ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ
Настоящая заявка относится к области энергоаккумулирующих компонентов и деталей, и в частности к батарейной коробке, элементу батареи, батарее, а также способу и устройству для изготовления батарейной коробки.
ПРЕДПОСЫЛКИ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Литий-ионные батареи имеют преимущества малого размера, высокой плотности энергии, большой долговечности при циклическом нагружении, длительного времени хранения и т.д., и широко применяются в некоторых областях электронных устройств, электрических транспортных средств, электрических игрушек и т.п., например используются в мобильных телефонах, ноутбуках, электровелосипедах, электрических транспортных средствах, электрических самолетах, суднах с электродвижением,
электрических игрушечных автомобилях, электрических игрушечных суднах, электрических игрушечных самолетах, электрических инструментах и т.п.
С непрерывным развитием технологии литий-ионных батарей, к характеристикам безопасности литий-ионных батарей выдвигаются более высокие требования. Механизм сброса давления на литий-ионной батарее оказывает важное влияние на характеристики безопасности литий-ионной батареи. Например, при коротком замыкании, перезарядке литий-ионной батареи и т.п. внутри литий-ионной батареи может произойти тепловой разгон, который вызывает внезапное повышение внутреннего давления газа, и в это время необходимо привести в действие механизм сброса давления для выпуска внутреннего давления газа наружу, чтобы предотвратить взрыв литий-ионной батареи. Поэтому конструкция механизма сброса давления является чрезвычайно важной.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
Б настоящей заявке предложены батарейная коробка, элемент батареи, батарея, а также способ и устройство для изготовления батарейной коробки, для улучшения эксплуатационных характеристик батареи.
Б соответствии с первым аспектом настоящей заявки предоставлена батарейная коробка, содержащая участок сброса давления, содержащий первое углубление, расположенное на внутренней поверхности батарейной коробки, и второе углубление, расположенное на внешней поверхности батарейной коробки, причем первое углубление расположено напротив второго углубления, при этом на нижней стенке первого углубления и/или нижней стенке второго углубления предоставлено третье углубление, и участок сброса давления приспособлен разрушаться на третьем углублении, когда внутреннее давление батарейной коробки достигает порогового значения, чтобы сбрасывать внутреннее давление.
Батарейная коробка в соответствии с вариантами осуществления настоящей заявки снабжена участком сброса давления. Участок сброса давления содержит первое углубление и второе углубление, расположенные соответственно во внутренней и внешней поверхностях батарейной коробки, и третье углубление может быть дополнительно предоставлено в нижней стенке первого углубления и/или нижней стенке второго углубления так, что третье углубление в участке сброса давления тоньше, чем другие участки батарейной коробки. По существу, когда внутри элемента батареи происходит тепловой разгон, батарейная коробка может разрушиться на относительно слабом третьем углублении, чтобы сбрасывать внутреннее давление. Кроме того, по сравнению со способом, в котором на батарейную коробку дополнительно устанавливают механизм сброса давления, участок сброса давления в вариантах осуществления настоящей заявки имеет более простой процесс механической обработки. Например, первое углубление, второе углубление и третье углубление могут быть выполнены посредством штамповки, при которой первое углубление располагают напротив второго углубления, и, более конкретно, посредством встречной штамповки, чтобы одновременно механически обрабатывать два углубления, так что процесс механической обработки является удобным и эффективным. Более того, размеры, форма и т.д. трех углублений устанавливаются гибко и могут быть отрегулированы в соответствии с практическими применениями.
В некоторых вариантах осуществления третье углубление расположено на нижней стенке второго углубления.
Учитывая, что первое углубление расположено во внутренней поверхности батарейной коробки, если третье углубление расположено в нижней стенке первого углубления, поскольку в батарейной коробке есть раствор электролита и раствор электролита будет накапливаться в третьем углублении и разъедать часть третьего углубления, область сброса давления может разрушиться на третьем углублении рано. Поэтому третье углубление обычно располагается в нижней стенке второго углубления, расположенного во внешней поверхности, чтобы избежать коррозии под действием раствора электролита.
В некоторых вариантах осуществления толщина участка сброса давления на третьем углублении составляет от 0,16 мм до 0,25 мм.
В некоторых вариантах осуществления ось, перпендикулярная нижней стенке первого углубления, совпадает с осью, перпендикулярной нижней стенке второго углубления.
То есть первое углубление расположено прямо напротив второго углубления, так что конструкция участка сброса давления может быть относительно симметричной, что способствует более точному направленному разрушению участка сброса давления.
В некоторых вариантах осуществления на внешней поверхности батарейной коробки предоставлен выступ, который окружает второе углубление.
Учитывая, что если первое углубление и второе углубление выполнены механической обработкой методом штамповки, то на краю углубления обычно будет выступ. Если выступ будет расположен внутри, это усложнит установку внутреннего электродного узла. Поэтому выступ может быть расположен на внешней поверхности корпуса.
В некоторых вариантах осуществления выступающая высота выступа относительно внешней поверхности батарейной коробки составляет от 0,25 мм до 1 мм.
В некоторых вариантах осуществления форма нижней стенки первого углубления и/или нижней стенки второго углубления представляет собой форму длинной полосы.
Углубления в форме длинных полос легче механически обрабатывать.
В некоторых вариантах осуществления ширина нижней стенки первого углубления и/или нижней стенки второго углубления составляет от 3 мм до 6 мм.
В некоторых вариантах осуществления площадь нижней стенки первого углубления составляет от 150 мм2 до 330 мм2; и/или площадь нижней стенки второго углубления составляет от 150 мм2 до 330 мм2.
В некоторых вариантах осуществления глубина первого углубления относительно внутренней поверхности батарейной коробки составляет от 0,4 мм до 0,7 мм; и/или глубина второго углубления относительно внешней поверхности батарейной коробки составляет от 0,3 мм до 0,6 мм.
В некоторых вариантах осуществления форма нижней стенки третьего углубления представляет собой форму длинной полосы.
В некоторых вариантах осуществления длина третьего углубления составляет от 4 0 мм до 100 мм.
В некоторых вариантах осуществления первое углубление и/или второе углубление представляют/представляет собой кольцевое углубление.
В некоторых вариантах осуществления площадь нижней стенки первого углубления составляет от 400 мм2 до 1000 мм2; и/или площадь нижней стенки второго углубления составляет от 600 мм2 до 1200 мм2.
В некоторых вариантах осуществления глубина первого углубления относительно внутренней поверхности батарейной коробки составляет от 1 мм до 2 мм; и/или глубина второго углубления относительно внешней поверхности батарейной коробки составляет от 0,3 мм до 0,6 мм.
В некоторых вариантах осуществления нижняя стенка второго углубления снабжена кольцеобразным четвертым углублением, а третье углубление расположено на нижней стенке четвертого углубления.
Для того чтобы облегчить разрушение участка сброса давления при возникновении теплового разгона внутри элемента батареи, толщина третьего углубления должна быть меньше, чтобы разрушение могло происходить на третьем углублении на участке сброса давления для достижения более точного направленного разрушения для выхода газа. Во втором углублении предоставлено четвертое углубление, а затем в нижней стенке четвертого углубления предоставлено третье углубление. По существу, можно легче получить более тонкий участок с третьим углублением.
В некоторых вариантах осуществления площадь нижней стенки четвертого углубления составляет от 200 мм2 до 800 мм2.
В некоторых вариантах осуществления батарейная коробка дополнительно содержит: защитный лист, который приспособлен защищать участок сброса давления, расположен на внешней поверхности батарейной коробки и закрывает второе углубление.
В некоторых вариантах осуществления толщина защитного листа составляет от 0,1 мм до 0,2 мм.
Защитный лист, расположенный на стороне участка сброса давления, обращенной от внутренней части батарейной коробки, может защитить участок сброса давления от воздействия внешних компонентов.
Участок сброса давления в вариантах осуществления настоящей заявки образован углублениями, поэтому, когда защитный лист расположен на внешней поверхности батарейной коробки и закрывает второе углубление, между защитным листом и участком сброса давления остается зазор. По существу, когда выход газа происходит на участке сброса давления, зазор между защитным листом и участком сброса давления может гарантировать, что участок сброса давления имеет определенное свободное пространство, а также может предотвратить износ защитного листа на участке сброса давления, когда он прикреплен к участку сброса давления, тем самым дополнительно защищая участок сброса давления.
В некоторых вариантах осуществления батарейная коробка содержит: корпус, который представляет собой полый прямоугольный параллелепипед и содержит отверстие на одном конце; и покровную пластину, закрывающую отверстие корпуса.
В некоторых вариантах осуществления участок сброса давления расположен на нижней стенке корпуса, а нижняя стенка корпуса является стенкой, противоположной отверстию корпуса.
