CN115172949B - 电池单体、电池、用电装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电池单体、电池、用电装置,电池单体包括壳体和电极组件,壳体包括在第二方向上间隔设置的第一侧壁和第二侧壁;电极组件被容纳于第一侧壁和第二侧壁之间,电极组件包括电极主体和由电极主体在第一方向上伸出的第一极耳和第二极耳,其中,至少一个第一极耳与第一侧壁电连接,和/或,至少一个第二极耳与第二侧壁电连接,第一方向与第二方向相交。本申请提供的电池单体的内部构件间具有较高的连接容错率,电池单体具有较好散热效果。
Description
技术领域
本申请涉及电池领域,特别涉及一种电池单体、电池、用电装置。
背景技术
随着节能减排观念的推广,使用电能作为驱动能的领域也越来越多,因此各个领域对于电池的需求也越来越大,电池领域技术的发展对其他领域的发展来说也越来越重要。
在大多数现有的电池单体中,往往通过设置与极耳连接的极柱来作为用于输出或输入电池单体电能的电能交换部件。但是,由于极耳与极柱的可连接区域面积较小,使得极耳与极柱间的连接容错率较低,容易产生连接偏差,且由于极柱的可散热面积较小,使得电池单体的散热效果较差。
发明内容
鉴于上述问题,本申请提供一种电池单体、电池、用电装置,该电池单体的内部构件间具有较高的连接容错率,电池单体具有较好散热效果。
第一方面,本申请提供了一种电池单体,电池单体包括壳体和电极组件,壳体包括在第二方向上间隔设置的第一侧壁和第二侧壁;电极组件被容纳于第一侧壁和第二侧壁之间,电极组件包括电极主体和由电极主体在第一方向上伸出的第一极耳和第二极耳,其中,至少一个第一极耳与第一侧壁电连接,和/或,至少一个第二极耳与第二侧壁电连接,第一方向与第二方向相交。
在本申请一些实施例的技术方案中,电池单体包括壳体和电极组件,壳体能够用于容纳和保护电极组件,电极组件能够用于提供或存储电能。壳体具有间隔设置的第一侧壁与第二侧壁,电极组件被容纳于第一侧壁与第二侧壁间,且电极组件的至少一个第一极耳与第一侧壁电连接,和/或,至少一个第二极耳与第二侧壁电连接,使得壳体的第一侧壁和/或第二侧壁能够作为用于输出或输入电池单体电能的电能交换部件。由于用于容纳电极组件的第一侧壁与第二侧壁具有较大的表面面积,使得第一极耳与第一侧壁间具有较大的可进行连接的区域面积,提高了第一侧壁与第一极耳间的电连接容错率,和/或,使得第二极耳与第二侧壁间具有较大的可进行连接的区域面积,提高了第二侧壁与第二极耳间的电连接容错率。此外,由于用于容纳电极组件的第一侧壁与第二侧壁具有较大的表面面积,也使得第一侧壁与第二侧壁具有较大的可散热面积,提高了电池单体的散热效果。
在一些实施例中,壳体还包括壳主体和第一绝缘件,壳主体环绕至少部分电极组件且设置于第一侧壁与第二侧壁间;第一绝缘件呈环状,第一绝缘件位于壳主体和第一侧壁之间,和/或,第一绝缘件位于壳主体和第二侧壁之间。通过在第一侧壁与第二侧壁间设置环绕至少部分电极组件的壳主体,使得壳体能够具有更好的对电极组件的容纳和保护效果,通过设置第一绝缘件隔档在第一侧壁与第二侧壁间,使得第一侧壁与第二侧壁间不易发生短路。
在一些实施例中,电极组件的数量为多个,第一极耳和第二极耳分别从电极主体在第一方向上的两侧伸出,其中,多个电极组件沿第二方向并排设置,且在相邻两个电极组件中,其中一者的第一极耳与另一者的第二极耳位于电极主体的同侧并相互电连接,以使多个电极组件相互串联。通过将第一极耳与第二极耳设置为从电极主体在第一方向上的两侧伸出,使得位于电极主体两侧的第一极耳和第二极耳在与相邻的电极组件对应的极耳进行电连接时不易产生相互干扰。通过将多个电极组件相互串联,使得单个电池单体的电压能够成倍的增加,提高了电池单体的体积能量密度。
在一些实施例中,相互电连接的第一极耳和第二极耳连接形成串联部,位于电池单体在第二方向上两侧的两个电极组件中,其中一者的第一极耳独立设置形成第一端子部,另一者的第二极耳独立设置形成第二端子部,其中,在第一端子部、第二端子部和串联部中两两之间相互绝缘,第一端子部与第一侧壁电连接,和/或,第二端子部与第二侧壁电连接。通过将各个电极组件进行串联,且仅设置第一端子部与第一侧壁电连接,和/或,第二端子部与第二侧壁电连接,使得电池单体内部各电极组件的极耳排布设置更为紧凑和合理。
在一些实施例中,电池单体还包括第二绝缘件,第二绝缘件用于令第一端子部与串联部相互绝缘,和/或,第二端子部与串联部相互绝缘。通过设置第二绝缘件能够限制第一端子部与串联部间发生搭接短路,和/或,能够限制第二端子部与串联部间发生搭接短路,使得电池单体具有较高的安全性能。
