CN115441105A - 端盖组件、电池单体、电池模组及用电设备 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种端盖组件、电池单体、电池模组及用电设备，包括：塑胶件，所述塑胶件设有通孔；端盖本体，所述端盖本体设置于所述塑胶件的一侧；以及集流件，所述集流件包括本体部和凸出形成于所述本体部上的凸包，所述本体部设置于所述塑胶件的另一侧，所述凸包插置于所述通孔内，并与所述端盖本体电连接。相较于现有技术而言，本方案可以避免在端盖本体上设计加工凸包的同时满足端盖本体与集流件组装连接的需要，同时加工难度和成本更低，且不会增加端盖本体和端盖组件的结构复杂度，进而有助于提高密封可靠性。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种端盖组件、电池单体、电池模组及用电设备。
背景技术
近年来，新能源汽车行业得到了空前的发展机遇，而影响新能源汽车的使用性能、续航能力等指标的一个重要因素，便是电池的使用性能与可靠性。电池的主要组成构件包括壳体、端盖组件、集流构件、电极组件等，其中集流构件用于连接端盖组件和电极组件的极耳，以实现电流传导。
电池根据有无极耳可分为有极耳电池和无极耳电池，在无极耳电池中，端盖需要设计制作出凸包，才能与集流件焊接，但在端盖上加工凸包的难度大，成本高，且会造成端盖结构复杂，影响密封可靠性。
发明内容
基于此，有必要提供一种端盖组件、电池单体、电池模组及用电设备，旨在解决现有技术加工难度大，成本高，结构复杂影响密封可靠性的问题。
一方面，本申请提供一种端盖组件，其包括：
塑胶件，所述塑胶件设有通孔；
端盖本体，所述端盖本体设置于所述塑胶件的一侧；以及
集流件，所述集流件包括本体部和凸出形成于所述本体部上的凸包，所述本体部设置于所述塑胶件的另一侧，所述凸包插置于所述通孔内，并与所述端盖本体电连接。
上述方案的端盖组件中，通过在集流件的本体部上制作凸包，并在塑胶件上开设通孔，之后将集流件与塑胶件组装配合后，凸包能够插置在通孔内，且在端盖本体与塑胶件的通孔组装配合后，端盖本体能够与凸包接触以便实现电连接固定。相较于现有技术而言，本方案可以避免在端盖本体上设计加工凸包的同时满足端盖本体与集流件组装连接的需要，同时加工难度和成本更低，且不会增加端盖本体和端盖组件的结构复杂度，进而有助于提高密封可靠性。
下面对本申请的技术方案作进一步的说明：
在其中一个实施例中，所述凸包的高度不小于所述通孔的沿着所述塑胶件的厚度方向的长度。
在其中一个实施例中，所述端盖本体朝向所述塑胶件的端面为平面，所述凸包的端面为平面，所述端盖本体和所述凸包焊接固定。
在其中一个实施例中，所述凸包形成于所述集流件的一端。
在其中一个实施例中，所述凸包的高度范围为0.3mm～1.5mm。
在其中一个实施例中，所述凸包设置为圆柱体或圆台体，所述凸包的直径范围为5mm～15mm。
在其中一个实施例中，所述凸包与所述本体部的结合处与所述通孔的孔壁之间形成有避让间隙，所述避让间隙的范围为0.05mm～0.5mm。
在其中一个实施例中，所述端盖本体的厚度设为h1，h1≥1.0mm；和/或
所述集流件的厚度设为h2，h2≥0.1mm。
另一方面，本申请还提供一种电池单体，其包括如上所述的端盖组件。
此外，本申请还提供一种电池模组，其包括如上所述的电池单体。
此外，本申请还提供一种用电设备，其包括如上所述的电池模组。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请中端盖组件的俯视结构示意图；
图2为图1中A-A处的剖面结构图；
图3为图2中B处的局部放大结构图；
图4为本申请中端盖组件的爆炸结构图；
图5为本申请中集流件的结构示意图。
附图标记说明：
100、端盖组件；10、集流件；11、凸包；20、塑胶件；21、通孔；30、端盖本体；40、避让间隙。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。
为本申请实施提供一种电池单体，该电池单体具体为圆柱电池。其包括：端盖组件100、壳体、电极组件和电解液。壳体设有相连通的进出口和容纳腔，安装时电解液冲润于电极组件内，而后将电极组件通过进出口装入容纳腔内，之后再将端盖组件100与进出口密封安装，从而就能够获得封装后的圆柱电池。
需要说明的是，实际上圆柱电池还包括其他组成构件，如防爆阀等，因与本申请技术方案关联度较低，因而在此不作引出并赘述。
电极组件包括正极极耳和负极极耳；端盖组件100盖设于壳体的开口处，正极集流构件与正极极耳连接，负极集流构件与负极极耳连接。
端盖组件100包括：端盖本体30和集流构件。端盖本体30上间隔设置有正极极柱和负极极柱；集流构件设置为两个且分别为正极集流构件和负极集流构件，正极集流构件与正极极柱连接，负极集流构件与负极极柱连接。
其中，电极组件由正极极片、负极极片和隔膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。正极极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面，未涂敷正极活性物质层的正极集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的正极集流体，未涂敷正极活性物质层的正极集流体作为正极极耳。
