CN215989094U - 排气装置、电池单体、电池及用电装置 - Google Patents
排气装置、电池单体、电池及用电装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供了一种排气装置、电池单体、电池及用电装置,属于电池技术领域。排气装置包括排气本体和排气机构,排气机构包括设置于排气本体的连接件和透气构件,连接件用于连接排气本体,连接件设有多个第一通孔,透气构件覆盖多个第一通孔,透气构件用于在电池单体内部的气体压力达到第一阈值时将气体经多个第一通孔排出至电池单体的外部。连接件包括形成于相邻的两个第一通孔之间的连接部,连接部用于与透气构件相附接,以限制透气构件的变形。本申请实能够满足电池单体的内部气体的释放要求,同时能够保证电池单体的安全性能。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,具体而言,涉及一种排气装置、电池单体、电池、用电装置及排气装置的制造方法及制造设备。
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。
在电池技术的发展中,除了提高电池单体的性能外,安全问题也是一个需要考虑的问题。因此,如何提高电池单体的安全性,是电池技术中一个亟待解决的问题。
实用新型内容
本申请实施例提供一种排气装置、电池单体、电池、用电装置、方法及设备,排气装置能够满足电池单体的内部气体的释放要求,同时能够保证电池单体的安全性能。
第一方面,本申请实施例提供一种排气装置,用于电池单体,包括:排气本体;排气机构,包括设置于排气本体的连接件和透气构件,连接件用于连接排气本体,连接件设有多个第一通孔,透气构件覆盖多个第一通孔,透气构件用于在电池单体内部的气体压力达到第一阈值时将气体经多个第一通孔排出至电池单体的外部;连接件包括形成于相邻的两个第一通孔之间的连接部,连接部用于与透气构件相附接,以限制透气构件的变形。
上述技术方案中,排气装置包括排气本体以及排气机构,排气机构包括设置于排气本体的连接件和透气构件,连接件设有多个第一通孔,透气构件覆盖多个第一通孔,在电池单体内部的气体压力达到第一阈值时,气体经透气构件以及多个第一通孔排出至电池单体的外部,以达到排出电池单体内部的气体的目的。由于连接件包括形成于相邻的两个第一通孔之间的连接部,可以通过连接部与透气构件相附接,当电池单体内部的气体在通过透气构件向电池单体外部排放过程中作用于透气构件时,可以通过连接部向透气构件提供与电池单体内部气体压力相反的作用力,减小透气构件的形变,提高排气装置整体耐内压的能力,进而提高电池单体的安全性。
在一些实施例中,所述透气构件设于所述连接件面向所述电池单体内部的一侧,所述连接部用于在所述透气构件向所述电池单体的外部发生变形时向所述透气构件提供支撑力。
上述技术方案中,透气构件设于连接件面向电池单体内部的一侧,在排气过程中,连接件能够对透气构件提供支撑力,在保证具有足够的排气面积的同时,避免电池单体内部的压力过大导致透气构件变形或移位,保证透气构件的完整性,提高安全性。并且,透气构件设于连接件面向电池单体内部的一侧,这种位置设置方式可以使得端盖外部空间利用率提高,便于放置其他零部件。
在一些实施例中,多个所述第一通孔的形状相同且面积相等。
上述技术方案中,多个第一通孔的形状相同且面积相等,在排气过程中,有利于气体均匀且快速通过多个第一通孔。使透气构件与对应的部分承受的气体压力相同,避免出现因多个第一通孔分布不均而导致透气构件在气体作用下产生变形的情况。同时,多个第一通孔可以采用冲压的方式或者铣削的方式加工,通过使得多个第一通孔的形状相同且面积相同,可以采用相同的加工工序对各个第一通孔进行加工,能够简化加工工序、降低机加工成本,且能够提高成型效率。
在一些实施例中,多个所述第一通孔间隔分布,相邻两个所述第一通孔之间的最小距离D和所述透气构件在所述第一通孔的轴向的厚度L满足:1.2≤D/L≤5。
上述技术方案中,相邻两个第一通孔之间的最小距离D和透气构件在第一通孔的轴向的厚度L满足1.2≤D/L≤5,既能够保证连接部的机械强度以及与透气构件之间的附接面积,又能减小透气构件在电池单体内部压力的作用下变形的概率。
在一些实施例中,所述第一通孔的形状为圆形、椭圆形、腰圆形以及多边形中的一者。
上述技术方案中,第一通孔的形状为圆形、椭圆形、腰圆形以及多边形中的一者,在排气过程中,既能保证排气效率。同时,能够使得第一通孔为规则的几何形状或者近似规则的几何形状,利于第一通孔的加工成型。
在一些实施例中,所述第一通孔的形状为圆形,且所述第一通孔的孔径d与相邻两个所述第一通孔之间的最小距离D满足:0.1≤d/D≤4。
如果第一通孔的孔径d过小,相邻两个所述第一通孔之间的最小距离D过大,即当d/D<0.1,在透气面积不变的情况下,多个第一通孔整体分布占用的面积过大,不利于其他组件的装配;如果第一通孔的孔径d过大,相邻两个所述第一通孔之间的最小距离D过小,即当d/D>4,那么连接部与透气构件的结合面积过小,相应的,连接部与透气构件之间的连接力过小,将存在透气构件与连接部可能发生分离的情况,从而影响透气构件的性能,使其在电池单体内部压力过大时容易产生形变的风险。上述技术方案中,第一通孔的形状为圆形,且第一通孔的孔径d与相邻两个第一通孔之间的最小距离D满足:0.1≤d/D≤4,能够使得第一通孔的孔径d以及相邻两个所述第一通孔之间的最小距离D的比例适中,避免因为二者之间的比例过大或者过小而导致多个第一通孔占用面积过大或者透气构件与连接部之间的附接强度不足而导致分离的情况发生。
在一些实施例中,相邻两个所述第一通孔之间的最小距离D满足:D≥0.5mm。
上述技术方案中,相邻两个第一通孔之间的最小距离D满足:D≥0.5mm,能够保证连接部与透气构件配合部位的有效接触面积,确保与透气构件的附接强度需求。
在一些实施例中,在所述第一通孔的轴向上,各所述第一通孔的正投影面积的面积之和S1与所述透气构件的正投影面积S2满足:S1/S2≤0.8。
上述技术方案中,在第一通孔的轴向上,各第一通孔的正投影面积的面积之和S1与透气构件的正投影面积S2满足:S1/S2≤0.8,能够保证连接部与透气构件配合部位的有效接触面积,提高透气构件与透气构件之间的附接强度,降低透气构件形变的概率,从而保证透气构件的完整性与可靠性。
在一些实施例中,所述排气本体与所述排气机构分开提供,所述排气机构通过所述连接件与所述排气本体连接。
上述技术方案中,排气本体与排气机构分体成型,排气机构通过连接件与排气本体连接,使得排气本体与排气构件各自为独立的构件,便于加工装配。并且,分体成型的方式使得排气本体与排气机构可以采用不同的材料分开加工制造,使排气装置整体可以根据排气机构的结构特点和使用要求而选择合适的材料及加工工艺。
在一些实施例中,所述排气本体设有第一凹部,所述第一凹部用于容纳所述排气机构的至少一部分。
