CN116438710A - 电池、用电装置、制备电池的方法和制备电池的装置 - Google Patents

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CN116438710A CN202180075231.7A CN202180075231A CN116438710A CN 116438710 A CN116438710 A CN 116438710A CN 202180075231 A CN202180075231 A CN 202180075231A CN 116438710 A CN116438710 A CN 116438710A
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Abstract

本申请实施例提供了一种电池、用电装置、制备电池的方法和装置。所述电池包括：电池单元，包括多个电池单体，所述多个电池单体沿第一方向排列且相互电连接，各个电池单体包括罐体和极性相反的两个电极端子，所述两个电极端子分别设置在所述罐体沿所述第一方向的两端，并且至少一个所述电极端子从所述罐体朝远离所述电池单体内部的方向突出；和采样件，至少部分位于相邻的两个所述电池单体之间，并且连接于从所述罐体突出的所述电极端子，用于对所连接的所述电池单体进行信号采集。本申请实施例的技术方案，能够提高电池的能量密度，并增强电池的安全性。

Description

电池、用电装置、制备电池的方法和制备电池的装置 技术领域
本申请涉及储能装置领域，并且更具体地，涉及一种电池、用电装置、制备电池的方法和制备电池的装置。
背景技术
节能减排是汽车产业可持续发展的关键。在这种情况下，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，电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。
随着电池技术的不断发展，对电池的性能提出了更高的要求，希望电池能够同时考虑多方面的设计因素。
发明内容
本申请提供一种电池、用电装置、制备电池的方法和制备电池的装置，能够提高电池的能量密度并增强电池的安全性。
第一方面，提供了一种电池，包括：电池单元，包括多个电池单体，所述多个电池单体沿第一方向排列且相互电连接，各个电池单体包括罐体和极性相反的两个电极端子，所述两个电极端子分别设置在所述罐体沿所述第一方向的两端，并且至少一个所述电极端子从所述罐体朝远离所述电池单体内部的方向突出；和采样件，至少部分位于相邻的两个所述电池单体之间，并且连接于从所述罐体突出的所述电极端子，用于对所连接的所述电池单体进行信号采集。
本申请实施例的技术方案，对于在第一方向上排列且电连接的多个电池单体，利用至少部分位于相邻的两个电池单体之间且连接于电极端子的采样件进行信号采集。由此能够以简单的结构对电池单体进行电压或温度等信号采集，并且基于采集到的电压或温度信号，监控电池单体的安全状态。而且，由于采样件部分位于被电连接的两个电池单体之间，能够减少采样件所占用的空间，以提高整体能量密度。
在一些实施例中，在所述第一方向上，相邻的两个所述电池单体的所述罐体之间形成有间隙，所述采样件的连接部位于该间隙中，所述连接部用于 连接所述电极端子。由此能够有效利用本身空置的电池单体间的空间来布置采样件，使结构更加紧凑，进一步提高电池的能量密度。
在一些实施例中，所述连接部连接于所述电极端子的周向侧壁。通过在从罐体突出的电极端子的周向侧壁而不是在电极端子的端面进行信号采集，能够进一步减少采样件的设置空间，同时可简化采样件和电极端子的连接结构。
在一些实施例中，所述连接部具有弹性，被配置为响应外力作用而变形以贴合所述电极端子的所述周向侧壁，以与所述电极端子实现面接触。由于连接部具有弹性，在外力作用下能够弹性变形而与电极端子面接触，因此能够使连接部自适应地与电极端子紧密配合，以简单的结构实现采样件和电极端子之间稳定的电连接。
在一些实施例中，从所述罐体突出的所述电极端子呈圆柱状，所述连接部对所述电极端子的包裹角度大于0度且小于180度。
在一些实施例中，所述连接部卡接于所述电极端子的所述周向侧壁。即，利用卡合的连接方式将连接部与电极端子的周向侧壁电连接，由此能够实现稳固的电连接。
在一些实施例中，所述连接部完全贴合所述电极端子的所述周向侧壁。在通过弹性变形或卡接而实现电连接时，通过使连接部完全贴合电极端子的周向侧壁，能够提高两者的接触面积，能够更稳定地实现良好的电连接。
在一些实施例中，在所述第一方向上，所述连接部的尺寸与所述间隙的尺寸相同。由此在安装采样件时能够方便地定位连接部，且对相邻两个电池单体有一定的保持和稳定作用，限制两个电池单体之间的过大的相对运动，提高结构稳定性。
在一些实施例中，所述连接部在所述第一方向上的尺寸大于所述连接部在其厚度方向上的尺寸。由此能够增加连接部与电极端子接触的面积，而且不会由于连接部的厚度过大而导致刚性变大，连接部能够容易地弹性变形以与电极端子卡接。
