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CN114467225B - 电池模块、电池包以及使用电池作为电源的装置 - Google Patents

电池模块、电池包以及使用电池作为电源的装置 Download PDF

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CN114467225B CN202080068519.7A CN202080068519A CN114467225B CN 114467225 B CN114467225 B CN 114467225B CN 202080068519 A CN202080068519 A CN 202080068519A CN 114467225 B CN114467225 B CN 114467225B
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Abstract

本发明提供了一种电池模块、电池包以及使用电池作为电源的装置。电池模块包括多个电池单元和汇流组件。所述多个电池单元沿水平方向排列，各所述电池单元包括沿竖直方向层叠的多个电池，所述多个电池包括沿所述竖直方向层叠的第一电池和第二电池，所述第一电池和所述第二电池均包括第一电极端子、第二电极端子以及位于所述第一电极端子和所述第二电极端子之间的防爆片。汇流组件将所述多个电池单元电连接，所述汇流组件包括连接所述第一电池的第一电极端子和所述第二电池的第二电极端子的第一汇流排。沿垂直于所述竖直方向和所述水平方向的第一方向，所述第一汇流排包括与所述第一电池的防爆片至少部分重叠的第一薄弱区域。

Description

电池模块、电池包以及使用电池作为电源的装置
技术领域
本发明涉及电池领域，尤其涉及一种电池模块、电池包以及使用电池作为电源的装置。
背景技术
二次电池如锂离子电池由于能量密度高，环境友好等优点被广泛应用于移动电话、笔记本电脑等电子装置。近年来，为了应对环境问题，汽油价格问题，以及能量存储问题，锂离子电池的应用已经快速扩展到油电混动车辆、轮船以及能量存储系统等。
电池通常包括外壳、容纳于外壳内的电极组件和露出到外壳外部的电极端子，电极组件包括正极极片、负极极片和将正极极片和负极极片隔开的隔膜。电动车辆和混合动力电动车辆等中型或大型设备要求高功率和大容量，因此，使用其内的多个电池通常经由汇流排连接成组。然而，当某个电池由于过充电、短路等原因出现热失控时，如果不及时切断电路，与热失控的电池相邻的电池容易出现热失控，引发多个电池接连发生热失控，进而发生起火、爆炸等安全事故。
发明内容
鉴于背景技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种电池模块、电池包以及使用电池作为电源的装置，其能降低电池热失控的风险，提高安全性能。
为了实现上述目的，本发明提供了一种电池模块，其包括多个电池单元和汇流组件。所述多个电池单元沿水平方向排列，各所述电池单元包括沿竖直方向层叠的多个电池，所述多个电池包括沿所述竖直方向层叠的第一电池和第二电池，所述第一电池和所述第二电池均包括第一电极端子、第二电极端子以及位于所述第一电极端子和所述第二电极端子之间的防爆片。汇流组件将所述多个电池单元电连接，所述汇流组件包括连接所述第一电池的第一电极端子和所述第二电池的第二电极端子的第一汇流排。沿垂直于所述竖直方向和所述水平方向的第一方向，所述第一汇流排包括与所述第一电池的防爆片至少部分重叠的第一薄弱区域。所述第一薄弱区域被配置为：当第一电池的防爆片打开时，所述第一薄弱区域断裂，使得所述第一电池和所述第二电池之间断路。
在根据一些实施例的电池模块中，所述第一汇流排还具有第一通孔，所述第一薄弱区域包括第一部分和第二部分，所述第一部分和所述第二部分分别位于所述第一通孔的两侧。沿所述第一方向，所述第一部分至少与所述防爆片部分重叠，所述第二部分至少与所述防爆片部分重叠。
在根据一些实施例的电池模块中，所述第一电池的防爆片具有露出区域，所述露出区域在所述第一方向上未被所述第一汇流排覆盖。
