CN116964836A - 电池及其单体和模组、用电装置、端盖组件及其制造方法 - Google Patents

电池及其单体和模组、用电装置、端盖组件及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本申请实施例提供了一种端盖组件、电池单体、电池模组、电池、用电装置及端盖组件制造方法。端盖组件，用于电池单体，包括：端盖片，具有电极引出孔；极柱，用于输入或输出电池单体的电能，极柱具有向电池单体内部凹陷的第一凹部；以及转接片，具有与第一凹部相配合的第二凹部，用于电连接极柱与电池单体内部的电解池或原电池。本申请实施例的技术方案，对配件的尺寸公差限制低，能够显著提升产品的良率。

Description

电池及其单体和模组、用电装置、端盖组件及其制造方法 技术领域
本申请涉及电池领域，具体涉及一种端盖组件、电池单体、电池模组、电池、用电装置及端盖组件制造方法。
背景技术
如今，新能源产业越来越受到重视，因此，对作为核心零件的电池也提出了更高的要求，例如需要电池达到更高的能量密度、更低的成本等。
目前，电池的外壳普遍包括壳体和端盖组件，电池的外壳提供密闭的空间容纳电极组件及电解液，电极组件的电能通过端盖组件的极柱等结构引出。在现有的端盖组件中，极柱与转接片通过焊接的方式连接，对配件的尺寸公差要求很高，产品的不良率较高。
发明内容
本申请实施例提供一种端盖组件、电池单体、电池模组、电池、用电装置及端盖组件制造方法，对配件的尺寸公差限制低，能够显著提升产品的良率。
第一方面，提供了一种端盖组件，用于电池单体，包括：端盖片，具有电极引出孔；极柱，用于输入或输出电池单体的电能，极柱覆盖电极引出孔，极柱具有向电池单体内部凹陷的第一凹部；以及转接片，具有与第一凹部相配合的第二凹部，用于电连接极柱与电池单体内部的电解池或原电池。
在本申请实施例的端盖组件中，由于极柱与转接片之间是通过第一凹部与第二凹部而实现极柱与转接片的固定连接，因此，可以避免焊接连接极柱与转接片时产生的颗粒杂质，提升产品的良率。另一方面，由于与焊接连接的结构相比，本申请的实施例的端盖组件对于配件尺寸公差的要求更低，也能够提升产品的良率。
在一些实施例中，第二凹部的内侧壁与第二凹部的内底壁之间形成的角θ小于90°。由此，第一凹部能够嵌入到第二凹部的内侧壁与第二凹部的内底壁之间形成的结构中，从而使第一凹部受到第二凹部侧壁的限制而难以被拔出，提高极柱与转接片之间的连接牢固程度。
在一些实施例中，第一凹部的外侧壁与第二凹部的内侧壁紧密贴合。由此，第一凹部与第二凹部在较大的面积彼此连接，能够提高极柱与转接片之间的连接牢固程度。
在一些实施例中，极柱具有向电池单体内部凹陷的第三凹部，第一凹部自第三凹部的底部向电池单体内部凹陷。通过在极柱上形成第三凹部，能够避免极柱与转接片在彼此连接固定过程中极柱和/或转接片变形过大而产生裂纹。
在一些实施例中，转接片具有向背离电池单体内部凸出的凸部，第二凹部自凸部的顶部向电池单体内部凹陷。通过在转接片上形成凸部，能够进一步避免极柱与转接片在彼此连接固定过程中极柱和/或转接片变形过大而产生裂纹。
在一些实施例中，所述第三凹部的底部与所述凸部的顶部紧密贴合而固定连接。由此，极柱与转接片之间的连接面积更大，进一步提高极柱与转接片之间的连接牢固程度。
在一些实施例中，端盖组件还包括密封件，密封件被夹持在端盖片与转接片之间，用于对电池单体的内部以及电极引出孔进行密封。由此，能够可靠地防止电池单体内部的电解液从电极引出孔流出，保证电池单体的密封性能。
在一些实施例中，端盖组件还包括绝缘组件，沿垂直于电极引出孔的贯通方向，绝缘组件包括靠近电极引出孔的第一绝缘件，用于对极柱与端盖片进行绝缘和/或对转接片与端盖片进行绝缘。。由此，既可以通过第一绝缘件和密封件隔开转接片与端盖片避免短路，还可以与密封件一起更可靠地密封端盖片。
在一些实施例中，沿垂直于电极引出孔的贯通方向，绝缘组件包括远离电极引出孔的第二绝缘件，用于对端盖片与转接片进行绝缘。由此，能够可靠地隔开端盖片与转接片避免短路，还可以与密封件一起更可靠地密封端盖片。
在一些实施例中，沿垂直于所述电极引出孔的贯通方向，密封件位于第一绝缘件与第二绝缘件之间。由此，密封件被第一绝缘件和第二绝缘件固定，从而更可靠地密封端盖片。
