用于电动车辆电池组的电池电芯的制作方法

相关申请的交叉引用

根据35u.s.c.§119，本申请要求于2018年3月23日提交的标题为“batterycellforelectricvehiclebatterypack”的美国临时专利申请62/646,987的优先权，其全部内容通过引用并入本文。

背景技术：

电动车辆，例如汽车，可以包括车载电池电芯或电池组以给电动车辆供电。电池在一些操作条件或环境条件下可能经历被称为热失控的状况。

技术实现要素：

本公开的至少一个方面涉及一种为电动车辆供电的电池组的电池电芯。所述电池电芯可以包括壳体以至少部分地包封电解质材料。所述壳体可以限定所述电池电芯的侧表面。所述电池电芯可以包括第一极性端子，所述第一极性端子包括壳体的至少一部分。所述电池电芯可以包括通气板，所述通气板通过在电池电芯的横向端部处的玻璃焊接与壳体联接，以使通气板与壳体电绝缘。所述通气板可以包括刻划图案，以使所述通气板响应于所述电池电芯内的阈值压力而破裂。所述刻划图案可以在通气板上限定刻划区域。所述电池电芯可以包括第二极性端子，所述第二极性端子包括通气板的至少一部分。所述电池电芯可以包括导电聚合物凸舌，以将电解质材料电连接至第二极性端子。所述聚合物凸舌可以具有第一端和第二端。所述聚合物凸舌的第一端可以在由通气板上的刻划图案限定的刻划区域内的区域处与通气板电耦接。所述聚合物凸舌的第二端可以与电解质材料电耦接。所述聚合物凸舌可以响应于所述电池电芯内的阈值温度或阈值电流而熔化。

本公开的至少一个方面涉及一种为电动车辆的电池组提供电池电芯的方法。所述方法可以包括形成用于电池组的电池电芯的壳体，电池组具有多个电池电芯。所述壳体可以限定电池电芯的侧表面。所述壳体可以形成所述电池电芯的第一极性端子的至少一部分。所述方法可以包括在壳体内提供电解质材料。所述方法可以包括将刻划图案蚀刻到通气板中以使通气板在暴露于超过阈值压力的压力时破裂。所述刻划图案可以在通气板上限定刻划区域。所述通气板可以形成所述电池电芯的第二极性端子的至少一部分。所述方法可以包括在由所述通气板上的刻划图案限定的刻划区域内的区域处将导电聚合物凸舌的第一端与通气板电耦接。当暴露于阈值温度或阈值电流时，所述聚合物凸舌会熔化。所述方法可以包括将所述聚合物凸舌的第二端与电解质材料电耦接，所述聚合物凸舌的第二端与所述聚合物凸舌的第一端相对。所述方法还可以包括通过玻璃焊接将通气板与壳体耦接，以在电解质材料和聚合物凸舌周围形成密封。

本公开的至少一个方面涉及一种电动车辆。所述电动车辆可以包括安装在电动车辆中的电池组。所述电池组中可以安装有电池电芯。所述电池电芯可以包括壳体，以至少部分地包封电解质材料。所述壳体可以限定所述电池电芯的侧表面。所述电池电芯可以包括第一极性端子，所述第一极性端子包括所述壳体的至少一部分。所述电池电芯可以包括通气板，所述通气板在所述电池电芯的横向端处通过玻璃焊接与所述壳体耦接以使所述通气板与所述壳体电绝缘。所述通气板可以包括刻划图案以使所述通气板响应于所述电池电芯内的阈值压力而破裂。所述刻划图案可以在所述通气板上限定刻划区域。所述电池电芯可以包括第二极性端子，所述第二极性端子包括所述通气板的至少一部分。所述电池电芯可以包括导电聚合物凸舌，以将所述电解质材料电连接至所述第二极性端子。所述聚合物凸舌可以具有第一端和第二端。所述聚合物凸舌的所述第一端在由所述通气板上的所述刻划图案限定的所述刻划区域内的区域处与所述通气板电耦接。所述聚合物凸舌的所述第二端与所述电解质材料电耦接。所述聚合物凸舌响应于所述电池电芯内的阈值温度或阈值电流而熔化。

本公开的至少一个方面涉及一种方法。所述方法可以包括提供电池组的电池电芯以给电动车辆供电。所述电池电芯可以包括壳体，以至少部分地包封电解质材料。所述壳体可以限定所述电池电芯的侧表面。所述电池电芯可以包括第一极性端子，所述第一极性端子包括所述壳体的至少一部分。所述电池电芯可以包括通气板，所述通气板在所述电池电芯的横向端处通过玻璃焊接与所述壳体耦接以使所述通气板与所述壳体电绝缘。所述通气板可以包括刻划图案以使所述通气板响应于所述电池电芯内的阈值压力而破裂。所述刻划图案可以在所述通气板上限定刻划区域。所述电池电芯可以包括第二极性端子，所述第二极性端子包括所述通气板的至少一部分。所述电池电芯可以包括导电聚合物凸舌，以将所述电解质材料电连接至所述第二极性端子。所述聚合物凸舌可以具有第一端和第二端。所述聚合物凸舌的所述第一端可以在由所述通气板上的所述刻划图案限定的所述刻划区域内的区域处与所述通气板电耦接。所述聚合物凸舌的所述第二端可以与所述电解质材料电耦接。所述聚合物凸舌可以响应于所述电池电芯内的阈值温度或阈值电流而熔化。