在一些实施例中，所述连接部对所述电极端子的包裹尺寸大于或等于所述电极端子的周向侧壁周长的1/2且小于所述电极端子的周向侧壁周长。由于连接部形成有用于卡合电极端子周向侧壁的开口，且大范围地包裹电极端子，因此可以提高结构稳定性。
在一些实施例中，从所述罐体突出的所述电极端子呈圆柱状，所述连接部对所述电极端子的包裹角度为大于或等于180度且小于360度。由于电极端子为圆柱状，因此采样件可以更容易地安装于电极端子。
在一些实施例中，所述连接部的内表面设置有多个凸部，用于卡紧所述电极端子的所述周向侧壁。在一些实施例中，所述电极端子的所述周向侧壁形成有多个与所述凸部对应的凹部，所述凸部与所述凹部配合。由此，能够阻止连接部相对于电极端子发生移动或转动，从而提高连接稳定性。
在一些实施例中，所述连接部设置有在所述第一方向上贯通的通孔，所述通孔用于为所述连接部卡接于所述电极端子时提供变形空间，以使连接部的位于通孔靠近电极端子的一侧更容易发生变形，从而连接部更方便地卡接于电极端子的周向侧面。
在一些实施例中，所述连接部设置有缺口，所述通孔延伸至与所述缺口连通。连接部的缺口用于在连接部与电极端子装配时供电极端子穿过。由于通孔的一端延伸至与缺口连通，由此连接部在与电极端子卡接时连接部更易于变形。
在一些实施例中，各个电池单体的所述两个电极端子均从所述罐体朝远离所述电池单体内部的方向突出，并且在相邻的两个所述电池单体中，一个所述电池单体的所述电极端子与另一个所述电池单体的所述电极端子相对设置且抵接。由于相邻的两个所述电池单体的电极端子直接抵接来实现电连接，因此可减少电连接部件，提高电池的能量密度。
在一些实施例中，在相邻的两个所述电池单体中，一个所述电池单体的所述电极端子与另一个所述电池单体的所述电极端子焊接在一起。通过像这样将两个突出的电极端子直接焊接，能够实现相邻的两个所述电池单体之间稳定的电连接。
在一些实施例中，在相邻的两个所述电池单体中，一个所述电池单体的所述电极端子与另一个所述电池单体的所述电极端子焊接在一起，并且所述采样件与所述电极端子的接触区域与所述电极端子的焊接区域沿所述第一方向错开。将两个电极端子进行焊接时，往往会在两个电极端子上形成凹凸不平的焊接区域。通过使采样件与电极端子的接触区域与电极端子的焊接区域在第一方向上错开，能够避免采样件连接到焊接区域而导致接触不良而采样精度降低，而且能够提高装配精度。
在一些实施例中，所述电池具有多个所述电池单元，多个所述电池单元沿第二方向排列，所述第二方向垂直于所述第一方向；所述采样件具有多个沿所述第二方向排列的连接部，各连接部连接于对应电池单元的所述电极端子的周向侧壁。即，多个电池单体在第一方向上排列而形成一个电池单元，多个电池单元在第二方向上排列而使得多个电池单体排列成矩阵状。由于采样件具有多个沿第二方向排列的连接部，各连接部连接于对应电池单元的电极端子的周向侧壁，因此采样件可以同时采集在第二方向上排列的多个电池单体的电信号，并且与一个采样件的多个连接部电连接的多个电池单体的电极端子能够具有相等的电位，从而实现电池单体的电压均衡，提高电池单体的一致性。
在一些实施例中，还具有安装板，所述安装板沿所述第一方向的两端分别连接于相邻的两个所述电池单体的所述罐体，所述安装板用于固定所述采样件。由于采样件固定于安装板，因此可以使采样件固定牢靠。
在一些实施例中，所述安装板具有安装部和两个延伸部，所述安装部连接于所述两个延伸部之间且用于与所述采样件固定，所述两个延伸部分别搭接于相邻的两个所述电池单体的所述罐体。由此能够以简单的结构相对于电池单体稳定地安装采样件。
在一些实施例中，所述安装部朝靠近所述间隙的方向凹陷而形成凹槽。由此，能够在凹槽的空间中布置传输电信号的电路部件，从而提升空间利用率，以提高电池的能量密度。
在一些实施例中，所述采样件还具有固定部，所述固定部穿过所述安装部并与所述安装部固定。
在一些实施例中，所述安装部卡合于所述间隙，在所述第一方向上，所述安装部的宽度与所述间隙的宽度相同。由此，在安装安装板时，能够利用安装部进行定位，并且也能够阻止相邻两个电池单体之间发生移动。
在一些实施例中，所述延伸部为平板状且与所述电池单体的所述罐体粘接。从而能够相对于电池单体的罐体稳定地设置安装板，提高结构稳定性。
第二方面，提供了一种用电装置，包括：第一方面的电池。所述电池用于提供电能。
第三方面，提供了一种制备电池的方法，包括：提供电池单元，所述电池单元包括多个电池单体，所述多个电池单体沿第一方向排列且相互电连接， 各个电池单体包括罐体和极性相反的两个电极端子，所述两个电极端子分别设置在所述罐体沿所述第一方向的两端，并且至少一个所述电极端子从所述罐体朝远离所述电池单体内部的方向突出；和提供采样件，所述采样件至少部分位于相邻的两个所述电池单体之间，并且连接于从所述罐体突出的所述电极端子，用于对所连接的所述电池单体进行信号采集。
