电池单体、电池及用电设备的制作方法

本申请属于新能源电池，尤其涉及一种电池单体、电池及用电设备。

背景技术：

1、当电池单体发生热失控时，电池单体内产生高温烟气，高温烟气经泄压机构流出至电池单体的外部。并且，在电池单体发生热失控时，电池单体的壳体的内侧壁上的塑胶材质结构件发生软化、融化、坍塌，而且裸电芯也会在压力差作用下朝向泄压机构移动，继而裸电芯接触软化、融化、坍塌的塑胶材质，从而堵塞泄压机构的阀口，导致高温烟气无法由泄压机构流出至电池单体的外部。因此，泄压机构的阀口在电池单体发生热失控时极易被堵塞而导致无法排出高温烟气，进而存在壳体因气压升高导致爆裂的风险。

技术实现思路

1、本申请的目的在于提供一种电池单体、电池及用电设备，旨在解决目前的电池单体中泄压机构的阀口在电池单体发生热失控时极易被堵塞而导致无法排出高温烟气，进而存在壳体爆裂的风险的问题。

2、为实现上述目的，本申请采用的技术方案是：一种电池单体，包括：

3、裸电芯；

4、壳体，设有容纳空间，裸电芯安装于容纳空间内；

5、泄压机构，安装于壳体的其中一侧侧壁，泄压机构与容纳空间相连通；

6、支撑结构，设置于壳体的安装有泄压机构的侧壁的内侧，支撑结构设置为：在电池单体热失控时，支撑结构能够支撑起裸电芯，以使裸电芯与壳体的安装有泄压机构的侧壁之间形成流道，流道与泄压机构的阀口相连通。

7、在本申请的实施例设计提供的电池单体中，壳体的安装有泄压机构的一侧侧壁的内侧设置了支撑结构，在电池单体发生热失控时，支撑结构能够将裸电芯支撑起来，使得裸电芯与安装有泄压机构的侧壁的内侧表面保持有间隔，也就是，裸电芯与安装有泄压机构的侧壁的内侧表面之间形成了能够供高温烟气流动的流道，从而使得高温烟气能够顺畅流动向泄压机构的阀口，然后，高温烟气经泄压机构流出至壳体的外部。这样使得高温烟气不会在电池单体的壳体的容纳空间内积聚，从而较好地解决了因高温烟气积聚引起压力急剧升高而导致壳体破裂甚至爆炸的风险。

8、在本申请的一些实施例中，支撑结构包括多个支撑部，一部分支撑部和另一部分支撑部分别设置于泄压机构沿第一方向的相对两侧。如此使得裸电芯朝向泄压机构的端部平面与安装有泄压机构的侧壁的内侧表面是基本平行的，使得泄压机构沿第一方向x的两侧均形成有流道，从而高温烟气能够快速地经泄压机构排出至容纳空间的外部。

9、在本申请的一些实施例中，在泄压机构沿第一方向的两侧的任一侧，相邻两个支撑部之间间隔设置。这样使得各条流道中流动的高温烟气相互窜连，从而使得各条流道中的高温烟气不会受到流动阻滞，有助于提高高温烟气的流动效率。

10、在本申请的一些实施例中，多个支撑部沿垂直于第一方向的第二方向排布成间隔的至少两列，每列支撑部沿第一方向呈直线分布。多列支撑部同时支撑住裸电芯，使得裸电芯朝向泄压机构的端部的受力分布比较均匀，从而减少裸电芯在高压、高速流动的高温烟气的作用下引起裸电芯不平衡而抖动频率。

11、在本申请的一些实施例中，在泄压机构沿第一方向的两侧的任一侧，沿第一方向的相邻两个支撑部之间的间隔相等。这样使得各条流道中流动的高温烟气相互窜连，从而使得各条流道中的高温烟气不会受到流动阻滞，有助于提高高温烟气的流动效率。