这些和其它方面和实施例将在下面详细讨论。前述信息和以下详细描述包括各个方面和实施例的说明性示例，并且提供了用于理解所要求保护的方面和实施例的性质和特征的概览或框架。附图提供了对各个方面和实施例的说明和进一步理解，并且被并入本说明书中并构成本说明书的一部分。

附图说明

附图不是按比例绘制的。在各个附图中，相同的附图标记和名称表示相同的元件。为了清楚起见，不是每个部件都在每幅图中被标记。在附图中：

图1描绘了用于电动车辆电池组的示例性电池电芯的横截面图；

图2描绘了用于电动车辆电池组的示例性电池电芯的横截面图；

图3描绘了用于电池电芯的示例性通气板和聚合物凸舌；

图4描绘了用于电池电芯的示例性通气板和聚合物凸舌；

图5描绘了用于将电池电芯保持在电动车辆中的示例性电池组的横截面图；

图6描绘了用于将电池电芯保持在电动车辆中的示例性电池组的俯视图；

图7描绘了安装有电池组的示例性电动车辆的横截面图；

图8描绘了由经历与热失控相关联的各种状况的电池所经历的示例性过程的流程图；

图9描绘了用于制造电动车辆的电池组的电池电芯的示例性过程的流程图；以及

图10描绘了提供用于电动车辆的电池组的电池电芯的示例性过程的流程图。

以下是与用于电动车辆的电池电芯的方法、设备和系统相关的各种概念的更详细描述和实施例。上文介绍并在下文更详细讨论的各种概念可以以多种方式中的任何方式来实现，因为所描述的概念不限于任何特定的实施例。

具体实施方式

本文描述的系统和方法涉及用于电池组(或电池模块)的电池电芯，所述电池组(或电池模块)可以向电动车辆(“ev”)供电。电池组，在此可以被称为电池模块，可以包括电池电芯，例如锂离子电池电芯。这种电池电芯在正常操作条件下可以很好地工作。然而，某些误用或超出容许范围的条件会导致这种电池电芯的故障。例如，当电池电芯被误用或经受超出热、电或机械的容许范围的条件时，电池电芯具有经历被称为热失控的状况的可能性。在热失控期间，在电池的电极或端子的表面上发生的反应可以引起热量产生，这继而可以加速反应速率，从而产生可以导致电池的快速温度加速的反馈回路。在一些情况下，所述反馈回路可能导致电池电芯故障。

电池电芯设计可以合并铝集流体，所述铝集流体结合到阴极凸舌和阳极凸舌，所述阴极凸舌和阳极凸舌连接至电极。所述阴极凸舌或正极凸舌可以结合到盖子组件。所述盖子组件可以包括某种形式的电流中断设备(cid)、垫圈和绝缘聚合物。这样的组件可能造成技术问题，因为多个电芯部件可能被设置在电池电芯壳体的卷曲区域中，从而限制了壳体内用于电解质或其他活性材料的空间量。此外，cid设计可以响应压力，但可以不响应温度或电刺激。在极端热事件中，例如热失控的事件，压力、温度和电流的任何组合都可能急剧上升。

图1描绘了用于电动车辆电池组的示例性电池电芯100。电池电芯100可以包括一个壳体105。壳体可以包括头部区域110、颈部区域115和主体区域120。头部区域110可以位于电池电芯100的与主体区域120相对的横向端部处。壳体105的主体区域120可以含有为电池电芯100供电的电解质材料125(例如，“卷芯”(jellyroll)125)。电极组件125可以是或可以包括电解质材料。例如，电解质材料，例如离子导电液体，可以渗透电极组件125。电解质材料125的至少一部分可以通过至少一个连接元件135与电池电芯100的通气板130电连接。通气板130因此可以用作电池电芯100的第一极性端子，并且在本公开中还可以被称为第一极性端子130。通气板130可以通过壳体105的颈部区域115支撑在头部区域110内。垫圈140可以围绕通气板130并可以使通气板130与壳体105电绝缘。垫圈140可以由电绝缘材料形成，例如塑料或橡胶材料。例如，垫圈140可以由聚丙烯形成。

壳体105可以与电解质材料125的一部分(例如，带正电部分)电绝缘，所述部分通过连接元件135与通气板130电耦接。壳体105也可以电耦接到电解质材料125的另一部分(例如，带负电的部分)，以使得壳体105用作电池电芯100的第二极性端子。例如，壳体105可以由导电金属形成，例如钢、铝或铜，使得壳体可以从电解质材料125的一部分传导电流。壳体105的顶部周边边缘可以包括唇缘150，其可用作第二极性端子并且可电耦接到包含在壳体105内的电解质材料125的负部分。唇缘150也可以用作表面，导线可以结合到所述表面上以将电流从壳体105传送到汇流条或集流体。

