本發(fā)明涉及電池技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種實(shí)現(xiàn)電池失穩(wěn)保護(hù)的電池模組和動(dòng)力電池。

背景技術(shù)：

軟包電芯在過(guò)充、過(guò)熱或其他條件的刺激下會(huì)發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象，電芯失穩(wěn)時(shí)產(chǎn)生大量的熱并噴出高溫高壓氣體。電芯本身的高溫環(huán)境及噴出的高溫高壓氣體可能會(huì)引起周?chē)娦镜氖Х€(wěn)。傳統(tǒng)軟包模組均未考慮電芯失穩(wěn)時(shí)的保護(hù)，導(dǎo)致電芯失穩(wěn)時(shí)周?chē)娦纠^續(xù)給失穩(wěn)電芯補(bǔ)充電能，從而導(dǎo)致失穩(wěn)電芯反應(yīng)更劇烈更持久，嚴(yán)重影響周?chē)娦镜臏囟拳h(huán)境，對(duì)成組安全造成很大影響。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

有鑒于此，本發(fā)明提供了一種實(shí)現(xiàn)電池失穩(wěn)保護(hù)的電池模組和動(dòng)力電池，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)失穩(wěn)電芯的熔斷保護(hù)。

本發(fā)明提供的技術(shù)方案如下：

一種實(shí)現(xiàn)電芯失穩(wěn)保護(hù)的電池模組，用于固定多個(gè)電芯，該電池模組包括第一固定端板、第二固定端板和設(shè)置在所述第一固定端板、第二固定端板之間的多個(gè)電芯固定板，其中：

所述電芯包括電芯本體、包覆在所述電芯本體外的封裝外殼和設(shè)置在所述封裝外殼一側(cè)與所述電芯本體的正負(fù)極分別連接的兩個(gè)極耳，所述極耳包括正極極耳和負(fù)極極耳，所述封裝外殼形成突出所述電芯本體的封邊；

所述第一固定端板、第二固定端板、電芯固定板相配合形成通過(guò)壓合固定所述封邊以固定所述電芯的固定腔室，所述第一固定端板、第二固定端板或電芯固定板上設(shè)置有位于所述電芯的極耳一側(cè)的凹槽，以使每個(gè)所述固定腔室對(duì)應(yīng)有至少一個(gè)凹槽，所述固定腔室固定壓合所述封邊時(shí)，所述凹槽未壓合對(duì)應(yīng)位置的所述封邊；

所述電池模組還包括設(shè)置在所述極耳一側(cè)的多個(gè)集流板，每個(gè)所述集流板與一個(gè)電芯的正極極耳及相鄰另一個(gè)電芯的負(fù)極極耳連接，以使每個(gè)所述電芯固定板一側(cè)的所有所述電芯串聯(lián)，每個(gè)所述集流板包括設(shè)置在所述凹槽內(nèi)的熔斷部，所述熔斷部在承受溫度超過(guò)預(yù)設(shè)溫度時(shí)或承受氣體沖擊壓力超過(guò)預(yù)設(shè)壓力值時(shí)斷裂。

優(yōu)選地，所述封裝外殼在設(shè)置所述極耳的一側(cè)、與設(shè)置所述極耳的一側(cè)相鄰的兩側(cè)分別形成所述封邊，所述封邊沿所在電芯的側(cè)面延伸。

優(yōu)選地，所述集流板包括與一個(gè)所述電芯的正極極耳連接的第一連接端和與相鄰的所述電芯的負(fù)極極耳連接的第二連接端，所述熔斷部將所述第一連接端和第二連接端連為一體。

優(yōu)選地，所述第一固定端板一側(cè)設(shè)置有至少一個(gè)第一容置槽，所述電芯固定板遠(yuǎn)離所述第一固定端板的一側(cè)設(shè)置有至少一個(gè)第二容置槽，每個(gè)所述第一容置槽和第二容置槽的至少一個(gè)中設(shè)置有階梯部；

所述第一固定端板和第二固定端板其中一個(gè)及所述電芯固定板其中一側(cè)設(shè)置有用于壓合固定所述封邊的凸起，所述凸起包括設(shè)置在第二固定端板一側(cè)與每個(gè)所述階梯部配合的多個(gè)第一凸起部和設(shè)置在所述電芯固定板遠(yuǎn)離所述第一固定端板的一側(cè)與每個(gè)所述階梯部配合的多個(gè)第二凸起部；