第四方面，提供了一种制备电池的装置，包括：第一提供模块，用于提供电池单元，所述电池单元包括多个电池单体，所述多个电池单体沿第一方向排列且相互电连接，各个电池单体包括罐体和极性相反的两个电极端子，所述两个电极端子分别设置在所述罐体沿所述第一方向的两端，并且至少一个所述电极端子从所述罐体朝远离所述电池单体内部的方向突出；第二提供模块，用于提供采样件；安装模块，用于将所述采样件安装于所述电池单体，所述采样件至少部分位于相邻的两个所述电池单体之间，并且连接于从所述罐体突出的所述电极端子，用于对所连接的所述电池单体进行信号采集。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1为本申请一个实施例的车辆的示意图；
图2为本申请一个实施例的电池的结构示意图；
图3为本申请一个实施例的多个电池单体矩阵状排列的结构示意图；
图4为本申请一个实施例的多个电池单元的结构示意图；
图5为本申请一个实施例的两个电池单体之间的采样件的结构示意图；
图6为本申请一个实施例的采样件与安装板的组装结构示意图，其中，图6(a)是采样件与安装板分离的立体结构示意图，图6(b)是采样件和安装板安装于相邻的两个电池单体之间的侧视结构示意图，图6(c)是采样件与安装板组合在一起时的立体结构示意图；
图7为本申请另一个实施例的采样件的结构示意图，其中，图7(a)是采样件安装于安装板的立体结构示意图，图7(b)是采样件的立体结构示意图；
图8为本申请另一个实施例的采样件与安装板的组装结构示意图，其中， 图8(a)是采样件与安装板分离的立体结构示意图，图8(b)是采样件和安装板安装于相邻的两个电池单体之间的侧视结构示意图，图8(c)是采样件与安装板组合在一起时的立体结构示意图；
图9为本申请另一个实施例的采样件的结构示意图，其中，图9(a)表示采样件未与电极端子接触的状态，图9(b)表示采样件与电极端子接触的状态；
图10为本申请一个实施例的制备电池的方法的示意性流程图；
图11为本申请一个实施例的制备电池的装置的示意性框图。
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”以及它们的任何变形，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。
本申请中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本申请中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。
本申请的实施例所提到的电池是指包括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。
电池单体包括电极组件和电解液，电极组件包括正极片、负极片和隔离膜。电池单体主要依靠金属离子在正极片和负极片之间移动来工作。正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集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的集流体，未涂敷正极活性物质层的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集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的集流体，未涂敷负极活性物质层的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或PE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。
电池技术的发展要同时考虑多方面的设计因素，例如，能量密度、循环寿命、放电容量、充放电倍率等性能参数，另外，还需要考虑电池的安全性。
目前，电动汽车的电池往往需要几十甚至上千个电池单体构成。
在实际应用中，由于电池单体之间具有某些参数的微小差异(例如电压、内阻、SOC(荷电状态)等)，随着使用时间的增加，电池单体之间的差别会越来越大。如果对于这些差别放任不管，电池单体的一致性将会变差，影响电池的性能，甚至会造成严重后果，甚至引起起火、爆炸等事故。所以，在电池内会设置采样装置，在发现异常时可以作出相应的控制和处理。
现有技术中，通常是电池单体的外壳电连接正极片或负极片，并且将采 样环套设于电池单体的外壳并与之接触从而进行信号采集。由于采样环是套设在电池单体的外壳，因此采样环会占用较大的空间，造成电池的能量密度下降。
鉴于此，本申请提供了一种技术方案，一种电池，包括：电池单元，包括多个电池单体，所述多个电池单体沿第一方向排列且相互电连接，各个电池单体包括罐体和极性相反的两个电极端子，所述两个电极端子分别设置在所述罐体沿所述第一方向的两端，并且至少一个所述电极端子从所述罐体朝远离所述电池单体内部的方向突出；和采样件，至少部分位于相邻的两个所述电池单体之间，并且连接于从所述罐体突出的所述电极端子，用于对所连接的所述电池单体进行信号采集。
