大容量电池壳体及具有该壳体的大容量电池和串联电池组

摘要

本发明涉及一种大容量电池壳体及具有该壳体的大容量和串联电池组，一种大容量电池壳体，其特征在于，包括：盖板、筒体，所述盖板包括第一盖板、第二盖板，分别为电池的正极、负极，所述盖板与所述筒体围合形成电池壳体，所述盖板与所述筒体绝缘连接；所述第一盖板与所述第二盖板之间设置有可变形连接部件，所述可变形连接部件具有导电性；在第一状态时，所述可变形连接部件保持原形状，不与所述第一盖板和所述第二盖板同时接触；在第二状态时，所述可变形连接部件发生形变，所述第一盖板和所述第二盖板同时接触，以使所述第一盖板和所述第二盖板电连接。当电池发生热失控时，可变形连接部件发生变形使所述盖板与所述筒体电连接，进一步使电池壳体成为导体，将热失控电池排除在串联电池外，避免整个串联电池组无法使用。

说明书

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种大容量电池壳体及具有该壳体的大容量电池和串联电池组。

背景技术

目前市场上的锂电池最大容量的方形电池为300Ah，而最大容量的圆柱电池不大于100Ah，储能行业有望得到长足发展，但受电池容量的影响，锂电池在储能应用时需进行多个电池的串并联，使得联接零配件繁多，联接步骤复杂、繁琐，电池管理系统和线材、电池箱的用量非常大，储能成本因此居高不下。

将电池容量做大，可省去储能系统中的BMS、联接线等很多零配件，降低储能系统的成本，但大容量电池质量大，一旦某一个单体电池热失控断路后，整个系统将被断电，电池更换麻烦且难以及时处理，对应用造成很大的困扰。

发明内容

为解决大容量串联电池组某一电池损坏后更换不便，整体电池组面临无法使用的问题，本发明采用的一种解决方案是，提供一种大容量电池壳体及具有该壳体的大容量电池和串联电池组，包括：

盖板、筒体，

所述盖板包括第一盖板、第二盖板，分别为电池的正极、负极，所述盖板与所述筒体围合形成电池壳体，所述盖板与所述筒体绝缘连接；

所述第一盖板与所述第二盖板之间设置有可变形连接部件，所述可变形连接部件具有导电性；

在第一状态时，所述可变形连接部件保持原形状，不与所述第一盖板和所述第二盖板同时接触；

在第二状态时，所述可变形连接部件发生形变，所述第一盖板和所述第二盖板同时接触，以使所述第一盖板和所述第二盖板电连接。

优选的，所述可变形连接部件包括：第一导电体、第二导电体，

所述第一导电体设置在所述第一盖板朝向所述筒体的一侧，

所述第二导电体设置在所述第二盖板朝向所述筒体的一侧，

所述第一导电体远离所述第一盖板的一面设置有凸起的固定部，所述固定部的至少一侧面设置有可变形块；

所述第二导电体远离所述第二盖板的一面设置有与所述第一导电体相套接的凹槽；

所述固定部和所述凹槽重叠部分设置有间隙，以使所述第一盖板和所述第二盖板绝缘；

所述第一导电体与所述凹槽重叠处部分绝缘密封；

所述可变形连接部件发生形变后部分填充所述间隙，以使所述第一盖板和所述第二盖板电性连接。

优选的，所述第一导电体和/或所述第二导电体设置有热敏电阻，当所述壳体处于第二状态时，温度超过阈值，所述热敏电阻的电阻变大，不可导电，使所述第一导电体和/或第二导电体电性断开；所述电池壳体温度低于阈值时，所述热敏电阻的电阻变小，恢复导电，第一导电体和第二导电体电性连接。

本发明采用的另一种解决方案是，提供一种大容量电池，包含上述的电池壳体。

本发明采用的又一种解决方案是，提供一种串联电池组，包含上述的大容量电池。

优选的，所述可变形连接部件为易熔金属。

优选的，所述易熔金属的熔点不低于150℃。

优选的，所述第一盖板导电体和/或所述第二盖板导电体的外部/内部还设置有密闭的相变材料腔，以填充相变材料。

优选的，所述相变材料的相变温度范围为不低于60℃。

优选的，所述相变材料为石蜡及以石蜡为主的混合相变材料。

优选的，所述间隙宽度不小于0.5mm。

本发明的有益效果是，当串联电池组发生热失控时，可以在不拆除坏电池的情况下，让坏电池的壳体成为导体，连通坏电池相邻的两个电池，自动将坏电池排除在串联电池组外，避免更换电池组带来的不便，安全高效，经济简单。