Учитывая, что электродные зажимы обычно расположены на покровной пластине батарейной коробки, если участок сброса давления также расположен на покровной пластине, когда внутри элемента батареи происходит тепловой разгон, участок сброса давления разрушается, жидкий или твердый горючий материал, который также может содержать проводящий материал, выбрасывается наружу, в то время как внутреннее давление газа в элементе батареи высвобождается, что приводит к короткому замыканию между электродными зажимами. Более того, учитывая, что электродные зажимы обычно направлены вверх, то есть в сторону пассажира, когда батарея установлена в транспортном средстве, если участок сброса давления установлен на той же стороне, что и электродные зажимы, поток газа и другие материалы, высвобождаемые после разрушения участка сброса давления, будут выходить вверх, что может вызвать ожог или ошпаривание пассажира, увеличивая риск для пассажира. Поэтому, когда участок сброса давления расположен на нижней стенке корпуса, участок сброса давления выпускает газ вниз, что позволяет избежать вышеупомянутых проблем.
В некоторых вариантах осуществления толщина нижней стенки корпуса составляет от 1,2 мм до 2 мм.
В некоторых вариантах осуществления батарейная коробка дополнительно содержит: электродные зажимы, включая зажим положительного электрода и зажим отрицательного электрода, которые оба расположены на покровной пластине.
Согласно второму аспекту настоящей заявки, предоставлен элемент батареи, содержащий: батарейную коробку, как описано в упомянутом выше первом аспекте и в любом из возможных вариантов реализации первого аспекта; и электродный узел, расположенный в батарейной коробке.
В некоторых вариантах осуществления батарейная коробка содержит: корпус, который представляет собой полый прямоугольный параллелепипед и содержит отверстие на одном конце; и покровную пластину, закрывающую отверстие корпуса.
В некоторых вариантах осуществления элемент батареи дополнительно содержит: опорную пластину, расположенную между электродным узлом и нижней стенкой корпуса, и нижнюю стенку корпуса, которая является стенкой корпуса, противоположной отверстию корпуса.
Опорная пластина также может защищать участок сброса давления, чтобы избегать воздействия электродного узла и электродной жидкости внутри батарейной коробки на участок сброса давления.
В некоторых вариантах осуществления участок сброса давления расположен на нижней стенке корпуса, а опорная пластина снабжена сквозным отверстием, соответствующим участку сброса давления так, что опорная пластина не блокирует участок сброса давления.
Когда участок сброса давления расположен на нижней стенке, если прочность участка сброса давления может гарантировать, что электродный узел и электродная жидкость не вызовут повреждений участка сброса давления, когда внутри элемента батареи происходит тепловой разгон, учитывая, что опорная пластина может предотвратить прорыв газа через участок сброса давления, поэтому для того, чтобы облегчить разрушение участка сброса давления, часть опорной пластины может быть удалена для формирования зоны обхода, например опорная пластина может быть соответствующим образом снабжена сквозным отверстием в месте расположения участка сброса давления, так что опорная пластина не будет блокировать участок сброса давления.
Согласно третьему аспекту настоящей заявки, предоставлена батарея, содержащая: множество элементов батареи, включая по меньшей мере один элемент батареи, как описано во втором аспекте, упомянутом выше, и любой из возможных вариантов реализации второго аспекта; компонент в виде шины для обеспечения электрического соединения множества элементов батареи; и корпус для размещения множества элементов батареи и компонента в виде шины.
Согласно четвертому аспекту настоящей заявки, предоставляется устройство потребления энергии, содержащее батарею, описанную выше в третьем аспекте.
Устройство потребления энергии может быть транспортным средством, судном или космическим аппаратом.
В соответствии с пятым аспектом настоящей заявки предоставляется способ изготовления батарейной коробки, причем способ включает: предоставление первого углубления во внутренней поверхности батарейной коробки и предоставление второго углубления во внешней поверхности батарейной коробки, чтобы формировать участок сброса давления батарейной коробки, причем первое углубление расположено напротив второго углубления, и предоставление третьего углубления в нижней стенке первого углубления и/или в нижней стенке второго углубления, при этом участок сброса давления приспособлен разрушаться на третьем углублении, когда внутреннее давление батарейной коробки достигает порогового значения, чтобы сбрасывать внутреннее давление.
В некоторых вариантах осуществления на внешней поверхности батарейной коробки предоставляют выступ, который окружает второе углубление.
В некоторых вариантах осуществления форма нижней стенки первого углубления и/или нижней стенки третьего углубления представляет собой форму длинной полосы.
В некоторых вариантах осуществления первое углубление и/или второе углубление представляют/представляет собой кольцевое углубление.
Следует понимать, что способ изготовления батарейной коробки вариантов осуществления настоящей заявки может быть приспособлен для изготовления батарейной коробки, как описано в первом аспекте, упомянутом выше, и в любом из возможных вариантов реализации первого аспекта.
В соответствии с шестым аспектом настоящей заявки предоставляется устройство для изготовления батарейной коробки, содержащее: модуль размещения, выполненный с возможностью: предоставлять первое углубление во внутренней поверхности батарейной коробки и предоставлять второе углубление во внешней поверхности батарейной коробки, чтобы формировать участок сброса давления батарейной коробки, причем первое углубление расположено напротив второго углубления; и предоставлять третье углубление в нижней стенке первого углубления и/или в нижней стенке второго углубления, при этом участок сброса давления приспособлен разрушаться на третьем углублении, когда внутреннее давление батарейной коробки достигает порогового значения, чтобы сбрасывать внутреннее давление.
В некоторых вариантах осуществления на внешней поверхности батарейной коробки предоставлен выступ, который окружает второе углубление.
В некоторых вариантах осуществления форма нижней стенки первого углубления и/или нижней стенки третьего углубления представляет собой форму длинной полосы.
В некоторых вариантах осуществления первое углубление и/или второе углубление представляют/представляет собой кольцевое углубление.
Следует понимать, что устройство для изготовления батарейной коробки согласно вариантам осуществления настоящей заявки может быть приспособлено выполнять способ, как описано в пятом аспекте, упомянутом выше, или в любом из возможных вариантов реализации пятого аспекта. В частности, устройство содержит блок для выполнения способа, как описано в пятом аспекте, упомянутом выше, или в любой из возможных реализаций пятого аспекта.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ГРАФИЧЕСКИХ МАТЕРИАЛОВ
Прилагаемые графические материалы, описанные в данном документе, предназначены для обеспечения дополнительного понимания настоящей заявки и составляют часть настоящей заявки. Иллюстративные варианты осуществления настоящей заявки и их описание предназначены для пояснения настоящей заявки и не представляют собой ненадлежащее ограничение настоящей заявки. На графических материалах:
на фиг. 1 показано схематическое контурное изображение некоторых вариантов осуществления транспортного средства, в котором используется батарея согласно настоящей заявке;
на фиг. 2 показано схематическое структурное изображение некоторых вариантов осуществления батареи согласно настоящей заявке;
на фиг. 3 показано схематическое структурное изображение некоторых вариантов осуществления модуля батареи в батарее согласно настоящей заявке;
на фиг. 4 показан покомпонентный вид некоторых вариантов осуществления элемента батареи согласно настоящей заявке;
на фиг. 5 показано схематическое изображение некоторых вариантов осуществления батарейной коробки с участком сброса давления согласно настоящей заявке;
на фиг. 6 показан покомпонентный вид других вариантов осуществления элемента батареи согласно настоящей заявке;
на фиг. 7 показано схематическое изображение некоторых вариантов осуществления опорной пластины согласно настоящей заявке;
на фиг. 8 показан вид в поперечном сечении некоторых вариантов осуществления корпуса батарейной коробки согласно настоящей заявке;
на фиг. 9 показан увеличенный вид участка Α1, показанного на фиг. 8;
на фиг. 10 показан вид снизу некоторых вариантов осуществления корпуса батарейной коробки согласно настоящей заявке;
на фиг. 11 показан вид в поперечном сечении некоторых вариантов осуществления, показанных на фиг. 10;
на фиг. 12 показан увеличенный вид участка А2, показанного на фиг. 11;
на фиг. 13 показана блок-схема некоторых вариантов осуществления способа изготовления батарейной коробки согласно настоящей заявке;
на фиг. 14 показано схематическое структурное изображение некоторых вариантов осуществления устройства для изготовления батарейной коробки согласно настоящей заявке.
ОПИСАНИЕ ВАРИАНТОВ ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ
Чтобы сделать цели, технические решения и преимущества вариантов осуществления настоящей заявки более понятными, технические решения в вариантах осуществления настоящей заявки будут ясно и полностью описаны ниже со ссылкой на прилагаемые графические материалы в вариантах осуществления настоящей заявки. Очевидно, что описанные варианты осуществления представляют собой лишь некоторые, а не все варианты осуществления настоящей заявки. Все другие варианты осуществления, полученные без творческих усилий специалистами в данной области техники на основании вариантов осуществления этой заявки, должны попадать в объем защиты настоящего изобретения.
Если не определено иное, то все технологические и научные термины, используемые в данном документе, имеют такие же значения, которые обычно понимают специалисты в области техники, к которой относится настоящая заявка. Термины, используемые в описании настоящей заявки в данном документе, служат исключительно для цели описания конкретных вариантов осуществления и не предназначены для ограничения настоящей заявки. Термины «содержащий» и «имеющий» и любые их варианты в описании и формуле изобретения настоящей заявки, а также краткое описание графических материалов, описанных выше, предназначены для охвата неисключительного включения. Термины «первый», «второй» или т.п.в описании и формуле изобретения настоящей заявки, а также в указанных выше графических материалах предназначены для разграничения разных объектов, а не для описания конкретного порядка или отношения «основной-вспомогательный».
