电芯及用电装置的制作方法

本技术涉及电池，尤其涉及一种电芯及用电装置。

背景技术：

1、随着新能源技术的快速发展，电池已经被广泛应用于电子设备、电动汽车、电动两轮车、电动工具等领域。对电池的质量、安全以及小型化等要求也越来越高。

2、现有技术中的电芯一般在外壳表面设置通孔，在通孔位置设置泄压组件，在常规工况下，泄压组件通过胶膜密封；在电池温度升高并达到热失控工况后，泄压组件的胶膜熔融，形成泄压通道。目前，当电池处于常规工况下，泄压组件容易出现自行泄压，导致电池的稳定性较差；另外，当电池处于热失控工况下，胶膜状态若未及时变化并形成泄压通道，容易引发电池燃烧及爆炸等问题。

技术实现思路

1、本技术实施例提供一种电芯及用电装置，能够降低泄压组件在常规工况下自行泄压的风险，提高电池包的稳定性，并且当电芯处于热失控工况时，胶膜状态能够及时变化并形成泄压通道的可控性得到提高，可降低电芯燃烧及爆炸的风险，使得电池包具有较高的安全性。

2、第一方面，本技术实施例提供一种电芯，其包括：外壳，具有容纳腔，外壳包括第一侧壁，第一侧壁设有与容纳腔相连通的第一通孔；电极组件，容纳于容纳腔；泄压组件，包括转接片和胶膜，转接片位于第一侧壁背向容纳腔的一侧并焊接于第一侧壁，胶膜粘接于转接片背向第一侧壁的一侧，第一通孔沿第一方向的投影位于转接片的外沿沿第一方向的投影范围内，第一方向垂直于第一侧壁的外侧面，转接片设有连通于第一通孔的第二通孔，沿第一方向，第二通孔的投影同时位于胶膜的外沿的投影范围内及第一通孔的投影范围内。

3、对于本技术技术方案，在电池包的生产过程中，工作人员先将胶膜粘接至转接片，再将转接片焊接至第一侧壁，由于胶膜与转接片之间不会存在电解液影响，从而可以保证常规工况下胶膜与转接片之间的粘接力能够达到设计要求，另外转接片与第一侧壁之间焊接的连接方式使得两者之间的连接强度远大于胶膜的粘接力，因此，本技术技术方案降低了泄压组件在常规工况下自行泄压的风险，提高了电池包的稳定性。另外，由于胶膜与转接片之间不存在电解液等杂物的影响；且通过限定第一通孔与第二通孔的关系，使第二通孔的横截面积小于第一通孔的横截面积，即使部分胶膜受到外力陷入第二通孔，也不会粘接到第一侧壁，因此胶膜面向第一侧壁侧的整体粘接区域可控。胶膜面向第一侧壁侧的整体粘接强度与胶膜面向第一侧壁侧的整体粘接面积呈正相关，所以在准确知道胶膜面向第一侧壁侧的整体粘接区域前提下，通过计算或者实验得出的胶膜面向第一侧壁侧的整体粘接强度具有较高的准确度，使得工作人员较为容易预估电芯处于热失控工况时，胶膜的变化状态。因此，对于本技术技术方案，当电芯处于热失控工况时，胶膜状态能够及时变化并形成泄压通道的可控性得到提高，可降低电芯燃烧及爆炸的风险，使得电池包具有较高的安全性。

4、在一些实施例中，胶膜的外沿沿第一方向的投影位于转接片的外沿沿第一方向的投影范围内，胶膜的外沿与转接片的外沿之间的转接片区域焊接于第一侧壁。由于转接片的焊接区域及转接片与胶膜的粘接区域不重合，因此焊接造成的转接片微小变形不会影响到胶膜与转接片之间的粘接面积，所以可进一步提高通过计算或者实验得出的胶膜与转接片之间的粘接强度的准确度。

5、在一些实施例中，泄压组件还包括挡片，挡片粘接于胶膜背向转接片的一侧，第二通孔沿第一方向的投影位于挡片沿第一方向的投影范围内。

6、在一些实施例中，胶膜设有连通于第二通孔的第三通孔。

7、在一些实施例中，第一通孔、转接片的外沿、第二通孔、胶膜的外沿、第三通孔和挡片沿第一方向的投影均呈圆形，第一通孔的轴线、转接片的外沿的轴线、第二通孔的轴线、胶膜的外沿的轴线、第三通孔的轴线和挡片的轴线同轴设置。

8、在一些实施例中，第二通孔的直径为d1，满足，0.5mm≤d1≤2mm。

9、在一些实施例中，0.8mm≤d1≤1.2mm。当电芯内部单位压强一致时，电芯内压作用在挡片的面积越小，挡片越不容易被顶开并完成泄压，随着第二通孔直径d1的变小，对应电芯内压作用在挡片的面积越小，热箱测试通过率会降低；随着第二通孔直径d1的变大，热箱测试通过率有大幅提升。当d1为0.5mm时，能够达到较为理想的热箱测试通过率；当d1为0.8mm时，能够达到更高的热箱测试通过率；当d1为1mm时，能够达到100%的热箱测试通过率。若第二通孔直径过大，会直接导致挡片直径与第二通孔直径的差值变小，使得转接片与挡片之间形成的有效密封宽度变小，进而会直接导致密封性能下降，因此将第二通孔直径限定在1.2mm以内时，能够使转接片与挡片之间形成足够的有效密封宽度。