12、在本申请的一些实施例中，多个支撑部中的至少一个的截面形状为圆形、方形、三角形、梯形、棱形或椭圆形。在设计各个支撑部的轮廓形状时，就可以根据壳体的容纳空间的空间形状及空间大小灵活地选用不同轮廓形状的支撑部，从而确保布置完成的各个支撑部在支撑柱裸电芯的同时能够形成供高温烟气流动的流道。

13、在本申请的一些实施例中，各个支撑部为热膨胀型防火胶构件，各个热膨胀型防火胶构件贴装于壳体的安装有泄压机构的侧壁的内侧。热膨胀型防火胶在常温环境下是正常态，体积较小；当热膨胀型防火胶受热时，热膨胀型防火胶吸收热量发生膨胀，对裸电芯进行支撑，使得裸电芯与侧壁的内侧表面之间能够形成供高温烟气流动的流道。

14、在本申请的一些实施例中，热膨胀型防火胶构件突出于壳体的内侧表面；或者，热膨胀型防火胶构件的表面与壳体的内侧表面平齐；或者，热膨胀型防火胶构件的表面低于壳体的内侧表面。当热膨胀型防火胶受到高温烟气加热时，热膨胀型防火胶受热膨胀并突出于容纳槽，从而对裸电芯进行支撑，使得裸电芯与侧壁的内侧表面之间能够形成供高温烟气流动的流道。

15、在本申请的一些实施例中，各个支撑部为凸块，凸块朝向裸电芯突出于壳体的安装有泄压机构的侧壁的内侧表面。当电池单体发生热失控时，凸块支撑住裸电芯，能够始终保持流道畅通，从而使得高温烟气能够顺畅流动至泄压机构。

16、在本申请的一些实施例中，各个支撑部和壳体为一体成型的部件，提高制造成型各个支撑部的成型效率。

17、在本申请的一些实施例中，各个支撑部为陶瓷块，陶瓷块镶嵌固定于壳体的安装有泄压机构的侧壁的内侧。当电池单体发生热失控时，陶瓷块支撑住裸电芯，能够始终保持流道畅通，从而使得高温烟气能够顺畅流动至泄压机构。

18、在本申请的一些实施例中，各个陶瓷块突出于壳体的内侧表面的高度为0.2-4mm，如此能够最大程度地合理优化利用容纳空间的空间利用率。

19、根据本申请的另一方面，提供了一种电池。其中，该电池包括如前述的电池单体。

20、根据本申请的又一方面，提供了一种用电设备。其中，该用电设备包括如前述的电池。

技术特征：

1.一种电池单体，包括：

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，

5.根据权利要求4所述的电池单体，其特征在于，

6.根据权利要求2-5任一项所述的电池单体，其特征在于，

7.根据权利要求6所述的电池单体，其特征在于，

8.根据权利要求7所述的电池单体，其特征在于，

9.根据权利要求6所述的电池单体，其特征在于，

10.根据权利要求9所述的电池单体，其特征在于，

11.根据权利要求9所述的电池单体，其特征在于，

12.根据权利要求11所述的电池单体，其特征在于，

13.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1-12任一项所述的电池单体。

14.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求13所述的电池。

技术总结
本申请属于新能源电池技术领域，尤其涉及一种电池单体、电池及用电设备。其中，电池单体包括：裸电芯；壳体，设有容纳空间，裸电芯安装于容纳空间内；泄压机构，安装于壳体的其中一侧侧壁，泄压机构与容纳空间相连通；支撑结构，设置于壳体的安装有泄压机构的侧壁的内侧，支撑结构设置为：在电池单体热失控时，支撑结构能够支撑起裸电芯，以使裸电芯与壳体的安装有泄压机构的侧壁之间形成流道，流道与泄压机构的阀口相连通。应用本申请的技术方案旨在解决目前的电池单体中泄压机构的阀口在电池单体发生热失控时极易被堵塞而导致无法排出高温烟气，进而存在壳体爆裂的风险的问题。

技术研发人员：刘真威,吴泽,刘江,姚斌,吴宁生
受保护的技术使用者：宁德时代新能源科技股份有限公司
技术研发日：20231122
技术公布日：2024/2/21