电池电芯100中的热失控之前可以是电池电芯100的通气板130(例如，盖帽)下方区域中的气体压力、温度或电流的任何组合的增加。通气板130可以包括电流中断设备(cid)和一个或多个排气口，以释放在电池电芯100内累积的气体压力。例如，通气板130可以包括一个或多个刻划图案145，刻划图案145使得通气板130通过在压力达到或超过压力阈值时使通气板130破裂、撕裂或弯曲远离容纳在壳体105内的电解质材料125来响应电池电芯100中的内部压力，从而断开或以其他方式中断电流的流动并释放压力。当压力积累超过压力阈值时，通气板130可以沿着刻划图案145破裂，从而使得气体逸出并释放压力。使通气板130沿刻划图案145破裂的阈值压力可以在60磅每平方英寸(psi)至500psi之间。

刻划图案145可以包括形成在通气板130的表面上或表面中的一个或多个标记。例如，刻划图案145可以包括一个或多个槽、凹坑、切口、孔、凹槽、蚀刻或其它图案，所述多个槽、凹坑、切口、洞、凹槽、蚀刻或其它图案使得通气板130在刻划图案145处的的厚度比通气板130的未刻划部分的厚度薄。刻划图案145可以通过移除构成通气板130的材料的一部分而形成，例如通过蚀刻、刮擦、烧蚀、蒸发或切除通气板130的一些材料。

刻划图案145可以是连续图案，例如蚀刻到通气板130的表面中以在通气板130的表面上形成环的凹槽。例如，刻划图案145可以是连续的，并且可以以圆形、椭圆形、矩形或任何其它弯曲或多边形形状包封、限定或勾勒出通气板130的表面上的刻划区域155。在图1所示的示例性横截面图中，代表通气板130中的刻划图案145的三角形凹坑可以各自定位在这种环的相对侧上。刻划图案145也可以是不连续的。例如，刻划图案145可以包括一系列不连续的槽、凹坑、孔、凹槽或切口，例如穿孔线，其围绕端子130的表面上的刻划区域155。由刻划图案145限定的刻划区域155可以是对称图案或不对称图案。通常，因为通气板130在存在刻划图案145的地方比在通气板130的其余部分(例如，未刻划部分)上更薄，所以刻划图案145可以响应于电池电芯100内的阈值压力而使通气板130沿着刻划图案145撕裂或破裂。阈值压力可以是预定的。例如，通气板130或刻划图案145可以设计成响应于超过指定量或额定量的压力而沿着刻划图案145的至少一部分破裂。例如，可选择刻划图案145以沿着刻划图案145有意地弱化通气板130，使得当在壳体105内(例如，在颈部区域115中)达到阈值压力时通气板130撕裂或破裂。因此，当达到阈值压力时，通气板130可以以将由刻划图案145限定的通气板130的刻划区域155分开的方式撕裂或破裂，以变得至少部分地与通气板130的其余部分(例如，通气板130的在刻划区域155以外的部分)分开。结果，已经积聚并且导致电池电芯100的至少一部分内的压力达到或超过阈值压力的气体可以逸出，从而释放电池电芯100内的压力。

虽然通气板130上的刻划图案145可以使得通气板130响应于压力增加，所述压力增加可以指示热失控即将发生或已经开始，但是通气板130本身可以不直接响应于其它刺激，所述其它刺激，例如电流增加和温度增加，也可以指示热失控的开始。本文所述的电池电芯100及其各种部件可以提供可响应于这些刺激(以及过度气体压力)的解决方案，以减轻可由例如电池电芯100中的热失控之类的热事件引起的负面后果。例如，本文所述的电池电芯100可以合并连接元件135，以使得电池电芯100也响应于阈值水平的温度和电流，以当达到这些阈值水平中的任意一个时中断电池电芯100内的电流流动。这些刺激中的每一个的阈值水平可以基于可以指示热失控即将开始或者热失控已经开始的水平来选择。

连接元件135也可以称为凸舌135。凸舌135可以将电解质材料125与通气板130电耦接。凸舌135可以由导电材料形成。在一些示例中，凸舌135可以由导电金属或合金形成，例如钢、铝或铜。然而，这样的金属材料可以具有相对高的熔点以及相对低的电阻率。结果，这样的材料可能不受在热失控期间可能发生的高温或高电流的影响。因此，即使在电流或温度水平的任何组合已经达到指示热失控的阈值并且超出正常操作条件的容限之后，金属凸舌135也可以继续将电从电解质125传导到通气板130。

为了解决这个技术挑战，凸舌135可以由导电聚合物材料而不是金属或合金形成。也就是说，凸舌135可以是聚合物凸舌而不是金属凸舌。凸舌135可以由导电的聚合物材料形成，从而使得凸舌135将电解质材料125与通气板130电耦接。凸舌135的聚合物材料相对于金属或合金材料，例如钢、铝或铜，也可以具有低熔点。凸舌135的聚合物材料还可以具有相对于金属或合金的电阻率的高电阻率。选择用于凸舌135的导电聚合物材料的低熔点和高电阻率可以实现与响应于热失控状况，例如阈值温度或阈值电流，而中断电流有关的各种技术益处。凸舌135可具有在10毫米至20毫米范围内的长度和在10毫米至20毫米范围内的宽度。