由此，能够以简单的结构对电池单体进行电压或温度等信号采集，并且基于采集到的电压或温度信号，监控各个电池单体的安全状态。另外，由于至少一个电极端子从罐体朝远离电池单体内部的方向突出，而且采样件至少部分位于相邻的两个电池单体之间，能够利用两个电池单体之间的原本空置的空间安装采样件，充分利用电池内空间，以提高电池整体的能量密度。
本申请一个实施例提供了一种用电装置，电池用于提供电能。
本申请实施例描述的技术方案均适用于各种使用电池的装置，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。
应理解，本申请实施例描述的技术方案不仅仅局限适用于上述所描述的设备，还可以适用于所有使用电池的设备，但为描述简洁，下述实施例均以电动车辆为例进行说明。
例如，如图1所示，为本申请一个实施例的一种车辆100的结构示意图，车辆100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100的内部可以设置马达2，控制器3以及电池1，控制器3用来控制电池1为马达2的供电。例如，在车辆100的底部或车头或车尾可以设置电池1。电池1可以用于车辆100的供电，例如，电池1可以作为车辆100的操作电源，用于车辆100的电路系统，例如，用于车辆100的启动、导航和运行时的工作用电需求。在本申请的另一实施例中，电池1不仅仅可以作为车辆100的操作电源，还可以作为车辆100的驱动电源，替代或部分地替代燃油或天然气为车辆100提供驱动 动力。
为了满足不同的使用电力需求，电池1可以包括多个电池单体20，其中，多个电池单体20之间可以串联或并联或混联，混联是指串联和并联的混合。
例如，如图2所示，为本申请一个实施例的一种电池1的结构示意图，电池1可以包括多个电池单元10，每个电池单元10包括多个沿第一方向X排列且相互电连接的电池单体20。多个电池单元10沿第二方向Y排列。第二方向Y垂直于第一方向X。即，电池1中的多个电池单体20排列成矩阵状的结构。可选地，电池1也可以只有一个电池单元10，电池单元10包括多个沿第一方向X排列且电连接的电池单体20。电池1还可以包括箱体11，箱体11内部为中空结构，多个电池单体20容纳于箱体11内。如图2所示，箱体11可以包括两部分，这里分别称为上盖111和箱壳112。上盖111和箱壳112扣合在一起。上盖111和箱壳112的形状可以根据多个电池单体20组合的形状而定。例如，上盖111和箱壳112均可以为中空长方体且各自只有一个面为开口面，上盖111的开口和箱壳112的开口相对设置，并且上盖111和箱壳112相互扣合形成具有封闭腔室的箱体。也可以为，上盖111为具有开口的长方体而箱壳112为板状，或者箱壳112为具有开口的长方体而上盖111为板状，上盖111和箱壳112相对设置并扣合而形成具有封闭腔室的箱体。多个电池单体20相互并联或串联或混联组合后，置于上盖111和箱壳112扣合后形成的箱体内。
如图3所示，多个电池单体20沿第一方向X排列且相互电连接而形成电池单元10。具体地，电池单元10通过多个电池单体20串联形成。多个电池单元10沿第二方向Y排列，并且多个电池单元10之间通过汇流部件50进行电连接。
如图4所示，为本申请一个实施例的多个电池单元10(在图4中示出了3个电池单元10，每个电池单元10示出了2个电池单体20)结构示意图。
电池单体20包括罐体21、极性相反的两个电极端子214和设置于罐体21中的一个或多个电极组件(未图示)。罐体21根据一个或多个电极组件组合后的形状而定，例如，罐体21可以为中空的长方体或正方体或圆柱体。罐体21包括壳体211和端盖212。壳体211沿第一方向X的一端具有开口，以使一个或多个电极组件能从开口放置于罐体21内，并用端盖212封闭该开口。罐体21内填充有电解质，例如电解液。如图4所示，壳体211沿第 一方向X的两端分别具有开口，并且罐体21包括两个端盖212，两个端盖212分别封闭壳体211的两端开口。
两个电极端子214分别为正电极端子和负电极端子，分别设置在罐体21沿第一方向的两端，具体地，两个电极端子214分别设置在两个端盖212上，并且至少一个电极端子214从罐体21朝远离电池单体20内部的方向突出。由于两个电极端子214分别设置在两个端盖212上，电极端子214可以与端盖212绝缘，因此罐体21可以做成与正极和/或负极绝缘而不带电。当罐体21不带电时，可以降低发生短路的概率，从而提高电池单体20的安全性能。
