CN116722326A - 电池、电池组、用电设备和电池的制造方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电池领域,特别涉及一种电池、电池组、用电设备和电池的制造方法。本发明的电池,包括:转接部件,包括用于与电极组件电连接的第一转接部和用于与电极端子电连接的第二转接部,第一转接部沿折痕相对于第二转接部呈折叠状态;其中,折痕位于第一转接部的第一端面和第二端面之间;转接部件处于展开状态时,第二端面和第一端面沿长度方向排列设置。基于此,有利于减少转接部件对电极组件端面的遮挡,提高浸润效率。
Description
本申请是申请号为“202010274181.2”、申请日为2020年4月9日、发明名称为“电池、电池组、用电设备和电池的制造方法”的专利申请的分案申请。
技术领域
本发明涉及电池领域,特别涉及一种电池、电池组、用电设备和电池的制造方法。
背景技术
由于具有能量密度高、功率密度高、循环使用次数多、存储时间长等优点,圆柱锂离子电池等二次电池在电动车辆(如电动汽车、电动三轮车或电动自行车)等中被广泛应用。
在圆柱锂离子电池等二次电池中,电解液需要经由电芯端面进入电芯极片之间,实现浸润过程。
相关技术中,电池的浸润效率仍有待提高。
发明内容
本发明旨在提供一种电池、电池组、用电设备和电池的制造方法,以提高电池的浸润效率。
本发明所提供的电池,包括:
转接部件,包括用于与电极组件电连接的第一转接部和用于与电极端子电连接的第二转接部,第一转接部沿折痕相对于第二转接部呈折叠状态;
其中,折痕位于第一转接部的第一端面和第二端面之间;
转接部件处于展开状态时,第二端面和第一端面沿长度方向排列设置。
在一些实施例中,第一转接部的靠近第二转接部的一侧设有第一缺口,折痕延伸至第一缺口。
在一些实施例中,转接部件处于展开状态时,第一缺口沿长度方向或者与长度方向相交的方向延伸。
在一些实施例中,第二端面相对于第一端面远离第二转接部,沿着由第一端面至第二端面的方向,第一缺口向转接部件的宽度方向的中部倾斜。
在一些实施例中,第一缺口包括弧形缺口部,弧形缺口部的轮廓呈弧形。
在一些实施例中,第一转接部包括凸出部,凸出部沿转接部件的宽度方向凸出于第二转接部。
在一些实施例中,第一转接部包括连接部,连接部用于与电极组件连接,转接部件处于展开状态时,沿由第一转接部至第二转接部的方向,连接部凸出于折痕。
在一些实施例中,沿注液孔的轴向,转接部件的投影与注液孔的投影不重叠,注液孔用于注入电解液。
在一些实施例中,沿注液孔的轴向,转接部件的投影与孔塞的投影不重叠,孔塞伸入注液孔中并从注液孔的靠近电极组件的一侧穿出。
在一些实施例中,电池还包括防护件,防护件用于防止孔塞与转接部件接触。
在一些实施例中,电池还包括第一绝缘件,第一绝缘件位于电池的端盖的靠近电极组件的一侧,第一绝缘件包括绝缘本体和限位环,限位环相对于绝缘本体向靠近电极组件的方向凸出,并设置于转接部件的外围,以防止转接部件与电池的壳体接触。
在一些实施例中,限位环设置于电极组件的极耳的靠近端盖的一端的外围。
在一些实施例中,电池包括端盖,端盖包括本体部、第一凸台和第二凸台,第一凸台由本体部朝电极组件一侧凸出,第二凸台由第一凸台朝电极组件一侧凸出,注液孔贯通第一凸台和第二凸台。
本发明所提供的电池组,包括本发明的电池。
本发明所提供的用电设备,包括本发明的电池组,电池组用于提供电能。
本发明所提供的电池的制造方法,包括以下步骤:
将第一转接部相对于第二转接部在第一转接部的第一端面和第二端面之间发生弯折。
通过使第一转接部和第二转接部之间的折痕位于第一转接部131的沿长度方向的第一端面和第二端面之间,有利于减少转接部件对电极组件端面的遮挡,提高浸润效率。
通过以下参照附图对本发明的示例性实施例进行详细描述,本发明的其它特征及其优点将会变得清楚。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述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性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1示出本发明一些实施例中用电装置的结构示意图。
图2示出图1中电池组的爆炸图。
图3示出图2中电池的立体图。
图4示出图3中电池的爆炸图。
图5示出图4中与第一极耳对应的顶盖组件的立体图。
图6示出图5所示顶盖组件在转接部件处于展开状态时的爆炸图。
图7示出图6中转接部件处于展开状态时的侧视图。
图8示出图7中转接部件第一转接部、第二转接部和第三转接部发生相对弯折时的示意图。
图9示出图7中转接部件处于折叠状态时的示意图。
图10示出图6中转接部件处于展开状态时的俯视图。
图11示出图10的I局部放大示意图。
图12示出图6中第一绝缘件的立体图。
图13示出图6中端盖的立体图。
图14示出图3中电池的仰视图。
图15示出图14在A-A处剖切时的局部示意图。
图16示出图15的II局部放大示意图。
图17示出图14在B-B处剖切时的局部示意图。
图18示出图14在C-C处剖切时的局部示意图。
图19示出本发明另一些实施例中与第一极耳对应的顶盖组件的立体图。
图20示出图19中顶盖组件的爆炸图。
图21示出图20中转接部件的仰视图。
图22示出图21所示转接部件处于展开状态时的俯视图。
图23示出图22的III局部放大图。
图24示出本发明实施例中电池的制造方法。
图中:
100、用电设备;101、设备本体;102、电池组;102a、箱体;102b、套筒;102c、第一箱盖;102d、第二箱盖;
10、电池;