在一些实施例中，第一绝缘件包括伸入电极引出孔以隔离端盖片与极柱和/或转接片的延伸部。由此，延伸部隔开端盖片与伸入引出孔的极柱和/或转接片，从而能够更可靠地避免短路情况的发生。
在一些实施例中，所述极柱与所述端盖片之间设置有绝缘片。由此，绝缘片隔开端盖片与极柱，从而能够更可靠地避免短路情况的发生。
第二方面，本申请提供了一种电池单体，包括第一方面的端盖组件。
第三方面，本申请提供了一种电池模组，包括第二方面的电池单体。
第四方面，本申请提供了一种电池，包括：第三方面的电池模组。
第五方面，本申请提供了一种用电装置，包括：第四方面的电池，该电池用于提供电能。
第六方面，提供了一种端盖组件制造方法，包括：提供端盖片，具有电极引出孔；提供极柱，用于输入或输出电池单体的电能，极柱覆盖电极引出孔，极柱具有向电池单体内部凹陷的第一凹部；以及提供转接片，具有与第一凹部相配合的第二凹部，用于电连接极柱与电池单体内部的电解池或原电池。
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
通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：
图1为本申请一些实施例的车辆的结构示意图；
图2为本申请一些实施例的电池的结构示意图；
图3为本申请一些实施例的电池模组的结构示意图；
图4为本申请一些实施例的电池单体的结构示意图；
图5为本申请一些实施例的端盖组件的爆炸图；
图6为图5的端盖组件组装后的俯视图；
图7为图6中端盖组件的A-A向剖面图；
图8为图7中区域X的放大图；
图9为本申请一些实施例的极柱与转接片的结构示意图；
图10为本申请又一些实施例的端盖组件中与图8对应部分的示意图；
图11为本申请又一些实施例的极柱与转接片的结构示意图；
图12为第一绝缘件的结构示意图；
图13为本申请一些实施例的端盖组件的制造方法的流程图。
具体实施方式中的附图标号如下：
车辆800，马达400，控制器300，电池500，箱体600，第一外壳601，第二外壳602，
电池单体101，电池模组100，端板105，扎带102，CCS103，输出极104，
壳体板50，电极组件40，壳体20，主体部41，极耳42，正极极耳421，负极极耳422，
端盖组件30，端盖片301，电极引出孔302，正电极引出孔302a，负电极引出孔302b，极柱303，正极极柱303a，负极极柱303b，转接片304，正极转接片304a，负极转接片304b，第一凹部305，第一凹部底部305a，第一凹部侧壁305b，第二凹部306，第二凹部底部306a，第二凹部侧壁306b，第 三凹部307，第三凹部底部307a，第三凹部侧壁307b，凸部308，凸部顶部308a，凸部侧壁308b，密封件309，绝缘组件310，第一绝缘件310a，第二绝缘件310b，绝缘片311。
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，本申请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；本申请中在申请的说明书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。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序或主次关系。
在本申请中提及“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，本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“附接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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中的具体含义。
本申请中术语“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，本申请中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
本申请中出现的“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)。
