CN116848727A - 电池单体、电池、用电装置、制备电池单体的方法和装置 - Google Patents

电池单体、电池、用电装置、制备电池单体的方法和装置 Download PDF

Info

Publication number
CN116848727A
CN116848727A CN202180091673.0A CN202180091673A CN116848727A CN 116848727 A CN116848727 A CN 116848727A CN 202180091673 A CN202180091673 A CN 202180091673A CN 116848727 A CN116848727 A CN 116848727A
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery cell
groove
wall
seal
injection hole
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202180091673.0A
Other languages
English (en)
Inventor
潘峰
倪军
温裕乾
张盛武
唐鸣浩
熊康林
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Original Assignee
Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Contemporary Amperex Technology Co Ltd filed Critical Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Publication of CN116848727A publication Critical patent/CN116848727A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/60—Arrangements or processes for filling or topping-up with liquids; Arrangements or processes for draining liquids from casings
    • H01M50/609—Arrangements or processes for filling with liquid, e.g. electrolytes
    • H01M50/627—Filling ports
    • H01M50/636—Closing or sealing filling ports, e.g. using lids
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/60—Arrangements or processes for filling or topping-up with liquids; Arrangements or processes for draining liquids from casings
    • H01M50/609—Arrangements or processes for filling with liquid, e.g. electrolytes
    • H01M50/627—Filling ports
    • H01M50/636—Closing or sealing filling ports, e.g. using lids
    • H01M50/645—Plugs
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/102—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/103—Primary casings; Jackets or wrappings characterised by their shape or physical structure prismatic or rectangular
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183—Sealing members
    • H01M50/184—Sealing members characterised by their shape or structure
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183—Sealing members
    • H01M50/186—Sealing members characterised by the disposition of the sealing members
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183—Sealing members
    • H01M50/19—Sealing members characterised by the material
    • H01M50/193—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2220/00—Batteries for particular applications
    • H01M2220/20—Batteries in motive systems, e.g. vehicle, ship, plane
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

一种电池单体、电池、用电装置、制备电池单体的方法和装置。电池单体(20)包括：第一壁(21)，第一壁(21)上设置有注液孔(24)，环绕注液孔(24)设置有圆环形的第一凹槽(26)，第一凹槽(26)的开口朝向电池单体(20)的外部；密封件(25)，密封件(25)包括底壁(252)和侧壁(251)，底壁(252)盖合注液孔(24)的背离电池单体(20)内部的一端，侧壁(251)至少部分容纳于第一凹槽(26)内，侧壁(251)为环形结构，且密封件(25)的侧壁(251)与第一凹槽(26)的底壁摩擦焊接，以密封注液孔(24)。通过在第一壁上设置环绕注液孔的第一凹槽，密封件在第一凹槽内进行摩擦焊接，不易形成焊接缺陷，保证电池单体中注液孔的密封性能。

Description

电池单体、电池、用电装置、制备电池单体的方法和装置 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、制备电池单体的方法和装置。
背景技术
节能减排是汽车产业可持续发展的关键，电动车辆由于其节能环保的优势成为汽车产业可持续发展的重要组成部分。对于电动车辆而言，电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。
在制备电池单体的过程中，需要对电池单体的注液孔进行密封。若电池单体的注液孔密封不良，或者密封的过程中产生了缺陷，就容易导致电解液漏出，造成电池失效以及电池安全等问题。因此，如何保证电池单体中注液孔的密封性能，就显得尤为重要。
