CN116034516A - 圆柱形电池单元、以及包括其的电池组和车辆 - Google Patents

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Abstract

根据本发明的一个实施方式的圆柱形电池单元包括：电极组件，其设置有第一电极接头和第二电极接头；电池罐，其容纳电极组件并且电连接至第二电极接头；顶帽，其覆盖电池罐的顶部开口，并且电连接至第一电极接头并与电池罐电绝缘；以及端子部延伸构件，其联接至电池罐的上端并且与顶帽电绝缘。

Description

圆柱形电池单元、以及包括其的电池组和车辆
技术领域
本公开涉及具有其中正极端子和负极端子在同一方向上形成的结构的圆柱形电池单元以及包括该圆柱形电池单元的电池组和车辆。更具体而言，本公开涉及具有如下结构的圆柱形电池单元以及包括该圆柱形电池单元的电池组和车辆：其中正极端子和负极端子在圆柱形电池单元的一侧彼此相邻地布置而无需极大地改变传统圆柱形电池单元的结构。
本申请要求于2020年12月29日向韩国知识产权居提交的韩国专利申请No.10-2020-0186476的权益，该申请的公开内容通过引用全部并入本文中。
背景技术
在使用圆柱形电池单元制造电池组时，通常，多个圆柱形电池单元直立放置在壳体中，并分别使用其顶部和底部作为正极端子和负极端子彼此电连接。
在圆柱形电池单元中，容纳于电池罐中的电极组件的负极未涂覆区域向下延伸并电连接至电池罐的底部，而正极未涂覆区域向上延伸并电连接至顶帽。也就是说，在圆柱形电池单元中，一般来说，电池罐的底部用作负极端子，而覆盖电池罐的顶部开口的顶帽用作正极端子。
然而，当圆柱形电池单元的正极端子和负极端子设置在相对侧上时，需要向圆柱形电池单元的顶部和底部二者应用用于电连接多个圆柱形电池单元的电连接部件(例如汇流条)。这使得电池组的电连接结构变得复杂。
此外，在这种结构下，用于绝缘的部件和用于防水的部件应单独应用于电池组的顶部和底部，导致应用的部件数量增加并且结构复杂。
因此，需要开发一种具有如下结构的圆柱形电池单元：其中在同一方向上应用正极端子和负极端子，以简化多个圆柱形电池单元的电连接结构。
发明内容
技术问题
本公开旨在解决上述问题，因此，本公开致力于提供一种圆柱形电池单元结构，其中在同一方向上应用正极端子和负极端子。
在另一方面，本公开致力于提供一种圆柱形电池单元：其中在同一方向上应用的负极端子具有用于与诸如汇流条之类的电连接部件焊接的足够的面积，从而制造电池组。
在又一方面，本公开致力于提供一种电极组件在电池罐中占用的体积减小的圆柱形电池单元。
然而，本公开的技术问题并不局限于上述问题，并且本领域技术人员从以下描述中将清楚地理解本文未提及的其他问题。
技术方案
为了解决上述问题，根据本公开的实施方式的圆柱形电池单元包括：电极组件，其包括第一电极接头和第二电极接头；电池罐，在电池罐中容纳有电极组件，电池罐电连接至第二电极接头；顶帽，其覆盖电池罐的顶部开口，顶帽电连接至第一电极接头并且与电池罐电绝缘；以及端子延伸构件，其联接至电池罐的顶部，并且与顶帽电绝缘。
端子延伸构件可以从电池罐的顶部沿圆柱形电池单元的径向方向向内延伸。
端子延伸构件可以具有比形成在电池罐的顶部上的平坦部分更宽的宽度。
电池罐可以包括卷边部分，卷边部分从电池罐的上周边沿圆柱形电池单元的径向方向向内延伸。
端子延伸构件可以联接至卷边部分的上表面。
在卷边部分的上表面上可以设置有平坦部分，并且端子延伸构件可以联接在卷边部分的平坦部分上。
端子延伸构件可以具有比卷边部分的平坦部分的宽度更宽的宽度。
端子延伸构件是在中心处具有孔的垫圈的形状。
顶帽可以包括从中心向上突出的突出部，并且突出部可以设置在与形成在端子延伸构件的中心处的孔相对应的位置。
突出部可以向上突出于端子延伸构件的上表面上方。
圆柱形电池单元还可以包括端子绝缘构件，其插置于顶帽和端子延伸构件之间，以使顶帽与端子延伸构件电绝缘。
端子绝缘构件可以是在中心处具有孔的垫圈的形状。
顶帽可以包括从中心向上突出的突出部，并且端子绝缘构件可以包括：第一部分，其插置于端子延伸构件的下表面和顶帽中除了突出部之外的剩余区域的上表面之间；以及第二部分，其从第一部分向上突出并且插置于形成在端子延伸构件的中心处的孔的内表面和突出部之间。
电池罐可以包括卷边部分，其从电池罐的上周边沿圆柱形电池单元的径向方向向内延伸，并且第一部分的上表面可以与卷边部分的上表面设置在同一高度。
第二部分可以具有与突出部的外径相对应的内径。
突出部的外径可以随着该突出部向上而逐渐减小，并且第二部分的内径可以对应于突出部的下端的外径。
端子延伸构件可以具有与第二部分的外径相对应的内径。
端子绝缘构件可以包括：第一部分，其插置于端子延伸构件的下表面和顶帽中的除了突出部之外的剩余区域的上表面之间；以及第二部分，其从第一部分向上突出，并且插置于形成在端子延伸构件的中心处的孔的内表面和突出部之间。
端子延伸构件可以具有与第二部分的外径相对应的内径。
卷边部分在具有平坦部分的区域处的厚度可以大于卷边部分在其余区域处的厚度。
第二部分可以延伸以覆盖顶帽的上表面的一部分。
端子延伸构件和端子绝缘构件可以是通过插入成型而形成的组件。
卷边部分的上表面可以具有插入突出部或插入槽，并且卷边部分的下表面可以具有联接至形成在卷边部分中的插入突出部的插入槽、或联接至形成在卷边部分中的插入槽的插入突出部。
端子绝缘构件可以包括树脂材料，并且可以通过热熔融联接至端子延伸构件和顶帽。
电极组件可以具有其中层叠件在一个方向上卷绕的卷芯结构，层叠件包括第一电极和第二电极以及插置于第一电极和第二电极之间的隔膜。
第一电极接头可以是在第一电极的上端处没有涂覆电极活性材料的第一未涂覆区域，并且第二电极接头可以是在第二电极的下端处没有涂覆电极活性材料的第二未涂覆区域。
第一电极接头的至少一部分可以包括沿电极组件的卷绕方向分割的多个第一区段。
多个第一区段可以沿电极组件的径向方向弯曲。
圆柱形电池单元还可以包括第一集流体板，其联接在电极组件上并电连接至顶帽，并且第一集流体板可以联接在通过多个第一区段的弯曲而形成的联接面上。
多个第一区段可以以多层交叠，第一电极接头可以包括其中多个第一区段的交叠层数沿电极组件的径向维持一致的目标焊接区域，并且第一集流体板可以在目标焊接区域中联接至第一电极接头。
