电池和电池包的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，尤其是涉及一种电池和电池包。


背景技术：

2.目前锂离子电池方形壳体防爆阀均设计在电池顶盖(盖板)上，当电池发生滥用时，内部气压增加，防爆阀开启泄压，防止电池发生起火、爆炸等安全问题；
3.相关技术中，由于电池在包体中，大多数都是防爆阀朝上设计，而电池包体在整车上的位置大多为汽车底盘上，所以防爆阀开启朝向均为整车车身内部，当电池发生滥用或遇特殊情况发生热失控时，电池内部可燃气体会朝车身内部方向喷出，影响乘客和司机的人身安全。并且，当防爆阀设计在电池顶盖上，顶盖上还设计有正负极柱结构，电池在包体中通过铝端子或其他线束串联连接，当电池发生失控时，喷出的高温气体及火焰会烧坏电池包体的连接器件，会产生高压拉弧或其他二次危害。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出了一种电池，通过在极芯的底部设置避让口，使得极芯和壳体之间形成有排气通道，这样使得极芯产生大量气体时可以通过排气通道迅速到达防爆阀，防爆阀开启泄压。
5.本实用新型还提出了一种电池包。
6.根据本实用新型第一方面实施例的电池，包括：壳体，所述壳体内设置有容纳空间；防爆阀，所述壳体的底壁设有通孔，所述防爆阀用于封盖所述通孔；以及极芯，所述极芯设置于所述容纳空间内，所述极芯上设有避让口，所述避让口构造为用于连通所述容纳空间和所述通孔的排气通道。
7.根据本实用新型实施例的电池，通过在极芯的底部设置避让口，使得极芯和壳体之间形成有排气通道，排气通道设置在防爆阀和极芯之间，这样使得极芯产生大量气体时可以通过排气通道迅速到达防爆阀，防爆阀开启泄压，防止电池发生起火、爆炸等安全问题。
8.根据本实用新型的一些实施例，所述极芯具有顶面、底面和侧面，所述顶面和所述底面相对设置，且所述底面面向所述底壁，所述侧面位于所述顶面和所述底面之间且与所述顶面和所述底面相连，所述侧面与所述底面的连接处形成有避让口。
9.根据本实用新型的一些实施例，所述极芯还具有避让面，所述避让面连接在所述侧面和所述底面之间，所述避让面从其与所述底面连接的一端至其与所述侧面连接的一端逐渐朝远离所述底壁的方向延伸以形成所述避让口。
10.根据本实用新型的一些实施例，所述避让面为斜平面、台阶面或弧面。
11.根据本实用新型的一些实施例，所述极芯通过所述底面支撑在所述底壁上，在所述极芯的高度方向上，所述通孔的正投影与所述避让口的正投影至少部分重合。
12.根据本实用新型的一些实施例，所述侧面包括沿所述极芯的厚度方向相对的两个
第一表面，所述底面与至少一个所述第一表面的连接处形成有所述避让口。
13.根据本实用新型的一些实施例，所述极芯的数量至少为两个，至少两个相邻的所述极芯的所述避让口彼此背离设置且分别构造为所述排气通道；或者，至少两个相邻的所述极芯的所述避让口彼此面对设置且共同构造为所述排气通道。
14.根据本实用新型的一些实施例，所述电池还包括极柱，所述极柱设于所述壳体的顶壁，所述壳体的顶壁与所述壳体的底壁相对设置。
15.根据本实用新型的一些实施例，所述电池还包括绝缘膜，所述绝缘膜设于所述防爆阀朝向所述容纳空间的一侧。
16.根据本实用新型第二方面实施例的电池包，包括：箱体和电池，所述电池设于所述箱体内，所述防爆阀朝向所述箱体的底部设置。
17.本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
18.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
19.图1是根据本实用新型实施例的电池的一个角度的结构示意图；
20.图2是根据本实用新型实施例的电池的另一个角度的结构示意图；
21.图3是根据本实用新型一个实施例的电池的剖视图；
22.图4是根据图3中的局部示意图a；
23.图5是根据本实用新型又一个实施例的电池的剖视图；
24.图6是根据图5中的局部示意图b；
25.图7是根据本实用新型再一个实施例的电池的剖视图；
26.图8是根据图7中的局部示意图c。
27.附图标记：
28.100、电池；
29.10、壳体；11、容纳空间；12、通孔；13、第一孔段；14、第二孔段；15、极柱；
30.20、防爆阀；21、减薄部；22、安装部；
31.30、极芯；31、排气通道；32、底面；33、避让面；34、顶面；35、侧面；36、第一表面；
