CN116454358A - 储能装置及用电设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种储能装置及用电设备，储能装置包括壳体、电极组件、顶盖、底盖和单向阀，壳体设有容纳腔、连通于容纳腔的第一端口和第二端口，第一端口和第二端口分别位于壳体在第一方向上的两端，电极组件内置于容纳腔中，顶盖覆盖于第一端口以密封容纳腔的第一端口，且顶盖设有与容纳腔连通的第一通孔，底盖覆盖于第二端口以密封容纳腔的第二端口，且底盖设有与容纳腔连通的注液孔，注液孔用于供电解液注入容纳腔中，单向阀覆盖于注液孔，单向阀用于仅允许电解液由注液孔向容纳腔内单向流通。本发明实施提供的储能装置及用电设备，能够有效降低储能装置的注液时间，提高储能装置的生产效率和生产成本，以便于快速批量生产储能装置。
Description
技术领域
本发明涉及储能技术领域，尤其涉及一种储能装置及用电设备。
背景技术
二次电池（Rechargeable battery）又称为充电电池或蓄电池，是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池。二次电池的可循环利用特性使其逐渐成为用电设备的主要动力来源，随着二次电池的需求量逐渐增大，人们对其各方面的性能要求也越来越高，户储应用场景多以电池模组、电池柜等形式使用，这尤其对于电池单体的一致性提出更高要求，而电池单体的卷绕式电极组件的电解液浸润均匀性是电池单体一致性提升的重要参数，卷绕式电极组件的电解液浸润越均匀，电池单体的一致性越高，电池模组、电池柜的使用寿命也越长，用户的维护成本也越低。
相关技术为了平衡二次电池的密封性能，一般会是在二次电池的顶盖组件开设有注液小孔，以通过注液针插入该注液小孔，从而完成电解液的加注，以浸润二次电池内的卷绕式电极组件。
随着二次电池的电极材料研究和量产工艺的不断发展，更大尺寸的单体电池因其组装成本较低，将逐渐成为未来的趋势。然而，单体电池的尺寸越大，单体电池的容量越大，则对于大尺寸的单体电池，需要注入更多的电解液才能充分浸润卷绕式电极组件，如此容易延长电解液的注入时间，从而容易使得大尺寸的单体电池的生产效率较低，进而难以快速批量生产大尺寸的单体电池。
发明内容
本发明实施例公开了一种储能装置及用电设备，能够有效降低储能装置的注液时间，提高储能装置的生产效率和生产成本，以便于快速批量生产储能装置。
为了实现上述目的，第一方面，本发明公开了一种储能装置，包括：
壳体，所述壳体设有容纳腔、连通于所述容纳腔的第一端口和第二端口，所述第一端口和所述第二端口分别位于所述壳体在第一方向上的两端；
电极组件，所述电极组件内置于所述容纳腔中；
顶盖，所述顶盖覆盖于所述第一端口以密封所述容纳腔的所述第一端口，且所述顶盖设有与所述容纳腔连通的第一通孔；
底盖，所述底盖覆盖于所述第二端口以密封所述容纳腔的所述第二端口，所述底盖设有与所述容纳腔连通的注液孔，所述注液孔用于供电解液注入所述容纳腔中；以及
单向阀，所述单向阀覆盖于所述注液孔，所述单向阀用于仅允许所述电解液由所述注液孔向所述容纳腔内单向流通。
通过在顶盖上设置第一通孔，而在底盖设置注液孔，以使吸气装置能够通过第一通孔将容纳腔中的气体吸走，以在容纳腔中形成负压环境，从而在通过注液孔向容纳腔中注入电解液时，电解液能够在负压作用下，由注液孔所在端向第一通孔所在端流动，并与电极组件充分接触浸润，以使电极组件的各个位置能够得到充分浸润，并且在负压作用下，电解液能加速注入容纳腔中，并进入电极组件的内部，进而能大幅度缩短储能装置的注液时间，提升储能装置的注液效率，降低储能装置的生产成本；同时由于在注液孔处设有单向阀，该单向阀只能允许电解液由容纳腔外通过注液孔向容纳腔内单向流通，而无法由容纳腔内通过注液孔向容纳腔外流通，从而在注液完成后，能够利用单向阀密封注液孔，以防止电解液漏出。
作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面的实施例中，所述单向阀为膜片，所述单向阀设置于所述电极组件和所述底盖之间，且所述单向阀在受到所述电解液的冲击力时，所述单向阀与所述底盖之间形成有过液间隙，其中，所述注液孔通过所述过液间隙与所述容纳腔连通。也即是在注液时，单向阀会受到经注液孔注入的电解液的冲击力而被向上(沿靠近电极组件的方向)顶起，以使单向阀与底盖之间形成过液间隙，从而使得注液孔可以与容纳腔保持连通，使得电解液可以从注液通孔涌入并通过该过液间隙流入容纳腔中，浸润电极组件；而在注液完成后，将注液机的注液针拔出，单向阀在自身重力的作用下，向下(沿远离电极组件的方向)移动，重新封闭注液孔，以防止电解液漏出而造成电解液浪费的现象。
由于单向阀的存在，使得经注液孔注入的电解液能够先冲击单向阀，以使单向阀被向上(沿靠近电极组件的方向)顶起，以与底盖之间形成过液间隙，使得电解液能够依次通过注液孔、过液间隙进入容纳腔中，而且电解液在底盖的朝向电极组件的一表面呈中心向四周辐射状喷出并向上(沿靠近电极组件的方向)浸润电极组件，如此能够避免电解液直接冲击电极组件，从而有利于降低因电解液直接冲击电极组件而导致电极组件受损的概率。
作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面的实施例中，所述电极组件具有沿所述第一方向延伸的中心通道，所述中心通道对应所述注液孔设置；所述单向阀在第二方向上具有相背的第一表面和第二表面，所述第一表面朝向所述电极组件设置，所述单向阀为所述第一表面的中部朝向所述电极组件凸起，且所述第二表面的中部朝向第一表面凹陷的碗状结构。