在根据一些实施例的电池模块中，所述露出区域包括与所述第一通孔相对的第一露出部。
在根据一些实施例的电池模块中，所述露出区域还包括第二露出部，所述第二露出部和所述第一露出部间隔设置。
在根据一些实施例的电池模块中，所述第一汇流排还包括第一连接部和过渡部，第一连接部连接于所述第一电池的第一电极端子，所述第一薄弱区域连接所述第一连接部和所述过渡部。所述过渡部具有缓冲区，所述缓冲区被配置为：当所述第一电池的第一电极端子和所述第二电池的第二电极端子沿所述水平方向的距离变化时，所述缓冲区能够伸缩变形；和/或，当所述第一电池的第一电极端子和所述第二电池的第二电极端子沿所述竖直方向的距离变化时，所述缓冲区能够伸缩变形。
在根据一些实施例的电池模块中，所述第一汇流排还包括第二连接部和第二薄弱区域，第二连接部连接于所述第二电池的第二电极端子。沿所述第一方向，所述第二薄弱区域与所述第二电池的防爆片至少部分重叠，且所述第二薄弱区域连接所述过渡部和所述第二连接部。其中，所述第二薄弱区域被配置为：当第二电池的防爆片打开时，所述第二薄弱区域断裂，使得所述第一电池和所述第二电池之间断路。
在根据一些实施例的电池模块中，所述缓冲区相对于所述竖直方向和所述水平方向倾斜设置。
在根据一些实施例的电池模块中，沿所述竖直方向，所述缓冲区位于所述第一电池的防爆片和所述第二电池的防爆片之间。
在根据一些实施例的电池模块中，所述缓冲区包括多个圆拱形结构。
在根据一些实施例的电池模块中，所述第一电池的所述第一电极端子和所述第二电极端子沿所述水平方向布置。所述第二电池的所述第一电极端子和所述第二电极端子沿所述水平方向布置。所述第一电池的第一电极端子和所述第二电池的第一电极端子沿所述竖直方向相对设置，所述第一电池的第二电极端子和所述第二电池的第二电极端子沿所述竖直方向相对设置。
在根据一些实施例的电池模块中，所述电池模块沿所述水平方向的尺寸大于所述电池模块沿所述竖直方向的尺寸。
在根据一些实施例的电池模块中，各所述电池还包括外壳和电极组件，所述第一电极端子、所述第二电极端子和所述防爆片设置于所述外壳，所述电极组件容纳于所述外壳内，且所述电极组件包括第一极片、第二极片和将所述第一极片和所述第二极片隔开的隔膜，所述第一极片电连接于所述第一电极端子，所述第二极片电连接于所述第二电极端子。
在根据一些实施例的电池模块中，所述电极组件为卷绕式结构且为扁平状，且所述电极组件的外表面包括两个扁平面，所述两个扁平面沿所述竖直方向相互面对。在根据另一些实施例的电池模块中，所述电极组件为叠片式结构，所述第一极片、所述隔膜和所述第二极片沿所述竖直方向层叠。
本发明还提供了一种电池包，其包括箱体和如上所述的电池模块，所述电池模块收容于所述箱体内。
本发明还提供了一种使用电池作为电源的装置，其包括如上所述的电池模块。
本发明的有益效果如下。由于第一薄弱区域与防爆片至少部分重叠，所以在防爆片打开时，高温高压的气体直接冲击第一薄弱区域；第一薄弱区域强度较小，在气体的冲击下断裂，从而断开第一电池和第二电池之间的电连接。此时，第二电池已停止充放电，即使第一电池的热量传导至第二电池，第二电池也不易出现热失控，从而降低起火、爆炸等安全事故的风险，提高电池模块的安全性能。
附图说明
图1为根据一些实施例的使用电池作为电源的装置的示意图。
图2为根据一些实施例的电池包的分解图。
图3为根据一些实施例的电池模块的示意图。
图4为根据另一些实施例的电池模块的示意图。
图5为电池单元和第一汇流排在一些实施例中的示意图。
图6为根据一些实施例的第一汇流排的示意图。
图7为根据一些实施例的电池的分解图。
图8为根据一些实施例的电极组件的截面图。
图9为根据另一些实施例的电极组件的截面图。
其中，附图标记说明如下：
1电池单元 21第一汇流排
11电池 211第一薄弱区域
111第一电极端子 211a第一部分
112第二电极端子 211b第二部分
113防爆片 212第一通孔
113a第一露出部 213第一连接部
113b第二露出部 214第二连接部
114外壳 215过渡部
114a壳体 215a弹性区
114b顶盖板 216第二薄弱区域
115电极组件 217第二通孔
