小距离为D,满足:0.1≤D/A≤10。
D表示凸出部215沿第一壁部213的厚度方向与第一壁部213的最小距离。D/A表示凸出部215沿第一壁部213的厚度方向与第一壁部213的最小距离与第二壁部214的厚度之比。
凸出部215沿第一壁部213的厚度方向与第一壁部213的最小距离与第二壁部214的厚度之比的取值可以为:D/A=0.1、0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、8.5、9、9.5、10。
当D/A≥0.1时,凸出部215沿第一壁部213的厚度方向与第一壁部213的最小距离较大,凸出部215距离第一壁部213较远,能够降低电极组件22作用于泄压机构23的风险,使得泄压机构23能够正常泄压,有利于提升电池单体20的可靠性。当D/A≤10时,凸出部215沿第一壁部213的厚度方向与第一壁部213的最小距离不至于过大,能够减小凸出部215对电池单体20内的空间占用,使得布置电极组件22的空间较大,有利于提升电池单体20的能量密度。当0.1≤D/A≤10时,能够兼顾电池单体20的可靠性和能量密度。
可选地,0.3≤D/A≤5。
凸出部215沿第一壁部213的厚度方向与第一壁部213的最小距离与第二壁部214的厚度之比的取值可以为:0.3、0.5、0.8、1、1.3、1.5、1.8、2、2.2、2.5、2.8、3、3.2、3.5、3.8、4、4.2、4.5、4.8、5等。
当D/A≥0.3时,凸出部215沿第一壁部213的厚度方向与第一壁部213的最小距离更大,凸出部215距离第一壁部213更远,能够降低电极组件22作用于泄压机构23的风险,使得泄压机构23能够正常泄压,有利于提升电池单体20的可靠性。当D/A≤5时,凸出部215沿第一壁部213的厚度方向与第一壁部213的最小距离不至于过大,能够减小凸出部215对电池单体20内的空间占用,使得布置电极组件22的空间较大,有利于提升电池单体20的能量密度。当0.3≤D/A≤5时,能够兼顾电池单体20的可靠性和能量密度。
在一些实施例中,0.05mm≤D≤5mm。
凸出部215沿第一壁部213的厚度方向与第一壁部213的最小距离的取值可以为:D=0.05mm、0.1mm、0.2mm、0.5mm、1mm、2mm、2.2mm、2.5mm、2.8mm、3mm、3.2mm、3.5mm、3.8mm、4mm、4.2mm、4.5mm、4.8mm、5mm等。
当D≥0.05mm时,凸出部215沿第一壁部213的厚度方向与第一壁部213的最小距离较大,凸出部215距离第一壁部213较远,能够降低电极组件22作用于泄压机构23的风险,使得泄压机构23能够正常泄压,有利于提升电池单体20的可靠性。当D≤5mm时,凸出部215沿第一壁部213的厚度方向与第一壁部213的最小距离不至于过大,能够减小凸出部215对电池单体20内的空间占用,使得布置电极组件22的空间较大,有利于提升电池单体20的能量密度。当0.05mm≤D≤5mm时,能够兼顾电池单体20的可靠性和能量密度。
请参照图3、图4、图5和图6,在一些实施例中,电池单体20包括绝缘件25,沿第一壁部213的厚度方向,绝缘件25设置于电极组件22和第一壁部213之间。
绝缘件25由绝缘材质制成,具有绝缘性质。绝缘件25沿第一壁部213的厚度方向设置于电极组件22和第一壁部213之间,以将电极组件22和第一壁部213绝缘隔离。示例性的,绝缘件25可以是塑料、橡胶等。
在一些实施例中,绝缘件25上设置有通孔,以供流体介质从电极组件22所在的一侧流向泄压机构23。在另一些实施例中,绝缘件25和外壳21之间具有间隙,以供流体介质从电极组件22所在的一侧流向泄压机构23。
通过在电极组件22和第一壁部213之间设置绝缘件25,绝缘件25能够进一步分隔电极组件22和泄压机构23。这样,即使电池单体20使用一段时间后电极组件22发生膨胀,电极组件22也不易作用于泄压机构23,使得泄压机构23能够正常泄压,有利于提升电池单体20的可靠性。
在一些实施例中,绝缘件25沿重力方向支撑电极组件22。
绝缘件25可以为板状结构,以便沿重力方向支撑电极组件22。
通过设置绝缘件25来支撑电极组件22,降低电极组件22在重力作用下与泄压机构23接触的风险,使得泄压机构23能够正常泄压,有利于提升电池单体20的可靠性。
