CN117157794A - 电池壳体结构及其制造方法、电池及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池壳体结构及其制造方法、电池及用电设备。电池壳体结构包括壳体及端板，壳体为端部具有开口的管状结构，端板安装于壳体的端部，壳体和端板共同限定出用于容纳电池单体的容纳空间，端板包括板本体，板本体的至少部分结构插入壳体的端部开口，端板还包括设置在板本体上的凸起，凸起位于板本体的侧面且与壳体的侧壁相抵接。将多个电池单体放入壳体结构中后，端板与壳体的端部开口通过电磁脉冲焊接工艺焊接到一起，即可完成电池壳体结构的焊接，本申请的电池壳体结构焊接质量较高。

Description

电池壳体结构及其制造方法、电池及用电设备 技术领域

本公开涉及焊接领域，特别涉及一种电池壳体结构及其制造方法、电池及用电设备。

背景技术

本部分提供的仅仅是与本公开相关的背景信息，其并不必然是现有技术。

随着电池技术的不断更新以及市场的推动，高能量密度电池在很多领域得到广泛应用。相关技术中的一些电池，其在壳体内封装多个电池单体，壳体为电池单体提供支撑保护的功能。然而，壳体在焊接过程中，容易出现气孔、虚焊或焊穿等问题，即焊接质量不佳。

发明内容

本申请是鉴于上述课题而进行的，其目的在于优化电池壳体的焊接质量。

为了达到上述目的，本申请提供了一种电池壳体结构及其制造方法、电池及用电设备。

本申请第一方面提出了一种电池壳体结构，电池包括至少一个电池单体，电池壳体结构包括壳体及端板。壳体为端部具有开口的管状结构，端板安装于壳体的端部，壳体和端板共同限定出用于容纳电池单体的容纳空间，端板包括板本体，板本体的至少部分结构插入壳体的端部开口，端板还包括设置在板本体上的凸起，凸起位于板本体的侧面且与壳体的侧壁相抵接。

本申请实施例的电池壳体结构焊接质量较高。其中的壳体为一体式的管状结构，其不存在侧板、顶板以及底板等，因此不需要进行拼装焊接处理，而且壳体的加工方法具有多种。将多个电池单体放入电池壳体结构中后，端板通过焊接的方式固定在壳体的端部，即可完成电池壳体结构的整体焊接。具体的，端板与壳体通过电磁脉冲焊接的方式焊接到一起，为了保证焊接质量，电磁脉冲焊接对于焊接部位的配合结构有特定的要求，本申请的电池壳体结构，其端板的板本体的至少部分结构插入壳体的端部开口，以保证端板的板本体与壳体的端部在焊接时可以结合，端板的板本体的侧面上设置有凸起，这样，端板的板本体与壳体的端部在装配到一起时，凸起与壳体的侧壁相抵接，凸起具有高度，因此，凸起与壳体侧壁相抵接后，端板的板本体侧面与壳体的端部侧壁之间会存在距离，且此距离等于凸起与壳体的端部侧壁相抵点到端板的板本体侧面之间的距离，这样，可以通过凸起结构控制端板的板本体侧面与壳体的端部侧壁之间的距离，使其满足电磁脉冲焊接的参数 条件，更好地实现电磁脉冲的焊接效果，从而提高电池壳体结构的整体焊接质量。

根据本申请实施例的电池壳体结构，还可具有如下附加的技术特征：

在本申请的一些实施例中，凸起与壳体的配合高度大于等于0.6倍壳体的端部处的侧壁厚度，并且，凸起与壳体的配合高度小于等于0.95倍壳体的端部处的侧壁厚度。

凸起与壳体的配合高度是指，凸起与壳体的侧壁相抵接的点到板本体的侧面的距离。凸起与壳体的配合高度与壳体的端部侧壁厚度存在特定数值关系，可以保证端板的板本体侧面与壳体端部侧壁之间的距离在满足电磁脉冲焊接要求的范围内，具体地，凸起与壳体的配合高度大于等于0.6倍壳体的端部处的侧壁厚度，可以使壳体的端部在焊接时产生足够的加速度，进而产生足够的压力使壳体端部发生拉伸变形与端板的板本体侧面充分结合，凸起与壳体的配合高度小于等于0.95倍壳体的端部处的侧壁厚度，可以避免壳体的端部与端板的板本体侧面距离超出壳体端部拉伸变形量而导致壳体端部与端板的板本体侧面无法结合。

在本申请的一些实施例中，凸起的长度大于等于1.2倍凸起的配合长度。

凸起的配合长度是指，凸起与壳体的侧壁相抵接的点到凸起的靠近电池单体的一端的端点的距离。凸起的长度大于等于1.2倍凸起的配合长度，这样，端板的板本体与壳体的端部焊接到一起后，凸起与壳体的端部配合段发生变形，凸起的非配合段可以保持一定的结构强度以对凸起整体产生支撑加强作用，防止凸起在焊接时从根部断裂，影响焊接质量。