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组或电池包等。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。
本申请的实施例所提到的电池模组包扩多个电池单体和用于固定电池单体的框架结构，其中，多个电池单体相互堆叠。框架结构包括端板，端板位于电池模组的两端部，用于限制电池单体的运动，同时，在一种具体实施例中，该框架结构还可包括侧板，端板与侧板固定连接以将电池夹紧。电池输出极与输出极底座安装在端板上，通过输出极将电池模组内的电信号传送至电池模组外部。
本申请的实施例所提到的电池单体包括电极组件和电解液，电极组件由正极片、负极片和隔离膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极片和负极片之间移动来工作。正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集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的集流体，未涂敷正极活性物质层的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 的集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的集流体，未涂敷负极活性物质层的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PP或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。
电池单体还包括壳体板以及设置于壳体板内的电极组件，壳体板包括端盖组件和壳体，端盖组件包括极柱和转接片，电极组件包括极耳，极柱通过转接片与极耳电连接，用于输出电池单体的电能，或者用于连接外部电源给电池单体充电。
在现有的电池单体的端盖组件中，极柱与转接片通常使用焊接的方式连接，焊接连接对配件的尺寸公差要求较高，并且在焊接过程中会产生颗粒杂质，颗粒杂质会因静电而吸附在电池单体中，甚至会刺破隔膜影响电池单体寿命。因此，产品的不良率较高。
鉴于此，本申请提供一种端盖组件，用于电池单体，包括：端盖片、极柱和转接片，其中，极柱具有向电池单体内部凹陷的第一凹部，转接片具有与所述第一凹部相配合的第二凹部。由于极柱与转接片之间是通过第一凹部与第二凹部实现极柱与转接片的固定连接，因此，可以避免焊接连接产生的颗粒杂质，并且对于配件尺寸公差的要求很低，能够显著提升产品的良率。
本申请实施例描述的技术方案均适用于各种使用电池的装置，例如，手机、便携式设备、笔记本电脑、电瓶车、电动玩具、电动工具、电动车辆、船舶和航天器等，例如，航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等。
应理解，本申请实施例描述的技术方案不仅仅局限适用于上述所描述的设备，还可以适用于所有使用电池的设备。但为描述简洁，下述实施例均以电动车辆为例进行说明。
接下来，对本申请的具体实施例进行详细说明。
图1为本申请一个实施例的车辆800的结构示意图。车辆800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。车辆的内部可以设置马达400，控制器300以及电池500，控制器300用来控制电池500为马达400的供电。例如，在车辆的底部或车头或车尾可以设置电池500。电池500可以用于车辆的供电，例如，电池500可以作为车辆的操作电源，用于车辆800的电路系统，例如，用于车辆800的启动、导航和运行时的工作用电需求。在本申请的另一实施例中，电池500不仅仅可以作为车辆800的操作电源，还可以作为车辆800的驱动电源，替代或部分地替代燃油或天然气为车辆800提供驱动动力。
为了满足不同的使用电力需求，电池可以包括多个电池单体，其中，多个电池单体之间可以串联或并联或混联，混联是指串联和并联的混合。电池也可以称为电池包。可选地，多个电池单体可以先串联或并联或混联组成电池模块，多个电池模块再串联或并联或混联组成电池。也就是说，多个电池单体可以直接组成电池，也可以先组成电池模块，电池模块再组成电池。