附图说明

图1为一个实施例中电池壳体的示意图；

图2为一个实施例中电池壳体剖面示意图；

图3为一个实施例中电池壳体剖面示意图；

图4为一个实施例中电池壳体剖面示意图；

图5为一个实施例中电池壳体剖面示意图；

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下，适当地参照附图详细说明具体公开了本发明的电池泄压结构和具有机构的电池壳体及电池的实施方式。但是会有省略不必要的详细说明的情况。例如，有省略对已众所周知的事项的详细说明、实际相同结构的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长，便于本领域技术人员的理解。此外，附图及以下说明是为了本领域技术人员充分理解本发明而提供的，并不旨在限定权利要求书所记载的主题。

如果没有特别的说明，本发明的所有实施方式以及可选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。如果没有特别的说明，本发明的所有技术特征以及可选技术特征可以相互组合形成新的技术方案。

如果没有特别的说明，本发明所提到的“包括”和“包含”表示开放式，也可以是封闭式。例如，“包括”和“包含”可以表示还可以包括或包含没有列出的其他组分，也可以仅包括或包含列出的组分。

应理解，术语“第一”、“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或顺序。

本发明的上述发明内容并不意欲描述本发明中的每个公开的实施方式或每种实现方式。如下描述更具体地举例说明示例性实施方式。在整篇申请中的多处，通过一系列实施例提供了指导，这些实施例可以以各种组合形式使用。在各个实例中，列举仅作为代表性组，不应解释为穷举。

实施例1

如图1所示，为一大容量电池的壳体，包括盖板1、筒体2，盖板1包括第一盖板11，第二盖板12，本实施例中，第一盖板11为上盖板，第二盖板 12为下盖板，分别为电池的正极、负极，盖板1与筒体2围合形成电池壳体，因为盖板1作为电池的极柱需要具备导电的功能，因此盖板1与筒体2接触后不可导电，在正常状态下盖板1与筒体2绝缘连接，并在盖板1与筒体2 之间设置一个可变形的连接部件，该部件具有导电性，在正常状态下，即第一状态下，该连接部件不参与单体电池的正常工作，保持第一形态，并且仅与上盖板11(或下盖板12)连接，与盖板下12(或上盖板11)之间一定的间隙，以保持一定距离，避免导电导致电池短路；在电池发生热失控等突发情况时，即第二状态下，该连接部件则因高温、高压、发生化学反应等原因发生形变，填充上述间隙，将上盖板11(或下盖板12)与下盖板12(或上盖板11)连接，充当导线，将坏电池排除在电池组外，维持整个串联的大电池组正常工作，避免了因单一电池损坏更换维修整个大电池组。

如图1所示的大容量电池壳体还具有加强筋3和泄爆阀4，加强筋用于加强筒体1的抗压强度，泄爆阀4用于电池热失控时排除废气。

实施例2

如图2所示，大容量电池的壳体包括盖板，盖板包括第一盖板、第二盖板，本实施例中，第一盖板为上盖板11，第二盖板为下盖板12，分别为电池的正极、负极，盖板1与筒体围合形成电池壳体。

如图2a所示，上盖板11与筒体2之间设置有可变形快5，可变形快5 具有导电性。

上盖板11朝向壳体内部的方向设置有导电体13，导电体13上设置有固定部81，固定部81的侧面设置可变形快5；下盖板12朝向壳体内部的方向设置有导电体14，导电体14远离下盖板12的一面设置有导电体13以及固定部81相套接的凹槽82；固定部81和凹槽82重叠部分设置有间隙，以使上盖板和下盖板绝缘；

导电体13与凹槽82重叠部分有绝缘密封垫9；本实施例中，可变形快5 为易熔金属，当在电池正常工作状态上，该可变形快5不参与电池的工作，当电池发生热失控状态时，即可因为高温高压发生形态上的变化，并从固定部81一侧脱漏，落入固定部81与凹槽82之间的间隙，将该间隙部分填充，进入图2b的状态，使上盖板11和下盖板12电连接。在某些情况下，易熔金属在设置在固定部81的一侧，也可以设置在两侧，这取决于固定部81与导电体14之间的间隙大小。通常情况下，该间隙不可小于0.5mm，否则容易发生易熔金属微变，而使电池上下盖板电连接，损伤正常电池。易熔金属熔点不可低于150℃，以免提前发生形变，损坏正常电池。

实施例3

如图2c和2d所示，大容量电池的壳体包括盖板，盖板包括第一盖板、第二盖板，本实施例中，第一盖板为上盖板11，第二盖板为下盖板12，分别为电池的正极、负极，盖板1与筒体围合形成电池壳体。

如图2c所示，上盖板11与筒体2之间设置有可变形快5，可变形快5 具有导电性。

下盖板12朝向壳体内部的方向设置有导电体15，导电体15上设置有固定部81，固定部81的侧面设置可变形快5；上盖板11朝向壳体内部的方向设置有导电体16，导电体16远离上盖板11的一面设置有与导电体15以及固定部81相套接的凹槽82；固定部81和凹槽82重叠部分设置有间隙，以使上盖板和下盖板绝缘；

导电体15与凹槽82重叠部分有绝缘密封垫9；本实施例中，可变形快5 为易熔金属，优选为易熔金属，当在电池正常工作状态上，该可变形快5不参与电池的工作，当电池发生热失控状态时，即可因为高温高压发生形态上的变化，并从固定部81一侧脱漏，落入固定部81与凹槽82之间的间隙，将该间隙部分填充，进入图2d的状态，使上盖板11和下盖板12电连接。在某些情况下，易熔金属在设置在固定部81的一侧，也可以设置在两侧，这取决于固定部81与导电体16之间的间隙大小。通常情况下，该间隙不可小于 0.5mm，否则容易发生易熔金属微变，而使电池上下盖板电连接，损伤正常电池。易熔金属熔点不可低于150℃，以免提前发生形变，损坏正常电池。

盖板1和筒体2之间还设置有绝缘层。

如图1所示的大容量电池壳体还具有加强筋3和泄爆阀4，加强筋用于加强筒体1的抗压强度，泄爆阀4用于电池热失控时排除废气。上盖板11与筒体2、下盖板12与筒体2之间还设置有紧固孔7，用于安装绝缘螺栓。紧固孔7贯穿安装部和承托部。

实施例4

如图3所示，本实施例与实施例1或2的不同之处在于，在第一导电体和/或第二导电体外设置有密闭的相变材料腔100，密封包裹相变材料，该相变材料优选为石蜡或以石蜡为主的混合相变材料，相变温度为不低于60℃。密封包裹相变材料可以吸收第一盖板和第二盖板在电连接时产生的巨大热量，避免局部温度过高，击穿盖板，损坏电池壳体甚至电池组内其他电池。

实施例5

如图4所示，本实施例与实施例1或2的不同之处在于，在第一导电体和/或第二导电体内密封设置有密闭的相变材料腔100，包裹着相变材料，该相变材料优选为石蜡或以石蜡为主的混合相变材料，相变温度为不低于60℃。密封包裹相变材料可以吸收第一盖板和第二盖板在电连接时产生的巨大热量，避免局部温度过高，击穿盖板，损坏电池壳体甚至电池组内其他电池。

实施例6

如图5所示，本实施例与实施例1-4的不同之处在于，在第一导电体和/ 或第二导电体拼接一段热敏电阻200，优选为正温度系数热敏电阻，即Positive TemperatureCoefficient Thermistor(PTC)，该热敏电阻在温度升高时自动失去导电性，温度降低时导电性逐渐增加，直至完全正常导电。在第一盖板和第二盖板电连接产生的巨大热量时，热敏电阻受高温影响失去导电性，以至于第一导电体和/第二导电体无法导电，第一盖板和第二盖板保持暂时的断开，避免局部温度过高，烧坏导电体，损坏电池壳体甚至电池组内其他电池。当第一导电体和/或第二导电体的温度逐渐降低，热敏电阻逐渐恢复导电性，使第一导电体和/或第二导电体电性连接，进一步使第一盖板和第二盖板电性连接，将坏电池排除在电池组的体系外。

实施例7

本实施例提供一种大容量电池，包括电芯组件和实施例1-5中公开的电池壳体。

实施例8

本实施例提供一种串联电池组，包括至少3个实施例6中公开的大容量电池。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明的保护范围应以所附权利要求为准。