通过将单向阀设计为上述朝向电极组件凸起的碗状结构，在注液时，单向阀的上表面(朝向电极组件的一表面)呈凸包，刚好可以封堵电极组件的中心通道，避免电解液直接从中心通道过流而直接到负压吸气的第一通孔，从而影响电极组件的浸润效果，以确保电极组件的浸润效果；而在注液完成后，将注液机的注液针拔出，单向阀不仅能够在自身重力作用下，还可以在中心通道内的电解液的向下(沿远离电极组件的方向)压力作用下，向下移动，确保单向阀能够重新封闭注液通孔，提高单向阀在注液完成后重新封闭注液孔的可能性，以防止电解液漏出造成浪费。
由于单向阀的上表面朝向电极组件凸起设置，则单向阀的上表面可以形成导流弧面或导流斜面，使得中心通道内的电解液能够沿着导流弧面或导流斜面流动至单向阀上表面的各个位置，避免中心通道内的电解液集中滴落至单向阀上表面的某一位置，而使得单向阀上表面的某一位置磨损较严重而影响使用的情况；同时也有利于单向阀受力均匀，避免单向阀在向下(沿靠近底盖的方向)移动时发生偏位而导致无法重新密封注液孔的情况，以确保单向阀能够重新封闭注液通孔，进一步提高单向阀在注液完成后重新封闭注液孔的可能性，以防止电解液漏出造成浪费。
作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面的实施例中，所述单向阀为弹性膜片，如此在注液时，单向阀的外周圈能够被挤压向上(沿靠近电极组件的方向)翻折，这样能够增大单向阀和底盖之间过液间隙，从而能够增大电解液流入容纳腔中的速率，提高注液效率。所述单向阀包括中间区域和连接于所述中间区域的边沿区域，所述边沿区域环绕在所述中间区域的外侧，且在所述第二方向上，所述边沿区域的厚度小于所述中间区域的厚度。
通过将单向阀的中间区域设计的比较厚，可以提供较高的结构强度，避免注液时，注液冲击力过大导致呈碗状的单向阀向上翻折后无法回弹，从而使得单向阀失效而无法封闭注液孔的情况；通过将单向阀的边沿区域设计的比较薄，其具有良好的贴合性能，可以更好的贴合于底盖上表面临近注液孔边缘的位置处，从而达到更好的密封效果，以防止电解液漏出造成浪费。同时，较厚的中间区域和较薄的边缘区域，配合单向阀的上表面朝向电极组件凸起，以使单向阀的上表面形成导流弧面或导流斜面的结构设计，确保中心通道内的电解液能够沿着导流弧面或导流斜面流动至单向阀的边沿区域，使得单向阀的边沿区域能进一步更好的贴合于底盖上表面临近注液孔边缘的位置处，进一步达到更好的密封效果。
作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面的实施例中，所述中间区域在所述第二方向上的厚度为2mm-4mm，通过将中间区域的厚度控制在2mm-4mm的范围内，能够在确保单向阀具有较高的结构强度的同时，避免单向阀的整体重量过重而导致注液时无法借助电解液将单向阀向上顶起，从而使得注液孔无法与容纳腔连通的情况；
和/或，所述边沿区域在所述第二方向上的厚度为0.8mm-1.4mm。通过将边沿区域的厚度控制在0.8mm-1.4mm的范围内，既能使单向阀的边沿区域能更好的贴合于底盖上表面临近注液孔边缘的位置处，达到更好的密封效果；同时又能避免边沿区域的厚度过厚，以在注液时，能借助电解液将边沿区域向上翘起，以使边沿区域离中间区域越远的位置能和底盖之间形成越大的过液间隙，加速电解液通过所述过液间隙的速率，从而有利于提高注液速率。
作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面的实施例中，所述单向阀为弹性膜片，所述储能装置还包括加强件，所述加强件设置于所述电极组件和所述单向阀之间；所述加强件在第三方向上具有相背的第三表面和第四表面，所述第三表面朝向所述电极组件设置，所述加强件为所述第三表面的中部朝向所述电极组件凸起，且所述第四表面的中部朝向第三表面凹陷的碗状结构。
一方面，能够利用形状与单向阀形状相似的加强件对弹性的单向阀进行塑型，防止其过度向上翻折后无法回弹至原来的第一表面的中部朝向电极组件凸起，且第二表面的中部朝向第一表面凹陷的碗状结构，而造成封闭注液孔失效的情况；另一方面，因加强件自身具有一定重量，在注液完成后，能够借助加强件自身的重力，向下(沿远离电极组件的方向)挤压单向阀，从而使得单向阀能更加紧密地贴合于注液孔的边缘，进而有利于进一步提升密封效果，以防止电解液漏出造成浪费。
作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面的实施例中，所述储能装置还包括集流盘，所述集流盘设置于所述电极组件的靠近所述底盖的一端，所述集流盘设有供所述电解液通过的第二通孔以及与所述中心通道连通的第三通孔；所述集流盘设置有定位折边，所述定位折边靠近所述第三通孔设置，所述定位折边和所述集流盘之间形成定位空间，所述加强件至少部分容纳于所述定位空间中。这样在装配时，能够利用定位折边圈出的定位空间限定出加强件的安装位置，以便于将加强件和单向阀定位在与注液孔对应的区域中，以确保在组装完成后，单向阀能对应注液孔设置并覆盖该注液孔，同时还能避免加强件和单向阀四处移动而无法封闭注液孔的情况。
