CN120566021A - 电池单体及电池 - Google Patents
电池单体及电池Info
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Abstract
本申请涉及一种电池单体及电池,包括端盖和电极组件,端盖包括盖板及设于盖板的多组极柱组,每组极柱组包括极性相反的两个极柱,全部极柱沿盖板的长度方向间隔排布。电极组件包括面向盖板设置的极耳端,极耳端凸设有多个极耳。其中,各极柱具有在盖板的厚度方向上相背设置的第一过流面和第二过流面,每一第二过流面与一极耳连接。沿上述厚度方向,各极柱的第一过流面的投影面积小于第二过流面的投影面积。本申请通过优化极柱、极耳的数量和布置方式,并优化极柱结构,提高了电池单体的充放电效率和散热能力,改善了局部温升过高的问题,大大提高了大电流传输时,电池单体的可靠性。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,特别是涉及电池单体及电池。
背景技术
电池作为一种新能源,在储能和动力方面发挥着越来越重要的作用。电极组件是支持电池单体进行电化学反应的主要结构。电极组件主要通过其极耳与电池单体端盖上的极柱电连接,实现与外部电路的连通,同时其工作产生的热量经极耳传递至极柱,而后经极柱与外部液冷结构换热。随着快充电池的应用,对电池的大电流传输要求越来越高,而大电流传输时,极耳与极柱连接处温升过快,容易引发安全隐患,降低电池单体的可靠性。
发明内容
基于此,提供一种电池单体及电池,能够提高电池单体的可靠性。
第一方面,本申请提供一种电池单体,包括:
端盖,包括盖板及设于所述盖板的多组极柱组,每组所述极柱组包括极性相反的两个极柱,全部所述极柱沿所述盖板的长度方向间隔排布;
电极组件,包括面向所述盖板设置的极耳端,所述极耳端凸设有多个极耳;
其中,各所述极柱具有在所述盖板的厚度方向上相背设置的第一过流面和第二过流面,每一所述第二过流面与一所述极耳连接;沿所述厚度方向,各所述极柱的所述第一过流面的投影面积小于所述第二过流面的投影面积。
在一些实施例中,全部所述极柱的所述第一过流面在所述长度方向上的总长度G1、所述盖板的总长度G0、以及全部所述极柱的所述第二过流面在所述长度方向上的总长度G2,满足:0.5G0<G1<G2<G0。
在一些实施例中,沿所述厚度方向,全部所述极柱的所述第一过流面的投影面积S1与所述盖板的背离所述电极组件设置的外端面的投影面积S2,满足:0.45S2≤S1<S2;和/或,
沿所述厚度方向,全部所述极柱的所述第二过流面的投影面积S1’与所述盖板的背离所述电极组件设置的外端面的投影面积S2,满足:0.5S2≤S1’<S2。
在一些实施例中,所述盖板上设置有贯穿其外端面的注液孔,各所述极柱凸出所述外端面设置;
沿所述长度方向,各相邻两个所述极柱之间形成有间隔区,所述注液孔布置于部分所述间隔区,布置有所述注液孔的所述间隔区在所述长度方向上的尺寸为m1、所述注液孔的孔径为D2、未布置所述注液孔的所述间隔区在所述长度方向上的尺寸为m2,满足:0.4m1≤D2<m1;m2≤m1。
在一些实施例中,所述电池单体包括绝缘支撑件,设于所述极耳端;
所述绝缘支撑件上设置有沿所述盖板的厚度方向贯通设置的镂空位,所述镂空位套设于所述极耳的外围。
在一些实施例中,所述镂空位包括呈条形设置的支撑槽,所述支撑槽在其纵长方向上的一端封闭,另一端构造为开口,所述绝缘支撑件经由所述开口允许所述极耳插装于所述支撑槽内。
在一些实施例中,所述支撑槽的所述开口呈喇叭状设置,且其大口径端相对其小口径端远离所述支撑槽的封闭端设置。
在一些实施例中,多个所述极耳沿所述支撑槽的纵长方向间隔并排布置;所述绝缘支撑件配置两个,相邻的部分所述极耳穿设同一所述绝缘支撑件的所述支撑槽,相邻的剩余部分所述极耳穿设另一所述绝缘支撑件的所述支撑槽;两个所述绝缘支撑件的支撑槽间隔设置,且所述开口相对布置。
在一些实施例中,所述盖板上设置有注液孔,沿所述盖板的厚度方向,所述绝缘支撑件的投影与所述注液孔的投影相错开。
在一些实施例中,所述绝缘支撑件上设置有过液孔,所述过液孔连通所述注液孔与所述电极组件,且与所述镂空位错开设置。
在一些实施例中,所述绝缘支撑件包括沿所述盖板的厚度方向相背设置的第一端面和第二端面,所述第一端面构造为与所述电极组件相贴合的平面结构;所述第二端面上设置有加强筋,所述镂空位穿设所述加强筋。
在一些实施例中,所述电池单体还包括导热胶,所述导热胶位于所述端盖和所述极耳端之间,所述第二过流面位于所述导热胶内。
在一些实施例中,所述极柱包括相邻连接的配接段和焊接段,所述第一过流面位于所述焊接段背离所述配接段的一端。
在一些实施例中,所述盖板包括极柱孔,所述端盖包括密封件,所述密封件安装于所述极柱孔,所述密封件上设有与所述极柱孔的孔壁凹凸配接的第一密封槽;所述密封件具有安装孔,所述配接段穿设所述安装孔,所述安装孔的孔壁上形成有与所述配接段凹凸配接的第二密封槽。
第二方面,本申请提供一种电池,包括上述任一实施例所述的电池单体。
与现有技术相比,本申请具有如下有益效果:
上述电池单体及电池,通过优化极柱、极耳的数量和布置方式,并优化极柱结构,提高了电池单体的充放电效率和散热能力,改善了局部温升过高的问题,大大提高了大电流传输时,电池单体的可靠性。
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展示了一些实施例的电池单体的外形示意图。
图2展示了图1所示电池单体的分解示意图。
图3展示了图1所示电池单体的内部结构示意图。
图4展示了一些实施例的电池单体的分解示意图。
图5展示了图4所示的电池单体的另一方位视图。
图6展示了一些实施例的端盖的剖面示意图。
图7展示了一些实施例的盖板的局部结构示意图。
图8展示了一些实施例的端盖的结构示意图。
图9展示了一些实施例的电池单体的部分结构示意图。
图10展示了一些实施例的绝缘支撑件的结构示意图。
图11展示了图14所示的绝缘支撑件的另一方位视图。
图12为一些实施例的绝缘填胶件的结构示意图。
图13展示了图12所示的绝缘填胶件的另一方位视图。
图14展示了图3中I处的放大图。
图15展示了一些实施例的端盖的分解示意图。
图16展示了一些实施例的密封件的内部剖面图。
图17展示了图12中II处的放大图。
图18展示了一些实施例的密封钉的结构示意图。
图19展示了一些实施例的绝缘填胶件的局部结构示意图。
图20展示了图2中III处的放大示意图。
具体实施方式中的附图标号如下:
