WO2024131904A1 - 电池单体 - Google Patents

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wall
plate
battery cell
walls
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Inventor
李龙
徐同力
徐檑
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蜂巢能源科技股份有限公司
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    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Definitions

  • the present application relates to the field of battery technology, and in particular, to battery cells.
  • explosion-proof valves are usually installed on the batteries.
  • the battery operates abnormally and gas is generated inside, the gas can be discharged through the explosion-proof valve to avoid major safety accidents.
  • the electrode group and the shell inside the battery are tightly fitted, and the generated gas cannot reach the explosion-proof valve, causing the explosion-proof valve to fail to explode in time, posing a safety hazard.
  • the present application aims to solve at least one of the technical problems existing in the prior art. To this end, the present application proposes a battery cell to improve safety.
  • a battery cell includes: a shell, which is constructed in a rectangular shape and has a pair of first walls, a pair of second walls and a pair of third walls, the surface area of each of the first wall and the second wall is smaller than the surface area of the third wall; an explosion-proof valve, which is arranged on the first wall; a pole group, which is arranged in the shell, a first channel is formed between the pole group and the first wall, a second channel is formed between the pole group and the second wall, the second channel is connected to the first channel, and the first channel corresponds to the explosion-proof valve.
  • the gas generated when an abnormality occurs inside the battery can be discharged from the explosion-proof valve through the first channel or the second channel, thereby improving safety.
  • the pole group includes: a pole group body and a first plate disposed between the pole group body and the first wall, and the first channel is formed between the first plate and the first wall.
  • the first plate comprises: a first plate body, the first plate body is provided with a first vent hole, the first plate body has a first surface and a second surface, the first surface is provided with a first protrusion, and the first protrusion The second surface abuts against the inner wall surface of the first wall, and the second surface is in contact with the pole group, and the first channel is formed between the first surface and the inner wall surface of the first wall.
  • the thickness of the first plate is H
  • the thickness of the first protrusion is h
  • h and H satisfy the relationship: 0.5H ⁇ h ⁇ H.
  • H satisfies: 1mm ⁇ H ⁇ 2mm.
  • one end of the second channel extends to the first channel and communicates with the first channel, and the other end of the second channel extends to another first wall opposite to the first channel.
  • the first channel 111 corresponds to the explosion-proof valve 20.
  • the gas generated enters the first channel 111 and can be discharged from the battery cell 100 from the explosion-proof valve 20 without resistance, thereby improving safety.
  • the first channel 111 reduces the difficulty of gas discharge; the second channel 121 is connected to the first channel 111, that is, the gas entering the second channel 121 can also be discharged from the battery cell 100 from the explosion-proof valve 20 through the first channel 111.
  • the pole group 30 includes: a pole group body 31 and a first plate 32 disposed between the pole group body 31 and the first wall 11, and a first channel 111 is formed between the first plate 32 and the first wall 11.
  • the pole group body 31 does not need to change its shape to implement the solution of the present application, thereby reducing the cost of adjusting the solution.
  • the first plate 32 includes: a first plate body 321, a first vent hole 3211 is provided on the first plate body 321, the first plate body 321 has a first surface 3212 and a second surface 3213, the first surface 3212 is provided with a first protrusion 3214, the first protrusion 3214 stops against the inner wall surface of the first wall 11, the second surface 3213 is in contact with the pole group 30, and a first channel 111 is formed between the first surface 3212 and the inner wall surface of the first wall 11.
  • the first protrusion 3214 on the first surface 3212 makes a certain distance between the first surface 3212 and the inner wall surface of the first wall 11, thereby constructing the first channel 111, and the structure is simple.
  • the second surface 3213 is configured as a plane and is in surface contact with the pole group 30.
  • the second surface 3213 configured as a plane is more closely contacted with the pole group 30, which facilitates the positioning of the first plate 32.
  • the thickness of the first plate 32 is H
  • the thickness of the first protrusion 3214 is h
  • h and H satisfy the relationship: 0.5H ⁇ h ⁇ H.
  • H satisfies: 1mm ⁇ H ⁇ 2mm. It should be noted that when H ⁇ 1mm, the thinner first plate 32 has lower strength, and when H>2mm, the thicker first plate 32 wastes the internal space of the battery cell 100 and reduces the space utilization.
  • the present application sets the thickness of the first plate 32 within the range of 1 to 2mm to ensure strength while improving space utilization.
  • the pole group 30 further includes: a second plate 33, which is disposed between the pole group body 31 and the second wall 12, and a second channel 121 is formed between the second plate 33 and the second wall 12.
  • the second plate 33 is provided to facilitate modification of the solution.
  • one end of the second channel 121 extends to the first channel 111 and communicates with the first channel 111, and the other end of the second channel 121 extends to another first wall 11 opposite to the first channel 111.
  • the effective coverage area of the second channel 121 is increased as much as possible.
  • the second plate 33 includes: a second plate body 331 and a
  • the support plate 332 of the second plate body 331 faces the second wall 12, and the support plate 332 has a support plate groove 3321.
  • the second channel 121 is divided into multiple sections by the support plate 332, but two adjacent sections are connected by the support plate groove 3321.
  • the second plate body 331 is provided with a second vent hole 3311.
  • the support plate 332 is located between the second plate body 331 and the second wall 12, so that the second plate body 331 and the inner wall surface of the second wall 12 define the second channel 121.
  • the solution is simple, wherein the support plate groove 3321 is provided on the support plate 332 to increase the smoothness of the second channel 121.
  • the second plate body 331 is provided with a second vent hole 3311 , and the second vent hole 3311 facilitates the gas abnormally generated by the battery cell 100 to enter the second channel 121 .
  • the surface area of the second wall 12 is smaller than the surface area of the first wall 11 .
  • the housing 10 includes: a main body 14 and a cover plate 15 .
  • the cover plate 15 is disposed on the second wall 12 , and the cover plate 15 is welded to the main body 14 .