作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面的实施例中，所述定位折边为多个，多个所述定位折边沿着所述第三通孔的周向排列设置；或者，所述定位折边为沿着所述第三通孔的周向环绕一圈的闭环结构。无论是通过多个定位折边，还是将定位折边设计为沿着第三通孔的周向环绕一圈的闭环结构，均能更加有效地限制加强件和单向阀在垂直于注液孔的轴线方向的平面上发生移动，以确保单向阀能有效地封闭注液孔。
作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面的实施例中，当所述定位折边为多个时，所述加强件的周沿设置有至少一个缺口，所述缺口与其中一个所述定位折边卡合连接，这样不仅能限制加强件和单向阀不能四处移动，同时还能限制加强件和单向阀不能绕注液孔的轴线转动，从而确保加强件和单向阀能对应注液孔设置，以确保单向阀能封闭注液孔，进而避免电解液泄漏；另外也便于加强件安装设置。
作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面的实施例中，所述储能装置还包括集流盘，所述集流盘设有供所述电解液通过的第二通孔，所述集流盘的径向尺寸大于所述壳体的径向尺寸，所述底盖的径向尺寸等于所述壳体的径向尺寸，所述集流盘设置于所述底盖和所述壳体相互朝向的一面之间，且所述集流盘、所述底盖和所述壳体一次焊接成型。这样使得底盖与集流盘的电连接区域扩大至整个壳体的径向尺寸，有利于提升底盖与集流盘之间的过流能力。
进一步地，因为焊接区域变大且位于壳体的侧壁，在储能装置的随机跌落实验中，容易出现顶盖朝下撞击地面的情况，壳体内的电极组件在惯性作用力下，带动集流盘向远离底盖的方向(即朝向顶盖的方向)移动时，集流盘因其径向尺寸大于壳体的径向尺寸，集流盘可以利用其自身结构与壳体抵持，被限制继续朝向地面移动，避免焊缝区域出现裂纹，进一步提升焊接区域的结构强度。
而且在一次焊接工装时，底盖、集流盘与壳体被治具夹持相互抵接定位，因为集流盘的径向尺寸大于壳体的径向尺寸，集流盘能形成凸出于壳体侧壁焊接圆周面的一圈凸环，从而方便激光焊头直接对准凸环加热；且在壳体匀速转动形成一次焊接时，凸环最先受热熔化形成“熔顶”，即，凸环熔化后在重力作用下向两侧流动，填补底盖与集流盘之间的间隙，或者壳体与集流盘之间的间隙，并与随后熔化的底盖、壳体熔接在一起，进一步提升了焊接区域的结构强度和气密性。同时也正是因为凸环的“熔顶”作用，底盖和壳体接合面的加工精度要求降低，进而降低了储能装置零部件的加工成本。
作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面的实施例中，所述集流盘的径向尺寸比所述壳体的径向尺寸大0.5mm-2mm。通过将集流盘的径向尺寸控制在比壳体的径向尺寸大0.5mm-2mm的范围内，在焊接时，能确保集流盘熔化形成足够的焊剂，去填补底盖与集流盘之间的间隙，或者壳体与集流盘之间的间隙，避免出现虚焊、假焊的现象，或者避免出现焊剂溢出的情况，从而有利于保证焊接质量。
作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面的实施例中，所述底盖的朝向所述集流盘的一面设有容纳槽，所述容纳槽的底面设有所述注液孔，所述集流盘的周沿设有支撑折边，所述支撑折边与所述容纳槽的底面抵接。加强件和单向阀均为容纳槽中，利用支撑折边支撑底盖，有利于提高底盖的结构强度，提高底盖的承受能力，以减缓底盖的背向集流盘的一侧面在受到撞击时朝向集流盘凹陷的程度，尽量避免挤压单向阀和加强件，这样可以对单向阀和加强件起到一定的保护作用。
作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面的实施例中，所述储能装置还包括集流盘，所述集流盘设置于所述电极组件的靠近所述底盖的一端，所述集流盘的背向所述电极组件的一侧面设有多个焊接槽，所述多个焊接槽分别沿所述集流盘的径向延伸设置；所述集流盘的位于相邻两个所述焊接槽之间的位置设有第二通孔，所述第二通孔用于供所述电解液通过。
通过集流盘的背向电极组件的一侧面设有焊接槽，在焊接时，使激光器发射的激光透过焊接槽的底面，以使集流盘的朝向电极组件的一侧与电极组件的朝向集流盘的一端进行激光焊接，而在激光器发射的激光穿设焊接槽的底面将集流盘焊接在电极组件上的过程中，产生的焊渣将会收集在焊接槽中，以避免焊渣掉落在壳体中电极组件所在的一侧而使电极组件出现短路的现象。而且设置多个焊接槽，能够使集流盘和电极组件之间能够具有多个焊接位，从而有利于提高集流盘和电极组件之间的焊接稳定性。
作为一种可选的实施方式，在本发明第一方面的实施例中，所述注液孔设置于所述底盖的中心位置，则注液孔能对应电极组件的中心设置，如此在注液时，电解液能够自电极组件的中心位置或靠近电极组件的中心位置向电极组件的边缘浸润，避免电解液集中偏向电极组件的某一位置浸润而导致电极组件吸收电解液不均匀的情况，以确保注液均匀性，从而有利于缩短电极组件的浸润时间，提高电极组件的浸润效率。
第二方面，本发明公开了一种用电设备，所述用电设备具有如第一方面所述的储能装置。具有上述第一方面所述的储能装置的用电设备，同样能够有效降低储能装置的注液时间，提高储能装置的生产效率和生产成本，以便于快速批量生产储能装置。
与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
