CN121663129A - 电池单体、电池装置及用电装置 - Google Patents
电池单体、电池装置及用电装置Info
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Abstract
本申请公开了一种电池单体、电池装置及用电装置,属于电池技术领域。其中,电池单体包括外壳、电极组件、第一绝缘件和第二绝缘件;外壳在第一方向上具有第一壁;电极组件容纳于外壳内,电极组件在第二方向上具有第一表面,第二方向垂直于第一方向;第一绝缘件设置于第一壁与电极组件之间;第二绝缘件至少部分包裹电极组件,第二绝缘件包括第一主体部和第一连接部,第一主体部至少部分覆盖第一表面,在第一方向上,第一连接部连接于第一主体部靠近第一壁的一端,第一连接部与第一绝缘件连接;其中,第一连接部的厚度大于第一主体部的厚度。本申请提供的技术方案能够提升电池单体的可靠性。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,具体而言,涉及一种电池单体、电池装置及用电装置。
背景技术
近些年,新能源汽车有了飞跃式的发展,在电动汽车领域,动力电池作为电动汽车的动力源,起着不可替代的重要作用。随着新能源汽车的大力推广,对动力电池产品的需求也日益增长,其中,电池作为新能源汽车核心零部件在使用可靠性方面和使用寿命方面均有着较高的要求。
在电池技术中,为了提高电池单体的可靠性,一般会在电池单体的电极组件外周和外壳内周之间设置绝缘结构,如绝缘膜和下塑胶,其中绝缘膜和下塑胶连接。然而,在电极组件被放入外壳中时,由于电极组件运动过程中存在惯性且绝缘膜受力不均,会使得绝缘膜和下塑胶连接处存在断裂的风险,从而不利于提升电池单体的可靠性。
发明内容
本申请实施例提供一种电池单体、电池及用电装置,能够提升电池单体的可靠性。
第一方面,本申请实施例提供一种电池单体,包括外壳、电极组件、第一绝缘件和第二绝缘件;外壳在第一方向上具有第一壁;电极组件容纳于所述外壳内,所述电极组件在第二方向上具有第一表面,所述第二方向垂直于所述第一方向;第一绝缘件设置于所述第一壁与所述电极组件之间;第二绝缘件至少部分包裹所述电极组件,所述第二绝缘件包括第一主体部和第一连接部,所述第一主体部至少部分覆盖所述第一表面,在所述第一方向上,所述第一连接部连接于所述第一主体部靠近所述第一壁的一端,所述第一连接部与所述第一绝缘件连接;其中,所述第一连接部的厚度大于所述第一主体部的厚度。
在上述技术方案中,第一连接部的厚度大于第一主体部的厚度,一方面,使得第一连接部的强度相对于第一主体部的强度更高,从而降低了电极组件进入外壳时,第一连接部与第一绝缘件连接处由于电极组件的惯性和第一连接部受力不均匀而断裂的风险;另一方面,第一主体部的厚度小于第一连接部,降低了第一主体部所占用的外壳内的空间,从而在外壳内的空间一定的情况下,使得电极组件能够占用更多的空间,进而增加电极组件的体积,从而增加电池单体的能量密度。
在一些实施例中,所述第一连接部在所述第一方向上的最大宽度为B,满足0<B≤10mm。
在上述技术方案中,当B>0时,能够使得第一连接部在第一方向上具有一定的尺寸能够与第一绝缘件连接;当B≤10mm时,能够降低第一连接部在第一方向上的尺寸,一方面,能够降低第一连接部插入电极组件沿第一方向面向第一壁的表面导致电极组件析锂的风险,从而提高电池单体的可靠性;另一方面,能够降低第一连接部挤压电极组件沿第一方向面向第一壁的表面在第二方向的边缘导致电极组件析锂的风险,提高电池单体的可靠性;因此,当0<B≤10mm时,第一连接部能够在第一方向上具有一定的尺寸与第一绝缘件连接,同时能够降低电极组件析锂风险,以提高电池单体可靠性。
在一些实施例中,3.5mm≤B≤7mm。
在上述技术方案中,当B≥3.5mm时,能够使得第一连接部在第一方向具有充足的尺寸以与第一绝缘件连接,从而进一步增加了第一连接部和第一绝缘件连接的可靠性;因此,当3.5mm<B≤10mm时,第一连接部能够提高第一连接部和第一绝缘件连接的可靠性,同时降低电极组件析锂风险,以提高电池单体可靠性。
在一些实施例中,所述第一连接部在所述第二方向上的厚度为A,满足0.2mm≤A≤0.5mm。
在上述技术方案中,当A≥0.2mm时,能在第一连接部在具有一定长度的情况下,使得第一连接部被垂直第一方向上的平面截取的横截面具有一定的面积,进而使得第一连接部具有一定的强度,以降低电极组件进入外壳时,第一连接部与第一绝缘件的连接处由于电极组件的惯性和第一连接部受力不均匀而断裂的风险,从而提高电池单体的可靠性;当A≤0.5mm时,能够降低第一连接部与第一绝缘件采用热熔连接时,第一连接部不能较好地被加热装置熔化导致连接强度降低的风险,从而提升第一连接部与第一绝缘件热熔连接的可靠性;因此,当0.2mm≤A≤0.5mm时,第一连接部能够降低电极组件进入外壳时,第一连接部和第一绝缘件的连接处由于电极组件的惯性和第一连接部受力不均匀而断裂的风险,从而提高电池单体的可靠性,同时能够降低第一连接部与第一绝缘件采用热熔连接时,第一连接部不能较好地被加热装置熔化导致连接强度降低的风险,从而提升第一连接部与第一绝缘件热熔连接的可靠性。
在一些实施例中,0.2mm≤A≤0.45mm。