由具有低熔点的导电聚合物材料形成凸舌135可以使得，当电池电芯100内部的温度(例如，壳体105的颈部区域115或头部区域110中的环境温度)达到导电聚合物的熔化温度时，凸舌135熔化。在一些示例中，凸舌135的聚合物材料可以选择为具有处于或接近阈值温度的熔点，所述阈值温度先于热失控或与热失控一致。与热失控相关联的阈值温度可以在120摄氏度到140摄氏度的范围内，并且选择用于凸舌135的聚合物材料可以选择为具有在所述范围内的熔点。例如，阈值温度(和用于形成凸舌135的聚合物材料的熔点)可以是130摄氏度。因此，当达到阈值温度时，凸舌135可以熔化，从而切断将电解质材料125与通气板130电连接的连接，以停止电池电芯100中的电流。相反，导电金属和合金可以具有显著更高的熔点，例如550摄氏度至650摄氏度，并且因此可能不能响应于120摄氏度至140摄氏度范围内的阈值温度而熔化。

与金属或合金的电阻率相比，凸舌135的聚合物材料还可以选择为具有相对高的电阻率。当高电流通过凸舌135时，高电阻率会导致电阻加热。可以选择凸舌135的聚合物材料，使得当阈值电流通过凸舌135时，凸舌135加热到其熔点或熔点以上的温度。因此，当达到阈值电流时，凸舌135可以熔化，从而切断电解质材料125和端子130之间的电连接，以中断电池电芯100中的电流流动。阈值电流可以是指示热失控事件即将发生或已经开始的电流。例如，触发凸舌135熔化的阈值电流可以在50a至100a的范围内。当达到阈值电流时，凸舌135可以熔化。因此，当达到阈值电流水平时，凸舌135可以用作熔丝以禁止电流的流动。在一些示例中，用于凸舌135的聚合物材料可以包括聚乙炔、聚亚苯基亚乙烯基或聚吡咯。在一些示例中，用于凸舌135的聚合物材料可以是掺杂有导电添加剂的高结晶材料。

图2描绘了用于电动车辆电池组的示例性电池电芯100的横截面图200。电池电芯100可以包括至少一个壳体105，壳体105可以包封电解质125。电池电芯100还可以包括至少一个通气板130。通气板130可以通过凸舌135与电解质125电耦接。通气板130可以包括可包封或限定刻划区域155的刻划图案145。

在一些示例中，壳体105不被卷曲以限定任何单独的主体区域、颈部区域或头部区域。相反，壳体105包括未卷曲的侧壁205(侧壁205在本公开中也可以被称为侧表面205)。未卷曲的侧壁205可以沿着电池电芯100的横向方向笔直延伸，并且不以如图1所示的限定主体区域、颈部区域或头部区域的方式弯曲、卷曲、变形或以其他方式成形。因为不存在被设置为支撑通气板130的壳体105的颈部区域或其他卷曲部分，所以通气板130可以以不同的方式被支撑。例如，在图2中，通气板130可以通过焊接210固定到壳体105。焊接210可以是例如玻璃焊接。在其它示例中，焊接210可以是不同类型的焊接。通常，焊接210可以将通气板130固定到壳体105并且将通气板130保持就位。焊接210还可以使通气板130与壳体105电绝缘。因此，焊接210可以由绝缘材料形成，例如玻璃。

因为通气板130被保持就位，并且在一些示例中通过焊接210与壳体105电绝缘，所以电池电芯100可以不包括任何垫圈。另外，虽然通气板130可以包括、容纳或提供空间给正温度系数(ptc)聚合物以提供热保护，但是电池电芯100可以包括聚合物凸舌135并且可以在通气板130中不包括任何附加的ptc聚合物。在所述示例中，具有聚合物凸舌135并且在通气板中没有ptc聚合物的电池电芯100，比包括这种ptc聚合物的设计，可以包括少一种组分(因为在通气板130中没有ptc聚合物)。在ptc聚合物可以被包括在通气板130中的示例中，ptc聚合物的电阻可以随着温度增加而迅速增加，从而切断电池电芯100内的电流。

因为在一些示例中，壳体105没有被弯曲或卷曲以限定任何单独的主体区域、颈部区域或头部区域，所以在壳体105内部可以有更多的空间能用于包封电解质材料125。结果，与容纳在图1的电池电芯100内的电解质材料125的量相比，可以有更多的电解质材料125容纳在图2的电池电芯100内，从而在一些示例中使得电池电芯100有更大的能量密度。例如，图1的壳体105可以最初形成有直侧壁，使得壳体105具有圆柱形形状。圆柱形壳体105可以通过一个或多个卷曲操作弯曲或变形以限定头部区域110、颈部区域115和主体区域120。因此，一个或多个卷曲操作可以减小电池电芯100的总高度。这可以使电解质材料125比在卷曲构造中定位成更靠近通气板130，因为不需要用于可在卷曲构造中存在的颈部区域的垂直空间。例如，在图2的示例中，电解质材料125可以设于通气板130的0.2毫米至8毫米内。

