CN116325339A - 电池单体、电池、用电装置及电池单体的制造方法和设备 - Google Patents

电池单体、电池、用电装置及电池单体的制造方法和设备 Download PDF

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Abstract

本申请涉及一种电池单体、电池、用电装置、电池单体的制造方法和制造设备，属于电池制造技术领域。本申请提出一种电池单体，包括：壳体；端盖组件，包括盖板和电极端子；电极组件，包括主体和从主体沿第一方向的端部延伸的极耳，第一方向垂直于第二方向；集流构件，包括分体设置且相互连接的端子连接部和极耳连接部，极耳连接部的至少部分沿第一方向设于主体和壳体之间，端子连接部的至少部分沿第二方向设于主体和盖板之间，极耳连接部连接极耳和端子连接部，极耳连接部被配置为：极耳连接部的刚度小于端子连接部的刚度，以能够通过极耳连接部的变形容许盖板与电极组件产生相对移动。本申请还提出一种电池及用电装置，包括上述的电池单体。

Description

电池单体、电池、用电装置及电池单体的制造方法和设备 技术领域
本申请涉及电池制造技术领域，具体而言，涉及一种电池单体、电池、用电装置、电池单体的制造方法和制造设备。
背景技术
节能减排是汽车产业可持续发展的关键，电动车辆由于其节能环保的优势成为汽车产业可持续发展的重要组成部分。而对于电动车辆而言，锂电池的技术发展水平起到关键作用。
随着锂电池行业的迅速发展，对电池单体的装配精度也提出较高的要求。电池单体在装配过程中存在装配误差，导致电池单体的能量密度和安全性能降低。
发明内容
本申请提出一种电池单体、电池、用电装置、电池单体的制造方法和制造设备，具有较好的能量密度和安全性能。
本申请第一方面实施例提出一种电池单体，包括：壳体，具有开口；端盖组件，包括盖板和电极端子，所述盖板用于覆盖所述开口，所述电极端子设置于所述盖板；电极组件，设置于所述壳体内，所述电极组件包括主体和从所述主体沿第一方向的端部延伸的极耳，所述端盖组件位于所述主体沿第二方向的一侧，所述第一方向垂直于所述第二方向；集流构件，包括分体设置且相互连接的端子连接部和极耳连接部，所述极耳连接部的至少部分沿第一方向设于所述主体和所述壳体之间，所述端子连接部的至少部分沿第二方向设于所述主体和所述盖板之间，所述极耳连接部用于连接所述极耳和所述端子连接部，所述极耳连接部被配置为：所述极耳连接部的刚度小于所述端子连接部的刚度，以能够通过所述极耳连接部的变形容许所述盖板与所述电极组件产生相对移动。
在上述的电池单体中，集流构件包括分体设置且相互连接的端子连接部和极耳连接部，极耳连接部的刚度小于端子连接部的刚度，电极组件放入壳体时，极耳连接部能够发生变形，以容许盖板与电极组件产生相对移动，使盖板封闭壳体的开口，从而能够在组装过程中降低装配误差所造成的不良影响，能够提高盖板与壳体的组装精度，进而使电池单体具有较高的能量密度、安全性能以及外观质量。
根据本申请的一些实施例，所述极耳连接部沿第二方向延伸且沿所述第一方向设于所述主体和所述壳体之间，所述端子连接部包括第一部分和第二部分，所述第一部分设于所述盖板与所述主体之间并用于与所述电极端子连接，所述第二部分沿第二 方向延伸且设于所述主体和所述壳体之间，并用于与所述极耳连接部连接。
第二部分以及极耳连接部均沿第二方向延伸且设置于主体与壳体之间，第二部分与极耳连接部连接，第二部分的一部分能够发生形变，以容许盖板与电极组件产生相对移动。
根据本申请的一些实施例，所述第二部分与所述极耳连接部沿第三方向重叠设置且相连，所述第三方向垂直于所述第一方向和第二方向，所述极耳的厚度方向和所述极耳连接部的厚度方向均平行于所述第三方向。
第二部分、极耳连接部以及极耳的厚度均沿第三方向延伸，能够充分利用极耳周围的空间容纳集流构件，使集流构件与电极组件组装紧凑，提高电池单体的能量密度。第二部分与极耳连接部沿第三方向具有重叠设置的区域，能够使极耳连接部与极耳之间、极耳连接部与第二部分之间均具有较大的连接面积，从而提高了集流构件的过流能力。
根据本申请的一些实施例，所述第二部分位于所述极耳连接部的背离所述极耳的一侧。
第二部分与极耳分别于极耳连接部的两侧与极耳连接部连接，不仅能够防止第二部分的端部插入极耳导致电池单体内部发生短路，还能够充分利用极耳连接部两侧的表面，增加极耳和第二部分分别与极耳连接部的连接面积，提高集流构件的过流能力。
根据本申请的一些实施例，所述极耳包括两个极耳边缘部和设于所述两个极耳边缘部之间的极耳主体，两个所述极耳边缘部沿所述第三方向凸出于所述极耳主体，两个所述极耳边缘部和所述极耳主体共同限定容纳空间，极耳连接部至少部分位于所述容纳空间，并与所述极耳主体连接。
极耳连接部的至少部分于极耳的容纳空间的内部与极耳主体连接，能够有效利用极耳的容纳空间，使组装有集流构件的电极组件的最大外尺寸不会增加，进而使电池单体结构紧凑，具有较高的能量密度。
根据本申请的一些实施例，所述极耳连接部包括沿所述第二方向设置的第一段、第二段和第三段，所述第一段用于与所述端子连接部连接，所述第三段用于与所述极耳连接，所述第二段连接所述第一段和所述第三段，所述极耳连接部通过所述第二段的变形容许所述盖板与所述电极组件产生相对移动。
极耳连接部通过第一段与端子连接部连接，第三段与极耳连接，第二段能够发生形变，以容许盖板与电极组件产生相对移动，进而使盖板能够封闭壳体的开口。