Выражение «варианты осуществления» в контексте настоящего документа означает, что конкретные признаки, конструкции и характеристики, описанные в сочетании с вариантами осуществления, могут быть включены в по меньшей мере один вариант осуществления настоящего изобретения. Это выражение в разных местах описания не обязательно относится к одному и тому же варианту осуществления или к отдельному или альтернативному варианту осуществления, который является исключающим в отношении другого варианта осуществления. Специалистам в данной области техники понятно, явным и неявным образом, что вариант осуществления, описанный в данном документе, может быть объединен с другим вариантом осуществления.
Союзом «и/или» в данном документе описано только отношение связи между связанными объектами, что указывает на то, что может существовать три отношения. Например, А и/или В может указывать на три ситуации: существует только А, существует как А, так и В, и существует только В. В дополнение, символ «/» в данном документе обычно указывает на то, что связанные предыдущий и следующий объекты характеризуются отношением «или».
В настоящей заявке «множество» означает два или более (включая два), подобным образом «множество групп» означает две группы или более (включая две группы), и «множество листов» означает два листа или более (включая два листа).
Батарейная коробка, элемент батареи и батарея, содержащая множество элементов батареи, описанные в вариантах осуществления настоящей заявки, все применимы к различным устройствам, использующим батарею, например мобильным телефонам, портативным устройствам, ноутбукам, транспортным средствам с батарейным приводом, электрическим транспортным средствам, суднам, космическим аппаратам, электрическим игрушкам и электрическим инструментам. Например, космические аппараты включают самолеты, ракеты, космические челноки, космические корабли и т.д.; электрические игрушки включают стационарные или подвижные электрические игрушки, такие как игровые приставки, игрушечные электрические транспортные средства, игрушечные электрические судна и игрушечные электрические самолеты; а электрические инструменты включают электрические металлорежущие инструменты, электрические шлифовальные инструменты, электрические монтажные инструменты и электрические железнодорожные инструменты, такие как электрические дрели, электрические шлифовальные машины, электрические гаечные ключи, электрические отвертки, электрические молотки, электрические ударные дрели, бетонные вибраторы и электрические рубанки.
Батарейная коробка, элемент батареи и батарея, содержащая множество элементов батареи, описанные в вариантах осуществления настоящей заявки, применимы не только к устройствам, описанным выше, но применимы и ко всем устройствам, использующим батарею, однако для краткости все последующие варианты осуществления описаны на примере электрического транспортного средства.
Например, как показано на фиг. 1, которая представляет собой схематическое структурное изображение транспортного средства 1 согласно одному варианту осуществления настоящей заявки, транспортное средство 1 может быть транспортным средством, работающим на топливе, транспортным средством, работающим на газе, или транспортным средством, работающим на новом виде энергии. Транспортное средство, работающее на новом виде энергии, может быть батарейным электрическим транспортным средством, гибридным транспортным средством, транспортным средством с увеличенной дальностью передвижения и т.д. Транспортное средство 1 может быть снабжено встроенной батареей 10. Батарея 10 может представлять собой блок батарей или модуль батареи. Например, батарея 10 может располагаться в нижней части, или в головной части, или в хвостовой части транспортного средства 1. Транспортное средство 1 может также быть снабжено встроенными контроллером 30 и двигателем 40. Батарея 10 может использоваться для подачи питания для транспортного средства 1. Например, батарея 10 может служить в качестве рабочего источника питания транспортного средства 1 и использоваться для электрической схемы транспортного средства 1, например для удовлетворения потребностей в мощности транспортного средства 1 во время запуска, навигации и работы. В другом варианте осуществления настоящей заявки батарея 10 может использоваться не только в качестве рабочего источника питания транспортного средства 1, но и в качестве приводного источника питания для движения транспортного средства 1 для обеспечения мощности привода транспортного средства 1 вместо или частично вместо топлива или природного газа.
Для удовлетворения разных потребностей в мощности батарея 10 может содержать один или несколько модулей батареи (или они могут также называться батарейными блоками), при этом множество модулей батареи могут быть соединены последовательно, или параллельно, или последовательно-параллельно, что означает смешанное последовательное и параллельное соединение. Например, как показано на фиг. 2, которая представляет собой схематическое структурное изображение батареи 10 другого варианта осуществления настоящей заявки, батарея 10 содержит первую крышку 111, вторую крышку 112 и множество модулей 11 батареи, где формы первой крышки 111 и второй крышки 112 могут быть определены в соответствии с комбинированной формой одного или нескольких модулей 11 батареи. Каждая из первой крышки 111 и второй крышки 112 имеет отверстие, например каждая из первой крышки 111 и второй крышки 112 может быть полым прямоугольным параллелепипедом и иметь только одну поверхность как открытую грань, то есть эта грань не содержит стенки корпуса, чтобы обеспечивать сообщение между внутренней частью и внешней средой корпуса, при этом первая крышка 111 и вторая крышка 112 скреплены друг с другом на отверстиях для формирования замкнутой оболочки батареи 10, а один или несколько модулей 11 батареи соединены параллельно, или соединены последовательно, или соединены последовательно-параллельно друг с другом и затем помещены в оболочку, образованную после скрепления первой крышки 111 и второй крышки 112.
В другом варианте осуществления настоящей заявки, когда батарея 10 содержит один модуль 11 батареи, модуль 11 батареи помещен в оболочку, образованную после скрепления первой крышки 111 и второй крышки 112.
Электроэнергия, вырабатываемая одним или несколькими модулями 11 батареи, выводится через оболочку посредством электропроводящего механизма (не показан).
В дополнение, батарея 10 может дополнительно содержать другие конструктивные элементы, которые не будут подробно описаны в настоящем документе. Например, батарея 10 может дополнительно содержать компонент в виде шины, для обеспечения электрического соединения между множеством элементов батареи (не показан). Для другого примера, батарея 10 может дополнительно содержать охлаждающий компонент, который используется для удержания охлаждающей среды, предназначенной для охлаждения одного или нескольких модулей 11 батареи, но варианты осуществления настоящей заявки этим не ограничены.
В соответствии с разными потребностями в мощности, модуль 11 батареи может содержать один или несколько элементов батареи. Например, как показано на фиг. 3, один модуль 11 батареи может содержать множество элементов 20 батареи, причем множество элементов 20 батареи могут быть соединены последовательно, параллельно или параллельно-последовательно для достижения большей емкости или мощности. Более того, количество элементов 20 батареи, входящих в один модуль 11 батареи, может быть установлено в любое значение. Каждый элемент 20 батареи может включать литий-ионную батарею вторичных источников, литий-ионную батарею первичных источников, литий-серную батарею, натрий литий-ионную батарею или магний литий-ионную батарею, но не ограничивается ими. Элемент 20 батареи может быть цилиндром, плоским телом, параллельным параллелепипедом или иметь другие формы.
В другом варианте осуществления настоящей заявки множество элементов 20 батареи могут быть уложены один над другим, при этом множество элементов 20 батареи соединены последовательно, соединены параллельно или соединены параллельно-последовательно. В другом варианте осуществления настоящей заявки каждый элемент 20 батареи может быть квадратным, цилиндрическим или иметь другие формы.
Каждый элемент 20 батареи может содержать батарейную коробку и электродный узел, расположенный в батарейной коробке, при этом батарейная коробка может содержать корпус и покровную пластину, корпус может быть полым параллельным параллелепипедом, кубом или цилиндром, и одна из поверхностей корпуса содержит отверстие так, что электродный узел может быть помещен в корпус; и покровная пластина соединена с корпусом на отверстии корпуса для формирования закрытой батарейной коробки элемента 20 батареи, и корпус может быть заполнен раствором электролита.
В дополнение, батарейная коробка дополнительно содержит два электродных зажима, которые обычно расположены на покровной пластине и соединены с электродным узлом; и плоская поверхность пластины покровной пластины может быть дополнительно снабжена механизмом сброса давления, который может быть частью плоской поверхности пластины покровной пластины или может быть приварен к плоской поверхности пластины покровной пластины. В нормальном состоянии механизм сброса давления герметично соединен с покровной пластиной, то есть покровная пластина соединена с корпусом на отверстии корпуса, с образованием батарейной коробки элемента 20 батареи, и пространство, образованное батарейной коробкой, герметично закрыто. Когда в элементе 20 батареи образуется слишком много газа, газ расширяется так, что давление газа в батарейной коробке увеличивается, превышая предварительно заданное значение, механизм сброса давления может быть разрушен, обеспечивая сообщение между внутренней частью и внешней средой батарейной коробки, и газ выпускается наружу благодаря разрушению механизма сброса давления, тем самым предотвращая взрыв.