通过减少或消除对通过使用焊接210进行的任何卷曲操作的需要，电池电芯100可以相对于卷曲的电池电芯100具有增加的高度(并且因此具有增加的体积以用于容纳电解质材料125)。在一些示例中，图2的电池电芯100的高度(例如，侧壁205的长度)可以在65毫米和75毫米之间。通过避开卷曲操作，电解质材料125可用的壳体105的长度可以从例如65mm增加到67mm。对于电池电芯100和容纳在电池电芯100中的电解质材料125，其他形状、大小和尺寸是可能的。壳体105可以具有24毫米至28毫米之间的直径。壳体105也可以具有在19毫米至23毫米范围内的直径。通气板130可以具有比壳体105直径小的直径，以使得通气板130装配到壳体105中并通过焊接210固定到壳体105。

图3描绘了用于电池电芯的示例性通气板130和聚合物凸舌135的立体图300。还示出了电解质材料125。图3示出了通气板130和凸舌135，其处于可以由所达到的阈值温度或阈值电流的任何组合产生的构造中。如所描绘的，这种状况可以导致凸舌135在标记为305的区域处被切断，从而使电解质材料125与通气板130电断开。导线310可以将通气板130耦接到集流体315，集流体315也可被称为汇流条315。

凸舌135具有耦接至通气板130的第一端和耦接至电解质材料125的第二端。通常，凸舌135可以以使得凸舌135与每一个通气板130和凸舌135中形成电连接的任何方式被耦接、联接或以其他方式紧固到通气板130和电解质材料125。例如，凸舌135可经由导电粘合剂或一个或多个导电机械紧固件耦接到通气板130或电解质材料125。凸舌135也可以通过压配合或摩擦配合而耦接到通气板130或电解质材料125。

当经受高温(例如，达到或超过凸舌135的熔点的温度)时，凸舌135可以至少部分地熔化、打开或撕开，直到它在点305处变得切断。点305沿凸舌135长度的位置是一个例子。响应于阈值温度而熔化凸舌135可导致凸舌135在沿其长度的任何点处或在沿其长度的多个点处被切断，使得最初在电解质材料125和通气板130之间形成的电连接断开。结果，电流将不再通过凸舌135在电解质材料125和通气板130之间流动。因此，电流不再能够从电解质材料125通过导线310传递到集流体315。可选择凸舌135的熔点以和指示热失控状况的阈值温度一致或接近该阈值温度(例如，小1-40％)。在一些示例中，选择用于凸舌135的材料可以是具有这样的熔点的聚合物材料，所述熔点可以低于导电金属或合金的熔点。例如，选择用于凸舌135的聚合物材料的熔点可以在120摄氏度至140摄氏度的范围内。

当达到阈值电流(例如，通过凸舌135的电流)时，凸舌135可以类似地熔化，直到它在点305处被切断。例如，高电流可能由于电阻加热而导致凸舌135的温度升高。用于凸舌135的材料可以选择成响应于阈值电流而加热到至少其熔点的聚合物材料。结果，当达到阈值电流时，凸舌135可以熔化，从而中断或切断通气板130和电解质材料125之间的电流流动。因此，电流不再能够从电解质材料125通过导线310传递到集流体315。点305沿凸舌135长度的位置仅是一个示例。在一些其他示例中，响应于阈值电流而熔化凸舌135可以使得凸舌135在沿着其长度的任何点处或者在沿着其长度的多个点处被切断，使得最初在电解质材料125和通气板130之间形成的电连接被断开。

图4描绘了用于电池电芯的示例性通气板130和聚合物凸舌135的立体图400。为了说明的目的，电池电芯100的其它部件未在图4中示出。图4示出了通气板130和凸舌135，其处于可以由所达到的阈值压力而产生的构造中。如所描绘的，这种状况可以导致通气板130的刻划区域155与通气板130的其余部分(例如，未刻划部分)切断，从而使电解质材料125与通气板130的其余部分电断开。

凸舌135具有耦接到通气板130的第一端和耦接到电解质材料125的第二端。在一些示例中，凸舌135可以在刻划区域155内的任何点处耦接到通气板130。刻划区域155被示出为在形状上是大致圆形的，然而其他形状也是可能的。导线310可以在刻划区域155以外的任何点处耦接到通气板130。凸舌135的第二端可以耦接到电解质材料125。