上述技术方案中,第一凹部用于容纳排气机构的至少一部分,能够减小排气装置整体的占用空间,并且,第一凹部的设置,能够对排气机构的安装进行定位,降低排气机构与排气本体之间的装配难度。
在一些实施例中,所述连接件包括主体区域和排气区域,所述主体区域用于连接所述排气本体,所述排气区域包括所述连接部和多个所述第一通孔,所述透气构件一部分附接于所述主体区域,另一部分附接于所述排气区域的所述连接部;所述排气本体在所述第一凹部的底部设有遮挡部和第二通孔,所述遮挡部用于遮挡所述排气区域的至少一部分,所述第二通孔用于与所述第一凹部限定的空间连通。
上述技术方案中,连接件包括主体区域和排气区域,可以通过主体区域与排气本体连接,保证连接件与排气本体之间的连接强度。可以通过排气区域排出电池单体内的气体,保证电池单体的安全性能。由于透气构件一部分附接于主体区域且另一部分附接于排气区域,也就说透气构件不仅与连接部附接,同时与主体区域附接,能够保证透气构件与连接件之间的附接强度,降低透气构件与连接件分离的风险。遮挡部用于遮挡排气区域的至少一部分,通过遮挡部能够阻止至少部分杂质进入多个第一通孔,进而避免对透气构件产生影响,保证了透气构件的性能。第二通孔用于与第一凹部限定的空间连通,使得电池单体内部的气体能够正常排出,保证电池单体的安全性。
在一些实施例中,在所述第一通孔的轴向上,所述遮挡部完全遮挡所述排气区域,所述第二通孔与所述排气区域完全错开。
上述技术方案中,在第一通孔的轴向上,遮挡部完全遮挡排气区域,第二通孔与排气区域完全错开,既能够保证电池单体内部的排气需求,同时,能够通过遮挡部对连接件以及透气构件进行有效的防护,减小透气构件被外部的杂质或者内部的电解液损坏或者侵蚀的概率。
在一些实施例中,所述遮挡部设有第二凹部,所述第二凹部从所述第一凹部的底面朝背离所述透气构件的方向凹陷,所述第二凹部的底面与所述排气机构之间形成避让空间,以避让所述排气区域。
上述技术方案中,通过在遮挡部设有第二凹部,并使得第二凹部的底面与排气机构之间形成避让空间,使得当在第一通孔的轴向上,至少部分数量的第一通孔的正投影被遮挡部覆盖时,能够避免遮挡部与连接件的排气区域接触,进而能够避免遮挡部将其覆盖的第一通孔封闭,保证电池单体内部的排气需求,提高电池单体的安全性能。
在一些实施例中,所述排气装置还包括透气限位件,所述透气限位件至少一部分位于所述第二凹部内,并用于限制所述排气区域的变形。
上述技术方案中,排气装置还包括透气限位件,透气限位件至少一部分位于第二凹部内,限制排气区域的变形,进而降低透气构件的形变概率,提高排气装置的安全性能。
在一些实施例中,所述透气限位件附接于所述排气区域,并支撑于所述排气区域。
上述技术方案中,透气限位件附接于排气区域,并支撑于排气区域,能够增强排气区域抵抗气压的能力,降低排气区域的形变概率,进而能够降低透气构件与之附接区域形变的概率。
在一些实施例中,所述第一凹部从所述排气本体的外表面沿面向所述电池单体的内部的方向凹陷,所述遮挡部位于所述排气机构面向所述电池单体的内部的一侧,所述第二通孔用于将所述电池单体的内部空间与所述第一凹部连通。
上述技术方案中,第一凹部从排气本体的外表面沿面向电池单体的内部的方向凹陷,遮挡部位于排气机构面向电池单体的内部的一侧,第二通孔用于将电池单体的内部空间与第一凹部连通,便于排气机构的安装与定位。
在一些实施例中,所述第一凹部从所述排气本体的内表面沿背离所述电池单体的内部的方向凹陷,所述遮挡部位于所述排气机构背离所述电池单体的内部的一侧,所述第二通孔用于将所述电池单体的外部空间与所述第一凹部连通。
上述技术方案中,第一凹部从排气本体的内表面沿背离电池单体的内部的方向凹陷,遮挡部位于排气机构背离电池单体的内部的一侧,第二通孔用于将电池单体的外部空间与第一凹部连通,使得电池单体内部的气体可通过透气机构依次通过第二通孔、第一通孔并排出。遮挡部的位置能够有效的阻挡外界的杂质进入第一通孔,降低透气构件破损的风险。
在一些实施例中,所述透气构件与所述连接件通过化学键连接为一体。
上述技术方案中,透气构件与连接件通过化学键连接为一体,通过化学键将两个部件连接,使透气构件与连接件连接更为牢固,保证二者的连接强度,同时对透气构件的性能影响较小,能够保证透气构件的性能。
在一些实施例中,所述排气本体内部形成有容纳腔,所述排气本体具有界定出所述容纳腔的多个壁,至少一个壁设置有所述排气机构。
上述技术方案中,排气本体内部形成有容纳腔,排气本体具有界定出容纳腔的多个壁,至少一个壁设置有排气机构,也就是说,排气装置可以为能够容纳电极组件的壳体结构,排气装置集容纳功能和排气功能为一体。
在一些实施例中,排气本体为电池单体的端盖。
上述技术方案中,排气本体为电池单体的端盖,也就是说,排气机构可以为设置于电池单体的端盖。
在一些实施例中,排气装置还包括绝缘件,绝缘件位于排气本体面向电池单体的内部的一侧,绝缘件上设置有第三通孔,第三通孔用于将电池单体的内部空间与第一通孔连通。
上述技术方案中,通过设置绝缘件,可以防止电极组件与端盖金属接触发生短路的现象,且绝缘件上设有的第三通孔能够将电池单体的内部空间与第一通孔连通,保证电池单体内部气体的排放需求。
在一些实施例中,在第一通孔的轴向上,第三通孔与第一通孔完全错开设置。
上述技术方案中,通过绝缘件能够阻挡液体或者杂质颗粒,保证了透气构件的性能,上述设置还能够避免电池单体内部的气体通过第三通孔直接作用于第一通孔,减小对第一通孔的冲击力,降低透气构件形变的概率,进而保证电池单体的安全性。
第二方面,本申请实施例提供一种电池单体,包括第一方面任意一个实施例提供的排气装置。
第三方面,本申请实施例提供一种电池,包括第二方面任意一个实施例提供的电池单体;以及箱体,用于容纳所述电池单体。
第四方面,本申请实施例提供一种用电装置,包括第三方面任意一个实施例提供的电池,用于提供电能。
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
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例,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,还可以根据附图获得其他的附图。
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结构示意图;
图3为本申请一些实施例提供的电池单体的***图;
图4为为本申请一些实施例提供的排气装置的俯视图;
图5为图4中沿A-A方向的剖视图;
图6为本申请一些实施例提供的排气装置的分解图;
图7为本申请一些实施例提供的排气装置的连接件的俯视图;
图8为本申请另一些实施例提供的排气装置的剖视图;
图9为本申请又一些实施例提供的排气装置的俯视图;
图10为图9中沿B-B方向的剖视图;
图11为本申请又一些实施例提供的排气装置的分解图;
图12为本申请再一些实施例提供的排气装置的剖视图;
图13为本申请又一些实施例提供的排气装置的剖视图;
图14为本申请再一些实施例提供的排气装置的剖视图;
图15为本申请又一些实施例提供的排气装置的剖视图;