115a第一极片 22第二汇流排
115b第二极片 23输出极片
115c隔膜 1000电池模块
115d扁平面 2000箱体
115e窄面 X长度方向
11a第一电池 Y宽度方向
11b第二电池 Z竖直方向
2汇流组件
具体实施方式
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。
在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个以上(包括两个)；除非另有规定或说明，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接，或信号连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请的描述中，所有附图中箭头X所指方向为长度方向，箭头Y所指方向为宽度方向，箭头Z所指方向为竖直方向。水平方向为平行于水平面的方向，既可以是长度方向X也可以是宽度方向Y。另外，水平方向不仅包括绝对平行于水平面的方向，也包括了工程上常规认知的大致平行于水平面的方向。竖直方向为垂直于水平面的方向，竖直方向不仅包括绝对垂直于水平面的方向，也包括了工程上常规认知的大致垂直于水平面的方向。此外，本申请描述的“上”、“下”、“顶”、“底”等方位词均是相对于竖直方向Z来进行理解的。为了便于理解和说明，下文中会根据附图内的X、Y、Z坐标系进行方向的描述。
本申请提供了一种使用电池作为电源的装置，所述装置包括主体和安装于所述主体的电池模块。所述装置为电动车辆、混合动力电动车辆或轮船等。参照图1，在一些实施例中，所述装置为电动车辆，所述电动车辆为纯电动汽车，也可以混合动力汽车或增程式汽车。所述电动车辆包括底盘、车身和电力驱动系统，所述电力驱动系统包括驱动模块和电源模块，所述驱动模块包括电机、机械传动装置以及车轮等结构，所述电源模块包括多个二次电池。电池模块通过电机和机械传动装置驱动车轮转动，从而带动所述汽车移动。所述二次电池为铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池。在一些优选的实施例中，所述二次电池为锂离子电池。
参照图2，本申请还提供了一种电池包，其包括电池模块1000和箱体2000，电池模块1000收容于箱体2000内。箱体2000包括下箱体和上箱盖，下箱体和上箱盖密封连接在一起，并在两者之间形成容置腔。下箱体和上箱盖由铝、铝合金或其它金属制成。电池模块1000容纳于箱体2000的容置腔中。电池模块1000可以为一个或多个。当电池模块1000设置为多个时，电池模块1000可以沿长度方向X布置，也可以沿宽度方向Y布置。电池模块1000包括多个二次电池，所述二次电池为铅酸电池、镍镉电池、镍氢电池或锂离子电池。
本申请还提供了一种电池模块，电池模块包括多个沿水平方向排列的电池单元1，各所述电池单元1包括沿竖直方向Z层叠的多个电池11。参照图3，在一些实施例中，电池模块的多个电池单元1沿长度方向X排列。
参照图7，在一些实施例中，电池模块的各电池11包括第一电极端子111、第二电极端子112、防爆片113、外壳114和电极组件115。
电极组件115为电池11实现充放电功能的核心构件。参照图8和图9，电极组件2包括第一极片115a、第二极片115b和将所述第一极片115a和所述第二极片115b隔开的隔膜115c。第一电极端子111和第二电极端子112分别电连接于第一极片115a和第二极片115b。
第一极片115a包括第一集流体和涂覆于所述第一集流体表面的第一活性物质层。第二极片115b包括第二集流体和涂覆于所述第二集流体表面的第二活性物质层。在一些实施例中，第一极片115a为正极极片，其中，第一集流体为铝箔，第一活性物质层包括锰酸锂、磷酸铁锂或三元材料。第二极片115b为负极极片，其中，第一集流体为铜箔，第二活性物质层包括石墨或硅。
外壳114具有内腔，以容纳电极组件115和电解液。参照图7，外壳114包括壳体114a和连接于壳体114a的顶盖板114b。壳体114a具有六面体形状或其它形状。壳体114a具有开口，电极组件115可经由所述开口放置到壳体114a内。顶盖板114b的尺寸与壳体114a的开口的尺寸相适配。顶盖板114b通过焊接连接到壳体114a并覆盖壳体114a的开口。
