一种动力电池结构的制作方法

本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种动力电池结构。

背景技术：

如今，各国都在大力发展绿色、高效动力电池。锂离子电池作为一种新型动力电池，具有能量密度和功率密度大、工作电压高、重量轻、体积小、循环寿命长、安全性好、绿色环保等优点，在便携式电器、电动工具、大型贮能、电动交通动力电源等方面具有广阔的应用前景。为提升电芯能量密度，方形电芯受到了广泛的关注。方形电芯在能量密度上有较大优势，但现有的电池极柱和防爆阀一般均设计在电池的顶部，极柱和防爆阀设置在电池的顶盖，极柱和顶盖之间设置有绝缘件，顶盖上设置有与防爆阀匹配的防爆孔，防爆孔设置在两个极柱之间。

但是发明人发现现有方案至少还存在以下缺陷：由于极柱和防爆阀一般均设计在同一侧，极柱的上方的电压、温度等线束较多，在电芯发生热失控时，火焰喷向极柱的上方，易造成电池上线束受损或烤燃现象，对电池的安全性有较大影响。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种动力电池结构，通过调整极柱和防爆阀的位置，避免电池上线束受损或烤燃的情况，降低电芯热失控对电池的影响，有助于提高电池的安全性。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种动力电池结构，包括：壳体，所述壳体两侧导通，且所述壳体的顶部和/或底部安装有若干个防爆阀；侧盖，所述侧盖设置在所述壳体的侧部，且安装有若干个极柱。

作为本实用新型所述的一种动力电池结构的一种改进，所述壳体顶部和/或底部设置有若干个防爆通孔，若干个所述防爆阀安装于所述防爆通孔。

作为本实用新型所述的一种动力电池结构的一种改进，所述壳体的底部安装有若干个所述防爆阀。

作为本实用新型所述的一种动力电池结构的一种改进，所述壳体的顶部设置有开口，所述开口安装有顶盖，若干个所述防爆阀安装于所述顶盖。

作为本实用新型所述的一种动力电池结构的一种改进，两个所述侧盖固定在所述壳体相对的两侧。

作为本实用新型所述的一种动力电池结构的一种改进，至少一个所述侧盖安装所述防爆阀，或至少一个所述侧盖安装所述极柱。

作为本实用新型所述的一种动力电池结构的一种改进，相邻两个所述防爆阀的间距为100mm～1000mm。

作为本实用新型所述的一种动力电池结构的一种改进，相邻两个所述防爆阀的间距为400mm。

作为本实用新型所述的一种动力电池结构的一种改进，所述防爆阀和所述极柱的形状均为圆形、椭圆形或多边形。

作为本实用新型所述的一种动力电池结构的一种改进，位于所述壳体顶部的所述防爆阀的数量为1个～6个。

作为本实用新型所述的一种动力电池结构的一种改进，位于所述壳体顶部的所述防爆阀的数量为3个。

作为本实用新型所述的一种动力电池结构的一种改进，位于中间所述防爆阀的防爆压力小于相邻的两个所述防爆阀的防爆压力。

本实用新型的有益效果在于，本实用新型包括壳体，所述壳体两侧导通，且所述壳体的顶部和/或底部安装有若干个防爆阀；侧盖，所述侧盖设置在所述壳体的侧部，且安装有若干个极柱。由于极柱和防爆阀一般均设计在同一侧，极柱的上方的电压、温度等线束较多，在电芯发生热失控时，火焰喷向极柱的上方，易造成电池上线束受损或烤燃现象，对电池的安全性有较大影响，因此，将极柱设在侧盖，防爆阀设在壳体的顶部，通过在侧盖设置极柱，调整防爆阀和极柱的位置，使得防爆阀和极柱安装在壳体的不同方向，即，壳体侧部上的侧盖只有极柱，没有防爆阀，得益于侧盖无其他部件占用空间，可安装电压、温度等线束，不仅避免线束需跨过防爆阀的情况，还避免防爆阀的高热空气喷向线束，降低线束受损或烤燃的情况，从而提高电池的安全性。本实用新型通过调整极柱和防爆阀的位置，避免电池上线束受损或烤燃的情况，降低电芯热失控对电池的影响，有助于提高电池的安全性。

附图说明

下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施方式的特征、优点和技术效果。

图1为本实用新型的实施方式一的结构示意图。

图2为本实用新型的实施方式一的分解示意图。

图3为本实用新型的实施方式四的结构示意图。

图4为本实用新型的实施方式四的分解示意图。

图5为本实用新型的实施方式五的分解示意图。

图6为本实用新型的实施方式六的分解示意图。

其中，附图标记说明如下：

1-壳体；

2-防爆通孔；

3-侧盖；

4-防爆阀；

5-极柱；

6-顶盖。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

在实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图1～6对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。

