电池和用电装置的制作方法

    技术2026-07-14  3


    本技术实施例涉及电池,并且更具体地,涉及一种电池和用电装置。


    背景技术:

    1、随着时代的发展,电动汽车由于其高环保性、低噪音、使用成本低等优点,具有巨大的市场前景且能够有效促进节能减排,有利社会的发展和进步。对于电动汽车而言,电池技术是关乎其发展的一项重要因素。

    2、在电池技术的发展中,除了需要关注电池的充放电等电气性能以外,还需要关注电池在运行过程中可能会发生的异常情况,例如,电池在异常情况下内部温度和压力升高,从而排放高温高压的排放物等现象。鉴于此,如何降低高温高压的排放物对电池造成的影响,提升电池运行的可靠性,是一项亟待解决的技术问题。


    技术实现思路

    1、本技术提供一种电池和用电装置,能够降低电池的排放物对电池造成的影响,提升电池运行的可靠性。

    2、第一方面,提供一种电池,包括:电池单体,电池单体的第一壁设置有泄压机构;防护部件,与电池单体的第一壁相对设置;排气管道,排气管道的第一端连接于第一壁且环绕泄压机构设置,排气管道的第二端贯穿防护部件。

    3、通过本技术实施例的技术方案,在电池中设计防护部件和排气管道,该防护部件相对于设置有泄压机构的电池单体的第一壁设置,且排气管道的第一端环绕于泄压机构,第二端贯穿防护部件,在电池单体内部高温高压的排放物通过泄压机构排放时,该排放物可通过排气管道穿过防护部件。防护部件与排气管道的相互配合可以实现电池单体的排放物与电池单体相互隔离,降低排放物对电池单体的影响,提升电池单体及其所在电池运行的可靠性。

    4、在一些可能的实施方式中,排气管道的管壁附接于防护部件。

    5、通过该实施方式的技术方案,排气管道的管壁与防护部件之间不会留有间隙使得排放物通过使得排放物接触电池单体,该技术方案有利于进一步提升防护部件和排气管道的组合对电池单体的防护作用,降低排放物对电池单体的影响。

    6、在一些可能的实施方式中,防护部件与电池单体的第一壁之间形成第一空间,第一空间用于容纳电池单体的电气结构,排气管道的第二端穿过第一空间。

    7、通过该实施方式的技术方案,排气管道的第二端穿过容纳电气结构的第一空间,在电池单体的排放物通过排气管道的第二端排放时,排放物可以与第一空间相互隔离,以降低排放物对第一空间中的电气结构造成影响,引发例如“高压打火”、“燃爆”等危险情况,降低电池单体以及所在电池发生热失控的概率,提升电池单体及其所在电池运行的可靠性。

    8、在一些可能的实施方式中,电池还包括:箱体,防护部件设置于箱体的第一箱壁与电池单体的第一壁之间,防护部件与第一箱壁之间形成第二空间,排气管道的第二端位于第二空间,第二空间用于接收通过排气管道的第二端排放的排放物。

    9、通过该实施方式的技术方案,在排气管道的第二端穿过第一空间并位于第二空间的情况下,第一空间可用于容纳电池单体的电气结构,第二空间可用于接收并容纳通过排气管道的第二端排放的排放物,从而实现排放物与电池单体的电气结构的有效隔离,排放物可在该第二空间中流动降温,有利于进一步降低排放物对电池单体造成的影响。

    10、在一些可能的实施方式中,第一空间与第二空间互不连通。

    11、通过该实施方式的技术方案,第二空间中接收的排放物不会进入第一空间,能够较为可靠的使得排放物仅流通于第二空间,不会对第一空间中的相关部件,例如电池单体的电气结构等造成影响。

    12、在一些可能的实施方式中,防护部件至第一壁的最小距离h1与第一箱壁至第一壁的最小距离h2之比满足:0.15≤h1/h2≤0.8。

    13、在该实施方式的技术方案中,通过对防护部件至电池单体的第一壁的最小距离与第一箱壁至第一壁的最小距离之比进行设计,可以兼顾防护部件与电池单体的第一壁之间的第一空间以及防护部件与箱体的第一箱壁之间的第二空间,从而兼顾电池单体在箱体内的安装设置以及排放物在箱体内的流通排放,有利于综合提升电池的性能。