根据本申请的一些实施例，所述极耳连接部的厚度小于所述端子连接部的厚度，以实现极耳连接部的刚度小于端子连接部的刚度。
根据本申请的一些实施例，所述极耳连接部的硬度小于所述端子连接部的硬度，以实现极耳连接部的刚度小于端子连接部的刚度。
根据本申请的一些实施例，所述极耳连接部为多层结构且包括层叠设置的多层导电片，所述端子连接部为单层结构，以实现极耳连接部的刚度小于端子连接部的刚度。
根据本申请的一些实施例，所述多层导电片中的各层导电片的厚度均相等。
多层导电片中的各层导电片厚度相等，能够保证极耳连接部均匀过流，且每层导电片的刚度相同，在极耳连接部变形时单层导电片不易断裂。
根据本申请的一些实施例，所述多层导电片中的相邻两层导电片焊接或通过导电胶连接。
通过上述结构形式，能够使相邻的两层导电片连接，提高极耳连接部的过流能力。
本申请第二方面实施例提出一种电池，包括本申请第一方面实施例的电池单体。
本申请第三方面实施例提出一种用电装置，包括本申请第二方面实施例的电池。
本申请第四方面实施例提出一种电池单体的制造方法，包括：
提供壳体，所述壳体具有开口；
提供端盖组件，所述端盖组件包括盖板和电极端子，所述盖板用于覆盖所述开口，所述电极端子设置于所述盖板；
提供电极组件，所述电极组件包括主体和从所述主体沿第一方向的端部延伸的极耳，所述端盖组件位于所述主体沿第二方向的一侧，所述第一方向垂直于所述第二方向；
提供集流构件，所述集流构件包括分体设置且相互连接的端子连接部和极耳连接部，所述极耳连接部的至少部分沿第一方向设于所述主体和所述壳体之间，所述端子连接部的至少部分沿第二方向设于所述主体和所述盖板之间，所述极耳连接部用于连接所述极耳和所述端子连接部，所述极耳连接部被配置为：所述极耳连接部的刚度小于所述端子连接部的刚度，以能够通过所述极耳连接部的变形容许所述盖板与所述电极组件产生相对移动；
通过所述集流构件连接所述极耳和所述电极端子，将所述电极组件放置于所述壳体的内部，再使用所述盖板封闭所述开口。
本申请第五方面实施例提出一种电池单体的制造设备，包括:
第一提供装置，用于提供壳体，所述壳体具有开口；
第二提供装置，用于提供端盖组件，所述端盖组件包括盖板和电极端子，所述盖板用于覆盖所述开口，所述电极端子设置于所述盖板；
第三提供装置，用于提供电极组件，所述电极组件包括主体和从所述主体沿第一方向的端部延伸的极耳，所述端盖组件位于所述主体沿第二方向的一侧，所述第一 方向垂直于所述第二方向；
第四提供装置，用于提供集流构件，所述集流构件包括分体设置且相互连接的端子连接部和极耳连接部，所述极耳连接部的至少部分沿第一方向设于所述主体和所述壳体之间，所述端子连接部的至少部分沿第二方向设于所述主体和所述盖板之间，所述极耳连接部用于连接所述极耳和所述端子连接部，所述极耳连接部被配置为：所述极耳连接部的刚度小于所述端子连接部的刚度，以能够通过所述极耳连接部的变形容许所述盖板与所述电极组件产生相对移动；
安装模块，用于通过所述集流构件连接所述极耳和所述电极端子，将所述电极组件放置于所述壳体的内部，再使用所述盖板封闭所述开口。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1示出的是本申请一些实施例中的一种车辆的简易示意图；
图2示出的是图1中车辆的电池的结构示意图；
图3示出的是图2中电池的一个电池单体的轴测图；
图4示出的是本申请一些实施例的电池单体的电极组件、盖板以及集流构件组装形成的组合体的正视视角的结构示意图；
图5示出的是本申请一些实施例中电池单体的电极组件、盖板以及集流构件组装形成的组合体的侧视视角的结构示意图；
图6示出的是本申请一些实施例中集流构件的轴测图；
图7示出的是本申请一些实施例中电池单体的电极组件的结构示意图；
图8示出的是本申请另一些实施例中集流构件的侧视视角的结构示意图；
在上述附图中，附图并未按照实际的比例绘制。
图标：1000-车辆；100-电池；10-电池单体；11-壳体；111-开口边缘；12-端盖组件；121-盖板；1211-盖板边缘；122-电极端子；123-泄压部；13-电极组件；131-主体；132-极耳；1321-极耳主体；1322-极耳边缘部；1323-容纳空间；14-集流构件；141-端子连接部；1411-第一部分；1412-第二部分；1413-端子过孔；1414-定位孔；142-极耳连接部；1421-第一段；1422-第二段；1423-第三段；1424-第一表面；1425-第二表面；1426-导电片；15-绝缘件；20-箱体；21-第一箱体；22-第二箱体；200-控制器；300-马达。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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例，都属于本申请保护的范围。
除非另有定义，本申请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；本申请中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序或主次关系。
在本申请中提及“实施例”意味着结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请的描述中需要说明的是除非另有明确的规定和限定术语“安装”、“相连”、“连接”、“附接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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中的具体含义。