32.41、绝缘膜；42、保护片。
具体实施方式
33.下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本实用新型的实施例。
34.下面参考图1-图8描述根据本实用新型实施例的电池100。
35.结合图1-图8所示，本实用新型实施例的电池100，包括：壳体10、防爆阀20和极芯30，壳体10内设置有容纳空间11，防爆阀20设置于壳体10的底部。其中，壳体10可以起到很好的保护作用，避免电池100内部接触到灰尘或者水雾，可以使电池100正常使用。
36.并且，壳体10的底壁设有通孔12，防爆阀20用于封盖通孔12。如此设置，可以减少
外部的占用空间，同时还可以避让电池100周围部件的组装，可以有效的保护防爆阀20不受外界破坏、腐蚀，保证防爆阀20功能正常，从而保证和提高电池100防爆泄压的安全性能。
37.其中，当电池100内部的气压达到防爆阀20的泄压值时，气压在防爆阀20处形成了压力势能差，使得防爆阀20上厚度较薄的位置处更容易向外冲破，以使防爆阀20实现泄压功能。
38.此外，极芯30设置于容纳空间11内，极芯30上设有避让口，避让口构造为用于连通容纳空间11和通孔12的排气通道31。也就是说，极芯30上设置有朝向防爆阀20的避让口，当电池100由于不当使用产生气体时，排气通道31可以使气体更加快速的到达防爆阀20，这样可以实现电池100的快速泄压，从而可以提升电池100的电池100安全性能。
39.在一些实施例中，在壳体10的底壁的中心处开有通孔12，并且防爆阀20设于通孔12处。
40.在一些实施例中，避让口设于极芯30的底部。由此，通过在极芯30的底部设置避让口，使得极芯30和壳体10之间形成有排气通道31，排气通道31设置在防爆阀20和极芯30之间，这样使得极芯30产生大量气体时可以通过排气通道31迅速到达防爆阀20，防爆阀20开启泄压，防止电池100发生起火、爆炸等安全问题。其中，图1和图2中的前后方向也可以为电池100的厚度方向。
41.参照图所示，极芯30具有顶面34、底面32和侧面35，顶面34和底面32相对设置，并且底面32面向壳体10的底壁，侧面35位于顶面34和底面32之间，并且侧面35还与顶面34和底面32相连，侧面35与底面32的连接处形成有上述避让口。也就是说，在极芯30的侧面35和极芯30的底面32之间设置有上述的避让口，一方面使得避让口设置于极芯30整体的下端，另一方面在侧面35和底面32之间设置避让口可以方便极芯30的成型，即极芯30的卷绕或堆叠更加方便。
42.结合图4、图6和图8所示，极芯30还具有避让面33，避让面33连接在侧面35和底面32之间，避让面33从其与底面32连接的一端至其与侧面35连接的一端逐渐朝远离壳体10的底壁的方向延伸以形成避让口。也就是说，极芯30的避让面33从其与底面32连接的一端至其与侧面35连接的一端逐渐朝远离壳体10的底壁的方向延伸，这样可以在极芯30的底部形成避让口，从而使得避让口形成连通容纳空间11和通孔12的排气通道31，使得电池100内部气压升高时，电池100内的气体可以及时通过避让口到达防爆阀20，使得防爆阀20在内部气压的作用下爆开，防止电池100发生起火、爆炸等安全问题。
43.如图3、图4以及图7、图8所示，根据本实用新型中的一个可选的实施例，避让面33可以为斜平面或弧面，在从上向下的方向上，极芯30的底部厚度呈递减趋势。也就是说，极芯30在卷绕成型时，极芯30可以是线性渐变的，即卷绕一圈就缩减一次，这样使得避让面33可以形成斜平面或者弧面，这样使得避让面33的形成更加方便，以及排气通道31更加圆滑，方便气体从排气通道31处排出。
44.如图5、图6所示，根据本实用新型中的另一个可选的实施例，避让面33可以为台阶面。也就是说，避让面33由多个台阶面构成，这样在自上而下的方向上，极芯30底部的厚度可以呈阶梯式递减，从而使得排气通道31的逐渐增大，这样可以提升排气通道31与防爆阀20之间的接触面积，从而方便气体的排放。而且，阶梯式的避让面33，使得极芯30的结构强度可以得到保证，从而可以提升电池100的安全性能。
45.参照图4、图6和图8所示，极芯30通过底面32支撑在底壁上，在极芯30的高度方向上(也即图3中的上下方向)，通孔12的正投影与避让口的正投影至少部分重合。如此设置，避让口和通孔12之间有至少部分重合，从而使得排气通道31和防爆阀20之间可以相互连通，由此，在电池100发生膨胀时，由于排气通道31的至少部分和防爆阀20相连通，使得电池100内的气体可以迅速的顶开防爆阀20，从而可以提升电池100的使用安全性能。
