CN113904066B - 一种电芯、电池以及用电设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例涉及一种电芯、电池以及用电设备,电芯包括壳体、电极组件和馈通结构。馈通结构包括馈通件、第一绝缘垫圈、绝缘套和第二绝缘垫圈;馈通件包括连接的第一连接部、轴部和第二连接部,第一连接部的截面的面积大于轴部的截面的面积,第一连接部与电极组件电连接;轴部穿过第一绝缘垫圈、绝缘套和第二绝缘垫圈;第一绝缘垫圈与壳体的内表面抵接,绝缘套在开口处与壳体抵接,第二绝缘垫圈与壳体的外表面抵接。第一绝缘垫圈的任意一部分的厚度均相同;轴部的截面的形状为非圆形。在对第二连接部施加作用力时,可减小馈通件的转动,减小绝缘套被壳体割破的风险。第一绝缘垫圈的任意一部分的厚度均相同,可简化第一绝缘垫圈的加工工艺。
Description
技术领域
本申请实施例涉及储能技术领域,特别是涉及一种电芯、电池以及用电设备。
背景技术
电池是一种将外界的能量转化为电能并储存于其内部,以在需要的时刻对外部用电设备(例如便携式电子设备等)进行供电的装置。电池广泛地应用于日常生活中,为人们的日常生活提供了极大的便捷度和丰富度。然而,近年来,随着大功率软件的使用,电池的电量消耗急剧增大。当用电设备中的电池的能耗不足,用户可以重新对用电设备进行充电。电池包括电芯。在一些应用场景中,例如钢壳电池,电池包括壳体和电极组件,壳体设置收容腔和连通收容腔的开口,电极组件收容于收容腔,开口处设置馈通结构,通过馈通结构实现电极组件与外部电路的连接。
本申请的申请人在实现本申请的过程中,发现:目前的馈通结构中电连接电极组件的馈通件的轴部为圆形,在对馈通件施加作用力从而使得馈通结构与壳体密封时,馈通件旋转,从而容易使得馈通件或者与馈通件连接的电极组件与壳体接触引起电芯短路。
发明内容
鉴于上述问题,本申请实施例提供了一种电芯、电池以及用电设备,克服了或者至少部分地解决了上述在对馈通件施加作用力时容易引起馈通件旋转从而容易使得馈通件或者与馈通件连接的电极组件与壳体接触引起电芯短路的问题。
根据本申请实施例的一个方面,提供了一种电芯,电芯包括壳体、电极组件和馈通结构;所述壳体设置有收容腔和连通所述收容腔的开口,所述电极组件收容于所述收容腔,所述馈通结构设置于所述开口;所述馈通结构包括馈通件、第一绝缘垫圈、绝缘套和第二绝缘垫圈;所述馈通件包括沿第一方向依次连接的第一连接部、轴部和第二连接部,沿与所述第一方向垂直的第二方向,所述第一连接部的截面的面积大于所述轴部的截面的面积,所述第一连接部与电极组件电连接;所述轴部穿过所述第一绝缘垫圈、绝缘套和第二绝缘垫圈;所述第一绝缘垫圈位于所述收容腔,所述第一绝缘垫圈与所述壳体的内表面抵接,所述绝缘套在所述开口处与所述壳体抵接,所述第二绝缘垫圈与所述壳体的外表面抵接;其中,沿所述第一方向,所述第一绝缘垫圈的任意一部分的厚度均相同;其中,沿所述第二方向,所述轴部的截面的形状为非圆形。根据本申请的一种实施方式,第二方向为与第一方向垂直的任意方向。
根据本申请的一种实施方式,第二方向为电芯的厚度方向。根据本申请的一种实施方式,第一连接部的截面的面积指第一连接部垂直于第一方向的截面的面积。根据本申请的一种实施方式,轴部的截面的面积指轴部垂直于第一方向的截面的面积。通过上述电芯,在对第二连接部施加作用力使得第二连接部变形以实现馈通结构与壳体之间的密封时,可减小馈通件的转动,减小因馈通件转动而引起的壳体与绝缘套之间的摩擦,进而减小绝缘套被壳体割破的风险。在对第二连接部施加作用力使得第二连接部变形以实现馈通结构与壳体之间的密封时,还可减小第一连接部的转动,减小第一连接部与壳体接触导通的风险。由于轴部的截面的形状为非圆形从而可减小第一连接部与壳体接触导通的风险,则沿第一方向,第一绝缘垫圈的任意一部分的厚度可设置的相同,即不再需要另外设置绝缘件间隔第一连接部和壳体,从而可简化第一绝缘垫圈的加工工艺,进而可降低电芯的生产加工成本。
