一种电芯顶盖、电芯及储能装置

本申请涉及储能电芯，特别涉及一种电芯顶盖、电芯及储能装置。

背景技术：

1、电芯是一种用于存储能量的介质，其具备能量密度高、循环寿命长，自放电率小等优点，广泛用于动力汽车、无人机及储能电站等领域，以满足高能量密度与长循环寿命的运行需求。

2、现有技术中，电芯结构一般包括顶盖、壳体、绝缘膜、极组、电解液等结构，为了实现热电分离，大容量储能电芯通常将正负极端子设置在同一侧的顶盖上，并将防爆阀设置在对侧的顶盖上。在电芯内部靠近防爆阀的位置是采用一体成型的塑胶结构来进行绝缘和隔离，使防爆阀与极组之间依靠塑胶结构进行限位。

3、然而，上述现有技术还存在以下不足之处：大容量储能电芯在发生热失控时，其产气量大且产气速率高，会在短时间内产生高温高压气体，而高温高压气体通过电芯顶盖的中部流向防爆阀处，而电芯处于死角区域的气体难以快速排出至防爆阀处；此外，待防爆阀开阀泄压后，防爆阀所在侧的电芯内部压力快速降低，在电芯内部气流未及时排出的作用下，极组会向防爆阀一侧发生窜动，窜动的极组会抵接并遮挡防爆阀，缩减了排气通道的有效截面积，导致防爆阀的排气效果骤降，大量高温高压气体滞留在电芯内部无法快速释放，降低了电芯的安全性能。

4、因此，本申请旨在解决电芯内处于死角的气体难以快速导向至防爆阀的问题，同时未及时排出的气体会驱使极组窜动并遮挡防爆阀，导致电芯排气效率低的问题。

技术实现思路

1、本申请的主要目的是提供一种电芯顶盖、电芯及储能装置，旨在解决电芯内处于死角的气体难以快速导向至防爆阀，同时未及时排出的气体会驱使极组窜动并遮挡防爆阀，导致电芯排气效率低的问题。

2、为了实现上述目的，本申请提出一种电芯顶盖，包括：

3、金属板；

4、防爆阀，设置于所述金属板上；

5、绝缘板，连接于所述金属板的一面；

6、防护部，连接于所述绝缘板，且与所述防爆阀正对设置，所述防护部背离所述金属板的方向突出设置，并与所述金属板共同界定出防护槽，所述防护部上开设有连通所述防护槽的过流孔；