第一电极端子111和第二电极端子112设置于外壳114并露出到外壳114的外侧。在一些实施例中，第一电极端子111和第二电极端子112穿过所述顶盖板114b。
防爆片113设置于外壳114且位于第一电极端子111和第二电极端子112之间。在一些实施例中，顶盖板114b设有贯通的排气孔，防爆片113固定于顶盖板114b并覆盖所述排气孔。当电极组件115由于过度充电、短路等原因而产生大量气体时，外壳114内部的气压增大并冲破防爆片113，气体经由所述排气孔排出到外壳114的外部，从而避免电池11爆炸。
参照图3，电池模块还包括汇流组件2，汇流组件2将电池模块的多个电池单元1电连接。汇流组件2包括多个汇流排，各汇流排通过焊接、铆接等方式连接到电极端子。所述多个汇流排将电池模块中的多个电池11以串联、并联或串并联的方式连接成组。
参照图3-图5，电池模块中的多个电池11包括沿竖直方向Z层叠的第一电池11a和第二电池11b。汇流组件2包括连接第一电池11a的第一电极端子111和第二电池11b的第二电极端子112的第一汇流排21。
沿垂直于竖直方向和水平方向的第一方向，第一汇流排21包括与第一电池11a的防爆片113至少部分重叠的第一薄弱区域211。在一些实施例中，电池模块的多个电池单元1沿长度方向X排列，此时，所述第一方向平行于附图所示的宽度方向Y。在垂直于所述第一方向的平面内，第一电池11a的防爆片113的投影与第一薄弱区域211的投影至少部分重叠。第一薄弱区域211被配置为：当防爆片113打开时，第一薄弱区域113断裂，使得第一电池11a和第二电池11b之间断路。
当第一电池11a的电极组件115由于过度充电、短路等原因而产生大量气体时，外壳114内部的气压增大并打开防爆片113。由于第一薄弱区域211与防爆片113至少部分重叠，所以高温高压的气体直接冲击第一薄弱区域211；第一薄弱区域211强度较小，在气体的冲击下断裂，从而断开第一电池11a和第二电池11b之间的电连接。此时，第二电池11b已停止充放电，即使第一电池11a的热量传导至第二电池11b，第二电池11b也不易出现热失控，从而降低起火、爆炸等安全事故的风险，提高电池模块的安全性能。
参照图5，在根据一些实施例的电池模块1000中，第一电池11a的防爆片113具有露出区域，所述露出区域在第一方向上未被第一汇流排21覆盖。在垂直于所述第一方向的平面内，所述露出区域的投影不与第一汇流排21的投影重叠。通过设置所述露出区域，可以在防爆片113打开时降低第一汇流排21对气体的阻挡，保证第一电池11a内部的气体顺畅地排出，降低第一电池11a爆炸的风险。
在一些实施例中，参照图5，第一汇流排21还具有第一通孔212，第一薄弱区域211包括第一部分211a和第二部分211b，第一部分211a和第二部分211b分别位于第一通孔212的两侧。本申请通过开设第一通孔212，减小第一部分211a的截面积和第二部分211b的截面积，降低第一薄弱区域211的强度，保证第一薄弱区域113能够在防爆片113打开时断裂。
沿第一方向，第一部分211a至少与防爆片113部分重叠，第二部分211b至少与防爆片113部分重叠。当防爆片113打开时，第一部分211a和第二部分211b能够在高温气体的冲击下断裂。
在一些实施例中，露出区域包括与第一通孔212相对的第一露出部113a。在防爆片113打开时，一部分气体能够经由第一通孔212排出，从而提升排气速率，降低第一电池11a爆炸的风险。
在一些实施例中，所述露出区域还包括第二露出部113b，第二露出部113b和第一露出部113a间隔设置。通过设置第二露出部113b，可以降低防爆片113的被第一汇流排21覆盖的部分的面积，在防爆片113打开时，提升排气速率，降低第一电池11a爆炸的风险。
