CN106654113A - 一种设有排气口的电池壳及电池 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池壳，包括：壳体，构成用于设置极片和电解质的腔体，并且壳体上设有与腔体连通的排气口；密封件，设置在壳体上，构造成受腔体中的气体压力而打开排气口，并在排气完成后密封排气口。由于本申请中，能够将腔体中的气体排出，因此可以有效地解决因腔体中的气体不断累积而导致壳体受力较大甚至产生变形的问题。本申请还公开了一种电池。

Description

一种设有排气口的电池壳及电池

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种设有排气口的电池壳，还涉及一种包括上述电池壳的电池。

背景技术

电池是指设有电解质和金属电极，以产生电流的装置。电池的种类有多种，例如有锌镍电池、铅酸电池、锂电池等。

电池通常包括电池壳以及设置在电池壳中的极片和电解质。以锌镍电池为例，锌镍电池通常主要由锌、氧化镍和质量浓度为25％～30％的氢氧化钾溶液及隔膜等组成。锌镍电池工作时，通过锌、氧化镍和氢氧化钾之间的化学反应将化学能转换为电能。但是，在通过化学反应将化学能转换为电能的同时，会产生氢气。长时间使用后，电池壳内累积的气体压力逐渐变大，可能会导致电池壳膨胀。

因此，如何有效地解决电池壳在使用过程中容易膨胀，是本领域技术人员需要解决的技术问题。

发明内容

本申请实施例提供一种电池壳，用于解决现有技术中，不能有效地解决电池壳在使用过程中容易膨胀的问题。

本申请实施例还提供一种电池，用于解决现有技术中，不能有效地解决电池壳在使用过程中容易膨胀的问题。

本申请实施例采用下述技术方案：

本申请的电池壳，包括：壳体，构成用于设置极片和电解质的腔体，并且所述壳体上设有与所述腔体连通的排气口；密封件，设置在所述壳体上，构造成受所述腔体中的气体压力而打开所述排气口，并在排气完成后密封所述排气口。

可选的，所述壳体上设置带有所述排气口的固定柱；所述密封件包括套设在所述固定柱外侧的密封帽，其中所述密封帽构造成其侧壁受气体压力后朝向远离所述固定柱的方向移动而打开所述排气口，并在排气完成后朝向靠近所述固定柱的方向移动而密封所述排气口。

可选的，所述密封帽为弹性密封帽。

可选的，所述固定柱的侧壁设有沿所述固定柱的径向贯穿的开口，且所述密封帽的顶部压设与所述壳体连接的压板。

可选的，所述压板设置在所述壳体的凹陷区，且所述压板以抽拉的方式设置在所述壳体上。

可选的，所述固定柱凹陷，而所述压板的下表面贴合于所述壳体的上表面，且所述壳体上设有连通所述排气口和外界的气道。

可选的，所述气道包括与所述排气口相连并由所述密封帽的侧壁与所述固定柱限定的第一气道部分、与所述第一气道部分相连并由所述密封帽的侧壁与所述壳体限定的第二气道部分，以及与所述第二气道部分相连并由所述壳体和所述压板限定的第三气道部分。

可选的，所述壳体内设有多个子腔体，所述壳体的与各所述子腔体对应的位置均设有排气口，其中各所述排气口通过所述第三气道部分连通。

可选的，所述壳体包括构成所述腔体的盒体和设置在所述盒体的盖体，其中所述排气口设置于所述盖体。

本申请的电池，包括电池壳和设置在所述电池壳中的极片、电解质，其中所述电池壳为上述中任一项所述的电池壳。

本申请实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：

本申请实施例采用的方案中，电池壳包括设有排气口的壳体和设置在壳体上的密封件。排气口与用于设置极片和电解质的腔体连通，密封件用于密封排气口。当腔体中的气体压力变大时，密封件在腔体中的气体压力下打开排气口，从而使得腔体中的气体排出。当排气完成后，密封件密封排气口，从而实现腔体的密封。由于本申请中，能够将腔体中的气体排出，因此可以有效地解决因腔体中的气体不断累积而导致壳体受力较大甚至产生变形的问题。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：

图1为本申请实施例提供的壳体的***图；

图2为本申请实施例提供的盒体内设有极片的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的盖体上设有密封帽的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的盖体的外表面结构示意图；

图5为图4的A-A剖视图；

图6为本申请实施例提供的盖体的内侧立体结构示意图；

图7为本申请实施例提供的盖体的内侧平面结构示意图。

具体实施方式

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请具体实施例及相应的附图对本申请技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅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做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。

如附图1至附图3所示，本申请的电池壳100包括用于形成腔体11的壳体1和设置在壳体1上的密封件15。其中，腔体11中设有电解质和极片200。壳体1上设有与腔体11连通的排气口101，以能够通过排气口101将电池使用过程中产生的气体排出，从而减少因电池壳100受腔体11内的气体压力而膨胀的可能性。