在上述技术方案中,当A≤0.45mm时,能够进一步降低第一连接部与第一绝缘件采用热熔连接时,第一连接部不能较好地被加热装置熔化导致连接强度降低的风险,从而进一步提升第一连接部与第一绝缘件热熔连接的可靠性;因此,当0.2mm≤A≤0.45mm时,第一连接部能够降低电极组件进入外壳时,第一连接部和第一绝缘件的连接处由于电极组件的惯性和第一连接部受力不均匀而断裂的风险,从而提高电池单体的可靠性,同时能够进一步降低第一连接部与第一绝缘件采用热熔连接时,第一连接部不能较好地被加热装置熔化导致连接强度降低的风险,从而能够进一步提升第一连接部与第一绝缘件热熔连接的可靠性。
在一些实施例中,所述第一连接部在第三方向上的长度为L,满足0<L≤350mm,所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两垂直。
在上述技术方案中,当L≤350mm时,使得第一连接部在第三方向上不会超出电极组件的第一表面,从而使得第一连接部不会延伸至电极组件上与第一表面相邻的表面所位于的一侧,使得第一连接部与第二绝缘件其余部分重叠导致重叠部分厚度过大,进而降低了因重叠部分厚度过大导致的重叠部分不能较好地被加热装置熔化导致连接强度降低的风险,从而提升第二绝缘件与第一绝缘件热熔连接的可靠性。
在一些实施例中,170mm≤L≤350mm。
在上述技术方案中,当L≥170mm时,使得第一连接部在第三方向具有一定的尺寸从而便于第一连接部与第一绝缘件上用于热熔的结构热熔连接;因此,170mm≤L≤350mm时,第一连接部能够便于第一连接部与第一绝缘件上用于热熔的结构热熔连接,同时使得第一连接部不会延伸至电极组件上与第一表面相邻的表面所位于的一侧,使得第一连接部与第二绝缘件其余部分重叠导致重叠部分厚度过大,进而降低了因重叠部分厚度过大导致的重叠部分不能较好地被加热装置熔化导致连接强度降低的风险,从而提升第二绝缘件与第一绝缘件热熔连接的可靠性。
在一些实施例中,所述第一连接部包括多个第一延伸区,多个所述第一延伸区沿第三方向间隔设置,所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两垂直。
在上述技术方案中,第一连接部包括多个第一延伸区,多个第一延伸区沿第三方向间隔设置,以便于与第一绝缘件上对应设置的热熔结构热熔。
在一些实施例中,所述第一绝缘件包括基体和多个凸部,沿所述第一方向,多个所述凸部凸出于所述基体面向所述电极组件的一侧,并沿所述第三方向间隔设置;多个所述第一延伸区与多个所述凸部一一对应的连接。
在上述技术方案中,第一绝缘件包括基体和多个凸部,一方面,沿第一方向,多个凸部凸出于基体面向电极组件的一侧,并沿第三方向间隔设置,从而可以通过凸部绝缘隔离电极组件的极性相反的极耳或与极性相反的极耳连接的其他电池单体的结构件;另一方面,多个第一延伸区与多个凸部一一对应的连接,以尽可能地增加第一绝缘件和第一连接部的连接面积,进而增加第一绝缘件和第一连接部连接的可靠性。
在一些实施例中,所述第一连接部还包括第一本体区,在所述第一方向上,所述第一本体区连接于所述第一主体部靠近所述第一壁的一端,所述第一本体区沿所述第三方向延伸;多个所述第一延伸区连接于所述第一本体区,并沿所述第一方向凸出于所述第一本体区。
在上述技术方案中,通过第一本体区连接多个第一延伸区,并通过第一本体区连接多个第一延伸区和第一主体部,从而增加了第一连接部的整体性,便于第一连接部的加工制造。
在一些实施例中,所述第一连接部包括第一子连接部和第二子连接部,所述第一子连接部和所述第二子连接部沿所述第二方向层叠设置;所述第一子连接部和所述第二子连接部热熔连接并形成第一热熔区和第二热熔区,所述第一热熔区和所述第二热熔区沿所述第三方向间隔设置;所述第一热熔区的至少部分位于所述第一延伸区,所述第二热熔区位于所述第一本体区,所述第一热熔区在所述第一方向上的尺寸大于所述第二热熔区在所述第一方向上的尺寸。
在上述技术方案中,第一热熔区在第一方向上的尺寸大于第二热熔区在第一方向上的尺寸,从而在第一热熔区和第二热熔区在第三方向上的尺寸一定的情况下,使得第一热熔区的面积大于第二热熔区的面积,从而使得第一子连接部和第二子连接部在第一延伸区具有较大的连接面积,从而增加第一子连接部和第二子连接部在第一延伸区具有较好的连接强度,降低了第一子连接部和第二子连接部在第一延伸区分开的风险,进而提高第一连接部与第一绝缘件连接区域的强度,从而降低电极组件进入外壳时,第一连接部和第一绝缘件的连接处由于电极组件的惯性和第一连接部受力不均匀而断裂的风险。
在一些实施例中,所述第一热熔区的一部分位于所述第一延伸区,所述第一热熔区的另一部分位于所述第一本体区。
在上述技术方案中,第一热熔区的一部分位于第一延伸区,第一热熔区的另一部分位于第一本体区,从而提高了第一连接部中与第一连接部与第一绝缘件连接区域在第一方向上相邻的区域的强度,从而降低该部分在电极组件进入外壳时,由于电极组件的惯性和第一连接部受力不均匀而断裂的风险。
在一些实施例中,所述第一延伸区在所述第一方向上凸出所述第一本体区的尺寸为B1,满足0<B1≤10mm。
在上述技术方案中,当B1>0时,能够使得第一延伸区在第一方向上具有一定的尺寸能够与第一绝缘件连接;当B1≤10mm时,能够降低第一延伸区在第一方向上的尺寸,一方面,能够降低第一延伸区插入电极组件沿第一方向面向第一壁的表面导致电极组件析锂的风险,从而提高电池单体的可靠性;另一方面,能够降低第一延伸区挤压电极组件沿第一方向面向第一壁的表面在第二方向的边缘导致电极组件析锂的风险,提高电池单体的可靠性;因此,当0<B1≤10mm时,第一延伸区能够在第一方向上具有一定的尺寸与第一绝缘件连接,同时能够降低电极组件析锂风险,以提高电池单体可靠性。
