CN116762216A - 电池单体、电池、用电装置及电池单体的制造方法 - Google Patents

电池单体、电池、用电装置及电池单体的制造方法 Download PDF

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CN116762216A CN202180091513.6A CN202180091513A CN116762216A CN 116762216 A CN116762216 A CN 116762216A CN 202180091513 A CN202180091513 A CN 202180091513A CN 116762216 A CN116762216 A CN 116762216A
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张小文
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Abstract

本申请实施例提供一种电池单体、电池、用电装置及电池单体的制造方法。电池单体包括壳体、电极组件、端盖、第一极柱和第二极柱，壳体包括与第一方向垂直且间隔设置的两个侧壁以及与第二方向垂直且连接两个侧壁的底壁，且壳体具有在第三方向上相对设置的第一侧开口和第二侧开口以及与底壁相对设置的顶开口，第一方向、第二方向和第三方向相互垂直，电极组件设置在容纳腔内且包括主体部和从主体部伸出的极性相反的第一极耳和第二极耳；端盖与壳体连接以覆盖第一侧开口和第二侧开口以及顶开口以使壳体封闭。第一极柱和第二极柱设置在端盖上，且第一极柱与第一极耳电连接，第二极柱与第二极耳电连接。本申请的电池单体的装配难度低。

Description

电池单体、电池、用电装置及电池单体的制造方法 技术领域
本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池单体、电池、用电装置及电池单体的制造方法。
背景技术
由于锂离子等电池具有能量密度高、功率密度高、循环使用次数多、存储时间长等优点，在各类设备中得到广泛应用。
在电池技术的发展中，除了提高电池的性能外，装配问题也是一个不可忽视的问题。
发明内容
鉴于以上问题，本申请提供一种电池单体、电池、用电装置及电池单体的制造方法，以降低电池单体的装配难度。
第一方面，本申请提供一种电池单体，电池单体包括壳体、电极组件、端盖、第一极柱和第二极柱，壳体包括与第一方向垂直且间隔设置的两个侧壁以及与第二方向垂直且连接两个侧壁的底壁，两个侧壁和底壁围合形成容纳腔，且壳体具有在第三方向上相对设置的第一侧开口和第二侧开口以及与底壁相对设置的顶开口，第一方向、第二方向和第三方向相互垂直，电极组件设置在容纳腔内且包括主体部和从主体部伸出的极性相反的第一极耳和第二极耳；端盖与壳体连接以覆盖第一侧开口和第二侧开口以及顶开口以使壳体封闭。第一极柱和第二极柱设置在端盖上，且第一极柱与第一极耳电连接，第二极柱与第二极耳电连接。
本申请实施例的技术方案中，壳体包括底壁和相对设置的两个侧壁 共三个壁面，在装配时可将壳体的两个侧壁相对于底壁向外倾斜进而形成扩口，那么电极组件在入壳时的移动方向不需要与开口面严格保持垂直，进而降低装配难度。而且壳体包括三个开口，那么电极组件在入壳时可从三个方向入壳，装配灵活度高，进一步降低装配难度。
在一些实施例中，壳体通过在侧壁和底壁的连接处折弯一体成型。壳体包括底壁和相对设置的两个侧壁，可以采用简单的折弯工艺形成，省去了现有壳体加工过程中采用的拉伸、挤铝等工艺，降低制造成本。
在一些实施例中，第一极耳和第二极耳分别从主体部的第三方向的两端伸出，端盖包括设置第一极柱的第一端盖和设置第二极柱的第二端盖，第一端盖和第二端盖分体设置。第一极耳和第二极耳分别从主体部的两端伸出，将第一端盖和第二端盖分体设置，可方便端盖上的极柱与极耳焊接后，再进行转动实现与壳体的装配。
在一些实施例中，第一端盖覆盖第一侧开口和至少部分顶开口，第二端盖覆盖第二侧开口和至少部分顶开口，第一端盖和第二端盖连接。第一端盖覆盖第一侧开口和至少部分顶开口，第二端盖覆盖第二侧开口和至少部分顶开口，这样使得端盖由两部分构成即可实现对壳体的所有开口的覆盖，进而简化装配时的焊接步骤。
在一些实施例中，第一端盖和第二端盖对称设置。第一端盖和第二端盖对称设置，也就是说第一端盖的第二分体和第二端盖的第四分体的长度相等。这样使得第一端盖和第二端盖的结构尺寸相同，在制造时可统一化制造，进而降低制造成本。
在一些实施例中，第一端盖包括覆盖第一侧开口的第一分体和覆盖至少部分顶开口的第二分体，第二端盖包括覆盖第二侧开口的第三分体和覆盖至少部分顶开口的第四分体，第一分体上设置有第一极柱，第三分体上设置有第二极柱，第二分体和第四分体连接。在将第一端盖上的第一极柱与第一极耳连接并将第二端盖上的第二极柱与第二极耳连接，然后将第二分体和第四分体连接即可端盖与电极组件之间的装配，装配过程简单。