7、连接板，沿第一方向设置在所述防护部的两侧，并突出于所述绝缘板的板面，所述连接板突出于所述绝缘板的高度低于所述防护部的突出高度；

8、导流槽，由所述连接板与所述金属板共同界定而成，所述导流槽用于将电芯顶盖的两端连通至所述防护槽；

9、所述第一方向为所述金属板的长度方向。

10、可选地，所述连接板上开设有至少一个导流孔，所述导流孔用于连通所述导流槽的内外空间。

11、可选地，所述导流槽的宽度为w2，所述绝缘板的宽度为w1，则有：

12、。

13、可选地，还包括防护板；

14、所述防护板设置于所述防护槽内，其面向所述防爆阀的一面抵接于所述金属板；所述防护板上开设有过孔，使气流经所述过流孔及所述过孔流向所述防爆阀；

15、所述防护板的熔点高于所述防护部的熔点。

16、可选地，所述防护板包括基板以及设置在所述基板边缘且呈交错分布的凸台和沉台；

17、所述凸台抵接在所述金属板面向所述防护槽的一面；

18、所述沉台与所述防护部面向所述金属板的一面连接。

19、可选地，所述防护部与所述金属板之间还开设有过流槽；

20、所述过流槽用于连通所述防护槽的内外空间；

21、所述绝缘板在第一方向的两端分别设置有支撑部；

22、所述支撑部突出于所述绝缘板，且所述支撑部的顶面与所述防护部的顶面平齐；

23、所述支撑部上设置有连通所述导流槽的进气口。

24、可选地，所述导流孔和所述过流孔的面积总和记为s7；所述防爆阀的有效开启面积为s0，所述进气口和所述过流槽的总面积为s8，则有：

25、。

26、本申请还公开了一种电芯，包括：

27、极组；

28、绝缘膜，套设于所述极组的外壁；

29、壳体，具备一置物腔，所述置物腔的内部容纳有携带所述绝缘膜的所述极组；

30、第一盖板和第二盖板，分别装配于所述壳体的两端敞开口；

31、其中，所述第一盖板采用上述的电芯顶盖。

32、可选地，所述壳体在至少一侧壁上交错设置有凸条和凹条；

33、待所述极组装配至所述置物腔时，所述凹条向内抵接所述极组，所述极组与所述凸条之间界定出排气通道，所述排气通道的截面积总和为s5；

34、所述防爆阀的有效开启面积为s0，所述防爆阀的开启压力为，所述壳体的自由状态的爆破压力为，则有：

35、。

36、本申请还公开了一种储能装置，该储能装置装配有上述的电芯。

37、采用上述技术方案具有以下优点：

38、本申请在金属板和防护部之间设置了容纳防护板的防护槽，防护槽正对着防爆阀；防护部上开设有多个过流孔，且防护部两侧的连接板还设置有多个导流槽，使电芯顶盖两侧的导流槽可以将电芯侧部的气体导向至防护槽，而过流孔可以将电芯中部的气体导向至防护槽，使防护槽内积聚的气体共同冲破防爆阀排出，以完成气体的泄压。本申请在过流孔和导流槽的共同作用下，实现了以过流孔为主流路，而导流槽为辅助流路，二者共同将电芯内部不同区域的气体准确导向至防护槽内，使电芯处于死角区域的气体可以快速排出至防护槽，同时还降低整体的气体流动阻力，以降低极组朝向防爆阀方向的窜动趋势，提高电芯的排气效率。

39、在本申请中，防护板的熔点高于防护部的熔点，在电芯发生热失控的情况下，防护部达到熔融温度而发生软化变形，其丧失原有的结构刚性，极组端部被高熔点的防护板所阻挡，而防护板上表面抵接在金属板上，阻止极组进一步上移，防止极组堵塞防爆阀。防护板一方面阻挡了极组的窜动，防止极组贴合防爆阀；另一方面，防护板上的过孔在高温下依然保持几何形态稳定，确保了高温高压气体能够穿过过孔并冲击防爆阀，维持了过流通道的恒定截面，提高了电芯在热失控情况下的排气效率。

1.一种电芯顶盖，其特征在于，包括：

2.如权利要求1所述的电芯顶盖，其特征在于，所述连接板上开设有至少一个导流孔，所述导流孔用于连通所述导流槽的内外空间。

3.如权利要求1所述的电芯顶盖，其特征在于，所述导流槽的宽度为w2，所述绝缘板的宽度为w1，则有：

4.如权利要求1所述的电芯顶盖，其特征在于，所述防护板包括基板以及设置在所述基板边缘且呈交错分布的凸台和沉台；

5.如权利要求4所述的电芯顶盖，其特征在于，所述防护槽内还设置有限位件，所述防护槽的内壁设置有限位部；

6.如权利要求2所述的电芯顶盖，其特征在于，所述防护部与所述金属板之间还开设有过流槽；

7.如权利要求6所述的电芯顶盖，其特征在于，所述导流孔和所述过流孔的面积总和记为s7；所述防爆阀的有效开启面积为s0，所述进气口和所述过流槽的总面积为s8，则有：

8.一种电芯，其特征在于，包括：

9.如权利要求8所述的电芯，其特征在于，所述壳体在至少一侧壁上交错设置有凸条和凹条；

10.一种储能装置，其特征在于，装配有如权利要求8或9所述的电芯。