发明内容
鉴于上述问题，本申请提供一种电池单体、电池、用电装置、制备电池单体的方法和装置，能够保证电池单体中注液孔的密封性能。
第一方面，本申请提供了一种电池单体，包括：第一壁，所述第一壁上设置有注液孔，环绕所述注液孔设置有圆环形的第一凹槽，所述第一凹槽的开口朝向所述电池单体的外部；密封件，所述密封件包括底壁和侧壁，所述底壁盖合所述注液孔的背离所述电池单体内部的一端，所述侧壁至少部分容纳于所述第一凹槽内，所述侧壁为环形结构，且所述密封件的侧壁与所述第一凹槽的底壁摩擦焊接，以密封所述注液孔。
通过在第一壁上设置环绕注液孔的第一凹槽，密封件能够在第一凹槽内进行摩擦焊接，以密封注液孔。该摩擦焊接为密封件与第一壁之间的摩擦，不需要消耗搅拌针，焊缝表面也不会残留焊接产生的颗粒。同时，摩擦焊接对注液孔的洁净度要求较低，也不易形成焊接缺陷，能够达到较好的焊接效果，保证电池单体中注液孔的密封性能。
在一些实施例中，所述密封件设置有夹持部，所述夹持部用于供夹持装置夹持和旋转所述密封件。
在密封件上设置夹持部能够便于夹持装置夹持，以便于在摩擦焊接过程中旋转密封件，提高生产效率。
在一些实施例中，所述夹持部凸出于所述密封件的底壁的背离所述电池单体内部的表面。
夹持部凸出于密封件的表面有利于夹持装置夹持，同时夹持装置不需要接触密封件的侧壁，避免在夹持过程中夹持装置对密封件的侧壁造成破坏，影响密封件对注液孔的密封性能。
在一些实施例中，所述夹持部具有相互平行的两个夹持面，所述两个夹持面垂直于所述密封件的底壁，所述夹持装置夹持所述两个夹持面。
夹持部设置为相互平行且垂直于密封件的底壁的两个夹持面，可以使得夹持装置夹持得更加牢固，在旋转过程中密封件也不易与夹持装置发生相对转动，能够提高工作效率。
在一些实施例中，所述夹持部为圆柱体，所述夹持装置夹持所述圆柱体的圆柱面。
夹持部设置为圆柱体形状，可以为夹持装置预留出较多的操作空间，有利于提高生产效率。
在一些实施例中，所述密封件设置有工具接口，所述工具接口用于容纳旋转装置的旋转头，以旋转所述密封件。
在密封件上设置工具接口可以为工具提供容纳空间，同时利用工具接口进行摩擦焊接的密封件能够不凸出与电池单体的表面，因此不会在电池单体的表面留下凸起，使得电池单体的表面较为平整，避免密封件在运输或使用的过程中受到碰撞而松动或脱落，保证电池单体中注液孔的密封性能。
在一些实施例中，所述密封件的侧壁的朝向所述密封件开口的一端形成有凸部，在所述注液孔的径向上，所述凸部凸出于所述密封件的侧壁，所述凸部容纳于所述第一凹槽中。
密封件的凸部能够增加密封件与第一凹槽的接触面积，形成的密封连接的部分也能够具有较大面积，从而能够提高密封件与第一凹槽之间的连接强度，保证电池单体中注液孔的密封性能。同时，凸部容纳于第一凹槽中，在后续将电池单体装配到电池中，不易受到电池内其他电池单体或其他部件的碰撞或冲击而脱落。并且，该凸部即使脱落，也会掉落在第一凹槽中，减少了掉入电池内部的可能性，从而避免电池内部短路等问题，能够提高电池的安全性。
在一些实施例中，所述凸部与所述第一凹槽的侧壁焊接。
凸部与第一凹槽的侧壁密封连接能够进一步增加密封件与第一凹槽的接触面积，从而进一步提高密封件与第一凹槽之间的连接强度，保证电池单体中注液孔的密封性能。
在一些实施例中，所述第一凹槽的底壁与侧壁之间为圆角连接。
第一凹槽的底壁与侧壁之间为圆角连接可以增加密封件的侧壁与第一凹槽的接触面积，有利于摩擦焊接过程中通过更大面积的摩擦而快速产生大量热量，以形成密封结构。同时，圆角能够使得凸部在形成过程中更容易与第一凹槽的侧壁接触， 从而增加凸部与凹槽的接触面积，提高密封件与第一凹槽之间的连接强度，保证电池单体中注液孔的密封性能。
在一些实施例中，所述第一凹槽的最大深度大于或等于所述密封件在所述第一壁的厚度方向上的长度，以使所述密封件的远离所述电池单体内部的表面不突出于所述第一壁的远离所述电池单体的内部的表面。
将密封件与第一凹槽设置为整体下沉至第一壁的远离电池单体内部的表面以下，使得该密封件不会凸出于电池单体的第一壁的表面。这样可以避免电池单体在运输过程中，密封件在外表面的凸起部分受到冲击或碰撞，导致密封件密封不牢或脱落的问题，从而能够保证电池单体中注液孔的密封性能。
在一些实施例中，所述电池单体还包括密封垫，所述密封垫设置于所述底壁和所述第一壁之间，以密封所述注液孔。
通过在密封件的底壁和第一壁之间设置密封垫，可以在密封件与第一凹槽之间形成的密封结构对注液孔进行密封的基础上，进一步通过覆盖在注液孔的背离电池单体内部的一侧表面上的开口来对注液孔进行密封，从而能够进一步提高注液孔的密封效果。
在一些实施例中，所述第一壁朝向所述密封垫的表面设置有环绕所述注液孔的多圈凹陷结构，所述密封垫朝向所述注液孔的表面设置有多圈凸起结构，所述多圈凹陷结构和所述多圈凸起结构对应设置，所述多圈凸起结构中每圈凸起结构容纳于对应的凹陷结构中。
通过在环绕注液孔的部分设置有容纳多圈凸起结构的多圈凹陷结构，可以使得密封垫上的凸起结构与第一壁上的凹陷结构紧密接触后，能够增加密封垫与第一壁的接触面积，使得电解液难以通过密封垫与第一壁之间的间隙漏出，以提高电池单体中注液孔的密封性能。
在一些实施例中，所述多圈凸起结构中每相邻两圈所述凸起结构的间距等于预设值，所述多圈凹陷结构中每相邻两圈所述凹陷结构之间的间距等于所述预设值。
多圈凸起结构与多圈凹陷结构之间的间距相等，可以保证每一个凸起结构都能够容纳于一个对应的凹陷结构，使得凸起结构与凹陷结构之间能够形成紧密接触的结构，使得电解液难以通过密封垫与第一壁之间的间隙漏出，以保证电池单体中注液孔的密封性能。
在一些实施例中，所述密封垫通过粘接层粘接于所述密封件的底壁。
在密封件进行高速旋转时，粘接层能够保证密封垫在密封件的底壁上的位置相对固定，在对密封件进行下压过程中，密封垫能够准确地覆盖注液孔的开口，而不易发生错位，影响注液孔的密封性能。
在一些实施例中，所述密封件和所述密封垫之间设置有隔热层。
密封件和密封垫之间设置有隔热层能够阻滞密封垫与密封件之间的热量传递，避免由于密封垫受热而导致的密封失效，从而能够保证电池单体中注液孔的密封性能。
在一些实施例中，所述第一凹槽与所述注液孔的距离为0.5至10mm，所述第一凹槽的深度为0.2至2mm，且第一凹槽的宽度为0.5至5mm。
第一凹槽与注液孔的距离过小会使得两者之间的区域较为薄弱，容易发生变形而导致漏液，相应地密封件的尺寸也会过小，增加摩擦焊接的难度；距离过大则会导致密封件的底壁尺寸设置过大，进而使得密封件过多地占用第一壁上的空间，影响电池单体在第一壁上的其他组件的布置。第一凹槽的深度过小就无法预留足够的空间容纳摩擦焊接过程形成的凸部，影响密封件的密封强度，还容易导致凸部掉入电池的内部而造成短路；深度过大，由于第一壁的厚度有限，则有可能导致第一凹槽的底壁与第一壁的朝向电池单体内部的表面之间的距离过小，在摩擦焊接过程中密封件容易穿透第一壁，造成焊接缺陷。第一凹槽的宽度过小则相应地会导致密封件的侧壁较薄，影响密封件的强度，从而影响注液口的密封效果；宽度过大则会导致第一壁上第一凹槽占据的空间过大，影响电池单体在第一壁上的其他组件的布置。可以通过设置第一凹槽和注液孔之间的相关参数，灵活调整密封件与第一凹槽的大小，以适应不同的电池型号的需求。
第二方面，本申请提供了一种电池，其包括上述实施例中的电池单体；以及箱体，用于容纳所述电池单体。
第三方面，本申请提供了一种用电装置，其包括上述实施例中的电池，所述电池用于提供电能。