在一些实施例中,3.5mm≤B1≤7mm。
在上述技术方案中,当B1≥3.5mm时,能够使得第一延伸区在第一方向具有充足的尺寸以与第一绝缘件连接,从而进一步增加了第一延伸区和第一绝缘件连接的可靠性;因此,当3.5mm<B1≤10mm时,第一延伸区能够提高第一延伸区和第一绝缘件连接的可靠性,同时降低电极组件析锂风险,以提高电池单体可靠性。
在一些实施例中,所述第一延伸区在所述第三方向上的尺寸为L1,满足12mm≤L1≤25mm。
在上述技术方案中,当L1≥12mm时,能够使得第一延伸区在第一方向上能够较好地覆盖第一绝缘件的凸部和加热装置的加热机构,以便于第一延伸区与第一绝缘件的凸部热熔连接;当L1≤25mm时,能够减少第一延伸区的面积,进而减少第一连接部的体积,进而减少第一连接部的材料用量,从而减少第一连接部的制造成本。因此,12mm≤L1≤25mm时,能够使得第一延伸区在第一方向上能够较好地覆盖第一绝缘件的凸部和加热装置的加热机构,以便于第一延伸区与第一绝缘件的凸部热熔连接,同时减少第一连接部的体积,进而减少第一连接部的材料用量,从而减少第一连接部的制造成本。
在一些实施例中,12mm≤L1≤20mm。
在上述技术方案中,当L1≤20mm时,能够进一步减少第一延伸区的面积,进而减少第一连接部的体积,进而减少第一连接部的材料用量,从而进一步减少第一连接部的制造成本。因此,12mm≤L1≤25mm时,能够使得第一延伸区在第一方向上能够较好地覆盖第一绝缘件的凸部和加热装置的加热机构,以便于第一延伸区与第一绝缘件的凸部热熔连接,同时进一步减少第一连接部的体积,进而减少第一连接部的材料用量,从而进一步减少第一连接部的制造成本。
在一些实施例中,所述第一连接部包括第一子连接部和第二子连接部,所述第一子连接部和所述第二子连接部沿所述第二方向层叠设置,所述第一子连接部与所述第一主体部一体成型。
在上述技术方案中,所述第一子连接部与所述第一主体部一体成型,一方面,减少了对第一子连接部的加工和连接第一主体部和第一子连接部的工序,便于第一主体部和部分第一连接部的加工;另一方面,降低第一主体部和第一子连接部分的连接处存在薄弱部位的风险,提升第一连接部之间的连接可靠性。
在一些实施例中,所述第一子连接部的厚度和所述第一主体部的厚度相等。
在上述技术方案中,第一子连接部的厚度和第一主体部的厚度相等,降低了用于制造第一子连接部和第一主体部的器械的复杂度,提高了第一子连接部和第一主体部的生产合格率,进而便于对第一子连接部和第一主体部的加工。
在一些实施例中,所述第二子连接部位于所述第一子连接部和所述第一绝缘件之间。
在上述技术方案中,第二子连接部位于第一子连接部和第一绝缘件之间,在热熔连接第一连接部和第一绝缘件时,通过第一子连接部和第一绝缘件对第二子连接部在第二方向上进行限位,从而降低第二子连接部翻折导致的热熔区域成型不良的风险,提高了第一连接部与第一绝缘件连接的稳定性。
在一些实施例中,所述第一子连接部和所述第二子连接部一体成型,沿所述第一方向,所述第一子连接部远离所述第一连接部的一端与所述第二子连接部连接。
在上述技术方案中,第一子连接部和第二子连接部一体成型,从而减少了对第二子连接部的加工和连接第一子连接部和第二子连接部的工序,便于第一主体部和第一连接部的加工。
在一些实施例中,所述第一子连接部和所述第二子连接部之间的折痕处设置有第一刻痕槽。
在上述技术方案中,第一子连接部和第二子连接部之间的折痕处设置有第一刻痕槽,一方面,便于第二子连接部沿第一刻痕槽翻折,以与第一子连接部沿第二方向层叠设置;另一方面,第一刻痕槽可以用于释放因第二子连接部相对于第一子连接部翻折而在第一子连接部和第二子连接部之间产生的内应力,降低了第一子连接部和第二子连接部连接处鼓包的风险,提高了第一连接部的生产合格率。
在一些实施例中,所述第一子连接部的厚度、所述第二子连接部的厚度和所述第一主体部的厚度均相等。
在上述技术方案中,第一子连接部的厚度、第二子连接部的厚度和第一主体部的厚度相等,降低了用于制造第一子连接部、第二子连接部和第一主体部的器械的复杂度,提高了第一子连接部、第二子连接部和第一主体部的生产合格率,进而便于对第一子连接部、第二子连接部和第一主体部的加工。
在一些实施例中,所述第一子连接部和所述第二子连接部分体设置。
在上述技术方案中,第一子连接部和第二子连接部分体设置,并沿第二方向层叠设置,结构简单便于实现。
在一些实施例中,沿所述第二方向,所述第二子连接部和所述第一子连接部热熔连接。
在上述技术方案中,采用热熔方式连接第二子连接部和第一子连接部,能够提升第二子连接部和第一子连接部之间的连接牢固性和可靠性,同时无需在第二子连接部和第一子连接部之间设置用于连接第二子连接部和第一子连接部的部件,有利于优化生产工艺和生产节拍,且能够降低第一连接部的制造成本。
在一些实施例中,沿所述第二方向,所述第二子连接部和所述第一子连接部焊接。
在上述技术方案中,采用焊接方式连接第二子连接部和第一子连接部,能够有效提升第二子连接部和第一子连接部之间的连接牢固性和可靠性,有利于降低第二子连接部和第一子连接部在使用过程中出现相互脱落的风险,以提升第一连接部的强度。
在一些实施例中,沿所述第二方向,所述第二子连接部粘接于所述第一子连接部。
在上述技术方案中,采用粘接方式连接第二子连接部和第一子连接部,能够提高第二子连接部和第一子连接部之间的束缚力,降低了第一连接部打皱的风险,以提升第一连接部的强度,有利于优化生产工艺和生产节拍,且能够降低第一连接部的制造成本。
