CN117044015A - 电池、用电设备及电池的制备方法和制备装置 - Google Patents
电池、用电设备及电池的制备方法和制备装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN117044015A CN117044015A CN202280022797.8A CN202280022797A CN117044015A CN 117044015 A CN117044015 A CN 117044015A CN 202280022797 A CN202280022797 A CN 202280022797A CN 117044015 A CN117044015 A CN 117044015A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- battery
- protrusion
- wall
- insulating layer
- covering
- 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
Links
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 title abstract description 15
- 239000000178 monomer Substances 0.000 claims abstract description 14
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 claims description 34
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 claims description 11
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 6
- 238000013461 design Methods 0.000 description 7
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 7
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 7
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 7
- 230000006870 function Effects 0.000 description 6
- 239000011810 insulating material Substances 0.000 description 6
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 6
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 5
- 238000000034 method Methods 0.000 description 5
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 4
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 4
- 239000011149 active material Substances 0.000 description 3
- 239000006183 anode active material Substances 0.000 description 3
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 3
- 230000006837 decompression Effects 0.000 description 3
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 3
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 3
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 3
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 3
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 3
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 3
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- 230000009471 action Effects 0.000 description 2
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000004891 communication Methods 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 2
- 238000011161 development Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 239000012212 insulator Substances 0.000 description 2
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 239000012782 phase change material Substances 0.000 description 2
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 2
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 2
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 2
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000015842 Hesperis Nutrition 0.000 description 1
- 235000012633 Iberis amara Nutrition 0.000 description 1
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N Sodium cation Chemical compound [Na+] FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- JDZCKJOXGCMJGS-UHFFFAOYSA-N [Li].[S] Chemical compound [Li].[S] JDZCKJOXGCMJGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N dilithium;dioxido(dioxo)manganese Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Mn]([O-])(=O)=O QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000004134 energy conservation Methods 0.000 description 1
- 238000004880 explosion Methods 0.000 description 1
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 1
- 239000002737 fuel gas Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009434 installation Methods 0.000 description 1
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 1