本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)。
本申请中，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。电池单体一般按封装的方式分成三种：圆柱电池单体、方形电池单体和软包电池单体。
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，箱体可以避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。
电池单体包括电极组件和电解液，电极组件由正极极片、负极极片和隔离膜组成。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负极集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的负极集流体，未涂敷负极活性物质层的负极集流体作负极极耳。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。隔离膜的材质可以为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。
电池单体还包括泄压部，泄压部在电池单体内部压力达到阈值时致动。阈值设计根据设计需求不同而不同。阈值可能取决于电池单体的正极极片、负极极片、电解液和隔离膜中一种或几种的材料。泄压部可以采用诸如防爆阀、气阀、泄压阀或安全阀等的形式，并可以具体采用压敏或温敏的元件或构造，即，当电池单体的内部压力或温度达到阈值时，泄压部执行动作或者泄压部中设有的薄弱结构被破坏，从而形成可供内部压力或温度泄放的开口或通道。
本申请中所提到的“致动”是指泄压部产生动作或被激活至一定的形态，从而使得电池单体的内部压力及温度得以被泄放。泄压部产生的动作可以包括但不限于：泄压部中的至少一部分破裂、破碎、被撕裂或者打开，等等。泄压部在致动时，电池单体的内部的高温高压物质作为排放物会从开启的部位向外排出。以此方式能够在可控压力或温度的情况下使电池单体发生泄压及泄温，从而避免潜在的更严重的事故发生。
电池单体还包括集流构件，集流构件用于将电池单体的极耳和电极端子电连接，以将电能从电极组件输送至电极端子，经电极端子输送至电池单体的外部；多个电池单体之间通过汇流部件实现电连接，以实现多个电池单体的串联、并联或者混联。
发明人发现，电池单体的装配误差主要体现为盖板与壳体的装配误差，而导致盖板与壳体的装配误差的因素包括多种，其中电极组件、盖板以及集流构件组装形成的组合体的装配误差是导致盖板与壳体的装配误差的主要因素。将电极组件放入壳体的内部后，盖板与电极组件之间可能存在位置偏差，会导致盖板不能完全封闭壳体的开口。这不仅导致盖板与壳体密封不良，降低了电池单体的安全性能，还增加了电池单体的外尺寸，降低电池单体的能量密度。如果强行施力将盖板与壳体组装，会导致集流构件与极耳连接处发生变形，集流构件的端部可能会插入极片，进而导致电池单体内部发生短路。
基于上述思路，本申请的发明人提出了一种技术方案，对电极组件、盖板以及集流构件组装形成的组合体中的集流构件作出改进，集流构件的部分结构能够发生变 形以容许盖板相对于电极组件产生相对移动，使盖板与壳体良好装配，能够降低电池单体的装配误差，从而使电池单体具有较高的安全性能、能量密度以及外观质量。
可以理解的是，本申请实施例描述的电池单体可以直接对用电装置供电，也可以通过并联或者串联的方式形成电池，以电池的形式对各种用电装置供电。
可以理解的是，本申请实施例中描述的使用电池单体或者电池所适用的用电装置可以为多种形式，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。
本申请的实施例描述的电池单体以及电池不仅仅局限适用于上述所描述的用电装置，还可以适用于所有使用电池单体以及电池的用电装置，但为描述简洁，下述实施例均以电动汽车为例进行说明。
图1示出的是本申请一些实施例中的一种车辆的简易示意图；。
如图1所示，车辆1000的内部设置有电池100、控制器200和马达300，例如，在车辆1000的底部或车头或车尾可以设置电池100。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。
在本申请的一些实施例中，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。控制器200用来控制电池100为马达300的供电，例如，用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
在其他实施例中，电池100不仅仅可以作为车辆1000的操作电源，还可以作为车辆1000的驱动电源，替代或部分地替代燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。
其中，本申请的实施例所提到的电池100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。图2示出的是图1中车辆的电池的结构示意图。