随着压力增加，应力可以在通气板130中累积。由于形成在通气板130的表面上的刻划图案145，当达到阈值压力时，通气板130可以沿着刻划图案145破裂或撕裂。结果，通气板130的刻划区域155可以与通气板130的其余部分分离，如图4所示。例如，阈值压力可以导致通气板130的刻划区域155被向上推动并远离通气板130的其余部分，因为通气板130的其余部分可以通过壳体105的颈部区域115的卷边固定就位，如图1所示，或者通过焊接210固定就位，焊接210将通气板130的其余部分固定到壳体105，如图2所示。当通气板130的刻划区域155被迫使远离通气板130的其余部分时，凸舌135可以在标记为405的点处切断或撕裂。图4将点405描绘为在电解质材料125附近，然而其它位置是可能的。例如，凸舌135可以替代地在更靠近通气板130的点处或在沿着凸舌135的长度的多个点处被切断或撕裂。

在一些示例中，凸舌135可以替代地甚至在通气板130的刻划区域155与通气板130的其余部分分离之后保持完好。然而，即使凸舌135保持完好，电流仍然可以被中断。例如，通过在通气板130的刻划区域155内的点处将凸舌135固定到通气板130，并且在刻划区域155以外的点处将导线310固定到通气板130，当通气板130的刻划区域155撕裂、破裂或以其他方式与通气板130的其余部分分离时，导线310与电解质材料125之间的电连接被切断。因此，即使在凸舌135可保持完好的示例中，阈值压力仍可以使通气板130以防止电流被输送到集流体315的方式撕裂。

图5描绘了用于在电动车辆中保持多个电池电芯100的电池组505的横截面图500。电池组505可以包括电池模块箱体510和封盖元件515。电池模块箱体510可以与封盖元件515分离。电池模块箱体510可以包括或限定多个固定器520。每个固定器520可以包括由电池模块箱体510限定的中空或中空部分。每个固定器520可以容纳、包含、存储或保持电池电芯100。电池模块箱体510可以包括至少一种导电或导热材料，或上述材料的组合。电池模块箱体510可以包括一个或多个热电热泵。每个热电热泵可以直接或间接地热耦接到容纳在固定器520中的电池电芯100。每个热电热泵可以调节从容纳在固定器520中的电池电芯100辐射的热或温度。结合元件550和555可以各自与电池电芯100的相应端子(例如，壳体105或通气板130的一部分)电耦接，结合元件550和555可以从电池电芯100延伸穿过电池模块箱体510的相应固定器520。

在电池模块箱体510和封盖元件515之间，电池组505可以包括第一汇流条525、第二汇流条530和电绝缘层535。第一汇流条525和第二汇流条530可以各自包括导电材料，以向电动车辆中的其它电气部件供电。第一汇流条525(有时称为第一集流体)可以通过结合元件545连接至或以其它方式电耦接至从容纳在多个固定器520中的每个电池电芯100延伸的第一结合元件550。结合元件545可以与结合元件550结合、焊接、连接、附接或以其他方式电耦接。例如，结合元件545可以被焊接到结合元件550的顶表面上。第二汇流条530(有时称为第二集流体)可以通过结合元件540连接至或以其他方式电耦接至从容纳在多个固定器520中的每个电池电芯100延伸的第二结合元件555。结合元件540可以与第二结合元件555结合、焊接、连接、附接或以其他方式电耦接。例如，结合元件540可以焊接到第二结合元件555的顶表面上。第二汇流条530可以限定电池组505的第二极性端子。每一个汇流条525或汇流条530可以用作与集流体315类似的集流体。

第一汇流条525和第二汇流条530可以通过电绝缘层535彼此分离。电绝缘层535可以包括间隔以穿过或配合连接到第一汇流条525的第一结合元件550和连接到第二汇流条530的第二结合元件555。电绝缘层535可以部分地或完全地跨越由电池模块箱体510和封盖元件515限定的体积。电绝缘层535的顶平面可以与封盖元件515的底平面接触或齐平。电绝缘层535的底平面可以与电池模块箱体510的顶平面接触或齐平。电绝缘层535可以包括任何电绝缘材料或介电材料，例如空气、氮气、六氟化硫(sf6)、瓷、玻璃和塑料(例如聚硅氧烷)，以及其它材料，以将第一汇流条525与第二汇流条530分开。

图6描绘了用于在电动车辆中保持多个电池电芯100的电池组505的俯视图600。电池组505可以限定或包括多个固定器520。每个固定器520的形状可以是三角形、矩形、五边形、椭圆形和圆形等。每个固定器520的形状可以变化或者可以在整个电池组505中是一致的。例如，一些固定器520可以是六边形形状，而其它固定器可以是圆形形状。固定器520的形状可以与容纳在其中的每个电池电芯100的壳体的形状匹配。每个固定器520的尺寸可以大于容纳在其中的电池电芯100的尺寸。

图7描绘了安装有电池组505的电动车辆705的横截面图700。电动车辆705可以包括底盘710(例如，框架、内部框架或支撑结构)。底盘710可以支撑电动车辆705的各种部件。底盘710可以跨越电动车辆705的前部715(例如，发动机罩或顶盖部分)、主体部分720和后部725(例如，行李箱部分)。电池组505可以安装或放置在电动车辆705内。电池组505可以在前部715、主体部分720(如图7所示)或后部725内安装到电动车辆705的底盘710上。第一汇流条525和第二汇流条530可以连接至或以其它方式电耦接至电动车辆705的其它电气部件以供电。电池电芯100可以各自包括通气板130和聚合物凸舌135，以便以上述方式响应阈值压力、阈值温度和阈值电流的任何组合。

