一种定向泄压的电池、电池加工组件以及电池模组的制作方法

1.本实用新型涉及新能源电池相关技术领域，具体涉及一种定向泄压的电池、电池加工组件以及电池模组。


背景技术：

2.现有技术的软包电池，电池使用过程中产气会造成电池内压增加，电池鼓胀。因为是气体造成的电池鼓胀，电池周边的封边受压均匀，当电池内压继续增加至超过封边所能承受的极限后，电池壳体的封边会被冲开，电池泄压。由于电池的封边受到的压力是均匀的，封边被冲开的位置也是随机的，可能影响周边的其它电池的安全性，存在引起热失控风险。


技术实现要素：

3.本实用新型所要解决的技术问题是为了解决上述技术问题的一种或几种，提供一种定向泄压的电池、电池加工组件以及电池模组。
4.本实用新型解决上述技术问题的技术方案如下：一种定向泄压的电池，包括壳体和封装在所述壳体内的电芯，所述壳体的封边内侧设有向壳体内部延伸的封印。
5.本实用新型的有益效果是：本实用新型在电芯封装过程中，增加向壳体内部延伸的封印，当电池内部产气导致电池发生鼓胀时，增加的封印抑制封印附近封边的鼓胀，封印位置受到的压力会比密封区域其他位置受到的压力大，电池内压继续增加时，封印区域优先冲破壳体，电池泄压。本实用新型的电池能够在壳体密封区域的封印位置实现定向泄压，避免随机位置泄压引起周围电池安全失控问题，提高电池模组、电池系统的安全性能。
6.在上述技术方案的基础上，本实用新型还可以做如下改进。
7.进一步，所述封印的形状包括三角形、矩形、梯形、椭圆形或不规则形状。
8.采用上述进一步方案的有益效果是：封印的形状可以多种选择，优选具有斜面的形状，比如三角形、梯形等，封印顶部除了受到电池鼓胀的作用力外，还受到斜面受力的分力，封印受力大于其他区域；矩形封印顶部除了受到电池鼓胀的作用力外，矩形的两个角也受到鼓胀作用力，整个矩形封印受力大于其他区域。
9.进一步，所述封印自由端的宽度小于或等于所述封印与封边连接一端的宽度。
10.采用上述进一步方案的有益效果是：可以在封印区域的自由端形成斜面或边角，使封印容易受到斜面受力的分力，当泄压的时候可以从封印位置冲破。
11.进一步，所述封边的外侧设有与所述封印对应的缺口。
12.采用上述进一步方案的有益效果是：增加缺口，使封印位置减薄，封印受力后更容易被突破。
13.进一步，所述缺口的形状与所述封印的形状相同。
14.采用上述进一步方案的有益效果是：能够使封印所在封边位置的宽度与其他位置的封边宽度基本一致，保证了壳体整体密封性的同时，还使封印受力后，相较于未设置缺口
的封印结构，向壳体外突破更加容易。
15.进一步，所述电芯相对的两端分别设有极耳，所述极耳分别从所述壳体相对的两端端部伸出；所述封印设置在所述极耳所在的封边上，或所述封印设置在所述壳体侧部的封边上。
16.采用上述进一步方案的有益效果是：针对异侧出极耳的情况，可以将封印设置在极耳侧，也可以设置在非极耳侧。将封印设置在极耳侧，极耳所在封边失效鼓胀，可以实现在封印位置快速泄压。
17.进一步，所述电芯的一端设有两个极耳，两个极耳分别从所述壳体的同一端端部伸出；所述封印设置在所述极耳所在的封边上，或所述封印设置在所述壳体侧部的封边上，或所述封印设置在所述壳体的另一端。
18.采用上述进一步方案的有益效果是：针对同侧出极耳的情况，可以将封印设置在极耳侧，也可以设置在非极耳侧。将封印设置在极耳侧，极耳所在封边失效鼓胀，可以实现在封印位置快速泄压。
19.进一步，所述封印沿所在封边延伸方向的宽度为1～50mm，所述封印向所述壳体内部延伸的长度为2～30mm，所述封印沿垂直于壳体方向的厚度为50～300μm。
20.采用上述进一步方案的有益效果是：在不影响极耳装配以及壳体整体构造的情况下，可以设定需要的封印形状以及尺寸。
21.一种电池加工组件，包括两个配合使用的热封头，两个配合使用的热封头的至少一个上设有热压凸起，所述热压凸起的用于压接壳体的热压面的形状与所述封印的形状相同。
22.本实用新型的有益效果是：本实用新型通过在热封头上设置热压凸起，可以利用两个配合使用的热封头对两片铝塑膜进行加热，两片铝塑膜热封层受热后热熔在一起，热压凸起可以在热封层的内侧形成特定形状的封印，冷却后两片铝塑膜通过热封层黏连在一起，形成具有向壳体内部延伸封印的壳体，对内部电芯起到密封作用。
23.一种电池模组，包括相互串联和/或并联的多个所述的电池。
24.本实用新型的有益效果是：本实用新型的电池模组，能够在电池壳体密封区域的封印位置实现定向泄压，避免随机位置泄压引起周围电池安全失控问题，提高电池模组的安全性能。
附图说明
25.图1为实施例1一种实施方式的结构示意图；
26.图2为实施例1另一种实施方式的结构示意图；
27.图3为实施例2一种实施方式的结构示意图；
28.图4为实施例2另一种实施方式的结构示意图；
29.图5为实施例2第三种实施方式的结构示意图；
30.图6为实施例2第四种实施方式的结构示意图；
31.图7a为封印结构一的示意图；
32.图7b为封印结构二的示意图；
33.图7c为封印结构三的示意图；
34.图7d为封印结构四的示意图；
35.图7e为封印结构五的示意图；
36.图8为本实用新型热封头的立体结构示意图；
37.图9a为热封头未压接到电芯壳体上的侧视结构示意图；
38.图9b为热封头压接到电芯壳体上的侧视结构示意图；
39.图10为热封头压接到电芯壳体上的立体结构示意图；
40.图11为本实用新型的电池的立体结构示意图；
41.图12为图11中a部的放大结构示意图。
42.附图中，各标号所代表的部件列表如下：
43.1、壳体；11、封边；12、封印；13、缺口；14、自由端；
44.2、电芯；3、极耳；
45.4、热封头；41、热压凸起；42、热压缺口；43、热压面。
具体实施方式
46.以下结合附图对本实用新型的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本实用新型，并非用于限定本实用新型的范围。
47.实施例1
48.如图1和图2所示，本实施例的一种定向泄压的电池，包括壳体1和封装在所述壳体1内的电芯2，所述壳体1的封边11内侧设有向壳体1内部延伸的封印12。其中，所述封边11为壳体1四周的密封区域，常规情况下为均匀等宽的结构形式，如图11和图12中非封印所在密封区域形成的封边11。所述封印12也是将壳体进行密封连接，可看做在现有常规密封区域内侧增加了一个向壳体1内凸出的密封区，如图11和图12中封印12所在密封区域形成的封边11。
49.如图1和图2所示，所述电芯2相对的两端分别设有极耳3，所述极耳3分别从所述壳体1相对的两端端部伸出；如图1所示，所述封印12设置在所述极耳3所在的封边11上；或如图2所示，所述封印12设置在所述壳体1侧部的封边11上。本实施例针对异侧出极耳的情况，可以将封印设置在极耳侧，也可以设置在非极耳侧。如果是不设置封印的常规电芯，电池泄压压力一般约为0.4～0.5mpa，且泄压位置随机，无固定泄压点。将封印设置在非极耳侧，相比不设置封印的电芯的泄压压力较小，电池泄压压力约为0.3～0.35mpa，且泄压位置在封印12处，泄压位置固定，不会随机泄压。将封印设置在极耳侧，极耳所在封边失效鼓胀，此时，电池泄压压力约为0.25～0.3mpa，且泄压位置在封印12处，相比非极耳侧设置封印，泄压压力小，可以实现在封印位置快速泄压。
50.如图7a～图7b所示，本实施例的所述封印12的形状包括三角形、矩形、梯形、椭圆形或不规则形状。封印的形状可以多种选择，优选具有斜面的形状，比如三角形、梯形等，封印顶部除了受到电池鼓胀的作用力外，还受到斜面受力的分力，封印受力大于其他区域；矩形封印顶部除了受到电池鼓胀的作用力外，矩形的两个角也受到鼓胀作用力，整个矩形封印受力大于其他区域。
51.本实施例的一个优选方案为，所述封印12自由端14的宽度小于或等于所述封印12与封边11连接一端的宽度。封印12的自由端14即为远离封边11并朝向壳体1内部延伸的一
端，可以在封印区域的自由端形成斜面或边角，使封印容易受到斜面受力的分力，当泄压的时候可以从封印位置冲破。
52.本实施例的一个可选方案为，所述封边11的外侧设有与所述封印12对应的缺口13。增加缺口，使封印位置减薄，封印受力后更容易被突破。
53.如图7b所示，所述缺口13的形状与所述封印12的形状相同。能够使封印所在的封边位置的宽度与其他位置的封边宽度基本一致，保证了壳体整体密封性的同时，还使封印受力后，相对于未设置缺口的封印结构，向壳体外突破更加容易。
54.本实施例的所述封印12沿所在封边11延伸方向的宽度w为1～50mm，具体可以为1mm、2mm、5mm、10mm、12mm、15mm、20mm、23mm、25mm、30mm、35mm、40mm、45mm、50mm；所述封印12向所述壳体1内部延伸的长度l为2～30mm，具体可以为2mm、4mm、6mm、8mm、10mm、12mm、15mm、17mm、19mm、20mm、22mm、24mm、26mm、28mm、30mm，所述封印12沿垂直于壳体1方向的厚度为50～300μm，具体可以为50μm、55μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、120μm、140μm、160μm、200μm、220μm、240μm、260μm、280μm、290μm、300μm。在不影响极耳装配以及壳体整体构造的情况下，可以设定需要的封印形状以及尺寸。
55.本实施例在电芯封装过程中，增加向壳体内部延伸的封印，当电池内部产气导致电池发生鼓胀时，增加的封印抑制封印附近密封区域的鼓胀，封印位置受到的压力会比密封区域其他位置受到的压力大，电池内压继续增加时，封印区域优先冲破壳体，电池泄压。本实用新型的电池能够在壳体密封区域的封印位置实现定向泄压，避免随机位置泄压引起周围电池安全失控问题，提高电池模组、电池系统的安全性能。
56.本实施例还提供了上述定向泄压的电池的加工组件，如图8～图12所示，包括两个配合使用的热封头4，两个配合使用的热封头4的至少一个上设有热压凸起41，所述热压凸起41的用于压接壳体1的热压面43的形状与所述封印12的形状相同，如图10所示，热压凸起41沿平行于abcd这个面的截面形状与封印12的形状相同。
57.可以在热压凸起41的外侧设置热压缺口42，当使用该热压凸起41对铝塑膜进行热压的时候，可以在壳体1的封边11处形成带有缺口的封印12。
58.通过在热封头上设置热压凸起，可以利用两个配合使用的热封头对两片铝塑膜进行加热，两片铝塑膜热封层受热后热熔在一起，热压凸起可以在热封层的内侧形成特定形状的封印，冷却后两片铝塑膜通过热封层黏连在一起，形成具有向壳体内部延伸封印的壳体，对内部电芯起到密封作用。
59.采用本实施例的加工组件来对电池的壳体进行封装时，如图9a和9b所示，通过电池上方的热封头4和电池下方的热封头4相对布置，并加热两片铝塑膜壳体，两片铝塑膜壳体受热后热熔在一起，冷却后，两片铝塑膜壳体通过热熔层连在一起，起到密封作用，热熔层也即整个壳体的密封区域，包含了封边11和封印12。封装完成的铝塑膜壳体如图11和图12所示。
60.本实施例的一种电池模组，包括相互串联和/或并联的多个所述的电池。所述电池模组能够在电池壳体密封区域的封印位置实现定向泄压，避免随机位置泄压引起周围电池安全失控问题，提高电池模组的安全性能。
61.实施例2
62.如图1所示，本实施例的一种定向泄压的电池，包括壳体1和封装在所述壳体1内的
电芯2，所述壳体1的封边11内侧设有向壳体1内部延伸的封印12。其中，所述封边11为壳体1四周的密封区域，常规情况下为均匀等宽的结构形式，如图11和图12中非封印所在密封区域形成的封边11。所述封印12也是将壳体进行密封连接，可看做在现有常规密封区域内侧增加了一个向壳体1内凸出的密封区，如图11和图12中封印12所在密封区域形成的封边11。
63.如图3～图6所示，所述电芯2的一端设有两个极耳3，两个极耳3分别从所述壳体1的同一端端部伸出；如图3和图5所示，所述封印12设置在所述极耳3所在的封边11上，具体可以将封印设置在两个极耳之间的封边上(如图3所示)，也可以将封印设置在两个极耳旁边的封边上(如图5所示)；或所述封印12设置在所述壳体1侧部的封边11上(如图4所示)，或所述封印12设置在所述壳体1的另一端(如图6所示)。本实施例针对同侧出极耳的情况，可以将封印设置在极耳侧，也可以设置在非极耳侧。如果是不设置封印的常规电芯，电池泄压压力一般约为0.4～0.5mpa，且泄压位置随机，无固定泄压点。将封印设置在非极耳侧，相比不设置封印的电芯的泄压压力较小，电池泄压压力约为0.3～0.35mpa，且泄压位置在封印12处，泄压位置固定，不会随机泄压。将封印设置在极耳侧，极耳所在封边失效鼓胀，此时，电池泄压压力约为0.25～0.3mpa，且泄压位置在封印12处，相比非极耳侧设置封印，泄压压力小，可以实现在封印位置快速泄压。
64.如图7a～图7b所示，本实施例的所述封印12的形状包括三角形、矩形、梯形、椭圆形或不规则形状。封印的形状可以多种选择，优选具有斜面的形状，比如三角形、梯形等，封印顶部除了受到电池鼓胀的作用力外，还受到斜面受力的分力，封印受力大于其他区域；矩形封印顶部除了受到电池鼓胀的作用力外，矩形的两个角也受到鼓胀作用力，整个矩形封印受力大于其他区域。
65.本实施例的一个优选方案为，所述封印12自由端14的宽度小于或等于所述封印12与封边11连接一端的宽度。封印12的自由端14即为远离封边11并朝向壳体1内部延伸的一端，可以在封印区域的自由端形成斜面或边角，使封印容易受到斜面受力的分力，当泄压的时候可以从封印位置冲破。
66.本实施例的一个可选方案为，所述封边11的外侧设有与所述封印12对应的缺口13。增加缺口，使封印位置减薄，封印受力后更容易被突破。
67.如图7b所示，所述缺口13的形状与所述封印12的形状相同。能够使封印所在的封边位置的宽度与其他位置的封边宽度基本一致，保证了壳体整体密封性的同时，还使封印受力后，相对于未设置缺口的封印结构，向壳体外突破更加容易。
68.本实施例的所述封印12沿所在封边11延伸方向的宽度w为1～50mm，具体可以为1mm、2mm、5mm、10mm、12mm、15mm、20mm、23mm、25mm、30mm、35mm、40mm、45mm、50mm；所述封印12向所述壳体1内部延伸的长度l为2～30mm，具体可以为2mm、4mm、6mm、8mm、10mm、12mm、15mm、17mm、19mm、20mm、22mm、24mm、26mm、28mm、30mm，所述封印12沿垂直于壳体1方向的厚度为50～300μm，具体可以为50μm、55μm、60μm、70μm、80μm、90μm、100μm、120μm、140μm、160μm、200μm、220μm、240μm、260μm、280μm、290μm、300μm。在不影响极耳装配以及壳体整体构造的情况下，可以设定需要的封印形状以及尺寸。
69.本实施例在电芯封装过程中，增加向壳体内部延伸的封印，当电池内部产气导致电池发生鼓胀时，增加的封印抑制封印附近密封区域的鼓胀，封印位置受到的压力会比密封区域其他位置受到的压力大，电池内压继续增加时，封印区域优先冲破壳体，电池泄压。
本实用新型的电池能够在壳体密封区域的封印位置实现定向泄压，避免随机位置泄压引起周围电池安全失控问题，提高电池模组、电池系统的安全性能。
70.本实施例还提供了上述定向泄压的电池的加工组件，如图8～图12所示，包括两个配合使用的热封头4，两个配合使用的热封头4的至少一个上设有热压凸起41，所述热压凸起41的用于压接壳体1的热压面43的形状与所述封印12的形状相同，如图10所示，热压凸起41沿平行于abcd这个面的截面形状与封印12的形状相同。
71.可以在热压凸起41的外侧设置热压缺口42，当使用该热压凸起41对铝塑膜进行热压的时候，可以在壳体1的封边11处形成带有缺口的封印12。
72.通过在热封头上设置热压凸起，可以利用两个配合使用的热封头对两片铝塑膜进行加热，两片铝塑膜热封层受热后热熔在一起，热压凸起可以在热封层的内侧形成特定形状的封印，冷却后两片铝塑膜通过热封层黏连在一起，形成具有向壳体内部延伸封印的壳体，对内部电芯起到密封作用。
73.采用本实施例的加工组件来对电池的壳体进行封装时，如图9a和9b所示，通过电池上方的热封头4和电池下方的热封头4相对布置，并加热两片铝塑膜壳体，两片铝塑膜壳体受热后热熔在一起，冷却后，两片铝塑膜壳体通过热熔层连在一起，起到密封作用，热熔层也即整个壳体的密封区域，包含了封边11和封印12。封装完成的铝塑膜壳体如图11和图12所示。
74.本实施例的一种电池模组，包括相互串联和/或并联的多个所述的电池。所述电池模组能够在电池壳体密封区域的封印位置实现定向泄压，避免随机位置泄压引起周围电池安全失控问题，提高电池模组的安全性能。
75.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“顶”、“内”、“外”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
76.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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实用新型中的具体含义。
77.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
78.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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实用新型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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域
的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
79.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。