46.参照图所示，侧面35包括沿极芯30的厚度方向相对的两个第一表面36，底面32与至少一个第一表面36的连接处形成有避让口。其中，极芯30在厚度方向上的尺寸相对较小，在底面3221和第一表面36的连接处形成避让口，在保证排气通道31可以实现快速排气的同时，还使得避让口的整体尺寸较小，从而使得极芯30的能量密度削减较小。
47.如图7和图8所示，极芯30的数量可以为至少两个，至少两个相邻的极芯30的避让口彼此背离设置，并且极芯30分别构造为排气通道31。如此设置，两个极芯30的避让口相互背离，这样使得避让面33和壳体10之间形成有排气通道31，从而使得电池100内形成有两个排气通道31，进而使得电池100的排气更加顺畅。
48.又或者，如图3-图6所示，至少两个相邻的极芯30的避让口彼此面对设置，并且共同构造为排气通道31。也就是说，至少两个极芯30的避让口相互拼接形成一个较大的排气通道31，从而使得防爆阀20的布置更加合理，防爆阀20在气压的作用下破裂时更加迅速。
49.当然，位于至少两个极芯30一侧的极芯30的避让口、壳体10的部分侧面35和部分底面32共同形成第一排气通道，以及壳体10的部分底面32、两个相邻极芯30中一个的避让口和另一个的侧面35共同形成第二排气通道。也就是说，极芯30的底部和壳体10之间设置有三个排气通道31，这样使得电池100需要泄压时，多个排气通道31可以实现电池100的快速泄压，从而可以提升电池100的使用安全性。
50.并且，多个极芯30使得电池100的能量密度更高，电池100更加轻便。
51.当然，极芯30还可以为一个，极芯30与壳体10在避让口处共同形成排气通道31。也就是说，单个极芯30的相对两侧可以设置有避让面33，这样使得避让面33和壳体10的侧面35之间可以形成避让口，从而使得排气通道31可以形成在单个极芯30的相对两侧，不仅可以方便避让口的形成，而且，电池100内部形成有两个排气通道31，这样使得电池100的泄压更加迅速，这样可以提升电池100安全性能。
52.以及，单个极芯30还可以在底部形成避让口，即，单个极芯30的底部可以直接形成锥形或者阶梯形的避让口，这样可以方便避让口的形成，进而使得单个极芯30也可以实现电池100的防爆功能。
53.此外，如图1所示，电池100还包括极柱15，其中，极柱15分为正极柱和负极柱。其中，极柱15设于壳体10的顶壁，壳体10的顶壁与壳体10的底壁相对设置。当然，极柱15也可以设于壳体10的除了顶壁、底壁之外的壁。
54.其中，如图8所示，防爆阀20包括：减薄部21和安装部22，安装部22为环形，减薄部21设置于安装部22的内侧，并且厚度小于安装部22的厚度。也就是说，防爆阀20包含减薄部21和安装部22两部分，其中防爆阀20的安装部22为环形结构，并且将减薄部21包围在安装部22的内侧，如此设置，通过环形结构的安装部22与通孔12相配合，可以很好的将防爆阀20固定在通孔12处，不容易在跌落测试中发生漏液的风险。
55.以及，减薄部21的厚度要小于安装部22的厚度，如此设置，当电池100内部的气压
达到防爆阀20的泄压值时，减薄部21与安装部22同时受到气体的压力，由于减薄部21的厚度比安装部22的厚度小，形成了压力势能差，使得减薄部21更容易向外冲破，以使防爆阀20实现泄压功能，倘若减薄部21的厚度等于或大于安装部22，电池100内部的气体压力难以冲破减薄部21，从而导致防爆阀20不能及时泄压，进而影响电池100的安全性能与使用寿命。
56.此外，如图8所示，通孔12包括：第一孔段13和第二孔段14，第一孔段13和第二孔段14相连通，第一孔段13和第二孔段14之间形成有第一安装台阶，安装部22设置于第一安装台阶，减薄部21与第二孔段14相对设置。也就是说，安装部22设于第一孔段13的第一安装台阶上，并且相对于安装部22，凸出的减薄部21与第二孔段14相对设置，如此设置，可以使安装部22很牢靠地固定在第一安装台阶上，并且当一定程度的气体压力作用于减薄部21时，由于第一安装台阶的设置，使得安装部22与减薄部21的连接部分产生应力集中，更容易使减薄部21与安装部22连接部分发生断裂，从而使气体很好的冲破减薄部21，因此，设置第一安装台阶对防爆阀20的正常泄压起到了关键的作用。
57.并且，安装部22可以焊接在第一安装台阶上。即采用焊接方式将安装部22固定在第一安装台阶上，如此设置，一方面，可以使安装部22与第一安装台阶连接更紧密，形成整体式结构，并且在受到气压时削弱了安装部22与减薄部21的连接作用，有利于气体很好的冲破减薄部21，进而实现防爆阀20的正常使用；另一方面，可以使防爆阀20牢牢的安装在通孔12内，避免了因电池100在跌落测试或者意外掉落而造成电池100内部压力过大，进而发生漏液的问题，有效的保证了防爆阀20功能正常，从而保证和提高电池100防爆泄压的安全性能。具体地，焊接方式可以为点焊、满焊等工艺操作，均可以有效的实现防爆阀20的防爆泄压功能。
58.除此之外，还可以采用螺栓连接或者铆接等方式，将安装部22固定在第一安装台阶上，同样也对气压冲破减薄部21有一定的作用，但优选焊接方式，既可以实现防爆阀20的爆阀泄压，又能节约产品成本。
59.如图4、图6和图8所示，电池100还包括：绝缘膜41，绝缘膜41设于防爆阀20朝向容纳空间11的一侧。绝缘膜41可以用于防止防爆阀20因电解液长期浸泡而出现腐蚀的风险，从而防止电池100漏液，同时防止防爆阀20开启压力因电解液的影响而发生变大或变小的现象。
60.其中，绝缘膜41可以为聚乙烯(pe)、聚丙烯(pp)或其他聚脂类化合物。具体地，pp相对更耐高温，pe相对耐低温。
61.此外，当电池100发生异常时，温度升高，为防止产生危险，在快速产热温度(120～140℃)开始时，绝缘膜41发生熔融，微孔关闭，变为绝缘体，防止电解质通过，从而达到断开电流的目的。
62.其中，防爆阀20设置于壳体10的底面32上方，或防爆阀20设置于壳体10的底面32下方。也就是说，当防爆阀20设置在壳体10的底面32下方时，极芯30和防爆阀20之间的距离较远，使得电池100内部气压增大时，可以起到一定的缓冲作用，从而避免电池100发生爆炸。又或者，防爆阀20设置于壳体10的底面32上方时，通过将防爆阀20设置在极芯30的底部内侧，这样可以提升防爆阀20使用安全性，避免防爆阀20受损影响后续的正常使用。
63.如图4、图6和图8所示，电池100还包括：保护片42，保护片42设置于壳体10的底面32下方，并且对应地位于防爆阀20的下方。即在通孔12的外侧设置有保护片42，保护片42设
置在防爆阀20的下侧，这样可以防止灰尘和水雾直接接触防爆阀20，又或者其他异物直接接触防爆阀20，从而使可以保证爆阀20正常使用。此外，保护片42可以由塑料材料制成，如此设置，可以降低产品的成本，提高产品在市场端的价格优势。
64.其中，保护片42可以通过粘胶直接粘接在壳体10的外侧。又或者，通孔12还包括：第三孔段，第三孔段与第二孔段14相连通，并且第三孔段设置于第二孔段14背离第一孔段13的一侧，第三孔段和第二孔段14之间形成有第二安装台阶，保护片42的边缘设置于第二安装台阶。也就是说，通孔12分为三部分，沿着从上到下的方向分别为第一孔段13、第二孔段14与第三孔段，并且第二孔段14和第三孔段之间形成第二安装台阶，保护片42固定在第二安装台阶上，如此设置，可以使保护片42很好的固定在第二安装台阶上，并且通过保护片42的边缘对通孔12的第三孔段进行包边压接，提高了对通孔12以及防爆阀20的密封效果。
65.以及，极芯30可以为卷绕式极芯或叠片式极芯。其中，卷绕式极芯由正极极片、负极极片和隔膜三者叠加后卷绕出来的，卷绕式极芯具有超级启动电流,强大的抗震能力，以及优秀的高低温性能和超强的循环使用寿命。以及，叠片式极芯是将正极极片、负极极片、隔膜裁成规定尺寸的大小，随后将正极极片、隔膜、负极极片叠合成小电芯单体，然后将小电芯单体叠放并联起来组成一个大电芯，叠片式极芯内部的温度分布较为均匀，避免影响电池100的性能，以及叠片式极芯的电池100容量衰减更慢。
66.根据本实用新型第二方面实施例的电池包，电池包包括：箱体和电池100，电池100设于箱体内，防爆阀30朝向箱体的底部设置。
67.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。
68.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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一定指的是相同的实施例或示例。
69.尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。