本发明实施例提供的储能装置及用电设备，通过在顶盖上设置第一通孔，而在底盖设置注液孔，以使吸气装置能够通过第一通孔将容纳腔中的气体吸走，以在容纳腔中形成负压环境，从而在通过注液孔向容纳腔中注入电解液时，电解液能够在负压作用下，由注液孔所在端向第一通孔所在端流动，并与电极组件充分接触浸润，以使电极组件的各个位置能够得到充分浸润，并且在负压作用下，电解液能加速注入容纳腔中，并进入电极组件的内部，进而能大幅度缩短储能装置的注液时间，提升储能装置的注液效率，降低储能装置的生产成本；同时由于在注液孔处设有单向阀，该单向阀只能允许电解液由容纳腔外通过注液孔向容纳腔内单向流通，而无法由容纳腔内通过注液孔向容纳腔外流通，从而在注液完成后，能够利用单向阀密封注液孔，以防止电解液漏出。
附图说明
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是本发明实施例公开的储能装置的结构示意图；
图2是本发明实施例公开的储能装置的分解结构示意图；
图3是本发明实施例公开的储能装置另一视角的分解结构示意图；
图4是本发明实施例公开的储能装置的俯视图；
图5是图4中的储能装置沿A-A方向的剖视图；
图6是图5中的M处的局部放大图；
图7是图4中的储能装置沿A-A方向的另一种剖视图；
图8是图7中的N处的局部放大图；
图9是本发明实施例公开的单向阀的结构示意图；
图10是本发明实施例公开的加强件的结构示意图；
图11是本发明实施例公开的集流盘的结构示意图；
图12是本发明实施例公开的集流盘的另一种结构示意图；
图13是本发明实施例公开的底盖的结构示意图。
主要附图标记说明
100-储能装置；1-壳体；11-容纳腔；12-第一端口；13-第二端口；2-电极组件；21-中心通道；3-顶盖；31-第一通孔；4-底盖；41-容纳槽；411-注液孔；5-单向阀；5a-第一表面；5b-第二表面；51-中间区域；52-边沿区域；6-过液间隙；7-加强件；71-第三表面；72-第四表面；73-缺口；8-集流盘；81-第二通孔；82-第三通孔；83-定位折边；83a-定位空间；84-支撑折边；85-焊接槽。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“中”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本发明及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。
并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本发明中的具体含义。
此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分（具体的种类和构造可能相同也可能不同），并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。
下面将结合实施例和附图对本发明的技术方案作进一步的说明。
本发明实施例公开了一种储能装置，其中，该储能装置可包括但不限于单体电池或由多个单体电池组成的电池模组、电池包、电池系统等。当该储能装置为单体电池时，其可为圆形电池或方形电池。具体地，请参阅图1至图3，储能装置100包括壳体1、电极组件2、顶盖3、底盖4和单向阀5，壳体1设有容纳腔11、连通于容纳腔11的第一端口12和第二端口13，第一端口12和第二端口13分别位于壳体1在第一方向(例如图1中的上下方向)上的两端，电极组件2内置于容纳腔11中，顶盖3覆盖于第一端口12以密封容纳腔11的第一端口12，且顶盖3设有与容纳腔11连通的第一通孔31，该第一通孔31用于连接吸气装置，从而能利用吸气装置将容腔中的气体吸走，底盖4覆盖于第二端口13以密封容纳腔11的第二端口13，且底盖4设有与容纳腔11连通的注液孔411，该注液孔411用于供电解液注入容纳腔11中，例如，注液孔411用于连接注液机，以使注液机能通过注液孔411向容纳腔11中注入电解液。单向阀5覆盖于注液孔411，且该单向阀5用于仅允许电解液由注液孔411向容纳腔11内单向流通，即在注液时，电解液只能由注液孔411向容纳腔11内流通，而无法由容纳腔11内向注液孔411流通至容纳腔11外，以防止电解液在注液完成后发生泄漏。
在本申请提供的储能装置100中，通过在顶盖3上设置第一通孔31，而在底盖4设置注液孔411，以在注液时，能利用吸气装置通过第一通孔31将容纳腔11中的气体吸走，以在容纳腔11中形成负压环境，从而在通过注液孔411向容纳腔11中注入电解液时，电解液能够在负压作用下，由注液孔411所在端向第一通孔31所在端流动，并与电极组件2充分接触浸润，以使电极组件2的各个位置能够得到充分浸润，并且在负压作用下，电解液能加速注入容纳腔11中，并进入电极组件2的内部，进而能大幅度缩短储能装置100的注液时间，提升储能装置100的注液效率，降低储能装置100的生产成本；同时由于在注液孔411处设有单向阀5，使得电解液只能由容纳腔11外通过第一通孔31向容纳腔11内单向流通，而无法由容纳腔11内通过第一注液孔411向容纳腔11外流通，从而在注液完成后，能够利用单向阀5密封注液孔411，以防止电解液漏出。
示例性地，该注液孔411设置于底盖4的中心位置，则注液孔411能对应电极组件2的中心设置，如此在注液时，电解液能够自电极组件2的中心位置或靠近电极组件2的中心位置向电极组件2的边缘浸润，避免电解液集中偏向电极组件2的某一位置浸润而导致电极组件2吸收电解液不均匀的情况，以确保注液均匀性，从而有利于缩短电极组件2的浸润时间，提高电极组件2的浸润效率。
