CN116779986A - 储能装置与用电设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种储能装置和用电设备。储能装置包括：壳体、电极组件和端盖组件，壳体包括具有开口的容纳腔；电极组件容置于容纳腔内；电极组件包括极芯、多个正极耳与多个负极耳，多个正极耳与多个负极耳设置于极芯的同一端；多个正极耳沿极芯的径向分布，且相邻的两个正极耳之间在正极耳的厚度方向上具有重叠部分；多个负极耳沿极芯的径向分布，且相邻的两个负极耳之间在负极耳的厚度方向上具有重叠部分；至少一个正极耳和/或至少一个负极耳上设有狭缝；端盖组件包括端盖和设于端盖上的第一电极端子和第二电极端子，第一电极端子与正极耳连接，第二电极端子与负极耳连接。

Description

储能装置与用电设备
技术领域
本申请涉及储能技术领域，具体而言，涉及一种储能装置与用电设备。
背景技术
二次电池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电能来源。
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，尤其是对电池续航的要求。目前电池壳体的空间利率相对较低，电池壳体的空间利率决定了电池的能量密度，而电池的能量密度是影响电池续航的重要因素。
发明内容
本申请的一个主要目的在于提供一种储能装置，能够提高储能装置的能量密度。
为实现上述申请目的，本申请采用如下技术方案：
根据本申请的一个方面，提供了一种储能装置，储能装置包括：
壳体，所述壳体包括具有开口的容纳腔；
电极组件，所述电极组件容置于所述容纳腔内；所述电极组件包括极芯、多个正极耳与多个负极耳，所述多个正极耳和所述多个负极耳设置于所述极芯的同一端；所述多个正极耳沿所述极芯的径向分布，且相邻的两个所述正极耳之间在所述正极耳的厚度方向上具有重叠部分；所述多个负极耳沿所述极芯的径向分布，且相邻的两个所述负极耳之间在所述负极耳的厚度方向上具有重叠部分；至少一个所述正极耳和/或至少一个所述负极耳上设有狭缝；
端盖组件，所述端盖组件包括端盖和设于所述端盖上的第一电极端子和第二电极端子，第一电极端子与所述正极耳连接，所述第二电极端子与所述负极耳连接。
本申请提供的储能装置，通过使极芯的正极耳和负极耳由极芯的同一端延伸而出，实现了单侧出极耳，壳体可以做单通，汇流件可同时包括阳极连接部和阴极连接部，即汇流件阴阳极一体，端盖上可同时设置阳极电极端子和阴极电极端子，即端盖阴阳极一体，使得储能装置的结构件简单；单侧出极耳后，汇流件焊接可以阴阳极一次焊接，端盖和汇流件之间的焊接也可以一次性完成焊接，使得储能装置加工简单；通过单侧出极耳比双侧出极耳降低极芯高度，节省极芯所占空间，能够相对提高储能装置的能量密度。
此外，通过在正极耳上设置狭缝，在正极耳弯折揉平时，通过狭缝可释放正极耳弯折时产生的弯曲应力，便于正极耳的弯折，使得正极耳弯折后能够更加平整，从而使得正极耳簇能够更加平整，以提高正极耳与汇流件的连接强度。通过在负极耳上设置狭缝，在负极耳弯折揉平时，通过狭缝可释放负极耳弯折时产生的弯曲应力，便于负极耳的弯折，使得负极耳弯折后能够更加平整，从而使得负极耳簇能够更加平整，以提高负极耳与汇流件的连接强度。
根据本申请的一实施方式，所述多个正极耳与所述多个负极耳上均设有所述狭缝。
本申请提供的储能装置，通过在正极耳和负极耳上均设有狭缝，在正极耳和负极耳弯折揉平时，通过狭缝可释放正极耳与负极耳弯折时产生的弯曲应力，便于正极耳与负极耳的弯折，使得正极耳与负极耳弯折后能够更加平整，从而使得正极耳簇与负极耳簇能够更加平整，以同时提高正极耳和负极耳与汇流件的连接强度。
根据本申请的一实施方式，所述正极耳包括与所述极芯连接的第一端和与所述第一端相反的第二端，所述负极耳包括与所述极芯连接的第一端和与所述第一端相反的第二端；所述狭缝贯穿所述第一端与所述第二端。
本申请提供的储能装置，通过使狭缝贯穿正极耳的两端，使得正极耳形成两个分体的子极耳，在正极耳折弯时，更容易使正极耳弯折保持平整的状态，改善了正极耳的中间位置出现隆起的凸起部的情况。通过使狭缝贯穿负极耳的两端，使得负极耳形成两个分体的子极耳，在负极耳折弯时，更容易使负极耳弯折保持平整的状态，改善了负极耳的中间位置出现隆起的凸起部的情况。
根据本申请的一实施方式，至少一个所述正极耳和/或至少一个所述负极耳的所述第二端的两侧的边角以及位于所述狭缝两侧的边角为倒角。
本申请提供的储能装置，通过使正极耳的第二端位于狭缝两侧的边角为倒角，可以避免应力在正极耳的边角集中，从而改善了正极耳在受外力作用应力集中在边角处导致边角开裂的情况，提高了正极耳的可靠性。通过使负极耳的第二端位于狭缝两侧的边角为倒角，可以避免应力在负极耳的边角集中，从而改善了负极耳在受外力作用应力集中在边角处导致边角开裂的情况，提高了负极耳的可靠性。
根据本申请的一实施方式，所述狭缝为直线型或曲线型。