如图4所示，多个(在图4中表示了2个)电池单体20沿第一方向X排列且相互电连接而形成电池单元10。在本实施例中，电连接的两个电池单体20各自的电极端子214均从罐体21朝远离电池单体20内部的方向突出。需要说明的是，还可以是两个电池单体20中的一者的电极端子214从罐体21朝远离电池单体20内部的方向突出，而另一个电池单体20的电极端子214与端盖212齐平。还可以是每个电池单体20的两个电极端子214均从罐体21朝远离电池单体20内部的方向突出。在本实施例中，两个电池单体20的电极端子214直接连接以实现电连接。需要说明的是，两个电池单体20的电连接还可以通过连接片等连接结构实现。电极端子214可以为圆柱状、长方体、正方体、多边形柱体等各种形状，在本实施例中示出的电极端子为圆柱状的结构。电池单体20可以为长方体、正方体或圆柱体，在本实施例中示出的电池单体为圆柱体的结构。在电池单体为圆柱体时，本申请中的上述“第一方向”指的是电池单体的轴向。
如图5所示，为本申请一个实施例的两个电池单体20之间的采样件30的结构示意图。
在第一方向X上，采样件30至少部分位于相邻的两个电池单体20之间，并且连接于从罐体21突出的电极端子214，用于对所连接的电池单体20进行信号采集。具体地，在第一方向X上，相邻的两个电池单体20的罐体21之间形成有间隙213，采样件30至少部分位于该间隙213中。
电池1还具有安装板31，安装板31沿第一方向X的两端分别连接于相邻的两个电池单体20的罐体21，从而将安装板31连接于电池单体20。
如图6所示，为本申请一个实施例的采样件30与安装板31的组装结构示意图。其中，图6(a)是本实施例的采样件30与安装板31分离的立体结 构示意图，图6(b)是本实施例的采样件30和安装板31安装于相邻的两个电池单体20之间的侧视结构示意图，图6(c)是本实施例的采样件30与安装板31组合在一起时的立体结构示意图。
如图6(a)所示，安装板31具有安装部310和两个延伸部312，安装部310连接于两个延伸部312之间且用于与采样件30固定。采样件30具有连接部301和固定部302。固定部302的延伸方向与连接部301的延伸方向相交，使得采样件30例如形成为7字形或T字形等。
一个采样件30可以具有多个沿第二方向Y排列的连接部301，各个连接部301连接于在第二方向Y上排列的电池单元10的对应的电极端子214的周向侧壁。而且，相应地安装板31也在第二方向Y上延伸设置，能够安装多个采样件30。在图6(a)中表示了采样件30具有3个连接部301的结构。由此，采样件30可以同时采集在第二方向Y上排列的多个电池单体20的电信号，并且与一个采样件30的多个连接部301电连接的多个电池单体20的电极端子214能够具有相等的电位，从而实现电池单体20的电压均衡，提高电池单体20的一致性。
如图6(b)所示，安装板31的两个延伸部312分别搭接于相邻的两个电池单体20的罐体21。延伸部312为平板状。延伸部312与电池单体20的罐体21粘接，从而将安装板31固定于罐体21。安装板31的安装部310朝靠近间隙213的方向凹陷而形成凹槽311。由于凹槽311的存在，因此能够在凹槽311的空间中布置传输电信号的电路部件，从而提升空间利用率，以提高电池的能量密度。
安装部310卡合于间隙213，在第一方向X上，安装部310的宽度W1与间隙213的宽度W大致相同。由此，在安装安装板31时，能够利用安装部310进行定位，并且也能够阻止相邻两个电池单体20之间发生移动。
电极端子214包括沿第一方向X设置的两个端面和连接该两个端面的周向侧壁。采样件30的连接部301连接于电极端子214的周向侧壁，以进行信号采集。采样件30的固定部302穿过安装部310并与安装部310固定，从而将采样件30固定于安装板31。本申请中电极端子214可以为圆柱状、长方体、正方体、多边形柱体等各种形状，在本实施例中说明的电极端子为圆柱状的情况下，周向侧壁是指圆柱体的周侧面。
安装板31与采样件30可以通过模内注塑等方法一体形成，也可以是分 体的结构，通过卡接而连接在一起，还可以通过热压铆接等方式连接。安装板31例如由聚碳酸酯(Polycarbonate)和聚丙烯腈(ABS)材料形成而具有绝缘功能，采样件30例如由铝合金或钢形成，用于采集和传输信号。由采样件30采集的信号，通过柔性扁平排线(例如FFC)或柔性电路板(例如FPC)等传送至信号处理器等进行处理。采样件30裸露于安装板31的上表面，以方便柔性扁平排线(或柔性电路板)与采样件30接触并传输采集到的信号。另外，在本申请实施例中所示的安装板31的延伸部312形成为与电池单体20的罐体接触的部分为平板，但安装板31的结构并不限定于此，也能够形成为与所接触的电池单体20的罐体周向侧面形状配合的曲线板。而且，电池1还可以包括温度采样器。该温度采样器可以设置于安装板31，与电池单体20的罐体21接触以进行温度测量。
本实施例中，连接部301卡接于电极端子214的周向侧壁。如图6(c)所示，连接部301在与安装板31相反的一侧形成有缺口304且该缺口304具有弹性，在装配连接部301到电极端子214时，先使该缺口304通过弹性变形而张开，进而卡到电极端子214的周向侧壁而与电极端子214卡合装配。在装配后，利用该缺口304的弹性恢复力能够保持与电极端子214的卡合，从而与电极端子214紧密配合。这样的安装结构简单且方便，无需额外的固定结构。同时，能够充分利用两个电池单体20之间的间隙213，而不会占用过多的电池单体20的配置空间，能够相应地提高电池的能量密度。