第四方面，本申请提供了一种制备电池单体的方法，包括：提供第一壁，所述第一壁上设置有注液孔，环绕所述注液孔设置有圆环形的第一凹槽，所述第一凹槽的开口朝向所述电池单体的外部；提供密封件，所述密封件包括底壁和侧壁，所述底壁盖合所述注液孔的背离所述电池单体内部的一端，所述侧壁至少部分容纳于所述第一凹槽内，所述侧壁为环形结构；沿所述第一凹槽旋转所述密封件，以使所述密封件的侧壁与所述第一凹槽的底壁摩擦焊接，以密封所述注液孔。
第五方面，本申请提供了一种制备电池单体的装置，包括：提供模块，用于提供第一壁，所述第一壁上设置有注液孔，环绕所述注液孔设置有圆环形的第一凹槽，所述第一凹槽的开口朝向所述电池单体的外部；所述提供模块还用于：提供密封件，所述密封件包括底壁和侧壁，所述底壁盖合所述注液孔的背离所述电池单体内部的一端，所述侧壁至少部分容纳于所述第一凹槽内，所述侧壁为环形结构；组装模块，用于沿所述第一凹槽旋转所述密封件，以使所述密封件的侧壁与所述第一凹槽的底壁摩擦焊接，以密封所述注液孔。
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提供的车辆的结构示意图；
图2是本申请一些实施例提供的电池的分解结构示意图；
图3是本申请一些实施例提供的电池单体的结构示意图；
图4是本申请一些实施例提供的电池单体的局部剖面图；
图5是本申请一些实施例提供的电池单体的另一局部剖面图；
图6是图5中区域A的放大图；
图7是本申请一些实施例提供的一种密封件的结构示意图；
图8是本申请一些实施例提供的另一种密封件的结构示意图；
图9是本申请一些实施例提供的一种制备电池单体的方法的示意性流程图；
图10是本申请一些实施例提供的一种制备电池单体的装置的示意性框图。
在附图中，附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。
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，从市场形势的发展来看，动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具，以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大，其市场的需求量也在不断地扩增。
本申请中，电池单体可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等，本申请实施例对此并不限定。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等，本申请实施例对此也不限定。电池单体一般按封装的方式分成三种：柱形电池单体、方形电池单体和软包电池单体，本申请实施例对此也不限定。
本申请的实施例所提到的电池是指包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。例如，本申请中所提到的电池可以包括电池模块或电池包等。电池一般包括用于封装一个或多个电池单体的箱体。箱体可以避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。
电池单体包括电极组件和电解液，电极组件由正极极片、负极极片和隔离膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。正极极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面，未涂敷正极活性物质层的正极集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的正极集流体，未涂敷正极活性物质层的正极集流体作为正极极耳。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极极片包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面，未涂敷负极活性物质层的负极集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的负极集流体，未涂敷负极活性物质层的负极集流体作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质可以为碳或硅等。为了保证通过大电流而不发生熔断，正极极耳的数量为多个且层叠在一起，负极极耳的数量为多个且层叠在一起。隔离膜的材质可以为聚丙烯(polypropylene，PP)或聚乙烯(polyethylene，PE)等。此外，电极组件可以是卷绕式结构，也可以是叠片式结构，本申请实施例并不限于此。
在目前的电池单体生产过程中，广泛应用的电池注液孔密封方式主要有以下几种。
一种是激光焊接密封，通过激光将密封钉焊接在注液孔处，以实现对注液孔的密封。这种密封工艺对密封钉的装配定位，以及对注液孔的定位都有极高的要求，易产生偏焊，同时对注液孔的洁净度要求高，在注液孔的洁净度达不到要求时易产生焊接孔洞缺陷而导致漏液。
另一种是压钢珠或锆珠过盈挤压密封，这种方法可靠性低，钢珠易松脱。
还有一种是搅拌摩擦焊接，需要在铝壳电池的待封口处放置金属片，以金属片的外侧壁与铝壳电池待封口处的内侧壁之间的缝隙为焊缝，从该焊缝的正上方垂直压入旋转的搅拌焊头，使搅拌焊头沿着焊缝移动，将金属片与铝壳电池壳体焊接在一起。搅拌焊头沿焊缝经过一周后，回到起点位置。搅拌焊头减速，抬起搅拌焊头，将搅拌针从焊接区域抽出，在抽出位置表面留下匙孔，完成铝壳电池封口。这种密封工艺容易产生大量的颗粒残存在焊缝表面，需要二次铣削或打磨处理。搅拌针也会在焊缝表面留下凹坑，影响密封强度。同时，在实际生产中，搅拌针易损耗，其维护难度大，搅拌针出现损耗后会影响焊接质量，不利于电池单体的生产。
为了解决上述密封工艺中存在的问题，本申请提供了一种电池单体，在电池单体的注液孔周围设置环绕注液孔的圆环形凹槽，与该凹槽匹配的密封件的环形侧壁至少部分容纳于该凹槽中，且与凹槽的底壁摩擦焊接，以密封注液孔。通过密封件的侧壁与第一凹槽的底壁之间的摩擦来密封注液孔，不需要消耗搅拌针，焊缝表面也不会残留焊接产生的颗粒。同时，摩擦焊接对注液孔的洁净度要求较低，也不易形成焊接缺陷，能够达到较好的焊接效果，保证电池单体中注液孔的密封性能。
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用来控制电池100为马达300供电，例如，用于车辆1000的启动、导航和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与第二部分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，本申请在此不做限定。
请参照图3，图3是本申请一些实施例提供的电池单体20的结构示意图。电池单体20是指组成电池的最小单元。如图3，电池单体20包括第一壁21、壳体22、电极端子23、注液孔24、密封件25以及其他的功能性部件。