本申请提供的储能装置，当极耳上狭缝为直线型，其延伸方向与第一端的侧边夹角为直角，即在极耳未进行弯折时，狭缝的延伸方向与极芯的中心轴线平行。当极耳上狭缝的延伸方向与第一端的侧边夹角为锐角时，极耳被分割为不对称的两个部分，便于使相邻叠设的极耳的狭缝错位设置。通过使狭缝为曲线型，增加了狭缝的长度，有利于极耳的弯折；同时，能够使相邻叠设的极耳的狭缝具有错位部分，从而保证正极耳簇与汇流件的焊接效果。
根据本申请的一实施方式，至少一个所述正极耳和/或至少一个所述负极耳上设有多条所述狭缝。
本申请提供的储能装置，通过在极耳上设置多条狭缝，能够进一步改善极耳弯折时曲率过大的问题，提高弯折后与汇流件的连接效果。
根据本申请的一实施方式，所述多个正极耳中，靠近所述极芯外围的所述正极耳的宽度大于靠近所述极芯中心轴一侧的所述正极耳的宽度；所述多个负极耳中，靠近所述极芯外围的所述负极耳的宽度大于靠近所述极芯中心轴一侧的所述负极耳的宽度。
本申请提供的储能装置，多个极耳沿极片的卷绕方向的宽度逐渐增加，位于极芯外圈上的极耳能够与位于内圈上的极耳具有更多的重叠面积。
根据本申请的一实施方式，多个所述正极耳上分别设有所述狭缝，多个所述狭缝中至少部分错位设置；多个所述负极耳上分别设有所述狭缝，多个所述狭缝中至少部分错位设置。
本申请提供的储能装置，通过使一个极耳上的狭缝与其余极耳中至少一个的狭缝错位设置，使得多个狭缝之间能够错位设置，以避免卷绕后狭缝出现在同一位置造成极耳与汇流件焊接时的焊接不良。
根据本申请的一实施方式，当相邻的两个所述正极耳上均设有所述狭缝时，相邻的两个所述正极耳上的所述狭缝错位设置；当相邻的两个所述负极耳上均设有所述狭缝时，相邻的两个所述负极耳上的所述狭缝错位设置。
本申请提供的储能装置，相邻的两个极耳上均设有狭缝时，相邻的两个极耳上的狭缝错位设置。通过使相邻的两个极耳上的狭缝错位设置，从而能够避免相邻的狭缝重合，进一步改善了卷绕后狭缝出现在同一位置造成极耳与汇流件焊接时的焊接不良。
根据本申请的一实施方式，所述多个正极耳形成有多个正极耳簇，所述多个负极耳形成有多个负极耳簇，所述多个正极耳簇与所述多个负极耳簇在所述极芯的端面上沿所述极芯的周向间隔分布；
在所述极芯的周向上，所述正极耳簇与相邻的所述负极耳簇之间的夹角大于或等于与相邻的另一所述正极耳簇之间的夹角，所述负极耳簇与相邻的所述正极耳簇之间的夹角大于或等于与相邻的另一所述负极耳簇之间的夹角。
本申请提供的储能装置，通过使正极耳簇与相邻的负极耳簇之间的夹角大于或等于与相邻的正极耳簇之间的夹角，负极耳簇与相邻的正极耳簇之间的夹角大于或等于与相邻的负极耳簇之间的夹角，使得多个正极耳簇靠拢在一起，多个负极耳簇靠拢在一起，以便于与汇流件连接。
根据本申请的一实施方式，所述极芯为卷绕式极芯，沿所述极芯的卷绕方向，所述正极耳的宽度和/或高度递增，所述负极耳的宽度和/或高度递增。
本申请提供的储能装置，沿极片的卷绕方向，多个极耳的宽度逐渐增加，以在完成卷绕后，多个极耳之间在宽度方向上能够具有大的重叠面积，避免错位过多；沿极片的卷绕方向，多个极耳在极芯的轴向上的高度逐渐增加，以在完成卷绕后，多个极耳之间在高度方向上能够具有大的重叠面积，避免错位过多。
根据本申请的一实施方式，所述储能装置还包括：
汇流件，所述汇流件包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部与所述第二连接部绝缘设置；所述第一连接部连接所述正极耳与所述第一电极端子，所述第二连接部连接所述负极耳与所述第二电极端子。
本申请提供的储能装置，通过一个汇流件实现了对正极耳与负极耳的引出，即汇流件阴阳极一体，使得储能装置的结构件简单。
根据本申请的另一个方面，还提供了一种用电设备，所述用电设备包括上述的储能装置，所述储能装置为所述用电设备供电。
本申请提供的用电设备，储能装置的极芯的正极耳和负极耳由极芯的同一端延伸而出，实现了单侧出极耳，壳体可以做单通，汇流件可同时包括阳极连接部和阴极连接部，即汇流件阴阳极一体，端盖上可同时设置阳极电极端子和阴极电极端子，即端盖阴阳极一体，使得储能装置的结构件简单；单侧出极耳后，汇流件焊接可以阴阳极一次焊接，端盖和汇流件之间的焊接也可以一次性完成焊接，使得储能装置加工简单；通过单侧出极耳比双侧出极耳降低极芯高度，节省极芯所占空间，能够相对提高储能装置的能量密度。此外，通过在正极耳上设置狭缝，在正极耳弯折揉平时，通过狭缝可释放正极耳弯折时产生的弯曲应力，便于正极耳的弯折，使得正极耳弯折后能够更加平整，从而使得正极耳簇能够更加平整，以提高正极耳与汇流件的连接强度。通过在负极耳上设置狭缝，在负极耳弯折揉平时，通过狭缝可释放负极耳弯折时产生的弯曲应力，便于负极耳的弯折，使得负极耳弯折后能够更加平整，从而使得负极耳簇能够更加平整，以提高负极耳与汇流件的连接强度。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施方式，本申请的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
