电芯及用电装置的制作方法

allin2025-06-04  88


本技术涉及电池,具体而言,涉及一种电芯及用电装置。


背景技术:

1、随着新能源技术的快速发展,电池已经被广泛应用于电子设备、电动汽车、电动两轮车、电动工具等领域。对电池的质量、安全以及小型化等要求也越来越高。

2、目前,电芯的泄压机构可以包括胶膜和金属片,胶膜密封电芯的外壳上的通孔,金属片设置于胶膜背向外壳的一侧。此种泄压结构能够提高电芯泄压的可靠性,提高电芯的安全性,并且相比刻痕槽泄压,能够降低电芯的制备成本。但是当电芯的外壳受力产生变形,通孔所在的侧壁向电芯内部倾斜,而泄压机构的金属片未产生变形,就会导致胶膜脱离外壳和/或金属片,导致电芯漏液,影响电芯的安全性。


技术实现思路

1、本技术提供一种电芯及用电装置,能够提高电芯的安全性。

2、第一方面,本技术提供一种电芯,电芯包括外壳及泄压机构,外壳具有第一壁体,第一壁体设置有第一通孔;泄压机构包括胶膜和第一金属片,胶膜覆盖第一通孔,胶膜能够受热熔融以形成连通外壳内部和外部的泄压通道,第一金属片设置于胶膜背向第一壁体的一侧;其中,第一壁体的厚度为h1,第一金属片的厚度为h2,满足h2≤1.5*h1。

3、在上述技术方案中,通过使得泄压机构包括胶膜,胶膜覆盖第一通孔,胶膜能够受热熔融以形成连通外壳内部和外部的泄压通道,使得泄压机构的热灵敏性较好,使得泄压的可靠性较高,能够提高电芯的安全性,并且相比刻痕槽泄压结构,本实施例无需预留大空间,能够使得用电装置的结构更加紧凑,且制备泄压机构的成本更低;通过使得泄压结构包括第一金属片,第一金属片设置于胶膜背向第一壁体的一侧,能够减小胶膜的渗水面积,使得泄压机构的密封效果更好;通过使得第一壁体的厚度h1、第一金属片的厚度h2满足h2≤1.5*h1,使得电芯的外壳受力产生变形时,第一金属片也能够随之产生变形,能够减小胶膜脱离外壳和/或第一金属片的可能性,从而能够减小电芯漏液的风险,提高电芯的安全性。

4、在本技术的一些实施例中,0.01mm≤h2≤0.25mm。

5、在上述技术方案中,当h2大于或等于0.01mm,能够使得第一金属片对水汽的阻挡效果更好,能够减小胶膜的渗水量,使得泄压机构的密封效果较好;当h2小于或等于0.25mm,能够使得电芯的外壳受力产生变形时,第一金属片容易随外壳产生变形,从而能够减小胶膜脱离外壳和/或第一金属片的可能性,从而能够减小电芯漏液的风险,提高电芯的安全性;因此,当0.01mm≤h2≤0.25mm,既能够使得第一金属片对水汽的阻挡效果更好,能够减小胶膜的渗水量,使得泄压机构的密封效果较好,又能够使得电芯的外壳受力产生变形时,第一金属片容易随外壳产生变形,从而能够减小胶膜脱离外壳和/或第一金属片的可能性,从而能够减小电芯漏液的风险,提高电芯的安全性。

6、在本技术的一些实施例中,0.01mm≤h2≤0.15mm。

7、在上述技术方案中,当h2大于或等于0.01mm,能够使得第一金属片对水汽的阻挡效果更好,能够减小胶膜的渗水量,使得泄压机构的密封效果较好;当h2小于或等于0.15mm,能够使得电芯的外壳受力产生变形时,第一金属片更容易随外壳产生变形,从而能够进一步减小胶膜脱离外壳和/或第一金属片的可能性,从而能够进一步减小电芯漏液的风险,进一步提高电芯的安全性;因此,当0.01mm≤h2≤0.15mm,既能够使得第一金属片对水汽的阻挡效果更好,能够减小胶膜的渗水量,使得泄压机构的密封效果较好,又能够使得电芯的外壳受力产生变形时,第一金属片更容易随外壳产生变形,从而能够进一步减小胶膜脱离外壳和/或第一金属片的可能性,从而能够进一步减小电芯漏液的风险,进一步提高电芯的安全性。