在一种可选的方式中,沿所述第二方向,所述轴部的截面的形状为跑道型,跑道型的轴部不仅可减少馈通件旋转且加工工艺简单。
在一种可选的方式中,所述第一绝缘垫圈靠近所述第一连接部的一表面延伸绝缘环,所述绝缘环环绕所述第一连接部设置,通过绝缘环的设置,减小第一连接部与壳体导通风险。
在一种可选的方式中,沿所述第二方向,所述第一连接部的截面的形状为非圆形,从而在对电芯的各个部件进行组装时方便夹具夹持第一连接部。
在一种可选的方式中,所述第二连接部可变行,沿所述第二方向,变形之后的所述第二连接部的截面的面积大于所述轴部的截面的面积,第二连接部变形后,可实现馈通结构与壳体的密封。其中,第二连接部的截面的面积是指第二连接部垂直于第一方向的截面的面积。
在一种可选的方式中,所述电芯还包括,所述轴部穿过所述第一绝缘垫圈、绝缘套、第二绝缘垫圈和垫片,所述垫片背离所述第二绝缘垫圈的一表面用于与变形之后的所述第二连接部连接。通过垫片,在对馈通件的第二连接部施加作用力从而使得馈通结构与壳体密封时,垫片将该作用力分散,从而减小壳体、第二绝缘垫圈和/或绝缘套的变形,减小壳体划破绝缘套的风险,减小壳体与馈通件导通的风险,减小电芯短路风险。
在一种可选的方式中,所述轴部包括沿所述第一方向依次连接的第一轴部和第二轴部;沿所述第二方向,所述第二轴部的截面的面积小于所述第一轴部的截面的面积,所述第一轴部、第二轴部和第二连接部共同围合有凹槽;所述垫片套设于所述第二轴部,并且所述垫片嵌入所述凹槽,所述第一绝缘垫圈和绝缘套套设于所述第一轴部。在对第二连接部施加作用力时,有利于施加至第二连接部的作用力转移至垫片。
在一种可选的方式中,自所述第二轴部的中心轴线至所述第二轴部的外端面为所述第二方向,沿所述第二方向,所述垫片包括依次连接的第一部分和第二部分,所述第一部分套设于所述第二轴部;所述第一部分面向所述第一轴部的一表面与所述第一轴部面向所述凹槽的一表面抵接。第一轴部面向凹槽的一表面支撑垫片的第一部分,在对第二连接部施加作用力时,该作用力中的一部分可通过垫片的第一部分传递至第一轴部,减小该作用力对第一绝缘垫圈和/或绝缘套的作用,减小第一绝缘垫圈和/或绝缘套变形后被壳体割破的风险,减小壳体与馈通件导通的风险。
在一种可选的方式中,所述第二绝缘垫圈套设于所述绝缘套,所述第二绝缘垫圈与所述垫片抵接,沿所述第一方向,所述绝缘套与所述垫片之间具有第一间隙。由于第一间隙的设置,当在对第二连接部施加作用力时,该作用力分散于垫片并首先传递至与垫片抵接的第二绝缘垫圈,当第二绝缘垫圈被压缩变形后,该作用力才作用至绝缘套,从而可有效减小绝缘套的变形,降低绝缘套被壳体割破的风险。
在一种可选的方式中,沿所述第二方向,所述第二部分的宽度不小于2mm,从而提高垫片对作用至第二连接部的作用力的分散。
在一种可选的方式中,所述第一部分面向所述第二连接部的一表面设置倾斜面,沿所述第一方向,所述倾斜面背向所述第一轴部设置,沿与所述第二方向相反的方向,所述倾斜面面向所述第二轴部设置,从而便于第一部分嵌入凹槽。
在一种可选的方式中,所述倾斜面的倾斜角为15±2度。
在一种可选的方式中,沿所述第二方向,所述凹槽的深度的范围在0.02mm至0.2mm之间,从而可保障第二轴部的机械强度。
在一种可选的方式中,所述垫片的硬度不小于20HB,从而提高垫片的抗变形能力,便于垫片对施加于第二连接部的作用力的分散,降低第二绝缘垫圈和/或绝缘套的变形风险。
在一种可选的方式中,所述第一绝缘垫圈和绝缘套一体成型,和/或,所述第二绝缘垫圈和绝缘套一体成型,可方便电芯的装配。
在一种可选的方式中,所述第一绝缘垫圈面向所述轴部的一表面朝远离所述轴部的方向凹陷形成避让槽,所述绝缘套靠近所述第一绝缘垫圈的一端插接于所述避让槽内,从而至少部分的限制绝缘套沿第二方向的移动,减小绝缘套与壳体之间的摩擦,减小绝缘套被壳体割破的风险。
在一种可选的方式中,所述第一绝缘垫圈面向所述轴部的内表面与所述轴部抵接;沿所述第二方向,所述绝缘套面向所述轴部的内表面与所述轴部之间具有第二间隙,从而便于绝缘套设置于壳体的开口,便于轴部穿过绝缘套。