在一些实施例中，第一汇流排21设置有第一凹槽。通过设置第一凹槽，本申请能够减小第一薄弱区域211的厚度，以降低第一薄弱区域211的强度，保证第一薄弱区域113能够在防爆片113打开时断裂。在另一些实施例中，第一汇流排21设置有两个第一缺口，所述两个第一缺口分别位于第一薄弱区域211的两侧；通过设置所述第一缺口，本申请能够减小第一薄弱区域211的厚度，以降低第一薄弱区域211的强度，保证第一薄弱区域113能够在防爆片113打开时断裂。在又一些实施例中，第一汇流排21由多种导电材料复合而成，第一薄弱区域211的强度小于第一汇流排21的连接于第一薄弱区域211的部分的强度，从而保证第一薄弱区域113能够在防爆片113打开时断裂。在再一些实施例中，第一汇流排21由多种导电材料复合而成，第一薄弱区域211的熔点小于第一汇流排21的连接于第一薄弱区域211的部分的熔点，当高温气体冲击第一薄弱区域211时，第一薄弱区域211受热软化，从而保证第一薄弱区域113能够在防爆片113打开时断裂。
在一些实施例中，第一汇流排21还包括第一连接部213和过渡部215，第一连接部213连接于第一电池11a的第一电极端子111，第一薄弱区域211连接第一连接部213和过渡部215。第一连接部213焊接于第一电池11a的第一电极端子111。根据一些实施例的第一连接部213设置有定位孔，所述定位孔有助于第一连接部213在焊接时的定位。
在电池11的充放电过程中，电极组件115会膨胀变形，电极组件115挤压外壳114，外壳114变形造成电池11的第一电极端子111和第二电极端子112移动。当第一电池11a的电极组件115和第二电池11b的电极组件115膨胀时，当第一电池11a的第一电极端子111和第二电池11b的第二电极端子112的距离会出现变化，从而挤压或拉伸第一汇流排21，在极端的情况下，第一电极端子111和第一连接部213的焊接处可能会撕裂，从而降低过流能力。在一些实施例中，过渡部215具有缓冲区215a，缓冲区215a被配置为：当第一电池11a的第一电极端子111和第二电池11b的第二电极端子112沿水平方向的距离变化时，缓冲区215a能够伸缩变形；和/或，当第一电池11a的第一电极端子111和第二电池11b的第二电极端子112沿竖直方向的距离变化时，缓冲区215a能够伸缩变形。缓冲区215a能够通过伸缩变形，吸收第一电池11a的第一电极端子111和第二电池11b的第二电极端子112的距离变化，减小第一电极端子111和第一连接部213的焊接处所承受的力，降低所述焊接处撕裂的风险，保证过流能力。
缓冲区215a的结构可依据需求设定，只要缓冲区215a变形所需的力小于第一电极端子111和第一连接部213的连接力即可。在一些实施例中，参照图6，缓冲区215a包括多个圆拱形结构，所述多个圆拱形结构组成连续的波形结构。所述多个圆拱形结构弹性较好，可以通过形变来吸收第一电池11a的第一电极端子111和第二电池11b的第二电极端子112的距离变化。所述圆拱形结构通过冲压过渡部215形成。
在另一些实施例中，缓冲区215a包括多个间隔布置的条形结构，各条形结构至少部分弯折为弧形。弧形的条形结构弹性较好，可以通过形变来吸收第一电池11a的第一电极端子111和第二电池11b的第二电极端子112的距离变化。在又一些实施例中，所述缓冲区215a弯折为波形结构，所述波形结构为正玄波形、方波形、三角波形或锯齿波形。在再一些实施例中，第一汇流排21由多种导电材料复合而成，所述缓冲区215a的材料的弹性优于第一汇流排21的其他部分的材料的弹性。
在一些实施例中，第一汇流排21还包括第二连接部214和第二薄弱区域216，第二连接部214连接于第二电池11b的第二电极端子112。沿所述第一方向，第二薄弱区域216与第二电池11b的防爆片113至少部分重叠，且第二薄弱区域216连接过渡部215和第二连接部214。第二连接部214焊接于第二电池11b的第二电极端子112。
所述第二薄弱区域216被配置为：当第二电池11b的防爆片113打开时，所述第二薄弱区域216断裂，使得所述第一电池11a和所述第二电池11b之间断路。
当第二电池11b的电极组件115由于过度充电、短路等原因而产生大量气体时，外壳114内部的气压增大并打开防爆片113。由于第二薄弱区域216与防爆片113至少部分重叠，所以高温高压的气体直接冲击第二薄弱区域216；第二薄弱区域216强度较小，在气体的冲击下断裂，从而断开第一电池11a和第二电池11b之间的电连接。此时，第一电池11a已停止充放电，即使第二电池11b的热量传导至第一电池11a，第一电池11a也不易出现热失控，从而降低起火、爆炸等安全事故的风险。