在一些实施例中，第二分体的连接端和第四分体的连接端凹凸配 合。第二分体的连接端和第四分体的连接端凹凸配合，以实现第二分体和第四分体的精准的定位和匹配，进而防止电解液泄漏。
在一些实施例中，第一分体和第二分体的连接处为圆角；和/或，第三分体和第四分体的连接处为圆角。圆角的设置可避免在连接装配第一端盖和电极组件时，对电极组件及装配人员造成损伤。
在一些实施例中，第一分体和/或第三分体与底壁的连接处为直角。将第一分体和/或第三分体与底壁的连接处设置为直角，避免了传统拉伸工艺形成的壳体的交角位置处形成的圆角，减少圆角与电极组件发生干涉的情况，可以提高壳体的空间利用率，提高电池单体的能量密度。
在一些实施例中，第一极耳和第二极耳均从主体部朝顶开口一侧伸出，端盖为槽型结构且包括覆盖两个侧开口的两个侧盖部以及覆盖顶开口的顶盖部，第一极柱和第二极柱均设置在顶盖部上。第一极耳和第二极耳从主体部的一侧伸出，这样槽型结构的端盖可直接与电极组件装配，而无需将端盖设置为两个分体结构，因此减少了对端盖的两个分体结构的连接步骤，简化装配过程。
在一些实施例中，壳体的侧壁和底壁的连接处为圆角。壳体的折弯处设置为圆角，方便加工，且避免对电极组件造成损伤。
第二方面，本申请提供一种电池，包括上述电池单体。
第三方面，本申请提供一种用电装置，包括上述电池，电池用于提供电能。
第四方面，本申请提供一种电池单体的制造方法，包括如下步骤：
提供壳体，壳体包括与第一方向垂直且间隔设置的两个侧壁以及与第二方向垂直且连接两个侧壁的底壁，第一方向与第二方向相互垂直，两个侧壁和底壁围合形成容纳腔，且壳体具有在第三方向上相对设置的第一侧开口和第二侧开口以及与底壁相对设置的顶开口，第一方向、第二方向 和第三方向相互垂直；
提供电极组件、端盖以及第一极柱和第二极柱，电极组件包括主体部和从主体部伸出的极性相反的第一极耳和第二极耳，第一极柱和第二极柱设置在端盖上；以及
将第一极柱与第一极耳电连接并将第二极柱与第二极耳电连接，将电极组件放置在壳体的容纳腔内，将端盖与壳体连接以使得端盖封闭壳体。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，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，还可以根据附图获得其他的附图。
图1是本申请一些实施例的车辆的结构示意图；
图2是本申请一些实施例的电池的分解结构示意图；
图3是本申请一些实施例的一种电池单体的立体结构示意图；
图4是本申请一些实施例的壳体的主视结构示意图；
图5是本申请一些实施例的壳体的侧视结构示意图；
图6是本申请一些实施例的第一端盖的侧视结构示意图；
图7是本申请一些实施例的第二端盖的侧视结构示意图；
图8是本申请一些实施例的电池单体的主视结构示意图；
图9是图8中沿A-A方向的剖视结构示意图；
图10是本申请一些实施例的电池单体的俯视结构示意图；
图11是图10中沿B-B方向的剖视结构示意图；
图12是图11中M部分的局部放大结构示意图；
图13是图11中N部分的局部放大结构示意图；
图14是本申请一些实施例的电池单体的侧视结构示意图；
图15是图14中P部分的局部放大结构示意图；
图16为本申请另一些实施例的电池单体的立体结构示意图；
图17为图16所示的电池单体的剖面结构示意图；
图18为本申请一些实施例的电池单体的制造方法的步骤图。
在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。
标记说明：
车辆1000；
电池100，控制器200，马达300；
箱体10，第一部分11，第二部分12；
电池单体20，壳体21，侧壁211，角位211a，底壁212，电极组件22，主体部221，第一极耳222，第二极耳223，端盖23，第一端盖231，第一分体2311，第二分体2312，第二端盖232，第三分体2321，第四分体2322，第一极柱24，第二极柱25；
第一方向X，第二方向Z，第三方向Y。
具体实施方式
除非另有定义，本文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；本文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。