图8描绘了用于电动车辆的电池组的电池电芯100操作的示例性过程800。电池电芯100可以包括可以响应于压力、温度和电流的阈值条件的通气板130和凸舌135，压力、温度和电流的阈值条件中的每一个可以指示电池电芯100的即将发生的或正在进行的热失控条件。过程800描绘了与热失控相关联的示例性条件。过程800开始于框805，其中电池电芯100例如在正常条件下运行。在电池电芯100内达到阈值温度的情况下，过程800进行到框810。阈值温度可以是已知的指示电池电芯100的热失控事件的开始的任何温度。过程800可以进行至框825，其中凸舌135响应于达到阈值温度而熔化。例如，通气板130可以由聚合物材料形成，所述聚合物材料具有与在框810中达到的阈值温度相对应的熔点。因为凸舌135形成从电解质材料125到通气板130的电流路径的一部分，通气板可以用作电池电芯100的第一极性端子，所以凸舌135的融化中断了电流路径并且阻止所述电流，如过程800的框840中所示。

再次参考框805，当在电池电芯100中达到阈值压力时，过程800进行到框815。阈值压力可以是指示电池电芯100的热失控事件的开始的任何压力。过程800可进行到框830，其中通气板130撕裂或破裂。例如，通气板130可以包括围绕刻划区域155的刻划图案145，并且所述刻划图案被设计成当达到阈值压力时使通气板130沿着刻划图案145破裂。这种撕裂或破裂会导致通气板130的刻划区域155与通气板130的其余部分分离。结果，电池电芯100中的电流路径可以被断开。

再次参考框805，当在电池电芯100中达到阈值电流时，过程800可以进行到框820。阈值电流可以是指示电池电芯100的热失控事件的开始的任何电流。过程800可以进行到框835，其中凸舌135熔化。例如，高电流可以通过电阻加热效应快速加热凸舌135，最终超过凸舌的熔化温度。因此，凸舌135可以响应于高电流而熔化，用作熔丝以中断通过电池电芯100的电流路径。结果，如过程800的框840所示，可以中断电流。

图9描绘了用于制造电动车辆的电池组的电池电芯100的示例性过程900的流程图。方法900可以包括形成用于电池电芯100的壳体105(动作905)。壳体105可以限定电池电芯100的侧壁205或侧表面205。壳体105可以形成电池电芯100的第一极性端子的至少一部分。在一些示例中，壳体105可以是圆柱形形状，并且侧表面205可以不包括任何卷曲区域。例如，侧壁205可以在壳体105的相对端之间笔直延伸，并且可不被弯曲、变形或卷曲以限定壳体105的任何单独的头部、颈部或主体部分。方法900还可以包括在壳体105内提供电解质材料125(动作910)。电解质材料125可以包括能够为电池电芯100供电的任何电活性材料。

方法900可以包括将刻划图案145蚀刻到通气板130(动作915)中。刻划图案145可以是任何类型的图案，所述图案被配置或选择成使得通气板130在暴露于超过预定或其它阈值压力的压力时破裂。例如，刻划图案145可有意地弱化通气板130的一部分。刻划图案的蚀刻可以通过任何合适的手段来实现，例如通过使用机械切割工具(例如，刀片)或激光来蚀刻、烧蚀或以其他方式移除通气板130的表面上的材料的一部分，以限定刻划图案145。刻划图案145可以在通气板130上限定或包封刻划区域155。通气板130可以形成电池电芯100的第二极性端子的至少一部分。

方法900可以包括将导电聚合物凸舌135的第一端与通气板130电耦接(动作920)。凸舌135可以在由通气板130上的刻划图案145限定的刻划区域155内的区域处与通气板130耦接。聚合物凸舌135可以例如通过导电粘合剂、导电机械紧固件或通过压配合或摩擦配合耦接到通气板130。聚合物凸舌135可以由选择为当暴露于阈值温度或阈值电流时熔化的材料形成。阈值温度或电流可以是预定的。例如，聚合物凸舌135可以被设计成响应于施加到聚合物凸舌135上的温度或电流超过指定量或额定量而熔化、撕裂或打开。例如，选择用于聚合物凸舌135的材料可以具有处于或接近阈值温度的熔点。选择用于聚合物凸舌135的材料也可以具有使凸舌135响应于阈值电流而加热到其熔点或熔点以上的温度的电阻率。在一些示例中，阈值温度可以在120摄氏度到140摄氏度的范围内，并且阈值电流可以在50a到100a的范围内。