所述第一凸起部、第二凸起部與所述階梯部配合壓合所述封邊，且使所述第一容置槽、第二容置槽與所述第一凸起部、第二凸起部配合形成所述固定腔室。

優(yōu)選地，所述凹槽設(shè)置在與所述電芯上設(shè)置極耳一側(cè)對(duì)應(yīng)的所述第一凸起部和第二凸起部上，每個(gè)所述固定腔室對(duì)應(yīng)兩個(gè)凹槽，每一排所述固定腔室對(duì)應(yīng)的凹槽設(shè)置在相鄰兩個(gè)電芯的正極極耳和負(fù)極極耳之間。

優(yōu)選地，每個(gè)所述集流板包括一個(gè)熔斷部，所述熔斷部設(shè)置在其中一個(gè)所述凹槽中。

優(yōu)選地，所述熔斷部為設(shè)置在所述凹槽內(nèi)的向遠(yuǎn)離所述電芯的方向彎曲的弧形熔斷部。

優(yōu)選地，所述熔斷部為鋁制。

優(yōu)選地，所述電芯為聚合物電芯。

本發(fā)明還提供了一種動(dòng)力電池，包括至少一個(gè)上面所述的實(shí)現(xiàn)電芯失穩(wěn)保護(hù)的電池模組。

本申請(qǐng)通過(guò)將電芯的封裝外殼設(shè)置成突出的封邊，并通過(guò)固定結(jié)構(gòu)將封邊壓合，且通過(guò)凹槽為電芯的爆噴預(yù)留了排氣口。在電芯出現(xiàn)失穩(wěn)并向外噴氣時(shí)，高溫高壓的氣體可以將設(shè)置在凹槽處的集流板上的熔斷部熔斷，切斷發(fā)生爆噴的電芯與其他電芯的連接。避免其他電芯為失穩(wěn)電芯補(bǔ)充電能，減小了單個(gè)電芯失穩(wěn)時(shí)的劇烈程度和反應(yīng)時(shí)間，保證整體電池模組的供電安全。

為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉較佳實(shí)施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說(shuō)明如下。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，應(yīng)當(dāng)理解，以下附圖僅示出了本發(fā)明的某些實(shí)施例，因此不應(yīng)被看作是對(duì)范圍的限定，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他相關(guān)的附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種實(shí)現(xiàn)電池失穩(wěn)保護(hù)的電池模組的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種實(shí)現(xiàn)電池失穩(wěn)保護(hù)的電池模組的整體結(jié)構(gòu)示意圖。

圖3為圖2中I部分的放大示意圖。

圖4為本發(fā)明實(shí)施例提供的電芯的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖5為本發(fā)明實(shí)施例提供的電芯固定板一側(cè)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖6為圖5中II部分的放大示意圖。

圖7為本發(fā)明實(shí)施例提供的電芯固定板另一側(cè)的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖8為圖7中III部分的放大示意圖。

圖9為本發(fā)明實(shí)施例提供的集流板的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖10為本發(fā)明實(shí)施例提供的集流板與多個(gè)電芯連接的示意圖。

圖11為第一固定端板與相鄰的一個(gè)電芯固定板及其固定的多個(gè)電芯的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖12為圖11中IV部分的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖標(biāo)：100-電池模組；101-第一固定端板；102-第二固定端板；103-電芯固定板；1031-第二容置槽；1032-階梯部；1033-第一凸起部；104-凹槽；105-集流板；1051-熔斷部；1052-第一連接端；1053-第二連接端；200-電芯；201-電芯本體；202-封邊；203-極耳。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中附圖，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實(shí)施例的組件可以以各種不同的配置來(lái)布置和設(shè)計(jì)。因此，以下對(duì)在附圖中提供的本發(fā)明的實(shí)施例的詳細(xì)描述并非旨在限制要求保護(hù)的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實(shí)施例。基于本發(fā)明的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒(méi)有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。同時(shí)，在本發(fā)明的描述中，術(shù)語(yǔ)“第一”、“第二”等僅用于區(qū)分描述，而不能理解為指示或暗示相對(duì)重要性。

本申請(qǐng)實(shí)施例提供一種實(shí)現(xiàn)電芯失穩(wěn)保護(hù)的電池模組100，用于固定多個(gè)電芯200，如圖1至圖3所示，該電池模組100包括第一固定端板101、第二固定端板102和設(shè)置在所述第一固定端板101、第二固定端板102之間的多個(gè)電芯固定板103。