在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“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，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中，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，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中，术语“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)。
在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”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，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。
在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系。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实施例中的具体含义。
目前的电池单体通常包括壳体、端盖和容纳在壳体内的电极组件，并在壳体内填充电解质。电极组件是电池单体中发生电化学反应的部件，壳体是形成电池单体的内部环境的组件，端盖是盖合于壳体的开口处以将电池单体的内部环境隔绝于外部环境的部件。现有的一些电池单体，其壳体的侧面和底部均封闭，顶部设有开口，在组装电池单体时，需要将电极组件从顶部的开口放入到壳体内部完成组装；还有一些电池单体，其壳体的侧面封闭，顶部和底部各设有开口。那么在组装电池单体时，也需要将电极组件从顶部的开口或者底部的开口放入到壳体内部完成组装。本申请发明人研究发现，在这些电池单体的装配过程中，由于壳体的四个侧面均是封闭的，那么在入壳时，需要严格控制电极组件的移动方向与壳体的开口面保持垂直，以避免电极组件与壳体接触而发生刮伤，因此装配难度较高。而且由于壳体的四个侧面均是封闭的，在制造壳体时需要预留一部分装配空间，从而造成能量密度的损失。而且由于上述壳体一般是通过拉伸成型的，那么壳体四个棱的交角位置均不可避免地要设置圆角，对于采用叠片结构的电极组件而言，内部的圆角会与极片边缘干涉，导致叠片结构的电极组件在设计时必须减小极片宽度和长度以避开壳体内部的圆角，这样会造成能量密度的损失。
为了改善以上电池单体装配难度较高的问题，发明人研究发现可以使电池单体的壳体的两个侧壁去除，这样壳体本身只包括底壁和相对设置 的两个侧壁共三个壁面，在装配时可将壳体的两个侧壁相对于底壁向外倾斜进而形成扩口，那么电极组件在入壳时的移动方向不需要与开口严格保持垂直，装配灵活度高，进而降低装配难度。而且壳体只包括底壁和相对设置的两个侧壁，可以采用简单的折弯工艺形成，省去了现有壳体加工过程中采用的拉伸、挤铝等工艺，降低制造成本。
本申请实施例公开的电池单体可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电装置中。可以使用具备本申请公开的电池单体、电池等组成该用电装置的电源系统。
本申请实施例提供一种使用电池作为电源的用电装置，用电装置可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中，电动玩具可以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，航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。
以下实施例为了方便说明，以本申请一实施例的一种用电装置为车辆1000为例进行说明。
请参照图1，图1为本申请一些实施例提供的车辆1000的结构示意图。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。车辆1000的内部设置有电池100，电池100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。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。车辆1000还可以包括控制器200和马达300，控制器200用于控制电池100为马达300供电，例如，用于车辆1000的启动、导航或行驶时的工作用电需求。
在本申请一些实施例中，电池100不仅可以作为车辆1000的操作电源，还可以作为车辆1000的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然 气为车辆1000提供驱动动力。