В существующем элементе батареи механизм сброса давления обычно расположен на покровной пластине и находится на той же стороне, что и электродный зажим, так что когда внутри элемента батареи происходит тепловой разгон, механизм сброса давления разрушается и жидкий или твердый горючий материал, который также может содержать проводящий материал, выбрасывается наружу, в то время как внутреннее давление газа в элементе батареи высвобождается, что приводит к короткому замыканию между электродными зажимами. Более того, учитывая, что электродные зажимы обычно направлены вверх, то есть в сторону пассажира, когда батарея установлена в транспортном средстве, если механизм сброса давления установлен на той же стороне, что и электродные зажимы, поток газа и другие материалы, высвобождаемые после разрушения механизма сброса давления, будут выбрасываться вверх, что может вызвать ожог или ошпаривание пассажира, увеличивая риск для пассажира. Поэтому, чтобы решить вышеупомянутые проблемы, можно предусмотреть, чтобы механизм сброса давления был установлен в других местах, например установлен на корпусе ниже покровной пластины, например установлен на нижней стенке корпуса.
Однако, если механизм сброса давления установлен на корпусе, поскольку корпус имеет полую конструкцию с отверстием на одном конце, а механизм сброса давления обычно имеет форму листа, может быть неудобно устанавливать механизм сброса давления на корпусе, особенно если механизм сброса давления устанавливать на нижней стенке корпуса. Из-за ограничения глубины корпуса трудно напрямую приварить механизм сброса давления в форме листа к нижней стенке. Поэтому в вариантах осуществления настоящей заявки предоставлена батарейная коробка с участком сброса давления, которая может решить вышеупомянутые проблемы.
Более конкретно, по-прежнему принимая в качестве примеров варианты осуществления, показанные на фиг. 1-3, на фиг. 4 показан другой вариант осуществления элемента 20 батареи вариантов осуществления настоящей заявки. Как показано на фиг. 4, элемент 20 батареи содержит батарейную коробку (не показана), один или несколько электродных узлов 22 и соединительный элемент 23, при этом батарейная коробка в вариантах осуществления настоящей заявки содержит корпус 211 и покровную пластину 212.
Более конкретно, как показано на фиг.4, форма корпуса 211, включенного в батарейную коробку элемента 20 батареи, может быть определена в соответствии с формой одного или нескольких электродных узлов 22 после соединения, например, корпус 211 может представлять собой полый прямоугольный параллелепипед, или куб, или цилиндр, а одна из поверхностей корпуса 211 содержит отверстие, такое, что один или несколько электродных узлов 22 могут быть помещены в корпус 211. Например, когда корпус 211 представляет собой полый прямоугольный параллелепипед или куб, одна из плоских поверхностей корпуса 211 является открытой гранью, то есть плоская поверхность не содержит стенки корпуса, чтобы обеспечивать сообщение между внутренней частью и внешней средой корпуса 211, а когда корпус 211 может быть полым цилиндром, круговая боковая поверхность корпуса 211 является открытой гранью, то есть круговая боковая поверхность не имеет стенки корпуса, чтобы обеспечивать сообщение между внутренней частью и внешней средой корпуса 211. Покровная пластина 212 соединена с корпусом 211 на отверстии корпуса 211 для формирования закрытой батарейной коробки, и корпус 211 заполнен раствором электролита.
Как показано на фиг. 4, батарейная коробка элемента 20 батареи может дополнительно содержать два электродных зажима 214, и два электродных зажима 214 могут быть расположены на покровной пластине 212. Покровная пластина 212 обычно имеет форму плоской пластины, а два электродных зажима 214 расположены на плоской поверхности пластины покровной пластины 212 и проникают в плоскую поверхность пластины покровной пластины 212. Два электродных зажима 214 являются соответственно положительным электродным зажимом 214а и отрицательным электродным зажимом 214b, и каждый электродный зажим 214 снабжен соединительным элементом 23, который также называют токоприемным элементом 23, или медно-алюминиевой переходной пластиной 23, которая расположена между покровной пластиной 212 и электродным узлом 22.
Как показано на фиг. 4, каждый электродный узел 22 может в частности содержать по меньшей мере один плоский вывод 221 положительного электрода и по меньшей мере один плоский вывод 222 отрицательного электрода. В дополнение, электродный узел 22 может дополнительно содержать неизолированный элемент и изоляционный лист, обертывающий неизолированный элемент, при этом конкретные положения плоского вывода 221 положительного электрода и плоского вывода 222 отрицательного электрода на фиг. 4 не различаются. Плоский вывод 221 положительного электрода одного или нескольких электродных узлов 22 соединен с одним электродным зажимом с помощью соединительного элемента 23, а плоский вывод 222 отрицательного электрода одного или более электродных узлов 22 соединен с другим электродным зажимом с помощью другого соединительного элемента 23. Например, зажим 214а положительного электрода соединен с плоским выводом 221 положительного электрода посредством соединительного элемента 23, а зажим 214b отрицательного электрода соединен с плоским выводом 222 отрицательного электрода посредством другого соединительного элемента 23.
В элементе 20 батареи, в соответствии с практическими требованиями, могут быть предоставлены одиночные или множественные электродные узлы 22. Как показано на фиг. 4, в элементе 20 батареи предоставлены по меньшей мере два независимых электродных узла 22.
В данном элементе 20 батареи электродный узел 22 может иметь обмоточную конструкцию или может иметь ламинированную конструкцию, и варианты осуществления настоящей заявки этим не ограничиваются.
В дополнение, как показано на фиг. 4, элемент 20 батареи может также содержать опорную пластину 24. Опорная пластина 24 расположена между электродным узлом 22 и нижней стенкой корпуса 211, может поддерживать электродный узел 22, а также может эффективно предотвращать взаимодействие электродного узла 22 с круглыми углами вокруг нижней стенки корпуса 211. Форма опорной пластины 24 в варианте осуществления настоящей заявки может быть выбрана в соответствии с практическим применением. Например, опорная пластина 24 может быть выполнена прямоугольной формы, соответствующей форме нижней стенки корпуса 211, или, как показано на фиг.4, может быть выполнена в других формах. В дополнение, опорная пластина 24 может быть снабжена одним или несколькими сквозными отверстиями, например может быть снабжена множеством сквозных отверстий, расположенных равномерно или симметрично так, чтобы обеспечивать сообщение между пространствами верхней и нижней поверхностей опорной пластины 24 так, чтобы газ, образующийся в растворе электролита и электродном узле 22, и раствор электролита могли свободно проходить сквозь опорную пластину 24 для облегчения направления жидкости и газа.
Опорная пластина 2 4 имеет толщину, обычно составляющую 0,3-5 мм, предпочтительно являясь изоляционным компонентом, но также может и не быть изолированной. Например, материалом опорной пластины 24 могут быть полипропилен (РР), полиэтилен (РЕ), полиэтилентерефталат (PET), полифениленсульфид (PPS), тефлон, нержавеющая сталь, алюминий и другие материалы, которые устойчивы к растворам электролита и являются изолирующими, при этом пластмассовый материал, такой как РР, РЕ, PET или PPS, может быть огнеупорным материалом, а поверхность металлического материала, такого как алюминий или нержавеющая сталь, может быть анодирована для изоляции.
В дополнение, элемент 20 батареи в вариантах осуществления настоящей заявки также может содержать и другие компоненты. Например, элемент 20 батареи может дополнительно содержать по меньшей мере одно из верхней накладки, уплотнительного гвоздя и пластмассового гвоздя, при этом верхняя накладка, уплотнительный гвоздь и пластмассовый гвоздь могут быть установлены на покровной пластине 212. В дополнение, элемент 20 батареи может также содержать синюю пленку, которая расположена на внешней поверхности корпуса 211 батареи для достижения эффектов изоляции и защиты элемента батареи. Однако варианты осуществления настоящей заявки этим не ограничиваются.
В вариантах осуществления настоящей заявки корпус 211 или покровная пластина 212 батарейной коробки также могут быть снабжены участком сброса давления. Например, нижняя стенка корпуса 211 на фиг. 4 может быть снабжена участком сброса давления. Более конкретно, если взять в качестве примера фиг. 5, то на фиг. 5 показано схематическое изображение батарейной коробки 21. В вариантах осуществления настоящей заявки батарейная коробка 21 на фиг. 5 содержит корпус 211 и покровную пластину 212, как показано на фиг. 4. Как показано на фиг. 5, в качестве примера для описания здесь выбрана батарейная коробка 21 в форме прямоугольного параллелепипеда (т.е. шестигранная). Батарейная коробка 21 содержит шесть стенок (или шесть поверхностей), на фиг. 5 показаны любые три смежные стенки батарейной коробки 21, и участок 213 сброса давления в вариантах осуществления настоящей заявки может быть расположен на любой стенке батарейной коробки 21. Например, участок 213 сброса давления может быть расположен на нижней стенке корпуса 211 батарейной коробки 21, а нижняя стенка корпуса 211 находится напротив отверстия корпуса 211. То есть, на фиг. 5 стенка, снабженная участком 213 сброса давления, батарейной коробки 21 является нижней стенкой корпуса 211. Для другого примера, как показано на фиг. 6, участок 213 сброса давления также может быть расположен на любой боковой стенке корпуса 211, но варианты осуществления настоящей заявки этим не ограничиваются. Участок 213 сброса давления в вариантах осуществления настоящей заявки приводится в действие, когда внутреннее давление батарейной коробки 21 достигает порогового значения, для сброса внутреннего давления.
