电池及用电装置的制作方法

本技术属于电池可靠性，尤其涉及一种电池及用电装置。

背景技术：

1、电池广泛用于各种电子设备，例如手机、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、电动飞机、电动轮船、电动玩具汽车、电动玩具轮船、电动玩具飞机和电动工具等等。电池可以包括镉镍电池、氢镍电池、锂离子电池和二次碱性锌锰电池等。

2、在电池技术的发展过程中，除了研究电池的性能，如何提高电池使用时的可靠性也是电池的研究重点之一。

3、上述的陈述仅用于提供与本技术有关的背景技术信息，而不必然地构成现有技术。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种电池及用电装置，以提高电池的使用可靠性。

2、第一方面，本技术实施例提供了一种电池，包括箱体、电池模块和泄压通道，电池模块位于箱体内，电池模块包括至少一个电池单体，每个电池单体设有第一泄压机构，箱体具有第二泄压机构；泄压通道连接至少一个电池单体的第一泄压机构与第二泄压机构，第一泄压机构用于在致动的情况下将电池单体内部产生的排放物释放到泄压通道，泄压通道用于将排放物引导至第二泄压机构，第二泄压机构用于在致动的情况下将泄压通道的排放物释放到箱体的外部；其中，电池单体、电池模块、箱体和泄压通道中的至少一个设有过滤件，过滤件设有用于阻挡排放物中的颗粒物通过的过滤孔。

3、本技术实施例的电池，当电池内的电池单体发生热失控后，第一泄压机构致动，电池单体产生的排放物通过第一泄压机构释放到泄压通道内并沿泄压通道运动到第二泄压机构，随着热失控的继续加剧，第二泄压机构致动，泄压通道内的排放物通过第二泄压机构释放到箱体的外部，而在此过程中，由于电池单体、电池模块、箱体和泄压通道中的至少一个设有过滤件，通过过滤件上的过滤孔可阻挡排放物中的高温的颗粒物通过，从而减少电池喷出的高温的颗粒物，有利于降低电池排气温度过高的风险，提高电池使用的可靠性。

4、在一些实施例中，在过滤件设于电池单体的情况下，第一泄压机构与过滤件为整体化结构，或者，过滤件与电池单体的壳体连接；在过滤件设于箱体的情况下，第二泄压机构与过滤件为整体化结构，或者，过滤件与箱体连接；或者，箱体的侧壁设有过滤孔，箱体的侧壁设有过滤孔的部分形成过滤件。

5、通过采用该实施例的技术方案，过滤件可灵活安装于箱体，制作方便。

6、在一些实施例中，在过滤件设于箱体的情况下，第二泄压机构朝向电池模块的侧方设有过滤件，以阻挡电池单体释放的颗粒物进入第二泄压机构；和/或，第二泄压机构背向电池模块的侧方设有过滤件，以阻挡第二泄压机构释放的颗粒物通过。

7、通过采用该实施例的技术方案，过滤件安装位置灵活，方便加工制作。

8、在一些实施例中，过滤件的所有的过滤孔的横截面积之和为过滤面积；在第二泄压机构朝向电池模块的侧方设有过滤件的情况下，位于第二泄压机构朝向电池模块的侧方的过滤件为第一过滤件，第一过滤件的过滤面积大于第二泄压机构的最大泄压面积；在第二泄压机构背向电池模块的侧方设有过滤件的情况下，位于第二泄压机构背向电池模块的侧方的过滤件为第二过滤件，第二过滤件的过滤面积小于第二泄压机构的最大泄压面积。

9、通过采用该实施例的技术方案，通过采用该实施例的技术方案，排放物的流通面积沿排放路径减小，可达到逐级泄压的效果，有利于提高排放物的排放效果，提高电池的使用可靠性；另外，流通面积逐步减小，也有利于减少设计冗余，有利于降低制作成本。

10、在一些实施例中，在第二泄压机构朝向电池模块的侧方设有多个第一过滤件的情况下，多个第一过滤件沿电池单体释放出来的排放物的排放路径依次排布，多个第一过滤件的过滤面积沿排放物的排放路径减小；在第二泄压机构背向泄压通道的侧方设有多个第二过滤件的情况下，多个第二过滤件沿第二泄压机构释放的排放物的排放路径依次排布，多个第二过滤件的过滤面积沿排放物的排放路径减小。