在一种可选的方式中,在所述避让槽处,所述绝缘套面向所述第一绝缘垫圈的一表面与所述第一绝缘垫面向所述绝缘套的一表面抵接;或者,在所述避让槽处,沿所述第一方向,所述绝缘套面向所述第一绝缘垫圈的一表面与所述第一绝缘垫圈面向所述绝缘套的一表面之间具有第三间隙;沿所述第一方向,所述第三间隙的尺寸与所述壳体的厚度的差值不大于预设值。通过对第三间隙的尺寸进行限定,则在壳体变形时,可降低壳体在第三间隙处于轴部导通的风险。
在一些实施例中,预设值的取值为0.2mm。
在一种可选的方式中,绝缘环设置避让口,从而夹具可在避让口处夹持第一连接部。
在一种可选的方式中,避让口的数量为两个,两个避让口沿第二方向相对设置,从而通过两个避让口,方便夹具夹持第一连接部。
在一种可选的方式中,所述电芯还包括第一极耳,所述第一极耳包括依次连接的第一平直段、弯曲段、第二平直段和连接段,所述第一平直段、弯曲段和第二平直段之间具有收容空间,所述第一平直段与所述第一连接部连接,所述连接段与所述电极组件连接;所述电芯还包括绝缘片,所述绝缘片设置于所述收容空间。通过第一极耳可方便电极组件与馈通件的电连接,通过绝缘片的设置,第一极耳被支撑,限制第一极耳在壳体内的移动。
在一种可选的方式中,所述绝缘片与所述第二平直段和/或第一平直段粘结,从而限制绝缘片、第一极耳在壳体内的移动,提升绝缘片对第一极耳的支撑作用。
根据本申请实施例的一个方面,提供了一种电池,包括上述的电芯。
根据本申请实施例的一个方面,提供了一种用电设备,包括上述的电池。
本申请实施例的有益效果是:提供了一种电芯,包括壳体、电极组件和馈通结构;所述壳体设置有收容腔和连通所述收容腔的开口,所述电极组件收容于所述收容腔,所述馈通结构设置于所述开口;所述馈通结构包括馈通件、第一绝缘垫圈、绝缘套和第二绝缘垫圈;所述馈通件包括沿第一方向依次连接的第一连接部、轴部和第二连接部,沿与所述第一方向垂直的第二方向,所述第一连接部的截面的面积大于所述轴部的截面的面积,所述第一连接部与所述电极组件电连接;所述轴部穿过所述第一绝缘垫圈、绝缘套和第二绝缘垫圈;所述第一绝缘垫圈位于所述收容腔,所述第一绝缘垫圈与所述壳体的内表面抵接,所述绝缘套在所述开口处与所述壳体抵接,所述第二绝缘垫圈与所述壳体的外表面抵接。通过上述电芯,在对第二连接部施加作用力使得第二连接部变形以实现馈通结构与壳体之间的密封时,可减小馈通件的转动,减小因馈通件转动而引起的壳体与绝缘套之间的摩擦,进而减小绝缘套被壳体割破的风险。在对第二连接部施加作用力使得第二连接部变形以实现馈通结构与壳体之间的密封时,还可减小第一连接部的转动,减小第一连接部与壳体接触导通的风险。由于轴部的截面的形状为非圆形从而可减小第一连接部与壳体接触导通的风险,则沿第一方向,第一绝缘垫圈的任意一部分的厚度可设置的相同,即不再需要另外设置绝缘件间隔第一连接部和壳体,从而可简化第一绝缘垫圈的加工工艺,进而降低电芯的生产成本。
附图说明
一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明,这些示例性说明并不构成对实施例的限定,附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件,除非有特别申明,附图中的图不构成比例限制。
图1是本申请实施例提供的电芯的示意图;
图2是本申请实施例提供的电芯的一种爆炸示意图;
图3是本申请实施例提供的沿图1中A线的剖视图的一种实现方式;
图4是本申请实施例提供的图3中A2部的放大图;
图5是本申请实施例提供的壳体的示意图;
图6是本申请实施例提供的电芯的另一种爆炸示意图;
图7是本申请实施例提供的馈通件在第二连接部未变形时的示意图;
图8是本申请实施例提供的第一绝缘垫圈的一种实现方式的示意图;
图9是本申请实施例提供的沿图1中A线的剖视图的另一种实现方式;
图10是本申请实施例提供的图9中A1部的放大图;
图11是本申请实施例提供的第一绝缘垫圈的另一种实现方式的示意图。