为了实现稳定的电连接，连接部301对电极端子214的包裹尺寸大于或等于电极端子214的周向侧壁周长的1/2且小于电极端子214的周向侧壁周长。由于连接部301形成有用于卡合电极端子214的周向侧壁的缺口304，且大范围地包裹电极端子214，因此可以提高结构稳定性。
在从罐体21突出的电极端子214为圆柱状时，连接部301对电极端子214的包裹角度大于或等于180度且小于360度。由于电极端子214为圆柱状，因此采样件30可以更容易地安装于电极端子214。
如图6(c)所示，在采样件30的内表面可以设置有多个凸部303，用于卡紧电极端子214的周向侧面。为了进一步提高采样件30与电极端子214的装配精度和稳定性，电极端子214的周向侧面形成有多个与凸部303对应的凹部，与凸部303配合。由此，能够阻止连接部301相对于电极端子214发生移动或转动，从而提高连接稳定性。
如图7所示，为本申请另一个实施例的采样件的结构示意图，其中，图7(a)是采样件30安装于安装板31的立体结构示意图，图7(b)是采样件30的立体结构示意图。
如图7(a)和图7(b)所示，连接部301设置有在第一方向X上贯通的通孔307，通孔307用于为连接部301卡接于电极端子214时提供变形空间，以使连接部301的位于通孔307靠近电极端子214的一侧更容易发生变形，从而连接部301更方便地卡接于电极端子214的周向侧面。如图7(a)所示，在电极端子214为圆柱状的情况下，通孔307在第一方向X上的投影为弧状。在电极端子214的周向上，通孔307的尺寸大于或等于凸部303的尺寸。但并不限定于此，通孔307也可以形成为条状等其它形状。
连接部301形成有缺口304，缺口304用于在连接部301在与电极端子214装配时供电极端子214穿过，以使卡接部301与电极端子卡接。本实施例中，通孔307的一端延伸至与缺口304连通，由此在连接部301与电极端子214卡接时连接部301更易于变形。
另外，在图6(a)中表示了采样件30的每一个连接部301利用固定部302安装于安装板31的结构。但如图7(b)所示，也可以在具有多个沿第二方向Y排列的连接部301的采样件30中共用一个固定部302。
如图8所示，为本申请另一个实施例的采样件30与安装板31的组装结构示意图。其中，图8(a)是本实施例的采样件30与安装板31分离的立体结构示意图，图8(b)是本实施例的采样件30和安装板31安装于相邻的两个电池单体20之间的侧视结构示意图，图8(c)是本实施例的采样件30与安装板31组合在一起时的立体结构示意图。
本实施例中，采样件30的连接部301完全贴合电极端子214的周向侧壁。进而，在第一方向X上，连接部301的尺寸W2与间隙213的尺寸W大致相同。由此连接部301能够正好卡在两个电池单体20之间的间隙213中。连接部301在第一方向X上的尺寸W2大于连接部301在其厚度方向的尺寸。例如，在图8(c)中连接部301形成为环状的情况下，连接部301的厚度方向是连接部301的径向上的厚度尺寸。由此能够增加连接部301与电极端子214接触的面积，而且不会由于连接部301的厚度过大而导致刚性变大，连接部301能够容易地弹性变形以与电极端子214卡接。
本实施例中，与图6所示的实施例同样，连接部301卡合于电极端子214 的周向侧壁。连接部301在与安装板31相反的一侧形成有缺口304且缺口304具有弹性，在装配连接部301到电极端子214时，先使该缺口304通过弹性变形而张开，进而卡到电极端子214的周向侧壁而与电极端子214卡合装配。在装配后，利用该缺口304的弹性恢复力能够保持与电极端子214的卡合，从而与电极端子214紧密配合。为了实现稳定的电连接，连接部301对电极端子214的包裹尺寸大于或等于电极端子214的周向侧壁周长的1/2且小于电极端子214的周向侧壁周长。在从罐体21突出的电极端子214为圆柱状时，连接部301对电极端子214的包裹角度大于或等于180度且小于360度。
如图8(c)所示，连接部301的缺口304处的末端305向安装板31的方向弯折。由此，使得连接部301不会以尖锐的末端305与电极端子214的周向侧面接触，能够防止在卡接过程中连接部301的末端305对电极端子214造成损伤。并且，能够利用末端305对采样件30进行固定，进一步防止采样件30从电极端子214上脱落。
另外，在图3所示的多个电池单元10在第二方向Y上排列的情况下，将该末端305收纳于在Y方向上相邻的电池单元10之间的空隙中。由此不仅能够减少连接部301对电池单体20的周向侧面的损伤，还能够有效利用空间。
如图9所示，为本申请另一个实施例的采样件30的结构的示意立体图。图9(a)表示采样件30的连接部301没有与电极端子214接触，还未弹性变形的状态，图9(b)表示采样件30的连接部301与电极端子214接触且弹性变形，贴合电极端子214的周向侧面的形状。