8、在本技术的一些实施例中,胶膜的熔点为t,满足,100℃≤t≤130℃。

9、在上述技术方案中,当t大于或等于100℃,能够使得电芯未发生热失控时,胶膜不易熔融,从而使得泄压机构对第一通孔的密封效果更好;当t小于或等于130℃,能够使得电芯热失控时,胶膜能够熔融以形成连通外壳内部和外部的泄压通道,使得泄压机构的热灵敏性较好,使得泄压的可靠性较高,能够提高电芯的安全性;因此,当100℃≤t≤130℃,既能够使得电芯未发生热失控时,胶膜不易熔融,从而使得泄压机构对第一通孔的密封效果更好,又能够使得电芯热失控时,胶膜能够熔融以形成连通外壳内部和外部的泄压通道,使得泄压机构的热灵敏性较好,使得泄压的可靠性较高,能够提高电芯的安全性,并且使得泄压机构对电芯热失控的情况控制更加精准。

10、在本技术的一些实施例中,胶膜的厚度为h3,满足0.01mm≤h3≤0.5mm。

11、在上述技术方案中,当胶膜的厚度大于或等于0.01mm,能够使得胶膜不易破损,透水量较小,使得泄压机构对第一通孔的密封效果更好;当胶膜的厚度小于或等于0.5mm,能够使得胶膜在电芯热失控时容易熔融,使得泄压机构的泄压灵敏度较高;因此,当0.01mm≤h3≤0.5mm,既能够使得胶膜不易破损,透水量较小,使得泄压机构对第一通孔的密封效果更好,又能够使得胶膜在电芯热失控时容易熔融,使得泄压机构的泄压灵敏度较高。

12、在本技术的一些实施例中,0.02mm≤h3≤0.3mm。

13、在上述技术方案中,当胶膜的厚度大于或等于0.02mm,能够进一步使得胶膜不易破损,透水量较小,进一步使得泄压机构对第一通孔的密封效果更好;当胶膜的厚度小于或等于0.3mm,能够进一步使得胶膜在电芯热失控时容易熔融,进一步使得泄压机构的泄压灵敏度较高;因此,当0.02mm≤h3≤0.3mm,既能够进一步使得胶膜不易破损,透水量较小,进一步使得泄压机构对第一通孔的密封效果更好,又能够进一步使得胶膜在电芯热失控时容易熔融,进一步使得泄压机构的泄压灵敏度较高。

14、在本技术的一些实施例中,泄压机构包括保护层,保护层设置于第一金属片背向胶膜的一侧,第一金属片与胶膜、保护层连接。

15、在上述技术方案中,通过在泄压机构设置保护层,使得保护层设置于第一金属片背向胶膜的一侧,第一金属片与胶膜、保护层连接,能够使得泄压机构的厚度更大,泄压机构不易受力破损,从而减小电芯漏液的可能性,提高电芯的安全性。

16、在本技术的一些实施例中,保护层的厚度为h4,满足0.01mm≤h4≤0.25mm。

17、在上述技术方案中,当h4大于或等于0.01mm,能够使得保护层对胶膜和第一金属片的保护效果较好,泄压机构不易受力破损,从而减小电芯漏液的可能性,提高电芯的安全性;当h4小于或等于0.25mm,能够使得保护层占用的空间较小,有利于提高电芯的能量密度,并且能够减小泄压机构与外部设备干涉的可能性;因此,当0.01mm≤h4≤0.25mm,既能够使得保护层对胶膜和第一金属片的保护效果较好,泄压机构不易受力破损,从而减小电芯漏液的可能性,提高电芯的安全性,又能够使得保护层占用的空间较小,有利于提高电芯的能量密度,并且能够减小泄压机构与外部设备干涉的可能性。

18、在本技术的一些实施例中,0.01mm≤h4≤0.15mm。

19、在上述技术方案中,当h4大于或等于0.01mm,能够使得保护层对胶膜和第一金属片的保护效果较好,泄压机构不易受力破损,从而减小电芯漏液的可能性,提高电芯的安全性;当h4小于或等于0.15mm,能够进一步使得保护层占用的空间较小,有利于提高电芯的能量密度,并且能够进一步减小泄压机构与外部设备干涉的可能性;因此,当0.01mm≤h4≤0.15mm,既能够使得保护层对胶膜和第一金属片的保护效果较好,泄压机构不易受力破损,从而减小电芯漏液的可能性,提高电芯的安全性,又能够进一步使得保护层占用的空间较小,有利于提高电芯的能量密度,并且能够进一步减小泄压机构与外部设备干涉的可能性。