具体实施方式
为了便于理解本申请,下面结合附图和具体实施例,对本申请进行更详细的说明。需要说明的是,当元件被表述“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”、“内”、“外”以及类似的表述只是为了说明的目的。
除非另有定义,本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体实施例的目的,不是用于限制本申请。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1和图2,电芯100包括壳体1、电极组件2、馈通结构3、第一极耳4和绝缘片5。电极组件2收容在壳体1。电极组件2用于电芯100的充放电。第一极耳4与电极组件2连接。第一极耳4与馈通结构3连接。馈通结构3用于电芯100与外部设备或者外部电路连接。绝缘片5用于支撑第一极耳4。
对于上述壳体1,请参阅图3、图4和图5,壳体1设置收容腔11和连通收容腔11的开口12,收容腔11用于收容电极组件2、第一极耳4和绝缘片5。开口12用于馈通结构3设置,以使得电极组件2通过第一极耳4和馈通结构3与外部设备或者外部电路连接。
在一些实施例中,壳体1还设置连通收容腔11的注液口13,注液口13用于电芯100的壳体1内的电解液的注入和更换等。电芯100还设置密封件6,密封件6位于注液口13,密封件6与壳体1可拆卸连接。
在一些实施例中,壳体1的质地坚硬,其抗压力、耐变形,从而可对收容腔11中收容的电极组件2起防护作用。
在一些实施例中,壳体1为金属材质,例如,钢合金、铝合金、铁合金和铜合金等,金属的材质可根据实际需要进行适应性调整。壳体1的形状可以是长方体或者其他圆柱体等结构。
对于上述电极组件2、第一极耳4和绝缘片5,请参阅图2,第一极耳4用于电极组件2与馈通结构3连通。绝缘片5可用于支撑第一极耳4。
在一些实施例中,第一极耳4包括依次连接的第一平直段41、弯曲段42、第二平直段43和连接段44。其中,第一平直段41用于与馈通结构3电连接。连接段44与电极组件2电连接。第一平直段41、弯曲段42和第二平直段43之间形成收容空间401,绝缘片5位于收容空间401。
在一些实施例中,绝缘片5与第二平直段43和/或第一平直段41粘结,从而限制绝缘片5、第一极耳4在壳体1内的移动,提升绝缘片5对第一极耳4的支撑作用。
值得说明的是,在一些实施例中,电芯100还包括第二极耳7,第二极耳7和第一极耳4的极性相反。第一极耳4作为电芯100的正极,第二极耳7作为电芯100的负极。第二极耳7的一端与电极组件2电连接,第二极耳7的另一端与壳体1电连接。
在一些实施例中,第二极耳7可与第一极耳4具有相同的结构,从而使得绝缘片5支撑第二极耳7。
对于上述馈通结构3,请参阅图3、图4和图6,馈通结构3位于壳体1的开口12。馈通结构3包括馈通件31、第一绝缘垫圈32、绝缘套33、第二绝缘垫圈34和垫片35。
值得说明的是,在一些实施例中,馈通结构3也可不设置垫片35,也可实现本申请降低馈通件旋转的发明目的。
对于上述馈通件31,馈通件31包括沿第一方向L1依次连接的第一连接部311、轴部312和第二连接部313。沿与第一方向L1垂直的第二方向L2,第一连接部311的截面面积大于轴部312的截面面积。第一连接部311通过第一极耳4与电极组件2连接。轴部312用于穿过第一绝缘垫圈32、绝缘套33、第二绝缘垫圈34和垫片35。
其中,在一些实施例中,第一方向L1被称为电芯100的长度方向。
其中,第二方向L2是与第一方向L1垂直的任意方向。
在一些实施例中,第二方向L2被称为是电芯100的宽度方向,或者第二方向L2被称为是电芯100的厚度方向。
值得说明的是,上述对第一方向L1和第二方向L2的限定仅仅是为了方便说明本申请中各个部件的结构和连接关系的目的。