密封件15设置在排气口101的位置，当不需要排气时，以能够密封排气口101，保证腔体11的密封性。当需要排气时，密封件15打开排气口101。为保证腔体11内的气体能够有效地排出，可以将密封件15设置成在腔体11内的气体压力作用下，导通排气口101。这样，不仅可以保证腔体11内的气体能够有效地排出，还可以使排气口101的打开时机与腔体11内的气体压力大致匹配，以减少因排气口101打开不及时而导致壳体1膨胀的可能性。

排气口101和密封件15的设置方式有多种，以下以一个实施例，详细介绍排气口101和密封件15的设置方式。

如附图1和附图4所示，壳体1可以包括构成腔体11的盒体12和设置在盒体12上的盖体13，排气口101可以设置于盖体13上，以方便加工。

如附图5所示(其中图5是用于示意性说明密封帽151的设置方式，盖体13只是用于显示与密封帽151的位置关系，盖体13的外形与图4的盖体13的外形不完全对应)，密封件15可以为大致呈桶状的密封帽151。密封帽151包括大致呈圆柱形的侧壁和设置在侧壁一端的顶壁。密封帽151可以为弹性密封帽151，材质可以为橡胶等。如此设置，密封件15的结构简单，成本低，加工制造方便。

盖体13上设置固定柱16，固定柱16上设有通孔，通孔贯穿盖体13，并与腔体11连通，以能够由固定柱16上的通孔形成排气口101。这样，便于将密封帽151套设在固定柱16的外侧，从而实现排气口101的密封，安装方便，省事省力，而且还便于实现密封帽151受气体压力后打开排气口101，排气后密封排气口101。

在一个密封帽151受气体压力后打开排气口101，排气后密封排气口101的例子中，固定柱16的侧壁上可以设有沿固定柱16径向贯穿的开口161(如附图5所示)。具体地，可以在固定柱16的侧壁上端设置豁口，以方便加工。密封帽151的顶部压设有压板121。

当腔体11中的气体压力大于密封帽151的形变力和大气压力之和后，密封帽151的侧壁会朝向远离固定柱16的侧壁的方向移动，从而使得密封帽151的侧壁与固定柱16的侧壁之间出现间隙，气体从该间隙排出。排气完成后，腔体11中的气体压力小于或者等于密封帽151的形变力和大气压力之和，密封帽151的侧壁会朝向固定柱16的方向移动，直至贴合于固定柱16，密封排气口101。通过上述方式设置，固定柱16和密封帽151的结构简单，使用方便，体积小，便于实现腔体11的排气和密封。

承接上例，压板121可以与盖体13连接，压板121可以以抽拉的方式设置在盖体13上，以进一步简化结构。在压板121的两侧设有凸出部，盖体13上设有凹槽，通过推拉的方式将凸出部设置在凹槽中，从而固定压板121。

固定柱16可以凹陷设置在盖体13中，固定柱16的上端低于盖体13的上表面。这样，设置好压板121后，可以使得压板121的下表面与盖体13的上表面贴合，以通过盖体13支撑压板121，提高压板121的使用寿命。

进一步地，压板121可以设置在盖体13的凹陷区122，即盖体13的用于设置压板121的部位为凹陷区122。这样，将压板121设置在盖体13上时，可以使盖体13的其他区域的上表面与压板121的上表面平齐，提高盖体13的美观性，减少因压板121凸出于盖体13而造成压板121容易损坏的可能性。

当固定柱16凹陷设置在盖体13中，并且压板121贴合于盖体13时，需要在盖体13上设置气道17(如附图4所示)，以使得从排气口101排出的气体能够流出。在一个例子中，如附图1、附图4和附图5所示，气道17包括由密封帽151的侧壁与固定柱16限定的第一气道部分171、由密封帽151的侧壁与盖体13限定的第二气道部分172，以及由盖体13和压板121限定的第三气道部分173。第一气道部分171与排气口101相连，第二气道部分172与第一气道部分171相连，第三气道部分173与第二气道部分172和外界相连。

其中，为方便形成第一气道部分171和第二气道部分172，固定柱16的侧壁与盖体13之间的距离可以大致为密封帽151的侧壁厚度的两倍。此外，密封帽151的侧壁可以不设置孔，而在密封帽151的底端与盖体13之间留有间隙，以方便加工密封帽151。

腔体11可以由隔板14分隔为多个子腔体111，每个子腔体111可以对应设有一个排气口101，即盖体13上与各子腔体111对应的位置均设有排气口101。每个排气口101均可以通过上述的方式设置，各排气口101可以通过第三气道部分173连通。这样，可以在压板121和盖体13之间设置一个连通至外界的第三气道部分173，方便加工，省事省力。