在一些实施例中,第二绝缘件抵接于第一端子部和/或第二端子部朝向串联部的表面。通过设置第二绝缘件抵接于第一端子部和/或第二端子部朝向串联部的表面,能够限制第一端子部和/或第二端子部朝向串联部产生弯曲变形,使得各电极组件间不易发生短路,提高了电池单体的安全性能。
在一些实施例中,第二绝缘件至少覆盖串联部背离电极主体的表面。通过设置第二绝缘件至少覆盖串联部背离电极主体的表面,使得第一端子部或第二端子部能够被第二绝缘件遮挡,使得第一端子部或第二端子部不易搭接至串联部背离电极主体的表面而产生短路,提高了电池单体的安全性能。
在一些实施例中,电极组件的数量大于3个,电池单体在第一方向上的至少一侧上具有至少两个串联部,第一端子部和/或第二端子部与串联部之间存在第一间隙,在第二方向上相邻的两个串联部之间存在第二间隙;第二绝缘件上设置有凸起部,凸起部位于第一间隙和/或第二间隙。通过在第二绝缘件上设置位于第一间隙和/或第二间隙的凸起部,使得第一端子部和/或第二端子部与串联部之间因凸起部的遮挡不易发生搭接短路,和/或,使得相邻两个串联部之间因凸起部的遮挡不易发生搭接短路,提高了电池单体的安全性能。
在一些实施例中,电极组件的数量为奇数,第一端子部与第二端子部在第一方向上位于电池单体的不同侧;或者,电极组件的数量为偶数,第一端子部与第二端子部在第一方向上位于电池单体的同侧。当电极组件的数量为奇数时,设置第一端子部与第二端子部在第一方向上位于电池单体的不同侧;或者,当电极组件的数量为偶数时,设置第一端子部与第二端子部在第一方向上位于电池单体的同侧,能够使得位于电池单体在第二方向上任意一侧的电极组件的第一端子部或第二端子部不会与该电极组件的串联部位于该电极组件在第一方向上的同一侧,使得位于同一电极组件的第一端子部和串联部间不易产生搭接短路和相互干扰,或,使得位于同一电极组件的第二端子部和串联部间不易产生搭接短路和相互干扰。
在一些实施例中,第一极耳与第二极耳在第三方向上的延伸尺寸等于电极主体在第三方向上的延伸尺寸,第三方向与第一方向、第二方向均相交。通过设置第一极耳与第二极耳在第三方向上的延伸尺寸等于电极主体在第三方向上的延伸尺寸,首先,使得串联部中的第一极耳与第二极耳之间具有较大的可连接区域面积,提高了串联部中的第一极耳与第二极耳之间的电连接容错率,也增加了串联部的过流能力;其次,也使得第一端子部和第二端子部分别与第一侧壁和第二侧壁之间具有较大的可连接区域面积,提高了第一端子部和第二端子部分别与第一侧壁和第二侧壁之间的电连接容错率,使得电池单体具有较强的过流能力以及较低的电阻。
第二方面,本申请提供了一种电池,电池包括多个上述任一项的电池单体。
在一些实施例中,多个电池单体沿第二方向并排设置,电池单体的至少一个第一极耳与第一侧壁电连接且至少一个第二极耳与第二侧壁电连接,在相邻两个电池单体中,其中一者的第一侧壁与另一者的第二侧壁相互电连接。通过将各电池单体直接通过第一侧壁和第二侧壁完成串联,简化了电池的连接结构,提高了各电池单体间的可连接区域面积,提高了各电池单体间电连接的容错率,较大的可连接区域区域面积使得各电池单体间具有较优的过流能力以及较低的过流电阻。
第三方面,本申请提供了一种用电装置,用电装置包括上述任一项的电池,电池用于提供电能。
上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
图1为本申请一些实施例的车辆的结构示意图;
图2为本申请一些实施例的电池的分解结构示意图;
图3为本申请一些实施例的电池单体的结构示意图;
图4为图3在Z方向上的俯视图;
图5为本申请另一些实施例的电池单体的结构示意图;
图6为图5中去除壳主体后的结构示意图;
图7为本申请一些实施例的电极组件的结构示意图;
图8为本申请再一些实施例的电池单体的结构示意图;
图9为图8在Z方向上的俯视图;
图10为本申请又一些实施例的电池单体的结构示意图;
图11为本申请一些实施例的电池的结构示意图。
附图标号如下:
车辆1000;
电池100;控制器200;马达300;
电池单体10;上盖20;下盖30;
壳体1;第一侧壁11;第二侧壁12;壳主体13;顶板131;侧板132;底板133;第一绝缘件14;
电极组件2;电极主体21;第一极耳22;第一端子部22a;第二极耳23;第二端子部23a;串联部24;第一间隙25;第二间隙26;
第二绝缘件3;凸起部31。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本申请的保护范围。
需要注意的是,除非另有说明,本申请一些实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请一些实施例所属领域技术人员所理解的通常意义。