图16为本申请再一些实施例提供的排气装置的剖视图;
图17为本申请再一些实施例的排气装置的俯视图;
图18为图17中沿C-C方向的剖视图;
图19为图18中D处放大图;
图20为本申请又一些实施例的排气装置的剖视图。
具体实施方式中的附图标号如下:
1000-车辆;
100-电池;200-控制器;300-马达;
10-箱体;11-第一部分;12-第二部分;
20-电池单体;
21-壳体;
22-电极组件;221-正极极耳;222-负极极耳;
23-端盖;231-正极电极端子;232-负极电极端子;
24-排气装置;
241-排气本体;2411-第一凹部;2412-遮挡部;2413-第二通孔;2414-第二凹部;2415-避让空间;2416-容纳腔;2417a-底壁;2417b-侧壁;
242-排气机构;2421-连接件;2421a-第一通孔;2421b-连接部;24211-主体区域;24212-排气区域;2422-透气构件;
243-透气限位件;
244-绝缘件;2441-第三通孔;
2100-提供装置;2200-装配装置;X-轴向。
在附图中,相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
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、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等,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,电极组件由正极极片、负极极片和隔离膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。正极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极极耳。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极极耳。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,正极极耳的数量为多个且层叠在一起,负极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。此外,电极组件可以是卷绕式结构,也可以是叠片式结构,本申请实施例并不限于此。
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,还需要考虑电池的安全性。
在电池单体中,多次经历充放电循环,存在副反应,持续产生气体,使电池单体的内部存在一定的气压,随着气压的升高会导致极片之间的气体不能及时排除,从而影响锂离子的嵌入和脱出,进而导致析锂风险。为保证电池单体的安全性,一般会在电池单体中设置排气装置,通过排气装置来排出电池单体内部产生的气体,以保证电池单体的安全性。
发明人发现,即使在电池单体中设置有排气装置,仍然会出现电池单体起火、***的风险。发明人进一步研究发现,目前的排气装置一般是在排气本体上设置一个较大的通孔,并在通孔上覆盖透气构件,当电池单体内的气压达到预设阈值时,气体会通过透气构件排出电池单体,气体在外排的过程中会作用于透气构件,使得透气构件容易变形,加速透气构件的老化,给电池单体带来安全隐患。
鉴于此,本申请实施例提供一种排气装置,在排气本体上设置连接件和透气构件,连接件用于连接排气本体,连接件设有多个第一通孔,透气构件覆盖多个第一通孔,透气构件用于在电池单体内部的气体压力达到第一阈值时将气体经多个第一通孔排出至电池单体的外部。连接件包括形成于相邻的两个第一通孔之间的连接部,连接部用于与透气构件相附接,以限制透气构件的变形。
这样的排气装置在用于电池单体时,当电池单体内部的气体压力达到第一阈值时,透气构件将气体经多个第一通孔排出至电池单体的外部,以达到排出电池单体内部的气体的目的。由于连接件包括形成于相邻的两个第一通孔之间的连接部,可以通过连接部与透气构件相附接,当电池单体内部的气压较大作用于透气构件时,可以通过连接部向透气构件提供与电池单体内部压力相反的作用力,减小透气构件的形变,提高排气装置整体耐内压强度,降低透气构件的老化速率,进而提高电池单体的安全性。
本申请实施例描述的泄压装置适用于电池单体、电池以及使用电池的用电装置及设备。
用电装置及设备可以是车辆、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,以用电装置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的结构示意图,电池100包括箱体10和电池单体20,箱体10用于容纳电池单体20。
其中,箱体10是容纳电池单体20的部件,箱体10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,以限定出用于容纳电池单体20的容纳空间。第一部分11和第二部分12可以是多种形状,比如,长方体、圆柱体等。第一部分11可以是一侧开放的空心结构,第二部分12也可以是一侧开放的空心结构,第二部分12的开放侧盖合于第一部分11的开放侧,则形成具有容纳空间的箱体10。也可以是第一部分11为一侧开放的空心结构,第二部分12为板状结构,第二部分12盖合于第一部分11的开放侧,则形成具有容纳空间的箱体10。第一部分11与第二部分12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20可以是一个、也可以是多个。若电池单体20为多个,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。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,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。也可以是所有电池单体20之间直接串联或并联或混联在一起,再将所有电池单体20构成的整体容纳于箱体10内。
请参照图3,图3为本申请一些实施例提供的电池单体20的***图,电池单体20包括端盖23、电极组件22、壳体21、排气装置24。
壳体21是用于容纳电极组件22的部件,壳体21可以是一端形成开口的空心结构。壳体21可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。壳体21的材质可以是多种,比如,铜、铁、铝、钢、铝合金等。
壳体21内的电极组件22可以是一个,也可以是多个。例如,如图3所示,电极组件22为多个,多个电极组件22层叠布置。
电极组件22是电池单体20中发生电化学反应的部件。电极组件22可以包括正极极片、负极极片和隔离膜。电极组件22可以是由正极极片、隔离膜和负极极片通过卷绕形成的卷绕式结构,也可以是由正极极片、隔离膜和负极极片通过层叠布置形成的层叠式结构。