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- VVNXEADCOVSAER-UHFFFAOYSA-N lithium sodium Chemical compound [Li].[Na] VVNXEADCOVSAER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 238000004806 packaging method and process Methods 0.000 description 1
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 1
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 1
- 230000008569 process Effects 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000013519 translation Methods 0.000 description 1
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
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
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/147—Lids or covers
- H01M50/148—Lids or covers characterised by their shape
-
- 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)
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
Abstract
本申请涉及一种电池、用电设备及电池的制备方法和制备装置。电池包括:多个电池单体,每个电池单体包括外壳、电极端子和绝缘层,外壳包括第一壁,第一壁包括本体和第一凸部,本体具有在其厚度方向上相对设置的内表面和外表面,第一凸部从外表面向背离电池单体内部的方向凸出,电极端子设置于本体,绝缘层覆盖且固定于第一凸部;箱体,箱体形成有具有开口的容置腔,多个电池单体容纳于容置腔内;其中,绝缘层用于与覆盖开口的覆盖件粘接以将多个电池单体固定连接至覆盖件。本申请提供的电池具有较高的能量密度和较好的安全性。
Description
本申请涉及电池技术领域,具体而言,涉及一种电池、用电设备及电池的制备方法和制备装置。
在追求节能减排的大环境下,电池广泛应用于用电设备,例如电动汽车。随着技术的不断发展,要求用电设备向小型化发展,以及要求用电设备具有更好的安全性,因此,对电池的能量密度和安全性提出了更高的要求。
发明内容
本申请旨在提供一种电池、用电设备及电池的制备方法和制备装置,以提供电池的能量密度和电池的安全性。
本申请的实施例是这样实现的:
第一方面,本申请实施例提供一种电池,其包括:多个电池单体,每个电池单体包括外壳、电极端子和绝缘层,所述外壳包括第一壁,所述第一壁包括本体和第一凸部,所述本体具有在其厚度方向上相对设置的内表面和外表面,所述第一凸部从所述外表面向背离所述电池单体内部的方向凸出,所述电极端子设置于所述本体,所述绝缘层覆盖且固定于所述第一凸部;箱体,所述箱体形成有具有开口的容置腔,所述多个电池单体容纳于所述容置腔内;其中,所述绝缘层用于与覆盖所述开口的覆盖件粘接以将所述多个电池单体固定连接至所述覆盖件。
本申请技术方案中,通过在外壳的第一壁设置高出第一壁的本体的第一凸部,并在第一凸部上设置绝缘层,电池单体通过第一凸部上的绝缘层直接粘接于覆盖件,既能够减少或避免箱体梁等结构件的使用,提高能量密度,还使得电池单体的外壳和覆盖件绝缘隔离,并且使得本体远离覆盖件,设置在本体上的电极端子不容易接触覆盖件,从而防止覆盖件带电,以免出现电池漏电、短路的风险,从而兼顾电池的能量密度和安全性。
在本申请的一种实施例中,在所述本体的厚度方向上,所述绝缘层凸出于所述外表面的高度大于所述电极端子凸出于所述外表面的高度。
在上述技术方案中,由于绝缘层的高度超过电极端子的高度,绝缘层连接于覆盖件时,保证电极端子不接触覆盖件,以进一步避免漏电和短路,提高电池的安全性。
在本申请的一种实施例中,所述箱体挂载于车辆后,所述覆盖件位于所述箱体的上方。
在上述技术方案中,在覆盖件和箱体的配合下,有效提高电池单体在箱体中的稳定性,提高电池的整体性,并且,电池的重力作用在覆盖件上,覆盖件作为主要的承力结构,提高电池整体的结构强度。
在本申请的一种实施例中,所述覆盖件为所述车辆的地板。
在上述技术方案中,车辆的地板具有较高的强度和刚度,多个电池单体固定在车辆的地板上,能够提高电池的整体刚度和结构强度,使得电池与汽车能够较好地整合为一体。并且,电池单体固定于车辆的地板上,可以进一步避免或减少箱体梁的使用,实现简化电池的结构,从而提高电池的体积能量密度。
在本申请的一种实施例中,所述第一凸部与所述本体材质相同。
在上述技术方案中,本体是外壳的一部分,可采用强度相对较高的金属材料制成,通过将第一凸部的材质设置为与本体相同,使得第一凸部的强度较高,不易变形,由于电池单体和覆盖件通过第一凸部上的绝缘层连接,第一凸部的强度高使得电池和覆盖件连接更稳定可靠。另一方面,通 过将第一凸部与本体为同一材质,使得第一凸部和本体易于焊接或一体成型。
在本申请的一种实施例中,所述第一凸部与所述本体一体成型。
在上述技术方案中,第一凸部和本体一体成型,具有较好的整体性,结构强度高,保证电池和覆盖件连接稳定可靠。
在本申请的一种实施例中,所述本体上与所述第一凸部对应的位置形成有凹部,所述凹部从所述内表面向背离所述电池单体内部的方向凹陷。
在上述技术方案中,通过在凸部的背面形成凹部,能够减少外壳的材料用量,节省成本,还增大电池单体的内部空间,提高电池单体的容量,提高能量密度。
在本申请的一种实施例中,每个电池单体还包括绝缘件和电极组件,所述电极组件设置于所述外壳内,所述绝缘件设置于所述第一壁和所述电极组件之间,所述绝缘件的面向所述第一壁的一侧形成有第二凸部,所述第二凸部容纳于所述凹部内以支撑所述第一凸部。
在上述技术方案中,通过使绝缘件的第二凸部配合于第一壁的凹部,起到限位作用,保证绝缘件不移位,确保绝缘件隔离电极组件和第一壁,以免第一壁接触电极组件带电,降低漏电和短路的风险,提高电池的安全性。另一方面,第二凸部位于凹部中时,处于第一凸部的背面,起到支撑第一凸部的作用,以免第一凸部变形,进一步提高电池和覆盖件的连接稳定性。
在本申请的一种实施例中,所述第一凸部与所述本体分体设置,所述第一凸部焊接于所述本体。
在上述技术方案中,相较于第一凸部与本体一体成型,第一凸部和本体分体设置的方式,便于根据实际需求调整第一凸部凸出于本体的高度,提高电池的适用性。另一方面,分体设置的方式还具有方便加工和改造既有电池的作用,以提高既有的电池的能量密度和安全性,满足使用需求。
在本申请的一种实施例中,所述第一凸部包括顶壁和侧壁,所述顶壁与所述本体相对设置,所述侧壁围设于所述顶壁的周围,所述侧壁的一端与所述顶壁连接,所述侧壁的另一端向所述本体延伸,所述顶壁、所述侧壁和所述本体共同限定出空腔,所述绝缘层覆盖所述顶壁。
在上述技术方案中,第一凸部为形成在本体上的空心的、凸起的结构,既实现本体远离覆盖件,使得设置在本体上的电极端子不容易接触覆盖件,还起到节省材料、减轻电池的自重的作用。
在本申请的一种实施例中,所述顶壁开设有通孔,所述绝缘层包括第一部分、第二部分和第三部分,所述第一部分位于所述顶壁的背离所述本体的一侧,所述第二部分位于所述顶壁的面向所述本体的一侧,所述第三部分位于所述通孔内且连接所述第一部分和所述第二部分。
在上述技术方案中,第一部分、第二部分和第三部分配合,一方面防止第一部分从第一凸部上脱落,保证第一凸部与覆盖件绝缘隔离,另一方面,第二部分覆盖在顶壁上,加强了顶壁的结构强度,且第二部分填充在空腔中,提高了第一凸部的结构强度,使得顶壁及第一凸部整体不容易变形,提高了电池和覆盖件连接可靠性。
在本申请的一种实施例中,所述第一凸部还包括翻边,所述翻边从所述侧壁的所述另一端向背离所述空腔的方向延伸,所述翻边焊接于所述本体。
在上述技术方案中,通过设置翻边,增大了第一凸部与本体的接触面积,保证第一凸部和本体连接可靠,进而提高电池和覆盖件连接可靠性。
在本申请的一种实施例中,所述本体的所述外表面上设置有凹槽,所述第一凸部设置于所述凹槽内,所述翻边的外周面与所述凹槽的内周面焊接。
在上述技术方案中,通过在本体的外表面设置凹槽,限定出第一凸部的安装位置,且凹槽的内周面限制第一凸部在本体上平移,起到便于定位和安装第一凸部的作用。
在本申请的一种实施例中,所述电池还包括:
汇流部件,用于电连接所述电极端子;
