发明内容
本申请提供一种可以提高寿命的储能装置和用电设备。
第一方面,本申请提供一种储能装置。储能装置包括端盖组件、连接构件和填充件。所述端盖组件包括端盖和电极端子,所述端盖形成有电极引出孔,所述电极端子遮挡所述电极引出孔。所述连接构件的一面设有凸起,另外一面形成有凹槽,所述凸起与所述电极端子的一端电性连接。所述填充件填充于所述凹槽内,沿所述电极引出孔的轴向方向,所述填充件的投影面积与所述凹槽的投影面积之比大于或等于1.1,且小于或等于1.5,在1C电流、25℃环境进行满充满放循环条件下:所述储能装置放电容量衰减至额定容量的80%时,所述储能装置所经历的循环次数大于等于2000次;所述储能装置的放电容量衰减至额定容量的90%时,所述储能装置所经历的循环次数大于等于1000次。
本申请的储能装置中,连接构件朝向端盖的一面形成有凸起,凸起与电极端子的一端电性连接,如通过焊接实现电性连接,如此,电极端子的高度可以设置得较小,节约成本。连接构件背离凸起的另一面设有凹槽,凹槽与凸起相对设置,其中,凸起与电极端子焊接时通过激光焊接实现,并从凹槽所在的一侧通过激光将凸起与电极端子进行焊接,焊接产生的焊渣或毛刺会残留在凹槽的顶壁上,采用具有粘性的填充件固定于凹槽内,填充件充满于凹槽内并与凹槽的侧壁贴合,凸起与电极端子焊接产生的焊渣可以密封并积聚在凹槽内的填充件上。沿电极引出孔的轴向方向上,填充件的投影面积与凹槽的投影面积之比大于或等于1.1,使得填充件能够完全密封凹槽的周缘,防止焊渣因晃动或电解液长期腐蚀或冲刷脱落,从而有效防止电极组件因为焊渣脱落而出现短路现象,提高储能装置的安全性能。另外,沿电极引出孔的轴向方向上,填充件的投影面积与凹槽的投影面积之比大于或等于1.1,且小于等于1.5,在1C电流、25℃环境进行满充满放循环条件下:填充件可以密封电极端子与凸起焊接时所产生的毛刺或焊渣,避免储能装置在搬动过程中,或电解液长期腐蚀或冲刷脱落,如此,储能装置的放电容量衰减到额定容量的80%时,储能装置所经历的循环次数可以大于等于2000次;且当储能装置的放电容量衰减到90%时,储能装置所经历的循环次数大于等于1000次,使得储能装置的循环次数可以得到有效改善。沿电极引出孔的轴向方向上,填充件的投影面积与凹槽的投影面积之比若小于1.1,填充件密封凹槽周缘的部分面积过小,容易导致填充件从凹槽的周缘脱落,从而可能导致焊渣因晃动或电解液长期腐蚀或冲刷从凹槽的侧壁和凹槽内的填充件之间的间隙掉落到电极组件,影响电极组件的安全性能,进而导致储能装置的放电容量衰减到额定容量的80%时,储能装置所经历的循环次数小于2000次,储能装置的放电容量衰减到额定容量的90%时,储能装置所经历的循环次数小于1000次。填充件的投影面积与凹槽的投影面积之比若大于1.5,填充件密封凹槽周缘的部分面积过大,由于填充件无固定流向,容易使得填充件溢出到极耳焊接部中而影响储能装置性能,从而影响储能装置的使用寿命。且在填充件的投影面积与凹槽的投影面积之比大于1.5的储能装置和填充件的投影面积与凹槽的投影面积之比为1.5的储能装置中,前者的循环次数与容量保持率的关系曲线和后者的循环圈次和容量保持率的关系曲线几乎重合,填充件的投影面积与凹槽的投影面积之比大于1.5并不能对储能装置的电性能带来更有益的效果,反而会提高制作成本、减低储能装置的体积利用率。
在一种可能的实施方式中,所述凸起与所述电极端子连接的一侧形成有贯通孔。
可以看出,凸起与电极端子连接的一侧形成有贯通孔,凸起与电极端子进行焊接时,可从贯通孔处进行焊接,使得凸起与电极端子焊接更容易实现,且凹槽内填充有填充件,焊接时产生的毛刺或焊渣可以密封并积聚在填充件上。可以理解,凸起与电极端子连接的一侧可不设有贯通孔,如此,凸起与电极端子焊接时产生的毛刺或焊渣不易掉落到电极组件上,保证电极组件的安全性能。
在一种可能的实施方式中,所述填充件包括主体部和第一凸缘部,所述第一凸缘部自远离所述主体部的外周面并沿所述电极引出孔的径向方向凸出,所述主体部设置于所述凹槽并至少部分露出于所述凹槽,所述第一凸缘部与所述主体部露出于所述凹槽的部分连接,所述主体部与所述凹槽的侧壁贴合,所述第一凸缘部覆盖贴合于所述凹槽的周缘。
可以看出,填充件的主体部填充于凹槽内,并至少部分露出于凹槽,收容于凹槽内的主体部与凹槽的侧壁贴合,经测试避免了凸起与电极端子焊接时产生的焊渣掉落,第一凸缘部自主体部露出于凹槽的部分的外周面沿电极引出孔的径向方向凸出,使得第一凸缘部覆盖贴合于凹槽的周缘,将凹槽完全密封,进一步防止焊渣因晃动或电解液长期腐蚀或冲刷从凹槽的开口侧掉落到电极组件,保证电极组件的安全性,进而使得储能装置的放电容量衰减到额定容量的80%时,储能装置所经历的循环次数大于等于2000次;且当储能装置的放电容量衰减到90%时,储能装置所经历的循环次数大于等于1000次,有效提升储能装置的循环次数,且由于将填充件的投影面积与连接构件的凹槽的投影面积之比限定在1.1-1.5之间,避免了占用连接构件空间导致储能装置内部残留空间减少,进而导致储能装置内部循环产气后压强增大,从而提升了储能装置的安全性及使用寿命。
在一种可能的实施方式中,第一凸缘部沿所述电极引出孔的轴向方向的厚度为(0.1mm,4.0mm]。
可以看出,若第一凸缘部的厚度小于0.1mm,第一凸缘部的厚度过薄,第一凸缘部容易受到其他部件的磨损而从凹槽的周缘脱落。若第一凸缘部的厚度大于4.0mm,第一凸缘部的厚度过厚,重量较大,在储能装置搬动或电解液长期冲刷下,填充件反而容易从凹槽周缘脱落。本申请中,将第一凸缘部的厚度设置为(0.1mm,4.0mm],能够提高第一凸缘部与凹槽周缘的连接强度,降低填充件从凹槽脱落的风险。可以理解,主体部露出于凹槽的部分沿电极引出孔的轴向方向延伸的厚度可等于第一凸缘部沿电极引出孔的轴向方向的厚度,使得主体部的远离电极端子的一侧表面与第一凸缘部的远离电极端子的一侧表面齐平。
在一种可能的实施方式中,所述连接构件包括第一分部、第二分部和第三分部,所述第二分部连接于所述第一分部和所述第三分部之间,所述第一分部和所述第三分部设于所述第二分部相对设置的两端,且所述第一分部和所述第三分部均位于所述第二分部的第一侧,所述凹槽位于所述第二分部,沿所述电极引出孔的轴向方向,所述填充件的投影面积小于所述第二分部的投影面积。
可以看出,连接构件的第一分部和第三分部设置于第二分部的第一侧,第二分部连接于第一分部和第三分部之间,如此,使得连接构件整体呈U形结构,第一分部和第三分部可分别连接一个电极组件上的极耳,凹槽设置于第二分部,从而通过一个连接构件实现将两个电极组件与电极端子的连接,提高储能装置的能量密度的同时,节省连接构件的设置。且沿电极引出孔的轴向方向上,填充件的投影面积小于第二分部的投影面积,如此,避免填充件粘接过多而影响连接构件与储能装置其他部件连接,在保证填充件密封凹槽的情况下,减少填充件覆盖第二分部的面积大小,节省填充件的使用,有效节约成本。
在一种可能的实施方式中,沿所述电极引出孔的径向方向,所述填充件的直径与所述凹槽的直径之间的差值为[0.2mm,10.0mm]。
