储能装置及用电设备的制作方法

文档序号:35274497发布日期:2023-08-30 22:37阅读:37来源:国知局

本技术涉及储能,具体而言,涉及一种储能装置及包括该储能装置的用电设备。


背景技术:

1、电池作为一种新能源电池,具有能量密度大、循环寿命长、安全性好、绿色环保等诸多优点,得到了广泛应用。随着电池的需求量逐渐增大,人们对其各方面的性能要求也越来越高,尤其是对于循环性能和安全性能的要求。

2、相关技术中,电池通常是由电池顶盖、电极组件和壳体组成。实际生产过程是分别制作电池顶盖,电极组件和壳体,然后使用集流盘分别焊接电池顶盖的极柱和电极组件的极耳,再将电极组件放入壳体内,再用电池顶盖盖合壳体的开口后焊接密封,以形成电池的基本结构。之后,采用人工注液的方式,通过设置于电池顶盖上的注液孔加注电解液,并在完成之后对注液孔进行焊接密封。

3、而在电池的循环使用过程中,会因各种原因比如电解液的分解、壳体内水分超标等产生气体,造成循环寿命和倍率性能变差。相关技术中,通常在电池顶盖上设置防爆阀,当电池内的气体达到防爆点临界值时,防爆阀被气体冲破,以及时释放壳体内的气体,避免电池发生爆炸。

4、然而,由于电池内部产生气体的压强较大,气体会冲击集流盘,使得集流盘变形而与电池顶盖贴合进而封堵防爆阀所在的泄气通道,造成气体无法及时地泄出,电池存在爆炸的风险。


技术实现思路

1、本技术实施例提供一种储能装置及用电设备,以解决相关技术中存在的集流盘容易封堵泄气通道,造成气体无法及时泄出的问题。

2、本技术实施例的储能装置,包括:

3、壳体,包括具有开口的容纳腔;

4、电极组件,容置于所述容纳腔内;

5、端盖组件,包括端盖板和防爆阀,所述端盖板连接于所述壳体,且封闭所述开口;所述端盖板具有朝向所述电极组件的第一表面和与所述第一表面背向设置的第二表面;所述端盖板还具有贯穿所述第一表面和所述第二表面的泄气孔;所述防爆阀连接于所述端盖板,且封闭所述泄气孔;以及

6、集流盘,设于所述容纳腔内,包括盘本体、端盖连接部和环形加强结构,所述盘本体与所述电极组件电连接,所述端盖连接部连接于所述盘本体,且与所述端盖板电连接,所述环形加强结构凸设于所述盘本体朝向所述端盖组件的一侧表面,且与所述第一表面抵接,所述环形加强结构环绕于所述端盖连接部;其中,沿所述端盖组件的厚度方向, 所述防爆阀在所述第一表面所在平面上的正投影与所述环形加强结构在所述第一表面所在平面上的正投影部分重叠。

7、于本技术实施例中,集流盘包括盘本体、端盖连接部和环形加强结构,环形加强结构环绕于端盖连接部,且凸设于盘本体朝向端盖组件的一侧表面,并与端盖板的第一表面抵接,同时,沿端盖组件的厚度方向, 防爆阀在第一表面所在平面上的正投影与环形加强结构在第一表面所在平面上的正投影部分重叠,如此环形加强结构可大大提升盘本体沿端盖组件的厚度方向上与防爆阀的位置对应区域的结构强度,使得盘本体的该区域在受到热失控气体冲击时,不容易发生变形而出现集流盘贴合于端盖板的第一表面;进一步地,由于环形加强结构凸设于盘本体,且与端盖板的第一表面抵接,使得环形加强结构将端盖板和盘本体间隔开,端盖板与盘本体之间的间隙可供热失控气体流通,更有利于防爆阀开阀泄压,大大降低了储能装置发生爆炸的风险。

8、根据本技术的一些实施方式,所述集流盘还具有排气结构,所述排气结构沿所述端盖组件的厚度方向贯穿所述集流盘;

9、所述端盖板还具有由所述第一表面向所述第二表面的方向凹陷形成的第一下沉槽,所述泄气孔贯穿所述第一下沉槽的第一槽底面;所述防爆阀容置于所述第一下沉槽内;

10、其中,沿所述端盖组件的厚度方向,所述防爆阀的厚度小于所述第一下沉槽的深度,所述第一下沉槽未容置所述防爆阀的空间形成一与所述排气结构连通的储气腔。

11、于本技术实施例中,防爆阀容置于第一下沉槽内,且防爆阀的厚度小于第一下沉槽的深度,使得第一下沉槽未容置防爆阀的空间形成一储气腔,储气腔与排气结构连通。一方面,防爆阀完全容置于第一下沉槽内,且未凸出于端盖板的第一表面,如此防爆阀并不会过多地占用端盖组件的厚度方向上的体积,进而可为储能装置节省体积,有利于提升能量密度;另一方面,本技术实施例的防爆阀朝向电极组件的一侧表面并非与端盖板的第一表面齐平,而是略低于第一表面,使得第一下沉槽未容置防爆阀的空间形成一储气腔,储气腔的设置更有利于热失控气体冲破防爆阀,进而实现泄压。

12、根据本技术的一些实施方式,所述盘本体为圆盘形,具有朝向所述电极组件的第三表面和与所述第三表面背向设置的第四表面;

13、所述环形加强结构包括凸设于所述第四表面且与所述第一表面抵接的第一凸环,所述第一凸环沿所述盘本体的周向环绕于所述端盖连接部;沿所述端盖组件的厚度方向,所述防爆阀在所述第一表面所在平面上的正投影与所述第一凸环在所述第一表面所在平面上的正投影部分重叠。

14、于本技术实施例中,第一凸环凸设于盘本体的第四表面,且沿盘本体的轴向环绕于端盖连接部,端盖连接部与端盖板电连接,第一凸环与端盖板的第一表面抵接,因而集流盘与端盖板在厚度方向上可通过端盖连接部和第一凸环共同实现限位,避免集流盘受到热失控气体冲击后朝着端盖板方向移动而贴合于端盖板。此外,通过第一凸环与端盖板的第一表面抵接的设计,使得集流盘与端盖板之间的受力范围也呈环形,确保了集流盘的稳定性。

15、根据本技术的一些实施方式,所述端盖连接部为圆柱形,且凸设于所述第四表面;

16、所述第一凸环的几何中心、所述盘本体的几何中心和所述端盖连接部的几何中心在所述端盖组件的厚度方向上重合。

17、于本技术实施例中,由于第一凸环的几何中心、盘本体的几何中心和端盖连接部的几何中心在端盖组件的厚度方向上重合,使得集流盘整体上形成一对称结构。当热失控气体冲击盘本体的第三表面时,集流盘受到端盖板的反作用力更加均匀,集流盘更不容易产生变形。

18、根据本技术的一些实施方式,所述盘本体具有由所述第四表面向所述第三表面的方向凹陷的凹槽,所述凹槽的一端连接于所述第一凸环的内环面,且自所述内环面沿所述盘本体的径向向靠近所述端盖连接部的方向延伸。

19、于本技术实施例中,盘本体具有由第四表面向第三表面的方向凹陷的凹槽,盘本体中第四表面与第三表面之间在凹槽处形成减薄区域。当通过焊接方式将盘本体与电极组件的极耳进行焊接时,焊接能量更容易穿过减薄区域实现盘本体与电极组件的极耳焊接连接。

20、根据本技术的一些实施方式,所述排气结构包括多个第一排气孔,每个所述第一排气孔沿所述端盖组件的厚度方向贯穿所述盘本体;

21、沿所述端盖组件的厚度方向,所述第一凸环在所述第四表面上的正投影环绕于多个所述第一排气孔在所述第四表面上的正投影。

22、根据本技术的一些实施方式,所述盘本体具有朝向所述电极组件的第三表面和与所述第三表面背向设置的第四表面;

23、所述环形加强结构包括凸设于所述第四表面且与所述第一表面抵接的第一凸环和第二凸环,所述第二凸环环绕于所述端盖连接部,所述第一凸环环绕于所述第二凸环;沿所述端盖组件的厚度方向, 所述防爆阀在所述第一表面所在平面上的正投影与所述第二凸环在所述第一表面所在平面上的正投影部分重叠;

24、所述第一凸环和所述第二凸环之间形成开口朝向所述端盖板的第一环形槽;

25、所述排气结构包括多个沿所述盘本体的周向依次布置的第二排气孔,每个所述第二排气孔贯穿所述第一环形槽的第二槽底面和所述第三表面。

26、于本技术实施例中,集流盘的环形加强结构包括第一凸环和第二凸环,第一凸环和第二凸环均可用于提升盘本体与防爆阀的位置对应区域的结构强度。此外,第一凸环和第二凸环之间形成有开口朝向端盖板的第一环形槽,第一环形槽的第二槽底面设有多个沿盘本体的周向依次布置的第二排气孔,热失控气体穿过多个第二排气孔后可沿着第一环形槽流动,通过多个第二排气孔和第一环形槽的配合,可降低热失控气体的压强,避免气体对集流盘造成较大的冲击。

27、根据本技术的一些实施方式,所述盘本体还具有分别与所述第三表面和所述第四表面连接的外周面,所述第一凸环的外环面与所述外周面齐平。

28、根据本技术的一些实施方式,所述环形加强结构还包括环绕于所述端盖连接部且被所述第二凸环环绕的第三凸环;所述第三凸环凸设于第四表面且与所述第一表面抵接;沿所述端盖组件的厚度方向, 所述防爆阀在所述第一表面所在平面上的正投影与所述第三凸环在所述第一表面所在平面上的正投影部分重叠;

29、所述第三凸环与所述第二凸环之间形成开口朝向所述端盖板的第二环形槽;

30、所述排气结构还包括多个沿所述盘本体的周向依次布置的第三排气孔,每个所述第三排气孔贯穿所述第二环形槽的第三槽底面和所述第三表面。

31、于本技术实施例中,环形加强结构还包括第三凸环,第三凸环绕环于端盖连接部,且被第二凸环环绕,也就是说,环形加强结构包括依次环绕于端盖连接部的第三凸环、第二凸环和第一凸环。第三凸环、第二凸环和第一凸环均凸设于第四表面且与第一表面抵接,并且沿端盖组件的厚度方向, 防爆阀在第一表面所在平面上的正投影与第三凸环在第一表面所在平面上的正投影部分重叠,进一步地提升了盘本体与防爆阀的位置对应区域的结构强度。此外,第三凸环与第二凸环之间形成开口朝向端盖板的第二环形槽,第二环形槽的第三槽底面设有多个沿盘本体的周向依次布置的第三排气孔。热失控气体可通过多个第二排气孔进入第一环形槽,通过多个第三排气孔进入第二环形槽,进一步缓解了气体对集流盘的冲击,避免集流盘发生变形。

32、根据本技术的一些实施方式,所述第二凸环包括多个沿所述盘本体的周向依次布置的第一弧形凸条,每个所述第一弧形凸条部分环绕于所述端盖连接部;

33、沿所述盘本体的周向,相邻的两个所述第一弧形凸条之间具有第一连通槽,每个所述第一连通槽沿所述盘本体的径向延伸,且分别与所述第一环形槽和所述第二环形槽连通。

34、于本技术实施例中,第一连通槽连通于第一环形槽和第二环形槽,气体可在第一环形槽和第二环形槽之间流动,使得气体在集流盘与端盖板之间得到释放。

35、根据本技术的一些实施方式,所述第三凸环与所述端盖连接部之间形成开口朝向所述端盖板的第三环形槽;

36、所述第三凸环包括多个沿所述盘本体的周向依次布置的扇形凸起;

37、沿所述盘本体的周向,相邻的两个所述扇形凸起之间具有第二连通槽,每个所述第二连通槽沿所述盘本体的径向延伸,且分别与所述第二环形槽和所述第三环形槽连通;

38、所述排气结构还包括多个沿所述盘本体的周向依次布置的第四排气孔;多个所述第四排气孔分别对应地贯穿多个所述第二连通槽的第四槽底面和所述第三表面,并且各所述第四排气孔分别设置于各所述第二连通槽靠近所述第二环形槽的一端。

39、于本技术实施例中,集流盘的周向上设有第一环形槽、第二环形槽和第三环形槽,集流盘的径向上设有多个第一连通槽和多个第二连通槽,第一环形槽、第二环形槽、第三环形槽、第一连通槽和第二连通槽相互连通。如此可最大化地缓解气体对集流盘的冲击,避免集流盘发生变形而与端盖板的第一表面贴合。

40、根据本技术的一些实施方式,多个所述扇形凸起中的至少一个所述扇形凸起设有开口朝向所述端盖板的凹槽。

41、于本技术实施例中,扇形凸起设有凹槽的位置形成了减薄区域,当通过焊接方式将盘本体与电极组件的极耳进行焊接时,焊接能量更容易穿过减薄区域实现盘本体与电极组件的极耳焊接连接。

42、根据本技术的一些实施方式,所述盘本体为圆盘形,具有朝向所述电极组件的第三表面和与所述第三表面背向设置的第四表面;

43、所述环形加强结构包括凸设于所述第四表面且与所述第一表面抵接的第一凸环、第二凸环、第三凸环和第四凸环,所述第四凸环环绕连接于所述端盖连接部的外周,所述第三凸环、所述第二凸环和所述第一凸环依次环绕于所述第四凸环;沿所述端盖组件的厚度方向,所述第二凸环、所述第三凸环和所述第四凸环在所述第一表面所在平面上的正投影分别与所述防爆阀在所述第一表面所在平面上的正投影部分重叠。

44、根据本技术的一些实施方式,所述第三凸环与所述第二凸环之间形成开口朝向所述端盖板的第四环形槽;所述第三凸环与所述第四凸环之间形成开口朝向所述端盖板的第五环形槽;

45、所述排气结构包括多个第五排气孔和多个第六排气孔,多个所述第五排气孔沿所述盘本体的周向依次布置,且每个所述第五排气孔贯穿所述第四环形槽的第五槽底面和所述第三表面,多个所述第六排气孔沿所述盘本体的周向依次布置,且每个所述第六排气孔贯穿所述第五环形槽的第六槽底面和所述第三表面。

46、根据本技术的一些实施方式,所述第三凸环包括多个沿所述盘本体的周向依次布置的第二弧形凸条,每个所述第二弧形凸条部分环绕于所述端盖连接部;

47、沿所述盘本体的周向,相邻的两个所述第二弧形凸条之间具有第三连通槽,每个所述第三连通槽沿所述盘本体的径向延伸,且分别与所述第四环形槽和所述第五环形槽连通。

48、根据本技术的一些实施方式,每个所述第三连通槽沿所述盘本体的径向的两端分别设有一个所述第五排气孔和一个所述第六排气孔。

49、根据本技术的一些实施方式,所述第三凸环和所述第四凸环具有开口朝向所述端盖组件的凹槽,所述凹槽沿所述盘本体的径向延伸,且贯穿所述第五环形槽;所述凹槽的一端靠近所述端盖连接部,所述凹槽的另一端延伸至所述第三凸环内。

50、于本技术实施例中,一方面,集流盘的凹槽处形成减薄区域,当通过焊接方式将盘本体与电极组件的极耳进行焊接时,焊接能量更容易穿过减薄区域实现盘本体与电极组件的极耳焊接连接;另一方面,凹槽沿盘本体的径向贯穿第五环形槽,使得热失控气体存储在凹槽内,更有利于防爆阀开阀泄压。

51、根据本技术的一些实施方式,所述第四凸环具有朝向所述端盖组件的顶面;

52、所述凹槽具有靠近所述端盖连接部的斜侧面,所述斜侧面自所述凹槽的第七槽底面向靠近所述端盖连接部的方向倾斜延伸至所述顶面;

53、所述排气结构包括第七排气孔,所述第七排气孔贯穿所述斜侧面和所述第三表面。

54、于本技术实施例中,第七排气孔设置在凹槽的斜侧面上,不会影响凹槽处作为减薄区域与电极组件进行焊接。此外,气体通过第七排气孔可排入凹槽内进行存储,有利于防爆阀开阀泄压。

55、本技术实施例的用电设备,包括上述任一项所述的储能装置,所述储能装置为所述用电设备供电。

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