所述绝缘层包括主体部和延伸部,所述主体部覆盖且固定于所述第一凸部,所述延伸部从所述主体部向所述电极端子延伸,在所述本体的厚度方向上,所述延伸部和所述电极端子之间形成有间隙,以用于容纳所述汇流部件。
在上述技术方案中,通过使绝缘层的延伸部隔离在电极端子和覆盖件之间,并使延伸部和电极端子之间形成间隙,便于安装汇流部件,且防止汇流部件搭接覆盖件,提高电池的安全性。另一方面,由于汇流部件隐藏在延伸部和电极端子之间的间隙中,而非暴露在外,汇流部件不容易受损,进一步提高电池的安全性。
在本申请的一种实施例中,所述延伸部的厚度小于所述主体部的厚度。
在上述技术方案中,通过使延伸部的厚度小于主体部的厚度,进一步地以增大延伸部和电极端子之间的间隙,便于设置汇流部件。
在本申请的一种实施例中,所述电池单体还包括泄压机构,所述外壳还包括与所述第一壁相对设置的第二壁,所述泄压机构设置于所述第二壁,所述泄压机构用于在所述电池单体的内部压力或温度达到阈值时致动以泄放所述电池单体的内部压力。
在上述技术方案中,由于第二壁背离覆盖件,因此设置在第二壁上的泄压机构远离覆盖件,泄压机构向背离覆盖件的方向泄放,以免泄压机构释放的排放物损坏电极端子、损坏汇流部件、损坏覆盖件等结构,还避免对覆盖件所连接的用电设备造成损坏,保证电池的安全性。
在本申请的一种实施例中,所述多个电池单体形成多个电池单体组,每个电池单体组包括多个沿第一方向排列的所述电池单体,所述多个电池单体组沿第二方向排列,所述第二方向垂直于所述第一方向,其中,每个电池单体组中的多个所述电池单体的所述绝缘层一体成型。
在上述技术方案中,每个电池单体组中的多个电池单体通过绝缘层连接为一个整体,提高了电池单体组的整体性,进而提高了电池的整体性,并且还增大了绝缘层与覆盖件的连接面积,提高了电池和覆盖件的连接稳定性。另一方面,多个电池单体的绝缘层之间不具有间隙,降低了电池单体与覆盖件搭接的几率,进一步提高了绝缘隔离的效果。
第二方面,本申请实施例提供一种用电设备,其包括前述的电池。
本申请的技术方案中,用电设备所采用的电池的能量密度高,有利于用电设备小型化,且电池不容易漏电、短路,安全性较高,用电设备的安全性较高。
第三方面,本申请实施例提供一种电池的制备方法,其包括:提供多个电池单体,每个电池单体包括外壳、电极端子和绝缘层,所述外壳包括第一壁,所述第一壁包括本体和第一凸部,所述本体具有在其厚度方向上相对设置的内表面和外表面,所述第一凸部从所述外表面向背离所述电池单体内部的方向凸出,所述电极端子设置于所述本体,所述绝缘层覆盖且固定于所述第一凸部;提供箱体,所述箱体形成有具有开口的容置腔;将所述多个电池单体容纳于所述容置腔内,将所述绝缘层与覆盖所述开口的覆盖件粘接,以将所述多个电池单体固定连接至所述覆盖件。
第四方面,本申请实施例提供一种电池的制备装置,其包括:第一提供装置,用于提供多个电池单体,每个电池单体包括外壳、电极端子和绝缘层,所述外壳包括第一壁,所述第一壁包括本体和第一凸部,所述本体具有在其厚度方向上相对设置的内表面和外表面,所述第一凸部从所述外表面向背离所述电池单体内部的方向凸出,所述电极端子设置于所述本体,所述绝缘层覆盖且固定于所述第一凸部;第二提供装置,用于提供箱体,所述箱体形成有具有开口的容置腔;第一组装装置,用于将所述多个电池单体容纳于所述容置腔内;第二组装装置,用于将所述绝缘层与覆盖所述开口的覆盖件粘接,以将所述多个电池单体固定连接至所述覆盖件。
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,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申请的某些实施例,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为本申请一实施例提供的车辆的示意图;
图2为本申请一实施例提供的电池的分解图;
图3为本申请一实施例提供的电池单体的立体图;
图4为本申请一实施例提供的电池单体的分解图;
图5为本申请一实施例提供的端盖的立体图;
图6为本申请一实施例提供的端盖的俯视图;
图7为图6的A-A剖面图;
图8为本申请一实施例提供的端盖和绝缘件的分解图;
图9为本申请另一实施例提供的端盖的立体图;
图10为本申请另一实施例提供的端盖的分解图;
图11本申请另一实施例提供的第一凸部的俯视图;
图12为图11的B-B剖面图;
图13本申请另一实施例提供的端盖组件的俯视图;
图14为图13的C-C剖面图;
图15为图14的局部放大图;
图16为本申请又一实施例提供的电池单体的立体图;
图17为本申请又一实施例提供的电池单体的剖面图;
图18为图17的局部放大图;
图19为本申请再一实施例提供的电池的分解图;
图20为电池的制备方法的示意性流程图;
图21为电池的制备装置的示意性框图。
图标:1000-车辆;100-电池;101-箱体;1011-容置腔;1012-开口;102-电池单体组;103-热管理部件;104-汇流部件;1-电池单体;11-外壳;111-壳体;112-端盖;1121-本体;11211-凹槽;11212-注液孔;1122-第一凸部;11221-顶壁;11222-侧壁;11223-通孔;11224-翻边;1123-凹部;113-绝缘膜;12-电极端子;13-绝缘层;131-主体部;1311-第一部分;1312-第二部分;1313-第三部分;132-延伸部;14-绝缘件;141-第二凸部;15-电极组件;151-极耳;152-转接件;16-泄压机构;200-马达;300-控制器;400-覆盖件;500-制备装置;510-第一提供装置;520-第二提供装置;530-第一组装装置;540-第二组装装置;X-第一方向;Y-第二方向。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
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。
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:存在A,同时存在A和B,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。
在本申请的实施例中,相同的附图标记表示相同的部件,并且为了简洁,在不同实施例中,省略对相同部件的详细说明。应理解,附图示出的本申请实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸,以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明,而不应对本申请构成任何限定。
本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)。
本申请中,电池单体可以包括一次电池、二次电池,例如可以是锂离子电池、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。电池包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质,电极组件包括正极极片、负极极片和隔离件。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;正极集流体包括正极集流部和正极极耳,正极集流部涂覆有正极活性物质层,正极极耳未涂覆正极活性物质层。以锂离子电池为例,正极集流体的材料可以为铝,正极活性物质层包括正极活性物质,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;负极集流体包括负极集流部和负极极耳,负极集流部涂覆有负极活性物质层,负极极耳未涂覆负极活性物质层。负极集流体的材料可以为铜,负极活性物质层包括负极活性物质,负极活性物质可以为碳或硅等。隔离件的材质可以为PP(polypropylene,聚丙烯)或PE(polyethylene,聚乙烯)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。
电池单体还包括外壳和电极端子,外壳用于容纳电极组件,电极端子安装于外壳,电极端子用于电连接到电极组件的极耳,以实现电极组件的充放电。
电池技术的发展要同时考虑多方面的设计因素,例如,能量密度、循环寿命、放电容量、充放电倍率等性能参数,并且,还需要考虑电池的安全性等。
其中,电池的体积能量密度是影响用电设备,如电动车辆续航时间的一个重要参数。在相同的电池体积下,体积能量密度越高,则能容纳的电池单体的数量越多,电动汽车的续航时间越长。在当前的电池设计中,电池单体先是组装成电池单体组,然后再组装成电池,在电池中,一般既存在电池单体组的结构件,又存在电池的结构件,这大大降低了电池的整体体积能量密度。另外在一些电池设计中,电池单体可以直接组装成电池,消除了电池单体组的结构件,一定程度上可以提高电池的体积能量密度,但是电池的结构件如横梁、纵梁等箱体梁仍然存在,没有最大化的提高电池的体积能量密度。为提高电池的能量密度,在一些电池设计中,考虑去除电池的结构件如横梁、纵梁等箱体梁,但这将导致电池单体容易暴露在外而出现漏电、短路的风险,因此,电池的能量密度和电池的安全性难以兼顾。