其中，“单向阀5覆盖于注液孔411”可以理解为：单向阀5至少部分位于注液孔411中，且该单向阀5的外周侧面与注液孔411的孔壁密封连接，这样单向阀5可以覆盖于注液孔411；或者，单向阀5设置于所述电极组件2和底盖4之间，此时的单向阀5位于注液孔411外，但对应并覆盖注液孔411。
在本实施例中，单向阀5可以为膜片，也可以为包括阀座和与阀座连接的阀体的阀门。
示例性地，结合图4至图8所示，该单向阀5为膜片，且该单向阀5设置于电极组件2和底盖4之间，且单向阀5在受到电解液的冲击力时，单向阀5与底盖4之间形成有过液间隙6，其中，注液孔411能通过该过液间隙6与容纳腔11连通。也即是在注液时，单向阀5会受到经注液孔411注入的电解液的冲击力而被沿靠近电极组件2的方向(例如图6和图8中的向上方向)顶起，以使单向阀5与底盖4之间形成过液间隙6，从而使得注液孔411可以与容纳腔11保持连通，使得电解液可以从注液通孔涌入并通过该过液间隙6流入容纳腔11中，浸润电极组件2；而在注液完成后，将注液机的注液针拔出，单向阀5在自身重力的作用下，沿远离电极组件2的方向(例如图6和图8中的向下方向)移动，重新封闭注液孔411，以防止电解液漏出而造成电解液浪费的现象。
由于单向阀5的存在，使得经注液孔411注入的电解液能够先冲击单向阀5，以使单向阀5被向上(沿靠近电极组件2的方向)顶起，以与底盖4之间形成过液间隙6，使得电解液能够依次通过注液孔411、过液间隙6进入容纳腔11中，而且电解液在底盖4的朝向电极组件2的一表面呈中心向四周辐射状喷出并向上(沿靠近电极组件2的方向)浸润电极组件2，如此能够避免电解液直接冲击电极组件2，从而有利于降低因电解液直接冲击电极组件2而导致电极组件2受损的概率。
一些实施例中，电极组件2具有沿第一方向延伸的中心通道21，其中，该中心通道21对应注液孔411设置，则中心通道21也是对应单向阀5设置。单向阀5在第二方向上具有相背的第一表面5a和第二表面5b，该第一表面5a朝向电极组件2设置，单向阀5为第一表面5a的中部朝向电极组件2凸起，且第二表面5b的中部朝向第一表面5a凹陷的碗状结构。通过将单向阀5设计为上述朝向电极组件2凸起的碗状结构，在注液时，单向阀5的上表面(朝向电极组件2的一表面)呈凸包，刚好可以封堵电极组件2的中心通道21，避免电解液直接从中心通道21过流而直接到负压吸气的第一通孔31，从而影响电极组件2的浸润效果，以确保电极组件2的浸润效果；而在注液完成后，将注液机的注液针拔出，单向阀5不仅能够在自身重力作用下，还可以在中心通道21内的电解液的向下(沿远离电极组件2的方向)压力作用下，向下移动，确保单向阀5能够重新封闭注液通孔，提高单向阀5在注液完成后重新封闭注液孔411的可能性，以防止电解液漏出造成浪费。
由于单向阀5的上表面朝向电极组件2凸起设置，则单向阀5的上表面可以形成导流弧面或导流斜面，使得中心通道21内的电解液能够沿着导流弧面或导流斜面流动至单向阀5上表面的各个位置，避免中心通道21内的电解液集中滴落至单向阀5上表面的某一位置，而使得单向阀5上表面的某一位置磨损较严重而影响使用的情况；同时也有利于单向阀5受力均匀，避免单向阀5在向下(沿靠近底盖4的方向)移动时发生偏位而导致无法重新密封注液孔411的情况，以确保单向阀5能够重新封闭注液通孔，进一步提高单向阀5在注液完成后重新封闭注液孔411的可能性，以防止电解液漏出造成浪费。
一些实施例中，单向阀5可为弹性膜片，例如该单向阀5可为硅胶、橡胶、塑胶或泡棉制成的具有弹性的膜片。单向阀5采用弹性膜片，在注液时，单向阀5的外周圈能够被挤压向上(沿靠近电极组件2的方向)翻折，这样能够增大单向阀5和底盖4之间过液间隙6，从而能够增大电解液流入容纳腔11中的速率，提高注液效率。
进一步地，如图8和图9所示，该单向阀5包括中间区域51和连接于中间区域51的边沿区域52，边沿区域52环绕在中间区域51的外侧，且在第二方向上，边沿区域52的厚度小于中间区域51的厚度。通过将单向阀5的中间区域51设计的比较厚，可以提供较高的结构强度，避免注液时，注液冲击力过大导致呈碗状的单向阀5向上翻折后无法回弹，从而使得单向阀5失效而无法封闭注液孔411的情况；通过将单向阀5的边沿区域52设计的比较薄，其具有良好的贴合性能，可以更好的贴合于底盖4上表面临近注液孔411边缘的位置处，从而达到更好的密封效果，以防止电解液漏出造成浪费。同时，较厚的中间区域51和较薄的边缘区域，配合单向阀5的上表面朝向电极组件2凸起，以使单向阀5的上表面形成导流弧面或导流斜面的结构设计，确保中心通道21内的电解液能够沿着导流弧面或导流斜面流动至单向阀5的边沿区域52，使得单向阀5的边沿区域52能进一步更好的贴合于底盖4上表面临近注液孔411边缘的位置处，进一步达到更好的密封效果。
示例性地，中间区域51在第二方向上的厚度为2mm-4mm，例如2mm、2.2mm、2.5mm、2.8mm、3mm、3.4mm、3.5mm、3.7mm、3.9mm或4mm等，通过将中间区域51的厚度控制在2mm-4mm的范围内，能够在确保单向阀5具有较高的结构强度的同时，避免单向阀5的整体重量过重而导致注液时无法借助电解液将单向阀5向上顶起，从而使得注液孔411无法与容纳腔11连通的情况；和/或，边沿区域52在第二方向上的厚度为0.8mm-1.4mm，例如0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm或1.4mm等。通过将边沿区域52的厚度控制在0.8mm-1.4mm的范围内，既能使单向阀5的边沿区域52能更好的贴合于底盖4上表面临近注液孔411边缘的位置处，达到更好的密封效果；同时又能避免边沿区域52的厚度过厚，以在注液时，能借助电解液将边沿区域52向上翘起，以使边沿区域52离中间区域51越远的位置能和底盖4之间形成越大的过液间隙6，加速电解液通过该过液间隙6的速率，从而有利于提高注液速率。
一些实施例中，结合图8至图10所示，当单向阀5为弹性膜片时，储能装置100还包括加强件7，所述加强件7设置于电极组件2和单向阀5之间；且该加强件7在第三方向上具有相背的第三表面71和第四表面72，第三表面71朝向电极组件2设置，加强件7为第三表面71的中部朝向电极组件2凸起，且第四表面72的中部朝向第三表面71凹陷的碗状结构。一方面，能够利用形状与单向阀5形状相似的加强件7对弹性的单向阀5进行塑型，防止其过度向上翻折后无法回弹至原来的第一表面5a的中部朝向电极组件2凸起，且第二表面5b的中部朝向第一表面5a凹陷的碗状结构，而造成封闭注液孔411失效的情况；另一方面，因加强件7自身具有一定重量，在注液完成后，能够借助加强件7自身的重力，向下(沿远离电极组件2的方向)挤压单向阀5，从而使得单向阀5能更加紧密地贴合于注液孔411的边缘，进而有利于进一步提升密封效果，以防止电解液漏出造成浪费。
一些实施例中，结合图8至图11所示，储能装置100还包括集流盘8，所述集流盘8设置于电极组件2的靠近底盖4的一端，且该集流盘8设有供电解液通过的第二通孔81以及与电极组件2的中心通道21连通的第三通孔82，示例性地，第二通孔81可为多个。第二通孔81的设置，在注液时，使得电解液能够依次通过注液孔411、过液间隙6、第二通孔81流入至电极组件2；第三通孔82的设置，在注液完成后，中心通道21内的电解液能够通过第三通孔82流向单向阀5。集流盘8设置有定位折边83，定位折边83靠近第三通孔82设置，且定位折边83和集流盘8之间形成定位空间83a，加强件7至少部分容纳于定位空间83a中。这样在装配时，能够利用定位折边83圈出的定位空间83a限定出加强件7的安装位置，以便于将加强件7和单向阀5定位在与注液孔411对应的区域中，以确保在组装完成后，单向阀5能对应注液孔411设置并覆盖该注液孔411，同时还能避免加强件7和单向阀5四处移动而无法封闭注液孔411的情况。
作为一种可选的实施方式，如图11所示，定位折边83为多个，例如两个、三个、四个、五个或者更多个，多个定位折边83沿着第三通孔82的周向排列设置。设置多个定位折边83，能更加有效地限制加强件7和单向阀5在垂直于注液孔411的轴线方向的平面上发生移动，以确保单向阀5能有效地封闭注液孔411。示例性地，定位折边83的形状可为正方形或矩形等方形，且可以通过切割集流盘8，以形成一边与集流盘8连接，而另三边不与集流盘8连接的方形块，然后弯折方形块以使其凸设在集流盘8上，便可形成该定位折边83，这样的形成方式，主要是利用集流盘8自身的材料形成定位折边83，如此有利于节省材料成本，也能适当地减轻集流盘8的重量。当然，在其他实施例中，也可以是将定位折边83焊接在集流盘8上。
在此实施例方式中，当定位折边83为多个时，加强件7的周沿设置有至少一个缺口73，所述缺口73与其中一个定位折边83卡合连接，这样不仅能限制加强件7和单向阀5不能四处移动，同时还能限制加强件7和单向阀5不能绕注液孔411的轴线转动，从而确保加强件7和单向阀5能对应注液孔411设置，以确保单向阀5能封闭注液孔411，进而避免电解液泄漏；另外也便于加强件7安装设置。其中，“加强件7的周沿设置有至少一个缺口73”的意思是：加强件7的周沿可以设置有一个或者多个缺口73。当加强件7的周沿设置有多个缺口73，例如两个、三个、四个、五个或者更多个时，缺口73的数量和定位折边83的数量可以相等也可以不相等。当缺口73的数量和定位折边83的数量相等时，多个缺口73可以和多个定位折边83一一对应，且各个缺口73可以分别与对应的定位折边83卡合连接；而当缺口73的数量和定位折边83的数量不相等时，至少一个缺口73和其中一个定位折边83卡合连接，而其他缺口73和其他定位折边83错开设置。
作为另一种可选的实施方式，如图12所示，定位折边83为沿着第三通孔82的周向环绕一圈的闭环结构。如此也能更加有效地限制加强件7和单向阀5在垂直于注液孔411的轴线方向的平面上发生移动，以确保单向阀5能有效地封闭注液孔411。
一些实施例中，集流盘8的径向尺寸大于壳体1的径向尺寸，底盖4的径向尺寸等于壳体1的径向尺寸，集流盘8设置于底盖4和壳体1相互朝向的一面之间，且集流盘8、底盖4和壳体1一次焊接成型。这样使得底盖4与集流盘8的电连接区域扩大至整个壳体1的径向尺寸，有利于提升底盖4与集流盘8之间的过流能力。
进一步地，因为焊接区域变大且位于壳体1的侧壁，在储能装置100的随机跌落实验中，容易出现顶盖3朝下撞击地面的情况，壳体1内的电极组件2在惯性作用力下，带动集流盘8向远离底盖4的方向(即朝向顶盖3的方向)移动时，集流盘8因其径向尺寸大于壳体1的径向尺寸，集流盘8可以利用其自身结构与壳体1抵持，被限制继续朝向地面移动，避免焊缝区域出现裂纹，进一步提升焊接区域的结构强度。
而且在一次焊接工装时，底盖4、集流盘8与壳体1被治具夹持相互抵接定位，因为集流盘8的径向尺寸大于壳体1的径向尺寸，集流盘8能形成凸出于壳体1侧壁焊接圆周面的一圈凸环，从而方便激光焊头直接对准凸环加热；且在壳体1匀速转动形成一次焊接时，凸环最先受热熔化形成“熔顶”，即，凸环熔化后在重力作用下向两侧流动，填补底盖4与集流盘8之间的间隙，或者壳体1与集流盘8之间的间隙，并与随后熔化的底盖4、壳体1熔接在一起，进一步提升了焊接区域的结构强度和气密性。同时也正是因为凸环的“熔顶”作用，底盖4和壳体1接合面的加工精度要求降低，进而降低了储能装置100零部件的加工成本。
示例性地，该储能装置100可为圆柱形电池或方形电池，当储能电池为圆柱形电池时，壳体1、顶盖3、底盖4和集流盘8均为圆形，则壳体1的径向尺寸为壳体1的外径，底盖4的直径为底盖4的直径，集流盘8的径向尺寸为集流盘8的直径；当储能电池为正方形电池时，壳体1、顶盖3、底盖4和集流盘8均为正方形，则壳体1的径向尺寸为壳体1的边长，底盖4的径向尺寸为底盖4的边长，集流盘8的径向尺寸为集流盘8的边长；当储能电池为矩形电池时，壳体1、顶盖3、底盖4和集流盘8均为矩形，则壳体1的径向尺寸包括壳体1的长度和宽度，底盖4的径向尺寸包括底盖4的长度和宽度，集流盘8的径向尺寸包括集流盘8的长度和宽度，则集流盘8的长度大于壳体1的长度，且集流盘8的宽度大于壳体1的宽度，底盖4的长度等于壳体1的长度，且底盖4的宽度等于壳体1的宽度。
示例性地，集流盘8的径向尺寸比记壳体1的径向尺寸大0.5mm-2mm，例如0.5mm、0.7mm、1.0mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm或2mm等。通过将集流盘8的径向尺寸控制在比壳体1的径向尺寸大0.5mm-2mm的范围内，在焊接时，能确保集流盘8熔化形成足够的焊剂，去填补底盖4与集流盘8之间的间隙，或者壳体1与集流盘8之间的间隙，避免出现虚焊、假焊的现象，或者避免出现焊剂溢出的情况，从而有利于保证焊接质量。
一些实施例中，结合图9至图13所示，底盖4的朝向集流盘8的一面设有容纳槽41，其中，该容纳槽41的底面设有前述的注液孔411，集流盘8的周沿设有支撑折边84，该支撑折边84与容纳槽41的底面抵接，以支撑底盖4。加强件7和单向阀5均为容纳槽41中，利用支撑折边84支撑底盖4，有利于提高底盖4的结构强度，提高底盖4的承受能力，以减缓底盖4的背向集流盘8的一侧面在受到撞击时朝向集流盘8凹陷的程度，尽量避免挤压单向阀5和加强件7，这样可以对单向阀5和加强件7起到一定的保护作用。
进一步地，支撑折边84可为多个，例如两个、三个、四个、五个、六个、七个、八个或者更多个，多个支撑折边84沿着集流盘8的周沿排列设置。设置多个支撑折边84，有利于进一步提高底盖4的结构强度，进一步提高底盖4的承受能力。示例性地，支撑折边84的形状可为正方形或矩形等方形，且可以通过切割集流盘8，以形成一边与集流盘8连接，而另三边不与集流盘8连接的方形块，然后弯折方形块以使其凸设在集流盘8上，便可形成该支撑折边84，这样的形成方式，主要是利用集流盘8自身的材料形成支撑折边84，如此有利于节省材料成本，也能适当地减轻集流盘8的重量。当然，在其他实施例中，也可以是将支撑折边84焊接在集流盘8上。
一些实施例中，将集流盘8的朝向电极组件2的一侧与电极组件2的朝向集流盘8的一端进行焊接，示例性地，在集流盘8的背向电极组件2的一侧面设有多个焊接槽85，多个焊接槽85分别沿集流盘8的径向延伸设置，从而在焊接时，使激光器发射的激光透过焊接槽85的底面，以使集流盘8的朝向电极组件2的一侧与电极组件2的朝向集流盘8的一端进行激光焊接，而在激光器发射的激光穿设焊接槽85的底面将集流盘8焊接在电极组件2上的过程中，产生的焊渣将会收集在焊接槽85中，以避免焊渣掉落在壳体1中电极组件2所在的一侧而使电极组件2出现短路的现象。而且设置多个焊接槽85，能够使集流盘8和电极组件2之间能够具有多个焊接位，从而有利于提高集流盘8和电极组件2之间的焊接稳定性。
示例性地，焊接槽85可为三个，三个焊接槽85呈近似“品”字形排列设置在集流盘8上。第二通孔81位于集流盘8的位于相邻两个焊接槽85之间的位置。
本发明第二方面公开了一种用电设备，所述用电设备具有如前文所述的储能装置。可以理解的，具有前文所述的储能装置的用电设备，也能够带来相同或者类似的有益效果，具体可参照在储能装置的实施例的描述，此处就不再赘述。
其中，本申请实施例技术方案均适用于各种使用储能装置的用电设备，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、掌上电脑或笔记本电脑等。
以上对本发明实施例公开的一种储能装置及用电设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的储能装置及用电设备及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (15)
1.一种储能装置，其特征在于，所述储能装置(100)包括：
壳体(1)，所述壳体(1)设有容纳腔(11)、连通于所述容纳腔(11)的第一端口(12)和第二端口(13)，所述第一端口(12)和所述第二端口(13)分别位于所述壳体(1)在第一方向上的两端；
电极组件(2)，所述电极组件(2)收置于所述容纳腔(11)中；
顶盖(3)，所述顶盖(3)覆盖于所述第一端口(12)以密封所述容纳腔(11)的第一端口，且所述顶盖(3)设有与所述容纳腔(11)连通的第一通孔(31)；