图1为本申请的一种实施方式提供的一种户用储能系统的示意图。
图2为本申请的一种实施方式提供的储能装置的示意图。
图3为本申请的一种实施方式提供的正极耳的示意图。
图4为本申请的另一种实施方式提供的正极耳的示意图。
图5为本申请的一种实施方式提供的负极耳的示意图。
图6为本申请的一种实施方式提供的极芯上正极耳簇与负极耳簇的示意图。
图7为本申请的另一种实施方式提供的极芯上正极耳簇与负极耳簇的示意图。
图8为本申请的又一种实施方式提供的极芯上正极耳簇与负极耳簇的示意图。
图9为本申请的再一种实施方式提供的极芯上正极耳簇与负极耳簇的示意图。
图10为本申请的一种实施方式提供的用电设备的示意图。
其中，附图标记说明如下：
10、储能装置；20、电能转换装置；30、用户负载；40、用电设备；
100、壳体；110、开口；120、容纳腔；
200、电极组件；210、极芯；220、正极耳；221、正极片；222、正极耳簇；230、负极耳；231、负极片；232、负极耳簇；240、狭缝；
300、端盖组件；310、端盖；320、第一电极端子；330、第二电极端子；340、防爆阀。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本申请将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
由于人们所需要的能源都具有很强的时间性和空间性，为了合理利用能源并提高能量的利用率，需要通过一种介质或者设备，把一种能量形式用同一种或者转换成另外一种能量形式存储起来，再基于未来应用需要以特定的能量形式释放出来。
目前的绿色能源主要包括光能、风能、水势等，而光能和风能等普遍存在间歇性强、波动性大的问题，会造成绿色电网的电压不稳定（用电高峰时电不够，用电低谷时电太多），而不稳定的电压会对电力造成损害，因此可能因为用电需求不足或电网接纳能力不足，引发“弃风弃光”问题。
而要解决用电需求不足或电网接纳能力不足的问题，就必须依赖储能装置。即通过储能装置将电能通过物理或者化学的手段转化为其他形式的能量存储起来，需要的时候再将储能装置存储的能量转化为电能释放出来，简单来说，储能装置就类似一个大型“充电宝”，在光能、风能充足时，将电能储存起来，需要时再释放存储的电能。
目前的储能（即能量存储）应用场景较为广泛，包括发电侧储能、电网侧储能、可再生能源并网储能以及用户侧储能等方面，对应的储能装置的种类包括有：
（1）应用在电网侧储能场景的大型储能集装箱，其可作为电网中优质的有功无功调节电源，实现电能在时间和空间上的负荷匹配，增强可再生能源消纳能力，并在电网系统备用、缓解高峰负荷供电压力和调峰调频方面意义重大；
（2）应用在用户侧的工商业储能场景（银行、商场等）的中小型储能电柜以及应用在用户侧的家庭储能场景的户用小型储能箱，主要运行模式为“削峰填谷”。由于根据用电量需求在峰谷位置的电费存在较大的价格差异，用户有储能设备后，为了减少成本，通常在电价低谷期，对储能柜/箱进行充电处理；电价高峰期，再将储能设备中的电放出来进行使用，以达到节省电费的目的。另外，在边远地区，以及地震、飓风等自然灾害高发的地区，家用储能装置的存在，相当于用户为自己和电网提供了备用电源，免除由于灾害或其他原因导致的频繁断电带来的不便。
以用户侧储能中的家用储能场景为例进行说明，图1示出了一种户用储能系统，该户用储能系统包括储能装置10和电能转换装置20（比如光伏板），以及用户负载30（比如路灯、家用电器等），储能装置10为一小型储能箱，可通过壁挂方式安装于室外墙壁。具体的，电能转换装置20可以在电价低谷时期将太阳能转换为电能，并通过储能装置10进行存储，进而在电价高峰时供给用户负载30进行使用，或者在电网断电/停电时供给用户负载30进行使用。
而结合上述所述的通过物理或者电化学的手段进行能量存储的情况，以电化学储能为例，储能装置10包括至少一组化学电池，利用化学电池内的化学元素做储能介质，以通过储能介质的化学反应或者变化实现充放电的过程。简单来说就是把光能、风能产生的电能通过储能介质的化学反应或者变化存在至少一组化学电池中，在外部电能的使用达到高峰时再通过储能介质的化学反应或者变化将至少一组化学电池存储的电量释放出来使用，或者转移给电量紧缺的地方再使用。
本申请的实施方式提供了一种储能装置，该储能装置可以是但不限于单体电池、电池模组、电池包、电池系统等。而对于单体电池，其可以为锂离子二次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池、镁离子电池等，单体电池可呈圆柱体、扁平体、长方体等，本申请实施方式对此不做限定。
接下来以储能装置为圆柱单体电池为例，对储能装置进行详细解释。