图2为本申请一个实施例的电池500的结构示意图。电池500可以包括多个电池单体101。电池500还可以包括箱体600(或称罩体)，箱体600为中空结构，多个电池单体1容纳于箱体600内。如图2所示，箱体600可以包括第一外壳601和第二外壳602，第一外壳601和第二外壳602扣合在一起。第一外壳601和第二外壳602的形状可以根据多个电池单体101组合的形状而定，第一外壳601和第二外壳602均具有一个开口。例如，第一外壳601和第二外壳602均可以为中空长方体且各自的一个面为开口面，第一外壳601的开口和第二外壳602的开口相对设置，并且第一外壳601和第二外壳602相互扣合形成具有封闭腔室的箱体。多个电池单体101相互并联或串联或混联组合后置于第一外壳601和第二外壳602扣合后形成的箱体内。
根据不同的电力需求，电池单体101的数量可以设置为任意数值。多个电池单体101可通过串联、并联或混联的方式连接以实现较大的容量或功率。由于每个电池500中包括的电池单体101的数量可能较多，为了便于安装，可以将电池单体101分组设置，每组电池单体101组成电池模组100。电 池模组100中包括的电池单体101的数量不限，可以根据需求设置。例如，电池可以包括多个电池模组100，这些电池模块可通过串联、并联或混联的方式进行连接。
图3为本申请一些实施例的电池模组100的爆炸图。如图3所示，该电池模组100包括多个电池单体101和用于固定电池单体101的框架结构，其中，多个电池单体101沿长度方向相互堆叠。该框架结构包括端板105，且端板105位于电池单体101沿长度方向的两端部，用于限制电池单体101沿长度方向的运动。在一种具体实施例中，该框架结构还可包括侧板(图中未示出)，两侧板位于电池单体101沿宽度方向的两侧，且该侧板与端板105连接，从而形成框架结构；在另一种优选实施例中，该框架结构可不设置侧板，电池单体101堆叠后，通过扎带102连接，该端板105和扎带102形成上述框架结构。电池模组100还包括CCS(Cell Connection System，电池连接系统)103，CCS103包括两个输出极104，用于引出电池模组100的电能。
图4为本申请一些实施例的电池单体101的爆炸图。如图4所示，电池单体101包括壳体板50以及设置于壳体板50内的电极组件40，壳体板50包括端盖组件30和壳体20，壳体20具有开口，电极组件40经由壳体20的开口设置于壳体20中。电极组件40包括主体部41和极耳42，极耳42从主体部41延伸。主体部41包括正极极片、负极极片和隔离膜。主体部41可以是由正极极片、隔离膜和负极极片通过卷绕形成的卷绕式结构，也可以是由正极极片、隔离膜和负极极片通过层叠布置形成的层叠式结构。正极极耳421和负极极耳422可以位于主体部41的同一侧，也可以分别位于主体部41相对的两侧。在图4中，示例性的示出了正极极耳421和负极极耳422位于主体部41的同一侧的情况。端盖组件30覆盖壳体20的开口，形成用于容纳电极组件40和电解质的密闭空间，电解质可以是电解液。端盖组件30包括两个极柱303，用于与极耳42电连接，输出电池单体101的电能，或者用于连接外部电源给电池单体101充电。泄压机构100位于两个极柱303之间。端盖组件30还包括转接片304，极柱303与极耳42通过转接片304电连接。
图5为本申请一些实施例的端盖组件30的爆炸图。图6为图5的端盖组件30组装后的俯视图。图7为图6中端盖组件30的A-A向剖面图。图8为图7中区域X的放大图。图9为极柱303与转接片304的结构示意图。
如图5～图9所示，在本申请的一些实施例中，端盖组件30包括端盖片301、极柱303以及转接片304。端盖片301具有电极引出孔302。极柱303用于输入或输出电池单体的电能，极柱303覆盖电极引出孔302。极柱303具有向电池单体101内部凹陷的第一凹部305。转接片304具有与第一凹部305相配合的第二凹部306，用于电连接极柱303与电池单体101内部的电解池或原电池。