在本申请的一些实施例中，壳体的端部处的侧壁厚度大于等于1.5毫米且小于等于2.5毫米。壳体的端部的侧壁厚度可满足电磁脉冲厚度要求，在焊接时，壳体的端部侧壁可以拉伸足够的长度且不发生断裂。

在本申请的一些实施例中，壳体包括主体部和端部，主体部的侧壁厚度大于等于2毫米且小于等于8毫米。

壳体为电池单体提供支撑防护功能，因此，在合理的范围内，壳体越厚，其支撑防护功能越好，壳体包括主体部和端部，其中，主体部的支撑防护功能最强，端部用于电磁脉冲焊接，这样，壳体可以通过采用端部墩薄处理使端部侧壁厚度达到电磁脉冲的厚度要求，因此，壳体同时存在主体部和端部，在满足电磁脉冲焊接要求的同时可以保证其支撑防护功能。

在本申请的一些实施例中，由远离电池单体的一端至靠近电池单体的一端，凸起的高 度逐渐变小，以使凸起呈楔形结构。

凸起呈楔形结构，且凸起的最高端远离电池单体，凸起的最低端靠近电池单体，这样凸起在端板的板本体侧面上呈斜坡状态，在端板装配方向形成了导向结构，便于端板装配到壳体的端口。

在本申请的一些实施例中，凸起为多个且分布于板本体的四个侧面；在板本体的其中一个侧面上设置有两个凸起，在板本体的其余三个侧面上分布设置有一个凸起。

凸起分布在板本体的四个侧面，可以保证板本体的四个侧面与壳体的端部侧壁之间的距离一致，可以使板本体居中放置在壳体的端部开口中，同时也保证板本体上每个焊接位置焊接距离满足电磁脉冲的要求，保证焊接可靠。同时，板本体的其中一个侧面上设置有两个凸起，在板本体的其余三个侧面上分布设置有一个凸起，这样，板本体在装配到壳体端部时，可以防止凸起与壳体的端部接触点过多而导致过限位，影响板本体装配到壳体的端部入口内。因此，凸起的布置既可以保证端板与壳体的焊接质量，也保证端板便于装配。

在本申请的一些实施例中，端板还包括设置在板本体的远离电池单体的一端的挡板部，挡板部的尺寸大于板本体的尺寸，挡板部的边缘凸出于板本体的侧面。

挡板部设置在板本体的远离电池单体的一端且挡板部的边缘凸出于板本体的侧面，这样，板本体与壳体焊接后，挡板部可以遮挡焊接部位，对焊接部位具有保护作用，同时也可以增强电池壳体结构的整体密封性能。

在本申请的一些实施例中，凸起的远离电池单体的一端与挡板部的边缘连接。楔形结构的凸起的最高端与挡板部的边缘连接，可以增强凸起的结构强度，防止凸起断裂。

本申请第二方面提出了一种电池，包括上述第一方面的电池壳体结构以及至少一个电池单体，电池单体设置在容纳空间内。

本申请实施例的电池，其电池壳体结构焊接质量较高。电池壳体结构中的壳体为一体式的管状结构，其不存在侧板、顶板以及底板等，因此不需要进行拼装焊接处理，而且壳体的加工方法具有多种。将多个电池单体放入电池壳体结构中后，端板通过焊接的方式固定在壳体的端部，即可完成电池壳体结构的整体焊接。具体的，端板与壳体通过电磁脉冲焊接的方式焊接到一起，为了保证焊接质量，电磁脉冲焊接对于焊接部位的配合结构有特定的要求，本申请的电池壳体结构，其端板的板本体的至少部分结构插入壳体的端部开口，以保证端板的板本体与壳体的端部在焊接时可以结合，端板的板本体的侧面上设置有凸起，这样，端板的板本体与壳体的端部在装配到一起时，凸起与壳体的侧壁相抵接，凸起具有高度，因此，凸起与壳体侧壁相抵接后，端板的板本体侧面与壳体的端部侧壁之间会存在 距离，且此距离等于凸起与壳体的端部侧壁相抵点到端板的板本体侧面之间的距离，这样，可以通过凸起结构控制端板的板本体侧面与壳体的端部侧壁之间的距离，使其满足电磁脉冲焊接的参数条件，更好地实现电磁脉冲的焊接效果，从而提高电池壳体结构的整体焊接质量。

在本申请的一些实施例中，电池还包括绝缘罩和缓冲垫，绝缘罩设置在电池单体和端板之间，缓冲垫设置在绝缘罩和端板之间。

绝缘罩设置在电池单体和端板之间，可以能有效的防止电池内部各类裸露接头由于种种因素引起的短路，确保电池安全运行。缓冲垫设置在绝缘罩和端板之间，可以缓冲端板与壳体装配时产生的冲撞力，进而保护电池单体。