在一些实施例中，第一汇流排21还设有第二通孔217。通过设置第二通孔217，本申请能够减小第二薄弱区域216的强度，保证第二薄弱区域216能够在防爆片113打开时断裂。
在一些实施例中，第一汇流排21设置有第二凹槽。通过设置第二凹槽，本申请能够减小第二薄弱区域216的厚度，以降低第二薄弱区域216的强度，保证第二薄弱区域216能够在防爆片113打开时断裂。在另一些实施例中，第一汇流排21设置有两个第二缺口，所述两个第二缺口分别位于第二薄弱区域216的两侧；通过设置所述第二缺口，本申请能够减小第二薄弱区域216的厚度，以降低第二薄弱区域216的强度，保证第二薄弱区域216能够在防爆片113打开时断裂。在又一些实施例中，第一汇流排21由多种导电材料复合而成，第二薄弱区域216的强度小于第一汇流排21的连接于第二薄弱区域216的部分的强度，从而保证第二薄弱区域216能够在防爆片113打开时断裂。在再一些实施例中，第一汇流排21由多种导电材料复合而成，第二薄弱区域216的熔点小于第一汇流排21的连接于第二薄弱区域216的部分的熔点，当高温气体冲击第二薄弱区域216时，第二薄弱区域216受热软化，从而保证第二薄弱区域216能够在防爆片113打开时断裂。
在一些实施例中，缓冲区215a相对于竖直方向和水平方向倾斜设置。在垂直于第一方向的平面内，缓冲区215a的露出的边缘的投影相对于竖直方向Z和长度方向X倾斜设置。倾斜的缓冲区215a可以使通过形变来吸收第一电池11a的第一电极端子111和第二电池11b的第二电极端子112在竖直方向Z和长度方向X上的距离变化。
在一些实施例中，沿竖直方向Z，缓冲区215a位于第一电池11a的防爆片113和第二电池11b的防爆片113之间。第一薄弱区域211和第二薄弱区域216分别位于缓冲区215a沿竖直方向Z的两侧并分别覆盖第一电池11a的防爆片113和第二电池11b的防爆片113。
在一些实施例中，第一电池11a的第一电极端子111和第二电极端子112沿水平方向布置；第二电池11b的第一电极端子111和第二电极端子112沿水平方向布置。第一电池11a的第一电极端子111和第二电池11b的第一电极端子111沿竖直方向相对设置，第一电池11a的第二电极端子112和第二电池11b的第二电极端子112沿竖直方向相对设置。第一电池11a和第二电池11b的排列方向相同，便于堆叠第一电池11a和第二电池11b。
如图8所示，在一些实施例中，电极组件115为卷绕式结构。具体地，第一极片115a、第二极片115b和隔膜115c均为带状结构，将第一极片115a、隔膜115c和第二极片115b依次层叠并卷绕两圈以上以形成电极组件115，并且电极组件115呈扁平状。图8为电极组件115的外形轮廓的示意图，电极组件115的外表面包括两个扁平面115d和两个窄面115e，两个扁平面115d沿竖直方向Z相互面对，两个窄面115e沿长度方向X相互面对。其中，扁平面115d大致平行于电极组件115的卷绕轴且为面积最大的表面。扁平面115d可以是相对平整的表面，并不要求是纯平面。窄面115e至少部分为弧形。扁平面115d是相对于窄面115e而言，并且扁平面115d的面积大于窄面115e的面积。
如图9所示，在另一实施例中，电极组件115为叠片式结构。具体地，电极组件115包括多个第一极片115a和多个第二极片115b，所述多个第一极片115a和所述多个第二极片115b沿竖直方向Z交替层叠。隔膜115c设置于第一极片115a和第二极片115b之间，并将第一极片115a和第二极片115b隔开。在叠片式结构中，第一极片115a和第二极片115b均为片状且大体垂直于竖直方向Z。
