本实用新型专利技术涉及一种带定向爆喷装置的电芯、电池单元以及电池包，电芯包括铝塑膜本体、防爆阀，铝塑膜本体具有封装电芯本体的电芯容置腔，铝塑膜本体的周侧面上的非封边位置形成有向外凸起的凸包结构，所述凸包结构内具有与电芯容置腔连通的装配腔，防爆阀安装在凸包结构上且与装配腔连通。本实用新型专利技术设置凸包结构，并在凸包结构内形成装配腔，再在凸包结构上设置防爆阀，当电芯发生热失控的时候，热失控气体会在装配腔内聚集，进而从凸包结构上的防爆阀爆喷，凸包结构可以设置在铝塑膜本体周侧面的任意非封边位置，从而可实现内部电芯本体的定向爆喷，很大程度上简化了模组以及pack包关于热蔓延的设计，有效降低了模组以及pack包的成本。包的成本。包的成本。
【技术实现步骤摘要】
一种带定向爆喷装置的电芯、电池单元以及电池包
[0001]本技术涉及新能源电池
，具体涉及一种带定向爆喷装置的电芯、电池单元以及电池包。
技术介绍
[0002]软包电芯包括内部的电芯极片(正极极片、负极极片)、隔膜、电解液、铝塑膜、tab(正极tab、负极tab)、顶封密封胶等等。简单来说，软包电芯的内部为化学物质，外部为0.12～0.15mm的铝塑膜封装，而铝塑膜一般有三层结构，内部为封装PP层通常厚度为0.025～0.075mm、中间为铝箔层通常厚度为0.075～0.12mm、外部为PA防护层通常厚度为0.025～0.05mm。由于铝塑膜厚度薄的情况下，其机械强度弱，基本上能够承受的压力很小，一般认为铝塑膜能够承受的压力为2.5atm左右是脆弱的材料；而且，由于封装采用内部PP层的热压融合，实际能长久承受的压力更小，一般认为在1.5atm 以下。电芯内部产生热失控的情况一般包括以下几种情况：内短路、过充、外短路、温度过高、电芯内部严重析锂、电芯受到外部的破坏等等情况。当软包电芯内部由于各种原因产生热失控，电芯内部在短时间内发热温度急剧升高、电芯内部产气较多压力急剧升高，电芯封装的铝塑膜因为强度较差会在较短的时间内开裂一般会形成爆破，因为铝塑膜在各个位置的强度基本一致，这就使得铝塑膜在任何位置都会形成开裂甚至爆破的可能，无法形成定向爆破，甚至无法在需要的位置形成开裂形成爆破，即无法形成定向爆喷。
[0003]根据国标GB38031，目前在整个电池系统层面需要实现一定程度可控的热蔓延甚至无热蔓延，对于软包电池系统是比较难以实现，由于电芯级别在各个方向都可能产生爆破、烟雾甚至火焰在各个方向都可能弥漫甚至爆喷，这个在模组级别在pack级别需要加强防护，才可能在电池系统级别实现国标GB38031关于热失控的要求，这个对于模组和pack的设计开发是比较难以实现的，或者说，会显著的增加模组pack的成本。如果在电芯级别能实现定向爆喷，那么模组/pack只需要在软包定向爆喷的方向做相关的防范，并不需要在所有的方向做防火处理。这样很显然简化了模组/pack的设计，会显著的降低模组pack热蔓延的防护要求，会显著降低模组pack的成本。
技术实现思路
[0004]本技术为了在电芯级别实现定向爆喷，降低模组以及pack包热蔓延的防护需求，进而降低模组以及pack的成本，提供了一种带定向爆喷装置的电芯、电池单元以及电池包。
[0005]本技术解决上述技术问题的技术方案如下：一种带定向爆喷装置的电芯，包括铝塑膜本体、防爆阀，所述铝塑膜本体具有封装电芯本体的电芯容置腔，所述铝塑膜本体的周侧面上的非封边位置形成有向外凸起的凸包结构，所述凸包结构内具有与所述电芯容置腔连通的装配腔，所述防爆阀安装在所述凸包结构上且与装配腔连通。
[0006]本技术的有益效果是：本技术通过在电芯的铝塑膜壳体上设置凸包结
构，并在凸包结构内形成装配腔，再在凸包结构上设置防爆阀，当电芯发生热失控的时候，热失控气体会在装配腔内聚集，进而从凸包结构上的防爆阀爆喷，凸包结构可以设置在铝塑膜本体周侧面的任意非封边位置，从而可以实现内部电芯本体的定向爆喷，很大程度上简化了模组以及pack包关于热蔓延的设计，有效降低了模组以及pack包的成本，显著提高了产品热蔓延的可靠性。
[0007]一种带定向爆喷装置的电芯，包括铝塑膜本体、防爆阀，所述铝塑膜本体具有封装电芯本体的电芯容置腔，所述电芯本体的周侧面上的非封边位置形成有向内凹陷的凹坑结构，所述凹坑结构与相对位置处的铝塑膜本体合围形成装配腔，所述防爆阀安装在与所述凹坑结构相对布置的铝塑膜本体上且与所述装配腔连通。