第二电极接头的至少一部分可以包括沿电极组件的卷绕方向分割的多个第二区段。
多个第二区段可以沿电极组件的径向方向弯曲。
圆柱形电池单元可以还包括第二集流体板，其联接在电极组件下方并电连接至电池罐，并且第二集流体板可以联接在通过多个第二区段的弯曲而形成的联接面上。
多个第二区段可以以多层交叠，第二电极接头可以包括其中多个第二区段的交叠层数沿电极组件的径向方向维持一致的目标焊接区域，并且第二集流体板可以在目标焊接区域中联接至第二电极接头。
圆柱形电池单元可以还包括第一集流体板，其联接在电极组件上并电连接至顶帽。
第一集流体板可以包括从中心径向地延伸的多个接头联接部分。
第一集流体板可以还包括引线，该引线在相邻的接头联接部分之间以将第一集流体板电连接至顶帽。
电池罐可以包括压边部分，其沿外周面的周边压装，并且第一集流体板可以设置在电极组件和压边部分之间。
第一集流体板的最大外径可以等于或小于电池罐在形成有压边部分的高度处的内径。
第一集流体板可以具有形成在与形成在电极组件的卷绕中心处的孔相对应的位置处的第一集流体板孔。
第一集流体板孔的直径可以等于或大于形成在电极组件的卷绕中心处的孔的直径。
电池罐可以包括形成在与开口相对的下端处的封闭部分，并且封闭部分可以包括在电池罐的内部压力增加到参考值以上时破裂的排气部分。
排气部分可以被构造为具有比封闭部分的周围区域更小的厚度。
可以通过对封闭部分的一个表面或两个表面开槽来形成排气部分。
圆柱形电池单元还可以包括绝缘体，其插置于压边部分和第一集流体板之间。
绝缘体可以插置于电极组件的第一电极接头和电池罐的内周面之间。
同时，为了解决上述问题，根据本公开的实施方式的电池组包括多个如上的本公开的圆柱形电池单元。
多个圆柱形电池单元可以布置成预定数量的列，并且设置于每个圆柱形电池单元中的顶帽和端子延伸构件可以被定位为向上。
电池组可以包括：多个汇流条，其串并联地连接多个圆柱形电池单元；多个汇流条可以设置在多个圆柱形电池单元上，并且每个汇流条可以包括：主体，其在相邻的圆柱形电池单元的单元端子之间延伸；多个第一汇流条端子，其在主体的方向上延伸，并且电联接至在方向上设置的圆柱形电池单元的顶帽；以及多个第二汇流条端子，其在主体的相对方向延伸，并且电联接至在相对方向上设置的圆柱形电池单元的电池罐的端子延伸构件。
同时，根据本公开的实施方式的车辆包括至少一个根据本公开的实施方式的电池组。
技术效果
根据本公开的一个方面，提供了其中在同一方向上应用正极端子和负极端子的圆柱形电池单元结构，因此可以简化多个圆柱形电池单元的电连接结构，并使电池组的体积最小化，从而提高电池组的能量密度。
根据本公开的另一方面，由于圆柱形电池单元的负极端子具有与诸如汇流条之类的电连接部件进行焊接的足够的面积，因此可以确保负极端子与电连接部件之间有足够的连接强度，并将电连接部件与负极端子之间的结合区域的电阻降低到期望水平。
根据又一方面，可以使电极组件在电池罐中所占据的体积最小化，从而提高圆柱形电池单元的能量密度。
附图说明
附图例示了本公开的优选实施方式，并且与下面描述的本公开的详细描述一起，用于提供对本公开的技术方面的进一步理解，因此，本公开不应解释为仅限于附图。
图1是示出了根据本公开的实施方式的圆柱形电池单元的图。
图2是示出了根据本公开的实施方式的圆柱形电池单元的内部结构的截面图。
图3至图5是示出了根据本公开的实施方式的圆柱形电池单元的上部结构的局部截面图。
图6和图7是示出了应用于本公开的第一集流体板的图。
图8和图9是示出了应用于本公开的第一集流体板和电极组件的连接结构的截面图。
图10是示出了根据本公开的实施方式的圆柱形电池单元的下部结构的局部截面图。
图11是根据本公开的实施方式的圆柱形电池单元的底面图。
图12是示出了根据本公开的实施方式的具有弯曲的未涂覆区域的电极组件的图。
图13是根据本公开的实施方式的使用汇流条串并联地连接的多个圆柱形电池单元的顶面图。
图14是示出了根据本公开的实施方式的电池组的示意图。
图15是示出了根据本公开的实施方式的车辆的概念图。
具体实施方式
在下文中，将参照附图详细描述本公开的优选实施方式。在描述之前，应该理解，在说明书和所附权利要求书中使用的术语或词语不应该被解释为仅限于一般的和字典上的含义，而应该在允许发明人为了获得最佳解释而适当定义术语的基础上，基于与本公开的技术方面相对应的含义和概念来解释。因此，本文描述的实施方式和附图中所示的图示仅仅是本公开的最优实施方式中的一些，但并非旨在完全描述本公开的技术方面，所以应该理解，在提交申请时，已经对其进行各种其他等同替换和修改。
参照图1至图3，根据本公开的实施方式的圆柱形电池单元1包括电极组件10、电池罐20、顶帽30和端子延伸构件40。除了上述部件之外，圆柱形电池单元1还可以包括密封垫50和/或端子绝缘构件60和/或第一集流体板70和/或第二集流体板70′和/或绝缘体80和/或连接板90。
参照图1至图4，电极组件10包括具有第一极性的第一电极、具有第二极性的第二电极和插置于第一电极和第二电极之间的隔膜。电极组件10可以具有卷芯结构。也就是说，可以通过在相对于卷绕中心C的方向上至少一次卷绕层叠件来制造电极组件10，该层叠件通过层叠具有片状的第一电极和第二电极与插置于第一电极和第二电极之间的隔膜而形成。在这种情况下，附加的隔膜可以设置在电极组件10的外周表面上，以用于电极组件10和电池罐20之间的绝缘。在本公开中可以不受限制地使用任何已知的卷芯结构。第一电极是正极或负极，而第二电极对应于与第一电极具有相反极性的电极。
第一电极包括第一电极集流体和涂覆在第一电极集流体的一个表面或两个表面上的第一电极活性材料。第一电极在上端具有没有涂覆电极活性材料的未涂覆区域(第一未涂覆区域)。也就是说，没有涂覆第一电极活性材料的未涂覆区域(第一未涂覆区域)存在于第一电极集流体在宽度方向(平行于Z轴的方向)的一端。未涂覆区域本身可以充当第一电极接头11。第一电极接头11在高度方向(平行于Z轴的方向)上设置在容纳于电池罐20内的电极组件10上。也就是说，第一电极集流体在长边侧的端部包括没有涂覆活性材料层并且暴露出隔膜的第一未涂覆区域，并且第一未涂覆区域的至少一部分本身被用作电极接头。例如，第一电极接头可以是正极接头。
同时，参照图12，示出了根据本公开的实施方式的电极组件10的结构。参照图12，第一电极接头11的一部分(即，第一未涂覆区域的至少一部分)可以包括沿电极组件10的卷绕方向分割的多个第一区段11a。第一区段11a可以沿电极组件10的径向方向弯曲，并且在这种情况下，多个第一区段11a可以以多层交叠。在这种情况下，下文描述的第一集流体板70可以联接至其中多个第一区段11a以多层交叠的区域。同时，电极组件10可以具有目标焊接区域，在该目标焊接区域中第一区段11a的交叠层数沿电极组件10的径向方向维持一致。在这个区域中，交叠层数保持在最大值，因此优选地，在这个区域中执行下面描述的第一集流体板70和第一电极接头11之间的焊接。
例如，在应用激光焊接的情况下，可以防止在增加激光输出时由于激光束穿过第一电极接头11而损坏电极组件10，从而提高焊接质量。附加地，可以有效地防止例如焊接飞溅物之类的杂质渗入电极组件10中。
参照图12，第二电极包括第二电极集流体和涂覆在第二电极集流体的一个表面或两个表面上的第二电极活性材料。第二电极在下端具有没有涂覆电极活性材料的未涂覆区域(第二未涂覆区域)。也就是说，没有涂覆第二电极活性材料的未涂覆区域存在于第二电极集流体的在宽度方向(与Z轴平行的方向)上的另一端。未涂覆区域本身可以充当第二电极接头12。第二电极接头12在高度方向(平行于Z轴的方向)上设置在容纳于电池罐20内的电极组件10下方。也就是说，第二电极集流体在长边的端部包括没有涂覆活性材料层并且暴露出隔膜的第二未涂覆区域，并且第二未涂覆区域的至少一部分本身用作电极接头。例如，第二电极接头12可以是负极接头。
尽管图12示出了形成在第一电极接头11中的区段，但这种区段也可以形成在第二电极接头12中。也就是说，第二电极接头12的一部分(即，第二未涂覆区域的至少一部分)可以包括沿电极组件10的卷绕方向分割的多个第二区段(未示出)。第二区段可以沿电极组件10的径向方向弯曲，并且在这种情况下，多个第二区段可以以多层交叠。在这种情况下，下文描述的第二集流体板70′可以联接至其中多个第二区段以多层交叠的区域。同时，电极组件10可以具有目标焊接区域，在该目标焊接区域中第二区段的交叠层数沿电极组件10的径向方向维持一致。在这个区域中，交叠层数保持在最大值，因此优选地，在这个区域中执行下面描述的第二集流体板70′和第二电极接头12之间的焊接。
例如，在应用激光焊接的情况下，可以防止在增加激光输出时由于激光束穿过第二电极接头12而损坏电极组件10，从而提高焊接质量。附加地，可以有效地防止例如焊接飞溅物之类的杂质渗入电极组件10中。
第一电极接头11和第二电极接头12可以沿圆柱形电池单元1的高度方向(平行于Z轴的方向)以相对方向延伸。在这种情况下，第一电极接头11延伸到形成在电池罐20的上端的开口，而第二电极接头12延伸到在电池罐20的下端的封闭部分。
参照图1至图4，电池罐20是具有顶部开口的近似圆柱形的容纳结构，并由具有导电属性的金属材料制成。电池罐20通过顶部开口容纳电极组件10，并一起容纳电解质。电池罐20的侧壁和底部封闭部分可以一体地形成，或者可以单独形成并通过焊接彼此联接。
电池罐20电连接至电极组件10的第二电极接头12。因此，电池罐20与第二电极接头12具有相同的极性。例如，电极组件10和电池罐20之间的电连接可以通过第二集流体板70′进行。
电池罐20在上端包括压边部分21和/或卷边部分22。压边部分21与电池罐20的顶部开口相邻。压边部分21沿电池罐20的外周面的周边凹陷。也就是说，压边部分21是通过压装电池罐20的外周面的周边而形成的。因此，压边部分21从电池罐20的外周面沿径向方向凹陷预定深度，并沿电池罐20的圆周方向延伸。压边部分21可以防止具有与电池罐20的宽度相对应的尺寸的电极组件10从电池罐20的顶部开口中滑出，并可以充当安放顶帽30的支撑件。
卷边部分22可以形成在电池罐20的上端。卷边部分22可以从电池罐20的上周边沿圆柱形电池单元1的径向方向向内延伸。卷边部分22设置在与顶帽30的上表面的周缘相对应的区域，以固定顶帽30，从而防止顶帽30向上移动脱离位置。当电池罐20包括压边部分21时，卷边部分22形成在压边部分21上。卷边部分22从压边部分21延伸出来，并且延伸和弯曲以围绕位于压边部分21上的顶帽30的外周面和顶帽30的上表面一部分。卷边部分22的上端可以沿圆柱形电池单元1的径向方向向内延伸预定距离，并围绕顶帽30的上表面的一部分。因此，卷边部分22固定顶帽30的上表面的周缘。也就是说，顶帽30的周缘区域固定至卷边部分22的上端和压边部分21之间的电池罐20，并覆盖电池罐20的开口。
参照图10和图11，电池罐20可以进一步包括排气部分23，以防止由于电池罐20内产生的气体导致内部压力增加超过预设值。排气部分23可以设置在形成在电池罐20的下端的封闭部分。排气部分23对应于形成在电池罐20下端的封闭部分中比任何其他区域更脆弱的区域。例如，排气部分23可以被构造为具有比封闭部分的其余区域更小的厚度。因此，当内部压力由于圆柱形电池单元1中的故障或缺陷而上升到预定水平以上时，排气部分23破裂以迫使电池罐20中产生的气体排出。根据本公开的圆柱形电池单元1具有如下所述的结构：其中正极端子和负极端子二者均设置在上部。因此，由于在电池罐20的封闭部分的排气部分23设置在与正极端子和负极端子的相对侧，可以进一步提高安全性。也就是说，根据本公开的圆柱形电池单元1的结构，当排气部分23破裂以迫使排气气体排出时，可以在与电连接部件(例如，汇流条)相对的方向释放气体。因此，本公开的圆柱形电池单元1可以在排气期间减小与汇流条的电连接区域和高温排气气体直接接触所引起的事件扩散有关的风险。附加地，根据本公开的实施方式的圆柱形电池单元1具有如上所述的其中正极端子和负极端子存在于上部的结构，因此上结构比下结构更复杂。因此，为了使电池罐20内部产生的气体顺利释放，排气部分23可以优选地设置在电池罐20下端的封闭部分上。
尽管本公开的附图示出了排气部分23在电池罐20的封闭部分连续形成为近似圆形形状，但本公开不限于此。排气部分23可以不连续地形成，并且其形状可以近似是直线和/或曲线和/或椭圆形和/或任何其他几何形状。
同时，排气部分23可以通过将设置在电池罐20的下端的封闭部分的内表面和/或外表面开槽而具有部分地减小的厚度。也就是说，可以通过一侧开槽或两侧开槽来形成排气部分23。
参照图1至图4，顶帽30是由具有导电属性的金属材料制成的部件，并覆盖电池罐20的顶部开口。顶帽30电连接至电极组件10的第一电极接头11，并与电池罐20电绝缘。因此，顶帽30可以充当本公开的圆柱形电池单元1的第一电极端子，该第一电极端子与电极组件10的第一电极接头11具有相同的第一极性。可以由例如第一集流体板70和/或引线72进行第一电极接头11与顶帽30之间的电连接。
顶帽30可以安放在形成在电池罐20中的压边部分21上。顶帽30可以由卷边部分22固定。也就是说，顶帽30的下表面的缘周可以由压边部分21的上表面支撑，而顶帽30的上表面的缘周可以通过卷边部分22的上部弯曲来固定。同时，密封垫50可以插置于顶帽30和电池罐20的卷边部分22之间，以封闭电池罐20的顶部开口，并使电池罐20与顶帽30电绝缘。密封垫50可以包括具有绝缘和弹性属性的材料。例如，密封垫50可以包括聚合物树脂。密封垫50可以沿电池罐20的卷边部分22的弯曲形状而弯曲。当电池罐20包括压边部分21时，密封垫50可以插置于压边部分21的上表面和卷边部分22的上端之间。顶帽30可以包括从其大约中心向上突出的突出部31。该突出部31可以设置在与形成在端子延伸构件40的大约中心的孔相对应的位置处。突出部31可以通过如下所述的端子延伸构件40的孔突出于端子延伸构件40的上表面之上，以易于与电连接部件(例如，汇流条)接触。然而，本公开不限于此，并且顶帽30整体上可以是平坦的。附加地，当顶帽30包括突出部31时，突出部31的上表面可以设置在大致等于或低于端子延伸构件40的上表面的高度处。
参照图1至图5，端子延伸构件40由具有导电属性的金属材料制成。例如，端子延伸构件40可以具有近似盘状形状，该近似盘状形状具有形成在其大约中心处的孔。也就是说，端子延伸构件40可以是具有在大约中心处的孔的垫圈形状。端子延伸构件40联接至电池罐20的顶部。端子延伸构件40从电池罐20的顶部沿圆柱形电池单元1的径向方向向内延伸。因此，端子延伸构件40具有比形成在电池罐20的顶部上的平坦部分更宽的宽度。也就是说，端子延伸构件40从电池罐20的顶部沿圆柱形电池单元1的径向方向延伸的长度比形成在电池罐20的顶部上的平坦部分沿圆柱形电池单元1的径向方向延伸的长度长。形成在电池罐20的顶部上的平坦部分可以与电池罐20的下表面大致平行。当卷边部分22形成在电池罐20的顶部时，端子延伸构件40联接至卷边部分22的上端。优选地，与电池罐20的封闭部分大致平行的平坦部分可以形成在卷边部分22的上端。在这种情况下，端子延伸构件40可以联接在形成在卷边部分22的上端上的平坦部分上。端子延伸构件40和卷边部分22之间的联接可以通过例如激光焊接来实现。参照图3a，在卷边部分22中，联接至端子延伸构件40的平坦部分可以被构造为具有比卷边部分22的其余区域更厚的厚度。在这种情况下，即使在通过激光焊接将端子延伸构件40固定至卷边部分22的上端工艺中，激光输出增加到足够水平以实现牢固固定，也可以降低卷边部分22的穿透风险。附加地，当卷边部分22具有部分增加的厚度时，可以防止在圆柱形电池单元1的内部压力增加的情况下，在排气部分23破裂之前，由于电池罐20的开口侧的密封性降低而导致排气部分23异常操作。
端子延伸构件40与顶帽30电绝缘。顶帽30通过形成在端子延伸构件40的中心处的孔而暴露出来，并且端子延伸构件40和顶帽30彼此间隔开。
当顶帽30包括突出部31时，突出部31可以通过形成在端子延伸构件40的大约中心的孔而暴露出来。在这种情况下，突出部31与形成在端子延伸构件40中的孔的内表面间隔开，并且顶帽30的除了突出部31之外的其余区域与端子延伸构件40垂直间隔开。因此，端子延伸构件40具有与电池罐20和电极组件10的第二电极接头12相同的第二极性，并且可以充当圆柱形电池单元1的第二电极端子。也就是说，根据本公开的实施方式的圆柱形电池单元1具有以下结构：其中具有第一极性的第一电极端子和具有第二极性的第二电极端子二者位于同一方向上。
参照图3，端子延伸构件40的宽度D2大于形成在电池罐20的卷边部分22的上表面上的平坦部分的宽度D1。为此，端子延伸构件40从卷边部分22的上表面向圆柱形电池单元1的径向中心延伸。利用突出部31，端子延伸构件40从卷边部分22的上表面延伸到顶帽30的突出部31。这是为了确保在电连接部件联接至具有第二极性的电池罐20的顶部时有足够的联接区域，以便联接用于在圆柱形电池单元1的方向上电连接多个圆柱形电池单元1的连接部件。由于通过应用端子延伸构件40充分提供了与电连接部件的联接区域，因此可以顺利地执行焊接工艺，提高两个部件之间的联接强度并降低联接区域的电阻。
同时，参照图5，电池罐20可以包括形成在卷边部分22的上表面上的插入槽22a，并且端子延伸构件40可以在其下表面上包括插入突出部41，该插入突出部41具有与插入槽22a相对应的形状并且联接至插入槽22a。相反，电池罐20可以包括形成在卷边部分22的上表面上的插入突出部，并且端子延伸构件40可以包括插入槽，该插入槽具有相应的形状并联接至插入突出部。
插入槽22a和插入突出部41可以增加端子延伸构件40和卷边部分22之间的接触面积，从而提高联接强度并降低联接区域的电阻。附加地，插入槽22a和插入突出部41可以引导端子延伸构件40在卷边部分22上的安放位置，从而防止端子延伸构件40与顶帽30的突出部31之间的接触。附加地，插入槽22a和插入突出部41可以防止端子延伸构件40在焊接工艺期间在卷边部分22上移动，从而提高工作能力。
参照图2和图3，端子绝缘构件60插置于顶帽30和端子延伸构件40之间。端子绝缘构件60由具有电绝缘属性的材料制成。例如，端子绝缘构件60可以是具有大约在其中心处的孔的垫圈的形状。
在根据本公开的实施方式的圆柱形电池单元1中，由于顶帽30充当具有第一极性的第一电极端子，并且端子延伸构件40充当具有与第一极性相反的第二极性的第二电极端子，因此顶帽30和端子延伸构件40需要维持电绝缘。因此，可以有利的是，应用端子绝缘构件60以稳定地维持电绝缘。
端子绝缘构件60插置于端子延伸构件40的下表面和顶帽30之间。如上所述，端子延伸构件40具有比卷边部分22的上表面的宽度D1更宽的宽度D2，并且在从卷边部分22到顶帽30的突出部31的方向上延伸。因此，端子绝缘构件60可以延伸以覆盖形成在端子延伸构件40的中心处的孔的内表面，以防止形成在端子延伸构件40的中心处形成的孔的内表面与顶帽30的突出部31之间接触。
例如，端子绝缘构件60可以包括插置于端子延伸构件40的下表面和顶帽30的上表面(在顶帽30包括突出部31的情况下，除突出部31之外的其余区域的上表面)之间的第一部分61、以及从第一部分61向上突出并插置于形成在端子延伸构件40的大约中心处的孔的内表面和顶帽30的突出部31之间的第二部分62。在这种情况下，第二部分62可以具有与顶帽30的突出部31的外径相对应的内径。这是为了将端子延伸构件40很好地固定在顶帽30上而不移动。例如，突出部31的外径可以随着其向上而逐渐减小。在这种情况下，第二部分62的内径与突出部31的下端的外径相对应，使得端子绝缘构件40可以自然地插入突出部31中。
同时，形成在端子延伸构件40的大约中心处的孔可以具有与端子绝缘构件60的第二部分62的外径相对应的内径。这是为了将端子延伸构件40很好地固定在端子绝缘构件60上而不移动。如上所述，当端子延伸构件40很好地固定在端子绝缘构件60上时，可以容易地在端子延伸构件40和卷边部分22之间执行焊接工艺。同时，端子绝缘构件60的上表面(第一部分61的上表面)可以设置在与形成在电池罐20的上端处的卷边部分22的上表面大致相等的高度。在这种情况下，当端子延伸构件40安放在端子绝缘构件60上时，端子延伸构件40的下表面和卷边部分22的上表面自然地彼此接触。
在端子绝缘构件60由树脂制成的情况下，端子绝缘构件60可以通过热熔融而联接至端子延伸构件40和顶帽30。在这种情况下，可以增强在端子绝缘构件60和端子延伸构件40之间的联接界面以及在端子绝缘构件60和顶帽30之间的联接界面的密封性。
参照图4，端子绝缘构件60可以延伸以覆盖端子延伸构件40的上表面的一部分。也就是说，端子绝缘构件60的第二部分62(参见图3)可以进一步延伸，以不仅覆盖端子延伸构件40的内周表面，而且覆盖端子延伸构件40的上表面的缘周。在这种情况下，可以进一步改善端子延伸构件40和顶帽30之间的防接触效果。
当端子绝缘构件60延伸至端子延伸构件40的上表面的边缘区域时，可以更准确、更迅速地执行将端子延伸构件40安放在卷边部分22上的处理。在端子绝缘构件60插入形成在端子延伸构件40中心处的孔中并固定至端子延伸构件40之后，当端子延伸构件40和端子绝缘构件60的组件安放在卷边部分22和顶帽30上时，端子延伸构件40可以自然安放在准确的位置处。在这种情况下，顶帽30的突出部31可以通过形成在端子绝缘构件60的大约中心处的孔向上暴露出来。
图4所示的端子绝缘构件60和端子延伸构件40的组件可以通过插入成型来制造。也就是说，端子绝缘构件60和端子延伸构件40的组件可以通过插入成型来制造，以将由金属制成的端子延伸构件40插入/固定在由树脂制成的端子绝缘构件60上，并且当该组件位于卷边部分22和顶帽30上时，可以自然地完成对齐。
同时，在本公开中，端子延伸构件40和顶帽30之间的绝缘可以通过应用端子绝缘构件60的方法以及任何其他方法来实现。例如，可以在端子延伸构件40与顶帽60的接触区域中形成绝缘涂覆层。相反，可以在顶帽60与端子延伸构件40的接触区域中形成绝缘涂覆层。此外，绝缘可以通过端子延伸构件40和顶帽30之间的足够的间隙来实现，以防止这两个部件之间的接触风险。
参照图2至图4，第一集流体板70联接在电极组件10上。第一集流体板70可以设置在电极组件10和压边部分21之间。第一集流体板70由具有导电属性的金属制成，并联接至第一电极接头11。第一集流体板70电连接至顶帽30。引线72可以连接至第一集流体板70，并且引线72可以向上延伸并直接联接至顶帽30，或者可以联接至连接板90，连接板90联接至顶帽30的下表面。因此，顶帽30可以与第一电极接头11具有相同的第一极性，并可以充当第一电极端子。
参照图6和图7，第一集流体板70可以包括从中心径向地延伸的多个接头联接部分71。相邻的接头联接部分71之间的间隙可以用作用于电解质溶液注入的空间。第一集流体板70和引线72可以一体地形成。在这种情况下，以与接头联接部分71相同的方式，引线72可以是从第一集流体板70的中心向外延伸的长板形状。例如，引线72可以设置于在相邻的接头联接部分71之间。然而，本公开的第一集流体板70的结构不限于此，并且可以具有与电极组件10的上表面相对应的形状，以覆盖第一电极接头11的整个上部。
第一集流体板70可以在其大约中心处具有第一集流体板孔H1。第一集流体板孔H1可以设置在与形成在电极组件10的卷绕中心C处形成的孔相对应的位置处。第一集流体板孔H1可以用作用于电解液注入和用于在第二集流体板70′和电池罐20的底表面之间进行焊接的激光照射的空间，或者用于插入进行超声波焊接的工具的空间。考虑到第一集流体板孔H1的功能，第一集流体板孔H1的直径可以大致等于或大于形成在电极组件10的卷绕中心C处的孔的直径。
第一集流体板70的最大外径(从中心到接头联接部分71的端部的距离的两倍)可以大致等于或小于电池罐20的最小内径(在形成有压边部分21的位置处的电池罐20的内径)。在这种情况下，可以防止当在调整圆柱形电池单元1的总高度的校形工艺中，通过压边部分22直接按压电极组件10或通过电极组件10按压第一集流体板70时可能发生的损坏。
尽管附图中没有示出，但是第一集流体板70可以包括在其下表面上径向地形成的多个凹凸图案。当形成凹凸图案时，凹凸图案可以通过按压第一集流体板70而被压印到电极接头11、12。
参照图8，第一集流体板70联接至第一电极接头11的端部。例如，第一电极接头11和第一集流体板70之间的联接可以通过激光焊接完成。激光焊接可以通过部分地熔化第一集流体板70的基材来执行，并且可以用插置于第一集流体板70和第一电极接头11之间的用于焊接的焊料来执行。在这种情况下，焊料可以具有比第一集流体板70和第一电极接头11更低的熔点。
参照图9，第一集流体板70可以联在由第一电极接头11的端部在平行于第一集流体板70的方向上弯曲而形成的联接面上。例如，第一电极接头11的弯曲方向可以是朝向电极组件10的卷绕中心的方向。当第一电极接头11具有如上所述的弯曲形状时，第一电极接头11所占据的空间减小，从而提高能量密度。具体来说，如以上参照图12所描述的，本公开的第一电极接头11可以具有多个第一区段11a。多个第一区段11a可以沿电极组件10的径向方向弯曲。在一个方向上弯曲的第一区段11a可以以多层交叠。沿从电极组件10的外周面到卷绕中心C的方向或相对方向，存在其中第一区段11a的交叠层数最大并大致维持一致的区域。也就是说，第一电极接头11包括其中通过第一区段11a的弯曲而交叠的层数大致维持一致的区域。第一集流体板70可以在目标焊接区域中联接至第一电极接头11，在目标焊接区域中交叠层数维持一致。
参照图10，第二集流体板70′可以联接至电极组件10的下表面。第二集流体板70′电连接至电极组件10的第二电极接头12和电池罐20。第二集流体板70′的一个表面可以例如通过焊接而联接至电极组件10的第二电极接头12，而相对的表面可以例如通过焊接而联接在电池罐20的内底表面上(即，封闭部分的内表面上)。联接至电极组件10的下表面的第二集流体板70′和第二电极接头12之间的联接结构可以与以上描述的第一集流体板70和第一电极接头11之间的联接结构基本相同。
虽然附图中没有示出，但是以与第一电极接头11相同的方式，第二电极接头12也可以包括第二区段(未示出)，而且第二区段也可以沿电极组件10的径向方向弯曲。在这种情况下，存在目标焊接区域，在该目标焊接区域中第二区段的交叠层数沿电极组件10的径向方向均匀地维持在近似最大值。第二集流体板70′可以联接至目标焊接区中的第二电极接头12。
同时，第二集流体板70′可以在其大约中心处具有第二集流体板孔H2。在这种情况下，第二集流体板孔H2可以形成在与形成在电极组件10的卷绕中心C处的孔相对应的位置。优选地，第二集流体板孔H2具有大致等于或小于电极组件10的卷绕中心C处的孔的直径。这是为了从电极组件10上方进行激光照射或插入焊条并将第二集流体板70′焊接到电池罐20的底表面。
绝缘体80位于电极组件10的上端与压边部分21之间，或者联接在电极组件10上的集流体板70与压边部分21之间，以防止第一电极接头11与电池罐20之间接触或第一集流体板70与电池罐20之间接触。绝缘体80也可以插置于电极组件10的第一电极接头11和电池罐20的内周面之间。
绝缘体80具有引线孔81，并且从第一集流体板70或第一电极接头11向上延伸的引线72从引线孔81中延伸出来。引线72通过引线孔81向上延伸，并且联接至连接板90的下表面或顶帽30的下表面。
如上所述，根据本公开的实施方式的圆柱形电池单元1具有以下结构：在设置于电池罐20的长度方向(图2中与Z轴平行的方向)上的一侧上的顶帽30和端子延伸构件40可以分别用作第一电极端子和第二电极端子。因此，在电连接根据本公开的实施方式的多个圆柱形电池单元1时，可以将诸如汇流条之类的电连接部件放置在圆柱形电池单元1的仅一侧上，从而简化结构并提高能量密度。
参照图13，多个圆柱形电池单元1可以使用汇流条150在圆柱形电池单元1的上部或者串联地或者并联地、或者串并联地连接。图13通过示例的方式示出了串并联地连接的多个圆柱形电池单元1。考虑到电池组的容量，圆柱形电池单元1的数量可以更少或者更多。
在每个圆柱形电池单元1中，充当第一电极端子的顶帽30可以具有正极性，而充当第二电极端子的端子延伸构件40可以具有负极性，或者反之亦然。
优选地，多个圆柱形电池单元1可以布置成多个列和行。列在图13的基础上是垂直方向，并且行在基于图13观察时是水平方向。附加地，为了使空间效率最大化，圆柱形电池单元1可以布置为最紧密的封装结构。当通过连接顶帽30的中心形成直角三角形时，就形成了最紧密的封装结构。优选地，汇流条150可以布置在多个圆柱形电池单元1上，并且更优选地，布置在相邻的列之间。另选地，汇流条150可以布置在相邻的行之间。
优选地，汇流条150可以并联地连接布置在同一列中的圆柱形电池单元1，并且可以串联地连接布置在相邻两列中的圆柱形电池单元1。
优选地，汇流条150可以包括主体151、多个第一汇流条端子152和多个第二汇流条端子153，用于串联和并联连接。主体151可以在相邻的圆柱形电池单元1的顶帽30的中心之间延伸，并且优选地在圆柱形电池单元1的列之间延伸。另选地，主体151可以沿圆柱形电池单元1的列延伸，并且例如可以以Z字形图案规则地弯曲。
多个第一汇流条端子152可以从主体151的一侧向每个圆柱形电池单元1的顶帽30延伸，并且电联接至通过端子延伸构件40的中心暴露出的顶帽30的中心。第一汇流条端子152和顶帽30之间的电联接可以通过例如激光焊接、超声波焊接等进行。附加地，多个第二汇流条端子153可以从主体151的另一侧向每个圆柱形电池单元1的端子延伸构件40延伸，并且电联接至端子延伸构件40。第二汇流条端子153和端子延伸构件40之间的电联接可以通过例如激光焊接、超声波焊接等进行。
优选地，主体151、多个第一汇流条端子152和多个第二汇流条端子153可以由单个导电金属板形成。例如，该金属板可以是铝板或铜板，而且本公开不限于此。在变形中，主体151、多个第一汇流条端子152和多个第二汇流条端子153可以被制成各自的片材，并且例如通过焊接彼此联接。
由于根据本公开的圆柱形电池单元1包括设置在同一方向(当基于本公开的附图观察时沿Z轴的向上方向)上的具有第一极性的顶帽30和具有第二极性的端子延伸构件40，因此可以使用汇流条150轻松建立圆柱形电池单元1的电连接。
附加地，由于圆柱形电池单元1的顶帽30和端子延伸构件40具有较大的面积，因此可以确保汇流条150的足够联接面积，从而提高汇流条150的联接强度，并充分降低包括圆柱形电池单元1的电池组的电阻。
参照图14，根据本公开的实施方式的电池组3包括电池单元组件以及用于容纳二次电池组件的电池组壳体2，该电池单元组件包括彼此电连接的根据以上描述的本公开的实施方式的多个圆柱形电池单元1。在本公开的附图中，为了便于例示，省略了诸如用于电连接的汇流条和电源端子之类的部件。以上已经参照图12描述了用于制造电池组3的多个电池单元1的电连接结构。
参照图15，根据本公开的实施方式的车辆5可以是例如电动车辆，并且包括根据本公开的实施方式的电池组3。车辆5通过从根据本公开的实施方式的电池组3提供的电力来运行。
虽然已经针对有限数量的实施方式和附图描述了本公开，但是本公开不限于此，并且对于本领域技术人员来说，显然可以在本公开的技术方面和所附权利要求的等同范围内对其进行各种修改和变型。

Claims (50)

1.一种圆柱形电池单元，该圆柱形电池单元包括：
电极组件，该电极组件包括第一电极接头和第二电极接头；
电池罐，在该电池罐中容纳有所述电极组件，所述电池罐电连接至所述第二电极接头；
顶帽，该顶帽覆盖所述电池罐的顶部开口，所述顶帽电连接至所述第一电极接头并且与所述电池罐电绝缘；以及
端子延伸构件，该端子延伸构件联接至所述电池罐的顶部，并且与所述顶帽电绝缘。
2.根据权利要求1所述的圆柱形电池单元，其中，所述端子延伸构件从所述电池罐的所述顶部沿所述圆柱形电池单元的径向方向向内延伸。
3.根据权利要求2所述的圆柱形电池单元，其中，所述端子延伸构件具有比形成在所述电池罐的所述顶部上的平坦部分更宽的宽度。
4.根据权利要求1所述的圆柱形电池单元，其中，所述电池罐包括卷边部分，该卷边部分从所述电池罐的上周边沿所述圆柱形电池单元的径向方向向内延伸。
5.根据权利要求4所述的圆柱形电池单元，其中，所述端子延伸构件联接至所述卷边部分的上表面。
6.根据权利要求4所述的圆柱形电池单元，其中，在所述卷边部分的上表面上设置有平坦部分，并且
所述端子延伸构件联接在所述卷边部分的所述平坦部分上。
7.根据权利要求6所述的圆柱形电池单元，其中，所述端子延伸构件具有比所述卷边部分的所述平坦部分的宽度更宽的宽度。
8.根据权利要求1所述的圆柱形电池单元，其中，所述端子延伸构件是在中心处具有孔的垫圈的形状。
9.根据权利要求8所述的圆柱形电池单元，其中，所述顶帽包括从所述中心向上突出的突出部，并且
所述突出部设置在与形成在所述端子延伸构件的中心处的孔相对应的位置。
10.根据权利要求9所述的圆柱形电池单元，其中，所述突出部向上突出于所述端子延伸构件的上表面上方。
11.根据权利要求1所述的圆柱形电池单元，该圆柱形电池单元还包括：
端子绝缘构件，该端子绝缘构件插置于所述顶帽和所述端子延伸构件之间，以使所述顶帽与所述端子延伸构件电绝缘。
12.根据权利要求11所述的圆柱形电池单元，其中，所述端子绝缘构件是在中心处具有孔的垫圈的形状。
13.根据权利要求12所述的圆柱形电池单元，其中，所述顶帽包括从所述中心向上突出的突出部，并且
所述端子绝缘构件包括：
第一部分，该第一部分插置于所述端子延伸构件的下表面和所述顶帽中除了所述突出部之外的剩余区域的上表面之间；以及
第二部分，该第二部分从所述第一部分向上突出，并且插置于形成在所述端子延伸构件的中心处的孔的内表面和所述突出部之间。
14.根据权利要求13所述的圆柱形电池单元，其中，所述电池罐包括卷边部分，该卷边部分从所述电池罐的上周边沿所述圆柱形电池单元的径向方向向内延伸，并且
所述第一部分的上表面与所述卷边部分的上表面设置在同一高度。
15.根据权利要求13所述的圆柱形电池单元，其中，所述第二部分具有与所述突出部的外径相对应的内径。
16.根据权利要求15所述的圆柱形电池单元，其中，所述突出部的外径随着该突出部向上而逐渐减小，并且
所述第二部分的内径对应于所述突出部的下端的外径。
17.根据权利要求13所述的圆柱形电池单元，其中，所述端子延伸构件具有与所述第二部分的外径相对应的内径。
18.根据权利要求13所述的圆柱形电池单元，其中，所述端子绝缘构件包括：
第一部分，该第一部分插置于所述端子延伸构件的下表面和所述顶帽中除了所述突出部之外的剩余区域的上表面之间；以及
第二部分，该第二部分从所述第一部分向上突出，并且插置于形成在所述端子延伸构件的所述中心处的孔的内表面和所述突出部之间。
19.根据权利要求18所述的圆柱形电池单元，其中，所述端子延伸构件具有与所述第二部分的外径相对应的内径。
20.根据权利要求6所述的圆柱形电池单元，其中，所述卷边部分在具有平坦部分的区域处的厚度大于所述卷边部分在其余区域处的厚度。
21.根据权利要求18所述的圆柱形电池单元，其中，所述第二部分延伸以覆盖所述顶帽的上表面的一部分。
22.根据权利要求21所述的圆柱形电池单元，其中，所述端子延伸构件和所述端子绝缘构件是通过插入成型而形成的组件。
23.根据权利要求4所述的圆柱形电池单元，其中，所述卷边部分的上表面具有插入突出部或插入槽，并且
所述卷边部分的下表面具有插入槽或插入突出部，所述插入槽联接至形成在所述卷边部分中的所述插入突出部，所述插入突出部联接至形成在所述卷边部分中的所述插入槽。
24.根据权利要求11所述的圆柱形电池单元，其中，所述端子绝缘构件包括树脂材料，并且通过热熔融联接至所述端子延伸构件和所述顶帽。
25.根据权利要求1所述的圆柱形电池单元，其中，所述电极组件具有其中层叠件在一个方向上卷绕的卷芯结构，所述层叠件包括第一电极和第二电极以及插置于所述第一电极和所述第二电极之间的隔膜。
26.根据权利要求25所述的圆柱形电池单元，其中，所述第一电极接头是在所述第一电极的上端处没有涂覆电极活性材料的第一未涂覆区域，并且
所述第二电极接头是在所述第二电极的下端处没有涂覆电极活性材料的第二未涂覆区域。
27.根据权利要求26所述的圆柱形电池单元，其中，所述第一电极接头的至少一部分包括沿所述电极组件的卷绕方向分割的多个第一区段。
28.根据权利要求27所述的圆柱形电池单元，其中，所述多个第一区段沿所述电极组件的径向方向弯曲。
29.根据权利要求28所述的圆柱形电池单元，该圆柱形电池单元还包括：
第一集流体板，该第一集流体板联接在所述电极组件上并且电连接至所述顶帽，
其中，所述第一集流体板联接在通过所述多个第一区段的弯曲而形成的联接面上。
30.根据权利要求29所述的圆柱形电池单元，其中，所述多个第一区段以多层交叠，
所述第一电极接头包括目标焊接区域，在该目标焊接区域中所述多个第一区段的交叠层数沿所述电极组件的径向维持一致，并且
所述第一集流体板在所述目标焊接区域中联接至所述第一电极接头。
31.根据权利要求26所述的圆柱形电池单元，其中，所述第二电极接头的至少一部分包括沿所述电极组件的卷绕方向分割的多个第二区段。
32.根据权利要求31所述的圆柱形电池单元，其中，所述多个第二区段沿所述电极组件的径向方向弯曲。