1、端盖组件;
11、端盖;11a、电极引出孔;11b、注液孔;11c、容置槽;111、本体部;112、第一凸台;113、第二凸台;
12、电极端子;
13、转接部件;131、第一转接部;131a、凹槽;131b、通孔;131c、折痕;131d、第一缺口;131e、第一端面;131f、第二端面;131i、弧形缺口部;131j、第一缺口段;131h、凸出部;13d、连接部;13e、第三缺口;132、第二转接部;132a、第二缺口;133、第三转接部;133a、第一连接孔;
141、孔塞;142、封堵件;143、防护件;
15、第一绝缘件;151、绝缘本体;151a、第二连接孔;151b、配合槽;151c、配合孔;152、限位环;152a、伸出口;153、支撑部;
16、第二绝缘件;161、第三连接孔;
17、连接块;171、第四连接孔;
18、防爆阀;
19、密封圈;
2、电极组件;21、极耳;21a、第一极耳;21b、第二极耳;22、电芯本体;
3、壳体;31、空腔。
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,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的,决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有开展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。
对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论,但在适当情况下,所述技术、方法和设备应当被视为授权说明书的一部分。
在本发明的描述中,需要理解的是,使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件,仅仅是为了便于对相应零部件进行区别,如没有另行声明,上述词语并没有特殊含义,因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
此外,下面所描述的本发明不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。
电池一般包括壳体、电极组件、电极端子和转接部件等。电极组件设置在壳体内部,并通过转接部件与电极端子电连接。电极端子露出于壳体外部,用于与外部电路电连接。
电解液被注入壳体中,并进入电极组件的极片之间,与极片上的活性物质发生电化反应,产生充放电过程。
将电解液进入电极组件的过程,称为浸润过程,电解液进入电极组件的快慢,称为浸润效率。
在实践本发明的过程中,发明人发现,在一些圆柱锂离子电池等电池中,转接部件被构造为可弯折的,而相关技术中,弯折后的转接部件对电极组件端面的遮挡较多,影响浸润效率。
基于上述发现,本发明对电池的结构进行改进,以提高电池的浸润效率。
图1-24示例性地示出本发明用电设备、电池组和电池的结构及电池的制造方法。
为了在接下来能够清楚地描述各方位,首先利用图2中的坐标系对各方向进行定义,坐标轴L表示第一方向,为转接部件13处于展开状态时,第一转接部131和第二转接部132的排列方向,同时,在一些实施例中,也是转接部件13处于展开状态时的长度方向;坐标轴H表示第二方向,垂直于第一方向L和第三方向W,为转接部件13处于折叠状态时,第一转接部131和第二转接部132的堆叠方向,同时,在一些实施例中,也是电池组102的高度方向,转接部件13的厚度方向,以及电池10的轴向;坐标轴W表示第三方向,垂直于第一方向L和第二方向H,同时,在一些实施例中,也是转接部件13的宽度方向。
然而,应当理解,前述方位定义仅是为了便于描述本发明和简化描述,在未作相反说明的情况下,这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
参照图1,本发明提供一种使用电池组102作为电源的用电设备100。其中,用电设备100包括设备本体101和电池组102。电池组102设置于设备本体101上,用于提供电能。
用电设备100例如为车辆、船舶、小型飞机等移动设备,其包括动力源,动力源包括电池组102,电池组102用于提供电能,为用电设备100提供驱动力。一些实施例中,用电设备100的驱动力全部为电能,此时动力源仅包括电池组102。另一些实施例中,用电设备100的驱动力包括电能和其他能源(例如机械能),此时动力源包括电池组102和发动机等其他动力设备。参照图1,以车辆为例,一些实施例中,用电设备100为新能源车,该新能源车例如为纯电动汽车、混合动力汽车、增程式汽车、电动三轮车或两轮电动车等。
另外,用电设备100也可以为电池柜等储能设备,其包括电池组102,电池组102的数量为一个、两个或多个,从而使得该电池柜能够输出电能。
因此,只要包括电池组102的用电设备100均在本发明的保护范围内。
其中,参照图2,电池组102包括箱体102a和电池10,电池10容纳于箱体102a中。
箱体102a包括套筒102b、第一箱盖102c和第二箱盖102d。套筒102b例如为铝壳,其内部中空,且其沿第二方向H彼此相对的两端均敞开。第一箱盖102c和第二箱盖102d分别盖合于套筒102b的沿第二方向H相对的两端,对套筒102b的沿第二方向H相对的两端进行封闭,使得箱体102a内部形成密闭空间,以收纳电池10等。这里的封闭指盖住或关闭,可以是密封,也可以是非密封。
在应用于两轮电动车等用电设备10上时,一般,第一箱盖102c在上,第二箱盖102d在下,即,第一箱盖102c为顶盖,第二箱盖102d为底盖。使用时,通过开合第一箱盖102c,来对电池10等位于箱体102a内部的结构部件进行维护或更换等。