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)

Abstract

一种电池单体(100)，包括：壳体(10)，壳体构造为长方体形且具有一对第一壁(11)、一对第二壁(12)和一对第三壁(13)，第一壁和第二壁中的每一个的表面积小于第三壁的表面积；防爆阀(20)，防爆阀设置在第一壁；极组(30)，极组设置在壳体内，极组与第一壁之间形成有第一通道(111)，极组与第二壁之间形成有第二通道(121)，第二通道与第一通道连通，并且第一通道与防爆阀对应。

Description

电池单体
相关申请的交叉引用
本申请基于申请号为：202223437585.2，申请日为2022年12月21日的中国专利申请“电池单体”提出，并要求该中国专利申请的优先权，该中国专利申请的全部内容在此引入本申请作为参考。
技术领域
本申请涉及电池技术领域，具体而言，涉及电池单体。
背景技术
随着技术的不断发展，用户对新能源电池的要求越来越高。为了提高电池单体的安全性能，电池上通常会设置防爆阀。当电池运行异常，其内部产生气体时，可以通过防爆阀排出气体，以免造成较大的安全事故。
但是电池内的极组和壳体贴合，产生的气体无法到达防爆阀处，造成防爆阀无法及时爆开，有安全隐患。
发明内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出电池单体，提高安全性。
根据本申请实施例的电池单体，包括：壳体，所述壳体构造为长方体形且具有一对第一壁、一对第二壁和一对第三壁，所述第一壁和所述第二壁中的每一个的表面积小于所述第三壁的表面积；防爆阀，所述防爆阀设置在所述第一壁；极组，所述极组设置在所述壳体内，所述极组与所述第一壁之间形成有第一通道，所述极组与所述第二壁之间形成有第二通道，所述第二通道与所述第一通道连通，并且所述第一通道与所述防爆阀对应。
根据本申请实施例的电池单体，通过设置第一通道与第二通道，使得电池内部异常时产生的气体可以经过第一通道或第二通道从防爆阀排出，提高安全性。
可选地，所述极组包括：极组本体和设置在所述极组本体与所述第一壁之间的第一板，所述第一板与所述第一壁之间形成所述第一通道。
可选地，所述第一板包括：第一板本体，所述第一板本体上设置有第一通气孔，所述第一板本体具有第一表面和第二表面，所述第一表面设置有第一凸起，所述第一凸起 止抵所述第一壁的内壁面，所述第二表面与所述极组贴合，所述第一表面与所述第一壁的内壁面之间形成所述第一通道。
可选地，所述第二表面构造为平面并与所述极组面面贴合。
可选地，所述第一板的厚度为H，所述第一凸起的厚度为h，其中h和H满足关系式：0.5H≤h＜H。
可选地，所述H满足：1mm≤H≤2mm。
可选地，所述极组还包括：第二板，所述第二板设置在所述极组本体与所述第二壁之间，所述第二板与所述第二壁之间形成所述第二通道。
可选地，所述第二通道的一端延伸至所述第一通道处并与所述第一通道连通，所述第二通道的另一端延伸至与所述第一通道相对的另一所述第一壁处。
可选地，所述第二板包括：第二板本体和设置在所述第二板本体的朝向所述第二壁的支撑板，所述支撑板具有支撑板凹槽，所述第二通道被所述支撑板分隔形成多段但相邻的两段由所述支撑板凹槽连通，所述第二板本体上设置有第二通气孔。
可选地，所述第二壁的表面积小于所述第一壁的表面积。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1为本申请实施例中电池单体的部分结构示意图；
图2为图1中I处局部放大图；
图3为图1中第一板的结构示意图；
图4为图1中II处局部放大图。
附图标记：
100、电池单体；
10、壳体；11、第一壁；111、第一通道；12、第二壁；121、第二通道；13、第三
壁；14、主体；15、盖板；
20、防爆阀；30、极组；31、极组本体；32、第一板；321、第一板本体；3211、第
一通气孔；3212、第一表面；3214、第一凸起；3213、第二表面；33、第二板；331、第二板本体；3311、第二通气孔；332、支撑板；3321、支撑板凹槽。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，需要理解的是，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的限制。
此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征，用于区别描述特征，无顺序之分，无轻重之分。
在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
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”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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