[0008]本技术的有益效果是：本技术通过在电芯本体上设置凹坑结构，比如将极片设置成具有凹槽的异形极片，并在凹坑结构内形成装配腔，再在凹坑结构对应的了铝塑膜本体上设置防爆阀，当电芯发生热失控的时候，热失控气体会在装配腔内聚集，进而从凹坑结构对应的防爆阀爆喷，凹坑结构可以设置在铝塑膜本体周侧面的任意非封边位置，从而可以实现内部电芯本体的定向爆喷，很大程度上简化了模组以及pack包关于热蔓延的设计，有效降低了模组以及pack包的成本，显著提高了产品热蔓延的可靠性。
[0009]在上述技术方案的基础上，本技术还可以做如下改进。
[0010]进一步，所述防爆阀设置在所述电芯的极耳所在的侧面上；优选的，所述防爆阀邻近所述极耳设置。
[0011]采用上述进一步方案的有益效果是：由于极耳所在侧面的封边位置相对薄弱，容易发生热失控，将防爆阀设置在极耳封边位置，使热失控气体能够迅速从防爆阀位置排出。
[0012]进一步，所述防爆阀包括支撑件以及防爆膜，所述支撑件具有泄压通道，所述泄压通道与所述电芯容置腔连通，所述防爆膜固定在所述支撑件上且将所述泄压通道完全覆盖住，所述凸包结构或凹坑结构上开设有装配孔，所述支撑件的外周侧壁固定在所述装配孔内。
[0013]采用上述进一步方案的有益效果是：当电芯内部由于种种原因发生热失控时，压力逐渐或者瞬间增大，温度也会逐渐或者瞬间增大，高温高压的气体充满在支撑件的泄压通道，当压力达到防爆膜设定的压力值时，防爆膜开裂，高温高压气体通过防爆膜形成定向爆喷。
[0014]进一步，所述支撑件的外周侧壁通过注塑成型结合在所述装配孔内，并使装配孔处的铝塑膜本体嵌合在所述支撑件的外周侧壁上形成的环形槽内。
[0015]采用上述进一步方案的有益效果是：为避免对铝塑膜等电芯基础结构造成不必要损伤，支撑件可采用低温注塑材料，例如PP材料等，然后再通过热压等低温注塑工艺将支撑件压合在铝塑膜本体的装配孔处，使支撑件与铝塑膜本体连接成为一个整体。
[0016]进一步，所述防爆阀还包括压圈，所述压圈将所述防爆膜压接固定在所述支撑件背离所述电芯容置腔的一端端面上。
[0017]采用上述进一步方案的有益效果是：通过设置压圈，方便防爆膜的压接固定。
[0018]进一步，所述防爆阀还包括保护膜，所述保护膜固定在所述防爆膜背离所述电芯容置腔的一侧。
[0019]采用上述进一步方案的有益效果是：保护膜设置在防爆膜的最外面，能够保护防
爆膜，避免出现外在的人为破坏，保护膜一般采用粘接的方式与防爆膜或支撑件的外端端面连接成为整体。
[0020]进一步，所述防爆膜采用铝膜或铝膜与聚丙烯的复合体制成，所述防爆膜的厚度小于所述铝塑膜本体所用铝塑膜的厚度。
[0021]采用上述进一步方案的有益效果是：将防爆膜的厚度设置为小于铝塑膜的厚度，方便热失控气体冲破铝片进行爆喷。
[0022]一种电池单元，包括多个电芯，多个电芯堆叠布置，至少部分电芯采用上述的电芯。
[0023]本技术的有益效果是：本技术的电池单元能够从电芯级别实现定向爆喷，很大程度上简化了模组以及pack包关于热蔓延的设计，有效降低了模组以及pack包的成本，显著的提高了产品热蔓延的可靠性。...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种带定向爆喷装置的电芯，其特征在于，包括铝塑膜本体、防爆阀(3)，所述铝塑膜本体具有封装电芯本体(5)的电芯容置腔(12)，所述铝塑膜本体的周侧面上的非封边位置形成有向外凸起的凸包结构(15)，所述凸包结构(15)内具有与所述电芯容置腔(12)连通的装配腔(13)，所述防爆阀(3)安装在所述凸包结构(15)上且与装配腔(13)连通。2.一种带定向爆喷装置的电芯，其特征在于，包括铝塑膜本体、防爆阀(3)，所述铝塑膜本体具有封装电芯本体(5)的电芯容置腔(12)，所述电芯本体(5)的周侧面上的非封边位置形成有向内凹陷的凹坑结构，所述凹坑结构与相对位置处的铝塑膜本体合围形成装配腔(13)，所述防爆阀(3)安装在与所述凹坑结构相对布置的铝塑膜本体上且与所述装配腔(13)连通。3.根据权利要求1或2任一项所述的一种带定向爆喷装置的电芯，其特征在于，所述防爆阀(3)设置在所述电芯的极耳(4)所在的侧面上。4.根据权利要求3所述的一种带定向爆喷装置的电芯，其特征在于，所述防爆阀(3)邻近所述极耳(4)设置。5.根据权利要求1或2任一项所述的一种带定向爆喷装置的电芯，其特征在于，所述防爆阀(3)包括支撑件(31)以及防爆膜(32)，所述支撑件(31)具有泄压通道(33)，所述泄压通道(33)与所述电芯容置腔(12)连通，所述防爆膜(32)固定在所述支撑件(31)上且将...
【专利技术属性】
技术研发人员：熊伟，邱春林，
申请(专利权)人：孚能科技赣州股份有限公司，
类型：新型
国别省市：
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