请参照图2，图2为本申请一些实施例提供的电池100的爆炸图。电池100包括箱体10和电池单体20。电池单体20容纳于箱体10内。其中，箱体10用于为电池单体20提供容纳空间，箱体10可以采用多种结构。在一些实施例中，箱体10可以包括第一部分11和第二部分12，第一部分11与第二部分12相互盖合，第一部分11和第二部分12共同限定出用于容纳电池单体20的容纳空间。第二部分12可以为一端开口的空心结构，第一部分11可以为板状结构，第一部分11盖合于第二部分12的开口侧，以使第一部分11和第二部分12共同限定出容纳空间。第一部分11和第二部分12也可以是均为一侧开口的空心结构，第一部分11的开口侧盖合于第二部分12的开口侧。当然，第一部分11和第二部分12形成的箱体10可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。
在电池100中，电池单体20可以是多个，多个电池单体20之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体20中既有串联又有并联。多个电池单体20之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池单体20构成的整体容纳于箱体10内；当然，电池100也可以是多个电池单体20先串联或并联或混联组成电池模块形式，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10内。电池100还可以包括其他结构，例如，该电池100还可以包括汇流部件，用于实现多个电池单体20之间的电连接。
其中，每个电池单体20可以为二次电池或一次电池；还可以是锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池，但不局限于此。电池单体20可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。
请参照图3，图3为本申请一些实施例提供的电池单体20的立体结构示意图。如图3并参考图9，电池单体20包括壳体21、电极组件22、 端盖23、第一极柱24、第二极柱25及其他的功能性部件。
壳体21是形成电池单体20的内部环境的组件，其中，形成的内部环境可以用于容纳电极组件22、电解液以及其他部件。壳体22的材质可以是多种，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本申请实施例对此不作特殊限制。
电极组件22是电池单体20中发生电化学反应的部件。壳体21内可以包含一个或更多个电极组件22。电极组件22主要由正极片和负极片卷绕或层叠放置形成，并且通常在正极片与负极片之间设有隔膜。正极片和负极片具有活性物质的部分构成电极组件的主体部，正极片和负极片不具有活性物质的部分各自构成极耳。在电池的充放电过程中，正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应，极耳与极柱连接以形成电流回路。
端盖23是指盖合于壳体21的开口处以将电池单体20的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地，端盖23的形状可以与壳体21的形状相适应以配合壳体21。可选地，端盖23可以由具有一定硬度和强度的材质(如铝合金)制成，这样，端盖23在受挤压碰撞时就不易发生形变，使电池单体20能够具备更高的结构强度，安全性能也可以有所提高，端盖23上可以设置有如极柱等的功能性部件。极柱用于与电极组件22电连接，以用于输出或输入电池单体20的电能。在一些实施例中，端盖23上还可以设置有用于在电池单体20的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构，端盖23的材质也可以是多种的，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等，本申请实施例对此不作特殊限制。在一些实施例中，在端盖23的内侧还可以设置绝缘件，绝缘件可以用于隔离壳体21内的电连接部件与端盖23，以降低短路的风险。示例性的，绝缘件可以是塑料、橡胶等。
参考图3至图11，图3为本申请一些实施例提供的电池单体10的 立体结构示意图。图4为本申请一些实施例的壳体的主视结构示意图。图5为本申请一些实施例的壳体的侧视结构示意图。图6为本申请一些实施例的第一端盖的侧视结构示意图。图7为本申请一些实施例的第二端盖的侧视结构示意图。图8为本申请一些实施例的电池单体的主视结构示意图。图9为图8中沿A-A方向的剖视结构示意图。图10为本申请一些实施例的电池单体的俯视结构示意图。图11为图10中沿B-B方向的剖视结构示意图。
