一种动力电池及电池包的制作方法

本发明涉及电池，具体涉及一种动力电池及电池包。

背景技术：

1、电池作为一种高能的结构体，不可避免的存在热失控的问题。电池热失控过程即能量和物质释放的过程，其中，物质的释放主要包括气体的释放。现有技术中通过在电池壳体上设置防爆阀以排出电池热失控时产生的热气。热气在壳体内通过极组与壳体内壁之间的泄压通道流通至防爆阀。现有的泄压通道尺寸未与防爆阀的面积相关联，泄压通道尺寸设计不规范，导致热气无法快速有效流通至防爆阀，进而导致电池壳体爆裂，严重影响电池的安全性能。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种动力电池及电池包，以解决现有电池的泄压通道尺寸设计不规范容易导致电池壳体爆裂的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种动力电池，包括壳体、泄压机构和极组，其中，所述壳体内腔的长度为l、高度为h、厚度为t；泄压机构设置于所述壳体上，所述泄压机构的开启区面积为s0；极组设置于所述壳体内；所述极组与所述壳体的内壁间隔设置以形成泄压通道；所述泄压通道的等效截面积为s，所述泄压通道的等效宽度为w；所述泄压通道的等效截面积的最小值为s1，所述泄压通道的等效截面积的最大值为s2，s1=0.1s0，s2=s0；电池的气体空间占有率为β，0.03≤β≤0.1，s=lhtβ/(l+h)/2，并且s1＜s＜s2；w=s/t。

3、有益效果：此结构的动力电池，在确定泄压通道尺寸时，根据壳体尺寸以及公式s=lhtβ/(l+h)/2计算出泄压通道的等效截面积s，并使s满足s1＜s＜s2，再根据公式w=s/t确定泄压通道的等效宽度，根据w1=s1/t计算泄压通道的等效宽度下限值，并根据壳体内腔的长度l、高度h、厚度t以及泄压通道的等效宽度下限值确定极组的尺寸。动力电池将泄压通道的等效截面积与泄压机构的开启区面积相关联，可根据实际泄压机构的大小调整泄压通道的尺寸，规范化确定泄压通道的尺寸，泄压通道尺寸确定合理化，保证电池热失控时热气可通过泄压通道有效流通至泄压机构，降低热失控时电池壳体的破裂概率，有效提高电池的安全性能。

4、在一种可选的实施方式中，所述极组的长度为l、高度为h，β=1-hl/(hl)。

5、有益效果：在没有气体空间占有率β的输入参数时，可根据公式β=1-hl/(hl)确定β值。

6、在一种可选的实施方式中，动力电池容量为c，动力电池额定电压为v，面积系数为α，0.3≤α≤1，s0=cvα。

7、有益效果：泄压机构的开启区面积可根据公式s0=cvα计算。

8、在一种可选的实施方式中，所述泄压机构设置于所述壳体的一侧端面上，所述极组的延伸方向与所述泄压机构所在的平面垂直。

9、有益效果：在电池出现热失控时，热气可沿着极组延伸方向流通至泄压机构处，以减小泄压路径曲折度，以在电池热失控时迅速有效地排出壳体内的热气，降低电池爆炸风险。

10、在一种可选的实施方式中，所述泄压机构为防爆阀。

11、在一种可选的实施方式中，所述极组的纵截面呈矩形，所述极组的棱边与所述壳体的棱边相对，所述极组的棱边设有倒角或内凹设置。

12、有益效果：极组的棱边设有倒角或内凹设置，以使极组的棱边与壳体内壁棱边之间的泄压通道的截面积大于其他位置处，防止气流转向时堵塞，保证气体经泄压通道顺畅流通至防爆阀，再经防爆阀排出壳体。

13、在一种可选的实施方式中，所述极组的棱边设有圆弧倒角。

14、有益效果：极组四角处圆弧过渡，即极组四角呈流线型，便于热气流通排出壳体。

15、在一种可选的实施方式中，还包括支撑结构，所述支撑结构支撑于所述极组与所述壳体之间，所述支撑结构用以防止所述极组移动堵塞所述泄压通道。

16、有益效果：支撑结构支撑于极组与壳体之间以防止极组移动堵塞泄压通道，保证热失控时的热气可以通过泄压通道顺畅流通至防爆阀处，降低电池热失控爆炸概率。

17、在一种可选的实施方式中，所述支撑结构包括支撑板和多个支撑部，多个所述支撑部间隔设于所述支撑板上，所述支撑板上设有多个透气孔，所述支撑板背向所述支撑部的一侧固定于所述极组上，所述支撑部远离所述支撑板的一侧抵接所述壳体。

18、有益效果：支撑结构的结构稳定、简单。

19、第二方面，本发明还提供了一种电池包，包括上述中任一项所述的动力电池。

20、有益效果：电池包内的动力电池将泄压通道的等效截面积与泄压机构的开启区面积相关联，可根据实际泄压机构的大小调整泄压通道的尺寸，泄压通道尺寸确定合理化，保证电池热失控时热气可通过泄压通道有效流通至泄压机构，降低热失控时电池壳体的破裂概率，有效提高电池包的安全性能。

技术特征：

1.一种动力电池，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的动力电池，其特征在于，所述极组的长度为l、高度为h，β=1-hl/(hl)。

3.根据权利要求1或2所述的动力电池，其特征在于，动力电池容量为c，动力电池额定电压为v，面积系数为α，0.3≤α≤1，s0=cvα。

4.根据权利要求1或2所述的动力电池，其特征在于，所述泄压机构设置于所述壳体的一侧端面上，所述极组的延伸方向与所述泄压机构所在的平面垂直。

5.根据权利要求1或2所述的动力电池，其特征在于，所述泄压机构为防爆阀。

6.根据权利要求1或2所述的动力电池，其特征在于，所述极组的纵截面呈矩形，所述极组的棱边与所述壳体的棱边相对，所述极组的棱边设有倒角或内凹设置。

7.根据权利要求6所述的动力电池，其特征在于，所述极组的棱边设有圆弧倒角。

8.根据权利要求1或2所述的动力电池，其特征在于，还包括支撑结构，所述支撑结构支撑于所述极组与所述壳体之间，所述支撑结构用以防止所述极组移动堵塞所述泄压通道。

9.根据权利要求8所述的动力电池，其特征在于，所述支撑结构包括支撑板和多个支撑部，多个所述支撑部间隔设于所述支撑板上，所述支撑板上设有多个透气孔，所述支撑板背向所述支撑部的一侧固定于所述极组上，所述支撑部远离所述支撑板的一侧抵接所述壳体。

10.一种电池包，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的动力电池。

技术总结
本发明涉及电池技术领域，公开了一种动力电池及电池包，本发明的动力电池包括壳体、泄压机构和极组。在确定泄压通道尺寸时，根据壳体尺寸以及公式S=LHTβ/(L+H)/2计算出泄压通道的等效截面积S，并使S满足S1＜S＜S2，再根据公式W=S/T确定泄压通道的等效宽度，根据W1=S1/T计算泄压通道的等效宽度下限值，并根据壳体内腔尺寸以及泄压通道的等效宽度下限值确定极组的尺寸。可根据实际泄压机构的大小调整泄压通道的尺寸，规范化确定泄压通道的尺寸，泄压通道尺寸确定合理化，保证电池热失控时热气可通过泄压通道有效流通至泄压机构，降低热失控时电池壳体的破裂概率，有效提高电池的安全性能。

技术研发人员：张爽,袁园,刘昌辉,向新宇
受保护的技术使用者：蜂巢能源科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15