请参照图3、图4、图5和图6,在一些实施例中,绝缘件25上设置有第二凹槽251,凸出部215至少部分容纳于第二凹槽251。
凸出部215可以与第二凹槽251配合,例如,凸出部215可以卡接于第二凹槽251。
通过使凸出部215容纳于第二凹槽251内,能够限制绝缘件25的位置,使得绝缘件25能够稳定分隔电极组件22和泄压机构23。
请参照图3、图4、图5和图6,在一些实施例中,外壳21包括壳体212和端盖211,壳体212具有底壁2121和侧壁2122,侧壁2122围设于底壁2121的周围,侧壁2122的一端与底壁2121相连,侧壁2122的另一端围合形成开口。端盖211盖设于开口且与底壁2121相对设置。其中,底壁2121为第一壁部213,侧壁2122包括第二壁部214。
侧壁2122包括多个壁部,多个壁部收尾相连形成侧壁2122。
底壁2121为第一壁部213,电极组件22在重力作用下与底壁2121之间的间隙较小,电极组件22更容易作用于泄压机构23。通过在第二壁部214上设置凸出部215来分隔电极组件22和泄压机构23,阻止电极组件22作用于泄压机构23,使得泄压机构23能够正常泄压,使得该电池单体20具有较高的可靠性。
在另一些实施例中,外壳21包括壳体212和端盖211,壳体212具有底壁2121和侧壁2122,侧壁2122围设于底壁2121的周围,侧壁2122的一端与底壁2121相连,侧壁2122的另一端围合形成开口。端盖211盖设于开口且与底壁2121相对设置。其中,侧壁2122包括第一壁部213和第二壁部214。
第一壁部213和第二壁部214为侧壁2122的多个壁部中相邻的两个壁部。
通过在第二壁部214上设置凸出部215来分隔电极组件22和泄压机构23,阻止电极组件22作用于泄压机构23,使得泄压机构23能够正常泄压,使得该电池单体20具有较高的可靠性。
请参照图3、图4、图5和图6,在一些实施例中,外壳21呈长方体状,外壳21中外表面的面积最大的壁部为第二壁部214。
外壳21呈长方体状时,电池单体20可以为方壳电池单体,电池单体20也可以为刀片电池单体。
第二壁部214为外壳21中外表面的面积最大的壁部,俗称大面。
电池单体20为方壳电池单体或刀片电池单体,第二壁部214为外壳21中外表面的面积最大的壁部,最容易受到电极组件22膨胀力的作用,凸出部215能够对第二壁部214起到加强作用。当电极组件22作用于第二壁部214并使得第二壁部214发生形变时,加强部217能够抑制第二壁部214的形变,使得第二壁部214的形变不易传递至第一壁部213,不易导致第一壁部213发生形变,不易拉扯泄压机构23,从而使得泄压机构23能够正常泄压,有利于提升电池单体20的可靠性。
在一些实施例中,电池单体20包括两个第二壁部214,两个第二壁部214相对设置。第一壁部213连接两个第二壁部214。
两个第二壁部214上均设置有凸出部215,电极组件22可以作用在两个第二壁部214的凸出部215上,使得电极组件22受力均匀,不易产生歪斜。
本申请实施例还提供了一种电池100,电池100包括上述的电池单体20。
本申请实施例还提供了一种用电设备,用电设备包括上述的电池单体20。
根据本申请的一些实施例,请参照图3~图8。
本申请实施例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和泄压机构23,外壳21具有相邻的第一壁部213和第二壁部214,电极组件22容纳于外壳21内,泄压机构23设置于第一壁部213。其中,第二壁部214具有面向外壳21内部的第一表面2141,第一表面2141设置有凸出部215。沿第一壁部213的厚度方向,凸出部215至少部分位于电极组件22和第一壁部213之间,以分隔电极组件22和泄压机构23。该电池单体20通过在第二壁部214面向外壳21内部的表面上设置凸出部215,并使凸出部215沿第一壁部213的厚度方向至少部分位于电极组件22和第一壁部213之间,凸出部215能够分隔电极组件22和泄压机构23。这样,即使电池单体20使用一段时间后电极组件22发生膨胀,电极组件22也不易作用于泄压机构23,使得泄压机构23能够正常泄压,有利于提升电池单体20的可靠性。