本申请实施例提供的电池单体20包括壳体21、电极组件22、端盖23以及第一极柱24和第二极柱25。壳体21包括与第一方向X垂直且间隔设置的两个侧壁211以及与第二方向Z垂直且连接两个侧壁211的底壁212。两个侧壁211和底壁212围合形成容纳腔。且壳体21具有在第三方向Y上相对设置的第一侧开口和第二侧开口以及与底壁212相对设置的顶开口。第一方向X、第二方向Z和第三方向Y相互垂直。电极组件22设置在容纳腔内且包括主体部221和从主体部221伸出的极性相反的第一极耳222和第二极耳223。端盖23与壳体21连接以覆盖第一侧开口和第二侧开口以及顶开口以使壳体21封闭。第一极柱24和第二极柱25设置在端盖23上，且第一极柱24与第一极耳222电连接，第二极柱25与第二极耳223电连接。
如图3所示，图中第一方向X为电池单体20的厚度方向，第二方向Z为电池单体20的高度方向，第三方向Y为电池单体20的长度方向。
如图4和图5所示，壳体21包括两个相对设置的侧壁211以及连接两个侧壁211的底壁212。也就是说壳体21包括三个壁面，三个壁面围合形成容纳腔，该容纳腔用于放置电极组件22。如图5所示，在电池单体装配完成后，侧壁211垂直于底壁212，但是在电池单体的装配过程中，可以使侧壁211相对于底壁212稍微向外倾斜以增大电极组件入壳时的自由度。壳体21仅包括三个壁面，就使得壳体21具有三个开口，分别是在第三方向Y上相对设置的第一侧开口和第二侧开口以及与底壁212相对设置的顶开口。其中第一侧开口和第二侧开口的覆盖面积小于侧壁211的面积。
电极组件22设置在容纳腔内且包括主体部221和从主体部221伸出的极性相反的第一极耳222和第二极耳223。在图3至图11示出的实施例中，第一极耳222和第二极耳223分别从主体部221的第三方向Y的两端伸出。在其他实施例中，参考图16和图17，第一极耳222和第二极耳223也可以均从主体部221的第二方向Z伸出。
由于壳体21具有在第三方向Y上相对设置的第一侧开口和第二侧开口以及与底壁212相对设置的顶开口，因此本申请实施例的端盖23与壳体21连接以覆盖两个侧开口以及顶开口来使得壳体21封闭。端盖23可以包括第一端盖231和第二端盖232来共同对以上两个侧开口以及顶开口进行覆盖。
本申请实施例的电池单体的壳体21包括底壁和相对设置的两个侧壁共三个壁面，在装配时可将壳体的两个侧壁相对于底壁向外倾斜进而形成扩口，那么电极组件在入壳时的移动方向不需要与开口面严格保持垂直，进而降低装配难度。而且壳体21包括三个开口，那么电极组件22在入壳时可从三个方向入壳，装配灵活度高，进一步降低装配难度。
根据本申请的一些实施例，壳体21通过在侧壁211和底壁212的连接处折弯一体成型。
具体地，可将一整块平板根据侧壁211和底壁212的尺寸在侧壁211和底壁212的连接处折弯成型。
壳体21包括底壁212和相对设置的两个侧壁211，可以采用简单的折弯工艺形成，省去了现有壳体加工过程中采用的拉伸、挤铝等工艺，降低制造成本。
根据本申请的一些实施例，参考图14和图15，壳体21的侧壁211和底壁212的连接处为圆角。也就是说，壳体21的折弯处设置为圆角，方便加工，且避免对电极组件22造成损伤。
根据本申请的一些实施例，第一极耳222和第二极耳223分别从主体部221的第三方向Y的两端伸出。端盖23包括设置第一极柱24的第一端盖231和设置第二极柱25的第二端盖232。第一端盖231和第二端盖232分体设置。
第一极耳222和第二极耳223分别从主体部221的第三方向Y的两端伸出。且设置第一极柱24的第一端盖231和设置第二极柱25的第二端盖232分体设置。在一个具体的实施例中，如图13所示，第一端盖231为L型结构，且第一端盖231包括沿第二方向Z延伸的第一分体2311以及沿第三方向Y延伸的第二分体2312，第一极柱24设置在第一分体2311上，第二端盖232也为L型结构，且第二端盖232包括沿第二方向Z延伸的第三分体2321以及沿第三方向Y延伸的第四分体2322，第二极柱25设置在第三分体2321上。在装配前，电极组件22的第一极耳222和第二极耳223均沿第三方向Y延伸。在装配电池单体20时，首先将第一分体2311与第一极耳222平行设置，并将第一分体2311上的第一极柱24与第一极耳222连接(例如焊接)，同样的，将第三分体2321与第二极耳223平行设置，并将第三分体2321上的第二极柱25与第二极耳223连接(例如焊接)，然后将第一端盖231转动以弯折第一极耳222并使得第一端盖231的第二分体2312转动至覆盖顶开口的位置，同样的将第二端盖232转动以弯折第二极耳232并使得第二端盖232的第四分体2322转动至覆盖顶开口的位置，进而完成端盖23与电极组件22的装配，然后将装配好的端盖23和电极组件22放置到壳体21中，并将第二分体2312和第四分体2322连接以及端盖23与壳体21连接，进而完成总装。可见，在以上实施例中，第一端盖231覆盖第一侧开口以及部分顶开口，第二端盖231覆盖第二侧开口以及部分顶开口。在另一些实施例中，第一端盖231也可以仅覆盖第一侧开口，第二端盖232覆盖第二侧开口以及顶开口；或者第一端盖231覆盖第一侧开口和顶开口，第二端盖232覆盖第二侧开口。