100、电池单体;Z、厚度方向;X、长度方向;Y、宽度方向;10、端盖;11、盖板;11a、注液孔;a1、沉槽;a2、通孔;11b、极柱孔;12、极柱;12b、配接段;12c、焊接段;GL1、第一过流面;GL2、第二过流面;13、密封件;13d、安装孔;13e、第一密封槽;13i、第二密封槽;14、密封钉;14g、凸台部;14k、柱部;W、外端面;T、间隔区;20、电极组件;J、极耳端;21、极耳;21a、根段;21b、尾段;21c、弯曲段;30、绝缘填胶件;31、底板;32、侧板;30h、填胶空间;h1、主空间;h2、溢胶空间;30i、避让孔;30m、敞口;30n、缺口;30p、拐角位置;33、分隔条;33q、溢胶通道;34、凸柱;34r、注液流道;40、导热胶;50、绝缘支撑件;50u、镂空位;u1、支撑槽;u11、开口;d1、第一端面;d2、第二端面;51、加强筋;50v、过液孔;60、外壳;70、导热包覆件。
具体实施方式
为使本申请的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂,下面结合附图对本申请的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本申请。但是本申请能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施,本领域技术人员可以在不违背本申请内涵的情况下做类似改进,因此本申请不受下面公开的具体实施例的限制。
在本申请的描述中,需要理解的是,若有出现,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的限制。
此外,若有出现,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,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。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,若有出现,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;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,除非另有明确的限定。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。
在本申请中,若有出现,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是,若有出现,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的,并不表示是唯一的实施方式。
本申请针对背景技术中提及的问题,提出了一种电池单体及电池。该电池可以是电池包或者电池模组。当电池为电池包时,电池包可以包括电池管理系统(BMS)及多个电池单体。多个电池单体之间可通过串联、并联或者串联与并联混合的方式电连接,并与电池管理系统进行通讯连接,电池管理系统对各个电池单体的工作状态进行控制和监测。此外,多个电池单体也可先组成电池模组,再由多个电池模组通过串联、并联或者串联与并联混合的方式电连接,并与电池管理系统共同构成电池包。
本申请实施例中涉及的电池单体包括电极组件。电极组件通常包括正极片、负极片及将正极片和负极片隔开的隔膜,电解液能够浸润至电极组件内部,为电极组件进行电化学反应提供离子迁移途径以及起到导电作用。电极组件可以是卷绕式、叠片式等形式。在电池单体内,可装载一个或者多个电极组件。正极片具有正极耳,负极片具有负极耳,端盖上的极柱包括正极柱和/或负极柱,正极耳与正极柱直接或者间接电连接,负极耳与负极柱直接或者间接电连接。极耳可以是全极耳,也可以是模切极耳。
如图1所示,本申请实施例中涉及的电池单体100,通常包括外壳60和端盖10,外壳60和端盖10共同围合形成有容纳空间,电极组件20装载在容纳空间内。在一些实施例中,外壳60包括容纳腔,容纳腔的一端(如图2所示)或者相对两端为开口u11端,端盖10盖合在容纳腔的开口u11端。在端盖10上通常设置极柱12,极柱12的一端伸入电池单体100内部,并与电极组件20的极耳21相连接。可以但不限地,外壳60和端盖10为金属之间,如铝、钢等。外壳60与端盖10之间可以是焊接、装配连接。在端盖10上可形成注液孔11a,用于电解液注入电池单体100的内部。端盖10上还可设置防爆结构(如防爆阀、减薄刻痕)。
下面详细介绍本申请实施例提供的电池单体100。
请结合图3、图4和图5,本申请实施例提供的电池单体100,包括端盖10和电极组件20,端盖10包括盖板11及设于盖板11的多组极柱组,每组极柱组包括极性相反的两个极柱12,全部极柱12沿盖板11的长度方向X间隔排布。电极组件20包括面向盖板11设置的极耳端J,极耳端J凸设有多个极耳21。其中,各极柱12具有在盖板11的厚度方向Z上相背设置的第一过流面GL1和第二过流面GL2,每一第二过流面GL2与一极耳21连接。沿上述厚度方向Z,各极柱12的第一过流面GL1的投影面积小于第二过流面GL2的投影面积。
每一极柱组包括正极柱和负极柱。正极柱和负极柱可以沿上述长度方向X相间布置。多个极耳21与多个极柱12之间通过各极柱12的第二过流面GL2一一对应连接。第一过流面GL1和第二过流面GL2位于极柱12的相背两端。盖板11具有背离电极组件20设置的外端面W,第一过流面GL1位于极柱12凸出盖板11的外端面W设置的一端。第一过流面GL1用于与外部的导线、导电排等连接,以接入外部电路。第二过流面GL2位于极柱12面向电极组件20的一端。第二过流面GL2与极耳21连接,连接方式可以但不限于是焊接、卡接等,只要两者电连接即可。可以地,第一过流面GL1和第二过流面GL2均为平面,结构简单。可以地,第一过流面GL1和第二过流面GL2的投影形状均呈圆形、方形等。
在本实施例中,电极组件20通过多组极柱组与多个极耳21的配合接入外部电路,全部极柱12和极耳21所具备的过流面积总和较大,可以承受大电流传输,提高电池的充放电效率,应用于快充电池。在传输同一电流的情况下,多组极柱组分流使得各极柱12所传输的电流量降低,减少极柱12和极耳21连接处所传递的电流,减少温升。同时,极柱12的数量较大,增加了极柱12与液冷结构的换热面积,提高了电池单体100的散热能力。
再者,极柱12的第二过流面GL2的投影面积设计加大,增大了极耳21与极柱12的接触面积,降低了接触电阻,减少电池单体100内部发热量,同时,较大的接触面积可为电流提供更多的流通路径,使得电流均匀分布在极柱12和极耳21的连接区域,避免局部电流密度过大造成的局部过热或者,此外,还可增大极耳21与极柱12的连接强度,使其能够承受更大的机械应力,避免振动、冲击导致的连接松动、断裂等问题。