箱体102a的形状可以多样,例如,参照图2,一些实施例中,箱体102a整体呈立方体形。其中,套筒102b呈中空且两端敞开的立方体形,其包括依次首尾相接的四块侧板,这四块侧板围合形成空腔,且相邻的两块侧板之间彼此垂直。套筒102b的高度方向沿着第二方向H。第一箱盖102c的形状与套筒102b顶端开口的形状相匹配。第二箱盖102d的形状则与套筒102b底端开口的形状相匹配。
电池10容置于箱体102a中,为电池组102的核心结构部件,用于提供电能。电池10的数量可以为一个、两个或多个。例如,参照图2,一些实施例中,箱体102a中设有多个电池10,以提供更多的电能。
参照图2-4,电池10例如为圆柱电池,其轴向沿着第二方向H,且其包括壳体3、电极组件2和端盖组件1等。
壳体3内部设有空腔31,用于容置电极组件2等。在圆柱电池中,壳体3被构造为圆柱形。
电极组件2设置于壳体3的空腔31内,例如由第一极片、第二极片及位于第一极片和第二极片之间的绝缘隔片一同堆叠或卷绕形成。第一极片和第二极片中的一个为正极片,另一个为负极片,且二者均具有涂覆有活性物质的第一部分和由第一部分向外延伸的未涂覆活性物质的第二部分。具体地,参照图4,电极组件2包括电芯本体22和极耳21。其中,电芯本体22上涂覆有活性物质,与第一极片和第二极片的第一部分相应,用于产生电能。极耳21位于电芯本体22的端部,由电芯本体22向外侧延伸,且极耳21上未涂覆活性物质,与第一极片和第二极片的第二部分相应,用于将电芯本体22所产生的电能向外传递。
极耳21一般包括第一极耳21a和第二极耳21b,第一极耳21a和第二极耳21b中的一个用作正极耳,且另一个用作负极耳。参照图4,一些实施例中,第一极耳21a和第二极耳21b分别位于电池本体22的沿第二方向H的相对两端。并且,参照图4,一些实施例中,第一极耳21a和第二极耳21b向电极组件2的中心靠拢。
端盖组件1设置于壳体3的端部,用于封闭空腔31,以保护电极组件2,并密封壳体3。在第一极耳21a和第二极耳21b分别位于电池本体22的沿第二方向H的相对两端时,电池10包括两个端盖组件1,这两个端盖组件1分别盖合于壳体31的沿第二方向H的相对两端,分别与第一极耳21a和第二极耳21b相对应,例如分别称为第一端盖组件和第二端盖组件,以便于区分。
参照图3-6以及图19-20,一些实施例中,端盖组件1包括端盖11、电极端子12和转接部件13等。
端盖11封闭壳体3的端部开口。参照图4,一些实施例中,第一端盖组件和第二端盖组件的端盖11结构并不完全相同。例如,一些实施例中,第一端盖组件的端盖11上设有用于供电解液注入的注液孔11b,而第二端盖组件的端盖11上并未设置注液孔11b,而是设有防爆阀18。当然,另一些实施例中,也可以第二端盖组件的端盖11上设有注液孔11b,而第一端盖组件的端盖11上设有防爆阀18。
电极端子12设置于端盖11上,并通过转接部件13与电极组件2电连接,用于实现电极组件2与外部电路的电连接。其中,参照图6和图13,一些实施例中,端盖11上设有电极引出孔11a,电极端子12伸入电极引出孔11a中,实现与端盖11的连接。具体地,端盖11上例如设有两个电极引出孔11a,这两个电极引出孔11a分别与两个电极端子12一一对应,即,两个电极端子12分别伸入两个电极引出孔11a中。并且,参照图6和图18,一些实施例中,每个电极引出孔11a中还设有密封圈19,以实现电极端子12与端盖11之间的密封。
转接部件13设置于端盖11的靠近电极组件2的一侧,用于电连接电极组件2与电极端子12。在电池10为圆柱电池等情况下,转接部件13被构造为可折叠的,换句话说,转接部件13具有展开状态和折叠状态,其中,未被组装成电池10成品时,转接部件13处于展开状态,而在组装成电池10成品后,转接部件13则处于折叠状态。
例如,参照图5-11以及图21-23,一些实施例中,转接部件13包括第一转接部131和第二转接部132。第一转接部131用于与电极组件2(具体为极耳21)电连接。第二转接部132用于与电极端子12电连接。在转接部件13处于展开状态时,第一转接部131和第二转接部132沿着第一方向L排列。并且,第一转接部131相对于第二转接部132可弯折,二者弯折后形成折痕131c,即第一转接部131和第二转接部132在折痕131c处相对弯折。第一转接部131沿折痕131c相对于第二转接部132弯折后,第一转接部131和第二转接部132之间呈折叠状态。参照图15,处于折叠状态时,第一转接部131覆盖在电极组件2的端面上,而第二转接部132则叠置于第一转接部131的远离电极组件2的一侧。
参照图10和图22,一些实施例中,转接部件13被构造为转接片,其第一转接部131大致呈盘形,第二转接部132大致呈长条形。
继续参照图10和图22,一些实施例中,第一转接部131在第三方向W上凸出于第二转接部132,即第一转接部131的宽度大于第二转接部132的宽度。
具体地,继续参照图10和图23,第一转接部131包括凸出部131h,凸出部131h沿着第三方向W凸出于第二转接部132。更具体地,两个凸出部131h分别位于第二转接部132的沿第二方向W的两侧。其中,凸出部131h包括沿第一方向L相对的第一端面131e和第二端面131f,即第一端面131e和第二端面131f沿第一方向(即,长度方向)L排列。并且,第二端面131f相对于第一端面131e远离第二转接部132。
当然,在未图示的其他实施例中,第一转接部131也可以在第三方向W上不凸出于第二转接部132,即第一转接部131的宽度小于或等于第二转接部132的宽度。