如图2所示，电池100包括多个电池单体10和箱体20，多个电池单体10放置于箱体20内。箱体20包括第一箱体21和第二箱体22，第一箱体21和第二箱体22相互盖合后形成电池腔，多个电池单体10放置于电池腔内。其中，第一箱体21和第二箱体22的形状可以根据多个电池单体10组合的形状而定，第一箱体21和第二箱体22可以均具有一个开口。例如，第一箱体21和第二箱体22均可以为中空长方体且各自只有一个面为开口面，第一箱体21和第二箱体22的开口相对设置，并且第一箱体21和第二箱体22相互扣合形成具有封闭腔室的箱体20。多个电池单体10相互并联或串联或混联组合后置于第一箱体21和第二箱体22扣合后形成的箱体20内。
在电池100中，电池单体10可以是一个、也可以是多个。若电池单体10为多个，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。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，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20内；也可以是所有电池单体10之间直接串联或并联或混联在一起，再将所有电池单体10构成的整体容纳于箱体20内。
在一些实施例中，电池100还可以包括汇流部件，多个电池单体10之间可通过汇流部件实现电连接，以实现多个电池单体10的串联或并联或混联。
汇流部件可以是金属导体，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金等。
图3示出的是图2中电池的一个电池单体的轴测图。
如图3所示，电池单体10包括壳体11、端盖组件12、电极组件13、集流构件14以及绝缘件15。
壳体11可为六面体形，也可为其他形状，且该壳体11内部形成容纳腔，用于容纳电极组件13和电解液。壳体11的一端具有开口，使得电极组件13可通过该开口放置于壳体11的内部。壳体11可由金属材料制成，诸如铝、铝合金或者镀镍钢。
如图3所示，在本申请的一些实施例中，壳体11为六面体形，其长度方向沿第一方向X延伸，高度方向沿第二方向Z延伸，厚度方向沿第三方向Y延伸，壳体11沿第二方向Z的一侧设有开口。
在其他实施例中，壳体11也可以为圆柱体或者椭圆柱体等。
在本申请的一些实施例中，第一方向X、第二方向Z与第三方向Y相互垂直。
在其他实施例中，第一方向与第二方向Z相互垂直，第三方向Y不限定必须与第一方向X均第二方向Z垂直。例如，第三方向Y与第二方向Z垂直，第三方向Y与第一方向X倾斜设置。再例如，第三方向Y与第一方向X平行设置。
图4示出的是本申请一些实施例的电池单体的电极组件、盖板以及集流构件组装形成的组合体的正视视角的结构示意图。
如图3和图4所示，端盖组件12位于主体131沿第二方向Z的一侧，端盖组件12包括盖板121、两个电极端子122和泄压部123。
盖板121用于覆盖壳体11的开口，使盖板边缘1211与开口边缘111周向抵接，以将电极组件13封闭于壳体11的内部。盖板121采用金属材料制成，例如铝、钢等材料。泄压部123用于在电池单体10的内部压力达到阈值时致动，以使得电池单体10内部压力及温度得以被泄放。
盖板121上设置有两个电极引出孔，两个电极端子122设置于盖板121的两个电极引出孔。两个电极端子122中，一个为正极电极端子，另一个为负极电极端子。
在本申请的一些实施例中，盖板121呈平板状，盖板121的尺寸和形状与壳体11的开口匹配。盖板121的盖板边缘1211与壳体11的开口边缘111周向抵接，以使 盖板121固定于壳体11的开口，将电极组件13和电解液封闭于壳体11的容纳腔。
如图3和图4所示，例如，盖板121的长度方向沿第一方向X延伸，宽度方向沿第三方向Y延伸，厚度方向沿第二方向Z延伸。泄压部123居中设置于盖板121且沿第二方向Z贯穿盖板121，两个电极端子122沿第一方向X分别设置于泄压部123的两侧。
在其他实施例中，根据电池单体10的形状不同，盖板121也可以为其他形状，例如圆形或者椭圆形，电极端子122和泄压部123也可以为其他的排布方式。
如图3和图4所示，电极组件13设置于壳体11的内部，电极组件13包括主体131和两个极性的极耳132，每个极耳132从主体131沿第一方向X的端部延伸。主体131包括正极极片、负极极片和隔离膜，隔离膜位于正极极片与负极极片之间，用于隔开正极极片与负极极片。两个极耳132中，一个为正极极耳，另一个为负极极耳。正极的电极端子122与电极组件13的正极极耳之间通过一个集流构件14电连接，负极的电极端子122与电极组件13的负极极耳通过另一个集流构件14电连接。
在本申请的一些实施例中，电极组件13可以为卷绕轴线与第一方向X平行的卷绕式结构。
在其他实施例中，电极组件13也可以为沿第三方向Y层叠设置的叠片式结构。
在本申请的一些实施例中，极耳132的厚度方向与第三方向Y平行。
在其他实施例中，极耳132的厚度方向也可以沿其他方向设置。例如，极耳132的厚度方向与第一方向X平行。
绝缘件15包括与电极引出孔连接的端子凸起和与集流构件14连接的定位凸起。端子凸起插入电极引出孔，电极端子122沿Z方向绝缘贯穿端子凸起，于电池单体10的外部与汇流部件连接，于电池单体10的内部与集流构件14连接。绝缘件15还在Z方向上绝缘隔离盖板121与集流构件14，以避免电极组件13与盖板121导电连接。
如图3和图4所示，两个极耳132沿第一方向X相对设置于电极组件13的主体131的两端，每个极耳132通过一个集流构件14与同极性的电极端子122连接。