可以看出,填充件的直径与凹槽的直径之间的差值若小于0.2mm,填充件的投影面积与凹槽的投影面积之比小于1.1,填充件与凹槽周缘连接的部分面积过小,在储能装置搬动或电解液长期冲刷下,填充件容易从凹槽的周缘脱落,从而可能导致焊渣因晃动或电解液腐蚀或冲刷从凹槽的侧壁和凹槽内的填充件之间的间隙掉落到电极组件,影响电极组件的安全性能。若填充件的直径与凹槽的直径之间的差值若大于10.0mm,第二分部的面积将要设置得过大,且填充件的铺设面积也会设置得较大,制作成本大,且由于填充件无固定流向,容易使得填充件溢出到极耳焊接部中而影响储能装置的性能,从而影响储能装置的使用寿命。沿电极引出孔的径向方向,填充件的直径与凹槽的直径之间的差值为[0.2mm,10.0mm],在节约成本的情况下,保证填充件的投影面积与凹槽的投影面积之比大于或等于1.1,且小于或等于1.5,以使填充件能够完全密封凹槽的周缘,避免焊渣因晃动或电解液长期腐蚀或冲刷脱落,从而有效防止电极组件因为焊渣脱落而出现短路现象,提高储能装置的安全性能。且使得填充件可以密封并积聚电极端子与凸起焊接时所产生的毛刺,避免在储能装置在搬动过程中,或电解液长期腐蚀或冲刷脱落,如此,在1C电流、25℃环境进行满充满放循环条件下:储能装置放电容量衰减至额定容量的80%时,储能装置所经历的循环次数大于等于2000次;储能装置的放电容量衰减至额定容量的90%时,储能装置所经历的循环次数大于等于1000次,使得储能装置的循环次数可以得到有效改善。
在一种可能的实施方式中,所述第二分部包括相对设置的第一端和第二端,所述第一分部与所述第一端连接,所述第三分部与所述第二端连接;所述第一端远离所述第一分部的一侧或者所述第二端远离所述第三分部的一侧形成有缺口,其中,所述第一端和所述第二端均形成有所述缺口的情况下,沿所述电极引出孔的轴向方向,所述第一端的所述缺口与所述第二端的所述缺口的投影形状不同。
可以看出,缺口可设置在第一端远离第一分部的一侧,或者,缺口可设置在第二端远离第三分部的一侧,或者,缺口为两个,一个缺口设置在第一端远离第一分部的一侧,另一个缺口设置在第二端远离第三分部的一侧;其中,当第一端和第二端均形成有缺口时,第一端的缺口与第二端的缺口的形状不同,例如,第一端形成的缺口为尖角缺口,第二端形成的缺口为圆角缺口,如此,使得第二分部的第一端和第二端形成非对称结构,在安装连接构件时,可以通过缺口来确定连接构件的正反面是否装反,以及通过缺口确定正极连接构件和负极连接构件的安装位置是否安装错误,起到防呆作用。
在一种可能的实施方式中,所述第二分部的第二侧包括凸出部,所述第二侧与所述第一侧相对,所述凸出部连接于所述第一端和所述第二端之间,所述凸起的至少部分位于所述凸出部。
可以看出,安装连接构件时,可通过设置于第二分部的凸出部将连接构件定位于端盖组件上,防止连接构件在端盖组件上晃动,进而保证连接构件上的凸起能够对准电极引出孔,进而保证凸起与电极端子连接的准确性。另外,凸起的至少部分位于凸出部所在的位置,第二分部的第一侧到第二侧之间的距离可以设置得较小,节约成本;且凸出部相较于第二分部更远离第一分部和第三分部,当注塑填充件时,可有效避免填充件溢出到第一分部和第三分部,保证第一分部与极耳连接的稳定性、及第三分部与极耳连接的稳定性,进而保证储能装置的性能和使用寿命。
在一种可能的实施方式中,所述连接构件包括沿所述电极引出孔的轴向方向相对设置的第一面和第二面,所述第一面相较所述第二面更远离所述电极端子,所述第一面凹陷形成有所述凹槽,所述第二面对应所述凹槽的位置形成所述凸起,所述连接构件还形成有焊接位,所述焊接位设于所述第二面。
可以看出,靠近电极端子的第二面设有凸起,凸起的上表面凸出于第二面,且凸起与电极端子电性连接,如此,使得电极端子的高度可以设置得较小,节约成本。其中,可对未形成有凹槽和凸起的连接构件自第一面向第二面进行冲压,使得连接构件形成相对应的凹槽的凸起。在连接构件靠近电极端子的第二面上设置焊接位,连接构件与电极组件上的极耳焊接时,可通过第二面上的焊接位对准连接构件上对应极耳的位置进行焊接,防止连接构件与电极组件上的极耳焊接时出现虚焊的现象,保证连接构件与极耳之间的焊接强度,保证连接构件的过流能力。
在一种可能的实施方式中,所述焊接位设于所述第一分部和所述第三分部。
可以看出,当储能装置包括双电极组件时,第一分部可连接一个电极组件上的极耳,第三分部可连接另一个电极组件上的极耳,并在焊接时分别通过第一分部上的焊接位和第三分部上的焊接位分别对各自对应的极耳进行定位,保证极耳与连接构件连接的准确性。且将焊接位设置在第一分部和第三分部上,能够避免第二分部上的填充件溢出到焊接位处而影响连接构件与极耳连接的准确性,保证储能装置的性能。再通过第二分部上的凸起与电极端子连接,实现采用一个连接构件将两个电极组件和电极端子连接,节省连接构件的数量设置,节约成本。
在一种可能的实施方式中,所述焊接位包括多个第一凹部,所述第一凹部自所述第二面朝所述第一面凹陷形成,所述第一凹部凹陷的深度小于所述连接构件的厚度,所述第一凹部凹陷的深度与所述连接构件的厚度之间的比值范围为[0.06,0.19]。
可以看出,焊接位处形成多个第一凹部,且第一凹部自第二面朝第一面凹陷形成,连接构件与极耳焊接时,可将连接构件位于第一凹部处的部分(即第一凹部的底壁)与极耳焊接,焊接产生的焊渣可以集中在第一凹部内,防止焊渣掉落到电极组件内。且第一凹部凹陷的深度小于连接构件的厚度,可通过控制第一凹部凹陷的深度确定连接构件与极耳焊接的焊接厚度,相较于在焊接时人工确定焊接厚度而言,焊接工序更加简便,更容易保证第一凹部的底壁的厚度满足焊接强度要求,保证连接构件与极耳焊接的焊接效果。例如,第一凹部凹陷的深度与连接构件的厚度之间的比值范围为[0.06,0.19],第一凹部凹陷的深度与连接构件的厚度之间的比值若小于0.06,在连接构件的厚度固定的情况下,第一凹部的底壁的厚度将会过薄,第一凹部的底壁与极耳焊接的强度降低,长期使用下,容易出现断裂而影响连接构件的过流能力。第一凹部凹陷的深度与连接构件的厚度之间的比值若大于0.19,在连接构件的厚度固定的情况下,第一凹部的底壁的厚度将会过厚,增加焊接难度。第一凹部凹陷的深度与连接构件的厚度之间的比值范围为[0.06,0.19],使得第一凹部的底壁的厚度在合适范围内,满足连接构件与极耳焊接的焊接强度要求,有效避免连接构件与极耳连接处出现断裂而连接构件的过流能力,进而在填充件的投影面积与凹槽的投影面积之比大于或等于1.1,且小于等于1.5时,在1C电流、25℃环境进行满充满放循环条件下:保证储能装置的放电容量衰减至额定容量的80%时,储能装置所经历的循环次数大于等于2000次;储能装置的放电容量衰减至额定容量的90%时,储能装置所经历的循环次数大于等于1000次。
在一种可能的实施方式中,所述端盖组件还包括第一绝缘件和密封件,所述第一绝缘件形成有穿孔,所述第一绝缘件与所述端盖连接,所述穿孔与所述电极引出孔对应,沿所述电极引出孔的轴向方向,所述凸起依次贯穿于所述穿孔、所述电极引出孔,所述凸起的侧壁与所述穿孔的侧壁贴合,所述密封件套设于所述电极引出孔的远离所述第一绝缘件的一侧,所述电极端子与所述密封件抵接。
可以看出,在端盖和连接构件之间设置第一绝缘件,将端盖和连接构件进行绝缘保护,且第一绝缘件对应电极引出孔的位置处设有穿孔,连接构件的凸起依次贯穿于穿孔、电极引出孔,并位于电极引出孔内,凸起的侧壁与穿孔的侧壁贴合,如此,电极端子沿电极引出孔的轴向方向设置的高度可以设置得较小,节约成本;另外,在电极引出孔远离第一绝缘件的一侧还套设有密封件,密封件套设于电极引出孔的远离第一绝缘件的一侧,并与电极端子抵接,如此,将端盖与电极端子之间进行绝缘间隔,避免端盖和电极端子之间出现短路而影响储能装置的循环次数。
在一种可能的实施方式中,所述密封件包括限位部和凸部,所述限位部自所述凸部的外周面的远离所述连接构件的一端沿所述电极引出孔的径向方向延伸,所述端盖的沿所述电极引出孔的周缘形成有配合部,所述限位部与所述配合部配合,所述电极端子与所述限位部抵接,所述凸部伸入所述电极引出孔内,所述凸部与所述凹槽的侧壁贴合。