同时,极柱12的第一过流面GL1的投影面积设计小于第二过流面GL2的投影面积,使得极柱12在盖板11背离电极组件20一侧可预留更多空间,从而有利于极柱12与外部的导电排的空间布局,提高极柱12与导电排之间的连接的可靠性,此外还可保证相邻极柱12之间的电气间隙。
而且,由于各极柱12沿盖体的长度方向X间隔布置,相应地,多个极耳21沿盖体的长度间隔布置,极耳21和极柱12的布置位置较为分散,形成多条路径向外传递电极组件20的热量,可使得电极组件20温升均匀,提高电池单体100的温度均匀性。
总而言之,本申请实施例提供的电池单体100,通过优化极柱12、极耳21的数量和布置方式,并优化极柱12结构,提高了电池单体100的充放电效率和散热能力,改善了局部温升过高的问题,大大提高了大电流传输时,电池单体100的可靠性得到保证。
值得一提地,本申请实施例中,端盖10上布置多个正极柱和多个负极柱,可有效利用电池单体100在盖板11投影面积上的空间,改善电流分布,减少局部过热,提高电流承载,增加极柱12与外部导电排连接的多样性,而且可利用同一液冷结构对电池单体100降温冷却,有助于电池单体100的热管理,提高电池单体100的安全性。
在一些实施例中,如图4和图5所示,盖板11呈方形结构,此时电池单体100为方形结构,方形结构的电池单体100能够提高电池内部空间的利用率。
可理解地,极柱12的数量N大于等于4,且为偶数。具体到实施例中,如图4和图5所示,极柱12的数量配置为4,包括两个正极柱和两个负极柱,正极柱和负极柱相间布置。如此,在相同S1和S1’的情况下,相比设置更多数量的极柱12,电池单体100的组装效率更高。
在一些实施例中,全部极柱12的第一过流面GL1在上述长度方向X上的总长度G1、盖板11的总长度G0、以及全部极柱12的第二过流面GL2在上述长度方向X上的总长度G2,满足:0.5G0<G1<G2<G0。
具体可以地,为了简化设计,第一过流面GL1和第二过流面GL2在盖板11宽度方向Y上的尺寸相同,将第一过流面GL1和第二过流面GL2在盖板11长度方向X上的尺寸设计为不同,使得两者的面积不等。进一步为简化设计,各个极柱12的第一过流面GL1在各方向上的尺寸均相同,各个极柱12的第二过流面GL2在各方向上的尺寸均相同。
当0.5G0<G1<G2<G0,在第一过流面GL1和第二过流面GL2的宽度尺寸相同的情况下,可使得第一过流面GL1的面积小于第二过流面GL2的面积,增加盖板11外部的电连接件之间的电气间隙(极柱12与极柱12之间、导电排与导电排之间),降低短路风险,同时也有利于极柱12与外部连接设计,提高结构紧凑性,进而提高整体性能和可靠性。
在一些实施例中,结合图3和图4理解,沿上述厚度方向Z,全部极柱12的第一过流面GL1的投影面积S1与盖板11的背离电极组件20设置的外端面W的投影面积S2,满足:0.45S2≤S1<S2。
面积S1可理解为全部极柱12的第一过流面GL1在盖板11厚度方向Z上的投影面积之和。面积S2可理解为外端面W在盖板11厚度方向Z上的投影面积之和。
通常地,每一所述极柱12的形状和尺寸相一致,其第一过流面GL1的面积相同。
在实际应用时,极柱12通过第一过流面GL1与导线、导电排等连接,以接通外部电路。在盖板11外端面W尺寸相同的情况下,S1/S2的值越大,全部极柱12的第一过流面GL1的面积S1越大,极柱12与导线、导电排等的接触面积越大,接触电阻越小,极柱12的过流能力越强,电流传输效率越高。同时,第一过流面GL1面积大,可加大极柱12与外部的散热,提高电池单体100的散热能力。
在本实施例中,S1/S2的比值在[0.45,1)范围内取值,使得全部极柱12的第一过流面GL1的面积S1较大,可有效提升极柱12的过流能力和散热能力,进而改善电池单体100的性能。
具体来说,S1/S2可以选择取值为0.45、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、0.95以及任意相邻选值之间的数值。进一步地,为了确保盖板11的强度,以及极柱12之间的电气间隙,S1/S2≤0.7。
在一些实施例中,结合图3和图5理解,沿上述厚度方向Z,全部极柱12的第二过流面GL2的投影面积S1’与盖板11的背离电极组件20设置的外端面W的投影面积S2,满足:0.5S2≤S1’<S2。
面积S1’可理解为全部极柱12的第二过流面GL2在盖板11厚度方向Z上的投影面积之和。
S1’/S2值越大,全部极柱12的第二过流面GL2的面积S1’越大,在相同电流下,不仅可降低电池单体100的内阻,还能够分散电流分布,降低电流密度,减少局部电流密度过高导致的极化现象,提升充放电效率。而且,还利于电池单体100内部热量通过极柱12传导至外部环境,降低工作温度,避免因过热导致的性能衰减或安全隐患(如热失控)。同时,有利于提高极柱12与极耳21的连接强度,提高电池单体可靠性。
在本实施例中,S1’/S2的比值在[0.5,1)范围内取值,全部极柱12的第二过流面GL2的面积S1’较大,可有效降低电流密度,提升充放电效率,提高电池单体100内部的散热和导热能力,进而改善电池单体100的性能。
具体来说,S1’/S2可以选择取值为0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、0.95以及任意相邻选值之间的数值。进一步地,为了确保盖板11的强度以及极柱12之间的电气间隙,S1’/S2≤0.8。
在一些实施例中,结合图6和图7理解,盖板11上设置有贯穿其外端面W的注液孔11a,各极柱12凸出外端面W设置。沿上述长度方向X,各相邻两个极柱12之间形成有间隔区T,注液孔11a布置于部分间隔区T,布置有注液孔11a的间隔区T在上述长度方向X上的尺寸为m1、注液孔11a的孔径为D2,未布置注液孔11a的间隔区T在上述长度方向X上的尺寸为m2,满足:0.4m1≤D2<m1;m2≤m1。
间隔区T是指盖板11上位于在其长度方向X上相邻的两个极柱12之间的区域。注液孔11a用于充注电解液。注液孔11a布置在部分间隔区T内,其贯穿该间隔区T。注液孔11a的数量通常为1个,其布置在一个间隔区T内。注液孔11a的孔径D2是指注液孔11a沿盖板11厚度方向Z的投影最大尺寸。当注液孔11a包括上述沉槽a1和上述通孔a2时,其最大投影尺寸为沉槽a1的内径尺寸。
在此实施例中,m2≤m1,即未布置有注液孔11a的间隔区T的长度小于布置有注液孔11a的间隔区T的长度,如此方便布局注液孔11a。同时,0.4m1≤D2<m1,注液孔11a在所在间隔区T占用的面积适宜,对于间隔区T的强度影响较小。