方法900可以包括将聚合物凸舌135的的第二端与电解质材料125电耦接，所述聚合物凸舌135的的第二端与聚合物凸舌135的第一端相对(动作925)。聚合物凸舌135可以例如通过导电粘合剂、导电机械紧固件或通过压配合或摩擦配合耦接到电解质材料125。方法900还可以包括将通气板130与壳体105耦接(动作930)。通气板130可以通过例如玻璃焊接210与壳体105耦接。玻璃焊接210可以将通气板130固定到壳体105。玻璃焊接210还可以使通气板130与壳体105电绝缘，并且可在电解质材料125和聚合物凸舌135周围形成密封。在一些示例中，使用玻璃焊接210将通气板130固定到壳体105可以省去任何使用垫圈将通气板130与壳体105电绝缘的需要，并且还可以省去在壳体105中形成卷曲区域以支撑通气板130的任何需要。因此，在一些示例中，方法900可以不包括将垫圈定位在壳体105中。方法900还可以不包括在壳体105上执行卷曲操作。

图10描绘了示例性过程1000的流程图。过程1000可以包括提供电池电芯100(动作1005)。电池电芯100可以是用于电动车辆电池组的电池电芯100。电池电芯100可以包括壳体105以至少部分地包封电解质材料125。壳体105可以限定电池电芯100的侧表面。电池电芯100可以包括第一极性端子，所述第一极性端子包括壳体105的至少一部分。电池电芯可以包括在电池电芯100的横向端处通过玻璃焊接210与壳体105耦接的通气板130，以使通气板130与壳体105电绝缘。通气板130可以包括刻划图案145，以使通气板130响应于电池电芯100内的阈值压力而破裂。刻划图案145可以在通气板130上限定刻划区域155。电池电芯100可以包括第二极性端子，所述第二极性端子包括通气板130的至少一部分。电池电芯100可以包括导电聚合物凸舌135，以将电解质材料125电连接至第二极性端子。聚合物凸舌135可以具有第一端和第二端。聚合物凸舌135的第一端可以在由通气板130上的刻划图案145限定的刻划区域155内的区域处与通气板130电耦接。聚合物凸舌135的第二端可以与电解质材料125电耦接。聚合物凸舌135可以响应于电池电芯100内的阈值温度或阈值电流而熔化。

本公开中描述的解决方案提供了多个技术优点。例如，具有铝阴极凸舌和铝阳极凸舌的电池电芯设计可以具有比聚合物凸舌135更高的熔点(例如，600℃)。相对于铝凸舌或其它金属或合金凸舌的较低熔点提供了基于凸舌的保护以防止过高的温度，并且还提供了比铝或其它金属更高的电阻率，这可以允许聚合物凸舌135用作熔丝。除了这个优点之外，没有卷边和使用玻璃焊接技术可以提供空间优点，使得可以在电池电芯100内存储更大体积的电解质材料125。

相对于结合了卷边、使用铝凸舌或在通气板130和壳体105之间放弃玻璃焊接的设计，利用玻璃焊接210到通气板130的无卷边设计和聚合物凸舌135的使用可以更好地防止与热失控相关的阈值电流和阈值温度。

现在已经描述了一些说明性的实施例，很明显，前述内容是说明性的而非限制性的，已经通过示例的方式呈现。在单独的实施例的上下文中描述的特征也可以在单个实施例或实施方式中组合地实施。在单个实施例的上下文中描述的特征也可以在多个实施例中单独地或以各种子组合实施。对本文以单数形式提及的系统和方法的实施例或元件或动作的引用也可以涵盖包括多个这些元件的实施例，并且对本文的任何实施例或元件或动作的任何复数引用也可以涵盖仅包括单个元件的实施例。单数或复数形式的引用不旨在将本公开的系统或方法、及其组件、动作或元件限制为单个或复数构造。对基于任何动作或元件的引用可以包括其中所述动作或元件至少部分地基于任何动作或元件的实施例。

对“或”的引用可以被解释为包括性的，使得使用“或”描述的任何术语可以指示单个、多于一个、以及所有所描述的术语中的任何一个。对术语的连接列表中的至少一个的引用可以被解释为包含性的或，以指示单个、多于一个和所有所描述的术语中的任何一个。例如，对“‘a’和‘b’中的至少一个”的引用可以仅包括“a”、仅包括“b”、以及包括“a”和“b”。结合“包括”或其它开放术语使用的这些引用可以包括附加项目。

在附图、详细描述或任何权利要求中的技术特征后面跟随有附图标记的情况下，包括附图标记仅是为了增加附图、详细描述和权利要求的可理解性。因此，参考标记或它们的不存在对任何权利要求要素的范围都没有任何限制作用。

在不脱离本发明的特征的情况下，本文所述的系统和方法可以以其它特定形式来实施。例如，可以颠倒对正负电特性的描述。例如，描述为负元件的元件可以替代地配置为正元件，并且描述为正元件的元件可以替代地配置为负元件。进一步的相对平行、垂直、竖直或其它定位或取向描述包括在纯竖直、平行或垂直定位的+/-10％或+/-10度内的变化。除非另外明确指出，否则提及“大约”、“基本上”或其它程度术语包括与给定测量值、单位或范围的+/-10％的变化。耦接元件可以直接或通过中间元件彼此电耦接、机械耦接或物理耦接。因此，本文所述的系统和方法的范围由所附权利要求而不是前述说明书来指示，并且在权利要求的等同方案的含义和范围内的变化被包含在其中。