电极组件115在充放电的过程中，极片会沿其厚度方向发生膨胀。在卷绕式的电极组件115中，沿垂直于扁平面115d的方向的膨胀力最大；在叠片式的电极组件115中，沿第一极片115a和第二极片115b的堆叠方向的膨胀力最大。由此可见，电极组件115无论是采用卷绕式结构还是采用叠片式结构，电极组件115对壳体114b施加最大膨胀力的方向均是朝向竖直方向Z。也就是说，在水平方向上，电极组件115对壳体114b施加的膨胀力较小。在本申请中，多个电池单元1沿长度方向X布置，因此，即使所有的电极组件115在长度方向X上膨胀力叠加在一起，也不会产生过大的合力，从而降低电池11被压坏的风险。
在一些实施例中，电池模块1000沿水平方向的尺寸大于电池模块1000沿竖直方向Z的尺寸。参照图3和图4，电池模块1000沿长度方向X的尺寸大于电池模块1000沿竖直方向Z的尺寸。本申请减小各电池单元1的电池11的数量，以减小各电池单元1在竖直方向Z上的膨胀力。由于各电池单元1的电池11在长度方向X上的膨胀力较小，所以电池模块1000在长度方向X上可具有较大的尺寸，也就是说，电池单元11可具有较大的数量。另外，受到电动车辆的底盘高度尺寸的限制，电池模块1优选在竖直方向Z具有较小的尺寸。
在一些实施例中，电池模块还包括两个端板(图中未示出)和扎带(图中未示出)，两个端板分别设置于多个电池单元1的沿长度方向X的两端，扎带包围在多个电池单元1和两个端板的外周，从而将所述多个电池单元1固定。端板可以由铝、铝合金等金属材料制成，也可以由绝缘材料制成。
在一些实施例中，参照图3，汇流组件2还包括第二汇流排22，第二汇流排22连接一个电池单元1的电池11的第一电极端子111和另一个电池单元1的电池11的第一电极端子111。第二汇流排22相对于竖直方向Z和长度方向X倾斜设置。
在一些实施例中，第一汇流排21和第二汇流排22均为多个，所述多个第一汇流排21和所述多个第二汇流排22将电池模块的所有电池11电连接。
在一些实施例中，汇流组件2还包括两个输出极片23，两个输出极片23分别连接于电池模块中作为总正输出的电极端子和作为总负输出的电极端子。

Claims (15)

1.一种电池模块(1000)，其特征在于，包括：
多个沿水平方向排列的电池单元(1)，各所述电池单元(1)包括沿竖直方向层叠的多个电池(11)，所述多个电池(11)包括沿所述竖直方向层叠的第一电池(11a)和第二电池(11b)，所述第一电池(11a)和所述第二电池(11b)均包括第一电极端子(111)、第二电极端子(112)以及位于所述第一电极端子(111)和所述第二电极端子(112)之间的防爆片(113)；以及
汇流组件(2)，将所述多个电池单元(1)电连接，所述汇流组件(2)包括连接所述第一电池(11a)的第一电极端子(111)和所述第二电池(11b)的第二电极端子(112)的第一汇流排(21)；
沿垂直于所述竖直方向和所述水平方向的第一方向，所述第一汇流排(21)包括与所述第一电池(11a)的防爆片(113)至少部分重叠的第一薄弱区域(211)；所述第一薄弱区域(211)被配置为：当第一电池(11a)内部产生气体，所述第一电池(11a)内部压力增大，所述防爆片(113)被打开时，所述气体冲击所述第一薄弱区域(211)，所述第一薄弱区域(211)断裂，使得所述第一电池(11a)和所述第二电池(11b)之间断路。
2.根据权利要求1所述的电池模块(1000)，其特征在于，
所述第一汇流排(21)还具有第一通孔(212)，所述第一薄弱区域(211)包括第一部分(211a)和第二部分(211b)，所述第一部分(211a)和所述第二部分(211b)分别位于所述第一通孔(212)的两侧；
沿所述第一方向，所述第一部分(211a)至少与所述防爆片(113)部分重叠，所述第二部分(211b)至少与所述防爆片(113)部分重叠。
3.根据权利要求2所述的电池模块(1000)，其特征在于，所述第一电池(11a)的防爆片(113)具有露出区域，所述露出区域在所述第一方向上未被所述第一汇流排(21)覆盖。
4.根据权利要求3所述的电池模块(1000)，其特征在于，所述露出区域包括与所述第一通孔(212)相对的第一露出部(113a)。
5.根据权利要求4所述的电池模块(1000)，其特征在于，所述露出区域还包括第二露出部(113b)，所述第二露出部(113b)和所述第一露出部(113a)间隔设置。