相关技术中,折痕131c位于第一端面131e的远离第二端面131f的一侧,或者位于第一端面131e处。这种情况下,弯折后的转接部件13,其第一转接部131的位于第一端面131e和第二端面131f之间的部分全部覆盖于电极组件2的端面上,对电极组件2的遮挡较多,导致电解液由电极组件2端面进入电极组件2内部的速度较慢,影响电池10的浸润效率。
而与相关技术不同,在本发明中,如图10和图22所示,转接部件13处于展开状态时,折痕131c位于第一端面131e和第二端面131f之间。这样,转接部件13处于折叠状态时,第一转接部131的位于第一端面131e和第二端面131f之间的部分不再全部对电极组件2的端面形成遮挡,而是第一端面131e与折痕131c之间的部分因被弯折,而不再对电极组件2的端面形成遮挡,因此,有利于加快电解液的浸润速度,提高电池10的浸润效率。
另外,使折痕131c位于第一端面131e和第二端面131f之间,还有利于缩短第二转接部132的沿第一方向L的尺寸(即长度),减小电池10的电阻。
同时,折痕131c位于第一端面131e和第二端面131f之间,也方便实现转接部件13对注液孔11b的避让,有利于提高注液效率。
相关技术中,折痕131c位于第一端面131e的远离第二端面131f的一侧,或者与第一端面131e大致平齐,导致弯折之后,转接部件13的一部分恰好位于注液孔11b的正下方,这就导致注液过程中,转接部件13会对经由注液孔11b注入的电解液形成阻挡,影响注液效率。
而本发明通过使折痕131c位于第一端面131e和第二端面131f之间,则便于使转接部件13折叠后不再恰好位于注液孔11b下方,从而减少转接部件13在注液过程中对电解液的阻挡,提高注液效率。
例如,参照图5,一些实施例中,第一转接部131沿折痕131c相对于第二转接部132弯折后,沿注液孔11b的轴向,转接部件13的投影与注液孔11b的投影不重叠,换句话说,弯折之后(即转接部件13处于折叠状态时),注液孔11b在与第二方向H垂直的表面上的投影与转接部件13不重叠。这样,在注液孔11b的径向上,转接部件13能够避让注液孔11b,减少注液过程中对电解液的阻挡,方便电解液经由注液孔11b更顺畅地注入壳体3中,从而提高注液效率。
而作为使折痕131c位于第一端面131e和第二端面131f之间的一种实施方式,参照图5、图6、图10和图19-23,一些实施例中,第一转接部131上设有至少一个第一缺口131d,至少一个第一缺口131d位于折痕131c的沿第三方向W的至少一侧。其中,第一缺口131d设置于第一转接部131的靠近第二转接部132的一侧。折痕131c延伸至第一缺口131d。这样,在第一缺口131d的作用下,第一转接部131和第二转接部132能够更方便准确地在位于第一端面131e和第二端面131f之间的折痕131c处发生相对弯折。
具体地,参照图10和图22,一些实施例中,第一转接部131的靠近第二转接部132的一侧设有两个第一缺口131d,这两个第一缺口131d分别位于折痕131c的沿第三方向W的两侧,即折痕131c的沿第三方向W的两端分别设有一个第一缺口131d。并且,折痕131c的两端(具体为沿第三方向W的两端)分别延伸至两个第一缺口131d。其中,两个第一缺口131d例如对称地设置于折痕131c的沿第三方向W的两侧。基于此,相对弯折过程中,第一转接部131和第二转接部132之间更加不容易发生偏斜。
其中,参照图10-11,一些实施例中,在转接部件13处于展开状态时,第一缺口131d沿着第一方向L延伸,或者,参照图22-23,另一些实施例中,在转接部件13处于展开状态时,第一缺口131d沿着与第一方向L相交的方向延伸。
并且,继续参照图22-23,在第一缺口131d沿着与第一方向L相交的方向延伸的情况下,一些实施例中,沿着由第一端面131e至第二端面131f的方向,第一缺口131d向转接部件13的第三方向W的中部倾斜。这样,折痕131c处的宽度较小,更方便第一转接部131和第二转接部132在折痕131c处发生相对弯折。
第一缺口131d的具体形状可以多样。
例如,参照图11,一些实施例中,第一缺口131d的轮廓线均为直线,且第一缺口131d的各段宽度基本一致。
再例如,参照图22-23,另一些实施例中,第一缺口131d包括弧形缺口部131i,弧形缺口部131i的轮廓呈弧形。其中,弧形缺口部131i例如位于第一缺口131d的靠近第二端面131f的一端,也即第一缺口131d的靠近第二端面131f的部分被构造为弧形缺口部131i。这样,不仅方便第一缺口131d的加工,还有利于减小应力集中,改善转接部件13的受力状态,增强转接部件13的承载能力。具体地,继续参照图22-23,一些实施例中,第一缺口131d还包括第一缺口段131j,第一缺口段131j和弧形缺口部131i沿着由第一端面131e至第二端面131f的方向依次连通,且第一缺口段131j被构造为非弧形缺口部。此时弧形缺口部131i也可称为第二缺口段。其中,沿着由第一端面131e至第二端面131f的方向,第一缺口段131j的沿第三方向W的尺寸(即宽度)逐渐变小。第一缺口段131j和弧形缺口部131i的连接处例如设有圆角,以进一步改善应力集中现象。
另外,参照图5-11以及图19-23,一些实施例中,转接部件13还包括第三转接部133,第二转接部132通过该第三转接部133与电极端子12电连接。并且,第二转接部132相对于第三转接部133可弯折,此时,第二转接部132相对于第一转接部131和第三转接部133均可弯折。这样,在转接部件13处于展开状态时,第三转接部133连接于第二转接部132的远离第一转接部131的一端,换句话说,第一转接部131、第二转接部132和第三转接部133沿着第一方向L排列,并依次连接;而在转接部件13处于折叠状态时,第一转接部131覆盖在电极组件2的端面上,而第二转接部132则叠置于第一转接部131的远离电极组件2的一侧,且第三转接部133叠置于第二转接部132的远离电极组件2的一侧,即第二转接部132和第三转接部133沿着远离电极组件2的方向依次叠置于第一转接部131的远离电极组件2的一侧。
其中,参照图5-11以及图19-23,一些实施例中,第一转接部131上设有通孔131b和连接部13d。
通孔131b沿着第二方向H贯穿第一转接部131,一方面方便定位,另一方面方便电解液流过。在组装过程中,可以基于通孔131b来确定转接部件13与电极组件2在第一方向L和第三方向W上的相对位置关系,例如,通孔131b可以与电极组件2的卷绕中心对齐。同时,在电解液注入过程中,电解液可以经由通孔131b流向电极组件2,提高浸润效率及注液效率。
连接部13d用于与电极组件2连接,即,第一转接部131通过连接部13d与电极组件2连接。连接部13d与电极组件2之间可以采用焊接或铆接等方式连接。
连接部13d例如为第一转接部131的向电极组件2一侧凸出的凸台,以进一步方便连接部13d与极耳21的焊接。此时,连接部13d例如冲压形成,冲压之后,第一连接部131的远离电极组件2的表面形成凹槽131a,连接部13d与凹槽131a在转接部件13的厚度方向上对应设置。凹槽131a例如呈V字形。
继续参照图5-11以及图19-23,一些实施例中,连接部13d的至少部分位于凸出部131h上,即在第三方向W上,连接部13d也凸出于折痕131c。
另外,参照图10和图22,一些实施例中,所述转接部件13处于展开状态时,沿由第一转接部131至第二转接部132的方向,也即沿由第二端面131f至第一端面131e的方向,凹槽131a凸出于折痕131c,由于连接部13d与凹槽131a相应,因此,连接部13d也凸出于折痕131c,换句话说,在第一方向L上,连接部13d延伸至折痕131c的靠近第一端面131e的一侧。这样,既能使折痕131c位于第一端面131e和第二端面131f之间,提高浸润效率,也有利于使连接部13d与极耳21之间具有较大的连接面积,增强连接部13d与极耳21之间的连接可靠性,提高电池10的过流能力。
具体地,参照图5和图21,一些实施例中,第一转接部131上设有两个连接部13d,这两个连接部13d对称地设置于第一转接部131上,例如设置于第一转接部131上,并关于通孔131b对称布置。
此外,参照图10和图22,一些实施例中,第一转接部131的两个凸出部131h的第二端面131f之间设有第三缺口13e,该第三缺口13e沿着由第二端面131f向第一端面131e的方向凹陷。该设置的好处在于,一方面,对于第一端盖组件而言,有利于减少第一转接部131对电极组件2端面的遮挡,提高浸润效率,另一方面,对于第二端盖组件而言,该第三缺口13e位于防爆阀18的靠近电极组件2的一侧,方便高压气体作用于防爆阀18,使防爆阀18更可靠地在预定压力下开启。
参照图6、图10、图18和图22,一些实施例中,第三转接部133上设有第一连接孔133a,第一连接孔133a与电极端子12一一对应,电极端子12穿过第一连接孔133a,实现第三转接部133与电极端子12的连接。第三转接部133例如也被构造为盘形,具有大于第二转接部132的宽度。
而为了方便第三转接部133与第二转接部132相对弯折,参照图10和图22,一些实施例中,第三转接部133和第二转接部132的连接处设有第二缺口132a。第二缺口132a例如由第二转接部132的沿第三方向W的边缘向第二转接部132的沿第三方向W的中部延伸,即第二缺口132a由第二转接部132的沿第三方向W的边缘向第二转接部132的沿第三方向W的中部凹陷。并且,参照图10和图22,一些实施例中,第二转接部132的沿第三方向W的两侧分别设有一个第二缺口132a,即,两个第二缺口132a设置于第二转接部132的沿第三方向W的两侧。这样,第三转接部133与第二转接部132能够在第二缺口132a处更方便地发生相对弯折。
另外,参照图6和图20,一些实施例中,端盖组件1还包括第一绝缘件15、第二绝缘件16、连接块17和孔塞141等。
其中,第一绝缘件15和第二绝缘件16分别位于端盖11的靠近和远离电极组件2的一侧,起到绝缘作用,以降低短路风险。
第一绝缘件15和第二绝缘件16例如由塑胶等绝缘材料制成。
参照图12,一些实施例中,第一绝缘件15包括绝缘本体151和设置在绝缘本体151上的限位环152和支撑部153。
与圆柱电池的整体形状相适应,绝缘本体151大致呈圆形。并且,参照图6、图12和图18,绝缘本体151上设有第二连接孔151a,电极端子12穿过第二连接孔151a。第二连接孔151a与电极端子12一一对应。
限位环152用于限制转接部件13等的横向位移(即在垂直于第二方向H的平面内的位移),以降低短路风险。参照图5、图12、图16和图19,限位环152相对于绝缘本体151向靠近电极组件2的方向凸出,并设置于转接部件13的外围,以防止转接部件13与壳体3接触,以免在电池10晃动、转接部件13折偏等情况下,转接部件13与壳体3发生接触,引发短路问题。
具体地,参照图5、图15-16和图19,限位环152的内径大于处于折叠状态的转接部件13的沿第一方向L和第三方向W的最大尺寸,且限位环152由绝缘本体151向电极组件2一侧延伸至第一转接部131的靠近电极组件2的一侧,使限位环152围设于第一转接部131的外围。这样,处于折叠状态的转接部件13,其整体均位于限位环152所限定的范围内,使得限位环152能够对转接部件13的横向位移起到一定的限制作用,防止转接部件13因横向位移过大,而与壳体3发生接触。
更具体地,参照图16,一些实施例中,限位环152不仅延伸至第一转接部131靠近电极组件2的一侧,还进一步延伸至极耳21的靠近端盖11的一端,此时,限位环152不仅围设于转接部件13的外围,还围设于极耳21的靠近端盖11的一端的外围,从而限位环152能在限制转接部件13横向位移的同时,对电极组件2的横向位移也起到一定的限制作用,防止电极组件2因横向位移过大,而与壳体3发生接触,造成短路问题,并防止极耳21a向壳体3发生弯折而造成短路的问题。
其中,参照图12,一些实施例中,限位环152被构造为一段连续的圆环,但同时,限位环152为非封闭的圆环,限位环152的两自由端之间设有伸出口152a,供处于展开状态的转接部件13的第二转接部132伸出。基于此,限位环152既能可靠地限制转接部件13等的横向位移,降低短路风险,同时还能方便转接部件13先以展开状态组装至端盖组件1中,之后再进行折叠。
支撑部153用于限制电极组件2等的纵向位移(即沿第二方向H的位移),防止电极组件2纵向位移过大,影响电池10的性能及使用安全性。参照图12和图18,支撑部153相对于绝缘本体151向靠近电极组件2的方向凸出,并支撑于绝缘本体151与第一转接部131之间。这样,支撑部153通过与第一转接部131抵接,而限制电极组件2的纵向位移,有利于减少电极组件2的晃动,使电池10能够更加安全可靠地工作。
具体地,参照图12,一些实施例中,支撑部153被构造为弧形段,此时,支撑部153与第一转接部131的接触面积较大,从而能够更可靠地限制电极组件2的纵向位移。
另外,参照图12,一些实施例中,绝缘本体151上设有两个支撑部153,这两个支撑部153例如相对地布置于第二转接部132的两侧,以更平稳地对第一转接部131进行抵接限位。
第二绝缘件16和连接块17设置于端盖11上,并沿着远离电极组件2的方向依次布置,即,第二绝缘件16位于连接块17与端盖11之间,用于实现端盖11与连接块17之间的绝缘。参照图6,第二绝缘件16和连接块17上分别设有第三连接孔161和第四连接孔171。第三连接孔161和第四连接孔171均与电极端子12一一对应地设置。电极端子12从电极引出孔11a中伸出,并依次穿过第三连接孔161和第四连接孔171,实现与第二绝缘件16和连接块17的连接。
孔塞141用于密封注液孔11b。如图16所示,孔塞141伸入注液孔11b中,并从注液孔11b的靠近电极组件2的一侧穿出。注液完成后,孔塞141被塞入注液孔11b中,以防止注入的电解液从注液孔11b处流出,发生泄露。
同时,参照图6以及图15-17,一些实施例中,端盖组件1还包括封堵件142,封堵件142设置于端盖11上,并封堵注液孔11b的远离电极组件2的轴向端面。例如,封堵件142设置于孔塞141的远离电极组件2的一端,并与端盖11连接。基于此,封堵件142可以提高对注液孔11b的密封效果,同时也可以降低孔塞141的脱落风险。封堵件142在起到密封作用的同时,还通过限制孔塞141朝远离电极组件2的一侧的位移,防止孔塞141从注液孔11b中脱出,这有利于进一步改善密封效果,降低电解液泄露风险。
其中,为了实现封堵件142与端盖11的连接,参照图6,一些实施例中,端盖11上设有容置槽11c,封堵件142容置于该容置槽11c中,并焊接于端盖11上。这样,封堵件142能够更稳固地固定于端盖11上,从而能够更可靠地提高密封效果和防止孔塞141脱落。
继续参照图5和图16,一些实施例中,转接部件13处于折叠状态时,沿注液孔11b的轴向,转接部件13的投影与孔塞141的投影不重叠,即孔塞141在与注液孔11b轴向垂直的平面上的投影与转接部件13不重叠,这有利于降低转接部件13在晃动等情况下向远离电极组件2一侧移动时,与孔塞141发生碰撞的风险,避免转接部件13影响封堵件142的安装和封堵件142安装的可靠性,实现更加严密的密封效果。
其中,为了提高孔塞141的设置可靠性,参照图13和图16,一些实施例中,端盖11包括本体部111、第一凸台112和第二凸台113,第一凸台112由本体部111朝电极组件2一侧凸出,第二凸台113由第一凸台112朝电极组件2一侧凸出,注液孔11b贯通第一凸台112和第二凸台113。通过在本体部111和第一凸台112的基础上,增设第二凸台113,并使注液孔11b贯通第一凸台112和第二凸台113,使得注液孔11b的轴向长度增加,从而能够增大孔塞141与注液孔11b的接触面积,降低孔塞141的脱落风险,实现孔塞141在注液孔11b中更可靠地设置。这种情况下,参照图6和图16,一些实施例中,绝缘本体151上设有配合槽151b,配合槽151b例如冲压形成,用于容置第一凸台112,以实现端盖11与第一绝缘件15之间更紧密的配合。
此外,参照图17,一些实施例中,电池10还包括防护件143,防护件143用于防止孔塞141与转接部件13等接触。其中,防护件143相对于孔塞141朝靠近电极组件2的方向凸出,即,防护件143的靠近电极组件2的一端比孔塞141的靠近电极组件2的一端更靠近电极组件2,或者,换句话说,在第二方向H上,防护件143与电极组件2之间的距离小于孔塞141与电极组件2之间的距离。这样,防护件143能够对孔塞141起到一定的防护作用,防止在电池10晃动等过程中,壳体3内的其他结构部件,例如转接部件13,或者电极组件2等,因向上窜动,而碰撞孔塞141,导致孔塞141脱落,也即,防护件143能够通过防止壳体3内其他结构部件直接冲撞孔塞141,而降低孔塞141的脱落风险,并且,通过防止孔塞141因受冲击而向远离电极组件2的方向移动,避免影响封堵件142的安装和封堵件142安装的可靠性,实现更加严密的密封效果。