11、通过采用该实施例的技术方案，可实现排放物的多级过滤，有利于减少颗粒物的排放数量，同时，还可实现排放物的多级泄压，排放物的排放效果好，有利于提高电池的使用可靠性。

12、在一些实施例中，在第二泄压机构朝向电池模块的侧方设有多个第一过滤件的情况下，多个第一过滤件的过滤孔的孔径沿排放物的排放路径减小；在第二泄压机构背向泄压通道的侧方设有多个第二过滤件的情况下，多个第二过滤件的过滤孔的孔径沿排放物的排放路径减小。

13、通过采用该实施例的技术方案，可先将排放物中的大颗粒物过滤掉，再将排放物中的小颗粒过滤掉，这样逐级过滤有利于降低过滤件堵塞的概率，减少泄压不畅的风险，有利于提高电池的使用可靠性。

14、在一些实施例中，过滤件与第二泄压机构间隔设置。

15、通过采用该实施例的技术方案，可减少第二泄压机构和过滤件相干涉的风险。

16、在一些实施例中，过滤件包括板部以及环设于板部周围的环壁部，环壁部的一端与板部连接，环壁部的另一端与箱体连接，环壁部环设于第二泄压机构的周围，环壁部和板部中的至少一个设有过滤孔。

17、通过采用该实施例的技术方案，过滤件的结构简单，加工制作简单。

18、在一些实施例中，过滤件具有第一过滤部和第二过滤部，第一过滤部和第二过滤部均设有多个过滤孔，至少一个电池单体的第一泄压机构和第二泄压机构之间形成有第一排放路径和第二排放路径，第一排放路径经第一过滤部的过滤孔，第二排放路径经第二过滤部的过滤孔；在第一排放路径的长度大于第二排放路径的长度情况下，第一过滤部的过滤孔的孔径大于第二过滤部的过滤孔的孔径。

19、通过采用该实施例的技术方案，第一过滤部的过滤孔的孔径大于第二过滤部的过滤孔的孔径，这样沿长排放路径流动的排放物中的低温小颗粒物会直接通过第一过滤部的过滤孔排放到电池外，同时，第一过滤部的过滤孔也会将排放物中的温度较高的大颗粒阻挡；并且，而沿短排放路径流动的排放物中的温度高的大小颗粒物均会被第二过滤部的过滤孔阻挡，不会排放到电池外，这样便可减少电池排气温度过高的风险，提高电池的使用可靠性；另外，通过大小过滤孔的配合设计，排放物可快速地排出电池外，减少箱体内部憋压的风险。

20、在一些实施例中，过滤孔的数量为多个，任意两个过滤孔的孔径相同，或者，至少两个过滤孔的孔径不同。

21、通过采用该实施例的技术方案，过滤孔的孔径可灵活设置，方便加工制作。

22、在一些实施例中，孔径最大的过滤孔的横截面积为s，至少一个电池单体的第一泄压机构和第二泄压机构之间的最短排放路径的长度为l，则，其中，l的单位为m，s的单位为mm2。

23、通过采用该实施例的技术方案，通过的设定，使得过滤件的孔径最大的过滤孔的横截面积与电池单体的最短排放路径具有合理的设计，减少电池排气温度过高的风险，有利于提升电池的使用可靠性。

24、在一些实施例中，孔径最大的过滤孔的横截面积为s，任意一个电池单体的第一泄压机构和第二泄压机构之间的最短排放路径为l，则，其中，l的单位为m，s的单位为mm2。

25、通过采用该实施例的技术方案，每个电池单体的最短排放路径与过滤件的孔径最大的过滤孔的横截面积均处于合理的设计范围内，更好地提升电池的使用可靠性。

26、在一些实施例中，

27、通过采用该实施例的技术方案，过滤件的孔径最大的过滤孔的横截面积与电池单体的最短排放路径具有更合理的设计，电池发生排气温度过高的风险更小，电池的使用可靠性更好。

