电池和用电设备的制作方法

本技术涉及电池，特别是涉及一种电池和用电设备。

背景技术：

1、节能减排是汽车产业可持续发展的关键。在这种情况下，电动汽车由于其节能环保的优势成为汽车可持续发展的重要组成部分。而对于电动汽车而言，电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。

2、在电池技术的发展中，除了提高电池的性能外，安全问题也是一个不可忽视的问题。如果电池的安全问题不能保证，那该电池就无法使用。因此，如何增强电池的安全性，是电池技术中一个亟待解决的技术问题。

技术实现思路

1、鉴于上述问题，本技术实施例提供了一种电池和用电设备，能够保护电池箱体免受电池热失控时产生的气流冲击和高温熔化，从而增强了电池的安全性能。

2、第一方面，提供了一种电池，包括：电池单体，所述电池单体的第一壁上设置有泄压机构；防护板，所述防护板与所述泄压机构相对设置，其中，所述防护板包括至少两种防护片，所述至少两种防护片为不同的高分子基体复合纤维片。

3、本技术实施例中，该电池包括电池单体，电池单体的第一壁上设置有用于保护电池单体的泄压机构；电池还包括防护板，该防护板包括至少两种防护片，防护板与泄压机构相对设置，即防护板正对着泄压机构。防护板为至少两种的高分子基体复合纤维片，可以耐高温和耐冲击。通过将泄压机构与防护板相对设置，当电池单体发生热失控时，至少两种高分子基体复合纤维的防护片组成的防护板可以阻挡泄压机构所释放出的高温与高速气固混合物，保护电池箱体免受气流冲击和高温熔化，从而保证电池的安全。

4、在一种可能的实施方式中，沿远离所述泄压机构的方向，所述至少两种防护片的耐高温能力递减。

5、本技术实施例中，防护板与泄压机构相对设置，用以保护电池箱体免受泄压机构所释放出的高温与高速气固混合物。防护板包括至少两种不同的防护片，且该至少两种防护片的耐高温能力递减，即靠近泄压机构的防护片的耐高温能力最强。通过采用梯度结构设计的防护板，在起到保证电池安全的同时，充分利用不同防护片的耐高温能力和耐冲击能力，不会导致性能过剩，进而降低防护板的成本。

6、在一种可能的实施方式中，所述高分子基体复合纤维片为纤维增强树脂复合片。

7、本技术实施例中，以高分子材料中的树脂为基体制备纤维增强树脂复合片作为防护板，相较于其他的高分子材料基体，纤维增强树脂复合片的耐高温和耐冲击性能都较好。

8、在一种可能的实施方式中，所述纤维增强树脂复合片包括多层纤维增强树脂层，所述纤维增强树脂层由纤维材料和树脂材料复合形成。

9、本技术实施例中，纤维增强树脂是一种可以耐高温、耐冲击的材料。通过采用该材料制备而成的纤维增强树脂复合片，并将多种纤维增强树脂复合片制作的防护板与泄压机构相对设置，当电池单体内部的高温和排泄物高速冲出电池单体时，防护板可以保护箱体，使箱体免受高温熔化和高速排放物的冲击，进而保护电池的安全。

10、在一种可能的实施方式中，所述防护板包括第一防护片、第二防护片和第三防护片，所述第一防护片、所述第二防护片和所述第三防护片依次远离所述泄压机构。

11、本技术实施例中，防护板包括第一防护片、第二防护片和第三防护片这三种防护片。用这三种防护片制作的防护板与泄压机构相对设置，可进一步提高防护板对电池安全的保护作用。

12、在一种可能的实施方式中，所述第一防护片中的纤维材料为碳纤维或石英纤维。

13、本技术实施例中，第一防护片、第二防护片和第三防护片依次远离泄压机构，即第一防护片最靠近泄压机构。用碳纤维或石英纤维制成的第一防护片，其耐高温效果最佳，可以保证电池的安全。

14、在一种可能的实施方式中，所述第二防护片中的纤维材料为陶瓷材料或高硅氧纤维。

15、本技术实施例中，第一防护片、第二防护片和第三防护片依次远离泄压机构，即第二防护片与第一防护片相比，没那么靠近泄压机构。用陶瓷纤维或高硅氧纤维制成的第二防护片，相较于用碳纤维或石英纤维制成的第一防护片，能够节省材料成本；同时，在最耐高温的第一防护片阻挡高温后，第二防护片也具备较好的耐高温能力，继续保护电池箱体免受高温和气流冲击。

16、在一种可能的实施方式中，所述第三防护片中的纤维材料为玻璃纤维或预氨丝纤维。

17、本技术实施例中，第一防护片、第二防护片和第三防护片依次远离泄压机构，即第三防护片离泄压机构最远。相较于第一防护片和第二防护片，第三防护片所承受泄压机构释放的温度最低，因此，选用玻璃纤维或预氨丝纤维制作第三防护片，既可以继续防止热扩散、保护电池安全，又可以最大程度上节省成本。

18、在一种可能的实施方式中，所述第一防护片的多层所述纤维增强树脂层中的每层所述纤维增强树脂层包括两个排布方向的纤维。

19、本技术实施例中，第一防护片距离泄压机构最近，当泄压机构释放高温和气流时，第一防护片首先接触。因此对第一防护片的耐高温和耐冲击能力要求最高。第一防护片包括多层纤维增强树脂层，多层纤维增强树脂层中每层纤维增强树脂层中包括两个排布方向的纤维，该种排布方式的纤维材料的强度比只有一个排布方向的纤维材料高，可以提高第一防护片对电池的防护效果。

20、在一种可能的实施方式中，所述第二防护片和所述第三防护片的多层所述纤维增强树脂层中的每层所述纤维增强树脂层包括相同排布方向的纤维，不同所述纤维增强树脂层互相垂直。

21、本技术实施例中，为提高第一防护片的强度，进而增强第一防护片的防护效果，使第一防护片中每层纤维增强树脂层中的纤维材料中包括两个不同排布方向的纤维。但对强度要求不那么高的第二防护片和第三防护片，使它们的每层纤维增强树脂层中纤维材料排布方式保持单一取向，既可以保持一定的强度，又可以降低成本。

22、在一种可能的实施方式中，所述第一防护片、所述第二防护片和所述第三防护片的多层所述纤维增强树脂层中的每层所述纤维增强树脂层包括两个排布方向的纤维。

23、本技术实施例中，当每层纤维增强树脂层包括两个排布方向的纤维时，该种纤维材料的排布方式强度较高。将不同防护片中的多层纤维增强树脂层中的纤维的排布方式都采用该种强度较高的排布方式，可以进一步提高防护板对电池的保护作用。

24、在一种可能的实施方式中，所述两个排布方向垂直。

25、本技术实施例中，当纤维增强树脂层中的纤维材料中包括彼此垂直的纤维时，该种排布方式的纤维材料的强度最高。

26、在一种可能的实施方式中，所述第一防护片与所述防护板的厚度比范围为1:10-2:10。

27、本技术实施例中，当第一防护片的厚度为防护板总厚度的10％时，第一防护片可以抵挡得住泄压机构所释放出的高温与气流冲击。继续增大第一防护片的厚度至为防护板厚度的20％时，可提高第一防护片对电池的保护效果。若继续增加第一防护片的厚度，只会增加过多的成本而对提高保护效果作用甚微。

28、在一种可能的实施方式中，所述第二防护片与所述防护板的厚度比范围为3:10-6:10。

29、本技术实施例中，当第二防护片的厚度为防护板总厚度的30％至60％之间时，第二防护片既可以继续保护电池，又可以节省防护板的总体生产成本。

30、在一种可能的实施方式中，所述第三防护片与所述防护板的厚度比范围为2:10-5:10。

31、本技术实施例中，当第三防护片的厚度为防护板总厚度的20％至50％之间时，第三防护片既可以继续保护电池，又可以节省防护板的总体生产成本。

32、在一种可能的实施方式中，所述第一防护片、所述第二防护片和所述第三防护片的厚度比为2:4:4。

33、本技术实施例中，采用梯度纤维结构设计的防护板与泄压机构正对设置，既可以使电池箱体免受泄压机构所释放的高温和气流、保护电池安全，又可以降低防护板的制作成本。将依次远离泄压机构的第一防护片、第二防护片和第三防护片的厚度设置为2:4:4，可以在保证电池安全的基础，最大程度上降低材料成本。

34、在一种可能的实施方式中，所述树脂材料为硅基气凝胶改性树脂或耐高温阻燃性树脂。

35、本技术实施例中，用纤维和树脂复合而成的材料具备耐高温和耐冲击的性能。采用硅基气凝胶改性树脂或耐高温阻燃性树脂这两类材料可以进一步提高防护板的耐高温与耐冲击性能。

36、在一种可能的实施方式中，所述纤维材料的厚度为6-100um。

37、采用厚度为6-100um的纤维材料，既可以使防护板具备耐高温和耐冲击的性能，又能降低生产成本。

38、在一种可能的实施方式中，所述防护板的厚度为0.2-5mm。

39、采用厚度为0.2-5mm的防护板，既可以使防护板具备耐高温和耐冲击的性能，又能降低生产成本。

40、在一种可能的实施方式中，所述电池单体容纳于箱体内，所述第一壁为所述电池单体的靠近所述箱体的顶盖且与所述顶盖相对设置的壁。

41、本技术实施例中，当第一壁为电池单体靠近箱体的顶盖且与顶盖相对设置的壁时，泄压机构朝向顶盖。防护板与泄压机构相对设置，即防护板设置在靠近顶盖附近。当电池单体发生热失控时，高分子基体复合纤维的防护板可以阻挡泄压机构所释放出的高温与高速气固混合物，保护电池顶盖免受气流冲击和高温熔化。

42、在一种可能的实施方式中，所述防护板与所述顶盖集成设置。

43、本技术实施例中，防护板与顶盖集成设置。防护板与顶盖可以一起作为电池的顶盖，防护板也可以单独作为电池的顶盖。当防护板与顶盖一起作为电池的顶盖时，防护板保护顶盖，进而更好的保护电池。当防护板单独作为电池的顶盖时，在保护电池顶盖免受高温和气流冲击的同时，使电池顶盖的结构更加简单。

44、在一种可能的实施方式中，所述防护板设置于所述顶盖与所述第一壁之间。

45、本技术实施例中，防护板设置在顶盖和第一壁之间，即防护板设置在顶盖和泄压机构之间。这样防护板可以直接保护顶盖，使得顶盖免受高温和气流冲击，以增强电池的安全性能。

46、在一种可能的实施方式中，所述防护板与所述顶盖尺寸相同。

47、本技术实施例中，防护板设置在顶盖和第一壁之间。当防护板与顶盖尺寸相同时，防护板不仅可以保护顶盖，使得顶盖免受泄压机构所释放出的高温与高速气固混合物，还可以提高对电池内部的密封作用。另外，防护板与顶盖尺寸相同也有利于装配，降低了装配难度。

48、在一种可能的实施方式中，所述防护板的尺寸小于所述顶盖。

49、本技术实施例中，防护板设置在顶盖和第一壁之间。当防护板的尺寸小于顶盖时，防护板一方面可以保护顶盖，另一方面还降低了成本。

50、在一种可能的实施方式中，所述防护板为条状，所述防护板在所述第一壁上的投影覆盖所述泄压机构。

51、本技术实施例中，防护板设置在顶盖和第一壁之间。当防护板为条状并且在第一壁上的投影覆盖泄压机构时，防护板一方面可以维持对顶盖良好的保护效果，另一方面可以最大程度上的降低成本，避免非保护区域材料的浪费。

52、在一种可能的实施方式中，在第一方向上，所述防护板的长度是所述泄压机构长度的1至3倍。

53、本技术实施例中，条状的防护板设置在泄压机构上，并覆盖泄压机构。在第一方向上，使防护板的长度为泄压机构长度的1-3倍，可以保证防护板完全覆盖泄压机构。

54、在一种可能的实施方式中，所述防护板为块状，所述防护板在所述第一壁的投影覆盖每个所述泄压机构。

55、本技术实施例中，防护板设置在顶盖和第一壁之间。当防护板为块状并且在第一壁上的投影覆盖每个泄压机构。每个块状板材单独布置在对应的泄压机构上方，形成一对一防护，进行精准保护每个电池单体。

56、在一种可能的实施方式中，所述防护板的面积为每个所述泄压机构面积的1-2倍。

57、本技术实施例中，块状的防护板对每个泄压机构实行一对一防护，进行精准保护。使块状的防护板的面积为每个泄压机构面积的1-2倍，进一步提高防护板对电池的保护作用。

58、在一种可能的实施方式中，所述防护板与所述顶盖通过螺栓或胶粘连接。

59、本技术实施例中，利用螺栓或胶粘以实现防护板与顶盖的连接，该连接方式实现方式简单，可操作性强，有利于在生产中广泛运用。

60、在一种可能的实施方式中，所述电池单体容纳于箱体内，所述第一壁为所述电池单体的靠近所述箱体的底壁且与所述底壁相对设置的壁。

61、本技术实施例中，当第一壁为电池单体靠近箱体的底壁且与底壁相对设置的壁时，泄压机构朝向底壁。防护板与泄压机构相对设置，即防护板设置在靠近底壁附近。当电池单体内部发生热失控时，高分子基体复合纤维的防护板可以阻挡泄压机构所释放出的高温与高速气固混合物，保护电池底壁免受气流冲击和高温熔化。

62、在一种可能的实施方式中，所述防护板与所述箱体的底壁集成设置。

63、本技术实施例中，防护板与底壁集成设置。防护板与底壁可以一起作为电池的底壁，防护板也可以单独作为电池的底壁。当防护板与底壁一起作为电池的底壁时，防护板保护底壁，进而更好的保护电池安全。当防护板单独作为电池的底壁时，在维护电池底壁免受高温和气流冲击的同时，电池底壁的结构更加简单。

64、在一种可能的实施方式中，所述防护板设置于所述底壁与所述第一壁之间。

65、本技术实施例中，防护板设置在底壁和第一壁之间，即防护板设置在底壁和泄压机构之间。这样防护板可以直接保护底壁，使得底壁免受高温和气流冲击，以保证电池的安全性能。

66、在一种可能的实施方式中，所述防护板与所述箱体之间设置有隔热部件。

67、本技术实施例中，在设置有泄压机构的第一壁和箱体之间增加防护板可以保护电池箱体免受高温与高速的气流冲击。在防护板和箱体之间再设置隔热部件，可以进一步降低箱体温度，进一步增强电池的安全性能。

68、第二方面，提供了一种用电设备，包括上述实施例中任一项所述的电池，所述电池用于提供电能。