引出孔302包括正电极引出孔302a和负电极引出孔302b。极柱303包括正极极柱303a和负极极柱303b。转接片304包括与正极极柱303a对应的正极转接片304a和与负极极柱303b对应的负极转接片304b。每个极柱303均具有经引出孔302而向电池单体101内部的凹陷的第一凹部305。每个转接片304均具有与第一凹部305相配合的第二凹部306。由此，极柱303与转接片304通过第一凹部305与第二凹部306进行连接，能够避免用焊接的方式连接极柱303与转接片304。
正极极柱303a和负极极柱303b均为铝材质，用于与电池单体101外部的汇流排焊接连接，正极转接片304a为铝材质，负极转接片304b为铜材质，端盖片301为铝材质，用于与壳体板50焊接连接。
在一些实施例中，极柱303与转接片304通过第一凹部305与第二凹部306之间的紧密贴合而固定连接。如图7～图9所示，更具体而言，第一凹部305包括第一凹部底部305a和第一凹部侧壁305b，第二凹部306包括第二凹部底部306a和第二凹部侧壁306b。第一凹部底部305a的外底壁紧贴第二凹部底部306a的内底壁。更优选地，第一凹部侧壁305b的外侧壁紧贴第二凹部侧壁306b的内侧壁。由此形成第二凹部306将第一凹部305紧密包裹的形态，连接面积更大。例如，可以利用模具对平板形状的极柱303和转接片304进行冲压，使金属材料的极柱303和转接片304在冲压处产生冷挤压变形， 从而形成彼此紧密贴合的第一凹部305和第二凹部306。在紧密贴合的第一凹部305和第二凹部306处，金属材料因挤压变形而产生原子层面的摩擦，所以具有一定抗拉力和抗剪强度，使极柱303和转接片304可靠地固定连接。
由于极柱303和转接片304之间是通过使金属材料冷挤压变形而紧密贴合的方式固定连接的，所以不会像焊接连接那样产生颗粒杂质影响电池单体101的性能，也不用像焊接连接那样需要为焊接操作预留一定的操作空间，所以对配件的尺寸公差要求很低。例如，通常的端盖组件若采用焊接工艺制作，对配件公差要求限制在±0.05mm，而本申请的端盖组件30对配件的尺寸公差要求则可以放宽到±0.3mm，因此可以降低配件的生产升本，并且产品的良率有显著提高。再者，在现有技术中使用焊接的方式连接铜材质的负极转接片304b与外部的汇流排时，需要使用铜铝复合板进行过渡，在两个电极引出孔302处使用多个不同配件，而本申请的端盖组件30则不需要考虑焊接过渡的问题，除了正极转接片304a与负极转接片304b的材质和设置方向不同以外，正电极引出孔302a和负电极引出孔302b处的结构(包括配件和配件的设置方式)可以完全相同，从而减少零部件的种类，降低制造成本。
在一些实施例中，如图8所示，第二凹部侧壁306b的内侧壁与第二凹部底部的内底壁之间306a形成的角θ小于90°。由此，第二凹部306形成使第一凹部305嵌入的环形角部，金属材料在该环形角部处通过冷挤压产生充分的塑性变形，可以进一步提高极柱303与转接片304之间的连接牢固程度，有效避免极柱303被拔出。第二凹部侧壁306b的内侧壁与第二凹部底部的内底壁之间306a形成的角θ可以通过调整冲压时与转接片304接触的模具的形状来设置。
图10为本申请又一些实施例的端盖组件30中与图8对应部分的示意图。图11为本申请又一些实施例的极柱303与转接片304的结构示意图。
图10～图11示出本申请又一些实施例的端盖组件30。为了方便说明，对与图5～图9示出的端盖组件30中相同或相应的结构标记相同的符号而省略其说明。
在一些实施例中，如图10～图11所示，极柱303具有向电池单体101内部凹陷的第三凹部307，第一凹部305自第三凹部307的第三凹部底部307a向电池单体101内部的一侧凹陷。如图11所示，第三凹部307具有第三凹部底部307a及向靠近电池单体101内部的一侧倾斜延伸的第三凹部侧壁307b。
在图5～图9所示的一些实施例中，极柱303则不具备上述第三凹部307，极柱303除第一凹部305以外的部分基本平行于端盖片301，这样的结构需要转接片304具有产生较大的变形并穿过引出孔302的部分才能通过第一凹部305和第二凹部306固定连接极柱303与转接片304。但金属材质在变形较大的弯折部分很容易产生裂纹，而通过设置第三凹部307，则可以使极柱303具备除第一凹部305以外的以较平缓的方式向引出孔302延伸的部分，由此，转接片304通过较小的变形即可与极柱303连接，能够避免极柱303与转接片304在彼此连接固定过程中转接片304变形过大而产生裂纹，而第三凹部307与第一凹部305变形幅度较为平缓，极柱303也不会产生裂纹。