28、在一些实施例中，0.05m≤l≤4m。

29、通过采用该实施例的技术方案，最短排放路径的长度位于该范围内，最短排放路径不至于设计的过短，而导致颗粒物降温时间短，电池排出的颗粒物温度高容易引起电池外部环境恶化；最短排放路径不至于设于过长，而导致排放物的排放时间长，泄压不及时而出现箱体损坏严重。

30、在一些实施例中，电池的体积能量密度为e，孔径最大的过滤孔的横截面积为s，则，其中，e的单位为wh/l，s的单位为mm2。

31、通过采用该实施例的技术方案，通过的设定，使得过滤件的孔径最大的过滤孔的横截面积与电池的体积能量密度具有合理的设计，减少电池排气温度过高的风险，有利于提升电池的使用可靠性。

32、在一些实施例中，

33、通过采用该实施例的技术方案，过滤件的孔径最大的过滤孔的横截面积与电池的体积能量密度具有更合理的设计，电池发生排气温度过高的风险更小，电池的使用可靠性更好。

34、在一些实施例中，400wh/l≤e≤800wh/l。

35、通过采用该实施例的技术方案，大部分电池的体积能量密度e位于上述范围内，从而使得上述公式能够适用于大部分电池中，适用范围广。

36、在一些实施例中，0.06mm2≤s≤25mm2。

37、通过采用该实施例的技术方案，孔径最大的过滤孔的横截面积s位于上述范围内，过滤件可有效地拦截大部分高温颗粒物，减少电池排气温度过高的风险。

38、在一些实施例中，0.25mm2≤s≤6.25mm2。

39、通过采用该实施例的技术方案，孔径最大的过滤孔的横截面积设计更合理，能够进一步地减小，减少电池排气温度过高的风险。

40、在一些实施例中，泄压通道还包括用于与第二泄压机构连接的第一子泄压通道，电池还包括分隔件，分隔件用于隔开电池模块与第一子泄压通道，分隔件设有多个第一可通气结构，每个第一可通气结构连接至少一个电池单体的第一泄压机构和第一子泄压通道。

41、通过采用该实施例的技术方案，电池模块中的电池单体热失控后，该电池单体的第一泄压机构释放的排放物经第一可通气结构进入第一泄压通道，而第一泄压通道与电池模块之间通过分隔件隔开，这样可减少第一泄压通道内的排放物与电池模块中的其他电池单体的接触风险，减少热失控蔓延风险，有利于提高电池的使用可靠性。

42、在一些实施例中，泄压通道包括至少两个第一子泄压通道，每个第一子泄压通道连接不同的电池单体所对应的第一可通气结构，第一子泄压通道间通过间隔元件隔开。

43、通过采用该实施例的技术方案，当其中一个电池单体发生热失控的情况下，该电池单体释放的排放物进入与该电池单体连接的第一子泄压通道内，且第一子泄压通道间通过间隔元件隔开，这样排放物不会直接进入其他第一子泄压通道，有利于减少热失控蔓延的风险。

44、在一些实施例中，泄压通道还包括连通通道，分隔件的壁面和箱体的内壁面围设形成连通通道，每个第一子泄压通道通过连通通道与第二泄压机构相连接。

45、通过采用该实施例的技术方案，连接通道采用分隔件的壁面与箱体的内壁面围设形成连通通道，结构简单，方便加工制作。

46、在一些实施例中，电池模块包括至少一列电池单体，每列电池单体包括至少一个电池单体，每列电池单体对应设置有至少一个第一子泄压通道，每个第一子泄压通道沿对应的一列电池单体的排布方向延伸；每列电池单体所对应的每个第一可通气结构均与对应的第一子泄压通道连接。

47、通过采用该实施例的技术方案，电池单体发生热失控的情况下，该电池单体释放的排放物会进入对应的第一子泄压通道排出，排放物不会进入其他第一子泄压通道与其他电池单体接触，减少热失控蔓延的风险，提高电池单体的可靠性。