采样件30具有连接部301和固定部302。本实施例的连接部301也同样连接于电极端子214的周向侧壁。连接部301具有弹性，在受到外力作用时，能够响应外力作用而变形，以贴合电极端子214的周向侧壁，从而与电极端子214实现面接触。这里的外力作用可以是电池单体20自身的重力、电池装配时的压力、其它固定部件的固定力等。在从罐体21突出的电极端子214呈圆柱状时，连接部301对电极端子214的包裹角度大于0度且小于180度。
由此，通过连接部301的弹性变形能够自适应地贴合电极端子214的周向侧壁，与电极端子214实现良好的面接触，从而更稳定地实现采样件30与电极端子214的电连接。连接部301经由固定部302固定于支撑件306。
另外，在本申请的一个实施例中，各个电池单体20的两个电极端子214均从罐体21朝远离电池单体20内部的方向突出，并且在相邻的两个电池单体20中，一个电池单体20的电极端子214与另一个电池单体20的电极端子214相对设置且抵接。而且，一个电池单体20的电极端子214与另一个电池单体20的电极端子214焊接在一起。
由于相邻的两个电池单体20的电极端子214直接抵接来实现电连接，因此可减少电连接部件，提高电池的能量密度。并且，通过像这样将两个突出的电极端子214直接焊接，能够实现相邻的两个电池单体20之间稳定的电连接。
将两个电极端子214进行焊接时，往往会在两个电极端子214上形成凹凸不平的焊接区域。通过使采样件30与电极端子214的接触区域与电极端子214的焊接区域在第一方向X上错开，能够避免采样件连接到焊接区域而导致接触不良而采样精度降低，而且能够提高装配精度。
本申请一个实施例还提供了一种用电装置，该用电装置可以包括前述各实施例中的电池1。电池1在该用电装置中用于提供电能。
上文描述了本申请实施例的电池和用电装置，下面将描述本申请实施例的制备电池的方法和装置，其中未详细描述的部分可参见前述各实施例。
图10示出了本申请一个实施例的制备电池的方法400的示意性流程图。如图10所示，该方法400可以包括：
410，提供电池单元10，电池单元10包括多个电池单体20，多个电池单体10沿第一方向X排列且相互电连接，各个电池单体20包括罐体21和极性相反的两个电极端子214，两个电极端子214分别设置在罐体21沿第一方向X的两端，并且至少一个电极端子214从罐体21朝远离电池单体20内部的方向突出；和
420，提供采样件30，采样件30至少部分位于相邻的两个电池单体20之间，并且连接于从罐体21突出的电极端子214，用于对所连接的电池单体20进行信号采集。
图11示出了本申请一个实施例的制备电池的装置500的示意性框图。如图11所示，制备电池的装置500可以包括：第一提供模块510、第二提供模块520和安装模块530。
第一提供模块510，用于提供电池单元10，电池单元10包括多个电池 单体20，多个电池单体20沿第一方向X排列且相互电连接，各个电池单体20包括罐体21和极性相反的两个电极端子214，两个电极端子214分别设置在罐体21沿第一方向X的两端，并且至少一个电极端子214从罐体21朝远离电池单体20内部的方向突出；第二提供模块520，用于提供采样件30；安装模块530，用于将采样件30安装于电池单体20，采样件30至少部分位于相邻的两个电池单体20之间，并且连接于从罐体21突出的电极端子214，用于对所连接的电池单体20进行信号采集。
最后应说明的是：以上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，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但这些修改或者替换，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精神和范围。

Claims (28)

  1. 一种电池，包括：
    电池单元，包括多个电池单体，所述多个电池单体沿第一方向排列且相互电连接，各个电池单体包括罐体和极性相反的两个电极端子，所述两个电极端子分别设置在所述罐体沿所述第一方向的两端，并且至少一个所述电极端子从所述罐体朝远离所述电池单体内部的方向突出；和
    采样件，至少部分位于相邻的两个所述电池单体之间，并且连接于从所述罐体突出的所述电极端子，用于对所连接的所述电池单体进行信号采集。
  2. 根据权利要求1所述的电池，其中，在所述第一方向上，相邻的两个所述电池单体的所述罐体之间形成有间隙，所述采样件的连接部位于该间隙中，所述连接部用于连接所述电极端子。
  3. 根据权利要求2所述的电池，其中，所述连接部连接于所述电极端子的周向侧壁。
  4. 根据权利要求3所述的电池，其中，所述连接部具有弹性，被配置为响应外力作用而变形以贴合所述电极端子的所述周向侧壁，以与所述电极端子实现面接触。