具体到实施例中,参照图8理解,各极柱12的第一过流面GL1在盖板11长度方向X上的尺寸为b,各极柱12的第一过流面GL1在盖板11宽度方向Y上的尺寸为a。在外端面W所在平面内,相邻极柱12的第一过流面GL1之间的间隔为m,首尾两个极柱12的第一过流面GL1在该长度方向X上与外端面W边缘之间的距离为p,以及全部极柱12的第一过流面GL1在该宽度方向Y上与外端面W边缘之间的距离为n,满足:
S2=(a+2n)*[N*b+2p+(N-1)*m],其中,m≥2mm,n≥4mm,p≥4mm。
各极柱12沿盖板11长度方向X等间隔的排列。m、n和p决定了极柱12在盖板11上的布置位置,当三者越小,在盖板11尺寸不变的情况下,极柱12的第一过流面GL1在盖板11外端面W所占用的面积越大,如上文所述,第一过流面GL1积越大,极柱12与导线、导电排等的接触面积越大,接触电阻越小,极柱12的过流能力越强,电流传输效率越高。同时,第一过流面GL1面积大,可加大极柱12与外部的散热,提高电池单体100的散热能力。当然,m、n和p三者的尺寸不能无限小,越小表示盖板11强度越低。同时,m、n和p三者的尺寸过小,也不利于极柱12之间的电气间隙、以及与外部导电排之间的连接设计。
当m、n和p三者各自需要满足上述关系,可以兼顾盖板11强度、电池单体100的性能、以及与外部导电排的连接设计。进一步可以地,m≤5mm,n≤10mm,p≤10mm,此时可兼顾盖板11强度以及电池单体100的性能。
在实际应用时,可根据上述尺寸,设计方形状的盖板11。具体来说,(a+2n)可看作盖板11的宽度尺寸,[N*b+2p+(N-1)*m]可看作盖板11的长度尺寸,由此确定出盖板11外端面W的面积S2。此时,在确定极柱12尺寸、间隔距离n、p、m后,可根据这些数据确定盖板11的尺寸,无需考虑其他结构在盖板11上的占用情况,可简化盖板11的设计。
具体到实施例中,参见图8理解,极柱12沿盖板11厚度方向Z上的投影呈矩形。通常地,盖板11的形状为方形,此时将极柱12设计为方形结构,端盖10不仅更加美观,而且也可简化端盖10结构。在相同m、n、p的情况下,极柱12的配置面积更大,对于提高电池单体100的性能效果更明显。
当然,在其他实施例中,极柱12也可成圆柱形或者其他棱形结构。
在一些实施例中,参照图9理解,极耳21配置有多个,多个极耳21沿盖板11的长度方向X间隔布置,每一极柱12对应与一极耳21相焊接,相邻极耳21的极性相反。在盖板11的长度方向X上,负极极性的极耳21的长度L1与正极极性的极耳21的长度L2,满足:L1≤L2。
极性为负极的极耳21称作负极耳,极性为正极的极耳21称作正极耳。负极耳通常采用铜材质,正极耳通常采用铝材质。当L1=L2,表明正极耳的长度L2和负极耳的长度L1相同,在正极耳和负极耳宽度尺寸一致的情况下,各个极耳21的尺寸结构相同,由此能够简化电极组件20的制备。由于铝的导电能力弱于铜的导电能力,当L1<L2,在正极耳和负极耳的宽度尺寸一致的情况下,能够平衡正极耳和负极耳的过流能力,避免正极耳产热过多。
在另一些实施例中,负极极性的极耳21的长度L1与正极极性的极耳21的长度L2,满足:0.25L2≤L1≤0.9L2。此时,L1/L2在0.25至0.9范围内取值,在正极耳和负极耳宽度尺寸一致的情况下,可使正极耳和负极耳的过流能力尽量匹配。具体来说,L1/L2可选择取值为0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.85、0.9以及任意相邻选值之间的数值。
通常地,各极耳21在盖板11宽度方向Y上的尺寸(即极耳21的宽度)彼此相等,简化电池单体100的制备。
在一些实施例中,参照图3,电池单体100包括绝缘支撑件50,设于极耳端J。绝缘支撑件50设置有沿盖板11的厚度方向Z贯通设置的镂空位50u,镂空位50u套设于极耳21的外围。
具体来说,镂空位50u可以是孔结构或者槽结构,只要能够套设在极耳21外围即可。
绝缘支撑件50具有绝缘效果,可加强隔离盖板11和电极组件20。绝缘支撑件50支撑在极耳端J,极耳端J上的极耳21依次穿设镂空位50u后,与极柱12相连接(如焊接)。极耳21通常是薄片状,镂空位50u套设于极耳21的外围,可对极耳21进行一定支撑,强化极耳21的结构稳定性。
具体到实施例中,参照图10和图11理解,镂空位50u包括呈条形设置的支撑槽u1,支撑槽u1在其纵长方向上的一端封闭,另一端构造为开口u11,绝缘支撑件50经开口u11允许极耳21插装于支撑槽u1内,以对极耳21实现多个方向上的限位。
当盖板11为方形板,支撑槽u1的纵长方向与盖板11的长度方向X对应。
在实际操作时,将支撑槽u1的开口u11朝向极耳21,沿极耳端J在支撑槽u1的纵长方向上移动绝缘支撑件50,在此过程中,极耳21自支撑槽u1的开口u11不断插入支撑槽u1内,直至插装到位(例如与封闭端相抵接为插装到位),从而实现极耳21在长度方向X的限位。通常地,支撑槽u1的槽宽(支撑槽u1在与其纵长方向垂直的方向上的尺寸)稍大于或者等于极耳21的宽度,方便极耳21插入的同时,支撑绝缘件可对极耳21进行有效支撑。
如此,绝缘支撑件50与极耳21的装配过程更简单,易于实现。
在一些实施例中,继续参照图10和图11,支撑槽u1的开口u11呈喇叭状设置,且其大口径端相对其小口径端远离支撑槽u1的封闭端设置。
支撑槽u1的开口u11在槽宽方向上的尺寸自其大口径端向小口径端递减。
在插装极耳21时,极耳21先经过开口u11的大口径端,而后经开口u11的小口径端插入支撑槽u1内部。将开口u11设计为喇叭状,使得极耳21更容易插入支撑槽u1内。
在一些实施例中,结合图2、图3和图9理解,多个极耳21沿支撑槽u1的纵长方向间隔并排布置。绝缘支撑件50配置两个,相邻部分极耳21穿设同一绝缘支撑件50的支撑槽u1,相邻的剩余部分极耳21穿设另一绝缘支撑件50的支撑槽u1。两个绝缘支撑件50的支撑槽u1间隔设置,且开口u11相对布置。
显而易见地,此处极耳21相邻是指在支撑槽u1的纵长方向上相邻。在一实施例中,各电极组件20的极耳端J设置有多个极耳21,该多个极耳21在盖板11的长度方向X并排间隔设置。具体而言,该多个极耳21中,可以包括一个或者多个正极耳,还可以包括一个或者多个负极耳。沿盖板11的长度方向X(与支撑槽u1的纵长方向对应),将各电极组件20上的全部极耳21分成两组,其中一组极耳21插设在其中之一绝缘支撑件50的支撑槽u1内,其中另一组极耳21插设在其中另一绝缘支撑件50的支撑槽u1内,两个绝缘支撑件50的支撑槽u1配置为开口u11相对,两者可沿支撑槽u1的纵长方向相对移动时,将各组极耳21插装于对应的支撑槽u1内。