实施方式一

一种动力电池结构，包括：壳体1，壳体1两侧导通，壳体1的顶部或底部安装有若干个防爆阀4；侧盖3，侧盖3设置在壳体1的侧部，且安装有若干个极柱5。由于极柱和防爆阀一般均设计在同一侧，极柱的上方的电压、温度等线束较多，在电芯发生热失控时，火焰喷向极柱的上方，易造成电池上线束受损或烤燃现象，对电池的安全性有较大影响，因此，参见图1～2所示，将极柱5设在侧盖3，防爆阀4设在壳体1的顶部，通过在侧盖3设置极柱5，调整防爆阀4和极柱5的位置，使得防爆阀4和极柱5安装在壳体1的不同方向，即，壳体1侧部上的侧盖3只有一个极柱5，没有防爆阀4，得益于侧盖3无其他部件占用空间，可安装电压、温度等线束，不仅避免线束需跨过防爆阀4的情况，还避免防爆阀4的高热空气喷向线束，降低线束受损或烤燃的情况，从而提高电池的安全性；其中，壳体1为一体式结构，可在壳体1成型前，预留防爆通孔2的位置，也可以在壳体1成型后通过钻加工或铣削加工等方式形成防爆通孔2，然后将防爆阀4安装于防爆通孔2，相比现有的顶盖防爆阀装配结构，省去了安装顶盖片，有助于简化生产工序，提高生产效率。

由于在动力电池出现热失控时，高温气体是沿竖直方向扩散，在壳体1的顶部或底部安装有若干个防爆阀4，使得电池内部产生的气体从防爆阀4排出之后，即可沿竖直方向直接到达外部环境，且壳体1的顶部空气流动的速度较快，这极大地提高了气体排出效率，实现快速且顺畅的排压，进而保障电池安全

具体的，壳体1为一体式结构，包括四个基板依次相连，四个基板围成两侧导通的结构，壳体1的两侧具有开口，两个侧盖3分别固定在两个开口，形成密封腔，电芯容置于密封腔内，侧盖3可以为金属材料形成的具有一定强度的结构，侧盖3可以由多个部分分体成型，再通过焊接等方式将多个部分连接为一体，也可以采用一体成型的方式形成；在完成将卷芯安装至两侧导通的壳体1之后，可以通过焊接等方式将侧盖3与壳体1连接到一起，形成安全性更高的、密封效果更好的动力电池的外部结构。

在根据本实用新型的动力电池结构中，还包括电芯，电芯容置于壳体1，电芯可通过将第一极片、第二极片以及位于第一极片和第二极片之间的隔膜一同堆叠或卷绕而形成叠芯或卷芯，其中，隔膜是介于第一极片和第二极片之间的绝缘体，本实施方式的卷芯整体为扁平状结构，同样地，在其他的实施方式中，第一极片还可以为负极片，而第二极片为正极片，另外，正极片活性物质被涂覆在正极片的涂覆区上，而负极片活性物质被涂覆到负极片的涂覆区上。由卷芯的涂覆区延伸出的未涂覆区则作为极耳，电芯包括两个极耳，即正极耳和负极耳，正极耳从正极片的涂覆区延伸出，负极耳从负极片的涂覆区延伸出。两个极耳分别从卷芯与壳体1两侧对应侧部延伸出，卷芯的每个端面延伸出一个极耳，卷芯的两个端面以及两个极耳均面向壳体设置，卷芯具有交替设置的宽面和窄面，可选地，卷芯的窄面朝向壳体1的两侧的开口，卷芯的宽面朝向壳体1的大面，壳体1的大面可与其它电芯贴紧，形成电池模组。

当电池发生热失控，产生的气体从卷绕极片的层间间隙逸出之后，即可直接到达防爆孔所在的位置处，这极大地缩短了气体的排出路径，提高了气体排出效率。

在根据本实用新型的动力电池结构中，参见图1～2所示，壳体1顶部或底部设置有若干个防爆通孔2，若干个防爆阀4安装于防爆通孔2。壳体1为一体式结构，可在壳体1成型前，预留防爆通孔2的位置，也可以在壳体1成型后通过钻加工或铣削加工等方式形成防爆通孔2，然后将防爆阀4安装于防爆通孔2，相比现有的顶盖防爆阀装配结构，省去了安装顶盖片，有助于简化生产工序，提高生产效率，防爆通孔2的形状及尺寸大小，可以根据实际防爆阀4的形状确定。

在根据本实用新型的动力电池结构中，参见图1～2所示，两个侧盖3固定在壳体1相对的两侧，两个侧盖3均安装一个极柱5。在完成将卷芯安装至两侧导通的壳体1之后，可以通过焊接等方式将两个侧盖3与壳体1连接到一起，形成安全性更高的、密封效果更好的动力电池的外部结构。其中，两个侧盖3均设置有极柱5及连接极柱5和极耳的转接件。一个极柱5通过一个转接件与相对应的一个极耳连接。转接件包括与极柱5连接固定的连接部、以及与极耳相连接的焊接部，连接部与极柱5相连接，焊接部至少部分地位于卷芯的端面和壳体1之间，并与极耳焊接。侧盖3上极柱5的数量可根据实际电池的结构进行调整，如，一个侧盖3设置一个或两个极柱5。