在一些实施例中,所述电极组件具有第二表面,沿所述第二方向,所述第二表面和所述第一表面相对设置;所述第二绝缘件还包括第二主体部和第二连接部,所述第二主体部至少部分覆盖所述第二表面,所述第二连接部连接于所述第二主体部靠近所述第一壁的一端,所述第二连接部与所述第一绝缘件连接;其中,所述第二连接部的厚度大于所述第二主体部的厚度。
在上述技术方案中,第二连接部的厚度大于第二主体部的厚度,一方面,使得第二连接部的强度相对于第二主体部的强度更高,从而降低了电极组件进入外壳时,第二连接部和第一绝缘件的连接处由于电极组件的惯性和第二连接部受力不均匀而断裂的风险;另一方面,第二主体部的厚度小于第二连接部,降低了第二主体部所占用的外壳内的空间,从而在外壳内的空间一定的情况下,使得电极组件能够占用更多的空间,进而增加电极组件的体积,从而增加电池单体的能量密度。
在一些实施例中,所述第二主体部的厚度与所述第一主体部的厚度相等。
在上述技术方案中,第二主体部的厚度与第一主体部的厚度相等,从而使得第一主体部和第二主体部的原料的厚度一致,进而使得可以采用厚度相同的原材料对第一主体部和第二主体部同时生产,从而使得第一主体部和第二主体部的原料可以一起制造,从而便于第二绝缘件的生产。
在一些实施例中,所述电极组件具有沿第三方向相对设置的第三表面和第四表面,所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两垂直;所述第二绝缘件还包括第三主体部和第四主体部,所述第三主体部和所述第四主体部分别连接于所述第一主体部沿所述第三方向的两端;所述第三主体部至少部分覆盖所述第三表面,在所述第一方向上,所述第三主体部靠近所述第一壁的一端连接于所述第一绝缘件;所述第四主体部至少部分覆盖所述第四表面,在所述第一方向上,所述第四主体部靠近所述第一壁的一端连接于所述第一绝缘件。
在上述技术方案中,通过第三主体部的至少部分覆盖第三表面,并通过第四主体部至少部分覆盖第四表面,以绝缘隔离第三表面、第四表面与外壳,从而降低电极组件和外壳短路的风险,进而提升了电池单体的可靠性,同时第三主体部靠近第一壁的一端连接于第一绝缘件,第四主体部靠近第一壁的一端连接于第一绝缘件,从而增加了第二绝缘件与第一绝缘件连接的面积,从而提高了第二绝缘件和第一绝缘件连接的可靠性。
在一些实施例中,所述第三主体部的厚度和所述第四主体部的厚度均与所述第一主体部的厚度相等。
在上述技术方案中,第三主体部的厚度和第四主体部的厚度均与第一主体部的厚度相等,降低了用于制造第三主体部、第四主体部和第一主体部的器械的复杂度,提高了第三主体部、第四主体部和第一主体部的生产合格率,进而便于对第三主体部、第四主体部和第一主体部的加工。
在一些实施例中,所述第二绝缘件还包括第五主体部和第六主体部,所述第五主体部和所述第六主体部分别连接于所述第二主体部沿所述第三方向的两端;所述第五主体部至少部分覆盖所述第三表面,所述第五主体部靠近所述第一壁的一端连接于所述第一绝缘件;所述第六主体部至少部分覆盖所述第四表面,所述第六主体部靠近所述第一壁的一端连接于所述第一绝缘件。
在上述技术方案中,通过第五主体部的至少部分覆盖第三表面,并通过第六主体部至少部分覆盖第四表面,以绝缘隔离第三表面、第四表面与外壳,从而降低电极组件和外壳短路的风险,进而提升了电池单体的可靠性,同时第五主体部靠近第一壁的一端连接于第一绝缘件,第六主体部靠近第一壁的一端连接于第一绝缘件,从而增加了第二绝缘件与第一绝缘件连接的面积,从而提高了第二绝缘件和第一绝缘件连接的可靠性。
在一些实施例中,所述第五主体部的厚度和所述第六主体部的厚度均与所述第二主体部的厚度相等。
在上述技术方案中,第五主体部的厚度和第六主体部的厚度均与第二主体部的厚度相等,降低了用于制造第五主体部、第六主体部和第二主体部的器械的复杂度,提高了第五主体部、第六主体部和第二主体部的生产合格率,进而便于对第五主体部、第六主体部和第二主体部的加工。
在一些实施例中,所述第三主体部和所述第五主体部在第三方向上至少部分重叠,所述第三主体部和所述第五主体部重叠的区域与所述第一绝缘件连接。
在上述技术方案中,第三主体部和第五主体部在第三方向上至少部分重叠,以使得第三主体部和第五主体部能够包覆第三表面,以绝缘隔离第三表面和外壳,从而降低电极组件和外壳短路的风险;同时第三主体部和第五主体部重叠的区域与第一绝缘件连接,由于第三主体部和第五主体部重叠的区域的厚度大于第三主体部的厚度或第五主体部的厚度,从而使得第三主体部和第五主体部重叠的区域与第一绝缘件连接处的强度大于单独的第三主体部与第一绝缘件连接处的强度或单独的第五主体与第一绝缘件连接处的强度。从而降低了电极组件进入外壳时,第三主体部与第一绝缘件的连接处和第五主体与第一绝缘件的连接处由于电极组件的惯性和第二绝缘件受力不均匀而断裂的风险。
在一些实施例中,所述第四主体部和所述第六主体部在第三方向上至少部分重叠,所述第四主体部和所述第六主体部重叠的区域与所述第一绝缘件连接。
在上述技术方案中,第四主体部和第六主体部在第三方向上至少部分重叠,以使得第四主体部和第六主体部能够包覆第四表面,以绝缘隔离第四表面和外壳,从而降低电极组件和外壳短路的风险;同时第四主体部和第六主体部重叠的区域与第一绝缘件连接,由于第四主体部和第六主体部重叠的区域的厚度大于第四主体部的厚度或第六主体部的厚度,从而使得第四主体部和第六主体部重叠的区域与第一绝缘件连接处的强度大于单独的第四主体部和第一绝缘件的连接处的强度或第六主体与第一绝缘件连接处的强度。从而降低了电极组件进入外壳时,第四主体部与第一绝缘件的连接处和第六主体与第一绝缘件的连接处由于电极组件的惯性和第二绝缘件受力不均匀而断裂的风险。