对于上述第一连接部311,在一些实施例中,沿第二方向L2,第一连接部311的截面的形状为非圆形,优选的,第一连接部311的截面的形状为跑道型。通过将第一连接部311的截面的形状设置为非圆形,则在对电芯100的各个部件进行装配时方便夹具对第一连接部311的夹持。
对于上述轴部312,在一些实施例中,沿第一方向L1,轴部312包括连接的第一轴部3121和第二轴部3122,第一轴部3121与第一连接部311连接,第二轴部3122与第二连接部313连接。第一轴部3121、第二轴部3122和第二连接部313共同围合有凹槽312a,凹槽312a用于垫片35嵌入。
在一些实施例中,凹槽312a的深度D1的范围在0.02mm至0.2mm之间,从而可保障第二轴部3122的机械强度。
对于上述第二连接部313,第二连接部313可变行,沿第二方向L2,变形之后的第二连接部313的截面的面积大于轴部312的截面的面积。通过上述馈通结构3,不仅可实现电极组件2与外部设备或者外部电路之间的电连接,第二连接部313受到外力变形后,还可实现馈通结构3与壳体1之间的密封,减小壳体1内的电解液的泄露风险。
对于上述第一绝缘垫圈32和绝缘套33,第一绝缘垫圈32和绝缘套33依次套设于轴部312,第一绝缘垫圈32与第一连接部311叠置,第一绝缘垫圈32位于壳体1的收容腔11内,第一绝缘垫圈32与壳体1的内表面抵接,绝缘套33位于壳体1开口12处。
当轴部312包括第一轴部3121和第二轴部3122时,第一绝缘垫圈32和绝缘套33套设于第一轴部3121。
值得说明的是,在一些实施例中,请参阅图7,沿第二方向L2,第一轴部3121的截面的形状为非圆形,优选的,第二轴部3122的截面的形状为跑道型。在对第二连接部313施加作用力使得第二连接部313变形以实现馈通结构3与壳体1之间的密封时,可减小馈通件31的转动,减小因馈通件31转动而引起的壳体1与绝缘套33之间的摩擦,进而减小绝缘套33被壳体1割破的风险。在对第二连接部313施加作用力使得第二连接部313变形以实现馈通结构3与壳体1之间的密封时,还可减小第一连接部311的转动,减小第一连接部311与壳体1接触导通的风险。
由于上述第一轴部3121的截面的形状为非圆形,则可减小第一连接部311的转动,减小第一连接部311与壳体1接触导通的风险,则在一些实施例中,请参阅图8,可设置的沿第一方向L1,第一绝缘垫圈32的任意一部分的厚度T2均相同
可以理解的是,沿第二方向L2,第二轴部3122的截面的形状也可以是非圆形,从而沿第二方向L2,轴部312的截面的形状均为非圆形。
在一些实施例中,第一绝缘垫圈32面向轴部312的一表面朝远离轴部312的方向凹陷形成避让槽321,绝缘套33靠近第一绝缘垫圈32的一端插接于避让槽321内,从而至少部分的限制绝缘套33沿第二方向L2的移动,减小绝缘套33与壳体1之间的摩擦,减小绝缘套33被壳体1割破的风险。
在一些实施例中,第一绝缘垫圈32面向轴部312的内表面与轴部312抵接。沿第二方向L2,绝缘套33面向轴部312的内表面与轴部312之间具有第二间隙332。通过第二间隙332,从而便于绝缘套33设于壳体1的开口12,以及便于轴部312穿过绝缘套33。
在一些实施例中,请参阅图9、图10和图11,第一绝缘垫圈32靠近第一连接部311的一表面延伸绝缘环322,绝缘环322环绕第一连接部311设置,从而可降低第一连接部311与壳体1接触导通的风险。
在一些实施例中,请参阅图11,绝缘环322设置避让口323,从而在对电芯100的各个部件进行装配时方便夹具通过避让口323对第一连接部311的夹持。
在一些实施例中,避让口323的数量为两个,两个避让口323沿第二方向L2相对设置,从而便于夹具夹持第一连接部311。
对于上述第二绝缘垫圈34,第二绝缘垫圈34套设于轴部312,第二绝缘垫圈34抵接于壳体1的外表面。
在一些实施例中,第二绝缘垫圈34套设于绝缘套33。第二绝缘垫圈34与垫片35抵接,沿第一方向L1,绝缘套33与垫片35之间具有第一间隙331。由于第一间隙331的设置,当在对第二连接部313施加作用力时,该作用力分散于垫片35并首先传递至与垫片35抵接的第二绝缘垫圈34,当第二绝缘垫圈34被压缩变形后,该作用力才作用至绝缘套33,从而可有效减小绝缘套33的变形,降低绝缘套33被壳体1割破的风险。