10、在一些实施例中，挡片的直径为d2，满足，0.5mm≤d2-d1≤2mm。

11、在一些实施例中，1.3mm≤d2-d1≤1.7mm。随着挡片直径与第二通孔直径的差值变小，转接片与挡片之间形成的有效密封宽度变小，进而会直接导致密封性能下降，高温高湿测试通过率降低；另外，在第二通孔直径与转接片的外沿直径一定时，位于挡片外周的转接片的可焊接区域增大，焊接优率测试通过率提升。当挡片直径与第二通孔直径的差值在0.5mm至2mm时，能够达到较为理想的高温高湿测试通过率和焊接优率测试通过率；当挡片直径与第二通孔直径的差值在1.3mm至1.7mm之间时，能够达到更高的高温高湿测试通过率和焊接优率测试通过率。

12、在一些实施例中，转接片的外沿直径为d3，满足，0.4mm≤d3-d2≤1.9mm。

13、在一些实施例中，0.4mm≤d3-d2≤1.4mm。随着转接片的外沿直径与挡片直径的差值增大，位于挡片外周的转接片的可焊接区域增大，焊接优率测试通过率提升；另外，当第二通孔直径与转接片的外沿直径一定时，第二转接片与挡片之间形成的有效密封宽度变小，进而会直接导致密封性能下降，高温高湿测试通过率降低。当转接片的外沿直径与挡片直径的差值在0.4mm至1.9mm时，能够达到较为理想的高温高湿测试通过率和焊接优率测试通过率；当转接片的外沿直径与挡片直径的差值在0.4mm至1.4mm时，能够达到更高的高温高湿测试通过率和焊接优率测试通过率。

14、在一些实施例中，胶膜的外沿直径为d4，满足，0≤d4-d2≤（d3-d2）/2-0.2mm。由0≤d4-d2可知，胶膜的外沿直径不小于挡片的直径，使得胶膜与挡片之间，及胶膜与转接片之间有足够的粘接面积，在常规工况下具有较好的密封效果。另外，d4-d2≤（d3-d2）/2-0.2mm变形可得d3-d4≥（d4-d2）＋0.4mm，可知，当胶膜的外沿直径与挡片直径的差值取极小值零时，转接片的外沿直径与胶膜的外沿直径的差值为0.4mm以上；且随着胶膜的外沿直径与挡片直径的差值的增大，转接片的外沿直径与胶膜的外沿直径的差值的极小值也会增大，也就是说，转接片的外沿与胶膜的外沿之间具有较大的用于焊接的区域，因此，能够达到较高的焊接优率测试通过率。

15、在一些实施例中，第三通孔的直径为d5，满足，d5≥0.3mm。

16、在一些实施例中，转接片、第二通孔、胶膜、第三通孔和挡片沿第二方向的长度分别大于各自自身沿第三方向的长度，第二方向和第三方向均垂直于第一方向，第三方向平行于外壳的厚度方向，第二通孔沿第三方向的长度为h1，满足，0.5mm≤h1≤2mm。相较于圆形结构的第二通孔，本技术方案中的第二通孔具有较大的横截面积，因此，第一通孔也具有相对较大的横截面积，当电芯处于热失控工况时，泄压组件具有较高的泄压效率。

17、在一些实施例中，转接片的表层与挡片的表层均设有钝化层，钝化层的厚度为h2，满足，10nm≤h2≤150nm。

18、在一些实施例中，胶膜的厚度为h3，满足，0.02mm≤h3≤0.06mm。当胶膜厚度在0.02mm时，焊接优率测试、热箱测试、高温高湿测试均具有较高的通过率，将胶膜厚度限定在0.02mm以上，可防止胶膜过薄影响密封效果；当胶膜厚度在0.06mm时，焊接优率测试、热箱测试、高温高湿测试均具有较高的通过率，由于胶膜在熔融状态会出现溢胶，如果溢胶量过大会影响泄压效率，因此将胶膜厚度限定在0.06mm以下，能够控制溢胶量。

19、在一些实施例中，第一通孔为注液孔。

20、在一些实施例中，第一侧壁的外侧面设有向容纳腔凹陷的沉槽，第一通孔位于沉槽底部，泄压组件位于沉槽内。可避免泄压组件占用较大的外壳外部空间，另外，当泄压组件进行泄压时，沉槽内能够存储部分喷出的电解液，避免通过泄压组件喷出的电解液完全作用于电芯外部的电路，能够对电芯外部的电路起到一定的保护作用。

21、第二方面，本技术实施例提供了一种用电装置，包括上述的电芯，电芯用于向用电装置提供电能。