在本申请一些实施例的描述中,技术术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请一些实施例和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请一些实施例的限制。
此外,技术术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本申请一些实施例的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本申请一些实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,技术术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;也可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。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一些实施例中的具体含义。
在本申请一些实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
目前,从市场形势的发展来看,动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统,而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具,以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大,其市场的需求量也在不断地扩增。
本申请人注意到,在大多数现有的电池单体中,往往通过设置与极耳连接的极柱来作为用于输出或输入电池单体电能的电能交换部件,但由于电池单体中极柱的尺寸往往会受壳体尺寸的影响而不能设置的太大,因此,极耳与极柱的可连接区域面积往往较小,使得极耳与极柱间的连接容错率较低,在进行连接时容易发生连接偏差,且较小尺寸的极柱的可散热面积也较小,使得电池单体的散热效果不佳。
为了提高电池单体的内部构件间的连接容错率以及电池单体的散热效果,申请人研究发现,用于容纳电极组件的壳体具有较大的表面面积,可以将壳体的部分侧壁作为用于输出或输入电池单体电能的电能交换部件来替换极柱。例如,壳体可以具有用于容纳电极组件的第一侧壁和第二侧壁,可以将壳体的第一侧壁和/或第二侧壁作为用于输出或输入电池单体电能的电能交换部件。
在这样的电池单体中,电极组件可包括第一极耳与第二极耳,由于用于容纳电极组件的第一侧壁和第二侧壁具有较大的表面面积,因此,可以通过设置至少一个第一极耳与第一侧壁电连接,和/或,至少一个第二极耳与第二侧壁电连接,使得电极组件的第一极耳与第一侧壁之间和/或第二极耳与第二侧壁之间具有较大的可连接区域面积,提高了第一侧壁与第一极耳间的电连接容错率,和/或,使得第二极耳与第二侧壁间具有较大的可进行连接的区域面积,同时也提高了电池单体的散热面积,使得电池单体具有较好的散热效果。
本申请一些实施例提供一种电池单体、包括多个该电池单体的电池和使用该电池的用电装置。本申请一些实施例提供的电池单体可以包括锂离子二次电池单体、锂离子一次电池单体、锂硫电池单体、钠锂离子电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体等,本申请一些实施例对此并不限定。电池单体可呈扁平体、长方体或其它形状等,本申请一些实施例对此也不限定。
本申请的实施例所提到的电池是指包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。例如,本申请中所提到的电池可以包括电池模块或电池包等。电池一般包括用于封装一个或多个电池单体的箱体。箱体可以一定程度上避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。这种电池适用于各种使用电池的用电设备,例如手机、便携式设备、笔记本电脑、电瓶车、电动玩具、电动工具、电动车辆、船舶和航天器等,例如,航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等;电池用于为上述用电设备提供电能。