正极极片可以包括正极集流体和涂覆于正极集流体相对的两侧的正极活性物质层。负极极片可以包括负极集流体和涂覆于负极集流体相对的两侧的负极活性物质层。电极组件22具有正极极耳221和负极极耳222,正极极耳221可以是正极极片上未涂覆正极活性物质层的部分,负极极耳222可以是负极极片上未涂覆负极活性物质层的部分。
端盖23是盖合于壳体21的开口以将电池单体20的内部环境与外部环境隔绝的部件。端盖23盖合于壳体21的开口,端盖23与壳体21共同限定出用于容纳电极组件22、电解液以及其他部件的密封空间。端盖23的形状可以与壳体21的形状适配,比如,壳体21为长方体结构,端盖23为与壳体21相适配的矩形板状结构,再如,壳体21为圆柱体结构,端盖23为与壳体21相适配的圆形板状结构。端盖23的材质也可以是多种,比如,铜、铁、铝、钢、铝合金等,端盖23的材质与壳体21的材质可以相同,也可以不同。
端盖23上可以设置电极端子,电极端子用于与电极组件22电连接,以输出电池单体20的电能。电极端子可以包括正极电极端子231和负极电极端子232,正极电极端子231用于与正极极耳221电连接,负极电极端子232用于与负极极耳222电连接。正极电极端子231与正极极耳221可以直接连接,也可以间接连接,负极电极端子232与负极极耳222可以直接连接,也可以间接连接。
排气装置24是排出电池单体20内部的气体的部件,在电池单体20内部的气体压力达到第一阈值时,通过排气装置24排出电池单体20内部的气体。以下结合附图对排气装置24的具体结构进行详细阐述。
请参照图4至图6,图4为本申请一些实施例提供的排气装置24的俯视图,图5为图4中沿A-A方向的剖视图,图6为本申请一些实施例提供的排气装置24的分解图。本申请实施例提供的排气装置24用于电池单体20,排气装置24包括排气本体241和排气机构242。排气机构242包括设置于排气本体241的连接件2421和透气构件2422,连接件2421用于连接排气本体241,连接件2421设有多个第一通孔2421a,透气构件2422覆盖多个第一通孔2421a,透气构件2422用于在电池单体20内部的气体压力达到第一阈值时将气体经多个第一通孔2421a排出至电池单体20的外部。其中,连接件2421包括形成于相邻的两个第一通孔2421a之间的连接部2421b,连接部2421b用于与透气构件2422相附接,以限制透气构件2422的变形。
排气本体241可以是安装于端盖23上的部件,比如,排气装置24为安装于端盖23上的板状结构。排气本体241整体也可以是用于覆盖电极组件22的端盖23。示例性的,端盖23即为排气本体241。排气本体241还可以是用于容纳电极组件22的壳体21,示例性的壳体21即为排气本体241,排气机构242的连接件2421可以连接在壳体21上。
连接件2421与排气本体241可以采用一体式结构,当然也可以采用分体式结构,当采用分体式结构时,二者可以通过焊接等方式固定连接。
连接件2421设置的第一通孔2421a的数量可以为两个、三个或者更多个,本申请不做具体数量限制。
第一通孔2421a的形状可以为规则的几何形状,例如圆形、椭圆形、正多边形。当然,也可以为不规则的几何形状,本申请不做具体形状限定,只要能够满足电池单体20内的气体排放需求均可。
多个第一通孔2421a中各个第一通孔2421a的形状可以相同,例如多个第一通孔2421a均可以为圆形、椭圆形或者腰圆形等。当然,多个第一通孔2421a中各第一通孔2421a的形状可以不同或者至少部分数量的第一通孔2421a形状不同,例如,可以使得多个第一通孔2421a中部分数量的第一通孔2421a为圆形,部分第一通孔2421a的数量为椭圆形、腰圆形或者多边形等。
第一通孔2421a可以通过多种方式成型,比如冲压成型、铣削加工成型等,本申请实施例对此不作特殊限制。
多个第一通孔2421a在连接件2421上的分布图案不做具体限定,例如可以是行列分布或者说阵列分布,也可以是沿环形轨迹依次分布,当然也可以是沿直线轨迹或者曲线轨迹依次分布。
相邻两个第一通孔2421a的孔壁之间至少部分间隔设置,连接部2421b是连接件2421位于相邻两个第一通孔2421a之间的区域。在与第一通孔2421a的轴向相垂直的任意方向上,每相邻两个第一通孔2421a之间均可以形成有连接部2421b。
连接部2421b与透气构件2422相附接,透气构件2422可以与连接部2421b接触并抵接。透气构件2422与连接部2421b之间可以采用粘接、化学键连接的方式相互连接。透气构件2422的变形可以是至少部分向远离电极组件22的方向鼓起而产生的形变。
透气构件2422可以设置于连接件2421面向电池单体20内部的一侧,此时连接部2421b用于透气构件2422向电池单体20的外部发生变形时向透气构件2422提供支撑力。当然,透气构件2422也可以设置于连接件2421背离电池单体20内部的一侧,此时连接部2421b用于透气构件2422向电池单体20的外部发生变形时向透气构件2422提供拉应力。
透气构件2422覆盖多个第一通孔2421a,具体可以使得在第一通孔2421a的轴向X上,透气构件2422的正投影覆盖各第一通孔2421a的正投影。透气构件2422用于在电池单体20内部的气体压力达到第一阈值时将气体经多个第一通孔2421a排出至电池单体20的外部。
透气构件2422具有透气功能,其材质可以为PP(polypropylen,聚丙烯)、PE(polyethylene,聚乙烯)和PU(polyurethane,聚氨酯)等,电池单体20内部的气体在排出时需要经过透气构件2422。透气构件2422能够使得电池单体20内部的气体流通至外部,且能够阻隔电池单体20外部的水汽等进入电池单体20的内部。
上述技术方案中,排气机构242包括排气本体241设置于排气本体241的排气机构242,排气机构242包括连接件2421和透气构件2422,连接件2421设有多个第一通孔2421a,透气构件2422覆盖多个第一通孔2421a。在电池单体20内部的气体压力达到第一阈值时,气体经透气构件2422以及多个第一通孔2421a排出至电池单体20的外部,以达到排出电池单体20内部的气体的目的。由于连接件2421包括形成于相邻的两个第一通孔2421a之间的连接部2421b,可以通过连接部2421b与透气构件2422相附接,当电池单体20内部的气体在通过透气构件2422向电池单体20外部排放过程中作用于透气构件2422时,可以通过连接部2421b向透气构件2422提供与电池单体20内部压力相反的作用力,减小透气构件2422的形变,提高排气装置24整体耐内压的能力,进而提高电池单体20的安全性。。
在一些实施例中,透气构件2422设于连接件2421面向电池单体20内部的一侧,连接部2421b用于在透气构件2422向电池单体20的外部发生变形时向透气构件2422提供支撑力。