一個(gè)電池模組100中可以包括多個(gè)電芯200，如果其中一個(gè)電芯200發(fā)生了爆噴等失穩(wěn)意外，需要將該電芯200及時(shí)從整體電池模組100中隔離。此時(shí)，如果發(fā)生爆噴等意外情況的電芯200依然接入到電路中，就會(huì)出現(xiàn)電池模組100中的其他正常電芯200會(huì)對(duì)出現(xiàn)失穩(wěn)的電芯200進(jìn)行電能的補(bǔ)充，從而加劇失穩(wěn)狀況，甚至引起整個(gè)電池模組100的失穩(wěn)，給電池模組100的安全運(yùn)行帶來(lái)嚴(yán)重的安全影響。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，如圖4所示，所述電芯200包括電芯本體201、包覆在所述電芯本體201外的封裝外殼和設(shè)置在所述封裝外殼一側(cè)與所述電芯本體201的正負(fù)極分別連接的兩個(gè)極耳203，所述封裝外殼形成突出所述電芯本體201的封邊202；

所述第一固定端板101、第二固定端板102、電芯固定板103相配合形成通過(guò)壓合固定所述封邊202以固定所述電芯200的固定腔室，所述第一固定端板101、第二固定端板102或電芯固定板103上設(shè)置有位于所述電芯200的正極極耳一側(cè)的凹槽104，以使每個(gè)所述固定腔室對(duì)應(yīng)有至少一個(gè)凹槽104，所述固定腔室固定壓合所述封邊202時(shí)，所述凹槽104未壓合對(duì)應(yīng)位置的所述封邊202。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，電池模組100中固定的電芯200可以采用聚合物電池，即軟包電池。軟包電池的形狀一般為長(zhǎng)方體形，通過(guò)在電芯本體201上包覆一封裝外殼，一般情況下，現(xiàn)有技術(shù)中軟包電池的封裝外殼的形狀和電芯本體201的形狀相同，封裝外殼套設(shè)在電芯本體201外。這樣的電芯200在電芯200發(fā)生脹氣、爆噴等情況時(shí)，電芯200內(nèi)部的氣體會(huì)從封裝外殼的薄弱處泄露，由于不同電芯200在制造過(guò)程中封裝外殼哪一點(diǎn)的耐壓程度低是無(wú)法確定的?？梢哉f(shuō)，現(xiàn)有技術(shù)中軟包電池發(fā)生脹氣、爆噴等內(nèi)部氣體向外排氣的情況時(shí)，其泄露點(diǎn)是隨機(jī)的。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，為了避免電芯200出現(xiàn)通過(guò)封裝外殼上的隨機(jī)排氣的缺點(diǎn)，進(jìn)行了兩方面的改進(jìn)。一方面，將電芯200的封裝外殼設(shè)置成具有突出的封邊202的樣式，另一方面通過(guò)改進(jìn)固定結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)。

具體的，所述第一固定端板101和第二固定端板102其中一個(gè)及所述電芯固定板103其中一側(cè)設(shè)置有用于壓合固定所述封邊202的凸起，所述凸起在所述第一固定端板101、第二固定端板102、電芯固定板103扣合時(shí)形成容納所述電芯200的固定腔室，所述凸起上設(shè)置有多個(gè)凹槽104，以使每個(gè)所述固定腔室對(duì)應(yīng)有至少一個(gè)所述凹槽104，所述凸起固定壓合所述封邊202時(shí)，所述凹槽104未壓合對(duì)應(yīng)位置的所述封邊202且使所述固定腔室內(nèi)部與外部連通。

通過(guò)設(shè)置凸起，這些凸起在固定端板和電芯固定板103扣合時(shí)，可以將電芯200的封邊202壓住，相鄰的兩塊板通過(guò)這些凸起實(shí)現(xiàn)對(duì)電芯200的固定。同時(shí)，這些凸起上設(shè)置有凹槽104，凹槽104將凸起形成的固定腔室的內(nèi)外連通。

一個(gè)電芯固定板103一側(cè)的電芯200，需要通過(guò)連接結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)電芯200的串聯(lián)。在本申請(qǐng)實(shí)施例中，電芯200的兩個(gè)極耳203設(shè)置在同一側(cè)，并且通過(guò)集流板105實(shí)現(xiàn)相鄰電芯200之間的串聯(lián)連接。