第一壁21为电池单体20上设置有注液孔24的壁，例如可以为电池单体20的端盖，盖合于壳体22的开口处以将电池单体20的内部环境隔绝于外部环境。不限地，第一壁21的形状可以与壳体22的形状相适应以配合壳体22。可选地，第一壁21可以由具有一定硬度和强度的材质(如铝合金)制成，这样，第一壁21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。第一壁21上可以设置有如电极端子23等的功能性部件。电极端子23可以用于与电极组件电连接，以用于输出或输入电池单体20的电能。在一些实施例中，第一壁21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。第一壁21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，在第一壁21的内侧还可以设置有绝缘件，绝缘件可以用于隔离壳体22内的电连接部件与第一壁21，以降低短路的风险。示例性的，绝缘件可以是塑料、橡胶等。
壳体22是用于配合第一壁21以形成电池单体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、电解液以及其他部件。壳体22和第一壁21可以是独立的部件，可以于壳体22上设置开口，通过在开口处使第一壁21盖合开口以形成电池单体20的内部环境。不限地，也可以是第一壁21和壳体22一体化设置，具体地，第一壁21和壳体22可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面， 当需要封装壳体22的内部时，再使第一壁21盖合壳体22。壳体22可以是多种形状和多种尺寸的，例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。具体地，壳体22的形状可以根据电极组件的具体形状和尺寸大小来确定。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。
电极端子23用于与电极组件电连接，以输出电池单体20的电能。电极端子23可以包括正极电极端子和负极电极端子，正极电极端子用于与正极极耳电连接，负极电极端子用于与负极极耳电连接。正极电极端子与正极极耳可以直接连接，也可以间接连接，负极电极端子与负极极耳可以直接连接，也可以间接连接。示例性的，正极电极端子通过一个连接构件与正极极耳电连接，负极电极端子通过一个连接构件与负极极耳电连接。
电解液可以通过注液孔24注入电池单体20的内部，使得电池单体20的内部能够形成离子通道，从而保证电池在充放电过程中有足够的锂离子能够在正、负极片间进行迁移，实现可逆循环。
密封件25用于对注液孔24进行密封，能够避免电解液通过注液孔24漏出而影响电极端子23的导电，以保证电池100的正常使用。
下面结合图4至图7详细说明本申请实施例提供的电池单体20。
图4是本申请一些实施例提供的电池单体20的局部剖面图，可以看做是在密封焊接前的电池单体20的局部剖面图；图5是本申请一些实施例提供的电池单体20的另一局部剖面图，可以看做是密封焊接后的电池单体20的局部剖面图。如图4和图5所示，电池单体20包括第一壁21和密封件25。第一壁21上设置有注液孔24，环绕注液孔24设置有圆环形的第一凹槽26，第一凹槽26的开口朝向电池单体20的外部。密封件25包括底壁252和侧壁251，底壁252盖合注液孔24的背离电池单体20内部的一端，侧壁251至少部分容纳于第一凹槽26内，侧壁251为环形结构，且密封件25的侧壁251与第一凹槽26的底壁摩擦焊接，以密封注液孔24。
第一壁21是电池单体20上设置有注液孔24的壁，例如可以为电池单体20的顶壁。第一壁21上的注液孔24在第一壁21的厚度方向上贯穿第一壁21，电解液可以通过注液孔24向电池单体20的内部注入电解液，使得电池单体20的内部能够形成离子通道，从而保证电池100在充放电过程中离子能够在正、负极片间进行迁移。
第一凹槽26为第一壁21上环绕注液孔24的凹槽，在沿垂直于第一壁21厚度方向的截面为圆环形。在一种可能的实施例中，圆环形的第一凹槽26的圆心可以与注液孔24在背离电池单体20的内部的一端的开口的中心重合，这样可以使得注液孔24的边缘与第一凹槽26的靠近注液孔24的边缘之间的距离较为均匀，不易存在局部薄弱的情况，能够保证密封件25对注液口24的密封强度。
密封件25的侧壁251为环形结构，至少部分容纳于第一凹槽26内；密封件25的底壁252为圆形。为了使得密封件25的侧壁251能够容纳于第一凹槽26中，圆形密封件25的直径不大于圆环凹槽的外径，其侧壁251的厚度也不大于第一凹槽26的宽度。第一凹槽26可以为密封件25提供定位，保证密封件25在进行摩擦焊接时始终保持在注液孔24的周围，能够有效避免偏焊。密封件25在密封注液孔24的状态 下，其底壁252能够盖合注液孔24的背离电池单体20内部的一端，使得在密封件25的侧壁251与第一凹槽26的底壁形成密封结构的情况下，密封件25的底壁252能够避免电解液漏出，以实现对注液孔24的密封。
密封件25的侧壁251可以部分容纳于第一凹槽26中，也可以全部容纳于凹槽中。密封件25的侧壁251容纳于第一凹槽26的部分可以仅与第一凹槽26的底壁接触，也可以与第一凹槽26的底壁252和侧壁251均接触，以增大摩擦焊接的面积。
密封件25的侧壁251与第一凹槽26的底壁摩擦焊接是指密封件25的侧壁251朝向密封件25开口的一端与第一凹槽26的底壁接触，并通过摩擦焊接使得两者之间形成能够密封的密封结构。
在利用密封件25对注液孔24进行摩擦焊接时，夹持装置30可以夹持住密封件25并以第一速度进行旋转。其中，夹持装置30与密封件25相对固定，与夹持装置30共同以第一速度旋转。夹持装置30在与密封件25共同旋转的同时，在预设的位置上将密封件25放置于第一凹槽26中，使得密封件25可以沿第一凹槽26旋转。预设的位置指的是第一壁21上设置第一凹槽26的位置，密封件25的侧壁251的部分容纳于第一凹槽26中，可以沿第一凹槽26经过圆心的轴线方向旋转。密封件25在与第一凹槽26的底壁接触之前，夹持装置30可以将密封件25加速至第二速度，并以第二速度接触第一凹槽26的底壁。在摩擦阻力的作用下，密封件25在接触到第一凹槽26的底壁之后可能会减速至第三速度，则密封件25的侧壁251与第一凹槽26的底壁以第三速度旋转摩擦。密封件25的侧壁251与第一凹槽26的底壁会由于摩擦产生热量，使得两者进行摩擦的表面软化。在经过第一时间段的旋转摩擦后，夹持装置30可以向密封件25施加顶锻压力，密封件25在顶锻压力的作用下可以被向下挤压一定距离，使得密封件25的侧壁251与第一凹槽26的底壁进一步紧密接触。在停止旋转后，密封件25的侧壁251和第一凹槽26的底壁逐渐冷却，两者紧密接触的部分就会形成密封结构，以实现注液孔24的密封。
通过在第一壁21上设置环绕注液孔24的第一凹槽26，密封件25能够在第一凹槽26内进行摩擦焊接，以密封注液孔24。该摩擦焊接为密封件25与第一壁21之间的摩擦，不需要消耗搅拌针，焊缝表面也不会残留焊接产生的颗粒。同时，摩擦焊接对注液孔24的洁净度要求较低，也不易形成焊接缺陷，能够达到较好的焊接效果，保证电池单体20中注液孔24的密封性能。
根据本申请的一些实施例，可选地，第一凹槽26的最大深度大于或等于密封件25在第一壁21的厚度方向上的长度，以使密封件25的远离电池单体20内部的表面不凸出于第一壁21的远离电池单体20的内部的表面。
