电池组件及电池包的制作方法

专利2025-12-05  2


本发明涉及电池,具体涉及一种电池组件及电池包。


背景技术:

1、电池在热失控时会产生大量混合气体并不断积聚压力,通过在电池单体上安装防爆阀,可起到泄压及防爆的作用。

2、相关技术中,多个电池单体堆叠形成电池组后,在电池单体引出有极柱的一侧设置柔性线路板(简称fpc),fpc可以对电池进行电压和温度等信息的采样监测。通过将fpc覆盖在防爆阀上,可以防止防爆片整个飞出,但fpc也会阻挡热失控气体的排出,不利于高热介质扩散。


技术实现思路

1、有鉴于此,本发明提供了一种电池组件及电池包,以解决fpc无法在防止防爆片飞出的同时满足高热介质扩散需求的问题。

2、第一方面,本发明提供了一种电池组件,包括:

3、电池单体,具有壳体,壳体设置有防爆阀;定义壳体设有防爆阀的一面为第一表面,防爆阀包括非闭合的减薄部,减薄部适于使电池单体内部气体通过冲破减薄部实现泄压;以及位于减薄部的非闭合区域的残余部,减薄部与残余部共同围合形成连续的闭环图形;沿垂直于第一表面的方向,残余部的厚度大于减薄部的厚度;

4、线束板,线束板包括信息采集组件,适于对电池单体的电池温度和/或电压进行采集;位于电池单体设置有防爆阀的一侧;线束板形成有开缝部,开缝部贯通线束板的上下表面设置,形成有缝隙;开缝部朝向第一表面的投影至少部分与防爆阀相重叠;

5、定义残余部的尺寸为a,沿开缝部的宽度方向,定义开缝部的宽度为b,定义防爆阀的尺寸为c,满足:c>b,且0.01≤b/a≤12。

6、有益效果:通过约束开缝部的宽度b的尺寸,当开缝部的宽度过大时,线束板在高热介质灼烧后会发生热收缩,导致开缝部的宽度进一步加大,容易导致防爆片飞出;而当开缝部的宽度过小时,虽然可以抑制防爆片外飞,但是不利于高热介质扩散和防爆阀的快速爆开。

7、通过约束残余部沿开缝部的宽度方向的尺寸a,当残余部的尺寸过小时,残余部与壳体或盖板的其他区域连接较少,防爆片在受力后容易拉断残余部导致防爆片飞出;当残余部的尺寸过大时,会导致减薄部的尺寸相应减小,导致防爆阀的开阀面积过小,不利于高热介质快速扩散。

8、通过限定开缝部的宽度b与残余部的尺寸a的比值范围,当比值过大时,说明开缝部过宽而残余部过短,防爆片容易飞出;而当比值过小时,说明开缝部过窄而残余部过长,不利于高热介质扩散。

9、第二方面,本发明还提供了一种电池包,包括如上述的电池组件;底板,电池单体放置于底板上,线束板设置于电池单体背离底板的一侧。

10、因为电池包包括电池组件,具有与电池组件相同的效果,在此不再赘述。



技术特征:

1.一种电池组件,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的电池组件,其特征在于,所述防爆阀(31)包括一条连续的所述减薄部(312),所述减薄部(312)与所述残余部(311)共同围合形成连续的闭环图形。

3.根据权利要求1所述的电池组件,其特征在于,所述开缝部(11)在所述第一表面所在平面的投影与所述残余部(311)至少部分相重叠;沿所述开缝部(11)的宽度方向,所述开缝部(11)的宽度b满足:10mm≤b≤50mm;且满足:0.25≤b/a≤10。

4.根据权利要求3所述的电池组件,其特征在于,所述开缝部(11)朝向所述第一表面的投影完全覆盖所述残余部(311);沿所述开缝部(11)的宽度方向,所述开缝部(11)的宽度b满足:2mm≤b≤10mm;且满足:0.2≤b/a≤2。

5.根据权利要求1所述的电池组件,其特征在于,所述开缝部(11)朝向所述第一表面的投影与所述残余部(311)不重合;沿所述开缝部(11)的宽度方向,所述开缝部(11)的宽度b满足:0.5mm≤b≤20mm;且满足:0.012≤b/a≤4。