本申请一些实施例提供的用电装置可以是车辆、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。车辆可以是燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车,新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等;航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等;电动玩具包括固定式或移动式的电动玩具,例如,游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等;电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具,例如,电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等等。本申请一些实施例对上述用电装置不做特殊限制。
应理解,本申请一些实施例描述的技术方案不仅仅局限适用于上述所描述的电池和用电设备,还可以适用于所有包括箱体的电池以及使用电池的用电设备,但为描述简洁,下述实施例均以电动车辆为例进行说明。
请参照图1,图1为本申请一些实施例提供的车辆1000的结构示意图。车辆1000可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车,新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆1000的内部设置有电池100,电池100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池100可以用于车辆1000的供电,例如,电池100可以作为车辆1000的操作电源。车辆1000还可以包括控制器200和马达300,控制器200用来控制电池100为马达300供电,例如,用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
在本申请一些实施例中,电池100不仅可以作为车辆1000的操作电源,还可以作为车辆1000的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。
请参照图2,图2为本申请一些实施例提供的电池100的爆炸图,图中X方向为第一方向X,图中Y方向为第二方向Y,图中Z方向为第三方向Z。电池100包括箱体和电池单体10。在一些实施例中,箱体可以包括上盖20和下盖30,上盖20与下盖30相互盖合,上盖20和下盖30共同限定出用于容纳电池单体10的容纳空间。下盖30可以为一端开口的空心结构,上盖20可以为板状结构,上盖20盖合于下盖30的开口侧,以使上盖20与下盖30共同限定出容纳空间;上盖20和下盖30也可以是均为一侧开口的空心结构,上盖20的开口侧盖合于下盖30的开口侧。当然,上盖20和下盖30形成的箱体可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。
在电池100中,电池单体10可以是多个,多个电池单体10之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池单体10中既有串联又有并联。多个电池单体10之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池单体10构成的整体容纳于箱体内;当然,电池100也可以是多个电池单体10先串联或并联或混联组成电池模块形式,多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体内。电池100还可以包括其他结构,例如,该电池100还可以包括汇流部件,用于实现多个电池单体10之间的电连接。
请参照图3和图4,图3为本申请一些实施例提供的电池单体10的结构示意图,图4为图3在Z方向上的俯视图。
如图3和图4所示,本申请提供了一种电池单体10,电池单体10包括壳体1和电极组件2,壳体1包括在第二方向Y上间隔设置的第一侧壁11和第二侧壁12;电极组件2被容纳于第一侧壁11和第二侧壁12之间,电极组件2包括电极主体21和由电极主体21在第一方向X上伸出的第一极耳22和第二极耳23,其中,至少一个第一极耳22与第一侧壁11电连接,和/或,至少一个第二极耳23与第二侧壁12电连接,第一方向X与第二方向Y相交。
本申请对第一侧壁11与第二侧壁12的具体尺寸不做限定,在一些实施例中,如图3和图4所示,第一侧壁11和第二侧壁12在第二方向Y上朝向电极组件2一侧的表面面积可以大于电极组件2在第二方向Y上朝向第一侧壁11或第二侧壁12的表面面积,使得第一侧壁11和第二侧壁12在第二方向Y上能够完全覆盖电极组件2的表面,并且使得第一侧壁11和第二侧壁12在第二方向Y上朝向电极组件2的一侧还具有能够与电极组件2的第一极耳22或第二极耳23连接的表面,即使得第一侧壁11和第二侧壁12既能够用于向电极组件2一侧的表面提供保护也能够用于与电极组件2的第一极耳22或第二极耳23完成电连接。
在一些实施例中,第一极耳22可为正极极耳,第二极耳23可为负极极耳,在另一些实施例中,第一极耳22可为负极极耳,第二极耳23可为正极极耳,可选地,正极极耳的材料可以为铝,负极极耳的材料可以为铜。此外,电极组件2可以是卷绕式结构,也可以是叠片式结构,本申请实施例并不限于此。
在这些实施例中,第一方向X与第二方向Y可以互相垂直。
在本申请一些实施例的技术方案中,电池单体10包括壳体1和电极组件2,壳体1能够用于容纳和保护电极组件2,电极组件2能够用于提供或存储电能。壳体1具有间隔设置的第一侧壁11与第二侧壁12,电极组件2被容纳于第一侧壁11与第二侧壁12间,且电极组件2的至少一个第一极耳22与第一侧壁11电连接,和/或,至少一个第二极耳23与第二侧壁12电连接,使得壳体1的第一侧壁11和/或第二侧壁12能够作为用于输出或输入电池单体10电能的电能交换部件。由于用于容纳电极组件2的第一侧壁11与第二侧壁12具有较大的表面面积,使得第一极耳22与第一侧壁11间具有较大的可进行连接的区域面积,提高了第一侧壁11与第一极耳22间的电连接容错率,和/或,使得第二极耳23与第二侧壁12间具有较大的可进行连接的区域面积,提高了第二侧壁12与第二极耳23间的电连接容错率。此外,由于用于容纳电极组件2的第一侧壁11与第二侧壁12具有较大的表面面积,也使得第一侧壁11与第二侧壁12具有较大的可散热面积,提高了电池单体10的散热效果。
图5为本申请另一些实施例的电池单体10的结构示意图,图6为图5中去除壳主体13后的结构示意图。
请参照图5与图6,根据本申请的一些实施例,可选地,壳体1还可以包括壳主体13和第一绝缘件14,壳主体13环绕至少部分电极组件2且设置于第一侧壁11与第二侧壁12间;第一绝缘件14呈环状,第一绝缘件14位于壳主体13和第一侧壁11之间,和/或,第一绝缘件14位于壳主体13和第二侧壁12之间。
在一些实施例中,第一绝缘件14可以设置于第一侧壁11或第二侧壁12在第一方向X上的端面与壳体1之间,在另一些实施例中,如图4与图5所示,第一绝缘件14可以设置于第一侧壁11或第二侧壁12在第二方向Y上朝向电极组件2的表面与壳体1之间。
可选地,第一绝缘件14的材料可以为塑料、橡胶或其他绝缘材料。
在一些实施例中,如图5和图6所示,壳主体13可以包括顶板131、侧板132与底板133,可选地,顶板131可以与侧板132可拆卸连接,可选地,底板133可以与侧板132可拆卸连接,使得电池单体10便于组装。
可选地,顶板131上可设置有注液孔(图中未示出),以通过注液孔向壳体1内注入电解液。
通过在第一侧壁11与第二侧壁12间设置环绕至少部分电极组件2的壳主体13,使得壳体1能够具有更好的对电极组件2的容纳和保护效果,通过设置第一绝缘件14隔档在第一侧壁11与第二侧壁12间,使得第一侧壁11与第二侧壁12间不易发生短路。
图7为本申请一些实施例的电极组件2的结构示意图。
请参照图7,根据本申请的一些实施例,可选地,电极组件2的数量可以为多个,第一极耳22和第二极耳23分别从电极主体21在第一方向X上的两侧伸出,其中,多个电极组件2沿第二方向Y并排设置,且在相邻两个电极组件2中,其中一者的第一极耳22与另一者的第二极耳23位于电极主体21的同侧并相互电连接,以使多个电极组件2相互串联。
在一些实施例中,在相邻两个电极组件2中,其中一者的第一极耳22与另一者的第二极耳23间可通过焊接的方式以完成连接,能够提高第一极耳22与第二极耳23间连接的稳定性。
可选地,请参照图7,在相邻两个电极组件2中,其中一者的第一极耳22与另一者的第二极耳23间的连接形状可以为相向弯折的折叠搭接形状,使得电极组件2的结构较为紧凑。
通过将第一极耳22与第二极耳23设置为从电极主体21在第一方向X上的两侧伸出,使得位于电极主体21两侧的第一极耳22和第二极耳23在与相邻的电极组件2对应的极耳进行电连接时不易产生相互干扰。通过将多个电极组件2相互串联,使得单个电池单体10的电压能够成倍的增加,提高了电池单体10的体积能量密度。
图8为本申请再一些实施例的电池单体10的结构示意图,图9为图8在Z方向上的俯视图。
请参照图8和图9,根据本申请的一些实施例,可选地,相互电连接的第一极耳22和第二极耳23连接形成串联部24,位于电池单体10在第二方向Y上两侧的两个电极组件2中,其中一者的第一极耳22独立设置形成第一端子部22a,另一者的第二极耳23独立设置形成第二端子部23a,其中,在第一端子部22a、第二端子部23a和串联部24中两两之间相互绝缘,第一端子部22a与第一侧壁11电连接,和/或,第二端子部23a与第二侧壁12电连接。
在一些实施例中,第一端子部22a和/或第二端子部23a在第一方向X上的延伸尺寸可以大于串联部24在第一方向X上的延伸尺寸,使得第一端子部22a与第一侧壁11间具有较大的可连接区域面积,和/或,使得第二端子部23a与第二侧壁12间具有较大的可连接区域面积。
通过将各个电极组件2进行串联,且仅设置第一端子部22a与第一侧壁11电连接,和/或,第二端子部23a与第二侧壁12电连接,使得电池单体10内部各电极组件2的极耳排布设置更为紧凑和合理。
请继续参照图8和图9,根据本申请的一些实施例,可选地,电池单体10还包括第二绝缘件3,第二绝缘件3用于令第一端子部22a与串联部24相互绝缘,和/或,第二端子部23a与串联部24相互绝缘。
在一些实施例中,第二绝缘件3设置于电极组件2在第一方向X上的端部,第二绝缘件3的材料可以为塑料、橡胶或其他绝缘材料。
本申请对第二绝缘件3在第三方向Z上的延伸尺寸不做限定,在一些实施例中,第二绝缘件3在第三方向Z上对的延伸尺寸可以等于第一极耳22或第二极耳23在第三方向Z上的延伸尺寸,在另一些实施例中,第二绝缘件3在第三方向Z上对的延伸尺寸可以略小于第一极耳22或第二极耳23在第三方向Z上的延伸尺寸。
通过设置第二绝缘件3能够限制第一端子部22a与串联部24间发生搭接短路,和/或,能够限制第二端子部23a与串联部24间发生搭接短路,使得电池单体10具有较高的安全性能。
请继续参照图8和图9,根据本申请的一些实施例,可选地,第二绝缘件3抵接于第一端子部22a和/或第二端子部23a朝向串联部24的表面。
通过设置第二绝缘件3抵接于第一端子部22a和/或第二端子部23a朝向串联部24的表面,能够限制第一端子部22a和/或第二端子部23a朝向串联部24产生弯曲变形,使得各电极组件2间不易发生短路,提高了电池单体10的安全性能。
如图8和图9所示,根据本申请的一些实施例,可选地,第二绝缘件3至少覆盖串联部24背离电极主体21的表面。
通过设置第二绝缘件3至少覆盖串联部24背离电极主体21的表面,使得第一端子部22a或第二端子部23a能够被第二绝缘件3遮挡,使得第一端子部22a或第二端子部23a不易搭接至串联部24背离电极主体21的表面而产生短路,提高了电池单体10的安全性能。
图10为本申请又一些实施例的电池单体10的结构示意图。
如图10所示,根据本申请的一些实施例,可选地,电极组件2的数量大于3个,电池单体10在第一方向X上的至少一侧上具有至少两个串联部24,第一端子部22a和/或第二端子部23a与串联部24之间存在第一间隙25,在第二方向Y上相邻的两个串联部24之间存在第二间隙26;第二绝缘件3上设置有凸起部31,凸起部31位于第一间隙25和/或第二间隙26。
在一些实施例中,凸起部31在第一方向X上的延伸尺寸小于串联部24在第一方向X上的延伸尺寸,使得凸起部31不会与电极主体21产生接触,避免凸起部31对电极主体21产生接触破坏。
可选地,凸起部31在第二方向Y上的延伸尺寸可以小于第一间隙25或第二间隙26在第二方向Y上额延伸尺寸,以降低凸起部31不易对第一极耳22或第二极耳23产生接触破坏。
通过在第二绝缘件3上设置位于第一间隙25和/或第二间隙26的凸起部31,使得第一端子部22a和/或第二端子部23a与串联部24之间因凸起部31的遮挡不易发生搭接短路,和/或,使得相邻两个串联部24之间因凸起部31的遮挡不易发生搭接短路,提高了电池单体10的安全性能。
如图8至图10所示,根据本申请的一些实施例,可选地,电极组件2的数量为奇数,第一端子部22a与第二端子部23a在第一方向X上位于电池单体10的不同侧;或者,电极组件2的数量为偶数,第一端子部22a与第二端子部23a在第一方向X上位于电池单体10的同侧。
当电极组件2的数量为奇数时,设置第一端子部22a与第二端子部23a在第一方向X上位于电池单体10的不同侧;或者,当电极组件2的数量为偶数时,设置第一端子部22a与第二端子部23a在第一方向X上位于电池单体10的同侧,能够使得位于电池单体10在第二方向Y上任意一侧的电极组件2的第一端子部22a或第二端子部23a不会与该电极组件2的串联部24位于该电极组件2在第一方向X上的同一侧,使得位于同一电极组件2的第一端子部22a和串联部24间不易产生搭接短路和相互干扰,或,使得位于同一电极组件2的第二端子部23a和串联部24间不易产生搭接短路和相互干扰。