6.根据权利要求1-5中任一项所述的电池模块(1000)，其特征在于，所述第一汇流排(21)还包括：
第一连接部(213)，连接于所述第一电池(11a)的第一电极端子(111)；以及
过渡部(215)，所述第一薄弱区域(211)连接所述第一连接部(213)和所述过渡部(215)，所述过渡部(215)具有缓冲区(215a)；
其中，所述缓冲区(215a)被配置为：当所述第一电池(11a)的第一电极端子(111)和所述第二电池(11b)的第二电极端子(112)沿所述水平方向的距离变化时，所述缓冲区(215a)能够伸缩变形；和/或，当所述第一电池(11a)的第一电极端子(111)和所述第二电池(11b)的第二电极端子(112)沿所述竖直方向的距离变化时，所述缓冲区(215a)能够伸缩变形。
7.根据权利要求6所述的电池模块(1000)，其特征在于，所述第一汇流排(21)还包括：
第二连接部(214)，连接于所述第二电池(11b)的第二电极端子(112)；以及
第二薄弱区域(216)，沿所述第一方向，所述第二薄弱区域(216)与所述第二电池(11b)的防爆片(113)至少部分重叠，且所述第二薄弱区域(216)连接所述过渡部(215)和所述第二连接部(214)；
其中，所述第二薄弱区域(216)被配置为：当第二电池(11b)的防爆片(113)打开时，所述第二薄弱区域(216)断裂，使得所述第一电池(11a)所述第二电池(11b)之间断路。
8.根据权利要求6所述的电池模块(1000)，其特征在于，所述缓冲区(215a)相对于所述竖直方向和所述水平方向倾斜设置。
9.根据权利要求6所述的电池模块(1000)，其特征在于，沿所述竖直方向，所述缓冲区(215a)位于所述第一电池(11a)的防爆片(113)和所述第二电池(11b)的防爆片(113)之间。
10.根据权利要求6所述的电池模块(1000)，其特征在于，所述缓冲区(215a)包括多个圆拱形结构。
11.根据权利要求1-5任一项所述的电池模块(1000)，其特征在于，
所述第一电池(11a)的所述第一电极端子(111)和所述第二电极端子(112)沿所述水平方向布置；
所述第二电池(11b)的所述第一电极端子(111)和所述第二电极端子(112)沿所述水平方向布置；
所述第一电池(11a)的第一电极端子(111)和所述第二电池(11b)的第一电极端子(111)沿所述竖直方向相对设置，所述第一电池(11a)的第二电极端子(112)和所述第二电池(11b)的第二电极端子(112)沿所述竖直方向相对设置。
12.根据权利要求1-5任一项所述的电池模块(1000)，其特征在于，所述电池模块(1000)沿所述水平方向的尺寸大于所述电池模块(1000)沿所述竖直方向的尺寸。
13.根据权利要求1-5中任一项所述的电池模块(1000)，其特征在于，
各所述电池(11)还包括外壳(114)和电极组件(115)，所述第一电极端子(111)、所述第二电极端子(112)和所述防爆片(113)设置于所述外壳(114)，所述电极组件(115)容纳于所述外壳(114)内，且所述电极组件(115)包括第一极片(115a)、第二极片(115b)和将所述第一极片(115a)和所述第二极片(115b)隔开的隔膜(115c)，所述第一极片(115a)电连接于所述第一电极端子(111)，所述第二极片(115b)电连接于所述第二电极端子(112)；
所述电极组件(115)为卷绕式结构且为扁平状，且所述电极组件(115)的外表面包括两个扁平面(115d)，所述两个扁平面(115d)沿所述竖直方向相互面对；或者，所述电极组件(115)为叠片式结构，所述第一极片(115a)、所述隔膜(115c)和所述第二极片(115b)沿所述竖直方向层叠。
14.一种电池包，其特征在于，包括：
箱体(2000)；
如权利要求1-13中任一项所述的电池模块(1000)，收容于所述箱体(2000)内。
15.一种使用电池作为电源的装置，其特征在于，包括如权利要求1-13中任一项所述的电池模块(1000)。
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