  5. 根据权利要求3或4所述的电池，其中，从所述罐体突出的所述电极端子呈圆柱状，所述连接部对所述电极端子的包裹角度大于0度且小于180度。
  6. 根据权利要求3所述的电池，其中，所述连接部卡接于所述电极端子的所述周向侧壁。
  7. 根据权利要求3所述的电池，其中，所述连接部完全贴合所述电极端子的所述周向侧壁。
  8. 根据权利要求3所述的电池，其中，在所述第一方向上，所述连接部的尺寸与所述间隙的尺寸相同。
  9. 根据权利要求3所述的电池，其中，所述连接部在所述第一方向上的尺寸大于所述连接部在其厚度方向上的尺寸。
  10. 根据权利要求6至9中任一项所述的电池，其中，所述连接部对所述电极端子的包裹尺寸大于或等于所述电极端子的周向侧壁周长的1/2且小于所述电极端子的周向侧壁周长。
  11. 根据权利要求6至9中任一项所述的电池，其中，从所述罐体突出 的所述电极端子呈圆柱状，所述连接部对所述电极端子的包裹角度为大于或等于180度且小于360度。
  12. 根据权利要求6所述的电池，其中，所述连接部的内表面设置有多个凸部，用于卡紧所述电极端子的所述周向侧壁。
  13. 根据权利要求6所述的电池，其中，所述连接部设置有在所述第一方向上贯通的通孔，所述通孔用于为所述连接部卡接于所述电极端子时提供变形空间。
  14. 根据权利要求13所述的电池，其中，所述连接部设置有缺口，所述通孔延伸至与所述缺口连通。
  15. 根据权利要求12至14中任一项所述的电池，其中，所述电极端子的所述周向侧壁形成有多个与所述凸部对应的凹部，所述凸部与所述凹部配合。
  16. 根据权利要求1至15中任一项所述的电池，其中，各个电池单体的所述两个电极端子均从所述罐体朝远离所述电池单体内部的方向突出，并且在相邻的两个所述电池单体中，一个所述电池单体的所述电极端子与另一个所述电池单体的所述电极端子相对设置且抵接。
  17. 根据权利要求16所述的电池，其中，在相邻的两个所述电池单体中，一个所述电池单体的所述电极端子与另一个所述电池单体的所述电极端子焊接在一起。
  18. 根据权利要求1所述的电池，其中，在相邻的两个所述电池单体中，一个所述电池单体的所述电极端子与另一个所述电池单体的所述电极端子焊接在一起，并且所述采样件与所述电极端子的接触区域与所述电极端子的焊接区域沿所述第一方向错开。
  19. 根据权利要求1至15中任一项所述的电池，其中，所述电池具有多个所述电池单元，多个所述电池单元沿第二方向排列，所述第二方向垂直于所述第一方向；所述采样件具有多个沿所述第二方向排列的连接部，各连接部连接于对应电池单元的所述电极端子的周向侧壁。
  20. 根据权利要求2至19中任一项所述的电池，其中，还具有安装板，所述安装板沿所述第一方向的两端分别连接于相邻的两个所述电池单体的所述罐体，所述安装板用于固定所述采样件。
  21. 根据权利要求20所述的电池，其中，所述安装板具有安装部和两个 延伸部，所述安装部连接于所述两个延伸部之间且用于与所述采样件固定，所述两个延伸部分别搭接于相邻的两个所述电池单体的所述罐体。
  22. 根据权利要求21所述的电池，其中，所述安装部朝靠近所述间隙的方向凹陷而形成凹槽。
  23. 根据权利要求21或22所述的电池，其中，所述采样件还具有固定部，所述固定部穿过所述安装部并与所述安装部固定。
  24. 根据权利要求21所述的电池，其中，所述安装部卡合于所述间隙，在所述第一方向上，所述安装部的宽度与所述间隙的宽度相同。
  25. 根据权利要求20至24中任一项所述的电池，其中，所述延伸部为平板状且与所述电池单体的所述罐体粘接。
  26. 一种用电装置，其包括权利要求1至25中任一项所述的电池，所述电池用于提供电能。
  27. 一种制备电池的方法，包括：
    提供电池单元，所述电池单元包括多个电池单体，所述多个电池单体沿第一方向排列且相互电连接，各个电池单体包括罐体和极性相反的两个电极端子，所述两个电极端子分别设置在所述罐体沿所述第一方向的两端，并且至少一个所述电极端子从所述罐体朝远离所述电池单体内部的方向突出；和
    提供采样件，所述采样件至少部分位于相邻的两个所述电池单体之间，并且连接于从所述罐体突出的所述电极端子，用于对所连接的所述电池单体进行信号采集。
  28. 一种制备电池的装置，包括：
    第一提供模块，用于提供电池单元，所述电池单元包括多个电池单体，所述多个电池单体沿第一方向排列且相互电连接，各个电池单体包括罐体和极性相反的两个电极端子，所述两个电极端子分别设置在所述罐体沿所述第一方向的两端，并且至少一个所述电极端子从所述罐体朝远离所述电池单体内部的方向突出；
    第二提供模块，用于提供采样件；
    安装模块，用于将所述采样件安装于所述电池单体，所述采样件至少部分位于相邻的两个所述电池单体之间，并且连接于从所述罐体突出的所述电极端子，用于对所连接的所述电池单体进行信号采集。
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