在一些实施例中,沿所述第一方向,所述电极组件具有背离所述第一壁的第五表面;所述第二绝缘件还包括第七主体部,所述第七主体部至少部分覆盖所述第五表面,所述第七主体部连接所述第一主体部和所述第二主体部。
在上述技术方案中,第二绝缘件还包括第七主体部,第七主体部至少部分覆盖第五表面,以绝缘隔离第五表面和外壳,从而降低电极组件和外壳短路的风险;同时第七主体部连接第一主体部和第二主体部,从而提高了第二绝缘件的整体性,便于第二绝缘件的加工制造。
在一些实施例中,所述电极组件包括正极极片和负极极片,所述电极组件具有平直区,所述正极极片位于所述平直区的部分和所述负极极片位于所述平直区的部分沿所述第二方向层叠设置。
在上述技术方案中,正极极片位于平直区的部分和负极极片位于平直区的部分沿第二方向层叠设置,进而使得第一表面为平面,进而减少第一主体部和第一连接部的弯折,从而便于第一连接部与第一绝缘件连接。
在一些实施例中,所述电池单体的容量大于500Ah。
在上述技术方案中,电池单体的容量越大,电池单体的电极组件的质量越大,进而导致其进入外壳时惯性较大,由于第一连接部的厚度大于第一主体部的厚度,使得第二绝缘件与第一绝缘件的连接处的强度得到加强,降低了电极组件进入外壳时,第一连接部与第一绝缘件连接处由于电极组件运动产生的惯性较大而断裂的风险。
在一些实施例中,所述电池单体在所述第一方向上的尺寸为H1,所述电池单体在所述第二方向上的尺寸为T1,所述电池单体在第三方向上的尺寸为W1,满足3720cm3≤W1×T1×H1≤12500cm3,所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两垂直。
在上述技术方案中,由于电池单体的体积越大,电池单体的电极组件的体积越大,从而使得电极组件的质量越大,进而导致其进入外壳时惯性较大,由于第一连接部的厚度大于第一主体部的厚度,使得第二绝缘件与第一绝缘件的连接处的强度得到加强,降低了电极组件进入外壳时,第一连接部与第一绝缘件连接处由于电极组件运动产生的惯性较大而断裂的风险。
在一些实施例中,120mm≤H1≤400mm。
在上述技术方案中,由于电池单体在第一方向上的尺寸越大,在其他方向上尺寸一定的情况下电池单体的体积越大,电池单体的电极组件的体积越大,从而使得电极组件的质量越大,进而导致其进入外壳时惯性较大,因此将第一连接部的厚度设置为大于第一主体部的厚度,使得第二绝缘件与第一绝缘件的连接处的强度得到加强,降低了电极组件进入外壳时,第一连接部与第一绝缘件连接处由于电极组件运动产生的惯性较大而断裂的风险。
在一些实施例中,60mm≤T1≤150mm。
在上述技术方案中,由于电池单体在第二方向上的尺寸越大,在其他方向上尺寸一定的情况下电池单体的体积越大,电池单体的电极组件的体积越大,从而使得电极组件的质量越大,进而导致其进入外壳时惯性较大,因此将第一连接部的厚度设置为大于第一主体部的厚度,使得第二绝缘件与第一绝缘件的连接处的强度得到加强,降低了电极组件进入外壳时,第一连接部与第一绝缘件连接处由于电极组件运动产生的惯性较大而断裂的风险。
在一些实施例中,200mm≤W1≤1500mm。
在上述技术方案中,由于电池单体在第三方向上的尺寸越大,在其他方向上尺寸一定的情况下电池单体的体积越大,电池单体的电极组件的体积越大,从而使得电极组件的质量越大,进而导致其进入外壳时惯性较大,因此将第一连接部的厚度设置为大于第一主体部的厚度,使得第二绝缘件与第一绝缘件的连接处的强度得到加强,降低了电极组件进入外壳时,第一连接部与第一绝缘件连接处由于电极组件运动产生的惯性较大而断裂的风险。
在一些实施例中,所述电极组件的质量大于5kg。
在上述技术方案中,由于电极组件的质量越大,其进入外壳时惯性较大,由于第一连接部的厚度大于第一主体部的厚度,使得第二绝缘件与第一绝缘件的连接处的强度得到加强,降低了电极组件进入外壳时,第一连接部与第一绝缘件连接处由于电极组件运动产生的惯性较大而断裂的风险。
在一些实施例中,所述外壳包括壳体和盖板,所述壳体具有开口,所述盖板封盖所述开口;所述第一壁为所述盖板,或所述第一壁为所述壳体与所述盖板相对的壁部。
在上述技术方案中,开口的设计方便将电极组件通过开口容纳于壳体内,盖板封盖开口,以形成一密闭的空间,进而提供给电极组件稳定的工作环境,从而提高了电池单体的可靠性。
第二方面,本申请实施例还提供一种电池装置,包括上述的电池单体。
第三方面,本申请实施例还提供一种用电装置,包括上述的电池单体或电池装置,所述电池单体用于提供电能。
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为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图;
图2为本申请一些实施例提供的电池装置的结构爆炸图;
图3为本申请一些实施例提供的电池单体的结构爆炸图;
图4为本申请一些实施例提供的第二绝缘件未包覆第一表面时的结构示意图;
图5为本申请一些实施例提供的第二绝缘件包覆第一表面时的结构示意图;
图6为图5中A-A的剖视图;
图7为本申请一些实施例提供的部分第二绝缘件的结构示意图;