48、在一些实施例中，第二泄压机构位于电池模块沿第一子泄压通道的延伸方向的端部的侧方。

49、通过采用该实施例的技术方案，电池单体热失控后，第一子泄压通道内的排放物可快速地排放到第二泄压机构处，电池泄压排气效果好。

50、在一些实施例中，连通通道为环形通道，环形通道环设于分隔件的周围。

51、通过采用该实施例的技术方案，从第一子泄压通道排放出的排放物会进入环形通道并沿环形通道流动，这样可延长排放物的排放路径，从而延长排放物中的颗粒物降温时长，颗粒物排出电池外引起电池排气温度过高的风险小。

52、在一些实施例中，至少一列电池单体的两端设有端板，端板插入环形通道并与箱体的内壁面密封连接；泄压通道还包括第二子泄压通道，第二子泄压通道与第一子泄压通道相交，第二子泄压通道用于连通对应的第一子泄压通道和环形通道。

53、通过采用该实施例的技术方案，电池单体释放的排放物需经第一子泄压通道、第二子泄压通道和环形通道后流到第二泄压机构处，最终排出电池外，这样可延长排放物的排放路径，排放物中的颗粒物的降温时间长，有利于降低电池排气温度过高的风险。

54、在一些实施例中，每列电池单体的两端均设有端板，每个第一子泄压通道与第二子泄压通道连通。

55、通过采用该实施例的技术方案，电池单体中任意一个电池单体发生热失控，其释放的排放物均通过对应的第一子泄压通道和第二子泄压通道流入环形通道内，再经环形通道流动第二泄压机构，再经第二泄压机构释放到电池的外部，有利于提高电池的使用可靠性。

56、在一些实施例中，泄压通道包括多个第二子泄压通道，第二子泄压通道间通过间隔元件隔开。

57、通过采用该实施例的技术方案，多个第二子泄压通道的设计，使得第一子泄压机构内的排放物可经多个第二子泄压通道内排放，有利于排放物的快速排出，减少箱体内部憋压、温度过高等风险，提高电池的使用可靠性。

58、在一些实施例中，多个第二子泄压通道沿第一子泄压通道的延伸方向间隔排布。

59、通过采用该实施例的技术方案，在第一子泄压通道的延伸方向排布的电池单体，可通过与之对应的第二子泄压通道快速将电池单体的释放的排放物排入环形通道内，最终经第二泄压机构释放到箱体的外部，从而减少箱体内部憋压、温度过高等风险，有利于提高电池的使用可靠性。

60、在一些实施例中，第一子泄压通道和第二子泄压通道垂直。

61、通过采用该实施例的技术方案，第一子泄压通道和第二子泄压通道分布规整，方便加工制作。

62、在一些实施例中，环形通道设有与箱体连接的环形件，环形件用于将环形通道分隔为第一子环形通道和第二子环形通道，第二子环形通道环设于第一子环形通道的周围；环形件开设有用于连通第一子环形通道和第二子环形通道的第二可通气结构，第二子环形通道与第二泄压机构连接，第一子环形通道与第一子泄压通道连通。

63、通过采用该实施例的技术方案，电池单体释放的排放物需将第一子环形通道和第二子环形通道，这样可延长排放物的排放路径，排放物中的颗粒物的降温时间长，有利于减少电池排气温度过高的风险，有利于提高电池的使用可靠性。

64、在一些实施例中，第二可通气结构为通孔。

65、通过该实施例的技术方案，第二可通气结构为通孔，结构简单，方便加工制作。

66、在一些实施例中，环形件包括至少三个依次首尾连接的侧壁部，靠近第二泄压机构的侧壁部设有第二可通气结构。

67、通过采用该实施例的技术方案，第二可通气结构与第二泄压机构的距离近，经第二可通气结构的排放物可快速地运动到第二泄压机构，再经第二泄压机构排出，有利于箱体内部憋压等风险，有利于提高电池的使用可靠性。

68、在一些实施例中，在过滤件设于箱体的情况下，靠近第二泄压机构的侧壁部为过滤件，过滤孔为第二可通气结构。

69、通过采用该实施例的技术方案，直接在靠近第二泄压机构的侧壁部开设过滤孔，即可实现排放物的过滤，也可以实现第一子环形通道和第二子环形通道的连通，环形件和过滤件集成，其结构简单，方便加工制作。