В вариантах осуществления настоящей заявки батарейная коробка 21 является прямоугольным параллелепипедом, и корпус 211 имеет четыре боковые стенки, включая две боковые стенки с большей площадью и две боковые стенки с меньшей площадью. В случае, когда участок 213 сброса давления расположен на боковых стенках корпуса 211, участок 213 сброса давления обычно расположен на боковых стенках с меньшей площадью, например как показано на фиг. 6. Учитывая, что при сборке множества элементов батареи в батарею, например по способу установки, показанному на фиг. 3, для элементов батареи в форме прямоугольного параллелепипеда, два смежных элемента батареи обычно располагают так, что стенки с большей площадью в боковых стенках корпусов в двух элементах батареи входят в контакт друг с другом. Поэтому, если участок 213 сброса давления расположен на боковой стенке с большей площадью, когда множество элементов батареи плотно расположены для сборки в батарею, это затрудняет открытие участка 213 сброса давления, например, необходимо оставить пространство между элементами батареи для открытия участка 213 сброса давления, что не способствует установке множества элементов батареи. Поэтому установка участка 213 сброса давления на боковых стенках с меньшей площадью способствует размещению множества элементов батареи и дополнительно увеличивает плотность энергии батареи.
В случае, когда участок 213 сброса давления расположен на нижней стенке корпуса 211, учитывая давление внутреннего электродного узла 22 на участок 213 сброса давления, например, для батареи, установленной внутри транспортного средства, когда транспортное средство ударяется во время движения, электродный узел 22 и раствор электролита будут ударяться о боковые стенки и нижнюю стенку корпуса 211, а участок 213 сброса давления является более тонким, чем другие участки нижней стенки корпуса. Поэтому, как показано на фиг.4, наличие опорной пластины 24 между электродным узлом 22 и нижней стенкой корпуса 211 может оказывать амортизирующее действие на расположенный под ним участок 213 сброса давления, чтобы предотвращать ударное воздействие раствора электролита и электродного узла 22 на участок 213 сброса давления, вызывающее разрушение участка 213 сброса давления во время вибрации и удара.
Однако, с другой стороны, опорная пластина 24 на нижней стенке закрывает участок 213 сброса давления, чтобы защищать участок 213 сброса давления и, в то же время, может также приводить к тому, что опорная пластина 24 будет предотвращать прорыв газа через участок 213 сброса давления. Поэтому опорная пластина 24 также может быть снабжена зоной обхода, чтобы гарантировать, что опорная пластина не блокирует участок 213 сброса давления. То есть, в практических применениях можно выбирать, обеспечивать ли зону обхода на опорной пластине 24, в зависимости от таких факторов, как толщина и прочность участка 213 сброса давления.
Более конкретно, в случае, когда опорная пластина 24 снабжена зоной обхода, чтобы гарантировать, что опорная пластина не блокирует участок 213 сброса давления, как показано на фиг. 7, в качестве примера для описания здесь взята имеющая форму прямоугольного параллелепипеда опорная пластина 24, часть участка опорной пластины 24 может быть удалена, то есть в положении, где находится участок 213 сброса давления, опорная пластина 24 соответственно снабжена сквозным отверстием в качестве зоны 241 обхода, так что опорная пластина 24 не блокирует участок сброса давления. Форма зоны 241 обхода на опорной пластине 24 обычно соответствует форме поверхности боковой стороны, близкой к внутренней части корпуса 211, участка 213 сброса давления. Фиг. 7 является лишь примером, и варианты осуществления настоящей заявки этим не ограничиваются.
Более того, для того, чтобы сделать так, чтобы опорная пластина 24 вовсе не блокировала участок 213 сброса давления, площадь зоны 241 обхода опорной пластины 24 обычно устанавливают больше, чем площадь участка 213 сброса давления. Альтернативно, учитывая, что участок 213 сброса давления в вариантах осуществления настоящей заявки расположен в сквозном отверстии нижней стенки корпуса 211, площадь зоны 241 обхода опорной пластины 24 больше, чем площадь сквозного отверстия нижней стенки корпуса 211, но варианты осуществления настоящей заявки этим не ограничиваются.
Участок 213 сброса давления в вариантах осуществления настоящей заявки будет подробно описан ниже в сочетании с прилагаемыми графическими материалами. Более конкретно, в качестве примера рассматривается случай, в котором участок 213 сброса давления расположен на нижней стенке корпуса 211. На фиг. 8 показан вид в поперечном сечении корпуса 211 в вариантах осуществления настоящей заявки. Например, поверхность, показанная на виде в поперечном сечении, может быть поверхностью, которая проходит через участок 213 сброса давления и параллельна боковым стенкам с меньшей площадью корпуса 211. На фиг. 9 показан увеличенный вид участка Α1, представленного на фиг. 8. Участок А1 содержит участок 213 сброса давления, в котором верхняя часть на фиг. 9 соответствует внутренней части корпуса 211, а нижняя часть на фиг. 9 соответствует наружной части корпуса 211. Более конкретно, как показано на фиг. 9, участок 213 сброса давления в вариантах осуществления настоящей заявки может содержать первое углубление 2131, предоставленное во внутренней поверхности корпуса 211 батарейной коробки 21, и второе углубление 2132, предоставленное во внешней поверхности корпуса 211 батарейной коробки 21, причем первое углубление 2131 расположено напротив второго углубления 2132, при этом третье углубление 2133 предоставлено на нижней стенке первого углубления 2131 и/или нижней стенке второго углубления 2132, и участок 213 сброса давления приспособлен разрушаться на третьем углублении 2133, когда внутреннее давление батарейной коробки 21 достигает порогового значения, чтобы сбрасывать внутреннее давление.
По существу, когда внутри элемента батареи происходит тепловой разгон, батарейная коробка 21 может разрушиться на относительно слабом третьем углублении 2133, чтобы сбрасывать внутреннее давление. Кроме того, по сравнению со способом, в котором на батарейной коробке 21 дополнительно установлен механизм сброса давления, участок 213 сброса давления в вариантах осуществления настоящей заявки имеет более простой процесс механической обработки. Например, первое углубление 2131, второе углубление 2132 и третье углубление 2133 могут быть выполнены посредством штамповки, при этом первое углубление 2131 выполняют напротив второго углубления 2132, в частности, посредством встречной штамповки для одновременной механической обработки двух углублений, так что процесс механической обработки является удобным и эффективным. Более того, размеры, форма и т.д. трех углублений устанавливаются гибко и могут быть отрегулированы в соответствии с практическими применениями. Более того, материал, используемый для корпуса 211, обычно представляет собой металлический алюминий, поэтому материал участка 213 сброса давления также является алюминием. По сравнению с дополнительно предоставленным механизмом сброса давления, изготовленным из другого материала, участок 213 сброса давления в вариантах осуществления настоящей заявки легче поддается механической обработке, а также легко открывается вовремя, когда внутри батарейной коробки 21 происходит тепловой разгон, так что выход газа происходит более плавно и скорость выхода газа является высокой.
В дополнение, учитывая, что электродные зажимы 214 обычно расположены на покровной пластине 212 батарейной коробки 21, если участок 213 сброса давления также расположен на покровной пластине 212, когда внутри элемента 20 батареи происходит тепловой разгон, участок 213 сброса давления разрушается, жидкий или твердый горючий материал, который также может содержать проводящий материал, выбрасывается наружу, в то время как внутреннее давление газа в элементе 20 батареи высвобождается, что приводит к короткому замыканию между электродными зажимами 214. Более того, учитывая, что электродные зажимы 214 обычно направлены вверх, то есть в сторону пассажира, когда батарея установлена в транспортном средстве, если участок 213 сброса давления установлен на той же стороне, что и электродные зажимы 214, поток газа и другие материалы, высвобождаемые после разрушения участка 213 сброса давления, будут выбрасываться вверх, что может вызвать ожог или ошпаривание пассажира, увеличивая риск для пассажира. Поэтому можно сделать гибкий выбор, состоящий в том, что участок 213 сброса давления в варианте осуществления настоящей заявки расположен на нижней стенке или на боковой стенке корпуса 211 батарейной коробки 21, что не будет ограничено методами механической обработки.
В вариантах осуществления настоящей заявки третье углубление 2133 может быть расположено в нижней стенке первого углубления 2131 и/или в нижней стенке второго углубления 2132. Однако, учитывая, что первое углубление 2131 расположено во внутренней поверхности батарейной коробки 21, если третье углубление 2133 расположено в нижней стенке первого углубления 2131, поскольку в батарейной коробке 21 есть раствор электролита и раствор электролита будет накапливаться в третьем углублении 2133 и разъедать часть третьего углубления 2133, область 213 сброса давления может разрушиться на третьем углублении 2133 рано. Поэтому третье углубление 2133 обычно располагается в нижней стенке второго углубления 2132, расположенного во внешней поверхности, чтобы избежать коррозии под действием раствора электролита. Случай, в котором третье углубление 2133 расположено в нижней стенке второго углубления 2132, будет рассмотрен в качестве примера для описания ниже.