可以看出,密封件的限位部自凸部的外周面的远离连接构件的一端沿电极引出孔的径向方向延伸,且端盖上远离连接构件的一侧周缘形成有环绕电极引出孔的配合部,电极端子抵接于限位部上,使得电极端子与端盖绝缘连接,避免电极端子与端盖直接接触出现短路。且凸部伸入电极引出孔内,凸部与凹槽的侧壁贴合,将连接构件与端盖进行绝缘连接,避免出现短路现象。
第二方面,本申请提供一种用电设备。所述用电设备包括本申请任一实施方式所述的储能装置。
本申请的储能装置中的连接构件朝向端盖的一面形成有凸起,凸起与电极端子的一端电性连接,如通过焊接实现电性连接,如此,电极端子的高度可以设置得较小,节约成本,连接构件背离凸起的另一面设有凹槽,凹槽与凸起相对设置,其中,凸起与电极端子焊接时通过激光焊接实现,并从凹槽所在的一侧通过激光将凸起与电极端子进行焊接,焊接产生的焊渣或毛刺会残留在凹槽的顶壁上,采用具有粘性的填充件固定于凹槽内,填充件充满于凹槽内并与凹槽的侧壁贴合,凸起与电极端子焊接产生的焊渣可以密封并积聚在凹槽内的填充件上。且沿电极引出孔的轴向方向上,填充件的投影面积与凹槽的投影面积之比大于或等于1.1,使得填充件能够完全密封凹槽的周缘,避免焊渣因晃动或电解液长期腐蚀或冲刷脱落,从而有效防止电极组件因为焊渣脱落而出现短路现象,提高储能装置的安全性能。另外,沿电极引出孔的轴向方向上,填充件的投影面积与凹槽的投影面积之比大于或等于1.1,且小于或等于1.5,在1C电流、25℃环境进行满充满放循环条件下:填充件可以密封电极端子与凸起焊接时所产生的毛刺或焊渣,避免储能装置在搬动过程中,或电解液长期腐蚀或冲刷脱落,如此,储能装置的放电容量衰减到额定容量的80%时,储能装置所经历的循环次数大于等于2000次;且当储能装置的放电容量衰减到90%时,储能装置所经历的循环次数大于等于1000次,使得储能装置的循环次数可以得到有效改善。沿电极引出孔的轴向方向上,填充件的投影面积与凹槽的投影面积之比若小于1.1,填充件密封凹槽周缘的部分面积过小,容易导致填充件从凹槽的周缘脱落,从而可能导致焊渣因晃动或电解液长期腐蚀或冲刷从凹槽的侧壁和凹槽内的填充件之间的间隙掉落到电极组件,影响电极组件的安全性能,进而导致储能装置的放电容量衰减到额定容量的80%时,储能装置所经历的循环次数小于2000次,储能装置的放电容量衰减到额定容量的90%时,储能装置所经历的循环次数小于1000次。填充件的投影面积与凹槽的投影面积之比若大于1.5,填充件密封凹槽周缘的部分面积过大,由于填充件无固定流向,容易使得填充件溢出到极耳焊接部中而影响储能装置性能,从而影响储能装置的使用寿命。且在填充件的投影面积与凹槽的投影面积之比大于1.5的储能装置和填充件的投影面积与凹槽的投影面积之比为1.5的储能装置中,前者的循环次数与容量保持率的关系曲线和后者的循环圈次和容量保持率的关系曲线几乎重合,填充件的投影面积与凹槽的投影面积之比大于1.5并不能对储能装置的电性能带来更有益的效果,反而会提高制作成本、减低储能装置的体积利用率。
具体实施方式
下面将结合本申请实施方式中的附图,对本申请实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式,而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式,都属于本申请保护的范围。
以下各实施方式的说明是参考附加的图示,用以例示本申请可用以实施的特定实施方式。本中所提到的方向用语,例如,“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“内”、“外”、“侧面”等,仅是参考附加图式的方向,因此,使用的方向用语是为了更好、更清楚地说明及理解本申请,而不是指示或暗指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的限制。
此外,本文中为部件所编序号本身,例如“第一”、“第二”等,仅用于区分所描述的对象,不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”,如无特别说明,均包括直接和间接连接(联接)。
第一方面,请参阅图1、图2和图6,本申请提供一种储能装置100,储能装置100包括端盖组件30、连接构件40和填充件50。端盖组件30包括端盖31和电极端子32,端盖31形成有电极引出孔311,电极端子32遮挡电极引出孔311。连接构件40一面设有凸起441a,另一面形成有凹槽441b,凸起441a与电极端子32的一端电性连接。填充件50填充于凹槽441b内,沿电极引出孔311的轴向方向,填充件50的投影面积与凹槽441b的投影面积之比大于或等于1.1,且小于等于1.5,在1C电流、25℃环境进行满充满放循环条件下:储能装置100放电容量衰减至额定容量的80%时,储能装置100所经历的循环次数大于等于2000次时;储能装置100的放电容量衰减至额定容量的90%时,储能装置100所经历的循环次数大于等于1000次。
可以理解的是,储能装置100可包括但不限于单体电池、电池模组、电池包、电池系统、电池柜、集装箱式储能装置等。当该储能装置100为单体电池时,其可为方形电池或圆柱电池。
本申请的储能装置100中,连接构件40朝向端盖31的一面形成有凸起441a,凸起441a与电极端子32的一端电性连接,如通过焊接实现电性连接。电极端子32的高度可以设置得较小,节约成本,连接构件40背离凸起441a的另一面设有凹槽441b,凹槽441b与凸起441a相对设置,其中,凸起441a与电极端子32焊接时通过激光焊接实现,并从凹槽441b所在的一侧通过激光将凸起441a与电极端子32进行焊接,焊接产生的焊渣或毛刺会残留在凹槽441b的顶壁上,采用具有粘性的填充件50固定于凹槽441b内,填充件50充满于凹槽441b内并与凹槽441b的侧壁贴合,凸起441a与电极端子32焊接产生的焊渣可以密封并积聚在凹槽441b内的填充件50上,且沿电极引出孔311的轴向方向上,填充件50的投影面积与凹槽441b的投影面积之比大于或等于1.1,使得填充件50能够完全密封凹槽441b的周缘,避免焊渣因晃动或电解液长期腐蚀或冲刷脱落,从而有效防止电极组件20因为焊渣脱落而出现短路现象,提高储能装置100的安全性能。
另外,沿电极引出孔311的轴向方向上,填充件50的投影面积与凹槽441b的投影面积之比大于或等于1.1,且小于或等于1.5,在1C电流、25℃环境进行满充满放循环条件下:填充件50可以密封电极端子32与凸起441a焊接时所产生的毛刺或焊渣,避免储能装置100在搬动过程中,或电解液长期腐蚀或冲刷脱落,如此,储能装置100的放电容量衰减到额定容量的80%时,储能装置100所经历的循环次数大于等于2000次;且当储能装置100的放电容量衰减到90%时,储能装置100所经历的循环次数大于等于1000次,使得储能装置100的循环次数可以得到有效改善,如无特别说明,本申请实施例方案均是在同一条件下测试而得。沿电极引出孔311的轴向方向上,填充件50的投影面积与凹槽441b的投影面积之比若小于1.1,填充件50密封凹槽441b周缘的部分面积过小,容易导致填充件50从凹槽441b的周缘脱落,从而可能导致焊渣因晃动或电解液长期腐蚀或冲刷从凹槽441b的侧壁和凹槽441b内的填充件50之间的间隙掉落到电极组件20,影响电极组件20的安全性能,进而导致储能装置100的放电容量衰减到额定容量的80%时,储能装置100所经历的循环次数小于2000次,储能装置100的放电容量衰减到额定容量的90%时,储能装置100所经历的循环次数小于1000次。填充件50的投影面积与凹槽441b的投影面积之比若大于1.5,填充件50密封凹槽441b周缘的部分面积过大,在将填充件50填充到凹槽441b内时,由于填充件50无固定流向,容易使得填充件50溢出到极耳焊接部中而影响储能装置100性能,从而影响储能装置100的使用寿命。且在填充件50的投影面积与凹槽441b的投影面积之比大于1.5的储能装置100和填充件50的投影面积与凹槽441b的投影面积之比为1.5的储能装置100中,前者的循环次数与容量保持率的关系曲线和后者的循环圈次和容量保持率的关系曲线几乎重合,填充件50的投影面积与凹槽441b的投影面积之比大于1.5并不能对储能装置100的电性能带来更有益的效果,反而会提高制作成本、减低储能装置100的体积利用率。