基于上述考虑,为了兼顾电池的能量密度和电池的安全性,本申请实施例提供一种电池,电池包括多个电池单体和箱体,箱体形成具有开口的容置腔,多个电池单体容纳于容置腔内,每个电池单体包括外壳、电极端子和绝缘层,其中外壳包括第一壁,第一壁包括本体和第一凸部,本体具有在其厚度方向上相对设置的内表面和外表面,第一凸部从外表面向背离电池单体内部的方向凸出,电极端子设置于本体,绝缘层覆盖且固定于第一凸部,并且,绝缘层用于与覆盖开口的覆盖件粘接以将多个电池单体固定连接至覆盖件。
本申请实施例提供的技术方案中,通过在外壳的第一壁设置高出第一壁的本体的第一凸部,并在第一凸部上设置绝缘层,电池单体通过第一凸部上的绝缘层直接粘接于覆盖件,既能够减少或避免箱体梁等结构件的使用,提高能量密度,还使得本体远离覆盖件,使设置在本体上的电极端子不容易接触覆盖件,并且靠近覆盖件的第一凸部和覆盖件绝缘隔离,从而防止覆盖件带电,以免出现电池漏电、短路的风险,从而兼顾电池的能量密度和安全性。
另一方面,电极端子位于本体和覆盖件之间,对电极端子起到遮蔽和保护的作用,降低电极端子损坏的几率。
本申请实施例描述的技术方案适用于电池以及使用电池的用电设备。
用电设备可以是车辆、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。车辆可以是燃油汽车、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。本申请实施例对上述用电设备不做特殊限制。
以下实施例为了方便说明,以用电设备为车辆为例进行说明。
如图1所示,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的内部可以设置电池100、控制器300以及马达200,控制器300用来控制电池100为马达200的供电。例如,在车辆1000的底部或车头或车尾可以设置电池100。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,用于车辆1000的电路系统,例如,用于车辆1000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100不仅仅可以作为车辆1000的操作电源,还可以作为车辆1000的驱动电源,替代或部分地替代燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。
如图2所示,电池100包括多个电池单体1和箱体101,箱体101形成有具有开口1012的容置腔1011,多个电池单体1容纳于容置腔1011内,如图3和图4所示,每个电池单体1包括外壳11、电极端子12和绝缘层13,外壳11包括第一壁,第一壁包括本体1121和第一凸部1122,本体1121具有在其厚度方向上相对设置的内表面和外表面,第一凸部1122从外表面向背离电池单体1内部的方向凸出,电极端子12设置于本体1121,绝缘层13覆盖且固定于第一凸部1122;其中,绝缘层13用于与覆盖开口1012的覆盖件400粘接以将多个电池单体1固定连接至覆盖件400。
电池100也可以称为电池包。多个电池单体1之间可以串联或并联或混联,混联是指串联和并联的混合。可选地,多个电池单体1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100。也就是说,多个电池单体1可以直接组成电池100,也可以先组成电池模块,电池模块再组成电池100。如图2所示,多个电池单体1直接组成电池100。
箱体101是用于容纳多个电池单体1的部件,以避免液体或其他异物影响电池单体1的充电或放电。箱体101的形状可以为中空的圆柱体、长方体、异形体等,箱体101的内部形成容置腔1011,箱体101的一个面为开口面,也即在开口面上设置连通容置腔1011的开口1012,多个电池单体1相互并联或串联或混联组合后置于容置腔1011内。如图2所示,箱体101的形状为中空的长方体,长方体的一个表面形成开口1012。
电池单体1的外壳11为内部形成有用于容纳电极组件15的容置腔1011的空心结构。外壳11可以被配置为多种形状,例如圆柱体结构、长方体结构等。可选地,外壳11的形状为长方体。
外壳11包括壳体111和端盖112,其中,壳体111为一端开口的筒体,端盖112是封闭壳体111的开口的板状结构。根据外壳11的形状,壳体111可以是圆筒、方筒、异形筒等,可选地,壳体111为方筒(长方体筒)。根据外壳11的形状,端盖112可以是圆形板状结构、方形板状结构或异形板状结构等,可选地,端盖112为矩形板状结构,以与方筒配合。端盖112和壳体111可以是分体式,也可以是一体式。
外壳11的第一壁可以是端盖112,也可以是壳体111的与端盖112相对的底壁,或者是壳体111的一侧的侧壁11222。可选地,外壳11的第一壁为端盖112。端盖112包括本体1121和第一凸部1122。其中,本体1121连接于壳体111,本体1121的内表面是指本体1121在厚度方向上朝向壳体111的一面,本体1121的内表面与壳体111的内壁围合形成电池单体1的内部空间,本体1121的外表面是指本体1121在厚度方向上背离壳体111的一面。第一凸部1122沿端盖112厚度方向朝向电池单体1的外部凸出于本体1121,本体1121相对于第一凸部1122沿厚度方向凹陷,形成用于容许电极端子12安装的高度空间。
电极端子12是电池单体1用于输入或输出电能的部件,电极端子12穿设于本体1121,以实现电池单体1的内部和外部的电连接。如图3和图4所示,电极端子12包括两个,两个电极端子12的极性相反,一个作为正极,另一个作为负极。电极端子12一般与外壳11绝缘,以免外壳11带电,降低漏电和短路的风险,例如电极端子12和本体1121之间设置绝缘密封圈,实现电极端子12绝缘且密封安装于本体1121。
覆盖件400是覆盖在箱体101的开口1012处的部件,覆盖件400可以是箱体101的一部分,或者可选地,覆盖件400为用电设备的一部分。
绝缘层13是用于绝缘隔离第一凸部1122和覆盖件400的部件。多个电池单体1分别通过其绝缘层13粘结于覆盖件400,以实现多个电池单体1的固定,进而将整个电池100固定。
本申请实施例中,通过在外壳11的第一壁设置高出第一壁的本体1121的第一凸部1122,并在第一凸部1122上设置绝缘层13,电池单体1通过第一凸部1122上的绝缘层13直接粘接于覆盖件400,既能够减少或避免箱体梁等结构件的使用,提高能量密度,还使得本体1121远离覆盖件400,以使本体1121本身以及设置在本体1121上的电极端子12不容易接触覆盖件400,并且靠近覆盖件400的第一凸部1122和覆盖件400绝缘隔离,从而防止覆盖件400带电,以免出现电池100漏电、短路的风险,从而兼顾电池100的能量密度和安全性。
可选地,电池单体1还包括绝缘膜113,绝缘膜113位于本体1121面向覆盖件400的一面,以覆盖本体1121未设电极端子12和第一凸部1122的区域,进一步防止本体1121与电极端子12的绝缘失效时,本体1121带电导致漏电和短路风险。
根据本申请的一些实施例,如图5、图6和图7所示,在本体的厚度方向上,绝缘层13凸出于外表面的高度大于电极端子12凸出于外表面的高度。
绝缘层13凸出于外表面的高度是指,绝缘层13背离电池单体1内部的一面到本体1121的外表面的距离。
电极端子12凸出于外表面的高度是指,电极端子12背离电池单体1内部的一端到本体1121的外表面的距离。
由于绝缘层13凸出于外表面的高度大于电极端子12凸出于外表面的高度,保证电极端子12不接触覆盖件400,以进一步避免漏电和短路,提高电池100的安全性。
可选地,第一凸部1122凸出于外表面的高度大于电极端子12凸出于外表面的高度,这样只需设置较小厚度的绝缘层13,就能够保证电极端子12和第一壁整体不接触覆盖件400,因此,绝缘层13的选材范围更广,能够满足更多的使用需求、降低生产制造的难度,例如绝缘层13可选为涂覆在第一凸部1122上或覆盖件400上的具有绝缘性质的漆层,漆层的厚度小,能够进一步提高电池100的能量密度,漆层加工方便,只需喷涂在第一凸部1122或覆盖件400的表面即可干燥成型,且不容易脱落,还节省了一道粘接的步骤。
根据本申请的一些实施例,箱体101挂载于车辆1000后,覆盖件400位于箱体101的上 方。