图8为本申请一些实施例提供的第一绝缘件的结构示意图;
图9为本申请一些实施例提供的第一连接部的结构示意图;
图10为本申请一些实施例提供的第一种第一连接部的结构爆炸图;
图11为本申请一些实施例提供的第二绝缘件包覆第一表面时的剖视图;
图12为本申请一些实施例提供的第二种第一连接部展开后的结构示意图;
图13为本申请一些实施例提供的第三种第一连接部展开后的结构示意图;
图14为本申请一些实施例提供的第二绝缘件未包覆第一表面和第二表面时的结构示意图;
图15为本申请一些实施例提供的第二绝缘件展开后的结构示意图;
图16为本申请一些实施例提供的第二绝缘件包覆第三表面或第四表面时的剖视图;
图17为本申请一些实施例提供的电池单体的结构示意图。
图标:1000-车辆;100-电池装置;200-控制器;300-马达;
10-箱体;11-第一箱本体;12-第二箱本体;
20-电池单体;21-外壳;211-第一壁;22-电极组件;221-第一极耳;222-第二极耳;223-主体;22A-第一表面;22B-第二表面;22C-第三表面;22D-第四表面;22E-第五表面;22F-第六表面;
23-第一绝缘件;231-基体;232-凸部;232A-第一凸部;232B-第二凸部;232C-第三凸部;
24-第二绝缘件;241-第一主体部;242-第一连接部;2421-第一延伸区;2421A-第一分延伸区;2421B-第二分延伸区;2421C-第三分延伸区;2421D-第一热熔区;2422-第一本体区;2422A-第二热熔区;
2423-第一子连接部;2423A-第一子延伸区;2423B-第一子本体区;2424-第二子连接部;2424A-第二子延伸区;2424B-第二子本体区;
2425-第一刻痕槽;2425A-避让孔;
243-第二主体部;244-第二连接部;245-第三主体部;2451-第二刻痕槽;246-第四主体部;2461-第三刻痕槽;247-第五主体部;2471-第四刻痕槽;248-第六主体部;2481-第五刻痕槽;249-第七主体部;2491-第六刻痕槽;2492-第七刻痕槽;
25-转接件;251-第一转接件;252-第二转接件;
26-电极端子;261-第一电极端子;262-第二电极端子;
X-第一方向;Y-第二方向;Z-第三方向。
具体实施方式
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: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。
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)。
本申请实施例中,电池单体可以为二次电池,二次电池是指在电池单体放电后可通过充电的方式使活性材料激活而继续使用的电池单体。
电池单体包括但不限于锂离子电池、钠离子电池、钠锂离子电池、锂金属电池、钠金属电池、锂硫电池、镁离子电池、镍氢电池、镍镉电池、铅蓄电池等。
电池单体一般包括电极组件。电极组件包括正极、负极以及隔离件。在电池单体充放电过程中,活性离子(例如锂离子)在正极和负极之间往返嵌入和脱出。隔离件设置在正极和负极之间,可以起到降低正负极短路的风险,同时可以使活性离子通过。
在一些实施例中,正极可以为正极片,正极片可以包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面的正极活性材料。
作为示例,正极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面,正极活性材料设置在正极集流体相对的两个表面的任意一者或两者上。
作为示例,正极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如,作为金属箔片,可采用表面镀银处理的铝、表面镀银处理的不锈钢、不锈钢、铜、铝、镍、炭精电极、碳、镍或钛等。复合集流体可包括高分子材料基层和金属层。复合集流体可通过将金属材料(铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等)形成在高分子材料基材(如聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、聚乙烯等的基材)上而形成。
作为示例,正极活性材料可包括以下材料中的至少一种:含锂磷酸盐、锂过渡金属氧化物及其各自的改性化合物。但本申请并不限定于这些材料,还可以使用其他可被用作电池正极活性材料的传统材料。这些正极活性材料可以仅单独使用一种,也可以将两种以上组合使用。其中,含锂磷酸盐的示例可包括但不限于磷酸铁锂(如LiFePO4(也可以简称为LFP))、磷酸铁锂与碳的复合材料、磷酸锰锂(如LiMnPO4)、磷酸锰锂与碳的复合材料、磷酸锰铁锂、磷酸锰铁锂与碳的复合材料中的至少一种。锂过渡金属氧化物的示例可包括但不限于锂钴氧化物(如LiCoO2)、锂镍氧化物(如LiNiO2)、锂锰氧化物(如LiMnO2、LiMn2O4)、锂镍钴氧化物、锂锰钴氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物(如LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2(也可以简称为NCM333)、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2(也可以简称为NCM523)、LiNi0.5Co0.25Mn0.25O2(也可以简称为NCM211)、LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(也可以简称为NCM622)、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(也可以简称为NCM811)、锂镍钴铝氧化物(如LiNi0.85Co0.15Al0.05O2)及其改性化合物等中的至少一种。