第一极耳222和第二极耳223分别从主体部221的两端伸出，将第一端盖231和第二端盖232分体设置，可方便端盖23上的极柱与极耳焊接后，再进行转动实现与壳体21的装配。
根据本申请的一些实施例，第一端盖231覆盖第一侧开口和至少部分顶开口。第二端盖232覆盖第二侧开口和至少部分顶开口，第一端盖231和第二端盖232连接。
如图6、图7以及图11所示，第一端盖231的第一分体2311覆盖 第一侧开口，第一端盖231的第二分体2312覆盖至少部分顶开口。第二端盖232的第三分体2321覆盖第二侧开口，第二端盖232的第四分体2322覆盖至少部分顶开口，第二分体2312和第四分体2322连接以覆盖整个顶开口。
第一端盖231覆盖第一侧开口和至少部分顶开口，第二端盖232覆盖第二侧开口和至少部分顶开口，这样使得端盖23由两部分构成即可实现对壳体21的所有开口的覆盖，进而简化装配时的焊接步骤。
根据本申请的一些实施例，第一端盖231和第二端盖232对称设置。
第一端盖231和第二端盖232对称设置，也就是说第一端盖231的第二分体2312和第二端盖232的第四分体2322的长度相等。这样使得第一端盖232和第二端盖232的结构尺寸相同，在制造时可统一化制造，进而降低制造成本。
当然，在其他实施例中，也可以根据需要将第一端盖231的第二分体2312和第二端盖232的第四分体2322的长度设置为不相等。
根据本申请的一些实施例，第一端盖231包括覆盖第一侧开口的第一分体2311和覆盖至少部分顶开口的第二分体2312。第二端盖232包括覆盖第二侧开口的第三分体2321和覆盖至少部分顶开口的第四分体2322。第一分体2311上设置有第一极柱24。第三分体2321上设置有第二极柱25，第二分体2312和第四分体2322连接。
端盖23包括第一端盖231和第二端盖232，在将第一端盖231上的第一极柱24与第一极耳222连接并将第二端盖232上的第二极柱与第二极耳223连接，然后将第二分体2312和第四分体2322连接即可端盖23与电极组件22之间的装配，装配过程简单。
根据本申请的一些实施例，第二分体2312的连接端和第四分体2322的连接端凹凸配合。
具体地，如图6、图7和图12所示，第二分体2312的连接端设置有第一台阶面，第四分体2322的连接端设置有第二台阶面，在装配连接第三分体2312和第四分体2322时，第一台阶面的两个竖直面分别与第二 台阶面的两个竖直面贴合抵接，进而形成对第三分体2312和第四分体2322连接时第三方向Y上的定位，这样可使得第三分体2312和第四分体2322的连接形成密封作用以防止电解液泄漏。
第二分体2312的连接端和第四分体2322的连接端凹凸配合，以实现第二分体2312和第四分体2322的精准的定位和匹配，进而防止电解液泄漏。
根据本申请的一些实施例，参考图6，第一分体2311和第二分体2312的连接处为圆角。第一分体2311和第二分体2312的连接处设置为圆角，这样在连接装配第一端盖231和电极组件22时，可避免对电极组件及装配人员造成损伤。
根据本申请的一些实施例，参考图7和图13，第三分体2321和第四分体2322的连接处为圆角。第三分体2321和第四分体2322的连接处为圆角，也可避免对电极组件及装配人员造成损伤。
具体地，如图4所示，两个侧壁211的角位211a均设置为圆角，第一分体2311和第二分体2312的连接处为圆角，且第三分体2321和第四分体2322的连接处为圆角，这样在装配第一端盖231和壳体21时，侧壁211的角位设置的圆角和第一端盖231折弯处的圆角相匹配。同时，电极组件22在入壳时，将侧壁211的角位211a设置为圆角，也可进一步避免对电极组件及装配人员造成损伤。
根据本申请的一些实施例，第一分体2311和/或第三分体2321与侧壁211的连接处为直角。
具体如图3所示，第一端盖231的第一分体2311的底部边缘与壳体21的底壁212通过外部焊接(例如激光焊接)相连以使得第一分体2311和底壁212的连接处为直角。同样的，第二端盖232的第三分体2321的底部边缘与壳体21的底壁212通过外部焊接(例如激光焊接)相连以使得第三分体2321与底壁212的连接处为直角。
将第一分体2311和/或第三分体2321与底壁212的连接处设置为直角，避免了传统拉伸工艺形成的壳体的交角位置处形成的圆角，减少圆角与电极组件发生干涉的情况，可以提高壳体的空间利用率，提高电池 单体的能量密度。
具体地，在图3示出的实施例中，第一端盖231的第一分体2311与壳体21的两个侧壁211的连接处设置为直角。第二端盖232的第三分体2321与壳体21的两个侧壁211的连接处设置为直角。这样进一步提高壳体的空间利用率，提高电池单体的能量密度。
根据本申请的一些实施例，参考图16和图17，第一极耳222和第二极耳223均从主体部221朝顶开口一侧伸出。端盖23为槽型结构且包括覆盖两个侧开口的两个侧盖部以及覆盖顶开口的顶盖部，第一极柱24和第二极柱25均设置在顶盖部上。
第一极耳222和第二极耳223均从主体部221朝顶开口一侧伸出，在装配前，第一极耳222和第二极耳223沿第二方向Z延伸，在装配电池单体时，首先使得端盖23的顶盖部与第一极耳222和第二极耳223平行设置，并将端盖23上的第一极柱24与第一极耳222连接，第二极柱25与第二极耳223连接，然后转动端盖23以弯折极耳，即可完成端盖23与电极组件22的装配，然后将端盖23与电极组件22放入到壳体21内并连接端盖23和壳体21进而完成电池单体20的装配。
第一极耳222和第二极耳223从主体部221的一侧伸出，这样槽型结构的端盖23可直接与电极组件22装配，而无需将端盖23设置为两个分体结构，因此减少了对端盖23的两个分体结构的连接步骤，简化装配过程。
根据本申请的一些实施例，端盖23一体成型。例如可通过在顶盖部和侧盖部的连接处进行折弯得到。
根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种电池，包括以上任一方案的电池单体。
根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种用电装置，包括以上任一方案的电池，并且电池用于为用电装置提供电能。
用电装置可以是前述任一应用电池的设备或系统。
参考图18，根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种电池单体的制造方法，包括如下步骤：
S101，提供壳体21，壳体21包括与第一方向X垂直且间隔设置的两个侧壁211以及与第二方向Z垂直且连接两个侧壁211的底壁212，两个侧壁211和底壁212围合形成容纳腔，且壳体21具有在第三方向Y上相对设置的第一侧开口和第二侧开口以及与底壁212相对设置的顶开口，第一方向X、第二方向Z和第三方向Y相互垂直；
S102，提供电极组件22、端盖23以及第一极柱24和第二极柱25，电极组件22包括主体部221和从主体部221伸出的极性相反的第一极耳222和第二极耳223，第一极柱24和第二极柱25设置在端盖23上；
S103，将第一极柱24与第一极耳222电连接并将第二极柱25与第二极耳223电连接，将电极组件22放置在壳体21的容纳腔内，将端盖23与壳体21连接以使得端盖23封闭壳体21。
本申请实施例的电池单体的壳体21包括底壁和相对设置的两个侧壁共三个壁面，在装配时可将壳体的两个侧壁相对于底壁向外倾斜进而形成扩口，那么电极组件在入壳时的移动方向不需要与开口面严格保持垂直，进而降低装配难度。
虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (14)

  1. 一种电池单体，包括：
    壳体(21)，包括与第一方向(X)垂直且间隔设置的两个侧壁(211)以及与第二方向(Z)垂直且连接所述两个侧壁(211)的底壁(212)，所述两个侧壁(211)和所述底壁(212)围合形成容纳腔，且所述壳体(21)具有在第三方向(Y)上相对设置的第一侧开口和第二侧开口以及与所述底壁(212)相对设置的顶开口，所述第一方向(X)、所述第二方向(Z)和所述第三方向(Y)相互垂直；
    电极组件(22)，设置在所述容纳腔内且包括主体部(221)和从所述主体部(221)伸出的极性相反的第一极耳(222)和第二极耳(223)；
    端盖(23)，所述端盖(23)与所述壳体(21)连接以覆盖所述第一侧开口和第二侧开口以及所述顶开口以使所述壳体(21)封闭；以及
    第一极柱(24)和第二极柱(25)，设置在所述端盖(23)上，且所述第一极柱(24)与所述第一极耳(222)电连接，所述第二极柱(25)与所述第二极耳(223)电连接。
  2. 根据权利要求1所述的电池单体，其中，所述壳体(21)通过在所述侧壁(211)和所述底壁(212)的连接处折弯一体成型。
  3. 根据权利要求1所述的电池单体，其中，所述第一极耳(222)和第二极耳(223)分别从所述主体部(221)的第三方向(Y)的两端伸出，所述端盖(23)包括设置所述第一极柱(24)的第一端盖(231)和设置所述第二极柱(25)的第二端盖(232)，所述第一端盖(231)和所述第二端盖(232)分体设置。
  4. 根据权利要求3所述的电池单体，其中，所述第一端盖(231)覆 盖第一侧开口和至少部分所述顶开口，所述第二端盖(232)覆盖第二侧开口和至少部分所述顶开口，所述第一端盖(231)和所述第二端盖(232)连接。
  5. 根据权利要求4所述的电池单体，其中，所述第一端盖(231)和所述第二端盖(232)对称设置。
  6. 根据权利要求4所述的电池单体，其中，所述第一端盖(231)包括覆盖第一侧开口的第一分体(2311)和覆盖至少部分所述顶开口的第二分体(2312)，所述第二端盖(232)包括覆盖第二侧开口的第三分体(2321)和覆盖至少部分所述顶开口的第四分体(2322)，所述第一分体(2311)上设置有所述第一极柱(24)，所述第三分体(2321)上设置有所述第二极柱(25)，所述第二分体(2312)和所述第四分体(2322)连接。
  7. 根据权利要求6所述的电池单体，其中，所述第三分体(2321)的连接端和所述第二分体的第四分体(2322)凹凸配合。
  8. 根据权利要求6所述的电池单体，其中，所述第一分体(2311)和所述第二分体(2312)的连接处为圆角；和/或，所述第三分体(2321)和所述第四分体(2322)的连接处为圆角。
  9. 根据权利要求6所述的电池单体，其中，所述第一分体(2311)和/或所述第三分体(2321)与所述底壁(212)的连接处为直角。
  10. 根据权利要求1所述的电池单体，其中，所述第一极耳(222)和第二极耳(223)均从所述主体部(221)朝所述顶开口一侧伸出，所述端盖(23)为槽型结构且包括覆盖两个侧开口的两个侧盖部以及覆盖顶开口的顶盖部，所述第一极柱(24)和所述第二极柱(25)均设置在顶盖部上。
  11. 根据权利要求1至10中任一项所述的电池单体，其中，所述壳体 (21)的所述侧壁(211)和所述底壁(212)的连接处为圆角。
  12. 一种电池，包括：如权利要求1至11中任一项所述的电池单体。
  13. 一种用电装置，包括如权利要求12所述的电池，所述电池用于提供电能。
  14. 一种电池单体的制造方法，包括如下步骤：
    提供壳体(21)，壳体(21)包括与第一方向(X)垂直且间隔设置的两个侧壁(211)以及与第二方向(Z)垂直且连接所述两个侧壁(211)的底壁(212)，所述两个侧壁(211)和所述底壁(212)围合形成容纳腔，且所述壳体(21)具有在第三方向(Y)上相对设置的第一侧开口和第二侧开口以及与所述底壁(212)相对设置的顶开口，所述第一方向(X)、所述第二方向(Z)和所述第三方向(Y)相互垂直；以及
    提供电极组件(22)、端盖(23)以及第一极柱(24)和第二极柱(25)，所述电极组件(22)包括主体部(221)和从所述主体部(221)伸出的极性相反的第一极耳(222)和第二极耳(223)，所述第一极柱(24)和第二极柱(25)设置在端盖(23)上，将所述第一极柱(24)与所述第一极耳(222)电连接并将所述第二极柱(25)与所述第二极耳(223)电连接，将所述电极组件(22)放置在所述壳体(21)的容纳腔内，将端盖(23)与所述壳体(21)连接以使得所述端盖(23)封闭所述壳体(21)。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09213284A (ja) * 1996-02-02 1997-08-15 Sony Corp 電池と電池の製造方法
DE102011016799A1 (de) * 2010-09-23 2012-03-29 Akasol Engineering Gmbh Gehäuse für ein Batteriemodul
JP2012174433A (ja) * 2011-02-18 2012-09-10 Toshiba Corp 電気化学デバイス及び電気化学デバイス用外装体
KR20130049025A (ko) * 2011-11-03 2013-05-13 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
DE102014216435A1 (de) * 2014-08-19 2016-02-25 Volkswagen Varta Microbattery Forschungsgesellschaft Mbh & Co. Kg Batterie mit prismatischem Gehäuse und Herstellungsverfahren

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