20、在本技术的一些实施例中,胶膜、第一金属片、保护层的厚度和为t,满足0.03mm≤t≤1mm。

21、在上述技术方案中,当t大于或等于0.03mm,能够使得泄压机构对第一通孔的密封效果较好;当t小于或等于1mm,能够使得泄压机构占用的空间较小,有利于提高电芯的能量密度,并且能够进一步减小泄压机构与外部设备干涉的可能性;因此,当0.03mm≤t≤1mm,既能够使得泄压机构对第一通孔的密封效果较好,又能够使得泄压机构占用的空间较小,有利于提高电芯的能量密度,并且能够进一步减小泄压机构与外部设备干涉的可能性。

22、在本技术的一些实施例中,泄压机构包括第二金属片,第二金属片设置于胶膜和第一壁体之间,第二金属片与第一壁体焊接连接,第二金属片设置有第二通孔,第二通孔与第一通孔连通。

23、在上述技术方案中,通过在泄压机构设置第二金属片,使得第二金属片设置于胶膜和第一壁体之间,第二金属片与第一壁体焊接连接,能够使得泄压机构与外壳的连接更加稳固,泄压机构对第一通孔的密封效果更好。

24、在本技术的一些实施例中,第二金属片的厚度为h5,满足h5≤2*h1。

25、在上述技术方案中,通过使得第一金属片的厚度h2、第二金属片的厚度h5满足h5≤2*h1,使得电芯的外壳受力产生变形时,第一金属片也能够随之产生变形,能够减小胶膜脱离外壳和/或第一金属片的可能性,从而能够减小电芯漏液的风险,提高电芯的安全性。

26、在本技术的一些实施例中,第二金属片的厚度为h5,满足0.02mm≤h5≤0.5mm。

27、在上述技术方案中,当h5大于或等于0.02mm,能够使得泄压机构与外壳的连接更加稳固,泄压机构对第一通孔的密封效果更好;当h5小于或等于0.5mm,能够使得第二金属片占用的空间较小,有利于提高电芯的能量密度,并且能够减小泄压机构与外部设备干涉的可能性;因此,当0.02mm≤h5≤0.5mm,既能够使得泄压机构与外壳的连接更加稳固,泄压机构对第一通孔的密封效果更好,又能够使得第二金属片占用的空间较小,有利于提高电芯的能量密度,并且能够减小泄压机构与外部设备干涉的可能性。

28、在本技术的一些实施例中,0.02mm≤h5≤0.3mm。

29、在上述技术方案中,当h5大于或等于0.02mm,能够使得泄压机构与外壳的连接更加稳固,泄压机构对第一通孔的密封效果更好;当h5小于或等于0.3mm,能够进一步使得第二金属片占用的空间较小,有利于进一步提高电芯的能量密度,并且能够进一步减小泄压机构与外部设备干涉的可能性;因此,当0.02mm≤h5≤0.3mm,既能够使得泄压机构与外壳的连接更加稳固,泄压机构对第一通孔的密封效果更好,又能够进一步使得第二金属片占用的空间较小,有利于进一步提高电芯的能量密度,并且能够进一步减小泄压机构与外部设备干涉的可能性。

30、在本技术的一些实施例中,胶膜与第二金属片贴合,胶膜与第二金属片贴合的部分的宽度为w,满足,0.1mm≤w≤3mm。

31、在上述技术方案中,当w大于或等于0.1mm,能够使得胶膜与第二金属片的贴合面积较大,进而使得胶膜与第二金属片的连接更加紧密,泄压机构对第一通孔的密封可靠性较高;当w小于或等于3mm,能够使得电芯内部气体的泄压路径较短,泄压机构的泄压灵敏性较高;因此,当0.1mm≤w≤3mm,既能够使得胶膜与第二金属片的连接更加紧密,泄压机构对第一通孔的密封可靠性较高,又能够使得电芯内部气体的泄压路径较短,泄压机构的泄压灵敏性较高。