在一些实施例中,正极可以采用泡沫金属。泡沫金属可以为泡沫镍、泡沫铜、泡沫铝、泡沫合金、或泡沫碳等。泡沫金属作为正极时,泡沫金属表面可以不设置正极活性材料,当然也可以设置正极活性材料。作为示例,在泡沫金属内还可以填充或/和沉积有锂源材料、钾金属或钠金属,锂源材料为锂金属和/或富锂材料。
在一些实施例中,负极可以为负极片,负极片可以包括负极集流体。
作为示例,负极集流体可采用金属箔片、泡沫金属或复合集流体。例如,作为金属箔片,可以采用银表面处理的铝或不锈钢、不锈钢、铜、铝、镍、炭精电极、碳、镍或钛等。泡沫金属可以为泡沫镍、泡沫铜、泡沫铝、泡沫合金等。复合集流体可包括高分子材料基层和金属层。复合集流体可通过将金属材料(铜、铜合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等)形成在高分子材料基材(如聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、聚乙烯等的基材)上而形成。
作为示例,负极片可以包括负极集流体以及设置在负极集流体至少一个表面上的负极活性材料。
作为示例,负极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面,负极活性材料设置在负极集流体相对的两个表面中的任意一者或两者上。
作为示例,负极活性材料可采用本领域公知的用于电池单体的负极活性材料。作为示例,负极活性材料可包括以下材料中的至少一种:人造石墨、天然石墨、软炭、硬炭、硅基材料、锡基材料和钛酸锂等。硅基材料可选自单质硅、硅氧化合物、硅碳复合物、硅氮复合物以及硅合金中的至少一种。锡基材料可选自单质锡、锡氧化合物以及锡合金中的至少一种。但本申请并不限定于这些材料,还可以使用其他可被用作电池负极活性材料的传统材料。这些负极活性材料可以仅单独使用一种,也可以将两种以上组合使用。
在一些实施例中,正极集流体的材料可以为铝,负极集流体的材料可以为铜。
在一些实施方式中,隔离件为隔离膜。隔离膜可以选用任意公知的具有良好的化学稳定性和机械稳定性的多孔结构隔离膜。
作为示例,隔离膜的材质可以包括玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯及聚偏二氟乙烯中的至少一种。隔离膜可以是单层薄膜,也可以是多层复合薄膜。在隔离膜为多层复合薄膜时,各层的材料可以相同或不同。隔离件可以是单独的一个部件位于正负极之间,也可以附着在正负极的表面。
在一些实施方式中,隔离件为固态电解质。固态电解质设于正极和负极之间,同时起到传输离子和隔离正负极的作用。
在一些实施方式中,电池单体还包括电解质,电解质在正、负极之间起到传导离子的作用。电解质可以是液态的、凝胶态的或固态的。其中,液态电解质包括电解质盐和溶剂。
在一些实施方式中,电解质盐可以包括六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲磺酰亚胺锂、三氟甲磺酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、二草酸硼酸锂、二氟二草酸磷酸锂及四氟草酸磷酸锂中的至少一种。
在一些实施方式中,溶剂可以包括碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸亚丁酯、氟代碳酸亚乙酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、1,4-丁内酯、环丁砜、二甲砜、甲乙砜及二乙砜中的至少一种。溶剂也可选醚类溶剂。醚类溶剂可以包括乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、1,3-二氧戊环、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、二苯醚及冠醚中的一种或多种。
其中,凝胶态电解质包括以聚合物作为电解质的骨架网络,搭配离子液体-锂盐。
其中,固态电解质包括聚合物固态电解质、无机固态电解质、复合固态电解质。
作为示例,聚合物固态电解质可以为聚醚(聚氧化乙烯)、聚硅氧烷、聚碳酸酯、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、单离子聚合物、聚离子液体-锂盐、纤维素等。
作为示例,无机固态电解质可以包括氧化物固体电解质(晶态的钙钛矿、钠超导离子导体、石榴石、非晶态的LiPON薄膜)、硫化物固体电解质(晶态的锂超离子导体(锂锗磷硫、硫银锗矿)、非晶体硫化物)以及卤化物固体电解质、氮化物固体电解质及氢化物固体电解质中的一种或多种。
作为示例,复合固态电解质通过在聚合物固体电解质中增加无机固态电解质填料形成。
在一些实施方式中,电极组件为卷绕结构。正极片、负极片卷绕成卷绕结构。