    14、在一些可能的实施方式中,排气管道的第二端至第一箱壁的最小距离h3与第一壁至第一箱壁的最小距离h2之比满足:0<h3/h2≤0.6。

    15、在该实施方式的技术方案中,通过对排气管道的第二端至第一箱壁的最小距离与电池单体的第一壁至第一箱壁的最小距离之比进行设计,可以进一步考虑排气管道在箱体中的位置设计,兼顾从排气管道的第二端中排放的排放物对电池单体的影响以及排放物在箱体中的流通,以进一步提升电池单体及其所在电池的运行性能。

    16、在一些可能的实施方式中,泄压机构在第一方向上的宽度w1与排气管道在第一方向上的内径w2之比满足:0.8≤w1/w2≤1.5,其中,第一方向平行于第一壁。

    17、在该实施方式的技术方案中,通过对泄压机构在第一方向上的宽度与排气管道在第一方向上的内径之比进行设计,可以兼顾考虑排气管道的排气容量以及排气管道在第一方向上占用的空间,有利于综合提升电池的性能。

    18、在一些可能的实施方式中,排气管道的第二端设置有通道口,通道口用于供电池单体经过泄压机构排放的排放物排出。

    19、在该实施方式的技术方案中,用于通过排放物的通道口位于排气管道的第二端,该通道口与排气管道的第一端相对,即通道口可以与排气管道的第一端围绕的泄压机构相对,使得该通道口能够有效的接收并排放通过泄压机构排放的排放物,在该实施方式下,排气管道的排气效率较高,有利于进一步降低排放物对电池单体的影响,提升电池单体及其所在电池的整体性能。

    20、在一些可能的实施方式中,排气管道靠近于第二端的管壁穿过防护部件,排气管道靠近于第二端的管壁设置有至少一个排气孔,排气孔用于供电池单体经过泄压机构排放的排放物排出。

    21、通过该实施方式的技术方案,排气管道在靠近于第二端的管壁设置有至少一个排气孔,该排气孔有利于进一步排放电池单体的排放物,提升排气管道的排气效率,从而进一步降低排放物对电池单体的影响。另外,防护部件可隔离排放物与电池单体,通过排气孔和防护部件的相互配合,在实现对电池单体的排放物进行排放的同时,还可以进一步对电池单体起到防护作用,提升电池单体及其所在电池的性能。

    22、在一些可能的实施方式中,排气管道的第二端设置有封闭层。

    23、通过该实施方式的技术方案,电池单体的排放物仅能通过靠近于第二端的至少一个排气孔排放,该排气孔能够对排放物起到定向排放的效果,例如使得排放物可以远离于电池单体的电气结构(例如电极端子)排放,从而进一步降低排放物对于电池单体的影响。

    24、在一些可能的实施方式中,排气管道靠近于第二端的管壁设置有多个排气孔,多个排气孔围绕于排气管道的管壁设置。

    25、通过该实施方式的技术方案,可充分利用排气管道的周向空间设置多个排气孔,使得该多个排气孔对电池单体的排放物起到良好的排放效果。

    26、在一些可能的实施方式中,排气管道的管壁中的目标区域朝向电池单体的电气结构,全部排气孔设置于排气管道的管壁中的非目标区域。

    27、通过该实施方式的技术方案,排气管道中设置的全部排气孔并非朝向电池单体的电气结构设置,可进一步使得通过该全部排气孔排放的排放物不会朝向电池单体的电气结构排放,有利于进一步降低排放物对电池单体造成的影响,提升电池单体及其所在电池的整体性能。

    28、在一些可能的实施方式中,排气孔的排气方向相对于第一壁的所在平面朝向远离所述第一壁的一侧倾斜。

    29、在该实施方式的技术方案中,对排气管道中的排气孔的排气方向进行了进一步的设计,排气孔能够实现将电池单体的排放物朝向远离于电池单体的第一壁的方向定向排放。因此,通过该实施方式的技术方案,有利于进一步降低排放物对电池单体造成的影响,提升电池单体及其所在电池的整体性能。