值得说明的是,在一些实施例中,请参阅图9和图10,第一绝缘垫圈32与绝缘套33一体成型,从而第一绝缘垫圈32和绝缘套33依次套设于轴部312后,将第二绝缘垫圈34套设于绝缘套33,将垫片35套设于轴部312,从而在绝缘套33与垫片35之间形成上述第一间隙331。
需要说明的是,第一绝缘垫圈32和绝缘套33也可以是分体成型的,从而第一绝缘垫圈32套设于轴部312后,绝缘套33套设于轴部312且绝缘套33与第一绝缘垫圈32抵接,在将第二绝缘垫圈34套设于绝缘套33,将垫片35套设于轴部312后,从而在绝缘套33与垫片35之间形成上述第一间隙331。
对于上述第一绝缘垫圈32、绝缘套33和第二绝缘垫圈34,在第一绝缘垫圈32的避让槽321处,绝缘套33面向第一绝缘垫圈32的一表面与第一绝缘垫面向绝缘套33的一表面抵接。
或者,在一些实施例中,请参阅图9和图10,第二绝缘垫圈34与绝缘套33一体成型,在避让槽321处,沿第一方向L1,绝缘套33面向第一绝缘垫圈32的一表面与第一绝缘垫圈32面向绝缘套33的一表面之间具有第三间隙333。在将第一绝缘垫圈32套设于轴部312后,将第二绝缘垫圈34和绝缘套33套设于轴部312,将将垫片35套设于轴部312,从而在绝缘套33与垫片35之间形成上述第三间隙333。
值得说明的是,第一绝缘垫圈32、绝缘套33和第二绝缘垫圈34三者是一体成型的,则通过合理的设置,也可形成上述第一间隙331、第二间隙332和第三间隙333。
在一些实施例中,沿第一方向L1,第三间隙333的尺寸H1与壳体1的厚度T1的差值不大于预设值。预设值的取值可以是0.2mm,从而在壳体1受到外力变形后,可减小壳体1通过第三间隙333与轴部312导通风险。
对于上述垫片35,垫片35套设于轴部312。
当轴部312包括上述第一轴部3121和第二轴部3122时,垫片35套设于第二轴部3122,并且垫片35嵌入凹槽312a,从而当对馈通件31的第二连接部313施加作用力时,该作用力被垫片35分散,由于垫片35嵌入凹槽312a,则有利于施加至第二连接部313的作用力转移至垫片35。
定义第二方向L2与第一方向L1垂直,且定义第二方向L2为自第二轴部3122的中心轴线c1至第二轴部3122的外端面的方向,其中,第二轴部3122的中心轴线c1与第一方向L1平行,第二端部3122的外端面面向凹槽312a。沿第二方向L2,垫片35包括依次连接的第一部分351和第二部分352,第一部分351套设于第二轴部3122,第一部分351面向第一轴部3121的一表面与第一轴部3121面向凹槽312a的一表面抵接。第一轴部3121面向凹槽312a的一表面支撑垫片35的第一部分351,在对第二连接部313施加作用力时,该作用力中的一部分可通过垫片35的第一部分351传递至第一轴部3121,减小该作用力对第一绝缘垫圈32和/或绝缘套33的作用,减小第一绝缘垫圈32和/或绝缘套33变形后被壳体1割破的风险,减小壳体1与馈通件31导通的风险。
值得说明的是,在一些实施例中,凹槽312a环绕第二轴部3122设置,垫片35中的第一部分351环绕第二轴部3122设置且第一部分351嵌入凹槽312a,垫片35中的第二部分352环绕第一部分351设置,从而不仅方便凹槽312a和垫片35的生产加工。
值得说明的是,沿第二方向L2,第二部分352的宽度不小于2mm,从而提高垫片35对作用至第二连接部313的作用力的分散。
在一些实施例中,第一部分351面向第二连接部313的一表面设置倾斜面3511,沿第一方向L1,倾斜面3511背向第一轴部3121设置,沿与第二方向L2相反的方向,倾斜面3511面向第二轴部3122设置,从而便于第一部分351嵌入凹槽312a。
在一些实施例中,倾斜面3511的倾斜角为15±2度。