第一凹槽26在垂直于第一壁21的方向上具有一定的深度。由于第一凹槽26为圆环形，其在垂直于第一壁21的方向上可以具有两个深度，即，在圆环形的外圆所在位置，第一凹槽26具有第一深度；在圆环形的内圆所在位置，第一凹槽26具有第二深度。为了使焊接后的电池单体20中，密封件25的上表面不凸出与第一壁21的上表面，第一深度至少需要大于第二深度，考虑到密封件25的底壁252具有一定的厚度，第一深度还需要大于或等于密封件25的厚度。其中，密封件25的上表面指的是 远离电池单体20内部的表面，第一壁21的上表面指的是第一壁21的远离电池单体20的内部的表面，密封件25的厚度指的是密封件25在垂直于第一壁21的厚度方向上的长度。
将密封件25与第一凹槽26设置为整体下沉至第一壁21的远离电池单体20内部的表面以下，使得该密封件25不会凸出于电池单体20的第一壁21的表面。这样可以避免电池单体20在运输过程中，外表面的凸起部分受到冲击或碰撞，导致密封件25密封不牢或脱落的问题，从而能够保证电池单体20中注液孔24的密封性能。
根据本申请的一些实施例，可选地，第一凹槽26与注液孔24的距离为0.5至10mm，第一凹槽26的深度为0.2至2mm，且第一凹槽26的宽度为0.5至5mm。
第一凹槽26与注液孔24的距离指的是第一凹槽26的靠近注液孔24的边缘与注液孔24的边缘之间的距离。第一凹槽26与注液孔24的距离过小会使得两者之间的区域较为薄弱，容易发生变形而导致漏液，相应地密封件25的尺寸也会过小，增加摩擦焊接的难度；距离过大则会导致密封件25的底壁252尺寸设置过大，进而使得密封件25过多地占用第一壁21上的空间，影响电池单体20在第一壁21上的其他组件的布置。
第一凹槽26的深度指的是第一凹槽26的最大深度，即第一凹槽26的远离注液孔24的边缘处与第一凹槽26的底壁所在平面之间的距离。第一凹槽26的深度过小就无法预留足够的空间容纳摩擦焊接过程形成的凸部253，影响密封件25的密封强度，还容易导致凸部253掉入电池100的内部而造成短路；深度过大，由于第一壁21的厚度有限，则有可能导致第一凹槽26的底壁与第一壁21的朝向电池单体20内部的表面之间的距离过小，在摩擦焊接过程中密封件25容易穿透第一壁21，造成焊接缺陷。
第一凹槽26的宽度指的是在第一凹槽26的径向上，第一凹槽26的内边缘与外边缘之间的距离。第一凹槽26的宽度过小则相应地会导致密封件25的侧壁较薄，影响密封件25的强度，从而影响注液口24的密封效果；宽度过大则会导致第一壁21上第一凹槽26占据的空间过大，影响电池单体20在第一壁21上的其他组件的布置。
可以通过设置第一凹槽26和注液孔24之间的相关参数，灵活调整密封件25与第一凹槽26的大小，以适应不同型号的电池100的需求。
根据本申请的一些实施例，可选地，密封件25的侧壁251的朝向密封件25开口的一端形成有凸部253，在注液孔24的径向上，凸部253凸出于密封件25的侧壁251，凸部253容纳于第一凹槽26中。
如图4和图5所示，在摩擦焊接的过程中，具体是密封件25的侧壁251的朝向密封件25开口的一端与第一凹槽26的底壁发生摩擦，并且密封件25的侧壁251与第一凹槽26的底壁产生摩擦的部分会随着摩擦产生的热量逐渐软化。在受到夹持装置30施加的顶锻压力后，软化的部分会受力变形，在注液孔24的径向上，被挤压成凸出于密封件25的侧壁251的凸部253。其中，注液孔24的径向可以为朝向注液孔24圆心的方向，也可以为背离注液孔24圆心的方向。从图4和图5中可以看出，在密 封件25的侧壁251朝向注液孔24的方向与背离注液孔24的方向均形成了凸部253，且凸部253容纳于第一凹槽26中。
密封件25的凸部253能够增加密封件25与第一凹槽26的接触面积，形成的密封连接的部分也能够具有较大面积，从而能够提高密封件25与第一凹槽26之间的连接强度，保证电池单体20中注液孔24的密封性能。同时，凸部253容纳于第一凹槽26中，在后续将电池单体20装配到电池100中，不易受到电池100内其他电池单体20或其他部件的碰撞或冲击而脱落。并且，该凸部253即使脱落，也会掉落在第一凹槽26中，减少了掉入电池100内部的可能性，从而避免电池100内部短路等问题，能够提高电池100的安全性。
根据本申请的一些实施例，可选地，凸部253与第一凹槽26的侧壁焊接。
凸部253与第一凹槽26的侧壁焊接指的是凸部253与第一凹槽26的侧壁通过摩擦焊接形成了密封连接的结构。在夹持装置30施加的顶锻压力较大或者施加顶锻压力的时间较长的情况下，可能会形成较多的凸部253。在这种情况下，凸部253不仅能够与第一凹槽26的底壁密封连接，还能够与第一凹槽26的侧壁密封连接。
凸部253与第一凹槽26的侧壁密封连接能够进一步增加密封件25与第一凹槽26的接触面积，从而进一步提高密封件25与第一凹槽26之间的连接强度，保证电池单体20中注液孔24的密封性能。
根据本申请的一些实施例，可选地，第一凹槽26的底壁与侧壁之间为圆角连接。
可以在第一凹槽26的底壁和侧壁之间设置圆角，圆角的半径可以灵活设置。
第一凹槽26的底壁与侧壁之间为圆角连接可以增加密封件25的侧壁251与第一凹槽26的接触面积，有利于摩擦焊接过程中通过更大面积的摩擦而快速产生大量热量，以形成密封结构。同时，圆角能够使得凸部253在形成过程中更容易与第一凹槽26的侧壁接触，从而增加凸部253与凹槽的接触面积，提高密封件25与第一凹槽26之间的连接强度，保证电池单体20中注液孔24的密封性能。
根据本申请的一些实施例，可选地，电池单体20还包括密封垫27，密封垫27设置于底壁252和第一壁21之间，以密封注液孔24。
从图5中可以看出，密封件25的侧壁251与第一凹槽26的底壁摩擦焊接后，密封件25的底壁252朝向电池单体20内部的一侧表面与第一壁21朝向背离电池单体20内部的一侧表面之间仍然有一定的间隙，仅能通过密封件25的侧壁251与第一凹槽26之间形成的密封结构实现注液孔24的密封。在图5示出的实施例中，在密封件25的底壁252和第一壁21之间设置密封垫27，填充密封件25的底壁252朝向电池单体20内部的一侧表面与第一壁21朝向背离电池单体20内部的一侧表面之间的间隙，使得注液孔24能够在其位于第一壁21的背离电池单体20内部的一侧表面上的开口处直接被密封，从而起到较好的密封作用。
密封垫27可以为弹性材料制成，例如可以为橡胶类的材料，具体地，例如氟橡胶。在密封件25的侧壁251与第一凹槽26的底壁进行摩擦焊接的过程中，夹持 装置30对密封件25施加顶锻压力后会向下挤压一定距离，使得注液孔24位于第一壁21的背离电池单体20内部的一侧表面上的开口挤压密封垫27使其变形，从而进一步提高注液孔24的密封效果。
密封垫27设置于密封件25的底壁252朝向电池单体20内部的表面上。在垂直于第一壁21的厚度方向上，密封垫27和密封件25的截面形状可以相同，例如均为圆形；或者，密封垫27和密封件25的截面形状也可以不同，例如密封件25的截面形状为圆形，密封垫27的截面形状为方形。应当注意的是，在垂直于第一壁21的厚度方向上，密封垫27的截面面积至少大于注液孔24的截面面积，且位于能够完全覆盖注液孔24的位置上。
通过在密封件25的底壁252和第一壁21之间设置密封垫27，可以在密封件25与第一凹槽26之间形成的密封结构对注液孔24进行密封的基础上，进一步通过覆盖在注液孔24的位于背离电池单体20内部的一侧表面上的开口来对注液孔24进行密封，从而能够进一步提高注液孔24的密封效果。
根据本申请的一些实施例，可选地，密封垫27通过粘接层271粘接于密封件25的底壁252。