底盖(4)，所述底盖(4)覆盖于所述第二端口(13)以密封所述容纳腔(11)的第二端口，且所述底盖(4)设有与所述容纳腔(11)连通的注液孔(411)，所述注液孔(411)用于供电解液注入所述容纳腔(11)中；以及
单向阀(5)，所述单向阀(5)覆盖于所述注液孔(411)，所述单向阀(5)用于仅允许所述电解液由所述注液孔(411)向所述容纳腔(11)内单向流通。
2.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于，所述单向阀(5)为膜片，所述单向阀(5)设置于所述电极组件(2)和所述底盖(4)之间，且所述单向阀(5)在受到所述电解液的冲击力时，所述单向阀(5)与所述底盖(4)之间形成有过液间隙(6)，其中，所述注液孔(411)通过所述过液间隙(6)与所述容纳腔(11)连通。
3.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于，所述电极组件(2)具有沿所述第一方向延伸的中心通道(21)，所述中心通道(21)对应所述注液孔(411)设置；
所述单向阀(5)在第二方向上具有相背的第一表面(5a)和第二表面(5b)，所述第一表面(5a)朝向所述电极组件(2)设置，所述单向阀(5)为所述第一表面(5a)的中部朝向所述电极组件(2)凸起，且所述第二表面(5b)的中部朝向第一表面(5a)凹陷的碗状结构。
4.根据权利要求3所述的储能装置，其特征在于，所述单向阀(5)为弹性膜片，所述单向阀(5)包括中间区域和连接于所述中间区域的边沿区域，所述边沿区域环绕在所述中间区域的外侧，且在所述第二方向上，所述边沿区域的厚度小于所述中间区域的厚度。
5.根据权利要求4所述的储能装置，其特征在于，所述中间区域在所述第二方向上的厚度为2mm-4mm，和/或，所述边沿区域在所述第二方向上的厚度为0.8mm-1.4mm。
6.根据权利要求3所述的储能装置，其特征在于，所述单向阀(5)为弹性膜片，所述储能装置(100)还包括加强件(7)，所述加强件(7)设置于所述电极组件(2)和所述单向阀(5)之间；
所述加强件(7)在第三方向上具有相背的第三表面(71)和第四表面(72)，所述第三表面(71)朝向所述电极组件(2)设置，所述加强件(7)为所述第三表面(71)的中部朝向所述电极组件(2)凸起，且所述第四表面(72)的中部朝向第三表面(71)凹陷的碗状结构。
7.根据权利要求6所述的储能装置，其特征在于，所述储能装置(100)还包括集流盘(8)，所述集流盘(8)设置于所述电极组件(2)的靠近所述底盖(4)的一端，所述集流盘(8)设有供所述电解液通过的第二通孔(81)以及与所述中心通道(21)连通的第三通孔(82)；
所述集流盘(8)设置有定位折边(83)，所述定位折边(83)靠近所述第三通孔(82)设置，所述定位折边(83)和所述集流盘(8)之间形成定位空间(83a)，所述加强件(7)至少部分容纳于所述定位空间(83a)中。
8.根据权利要求7所述的储能装置，其特征在于，所述定位折边(83)为多个，多个所述定位折边(83)沿着所述第三通孔(82)的周向排列设置；或者，
所述定位折边(83)为沿着所述第三通孔(82)的周向环绕一圈的闭环结构。
9.根据权利要求8所述的储能装置，其特征在于，当所述定位折边(83)为多个时，所述加强件(7)的周沿设置有至少一个缺口(73)，所述缺口(73)与其中一个所述定位折边(83)卡合连接。
10.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于，所述储能装置(100)还包括集流盘(8)，所述集流盘(8)设有供所述电解液通过的第二通孔(81)，且所述集流盘(8)的径向尺寸大于所述壳体(1)的径向尺寸，所述底盖(4)的径向尺寸等于所述壳体(1)的径向尺寸，所述集流盘(8)设置于所述底盖(4)和所述壳体(1)相互朝向的一面之间，且所述集流盘(8)、所述底盖(4)和所述壳体(1)一次焊接成型。
11.根据权利要求10所述的储能装置，其特征在于，所述集流盘(8)的径向尺寸比所述壳体(1)的径向尺寸大0.5mm-2mm。
12.根据权利要求10所述的储能装置，其特征在于，所述底盖(4)的朝向所述集流盘(8)的一面设有容纳槽(41)，所述容纳槽(41)的底面设有所述注液孔(411)，所述集流盘(8)的周沿设有支撑折边(84)，所述支撑折边(84)与所述容纳槽(41)的底面抵接。
13.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于，所述储能装置(100)还包括集流盘(8)，所述集流盘(8)设置于所述电极组件(2)的靠近所述底盖(4)的一端，所述集流盘(8)的背向所述电极组件(2)的一侧面设有多个焊接槽(85)，所述多个焊接槽(85)分别沿所述集流盘(8)的径向延伸设置；
所述集流盘(8)的位于相邻两个所述焊接槽(85)之间的位置设有第二通孔(81)，所述第二通孔(81)用于供所述电解液通过。
14.根据权利要求1-13任一项所述的储能装置，其特征在于，所述注液孔(411)设置于所述底盖(4)的中心位置。
15.一种用电设备，其特征在于，所述用电设备具有如权利要求1-14任一项所述的储能装置。
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