请结合图11,图11是本申请的实施例一、实施例二、实施例三与对比例一、对比例二、对比例三的容量保持率和循环次数的关系图。其中,实施例一的储能装置100中,沿电极引出孔311的轴向方向上,填充件50的投影面积与凹槽441b的投影面积之比为1.1;实施例二的储能装置100中,沿电极引出孔311的轴向方向上,填充件50的投影面积与凹槽441b的投影面积之比为1.2;实施例三的储能装置100中,沿电极引出孔311的轴向方向上,填充件50的投影面积与凹槽441b的投影面积之比为1.5;对比例一的储能装置100中,沿电极引出孔311的轴向方向上,填充件50的投影面积与凹槽441b的投影面积之比为0.3;对比例二的储能装置100中,沿电极引出孔311的轴向方向上,填充件50的投影面积与凹槽441b的投影面积之比为0.6;对比例二的储能装置100中,沿电极引出孔311的轴向方向上,填充件50的投影面积与凹槽441b的投影面积之比为1.6。上述测试条件是:25℃恒温测试,1C电流恒流充电至3.65V后,恒压3.65V充电至0.05C,静置半小时,然后1C电流恒流放电至2.5V;静置半小时后重新开始充电循环。其中,额定容量为储能装置100的初始容量,储能装置100的放电容量衰减至额定容量的某一具体占比时,该具体占比即为储能装置100的容量保持率,例如,储能装置100的放电容量衰减到额定容量的80%时,储能装置100的容量保持率为80%;还例如,储能装置100的放电容量衰减到额定容量的85%时,储能装置100的容量保持率为85%。
请结合表格一、表格二和图11,可以看出,对比例一的储能装置100的放电容量衰减到额定容量的80.01%时,储能装置100所经历的循环次数为1759次,小于2000次,可知,对比例一的储能装置100的放电容量衰减到额定容量的80%时,储能装置100所经历的循环次数是小于2000次的;对比例一的储能装置100的放电容量衰减到额定容量的90.02%时,储能装置100所经历的循环次数为688次,小于1000次,可知,对比例一的储能装置100的放电容量衰减到额定容量的90%时,储能装置100所经历的循环次数是小于1000次的。
对比例二的储能装置100放电容量衰减到额定容量的80.02%时,储能装置100所经历的循环次数为1852次,小于2000次,可知,对比例二的储能装置100的放电容量衰减到额定容量的80%时,储能装置100所经历的循环次数是小于2000次的;对比例二的储能装置100放电容量衰减到额定容量的90.00%时,储能装置100所经历的循环次数为511次,小于1000次。且从图11可以看出,相较于对比例二的储能装置100而言,对比例一的储能装置100因晃动或电解液长期腐蚀或冲刷脱落严重,后期的容量保持率急剧下降。
实施例一的储能装置100的放电容量衰减到额定容量的84.24%时,储能装置100所经历的循环次数为3058次,大于2000次,可知,当实施例一的储能装置100的放电容量衰减到额定容量的80.00%时,储能装置100所经历的循环次数是大于3028次(即大于2000次)的。实施例一的储能装置100的放电容量衰减到额定容量的90.02%时,储能装置100所经历的循环次数为1024次,大于1000次,可知,当实施例一的储能装置100的放电容量衰减到额定容量的90.00%时,储能装置100所经历的循环次数是大于1000次的。
实施例二的储能装置100的放电容量衰减到额定容量的81.86%时,储能装置100所经历的循环次数为3011次,大于2000次,可知,当实施例二的储能装置100的放电容量衰减到额定容量的80.00%时,储能装置100所经历的循环次数是大于3011次(即大于2000次)的。实施例二的储能装置100的放电容量衰减到额定容量的90.01%时,储能装置100所经历的循环次数为1056次,大于1000次,可知,当实施例二的储能装置100的放电容量衰减到额定容量的90.00%时,储能装置100所经历的循环次数是大于1000次的。
实施例三的储能装置100的放电容量衰减到额定容量的81.76%时,储能装置100所经历的循环次数为3058次,大于2000次,可知,当实施例二的储能装置100的放电容量衰减到额定容量的80.00%时,储能装置100所经历的循环次数是大于3058次(即大于2000次)的。实施例二的储能装置100的放电容量衰减到额定容量的90.00%时,储能装置100所经历的循环次数为1059次,大于1000次。
对比例三的储能装置100的放电容量衰减到额定容量的82.20%时,储能装置100所经历的循环次数为3011次,大于2000次,可知,当对比例三的储能装置100的放电容量衰减到额定容量的80.00%时,储能装置100所经历的循环次数是大于3011次(即大于2000次)的。对比例三的储能装置100的放电容量衰减到额定容量的90.00%时,储能装置100所经历的循环次数为1136次,大于1000次,可知,当实施例一的储能装置100的放电容量衰减到额定容量的90.00%时,储能装置100所经历的循环次数是大于1000次的。
结合实施例一、实施例二和对比例三,可知,沿电极引出孔311的轴向方向上,填充件50的投影面积与凹槽441b的投影面积之比为1.6时,储能装置100的容量保持率和循环次数的关系图与实施例一、实施例二的容量保持率和循环次数的关系曲线无差异,因此,当填充件50的投影面积与凹槽441b的投影面积之比大于1.5时,储能装置100的循环性能提升不大,对储能装置100的循环性能影响不大,且填充件50主要采用热熔胶填充凹槽441b,在热熔胶未固化之前,热熔胶的流向不固定,容易溢出到极耳焊接部而影响极耳与连接构件连接,进而影响储能装置100的性能,导致储能装置100的使用寿命受到影响。
另外,如图11所示,沿电极引出孔311的轴向方向上,填充件50的投影面积与凹槽441b的投影面积之比分别为1.5及1.6时,储能装置100的容量保持率与循环次数的关系曲线几乎重合,可知,增加填充件50的投影面积与凹槽441b的投影面积之比,并不能对储能装置100的电性能带来更有益的效果,且填充件50的投影面积与凹槽441b的投影面积之比为1.6时,会提高制作成本、减低储能装置100的体积利用率,因此,将填充件50的投影面积与凹槽441b的投影面积之比的上限值限定为1.5,可以有效降低制成成本、提高储能装置100的体积利用率。
表格一
|
对比例一0.3 |
对比例二0.6 |
对比例三1.6 |
实施例一1.1 |
实施例二1.2 |
实施例三1.5 |
容量保持率 |
80.01% |
80.02% |
82.20% |
84.24% |
81.86% |
81.76% |
循环次数 |
1759 |
1852 |
3011 |
3058 |
3011 |
3058 |
表格二
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对比例一0.3 |
对比例二0.6 |