下面以其中一组极耳132、电极组件13以及集流构件14为例，具体阐述集流构件14的具体构造形式以及其与极耳132和电极端子122的连接方式。
如图3和图4所示，集流构件14包括分体设置且相互连接的端子连接部141和极耳连接部142。极耳连接部142的至少部分沿第一方向X设于主体131和壳体11之间，端子连接部141的至少部分沿第二方向Z设于主体131和盖板121之间。极耳连接部142用于连接极耳132和端子连接部141，极耳连接部142被配置为：极耳连接部142的刚度小于端子连接部141的刚度，以能够通过极耳连接部142的变形容许盖板121与电极组件13产生相对移动。
在上述方案中，由于集流构件14的极耳连接部142的刚度小于端子连接部141 的刚度，电极组件13放入壳体11时，极耳连接部142能够发生变形，以容许盖板121与电极组件13产生相对移动，从而使盖板边缘1211与壳体11的开口边缘111周向抵接，使盖板121封闭壳体11的开口。由于集流构件14的特性，集流构件组装于电池单体10，能够降低装配误差所造成的不良影响，能够提高盖板121与壳体11的组装精度，从而使电池单体10具有较高的能量密度、安全性能以及外观质量。
在本申请的一些实施例中，端子连接部141以及极耳连接部142的“刚度”可以理解为一个部件发生单位位移时所需的力，或者对一个部件施加单位作用力时该组件所发生的位移量。由于极耳连接部142的刚度小于端子连接部141的刚度，在施加同等作用力的情况下，极耳连接部142的形变程度要大于端子连接部141的形变程度。
在本申请的一些实施例中，“端子连接部141与极耳连接部142分体设置且相互连接”可以理解为将分开提供的端子连接部141与极耳连接部142焊接连接；也可以理解为将分开提供的端子连接部141与极耳连接部142通过连接件连接，连接件可以是螺纹件或者铆钉等；也可以理解为将分开提供的端子连接部141与极耳连接部142使用导电胶粘接。
在上述方案中，极耳连接部142与极耳132的配合方式可以有多种实施形式；端子连接部141和极耳132可以布置于极耳连接部142的同侧，也可以布置于极耳连接部142的两侧；实现极耳连接部142的刚度小于端子连接部141的刚度的实施方式可以是极耳连接部142为多层结构，也可以是极耳连接部142的截面面积小于端子连接部141的截面面积，也可以是极耳连接部142的硬度小于端子连接部141的硬度等。具体实施方式将在下文中进一步阐述。
图5示出的是本申请一些实施例中电池单体10的电极组件、盖板以及集流构件组装形成的组合体的侧视视角的结构示意图；图6示出的是本申请一些实施例中集流构件的轴测图。
如图4和图5所示,端子连接部141包括第一部分1411和第二部分1412。第一部分1411设于盖板121与主体131之间，第一部分1411用于与电极端子122连接。第一部分1411沿第一方向X延伸，且其厚度方向与第二方向Z平行。第二部分1412沿第二方向Z延伸且沿第一方向X设于主体131和壳体11(请参照图3)之间，第二部分1412沿第二方向Z的一端与第一部分1411连接。
在上述结构形式的端子连接部141中，通过第一部分1411与电极端子122连接，通过第二部分1412与极耳连接部142连接。在装配过程中，可以实现先将第一部分1411与电极端子122连接，将极耳连接部142与电极组件13的极耳132连接，再将分开提供的装配有端子连接部141的盖板121与装配有极耳连接部142的电极组件13通过第二部分1412与极耳连接部142连接以形成组合体，不仅装配方便，还能够提高组装效率。
在上述方案中，第一部分1411可以完全设置于盖板121与主体131之间，也可以部分设置于盖板121与主体131之间。
在本申请的一些实施例中，第一部分1411完全设置于盖板121与主体131之间，沿第二方向Z延伸的第二部分1412与第一部分1411于盖板121与主体131之间连接。通过该种结构形式，能够简化集流构件14的构造，降低制造成本。
在其他实施例中，第一部分1411的一部分设置于盖板121与主体131之间，另一部分设置于盖板121与极耳132之间，沿第二方向Z延伸的第二部分1412与第一部分1411于盖板121与极耳132之间连接。通过该种结构形式，端子连接部141与极耳连接部142利用极耳132与壳体11之间的间隙连接，能够降低集流构件14挤压电极组件13导致电极组件13位置偏斜的可能性。
如图5和图6所示，端子连接部141沿其厚度方向开设有端子过孔1413和定位孔1414。端子过孔1413用于供电极端子122穿过，对电极端子122的两端在第二方向Z上进行铆压以将盖板121和第一部分1411固定连接。定位孔1414用于与绝缘件15的定位凸起配合，以定位第一部分1411与绝缘件15的相对位置。
如图5和图6所示，极耳连接部142沿第二方向Z延伸且沿第一方向X设于主体131和壳体11(请参照图3)之间，极耳连接部142包括沿第二方向Z设置的第一段1421、第二段1422和第三段1423。第一段1421用于与第二部分1412沿第二方向Z的另一端连接，第三段1423用于与极耳132连接，第二段1422连接第一段1421和第三段1423。