在一些实施例中,第二壁部214具有背离外壳21内部的第二表面2142,第二表面2142与凸出部215相对应的位置设置有第一凹槽216。通过在第二壁部214背离外壳21内部的表面的与凸出部215相对应的位置设置第一凹槽216,使得第二壁部214局部形成弯折结构,当电极组件22作用于第二壁部214并使得第二壁部214发生形变时,弯折结构能够吸收第二壁部214的形变,使得第二壁部214的形变不易传递至第一壁部213,不易导致第一壁部213发生形变,不易拉扯泄压机构23,从而使得泄压机构23能够正常泄压,有利于提升电池单体20的可靠性。
在另一些实施例中,第二壁部214具有背离外壳21内部的第二表面2142,第二表面2142与凸出部215相对应的位置设置有加强部217。通过在第二壁部214背离外壳21内部的表面的与凸出部215相对应的位置设置加强部217,加强部217和凸出部215均能够对第二壁部214起到加强作用。当电极组件22作用于第二壁部214并使得第二壁部214发生形变时,加强部217能够抑制第二壁部214的形变,使得第二壁部214的形变不易传递至第一壁部213,不易导致第一壁部213发生形变,不易拉扯泄压机构23,从而使得泄压机构23能够正常泄压,有利于提升电池单体20的可靠性。
以上所述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 (22)
1.一种电池单体,其特征在于,包括:
外壳,具有相邻的第一壁部和第二壁部;
电极组件,容纳于所述外壳内;
泄压机构,设置于所述第一壁部;
其中,所述第二壁部具有面向所述外壳内部的第一表面,所述第一表面设置有凸出部,沿所述第一壁部的厚度方向,所述凸出部至少部分位于所述电极组件和所述第一壁部之间,以分隔所述电极组件和所述泄压机构。
2.根据权利要求1所述电池单体,其特征在于,所述第二壁部具有背离所述外壳内部的第二表面,所述第二表面与所述凸出部相对应的位置设置有第一凹槽。
3.根据权利要求1所述电池单体,其特征在于,所述第二壁部具有背离所述外壳内部的第二表面,所述第二表面与所述凸出部相对应的位置设置有加强部。
4.根据权利要求3所述电池单体,其特征在于,所述第二壁部的厚度为A,沿所述第二壁部的厚度方向,所述加强部背离所述凸出部的表面与所述凸出部背离所述加强部的表面的最小距离为E,满足:1.2≤E/A≤20。
5.根据权利要求1所述电池单体,其特征在于,所述第二壁部的厚度为A,沿所述第二壁部的厚度方向,所述凸出部凸出于所述第一表面的最小高度为B,满足:0.1≤B/A≤10。
6.根据权利要求5所述电池单体,其特征在于,0.3≤B/A≤6。
7.根据权利要求5所述电池单体,其特征在于,0.05mm≤B≤5mm。
8.根据权利要求1所述电池单体,其特征在于,所述第二壁部的厚度为A,沿所述第一壁部的厚度方向,所述凸出部的最小宽度为C,满足:0.5≤C/A≤20。
9.根据权利要求8所述电池单体,其特征在于,2≤C/A≤10。
10.根据权利要求8所述电池单体,其特征在于,0.25mm≤C≤10mm。
11.根据权利要求1所述电池单体,其特征在于,所述第二壁部的厚度为A,沿所述第一壁部的厚度方向,所述凸出部与所述第一壁部的最小距离为D,满足:0.1≤D/A≤10。
12.根据权利要求11所述电池单体,其特征在于,0.3≤D/A≤5。
13.根据权利要求11所述电池单体,其特征在于,0.05mm≤D≤5mm。
14.根据权利要求1-13任一项所述电池单体,其特征在于,所述电池单体包括绝缘件,沿所述第一壁部的厚度方向,所述绝缘件设置于所述电极组件和所述第一壁部之间。
15.根据权利要求14所述电池单体,其特征在于,所述绝缘件沿重力方向支撑所述电极组件。
16.根据权利要求14所述电池单体,其特征在于,所述绝缘件上设置有第二凹槽,所述凸出部至少部分容纳于所述第二凹槽。
17.根据权利要求1-13任一项所述电池单体,其特征在于,所述外壳包括:
壳体,具有底壁和侧壁,所述侧壁围设于所述底壁的周围,所述侧壁的一端与所述底壁相连,所述侧壁的另一端围合形成开口;
端盖,盖设于所述开口且与所述底壁相对设置;
其中,所述底壁为所述第一壁部,所述侧壁包括所述第二壁部。
18.根据权利要求1-13任一项所述电池单体,其特征在于,所述外壳包括:
壳体,具有底壁和侧壁,所述侧壁围设于所述底壁的周围,所述侧壁的一端与所述底壁相连,所述侧壁的另一端围合形成开口;
端盖,盖设于所述开口且与所述底壁相对设置;
其中,所述侧壁包括所述第一壁部和所述第二壁部。
19.根据权利要求1-13任一项所述电池单体,其特征在于,所述外壳呈长方体状,所述外壳中外表面的面积最大的壁部为所述第二壁部。
20.根据权利要求1-13任一项所述电池单体,其特征在于,所述电池单体包括两个所述第二壁部,两个所述第二壁部相对设置,所述第一壁部连接两个所述第二壁部。
21.一种电池,其特征在于,包括根据权利要求1-20任一项所述的电池单体。
22.一种用电设备,其特征在于,包括根据权利要求1-20任一项所述的电池单体,所述电池单体用于给所述用电设备提供电能。
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN221262630U true CN221262630U (zh) | 2024-07-02 |
Family
ID=
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
EP4243166A1 (en) | End cover assembly, battery cell, battery and electrical device | |
EP3965214B1 (en) | Battery and related apparatus thereof and preparation method and preparation device therefor | |
CN217468591U (zh) | 一种隔离组件、电池模组、电池和用电装置 | |
CN216720146U (zh) | 电池和用电设备 | |
WO2024109411A1 (zh) | 电池及用电设备 | |
US20240055705A1 (en) | Battery cell, battery, power consuming apparatus, and method and apparatus for manufacturing battery cell | |
CN219626726U (zh) | 电极组件、电池单体、电池及用电设备 | |
CN219917485U (zh) | 电池和用电设备 | |
CN217768702U (zh) | 电池单体、电池以及用电装置 | |
CN217768541U (zh) | 电池单体、电池及用电装置 | |
CN221262630U (zh) | 电池单体、电池及用电设备 | |
CN117044023A (zh) | 电池单体、电池及用电装置 | |
CN219017730U (zh) | 电池单体、电池及用电设备 | |
CN221201459U (zh) | 电池单体、电池及用电设备 | |
CN221041444U (zh) | 电池单体、电池和用电装置 | |
CN217740656U (zh) | 端盖组件、电池单体、电池及用电设备 | |
CN220510195U (zh) | 电池单体、电池以及用电装置 | |
EP4300691A1 (en) | End cover, battery cell, battery, and electric device | |
CN216720095U (zh) | 端盖组件、电池单体、电池以及用电装置 | |
CN221282304U (zh) | 电池单体、电池及用电装置 | |
CN219476859U (zh) | 电池箱体、电池以及用电装置 | |
CN219959213U (zh) | 电池单体、电池及用电装置 | |
CN220569775U (zh) | 电池单体、电池以及用电装置 | |
CN220895734U (zh) | 电池单体、电池、用电设备及储能装置 | |
CN219017779U (zh) | 电池单体、电池及用电设备 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant |