[发明专利]用于组装蓄电池组中的电池单元以控制热释放的方法和装置

说明书

技术领域

本公开通常涉及蓄电池封装装置，更具体地说，涉及考虑经历热失控状况的一个或多个蓄电池单元。

背景技术

移动和便携式电子产品依赖于作为电源的蓄电池。蓄电池包括组装在允许电池单元再充电的外壳中的一个或多个蓄电池单元，并且通常允许蓄电池从其用于供电的设备移出。蓄电池在这些电子产品的形状因子、大小和重量方面起关键作用。

由于优于其他电池单元技术的优点，诸如高能量密度和低自放电率，使用锂离子电池普遍增长。高能量密度允许锂离子电池单元用在从便携式电子无线电到电动车辆的许多不同的应用中，同时与诸如镍基可再充电电池(例如镍镉、镍金属氢化物)的更成熟的蓄电池化学品相比，最小化系统(设备和电池)的整体重量和大小。

包含锂离子电池单元的产品设计应当考虑鲁棒性和安全电流、电压和温度操作限制。当锂离子电池单元的能量密度继续增加时，在蓄电池单元故障时，在高温下，在灾难性故障时，蓄电池单元的能量释放相应地增加。越新、越高的能量密度电池单元增加这种热失控事件的潜在危险。热失控是指其中温度增加改变状况使得导致进一步的温度增加的情形，通常导致破坏性结果。单一锂离子电池单元的热失控会导致多电池单元组的一系列灾难性电池单元故障。

因此，期望具有在最小化对蓄电池组大小和重量的影响的同时解决上述问题改进的蓄电池组设计。

附图说明

附图结合下述详细描述合并在该说明书中并形成其一部分，并且用来进一步说明包括所要求保护的发明的概念的实施例，并且解释那些实施例的各种原理和优点，其中，在各个图中，相似的参考数字表示相同或功能性上类似的元件。

图1是根据现有技术的具有压力排气孔的蓄电池单元的等距视图。

图2是根据一些实施例的蓄电池组的俯视剖面图。

图3是根据一些实施例的包含共同定向的蓄电池单元的蓄电池组的多视角视图；

图4是根据一些实施例的在流体通道中具有挡板壁的蓄电池组的俯剖面平面图；

图5是根据一些实施例的具有覆盖外壳排气孔的标签的蓄电池组的外部视图；以及

图6是根据一些实施例的包括多个子部件的蓄电池组，其中，每一子部件包括一个或多个蓄电池单元及相应的流体通道。

技术人员将认识到为了简化和清楚示出图中的元件，且不一定按比例绘制。例如，可以相对于其他元件放大图中的一些元件的尺寸以提高本发明的实施例的理解。

适当时，由图中的常见符号表示装置和方法组件，仅示出与理解本发明的实施例有关的那些具体细节，以便不会由于对受益于本文描述的本领域的技术人员来说显而易见的细节而混淆本公开。

具体实施方式

由下述论述例示的实施例包括蓄电池组，其被热保护以防止蓄电池单元故障，这些蓄电池单元故障导致可能影响其它蓄电池组件的热排放，包括在一些实施例中引起蓄相邻电池单元中的类似故障。蓄电池组包括至少一个蓄电池单元，其具有位于在至少一个蓄电池单元周围形成的屏障结构中的压力排气孔。屏障结构由耐热材料组成，并且接近至少一个蓄电池单元的压力排气孔形成排气通道。蓄电池组进一步包括其中放置至少一个蓄电池和屏障结构的外壳。外壳包括外壳壁，其被构造成从屏障结构的排气通道到在外壳壁中形成的外壳排气孔在外壳壁和屏障结构之间形成流体通道。

图1是根据现有技术，具有压力排气孔102的蓄电池单元100的等距视图。蓄电池单元100包括第一电极104和第二电极106，其可以是其中设置蓄电池单元100的内容(即，阳极、阴极、间隔、电解质)的金属容器的外部。压力排气孔被设计成当蓄电池单元100内部的压力达到预先选择的压力阈值时打开。基于由蓄电池单元100使用的化学性质，以及蓄电池单元的特定几何结构(例如圆柱形对棱柱形)和容量，选择预先选择的压力阈值。通常，蓄电池单元经受正常压力增加，诸如当充电时，并且事实上，蓄电池单元容器通常被设计成适应这种典型的压力增加。压力排气孔102被设计成打开的压力阈值被选择成高于通过普通使用而经受的典型压力，即使在普通使用的极限值时，并且假定故障状况发生在蓄电池单元100内部。在故障状况发生时，诸如阳极和阴极之间的内部短路，压力将快速地上升。在蓄电池单元100的内部压力达到压力排气孔102的压力阈值时，压力排气孔102将打开，允许气体和其他物质排出蓄电池单元100。