对比例三1.6 |
实施例一1.1 |
实施例二1.2 |
实施例三1.5 |
容量保持率 |
90.02% |
90.00% |
90.00% |
90.02% |
90.01% |
90.00% |
循环次数 |
688 |
511 |
1136 |
1023 |
1156 |
1159 |
储能装置100还包括壳体10和电极组件20。壳体10可以由金属材料制成,如铝、铝合金或钢。壳体10还可以由塑胶等绝缘材料制成。壳体10可以是矩形的盒状结构,并形成有开口11,以便于电极组件20和连接构件40等部件从开口11放置于壳体10内。
电极组件20可包括负极片、正极片和隔膜,将负极片、隔膜和正极片堆叠或卷绕形成。其中,隔膜介于负极片和正极片之间,用于将正极片和负极片进行绝缘保护,防止负极片和正极片直接接触而发生短路。负极片和正极片上均引出极耳,通过将极耳与连接构件40连接,连接构件40与电极端子32连接实现电极组件20的充放电。
在一种可能的实施方式中,电极组件20的数量可包括两个,两个电极组件20沿壳体10的宽度方向并列设置于壳体10内,以形成能量密度更高的储能装置100。
端盖组件30用于密封壳体10,通过将端盖组件30连接于壳体10的开口11,使得端盖组件30盖合于开口11,将电极组件20和连接构件40密封于壳体10内,且连接构件40位于电极组件20和端盖组件30之间,并电连接于极耳与电极端子32之间。其中,端盖组件30包括端盖31和电极端子32,端盖31具有与壳体10的开口11相匹配的尺寸和形状,以便能够盖合于壳体10的开口11处。端盖31可以由金属材料制成,如可以选择与壳体10材料相同的金属材料。在本申请的实施方式中,端盖31上形成有电极引出孔311、注液孔312和防爆阀组件313。
请结合图2,电极引出孔311分别设置于端盖31沿长度方向的两端,即,电极引出孔311设置有两个,其中一个电极引出孔311用于安装正极电极端子32,另一个电极引出孔311用于安装负极电极端子32,用于将壳体10内部的电极组件20中的电能引出到端盖组件30的外部,以实现储能装置100的充放电。电极引出孔311的形状根据电极端子32的形状设置,例如,电极端子32为圆柱状时,电极引出孔311对应设置为圆孔。
注液孔312按照预定尺寸形成于端盖31上,例如,注液孔312设置于两个电极引出孔311之间,如此,当通过注液孔312朝壳体10内的电极组件20注入电解液时,电解液能够更快地浸润电极组件20,且能够使得电解液浸润得更为均匀。
防爆阀组件313设置于端盖31上,具体地,防爆阀组件313包括防爆孔3131和防爆阀3132,防爆孔3131形成于端盖31上并位于端盖31沿长度方向的中间位置处,防爆阀3132密封防爆孔3131。当储能装置100使用过程中出现内压过大时,防爆阀3132可以被破坏,使得形成在储能装置100内部的气体可以通过防爆孔3131排放到储能装置100的外部,以防止储能装置100发生爆炸。
在一种可能的实施方式中,凸起441a与电极端子32连接的一侧形成有贯通孔。贯通孔的面积小于凸起441a沿电极引出孔311的轴向方向的投影面积,凸起441a与电极端子32进行焊接时,可从贯通孔处进行焊接,使得凸起441a与电极端子32焊接更容易实现,且凹槽441b内填充有填充件50,焊接时产生的毛刺或焊渣可以密封并积聚在填充件50上。可以理解,在其他实施方式中,凸起441a与电极端子32连接的一侧可不设有贯通孔,如此,凸起441a与电极端子32焊接时产生的毛刺或焊渣不易掉落到电极组件20上,保证电极组件20的安全性能。
请结合图3和图7,填充件50包括主体部51和第一凸缘部53,第一凸缘部53自远离主体部51的外周面并沿电极引出孔311的径向方向凸出。其中,主体部51设置于凹槽441b并至少部分露出于凹槽441b,第一凸缘部53与主体部51露出于凹槽441b的部分连接,主体部51与凹槽441b的侧壁贴合,当凸起441a与电极端子32焊接时,由于凹槽441b的侧壁与主体部51贴合,凹槽441b的侧壁和主体部51之间没有间隙,经测试避免了凸起441a与电极端子32焊接时产生的焊渣掉落。且填充件50本身具有粘性,可以将部分焊渣积聚在填充件50上,进一步防止焊渣掉落出凹槽441b,影响电极端子32和连接构件40的焊接效果。且第一凸缘部53自主体部51露出于凹槽441b的部分的外周面沿电极引出孔311的径向方向凸出,使得第一凸缘部53覆盖贴合于凹槽441b的周缘,即,第一凸缘部53与凹槽441b周缘的连接构件40的表面贴合,将凹槽441b完全密封,即使主体部51和凹槽441b的侧壁之间存在间隙,第一凸缘部53也可将焊渣积聚在凹槽441b内,进一步防止焊渣因晃动或电解液长期腐蚀或冲刷从凹槽441b的开口侧掉落到电极组件20,保证电极组件20的安全性,进而使得储能装置100的放电容量衰减到额定容量的80%时,储能装置100所经历的循环次数大于等于2000次;且当储能装置100的放电容量衰减到90%时,储能装置100所经历的循环次数大于等于1000次,有效提升储能装置100的循环次数。且由于将填充件50的投影面积与连接构件40的凹槽441b的投影面积之比限定在1.1-1.5之间,避免了占用连接构件40空间导致储能装置100内部残留空间减少,进而导致储能装置100内部循环产气后压强增大,从而提升了储能装置100的安全性及使用寿命。
进一步地,第一凸缘部53沿电极引出孔311的轴向方向的厚度为(0.1mm,4.0mm]。例如,第一凸缘部53沿电极引出孔311的轴向方向的厚度可以是0.5mm、0.8mm、1.0mm、1.5mm、2.1mm、2.4mm、2.7mm、3.1mm、3.5mm、或4.0mm等,对此不一一列举。若第一凸缘部53的厚度小于0.1mm,第一凸缘部53的厚度过薄,第一凸缘部53容易受到其他部件的磨损而从凹槽441b的周缘脱落;若第一凸缘部53的厚度大于4.0mm,第一凸缘部53的厚度过厚,重量较大,在储能装置100搬动或电解液长期冲刷下,填充件50反而容易从凹槽441b周缘脱落。本申请中,将第一凸缘部53的厚度设置为(0.1mm,4.0mm],能够提高第一凸缘部53与凹槽441b周缘的连接强度,降低填充件50从凹槽441b脱落的风险。可以理解,主体部51露出于凹槽441b的部分沿电极引出孔311的轴向方向的厚度可等于第一凸缘部53沿电极引出孔311的轴向方向的厚度,使得主体部51的远离电极端子32的一侧表面与第一凸缘部53的远离电极端子32的一侧表面齐平。
填充件50可以是热熔胶,在装配储能装置100的过程中,可先将热熔胶加热至熔融态,然后将热熔胶滴入凹槽441b内,并覆盖凹槽441b的边缘,然后可通过风化处理加速热熔胶的固化,固化后的热熔胶形成本申请的填充件50。
请参阅图3和图4,电极端子32通过连接构件40电连接于电极组件20。连接构件40可以包括两个,一个连接构件40连接一个电极端子32和电极组件20上的正极耳,另一个连接构件40连接另一个电极端子32和电极组件20上的负极耳。
连接构件40包括沿电极引出孔311的轴向方向相对设置的第一面41和第二面42,第一面41相较于第二面42更远离电极端子32,第一面41凹陷形成有凹槽441b,第二面42对应凹槽441b的位置形成有凸起441a,具体地,可对未形成有凹槽441b和凸起441a的连接构件40进行冲压,使得连接构件40形成相对应的凹槽441b和凸起441a。第一面41的至少部分用于连接电极组件20的极耳,第二面42的至少部分用于连接电极端子32。凹槽441b自第一面41朝第二面42凹陷形成,凸出的部分形成凸起441a,凸起441a的上表面凸出于第二面42,且凸起441a与电极端子32电性连接,如此,使得电极端子32的高度可以设置得较小,节约成本。凹槽441b包括顶壁(靠近电极端子32的一侧)和侧壁,沿电极引出孔311的径向方向上,顶壁的两端分别连接一个侧壁,顶壁和两个侧壁共同形成凹槽441b。其中凸起441a与电极端子32连接,连接方式可以是焊接,例如激光焊接。
连接构件40可包括第一分部43、第二分部44和第三分部45,第一分部43、第二分部44和第三分部45可以是一体结构,或者,第一分部43、第二分部44和第三分部45可以是分体结构,三者可通过焊接、卡接等方式连接成一体。第二分部44连接于第一分部43和第三分部45之间,第一分部43和第三分部45设于第二分部44相对设置的两端,且第一分部43和第三分部45均位于第二分部44的第一侧444,如此,使得连接构件40整体呈U形结构,以便于通过一个连接构件40连接两个电极组件20。
第一分部43和第三分部45的结构可类似,在本申请中,第一分部43和第三分部45的结构相同,仅是连接于第二分部44上的位置不同。第一分部43、第二分部44和第三分部45均可以大致呈矩形结构。
进一步地,第二分部44包括相对设置的第一端442和第二端443,第一分部43和第一端442连接,第三分部45和第二端443连接。或者,第一分部43可与第二端443连接,第三分部45可与第一端442连接。如此,连接构件40整体呈U型结构,第一分部43可用于连接一个电极组件20、第三分部45可用于连接另一个电极组件20。本申请以第一分部43和第一端442连接、第三分部45与第二端443连接为例进行详细说明。
凹槽441b位于第二分部44上,从而通过一个连接构件40实现将两个电极组件20与电极端子32的连接,提高储能装置100的能量密度的同时,节省连接构件40的设置。沿电极引出孔311的轴向方向上,填充件50的投影面积小于第二分部44的投影面积,如此,避免填充件50粘接过多而影响连接构件40与储能装置100其他部件连接,在保证填充件50密封凹槽441b的情况下,减少填充件50覆盖第二分部44的面积大小,节省填充件50的使用,有效节约成本。
进一步地,沿电极引出孔311的径向方向,填充件50的直径与凹槽441b的直径之间的差值为[0.2mm,10.0mm]。其中,凹槽441b的最大投影形状为圆形、填充件50的最大投影形状为圆形。
可以看出,填充件50的直径与凹槽441b的直径之间的差值若小于0.2mm,填充件50的投影面积与凹槽441b的投影面积之比小于1.1,填充件50与凹槽441b周缘连接的部分面积过小,在储能装置100搬动或电解液长期冲刷下,填充件50容易从凹槽441b的周缘脱落,从而可能导致焊渣因晃动或电解液长期腐蚀或冲刷从凹槽441b的侧壁和凹槽441b内的填充件50之间的间隙掉落到电极组件20,影响电极组件20的安全性能。若填充件50的直径与凹槽441b的直径之间的差值若大于10.0mm,第二分部44的面积将要设置得较大,且填充件50的铺设面积也会设置得过大,制作成本大,且由于填充件50无固定流向,容易使得填充件50溢出到极耳焊接部(即第一分部43和第三分部45)中而影响储能装置100的性能,从而影响储能装置100的使用寿命。沿电极引出孔311的径向方向,填充件50的直径与凹槽441b的直径之间的差值为[0.2mm,10.0mm],在节约成本的情况下,保证填充件50的投影面积与凹槽441b的投影面积之比大于或等于1.1,且小于或等于1.5,以使填充件50能够完全密封凹槽441b的周缘,避免焊渣因晃动或电解液长期腐蚀或冲刷脱落,从而有效防止电极组件20因为焊渣脱落而出现短路现象,提高储能装置100的安全性能。且使得填充件50可以密封并积聚电极端子32与凸起441a焊接时所产生的毛刺,避免在储能装置100在搬动过程中,或电解液长期腐蚀或冲刷脱落,如此,使得储能装置100放电容量衰减至额定容量的80%时,储能装置100所经历的循环次数大于等于2000次;储能装置100的放电容量衰减至额定容量的90%时,储能装置100所经历的循环次数大于等于1000次,使得储能装置100的循环次数可以得到有效改善。
第一端442远离第一分部43的一侧形成有缺口46。或者第二端443远离第三分部45的一侧形成有缺口46。或者,缺口46的数量为两个,第一端442远离第一分部43的一侧形成有缺口46,及第二端443远离第三分部45的一侧形成有缺口46。其中,当第一端442和第二端443均形成有缺口46时,第一端442的缺口46和第二端443的缺口46的形状不同,例如,第一端442形成的缺口为尖角缺口(如图3所示的缺口46),第二端443形成的缺口46为圆角缺口,使得第二分部44的第一端442和第二端443形成非对称结构。在本申请的实施方式中,缺口46设置于第一端442的一个角处,而第二端443的远离第三分部45的一侧的一个角未形成有缺口46,如此,使得第二分部44的第一端442和第二端443形成非对称结构,在安装连接构件40时,可以通过缺口46来确定连接构件40的正反面(即第一面41和第二面42)是否装反,保证凸起441a能够更靠近电极端子32,减少电极端子32沿电极引出孔311的轴向方向延伸的高度设置,以及,还可以通过缺口46确定正极连接构件40和负极连接构件40的安装位置是否安装错误,起到防呆作用。
进一步地,第二分部44的第二侧445包括凸出部47,第二侧445和第一侧444相对,凸出部47位于第一端442和第二端443之间,凸起441a的至少部分位于凸出部47。安装连接构件40时,可通过设置于第二分部44的凸出部47将连接构件40定位于端盖组件30上,防止连接构件40在端盖组件30上晃动,进而保证连接构件40上的凸起441a能够对准电极引出孔311,进而保证凸起441a与电极端子32连接的准确性。另外,凸起441a的至少部分位于凸出部47所在的位置,第二分部44的第一侧444到第二侧445之间的距离可以设置得较小,节约成本;且凸出部47相较于第二分部44更远离第一分部43和第三分部45,当注塑填充件50时,可有效避免填充件50溢出到第一分部43和第三分部45,保证第一分部43与极耳连接的稳定性、及第三分部45与极耳连接的稳定性,进而保证储能装置100的性能和使用寿命。
请结合图5,进一步地,连接构件40还包括焊接位48,焊接位48设于第二面42,由于第二面42相较于第一面41更靠近电极端子32,在连接构件40靠近电极端子32的第二面42上设置焊接位48,连接构件40与电极组件20上的极耳焊接时,可通过第二面42上的焊接位48对准连接构件40上对应极耳的位置进行焊接,防止连接构件40与电极组件20上的极耳焊接时出现虚焊的现象,保证连接构件40与极耳之间的焊接强度,保证连接构件40的过流能力。
请结合图1,其中,当电极组件20和连接构件40均安装于壳体10内时,在沿电极引出孔311的轴向方向上,连接构件40上的焊接位48与电极组件20上的极耳对应。本申请中,储能装置100包括双电极组件20,对于正极连接构件40而言,第一分部43上的焊接位48对应一个电极组件20上的极耳所在的位置,第一分部43与一个电极组件20上的极耳焊接时,可通过第一分部43上的焊接位48确定焊接位置;第三分部45上的焊接位48对应另一个电极组件20上的极耳所在的位置,第三分部45与另一电极组件20上的极耳焊接时,可通过第三分部45上的焊接位48确定焊接位置,从而避免极耳与连接构件40焊接时出现虚焊,保证连接构件40和极耳的焊接强度,提高连接构件40的过流能力。
进一步地,焊接位48设于第一分部43和第三分部45上,在本申请中,储能装置100包括双电极组件20,第一分部43连接一个电极组件20上的极耳,并在焊接时通过第一分部43上的焊接位48对该电极组件20上的极耳进行定位,保证极耳与第一分部43连接的准确性;第三分部45连接另一个电极组件20上的极耳,并通过第三分部45上的焊接位48对该电极组件20上的极耳进行定位,保证极耳与第三分部45连接的准确性。且将焊接位48设置在第一分部43和第三分部45上,能够避免第二分部44上的填充件50溢出到焊接位48处而影响连接构件40与极耳连接的准确性,保证储能装置100的性能。再通过第二分部44上的凸起441a与电极端子32连接,实现采用一个连接构件40将两个电极组件20与电极端子32连接,节省连接构件40的数量设置,节约成本。
进一步地,焊接位48包括多个第一凹部481,第一凹部481自第二面42朝第一面41凹陷形成,第一凹部481凹陷的深度小于连接构件40的厚度。其中,深度方向和厚度方向均可以是电极引出孔311的轴向方向。连接构件40与极耳焊接时,可将连接构件40位于第一凹部481处的部分(即第一凹部481的底壁)与极耳焊接,焊接产生的焊渣可以集中在第一凹部481内,防止焊渣掉落到电极组件20内。且第一凹部481凹陷的深度小于连接构件40的厚度,可通过控制第一凹部481凹陷的深度确定连接构件40与极耳焊接的焊接厚度,相较于在焊接时人工确定焊接厚度而言,焊接工序更加简便,更容易保证第一凹部481的底壁的厚度满足焊接强度要求,保证连接构件40与极耳焊接的焊接效果。
进一步地,第一凹部481凹陷的深度与连接构件40的厚度之间的比值范围为[0.06,0.19]。例如,两者的比值可以是0.06、0.08、0.09、0.10、0.11、0.13、0.14、0.16、0.17、0.18、或0.19,只要两者的比值在[0.06,0.19]内即可,在此不一一列举。第一凹部481凹陷的深度与连接构件40的厚度之间的比值若小于0.06,在连接构件40的厚度固定的情况下,第一凹部481的底壁的厚度将会过薄,第一凹部481的底壁与极耳焊接的强度降低,长期使用下,容易出现断裂而影响连接构件40的过流能力。第一凹部481凹陷的深度与连接构件40的厚度之间的比值若大于0.19,在连接构件40的厚度固定的情况下,第一凹部481的底壁的厚度将会过厚,增加焊接难度。第一凹部481凹陷的深度与连接构件40的厚度之间的比值范围为[0.06,0.19],使得第一凹部481的底壁的厚度在合适范围内,满足连接构件40与极耳焊接的焊接强度要求,有效避免连接构件40与极耳连接处出现断裂而连接构件40的过流能力,进而在填充件50的投影面积与凹槽441b的投影面积之比大于或等于1.1,且小于等于1.5时,保证储能装置100的放电容量衰减至额定容量的80%时,储能装置100所经历的循环次数大于等于2000次;储能装置100的放电容量衰减至额定容量的90%时,储能装置100所经历的循环次数大于等于1000次。
进一步地,沿电极引出孔311的轴向方向上,第一凹部481的投影形状可以是棱形,第一凹部481的底壁与极耳焊接时,棱形设置的第一凹部481更容易辨认,进而更容易确定连接构件40与极耳焊接的焊接处,保证连接构件40与极耳焊接的准确性,保证连接构件40的过流能力。第一凹部481的横截面还可以是圆形、矩形、三角形或者其他多边形等,本申请对此不作限制。多个第一凹部481在连接构件40的第二面42上大致成一个圆形分部,圆形分部包括多个,多个圆形分部沿连接构件40的长度方向排列设置,以更易于确定第一凹部481的位置,从而根据第一凹部481的位置确定连接构件40与极耳焊接的焊接位置。
请结合图2、图6和图7,进一步地,端盖组件30还包括第一绝缘件33和密封件34。第一绝缘件33形成有穿孔331,第一绝缘件33与端盖31连接,穿孔331与电极引出孔311对应,沿电极引出孔311的轴向方向,凸起441a依次贯穿于穿孔331、电极引出孔311,凸起441a与穿孔331的侧壁贴合。密封件34套设于电极引出孔311的远离第一绝缘件33的一侧,密封件34与电极端子32地接,密封件34用于实现连接构件40与端盖31绝缘连接。在端盖31和连接构件40之间设置第一绝缘件33,将端盖31和连接构件40进行绝缘保护,且第一绝缘件33对应电极引出孔311的位置处设有穿孔331,连接构件40的凸起441a依次贯穿于穿孔331、电极引出孔311,并位于电极引出孔311内,凸起441a的侧壁(即凹槽441b的侧壁)与穿孔331的侧壁贴合,如此,电极端子32沿电极引出孔311的轴向方向设置的高度可以设置得较小,节约成本;另外,在电极引出孔311远离第一绝缘件33的一侧还套设有密封件34,密封件34套设于电极引出孔311的远离第一绝缘件33的一侧,并与电极端子32地接,如此,将端盖31与电极端子32之间进行绝缘间隔,避免端盖31与电极端子32之间出现短路而影响储能装置100的循环次数。
第一绝缘件33的形状与端盖31的形状适配,且第一绝缘件33上还设有与注液孔312对应的开孔、以及与防爆孔3131对应的开孔。穿孔331和电极引出孔311均为圆孔。
请结合图8和图9,连接构件40固定于第一绝缘件33上,具体地,第一绝缘件33的朝向连接构件40的一侧形成有限位槽332,限位槽332用于与连接构件40上的凸出部47配合,使得第二分部44的第二侧445抵接在限位槽332的两侧边缘部分,以使连接构件40上的凸起441a能够对准第一绝缘件33上的穿孔331。凸出部47的横截面可以是梯形,对应地,沿电极引出孔311的轴向方向上,限位槽332的投影形状也为梯形,凸出部47设于限位槽332内。
请结合图10,进一步地,密封件34可以是橡胶等绝缘材质制成的密封圈,密封件34套设于电极引出孔311的侧壁上。密封件34包括限位部341和凸部342。凸部342沿电极引出孔311的轴向方向延伸,并贴合于电极引出孔311的侧壁,将电极引出孔311的侧壁进行绝缘防护,使得连接构件40与端盖31可以绝缘连接,避免出现短路现象。限位部341自凸部342的外周面的远离连接构件40的一端沿电极引出孔311的径向方向延伸,端盖31上远离连接构件40的一侧周缘形成有环绕电极引出孔311的配合部316,限位部341与配合部316配合,电极端子32抵接于限位部341上,以使电极端子32与端盖31实现绝缘连接,避免电极端子32与端盖31直接接触出现短路。其中,凸部342的外周面为凸部342背离凹槽441b的侧壁的一侧表面。
沿电极引出孔311的径向方向上,配合部316可以是朝远离电极引出孔311的方向凹陷形成,即,配合部316设置成凹部;或者,配合部316包括凹部和凸块,其中凸块相较于凹部更靠近电极引出孔311,对应地,限位部341设置有与凹部配合的凸出,以使限位部341嵌设于配合部351的凹部内,沿电极引出孔311的径向方向上对限位部341进行限位。
请参阅图2、图9和图10,进一步地,端盖组件30还包括第二绝缘件35和压块36,第二绝缘件35包括电极端子32的至少部分,以使电极端子32固定于第二绝缘件35,且第二绝缘件35还可对电极端子32起到绝缘防护作用。压块36的一端与第二绝缘件35连接,压块36的另一端与端盖31连接,从而,电极端子32通过压块36和第二绝缘件35固定于端盖31上。
进一步地,第二绝缘件35包括第一本体部351和第二凸缘部352,第二凸缘部352自第一本体部351的内周面的远离连接构件40的一端沿电极引出孔311的径向方向朝电极端子32延伸,第一本体部351和第二凸缘部352共同形成有通孔353。电极端子32包括第二本体部321和凸块322,凸块322自第二本体部321的上表面沿电极引出孔311的轴向方向朝向远离端盖31的一侧延伸,第一本体部351和第二凸缘部352包围第二本体部321,第二凸缘部352包围凸块322,以将电极端子32固定于通孔353。其中,凸块322位于第二本体部321的上表面的中间部分。装配电极端子32和第二绝缘件35于端盖31上时,将第二本体部321对准电极引出孔311放置在端盖31上,再将第二绝缘件35套设在电极端子32,第二凸缘部352的下表面抵接在第二本体部321未设有凸块322的边缘处,即,沿通孔353的轴向方向上,通过第二凸缘部352对电极端子32进行限位,防止电极端子32沿通孔353的轴向方向晃动。且第二凸缘部352的内周面与凸块322的周面抵接,第一本体部351包围第第二本体部321,沿通孔353的径向方向上,第一本体部351和第二凸缘部352共同对电极端子32进行限位,防止电极端子32在通孔353的径向方向上晃动,以将电极端子32固定于端盖31的对应电极引出孔311的位置上,降低电极端子32受外力作用后与第二绝缘件35连接不稳固的可能性,且还可以使得电极端子32定位于电极引出孔311,从而使得电极端子32能够与连接构件40上的凹槽441b精准定位。
在本申请的实施例中,第二绝缘件35与压块36通过注塑成型形成一体结构。
进一步地,第二绝缘件35包括容纳槽354,容纳槽354自第一本体部351的外周面的靠近连接构件40的一端朝靠近电极引出孔311的方向延伸至第二凸缘部352。压块36包括依次连接的第一连接部361、过渡部362和第二连接部363,第一连接部361与端盖31连接,第二连接部363和过渡部362收容于容纳槽354内。在注塑过程中,第二连接部363和过渡部362注塑在容纳槽354中,以使压块36和第二绝缘件35形成一体结构。
请结合图7,具体地,容纳槽354为环状槽,依次连接的第一连接部361、过渡部362和第二连接部363沿Z字形的走向延伸形成一个环状结构并形成有开孔,其中,第一连接部361和第二连接部363沿通孔353的径向方向延伸,过渡部362大致沿通孔353的轴向方向倾斜延伸,并连接于第一连接部361和第二连接部363之间,压块36起到支撑第二绝缘件35的作用。由于第二凸缘部352自第一本体部351的内周面的远离连接构件40的一端沿电极引出孔311的径向方向朝电极端子32延伸,容纳槽354自第一本体部351的外周面的靠近连接构件40的一端朝靠近电极引出孔311的方向延伸至第二凸缘部352,压块36的第二连接部363和过渡部362收容于容纳槽354内,第一连接部361与端盖31连接,如此,当第一连接部361与端盖31固定后,通过第二连接部363压紧第二绝缘件35和电极端子32的第二本体部321,使得第二本体部321可以稳固地固定于端盖31上,避免第二本体部321和第二绝缘件35从端盖31上脱落,提高端盖组件30结构的稳定性。
进一步地,端盖31包括第三凸缘部314和第二凹部315,第二凹部315自端盖31的远离连接构件40的一侧表面沿电极引出孔311的轴向方向凹陷形成,沿电极引出孔311的径向方向,第三凸缘部314位于配合部316和第二凹部315之间,即,在电极引出孔311的周缘,且沿电极引出孔311的径向方向上,端盖31远离连接构件40的一侧表面依次设有配合部316、第三凸缘部314、第二凹部315。第三凸缘部314和第二凹部315均环绕配合部316的周缘设置,第一本体部351和第一连接部361设于第二凹部315,如此,第一本体部351可通过第三凸缘部314在电极引出孔311的径向方向上进行限位以固定于端盖31上,防止第二绝缘件35从端盖31上脱落,从而保证第二绝缘件35和电极端子32连接的稳固性。其中,第一本体部351和第一连接部361可通过焊接的方式固定于第二凹部315的底壁上。
进一步地,端盖组件30还可包括顶贴片37,顶贴片37设置于端盖31的背离连接构件40的一侧表面,顶贴片37的尺寸结构与端盖31的尺寸结构类似,其中,顶贴片37上设置有与电极引出孔311对应的开孔、与防爆孔3131对应的开孔、以及与注液孔312对应的开孔。顶贴片37可以由塑胶材料等绝缘材料制成,以对端盖31进行绝缘防护。
具体地,储能装置100的装配工艺流程如下:
在电极组件20和连接构件40均放置在壳体10内、及端盖组件30盖合于壳体10的开口11上后,通过焊接位48将连接构件40对准电极组件20上的极耳,以实现连接构件40与电极组件20的极耳的电性连接。在对储能装置100贴胶完成后,将连接构件40上的凸起441a与电极端子32进行焊接,再将热熔胶滴入到凹槽441b内,对热熔胶进行风化处理,加速热熔胶的固化速度,并控制固化后的热熔胶(即填充件40)在电极引出孔311的轴向方向上的投影面积与凹槽441b的投影面积之比大于或等于1.1,且小于或等于1.5。
本发明第二方面发明公开了一种用电设备,该用电设备包括上述第一方面的储能装置100。本申请实施例技术方案均适用于各种使用储能装置100的用电设备,例如,电瓶车、电动玩具、电动工具、电动车辆、船舶和航天器、手机、便携式设备、掌上电脑、笔记本电脑等。
本申请的用电设备中,储能装置100中的连接构件40朝向端盖31的一面形成有凸起441a,凸起441a与电极端子32的一端电性连接,如通过焊接实现电性连接,如此,电极端子32的高度可以设置得较小,节约成本。连接构件40背离凸起441a的另一面设有凹槽441b,凹槽441b与凸起441a相对设置,采用具有粘性的填充件50固定于凹槽441b内,填充件50充满于凹槽441b内并与凹槽441b的侧壁贴合,凸起441a与电极端子32焊接产生的焊渣可以密封并积聚在凹槽441b内的填充件50上,且沿电极引出孔311的轴向方向上,填充件50的投影面积与凹槽441b的投影面积之比大于或等于1.1,使得填充件50能够完全密封凹槽441b的周缘,避免焊渣因晃动或电解液长期腐蚀或冲刷脱落,从而有效防止电极组件20因为焊渣脱落而出现短路现象,提高储能装置100的安全性能。
另外,沿电极引出孔311的轴向方向上,填充件50的投影面积与凹槽441b的投影面积之比大于或等于1.1,且小于或等于1.5,在1C电流、25℃环境进行满充满放循环条件下:填充件50可以密封电极端子32与凸起441a焊接时所产生的毛刺或焊渣,避免储能装置100在搬动过程中,或电解液长期腐蚀或冲刷脱落,如此,储能装置100的放电容量衰减到额定容量的80%时,储能装置100所经历的循环次数大于等于2000次;且当储能装置100的放电容量衰减到额定容量的90%时,储能装置100所经历的循环次数大于等于1000次,使得储能装置100的循环次数可以得到有效改善。沿电极引出孔311的轴向方向上,填充件50的投影面积与凹槽441b的投影面积之比若小于1.1,填充件50密封凹槽441b周缘的部分面积过小,容易导致填充件50从凹槽441b的周缘脱落,从而可能导致焊渣因晃动电解液长期腐蚀或冲刷从凹槽441b的侧壁和凹槽441b内的填充件50之间的间隙掉落到电极组件20,影响电极组件20的安全性能,进而导致储能装置100的放电容量衰减到额定容量的80%时,储能装置100所经历的循环次数小于2000次,储能装置100的放电容量衰减到额定容量的90%时,储能装置100所经历的循环次数小于1000次。填充件50的投影面积与凹槽441b的投影面积之比若大于1.5,填充件50密封凹槽441b周缘的部分面积过大,在将填充件50填充到凹槽441b内时,由于填充件50无固定流向,容易使得填充件50溢出到极耳焊接部中而影响储能装置100性能,从而影响储能装置100的使用寿命。
以上是本申请的部分实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。