连接件2421面向电池单体20内部的一侧可以是连接件2421在第一通孔2421a的轴向X上面向电池单体20内部的一侧。连接部2421b在透气构件2422向电池单体20的外部发生变形时能够向透气构件2422提供在第一通孔2421a的轴向X上的支撑力,以限制透气构件2422的形变。
透气构件2422设于连接件2421面向电池单体20内部的一侧,在排气过程中,连接件2421能够对透气构件2422提供支撑力,在保证具有足够的排气面积的同时,避免电池单体20内部的压力过大导致透气构件2422变形或移位,保证透气构件2422的完整性,提高安全性。并且,透气构件2422设于连接件2421面向电池单体20内部的一侧,这种位置设置方式可以使得端盖23外部空间利用率提高,便于喷码或者实现更多功能。
在一些实施例中,多个第一通孔2421a的形状相同且面积相等。多个第一通孔2421a的形状可以彼此相同,例如,多个第一通孔2421a均可以为圆孔。当然,多个第一通孔2421a也可以均为椭圆孔或者多边形孔,可选为正多边形孔。多个第一通孔2421a的面积相同是指任意两个第一通孔2421a的面积相同。例如,当多个第一通孔2421a均为圆孔时,任意两个第一通孔2421a的直径相同,当多个第一通孔2421a均为椭圆孔时,任意两个第一通孔2421a的长轴尺寸相等且短轴尺寸相等。
通过使得多个第一通孔2421a的形状相同且面积相等,在排气过程中,有利于气体均匀且快速通过多个第一通孔2421a。使透气构件2422与对应的部分承受的气体压力相同,避免出现因多个第一通孔2421a通过的气体分布不均导致透气构件2422在气体作用下产生变形的情况。同时,多个第一通孔2421a可以采用冲压的方式或者铣削的方式加工,通过使得多个第一通孔2421a的形状相同且面积相同,可以采用相同的加工工序对各个第一通孔2421a进行加工,能够简化加工工序、降低机加工成本,且能够提高成型效率。
继续参照图4至图7,图7为本申请一些实施例提供的排气装置24的连接件2421的俯视图。在一些实施例中,多个第一通孔2421a间隔分布,相邻两个第一通孔2421a之间的最小距离D和透气构件2422在第一通孔2421a的轴向X的厚度L满足:1.2≤D/L≤5。
多个第一通孔2421a间隔分布,使得相邻两个第一通孔2421a的孔壁各处均间隔设置。相邻两个第一通孔2421a之间的最小距离D可以为在第一通孔2421a的轴向X上,相邻两个第一通孔2421a的孔壁的正投影之间的最小距离。例如可以在相邻两个第一通孔2421a一者的正投影上取一点a,在另一者的正投影上取一点b,a与b之间连接形成的线段中,长度最短者即为相邻两个第一通孔2421a之间的最小距离D。
通过上述设置,能够保证连接部2421b的机械强度以及与透气构件2422之间的附接面积,减小透气构件2422在电池单体20内部压力的作用下变形的概率。
在一些实施例中,第一通孔2421a的形状为圆形、椭圆形、腰圆形以及多边形中的一者。
第一通孔2421a的形状可以为第一通孔2421a在自身轴向X上的正投影形状可以为圆形、椭圆形、腰圆形以及多边形中的一者。各个第一通孔2421a的形状可以均为圆形、椭圆形、腰圆形以及多边形中的一者。
通过上述设置,使得电池单体20在排气过程中,既能保证排气效率,同时,能够使得第一通孔2421a为规则的几何形状或者近似规则的几何形状,利于第一通孔2421a的加工成型。
在一些实施例中,第一通孔2421a的形状为圆形,且第一通孔2421a的孔径d与相邻两个第一通孔2421a之间的最小距离D满足:0.1≤d/D≤4。
如果第一通孔2421a的孔径d过小,相邻两个所述第一通孔2421a之间的最小距离D过大,即当d/D<0.1,在透气面积不变的情况下,多个第一通孔2421a整体分布占用的面积过大,不利于其他组件的装配;如果第一通孔2421a的孔径d过大,相邻两个所述第一通孔2421a之间的最小距离D过小,即当d/D>4,那么连接部2421b与透气构件2422的结合面积过小,连接力过小导致透气构件2422与连接部2421b可能发生分离的情况,从而影响透气构件2422的性能,使其在电池单体20内部压力过大时容易产生形变的风险。上述技术方案中,通过使得第一通孔2421a的形状为圆形,且第一通孔2421a的孔径d与相邻两个第一通孔2421a之间的最小距离D满足:0.1≤d/D≤4,能够使得第一通孔2421a的孔径d以及相邻两个所述第一通孔2421a之间的最小距离D的比例适中,避免因为二者之间的比例过大或者过小而导致多个第一通孔2421a占用面积过大或者透气构件与连接部之间的附接强度不足而导致分离的情况发生。
在一些实施例中,相邻两个第一通孔2421a之间的最小距离D满足:D≥0.5mm。
如果相邻两个第一通孔2421a之间的距离过小,则有可能导致第一通孔2421a变形甚至相邻两个第一通孔2421a之间的连接部2421b发生断裂的情况,从而导致透气构件2422变形甚至失效。通过上述设置,能够保证连接部2421b与透气构件2422配合部位的有效接触面积更大,确保与透气构件2422的附接强度需求,避免因相邻两个第一通孔2421a之间的距离过小导致连接部2421b发生断裂失效的情况。
在一些实施例中,在所述第一通孔2421a的轴向X上,各所述第一通孔2421a的正投影面积的面积之和S1与所述透气构件2422的正投影面积S2满足:S1/S2≤0.8。
每个第一通孔2421a在自身轴向X上的正投影的面积为该第一通孔2421a的孔壁在轴向X上的正投影轮廓围合形成的面积。例如,当第一通孔2421a为圆孔时,第一通孔2421a在自身轴向X上的正投影为圆形,第一通孔2421a的正投影面积为该圆形内部区域的面积。当第一通孔2421a在自身轴向X上的正投影为多边形时,第一通孔2421a的正投影面积为该多边形内部区域的面积。
当第一通孔2421a的数量为8个时,各所述第一通孔2421a的正投影面积的面积之和S1等于8个第一通孔2421a在自身轴向X上的正投影面积相加得到的数值。当第一通孔2421a的数量为16个时,各所述第一通孔2421a的正投影面积的面积之和S1等于16个第一通孔2421a在自身轴向X上的面积相加得到的数值。
在第一通孔2421a的轴向X上,透气构件2422的正投影面积S2大于各所述第一通孔2421a的正投影面积的面积之和S1。
通过上述设置,能够保证连接部2421b与透气构件2422配合部位的有效接触面积,提高透气构件2422与连接部2421b之间的附接强度,降低透气构件2422形变的概率,从而保证透气构件2422的完整性与可靠性。
继续参照图4至图7,在一些实施例中,排气本体241与排气机构242分开提供,排气机构242通过连接件2421与排气本体241连接。
排气本体241与排气机构242分开提供可以为排气本体241与排气机构242在未组装之前为两个独立的构件,分开生产加工,当组配到一起时,排气机构242通过连接件2421与排气本体241连接。
通过上述设置,使得排气本体241与排气机构242各自为独立的构件,便于加工装配。并且,分体成型的方式使得排气本体241与排气机构242可以采用不同的材料分开加工制造。使得排气装置整体可以根据排气机构242的结构特点和使用要求而选择合适的材料及加工工艺。