70、在一些实施例中，环形件包括至少三个依次首尾连接的侧壁部，远离第二泄压机构的侧壁部设有第二可通气结构。

71、通过采用该实施例的技术方案，由于第二可通气结构与第二泄压机构之间距离较远，因此，经过第二可通气结构的排放物需要运动一定距离才能流到第二泄压机构处，从而排出箱体，这样可延长排放物的排放路径，排放物中的颗粒物的降温时间长，颗粒物的出箱温度低，有利于降低电池排气温度过高的风险，提高电池的使用可靠性。

72、在一些实施例中，靠近第二泄压机构的侧壁部为第一侧壁部，与第一侧壁部相邻的侧壁部和与第一侧壁部相对的侧壁部中的至少一个设有第二可通气结构。

73、通过采用该实施例的技术方案，第二可通气结构远离第二泄压机构的设计，这样可延长排放物的排放路径，排放物中的颗粒物的降温时间长，有利于降低电池排气温度过高的风险。

74、在一些实施例中，第二可通气结构位于对应的侧壁部的中部。

75、通过采用该实施例的技术方案，第二可通气结构位于侧壁部的中部，这样位于两端的电池单体到第二可通气结构的距离均不会太远，这样位于端部的电池单体释放的排放物也能够快速地排出，有利于提高电池的使用可靠性。

76、在一些实施例中，在过滤件设于箱体的情况下，远离第二泄压机构的侧壁部为过滤件，过滤孔为第二可通气结构。

77、通过采用该实施例的技术方案，直接在远离第二泄压机构的侧壁部开设过滤孔，即可实现排放物的过滤，也可以实现第一子环形通道和第二子环形通道的连通，环形件和过滤件集成，其结构简单，方便加工制作。

78、在一些实施例中，在过滤件设于箱体的情况下，过滤件盖设于第二可通气结构。

79、通过采用该实施例的技术方案，过滤件盖设在第二可通气结构处，其结构简单，方便加工制作。

80、在一些实施例中，过滤件位于电池模块和第二泄压机构之间；过滤件具有第一过滤部和第二过滤部，第一过滤部和第二过滤部均设有多个过滤孔，最靠近第二泄压机构的电池单体的第一泄压机构和第二泄压机构之间形成有第一排放路径和第二排放路径，第一排放路径经第一过滤部的过滤孔，第二排放路径经第二过滤部的过滤孔；在第一排放路径的长度大于第二排放路径的长度的情况下，第一过滤部的过滤孔的孔径大于第二过滤部的过滤孔的孔径。

81、通过采用该实施例的技术方案，第一过滤部的过滤孔的孔径大于第二过滤部的过滤孔的孔径，这样沿长排放路径流动的排放物中的低温小颗粒物会直接通过第一过滤部的过滤孔排放到电池外，同时，第一过滤部的过滤孔也会将排放物中的温度较高的大颗粒阻挡；并且，而沿短排放路径流动的排放物中的温度高的大小颗粒物均会被第二过滤部的过滤孔阻挡，不会排放到电池外，这样便可减少引起电池排气温度过高的风险，提高电池的使用可靠性；另外，通过大小过滤孔的配合设计，排放物可快速地排出电池外，减少箱体内部憋压的风险。

82、在一些实施例中，箱体还包括底板，分隔件通过间隔元件支撑于底板上，电池模块位于分隔件的上方，第一泄压机构位于电池单体的底部。

83、通过采用该实施例的技术方案，第一泄压机构位于电池单体的底部，同时，电池模块与第一子泄压机构通过分隔件隔开，这样第一泄压机构释放的排放物难以与电池单体顶部的电气部件接触，减少电池单体的损坏风险，有利于提高电池的使用可靠性。

84、在一些实施例中，分隔件为热管理部件，热管理部件用于与电池模块进行换热。

85、通过该实施例的技术方案，分隔件直接为热管理部件，这样无需增加额外的部件，有利于减少电池的零部件数量，方便加工制作。

86、第二方面，本技术实施例提供了一种用电装置，包括如上任一实施例的电池。

87、上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本技术的具体实施方式。