可以理解的是，“第二部分1412沿第二方向Z延伸”指的是，第二部分1412的长度方向大致与第二方向Z平行。例如，第二部分1412可以沿与第二方向Z平行的直线延伸；再例如，第二部分1412也可以沿大致沿第二方向Z延伸的弧线或曲线延伸。第二部分1412的厚度方向和宽度方向大致沿第二方向Z垂直的方向延伸。例如，第二部分1412的厚度方向沿第三方向Y延伸，宽度方向沿第一方向X延伸；再例如，第二部分1412的厚度方向和宽度方向在沿第二方向Z延伸的各部分发生变化；再例如，第二部分1412的厚度方向和宽度方向沿与第二方向Z倾斜设置的其他方向延伸，具体不作限定等等。
电极组件13放入壳体11的内部后，盖板121与壳体11之间存在位置偏差时，极耳连接部142通过第二段1422的变形容许盖板121与电极组件13产生相对移动，进而使盖板边缘1211与壳体11的开口边缘111周向抵接，实现盖板121封闭壳体11的开口。
可以理解的是，盖板121可以在单一的方向上与电极组件13发生相对移动，也可以在多个方向上与电极组件13发生相对移动，具体视盖板121与壳体11的位置偏差情况而定。对应地，第二段1422的形变方向也可以是沿单一方向发生形变，也可以在多个方向上均发生形变。
例如，当盖板121的盖板边缘1211与壳体11的开口边缘111在第二方向Z上存在位置偏差时，第二段1422沿第二方向Z发生形变；盖板121的盖板边缘1211与壳体11的开口边缘111在第三方向Y上存在位置偏差时，第二段1422沿第三方向Y发生形变。
再例如，当盖板121的盖板边缘1211与壳体11的开口边缘111在第二方向Z和第三方向Y均上存在位置偏差时，第二段1422在第二方向Z和第三方向Y上均发生形变。
在上述方案中，极耳132的厚度方向与第三方向Y平行，极耳连接部142与极耳132的厚度方向可以同向设置，也可以不同向设置。
如图5和图6所示，在本申请的一些实施例中，极耳连接部142的厚度方向与极耳132的厚度方向相同且均与第三方向Y平行，使极耳连接部142与极耳132具有较大的连接面积，提高极耳连接部142的过流能力，还能够尽量极耳132与极耳连接部142以紧凑的方式进行组装，提高电池单体10的能量密度。
在其他实施例中，极耳连接部142的厚度方向与极耳132的厚度方向也可以不同。例如，极耳132的厚度方向与第三方向Y平行，极耳连接部142的厚度方向与第一方向X平行。
基于上述结构形式，极耳连接部142的第一段1421与端子连接部141的第二部分1412的厚度方向可以同向设置或者不同向设置。
在本申请的一些实施例中，端子连接部141的第二部分1412的厚度方向与第三方向Y平行，第二部分1412与第一段1421沿第三方向Y重叠设置且相连。
通过上述结构形式，第二部分1412、极耳连接部142以及极耳132的厚度方向均沿第三方向Y延伸，且第二部分1412与第一段1421沿第三方向重叠设置，能够使极耳连接部142与极耳132之间、极耳连接部142与第二部分1412均具有较大的连接面积，使集流构件14具有较好的过流能力。
在本申请的另一些实施例中，第二部分1412和第一段1421的厚度方向均与第三方向Y平行，第二部分1412与第一段1421通过沿第二方向Z的两个相互靠近的端部连接，在第三方向Y上无重叠区域。
在本申请的另一些实施例中，第二部分1412与第一段1421的厚度方向可以不同向设置。例如，第二部分1412与第一段1421通过沿第一方向X上的两个相对的侧面连接，在第三方向Y上无重叠区域。
在上述方案中，端子连接部141和极耳132可以布置于极耳连接部142的同侧，也可以布置于极耳连接部142的两侧。
如图5和图6所示，极耳连接部142沿其厚度方向(即第三方向Y)的两侧分别为第一表面1424和第二表面1425，其中，第一表面1424为沿第三方向Y靠近极耳132的表面，第二表面1425为沿第三方向Y背离极耳132的表面。
在本申请的一些实施例中，第二部分1412位于极耳连接部142的背离极耳132的一侧，即第二部分1412与第二表面1425贴合，以实现端子连接部141与极耳连接部142的连接。第一表面1424与极耳主体1321贴合且焊接连接。
通过上述结构形式，不仅能够防止第二部分1412插入极耳132导致电池单体10内部发生短路，还能够充分利用极耳连接部142沿第三方向Y相对两侧的表面，增加极耳132和第二部分1412分别与极耳连接部142的连接面积，提高集流构件14的过流能力。
在其他实施例中，第二部分1412和极耳132也可以均与极耳连接部142的第一表面1424贴合。
在上述方案中，极耳连接部142沿第三方向Y可以凸出于电极组件13，也可以利用电极组件13的理论最大长方体空间与其实际占用空间之间的多余空间来容纳极耳连接部142，以使电极组件13与集流构件14组装紧凑，降低电池单体10的体积，提高电池单体10的能量密度。
图7示出的是本申请一些实施例中电池单体的电极组件的结构示意图。
如图5、图6和图7所示，在本申请的一些实施例中，极耳132包括极耳主体1321和两个极耳边缘部1322，极耳主体1321设于两个极耳边缘部1322之间，两个所述极耳边缘部1322沿第二方向Z间隔设置，每个极耳边缘部1322沿第三方向Y凸出于极耳主体1321，两个极耳边缘部1322和极耳主体1321共同限定容纳空间1323。极耳连接部142的至少部分位于容纳空间1323，并与极耳主体1321连接。
如图5所示，在本申请的一些实施例中，极耳连接部142全部位于容纳空间1323的内部，且于容纳空间1323的内部与极耳主体1321连接。
通过上述结构形式，能够有效利用极耳132的容纳空间1323，使电极组件13与集流构件14组装后最大外尺寸不会增加，也不会导致电池单体10的外尺寸增加，因而能够使电池单体10结构紧凑，且具有较高的能量密度。