图2示例了本申请实施方式提供的一种储能装置的结构示意图。如图2所示，该储能装置包括：壳体100、电极组件200和端盖组件300，壳体100具有容纳腔120，电极组件200容置于容纳腔120内。壳体100可以为一端开口110的筒状结构，端盖组件300能够对壳体100的开口110进行密封；当然，壳体100也可以为两端开口110的筒状结构，此时储能装置包括一个端盖组件300和一个盖板，如此一个端盖组件300和一个盖板分别对下壳体100的两个开口110进行密封。
其中，端盖组件300包括端盖310、第一电极端子320和第二电极端子330，第一电极端子320和第二电极端子330穿设在端盖310上，且一端与电极组件200连接，另一端裸露在端盖310外，以作为储能装置的一个输出端；端盖310上还可设置有防爆阀340和注液孔，防爆阀340用于外排壳体100的容纳腔120内的气体，以提高储能装置使用的安全性，注液孔用于向储能装置的容纳腔120内注入电解液。
其中，如图2~图6所示，电极组件200包括层叠设置的正极片221、负极片231和隔膜，且隔膜位于正极片221与负极片231之间，正极片221的端部均具有多个正极耳220，负极片231的端部均具有多个负极耳230，以卷绕后形成储能装置的正极耳簇222和负极耳簇232。多个正极耳220与多个负极耳230位于电极组件200的同一端，正极耳220与负极耳230分别与端盖310上的第一电极端子320与第二电极端子330连接，以通过第一电极端子320与第二电极端子330实现电极组件200的电能的输出。
在一个实施例中，如图2~图5所示，正极耳簇222中的多个正极耳220沿极芯210的径向分布，且多个正极耳220在正极耳220的厚度方向上具有重叠部分，即多个正极耳220在厚度方向上层叠设置。负极耳簇232中的多个负极耳230沿极芯210的径向分布，且多个负极耳230在负极耳230厚度方向上具有重叠部分，即多个负极耳230在厚度方向上层叠设置。其中，至少一个正极耳220上设有狭缝240，或至少一个负极耳230上设有狭缝240，或至少一个正极耳220和至少一个负极耳230上设有狭缝240。
通过使极芯210的正极耳220和负极耳230由极芯210的同一端延伸而出，实现了单侧出极耳，壳体100可以做单通，汇流件可同时包括阳极连接部和阴极连接部，即汇流件阴阳极一体，端盖310上可同时设置阳极电极端子和阴极电极端子，即端盖310阴阳极一体，使得储能装置的结构件简单；单侧出极耳后，汇流件焊接可以阴阳极一次焊接，端盖310和汇流件之间的焊接也可以一次性完成焊接，使得储能装置加工简单；通过单侧出极耳相比双侧出极耳，降低了极芯210的高度，节省极芯210所占空间，能够相对提高储能装置的能量密度。
此外，通过在正极耳220上设置狭缝240，在正极耳220弯折揉平时，通过狭缝240可释放正极耳220弯折时产生的弯曲应力，便于正极耳220的弯折，使得正极耳220弯折后能够更加平整，从而使得正极耳簇222能够更加平整，以提高正极耳220与汇流件的连接强度。通过在负极耳230上设置狭缝240，在负极耳230弯折揉平时，通过狭缝240可释放负极耳230弯折时产生的弯曲应力，便于负极耳230的弯折，使得负极耳230弯折后能够更加平整，从而使得负极耳簇232能够更加平整，以提高负极耳230与汇流件的连接强度。
在一个实施例中，如图3和图5所示，多个正极耳220与多个负极耳230上均设有狭缝240。通过在多个正极耳220和多个负极耳230上均设有狭缝240，在正极耳220和负极耳230弯折揉平时，通过狭缝240可释放正极耳220与负极耳230弯折时产生的弯曲应力，便于正极耳220与负极耳230的弯折，使得正极耳220与负极耳230弯折后能够更加平整，从而使得正极耳簇222与负极耳簇232能够更加平整，以同时提高正极耳220和负极耳230与汇流件的连接强度。
在一个实施例中，如图3所示，正极耳220包括与极芯210连接的第一端和与第一端相反的第二端，狭缝240贯穿第一端与第二端。通过使狭缝240贯穿正极耳220的两端，使得正极耳220形成两个分体的子极耳，在正极耳220折弯时，更容易使正极耳220弯折保持平整的状态，改善了正极耳220的中间位置出现隆起的凸起部的情况。
其中，如图3和图4所示，正极耳220上的狭缝240可为直线型，正极耳220上狭缝240的延伸方向与第一端的侧边夹角为直角或锐角。当正极耳220上狭缝240的延伸方向与第一端的侧边夹角为直角时，即在正极耳220未进行弯折时，狭缝240的延伸方向与极芯210的中心轴线平行。当正极耳220上狭缝240的延伸方向与第一端的侧边夹角为锐角时，正极耳220被分割为不对称的两个部分。
其中，正极耳220上的狭缝240还可为曲线型。通过使狭缝240为曲线型，增加了狭缝240的长度，有利于正极耳220的弯折；同时，能够使相邻叠设的正极耳220的狭缝240具有错位部分，从而保证正极耳簇222与汇流件的焊接效果。其中，曲线型例如可为弧形、S型、连续波浪型或不规则的曲线型，还可为直线段与曲线段结合的线型，本申请对此不做限制。
其中，如图3和图4所示，在正极片221的卷绕方向X上，多个正极耳220间隔设置，多个正极耳220之间的间距f1可在正极片221的卷绕方向X上逐渐增加，以在完成卷绕后，多个正极耳220在宽度方向上能够更好地重叠在一起，避免错位过多。
其中，如图3和图4所示，沿正极片221的卷绕方向X，多个正极耳220的宽度c1可逐渐增加，以在完成卷绕后，多个正极耳220之间在宽度方向上能够具有大的重叠面积，避免错位过多。
其中，如图3和图4所示，沿正极片221的卷绕方向X，多个正极耳220在极芯210的轴向上的高度b1可逐渐增加，以在完成卷绕后，多个正极耳220之间在高度方向Y上能够具有大的重叠面积，避免错位过多。其中，也可沿正极片221的卷绕方向X，靠近正极片221首端的多个正极耳220在极芯210的轴向上的高度b1可逐渐增加，靠近正极片221尾端的多个正极耳220在极芯210的轴向上的高度b1可相同。
其中，正极耳220上可设置一条或多条狭缝240，设置多条狭缝240，能够进一步改善正极耳220弯折时曲率过大的问题，提高弯折后与汇流件的连接效果。当多个正极耳220沿正极片221的卷绕方向X的宽度逐渐增加时，宽度相对较大的正极耳220上可相对设置更多条狭缝240，即设有狭缝240数量相对较多的正极耳220的宽度大于设有狭缝240数量相对较少的正极耳220的宽度。示例的，狭缝240的条数例如可为1~10条。靠近最内圈的正极耳220由于宽度相对较小，也可不设置狭缝240。
其中，当多个正极耳220上设有狭缝240，其中一个正极耳220上的狭缝240与其余正极耳220中至少一个的狭缝240错位设置。通过使一个正极耳220上的狭缝240与其余正极耳220中至少一个的狭缝240错位设置，使得多个狭缝240之间能够错位设置，以避免卷绕后狭缝240出现在同一位置造成正极耳220与汇流件焊接时的焊接不良。优选地，如图3和图4所示，狭缝240的底部距离正极耳220宽度方向两侧的距离分别为d1和e1，多个正极耳220上d1和e1的数值可为随机数值，以使多个狭缝240在正极耳220叠加形成正极耳簇222后错位，保证正极耳220与汇流件的连接强度。当然，狭缝240的底部距离正极耳220宽度方向两侧的距离d1和e1也可沿正极片221的卷绕方向X的逐渐增加或缩小，以使多个狭缝240在正极耳220叠加形成正极耳簇222后错位，本申请对此不做限制，但是通过改变狭缝240的位置以使多个狭缝240在正极耳220叠加形成正极耳簇222后错位的技术方案，均属于本申请的保护范围。
其中，相邻的两个正极耳220上均设有狭缝240时，相邻的两个正极耳220上的狭缝240错位设置。通过使相邻的两个正极耳220上的狭缝240错位设置，从而能够避免相邻的狭缝240重合，进一步改善了卷绕后狭缝240出现在同一位置造成正极耳220与汇流件焊接时的焊接不良。
其中，至少一个正极耳220的第二端的两侧的边角以及位于狭缝240两侧的边角为倒角。通过使正极耳220的第二端位于狭缝240两侧的边角为倒角，可以避免应力在狭缝240的边角集中，从而改善了正极耳220在受外力作用应力集中在狭缝240边角处导致边角开裂的情况，提高了正极耳220的可靠性。通过使正极耳220的第二端的两侧的边角为倒角，可以避免应力在正极耳220的边角集中，从而改善了正极耳220在受外力作用应力集中在边角处导致边角开裂的情况，提高了正极耳220的可靠性。优选地，所有正极耳220的第二端位于狭缝240两侧的边角为倒角，以提高正极耳220的可靠性。
其中，如图3和图4所示，正极片221的首端和尾端至少部分上未设置正极耳220。沿卷绕方向X，首端未设置正极耳220的长度为a1，尾端未设置正极耳220的长度为g1；在正极片221卷绕后，至少部分内圈与外圈上未形成正极耳220，一方面保证正极耳220更好的弯折形成极耳簇，另一方面保证正极耳220与壳体100的之间的绝缘性。
在一个实施例中，如图5所示，负极耳230包括与极芯210连接的第一端和与第一端相反的第二端，狭缝240贯穿第一端与第二端。通过使狭缝240贯穿负极耳230的两端，使得负极耳230形成两个分体的子极耳，在负极耳230折弯时，更容易使负极耳230弯折保持平整的状态，改善了负极耳230的中间位置出现隆起的凸起部的情况。
其中，如图5所示，负极耳230上的狭缝240可为直线型，负极耳230上狭缝240的延伸方向与第一端的侧边夹角为直角或锐角。当负极耳230上狭缝240的延伸方向与第一端的侧边夹角为直角时，即在负极耳230未进行弯折时，狭缝240的延伸方向与极芯210的中心轴线平行。当负极耳230上狭缝240的延伸方向与第一端的侧边夹角为锐角时，负极耳230被分割为不对称的两个部分。
其中，负极耳230上的狭缝240还可为曲线型。通过使狭缝240为曲线型，增加了狭缝240的长度，有利于负极耳230的弯折；同时，能够使相邻叠设的负极耳230的狭缝240具有错位部分，从而保证负极耳簇232与汇流件的焊接效果。其中，曲线型例如可为弧形、S型、连续波浪型或不规则的曲线型，还可为直线段与曲线段结合的线型，本申请对此不做限制。
其中，在负极片231的卷绕方向X上，多个负极耳230间隔设置，多个负极耳230之间的间距f2可在负极片231的卷绕方向X上逐渐增加，以在完成卷绕后，多个负极耳230在宽度方向上能够更好地重叠在一起，避免错位过多。
其中，沿负极片231的卷绕方向X，多个负极耳230的宽度c2可逐渐增加，以在完成卷绕后，多个负极耳230之间在宽度方向上能够具有大的重叠面积，避免错位过多。
其中，沿负极片231的卷绕方向X，多个负极耳230在极芯210的轴向上的高度b2可逐渐增加，以在完成卷绕后，多个负极耳230之间在高度方向Y上能够具有大的重叠面积，避免错位过多。其中，也可沿负极片231的卷绕方向X，靠近负极片231首端的多个负极耳230在极芯210的轴向上的高度b2可逐渐增加，靠近负极片231尾端的多个负极耳230在极芯210的轴向上的高度b2可相同。
其中，负极耳230上可设置一条或多条狭缝240，设置多条狭缝240，能够进一步改善负极耳230弯折时曲率过大的问题，提高弯折后与汇流件的连接效果。当多个负极耳230沿负极片231的卷绕方向的宽度逐渐增加时，宽度相对较大的负极耳230上可相对设置更多条狭缝240，即设有狭缝240数量相对较多的负极耳230的宽度大于设有狭缝240数量相对较少的负极耳230的宽度。示例的，狭缝240的条数例如为1~10条。靠近最内圈的负极耳230由于宽度相对较小，也可不设置狭缝240。
其中，当多个负极耳230上设有狭缝240，其中一个负极耳230上的狭缝240与其余负极耳230中至少一个的狭缝240错位设置。通过使一个负极耳230上的狭缝240与其余负极耳230中至少一个的狭缝240错位设置，使得多个狭缝240之间能够错位设置，以避免卷绕后狭缝240出现在同一位置造成负极耳230与汇流件焊接时的焊接不良。优选地，狭缝240的底部距离负极耳230宽度方向两侧的距离分别为d2和e2，多个负极耳230上d2和e2的数值可为随机数值，以使多个狭缝240在负极耳230叠加形成负极耳簇232后错位，保证负极耳230与汇流件的连接强度。当然，狭缝240的底部距离负极耳230宽度方向两侧的距离d2和e2也可沿负极片231的卷绕方向X的逐渐增加或缩小，以使多个狭缝240在负极耳230叠加形成负极耳簇232后错位，本申请对此不做限制，但是通过改变狭缝240的位置以使多个狭缝240在负极耳230叠加形成负极耳簇232后错位的技术方案，均属于本申请的保护范围。
其中，相邻的两个负极耳230上均设有狭缝240时，相邻的两个负极耳230上的狭缝240错位设置。通过使相邻的两个负极耳230上的狭缝240错位设置，从而能够避免相邻的狭缝240重合，进一步改善了卷绕后狭缝240出现在同一位置造成负极耳230与汇流件焊接时的焊接不良。
其中，至少一个负极耳230的第二端的两侧的边角以及位于狭缝240两侧的边角为倒角。通过使负极耳230的第二端位于狭缝240两侧的边角为倒角，可以避免应力在负极耳230的边角集中，从而改善了负极耳230在受外力作用应力集中在边角处导致边角开裂的情况，提高了负极耳230的可靠性。通过使负极耳230的第二端的两侧的边角为倒角，可以避免应力在负极耳230的边角集中，从而改善了负极耳230在受外力作用应力集中在边角处导致边角开裂的情况，提高了负极耳230的可靠性。优选地，所有负极耳230的第二端位于狭缝240两侧的边角为倒角，以提高负极耳230的可靠性。
其中，如图5所示，负极片231的首端和尾端至少部分上未设置负极耳230。沿卷绕方向X，首端未设置负极耳230的长度为a2，尾端未设置负极耳230的长度为g2；在负极片231卷绕后，至少部分内圈与外圈上未形成负极耳230，一方面保证负极耳230更好的弯折形成极耳簇，另一方面保证负极耳230与壳体100的之间的绝缘性。
在一个实施例中，如图6所示，电极组件200包括一个正极耳簇222和一个负极耳簇232，一个正极耳簇222和一个负极耳簇232在极芯210的端面相对设置，增加了正极耳簇222与负极耳簇232之间的距离，降低了正极耳220与负极耳230短路的风险。
在一个实施例中，如图7~图9所示，电极组件200包括多个正极耳簇222和多个负极耳簇232，多个正极耳簇222和多个负极耳簇232在极芯210的端面上沿极芯210的周向分布；在极芯210的周向上，正极耳簇222与相邻的负极耳簇232之间的夹角大于或等于与相邻的正极耳簇222之间的夹角，负极耳簇232与相邻的正极耳簇222之间的夹角大于或等于与相邻的负极耳簇232之间的夹角。通过使正极耳簇222与相邻的负极耳簇232之间的夹角大于或等于与相邻的正极耳簇222之间的夹角，负极耳簇232与相邻的正极耳簇222之间的夹角大于或等于与相邻的负极耳簇232之间的夹角，使得多个正极耳簇222靠拢在一起，多个负极耳簇232靠拢在一起，以便于与汇流件连接。
其中，多个正极耳簇222与多个负极耳簇232的数量可相同，多个正极耳簇222与多个负极耳簇232在极芯210的端面上对称设置。通过使多个正极耳簇222与多个负极耳簇232在极芯210的端面上对称设置，进一步便于与汇流件连接。当然，多个正极耳簇222与多个负极耳簇232在极芯210的端面上也可非对称设置，本申请对此不做限制，能够与汇流件实现连接即可。
其中，如图7所示，电极组件200例如包括两个正极耳簇222和两个负极耳簇232，两个正极耳簇222之间的夹角为锐角，两个负极耳簇232之间的夹角为锐角，相邻的正极耳簇222与负极耳簇232之间的夹角为钝角。或者，如图8所示，两个正极耳簇222和两个负极耳簇232在极芯210的端面上可呈十字形分布，两两之间夹角互为直角。
其中，如图9所示，电极组件200例如包括三个正极耳簇222和三个负极耳簇232，三个正极耳簇222位于极芯210的端面上的一侧，三个负极耳簇232位于极芯210的端面上的另一侧。通过设置更多个正极耳簇222和负极耳簇232，以提升极芯210的性能。当然，电极组件200还可包括更多个正极耳簇222与负极耳簇232，本申请对此不做限制。
在一个实施例中，储能装置还包括汇流件，汇流件包括第一连接部和第二连接部，第一连接部与第二连接部绝缘设置；第一连接部连接正极耳簇222与第一电极端子320，第二连接部连接负极耳簇232与第二电极端子330。
其中，汇流件的第一连接部与正极耳簇222可采用激光焊接连接在一起，第二连接部与负极耳簇232也可采用激光焊接连接在一起。汇流件的第一连接部可通过一个柔性电连接件与第一电极端子320电连接，第二连接部可通过另一柔性电连接件与第二电极端子330电连接。通过两个柔性电连接件，实现端盖310上电极端子与汇流件的电连接，在端盖310上的电极端子与汇流件连接后，端盖310通过柔性的电连接件扣合在壳体100的开口110上，将极芯210密封在壳体100中。
本申请实施方式还提供了一种用电设备，如图10所示，该用电设备40可以是户用储能箱、储能集装箱，还可以是车辆等。该用电设备包括上述实施方式所述的储能装置，储能装置为用电设备供电。本申请提供的用电设备中，储能装置的极芯210的正极耳220和负极耳230由极芯210的同一端延伸而出，实现了单侧出极耳，壳体100可以做单通，汇流件可同时包括阳极连接部和阴极连接部，即汇流件阴阳极一体，端盖310上可同时设置阳极电极端子和阴极电极端子，即端盖310阴阳极一体，使得储能装置的结构件简单；单侧出极耳后，汇流件焊接可以阴阳极一次焊接，端盖310和汇流件之间的焊接也可以一次性完成焊接，使得储能装置加工简单；通过单侧出极耳比双侧出极耳降低极芯210高度，节省极芯210所占空间，能够相对提高储能装置的能量密度。此外，通过在正极耳220上设置狭缝240，在正极耳220弯折揉平时，通过狭缝240可释放正极耳220弯折时产生的弯曲应力，便于正极耳220的弯折，使得正极耳220弯折后能够更加平整，从而使得正极耳簇222能够更加平整，以提高正极耳220与汇流件的连接强度。通过在负极耳230上设置狭缝240，在负极耳230弯折揉平时，通过狭缝240可释放负极耳230弯折时产生的弯曲应力，便于负极耳230的弯折，使得负极耳230弯折后能够更加平整，从而使得负极耳簇232能够更加平整，以提高负极耳230与汇流件的连接强度。
在申请实施例中，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。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申请实施例中的具体含义。
申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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，仅是为了便于描述申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对申请实施例的限制。
在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于申请实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为申请实施例的优选实施例而已，并不用于限制申请实施例，对于本领域的技术人员来说，申请实施例可以有各种更改和变化。凡在申请实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在申请实施例的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种储能装置，其特征在于，包括：
壳体（100），所述壳体（100）包括具有开口（110）的容纳腔（120）；
电极组件（200），所述电极组件（200）容置于所述容纳腔（120）内；所述电极组件（200）包括极芯（210）、多个正极耳（220）与多个负极耳（230），所述多个正极耳（220）与所述多个负极耳（230）设置于所述极芯（210）的同一端；所述多个正极耳（220）沿所述极芯（210）的径向分布，且相邻的两个所述正极耳（220）之间在所述正极耳（220）的厚度方向上具有重叠部分；所述多个负极耳（230）沿所述极芯（210）的径向分布，且相邻的两个所述负极耳（230）之间在所述负极耳（230）的厚度方向上具有重叠部分；至少一个所述正极耳（220）和/或至少一个所述负极耳（230）上设有狭缝（240）；
端盖组件（300），所述端盖组件（300）包括端盖（310）和设于所述端盖（310）上的第一电极端子（320）和第二电极端子（330），所述端盖（310）盖合于所述壳体（100）的开口（110）上，所述第一电极端子（320）与所述正极耳（220）连接，所述第二电极端子（330）与所述负极耳（230）连接。
2.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于，所述多个正极耳（220）与所述多个负极耳（230）上均设有所述狭缝（240）。
3.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于，所述正极耳（220）包括与所述极芯（210）连接的第一端和与所述第一端相反的第二端，所述负极耳（230）包括与所述极芯（210）连接的第一端和与所述第一端相反的第二端；所述狭缝（240）贯穿所述第一端与所述第二端。
4.根据权利要求3所述的储能装置，其特征在于，至少一个所述正极耳（220）和/或至少一个所述负极耳（230）的所述第二端的两侧的边角以及位于所述狭缝（240）两侧的边角为倒角。
5.根据权利要求3所述的储能装置，其特征在于，所述狭缝（240）为直线型或曲线型。
6.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于，至少一个所述正极耳（220）和/或至少一个所述负极耳（230）上设有多条所述狭缝（240）。
7.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于，所述多个正极耳（220）中，靠近所述极芯（210）外围的所述正极耳（220）的宽度大于靠近所述极芯（210）中心轴一侧的所述正极耳（220）的宽度；所述多个负极耳（230）中，靠近所述极芯（210）外围的所述负极耳（230）的宽度大于靠近所述极芯（210）中心轴一侧的所述负极耳（230）的宽度。
8.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于，多个所述正极耳（220）上均设有所述狭缝（240），多个所述狭缝（240）中至少部分错位设置；多个所述负极耳（230）上分别设有所述狭缝（240），多个所述狭缝（240）中至少部分错位设置。
9.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于，当相邻的两个所述正极耳（220）上均设有所述狭缝（240）时，相邻的两个所述正极耳（220）上的所述狭缝（240）错位设置；当相邻的两个所述负极耳（230）上均设有所述狭缝（240）时，相邻的两个所述负极耳（230）上的所述狭缝（240）错位设置。
10.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于，所述多个正极耳（220）形成有多个正极耳簇（222），所述多个负极耳（230）形成有多个负极耳簇（232），所述多个正极耳簇（222）与所述多个负极耳簇（232）在所述极芯（210）的端面上沿所述极芯（210）的周向间隔分布；
在所述极芯（210）的周向上，所述正极耳簇（222）与相邻的所述负极耳簇（232）之间的夹角大于或等于与相邻的另一所述正极耳簇（222）之间的夹角，所述负极耳簇（232）与相邻的所述正极耳簇（222）之间的夹角大于或等于与相邻的另一所述负极耳簇（232）之间的夹角。
11.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于，所述极芯（210）为卷绕式极芯（210），沿所述极芯（210）的卷绕方向，所述正极耳（220）的宽度和/或高度递增，所述负极耳（230）的宽度和/或高度递增。
12.根据权利要求1所述的储能装置，其特征在于，所述储能装置还包括：
汇流件，所述汇流件包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部与所述第二连接部绝缘设置；所述第一连接部连接所述正极耳（220）与所述第一电极端子（320），所述第二连接部连接所述负极耳（230）与所述第二电极端子（330）。
13.一种用电设备，其特征在于，所述用电设备包括上述权利要求1~12任一项所述的储能装置，所述储能装置为所述用电设备供电。
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