所述極耳203包括正極極耳和負(fù)極極耳，所述電池模組100還包括設(shè)置在所述極耳203一側(cè)的多個(gè)集流板105，一個(gè)所述集流板105包括與一個(gè)所述電芯200的正極極耳的第一連接端1052及與相鄰一個(gè)所述電芯200的負(fù)極極耳連接的第二連接端1053，以使每個(gè)所述電芯固定板103一側(cè)的所有所述電芯200串聯(lián)，所述第一連接端1052和第二連接端1053通過(guò)設(shè)置在所述凹槽104內(nèi)熔斷部1051連接，所述熔斷部1051在承受溫度超過(guò)預(yù)設(shè)溫度時(shí)或承受氣體沖擊壓力超過(guò)預(yù)設(shè)壓力值時(shí)斷裂。

具體的，電芯200的封裝外殼可以形成三個(gè)側(cè)面具有封邊202的結(jié)構(gòu)，電芯200的封裝外殼可以采用一整張封裝材料，將電芯200與設(shè)置極耳203相對(duì)的一側(cè)包覆住，并在設(shè)置極耳203的一側(cè)及與設(shè)置極耳203一側(cè)相鄰的兩側(cè)，共計(jì)形成三條封邊202。

為了方便使用，封邊202的設(shè)置形式可以是在每一個(gè)側(cè)面的中心線上延伸，即電芯200可以被封邊202所在的平面分割成兩個(gè)相同的部分。

在電芯200內(nèi)部出現(xiàn)脹氣時(shí)，高溫高壓的氣體會(huì)從封裝外殼的薄弱處排氣。由于設(shè)置了壓合封邊202的凸起，且凸起上設(shè)置了凹槽104，使得凹槽104處對(duì)應(yīng)的封邊202成為了電芯200封裝外殼上最薄弱的地方，電芯200內(nèi)部的氣體就會(huì)沖破凹槽104處對(duì)應(yīng)的封邊202，完成排氣。

如圖5至圖8所示，所述第一固定端板101一側(cè)設(shè)置有至少一個(gè)第一容置槽，所述電芯固定板103遠(yuǎn)離所述第一固定端板101的一側(cè)設(shè)置有至少一個(gè)第二容置槽1031，每個(gè)所述第一容置槽和第二容置槽1031的至少一個(gè)中設(shè)置有階梯部1032，所述凸起包括設(shè)置在第二固定端板102一側(cè)與每個(gè)所述階梯部1032配合的多個(gè)第一凸起部1033和設(shè)置在所述電芯固定板103遠(yuǎn)離所述第一固定端板101的一側(cè)與每個(gè)所述階梯部1032配合的多個(gè)第二凸起部，所述第一凸起部1033、第二凸起部與所述階梯部1032配合壓合所述封邊202，且使所述第一容置槽、第二容置槽1031與所述第一凸起部1033、第二凸起部配合形成所述固定腔室。

所述凹槽104設(shè)置在與所述電芯200上設(shè)置極耳203一側(cè)對(duì)應(yīng)的所述第一凸起部1033和第二凸起部上，每個(gè)所述固定腔室對(duì)應(yīng)兩個(gè)凹槽104，每一排所述固定腔室對(duì)應(yīng)的凹槽104設(shè)置在相鄰兩個(gè)電芯200的正極極耳和負(fù)極極耳之間。

在本申請(qǐng)實(shí)施例中，如圖9所示，所述集流板105包括與一個(gè)所述電芯200的正極極耳連接的第一連接端1052和與相鄰的所述電芯200的負(fù)極極耳連接的第二連接端1053，所述熔斷部1051將所述第一連接端1052和第二連接端1053連為一體。由于在集流板105上設(shè)置了熔斷部1051，并且該熔斷部1051是設(shè)置在第一連接端1052和第二連接端1053之間，每個(gè)電芯200對(duì)應(yīng)有一個(gè)固定腔室，且每個(gè)固定腔室可以對(duì)應(yīng)有兩個(gè)用于排氣的凹槽104，兩個(gè)凹槽104分別設(shè)置在兩個(gè)電芯200的正極極耳和負(fù)極極耳之間。一個(gè)電芯200的正極與前一個(gè)電芯200的負(fù)極之間具有一個(gè)熔斷部1051，同時(shí)該電芯200的負(fù)極與下一個(gè)電芯200之間也具有一個(gè)熔斷部1051。