在根据本实用新型的动力电池结构中，相邻两个防爆阀4的间距为400mm，保证壳体1的顶部具有足够的结构强度，有助于延长壳体1的使用寿命。

在根据本实用新型的动力电池结构中，防爆阀4和极柱5的形状均为圆形。根据市场需求和电池实际结构，可以把防爆阀4和极柱5的形状设计为圆形，但本实用新型不以此为限，防爆阀4和极柱5的形状可以相同，也可以不相同，满足防爆阀4和极柱5匹配电池结构即可。

在根据本实用新型的动力电池结构中，参见图1～2所示，位于的壳体1顶部的防爆阀4的数量为3个。为了进一步降低动力电池在出现热失控时爆炸的风险，限定防爆阀4的数量为3个，防止因单个防爆阀4出现故障导致在动力电池出现热失控时，气体不能及时排出而造成电池爆炸，同时防止因开设防爆通孔2过多而降低壳体1的顶部的结构强度。

在根据本实用新型的动力电池结构中，参见图1～2所示，位于中间防爆阀4的防爆压力小于相邻的两个防爆阀4的防爆压力。当位于中间防爆阀4不足以泄压时，由于相邻的两个防爆阀4的防爆压力较大，两侧的防爆阀4启动并快速进行泄压，避免气体不能及时排出而造成电池爆炸的情况。

本实用新型的工作原理是：

将极柱5设在侧盖3，防爆阀4设在壳体1的顶部，通过在侧盖3设置极柱5，调整防爆阀4和极柱5的位置，使得防爆阀4和极柱5安装在壳体1的不同方向，即，壳体1侧部上的侧盖3只有极柱5，没有防爆阀4，得益于侧盖3无其他部件占用空间，可安装电压、温度等线束，不仅避免线束需跨过防爆阀4的情况，还避免防爆阀4的高热空气喷向线束，降低线束受损或烤燃的情况，从而提高电池的安全性。

实施方式二

与实施方式一不同的是：本实施方式的位于壳体1顶部的防爆阀4的数量为1个，相邻两个防爆阀4的间距为100mm，防爆阀4和极柱5的形状均为椭圆形。限定防爆阀4的数量为最小值，防止因单个防爆阀4出现故障导致在动力电池出现热失控时，气体不能及时排出而造成电池爆炸；限定相邻两个防爆阀4的间距为最小值，防止相邻两个防爆阀4的间距过小，导致防爆通孔2的间距过小，壳体1的机械强度下降；根据市场需求和电池实际结构，可以把防爆阀4和极柱5的形状设计为椭圆形，但本实用新型不以此为限，防爆阀4和极柱5的形状可以相同，也可以不相同，满足防爆阀4和极柱5匹配电池结构即可。

其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。

实施方式三

与实施方式一不同的是：本实施方式的位于壳体1顶部的防爆阀4的数量为6个，相邻两个防爆阀4的间距为1000mmmm，防爆阀4和极柱5的形状均为多边形。限定防爆阀4的数量为最大值，防止防爆阀4过多，导致生产电池的成本增加；限定相邻两个防爆阀4的间距为最大值，防止相邻两个防爆阀4的间距过大，导致防爆阀4排布稀疏，造成泄压效果降低；根据市场需求和电池实际结构，可以把防爆阀4和极柱5的形状设计为多边形，如三角形、五边形，但本实用新型不以此为限，防爆阀4和极柱5的形状可以相同，也可以不相同，满足防爆阀4和极柱5匹配电池结构即可。

其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。

实施方式四

与实施方式一不同的是：本实施方式的其中一个侧盖3安装极柱5，另一个侧盖3安装有防爆阀4。参见图3～4所示，这种结构不仅能够增加防爆阀4数量，实现快速且顺畅的排压，还可以在防爆阀开启时，高热能量空气喷向电池模组的顶面和其中一个侧面，可以避免烤燃另一个侧面的线束，从而可以有效地避免整个电池包的起火、爆炸情况，此外，另一个侧盖3安装极柱5，确保电池能够正常使用。

其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。

实施方式五

与实施方式一不同的是：本实施方式的壳体1的顶部和底部均安装有若干个防爆阀4。参见图5所示，为了进一步降低动力电池在出现热失控时爆炸的风险，壳体1的底部也可以安装若干个防爆阀4，这样在电池过充、短路、挤压、针刺或者是其他恶劣的条件下而造成电池内压骤升时，可以实现快速且顺畅的排压，进而保障电池安全。

其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。

实施方式六

与实施方式一不同的是：本实施方式的壳体1的顶部设置有开口，开口安装有顶盖6，若干个防爆阀4安装于顶盖6。参见图6所示，由于若干个防爆阀4安装于顶盖6，在调整防爆阀4位置时，只需替换相应的顶盖6，省去了对整个壳体1进行更换，有助于降低电池维修成本；设置于顶盖6的上的防爆通孔2可以采用钻加工或铣削加工等方式形成，防爆通孔2的形状及尺寸大小，可以根据实际情况确定；由于壳体1的顶部设置有开口，壳体1也可以为“u”型状结构，壳体1可以由铝型材经冲压折弯形成，顶盖6与壳体1之间的连接可以采用焊接的方式实现固定连接。

其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。