Следует понимать, что в варианте осуществления настоящей заявки первое углубление 2131 расположено напротив второго углубления 2132. Иными словами, в направлении, перпендикулярном участку сброса давления, положения первого углубления 2131 и второго углубления 2132 являются противоположными. Например, относительно внутренней поверхности, на которой расположено первое углубление 2131 батарейной коробки 21, проекция второго углубления 2132 на внутреннюю поверхность по меньшей мере частично перекрывает проекцию нижней стенки первого углубления 2131 на внутреннюю поверхность. Например, в следующем описании в качестве примера для описания взят случай, в котором первое углубление 2131 расположено напротив второго углубления 2132. То есть ось, перпендикулярная нижней стенке первого углубления 2131, совпадает с осью, перпендикулярной нижней стенке второго углубления 2132.
Формы нижних стенок первого углубления 2131 и второго углубления 2132, входящих в участок 213 сброса давления в варианте осуществления настоящей заявки, могут быть установлены в соответствии с практическими применениями, и форма нижней стенки первого углубления 2131 и форма нижней стенки второго углубления 2132 могут быть одинаковыми или разными. Для простоты описания в качестве примера для представленного ниже описания взят случай, в котором форма нижней стенки первого углубления 2131 такая же, как форма нижней стенки второго углубления 2132. Здесь форма нижней стенки первого углубления 2131 и форма нижней стенки второго углубления 2132 может быть прямоугольной, круглой, эллиптической или кольцеобразной, что будет подробно описано ниже в связи с двумя вариантами осуществления.
Необязательно, в первом варианте осуществления, как показано на фиг. 8 и 9, форма нижней стенки первого углубления 2131 и форма нижней стенки второго углубления 2132 может быть кольцеобразной, например, может быть в форме квадратного кольца, круглого кольца или других кольцеобразных форм. Например, в качестве примера здесь взято кольцо в форме беговой дорожки, как показано на фиг. 5, где форма беговой дорожки похожа на эллиптическую форму, которая имеет форму дуги на обоих концах, а в середине имеет форму прямой линии, но варианты реализации настоящей заявки этим не ограничиваются.
Как показано на фиг. 9, для облегчения механической обработки расположение третьего углубления 2133 на нижней стенке второго углубления 2132 может включать следующее: нижняя стенка второго углубления 2132 снабжена четвертым углублением 2134, а третье углубление 2133 расположено на нижней стенке четвертого углубления 2134. Здесь, учитывая, что нижняя стенка второго углубления 2132 имеет кольцевую форму, форма нижней стенки четвертого углубления 2134 может соответствовать форме нижней стенки второго углубления 2132 и ее также можно установить кольцеобразной, но варианты осуществления настоящей заявки этим не ограничиваются.
Как показано на фиг. 9, форма поперечного сечения, как показано на фиг. 9, первого углубления 2131, второго углубления 2132, третьего углубления 2133 и четвертого углубления 2134 в варианте осуществления настоящей заявки может быть установлена в соответствии с практическими применениями. Например, для угла, образованного нижней стенкой и боковой стенкой углубления, углубление может быть показанным прямоугольным углублением, как второе углубление 2132 и четвертое углубление 2134, показанные на фиг. 9, или может быть показанным наклонным углублением, как первое углубление 2131 и третье углубление 2133, показанные на фиг. 9, но варианты осуществления настоящей заявки этим не ограничиваются.
Как показано на фиг. 9, поскольку первое углубление 2131 и второе углубление 2132 являются кольцевыми углублениями, в их центральной части имеется выступающая конструкция. Здесь в качестве примера для описания взята выступающая конструкция 2136 вблизи внутренней части корпуса 211. Выступающая конструкция 2136 является средней областью кольцеобразного первого углубления 2131, и расположенная вблизи корпуса 211 поверхность выступающей конструкции 2136 может не выступать относительно внутренней поверхности корпуса 211, за исключением участка 213 сброса давления. Например, вблизи корпуса 211 поверхность выступающей конструкции 2136 может быть по существу заподлицо с внутренней поверхностью корпуса 211 за исключением участка 213 сброса давления, или, как показано на фиг. 9, вблизи корпуса 211 поверхность выступающей конструкции 2136 также может быть вогнутой относительно внутренней поверхности корпуса 211 за исключением участка 213 сброса давления, но варианты осуществления настоящей заявки этим не ограничиваются.
Более того, внешний периметр первого углубления 2131 не выступает относительно внутренней поверхности корпуса 211. По существу, на внутренней поверхности корпуса 211 не будет предоставлена выступающая часть, так что электродный узел и другие компоненты внутри корпуса 211 не будут затронуты при его установке, и не требуется дополнительная конструкция для обхода выступающей части, что позволяет экономить внутреннее пространство.
Как показано на фиг.9, для наружной части корпуса 211, на внешней поверхности корпуса 211 может быть предоставлен выступ 2137, окружающий второе углубление 2132, причем выступ 2137 проходит в направлении от внутренней части корпуса 211 относительно внешней поверхности корпуса 211. Учитывая, что если первое углубление 2131 и второе углубление 2132 выполнены механической обработкой методом штамповки, то на краю углубления обычно будет выступ. Если выступ будет расположен внутри, это усложнит установку внутреннего электродного узла. Поэтому выступ 2137 может быть расположен на внешней поверхности корпуса 211.
Полагая, что элементы 20 батареи собраны в батарею 10, необходимо предоставить компонент под элементами 20 батареи, например, для охлаждения элементов 2 0 батареи может быть предоставлена охлаждающая пластина, или также может быть предоставлена нижняя защитная пластина, но варианты осуществления настоящей заявки этим не ограничиваются. Из-за наличия выступа 2137, что касается компонентов, расположенных под элементами 20 батареи, элементы 20 батареи могут быть собраны посредством обеспечения углубленной области обхода на поверхности. Например, если под элементом 20 батареи предоставлена охлаждающая пластина, охлаждающая пластина может быть снабжена углублением или сквозным отверстием на участке, соответствующем участку 213 сброса давления, так что выступающий выступ 2137 на участке 213 сброса давления может быть размещен в углублении или сквозном отверстии, тем самым экономя место.
В дополнение, благодаря наличию выступа 2137, существует зазор между поверхностью участка 213 сброса давления, обращенной от внутренней части корпуса 211, и поверхностью компонента (например, охлаждающего компонента или нижней защитной пластины), расположенного ниже участка 213 сброса давления, поэтому, когда участок 213 сброса давления выпускает газ, может быть обеспечено определенное открытое пространство, чтобы гарантировать, что третье углубление 2133 участка 213 сброса давления может разрушиться и открыться для снятия внутреннего давления.
Как показано на фиг. 9, для защиты обращенной от корпуса 211 стороны участка 213 сброса давления от воздействия других компонентов снаружи батарейной коробки 21, участок 213 сброса давления может дополнительно содержать: защитный лист 2135, который используется для защиты участка 213 сброса давления, расположен на внешней поверхности батарейной коробки 21 и закрывает второе углубление 2132.
Следует понимать, что размеры вышеупомянутых частей в вариантах осуществления настоящей заявки могут быть установлены в соответствии с практическими применениями. Например, ниже будет дано описание со ссылкой на фиг. 9.
Для размера участка 213 сброса давления площадь нижней стенки первого углубления обычно может быть установлена в пределах от 400 мм2 до 1000 мм2, например может быть установлена равной 400 мм2, 700 мм2 или 1000 мм2. Площадь нижней стенки второго углубления 2132 обычно может быть установлена в пределах от 600 мм2 до 1200 мм2, например может быть установлена равной 600 мм2, 900 мм2 или 1200 мм2. Площадь нижней стенки четвертого углубления 2134 обычно может быть установлена в пределах от 200 мм2 до 800 мм2, например может быть установлена равной 200 мм2, 500 мм2 или 8 00 мм2. Здесь «мм2» в вариантах осуществления настоящей заявки обозначает квадратный миллиметр.
Как показано на фиг. 9, беря пример, в котором участок 213 сброса давления расположен на нижней стенке корпуса 211, толщина Ы нижней стенки корпуса 211 обычно может быть установлена в пределах от 1,2 мм до 2 мм, например может быть установлена равной 1,2 мм, 1,5 мм или 2 мм; глубина h2 первого углубления 2131 относительно внутренней поверхности батарейной коробки 21 обычно может быть установлена в пределах от 1 мм до 2 мм, например может быть установлена равной 1 мм, 1,5 мм или 2 мм; глубина h3 второго углубления 2132 относительно внешней поверхности батарейной коробки 21 составляет от 0,3 мм до 0,6 мм, например может быть установлена равной 0,3 мм, 0,4 мм или 0,6 мм; толщина h4 между нижней стенкой второго углубления 2132 и нижней стенкой первого углубления 2131 обычно может быть установлена в пределах от 0,3 мм до 1 мм, например может быть установлена равной 0,3 мм, 0,5 мм или 1 мм; и толщина h5 участка 213 сброса давления на третьем углублении 2133 обычно может быть установлена в пределах от 0,16 мм до 0,25 мм, например может быть установлена равной 0,16 мм, 0,2 мм или 0,25 мм. Здесь, в вариантах осуществления настоящей заявки, «мм» означает миллиметр.