33.根据权利要求32所述的圆柱形电池单元，该圆柱形电池单元还包括：
第二集流体板，该集流体板联接在所述电极组件下方并且电连接至所述电池罐，
其中，所述第二集流体板联接在通过所述多个第二区段的弯曲而形成的联接面上。
34.根据权利要求33所述的圆柱形电池单元，其中，所述多个第二区段以多层交叠，
所述第二电极接头包括目标焊接区域，在该目标焊接区域中所述多个第二区段的交叠层数沿所述电极组件的径向方向维持一致，并且
所述第二集流体板在所述目标焊接区域中联接至所述第二电极接头。
35.根据权利要求1所述的圆柱形电池单元，该圆柱形电池单元还包括：
第一集流体板，该第一集流体板联接在所述电极组件上并电连接至所述顶帽。
36.根据权利要求35所述的圆柱形电池单元，其中，所述第一集流体板包括从中心径向地延伸的多个接头联接部分。
37.根据权利要求36所述的圆柱形电池单元，其中，所述第一集流体板还包括引线，该引线在相邻的接头联接部分之间以将所述第一集流体板电连接至所述顶帽。
38.根据权利要求35所述的圆柱形电池单元，其中，所述电池罐包括压边部分，该压边部分沿外周面的周边压装，并且
所述第一集流体板设置在所述电极组件和所述压边部分之间。
39.根据权利要求38所述的圆柱形电池单元，其中，所述第一集流体板的最大外径等于或小于所述电池罐在形成有所述压边部分的高度处的内径。
40.根据权利要求35所述的圆柱形电池单元，其中，所述第一集流体板具有形成在与形成在所述电极组件的卷绕中心处的孔相对应的位置处的第一集流体板孔。
41.根据权利要求40所述的圆柱形电池单元，其中，所述第一集流体板孔的直径等于或大于形成在所述电极组件的所述卷绕中心处的孔的直径。
42.根据权利要求1所述的圆柱形电池单元，其中，所述电池罐包括形成在与所述顶部开口相对的下端处的封闭部分，并且
所述封闭部分包括排气部分，该排气部分在所述电池罐的内部压力增加到参考值以上时破裂。
43.根据权利要求42所述的圆柱形电池单元，其中，所述排气部分被构造为具有比所述封闭部分的周围区域更小的厚度。
44.根据权利要求43所述的圆柱形电池单元，其中，所述排气部分是通过对所述封闭部分的一个表面或两个表面开槽而形成的。
45.根据权利要求38所述的圆柱形电池单元，该圆柱形电池单元还包括：
绝缘体，该绝缘体插置于所述压边部分和所述第一集流体板之间。
46.根据权利要求45所述的圆柱形电池单元，其中，所述绝缘体插置于所述电极组件的第一电极接头和所述电池罐的内周面之间。
47.一种电池组，该电池组包括多个根据权利要求1至46中的任一项所述的圆柱形电池单元。
48.根据权利要求47所述的电池组，其中，多个所述圆柱形电池单元布置成预定数量的列，并且
设置于每个圆柱形电池单元中的所述顶帽和所述端子延伸构件被定位为向上。
49.根据权利要求48所述的电池组，该电池组包括：
多个汇流条，该多个汇流条串并联地连接多个所述圆柱形电池单元，
所述多个汇流条设置在多个所述圆柱形电池单元上，并且
每个汇流条包括：
主体，该主体在相邻的圆柱形电池单元的单元端子之间延伸；
多个第一汇流条端子，该多个第一汇流条端子在所述主体的方向上延伸，并且电联接至在所述方向上设置的所述圆柱形电池单元的顶帽；以及
多个第二汇流条端子，该多个第二汇流条端子在所述主体的相对方向上延伸，并且电联接至在所述相对方向上设置的所述圆柱形电池单元的所述电池罐的所述端子延伸构件。
50.一种车辆，该车辆包括至少一个根据权利要求47所述的电池组。
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Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20240011649A (ko) * 2022-07-19 2024-01-26 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 조립체 구조체, 이를 포함하는 원통형 배터리,배터리 팩 및 자동차
KR20240011477A (ko) * 2022-07-19 2024-01-26 주식회사 엘지에너지솔루션 전극 조립체, 배터리 및 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
WO2024019427A1 (ko) * 2022-07-20 2024-01-25 주식회사 엘지에너지솔루션 셀 어셈블리와 이를 포함하는 배터리 팩 및 자동차
WO2024048246A1 (ja) * 2022-08-31 2024-03-07 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 蓄電装置
KR20240047837A (ko) 2022-10-05 2024-04-12 주식회사 엘지에너지솔루션 원통형 배터리 셀
WO2024091065A1 (ko) * 2022-10-27 2024-05-02 주식회사 엘지에너지솔루션 전지 캔과 캡의 용접 구조 및 이를 적용한 배터리 셀

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4538857B2 (ja) * 1998-08-07 2010-09-08 株式会社Ｇｓユアサ 筒形電池及びその製造方法並びに電池用集電体のスポット溶接電極
JP3744788B2 (ja) * 2000-10-31 2006-02-15 三洋電機株式会社 密閉電池とその製造方法
KR101473391B1 (ko) * 2010-12-06 2014-12-16 주식회사 엘지화학 전극 조립체 및 이를 이용한 이차 전지
KR102246483B1 (ko) * 2016-10-21 2021-04-30 주식회사 엘지화학 측면 벤트를 포함하는 원통형 전지
KR102316488B1 (ko) * 2017-05-25 2021-10-22 주식회사 엘지화학 원통형 셀 연결 분리형 버스바와 이를 이용한 배터리 모듈 및 제조 방법

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