本申请第三方面提出了一种用电设备，包括上述所述的电池。

本申请实施例的用电设备，其上的电源系统使用的电池的电池壳体结构焊接质量较高。电池的电池壳体结构中的壳体为一体式的管状结构，其不存在侧板、顶板以及底板等，因此不需要进行拼装焊接处理，而且壳体的加工方法具有多种。将多个电池单体放入电池壳体结构中后，端板通过焊接的方式固定在壳体的端部，即可完成电池壳体结构的整体焊接。具体的，端板与壳体通过电磁脉冲焊接的方式焊接到一起，为了保证焊接质量，电磁脉冲焊接对于焊接部位的配合结构有特定的要求，本申请的电池壳体结构，其端板的板本体的至少部分结构插入壳体的端部开口，以保证端板的板本体与壳体的端部在焊接时可以结合，端板的板本体的侧面上设置有凸起，这样，端板的板本体与壳体的端部在装配到一起时，凸起与壳体的侧壁相抵接，凸起具有高度，因此，凸起与壳体侧壁相抵接后，端板的板本体侧面与壳体的端部侧壁之间会存在距离，且此距离等于凸起与壳体的端部侧壁相抵点到端板的板本体侧面之间的距离，这样，可以通过凸起结构控制端板的板本体侧面与壳体的端部侧壁之间的距离，使其满足电磁脉冲焊接的参数条件，更好地实现电磁脉冲的焊接效果，从而提高电池壳体结构的整体焊接质量。

本申请第四方面提出了一种电池壳体结构的制造方法，包括：

提供壳体，壳体为端部具有开口的管状结构；

提供端板，端板安装于壳体的端部，壳体和端板共同限定出用于容纳电池单体的容纳空间，端板包括板本体，板本体的至少部分结构插入壳体的端部开口，端板还包括设置在板本体上的凸起，凸起位于板本体的侧面且与壳体的侧壁相抵接，壳体的侧壁与端板的侧 面通过电磁脉冲焊接的方式连接。

通过本申请的电池壳体结构的制造方法制造出的电池壳体结构，其焊接质量较高。电池壳体结构中的壳体为一体式的管状结构，其不存在侧板、顶板以及底板等，因此不需要进行拼装焊接处理，而且壳体的加工方法具有多种。将多个电池单体放入电池壳体结构中后，端板通过焊接的方式固定在壳体的端部，即可完成电池壳体结构的整体焊接。具体的，端板与壳体通过电磁脉冲焊接的方式焊接到一起，为了保证焊接质量，电磁脉冲焊接对于焊接部位的配合结构有特定的要求，本申请的电池壳体结构，其端板的板本体的至少部分结构插入壳体的端部开口，以保证端板的板本体与壳体的端部在焊接时可以结合，端板的板本体的侧面上设置有凸起，这样，端板的板本体与壳体的端部在装配到一起时，凸起与壳体的侧壁相抵接，凸起具有高度，因此，凸起与壳体侧壁相抵接后，端板的板本体侧面与壳体的端部侧壁之间会存在距离，且此距离等于凸起与壳体的端部侧壁相抵点到端板的板本体侧面之间的距离，这样，可以通过凸起结构控制端板的板本体侧面与壳体的端部侧壁之间的距离，使其满足电磁脉冲焊接的参数条件，更好地实现电磁脉冲的焊接效果，从而提高电池壳体结构的整体焊接质量。

附图说明

为了更清楚地说明本公开实施例和现有技术的技术方案，下面对实施例和现有技术中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的实施例。

图1为本申请实施例的一种用电设备为车辆的结构示意图；

图2为本申请实施例的电池壳体结构的结构示意图；

图3为本申请实施例的电池的结构分解示意图；

图4为本申请实施例的电池的结构装配示意图；

图5为图4中A-A的截面示意图；

图6为图5中B处的放大示意图；

图7为本申请实施例的端板结构示意图；

图8为本现有技术中的电池单体的结构示意图；

图9为本申请实施例的电池壳体结构制造方法的流程图。

附图标记说明：

1-车辆；10-电池；20-控制器；30-马达；100-电池单体；110-端盖；120-外壳；130-电 极组件；140-极柱；200-电池壳体结构；210-壳体；211-端部；212-主体部；220-端板；221-板本体；222-凸起；223-挡板部；300-绝缘罩；400-缓冲垫；H-凸起与壳体的配合高度；D-壳体的端部侧壁厚度；L-凸起长度；L0-凸起配合长度。

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。

随着电池技术的不断更新以及市场的推动，高能量密度电池在很多领域得到广泛应用。相关技术中的一些电池，其在壳体内封装多个电池单体，壳体为电池单体提供支撑保护的功能。电池在生产过程中，电池的壳体焊接工序要保证焊接质量，避免出现焊接部位气泡、虚焊或焊穿等问题。

相关技术中，厂商在对电池壳体结构进行焊接时，通常采用激光焊接工艺，激光焊接工艺对激光器的稳定性、材料的洁净度和端板与壳体的配合间隙有较高的要求，对设备的自动化要求高，通过这种方式焊接的电池壳体结构，在焊接部位可能会存在气泡、虚焊以及焊穿的焊接质量缺陷，这会对后续的电池的使用以及电池包的生产组装产生影响。