在其他实施例中，极耳连接部142的第三段1423于容纳空间1323内与极耳主体1321连接，第一段1421的至少部分位于容纳空间1323之外且与第一部分1411连接，以避免极耳连接部142的第一段1421挤压极耳边缘部1322，导致极耳132沿第三方向Y产生偏斜。
在上述方案中，实现极耳连接部142的刚度小于端子连接部141的刚度的实施方式可以有多种，可以是极耳连接部142为多层结构，也可以是极耳连接部142的截面面积小于端子连接部141的截面面积，也可以是极耳连接部142的硬度小于端子连接部141的硬度等。
图8示出的是本申请一些实施例中一种形式的集流构件的侧视视角的结构示意图。
如图8所示，在本申请的一些实施例中，极耳连接部142为多层结构且包括层 叠设置的多层导电片1426，端子连接部141为单层结构。
多层导电片1426沿第三方向Y层叠设置，能够显著降低极耳连接部142的硬度，极耳连接部142能够灵活形变且不容易断裂，还能具有较好的过流能力。
在本申请的一些实施例中，导电片1426与端子连接部141采用相同材质，例如铝、箔等等。
在其他实施例中，也可以根据极耳连接部142与端子连接部141的刚度要求以及过流能力要求灵活选择导电片1426与端子连接部141的材质，导电片1426与端子连接部141的材质也可以不同。
在本申请的一些实施例中，多层导电片1426中的各层导电片1426的厚度H3均相等，能够保证极耳连接部142均匀过流，且每层导电片1426的刚度相同，在极耳连接部142变形时单层导电片1426不易断裂。
在其他实施例中，也可以不限定各层导电片1426的厚度。
在上述方案中，相邻的两层导电片1426之间连接，以提高极耳连接部142的过流能力。
在本申请的一些实施例中，相邻两层导电片1426焊接或通过导电胶连接，能够使相邻的两层导电片1426连接，提高极耳连接部的过流能力。
在其他实施例中，相邻两层导电片1426也可以通过其他形式连接。例如，多层结构由一个较大的导电片经过多次折叠成型，相邻两层导电片1426在第一方向X上的一侧边缘连接，另一侧边缘分别与另外两个相邻的两层导电片1426连接。再例如，多层结构由一个较大的导电片绕沿第二方向Z延伸的轴线卷绕成型。
在本申请的一些实施例中，极耳连接部142的硬度小于端子连接部141的硬度，以实现极耳连接部142的刚度小于端子连接部141的刚度。
例如，可以沿极耳连接部142的厚度方向(即第三方向Y)对极耳连接部142的表面做压纹处理，使其硬度变小。再例如，极耳连接部142的材质硬度小于端子连接部141的材质硬度。
在本申请的一些实施例中，极耳连接部142的厚度为H2，端子连接部141的厚度为H1，H2＜H1，以实现极耳连接部142的刚度小于端子连接部141的刚度。
在本申请的另一些实施例中，极耳连接部142的宽度小于端子连接部141的宽度，以实现极耳连接部142的刚度小于端子连接部141的刚度。
本申请的一些实施例提出一种电池单体10的制造方法，包括：
提供壳体11，壳体11具有开口；
提供端盖组件12，端盖组件12包括盖板121和电极端子122，盖板121用于覆盖开口，电极端子122设置于盖板121；
提供电极组件13，电极组件13包括主体131和从主体131沿第一方向X的端部延伸的极耳132，端盖组件12位于主体131沿第二方向Z的一侧，第一方向X垂直 于第二方向Z；
提供集流构件14，集流构件14包括分体设置且相互连接的端子连接部141和极耳连接部142，极耳连接部142的至少部分沿第一方向X设于主体131和壳体11之间，端子连接部141的至少部分沿第二方向Z设于主体131和盖板121之间，极耳连接部142用于连接极耳132和端子连接部141，极耳连接部142被配置为：极耳连接部142的刚度小于端子连接部141的刚度，以能够通过极耳连接部142的变形容许盖板121与电极组件13产生相对移动；
所述集流构件14连接极耳132和电极端子122，将电极组件13放置于壳体11的内部，再使用盖板121封闭开口。
本申请的一些实施例提出一种电池单体10的制造设备，包括:
第一提供装置，用于提供壳体11，壳体11具有开口；
第二提供装置，用于提供端盖组件12，端盖组件12包括盖板121和电极端子122，盖板121用于覆盖开口，电极端子122设置于盖板121；
第三提供装置，用于提供电极组件13，电极组件13包括主体131和从主体131沿第一方向X的端部延伸的极耳132，端盖组件12位于主体131沿第二方向Z的一侧，第一方向X垂直于第二方向Z；
第四提供装置，用于提供集流构件14，集流构件14包括分体设置且相互连接的端子连接部141和极耳连接部142，极耳连接部142的至少部分沿第一方向X设于主体131和壳体11之间，端子连接部141的至少部分沿第二方向Z设于主体131和盖板121之间，极耳连接部142用于连接极耳132和端子连接部141，极耳连接部142被配置为：极耳连接部142的刚度小于端子连接部141的刚度，以能够通过极耳连接部142的变形容许盖板121与电极组件13产生相对移动；
安装模块，用于通过集流构件14连接极耳132和电极端子122，将电极组件13放置于壳体11的内部，再使用盖板121封闭开口。
需要说明的是，上述焊接方法的步骤的实施顺序不作具体限定，上述焊接方法的步骤的实施顺序也不是唯一的实施顺序。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例中的特征可以相互结合。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (15)