在一些实施例中,排气本体241设有第一凹部2411,第一凹部2411用于容纳排气机构242的至少一部分。
第一凹部2411是通过在排气本体241上去除部分材料形成的。在第一通孔2421a的轴向X上,第一凹部2411的底壁厚度小于排气本体241对应其他区域的厚度。当排气装置24用于电池单体20时,第一凹部2411可以面向电极组件22设置,当然也可以背离电极组件22设置。
在第一通孔2421a的轴向X上,第一凹部2411的正投影形状可以为圆形、椭圆形以及多边形等,本申请不做具体限定。
排气机构242可以部分位于第一凹部2411内,当然,排气机构242也可以全部位于第一凹部2411内,当排气机构242全部位于第一凹部2411内时,在第一通孔2421a的轴向X上,排气机构242背离第一凹部2411的底壁的一侧可以与排气本体241平齐。
通过在排气本体241上设置第一凹部2411,并使得排气机构242至少部分容纳于第一凹部2411,能够减小排气装置24整体的占用空间,并且,第一凹部2411的设置,能够对排气机构242的安装进行定位,降低排气机构242与排气本体241之间的装配难度。
在一些实施例中,连接件2421包括主体区域24211和排气区域24212,主体区域24211用于连接排气本体241,排气区域24212包括连接部2421b和多个第一通孔2421a,透气构件2422一部分附接于主体区域24211,另一部分附接于排气区域24212的连接部2421b。排气本体241在第一凹部2411的底部设有遮挡部2412和第二通孔2413,遮挡部2412用于遮挡排气区域24212的至少一部分,第二通孔2413用于与第一凹部2411限定的空间连通。
连接件2421的主体区域24211和排气区域24212可以为一体式结构,当然也可以为分体式结构,可选为一体式结构,能够保证二者之间的连接强度且利于连接件2421的成型。
连接件2421的主体区域24211可以围绕排气区域24212设置,主体区域24211的外周可以与排气本体241连接,可选与排气本体241采用焊接的等方式相互固定连接。
多个第一通孔2421a以及连接部2421b均设置于排气区域24212,透气构件2422既与排气区域24212的连接部2421b附接,同时还与主体区域24211附接。
第一凹部2411包括底部以及侧壁,侧壁围绕底部设置。遮挡部2412位于第一凹部2411的底部,第二通孔2413可以在第一通孔2421a的轴向X上贯穿第一凹部2411的底部设置。
第二通孔2413的数量可以为一个,也可以为多个,第二通孔2413的直径可以等于第一通孔2421a的孔径也可以不等于第一通孔2421a的孔径。可选的,第二通孔2413的孔径可以大于任一第一通孔2421a的孔径。
在第一通孔2421a的轴向X上,第二通孔2413的位置可以与第一通孔2421a相对设置,当然,在有些实施例中,在第一通孔2421a的轴向X上,二者也可以采用错开设置的方式进行布置。
通过限定连接件2421包括主体区域24211和排气区域24212,可以通过主体区域24211与排气本体241连接,保证连接件2421与排气本体241之间的连接强度。可以通过排气区域24212排出电池单体20内的气体,保证电池单体20的安全性能。由于透气构件2422一部分附接于主体区域24211且另一部分附接于排气区域24212,也就说透气构件2422不仅与连接部2421b附接,同时与主体区域24211附接,能够保证透气构件2422与连接件2421之间的附接强度,降低透气构件2422与连接件2421分离的风险。遮挡部2412用于遮挡排气区域24212的至少一部分,通过遮挡部2412能够阻止至少部分杂质进入多个第一通孔2421a,进而避免对透气构件2422产生影响,保证了透气构件2422的性能。第二通孔2413用于与第一凹部2411限定的空间连通,使得电池单体20内部的气体能够排出,保证电池单体20的安全性。
在一些实施例中,遮挡部2412设有第二凹部2414,第二凹部2414从第一凹部2411的底面朝背离透气构件2422的方向凹陷,第二凹部2414的底面与排气机构242之间形成避让空间2415,以避让排气区域24212。
第二凹部2414在第一通孔2421a的轴向X上的正投影形状可以是多种,如圆形、椭圆形或者多边形等。可选地,在第一通孔2421a的轴向X上,第二凹部2414的正投影面积小于第一凹部2411的正投影面积。可选地,第二凹部2414的正投影位于第一凹部2411的正投影内部。
第二通孔2413可以由第二凹部2414的底面起始沿第一通孔2421a的轴向X延伸并贯穿排气本体241。在第一通孔2421a的轴向X上,第二凹部2414的底面与排气机构242间隔分布并形成避让空间2415。
通过在遮挡部2412设有第二凹部2414,并使得第二凹部2414的底面与排气机构242之间形成避让空间2415,使得当在第一通孔2421a的轴向X上,至少部分数量的第一通孔2421a的正投影被遮挡部2412覆盖时,能够避免遮挡部2412与连接件2421的排气区域24212接触,进而能够避免遮挡部2412将其覆盖的第一通孔2421a封闭,保证电池单体20内部的排气需求,提高电池单体20的安全性能。
请参照图8,图8为本申请另一些实施例提供的排气装置24剖视结构示意图。在一些实例中,在第一通孔2421a的轴向X上,遮挡部2412完全遮挡排气区域24212,第二通孔2413与排气区域24212完全错开。
也就是说,在第一通孔2421a的轴向X上,遮挡部2412的正投影完全覆盖排气区域24212的正投影,第二通孔2413的正投影与排气区域24212的正投影完全错开设置。
通过上述设置,既能够保证电池单体20内部的排气需求,同时,能够通过遮挡部2412对连接件2421以及透气构件2422进行有效的防护,减小透气构件2422被外部的杂质或者内部的电解液损坏或侵蚀的概率。
继续参照图4至图8,在一些实施例中,第一凹部2411从排气本体241的内表面沿背离电池单体20的内部的方向凹陷,遮挡部2412位于排气机构242背离电池单体20的内部的一侧,第二通孔2413用于将电池单体20的外部空间与第一凹部2411连通。
第一凹部2411可以由排气本体241的内表面向电池单体20的外部凹陷形成,第一凹部2411可以沿第一通孔2421a的轴向X方向凹陷。在第一通孔2421a的轴向X上,排气机构242位于遮挡部2412与电极组件22之间。当遮挡部2412在第一通孔2421a的轴向X上的正投影覆盖至少部分数量的第一通孔2421a时,在遮挡部2412上设置有第二凹部2414,该示例中,第二凹部2414可以由第一凹部2411的底面沿着轴向X向远离透气构件2422的方向凹陷,排气机构242位于第二通孔2413与电极组件22之间。