在一些实施例中,垫片35的硬度不小于20HB,从而提高垫片35的抗变形能力,便于垫片35对施加于第二连接部313的作用力的分散,降低第二绝缘垫圈34和/或绝缘套33的变形风险。
在本申请实施例中,电芯100包括壳体1、电极组件2和馈通结构3。壳体1设置有收容腔11和连通收容腔11的开口12,电极组件2收容于收容腔11,馈通结构3设置于开口12;馈通结构3包括馈通件31、第一绝缘垫圈32、绝缘套33和第二绝缘垫圈34;馈通件31包括沿第一方向L1依次连接的第一连接部311、轴部312和第二连接部313,沿与第一方向L1垂直的第二方向L2,第一连接部311的截面的面积大于轴部312的截面的面积,第一连接部311与电极组件2电连接;轴部312穿过第一绝缘垫圈32、绝缘套33和第二绝缘垫圈34;第一绝缘垫圈32位于收容腔11,第一绝缘垫圈32与壳体1的内表面抵接,绝缘套33在开口12处与壳体1抵接,第二绝缘垫圈34与壳体1的外表面抵接。沿第一方向,第一绝缘垫圈32的任意一部分的厚度T2均相同;其中,沿第二方向L2,轴部312的截面的形状为非圆形。通过上述电芯100,在对第二连接部313施加作用力使得第二连接部313变形以实现馈通结构3与壳体1之间的密封时,可减小馈通件31的转动,减小因馈通件31转动而引起的壳体1与绝缘套33之间的摩擦,进而减小绝缘套33被壳体1割破的风险。在对第二连接部313施加作用力使得第二连接部313变形以实现馈通结构3与壳体1之间的密封时,还可减小第一连接部311的转动,减小第一连接部311与壳体1接触导通的风险。由于轴部312的截面的形状为非圆形从而可减小第一连接部311与壳体1接触导通的风险,则沿第一方向,第一绝缘垫圈32的任意一部分的厚度T2可设置的相同,即不再需要另外设置绝缘件间隔第一连接部311和壳体1,从而可简化第一绝缘垫圈32的加工工艺,进而降低电芯100的生产成本。
本申请实施例还提供了一种电池的实施例,电池包括上述电芯和保护电路,保护电路与电芯电连接,保护电路用于对电芯的充放电进行安全防护。对于电芯的具体结构和功能可参阅上述实施例,此处不再一一赘述。
在一些实施例中,电池中的电芯的数量为若干个,若干个电芯叠置。
本申请实施例还提供了一种用电设备的实施例,用电设备包括上述电池和负载,电芯用于对负载供电。对于电池的具体结构和功能可参阅上述实施例,此处不再一一赘述。
需要说明的是,本申请的说明书及其附图中给出了本申请的较佳的实施例,但是,本申请可以通过许多不同的形式来实现,并不限于本说明书所描述的实施例,这些实施例不作为对本申请内容的额外限制,提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。并且,上述各技术特征继续相互组合,形成未在上面列举的各种实施例,均视为本申请说明书记载的范围;进一步地,对本领域普通技术人员来说,可以根据上述说明加以改进或变换,而所有这些改进和变换都应属于本申请所附权利要求的保护范围。
Claims (19)
1.一种电芯,其特征在于,包括:壳体、电极组件和馈通结构;
所述壳体设置有收容腔和连通所述收容腔的开口,所述电极组件收容于所述收容腔,所述馈通结构设置于所述开口;
所述馈通结构包括馈通件、第一绝缘垫圈、绝缘套和第二绝缘垫圈;
所述馈通件包括沿第一方向依次连接的第一连接部、轴部和第二连接部,沿与所述第一方向垂直的第二方向,所述第一连接部的截面的面积大于所述轴部的截面的面积,所述第一连接部与电极组件电连接;
所述轴部穿过所述第一绝缘垫圈、绝缘套和第二绝缘垫圈;
所述第一绝缘垫圈位于所述收容腔,所述第一绝缘垫圈与所述壳体的内表面抵接,所述绝缘套在所述开口处与所述壳体抵接,所述第二绝缘垫圈与所述壳体的外表面抵接;
其中,沿所述第一方向,所述第一绝缘垫圈的任意一部分的厚度均相同;
其中,沿所述第二方向,所述轴部的截面的形状为跑道型,所述第二连接部可变形,沿所述第二方向,变形之后的所述第二连接部的截面的面积大于所述轴部的截面的面积。
2.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,所述第一绝缘垫圈靠近所述第一连接部的一表面延伸绝缘环,所述绝缘环环绕所述第一连接部设置。
3.根据权利要求2所述的电芯,其特征在于,沿所述第二方向,所述第一连接部的截面的形状为非圆形。
4.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,所述电芯还包括垫片,所述轴部穿过所述第一绝缘垫圈、绝缘套、第二绝缘垫圈和垫片,所述垫片背离所述第二绝缘垫圈的一表面用于与变形之后的所述第二连接部连接。
5.根据权利要求4所述的电芯,其特征在于,
所述轴部包括沿所述第一方向依次连接的第一轴部和第二轴部;
沿所述第二方向,所述第二轴部的截面的面积小于所述第一轴部的截面的面积,所述第一轴部、第二轴部和第二连接部共同围合有凹槽;
所述垫片套设于所述第二轴部,并且所述垫片嵌入所述凹槽,所述第一绝缘垫圈和绝缘套套设于所述第一轴部。
6.根据权利要求5所述的电芯,其特征在于,
自所述第二轴部的中心轴线至所述第二轴部的外端面为第二方向,沿所述第二方向,所述垫片包括依次连接的第一部分和第二部分,所述第一部分套设于所述第二轴部;
所述第一部分面向所述第一轴部的一表面与所述第一轴部面向所述凹槽的一表面抵接。
7.根据权利要求6所述的电芯,其特征在于,
所述第二绝缘垫圈套设于所述绝缘套,所述第二绝缘垫圈与所述垫片抵接,沿所述第一方向,所述绝缘套与所述垫片之间具有第一间隙。
8.根据权利要求6所述的电芯,其特征在于,沿所述第二方向,所述第二部分的宽度不小于2mm。
9.根据权利要求6所述的电芯,其特征在于,所述第一部分面向所述第二连接部的一表面设置倾斜面,沿所述第一方向,所述倾斜面背向所述第一轴部设置,沿与所述第二方向相反的方向,所述倾斜面面向所述第二轴部设置。
10.根据权利要求5所述的电芯,其特征在于,沿所述第二方向,所述凹槽的深度的范围在0.02mm至0.2mm之间。
11.根据权利要求4-10任意一项所述的电芯,所述垫片的硬度不小于20HB。
12.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,所述第一绝缘垫圈和绝缘套一体成型,或者,所述第二绝缘垫圈和绝缘套一体成型。
13.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,所述第一绝缘垫圈面向所述轴部的一表面朝远离轴部的方向凹陷形成避让槽,所述绝缘套靠近所述第一绝缘垫圈的一端沿与所述第一方向相反的方向插接于所述避让槽内。
14.根据权利要求13所述的电芯,其特征在于,
所述第一绝缘垫圈面向所述轴部的内表面与所述轴部抵接;
沿所述第二方向,所述绝缘套面向所述轴部的内表面与所述轴部之间具有第二间隙。
15.根据权利要求13所述的电芯,其特征在于,
在所述避让槽处,所述绝缘套面向所述第一绝缘垫圈的一表面与所述第一绝缘垫面向所述绝缘套的一表面抵接;
或者,在所述避让槽处,沿所述第一方向,所述绝缘套面向所述第一绝缘垫圈的一表面与所述第一绝缘垫面向所述绝缘套的一表面之间具有第三间隙;
沿所述第一方向,所述第三间隙的尺寸与所述壳体的厚度的差值不大于预设值。
16.根据权利要求1所述的电芯,其特征在于,所述电芯还包括第一极耳,所述第一极耳包括依次连接的第一平直段、弯曲段、第二平直段和连接段,所述第一平直段、弯曲段和第二平直段之间具有收容空间,所述第一平直段与所述第一连接部连接,所述连接段与所述电极组件连接;
所述电芯还包括绝缘片,所述绝缘片设置于所述收容空间。
17.根据权利要求16所述的电芯,其特征在于,所述绝缘片与所述第二平直段粘结。
18.一种电池,其特征在于,包括权利要求1-17任意一项所述的电芯。
19.一种用电设备,其特征在于,包括权利要求18所述的电池。
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