当然，上述实施例只是示例性说明。本申请的其他实施例中，排气口可以不设置于盖体上，或者壳体以其他的方式设置。本申请的其他实施例中，密封件还可以为带有弹簧的堵头，当堵头所受的腔体的气体压力大于弹簧的压力时，堵头打开排气口，当堵头受的腔体的气体压力小于弹簧的压力时，堵头封堵排气口。在本申请的其他实施例中，固定柱还可以凸出于壳体等。

本申请的电池包括电池壳100和设置在电池壳100中的极片200、电解质。其中电池壳100可以为上述中的电池壳100。本申请的电池，当腔体11中的气体压力变大时，密封件15在腔体11中的气体压力下打开排气口101，从而使得腔体11中的气体排出。当排气完成后，密封件15密封排气口101，从而实现腔体11的密封。由于本电池中，能够将腔体11中的气体排出，因此可以有效地解决因腔体11中的气体不断累积而导致壳体1受力较大甚至产生变形的问题。

该电池可以为锌镍电池、铅酸电池、锂电池等。以下以锌镍电池为例，详细介绍设有上述电池壳100的锌镍电池的结构。

如附图1和2所示，锌镍电池包括电池壳100和设置在电池壳100中的极片200、电解质。其中，极片200包括设有正极耳21的正极片和设有负极耳22的负极片。电池壳100为长方体形，包括形成腔体11的盒体12和扣合在盒体12上的盖体13。盒体12中设有多个隔板14，将腔体11分隔成多个大致呈长方体形的子腔体111。

在每个子腔体111中可以均设有多个正极片和多个负极片。正极片和负极片均呈平面状态展开，并且位于同一子腔体111的正极片和负极片间隔设置。如此设置，结构简单、结构紧凑，锌镍电池的体积较小。

位于同一子腔体111的正极耳21与正极耳21焊接，负极耳22与负极耳22焊接，以方便连接，并可以形成一定的电压。正极耳21的材质和负极耳22的材质可以均为镍，以减少焊接对极耳21、22造成的损坏。正极耳21和负极耳22的长度可以根据需要选定，可以为例如10-15cm等。

位于不同子腔体111的正极耳21与负极耳22焊接，以方便连接，并可以将不同子腔体111的极片200串联，此时锌镍电池的总电压为各子腔体111的电压之和，以增大锌镍电池的电压，使得锌镍电池可以应用于例如电动车等上。

在一个例子中，盒体12中设有八个子腔体111，各子腔体111中均设有十一片负电极和十片正电极。各子腔体111中形成的电压为1.65V，锌镍电池的总电压为13.2V。13.2V的电压较为接近电动车所需的12V电压，能够较好地为电动车供电。

隔板14和盖体13的顶壁之间留有间隙，以使得位于不同子腔体111的正极耳21和负极耳22能够接触，并焊接在一起。如附图6和附图7所示，为提高不同子腔体111之间极耳的连接牢固性，可以在盖体13上设置用于容置极耳的容置槽123，以通过容置槽123对极耳起到一定的卡制作用，减弱因焊接或子腔体111个数较多而降低极耳的连接牢固性的可能性。

盖体13可以朝向外侧凸出而形成容置槽123，也可以在盖体13上设置朝向隔板14延伸的凸沿124，以通过凸沿124形成容置槽123。此处优先选用，由凸沿124形成容置槽123，以使得盖体13的上表面大致呈平面状，提高壳体1的美观性。以下以由凸沿124形成容置槽123为例，详细介绍凸沿124的结构。

沿腔体11的上方至下方方向，凸沿124与隔板14部分重叠。这样，将极耳设置在容置槽123中时，可以通过隔板14支撑极耳，从而进一步提高极耳的稳固性。沿腔体11的上方至下方方向，凸沿124与隔板14的重叠长度可以根据需要具体设定。在一个例子中，凸沿124与隔板14的重叠长度位于2-5mm之间，以能够通过隔板14支撑极耳，并能够保证容置槽123的空间。

凸沿124可以以多种方式设置，例如，凸沿124可以为沿容置槽123的侧壁环绕的长方体形，隔板14上设置豁口。将盖体13扣合在盒体12上时，凸沿124穿过豁口。又例如，凸沿124还可以为沿子腔体111的侧壁环绕的环形凸沿124，而位于隔板14两侧的两个环形凸沿124构成容置槽123。

此处优先选用，由环绕子腔体111的侧壁的环形凸沿124构成容置槽123。这样，沿腔体11的上方至下方方向，可以将环形凸沿124的各部位设置的等长。当将盖体13扣合在盒体12上时，环形凸沿124与隔板14之间均部分重叠，可以有效地减少电解质在子腔体111之间流动，而导致产生噪音，或者电压不稳定等的可能性。