在一些实施例中，如图10～图11所示，转接片304具有向背离电池单体101内部的一侧凸出的凸部308，第二凹部306自凸部顶部308a向电池单体101内部的一侧凹陷。凸部308具有凸部底部308a及向远离电池单体101内部的一侧倾斜延伸的凸部侧壁308b。
在另一些实施例(未图示)中，转接片304不具备上述凸部308，除第二凹部306以外的部分基本平行于端盖片301，这就需要极柱303通过较大的变形而穿过引出孔302才能固定连接极柱303与转接片304。而通过如图10、图11那样设置凸部308，则可以使转接片304具备除第二凹部306以外的以较平缓的方式向引出孔302延伸的部分，由此，极柱303通过较小的变形即可与转接片304连接，能够避免极柱303与转接片304在彼此连接固定过程中极柱303变形过大而产生裂纹，而第凸部308与第二凹部306变形幅度较为平缓，转接片304也不会产生裂纹。
如图10所示，第三凹部侧壁307b向电池单体101内部一侧延伸的量与第四凹部侧壁308b向远离电池单体101内部一侧延伸的量大致相等，这样 极柱303与转接片304都不具备剧烈变形的部分，避免金属材质产生裂纹。
在一些实施例中，如图10所示，第三凹部底部307a与凸部顶部308a紧密贴合而固定连接。例如，也通过冲压的方式使极柱303与转接片304分别形成第三凹部307和凸部308，使金属材料在冲压处产生冷挤压变形，从而形成彼此紧密贴合的第三凹部307和凸部308。由此，极柱303与转接片304固定连接的面积更大，具有更强的抗剪切能和抗拉脱能力。
在一些实施例中，如图5、图8、图10所示，端盖组件30还包括密封件309，密封件309被夹持在端盖片301与转接片304之间，用于对电池单体101的内部以及电极引出孔302进行密封。密封件309例如为具有弹性的橡胶O形圈，其对端盖片301与转接片304之间的缝隙进行密封，防止电池单体101中的电解液泄露。此外，密封件309在极柱303与转接片304固定连接的过程中借由冲压极柱303与转接片304的力而被端盖片301与转接片304挤压变形，进一步提高密封性能。
在一些实施例中，如图5、图8、图10所示，端盖组件30还包括绝缘组件310，沿垂直于电极引出孔302的贯通方向，绝缘组件310包括靠近电极引出孔302的第一绝缘件310a，用于对极柱303与端盖片301进行绝缘和/或对转接片304与端盖片301进行绝缘。第一绝缘件310a能够在电极引出孔302处隔开极柱303和/或转接片304与端盖片301，防止极柱303和/或转接片304与端盖片301接触而产生短路。
在一些实施例中，如图5、图8、图10所示，沿垂直于电极引出孔302的贯通方向，绝缘组件310包括远离电极引出孔302的第二绝缘件310b，用于对端盖片301与转接片304进行绝缘。第二绝缘件310b能够在电极引出孔302以外的位置隔开转接片304与端盖片301，防止转接片304与端盖片301接触而产生短路。
在一些实施例中，如图5、图8、图10所示，沿垂直于电极引出孔302的贯通方向，密封件309位于第一绝缘件310a与第二绝缘件310b之间。由此，密封件309被夹持在第一绝缘件310a与第二绝缘件310b之间而固定。 第二绝缘件310b例如可以通过粘接的方式与端盖片301固定连接，而第一绝缘件310a则可以通过端盖片301、极柱303和转接片304的共同挤压而固定，由此，密封件309可以通过被装配在第一绝缘件310a与第二绝缘件310b之间容易地实现固定，且第一绝缘件310a与第二绝缘件310b也具有密封作用从而与密封件309一起实现更好的密封性能。
此外，绝缘定位组件310中的第二绝缘件310b还可以与转接片304固定连接，从而使与转接片304连接的极柱303也被固定，具体而言，例如将端盖片301、密封件309、第一绝缘件310a、第二绝缘件310b、极柱303、转接片304及后述的绝缘片311装配在一起，在冲压连接极柱303、转接片304后即可形成端盖组件30，各个配件之间无需采用任何注塑或者焊接连接的方式，能够减少很多需要配合注塑或者焊接而使用的配件，并且对配件的尺寸公差要求很低，加工过程简单、成本低廉。当然，也可以使用第二绝缘件310b以外的绝缘部件将转接片304和/或极柱303固定在端盖片301上，同样能够通过简单装配的方式形成端盖组件30。
图12为第一绝缘件310a的结构示意图。
在一些实施例中，如图9、图12所示，第一绝缘件310a包括伸入顶盖片301的电极引出孔302以隔离端盖片301与极柱303和/或转接片304的延伸部310a1。第一绝缘件310a还可以包括位于顶盖片301的靠近电池单体101内部一侧的基部310a2，延伸部310a1从基部310a2的远离密封件309的一端开始向电极引出孔302中延伸并穿透电极引出孔302，彻底隔绝极柱303和/或转接片304从引出孔302处接触端盖片301的可能，避免引起短路。具体地，第一绝缘件310a可以是圆环形状。
在一些实施例中，如图5所示，第二绝缘件310b具有与端盖片301对应的形状并与端盖片301固定连接。由此，第二绝缘件310b隔开端盖片301与电池单体101内部的电极组件40，从而能够可靠地避免短路情况的发生。
在一些实施例中，如图5、图8、图10所示，极柱303与端盖片301之间设置有绝缘片311。绝缘片311可以是塑料片，示例性地，绝缘片311的 厚度为0.5mm，绝缘片311隔开端盖片301与极柱303，从而能够更可靠地避免电池单体101的正负极都与铝材质的端盖片301连接而短路情况。
以上，对本申请实施例的端盖组件30进行了说明。
本申请另一方面，还提供一种电池单体101，包括上述的端盖组件30。
本申请另一方面，还提供一种电池模组100，包括上述的池单体101。
本申请的又一方面，还提供一种电池500，包括上述的电池模组100。
本申请的又一方面，还提供一种用电装置，包括上述的电池500，其用于提供电能。可选地，用电装置可以为图1所示的车辆800，也可以是船舶或航天器。
本申请还提供了一种端盖组件制造方法。
图13示出本申请一个实施例的端盖组件30的制造方法的流程图。
如图13所示，本实施例的制造方法包括：
步骤S1，提供端盖片301，具有电极引出孔302；
步骤S2，提供极柱303，用于输入或输出电池单体101的电能，极柱303覆盖电极引出孔302，极柱303具有向电池单体101内部凹陷的第一凹部305；
步骤S3，提供转接片304，具有与第一凹部305相配合的第二凹部306，用于电连接极柱303与电池单体101内部的电解池或原电池。
更具体而言，极柱303与转接片304通过冲压的方式形成第一凹部305与第二凹部306。例如，准备作为端盖组件30配件的端盖片301、密封件309、第一绝缘件310a、第二绝缘件310b、平板形状的极柱303、平板形状的转接片304及绝缘片311，将第二绝缘件310b粘接在端盖片301靠近电池单体101内部的一侧，将密封件309、第一绝缘件310a依次置于端盖片301与第二绝缘件310b之间，将绝缘片311和极柱303配置在端盖片301远离电池单体101内部的一侧，将转接片304配置在第二绝缘件310b靠近电池单体101内部的一侧并与第二绝缘件310b固定，当然，上述装配方式中各个配件的配置顺序可以任意调换，只要能够形成端盖组件30的基本结构即可。接着，使能够形 成第一凹部305形状的第一模具接触极柱303，使能够形成第二凹部306形状的第二模具接触转接片304，通过冲压，第一模具将极柱303和转接片304的材料顶入第二模具的型腔内充分拉伸变形，从而形成固定连接在一起的第一凹部305和第二凹部306，并且，通过冲压施加的力，密封件309、第一绝缘件310a、第二绝缘件310b和绝缘片311被压紧，移出模具后完成端盖组件30。
在一些实施例中，还提供了另一种端盖组件30的制造方法。不同之处在于需要使用模具进行两次冲压。其中，通过第一次冲压，使极柱303形成向电池单体101内部的一侧凹陷的第三凹部307，使转接片304形成向背离电池单体101内部凸出的凸部308。通过第二次冲压，使极柱303形成自第三凹部307的底部向电池单体101内部的凹陷的第一凹部305，使转接片304形成自凸部308的顶部向电池单体101内部凹陷的第二凹部306。更具体而言，在形成端盖组件30的基本结构之后，使能够形成第三凹部307形状的第三模具接触极柱303，使能够形成凸部308形状的第四模具接触转接片304，通过第一次冲压，第三凹部307与凸部308顶部初步连接固定，再使用第一模具接触第三凹部底部307a，使用第二模具接触凸部顶部308a，通过冲压形成第一凹部305和第二凹部306，移出模具后完成端盖组件30。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。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. 一种端盖组件，用于电池单体，包括：
    端盖片，具有电极引出孔；
    极柱，用于输入或输出电池单体的电能，所述极柱覆盖所述电极引出孔，所述极柱具有向所述电池单体内部凹陷的第一凹部；以及
    转接片，具有与所述第一凹部相配合的第二凹部，用于电连接所述极柱与所述电池单体内部的电解池或原电池。
  2. 根据权利要求1所述的端盖组件，其中，
    所述第二凹部的内侧壁与所述第二凹部的内底壁之间形成的角θ小于90°。
  3. 根据权利要求1～2任一项所述的端盖组件，其中，
    所述第一凹部的外侧壁与所述第二凹部的内侧壁紧密贴合。
  4. 根据权利要求1～3任一项所述的端盖组件，其中，
    所述极柱具有向所述电池单体内部凹陷的第三凹部，所述第一凹部自所述第三凹部的底部向所述电池单体内部凹陷。
  5. 根据权利要求1～4任一项所述的端盖组件，其中，
    所述转接片具有向背离所述电池单体内部凸出的凸部，所述第二凹部自所述凸部的顶部向所述电池单体内部凹陷。
  6. 根据权利要求5所述的端盖组件，其中，
    所述第三凹部的底部与所述凸部的顶部紧密贴合而固定连接。
  7. 根据权利要求1～6任一项所述的端盖组件，其中，
    还包括密封件，所述密封件被夹持在所述端盖片与所述转接片之间，用于对所述电池单体的内部以及所述电极引出孔进行密封。
  8. 根据权利要求7所述的端盖组件，其中，
    还包括绝缘组件，沿垂直于所述电极引出孔的贯通方向，所述绝缘组件包括靠近所述电极引出孔的第一绝缘件，用于对所述极柱与所述端盖片进行绝缘和/或对所述转接片与所述端盖片进行绝缘。
  9. 根据权利要求8所述的端盖组件，其中，
    沿垂直于所述电极引出孔的贯通方向，所述绝缘组件包括远离所述电极引出孔的第二绝缘件，用于对所述端盖片与所述转接片进行绝缘。
  10. 根据权利要求9所述的端盖组件，其中，
    沿垂直于所述电极引出孔的贯通方向，所述密封件位于所述第一绝缘件与所述第二绝缘件之间。
  11. 根据权利要求8所述的端盖组件，其中，
    所述第一绝缘件包括伸入所述电极引出孔以隔离所述端盖片与所述极柱和/或所述转接片的延伸部。
  12. 根据权利要求1～11任一项所述的端盖组件，其中，
    所述极柱与所述端盖片之间设置有绝缘片。
  13. 一种电池单体，其中，包括根据权利要求1～12任一项所述的端盖组件。
  14. 一种电池模组，其中，包括根据权利要求13所述的电池单体。
  15. 一种电池，其中，包括根据权利要求14所述的电池模组。
  16. 一种用电装置，其中，包括：根据权利要求15所述的电池，所述电池用于提供电能。
  17. 一种端盖组件制造方法，其特征在于，包括：
    提供端盖片，具有电极引出孔；
    提供极柱，用于输入或输出电池单体的电能，所述极柱覆盖所述电极引出孔，所述极柱具有向所述电池单体内部凹陷的第一凹部；以及
    提供转接片，具有与所述第一凹部相配合的第二凹部，用于电连接所述极柱与所述电池单体内部的电解池或原电池。
  18. 根据权利要求17所述的制造方法，其中，
    所述极柱与所述转接片通过冲压的方式形成所述第一凹部与所述第二凹部。
  19. 根据权利要求17～18任一项所述的制造方法，其中，
    通过第一次冲压，使所述极柱形成向所述电池单体内部凹陷的第三凹部，使所述转接片形成向背离所述电池单体内部凸出的凸部，
    通过第二次冲压，使所述极柱形成自所述第三凹部的底部向所述电池单体内部凹陷的所述第一凹部，使所述转接片形成自所述凸部的顶部向所述电池单体内部凹陷的所述第二凹部。
  20. 根据权利要求18～19任一项所述的制造方法，其中，
    还提供密封件，使所述密封件夹持在所述端盖片与所述转接片之间，通过对所述极柱与所述转接片的冲压，使所述密封件被所述端盖片与所述转接片压迫变形。
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