根据本申请的一些实施例,可选地,第一极耳22与第二极耳23在第三方向Z上的延伸尺寸等于电极主体21在第三方向Z上的延伸尺寸,第三方向Z与第一方向X、第二方向Y均相交。
通过设置第一极耳22与第二极耳23在第三方向Z上的延伸尺寸等于电极主体21在第三方向Z上的延伸尺寸,首先,使得串联部24中的第一极耳22与第二极耳23之间具有较大的可连接区域面积,提高了串联部24中的第一极耳22与第二极耳23之间的电连接容错率,也增加了串联部24的过流能力,其次,也使得第一端子部22a和第二端子部23a分别与第一侧壁11和第二侧壁12之间具有较大的可连接区域面积,提高了第一端子部22a和第二端子部23a分别与第一侧壁11和第二侧壁12之间的电连接容错率,使得电池单体10具有较强的过流能力以及较低的电阻。
图11为本申请一些实施例的电池的结构示意图。
如图11所示,根据本申请的一些实施例,本申请的再一些实施例中还提供了一种电池100,电池100包括多个上述任一方案所述的电池单体10。
请参照图11,根据本申请的一些实施例,可选地,多个电池单体10沿第二方向Y并排设置,电池单体10的至少一个第一极耳22与第一侧壁11电连接且至少一个第二极耳23与第二侧壁12电连接,在相邻两个电池单体10中,其中一者的第一侧壁11与另一者的第二侧壁12相互电连接。
在一些实施例中,在相邻两个电池单体10中,其中一者的第一侧壁11与另一者的第二侧壁12可通过焊接的方式以完成相互连接。
通过将各电池单体10直接通过第一侧壁11和第二侧壁12完成串联,简化了电池100的连接结构,提高了各电池单体10间的可连接区域面积,提高了各电池单体10间电连接的容错率,较大的可连接区域区域面积使得各电池单体10间具有较优的过流能力以及较低的过流电阻。
根据本申请的一些实施例,本申请的再一些实施例中还提供了一种用电装置,用电装置包括以上任一方案所述的电池100,并且电池100用于为用电装置提供电能。
根据本申请的一些实施例,参见图3至图11,本申请可选地一些实施例中提供了一种电池单体10,电池单体10包括壳体1、电极组件2和第二绝缘件3,壳体1包括壳主体13、第一绝缘件14、第一侧壁11和第二侧壁12,第一侧壁11和第二侧壁12在第二方向Y上间隔设置,壳主体13环绕至少部分电极组件2且设置于第一侧壁11与第二侧壁12间,第一绝缘件14呈环状,第一绝缘件14位于壳主体13和第一侧壁11之间以及位于壳主体13和第二侧壁12之间,第一绝缘件14隔档在第一侧壁11与第二侧壁12间,使得第一侧壁11与第二侧壁12间不易发生短路。电极组件2被容纳于壳体1的第一侧壁11与第二侧壁12间,电极组件2的数量为多个,电极组件2包括电极主体21和由电极主体21在第一方向X上的两侧伸出的第一极耳22和第二极耳23,其中,第一方向X与第二方向Y相交,第三方向Z与第一方向X、第二方向Y均相交,第一极耳22与第二极耳23在第三方向Z上的延伸尺寸等于电极主体21在第三方向Z上的延伸尺寸,多个电极组件2沿第二方向Y并排设置,且在相邻两个电极组件2中,其中一者的第一极耳22与另一者的第二极耳23位于电极主体21的同侧并相互电连接形成串联部24,以使多个电极组件2相互串联,使得单个电池单体10的电压能够成倍的增加,提高了电池单体10的体积能量密度。位于电池单体10在第二方向Y上两侧的两个电极组件2中,其中一者的第一极耳22独立设置形成第一端子部22a,另一者的第二极耳23独立设置形成第二端子部23a,其中,第一端子部22a与第一侧壁11电连接,第二端子部23a与第二侧壁12电连接,由于用于容纳电极组件2的第一侧壁11与第二侧壁12具有较大的表面面积,使得第一端子部22a和第二端子部23a分别与第一侧壁11和第二侧壁12间具有较大的可进行连接的区域面积,提高了第二侧壁12与第二极耳23间的电连接容错率,也使得第一侧壁11与第二侧壁12具有较大的可散热面积,提高了电池单体10的散热效果。第二绝缘件3设置在电极组件2在第一方向X上的端部,第二绝缘件3抵接于第一端子部22a和第二端子部23a朝向串联部24的表面,第二绝缘件3至少覆盖串联部24背离电极主体21的表面,第二绝缘件3上还设置有凸起部31,凸起部31位于第一端子部22a和第二端子部23a与串联部24之间或位于在第二方向Y上相邻的两个串联部24之间,凸起部31能够使得第一极耳22与第二极耳23间不易发生搭接短路。在一些实施例中,多个电池单体10可以沿第二方向Y并排设置以形成电池100,其中,电池单体10的至少一个第一极耳22与第一侧壁11电连接且至少一个第二极耳23与第二侧壁12电连接,在相邻两个电池单体10中,其中一者的第一侧壁11与另一者的第二侧壁12相互电连接。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (12)