构成容置槽123的环形凸沿部分可以朝向远离隔板14的方向弯折。而其他的环形凸沿部分可以较为靠近隔板14，以能够与隔板14配合，从而有效地减少电解质在子腔体111之间流动的可能性。

通常，一个子腔体111中的正极耳21和负极耳22不同时与同一个子腔体111中正极耳21和负极耳22连接。换句话说，位于中间子腔体111的极片200中，正极耳21与上一个子腔体111中的负极耳22连接，则负极耳22与下一个子腔体111中的正极耳21连接。因此，可以在相邻的两个环形凸沿124之间设置一个容置槽123。

正极耳21或负极耳22可以大致位于极片200的边缘，以减少正极耳21和负极耳22相互之间的影响。此时，排气口101可以大致位于每个子腔体111的中部，而容置槽123大致位于子腔体111的端部。

另外，如附图2和3所示，盖体13上还可以设置连接端子19，以方便锌镍电池与其他的设备连接。连接端子19包括与连接柱18连接的固定部191和用于与外界设备连接的连接部192，连接部192上可以设置连接孔，以方便外界设备与连接端子19连接。连接部192可以凸出于盖体13的上表面并大致平行于盖体13，以减少连接部192产生变形的可能性。

连接端子19可以通过连接柱18固定在盖体13上，并通过连接柱18与极耳电连接。在一个例子中，极耳与连接柱18焊接，连接柱18上设有螺纹，盖体13上设有用于设置连接柱18的通孔125(如附图4所示)。需要设置连接端子19时，将连接柱18从通孔125中审查，并将连接端子19的固定部分191套设在连接柱18上，通过螺母压紧连接端子19。

固定部191可以部分设置在盖体13的凹槽126中(如附图4所示)，以减少螺母凸出于凹槽126而导致螺母容易松动的可能性。此时，通孔125可以设置在凹槽126的靠近排气口101的一端，也可以设置在凹槽126的远离排气口101的一端。

需要说明的是，由于锌镍电池需要引出正极和负极，因此盖体13上需要设有正极连接端子和负极连接端子。正极连接端子和负极连接端子可以通过相应的连接柱与正极耳和负极耳连接。正极连接端子和负极连接端子可以设置在盖体13上相对的两个端部。

以上仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理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权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种电池壳，其特征在于，包括：

壳体，构成用于设置极片和电解质的腔体，并且所述壳体上设有与所述腔体连通的排气口；

密封件，设置在所述壳体上，构造成受所述腔体中的气体压力而打开所述排气口，并在排气完成后密封所述排气口。

2.根据权利要求1所述的电池壳，其特征在于，所述壳体上设置带有所述排气口的固定柱；

所述密封件包括套设在所述固定柱外侧的密封帽，其中所述密封帽构造成其侧壁受气体压力后朝向远离所述固定柱的方向移动而打开所述排气口，并在排气完成后朝向靠近所述固定柱的方向移动而密封所述排气口。

3.根据权利要求2所述的电池壳，其特征在于，所述密封帽为弹性密封帽。

4.根据权利要求2所述的电池壳，其特征在于，所述固定柱的侧壁设有沿所述固定柱的径向贯穿的开口，且所述密封帽的顶部压设与所述壳体连接的压板。

5.根据权利要求4所述的电池壳，其特征在于，所述压板设置在所述壳体的凹陷区，且所述压板以抽拉的方式设置在所述壳体上。

6.根据权利要求4或5所述的电池壳，其特征在于，所述固定柱凹陷，而所述压板的下表面贴合于所述壳体的上表面，且所述壳体上设有连通所述排气口和外界的气道。

7.根据权利要求6所述的电池壳，其特征在于，所述气道包括与所述排气口相连并由所述密封帽的侧壁与所述固定柱限定的第一气道部分、与所述第一气道部分相连并由所述密封帽的侧壁与所述壳体限定的第二气道部分，以及与所述第二气道部分相连并由所述壳体和所述压板限定的第三气道部分。

8.根据权利要求7所述的电池壳，其特征在于，所述壳体内设有多个子腔体，所述壳体的与各所述子腔体对应的位置均设有排气口，其中各所述排气口通过所述第三气道部分连通。

9.根据权利要求1-5中任一项所述的电池壳，其特征在于，所述壳体包括构成所述腔体的盒体和设置在所述盒体的盖体，其中所述排气口设置于所述盖体。

10.一种电池，其特征在于，包括电池壳和设置在所述电池壳中的极片、电解质，其中所述电池壳为权利要求1-9中任一项所述的电池壳。