在密封垫27与密封件25的底壁252之间可以设置粘接层271，密封垫27粘接于密封件25的底壁252朝向电池单体20内部的一侧表面上。在垂直于第一壁21的厚度方向上，粘接层271与密封垫27的截面形状可以相同，也可以不同；在垂直于第一壁21的厚度方向上，粘接层271与密封垫27的截面面积可以相同，也可以是粘接层271的截面面积略小于密封垫27的截面面积。同时粘接层271可以具有一定厚度。
在密封件25进行高速旋转时，粘接层271能够保证密封垫27在密封件25的底壁252上的位置相对固定，在对密封件25进行下压过程中，密封垫27能够准确地覆盖注液孔24的开口，而不易发生错位，影响注液孔24的密封性能。
根据本申请的一些实施例，可选地，密封件25和密封垫27之间设置有隔热层。
在本申请的实施例中，密封件25的侧壁251在与第一凹槽26进行摩擦焊接时，会通过高速旋转产生大量的热量，以软化密封件25的侧壁251与第一凹槽26产生摩擦的部分。同时，热量也会被传递到密封件25的未与第一凹槽26接触的部分，例如密封件25的底壁252。密封件25的底壁252会进一步将热量传递给密封垫27，导致密封垫27受热变形或老化，影响密封垫27的密封效果。因此，可以在密封垫27与密封件25之间设置隔热层，能够阻滞热量在密封件25和密封垫27之间的传递。在一种可能的实施方式中，可以通过绝热材料制成的粘接剂将密封垫27粘接与密封件25的底壁，即，粘接层271即为隔热层。这样仅需要设置一层结构，就既可以起到固定密封垫的作用，也可以起到隔热的作用。
密封件25和密封垫27之间设置有隔热层能够阻滞密封垫27与密封件25之间的热量传递，避免由于密封垫27受热而导致的密封失效，从而能够保证电池单体20中注液孔24的密封性能。
根据本申请的一些实施例，可选地，第一壁21朝向密封垫27的表面设置有环绕注液孔24的多圈凹陷结构211，密封垫27朝向注液孔24的表面设置有多圈凸起结构272，多圈凹陷结构211和多圈凸起结构272对应设置，多圈凸起结构272中每圈凸起结构272容纳于对应的凹陷结构211中。
图5中的区域A为第一壁21的表面上设置的凹陷结构211与密封垫27的表面上设置的凸起结构272的一部分，从图5可以看出，凹陷结构211设置于注液孔24的周围，即环绕注液孔24，以使得密封垫27上的凸起结构272容纳于凹陷结构211后，能够对注液孔24起到密封作用。由于凸起结构272与凹陷结构211是对应设置的，因此每一圈凹陷结构211都有一圈与其对应设置的凸起结构272设置于密封垫27上。密封垫27上的凸起结构272容纳于第一壁21上的与其对应设置的凹陷结构211中，即密封垫27上的凸起结构272的表面与第一壁21上的凹陷结构211的表面紧密接触，以增大密封垫27整体与第一壁21之间的接触面积，使得电解液难以通过密封垫27与第一壁21之间的间隙漏出。
具体地，图6为图5中的区域A的放大图。如图6所示，在垂直于注液孔24的径向的平面上，一圈凸起结构272的截面的面积可以略小于一圈凹陷结构211的截面的面积。这种设计是为了在凸起结构272容纳于与其对应的凹陷结构211中时，可以预留有挤压密封垫27的空间，使得凸起结构272与凹陷结构211之间能够紧密接触，以密封注液孔24。
密封垫27的表面设置有多圈凸起结构272，多圈凸起结构272可以是紧密相连的，也可以在每相邻两圈凸起之间设置一定的间隙。间隙可以与密封垫27朝向电池单体20内部的一侧表面平行，也可以相对于该表面向背离电池单体20内部的方向凹陷。相应地，第一壁21朝向密封件25的表面设置的多圈凹陷结构211，要求与密封垫27表面设置的多圈凸起结构272相互配合，使得每一圈凸起结构272都能够容纳于一圈凹陷结构211中。另外，多圈凸起结构272也可以设置在第一壁21朝向密封件25的表面，相应地多圈凹陷结构211设置在密封垫27朝向注液孔24的表面，本申请实施例对此不做限定，仅要求在结构上满足每一圈凸起结构272能够容纳于一圈凹陷结构211即可。
通过在环绕注液孔24的部分设置有容纳多圈凸起结构272的多圈凹陷结构211，可以使得密封垫27上的凸起结构272与第一壁21上的凹陷结构211紧密接触后，能够增加密封垫27与第一壁21的接触面积，使得电解液难以通过密封垫27与第一壁21之间的间隙漏出，以提高电池单体20中注液孔24的密封性能。
根据本申请的一些实施例，可选地，多圈凸起结构272中每相邻两圈凸起结构272的间距等于预设值，多圈凹陷结构211中每相邻两圈凹陷结构211之间的间距等于该预设值。
相邻两圈凸起结构272的间距可以为相邻两圈凸起结构272的同一侧边缘之间的距离，例如图6中示出的L1；相邻两圈凸起结构272的间距也可以为相邻两圈凸起结构272的中心之间的距离，例如图6中示出的L2；当相邻两圈凸起之间设置有间隙时，相邻两圈凸起结构272的间距还可以为相邻两个间隙的中心之间的距离，例 如图6中示出的L3。相似地，也可以用同样的方式确定相邻两圈凹陷结构211的间距。
多圈凸起结构272与多圈凹陷结构211之间的间距相等，可以保证每一个凸起结构272都能够容纳于一个对应的凹陷结构211，使得凸起结构272与凹陷结构211之间能够形成紧密接触的结构，使得电解液难以通过密封垫27与第一壁21之间的间隙漏出，以保证电池单体20中注液孔24的密封性能。
根据本申请的一些实施例，可选地，密封件25设置有夹持部254，夹持部254用于供夹持装置30夹持和旋转密封件25。
如图7所示，图7是本申请一些实施例提供的一种密封件25的结构示意图，图7示出的密封件25设置有夹持部254。图7中的(a)示出的密封件25没有额外设置便于夹持的结构，则夹持装置30可以夹持在密封件25的侧壁251上，即密封件25的侧壁251为该密封件25的夹持部。
在密封件25上设置夹持部254能够便于夹持装置30夹持，以便于在摩擦焊接过程中旋转密封件25，提高生产效率。
根据本申请的一些实施例，可选地，夹持部254凸出于密封件25的底壁252的背离电池单体20内部的表面。
图7示出的夹持部254可以凸出于密封件25的底壁252的背离电池单体20内部的表面，且预留有供夹持装置30夹持的空间。在夹持装置30对密封件25施加顶锻压力以向下挤压密封件25时，该空间能够容纳夹持装置30，避免夹持装置30破坏第一壁21的表面。
夹持部254凸出于密封件25的表面有利于夹持装置30夹持，同时夹持装置30不需要接触密封件25的侧壁251，避免在夹持过程中夹持装置30对密封件25的侧壁251造成破坏，影响密封件25对注液孔24的密封性能。
根据本申请的一些实施例，可选地，夹持部254具有相互平行的两个夹持面，两个夹持面垂直于密封件25的底壁252，夹持装置30夹持两个夹持面。
图7中的(b)为夹持部254具有相互平行且垂直于密封件25的底壁252的两个夹持面的示意图。在生产过程中，夹持装置30可以夹持在这两个夹持面上，来移动和旋转密封件25。
夹持部254设置为相互平行且垂直于密封件25的底壁252的两个夹持面，可以使得夹持装置30夹持得更加牢固，在旋转过程中密封件25也不易与夹持装置30发生相对转动，能够提高工作效率。
根据本申请的一些实施例，可选地，夹持部254为圆柱体，夹持装置30夹持圆柱体的圆柱面。
图7中的(c)示出的是密封件25的底壁252的背离电池单体20内部的表面设置圆柱体形状的夹持部254，在此仅为示例，本申请实施例对夹持部254的具体形状不作限定。例如，夹持部254的形状还可以是长方体形状。
夹持部254设置为圆柱体形状，可以为夹持装置30预留出较多的操作空间，有利于提高生产效率。
根据本申请的一些实施例，可选地，密封件25设置有工具接口255，工具接口255用于容纳旋转装置的旋转头，以旋转密封件25。
如图8所示，图8是本申请一些实施例提供的另一种密封件25的结构示意图。图8示出的密封件25设置有工具接口255，其中工具接口255凹陷于密封件25的底壁252的背离电池单体20内部的表面，形成凹槽。本申请实施例对工具接口255的形状不作限定，例如，工具接口255的形状可以是图8所示的十字花形状。相应地，密封件25上的工具接口255的形状与实际使用的旋转头的形状相适应。仍然以图8中示出的工具接口255为例，密封件25上设置的工具接口255为十字花形状，则实际生产中使用的旋转头也应为十字花形状，以便于旋转头能够插入密封件25上的工具接口255，在对密封件25施加顶锻压力的同时带动密封件25在第一凹槽26内旋转，使得密封件25与第一凹槽26之间完成摩擦焊接。
在密封件25上设置工具接口255可以为旋转头提供容纳空间，同时利用工具接口255进行摩擦焊接的密封件25能够不凸出与电池单体20的表面，因此不会在电池单体20的表面留下凸起，使得电池单体20的表面较为平整，避免密封件25在运输或使用的过程中受到碰撞而松动或脱落，保证电池单体20中注液孔24的密封性能。
根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种电池100，包括以上任一方案所述的电池单体20；以及箱体10，用于容纳电池单体20。
根据本申请的一些实施例，本申请还提供了一种用电装置，包括以上任一方案所述的电池100，电池100用于提供电能。
上文描述了本申请实施例提供的电池单体20、电池100和用电装置，下面将结合图9至图10描述本申请实施例提供的制备电池单体20的方法和装置，其中未详细描述的部分可参见前述各实施例。
图9是本申请一些实施例提供的一种制备电池单体20的方法900的示意性流程图。如图9所示，该方法900可以包括：910，提供第一壁21，第一壁21上设置有注液孔24，环绕注液孔24设置有圆环形的第一凹槽26，第一凹槽26的开口朝向电池单体20的外部；920，提供密封件25，密封件25包括底壁252和侧壁251，底壁252盖合注液孔24的背离电池单体20内部的一端，侧壁251至少部分容纳于第一凹槽26内，侧壁251为环形结构；930，沿第一凹槽26旋转密封件25，以使密封件25的侧壁251与第一凹槽26的底壁摩擦焊接，以密封注液孔24。
图10是本申请一些实施例提供的一种制备电池单体20的装置1001的示意性框图。如图10所示，该装置1001可以包括：提供模块1010，用于提供第一壁21，第一壁21上设置有注液孔24，环绕注液孔24设置有圆环形的第一凹槽26，第一凹槽26的开口朝向电池单体20的外部；提供模块1010还用于提供密封件25，密封件25包括底壁252和侧壁251，底壁252盖合注液孔24的背离电池单体20内部的一端，侧壁251至少部分容纳于第一凹槽26内，侧壁251为环形结构；组装模块1020，用于沿第一凹槽26旋转密封件25，以使密封件25的侧壁251与第一凹槽26的底壁摩擦焊接，以密封注液孔24。
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 (20)

  1. 一种电池单体(20)，其特征在于，包括：
    第一壁(21)，所述第一壁(21)上设置有注液孔(24)，环绕所述注液孔(24)设置有圆环形的第一凹槽(26)，所述第一凹槽(26)的开口朝向所述电池单体(20)的外部；
    密封件(25)，所述密封件(25)包括底壁(252)和侧壁(251)，所述底壁(252)盖合所述注液孔(24)的背离所述电池单体(20)内部的一端，所述侧壁(251)至少部分容纳于所述第一凹槽(26)内，所述侧壁(251)为环形结构，且所述密封件(25)的侧壁(251)与所述第一凹槽(26)的底壁摩擦焊接，以密封所述注液孔(24)。
  2. 根据权利要求1所述的电池单体(20)，其特征在于，所述密封件(25)设置有夹持部(254)，所述夹持部(254)用于供夹持装置(30)夹持和旋转所述密封件(25)。
  3. 根据权利要求2所述的电池单体(20)，其特征在于，所述夹持部(254)凸出于所述密封件(25)的底壁(252)的背离所述电池单体(20)内部的表面。
  4. 根据权利要求2或3所述的电池单体(20)，其特征在于，所述夹持部(254)具有相互平行的两个夹持面，所述两个夹持面垂直于所述密封件(25)的底壁(252)，所述夹持装置(30)夹持所述两个夹持面。
  5. 根据权利要求2或3所述的电池单体(20)，其特征在于，所述夹持部(254)为圆柱体，所述夹持装置(30)夹持所述圆柱体的圆柱面。
  6. 根据权利要求1所述的电池单体(20)，其特征在于，所述密封件(25)设置有工具接口(255)，所述工具接口(255)用于容纳旋转装置的旋转头，以旋转所述密封件(25)。
  7. 根据权利要求1至6中任一项所述的电池单体(20)，其特征在于，所述密封件(25)的侧壁(251)的朝向所述密封件(25)开口的一端形成有凸部(253)，在所述注液孔(24)的径向上，所述凸部(253)凸出于所述密封件(25)的侧壁(251)，所述凸部(253)容纳于所述第一凹槽(26)中。
  8. 根据权利要求7所述的电池单体(20)，其特征在于，所述凸部(253)与所述第一凹槽(26)的侧壁焊接。
  9. 根据权利要求1至8中任一项所述的电池单体(20)，其特征在于，所述第一凹槽(26)的底壁与侧壁之间为圆角连接。
  10. 根据权利要求1至9中任一项所述的电池单体(20)，其特征在于，所述第一凹槽(26)的最大深度大于或等于所述密封件(25)在所述第一壁(21)的厚度方向上的长度，以使所述密封件(25)的远离所述电池单体(20)内部的表面不突出于所述第一壁(21)的远离所述电池单体(20)的内部的表面。
  11. 根据权利要求1至10中任一项所述的电池单体(20)，其特征在于，所述电池 单体(20)还包括密封垫(27)，所述密封垫(27)设置于所述底壁(252)和所述第一壁(21)之间，以密封所述注液孔(24)。
  12. 根据权利要求11所述的电池单体(20)，其特征在于，所述第一壁(21)朝向所述密封垫(27)的表面设置有环绕所述注液孔(24)的多圈凹陷结构(211)，所述密封垫(27)朝向所述注液孔(24)的表面设置有多圈凸起结构(272)，所述多圈凹陷结构(211)和所述多圈凸起结构(272)对应设置，所述多圈凸起结构(272)中每圈凸起结构(272)容纳于对应的凹陷结构(211)中。
  13. 根据权利要求12所述的电池单体(20)，其特征在于，所述多圈凸起结构(272)中每相邻两圈所述凸起结构(272)的间距等于预设值，所述多圈凹陷结构(211)中每相邻两圈所述凹陷结构(211)之间的间距等于所述预设值。
  14. 根据权利要求11至13中任一项所述的电池单体(20)，其特征在于，所述密封垫(27)通过粘接层(271)粘接于所述密封件(25)的底壁(252)。
  15. 根据权利要求11至14中任一项所述的电池单体(20)，其特征在于，所述密封件(25)和所述密封垫(27)之间设置有隔热层。
  16. 根据权利要求1至15中任一项所述的电池单体(20)，其特征在于，所述第一凹槽(26)与所述注液孔(24)的距离为0.5至10mm，所述第一凹槽(26)的深度为0.2至2mm，且第一凹槽(26)的宽度为0.5至5mm。
  17. 一种电池，其特征在于，包括：
    根据权利要求1至16中任一项所述的电池单体(20)；
    箱体，用于容纳所述电池单体(20)。
  18. 一种用电装置，其特征在于，包括：根据权利要求16所述的电池，所述电池用于提供电能。
  19. 一种制备电池单体(20)的方法，其特征在于，包括：
    提供第一壁(21)，所述第一壁(21)上设置有注液孔(24)，环绕所述注液孔(24)设置有圆环形的第一凹槽(26)，所述第一凹槽(26)的开口朝向所述电池单体(20)的外部；
    提供密封件(25)，所述密封件(25)包括底壁(252)和侧壁(251)，所述底壁(252)盖合所述注液孔(24)的背离所述电池单体(20)内部的一端，所述侧壁(251)至少部分容纳于所述第一凹槽(26)内，所述侧壁(251)为环形结构；
    沿所述第一凹槽(26)旋转所述密封件(25)，以使所述密封件(25)的侧壁(251)与所述第一凹槽(26)的底壁摩擦焊接，以密封所述注液孔(24)。
  20. 一种制备电池单体(20)的装置，其特征在于，包括：
    提供模块(1010)，用于提供第一壁(21)，所述第一壁(21)上设置有注液孔(24)，环绕所述注液孔(24)设置有圆环形的第一凹槽(26)，所述第一凹槽(26)的开口朝向所述电池单体(20)的外部；
    所述提供模块(1010)还用于：提供密封件(25)，所述密封件(25)包括底壁(252)和侧壁(251)，所述底壁(252)盖合所述注液孔(24)的背离所述电池单体(20)内部的一端，所述侧壁(251)至少部分容纳于所述第一凹槽(26)内，所述侧 壁(251)为环形结构；
    组装模块(1020)，用于沿所述第一凹槽(26)旋转所述密封件(25)，以使所述密封件(25)的侧壁(251)与所述第一凹槽(26)的底壁摩擦焊接，以密封所述注液孔(24)。
CN202180091673.0A 2021-10-29 2021-10-29 电池单体、电池、用电装置、制备电池单体的方法和装置 Pending CN116848727A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/CN2021/127470 WO2023070532A1 (zh) 2021-10-29 2021-10-29 电池单体、电池、用电装置、制备电池单体的方法和装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN116848727A true CN116848727A (zh) 2023-10-03

Family

ID=86158852

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202180091673.0A Pending CN116848727A (zh) 2021-10-29 2021-10-29 电池单体、电池、用电装置、制备电池单体的方法和装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230395959A1 (zh)
EP (1) EP4277012A1 (zh)
CN (1) CN116848727A (zh)
WO (1) WO2023070532A1 (zh)

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3351243B2 (ja) * 1996-07-02 2002-11-25 松下電器産業株式会社 密閉型アルカリ蓄電池とその製造法
JP3643710B2 (ja) * 1998-09-25 2005-04-27 三洋電機株式会社 密閉型アルカリ蓄電池及びその製造方法
KR100684765B1 (ko) * 2005-05-16 2007-02-20 삼성에스디아이 주식회사 이차 전지
CN205069696U (zh) * 2015-10-19 2016-03-02 宁德时代新能源科技有限公司 二次电池的顶盖用组件
CN211208486U (zh) * 2020-01-18 2020-08-07 惠州西盛科技有限公司 一种稳定性高的纽扣电池
CN111384357B (zh) * 2020-05-29 2020-09-29 江苏时代新能源科技有限公司 用于电池的顶盖组件、电池和使用电池作为电源的装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2023070532A1 (zh) 2023-05-04
US20230395959A1 (en) 2023-12-07
EP4277012A1 (en) 2023-11-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN216085065U (zh) 电池单体、电池以及用电装置
CN217158403U (zh) 电池单体、电池以及用电装置
CN216720089U (zh) 电池单体、电池及用电设备
CN218769992U (zh) 电池单体、电池以及用电装置
CN215266481U (zh) 电池单体、电池及用电设备
CN215989012U (zh) 电池单体、电池以及用电装置
CN217719769U (zh) 热管理部件、电池以及用电装置
CN216720252U (zh) 一种卷绕式电极组件、电池单体、电池及用电装置
CN218602700U (zh) 电池单体、电池及用电设备
CN221632621U (zh) 电池单体、电池及用电装置
CN217788756U (zh) 端盖组件、电池单体、电池以及用电装置
US20240241178A1 (en) Battery cell, battery, electricity-consuming apparatus, detecting method, and detecting module
CN215988963U (zh) 电池单体、电池以及用电装置
CN217562770U (zh) 电池单体、电池及用电装置
CN216354651U (zh) 极耳焊接结构、电池单体及用电设备
JP7523664B2 (ja) 電池セル、その製造方法及び製造システム、電池並びに電力消費装置
EP4366076A1 (en) Battery cover plate assembly, battery cell, battery and electric device
CN217788581U (zh) 端盖组件、电池单体、电池以及用电装置
CN216850124U (zh) 螺钉、连接结构、电池和用电装置
CN116848727A (zh) 电池单体、电池、用电装置、制备电池单体的方法和装置
CN116686156A (zh) 电池的顶盖组件、电池和用电装置
CN220934362U (zh) 电池单体、电池及用电装置
CN221708901U (zh) 电池单体、电池及用电装置
CN216903164U (zh) 电池和用电装置
CN218602480U (zh) 集流构件、电池单体、电池及用电装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination