CN116826317A - 一种电池转接片、电池和用电设备 - Google Patents
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Abstract
本发明属于电池技术领域，公开了一种电池转接片、电池和用电设备。该电池转接片沿其厚度方向具有相对设置的顶面和底面，以及分别连接所述顶面和所述底面且相对设置的两个侧面；至少一侧面向内凹陷形成至少一凹槽，沿所述电池转接片的厚度方向，每个凹槽的内壁形成有相对设置的第一装配面和第二装配面，所述第一装配面和所述第二装配面用于夹持极耳。通过在电池转接片的侧面设置凹槽，本发明将极耳夹持于凹槽中，以实现极耳与电池转接片的可拆卸连接。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电池转接片、电池和用电设备。
背景技术
目前，电池生产的主要工艺路线通常先将极耳和转接片焊接，再将转接片和顶盖上的电极端子焊接，从而实现将电芯和顶盖连接，然后将与连接好顶盖的电芯放入电池壳体中，再将顶盖焊接固定于电池壳体的开口。
通常，极耳和焊转接片的焊接采用超声波焊接，而超声波焊接可能产生金属焊渣，一旦金属焊渣溅射到电芯内部，将造成安全风险。更重要的是，当出现焊接不良时，例如焊接爆点等异常情况，电池只能报废处理，这会造成比较严重的物料浪费，且非常影响生产制造优率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电池转接片、电池和用电设备，解决现有电池中的极耳和转接片采用非可拆卸的连接方式，电池出现异常后只能报废处理，难以实现二次利用的问题。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
第一方面，本发明提供一种电池转接片，沿所述电池转接片的厚度方向，所述电池转接片具有相对设置的顶面和底面，以及分别连接所述顶面和所述底面且相对设置的两个侧面；至少一侧面向内凹陷形成至少一凹槽，沿所述电池转接片的厚度方向，每个凹槽的内壁形成有相对设置的第一装配面和第二装配面，所述第一装配面和所述第二装配面用于夹持极耳。
在一些实施例中，形成所述凹槽的侧面，其形成的凹槽数量为多个，多个凹槽沿其所述电池转接片的厚度方向间隔排布，每一凹槽中至少夹持一层极耳。
在一些实施例中，所述第一装配面和所述第二装配面中的至少之一形成有至少一凸起，所述凸起用于抵接所述极耳。
在一些实施例中，形成所述凹槽的第一装配面上设置有通孔。
在一些实施例中，所述通孔的数量为多个。
在一些实施例中，形成所述凹槽的第一装配面上设置有流道，所述流道与所述通孔连通。
在一些实施例中，所述电池转接片的所述顶面的中部设置有焊接区。
在一些实施例中，所述电池转接片还包括延伸部，所述延伸部从所述电池转接片未设置所述凹槽的一侧向外延伸，所述延伸部设置有焊接区。
在一些实施例中，所述电池转接片的厚度为0.2mm-3mm。
第二方面，本发明还提供一种电池，包括壳体、顶盖、并列排布的两组裸电芯、电极端子以及上述的电池转接片；所述裸电芯从端面向外延伸出极耳层，所述极耳层包含并列伸出且极性相同的多层极耳；其中一组裸电芯的极耳夹持于其中一侧面形成的所述凹槽中，另一组裸电芯的极耳夹持于另一侧面形成的所述凹槽中；所述电极端子设置在所述顶盖上且与所述电池转接片电连接。
在一些实施例中，所述转接片的一侧的所述凹槽设置有多个，每组裸电芯的靠近外侧的所述极耳夹持于靠近所述顶面的所述凹槽中、靠近内侧的所述极耳夹持于靠近所述顶面的所述凹槽中。
在一些实施例中，每层极耳具有第一连接部、弯折部和第二连接部，所述第一连接部连接所述裸电芯的极片，所述弯折部连接所述第一连接部和所述第二连接部，使所述第二连接部伸入且夹持于所述凹槽中。
在一些实施例中，电池还包括夹持件，所述夹持件包括相连的第一夹板和第二夹板，所述电池转接片夹持于所述第一夹板和所述第二夹板之间，所述第一夹板为所述第一装配面提供从所述顶面向所述底面的压力，所述第二夹板为所述第二装配面提供从所述底面向所述顶面的压力，以使所述第一装配面和所述第二装配面相靠近，使所述极耳夹持于所述第一装配面和所述第二装配面之间。
第三方面，本发明还提供一种用电设备，包括上述的电池。
有益效果：本发明通过在电池转接片上设置凹槽，利用凹槽夹持固定极耳，由于极耳可拆卸地夹持于凹槽中，即使电池出现异常，都能将极耳与电池转接片进行分离，进行重复利用，从而能够提高物料利用率和生产制造优率。此外，由于极耳和电池转接片以非焊接的形式连接，解决了焊接产生的金属焊渣影响电池安全的问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1为实施例1中电池转接片的俯视图；
图2为实施例1中电池转接片的侧视图；
图3为本发明另一种电池转接片的侧视图；
图4为实施例1中电池转接片的正视剖面图；
图5为实施例2中电池转接片的正视剖面图；
图6为本发明中电池的正视剖面图；
图7为本发明中电池的正视剖面图的A处放大图；
图8为本发明中电芯的正视图；
图9为本发明中夹持件与电池转接片的安装状态示意图；
图10为本发明中一种夹持件的侧视图；
图11为本发明中又一种夹持件的侧视图。
其中，附图标记说明如下：
100、电池；
10、电池转接片；11、顶面；12、底面；13、凹槽；131、第一装配面；132、第二装配面；133、凸起；134、通孔；14、焊接区；15、延伸部；20、电芯；21、裸电芯；22、极耳；221、第一连接部；222、弯折部；223、第二连接部；
30、顶盖；31、顶盖片；32、电极端子；
40、壳体；
50、夹持件；51、第一夹板；52、第二夹板。
具体实施方式
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在实践中，本发明的发明人发现，电芯通过极耳与电池转接片进行焊接连接，当电芯或者电池转接片出现焊接不良等异常时，电池需要报废处理，无法进行二次利用，从而浪费物料且影响生产优率。并且，在电池使用过程中，一旦电池发生异常，整个电池即失效，失效电池难以进行二次利用，虽然电池回收技术有所发展，但对于已失效电池而言，只能将电池中具备利用价值的金属元素如锂、钴、镍等提取出来，而无法对电池里的其他结构进行利用。本发明的电池转接片，通过设置能够夹持固定极耳的凹槽，实现极耳和电池转接片的可拆卸连接，从而能够解决上述问题。
下面结合具体实施例，对本发明的电池转接片作进一步解释。
实施例1
如图1-4和图6所示，沿其厚度方向，电池转接片11具有相对设置的顶面11和底面12，以及分别连接顶面11和底面且相对设置的两个侧面；每个侧面向内凹陷形成两个凹槽13，沿电池转接片10的厚度方向，每个凹槽13的内壁形成有相对设置的第一装配面131和第二装配面132，第一装配面131和第二装配132用于夹持极耳22，每个凹槽中均夹持有极耳22。
需要说明的是，每一侧面中，凹槽13的数量可以是一个或多个，可以根据极耳层所包含的极耳22的数量来相应地设置凹槽13的数量，若极耳22的数量较多，可适当增加凹槽13的数量；不同侧面上的凹槽13的数量可以相同或不同，例如，其中一侧面的有两个凹槽13，另一侧面的有三个凹槽13，当两侧面上的凹槽13的数量相同时，极耳22和电池转接片10的连接效果最好。并且，对于同一侧面上的凹槽13而言，每个凹槽13中的极耳22的数量可以相同也可以不同，可以根据实际需求确定每个凹槽13中的极耳22的数量，当每个凹槽13中的极耳22的数量相当时，极耳22和电池转接片10的连接效果最好。本发明对凹槽13的数量和每个凹槽13中的极耳22的数量不作限定。
进一步的，如图2所示，极耳22的宽度W1不大于凹槽的宽度W2，使得极耳22插入凹槽13的部分不会露出于凹槽13外；为便于将极耳22插入凹槽中，在凹槽13的宽度方向上，凹槽13可以与外部连通。在可选的其他实施例中，如图3所示，在凹槽13的宽度方向上，凹槽13也可以不与外部连通。本发明对凹槽的长度、宽度和深度不作限定。
进一步的，如图1所示，电池转接片10整体呈T型，从电池转接片10未设置凹槽13的一侧向外延伸有延伸部15，延伸部15的顶部设置有焊接区14，如图6所示，焊接区14用于和焊接固定电极端子32，从而实现极耳22-电池转接片10-电极端子32的电流通路。在可选的其他实施例中，电池转接片10可以整体呈矩形，在其顶面11的中部设置焊接区14；电池转接片10也可以不和电极端子32电连接，而是和顶盖片31电连接。
进一步的，为更好地保证极耳22和电池转接片10连接牢固，本实施例中的第一装配面131和第二装配面132均形成有若干凸起133，使得第一装配面131和第二装配面132为不规则形状，以便于夹紧极耳22，防止极耳22脱落。
能够理解地，当电池转接片10装配至电池100中后，由于顶盖30会与壳体40固定连接加之顶盖30自重的影响，电池转接片10能够被压持于顶盖30和电芯20之间，从而无需另外设置夹持件即可基本满足极耳22的夹持固定需求。
需要说明的是，电芯20入壳后，顶盖30与壳体40会通过若干点位进行预焊，预焊之后再进行满焊，以将顶盖30牢固地固定在壳体40的开口。本实施例的电池转接片10，在满焊之前，即使电芯20或者某些机械件出现异常，都能够轻易地将电芯20从壳体40中拿出，极耳22与电池转接片10进行分离，将电芯20重复利用。并且，在电池100的使用过程中，若电池100出现异常，也可将壳体40打开，再将极耳22与电池转接片10分离，实现电芯20的二次利用，提高物料利用率。
进一步的，电池转接片10的厚度为2mm，在可选的其他实施例中，电池转接片10的厚度为0.2-3mm，具体的，电池转接片10的厚度为0.2mm，0.6mm，1mm，1.5mm，2mm，2.5mm和3mm，但不限于所列举的数值，数值范围内的其他未列举的数值同样使用。
本发明通过将多层极耳22分批夹持于电池转接片10的各个凹槽13中，有效地增大极耳22与电池转接片10的接触面积，从而增大了电池100的过流面积和提高了电池100的过流能力。并且，由于极耳22与电池连接片10的接触电阻较大，在充放电过程中容易产热，通过将多层极耳22分散连接于电池转接片10，有利于对极耳22和电池转接片10进行散热。
本发明还提供了一种电池100，装配有本实施例所述的电池转接片10。
如图6所示，电池100包括壳体40、电芯20、顶盖30以及电池转接片10。壳体40的一端具有开口，电芯20容置于壳体40中，顶盖30密封固定于壳体40的开口，电池转接片10安装在顶盖30和电芯20之间，用于连接顶盖30和电芯20。具体的，电池转接片10包括正转接片和负转接片，顶盖片31穿设有与其顶盖片31绝缘的正电极端子和负电极端子，正转接片和正电极端子电连接，负转接片和负电极端子电连接。
再参照图8，电芯20包括并列排布的两组裸电芯21，每一组裸电芯21从其端面向外延伸出正极耳层和负极耳层，正极耳层包含并列伸出的多层正极耳，负极耳层包含并列伸出的多层负极耳。正转接片用于连接两组裸电芯21的正极耳，其中一组裸电芯21的正极耳夹持于正转接片的其中一侧面形成的凹槽13中，另一组裸电芯21的正极耳夹持于正极转接片101的另一侧面形成的凹槽13中；负转接片用于连接两个裸电芯21的负极耳，其中一组裸电芯21的负极耳夹持于负转接片的其中一侧面形成的凹槽13中，另一组裸电芯21的负极耳夹持于负极转接片的另一侧面形成的凹槽中。
具体的，如图7所示，每层正极耳和每层负极耳均具有第一连接部221，弯折部222和第二连接部223。其中，第一连接部221连接于对应裸电芯21的极片上，弯折部222连接第一连接部221和第二连接部223，使第二连接部224伸入且被夹持于对应的凹槽13中。极耳22弯折后夹持于电池转接片10侧面的凹槽13，能够有效保证极耳层不松散且和电池转接片10接触紧密，从而保证极耳22和电池转接片10的电连接效果。
需要说明的是，极耳层是电芯的输出极，其数量可以是一个或多个，可以根据实际需求设计极耳层的个数，当极耳层的数量为两个时，两个极耳层可以具有不同的极性。每个极耳层有多层极耳构成，每一层极耳由金属箔材制成，例如正极耳可以由铝箔制成，负极耳可以由铜箔制成。相应的，正转接片可以由铝材制成，负转接片可以由铜材制成。本发明对极耳和电池转接片的材质不作限定，可以根据实际需求选择。
在可选的其他实施例中，电芯20可以包括一组或多组裸电芯21，且每组裸电芯中可以包括一个或多个卷芯，每个卷芯由正极片、隔膜和负极片卷绕或叠片制成，可以根据实际需求设计卷芯的数量和制作工艺。
在现有的电池中，由于电芯的厚度较大，多层极耳焊接到电池转接片上后是呈现斜坡状，为了保证最内侧的极耳也能焊接到转接片上，需要预留足够的极耳长度，但是极耳预留过长，极耳在其根部堆叠，会导致电芯装配完成后弯折的极耳倒插入电芯内部，出现短路风险。尤其是在电池倒置装车的情况下，极耳倒插入电芯内部，出现短路风险。
在本实施例中，对于每组裸电芯21而言，靠近外侧的极耳22夹持于靠近顶面11的凹槽13中，靠近内侧的极耳夹持于靠近底面12的凹槽13中。此处的“外侧”和“内侧”是相对于两组裸电芯21的分界处而言。本发明通过将多层极耳22分批插入到电池转接片10的凹槽13中，能够避免多层极耳22的在根部堆叠，防止极耳22倒插电芯20内部危害电池安全；无需提前预留极耳22余量，可以有效剪短极耳22的长度。
进一步的，如图9-10所示，为了更好地保证极耳22的夹持固定效果，本实施例中的电池100还装配有一体成型的夹持件50。夹持件50整体呈U型，包括包括相连的第一夹板51和第二夹板52，第一夹板51和第二夹板52的连接处面对U型的开口。第一夹板51和第二夹板52具有弹性，使得二者能够相互远离和靠近。以T方向或与T方向相背的方向为夹持方向，将电池转接片10夹持于第一夹板51和第二夹板52之间，第一夹板51为凹槽13的第一装配面131提供从顶面11向底面12的压力，第二夹板52为凹槽13的第二装配面132提供从底面12向顶面11的压力，以使第一装配面131和第二装配面132相靠近，使极耳22夹紧于第一装配面131和第二装配面132之间。
在可选的其他实施方式中，第一夹板51和第二夹板52可以是分体设置，通过卡接或铆接等方式可拆卸连接，以对电池转接片10施加作用力，将极耳22夹持固定于电池转接片的凹槽中，防止极耳22松散和脱离电池转接片10。在可选的其他实施方式中，如图11所示，第一夹板51可以为不规则结构，便于夹紧电池转接片10。
本实施例的电池100采用下述装配方法：
(1)获得连接好电池转接片10的顶盖30；
(2)将电芯20的极耳22插入电池转接片10的凹槽13中；
(3)用夹持件50夹持电池转接片10，使得极耳22夹紧于凹槽13中；
(4)将连接好电池转接片10的电芯20放入壳体40中；
(5)密封固定顶盖30于壳体40的开口。
实施例2
本发明提供了一种电池转接片10以及装配有该转接片的电池100，与实施例1不同是，如图5所示，在本实施例的电池转接片10中，第一装配面131和第二装配面132为平面，并且，在同一侧面，相邻两个凹槽13之间的电池转接片部分形成有多个贯穿的通孔134，通孔134将所述相邻的两个凹槽13连通，凹槽13中灌注有导电胶，导电胶填充于通孔134中，使得使得不同凹槽13中的极耳22能够通过导电胶进行电连接。
进一步的，其中一凹槽13的第二装配面132和另一凹槽13的第一装配面131上均设置有流道135，流道135与通孔134连通。导电胶填充于流道135与通孔134中，并可以在流道135与通孔134发生流动。当凹槽13的第一装配面131和第二装配面为132不规则平面时，导电胶可以增加极耳22和电池转接片10的接触面积。本实施例中的导电胶可以只起导电作用，对极耳22和电池转接片10无粘接固定作用，也可以同时起到导电和粘接固定作用。
需要说明的是，本发明对通孔134的数量和直径，以及流道135的长度、宽度和深度不作限定，在不影响电池转接片10强度的基础上，可以根据实际需要设计。
本发明通过在凹槽13中灌注导电胶，并使导电胶填充于通孔134和流道135中，能够进一步提升电池100的过流能力和降低电池转接片10的重量。
在可选的其他实施方式中，通孔134可以为盲孔，盲孔与流道135连通，以增强极耳22和电池转接片10的接触面积。
本发明还提供了一种用电设备，其所用的电池为上述实施例中的一种，本发明的主要设计要点在于电池转接片的结构改进，对于用电设备的其他结构，例如用电设备的电连接部分、机械结构部分就不再一一赘述。
用电装置可以是汽车、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。汽车可以是燃油汽车、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；航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等；电动玩具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；电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具，例如，电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等等。本发明对上述用电装置不做特殊限制。
显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引申出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。
Claims (14)
1.一种电池转接片，其特征在于，
沿所述电池转接片(10)的厚度方向，所述电池转接片(10)具有相对设置的顶面(11)和底面(12)，以及分别连接所述顶面(11)和所述底面(12)且相对设置的两个侧面；
至少一侧面向内凹陷形成至少一凹槽(13)，沿所述电池转接片(10)的厚度方向，每个凹槽(13)的内壁形成有相对设置的第一装配面(131)和第二装配面(132)，所述第一装配面(131)和所述第二装配面(132)用于夹持极耳(22)。
2.如权利要求1所述的电池转接片，其特征在于，形成所述凹槽(13)的侧面，其形成的凹槽(13)的数量为多个，多个凹槽(13)沿其所述电池转接片(10)的厚度方向间隔排布，每一凹槽(13)中至少夹持一层极耳(22)。
3.如权利要求1所述的电池转接片，其特征在于，所述第一装配面(131)和所述第二装配面(132)中的至少之一形成有至少一凸起(133)，所述凸起(133)用于抵接所述极耳(22)。
4.如权利要求3所述的电池转接片，其特征在于，所述凹槽(13)的第一装配面(131)上形成有通孔(134)。
5.如权利要求4所述的电池转接片，其特征在于，所述通孔(134)的数量为多个。
6.如权利要求4所述的电池转接片，其特征在于，所述凹槽(13)的第一装配面(131)上设置有流道，所述流道与所述通孔(134)相连通。
7.如权利要求1所述的电池转接片，其特征在于，所述电池转接片(10)的所述顶面(11)的中部设置有焊接区(14)。
8.如权利要求1所述的电池转接片，其特征在于，所述电池转接片(10)还包括延伸部(15)，所述延伸部(15)从所述电池转接片(10)未设置所述凹槽(13)的一侧向外延伸，所述延伸部(15)设置有焊接区(14)。
9.如权利要求1-8任一所述的电池转接片，其特征在于，所述电池转接片(10)的厚度为0.2mm-3mm。
10.一种电池，其特征在于，包括
壳体(40)、顶盖(30)、并列排布的两组裸电芯(21)、电极端子(32)以及权利要求1-9中任一所述的电池转接片(10)；
所述裸电芯(21)从端面向外延伸出极耳层，所述极耳层包含并列伸出且极性相同的多层极耳(22)；
其中一组裸电芯的极耳(22)夹持于其中一侧面形成的所述凹槽(13)中，另一组裸电芯的极耳(22)夹持于另一侧面形成的所述凹槽(13)中；
所述电极端子(32)设置在所述顶盖(30)上且与所述电池转接片(10)电连接。
11.如权利要求10所述的电池，其特征在于，所述电池转接片(10)的一侧的所述凹槽(13)设置有多个，每组裸电芯(21)的靠近外侧的所述极耳(22)夹持于靠近所述顶面(11)的所述凹槽(13)中、靠近内侧的所述极耳(22)夹持于靠近所述底面(12)的所述凹槽(13)中。
12.如权利要求10所述的电池，其特征在于，每层极耳(22)具有第一连接部(221)、弯折部(222)和第二连接部(223)，所述第一连接部(221)连接所述裸电芯(21)的极片，所述弯折部(222)连接所述第一连接部(221)和所述第二连接部(223)，使所述第二连接部(223)伸入且夹持于所述凹槽(13)中。
13.如权利要求10所述的电池，其特征在于，还包括夹持件(50)，所述夹持件(50)包括相连的第一夹板(51)和第二夹板(52)，所述电池转接片(10)夹持于所述第一夹板(51)和所述第二夹板(52)之间，所述第一夹板(51)为所述第一装配面(131)提供从所述顶面(11)向所述底面(12)的压力，所述第二夹板(52)为所述第二装配面(132)提供从所述底面(12)向所述顶面(11)的压力，以使所述第一装配面(131)和所述第二装配面(132)相靠近，使所述极耳(22)夹持于所述第一装配面(131)和所述第二装配面(132)之间。
14.用电设备，其特征在于，包括如权利要求10-13任一所述的电池。
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| CN202310958440.7A CN116826317A (zh) | 2023-08-01 | 2023-08-01 | 一种电池转接片、电池和用电设备 |
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Cited By (2)
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