Как показано на фиг. 9, со ссылкой на соответствующие размеры первого углубления 2131 и второго углубления 2132, такие как глубина и площадь нижней стенки, высота h6 выступа 2137 относительно внешней поверхности батарейной коробки 21 обычно может быть установлена в пределах от 0,5 мм до 1 мм, например может быть установлена равной 0,5 мм, 0,8 мм или 1 мм. В дополнение, толщина h7 защитного листа 2135 обычно может быть установлена в пределах от 0,1 мм до 0,2 мм, например может быть установлена равной 0,1 мм, 0,15 мм или 0,2 мм.
Необязательно, в качестве второго варианта осуществления, для формы нижней стенки первого углубления 2131 и формы нижней стенки второго углубления 2132 могут также быть заданы и другие формы, например может быть задана прямоугольная, круглая форма или форма в виде беговой дорожки. Здесь, беря в качестве примера форму длинной полосы, форма длинной полосы представляет собой особый прямоугольник, то есть длина прямоугольника намного больше ширины. Например, по-прежнему рассматривая пример, в котором участок 213 сброса давления расположен на нижней стенке корпуса 211, фиг. 10 представляет собой вид снизу корпуса 211, и, как показано на фиг. 10, второе углубление 2132 может иметь форму длинной полосы. Подобным образом, в этом варианте осуществления настоящей заявки, форма третьего углубления 2133 также может быть согласована с первым углублением 2131 и вторым углублением 2132, и в качестве примера здесь также взята форма длинной полосы.
Более конкретно, как показано на фиг. 10, участок 213 сброса давления имеет форму длинной полосы, то есть длина второго углубления 2132 участка 213 сброса давления, расположенного на внешней поверхности нижней стенки корпуса 211, намного больше ширины, и длина третьего углубления 2133 также намного больше ширины. Например, беря в качестве примера третье углубление 2133, длина L1 нижней стенки третьего углубления 2133 обычно может быть установлена в пределах от 40 мм до 100 мм, например может быть установлена равной 40 мм, 70 мм или 100 мм. По существу, третье углубление 2133 в форме длинной полосы имеет большую длину, и, следовательно, открытая площадь также больше, выход газа является более плавным, скорость выхода газа является высокой и он не склонен к взрыву.
На фиг. 11 показан вид в поперечном сечении корпуса 211 в варианте осуществления настоящей заявки. Верхняя часть на фиг. 11 соответствует отверстию корпуса 211, нижняя часть на фиг. 11 представляет собой нижнюю стенку корпуса 211, и нижняя стенка корпуса 211 снабжена участком 213 сброса давления. На фиг. 12 показан увеличенный вид участка А2, представленного на фиг. 11. Участок А2 содержит участок 213 сброса давления, в котором верхняя часть на фиг. 12 соответствует внутренней части корпуса 211 и нижняя часть на фиг. 12 соответствует наружной части корпуса 211. Более конкретно, как показано на фиг. 12, подобной фиг. 9, внутренняя поверхность корпуса 211 снабжена первым углублением 2131, внешняя поверхность корпуса 211 снабжена вторым углублением 2132 и нижняя стенка второго углубления 2132 снабжена третьим углублением 2133. Отличие от фиг. 9 заключается в том, что форма поперечного сечения первого углубления 2131, второго углубления 2132 и третьего углубления 2133, показанных на фиг. 12, больше не является кольцевой формой с выступающей конструкцией в середине.
Для формы поперечного сечения первого углубления 2131, второго углубления 2132 и третьего углубления 2133, показанных на фиг. 12 в варианте осуществления настоящей заявки, в качестве примера на фиг. 12 взята округлая трапеция, но в соответствии с практическими применениями могут быть предоставлены и другие формы. Например, угол, образованный нижней стенкой и боковой стенкой каждого углубления, может быть прямым углом, то есть первое углубление 2131, второе углубление 2132 и третье углубление 2133 могут быть прямоугольными углублениями. Альтернативно, учитывая, что нижние стенки первого углубления 2131, второго углубления 2132 и третьего углубления 2133 все имеют форму длинной полосы, при механической обработке им трудно придать прямой угол механической обработкой. Поэтому первое углубление 2131, второе углубление 2132 и третье углубление 2133 также могут быть углублениями с наклонным углом, как показано на фиг. 12, так что общая форма является трапециевидной, такой как округлая трапеция на фиг. 12. То есть площади нижних стенок первого углубления 2131, второго углубления 2132 и третьего углубления 2133 меньше, чем площадь отверстия, но варианты осуществления настоящей заявки этим не ограничены.
Как показано на фиг. 12, подобно фиг. 9, для наружной части корпуса 211, на внешней поверхности корпуса 211 вокруг второго углубления 2132 может быть предоставлен выступ 2137, причем выступ 2137 проходит в направлении от внутренней части корпуса 211 относительно внешней поверхности корпуса 211. Для краткости они не будут описываться здесь снова.
Как показано на фиг. 12, для защиты обращенной от корпуса 211 стороны участка 213 сброса давления от воздействия других компонентов снаружи батарейной коробки 21, подобно первому варианту осуществления, участок 213 сброса давления может дополнительно содержать: защитный лист 2135, который используется для защиты участка 213 сброса давления, расположен на внешней поверхности батарейной коробки 21 и закрывает второе углубление 2132.
Следует понимать, что размеры вышеупомянутых частей в вариантах осуществления настоящей заявки могут быть установлены в соответствии с практическими применениями. Например, ниже будет дано описание со ссылкой на фиг. 12.
Для размера площади участка 213 сброса давления площадь нижней стенки второго углубления 2132 обычно может быть установлена равной площади нижней стенки первого углубления. Например, площадь нижней стенки первого углубления обычно может быть установлена в пределах от 150 мм2 до 330 мм2, например может быть установлена равной 150 мм2, 200 мм2 или 330 мм2. Площадь нижней стенки второго углубления 2132 обычно может также быть установлена в пределах от 150 мм2 до 330 мм2, например может быть установлена равной 150 мм2, 200 мм2 или 330 мм2. В дополнение, ширина нижней стенки первого углубления 2131 также может быть равна ширине нижней стенки второго углубления 2132. Например, как показано на фиг. 12, ширина L2 нижней стенки первого углубления 2131 равна ширине L2 нижней стенки второго углубления 2132 и может быть установлена в пределах от 3 мм до 6 мм, например может быть установлена равной 3 мм, 5 мм или 6 мм.
Как показано на фиг. 12, беря пример, в котором участок 213 сброса давления расположен на нижней стенке корпуса 211, толщина h11 нижней стенки корпуса 211 обычно может быть установлена в пределах от 1,2 мм до 2 мм, например может быть установлена равной 1,2 мм, 1,5 мм или 2 мм; глубина h12 первого углубления 2131 относительно внутренней поверхности батарейной коробки 21 обычно может быть установлена в пределах от 0,4 мм до 0,7 мм, например может быть установлена равной 0,4 мм, 0,5 мм или 0,7 мм; глубина h13 второго углубления 2132 относительно внешней поверхности батарейной коробки 21 составляет от 0,3 мм до 0,6 мм, например может быть установлена равной 0,3 мм, 0,5 мм или 0,6 мм; и толщина hl4 участка 213 сброса давления на третьем углублении 2133 обычно может быть установлена в пределах от 0,16 мм до 0,25 мм, например может быть установлена равной 0,16 мм, 0,2 мм или 0,25 мм.
Со ссылкой на соответствующие размеры первого углубления 2131 и второго углубления 2132, такие как глубина и площадь нижней стенки, как показано на фиг.12, высота hl5 выступа 2137 относительно внешней поверхности батарейной коробки 21 обычно может быть установлена в пределах от 0,25 мм до 0,5 мм, например может быть установлена равной 0,25 мм, 0,3 мм или 0,5 мм; а толщина hl6 защитного листа 2135 обычно может быть установлена в пределах от 0,1 мм до 0,2 мм, например может быть установлена равной 0,1 мм, 0,15 мм или 0,2 мм.
Выше со ссылкой на фиг. 1-12 описаны согласно вариантам осуществления настоящей заявки батарейная коробка, элемент батареи и батарея, а ниже со ссылкой на фиг. 13 и 14 будут описаны согласно вариантам осуществления настоящей заявки способ и устройство для изготовления батарейной коробки.
Более конкретно, на фиг. 13 показана блок-схема способа 200 изготовления батарейной коробки согласно вариантам осуществления настоящего изобретения. Как показано на фиг. 13, способ 200 может включать: S210, предоставление первого углубления во внутренней поверхности батарейной коробки и предоставление второго углубления во внешней поверхности батарейной коробки, чтобы формировать участок сброса давления батарейной коробки, причем первое углубление расположено напротив второго углубления, и S220, предоставление третьего углубления в нижней стенке первого углубления и/или в нижней стенке второго углубления, при этом участок сброса давления приспособлен разрушаться на третьем углублении, когда внутреннее давление батарейной коробки достигает порогового значения, чтобы сбрасывать внутреннее давление.
Необязательно в некоторых вариантах осуществления на внешней поверхности батарейной коробки предоставляют выступ, который окружает второе углубление.
Необязательно, в качестве одного варианта осуществления, форма нижней стенки первого углубления и/или нижней стенки третьего углубления представляет собой форму длинной полосы.
Необязательно, в качестве примера, первое углубление и/или второе углубление представляют/представляет собой кольцевое углубление.
Следует понимать, что способ 200 согласно этому варианту осуществления настоящей заявки может быть использован для изготовления батарейной коробки 21 вариантов осуществления настоящей заявки, которые не будут описаны здесь снова для краткости.
Следует понимать, что в различных вариантах осуществления настоящей заявки размер порядкового номера вышеуказанных процессов не означает порядок выполнения, а порядок выполнения процессов следует определять по их функции и внутренней логике, и он не должен представлять собой никакое ограничение для процесса реализации вариантов осуществления настоящей заявки.
На фиг. 14 показана структурная схема устройства 300 для изготовления батарейной коробки согласно вариантам осуществления настоящей заявки. Как показано на фиг. 14, устройство 300 в соответствии с вариантом осуществления настоящей заявки содержит: модуль 310 размещения, где модуль 310 размещения выполнен с возможностью: предоставлять первое углубление во внутренней поверхности батарейной коробки и предоставлять второе углубление во внешней поверхности батарейной коробки, чтобы формировать участок сброса давления батарейной коробки, причем первое углубление расположено напротив второго углубления; и предоставлять третье углубление в нижней стенке первого углубления и/или в нижней стенке второго углубления, при этом участок сброса давления приспособлен разрушаться на третьем углублении, когда внутреннее давление батарейной коробки достигает порогового значения, чтобы сбрасывать внутреннее давление.
Необязательно в некоторых вариантах осуществления на внешней поверхности батарейной коробки предоставляется выступ, который окружает второе углубление.
Необязательно, в качестве одного варианта осуществления, форма нижней стенки первого углубления и/или нижней стенки третьего углубления представляет собой форму длинной полосы.
Необязательно, в качестве примера, первое углубление и/или второе углубление представляют/представляет собой кольцевое углубление.
Следует понимать, что устройство 300 в соответствии с вариантами осуществления настоящей заявки может соответствовать выполнению способа 200 в вариантах осуществления настоящей заявки и что вышеуказанные и другие операции и/или функции блоков в устройстве 300 соответственно предназначены для реализации соответствующего процесса способа 200, представленного на фиг. 13, который для краткости здесь не будет описан снова.
Наконец, следует отметить, что приведенные выше варианты осуществления используются только для иллюстрации, а не для ограничения технического решения настоящей заявки; хотя настоящая заявка подробно проиллюстрирована со ссылкой на вышеприведенные варианты осуществления, специалистам в данной области техники следует понимать, что все еще возможно внести изменения в технические решения, описанные в вышеприведенных вариантах осуществления, или сделать эквивалентные замены их некоторых технических признаков, но эти изменения или замены могут быть сделаны в соответствующих технических решениях без отхода от сущности и объема технических решений вариантов осуществления настоящей заявки.
Изобретение относится к области электротехники, а именно к батарейной коробке, элементу (20) батареи, батарее (10), а также к способу и устройству для изготовления батарейной коробки (21). Повышение безопасности эксплуатации литий-ионной батареи является техническим результатом, который обеспечивается тем, что батарейная коробка (21) содержит участок (213) сброса давления, при этом участок (213) сброса давления содержит первое углубление (2131), расположенное на внутренней поверхности батарейной коробки (21), и второе углубление (2132), расположенное на внешней поверхности батарейной коробки (21), первое углубление (2131) и второе углубление (2132) расположены одно напротив другого, на нижней стенке первого углубления (2131) и/или нижней стенке второго углубления (2132), а также третье углубление (2133), при этом участок (213) сброса давления приспособлен разрушаться на третьем углублении (2133), когда внутреннее давление батарейной коробки (21) достигает порогового значения, чтобы сбрасывать внутреннее давление, при этом третье углубление (2133) имеет меньшую толщину. Участок сброса давления может быть изготовлен в процессе встречной штамповки, при этом размеры и форму углублений можно отрегулировать в соответствии с практическим применением. 4 н. и 11 з.п. ф-лы, 14 ил.
1. Батарейная коробка, содержащая участок (213) сброса давления, расположенный параллельно боковым стенкам корпуса коробки с меньшей площадью, при этом верхняя часть участка (213) сброса давления соответствует внутренней части корпуса (211), а нижняя часть участка (213) сброса давления соответствует наружной части корпуса (211), при этом участок (213) сброса давления содержит первое углубление (2131), расположенное на внутренней поверхности батарейной коробки, и второе углубление (2132), расположенное на внешней поверхности батарейной коробки, причем первое углубление (2131) расположено напротив второго углубления (2132), при этом третье углубление (2133) предоставлено на нижней стенке первого углубления (2131) и/или нижней стенке второго углубления (2132) и имеет меньшую толщину, и участок (213) сброса давления приспособлен так, чтобы разрушаться на третьем углублении (2133), когда внутреннее давление батарейной коробки достигает порогового значения, чтобы сбрасывать внутреннее давление.
2. Батарейная коробка по п. 1, отличающаяся тем, что третье углубление (2133) расположено на нижней стенке второго углубления (2132).
3. Батарейная коробка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что ось, перпендикулярная нижней стенке первого углубления (2131), совпадает с осью, перпендикулярной нижней стенке второго углубления (2132).
4. Батарейная коробка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что на внешней поверхности батарейной коробки предоставлен выступ (2137), который окружает второе углубление (2132).
5. Батарейная коробка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что форма нижней стенки первого углубления (2131) и/или нижней стенки второго углубления (2132) представляет собой форму длинной полосы,
что форма нижней стенки третьего углубления (2133) представляет собой форму длинной полосы.
6. Батарейная коробка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что первое углубление (2131) и/или второе углубление (2132) представляют/представляет собой кольцевое углубление.
7. Батарейная коробка по п. 6, отличающаяся тем, что нижняя стенка второго углубления (2132) снабжена кольцеобразным четвертым углублением (2134), а третье углубление (2133) расположено на нижней стенке четвертого углубления (2134).
8. Батарейная коробка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что дополнительно содержит:
защитный лист (2135), который приспособлен защищать участок сброса давления, расположен на внешней поверхности батарейной коробки и закрывает второе углубление (2132).
9. Батарейная коробка по п. 1 или 2, отличающаяся тем, что содержит:
корпус (211), представляющий собой полый прямоугольный параллелепипед и содержащий отверстие на одном конце; и
покровную пластину (212), закрывающую отверстие корпуса (211).
10. Батарейная коробка по п. 9, отличающаяся тем, что участок (213) сброса давления расположен на нижней стенке корпуса (211), а нижняя стенка корпуса (211) является стенкой, противоположной отверстию корпуса (211).
11. Элемент батареи, содержащий:
батарейную коробку по любому из пп. 1-10; и
электродный узел (22), расположенный в батарейной коробке.
12. Элемент батареи по п. 11, отличающийся тем, что батарейная коробка содержит:
корпус (211), представляющий собой полый прямоугольный параллелепипед и содержащий отверстие на одном конце; и
покровную пластину (212), закрывающую отверстие корпуса (211); и
элемент батареи дополнительно содержит:
опорную пластину (24), расположенную между электродным узлом (22) и нижней стенкой корпуса (211), при этом нижняя стенка корпуса (211) является стенкой корпуса (211), противоположной отверстию корпуса (211).
13. Элемент батареи по п. 12, отличающийся тем, что участок (213) сброса давления расположен на нижней стенке корпуса (211), а опорная пластина (24) снабжена сквозным отверстием, соответствующим участку (213) сброса давления так, что опорная пластина (24) не блокирует участок (213) сброса давления.
14. Батарея, содержащая:
множество элементов батареи, включая по меньшей мере один элемент батареи по любому из пп. 11-13;
компонент в виде шины, выполненный с возможностью обеспечения электрического соединения множества элементов батареи; и
кожух, выполненный с возможностью размещения множества элементов батареи и компонента в виде шины.
15. Энергопотребляющее устройство, содержащее батарею по п. 14.
| CN 205846021 U, 28.12.2016 | |||
| JP 2020047536 A, 26.03.2020 | |||
| Клапан герметичного литий-ионного аккумулятора | 2018 |
|
RU2675593C1 |
| БАТАРЕЯ | 2009 |
|
RU2462795C2 |
| JP 2013206814 A, 07.10.2013 | |||
| СN 204760461 U, 11.11.2015 | |||
| CN 201478351 U, 19.05.2010. | |||