上述技术方案中,第一凹部2411从排气本体241的内表面沿背离电池单体20的内部的方向凹陷,遮挡部2412位于排气机构242背离电池单体20的内部的一侧,第二通孔2413用于将电池单体20的外部空间与第一凹部2411连通,使得电池单体20内部的气体可通过透气机构依次通过第二通孔2413、第一通孔2421a并排出。遮挡部2412的位置能够有效的阻挡外界的杂质进入第一通孔2421a,降低透气构件2422破损的风险。
参照图9至图11,图9为本申请又一些实施例提供的排气装置24的俯视图,图10为图9中沿B-B方向的剖视图,图11为本申请又一些实施例提供的排气装置24的分解图。
在一些实施例中,也可以使得第一凹部2411从排气本体241的外表面沿面向电池单体20的内部的方向凹陷,遮挡部2412位于排气机构242面向电池单体20的内部的一侧,第二通孔2413用于将电池单体20的内部空间与第一凹部2411连通。
第一凹部2411可以从排气本体241的外表面沿第一通孔2421a的轴向X向电池单体20的内部的方向凹陷。当遮挡部2412在第一通孔2421a的轴向X上的正投影覆盖至少部分数量的第一通孔2421a时,在遮挡部2412上设置由第二凹部2414。该示例中,第二凹部2414可以由第一凹部2411的底面沿着轴向X向靠近透气构件2422的方向凹陷,第二通孔2413位于排气机构242与电极组件22之间。
上述技术方案中,电池单体20产生的气体首先通过第二通孔2413,然后通过透气构件2422再经由多个第一通孔2421a排出。第一凹部2411对透气构件2422可以起到支撑保护的作用,便于透气构件2422在第一凹部2411内2511的安装与定位。
参照图12以及图13,图12为本申请再一些实施例提供的排气装置24的剖视图,图13为本申请又一些实施例提供的排气装置24的剖视图。
在一些实施例中,排气装置24还包括透气限位件243,透气限位件243至少一部分位于第二凹部2414内,并用于限制排气区域24212的变形。
透气限位件243具有透气功能。可选地,透气限位件243可以部分位于第二凹部2414内,当然,也可以全部位于第二凹部2414内。在第一通孔2421a的轴向X上,透气限位件243可以夹持在遮挡部2412以及排气机构242之间,进而为排气机构242提供支撑力,限制排气区域24212的变形,具体可以限制排气区域24212在第一通孔2421a轴向X上的变形。
可选地,透气限位件243可以为具有预定厚度的膜层结构,可选地,透气限位件243还可以具有防水功能。
可选地,透气限位件243可以与排气机构242及遮挡部2412接触但不连接,当然,透气限位件243也可以与排气机构242接触并相互连接,或者,透气限位件243还可以同时与排气机构242以及遮挡部2412接触并连接。
通过使得排气装置24还包括透气限位件243,并使得透气限位件243至少一部分位于第二凹部2414内,能够通过透气限位件243为排气机构242提供支撑,限制排气区域24212的变形,进而降低透气构件2422的形变概率,提高排气装置24的安全性能。
在一些实施例中,透气限位件243附接于所述排气区域24212,并支撑于所述排气区域24212。
透气限位件243附接于排气区域24212,其可以覆盖排气区域24212的第一通孔2421a并与连接部2421b相抵接。透气限位件243与排气区域24212直接可以采用粘接、化学键连接等方式彼此连接。
通过上述设置,能够增强排气区域24212抵抗气压的能力,降低排气区域24212的形变概率,进而能够降低透气构件2422与之附接区域形变的概率。
在一些实施例中,在第一通孔2421a的轴向X上,透气限位件243可以覆盖多个第一通孔2421a以及连接部2421b。
通过上述设置,既能够限制排气区域24212的变形,同时能够对透气构件2422在轴向X上的一侧提供防护,避免外部的杂质或者内部的电解液作用于透气构件2422并对其造成损坏,进而保证排气机构242的安全性能
在一些实施例中,透气构件2422与连接件2421通过化学键连接为一体。
化学键是纯净物分子内或晶体内相邻两个或多个原子(或离子)间强烈的相互作用力的统称。使离子相结合或原子相结合的作用力通称为化学键。
通过化学键将透气构件2422与连接件2421连接,使透气构件2422与连接件2421连接更为牢固,保证二者的连接强度,同时对透气构件2422的性能影响降低到最小,能够保证透气构件2422的性能。
参照图14以及图15所示,图14为本申请再一些实施例提供的排气装置24的剖视图,图15为本申请又一些实施例提供的排气装置24的剖视图。
在一些实施例中,排气装置24还包括绝缘件244,绝缘件244位于排气本体241面向电池单体20的内部的一侧,绝缘件244上设置有第三通孔2441,第三通孔2441用于将电池单体20的内部空间与第一通孔2421a连通。
绝缘件244是将端盖23与电极组件22分隔的部件,通过绝缘件244来实现端盖23与电极组件22的绝缘隔离。绝缘件244为绝缘材质,绝缘件244可以是诸如塑料、橡胶等绝缘材质。示例性的,绝缘件244设于端盖23和电极组件22之间,可理解的是,在电极组件22为多个的情况下,绝缘件244覆盖于多个电极组件22整体的上方。
绝缘件244可以设置成板状。在第一通孔2421a的轴向X上,第三通孔2441可以与第一通孔2421a对应设置,也可以不对应设置,第三通孔2441的孔径可以与第一通孔2421a的孔径相等,也可以不相等。
通过设置绝缘件244,可以防止电极组件22与端盖23金属接触发生短路的现象,且绝缘件244上也设有第三通孔2441能够将电池单体20的内部空间与第一通孔2421a连通,保证电池单体20内部气体的排放需求。
参照图16所示,图16为本申请再一些实施例提供的排气装置24的剖视图。在一些实施例中,在第一通孔2421a的轴向X上,第三通孔2441与第一通孔2421a可以完全错开设置。在第一通孔2421a的轴向X上,第三通孔2441与第一通孔2421a不交叠。
通过上述设置,能够阻挡液体或者杂质颗粒由,保证了透气构件2422的性能。同时,上述设置还能够避免电池单体20内部的气体通过第三通孔2441直接作用于第一通孔2421a,减小对第一通孔2421a的冲击力,降低透气构件2422形变的概率,进而保证电池单体20的安全性。
参照图17至图19所示,图17为本申请再一些实施例的排气装置24的俯视图,图18为图17中沿C-C方向的剖视图,图19为图18中D处放大图。
在一些实施例中,排气本体241为电池单体20的端盖23。也就是说,排气装置24可以设置于电池单体20的端盖23位置。
通过上述设置,使得电池单体20的端盖23整体集成了排气功能,能够保证电池单体20的安全性能。
可以理解的是,上述各实施例均是以排气本体241为电池单体20的端盖23为例进行举例说明。
参照图20所示,图20为本申请又一些实施例的排气装置24的剖视图。在有一些施例中,排气本体241还可以为内部形成有容纳腔2416,排气本体241具有界定出容纳腔2416的多个壁,至少一个壁设置有排气机构242。