    30、在一些可能的实施方式中,排气孔的排气方向与第一壁的所在平面的夹角α满足:0°≤α≤60°。

    31、在该实施方式的技术方案中,可以根据实际需求灵活调整排气孔的方向,从而使得排气孔起到良好的定向排气功能。

    32、在一些可能的实施方式中,排气孔用于作为过滤孔,过滤孔用于过滤电池单体的排放物中的固体颗粒。

    33、通过该实施方式的技术方案,排气管道中的排气孔在起到良好的排气功能的同时,还能对排放物中粒径较大的固体颗粒进行过滤,使得该固体颗粒无法通过排气孔排放至外部,进一步降低固体颗粒对电池单体造成二次影响。

    34、在一些可能的实施方式中,全部排气孔在排气管道的外周面形成孔区域面积之和s1与排气管道的外周面的面积s2之比满足:0.4≤s1/s2≤0.8。

    35、通过该实施方式的技术方案,对全部排气孔在排气管道的外周面形成孔区域面积之和与排气管道的外周面的面积之比进行设计,可以兼顾排气管道的排气效率以及强度,有利于综合提升电池的使用性能。

    36、在一些可能的实施方式中,排气管道包括:管道部和平板连接部,平板连接部附接连接于电池单体的第一壁,管道部相对于第一壁凸起设置。

    37、通过该实施方式的技术方案,利用平板连接部附接连接于电池单体的第一壁,有利于提升排气管道与电池单体之间的连接可靠性,进而提升电池的使用可靠性。

    38、在一些可能的实施方式中,平板连接部不超过第一壁的边缘。

    39、通过该实施方式的技术方案,有利于使得平板连接部与第一壁保持相对稳定的连接关系,且不会占用其它的额外空间,对电池中的其它部件造成干扰和影响。

    40、在一些可能的实施方式中,第一壁在泄压机构的周围设置有定位部,定位部用于定位排气管道。

    41、通过该实施方式的技术方案,利用在泄压机构周围设置的定位部,可以使得排气管道能够较佳的与泄压机构对应,该排气管道能够良好且可靠的接收通过泄压机构排放的排放物,并对该排放物起到定向引导排放的作用。

    42、在一些可能的实施方式中,定位部包括:沉台,排气管道定位连接于沉台的表面。

    43、通过该实施方式的技术方案,在定位部包括沉台的情况下,该沉台不仅可对排气管道起到较为可靠的定位作用,且能够降低排气管道的安装厚度,节省排气管道在电池中的安装空间,从而有利于提升电池的能量密度。

    44、在一些可能的实施方式中,沉台的深度d1与第一壁的厚度d2之比满足:1/3≤d1/d2≤2/3。

    45、通过该实施方式的技术方案,对沉台的深度与电池单体的第一壁的厚度之比进行设计,可以兼顾对排气管道的定位效果以及支撑效果,综合提升排气管道及其所在电池的使用性能。

    46、在一些可能的实施方式中,沉台在第一方向上的宽度w3与排气管道在第一方向上的宽度w4之差满足:0.02mm≤w3-w4≤2mm,其中,第一方向平行于第一壁。

    47、通过该实施方式的技术方案,将沉台在第一方向上的宽度与排气管道40在第一方向上的宽度之差设计在0.02mm至2mm之间,可以为排气管道预留适量的安装裕量空间,提升排气管道在沉台表面的安装效率,与此同时,排气管道的安装也不会造成过多的空间浪费,有利于提升电池的能量密度。

    48、在一些可能的实施方式中,排气管道与防护部件之间设置有填充件。

    49、通过该实施方式的技术方案,在排气管道穿过防护部件的情况下,仍可以利用填充件填充排气管道与防护部件之间可能出现的空气间隙,降低通过排气管道排放的排放物再次通过空气间隙影响电池单体的概率,从而进一步提升电池单体及其所在电池的使用性能。

    50、在一些可能的实施方式中,填充件包括:耐热胶层,耐热胶层的熔点大于或等于150℃。

    51、通过该实施方式的技术方案,即使在150℃温度下,耐热胶层仍能够正常使用,因此,该耐热胶层能够较好的应对的电池单体排放的温度较高的排放物,具有较佳的使用可靠性和较长的使用寿命。