1.一种电池单体,其特征在于,包括:
壳体,包括在第二方向上间隔设置的第一侧壁和第二侧壁;
多个电极组件,多个所述电极组件被容纳于所述第一侧壁和所述第二侧壁之间,所述电极组件包括电极主体和由所述电极主体在第一方向上的两侧伸出的第一极耳和第二极耳,
其中,多个所述电极组件沿第二方向并排设置,且在相邻两个所述电极组件中,其中一者的所述第一极耳与另一者的所述第二极耳位于所述电极主体的同侧并相互电连接以形成串联部,位于所述电池单体在所述第二方向上两侧的两个所述电极组件中,其中一者的所述第一极耳独立设置形成沿所述第一方向延伸的第一端子部,另一者的所述第二极耳独立设置形成沿所述第一方向延伸的第二端子部,
在包括有所述第一端子部的所述电极组件中,所述第一端子部在所述第二方向上远离所述串联部一侧的表面的延伸面与所述电极主体在所述第二方向上远离所述串联部一侧的表面的延伸面重合,所述第一端子部在所述第二方向上远离所述串联部一侧的表面与所述第一侧壁电连接,和/或,在包括有所述第二端子部的所述电极组件中,所述第二端子部在所述第二方向上远离所述串联部一侧的表面的延伸面与所述电极主体在所述第二方向上远离所述串联部一侧的表面的延伸面重合,所述第二端子部在所述第二方向上远离所述串联部一侧的表面与所述第二侧壁电连接,所述第一方向与所述第二方向相交。
2.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述壳体还包括:
壳主体,环绕至少部分所述电极组件且设置于所述第一侧壁与所述第二侧壁间;
第一绝缘件,呈环状,所述第一绝缘件位于所述壳主体和所述第一侧壁之间,和/或,所述第一绝缘件位于所述壳主体和所述第二侧壁之间。
3.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,
在所述第一端子部、所述第二端子部和所述串联部中两两之间相互绝缘。
4.根据权利要求3所述的电池单体,其特征在于,所述电池单体还包括第二绝缘件,所述第二绝缘件用于令所述第一端子部与所述串联部相互绝缘,和/或,所述第二端子部与所述串联部相互绝缘。
5.根据权利要求4所述的电池单体,其特征在于,所述第二绝缘件抵接于所述第一端子部和/或所述第二端子部朝向所述串联部的表面。
6.根据权利要求4所述的电池单体,其特征在于,所述第二绝缘件至少覆盖所述串联部背离所述电极主体的表面。
7.根据权利要求4所述的电池单体,其特征在于,所述电极组件的数量大于3个,所述电池单体在所述第一方向上的至少一侧上具有至少两个所述串联部,
所述第一端子部和/或所述第二端子部与所述串联部之间存在第一间隙,在所述第二方向上相邻的两个所述串联部之间存在第二间隙;
所述第二绝缘件上设置有凸起部,所述凸起部位于所述第一间隙和/或所述第二间隙。
8.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,
所述电极组件的数量为奇数,所述第一端子部与所述第二端子部在所述第一方向上位于所述电池单体的不同侧;
或者,所述电极组件的数量为偶数,所述第一端子部与所述第二端子部在所述第一方向上位于所述电池单体的同侧。
9.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述第一极耳与所述第二极耳在第三方向上的延伸尺寸等于所述电极主体在所述第三方向上的延伸尺寸,所述第三方向与所述第一方向、所述第二方向均相交。
10.一种电池,其特征在于,包括多个根据权利要求1至9中任一项所述的电池单体。
11.根据权利要求10所述的电池,其特征在于,
多个所述电池单体沿第二方向并排设置,所述电池单体的至少一个所述第一极耳与第一侧壁电连接且至少一个所述第二极耳与第二侧壁电连接,
在相邻两个所述电池单体中,其中一者的所述第一侧壁与另一者的所述第二侧壁相互电连接。
12.一种用电装置,其特征在于,包括根据权利要求10至11中任一项所述的电池,所述电池用于提供电能。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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GR01 | Patent grant | ||
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