如图2所示,箱体101的开口1012朝上,多个电池单体1的绝缘层13分别粘接于覆盖件400上,箱体101罩设在多个电池单体1的下方。在覆盖件400和箱体101的配合下,有效提高电池单体1在箱体101中的稳定性,提高电池100的整体性,并且,电池100的重力作用在覆盖件400上,覆盖件400作为主要的承力结构,提高电池100整体的结构强度。
根据本申请的一些实施例,覆盖件400为车辆1000的地板。
覆盖件400为车辆1000的地板是指电池单体1的绝缘层13直接粘接在车辆1000的地板面向地面的一面。
车辆1000的地板具有较高的强度和刚度,多个电池单体1固定在车辆1000的地板上,能够提高电池100的整体刚度和结构强度,使得电池100与汽车能够较好地整合为一体。并且,电池单体1固定于车辆1000的地板上,可以进一步避免或减少箱体梁的使用,实现简化电池100的结构,从而提高电池100的体积能量密度。
在一些实施例中,覆盖件400也可以是箱体101的一部分,覆盖件400的一个表面与多个电池单体1的绝缘层13粘接,覆盖件400的另一个表面与车辆1000连接。
根据本申请的一些实施例,第一凸部1122与本体1121的材质相同。
壳体111和端盖112的材质,即外壳11的材质,可以是多种,一般是金属材料,例如铜、铁、铝、钢、铝合金等。本实施例中,本体1121的材质即为端盖112的材质,为强度较高的金属材料,通过将第一凸部1122的材质设置为与本体1121相同,使得第一凸部1122的强度较高,不易变形,由于电池单体1和覆盖件400通过第一凸部1122上的绝缘层13连接,第一凸部1122的强度高使得电池100和覆盖件400连接更稳定可靠。
并且,通过将第一凸部1122与本体1121为同一材质,使得第一凸部1122和本体1121易于焊接或一体成型。
根据本申请的一些实施例,第一凸部1122与本体1121一体成型。
第一凸部1122与本体1121一体成型是指,第一凸部1122与本体1121通过整块的毛料通过冲压成型,或者第一凸部1122与本体1121通过整块的毛料通过切割的方式形成一体的结构,或者第一凸部1122与本体1121通过铸造形成一体的结构。
第一凸部1122和本体1121一体成型,具有较好的整体性,结构强度高,保证电池100和覆盖件400连接稳定可靠。
根据本申请的一些实施例,如图7所示,本体1121上与第一凸部1122对应的位置形成有凹部1123,凹部1123从内表面向背离电池单体1内部的方向凹陷。
通过在凸部的背面形成凹部1123,能够减少外壳11的材料用量,节省成本,还增大电池单体1的内部空间,提高电池单体1的容量,提高能量密度。
根据本申请的一些实施例,结合图4、图7和图8所示,每个电池单体1还包括绝缘件14和电极组件15,电极组件15设置于外壳11内,绝缘件14设置于第一壁和电极组件15之间,绝缘件14的面向第一壁的一侧形成有第二凸部141,第二凸部141容纳于凹部1123内以支撑第一凸部1122。
电极组件15是电池单体1中用于进行电化学反应的部件。电极组件15包括第一极片、第二极片和隔离件,第一极片和第二极片上分别涂覆活性物质,第一极片和第二极片的极性相反,换言之,第一极片和第二极片中的一者为正极极片,第一极片和第二极片中的另一者为负极极片,电池单体1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,隔离件用于将第一极片和第二极片隔开,以免第一极片和第二极片直接接触导致短路。第一极片、第二极片、隔离件为现有技术,本申请说明书附图中虽未示出,本领域技术人员应理解其具体结构为带状或片状,条状的第一极片、第二极片和隔离件层叠后卷绕形成卷绕结构的电极组件,或者片状的第一极片、第二极片和 隔离件交叉层叠形成叠片结构的电极组件。第一极片未涂覆活性物质的部分形成第一极耳,第二极片未涂覆活性物质的部分形成第二极耳,第一极耳和第二极耳从电极组件15的端部伸出并分别连接极性相反的两个电极端子12,以实现电能的输入和输出。可选地,电池单体1还包括转接件152,转接件152用于实现极耳151和电极端子12的电连接。
绝缘件14是设置在外壳11内部,用于隔离电极组件15和外壳11的绝缘材料。例如绝缘件14可以是包裹在电极组件15表面的高分子绝缘膜113,或者设置在电极组件15和外壳11之间的塑胶件。当外壳11的第一壁为端盖112时,可选地,绝缘件14为设置在端盖112和电极组件15之间的塑胶件,第二凸部141为绝缘件14的一部分,第二凸部141用于嵌合在凹部1123。
通过使绝缘件14的第二凸部141配合于第一壁的凹部1123,起到限位作用,保证绝缘件14不移位,确保绝缘件14隔离电极组件15和第一壁,以免第一壁接触电极组件15带电,降低漏电和短路的风险,提高电池100的安全性。
另一方面,第二凸部141位于凹部1123中时,处于第一凸部1122的背面,起到支撑第一凸部1122的作用,以免第一凸部1122变形,进一步提高电池100和覆盖件400的连接稳定性。
可选地,如图8所示,第二凸部141包括两个部分,两个部分间隔设置。通过将第二凸部141设置为间隔的两个部分,能够提高装配容错率,当凹部1123存在制造公差导致凹部1123的口径较小时,能够通过挤压使两个部分靠近,从而使得第二凸部141能够被装配于凹部1123中。另一方面,当凹部1123的内壁和第二凸部141之间存在挤压力时,能够进一步保证第二凸部141紧贴于凹部1123的内壁,从而起到较好的支撑凹部1123的效果,进而提高第一凸部1122抵抗变形的能力,提高第一凸部1122的结构强度。
根据本申请的一些实施例,如图9和图10所示,第一凸部1122和本体1121分体设置,第一凸部1122焊接于本体1121。
相较于第一凸部1122与本体1121一体成型,第一凸部1122和本体1121分体设置的方式,便于根据实际需求调整第一凸部1122凸出于本体1121的高度,提高电池100的适用性。
另一方面,分体设置的方式还具有方便加工和改造的作用。例如,电池单体1的外壳11可以按照现有的设计生产,通过在外壳11的第一壁上焊接第一凸部1122形成新的外壳11结构,这样无需调整生产线,节省重新开模的成本。又如,在已有电池100的多个电池单体1上分别焊接第一凸部1122,使电池100能够实现取消箱体梁结构的改造,提高电池100的能量密度。
根据本申请的一些实施例,如图10、图11和图12所示,第一凸部1122包括顶壁11221和侧壁11222,顶壁11221与本体1121相对设置,侧壁11222围设于顶壁11221的周围,侧壁11222的一端与顶壁11221连接,侧壁11222的另一端向本体1121延伸,顶壁11221、侧壁11222和本体1121共同限定出空腔,绝缘层13覆盖顶壁11221。
第一凸部1122为形成在本体1121上的空心的、凸起的结构,通过将绝缘层13设置在第一凸部1122的顶壁11221并连接覆盖件400,既实现本体1121远离覆盖件400,使得设置在本体1121上的电极端子12不容易接触覆盖件400,还起到节省材料、减轻电池100的自重的作用。
在一些实施例中,如图10所示,电池单体1还包括用于向外壳11内部注入电解液的注液孔11212,注液孔11212设置在本体1121用于与顶壁11221、侧壁11222共同限定出空腔的区域。通过将第一凸部1122和本体1121设置为分体式,第一凸部1122在注液后连接于本体1121,起到遮蔽和保护注液孔11212的作用,还能够防止注液孔11212损坏漏液污染电池100内的其他电池单体1。并且,注液时溢出的电解液也将被封存在空腔内,以免污染。
根据本申请的一些实施例,如图11、图12所示,顶壁11221开设有通孔11223,如图13、图14和图15所示,绝缘层13包括第一部分1311、第二部分1312和第三部分1313,第一部分1311位于顶壁11221的背离本体1121的一侧,第二部分1312位于顶壁11221的面向本体1121的一侧,第三部分1313位于通孔11223内且连接第一部分1311和第二部分1312。
通过在顶壁11221上设置通孔11223,顶壁11221、侧壁11222和本体1121共同限定出的空腔通过该通孔11223连通外部空间。
“第一部分1311位于顶壁11221的背离本体1121的一侧”是指第一部分1311覆盖顶壁11221面向覆盖件400的一面,以用于连接覆盖件400。“第二部分1312位于顶壁11221的面向本体1121的一侧”是指第二部分1312覆盖顶壁11221面向本体1121的一面。
第三部分1313穿设于通孔11223并连接第一部分1311和第二部分1312,一方面防止第一部分1311从第一凸部1122上脱落,保证第一凸部1122与覆盖件400绝缘隔离,另一方面,第二部分1312覆盖在顶壁11221上,加强了顶壁11221的结构强度,且第二部分1312填充在空腔中,提高了第一凸部1122的结构强度,使得顶壁11221及第一凸部1122整体不容易变形,提高了电池100和覆盖件400连接可靠性。