    52、在一些可能的实施方式中,填充件包括以下至少一种胶层:环氧结构胶、有机硅胶、无机硅胶以及氟橡胶。

    53、在该实施方式的技术方案中,作为填充件的几种胶层易于制造且相对成本较低,与此同时该几种胶层还可以具有较佳的耐热性能,因而能够较佳的应用于电池中。

    54、在一些可能的实施方式中,防护部件包括防护板,防护板的厚度在0.5mm至2mm之间。

    55、通过该实施方式的技术方案,将防护部件设计为防护板,该防护板不仅便于在电池中的安装,且能够对电池单体的第一壁起到可靠的防护作用,另外,防护板的厚度可以设计在0.5mm至2mm之间,以兼顾考虑防护板的强度以及所需占用的电池空间。

    56、在一些可能的实施方式中,防护部件包括:耐热防火部件,耐热防火部件的熔点大于或等于1000℃。

    57、在该实施方式的技术方案中,在1000℃的温度下,该防护部件仍可以正常使用,即使电池单体排放出具有较高温度的高温排放物,该高温排放物也不会对防护部件造成损害,防护部件仍可以对电池单体起到有效的防护作用。

    58、第二方面,提供一种用电装置,包括:第一方面或第一方面中任一可能的实施方式中的电池,该电池用于向用电装置提供电能。

    59、通过本技术实施例的技术方案,在电池中设计防护部件和排气管道,该防护部件相对于设置有泄压机构的电池单体的第一壁设置,且排气管道的第一端环绕于泄压机构,第二端贯穿防护部件,在电池单体内部高温高压的排放物通过泄压机构排放时,该排放物可通过排气管道穿过防护部件。防护部件与排气管道的相互配合可以实现电池单体的排放物与电池单体相互隔离,降低排放物对电池单体的影响,提升电池单体及其所在电池运行的可靠性。


    技术特征:

    1.一种电池,其特征在于,包括:

    2.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述排气管道(40)的管壁附接于所述防护部件(30)。

    3.根据权利要求1或2所述的电池,其特征在于,所述防护部件(30)与所述电池单体(20)的第一壁(210)之间形成第一空间(201),所述第一空间(201)用于容纳所述电池单体(20)的电气结构,所述排气管道(40)的第二端(402)穿过所述第一空间(201)。

    4.根据权利要求3所述的电池,其特征在于,所述电池还包括:

    5.根据权利要求4所述的电池,其特征在于,所述第一空间(201)与所述第二空间(202)互不连通。

    6.根据权利要求4或5所述的电池,其特征在于,所述防护部件(30)至所述第一壁(210)的最小距离h1与所述第一箱壁(101)至所述第一壁(210)的最小距离h2之比满足:0.15≤h1/h2≤0.8。

    7.根据权利要求4至6中任一项所述的电池,其特征在于,所述排气管道(40)的第二端(402)至所述第一箱壁(101)的最小距离h3与所述第一壁(210)至所述第一箱壁(101)的最小距离h2之比满足:0<h3/h2≤0.6。

    8.根据权利要求1至7中任一项所述的电池,其特征在于,所述泄压机构(211)在第一方向上的宽度w1与所述排气管道(40)在所述第一方向上的内径w2之比满足:0.8≤w1/w2≤1.5,其中,所述第一方向平行于所述第一壁(210)。

    9.根据权利要求1至8中任一项所述的电池,其特征在于,所述排气管道(40)的第二端(402)设置有通道口(410),所述通道口(410)用于供所述电池单体(20)经过所述泄压机构(211)排放的排放物排出。

    10.根据权利要求1至8中任一项所述的电池,其特征在于,所述排气管道(40)靠近于所述第二端(402)的管壁穿过所述防护部件(30),所述排气管道(40)靠近于所述第二端(402)的管壁设置有至少一个排气孔(420),所述排气孔(420)用于供所述电池单体(20)经过所述泄压机构(211)排放的排放物排出。

    11.根据权利要求10所述的电池,其特征在于,所述排气管道(40)的第二端(402)设置有封闭层(430)。

    12.根据权利要求10或11所述的电池,其特征在于,所述排气管道(40)靠近于所述第二端(402)的管壁设置有多个排气孔(420),所述多个排气孔(420)围绕于所述排气管道(40)的管壁设置。

    13.根据权利要求10至12中任一项所述的电池,其特征在于,所述排气管道(40)的管壁中的目标区域(403)朝向所述电池单体(20)的电气结构,全部所述排气孔(420)设置于所述排气管道(40)的管壁中的非目标区域(404)。

    14.根据权利要求10至13中任一项所述的电池,其特征在于,所述排气孔(420)的排气方向相对于所述第一壁(210)的所在平面朝向远离所述第一壁(210)的一侧倾斜。

    15.根据权利要求14所述的电池,其特征在于,所述排气孔(420)的排气方向与所述第一壁(210)的所在平面的夹角α满足:0°≤α≤60°。

    16.根据权利要求10至15中任一项所述的电池,其特征在于,所述排气孔(420)用于作为过滤孔,所述过滤孔用于过滤所述电池单体(20)的排放物中的固体颗粒。

    17.根据权利要求10至16中任一项所述的电池,其特征在于,全部所述排气孔(420)在所述排气管道(40)的外周面形成孔区域面积之和s1与所述排气管道(40)的外周面的面积s2之比满足:0.4≤s1/s2≤0.8。

    18.根据权利要求1至17中任一项所述的电池,其特征在于,所述排气管道(40)包括:管道部(430)和平板连接部(440),所述平板连接部(440)附接连接于所述电池单体(20)的第一壁(210),所述管道部(430)相对于所述第一壁(210)凸起设置。

    19.根据权利要求18所述的电池,其特征在于,所述平板连接部(440)不超过所述第一壁(210)的边缘。

    20.根据权利要求1至19中任一项所述的电池,其特征在于,所述第一壁(210)在所述泄压机构(211)的周围设置有定位部(213),所述定位部(213)用于定位所述排气管道(40)。

    21.根据权利要求20所述的电池,其特征在于,所述定位部(213)包括:沉台,所述排气管道(40)定位连接于所述沉台的表面。

    22.根据权利要求21所述的电池,其特征在于,所述沉台的深度d1与所述第一壁(210)的厚度d2之比满足:1/3≤d1/d2≤2/3。

    23.根据权利要求21或22所述的电池,其特征在于,所述沉台在第一方向上的宽度w3与所述排气管道(40)在所述第一方向上的宽度w4之差满足:0.02mm≤w3-w4≤2mm,其中,所述第一方向平行于所述第一壁(210)。

    24.根据权利要求1至23中任一项所述的电池,其特征在于,所述排气管道(40)与所述防护部件(30)之间设置有填充件(50)。

    25.根据权利要求24所述的电池,其特征在于,所述填充件(50)包括:耐热胶层,所述耐热胶层的熔点大于或等于150℃。

    26.根据权利要求24或25所述的电池,其特征在于,所述填充件(50)包括以下至少一种胶层:环氧结构胶、有机硅胶、无机硅胶以及氟橡胶。

    27.根据权利要求1至26中任一项所述的电池,其特征在于,所述防护部件(30)包括防护板,所述防护板的厚度在0.5mm至2mm之间。

    28.根据权利要求1至27中任一项所述的电池,其特征在于,所述防护部件(30)包括:耐热防火部件,所述耐热防火部件的熔点大于或等于1000℃。

    29.一种用电装置,其特征在于,包括:如权利要求1至28中任一项所述的电池,所述电池用于向所述用电装置提供电能。


    技术总结
    本申请提供一种电池和用电装置。电池包括:电池单体(20),电池单体(20)的第一壁(210)设置有泄压机构(211);防护部件(30),与电池单体(20)的第一壁(210)相对设置;排气管道(40),排气管道(40)的第一端(401)连接于第一壁(210)且环绕泄压机构(211)设置,排气管道(40)的第二端(402)贯穿防护部件(30)。通过该技术方案,排气管道的第一端环绕于泄压机构,第二端贯穿防护部件,在电池单体内部高温高压的排放物通过泄压机构排放时,该排放物可通过排气管道穿过防护部件。防护部件与排气管道的相互配合可以实现电池单体的排放物与电池单体相互隔离,降低排放物对电池单体的影响,提升电池单体及其所在电池运行的可靠性。

    技术研发人员:王宇,吴夏逸,李振华,李星,吴观芳,唐彧,刘文忠
    受保护的技术使用者:宁德时代新能源科技股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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