排气本体241的至少一个壁设置有排气结构,可以是只有一个壁上设置有排气结构,也可以是多个壁上均设有排气结构。排气结构可以设置在壁的外表面,也可以设置在壁的内表面。
排气本体241可以是多种形状,比如,长方体、圆柱体。以排气本体241为长方体为例,排气本体241可以有五个壁,一个底壁2417a和四个侧壁2417b共同围合形成一端开口的容纳腔2416,底壁2417a上设置有排气结构。以排气本体241为圆柱体为例,排气本体241可以有两个壁,一个底壁2417a和一个圆周壁,圆周壁围合设于底壁2417a的边缘,圆周壁与底壁2417a共同围合形成一端开口的容纳腔2416,底壁2417a上设置有排气本体241。
在本实施例中,由于排气本体241内部形成有用于容纳电极组件22的容纳腔2416,排气本体241的多个壁限定出容纳腔2416,使得排气装置24为能够容纳电极组件22的壳体21,泄排气装置24集容纳功能和泄压功能为一体。
本申请实施例提供一种电池单体20,包括上述任意实施例提供的排气装置24。
本申请实施例提供一种电池,包括箱体和上述任意一个实施例提供的电池单体20,箱体用于容纳电池单体20。
本申请实施例提供一种用电装置,包括上述任意实施例的提供的电池,用于提供电能。
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 (25)
1.一种排气装置,用于电池单体,其中,所述排气装置包括:
排气本体;
排气机构,设于所述排气本体,所述排气机构包括连接件和透气构件,所述连接件用于连接所述排气本体,所述连接件设有多个第一通孔,所述透气构件覆盖多个所述第一通孔,所述透气构件用于在所述电池单体内部的气体压力达到第一阈值时将所述气体经多个所述第一通孔排出至所述电池单体的外部;
所述连接件包括形成于相邻的两个所述第一通孔之间的连接部,所述连接部用于与所述透气构件相附接,以限制所述透气构件的变形。
2.根据权利要求1所述的排气装置,其中,所述透气构件设于所述连接件面向所述电池单体内部的一侧,所述连接部用于在所述透气构件向所述电池单体的外部发生变形时向所述透气构件提供支撑力。
3.根据权利要求1或2所述的排气装置,其中,多个所述第一通孔的形状相同且面积相等。
4.根据权利要求1-3任一项所述的排气装置,其中,多个所述第一通孔间隔分布,相邻两个所述第一通孔之间的最小距离D和所述透气构件在所述第一通孔的轴向的厚度L满足:1.2≤D/L≤5。
5.根据权利要求1-4任一项所述的排气装置,其中,所述第一通孔的形状为圆形、椭圆形、腰圆形以及多边形中的一者。
6.根据权利要求1-5任一项所述的排气装置,其中,所述第一通孔的形状为圆形,且所述第一通孔的孔径d与相邻两个所述第一通孔之间的最小距离D满足:0.1≤d/D≤4。
7.根据权利要求5或6所述的排气装置,其中,相邻两个所述第一通孔之间的最小距离D满足:D≥0.5mm。
8.根据权利要求1-7任一项所述的排气装置,其中,在所述第一通孔的轴向上,各所述第一通孔的正投影面积的面积之和S1与所述透气构件的正投影面积S2满足:S1/S2≤0.8。
9.根据权利要求1-8任一项所述的排气装置,其中,所述排气本体与所述排气机构分开提供,所述排气机构通过所述连接件与所述排气本体连接。
10.根据权利要求9所述的排气装置,其中,所述排气本体设有第一凹部,所述第一凹部用于容纳所述排气机构的至少一部分。
11.根据权利要求10所述的排气装置,其中,所述连接件包括主体区域和排气区域,所述主体区域用于连接所述排气本体,所述排气区域包括所述连接部和多个所述第一通孔,所述透气构件一部分附接于所述主体区域,另一部分附接于所述排气区域的所述连接部;
所述排气本体在所述第一凹部的底部设有遮挡部和第二通孔,所述遮挡部用于遮挡所述排气区域的至少一部分,所述第二通孔用于与所述第一凹部限定的空间连通。
12.根据权利要求11所述的排气装置,其中,在所述第一通孔的轴向上,所述遮挡部完全遮挡所述排气区域,所述第二通孔与所述排气区域完全错开。
13.根据权利要求11或12所述的排气装置,其中,所述遮挡部设有第二凹部,所述第二凹部从所述第一凹部的底面朝背离所述透气构件的方向凹陷,所述第二凹部的底面与所述排气机构之间形成避让空间,以避让所述排气区域。
14.根据权利要求13所述的排气装置,其中,所述排气装置还包括透气限位件,所述透气限位件至少一部分位于所述第二凹部内,并用于限制所述排气区域的变形。
15.根据权利要求14所述的排气装置,其中,所述透气限位件附接于所述排气区域,并支撑于所述排气区域。
16.根据权利要求11-15任一项所述的排气装置,其中,所述第一凹部从所述排气本体的外表面沿面向所述电池单体的内部的方向凹陷,所述遮挡部位于所述排气机构面向所述电池单体的内部的一侧,所述第二通孔用于将所述电池单体的内部空间与所述第一凹部连通。
17.根据权利要求11-15任一项所述的排气装置,其中,所述第一凹部从所述排气本体的内表面沿背离所述电池单体的内部的方向凹陷,所述遮挡部位于所述排气机构背离所述电池单体的内部的一侧,所述第二通孔用于将所述电池单体的外部空间与所述第一凹部连通。
18.根据权利要求1-17任一项所述的排气装置,其中,所述透气构件与所述连接件通过化学键连接为一体。
19.根据权利要求1-18任一项所述的排气装置,其中,所述排气本体内部形成有容纳腔,所述排气本体具有界定出所述容纳腔的多个壁,至少一个壁设置有所述排气机构。
20.根据权利要求1-18任一项所述的排气装置,其中,所述排气本体为所述电池单体的端盖。
21.根据权利要求20所述的排气装置,其中,所述排气装置还包括绝缘件,所述绝缘件位于所述排气本体面向所述电池单体的内部的一侧,所述绝缘件上设置有第三通孔,所述第三通孔用于将电池单体的内部空间与所述第一通孔连通。
22.根据权利要求21所述的排气装置,其中,在所述第一通孔的轴向上,所述第三通孔与所述第一通孔完全错开设置。
23.一种电池单体,其中,包括如权利要求1至22任意一项所述的排气装置。
24.一种电池,其中,包括:
如权利要求23所述的电池单体;以及
箱体,用于容纳所述电池单体。
25.一种用电装置,其中,包括如权利要求24所述的电池,所述电池用于提供电能。
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CN202122368128.1U CN215989094U (zh) | 2021-09-28 | 2021-09-28 | 排气装置、电池单体、电池及用电装置 |
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WO2024077466A1 (zh) * | 2022-10-11 | 2024-04-18 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 排气装置、电池单体、电池以及用电装置 |
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