圖10為相鄰的三個(gè)電芯200與集流板105的連接示意圖。圖11為第一固定端板101與相鄰的一個(gè)電芯固定板103及其固定的電芯200的示意圖。圖12為圖11中的局部放大示意圖。假設(shè)設(shè)置在中間的一個(gè)電芯200出現(xiàn)了失穩(wěn)，電芯200內(nèi)部的氣體就會(huì)從凹槽104處的封邊202噴出，由于凹槽104內(nèi)設(shè)置有熔斷部1051，高溫高壓的氣體就會(huì)將熔斷部1051熔斷或沖擊斷。由于一個(gè)固定腔室中設(shè)置了兩個(gè)凹槽104用于排氣，失穩(wěn)的電芯200排出的氣體會(huì)從兩個(gè)凹槽104處分別排出，并將凹槽104中的熔斷部1051熔斷。切斷該失穩(wěn)電芯200與相鄰電芯200之間的電連接，使該失穩(wěn)的電芯200不會(huì)影響周?chē)碾娦?00。從而保證整體電池模組100的用電安全。

優(yōu)選的，所述熔斷部1051為設(shè)置在所述凹槽104內(nèi)的向遠(yuǎn)離所述電芯200的方向彎曲的弧形熔斷部1051。熔斷部1051可以采用鋁制作，在承受溫度超過(guò)預(yù)設(shè)溫度時(shí)或承受氣體沖擊壓力超過(guò)預(yù)設(shè)壓力值時(shí)斷裂。具體的材料和熔斷部1051的大小可以根據(jù)實(shí)際需要確定。一般情況下，為了保證熔斷部1051在電芯200失穩(wěn)時(shí)可以及時(shí)熔斷，熔斷部1051的寬度與凹槽104的寬度可以相等。熔斷部1051可以將整個(gè)凹槽104覆蓋住，以在失穩(wěn)時(shí)噴出的氣體時(shí)，及時(shí)受熱或受沖擊而斷裂。

軟包電芯200在過(guò)充、過(guò)熱或其他條件的刺激下會(huì)發(fā)生失穩(wěn)現(xiàn)象，電芯200失穩(wěn)時(shí)產(chǎn)生大量的熱并噴出高溫高壓氣體。電芯200本身的高溫環(huán)境及噴出的高溫高壓氣體可能會(huì)引起周?chē)娦?00的失穩(wěn)。因此有效的控制電芯200失穩(wěn)時(shí)的反應(yīng)程度對(duì)成組安排至關(guān)重要。

傳統(tǒng)軟包模組均未考慮電芯200失穩(wěn)時(shí)的熔斷結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致電芯200失穩(wěn)時(shí)，周?chē)娦?00繼續(xù)給失穩(wěn)電芯200補(bǔ)充電能，從而導(dǎo)致失穩(wěn)電芯200反應(yīng)更劇烈更持久，嚴(yán)重影響周?chē)娦?00的溫度環(huán)境，對(duì)電池模組100成組安全造成很大影響。

本發(fā)明設(shè)計(jì)的電芯200失穩(wěn)可熔斷結(jié)構(gòu)，保證電芯200在失穩(wěn)噴氣時(shí)，及時(shí)通過(guò)高溫高壓氣體熔斷電芯200極耳203與集流板105的電路連接，使電芯200及時(shí)同模組電路斷開(kāi)，避免了模組電路繼續(xù)給失穩(wěn)電芯200補(bǔ)充電能，減小了電芯200失穩(wěn)時(shí)的劇烈程度和失穩(wěn)反應(yīng)時(shí)間，從而減小對(duì)周?chē)娦?00的影響。

綜上所述，本申請(qǐng)通過(guò)將電芯200的封裝外殼設(shè)置成突出的封邊202，并通過(guò)固定結(jié)構(gòu)將封邊202壓合，且通過(guò)凹槽104為電芯200的爆噴預(yù)留了排氣口。在電芯200出現(xiàn)失穩(wěn)并向外噴氣時(shí)，高溫高壓的氣體可以將設(shè)置在凹槽104處的集流板105上的熔斷部1051熔斷，切斷發(fā)生爆噴的電芯200與其他電芯200的連接。避免其他電芯200為失穩(wěn)電芯200補(bǔ)充電能，減小了單個(gè)電芯200失穩(wěn)時(shí)的劇烈程度和反應(yīng)時(shí)間，保證整體電池模組100的供電安全。

以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。應(yīng)注意到：相似的標(biāo)號(hào)和字母在下面的附圖中表示類似項(xiàng)，因此，一旦某一項(xiàng)在一個(gè)附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對(duì)其進(jìn)行進(jìn)一步定義和解釋。

以上所述，僅為本發(fā)明的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。