以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极极片包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面，未涂敷负极活性物质层的正极集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的正极集流体，未涂敷负极活性物质层的正极集流体作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质可以为碳或硅等。为了保证通过大电流而不发生熔断，正极极耳的数量为多个且层叠在一起，负极极耳的数量为多个且层叠在一起。
隔膜的材质可以为PP(polypropylene，聚丙烯)或PE(polyethylene，聚乙烯)等。此外，电极组件可以是卷绕式结构，也可以是叠片式结构，本申请实施例并不限于此。
具体到本申请方案中，如图1所示，为本申请一实施例展示的一种端盖组件100，其包括：集流件10、塑胶件20以及端盖本体30。组装时，集流件10的一端(例如尾端)装入塑胶件20的内侧，端盖本体30安装于塑胶件20的一侧。例如图1视角中，端盖本体30位于塑胶件20的下方。
集流件10包括本体部和凸出形成于本体部上的凸包11，本体部设置于塑胶件20的另一侧。具体地，凸包11可以是采用冲压等工艺机加工成型或者采用焊接等方式一体装配成型的，具体根据实际需要选择即可。
塑胶件20设有通孔21，塑胶件20与集流件10组装配合时，凸包11插置于通孔21内，且凸包11与端盖本体30电连接。
综上，实施本实施例技术方案将具有如下有益效果：上述方案的端盖组件100中，通过在集流件10本体部上制作凸包11，并在塑胶件20上开设通孔21，之后将集流件10与塑胶件20组装配合后，凸包11能够插置在通孔21内，端盖本体30能够与凸包11接触以便实现电连接。相较于现有技术而言，本方案可以避免在端盖本体30上设计加工凸包11的同时满足端盖本体30与集流件10组装连接的需要，同时加工难度和成本更低，且不会增加端盖本体30和端盖组件100的结构复杂度，进而有助于提高密封可靠性。
为便于组装时进行定位以及装配后的连接稳固性，塑胶件20和端盖本体30的其中之一上设置有定位柱，塑胶件20和端盖本体30的其中另一上设有定位孔，定位柱插接于定位孔内。
较佳地，定位柱设置为多个，例如本实施例中定位柱设有四个并呈矩形排布，相应地定位孔也设有四个并与定位柱一一对应插接。
本实施例中，通孔21较佳的为圆形孔，相应地凸包11设置为圆柱体或圆台体。采用轮廓为圆形设计的通孔21和凸包11的加工难度低，且安装时的对位要求低，易于装配，利于提高端盖组件100组装效率。
在一些实施例中，端盖本体30朝向塑胶件20的端面为平面，凸包11的端面为平面，端盖本体30与凸包11焊接固定。因而端盖本体30与凸包11通过平面焊接，接触面积大，有助于保证焊接质量，提高连接可靠性。可以理解的，端盖本体30上的平面和凸包11上的平面可以为相适配的水平面，也可以为倾斜平面，具体根据实际需要进行选择即可。
而为了确保凸包11与端盖本体30有效接触并连接可靠，在一些实施例中，凸包11的高度不小于通孔21的沿着塑胶件20的厚度方向的长度。简单的说，凸包11的端面与通孔21靠近端盖本体30的孔端口平齐；或者，凸包11的端面伸出通孔21靠近端盖本体30的孔端口。
需要说明的是，在能够确保凸包11与端盖本体30正常焊接的条件下，优选采用凸包11的端面与通孔21靠近端盖本体30的孔端口平齐的方案，因为该方案能够避免端盖本体30与塑胶件20形成装配间隙，减小端盖组件100的整体厚度，从而利于圆柱电池小型化设计。
此外，在上述任一实施例的基础上，凸包11形成于集流件10的一端。例如本实施例中凸包11位于集流件10的尾端上，这样尾端伸入塑胶件20内能确保凸包11能够与端盖本体30连接，同时使集流件10的首端充分伸出至塑胶件20和端盖本体30的外部足够长度，而方便无干涉的与接电设备连接。
在一些实施例中，凸包11的高度范围为0.3mm～1.5mm。当凸包11的高度小于0.3mm时，容易与塑胶件20发生安装干涉，而凸包11的高度大于1.5mm时，则会降低空间利用率，因此将凸包11的高度设计在该尺寸范围内能够有效避免上述问题发生。
进一步地，凸包11的直径范围为5mm～15mm。若将凸包11的直径设计为小于5mm，容易导致激光焊接空间不够；而若将凸包11的直径设计为大于15mm，则会导致集流件10的制造用材量增加，进而导致制造成本升高。
此外，在上述任一实施例的基础上，凸包11与本体部的结合处与通孔21的孔壁之间形成有避让间隙40，避让间隙40的范围为0.05mm～0.5mm。避让间隙40的设置能够使集流件10的凸包11悬空，用于防止装配式塑胶件20与集流件10产生干涉。
端盖本体30的厚度设为h1，h1≥1.0mm。该条件限定是出于端盖本体30的可焊接性角度考虑，即端盖本体30的厚度若小于1.0mm，则容易因端盖本体30的厚度过薄，强度过低而导致焊接时发生焊穿的问题。
集流件10的厚度设为h2，h2≥0.1mm。该条件限定是出于集流件10的可制造性角度考虑，也即到集流件10的厚度小于0.1mm时，由于强度过低，厚度过薄，制造难度大大增加，可加工性低。
综上之外，本申请还提供一种用电设备，其包括电池模组，电池模组包括如上任一实施例的电池单体。
电池单体可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等，本申请实施例对此并不限定。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等，本申请实施例对此也不限定。按封装的方式不同，电池单体一般分成三种：圆柱电池、方形电池和软包电池。
本申请的实施例所提到的电池模组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。电池模组一般包括用于封装一个或多个电池单体的箱体，箱体可以避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。
用电设备可以为多种形式，例如，手机、便携式设备、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等，例如，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。
以上所述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，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶端”、“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发明和简化描述，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发明的限制。
此外，术语“第一”、“第二”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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，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；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，除非另有明确的限定。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发明中的具体含义。
在本发明中，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。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
Claims (11)
1.一种端盖组件，其特征在于，包括：
塑胶件，所述塑胶件设有通孔；
端盖本体，所述端盖本体设置于所述塑胶件的一侧；以及
集流件，所述集流件包括本体部和凸出形成于所述本体部上的凸包，所述本体部设置于所述塑胶件的另一侧，所述凸包插置于所述通孔内，并与所述端盖本体电连接。
2.根据权利要求1所述的端盖组件，其特征在于，所述凸包的高度不小于所述通孔的沿着所述塑胶件的厚度方向的长度。
3.根据权利要求1所述的端盖组件，其特征在于，所述端盖本体朝向所述塑胶件的端面为平面，所述凸包的端面为平面，所述端盖本体和所述凸包焊接固定。
4.根据权利要求1所述的端盖组件，其特征在于，所述凸包形成于所述集流件的一端。
5.根据权利要求1所述的端盖组件，其特征在于，所述凸包的高度范围为0.3mm～1.5mm。
6.根据权利要求1所述的端盖组件，其特征在于，所述凸包设置为圆柱体或圆台体，所述凸包的直径范围为5mm～15mm。
7.根据权利要求1所述的端盖组件，其特征在于，所述凸包与所述本体部的结合处与所述通孔的孔壁之间形成有避让间隙，所述避让间隙的范围为0.05mm～0.5mm。
8.根据权利要求1所述的端盖组件，其特征在于，
所述端盖本体的厚度设为h1，h1≥1.0mm；和/或
所述集流件的厚度设为h2，h2≥0.1mm。
9.一种电池单体，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的端盖组件。
10.一种电池模组，其特征在于，包括如权利要求9所述的电池单体。
11.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求10所述的电池模组。
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| CN202211116230.5A CN115441105A (zh) | 2022-09-14 | 2022-09-14 | 端盖组件、电池单体、电池模组及用电设备 |
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Cited By (1)
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|---|---|---|---|---|
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2022
- 2022-09-14 CN CN202211116230.5A patent/CN115441105A/zh not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116014319A (zh) * | 2023-02-09 | 2023-04-25 | 深圳海润新能源科技有限公司 | 储能装置及用电设备 |
| CN116014319B (zh) * | 2023-02-09 | 2023-06-06 | 深圳海润新能源科技有限公司 | 储能装置及用电设备 |
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