发明人注意到，上述焊接过程之所以会产生焊接质量缺陷，其根源主要是激光焊接过程属热传导型，即激光辐射加热工件表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池。基于这样的构思，发明人致力于开发一种电池壳体结构，将电磁脉冲焊接工艺应用于电池壳体的焊接中，这种电池壳体结构满足电磁脉冲焊接的焊接要求，从而焊接后不会出现气泡、虚焊及开焊等质量缺陷，焊接质量较高。

具体地，具体地，发明人提出了一种电池壳体结构200及其制造方法，本申请实施例的电池壳体结构200的焊接部位无气泡、虚焊及焊穿等焊接质量缺陷，焊接质量较高。

基于上述电池壳体结构200，发明人还提出了一种电池10，该电池10的电池壳体结构200具有较高的焊接质量。

本申请实施例的电池10可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电设备中。用电设备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。

如图1所示，为用电设备车辆1使用本申请实施例的电池10的结构示意图，车辆1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1的内部可以设置控制器20、马达30以及电池10，控制器20用来控制电池10为马达30的供电。例如，在车辆1的底部或车头或车尾可以设置电池10。电池10可以用于车辆1的供电，例如，电池10可以作为车辆1的操作电源，用于车辆1的电路系统，例如，用于车辆1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10不仅仅可以作为车辆1的操作电源，还可以作为车辆1的驱动电源，替代或部分地替代燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。

本申请的实施例所提到的电池10是指包括一个或多个电池单体100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10可以包括电池模组或电池包等。电池10一般还包括用于封装一个或多个电池单体100的箱体。箱体可以避免液体或其他异物影响电池单体100的充电或放电。本申请实施例的电池壳体结构200即为上述所述的箱体。

多个电池单体100可经由极柱140而被串联和/或并联在一起以应用于各种应用场合。电池模组是为了从外部冲击、热、振动等中保护电池单体100，将一定数目的电池单体100电连接在一起并放入一个框架中而形成的，电池包则是装入电动汽车的电池系统的最终状态。目前的大部分的电池包是在一个或多个电池模组上装配电池管理系统(BMS)、热管理部件等各种控制和保护系统而制成的。随着技术的发展，电池模组这个层次可以被省略，也即，直接由电池单体形成电池包。这一改进使得电池系统的重量能量密度、体积能量密度得到提升的同时零部件数量显著下降。本申请中所提到的电池10包括电池模组或电池包。

本申请中，电池单体100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100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100一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。

如图2至图7所示，本申请第一方面提出了一种电池壳体结构200，电池10包括至少一个电池单体100，电池壳体结构200包括壳体210及端板220。壳体210为端部具有开口的管状结构，端板220安装于壳体210的端部211，壳体210和端板220共同限定出用于容纳电池单体100的容纳空间，端板220包括板本体221，板本体221的至少部分结构插入壳体210的端部211开口，端板220还包括设置在板本体221上的凸起222，凸起222位于板本体221的侧面 且与壳体210的侧壁相抵接。

电池单体100是指实现电池10充放电功能的最小单元。请参考图8，电池单体100通常包括有端盖110、外壳120、电极组件130以及其他的功能性部件，例如绝缘层。端盖110是指盖合于外壳120的开口处以将电池单体100的内部环境隔绝于外部环境的部件，端盖110上可以设置有如极柱140等的功能性部件。外壳120是用于容纳电极组件130以形成电池单体100的部件，不限地，端盖110的形状可以与外壳120的形状相适应以配合外壳120。外壳120内还包含电解液以及其他部结构。外壳120的材质可以是多种，例如铁壳、铝壳、不锈钢壳等，电极组件130是电池单体100中发生电化学反应的部件。外壳120内可以包含一个或更多个电极组件130。电极组件130主要由正极片和负极片卷绕或层叠放置形成，并且通常在正极片与负极片之间设有隔膜，隔膜用于隔绝正负极片使二者绝缘，并可使离子自由通过形成导电回路。

壳体210是指设置在电池10外部的用于防止电池单体100受磕碰、撞击的保护壳。壳体210的材料可以为多种，例如为金属材料铝材、钢材等，优选地，可选用铝材，有利于降低壳体210的重量。或者，也可选用铝合金材料以及目前的新型轻量化复合材料，例如玻纤增强复合材料或碳纤增强复合材料等。

管状结构是指内部中空且具有一定壁厚的结构。其内部可用来容纳电池单体100以及其他功能部件。管状是用来形容壳体210的整体形状，其可以为方管(截面形状为矩形或正方形)，也可以为圆管(截面形状为圆形)，也可以为异形管(截面形状不是圆形、矩形和正方形之一)。壳体210可以通过机加工、铸造、挤压成型等多种方式形成，本领域技术人员可综合考虑成本、加工难易程度等方面的因素灵活选择。

端板220是指与壳体210的端部211开口相配合的大体呈板状的结构件，其主要作用是封堵壳体210的端部211开口。端板220的材料可以是铝、不锈钢等等。优选地，可以选用铝材制作端板220，铝的塑性变形的能力比不锈钢强，当壳体210内部的电池单体100因充放电而发生膨胀时，端板220可提供一定的变形空间，从而有利于降低内部的压力。

