电池及电池包

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体涉及电池及电池包。

背景技术

随着电池行业技术的不断发展，用户对电池的要求越来越高。为了提高电池单体的安全性能，电池单体上通常会设置泄压机构，当电池单体运行异常，内部产生气体时，可以通过泄压机构排出气体，以免造成爆炸等较大的安全事故。防爆阀作为泄压机构设置在电池壳体上，对于长度尺寸较大的电池，防爆阀通常设置在壳体上长度较长的侧面，以均衡气体传输的路径，避免将防爆阀设置在沿长度方向的两端的端面上而造成气体传输路径过长。然而，由于极组与壳体侧面的内壁之间的空间较小，会使得电池内部气体传输阻力较大，不利于电池内部的气体迅速排出，电池内部的气体不能及时排出会存在严重的安全隐患。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种电池及电池包，以解决现电池内部的气体不能及时排出的问题。

第一方面，本发明提供了一种电池，包括：外壳，内部形成有容纳腔，所述外壳的侧面设置有防爆阀，所述防爆阀适于在第一预设压力值时开启；极组，设置在所述容纳腔中；支撑件，位于所述外壳设置有所述防爆阀的侧面与所述极组之间，所述支撑件上构造有至少一个断裂区，所述断裂区的至少部分区域构造为减薄部，所述减薄部的厚度小于所述支撑件主体部分的厚度，所述减薄部适于在第二预设压力值时断裂，以导通所述容纳腔与所述防爆阀，其中，所述第二预设压力值小于所述第一预设压力值。

有益效果：通过在外壳与极组之间设置支撑件，支撑件位于外壳的容纳腔中，支撑件的一侧与外壳的设置有防爆阀的侧面的内壁相抵接，且另一侧与极组相抵接，支撑件起到在极组与外壳之间支撑的作用，使得极组与外壳之间具有一定的间距，同时，通过在支撑件上构造断裂区，断裂区的减薄部在防爆阀开启前断裂，从而连通防爆阀与设置有极组的容纳腔，增加排气空间，便于容纳腔中的气体能够及时排到防爆阀所在位置处，从而保证电池内的气体都能及时通过防爆阀排出，保证电池的安全性。

在一种可选的实施方式中，所述减薄部的厚度为H1，所述支撑件主体部分的厚度为H，其中，0.05≤H1/H≤0.5。

有益效果：将减薄部的厚度H1与支撑主体的厚度H的比值范围设置在0.05-0.5之间，既可以保证支撑件具有足够的强度，避免在减薄部处变形，又可以避免减薄部的强度过大，保证减薄部能够及时断裂。

在一种可选的实施方式中，每个所述断裂区中具有至少两个间隔设置的所述减薄部。

有益效果：通过设置至少两个间隔设置的减薄部，在减薄部断裂后，至少两个减薄部之间的区域能够整体脱离支撑主体，从而形成面积更大的断裂区，增大了气体的流通空间，更有利于支撑件外周的气体流入排气通道中，从而便于气体及时排出；并且至少两个减薄部间隔设置的方式，可以减小每个减薄部的尺寸，从而避免因单个减薄部的尺寸过大而造成的支撑主体的强度不足的问题，从而提高结构的稳定性。

在一种可选的实施方式中，所述支撑件包括呈环形的支撑主体和由所述支撑主体围绕而成的排气通道，所述断裂区设置在所述支撑主体上，所述减薄部连接在所述支撑主体的内圈和外圈之间。

有益效果：支撑主体起到在极组与外壳之间支撑的作用，保证极组与外壳之间具有一定的间距，同时，排气通道连通极组所在的空间与防爆阀，便于容纳腔中的气体贯通，增加了排气面积，保证容纳腔中极组位置处的气体能够及时通过排气通道排到防爆阀所在位置处，并且，减薄部在防爆阀开启前断裂，支撑主体上形成缺口，能够连通支撑件四周以外的空间与排气通道，保证位于支撑件四周以外的气体能够及时进入排气通道，进而从排气通道排到防爆阀所在位置处，从而保证电池内的任意位置处的气体都能及时通过防爆阀排出，保证电池的安全性。

在一种可选的实施方式中，所述支撑件呈“回”字型，所述支撑主体具有位于所述支撑件长度方向两端的两个第一侧部和位于所述支撑件宽度方向两端的两个第二侧部。

有益效果：“回”字型结构便于加工，且能够与外壳内的空间相适配。

在一种可选的实施方式中，每个所述第一侧部上设置有一个所述断裂区，所述断裂区具有两个间隔设置的减薄部，两个所述减薄部之间的距离为L1，所述排气通道沿宽度方向的尺寸为L，其中，0.2≤L1/L≤1。

有益效果：将两个减薄部之间的距离L1与排气通道沿宽度方向的尺寸L之间的比值范围设置在0.2-1之间，能够保证减薄部被破坏后，断裂区形成的导流气体的通道的截面积足够大，保证支撑件周边的气体能够顺利进入到排气通道。

在一种可选的实施方式中，所述支撑件上具有与所述防爆阀相对应的防爆对应区，位于所述防爆对应区中的所述第二侧部上设置有所述断裂区，所述断裂区具有至少两个间隔设置的减薄部。

有益效果：通过在支撑件上与防爆阀相对应的防爆对应区，并在位于防爆对应区中的第二侧部上设置断裂区，当断裂区中的减薄部断裂后，断裂区上形成的气体通道可以直接将支撑件外周的气体导流至与防爆阀相对应的位置处，减小了气体导流距离，从而尽快将支撑件外周的气体排出，进一步提高电池的安全性。

在一种可选的实施方式中，所述第二侧部上的相邻两个所述减薄部之间的距离为L2，所述防爆阀沿所述支撑件的长度方向的尺寸为L3，其中，0.1≤L2/L3≤1.2。

有益效果：将第二侧部上的相邻两个减薄部之间的距离L2与防爆阀的长度L3之间的比值范围设置在0.8-1.2之间，既可以保证断裂区断裂后能够形成足够的排气面积，又可以保证支撑主体对极组的有效支撑。

在一种可选的实施方式中，所述支撑主体的所述第二侧部上构造有朝向所述排气通道延伸的若干凸出部，每个所述第二侧部上的若干所述凸出部沿所述支撑件的长度方向间隔分布。

有益效果：通过在第二侧部上设置凸出部，增大了支撑主体的面积，保证了支撑件具有较好的支撑性能，并且凸出部尺寸较小，可以尽量减小对排气通道排气的阻碍，使得支撑件能够同时满足了支撑和排气的需求，既能避免极组挤压变形，又能保证排气通畅。

第二方面，本发明还提供了一种电池包，包括：上述的电池。因为电池包包括电池，具有与电池相同的效果，在此不再赘述。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例的电池的结构示意图；

图2为图1所示的电池的主视图；

图3为图2中A-A方向的剖视图；

图4为图2中A的局部放大示意图；

图5为图1所示的电池的分解结构示意图；

图6为本发明实施例的极组和支撑件的结构示意图；

图7为本发明实施例的支撑件的结构示意图；

图8为图7所示的支撑件的俯视图；

图9为图8中B的局部放大示意图；

图10为图8中防爆对应区的局部放大示意图；

图11为图8中C的局部放大示意图；

图12为图7所示的支撑件的侧视图；

图13为本发明实施例的壳体和防爆阀的结构示意图；

图14为本发明实施例的绝缘保护膜的结构示意图。

附图标记说明：

1、外壳；101、防爆阀；102、壳体；103、盖板；104、绝缘保护膜；2、极组；3、支撑件；301、支撑主体；3011、第一侧部；3012、第二侧部；3013、凸出部；302、排气通道；303、断裂区；3031、减薄部；304、防爆对应区；305、限位部；3051、第一限位部；3052、第二限位部。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1至图14，描述本发明的实施例。

根据本发明的实施例，一方面，提供了一种电池，包括：外壳1、极组2及支撑件3。外壳1内部形成有容纳腔，外壳1的侧面设置有防爆阀101，防爆阀101适于在第一预设压力值时开启；极组2设置在容纳腔中；支撑件3位于外壳1设置有防爆阀101的侧面与极组2之间，支撑件3上构造有至少一个断裂区303，断裂区303的至少部分区域构造为减薄部3031，减薄部3031的厚度小于支撑件3主体部分的厚度，减薄部3031适于在第二预设压力值时断裂，以导通容纳腔与防爆阀101，其中，第二预设压力值小于第一预设压力值。

应用本实施例的电池，通过在外壳1与极组2之间设置支撑件3，支撑件3位于外壳1的容纳腔中，支撑件3的一侧与外壳1的设置有防爆阀101的侧面的内壁相抵接，且另一侧与极组2相抵接，支撑件3起到在极组2与外壳1之间支撑的作用，使得极组2与外壳1之间具有一定的间距，同时，通过在支撑件3上构造断裂区303，断裂区303的减薄部3031在防爆阀101开启前断裂，从而连通防爆阀101与设置有极组2的容纳腔，增加排气空间，便于容纳腔中的气体能够及时排到防爆阀101所在位置处，从而保证电池内的气体都能及时通过防爆阀101排出，保证电池的安全性。

需要说明的是，外壳1的侧面指的是外壳1上沿图1中箭头所指的“长度方向”延伸的面，优选为较窄的侧面中的一个；第一预设压力值是防爆阀101开启的临界压力值，第二压力值是减薄部3031断裂的临界压力值，第二压力值比第一压力值略小，第二压力值小于第一压力值可以保证断裂区303在防爆阀101开启之前断裂；断裂区303在外壳1侧面上的投影覆盖防爆阀101，当电池内部的气体压力过大时，防爆阀101被高压气体冲破，开启后的防爆阀101处能够排出电池中的气体；减薄部3031的厚度小于支撑件3主体部分的厚度指的是减薄部3031的厚度小于支撑件3上除了减薄部3031以外的实体部分的厚度，减薄部3031的厚度较小，减薄部3031的强度小于减薄部3031以外的部分，减薄部3031能够首先断裂；其中，厚度指的是沿图12中箭头所指的“厚度方向”的尺寸，也是图3中箭头所指的“高度方向”的尺寸。

具体地，防爆阀101的数量可以为1个，也可以为多个，具体数量可以根据设计需要进行设置。

在一个实施例中，减薄部3031的厚度为H1，支撑件3主体部分的厚度为H，其中，0.05≤H1/H≤0.5。进一步结合图12所示，减薄部3031的厚度越小则其强度越小，若H1/H小于0.05，则减薄部3031的厚度过小，加工制成困难，整个支撑件3结构强度不足，易在减薄部3031处变形；若H1/H大于0.5，则减薄部3031的厚度过大，减薄部3031强度过高，减薄部3031不能在第二预设压力下被破坏，断裂区303不能及时断裂，结构功能失效，容纳腔中的气体不能及时排至防爆阀101处，降低了电池的安全性，因此，将减薄部3031的厚度H1与支撑件3主体部分的厚度H的比值范围设置在0.05-0.5之间，既可以保证支撑件3具有足够的强度，避免在减薄部3031处变形，又可以避免减薄部3031的强度过大，保证减薄部3031能够及时断裂。

在一个实施例中，每个断裂区303中具有至少两个间隔设置的减薄部3031。通过设置至少两个间隔设置的减薄部3031，在减薄部3031断裂后，至少两个减薄部3031之间的区域能够整体脱离支撑件3，从而形成面积更大的断裂区303，增大了气体的流通空间，更有利于容纳腔中的气体排至防爆阀101处，从而便于气体及时排出；并且至少两个减薄部3031间隔设置的方式，可以减小每个减薄部3031的尺寸，从而避免因单个减薄部3031的尺寸过大而造成的支撑主体301的强度不足的问题，从而提高结构的稳定性。优选地，每个断裂区303中的减薄部3031的数量为两个，方便加工。

另外，在其他实施例中，每个断裂区303中也可以仅有一个减薄部3031，减薄部3031可以设置较大的尺寸，甚至整个断裂区303都可以设置为减薄部3031，减薄部3031断裂后，减薄部3031所在整个区域作为气体通道将容纳腔中的气体导至防爆阀101处。

在一个实施例中，支撑件3包括呈环形的支撑主体301和由支撑主体301围绕而成的排气通道302，断裂区303设置在支撑主体301上，减薄部3031连接在支撑主体301的内圈和外圈之间，减薄部3031的厚度小于支撑主体301的厚度，减薄部3031断裂后导通支撑件3的外周与排气通道302。支撑主体301起到在极组2与外壳1之间支撑的作用，保证极组2与外壳1之间具有一定的间距，同时，排气通道302连通极组2所在的空间与防爆阀101，便于容纳腔中的气体贯通，增加了排气面积，保证容纳腔中极组2位置处的气体能够及时通过排气通道302排到防爆阀101所在位置处，并且，减薄部3031在防爆阀101开启前断裂后，能够连通支撑件3四周以外的空间与排气通道302，保证位于支撑件3四周以外的气体能够及时进入排气通道302，进而从排气通道302排到防爆阀101所在位置处，从而保证电池内的任意位置处的气体都能及时通过防爆阀101排出，保证电池的安全性。需要说明的是，支撑主体301即为支撑件3主体部分；支撑主体301呈环形，支撑主体301的内圈指的是环形的靠近其中心的一圈，外圈指的是环形的远离其中心的一圈，支撑件3的外周指的是环形的外圈朝向远离环形的中心的方向的空间；排气通道302在外壳1侧面上的投影覆盖防爆阀101。

另外，在其他实施例中，支撑件3仅包括支撑主体301，支撑件3为长条状的支撑板，断裂区303设置在板状的支撑主体301上，减薄部3031连接在支撑件3的两个较长的边之间，当减薄部3031断裂后，形成的缺口能够连通极组2所在区域与防爆阀101，同样可以实现将容纳腔中的气体导至防爆阀101处，从而通过防爆阀101排出电池以外，保证电池的安全。

在一个实施例中，支撑件3呈“回”字型，支撑主体301具有位于支撑件3长度方向两端的两个第一侧部3011和位于支撑件3宽度方向两端的两个第二侧部3012。其中，长度方向指的是图8中箭头所指的“长度方向”，宽度方向指的是图8中箭头所指的“宽度方向”。支撑件3的形状与外壳1上设置有防爆阀101的侧面相适配，“回”字型结构便于加工，且能够与外壳1内的空间相适配。具体地，支撑件3可通过模切加工成型，成本低，成型方便。

在一个实施例中，每个第一侧部3011上设置有一个断裂区303，断裂区303具有两个间隔设置的减薄部3031，两个减薄部3031之间的距离为L1，排气通道302沿宽度方向的尺寸为L，其中，0.2≤L1/L≤1。进一步结合图9所示，两个减薄部3031之间的距离L1指的是两个减薄部3031的中心距，排气通道302沿宽度方向的尺寸L为两个第二侧部3012之间的距离，在减薄部3031断裂后，两个减薄部3031之间的部分整体从支撑主体301上脱落而形成导流气体的通道，两个减薄部3031之间的距离L1最大不会超过排气通道302沿宽度方向的尺寸L，若L1/L小于0.2，则两个减薄部3031之间的距离过小，会使导流气体的通道的截面积不足，支撑件3外周的气体进入排气通道302的阻力较大，不利于气体排出，因此，将两个减薄部3031之间的距离L1与排气通道302沿宽度方向的尺寸L之间的比值范围设置在0.2-1之间，能够保证减薄部3031被破坏后，断裂区303形成的导流气体的通道的截面积足够大，保证支撑件3周边的气体能够顺利进入到排气通道302。

在一个实施例中，支撑件3上具有与防爆阀101相对应的防爆对应区304，位于防爆对应区304中的第二侧部3012上设置有断裂区303，断裂区303具有至少两个间隔设置的减薄部3031。需要说明的是，防爆对应区304中包括两个第二侧部3012，每个第二侧部3012上均设置有断裂区303，通过在支撑件3上与防爆阀101相对应的防爆对应区304，并在位于防爆对应区304中的第二侧部3012上设置断裂区303，当断裂区303中的减薄部3031断裂后，断裂区303上形成的气体通道可以直接将支撑件3外周的气体导流至与防爆阀101相对应的位置处，减小了气体导流距离，从而尽快将支撑件3外周的气体排出，进一步提高电池的安全性。具体地，每个防爆阀101对应一个防爆对应区304，防爆对应区304内的断裂区303可以有多个，排布不做要求。

在一个实施例中，第二侧部3012上的相邻两个减薄部3031之间的距离为L2，防爆阀101沿支撑件3的长度方向的尺寸为L3，其中，0.1≤L2/L3≤1.2。进一步结合图8、图10及图13所示，防爆对应区304中的相邻两个减薄部3031之间的距离L2接近于防爆阀101的长度L3，若L2与L3的比值小于0.1，则相邻两个减薄部3031之间的距离过小，当减薄部3031被破坏后，在断裂区303中形成的进气截面积不足，使得支撑件3外周的气体进入排气通道302的阻力较大，不利于气体排出；若L2与L3的比值大于1.2，能够保证足够的进气面积，但是断裂区303脱落的部分面积较大，支撑主体301剩余的对极组2的支撑部分减少，不能对极组2起到有效支撑，极组2下沉，存在排气通道302的风险，因此，将第二侧部3012上的相邻两个减薄部3031之间的距离L2与防爆阀101的长度L3之间的比值范围设置在0.1-1.2之间，既可以保证断裂区303断裂后能够形成足够的排气面积，又可以保证支撑主体301对极组2的有效支撑。

在一个实施例中，支撑主体301的第二侧部3012上构造有朝向排气通道302延伸的若干凸出部3013，每个第二侧部3012上的若干凸出部3013沿支撑件3的长度方向间隔分布。通过在第二侧部3012上设置凸出部3013，增大了支撑主体301的面积，保证了支撑件3具有较好的支撑性能，并且凸出部3013尺寸较小，可以尽量减小对排气通道302排气的阻碍，使得支撑件3能够同时满足了支撑和排气的需求，既能避免极组2挤压变形，又能保证排气通畅。

在一个实施例中，位于不同侧部上的凸出部3013之间交错分布。需要说明的是，不同侧部指的是沿支撑件3的宽度方向上相对设置的两个第二侧部3012，通过相对的两个第二侧部3012上的凸出部3013之间交错分布，避免两个凸出部3013直接相对，使得排气空间更加的充足，气体流通阻力更小，排气更加顺畅，并且与两个凸出部3013直接相对设置的结构相比，凸出部3013之间交错分布可以适当增大凸出部3013沿宽度方向的尺寸，也不会影响排气的通畅性，同时还增大了支撑面积，使得支撑件3对极组2的支撑更加有效。

在一个实施例中，支撑件3的厚度的取值范围为0.5mm-5mm。需要说明的是，支撑件3的厚度指的是支撑件3沿图3中箭头所指的“高度方向”的尺寸，支撑件3的厚度决定了极组2与壳体102之间的距离，直接影响到排气空间的大小，若支撑件3的厚度小于0.5mm，则支撑件3厚度过小，极组2与壳体102之间沿高度方向的空间不足，排气通道302的排气空间不足，气体排出时所受的阻力较大，气体不能及时排出，存在安全风险；若支撑件3的厚度大于5mm，则支撑件3厚度过大，会侵占过多壳体102内部的空间，使极组2的高度减少，电池的能量降低，不利于电池性能的提升，因此，将支撑件3的厚度的取值范围设置为0.5mm-5mm，既可以保证具有足够的排气空间，保障排气的通畅性，又可以提高电池的能量密度。

在一个实施例中，凸出部3013的形状构造为半圆形、三角形、矩形、梯形中的一种或几种。上述形状结构简单，便于加工，制造成本低。具体地，当凸出部3013的形状构造为三角形、矩形、梯形中的一种或几种时，形状的拐角处构造为平滑过渡的弧线，以减小应力，提高稳定性。

在一个实施例中，支撑主体301还包括：至少一个限位部305，限位部305支撑于两个第二侧部3012之间。通过设置限位部305在支撑主体301的内部对支撑主体301的两个第二侧部3012进行支撑，避免支撑件3在宽度方向产生凹陷变形，增加支撑件3整体强度，便于支撑件3的装配，并且保证排气通道302的排气效果。需要说明的是，限位部305与支撑主体301一体成型，可以通过模切成型；至少一个限位部305将排气通道302分隔为至少两个区域，每个区域至少对应一个防爆阀101，限位部305不会阻挡防爆阀101，避免影响防爆阀101的开启。

具体地，限位部305包括第一限位部3051和第二限位部3052，第一限位部3051的第一端与支撑主体301内圈的一侧连接，第二限位部3052的第一端与支撑主体301内圈的另一侧连接，第一限位部3051的第二端和第二限位部3052的第二端相互靠近设置，保证限位部305整体对支撑主体301的支撑效果。

在一个实施例中，外壳1为封闭结构，从而围合形成容纳腔。具体的，外壳1包括壳体102和盖板103，壳体102的两端开口设置，盖板103设置有两个，两个盖板103分别封闭壳体102两端的两个开口，盖板103与极组2电连接。

另外，在其他实施例中，壳体102的一端开口设置，壳体102的另一端为封闭设置，盖板103设置有一个，一个盖板103封闭于壳体102一端的开口处。

在一个实施例中，进一步结合图5、图14所示，外壳1还包括绝缘保护膜104，绝缘保护膜104设置于壳体102的内表面和极组2之间，以使极组2和壳体102之间绝缘。具体地，绝缘保护膜104设置于支撑件3的外侧，即支撑件3位于绝缘保护膜104与极组2之间，在电池需要排气时，电池处于高温高压状态，此时绝缘保护膜104的设置不会对气体的排放产生影响。

根据本发明的实施例，另一方面，还提供了一种电池包，包括上述的电池。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。