此时,每一绝缘支撑件50的各支撑槽u1内插装至少一个极耳21,一方面可以减少绝缘支撑件50的配置数量,降低成本。另一方面,可提高绝缘支撑件50的安装效率,进而提升电池单体100的组装效率。
值得注意地,同一极柱12可以与一个电极组件20上的极耳21连接,也可以与不同电极组件20上的极耳21同时连接。
在一实施例中,结合图2和图9理解,为了提高电池单体100的性能,电池单体100内部配置至少两个电极组件20,该至少两个电极组件20均存在一个极耳21与同一极柱12相连接,且这些极耳21沿支撑槽u1的槽宽所在方向间隔设置。可以地,绝缘支撑件50上的支撑槽u1的数量对应有多个,多个支撑槽u1同向纵长延伸,且沿与纵长方向垂直的方向并排设置。每一支撑槽u1对应插装一极耳21,使得同一绝缘支撑件50能够支撑与同一极柱12相连接的多个极耳21,提高电池单体100装配效率,并降低成本。
当然,绝缘支撑件50上的支撑槽u1也可仅配置一个,每一极耳21对应插装于该绝缘支撑件50的支撑槽u1,或者与同一极柱12相连的多个极耳21对应同时插装于该绝缘支撑件50的支撑槽u1内。
在一具体实施例中,结合图2和图9理解,电极组件20和绝缘支撑件50均配置两个,每一电极组件20位于相同一端的极耳端J上均配置有多个极耳21,各电极组件20上的全部极耳21均沿盖板11的长度方向X间隔设置,且两个电极组件20的全部极耳21在盖板11的宽度方向Y上一一对应布置。该两个电极组件20上相对应的两个极耳21与同一极柱12相连接,且分别插装在同一绝缘支撑件50上的不同两个支撑槽u1内。两个绝缘支撑件50上支撑槽u1的开口u11相对设置,如上文所记录,其中之一绝缘支撑件50的支撑槽u1插装在盖板11的长度方向X上相邻的部分极耳21,其中另一绝缘支撑件50的支撑槽u1插装相邻的另一部分极耳21。
在一些实施例中,结合图3理解,盖板11上设置有注液孔11a,沿盖板11的厚度方向Z,绝缘支撑件50的投影与注液孔11a的投影相错开。
具体可以地,在一示例中(如图3所示),绝缘支撑件50配置有两个,两个绝缘支撑件50在盖板11的长度方向X上间隔布置,两者之间的间隔空间与注液孔11a对应。在其他示例中,也可在绝缘支撑件50设置避位孔,避位孔与注液孔11a相对布置。
当绝缘填胶件30上设置上述凸柱34,凸柱34的投影包含注液孔11a的投影,将凸柱34的投影设置为与绝缘支撑件50的投影错开。
此时,绝缘支撑件50不会阻碍电解液流向极耳端J,有利于电解液顺利浸润电极组件20。
在一些实施例中,参照图9、图11和图12,绝缘支撑件50上设置有过液孔50v,过液孔50v连通注液孔11a与电极组件20,且与镂空位50u错开设置。
具体来说,过液孔50v沿盖板11的厚度方向Z贯通设置在绝缘支撑件50上,其与镂空位50u错开,镂空位50u中的极耳21不会与过液孔50v产生干涉,影响其过液。在绝缘支撑件50上通常设置有多个过液孔50v,以增加过液能力。多个过液孔50v分散布置在绝缘支撑件50上,以供电解液向电极组件20的多个位置流动。
由于绝缘支撑件50支撑在极耳端J,在一定程度上会阻碍电解液流向电极组件20。此时,在绝缘支撑件50上设置过液孔50v,可增加电解液流向极耳端J的路径,使得电解液能够更加均匀的浸润到电极组件20内部,提高电极组件20的循环能力。
在一些实施例中,结合图10和图11,绝缘支撑件50包括沿盖板11的厚度方向Z相背设置的第一端面d1和第二端面d2,第一端面d1构造为与电极组件20相贴合的平面结构。第二端面d2上设置有加强筋51,镂空位50u穿设加强筋51。
第一端面d1呈平面,其与极耳端J的接触面积较大,绝缘支撑件50作用于电极组件20的压力更均匀,避免电极组件20局部受挤压而引发安全问题。
绝缘支撑件50的第二端面d2上可配置多个加强筋51,每一加强筋51呈条状设置,多个加强筋51可纵横交错形成网状结构。加强筋51的设置不仅可加强绝缘支撑件50的整体强度,而且镂空位50u贯通加强筋51,可提高绝缘支撑件50对穿设镂空位50u的极耳21的支撑力度。
值得一提地,在绝缘支撑件50上设置过液孔50v,由于过液孔50v是贯通第二端面d2的,即使第二端面d2上设置加强筋51,也可避免电解液堆积在第二端面d2,保证电解液顺利流出。
在一些实施例中,参照图2理解,电池单体100还包括导热胶40,导热胶40位于端盖10和极耳端J之间,第二过流面GL2位于导热胶40内。
其中,导热胶40可以与端盖10的盖板11是导热连接的。在另一些示例中,导热胶40同时导热连接盖板11和极耳端J。第二过流面GL2位于导热胶40内,表明与连接的极耳21也位于导热胶40内,此时导热胶40可包覆极柱12与极耳21的连接处,将两者上的热量通过导热胶40、端盖10向外传递,提高了电池单体100的散热能力。而且,导热胶40将极耳21与极柱12的连接处包覆,可提高两者的连接可靠性,确保两者有效连接,以将电池单体100内部的热量有效传递出去,进一步保证了电池单体100的散热能力,同时保证电池单体100内部的温度均匀性,提高了电池单体100的可靠性。
此外,导热胶40可绝缘包覆极柱12朝向极耳21一侧,从而保证相邻电池单体100内部极柱12之间的电气间隙,从而可最大化第二过流面GL2的投影面积,可使第二过流面GL2大于第一过流面积GL1。导热胶40具有绝缘性,可绝缘包覆于极柱12朝向极耳21一侧的全部(包括极柱12与极耳21的焊接区域),即包覆极柱12的第二过流面GL2,从而在相邻极柱12之间实现电气隔离。
具体到实施例中,参照图2和图3,电池单体100包括绝缘填胶件30,绝缘填胶件30设置在端盖10和极耳端J之间,绝缘填胶件30与盖板11导热连接,绝缘填胶件30具有填胶空间30h、以及与填胶空间30h连通的避让孔30i,绝缘填胶件30面向极耳端J的一端设有敞口30m,极耳21经由敞口30m伸入填胶空间30h,极柱12穿设避让孔30i,且于填胶空间30h内与极耳21相连接。导热胶40经由敞口30m填充于填胶空间30h内,且包覆极耳21和极柱12。
绝缘填胶件30具有绝缘性,其布置在极耳端J和盖板11之间,将极耳端J与盖板11绝缘隔离,降低盖板11漏电的风险。绝缘填胶件30形成填胶空间30h,其面向极耳端J的一端设置有敞口30m,敞口30m是将填胶空间30h与极耳端J连通的敞开性的孔/口结构。
极柱12的一端穿设避让孔30i而伸入填胶空间30h,极耳21穿设敞口30m伸入填胶空间30h,两者在填胶空间30h内相连接,两者的连接处位于填胶空间30h内。其中,绝缘填胶件30与盖板11之间可以是装配连接、粘接等,以使得绝缘填胶件30的位置固定。
在一实施例中,参照图12和图13,绝缘填胶件30可以由底板31和侧板32形成,侧板32围绕底板31的边缘呈一圈设置,两者共同形成填胶空间30h,侧板32背离底板31的一端完全敞开以形成上述敞口30m,底板31靠近盖板11布置,避让孔30i位于底板31上,此时绝缘填胶件30的结构简单,可降低制造成本。可以地,底板31的形状与盖板11的形状通常匹配。例如,盖板11为方形板,则底板31也可为方形板。
在其他实施例中,绝缘填胶件30还可以包括封板(未图示),封板设置在侧板32背离底板31的一端,且与底板31相对。在封板上面向极耳端J敞开的敞孔,利用敞孔作为上述敞口30m。此时,可在封板上设置一个或者多个敞孔,各敞孔可经一个或者多个极耳21穿设而伸入填胶空间30h内。
具体来说,绝缘填胶件30的数量可配置一个或者多个。若绝缘填胶件30配置多个,各绝缘填胶件30的填充空间内可伸入不同的极耳21和不同的极柱12,即一组极耳21和极柱12对应配置一绝缘填胶件30。可以地,如图3所示,绝缘填胶件30仅配置一个,全部极耳21和全部极柱12均位于该绝缘填胶件30的填胶空间30h内,如此可简化电池单体100的结构。
在制备电池单体100的过程中,将绝缘填胶件30固定后(其敞口30m与盖板11相背离),将极耳21与极柱12于填胶空间30h内相固定(如焊接、卡接),而后通过敞口30m向填胶空间30h内注入流动的导热胶40,待导热胶40凝固。需要说明地,导热胶40可充满填胶空间30h,并与电极组件20的极耳端J导热接触。导热胶40也可仅填充填胶空间30h的局部,只要能够良好包覆极耳21和极柱12即可。
在此实施例中,在端盖10的盖板11和电极组件20的极耳端J之间设置绝缘填胶件30,极柱12和极耳21均伸入绝缘填胶件30内的填胶空间30h,导热胶40在电池单体100制备过程中,经绝缘填胶件30的敞口30m灌注在填胶空间30h内,确保导热胶40有效包覆极柱12和极耳21,增强两者的连接可靠性,也在一定程度上增加了两者传热面积,提高两者的传热效率。而且,利用填胶空间30h限定导热胶40的用量,可降低导热胶40消耗,降低成本。导热胶40可填充满整个填胶空间30h,从而包覆于极柱12朝向电极组件20的一侧的全部区域,实现相邻极柱12之间的电气隔离。
具体来说,本申请实施例中的绝缘填胶件30和绝缘支撑件50均可选用绝缘性能良好的尼龙(Polyamide,简称PA)、聚碳酸酯(Polycarbonate,简称PC)、聚对苯二甲酸丁二酯((Polybutylene terephthalate,简称PBT)、(Acrylonitrile Butadiene Styrene,简称ABS)等高分子材料,还可以在这些高分子材料中添加增强导热性能且绝缘的填料(如Al2O3、AlN、BN、MgO、ZnO、NiO、Si3N4等)。
在一些实施例中,结合图3理解,敞口30m沿盖板11厚度方向Z的投影包含极耳端J沿该厚度方向Z的投影。此时敞口30m的敞开面积比较大,当极耳21和极柱12为焊接时,便于在填胶空间30h内对极柱12和极耳21进行焊接操作,也可使得灌胶过程可视化,保证导热胶40有效包覆极柱12和极耳21。具体可以地,敞口30m的投影超出极耳端J的投影范围。具体来说,该敞口30m可由上述侧板32背离底板31一端所形成。
在一些实施例中,参照图3和图14理解,极柱12包括相邻连接的配接段12b和焊接段12c,第一过流面GL1位于焊接段12c背离配接段12b的一端,第二过流面GL2位于焊接段12c。
其中,配接段12b自身或者通过密封件13与避让孔30i相配接。焊接段12c则伸入填胶空间30h,并与极耳21相连接。
在一示例中(未图示),配接段12b自身与避让孔30i相配接,例如两者的一者上设置有配接槽,另一者上设置有卡设于配接槽内的配接凸起。在图5所展示的示例中,极柱12的配接段12b通过密封件13与避让孔30i相配接。
在一具体实施例中,结合图14、图15和图16理解,盖板11包括极柱孔11b,密封件13安装于极柱孔11b,密封件13上设有与极柱孔11b的孔壁凹凸配接的第一密封槽13e,密封件13具有安装孔13d,配接段12b穿设安装孔13d,安装孔13d的孔壁上形成与配接段12b凹凸配接的第二密封槽13i。
密封件13可以选用硅胶、橡胶等软质材质。密封件13呈圈状,例如圆圈状、方圈状等。密封件13的圈内壁围合形成安装孔13d,安装孔13d在盖板11的厚度方向Z是贯通设置的。密封件13穿设极柱孔11b,并通过第一密封槽13e与极柱孔11b孔壁上的凹凸结构密封配接。极柱12的配接段12b穿设密封件13的安装孔13d,且其外壁上的凹凸结构与第二密封槽13i密封配接。
此时,极柱12与盖板11的极柱孔11b之间通过凹凸密封件13密封连接,密封路径较长,可有效确保极柱12与盖板11连接处的密封性能,且起到绝缘效果。
具体来说,如图14所示,绝缘填胶件30的避让孔30i的内壁可与极柱孔11b的孔壁共同配接于第一密封槽13e内。
在一些实施例中,沿盖板11的厚度方向Z,焊接段12c的投影均超出配接段12b的投影和避让孔30i的投影。避让孔30i的内壁被构造为可形变。
焊接段12c的投影形状、配接段12b的投影形状和避让孔30i的投影形状基本匹配。例如,当三者的投影形状均为圆形,则焊接段12c的外径大于配接段12b的外径,避让孔30i的内径小于焊接段12c的外径。又例如,当三者的投影形状均为方形,在方形投影的长度方向X和宽度方向Y上,焊接段12c的尺寸均大于配接段12b的尺寸和避让孔30i的尺寸。
避让孔30i的内壁可形变,是指避让孔30i可随外力作用而发生形状改变,以允许焊接段12c能够穿过避让孔30i。为了实现避让孔30i的内部可形变,绝缘填胶件30可采用软质结构,如硅胶、橡胶。
在组装电池单体100时,将绝缘填胶件30安装在端盖10的内侧,在此过程中,随着绝缘填胶件30逐步靠近盖板11内侧,避让孔30i先卡入焊接段12c(在此过程中,避让孔30i在焊接段12c的作用下发生形变),待焊接段12c穿过避让孔30i后,避让孔30i到达与配接段12b配接的位置(避让孔30i恢复至初始状态)。
此时,避让孔30i所在的绝缘填胶件30部分在盖板11的厚度方向Z上不能脱出极柱12的焊接段12c,提高绝缘填胶件30的安装位置稳定性。
具体到实施例中,参照图12和图13,避让孔30i的内壁凹陷形成有多个缺口30n,多个缺口30n沿避让孔30i的周向间隔布置。各缺口30n沿上述厚度方向Z贯通绝缘填胶件30的壁体,以使得避让孔30i的内壁能够弯折形变。
在组装电池单体100时,随着绝缘填胶件30逐步靠近盖板11内侧,避让孔30i卡入焊接段12c,由于焊接段12c的挤压,位于缺口30n两侧的避让孔30i的内壁部分会朝向填胶空间30h内部弯折,以使得避让孔30i形成的孔结构变大,进而允许焊接段12c穿设避让孔30i。当焊接段12c穿过避让孔30i后,焊接段12c的挤压作用效果,发生弯折的绝缘填胶件30部分反向形变,直至恢复初始状态,而与配接段12b顺利配接。
此时,通过在避让孔30i的周向上设置多个缺口30n,通过缺口30n实现避让孔30i内壁的可形变,以允许焊接段12c穿设,绝缘填胶件30的材质是否为柔性材质不作要求,使得绝缘填胶件30的选材范围更广,可提高绝缘填胶件30整体的强度。
在一实施例中,如图12和图13所示,避让孔30i为方形孔,缺口30n布置在避让孔30i的拐角位置30p。此时,将缺口30n布置在避让孔30i的拐角位置30p处,避让孔30i的内壁更易于发生弯折形变,同时在弯折形变后恢复原始状态时,能够避免缺口30n位置无法形变或者缺口30n撕裂变形无法恢复,影响密封效果。
在一些实施例中,结合图12和图17理解,绝缘填胶件30包括分隔条33。分隔条33位于填胶空间30h,并将填胶空间30h分隔形成主空间h1和溢胶空间h2。避让孔30i与主空间h1相连通,极耳21伸入主空间h1内。分隔条33形成有将溢胶空间h2与主空间h1连通的溢胶通道33q。至少主空间h1内填充有导热胶40。
可理解地,极柱12穿设避让孔30i后伸入主空间h1,而与位于主空间h1的极耳21相连接。当绝缘填胶件30由上文底板31和侧板32围合形成,分隔条33设置在底板31上。具体来说,分隔条33可自身于填胶空间30h内围合形成有溢胶空间h2,分隔条33也可与侧板32间隔形成溢胶空间h2。
溢胶通道33q用于主空间h1内的导热胶40灌注量达到所需时,多余的导热胶40经溢胶通道33q溢到溢胶空间h2内进行存储,以避免导热胶40溢出填胶空间30h。
一种实施方式中,溢胶通道33q包括形成于分隔条33自身的溢胶孔,该溢胶孔在盖板11厚度方向Z上的布置高度不低于主空间h1内所需导热胶40的厚度。在另一实施方式中,分隔条33低于敞口30m所在的端面设置(即分隔条33低于侧板32背离底板31的一端),以在分隔条33和敞口30m所在的端面之间间隔形成溢胶通道33q,分隔条33的高度决定了导热胶40的厚度,此种方式可简化分隔条33的结构。
在灌胶过程中,经敞口30m向主空间h1内注入导热胶40,直至导热胶40有效包裹极耳21和极柱12。当主空间h1内的导热胶40达到所需用量,而未及时停止导热胶40的灌注,多余的导热胶40可通过溢胶通道33q流向溢胶空间h2。如此,不仅可避免导热胶40溢出填胶空间30h,而且还便于判断导热胶40灌胶是否到位,有效控制导热胶40的用量。
在一具体实施例中,如图17所示,分隔条33与填胶空间30h的侧壁(由侧板32形成)间隔形成溢胶槽,该溢胶槽作为溢胶空间h2。此时,溢胶空间h2位于填胶空间30h的边缘区域,便于布局极耳21和极柱12的布局。
在一些实施例中,参照图12和图13,绝缘填胶件30包括凸柱34。盖板11上设置有注液孔11a,凸柱34位于填胶空间30h、且朝向极耳端J延伸至穿过敞口30m,并与极耳端J相间隔。凸柱34内形成与注液孔11a相连通的注液流道34r。沿盖板11的厚度方向Z,注液孔11a的出口端的投影位于注液流道34r的入口端的投影范围内。
具体而言,底板31与盖板11贴合,底板31上对应注液孔11a的位置朝向极耳端J凸出设置有凸柱34,凸柱34内的注液流道34r与注液孔11a相对布置。经注液孔11a注入的电解液,先流经注液流道34r,而后向电极组件20的极耳端J浸润。
由于注液孔11a的出口端投影位于注液流道34r的入口端的投影范围,即注液流道34r的入口端内径大于注液孔11a的出口端的内径,使得电解液自注液孔11a排出后顺利进入注液流道34r,而不会流出注液流道34r。由于凸柱34超出敞口30m,在灌胶过程中,导热胶40不会堵塞注液流道34r。由于凸柱34与极耳端J间隔,电解液自注液流道34r流出后,可朝向极耳端J各处流动,使得电解液更均匀的浸润电极组件20。
如此,凸柱34的设置可使得电解液顺利注入电池单体100内部,并利于实现电解液在电极组件20内部的均匀分布。
在一些实施例中,参照图3,端盖10还包括设于注液孔11a的密封钉14。密封钉14密封设置于注液孔11a处,可避免电池单体100内部游离的电解液自注液孔11a处泄漏。
具体到实施例中,结合图7和图18理解,注液孔11a包括相邻连通的沉槽a1和通孔a2,密封钉14包括相连接的凸台部14g和柱部14k,凸台部14g支撑于沉槽a1的底壁,且与沉槽a1的侧壁相间隔,柱部14k配接于通孔a2内;通孔a2的内径D1、沉槽a1的内径D2、凸台部14g的外径D3、柱部14k的外径D4,满足:D4<D1<D3,0.7D2<D3<D2。
D4<D1<D3,一方面会使得柱部14k较为省力的插入通孔a2内,另一方便,在插装密封钉14的过程中,当凸台部14g被沉槽a1底部所限位,表明密封钉14安装到位,使得密封钉14安装更加可靠。
0.7D2<D3<D2,表明凸台部14g与沉槽a1的侧壁之间存在一定间隙,可用于密封钉14与注液孔11a之间的缝隙焊接,提高密封效果。
在一些实施例中,结合图19和图7理解,注液流道34r的孔径D5满足:D5>D1,如此,电解液可顺利自注液孔11a流入注液流道34r,而不会泄漏。
值得说明地,在一实施例中,如图20所示,极耳21包括相交设置的根段21a和尾段21b、以及曲折连接于根段21a和尾段21b之间的弯曲段21c,尾段21b位于填胶空间30h并与极柱12相焊接,根段21a穿设镂空位50u;导热胶40至少包覆尾段21b。
具体来说,导热胶40还可包覆弯曲段21c。在实际应用时,极耳21在非折弯前,电极组件20位于其极耳端J与盖板11在水平面内错开布置的水平状态。由于极耳21也处于水平状态,其与极柱12在填胶空间30h内更易于焊接。待极耳21的尾段21b与极柱12焊接后,将极耳21折弯,直至其极耳端J与盖板11相对布置。具体来说,极耳21的根段21a穿设镂空位50u。
在一些实施例中,参照图1和图2,电池单体100还包括外壳60,外壳60包括具有开口u11端的容纳腔,盖板11盖合于容纳腔的开口u11端,且盖板11的外端面W背离容纳腔设置。电极组件20容纳于容纳腔。外壳60可以是钢壳、铝壳等,其于盖板11配合形成容纳电极组件20的容纳腔。外壳60与盖板11可采用焊接、卡接等方式密封连接。
进一步到实施例中,参照图2,电池单体100还包括导热包覆件70,导热包覆件70位于容纳腔,且包覆在电极组件20外。导热包覆件70具有导热性能,其可以是石墨烯、导热塑料膜(如PP、PC等)。
此时,电极组件20产生的热量通过导热包覆间传递至外壳60,外壳60可与外部液冷结构换热,进而提高电池单体100与液冷结构的换热效率,大大降低电池单体100的工作热量,提高电池单体100的可靠性。
进一步到实施例中,电池单体100还包括防爆阀(未图示),防爆阀设置在外壳60背离端盖10的一侧。
另外,本申请实施例提供的电池,包括上述任一实施例中的电池单体100。该电池具备上述所有有益效果。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合,为使描述简洁,未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述,然而,只要这些技术特征的组合不存在矛盾,都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对本申请专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本申请构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本申请的保护范围。因此,本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种电池单体(100),其特征在于,包括:
端盖(10),包括盖板(11)及设于所述盖板(11)的多组极柱组,每组所述极柱组包括极性相反的两个极柱(12),全部所述极柱(12)沿所述盖板(11)的长度方向(X)间隔排布;
电极组件(20),包括面向所述盖板(11)设置的极耳端(J),所述极耳端(J)凸设有多个极耳(21);
其中,各所述极柱(12)具有在所述盖板(11)的厚度方向(Z)上相背设置的第一过流面(GL1)和第二过流面(GL2),每一所述第二过流面(GL2)与一所述极耳(21)连接;沿所述厚度方向(Z),各所述极柱(12)的所述第一过流面(GL1)的投影面积小于所述第二过流面(GL2)的投影面积。
2.根据权利要求1所述的电池单体(100),其特征在于,全部所述极柱(12)的所述第一过流面(GL1)在所述长度方向(X)上的总长度G1、所述盖板(11)的总长度G0、以及全部所述极柱(12)的所述第二过流面(GL2)在所述长度方向(X)上的总长度G2,满足:0.5G0<G1<G2<G0。
3.根据权利要求1所述的电池单体(100),其特征在于,沿所述厚度方向(Z),全部所述极柱(12)的所述第一过流面(GL1)的投影面积S1与所述盖板(11)的背离所述电极组件(20)设置的外端面(W)的投影面积S2,满足:0.45S2≤S1<S2;和/或,
沿所述厚度方向(Z),全部所述极柱(12)的所述第二过流面(GL2)的投影面积S1’与所述盖板(11)的背离所述电极组件(20)设置的外端面(W)的投影面积S2,满足:0.5S2≤S1’<S2。
4.根据权利要求1-3任一项所述的电池单体(100),其特征在于,所述盖板(11)上设置有贯穿其外端面(W)的注液孔(11a),各所述极柱(12)凸出所述外端面(W)设置;
沿所述长度方向(X),各相邻两个所述极柱(12)之间形成有间隔区(T),所述注液孔(11a)布置于部分所述间隔区(T),布置有所述注液孔(11a)的所述间隔区(T)在所述长度方向(X)上的尺寸为m1、所述注液孔(11a)的孔径为D2、未布置所述注液孔(11a)的所述间隔区(T)在所述长度方向(X)上的尺寸为m2,满足:0.4m1≤D2<m1;m2≤m1。
5.根据权利要求1-3任一项所述的电池单体(100),其特征在于,所述电池单体(100)包括绝缘支撑件(50),设于所述极耳端(J);
所述绝缘支撑件(50)上设置有沿所述盖板(11)的厚度方向(Z)贯通设置的镂空位(50u),所述镂空位(50u)套设于所述极耳(21)的外围。
6.根据权利要求5所述的电池单体(100),其特征在于,所述镂空位(50u)包括呈条形设置的支撑槽(u1),所述支撑槽(u1)在其纵长方向上的一端封闭,另一端构造为开口(u11),所述绝缘支撑件(50)经由所述开口(u11)允许所述极耳(21)插装于所述支撑槽(u1)内。
7.根据权利要求6所述的电池单体(100),其特征在于,所述支撑槽(u1)的所述开口(u11)呈喇叭状设置,且其大口径端相对其小口径端远离所述支撑槽(u1)的封闭端设置,和/或,
多个所述极耳(21)沿所述支撑槽(u1)的纵长方向间隔并排布置;所述绝缘支撑件(50)配置两个,相邻的部分所述极耳(21)穿设同一所述绝缘支撑件(50)的所述支撑槽(u1),相邻的剩余部分所述极耳(21)穿设另一所述绝缘支撑件(50)的所述支撑槽(u1);两个所述绝缘支撑件(50)的支撑槽(u1)间隔设置,且所述开口(u11)相对布置。
8.根据权利要求6所述的电池单体(100),其特征在于,所述盖板(11)上设置有注液孔(11a),沿所述盖板(11)的厚度方向(Z),所述绝缘支撑件(50)的投影与所述注液孔(11a)的投影相错开;
和/或,所述绝缘支撑件(50)上设置有过液孔(50v),所述过液孔(50v)连通所述注液孔(11a)与所述电极组件(20),且与所述镂空位(50u)错开设置;
和/或,所述绝缘支撑件(50)包括沿所述盖板(11)的厚度方向(Z)相背设置的第一端面(d1)和第二端面(d2),所述第一端面(d1)构造为与所述电极组件(20)相贴合的平面结构;所述第二端面(d2)上设置有加强筋(51),所述镂空位(50u)穿设所述加强筋(51)。
9.根据权利要求1-3任一项所述的电池单体(100),其特征在于,所述电池单体(100)还包括导热胶(40),所述导热胶(40)位于所述端盖(10)和所述极耳端(J)之间,所述第二过流面(GL2)位于所述导热胶(40)内;和/或,
所述极柱(12)包括相邻连接的配接段(12b)和焊接段(12c),所述第一过流面(GL1)位于所述焊接段(12c)背离所述配接段(12b)的一端;所述盖板(11)包括极柱孔(11b),所述端盖(10)包括密封件(13),所述密封件(13)安装于所述极柱孔(11b),所述密封件(13)上设有与所述极柱孔(11b)的孔壁凹凸配接的第一密封槽(13e);所述密封件(13)具有安装孔(13d),所述配接段(12b)穿设所述安装孔(13d),所述安装孔(13d)的孔壁上形成有与所述配接段(12b)凹凸配接的第二密封槽(13i)。
10.一种电池,其特征在于,包括如权利要求1-9任一项所述的电池单体(100)。
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