下面结合附图描述本申请实施例的电池单体100。
如图1所示，根据本申请实施例的电池单体100，电池单体100包括：壳体10、防爆阀20及极组30。
壳体10构造为长方体形且具有一对第一壁11、一对第二壁12和一对第三壁13，第一壁11和第二壁12中的每一个的表面积小于第三壁13的表面积。防爆阀20设置在第一壁11。
极组30设置在壳体10内，极组30与第一壁11之间形成有第一通道111，极组30与第二壁12之间形成有第二通道121，第二通道121与第一通道111连通，并且第一通道111与防爆阀20对应。
其中，第一通道111与防爆阀20对应，电池单体100发生异常时产生的气体进入第一通道111便可无阻力的从防爆阀20排出电池单体100，提高安全性，第一通道111降低了气体排出的困难度；第二通道121与第一通道111连通，也就是说，进入第二通道121内的气体经过第一通道111也可从防爆阀20排出电池单体100。
根据本申请实施例的电池单体100，通过设置第一通道111与第二通道121，使得电 池内部异常时产生的气体可以经过第一通道111或第二通道121从防爆阀20排出，提高安全性。
如图1所示，在一些实施例中，极组30包括：极组本体31和设置在极组本体31与第一壁11之间的第一板32，第一板32与第一壁11之间形成第一通道111。也就是说，极组本体31无需更改形状便可实现本申请的方案，降低调整方案的成本。
如图2所示，在一些实施例中，第一板32包括：第一板本体321，第一板本体321上设置有第一通气孔3211，第一板本体321具有第一表面3212和第二表面3213，第一表面3212设置有第一凸起3214，第一凸起3214止抵第一壁11的内壁面，第二表面3213与极组30贴合，第一表面3212与第一壁11的内壁面之间形成第一通道111。第一表面3212上的第一凸起3214使得第一表面3212与第一壁11的内壁面具有一定间隔，从而构造出第一通道111，结构简单。
如图2、图3所示，在一些实施例中，第二表面3213构造为平面并与极组30面面贴合。被构造为平面的第二表面3213与极组30贴合的更加紧密，方便第一板32的定位。
在一些实施例中，第一板32的厚度为H，第一凸起3214的厚度为h，其中h和H满足关系式：0.5H≤h＜H。需要说明的是，0.5H>h时，较薄的第一凸起3214形成的第一通道111较小，第一通道111无法最大程度的发挥通道的效果，本申请通过设置0.5H≤h，提高第一通道111的效果。
例如，0.5H＝h；或者，0.6H＝h；或者，0.7H＝h；或者，0.8H＝h；或者，0.9H＝h；或者。
在一些实施例中，H满足：1mm≤H≤2mm。需要说明的是，在H<1mm时，较薄的第一板32强度较低，在H>2mm时，较厚的第一板32浪费电池单体100内部空间，降低空间利用率，本申请通过将第一板32的厚度设置在1至2mm的范围内，保证强度的同时提高空间利用率。
如图1所示，在一些实施例中，极组30还包括：第二板33，第二板33设置在极组本体31与第二壁12之间，第二板33与第二壁12之间形成第二通道121。通过设置第二板33，方便方案的改动。
在一些实施例中，第二通道121的一端延伸至第一通道111处并与第一通道111连通，第二通道121的另一端延伸至与第一通道111相对的另一第一壁11处。通过设置第二通道121一端连通第一通道111，另一端延伸至另一第一壁11处，尽可能地增大第二通道121的效果覆盖面。
如图1、图4所示，在一些实施例中，第二板33包括：第二板本体331和设置在第 二板本体331的朝向第二壁12的支撑板332，支撑板332具有支撑板凹槽3321，第二通道121被支撑板332分隔形成多段但相邻的两段由支撑板凹槽3321连通，第二板本体331上设置有第二通气孔3311。支撑板332处于第二板本体331与第二壁12之间，使得第二板本体331与第二壁12的内壁面限定出第二通道121，方案简单，其中支撑板332上设置有支撑板凹槽3321增大了第二通道121的流畅度。
如图1、图4所示，其中，第二板本体331上设置有第二通气孔3311，第二通气孔3311方便电池单体100异常产生的气体进入第二通道121内。
在一些实施例中，第二壁12的表面积小于第一壁11的表面积。
如图1所示，在一些实施例中，壳体10包括：主体14与盖板15，盖板15设在第二壁12上，盖板15焊接在主体14上。
根据本申请实施例的电池单体100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。
在本说明书的描述中，参考术语“实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

  1. 一种电池单体(100)，其中，包括：
    壳体(10)，所述壳体(10)构造为长方体形且具有一对第一壁(11)、一对第二壁(12)和一对第三壁(13)，所述第一壁(11)和所述第二壁(12)中的每一个的表面积小于所述第三壁(13)的表面积；
    防爆阀(20)，所述防爆阀(20)设置在所述第一壁(11)；
    极组(30)，所述极组(30)设置在所述壳体(10)内，所述极组(30)与所述第一壁(11)之间形成有第一通道(111)，所述极组(30)与所述第二壁(12)之间形成有第二通道(121)，所述第二通道(121)与所述第一通道(111)连通，并且所述第一通道(111)与所述防爆阀(20)对应。
  2. 根据权利要求1所述的电池单体(100)，其中，所述极组(30)包括：极组本体(31)和设置在所述极组本体(31)与所述第一壁(11)之间的第一板(32)，所述第一板(32)与所述第一壁(11)之间形成所述第一通道(111)。
  3. 根据权利要求2所述的电池单体(100)，其中，所述第一板(32)包括：第一板本体(321)，所述第一板本体(321)上设置有第一通气孔(3211)，所述第一板本体(321)具有第一表面(3212)和第二表面(3213)，所述第一表面(3212)设置有第一凸起(3214)，所述第一凸起(3214)止抵所述第一壁(11)的内壁面，所述第二表面(3213)与所述极组(30)贴合，所述第一表面(3212)与所述第一壁(11)的内壁面之间形成所述第一通道(111)。
  4. 根据权利要求3所述的电池单体(100)，其中，所述第二表面(3213)构造为平面并与所述极组(30)面面贴合。
  5. 根据权利要求3或4所述的电池单体(100)，其中，所述第一板(32)的厚度为H，所述第一凸起(3214)的厚度为h，其中h和H满足关系式：0.5H≤h＜H。
  6. 根据权利要求5所述的电池单体(100)，其中，所述H满足：1mm≤H≤2mm。
  7. 根据权利要求2至6中任一项所述的电池单体(100)，其中，所述极组(30)还包括：第二板(33)，所述第二板(33)设置在所述极组本体(31)与所述第二壁(12)之间，所述第二板(33)与所述第二壁(12)之间形成所述第二通道(121)。
  8. 根据权利要求7所述的电池单体(100)，其中，所述第二通道(121)的一端延伸至所述第一通道(111)处并与所述第一通道(111)连通，所述第二通道(121)的另一端延伸至与所述第一通道(111)相对的另一所述第一壁(11)处。
  9. 根据权利要求8所述的电池单体(100)，其中，所述第二板(33)包括：第二板本体(331)和设置在所述第二板本体(331)的朝向所述第二壁(12)的支撑板(332)，所述支撑板(332)具有支撑板凹槽(3321)，所述第二通道(121)被所述支撑板(332)分隔形成多段但相邻的两 段由所述支撑板凹槽(3321)连通，所述第二板本体(331)上设置有第二通气孔(3311)。
  10. 根据权利要求1至9中任一项所述的电池单体(100)，其中，所述第二壁(12)的表面积小于所述第一壁(11)的表面积。
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