32、在本技术的一些实施例中,0.2mm≤w≤1.5mm。

33、在上述技术方案中,当w大于或等于0.2mm,能够进一步使得胶膜与第二金属片的贴合面积较大,进而进一步使得胶膜与第二金属片的连接更加紧密,泄压机构对第一通孔的密封可靠性更高;当w小于或等于1.5mm,能够进一步使得电芯内部气体的泄压路径较短,泄压机构的泄压灵敏性更高;因此,当0.2mm≤w≤1.5mm,既能够进一步使得胶膜与第二金属片的连接更加紧密,泄压机构对第一通孔的密封可靠性更高,又能够进一步使得电芯内部气体的泄压路径较短,泄压机构的泄压灵敏性更高。

34、在本技术的一些实施例中,电芯包括极柱,极柱设置于第一壁体。

35、在上述技术方案中,由于电芯被装入用电装置时,需要预留空间以便于极柱与用电装置的其他部件电连接,因此将极柱和第一通孔设置于同一个侧壁,无需再另外为第一通孔预留空间以实现泄压,能够进一步节省用电装置的空间,使得用电装置的结构更加紧凑。

36、第二方面,本技术实施例提供了一种用电装置,包括如上述的电芯,所述电芯用于提供电能。


技术特征:

1.一种电芯,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,0.01mm≤h2≤0.25mm。

3.根据权利要求2所述的电芯,其特征在于,0.01mm≤h2≤0.15mm。

4.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,所述胶膜的熔点为t,满足,100℃≤t≤130℃。

5.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,所述胶膜的厚度为h3,满足0.01mm≤h3≤0.5mm。

6.根据权利要求5所述的电芯,其特征在于,0.02mm≤h3≤0.3mm。

7.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,所述泄压机构包括保护层,所述保护层设置于所述第一金属片背向所述胶膜的一侧,所述第一金属片与所述胶膜、所述保护层连接。

8.根据权利要求7所述的电芯,其特征在于,所述保护层的厚度为h4,满足0.01mm≤h4≤0.25mm。

9.根据权利要求8所述的电芯,其特征在于,0.01mm≤h4≤0.15mm。

10.根据权利要求7所述的电芯,其特征在于,所述胶膜、所述第一金属片、所述保护层的厚度和为t,满足0.03mm≤t≤1mm。

11.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,所述泄压机构包括第二金属片,所述第二金属片设置于所述胶膜和所述第一壁体之间,所述第二金属片与所述第一壁体焊接连接,所述第二金属片设置有第二通孔,所述第二通孔与所述第一通孔连通。

12.根据权利要求11所述的电芯,其特征在于,所述第二金属片的厚度为h5,满足h5≤2*h1。

13.根据权利要求11所述的电芯,其特征在于,所述第二金属片的厚度为h5,满足0.02mm≤h5≤0.5mm。

14.根据权利要求13所述的电芯,其特征在于,0.02mm≤h5≤0.3mm。

15.根据权利要求13所述的电芯,其特征在于,所述胶膜与所述第二金属片贴合,所述胶膜与所述第二金属片贴合的部分的宽度为w,满足,0.1mm≤w≤3mm。

16.根据权利要求15所述的电芯,其特征在于,0.2mm≤w≤1.5mm。

17.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,所述电芯包括极柱,所述极柱设置于所述第一壁体。

18.一种用电装置,其特征在于,包括如权利要求1至17任意一项所述的电芯,所述电芯用于提供电能。


技术总结
本申请提供了一种电芯及用电装置,该电芯包括外壳及泄压机构,外壳具有第一壁体,第一壁体设置有第一通孔;泄压机构包括胶膜和第一金属片,胶膜覆盖第一通孔,胶膜能够受热熔融以形成连通外壳内部和外部的泄压通道,第一金属片设置于胶膜背向第一壁体的一侧;其中,第一壁体的厚度为H1,第一金属片的厚度为H2,满足H2≤1.5*H1。使得泄压机构的热灵敏性较好,使得泄压的可靠性较高;并且使得电芯的外壳受力产生变形时,第一金属片也能够随之产生变形,能够减小胶膜脱离外壳和/或第一金属片的可能性,从而能够减小电芯漏液的风险,提高电芯的安全性。

技术研发人员:张国文,马武,郭培培,陈乔丰
受保护的技术使用者:宁德新能源科技有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/10/31
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