防护件143例如设置在第一绝缘件15上,由第一绝缘件15向靠近电极组件2的一侧凸出。具体地,参照图12和图17,防护件143设置于绝缘本体151上,并由绝缘本体151向电极组件2一侧凸出。更具体地,防护件143设置于冲压前述配合槽151b所形成的凸台上。其中,防护件143例如被构造为凸柱。此时,参照图5和图16,一些实施例中,绝缘本体151上设有配合孔151c,孔塞141穿过配合孔151c,并由配合孔151c的靠近电极组件2的一侧伸出,但孔塞141的底端仍然高于防护件143的底端,以使在电极组件2等向上窜动时,防护件143能先于孔塞141与转接部件13等接触,从而防止孔塞141受到转接部件13等的冲击,起到防护作用。其中,配合孔151c例如贯通冲压前述配合槽151b所形成的凸台。
另外,防护件143的数量不做具体限制,可以为一个、两个或多个。例如,参照图12和图17,一些实施例中,电池10包括两个防护件143,这两个防护件143相对地布置于注液孔11b的两侧,以更平稳可靠地防护孔塞141。
参照图24,本发明所提供的电池10的制造方法,包括以下步骤:
S110、将第一转接部131相对于第二转接部132在第一转接部131的第一端面131e和第二端面131f之间发生弯折。
以上所述仅为本发明的示例性实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,参数均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (30)
1.一种电池(10),其特征在于,包括:
端盖,设置有注液孔(11b);
电极端子(12);
电极组件(2);
转接部件(13),包括用于与所述电极组件(2)电连接的第一转接部(131)和用于与所述电极端子(12)电连接的第二转接部(132),所述第一转接部(131)沿折痕(131c)相对于所述第二转接部(132)呈折叠状态;
其中,所述转接部件(13)处于所述折叠状态时,沿所述注液孔(11b)的轴向,所述转接部件(13)的投影与所述注液孔(11b)的投影不重叠。
2.根据权利要求1所述的电池(10),其特征在于,
所述折痕(131c)位于所述第一转接部(131)的第一端面(131e)和第二端面(131f)之间;
所述转接部件(13)处于展开状态时,所述第二端面(131f)和所述第一端面(131e)沿长度方向(L)排列设置。
3.根据权利要求1所述的电池(10),其特征在于,所述转接部件(13)处于所述折叠状态时,所述折痕(131c)与所述第一端面(131e)之间形成避让缺口(13A),沿所述注液孔(11b)的轴向,所述注液孔(11b)的投影与所述避让缺口(13A)的投影至少部分重叠。
4.根据权利要求2所述的电池(10),其特征在于,所述第一端面(131e)与所述折痕(131c)的距离小于所述第二端面(131f)与所述折痕(131c)的距离。
5.根据权利要求1所述的电池(10),其特征在于,所述转接部件(13)处于所述展开状态时,所述第一转接部(131)的靠近所述第二转接部(132)的一侧设有第一缺口(131d),所述折痕(131c)延伸至所述第一缺口(131d)。
6.根据权利要求7所述的电池(10),其特征在于,所述转接部件(13)处于展开状态时,所述第一缺口(131d)沿所述长度方向(L)或者与所述长度方向(L)相交的方向延伸。
7.根据权利要求8所述的电池(10),其特征在于,所述第二端面(131f)相对于第一端面(131e)远离所述第二转接部(132),沿着由所述第一端面(131e)至所述第二端面(131f)的方向,所述第一缺口(131d)向所述转接部件(13)的宽度方向(W)的中部倾斜,以在所述转接部件(13)的宽度方向上减小所述转接部件在所述折痕处的尺寸。
8.根据权利要求7所述的电池(10),其特征在于,所述第一缺口(131d)包括弧形缺口部(131i),所述弧形缺口部(131i)的轮廓呈弧形。
9.根据权利要求3所述的电池(10),其特征在于,用于密封所述注液孔(11b)的孔塞(141)伸入所述注液孔(11b)中并从所述注液孔(11b)的靠近所述电极组件(2)的一侧穿出,所述孔塞(141)的投影与所述避让缺口(13A)的投影至少部分重叠。
10.根据权利要求1所述的电池(10),其特征在于,所述转接部件(13)还包括第三转接部(133),所述第二转接部(132)通过所述第三转接部(133)与所述电极端子(12)电连接,所述第二转接部(132)相对于所述第三转接部(133)弯折设置,所述折痕相比于所述第二转接部(132)与所述第三转接部(133)的连接处更靠近所述注液孔(11b)。
11.根据权利要求10所述的电池(10),其特征在于,其中,在所述转接部件(13)处于所述展开状态时,所述第一转接部(131)、所述第二转接部(132)和所述第三转接部(133)沿着所述转接部件的长度方向(L)依次排列。
12.根据权利要求10所述的电池(10),其特征在于,所述转接部件(13)处于所述展开状态时,所述第三转接部(133)和所述第二转接部(132)的连接处设有第二缺口(132a)。
13.根据权利要求1所述的电池(10),其特征在于,
所述端盖(11)包括本体部(111)和第一凸台(112),所述第一凸台(112)由所述本体部(111)朝所述电极组件(2)一侧凸出,所述注液孔(11b)贯通所述第一凸台(112);