绝缘层13的材料为可热熔的高分子绝缘材料。
第一部分1311、第二部分1312和第三部分1313可以是分别成型后热熔连接,例如,在焊接第一凸部1122和本体1121之前将第二部分1312放入空腔,在第一凸部1122和本体1121焊接之后将第一部分1311覆盖在顶壁11221面向覆盖件400的一面,加热第一部分1311,使得第一部分1311的材料熔化后穿过通孔11223形成第三部分1313并连接第二部分1312。
第一部分1311、第二部分1312和第三部分1313可以是采用绝缘材料一体成型,例如,在第一凸部1122和本体1121焊接之前或之后,通过通孔11223向空腔内注入熔化的绝缘材料以形成第二部分1312,溢出的绝缘材料充满通孔11223形成第三部分1313,并且溢出的绝缘材料还覆盖在顶壁11221面向覆盖件400的一侧形成第一部分1311。
根据本申请的一些实施例,如图15所示,第一凸部1122还包括翻边11224,翻边11224从侧壁11222的另一端向背离空腔的方向延伸,翻边11224焊接于本体1121。
翻边11224是指从侧壁11222的远离顶壁11221的一端沿平行于本体1121的方向延伸的部分。
通过设置翻边11224,增大了第一凸部1122与本体1121的接触面积,保证第一凸部1122和本体1121连接可靠,进而提高电池100和覆盖件400连接可靠性。
根据本申请的一些实施例,如图10和图15所示,本体1121的外表面上设置有凹槽11211,第一凸部1122设置于凹槽11211内,翻边11224的外周面与凹槽11211的内周面焊接。
本体1121的外表面上设置凹槽11211是指,本体1121的外表面沿本体1121的厚度方向朝向电池单体1内部凹陷。
通过在本体1121的外表面设置凹槽11211,限定出第一凸部1122的安装位置,且凹槽11211的内周面限制第一凸部1122在本体1121上平移,起到便于定位和安装第一凸部1122的作用。
根据本申请的一些实施例,如图16和图17所示,电池100还包括汇流部件104,汇流部件104用于电连接电极端子12;绝缘层13包括主体部131和延伸部132,主体部131覆盖且固定于第一凸部1122,延伸部132从主体部131向电极端子12延伸,在本体1121的厚度方向上,延伸部132和电极端子12之间形成有间隙,以用于容纳汇流部件104。
汇流部件104是用于实现多个电池单体1之间的电连接的部件,例如并联或串联或混联。具体地,汇流部件104可通过连接电池单体1的电极端子12实现电池单体1之间的电连接。进一步地,汇流部件104可通过焊接固定于电池单体1的电极端子12。多个电池单体1的电能可进一步通过导电机构引出至箱体101以外。可选地,导电机构也可属于汇流部件104。
绝缘层13的主体部131是用于覆盖和连接第一凸部1122的部分,绝缘层13的延伸部132是用于绝缘隔离电极端子12和覆盖件400的部分。例如,当绝缘层13包括前述的第一部分1311、第二部分1312和第三部分1313时,主体部131由第一部分1311、第二部分1312和第三部分1313构成,绝缘层13是从第一部分1311延伸至电极端子12的上方。又如,绝缘层13的主体部131直接粘接在第一凸部1122的表面,延伸部132从主体部131延伸至电极端子12的上方。再如,绝缘层13为喷涂在覆盖件400上的绝缘漆层,主体部131与第一凸部1122的位置对应,延伸 部132与本体1121部的位置对应以处于电极端子12的上方。
通过使绝缘层13的延伸部132隔离在电极端子12和覆盖件400之间,并使延伸部132和电极端子12之间形成间隙,便于安装汇流部件104,且防止汇流部件104搭接覆盖件400,提高电池100的安全性。另一方面,由于汇流部件104隐藏在延伸部132和电极端子12之间的间隙中,而非暴露在外,汇流部件104不容易受损,进一步提高电池100的安全性。
根据本申请的一些实施例,如图18所示,延伸部132的厚度小于主体部131的厚度。
延伸部132的厚度小于主体部131的厚度是指,延伸部132和主体部131形成T形结构,以进一步增大延伸部132和电极端子12之间的间隙,便于设置汇流部件104。
根据本申请的一些实施例,如图4和图17所示,电池单体1还包括泄压机构16,外壳11还包括与第一壁相对设置的第二壁,泄压机构16设置于第二壁,泄压机构16用于在电池单体1的内部压力或温度达到阈值时致动以泄放电池单体1的内部压力。
泄压机构16是指电池单体1的内部压力或温度达到预定阈值时致动以泄放内部压力或温度的元件或部件。该阈值设计根据设计需求不同而不同。所述阈值可能取决于电池单体1中的正极极片、负极极片、电解液和隔离膜中一种或几种的材料。本申请中所提到的“致动”是指泄压机构16产生动作或被激活至一定的状态,从而使得电池单体1的内部压力及温度得以被泄放。泄压机构16产生的动作可以包括但不限于:泄压机构16中的至少一部分破裂、破碎、被撕裂或者打开,等等。泄压机构16在致动时,电池单体1的内部的高温高压物质作为排放物会从致动的部位向外排出。以此方式能够在可控压力或温度的情况下使电池单体1发生泄压,从而避免潜在的更严重的事故发生。本申请中所提到的来自电池单体1的排放物包括但不限于:电解液、被溶解或分裂的正负极极片、隔离膜的碎片、反应产生的高温高压气体、火焰,等等。
电池单体1上的泄压机构16对电池100的安全性有着重要影响。例如,当发生短路、过充等现象时,可能会导致电池单体1内部发生热失控从而压力或温度骤升。这种情况下通过泄压机构16致动可以将内部压力及温度向外释放,以防止电池单体1爆炸、起火。泄压机构16可以采用诸如防爆阀、气阀、泄压阀或安全阀等的形式,并可以具体采用压敏或温敏的元件或构造,即,当电池单体1的内部压力或温度达到预定阈值时,泄压机构16执行动作或者泄压机构16中设有的薄弱结构被破坏,从而形成可供内部压力或温度泄放的贯通口或通道。
外壳11的第一壁面向覆盖件400,因此与第一壁相对的第二壁背离覆盖件400。例如,外壳11的第一壁为端盖112时,外壳11的第二壁为壳体111的底壁。反之,外壳11的第一壁为壳体111的底壁时,外壳11的第二壁为端盖112。在一些实施例中,外壳11的第一壁和第二壁也可以是壳体111的两个相对的侧壁11222。
由于第二壁背离覆盖件,因此设置在第二壁上的泄压机构16远离覆盖件400,泄压机构16向背离覆盖件400的方向泄放,以免泄压机构16释放的排放物损坏电极端子12、损坏汇流部件104、损坏覆盖件400等结构,还避免对覆盖件400所连接的用电设备造成损坏,保证电池100的安全性。
可选地,箱体101的底壁设置第一避让口(图中未示出),用于避让泄压机构16,以免阻挡泄压机构16泄放。
可选地,如图2和图19所示,电池100还包括热管理部件103,热管理部件103设置在电池单体1背离覆盖件400的一侧,位于箱体101的底壁和多个电池单体1之间,热管理部件103通过与电池单体1热交换来调节电池单体1的温度,以缓解电池单体1由于温升过大而热失控的问题,以及缓解多个电池单体1由于温度差异较大而出现充放电能力不一致的问题。
可选地,热管理部件103在对应泄压机构16的位置设置第二避让口(图中未示出),第二避让口与第一避让口连通,用于避让泄压机构16,以免阻挡泄压机构16泄放。
可选地,热管理部件103中容纳有相变材料,用于吸收泄压机构16的排放物的热量,以免排放物的热量影响其余电池单体1,缓解或避免造成更大范围的热失控问题。可选地,相变材料也可以设置在热管理部件103以外,并位于多个电池单体1背离覆盖件400的一侧和箱体101的底壁 之间。
根据本申请的一些实施例,如图19所示,多个电池单体1形成多个电池单体组102,每个电池单体组102包括多个沿第一方向X排列的电池单体1,多个电池单体组102沿第二方向Y排列,第二方向Y垂直于第一方向X,其中,每个电池单体组102中的多个电池单体1的绝缘层13一体成型。
箱体101为长方体,第一方向X为长方体的宽度方向,第二方向Y为长方体的长度方向,箱体101的开口1012平行于第一方向X和第二方向Y,多个电池单体1的第一凸部1122和绝缘层13均暴露于箱体101的开口1012,以便于连接覆盖件400。
每个电池单体组102中的电池单体1的电极端子12沿第一方向X排列,每个电池单体组102中的电池单体1的第一凸部1122沿第一方向X排列,从而绝缘层13也沿第一方向X排列,通过将一个电池单体组102的多个绝缘层13设置为一个整体,提高了电池100的整体性,任一电池单体1的绝缘层13连接于覆盖件400,都能够使其他电池单体1保持连接覆盖件400,并且还增大了绝缘层13与覆盖件400的连接面积,提高了电池100和覆盖件400的连接稳定性。另一方面,多个电池单体1的绝缘层13之间不具有间隙,降低了电池单体1与覆盖件400搭接的几率,进一步提高了绝缘隔离的效果。
根据本申请的一些实施例,本申请实施例还提供一种用电设备,用电设备包括前述的电池100。
电池100用于向用电设备的运行提供电能。如图1所示,用电装置为车辆1000,车辆1000设有前述的电池100,电池100用于向车辆1000的马达200提供电能,以及向控制器300等其他功能部件提供电能。
可选地,覆盖件400为用电设备的一部分,以使得电池100和用电设备连接为一个整体。
本申请提供的用电设备,其电池100不容易漏电、短路,安全性较高,且电池100的能量密度高,有利于用电设备小型化。
根据本申请的一些实施例,如图20所示,本申请实施例提供一种电池100的制备方法,制备方法包括:
S1,提供多个电池单体1,每个电池单体1包括外壳11、电极端子12和绝缘层13,外壳11包括第一壁,第一壁包括本体1121和第一凸部1122,本体1121具有在其厚度方向上相对设置的内表面和外表面,第一凸部1122从外表面向背离电池单体1内部的方向凸出,电极端子12设置于本体1121,绝缘层13覆盖且固定于第一凸部1122;
S2,提供箱体101,箱体101形成有具有开口1012的容置腔1011;
S3,将多个电池单体1容纳于容置腔1011内;
S4,将绝缘层13与覆盖开口1012的覆盖件400粘接,以将多个电池单体1固定连接至覆盖件400。
需要说明的是,通过上述电池100的制备方法制造出的电池100的相关结构,可参见上述各实施例提供的电池100。
在基于上述的电池100的制备方法组装电池100时,不必按照上述步骤依次进行,也就是说,可以按照实施例中提及的顺序执行步骤,也可以不同于实施例中提及的顺序执行步骤,或者若干步骤同时执行。例如,步骤S1、S2的执行不分先后,也可以同时进行。
根据本申请的一些实施例,如图21所示,本申请实施例提供一种电池100的制备装置500,制备装置500包括第一提供装置510、第二提供装置520、第一组装装置530和第二组装装置540,其中:第一提供装置510用于提供多个电池单体1,每个电池单体1包括外壳11、电极端子12和绝缘层13,外壳11包括第一壁,第一壁包括本体1121和第一凸部1122,本体1121具有在其厚度方向上相对设置的内表面和外表面,第一凸部1122从外表面向背离电池单体1内部的方向 凸出,电极端子12设置于本体1121,绝缘层13覆盖且固定于第一凸部1122;第二提供装置520用于提供箱体101,箱体101形成有具有开口1012的容置腔1011;第一组装装置530用于将多个电池单体1容纳于容置腔1011内;第二组装装置540用于将绝缘层13与覆盖开口1012的覆盖件400粘接,以将多个电池单体1固定连接至覆盖件400。
通过上述制备装置500制造出的电池100的相关结构,可参见上述各实施例提供的电池100。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
根据本申请的一种实施例,参见图2-图8,本申请提供一种用于车辆1000的动力电池100,电池100包括多个电池单体1和箱体101,箱体101的形状为中空的长方体,中空的长方体内形成容置腔1011,长方体的一个表面形成连通容置腔1011的开口1012,多个电池单体1容纳于容置腔1011内。每个电池单体1为方形,多个电池单体1沿第一方向X排列成电池单体组102,且多个电池单体组102沿第二方向Y排列。每个电池单体1包括外壳11、电极端子12和绝缘层13,外壳11包括第一壁,第一壁背离箱体101的底壁,也即第一壁面向或者说暴露于箱体101的开口1012。外壳11包括壳体111和端盖112,第一壁可选为端盖112。第一壁包括本体1121和第一凸部1122,本体1121具有在其厚度方向上相对设置的内表面和外表面,第一凸部1122从外表面向背离电池单体1内部的方向凸出,电极端子12设置于本体1121,绝缘层13覆盖且固定于第一凸部1122;其中,绝缘层13用于与覆盖开口1012的覆盖件400粘接以将多个电池单体1固定连接至覆盖件400。覆盖件400可选为车辆1000的地板。本申请提供的电池100,能量密度高,整体性好,不容易漏电、短路,安全性好。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (20)
- 一种电池,其特征在于,包括:多个电池单体,每个电池单体包括外壳、电极端子和绝缘层,所述外壳包括第一壁,所述第一壁包括本体和第一凸部,所述本体具有在其厚度方向上相对设置的内表面和外表面,所述第一凸部从所述外表面向背离所述电池单体内部的方向凸出,所述电极端子设置于所述本体,所述绝缘层覆盖且固定于所述第一凸部;箱体,所述箱体形成有具有开口的容置腔,所述多个电池单体容纳于所述容置腔内;其中,所述绝缘层用于与覆盖所述开口的覆盖件粘接以将所述多个电池单体固定连接至所述覆盖件。
- 根据权利要求1所述的电池,其特征在于,在所述本体的厚度方向上,所述绝缘层凸出于所述外表面的高度大于所述电极端子凸出于所述外表面的高度。
- 根据权利要求1或2所述的电池,其特征在于,所述箱体挂载于车辆后,所述覆盖件位于所述箱体的上方。
- 根据权利要求3所述的电池,其特征在于,所述覆盖件为所述车辆的地板。
- 根据权利要求1-4任一项所述的电池,其特征在于,所述第一凸部与所述本体材质相同。
- 根据权利要求1-5任一项所述的电池,其特征在于,所述第一凸部与所述本体一体成型。
- 根据权利要求1-6任一项所述的电池,其特征在于,所述本体上与所述第一凸部对应的位置形成有凹部,所述凹部从所述内表面向背离所述电池单体内部的方向凹陷。
- 根据权利要求7所述的电池,其特征在于,每个电池单体还包括绝缘件和电极组件,所述电极组件设置于所述外壳内,所述绝缘件设置于所述第一壁和所述电极组件之间,所述绝缘件的面向所述第一壁的一侧形成有第二凸部,所述第二凸部容纳于所述凹部内以支撑所述第一凸部。
- 根据权利要求1-5任一项所述的电池,其特征在于,所述第一凸部与所述本体分体设置,所述第一凸部焊接于所述本体。
- 根据权利要求9所述的电池,其特征在于,所述第一凸部包括顶壁和侧壁,所述顶壁与所述本体相对设置,所述侧壁围设于所述顶壁的周围,所述侧壁的一端与所述顶壁连接,所述侧壁的另一端向所述本体延伸,所述顶壁、所述侧壁和所述本体共同限定出空腔,所述绝缘层覆盖所述顶壁。
- 根据权利要求10所述的电池,其特征在于,所述顶壁开设有通孔,所述绝缘层包括第一部分、第二部分和第三部分,所述第一部分位于所述顶壁的背离所述本体的一侧,所述第二部分位于所述顶壁的面向所述本体的一侧,所述第三部分位于所述通孔内且连接所述第一部分和所述第二部分。
- 根据权利要求10或11所述的电池,其特征在于,所述第一凸部还包括翻边,所述翻边从所述侧壁的所述另一端向背离所述空腔的方向延伸,所述翻边焊接于所述本体。
- 根据权利要求12所述的电池,其特征在于,所述本体的所述外表面上设置有凹槽,所述第一凸部设置于所述凹槽内,所述翻边的外周面与所述凹槽的内周面焊接。
- 根据权利要求1-13任一项所述的电池,其特征在于,所述电池还包括:汇流部件,用于电连接所述电极端子;所述绝缘层包括主体部和延伸部,所述主体部覆盖且固定于所述第一凸部,所述延伸部从所述主体部向所述电极端子延伸,在所述本体的厚度方向上,所述延伸部和所述电极端子之间形成有间隙,以用于容纳所述汇流部件。
- 根据权利要求14所述的电池,其特征在于,所述延伸部的厚度小于所述主体部的厚度。
- 根据权利要求1-15任一项所述的电池,其特征在于,所述电池单体还包括泄压机构,所述外壳还包括与所述第一壁相对设置的第二壁,所述泄压机构设置于所述第二壁,所述泄压机构用于在所述电池单体的内部压力或温度达到阈值时致动以泄放所述电池单体的内部压力。
- 根据权利要求1-16任一项所述的电池,其特征在于,所述多个电池单体形成多个电池单体组,每个电池单体组包括多个沿第一方向排列的所述电池单体,所述多个电池单体组沿第二方向排列,所述第二方向垂直于所述第一方向,其中,每个电池单体组中的多个所述电池单体的所述绝缘层一体成型。
- 一种用电设备,其特征在于,包括权利要求1-17任一项所述的电池。
- 一种电池的制备方法,其特征在于,包括:提供多个电池单体,每个电池单体包括外壳、电极端子和绝缘层,所述外壳包括第一壁,所述第一壁包括本体和第一凸部,所述本体具有在其厚度方向上相对设置的内表面和外表面,所述第一凸部从所述外表面向背离所述电池单体内部的方向凸出,所述电极端子设置于所述本体,所述绝缘层覆盖且固定于所述第一凸部;提供箱体,所述箱体形成有具有开口的容置腔;将所述多个电池单体容纳于所述容置腔内,将所述绝缘层与覆盖所述开口的覆盖件粘接,以将所述多个电池单体固定连接至所述覆盖件。
- 一种电池的制备装置,其特征在于,包括:第一提供装置,用于提供多个电池单体,每个电池单体包括外壳、电极端子和绝缘层,所述外壳包括第一壁,所述第一壁包括本体和第一凸部,所述本体具有在其厚度方向上相对设置的内表面和外表面,所述第一凸部从所述外表面向背离所述电池单体内部的方向凸出,所述电极端子设置于所述本体,所述绝缘层覆盖且固定于所述第一凸部;第二提供装置,用于提供箱体,所述箱体形成有具有开口的容置腔;第一组装装置,用于将所述多个电池单体容纳于所述容置腔内;第二组装装置,用于将所述绝缘层与覆盖所述开口的覆盖件粘接,以将所述多个电池单体固定连接至所述覆盖件。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/CN2022/072163 WO2023133855A1 (zh) | 2022-01-14 | 2022-01-14 | 电池、用电设备及电池的制备方法和制备装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN117044015A true CN117044015A (zh) | 2023-11-10 |
Family
ID=87279836
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202280022797.8A Pending CN117044015A (zh) | 2022-01-14 | 2022-01-14 | 电池、用电设备及电池的制备方法和制备装置 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN117044015A (zh) |
WO (1) | WO2023133855A1 (zh) |
Family Cites Families (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2970409B2 (ja) * | 1994-07-05 | 1999-11-02 | 松下電器産業株式会社 | 電池パック |
JP6221778B2 (ja) * | 2014-01-28 | 2017-11-01 | 株式会社豊田自動織機 | 蓄電装置 |
CN106972119B (zh) * | 2016-01-13 | 2020-10-23 | 比亚迪股份有限公司 | 一种盖板组件、含有该盖板组件的电池和电池组 |
CN206349416U (zh) * | 2017-01-13 | 2017-07-21 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 二次电池的顶盖结构及二次电池 |
CN206727177U (zh) * | 2017-03-16 | 2017-12-08 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 二次电池及电池包 |
CN207818752U (zh) * | 2017-12-19 | 2018-09-04 | 比亚迪股份有限公司 | 一种注液孔密封装置、盖板组件、电池、电池模组及汽车 |
CN110021778B (zh) * | 2018-01-08 | 2021-03-26 | 比亚迪股份有限公司 | 极芯、电池单元、电池模组及汽车 |
CN209183608U (zh) * | 2018-12-28 | 2019-07-30 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池箱 |
-
2022
- 2022-01-14 WO PCT/CN2022/072163 patent/WO2023133855A1/zh active Application Filing
- 2022-01-14 CN CN202280022797.8A patent/CN117044015A/zh active Pending
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2023133855A1 (zh) | 2023-07-20 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN113258124B (zh) | 电池单体、电池、用电设备及电池单体的制造方法和设备 | |
CN216085200U (zh) | 电池单体、电池以及用电装置 | |
CN216354620U (zh) | 电池单体、电池以及用电装置 | |
CN217182373U (zh) | 连接构件、电池单体、电池和用电设备 | |
EP4138166A1 (en) | Battery cell, battery, electrical device, and manufacturing method and device for battery cell | |
US20230344068A1 (en) | End cap, battery cell, battery, and power consuming device | |
EP4092818A1 (en) | Battery box body, battery, electric device, method and apparatus for preparing box body | |
US20230059831A1 (en) | Battery cell, battery, electrical device, method and equipment for manufacturing battery cells | |
CN115715438B (zh) | 电池单体及其制造方法和制造系统、电池以及用电装置 | |
US20240055705A1 (en) | Battery cell, battery, power consuming apparatus, and method and apparatus for manufacturing battery cell | |
US20230411746A1 (en) | Battery cell, method and system for manufacturing same, battery, and electrical device | |
US20230207984A1 (en) | Battery cell, method and system for manufacturing same, battery, and electrical device | |
US20230207992A1 (en) | Battery cell, method and system for manufacturing same, battery, and electrical device | |
CN218586157U (zh) | 电池单体、电池以及用电装置 | |
US20230223641A1 (en) | Box of battery, battery, power consumption apparatus, and method and apparatus for producing battery | |
CN117413422A (zh) | 端盖组件、电池单体、电池以及用电装置 | |
CN117044015A (zh) | 电池、用电设备及电池的制备方法和制备装置 | |
CN219917360U (zh) | 电池单体、电池以及用电设备 | |
CN218827461U (zh) | 电池单体的外壳、电池单体、电池和用电设备 | |
WO2023097469A1 (zh) | 电池单体及其制造方法和制造系统、电池以及用电装置 | |
CN219873977U (zh) | 电池单体、电池以及用电装置 | |
CN219017730U (zh) | 电池单体、电池及用电设备 | |
CN220553513U (zh) | 一种二次电池、电池组和电子设备 | |
CN115735297B (zh) | 电池单体、电池、用电设备及电池单体的制造方法和设备 | |
EP4145612A1 (en) | Battery cell and manufacturing method and manufacturing system therefor, battery, and electrical device |
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 |