6.根据权利要求1-5任一所述的电池组件,其特征在于,所述开缝部(11)的长度方向与所述线束板(1)的长度方向相平行,沿所述开缝部(11)的宽度方向,所述开缝部(11)位于所述线束板(1)的中间位置,且所述开缝部(11)朝向所述第一表面的投影与所述防爆阀(31)的中心位置相重叠。

7.根据权利要求1-5任一所述的电池组件,其特征在于,所述开缝部(11)的长度方向与所述线束板(1)的长度方向相平行,沿所述开缝部(11)的宽度方向,所述开缝部(11)靠近所述线束板(1)的中线的一侧边缘与所述线束板(1)的中线之间的垂直距离为d,满足:0.5mm≤d≤20mm。

8.根据权利要求1-5任一所述的电池组件,其特征在于,所述防爆阀(31)的长度方向和所述第一表面的长度方向平行,所述开缝部(11)的长度方向和所述残余部(311)的长度方向相垂直,满足:1mm≤b≤60mm。

9.根据权利要求1-5任一所述的电池组件,其特征在于,所述防爆阀(31)的长度方向和所述电池单体(3)的厚度方向平行,所述开缝部(11)的长度方向和所述残余部(311)的长度方向平行,满足:0.5mm≤b≤40mm。

10.根据权利要求1所述的电池组件,其特征在于,多个所述电池单体(3)堆叠形成电池列(2),所述电池列(2)的堆叠方向与所述第一表面的宽度方向相平行;所述残余部(311)的长度方向与所述第一表面的宽度方向相平行;沿所述第一表面的长度方向,相邻两个所述电池单体(3)的所述防爆阀(31)的所述残余部(311)相互远离设置;所述开缝部(11)的长度方向与所述第一表面的宽度方向相平行,沿所述开缝部(11)的宽度方向,所述开缝部(11)的宽度b满足:0.5mm≤b≤50mm。

11.根据权利要求10所述的电池组件,其特征在于,在垂直于所述线束板(1)所在平面的方向,所述线束板(1)的厚度为f,满足:140微米≤f≤185微米。

12.根据权利要求1所述的电池组件,其特征在于,多个所述电池单体(3)堆叠形成电池列(2),基于所述电池单体(3)当前的摆放位置,相邻两个所述电池单体(3)的所述防爆阀(31)的所述残余部(311)在所述第一表面的设置位置相同;所述开缝部(11)的长度方向与所述第一表面的宽度方向相平行,沿所述开缝部(11)的宽度方向,所述开缝部(11)的宽度b满足:1mm≤b≤60mm。

13.根据权利要求12所述的电池组件,其特征在于,在垂直于所述线束板(1)所在平面的方向,所述线束板(1)的厚度为f,满足:155微米≤f≤235微米。

14.根据权利要求1所述的电池组件,其特征在于,多个所述电池单体(3)堆叠形成电池列(2),所述残余部(311)的长度方向与所述第一表面的长度方向相平行;沿所述第一表面的宽度方向,其中一个所述电池单体(3)的所述防爆阀(31)的所述残余部(311)与一侧的所述电池单体(3)的所述防爆阀(31)的所述残余部(311)相互靠近设置,并与另一侧的所述电池单体(3)的所述防爆阀(31)的所述残余部(311)相互远离设置;所述开缝部(11)的长度方向与所述第一表面的宽度方向相平行,沿所述开缝部(11)的宽度方向,所述开缝部(11)的宽度b满足:1mm≤b≤50mm。

15.根据权利要求14所述的电池组件,其特征在于,在垂直于所述线束板(1)所在平面的方向,所述线束板(1)的厚度为f,满足:185微米≤f≤335微米。

16.根据权利要求1所述的电池组件,其特征在于,所述壳体(35)包括盖板(33),所述防爆阀(31)设置于所述盖板(33),并位于所述盖板(33)朝向所述线束板(1)的一侧表面或背离所述线束板(1)的一侧表面;

17.根据权利要求16所述的电池组件,其特征在于,所述防爆阀(31)设置于所述盖板(33)背离所述线束板(1)的一侧表面,所述支撑部(32)支撑于所述线束板(1)与所述防爆阀(31)之间,以使所述线束板(1)与所述防爆阀(31)之间形成间隙部(6)。

18.根据权利要求16所述的电池组件,其特征在于,所述支撑部(32)设置于所述防爆阀(31)的长度方向的两侧,并沿所述防爆阀(31)的宽度方向延伸而成;

19.根据权利要求16所述的电池组件,其特征在于,所述支撑部(32)环绕所述防爆阀(31)一周设置。

20.根据权利要求19所述的电池组件,其特征在于,所述支撑部(32)为跑道型。

21.根据权利要求16所述的电池组件,其特征在于,所述支撑部(32)和所述盖板(33)一体成型;所述盖板(33)为金属件。

22.根据权利要求16所述的电池组件,其特征在于,在垂直于所述盖板(33)所在平面的方向,所述支撑部(32)由所述盖板(33)朝向所述线束板(1)一侧的表面凸起的高度为h,满足:0.005≤h/b≤2。

23.根据权利要求16所述的电池组件,其特征在于,在平行于所述盖板(33)所在平面,定义所述支撑部(32)靠近所述防爆阀(31)一侧的表面至远离所述防爆阀(31)一侧的表面之间的间距为所述支撑部(32)的厚度j,满足:0.008≤j/b≤3。

24.根据权利要求16所述的电池组件,其特征在于,所述开缝部(11)与所述防爆阀(31)之间设置有保护贴片(5),所述保护贴片(5)适于防止杂质落入到所述防爆阀(31)上,所述开缝部(11)朝向所述第一表面的投影与所述保护贴片(5)相重叠。

25.根据权利要求24所述的电池组件,其特征在于,所述线束板(1)包括线束板本体(10),定义所述线束板本体(10)的厚度为m,定义所述保护贴片(5)的厚度为k,满足:0.29≤k/m≤2.14。

26.根据权利要求24所述的电池组件,其特征在于,定义所述保护贴片(5)的厚度为k,满足:0.0016≤k/b≤0.6。

27.根据权利要求24所述的电池组件,其特征在于,所述保护贴片(5)固定于支撑部(32)朝向所述线束板(1)的一侧。

28.根据权利要求24所述的电池组件,其特征在于,所述保护贴片(5)朝向所述第一表面的投影覆盖所述减薄部(312)。

29.根据权利要求24所述的电池组件,其特征在于,所述盖板(33)环绕所述防爆阀(31)的外周侧还设置有支撑部(32),所述支撑部(32)开设有导气槽(321),定义所述支撑部(32)靠近所述防爆阀(31)一侧的表面至远离所述防爆阀(31)一侧的表面的方向为所述支撑部(32)的厚度方向;

30.根据权利要求29所述的电池组件,其特征在于,沿垂直于所述防爆阀(31)所在平面的方向,所述导气槽(321)的最大高度为o,满足:0.0016≤o/b≤1。

31.根据权利要求29所述的电池组件,其特征在于,所述开缝部(11)朝向所述第一表面的投影与所述导气槽(321)相重叠,满足:0.01≤n/b≤2。

32.根据权利要求29所述的电池组件,其特征在于,所述开缝部(11)朝向所述第一表面的投影与所述导气槽(321)不重叠,满足:0.0016≤n/b≤1.9。

33.根据权利要求29所述的电池组件,其特征在于,所述导气槽(321)为v型槽,由所述支撑部(32)靠近所述线束板(1)的一侧朝远离所述线束板(1)的一侧,所述支撑部(32)的开口截面积逐渐减小。

34.根据权利要求29所述的电池组件,其特征在于,所述保护贴片(5)与所述支撑部(32)胶粘连接。

35.根据权利要求34所述的电池组件,其特征在于,所述保护贴片(5)与所述支撑部(32)的重叠区域至少部分的设置有用于粘接的胶层,在垂直于所述保护贴片(5)所在平面,所述胶层局部形成缺口以使所述胶层与所述导气槽(321)投影不重叠。

36.根据权利要求35所述的电池组件,其特征在于,在平行于所述保护贴片(5)所在平面且垂直于所述支撑部(32)的厚度方向,所述缺口的宽度为p,满足:2≤n/p≤5。

37.根据权利要求24所述的电池组件,其特征在于,所述保护贴片(5)设置有刻痕(51),在垂直于所述保护贴片(5)所在平面的方向,所述刻痕(51)贯穿所述保护贴片(5);所述刻痕(51)的总长度为q,满足:0.016≤q/b≤10。

38.根据权利要求37所述的电池组件,其特征在于,所述保护贴片(5)的厚度为k,满足:10≤q/k≤100,且0.1mm≤k≤0.3mm。

39.根据权利要求37所述的电池组件,其特征在于,在垂直于所述保护贴片(5)所在平面的方向,所述保护贴片(5)的周向边缘所围成区域的面积为s;在垂直于盖板(33)所在平面的方向,所述盖板(33)的周向边缘所围成区域的面积为t;满足:300mm2≤s≤1500mm2,且0.015≤s/t≤0.75。

40.根据权利要求37所述的电池组件,其特征在于,所述盖板(33)开设有注液孔(331),所述注液孔(331)与所述保护贴片(5)之间的最小距离为u,满足:5mm≤u≤54mm。

41.根据权利要求37所述的电池组件,其特征在于,所述刻痕(51)的至少部分不在一条直线上,以使所述保护贴片(5)形成至少一个悬臂部(52);所述悬臂部(52)包括第一端点(501)和第二端点(502),所述刻痕(51)的至少部分由所述第一端点(501)连续到所述第二端点(502),所述悬臂部(52)的面积为v,所述悬臂部(52)的面积为所述第一端点(501)和所述第二端点(502)之间的连线与所述第一端点(501)和所述第二端点(502)之间的所述刻痕(51)共同围成的面积, 满足:1.1mm2≤v≤12.5mm2。

42.根据权利要求37所述的电池组件,其特征在于,所述开缝部(11)朝向所述保护贴片(5)所在平面的投影至少部分与所述刻痕(51)相重叠。

43.根据权利要求37所述的电池组件,其特征在于,所述开缝部(11)朝向所述保护贴片(5)所在平面的投影与所述刻痕(51)不重叠,所述开缝部(11)在所述保护贴片(5)所在平面的投影与所述刻痕(51)之间的最小间距为w,满足:w≤30mm。

44.根据权利要求24所述的电池组件,其特征在于,所述电池组件还包括:绝缘顶板(4),设置于盖板(33)与所述线束板(1)之间;

45.根据权利要求1所述的电池组件,其特征在于,所述线束板(1)包括线束板本体(10),以及形成于所述线束板(1)至少部分区域的采集支路(12),所述线束板本体(10)与所述采集支路(12)之间开设有裁切缝(13),沿垂直于所述开缝部(11)的宽度方向,所述裁切缝(13)和主路连接的根部到所述开缝部(11)靠近所述根部一侧的边缘的垂直距离为x,满足:5mm≤x≤30mm。

46.根据权利要求45所述的电池组件,其特征在于,所述裁切缝(13)朝向所述第一表面的投影至少部分与所述防爆阀(31)相重叠时,满足:2mm≤b≤20mm。

47.根据权利要求45所述的电池组件,其特征在于,所述开缝部(11)的长度方向与所述线束板(1)的长度方向相平行,沿所述开缝部(11)的宽度方向,所述线束板(1)的整体宽度为z,满足:0.1≤y/z≤0.8。

48.根据权利要求1所述的电池组件,其特征在于,所述线束板(1)还包括保险丝(14),沿所述开缝部(11)的宽度方向,所述保险丝(14)与所述开缝部(11)之间的距离为a,满足:1mm≤a≤10mm。

49.根据权利要求48所述的电池组件,其特征在于,所述保险丝(14)的线径为b,满足:0.1mm≤b≤0.3mm。

50.根据权利要求48所述的电池组件,其特征在于,所述保险丝(14)的长度为d,满足:0.16≤d/b≤10。

51.根据权利要求48所述的电池组件,其特征在于,所述保险丝(14)的长度为d,满足:8mm≤d≤15mm。

52.根据权利要求48所述的电池组件,其特征在于,所述线束板(1)还包括芯体导电线(16)以及包覆所述芯体导电线(16)的保护膜(15),定义所述芯体导电线(16)的个数为e,所述芯体导电线(16)的线径为f,沿所述开缝部(11)的宽度方向,所述线束板(1)的整体宽度为z,满足:0.05≤(e·f/z)/b≤15;且满足:1mm≤b≤60mm;3≤e·f≤15。

53.根据权利要求52所述的电池组件,其特征在于,在垂直于所述线束板(1)的方向,所述保护膜(15)的厚度为g,满足:0.2≤g/b≤4.17。

54.根据权利要求1所述的电池组件,其特征在于,所述开缝部(11)由两个相邻设置的所述线束板(1)之间的缝隙形成。

55.根据权利要求1所述的电池组件,其特征在于,所述开缝部(11)由一个所述线束板(1)至少部分区域镂空而成。

56.根据权利要求1所述的电池组件,其特征在于,多个所述电池单体(3)堆叠形成电池列(2),所述开缝部(11)沿所述电池单体(3)的堆叠方向连续延伸。

57.根据权利要求1所述的电池组件,其特征在于,多个所述电池单体(3)堆叠形成电池列(2),所述线束板(1)沿所述电池列(2)的堆叠方向设有若干所述开缝部(11),且相邻两个所述开缝部(11)之间形成间隔部(17)。

58.根据权利要求57所述的电池组件,其特征在于,相邻两个所述电池单体(3)之间的间隙与所述间隔部(17)对应设置。

59.根据权利要求1所述的电池组件,其特征在于,所述电池单体(3)包括壳体(35),所述壳体(35)为钢壳,所述残余部(311)的尺寸a满足:10mm≤a≤15mm;且满足:0.033≤b/a≤2。

60.根据权利要求1所述的电池组件,其特征在于,所述电池单体(3)包括壳体(35),所述壳体(35)为铝壳。

61.根据权利要求2所述的电池组件,其特征在于,所述电池单体(3)包括极柱(34),所述极柱(34)与所述防爆阀(31)设置于所述电池单体(3)同侧表面,所述防爆阀(31)位于两极性的所述极柱(34)之间,且所述防爆阀(31)和所述极柱(34)间隔设置;定义所述第一表面的长度尺寸为l,满足:0.05≤c/l≤12,且0.008≤b/c≤3。

62.根据权利要求2所述的电池组件,其特征在于,所述电池单体(3)包括极柱(34),所述极柱(34)与所述防爆阀(31)设置于所述电池单体(3)不同侧表面;沿所述开缝部(11)的宽度方向,所述线束板(1)的整体宽度为z,满足:10mm≤z≤250mm;且0.004≤b/c≤3。

63.根据权利要求61所述的电池组件,其特征在于,所述防爆阀设置于所述电池单体(3)的顶面。

64.根据权利要求62所述的电池组件,其特征在于,所述防爆阀设置于所述电池单体(3)的侧面。

65.根据权利要求1所述的电池组件,其特征在于,所述电池单体(3)包括盖板(33),所述盖板(33)开设有注液孔(331),所述开缝部(11)在所述盖板(33)所在平面的投影与所述注液孔(331)不重叠;且所述开缝部(11)在所述盖板(33)所在平面的投影与所述注液孔(331)之间的最小间距为i,满足:5mm≤i≤188mm。

66.根据权利要求1所述的电池组件,其特征在于,定义所述电池单体(3)的电池容量为j,满足:0.0004mm/ah≤b/j≤0.5mm/ah。

67.根据权利要求1所述的电池组件,其特征在于,所述电池单体(3)包括壳体(35),所述壳体(35)开设有开口部,所述电池单体(3)还包括盖设于所述开口部的盖板(33),所述盖板(33)与所述壳体(35)共同围合形成容纳腔,所述容纳腔的长度取值范围为:100mm-380mm;所述容纳腔的宽度取值范围为:50mm-250mm;所述容纳腔的厚度取值范围为:15mm-100mm。

68.一种电池包,其特征在于,包括:


技术总结
本发明涉及电池技术领域,公开了一种电池组件及电池包,电池组件包括:电池单体,设置有防爆阀;线束板,形成有开缝部,开缝部朝向第一表面的投影至少部分与防爆阀相重叠;定义残余部的尺寸为a,沿开缝部的宽度方向,定义开缝部的宽度为b,定义防爆阀的尺寸为c,满足:c>b,且0.01≤b/a≤12。本发明提供的电池组件,通过限定开缝部的宽度b与残余部的尺寸a的比值范围,当比值过大时,说明开缝部过宽而残余部过短,防爆片容易飞出;而当比值过小时,说明开缝部过窄而残余部过长,不利于高热介质扩散。

技术研发人员:李周炫
受保护的技术使用者:中创新航科技集团股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/11/11
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