凸起222是指设置在零件表面且高度高于零件表面的结构，凸起222可以具有不同的高度尺寸、长度尺寸以及形状结构，凸起222的高度尺寸及长度尺寸可以根据零件的表面特征、零件的尺寸大小设计。设置在零件表面的凸起，其常见用途是用以增强零件的刚性和强度，防止零件表面发生变形，在一些情况下，筋条状的凸起222也可以作为配合结构设 置在零件的配合面上，以控制配合面的间隙。本申请实施例中的凸起222是设置在板本体221侧面上的用于控制配合面的间隙的结构，为了较好地发挥控制作用，凸起222整体可以是长条状。

本申请实施例的电池壳体结构200焊接质量较高。其中的壳体210为一体式的管状结构，其不存在侧板、顶板以及底板等，因此不需要进行拼装焊接处理，而且壳体210的加工方法具有多种。将多个电池单体100放入电池壳体结构200中后，端板220通过焊接的方式固定在壳体210的端部，即可完成电池壳体结构200的整体焊接。具体的，端板220与壳体210可通过电磁脉冲焊接的方式焊接到一起，为了保证焊接质量，电磁脉冲焊接对于焊接部位的配合结构有特定的要求，本申请的电池壳体结构200，其端板220的板本体221的至少部分结构插入壳体210的端部211开口，以保证端板220的板本体221与壳体210的端部211在焊接时可以结合，端板220的板本体221的侧面上设置有凸起222，这样，端板220的板本体221与壳体210的端部211在装配到一起时，凸起222与壳体210的侧壁相抵接，凸起222具有高度，因此，凸起222与壳体210侧壁相抵接后，端板220的板本体221侧面与壳体210的端部211侧壁之间会存在距离，且此距离等于凸起222与壳体210的端部211侧壁相抵点到端板220的板本体221侧面之间的距离，这样，可以通过凸起222的结构控制端板220的板本体221侧面与壳体210的端部211侧壁之间的距离，使其满足电磁脉冲焊接的参数条件，更好地实现电磁脉冲的焊接效果，从而提高电池壳体结构200的整体焊接质量。

如图6所示，在本申请的一些实施例中，凸起222与壳体210的配合高度H大于等于0.6倍壳体210的端部211处的侧壁厚度D，并且，凸起222与壳体210的配合高度H小于等于0.95倍壳体210的端部211处的侧壁厚度D。

凸起222与壳体210的配合高度H是指，凸起222与壳体210的侧壁相抵接的点到板本体221的侧面的距离。

凸起222与壳体210的配合高度H与壳体210的端部211侧壁厚度存在特定数值关系，可以保证端板220的板本体221侧面与壳体210的端部211侧壁之间的距离在满足电磁脉冲焊接要求的范围内，具体地，凸起222与壳体210的配合高度大于等于0.6倍壳体210的端部211处的侧壁厚度D，可以使壳体210的端部211在焊接时产生足够的加速度，进而产生足够的压力使壳体210端部211发生拉伸变形与端板220的板本体221侧面充分结合，凸起222与壳体210的配合高度小于等于0.95倍壳体210的端部211处的侧壁厚度D，可以避免壳体210的端部211与端板220的板本体221侧面距离超出壳体210的端部211的拉伸变形量而导致壳体210的 端部211与端板220的板本体221侧面无法结合。

在本申请的一些实施例中，凸起222的长度L大于等于1.2倍凸起222的配合长度L0。

凸起222的配合长度L0是指，凸起222与壳体210的侧壁相抵接的点到凸起222的靠近电池单体100的一端的端点的距离。

凸起222的长度L大于等于1.2倍凸起222的配合长度L0，这样，端板220的板本体221与壳体210的端部211焊接到一起后，凸起222与壳体210的端部211配合段发生变形，凸起222的非配合段可以保持一定的结构强度以对凸起222整体产生支撑加强作用，防止凸起222在焊接时从根部断裂，影响焊接质量。

在本申请的一些实施例中，壳体210的端部211处的侧壁厚度D大于等于1.5毫米且小于等于2.5毫米。

电磁脉冲焊接过程中，壳体210的端部211需要发生拉伸变形以与端板220的板本体221结合，因此，壳体210的端部211的侧壁厚度D需满足电磁脉冲厚度要求，即壳体210的端部211处的侧壁厚度D大于等于1.5毫米且小于等于2.5毫米在焊接时，这样，壳体210的端部211侧壁可以拉伸足够的长度且不发生断裂。

如图5和图6所示，在本申请的一些实施例中，壳体210包括主体部212和端部211，主体部212的侧壁厚度大于等于2毫米且小于等于8毫米。

壳体210为电池单体100提供支撑防护功能，因此，在合理的范围内，壳体210越厚，其支撑防护功能越好，壳体210包括主体部212和端部211，其中，主体部212的支撑防护功能最强，端部211用于电磁脉冲焊接，这样，壳体210可以通过采用端部211墩薄处理使端部211侧壁厚度D达到电磁脉冲的厚度要求，因此，壳体210同时存在主体部212和端部211，在满足电磁脉冲焊接要求的同时可以保证其支撑防护功能。

如图3和图7所示，在本申请的一些实施例中，由远离电池单体100的一端至靠近电池单体100的一端，凸起222的高度逐渐变小，以使凸起222呈楔形结构。

凸起222呈楔形结构，且凸起222的最高端远离电池单体100，凸起222的最低端靠近电池单体100，这样凸起222在端板220的板本体221侧面上呈斜坡状态，在端板220装配方向形成了导向结构，便于端板220装配到壳体210的端口211。

在本申请的一些实施例中，凸起222为多个且分布于板本体221的四个侧面；在板本体221的其中一个侧面上设置有两个凸起222，在板本体221的其余三个侧面上分布设置有一个凸起222。

凸起222分布在板本体221的四个侧面，可以保证板本体221的四个侧面与壳体210的端部211侧壁之间的距离一致，可以使板本体221居中放置在壳体210的端部211开口中，同时保证板本体221上每个焊接位置焊接距离满足电磁脉冲的要求，保证焊接可靠。同时，板本体221的其中一个侧面上设置有两个凸起222，在板本体221的其余三个侧面上分布设置有一个凸起222，这样，板本体221在装配到壳体210的端部211时，可以防止凸起222与壳体210的端部211接触点过多而导致过限位，影响板本体221装配到壳体210的端部211入口内。因此，凸起222的布置既可以保证端板220与壳体210的焊接质量，也保证端板220便于装配。

如图7所示，在本申请的一些实施例中，端板220还包括设置在板本体221的远离电池单体100的一端的挡板部223，挡板部223的尺寸大于板本体221的尺寸，挡板部223的边缘凸出于板本体221的侧面。

挡板部223设置在板本体221的远离电池单体100的一端且挡板部223的边缘凸出于板本体221的侧面，这样，板本体221与壳体210焊接后，挡板部223可以遮挡焊接部位，对焊接部位具有保护作用，同时也可以增强电池壳体结构200的整体密封性能。

在本申请的一些实施例中，凸起222的远离电池单体100的一端与挡板部223的边缘连接。楔形结构的凸起222的最高端与挡板部223的边缘连接，可以增强凸起的结构强度，防止凸起222断裂。

根据本申请的一些实施例，优选地，本申请提供一种电池壳体结构200。电池壳体结构200包括壳体210、端板220。

壳体210为端部211具有开口的管状结构，壳体210还包括主体部212，壳体210的端部211的侧壁厚度D大于等于1.5毫米且小于等于2.5毫米，主体部212的侧壁厚度大于等于2毫米且小于等于8毫米。端板220的板本体221的四个侧面上设置有楔形状的凸起222，其中，板本体221的一个面上设置有两个凸起222，其余三个面中的每个面上各设置一个凸起222，凸起222在板本体221的侧面上形成了沿端板220的装配方向具有导向作用的结构特征，端板220还包括挡板部223，挡板部223的尺寸大于板本体221的尺寸，挡板部223的边缘凸出于板本体221的侧面。

本申请实施例的电池壳体结构200的焊接过程为：电池单体100放入壳体210中后，将端板220的板本体221的至少部分结构插入壳体210的端部211开口，此时，端板220上的板本体221侧面上的凸起222与壳体210的端部211的侧面相抵，这样，在板本体221侧面与端部211侧面之间存在距离，此距离即为凸起222与壳体210的配合高度H且满足电磁脉冲焊接的要 求，端板220安装在壳体210的端部211后，通过电磁脉冲焊接，壳体210的端部211会被拉伸至与端板220的板本体221结合，此时端板220与壳体210焊接在一起。本申请实施例的电池壳体结构200结合了电磁脉冲焊接工艺，其焊接质量较高，焊接部位无气泡、虚焊及焊穿等质量缺陷。

本申请第二方面提出了一种电池10，包括上述第一方面所述的电池壳体结构200以及至少一个电池单体100，电池单体100设置在容纳空间内。

本申请实施例的电池10，其电池壳体结构200焊接质量较高。电池壳体结构200中的壳体210为一体式的管状结构，其不存在侧板、顶板以及底板等，因此不需要进行拼装焊接处理，而且壳体210的加工方法具有多种。将多个电池单体100放入电池壳体结构中200后，端板220通过焊接的方式固定在壳体210的端部211，即可完成电池壳体结构200的整体焊接。具体的，端板220与壳体210通过电磁脉冲焊接的方式焊接到一起，为了保证焊接质量，电磁脉冲焊接对于焊接部位的配合结构有特定的要求，本申请的电池壳体结构200，其端板220的板本体221的至少部分结构插入壳体210的端部211开口，以保证端板220的板本体221与壳体210的端部211在焊接时可以结合，端板220的板本体221的侧面上设置有凸起222，这样，端板220的板本体221与壳体210的端部211在装配到一起时，凸起222与壳体210的侧壁相抵接，凸起222具有高度，因此，凸起222与壳体210侧壁相抵接后，端板220的板本体221侧面与壳体210的端部210侧壁之间会存在距离，且此距离等于凸起222与壳体210的端部211侧壁相抵点到端板220的板本体221侧面之间的距离，这样，可以通过凸起222结构控制端板220的板本体221侧面与壳体210的端部211侧壁之间的距离，使其满足电磁脉冲焊接的参数条件，更好地实现电磁脉冲的焊接效果，从而提高电池壳体结构200的整体焊接质量。

如图3所示，在本申请的一些实施例中，电池10还包括绝缘罩300和缓冲垫400，绝缘罩300设置在电池单体100和端板220之间，缓冲垫400设置在绝缘罩300和端板220之间。

绝缘罩300设置在电池单体100和端板220之间，可以能有效的防止电池10内部各类裸露接头由于种种因素引起的短路，确保电池10安全运行。缓冲垫400设置在绝缘罩300和端板220之间，可以缓冲端板220与壳体210装配时产生的冲撞力，进而保护电池单体10。

根据本申请的一些实施例，优选地，本申请提出了一种电池10，包括多个堆叠的电池单体100、电池壳体结构200以及绝缘罩300和缓冲垫400等。

电池壳体结构200包括壳体210、端板220。壳体210为端部211具有开口的管状结构，壳 体210还包括主体部212，壳体210的端部211的侧壁厚度D大于等于1.5毫米且小于等于2.5毫米，主体部212的侧壁厚度大于等于2毫米且小于等于8毫米。端板220的板本体221的四个侧面上设置有楔形状的凸起222，其中，板本体221的一个面上设置有两个凸起222，其余三个面中的每个面上各设置一个凸起222，凸起222在板本体221的侧面上形成了沿端板220的装配方向具有导向作用的结构特征，端板220还包括挡板部223，挡板部223的尺寸大于板本体221的尺寸，挡板部223的边缘凸出于板本体221的侧面。

本申请实施例的电池10的电池壳体结构200的焊接过程为：多个电池单体100放入壳体210中后，将端板220的板本体221的至少部分结构插入壳体210的端部211开口，此时，端板220上的板本体221侧面上的凸起222与壳体210的端部211的侧面相抵，这样，在板本体221侧面与端部211侧面之间存在距离，此距离即为凸起222与壳体210的配合高度H且满足电磁脉冲焊接的要求，端板220安装在壳体210的端部211后，通过电磁脉冲焊接，壳体210的端部211会被拉伸至与端板220的板本体221结合，此时端板220与壳体210焊接在一起。本申请实施例的电池壳体结构200结合了电磁脉冲焊接工艺，其焊接质量较高，焊接部位无气泡、虚焊及焊穿等质量缺陷。

本申请第三方面提出了一种用电设备，包括上述所述的电池10。

本申请实施例的用电设备，其上的电源系统使用的电池10的电池壳体结构200焊接质量较高。电池10的电池壳体结构200中的壳体210为一体式的管状结构，其不存在侧板、顶板以及底板等，因此不需要进行拼装焊接处理，而且壳体210的加工方法具有多种。将多个电池单体100放入电池壳体结构200中后，端板220通过焊接的方式固定在壳体210的端部211，即可完成电池壳体结构200的整体焊接。具体的，端板220与壳体210通过电磁脉冲焊接的方式焊接到一起，为了保证焊接质量，电磁脉冲焊接对于焊接部位的配合结构有特定的要求，本申请的电池壳体结构200，其端板220的板本体221的至少部分结构插入壳体210的端部211开口，以保证端板220的板本体221与壳体210的端部211在焊接时可以结合，端板220的板本体221的侧面上设置有凸起222，这样，端板220的板本体221与壳体210的端部211在装配到一起时，凸起222与壳体210的侧壁相抵接，凸起222具有高度，因此，凸起222与壳体210侧壁相抵接后，端板220的板本体221侧面与壳体210的端部211侧壁之间会存在距离，且此距离等于凸起222与壳体210的端部211侧壁相抵点到端板220的板本体221侧面之间的距离，这样，可以通过凸起222的结构控制端板220的板本体221侧面与壳体210的端部211侧壁之间的距离，使其满足电磁脉冲焊接的参数条件，更好地实现电磁脉冲的焊接效果，从而提高电池壳体结构200的整体焊 接质量。

如图9所示，本申请第四方面提出了一种电池壳体结构200的制造方法，包括：

提供壳体210，壳体210为端部211具有开口的管状结构；

提供端板220，端板220安装于壳体210的端部211，壳体210和端板220共同限定出用于容纳电池单体100的容纳空间，端板220包括板本体221，板本体221的至少部分结构插入壳体210的端部211开口，端板220还包括设置在板本体221上的凸起222，凸起222位于板本体221的侧面且与壳体210的侧壁相抵接，壳体210的侧壁与端板220的侧面通过电磁脉冲焊接的方式连接。

电磁脉冲焊接，是采用强磁场环绕在箱体周围与端板搭接处；在强脉冲磁场作用下，产生瞬间高速碰撞，箱体和端板表面在高压力波作用下完成原子在原子间距离内的相遇，从而在配合界面上形成稳定的冶金结合。

电磁脉冲焊接技术优势在于：广泛应用于金属性能不相似的连接，如铝铜、铝镁、铝铁、钢钢、钢铜等，电磁脉冲焊接为固态免加热焊接工艺，无需冷却，一次成型，焊接质量稳定可靠。

通过本申请的电池壳体结构200的制造方法制造出的电池壳体结构200，其焊接质量较高。电池壳体结构200中的壳体210为一体式的管状结构，其不存在侧板、顶板以及底板等，因此不需要进行拼装焊接处理，而且壳体210的加工方法具有多种。将多个电池单体100放入电池壳体结构中200后，端板220通过焊接的方式固定在壳体210的端部211，即可完成电池壳体结构200的整体焊接。具体的，端板220与壳体210通过电磁脉冲焊接的方式焊接到一起，为了保证焊接质量，电磁脉冲焊接对于焊接部位的配合结构有特定的要求，本申请的电池壳体结构200，其端板220的板本体221的至少部分结构插入壳体210的端部211开口，以保证端板220的板本体221与壳体210的端部211在焊接时可以结合，端板220的板本体221的侧面上设置有凸起222，这样，端板220的板本体221与壳体210的端部211在装配到一起时，凸起222与壳体210的侧壁相抵接，凸起222具有高度，因此，凸起222与壳体210侧壁相抵接后，端板220的板本体221侧面与壳体210的端部210侧壁之间会存在距离，且此距离等于凸起222与壳体210的端部211侧壁相抵点到端板220的板本体221侧面之间的距离，这样，可以通过凸起222结构控制端板220的板本体221侧面与壳体210的端部211侧壁之间的距离，使其满足电磁脉冲焊接的参数条件，更好地 实现电磁脉冲的焊接效果，从而提高电池壳体结构200的整体焊接质量。

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 (13)

1. 一种电池壳体结构，所述电池包括至少一个电池单体，其特征在于，包括：

   壳体，所述壳体为端部具有开口的管状结构；和

   端板，所述端板安装于所述壳体的端部，所述壳体和所述端板共同限定出用于容纳所述电池单体的容纳空间，所述端板包括板本体，所述板本体的至少部分结构插入所述壳体的端部开口，所述端板还包括设置在所述板本体上的凸起，所述凸起位于所述板本体的侧面且与所述壳体的侧壁相抵接。
2. 根据权利要求1所述的电池壳体结构，其特征在于，所述凸起与所述壳体的配合高度大于等于0.6倍所述壳体的端部处的侧壁厚度，并且，所述凸起与所述壳体的配合高度小于等于0.95倍所述壳体的端部处的侧壁厚度。
3. 根据权利要求1所述的电池壳体结构，其特征在于，所述凸起的长度大于等于1.2倍所述凸起的配合长度。
4. 根据权利要求2所述的电池壳体结构，其特征在于，所述壳体的端部处的侧壁厚度大于等于1.5毫米且小于等于2.5毫米。
5. 根据要求4所述的电池壳体结构，其特征在于，所述壳体包括主体部和所述端部，所述主体部的侧壁厚度大于等于2毫米且小于等于8毫米。
6. 根据权利要求1至5中任一项所述的电池壳体结构，其特征在于，由远离所述电池单体的一端至靠近所述电池单体的一端，所述凸起的高度逐渐变小，以使所述凸起呈楔形结构。
7. 根据权利要求1至5中任一项所述的电池壳体结构，其特征在于，所述凸起为多个且分布于所述板本体的四个侧面；在所述板本体的其中一个侧面上设置有两个所述凸起，在所述板本体的其余三个侧面上分布设置有一个所述凸起。
8. 根据权利要求1至5中任一项所述的电池壳体结构，其特征在于，所述端板还包括设置在所述板本体的远离所述电池单体的一端的挡板部，所述挡板部的尺寸大于所述板本体的尺寸，所述挡板部的边缘凸出于所述板本体的侧面。
9. 根据权利要求8所述的电池壳体结构，其特征在于，所述凸起的远离所述电池单体的一端与所述挡板部的边缘连接。
10. 一种电池，其特征在于，包括根据权利要求1至9中任一项所述的电池壳体结构以及至少一个电池单体，所述电池单体设置在所述容纳空间内。
11. 根据权利要求10所述的电池，其特征在于，所述电池还包括绝缘罩和缓冲垫，所述绝缘罩设置在所述电池单体和所述端板之间，所述缓冲垫设置在所述绝缘罩和所述端板之间。
12. 一种用电设备，其特征在于，包括根据权利要求10或11所述的电池。
13. 一种电池壳体结构的制造方法，其特征在于，包括：

    提供壳体，所述壳体为端部具有开口的管状结构；

    提供端板，所述端板安装于所述壳体的端部，所述壳体和所述端板共同限定出用于容纳所述电池单体的容纳空间，所述端板包括板本体，所述板本体的至少部分结构插入所述壳体的端部开口，所述端板还包括设置在所述板本体上的凸起，所述凸起位于所述板本体的侧面且与所述壳体的侧壁相抵接，所述壳体的侧壁与所述端板的侧面通过电磁脉冲焊接的方式连接。