  1. 一种电池单体，其中，包括：
    壳体，具有开口；
    端盖组件，包括盖板和电极端子，所述盖板用于覆盖所述开口，所述电极端子设置于所述盖板；
    电极组件，设置于所述壳体内，所述电极组件包括主体和从所述主体沿第一方向的端部延伸的极耳，所述端盖组件位于所述主体沿第二方向的一侧，所述第一方向垂直于所述第二方向；
    集流构件，包括分体设置且相互连接的端子连接部和极耳连接部，所述极耳连接部的至少部分沿第一方向设于所述主体和所述壳体之间，所述端子连接部的至少部分沿第二方向设于所述主体和所述盖板之间，所述极耳连接部用于连接所述极耳和所述端子连接部，所述极耳连接部被配置为：所述极耳连接部的刚度小于所述端子连接部的刚度，以能够通过所述极耳连接部的变形容许所述盖板与所述电极组件产生相对移动。
  2. 根据权利要求1所述的电池单体，其中，所述极耳连接部沿第二方向延伸且沿所述第一方向设于所述主体和所述壳体之间，所述端子连接部包括第一部分和第二部分，所述第一部分设于所述盖板与所述主体之间并用于与所述电极端子连接，所述第二部分沿第二方向延伸且设于所述主体和所述壳体之间，并用于与所述极耳连接部连接。
  3. 根据权利要求2所述的电池单体，其中，所述第二部分与所述极耳连接部沿第三方向重叠设置且相连，所述第三方向垂直于所述第一方向和第二方向，所述极耳的厚度方向和所述极耳连接部的厚度方向均平行于所述第三方向。
  4. 根据权利要求3所述的电池单体，其中，所述第二部分位于所述极耳连接部的背离所述极耳的一侧。
  5. 根据权利要求4所述的电池单体，其中，所述极耳包括两个极耳边缘部和设于所述两个极耳边缘部之间的极耳主体，两个所述极耳边缘部沿所述第三方向凸出于所述极耳主体，两个所述极耳边缘部和所述极耳主体共同限定容纳空间，所述极耳连接部至少部分位于所述容纳空间，并与所述极耳主体连接。
  6. 根据权利要求2-5任一项所述的电池单体，其中，所述极耳连接部包括沿所述第二方向设置的第一段、第二段和第三段，所述第一段用于与所述端子连接部连接，所述第三段用于与所述极耳连接，所述第二段连接所述第一段和所述第三段，所述极耳连接部通过所述第二段的变形容许所述盖板与所述电极组件产生相对移动。
  7. 根据权利要求1-6任一项所述的电池单体，其中，所述极耳连接部的厚度小于所 述端子连接部的厚度。
  8. 根据权利要求1-7任一项所述的电池单体，其中，所述极耳连接部的硬度小于所述端子连接部的硬度。
  9. 根据权利要求1-8任一项所述的电池单体，其中，所述极耳连接部为多层结构且包括层叠设置的多层导电片，所述端子连接部为单层结构。
  10. 根据权利要求9所述的电池单体，其中，所述多层导电片中的各层导电片的厚度均相等。
  11. 根据权利要求9或10所述的电池单体，其中，所述多层导电片中的相邻两层导电片焊接或通过导电胶连接。
  12. 一种电池，其中，包括如权利要求1-11任一项所述的电池单体。
  13. 一种用电装置，其中，包括如权利要求12所述的电池。
  14. 一种电池单体的制造方法，其中，包括：
    提供壳体，所述壳体具有开口；
    提供端盖组件，所述端盖组件包括盖板和电极端子，所述盖板用于覆盖所述开口，所述电极端子设置于所述盖板；
    提供电极组件，所述电极组件包括主体和从所述主体沿第一方向的端部延伸的极耳，所述端盖组件位于所述主体沿第二方向的一侧，所述第一方向垂直于所述第二方向；
    提供集流构件，所述集流构件包括分体设置且相互连接的端子连接部和极耳连接部，所述极耳连接部的至少部分沿第一方向设于所述主体和所述壳体之间，所述端子连接部的至少部分沿第二方向设于所述主体和所述盖板之间，所述极耳连接部用于连接所述极耳和所述端子连接部，所述极耳连接部被配置为：所述极耳连接部的刚度小于所述端子连接部的刚度，以能够通过所述极耳连接部的变形容许所述盖板与所述电极组件产生相对移动；
    通过所述集流构件连接所述极耳和所述电极端子，将所述电极组件放置于所述壳体的内部，再使用所述盖板封闭所述开口。
  15. 一种电池单体的制造设备，其中，包括：
    第一提供装置，用于提供壳体，所述壳体具有开口；
    第二提供装置，用于提供端盖组件，所述端盖组件包括盖板和电极端子，所述盖板用于覆盖所述开口，所述电极端子设置于所述盖板；
    第三提供装置，用于提供电极组件，所述电极组件包括主体和从所述主体沿第一方向的端部延伸的极耳，所述端盖组件位于所述主体沿第二方向的一侧，所述第一方向垂直于所述第二方向；
    第四提供装置，用于提供集流构件，所述集流构件包括分体设置且相互连接的端 子连接部和极耳连接部，所述极耳连接部的至少部分沿第一方向设于所述主体和所述壳体之间，所述端子连接部的至少部分沿第二方向设于所述主体和所述盖板之间，所述极耳连接部用于连接所述极耳和所述端子连接部，所述极耳连接部被配置为：所述极耳连接部的刚度小于所述端子连接部的刚度，以能够通过所述极耳连接部的变形容许所述盖板与所述电极组件产生相对移动；
    安装模块，用于通过所述集流构件连接所述极耳和所述电极端子，将所述电极组件放置于所述壳体的内部，再使用所述盖板封闭所述开口。
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