在所述转接部件(13)处于所述展开状态时,所述第二转接部(132)在所述端盖(11)上的投影不覆盖所述第一凸台(112)。
14.根据权利要求13所述的电池(10),其特征在于,
所述电池(10)还包括第一绝缘件(15),所述第一绝缘件(15)位于所述端盖(11)靠近所述电极组件(2)的一侧,所述第一绝缘件(15)包括绝缘本体(151),所述绝缘本体(151)上设有配合槽(151b),所述配合槽(151b)用于容置所述第一凸台(112),所述绝缘本体(151)在靠近所述电极组件(2)的一侧对应配合槽(151b)形成有凸台(154);
在所述转接部件(13)处于所述展开状态时,所述第二转接部(132)在所述端盖(11)上的投影不覆盖所述凸台(154)。
15.根据权利要求1所述的电池(10),其特征在于,所述第一转接部(131)包括凸出部(131h),所述凸出部(131h)沿所述转接部件(13)的宽度方向(W)凸出于所述第二转接部(132)。
16.根据权利要求15所述的电池(10),其特征在于,所述第一转接部(131)包括两个所述凸出部(131h),所述两个凸出部(131h)的所述第二端面(131f)之间设有第三缺口(13e),所述第三缺口(13e)沿着由所述第二端面(131f)向所述第一端面(131e)的方向凹陷。
17.根据权利要求16所述的电池(10),其特征在于,还包括防爆阀(18),所述第三缺口(13e)位于所述防爆阀(18)的靠近所述电极组件(2)的一侧。
18.根据权利要求1所述的电池(10),其特征在于,所述第一转接部(131)包括连接部(13d),所述连接部(13d)用于与所述电极组件(2)连接,所述转接部件(13)处于展开状态时,沿由所述第一转接部(131)至所述第二转接部(132)的方向,所述连接部(13d)凸出于所述折痕(131c)。
19.根据权利要求1所述的电池(10),其特征在于,沿所述注液孔(11b)的轴向,所述转接部件(13)的投影与用于密封所述注液孔(11b)的孔塞(141)的投影不重叠。
20.根据权利要求19所述的电池(10),其特征在于,所述电池(10)还包括防护件(143),所述防护件(143)的靠近所述电极组件(2)的一端比所述孔塞(141)的靠近所述电极组件(2)的一端更靠近所述电极组件(2),以防止所述孔塞(141)与所述转接部件(13)接触。
21.根据权利要求20所述的电池(10),其特征在于,所述电池(10)还包括第一绝缘件(15),所述第一绝缘件(15)位于所述端盖(11)靠近所述电极组件(2)的一侧,所述第一绝缘件(15)包括绝缘本体(151)和所述防护件(143),所述防护件(143)由绝缘本体(151)向靠近电极组件(2)的一侧凸出,所述绝缘本体(151)上设有配合孔(151c),所述配合孔(151c)与所述注液孔(11b)相对,所述孔塞(141)穿过所述配合孔(151c),所述防护件(143)设置于所述绝缘本体(151)靠近所述配合孔(151c)的边缘。
22.根据权利要求1所述的电池(10),其特征在于,所述电池(10)还包括第一绝缘件(15),所述第一绝缘件(15)位于所述电池(10)的端盖(11)的靠近所述电极组件(2)的一侧,所述第一绝缘件(15)包括绝缘本体(151)和限位环(152),所述限位环(152)相对于所述绝缘本体(151)向靠近所述电极组件(2)的方向凸出,并设置于所述转接部件(13)的外围,以防止所述转接部件(13)与所述电池(10)的壳体(3)接触。
23.根据权利要求22所述的电池(10),其特征在于,所述限位环(152)设置于所述电极组件(2)的极耳(21)的靠近所述端盖(11)的一端的外围。
24.根据权利要求22所述的电池(10),其特征在于,所述限位环(152)为非封闭的圆环,所述限位环(152)设有伸出口(152a),所述转接部件(13)处于展开状态时,所述第二转接部(132)穿过所述伸出口(152a),所述伸出口(152a)与所述注液孔(11b)分别位于所述第一转接部(131)的两侧。
25.根据权利要求1所述的电池(10),其特征在于,所述电池(10)还包括第一绝缘件(15),所述第一绝缘件(15)位于所述端盖(11)的靠近所述电极组件(2)的一侧,所述第一绝缘件(15)包括绝缘本体(151)和支撑部(153),所述支撑部(153)相对于所述绝缘本体(151)向靠近所述电极组件(2)的方向凸出,并支撑于所述绝缘本体(151)与所述第一转接部(131)之间。
26.根据权利要求25所述的电池(10),其特征在于,
所述支撑部(153)被构造为弧形段;和/或
所述绝缘本体(151)上设有两个所述支撑部(153),所述两个支撑部(153)相对地布置于所述第二转接部(132)的两侧;和/或
所述支撑部(153)抵接于所述第一转接部(131)的边缘。
27.根据权利要求1所述的电池(10),其特征在于,所述端盖(11)包括本体部(111)、第一凸台(112)和第二凸台(113),所述第一凸台(112)由所述本体部(111)朝所述电极组件(2)一侧凸出,所述第二凸台(113)由所述第一凸台(112)朝所述电极组件(2)一侧凸出,所述注液孔(11b)贯通所述第一凸台(112)和所述第二凸台(113)。
28.根据权利要求1-27任一所述的电池(10),其特征在于,所述电池为圆柱电池。
29.一种电池组(102),其特征在于,包括如权利要求1-28任一所述的电池(10)。
30.一种用电设备(100),其特征在于,包括如权利要求29所述的电池组(102),所述电池组(102)用于提供电能。
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