在一些实施方式中,电极组件为叠片结构。
作为示例,正极片、负极片可分别设置多个,多个正极片和多个负极片交替层叠设置。
作为示例,正极片可设置多个,负极片折叠形成多个层叠设置的折叠段,相邻的折叠段之间夹持一个正极片。
作为示例,正极片和负极片均折叠形成多个层叠设置的折叠段。
作为示例,隔离件可设置多个,分别设置在任意相邻的正极片或负极片之间。
作为示例,隔离件可连续地设置,通过折叠或者卷绕方式设置在任意相邻的正极片或负极片之间。
在一些实施方式中,电极组件的形状可以为圆柱状,扁平状或多棱柱状等。
在一些实施方式中,电极组件设有极耳,极耳可以将电流从电极组件导出。极耳包括正极耳和负极耳。
在一些实施方式中,电池单体可以包括外壳。外壳用于封装电极组件及电解质等部件。外壳可以为钢壳、铝壳、塑料壳(如聚丙烯)、复合金属壳(如铜铝复合外壳)或铝塑膜等。
电池单体还包括绝缘膜,绝缘膜包覆于电极组件的外部。绝缘膜可以为迈拉膜(mylar膜)。在电极组件成型后会通过包Mylar工序完成迈拉膜。其中,迈拉膜起密封和保护电极组件的作用。
作为示例,电池单体可以为圆柱电池单体、棱柱电池单体、软包电池单体或其它形状的电池单体,棱柱电池单体包括方壳电池单体、刀片形电池单体、多棱柱电池,多棱柱电池例如为六棱柱电池等。
在一些实施例中,电池装置可以为电池模块,电池单体有多个时,多个电池单体排列并固定形成一个电池模块。
在一些实施例中,电池装置可以为电池包,电池包包括箱体和电池单体,电池单体或电池模块容纳于箱体中。
在一些实施例中,箱体可以作为车辆的底盘结构的一部分。例如,箱体的部分可以成为车辆的地板的至少一部分,或者,箱体的部分可以成为车辆的横梁和纵梁的至少一部分。
在一些实施例中,电池可以为储能装置。储能装置包括储能集装箱、储能电柜等。
电池具有能量密度高、环境污染小、功率密度大、使用寿命长、适应范围广、自放电系数小等突出的优点,是现今新能源发展的重要组成部分。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,另外,还需要考虑电池的可靠性。
在电池技术中,为了提高电池单体的可靠性,一般会在电池单体的电极组件外周和外壳内周之间设置绝缘结构,上文提及的绝缘膜和设置于电极组件与壳体之间用于绝缘隔离电极组件未被绝缘膜包覆的一面与壳体的下塑胶,其中绝缘膜和下塑胶通过热熔连接,以对电极组件进行完整的包覆。然而,在电极组件被放入外壳中时,由于电极组件运动过程中存在惯性且绝缘膜受力不均,会使得绝缘膜和下塑胶连接处存在断裂的风险,从而不利于提升电池单体的可靠性。
基于以上考虑,为了在装配过程中降低电极组件进入外壳时绝缘膜开裂的风险,提高电池单体的可靠性。本申请实施例提供一种电池单体,包括外壳、电极组件、第一绝缘件和第二绝缘件;外壳在第一方向上具有第一壁;电极组件容纳于所述外壳内,所述电极组件在第二方向上具有第一表面,所述第二方向垂直于所述第一方向;第一绝缘件设置于所述第一壁与所述电极组件之间;第二绝缘件至少部分包裹所述电极组件,所述第二绝缘件包括第一主体部和第一连接部,所述第一主体部至少部分覆盖所述第一表面,在所述第一方向上,所述第一连接部连接于所述第一主体部靠近所述第一壁的一端,所述第一连接部与所述第一绝缘件连接;其中,所述第一连接部的厚度大于所述第一主体部的厚度。
在这种结构的电池单体中,第一绝缘件设置于第一壁与电极组件之间;第二绝缘件至少部分包裹电极组件,第二绝缘件包括第一主体部和第一连接部,第一主体部至少部分覆盖第一表面,在第一方向上,第一连接部连接于第一主体部靠近第一壁的一端,第一连接部与第一绝缘件连接。其中,第一连接部的厚度大于第一主体部的厚度。使得第一连接部的强度相对于第一主体部的强度更高,从而降低了电极组件进入外壳时,第一连接部与第一绝缘件连接处由于电极组件的惯性和第一连接部受力不均匀而断裂的风险,从而提升电池单体的可靠性;另一方面,第一主体部的厚度小于第一连接部,降低了第一主体部所占用的外壳内的空间,从而在外壳内的空间一定的情况下,使得电极组件能够占用更多的空间,进而增加电极组件的体积,从而增加电池单体的能量密度。
本申请实施例描述的技术方案均适用于各种使用电池单体和电池装置的用电装置,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、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。
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的内部设置有电池装置100,电池装置100可以设置在车辆1000的底部,也可以设置在车辆1000的头部,还可以设置在车辆1000的尾部。电池装置100可以用于车辆1000的进行供电,例如,电池装置100可以作为车辆1000的操作电源或使用电源等。车辆1000还可以包括控制器200和马达300,控制器200用来控制电池装置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,电池装置100不仅可以作为车辆1000的操作电源或使用电源,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装置100的结构爆炸图。电池装置100包括箱体10和电池单体20,电池单体20用于容纳于箱体10内。
其中,箱体10用于为电池单体20提供装配空间,箱体10可以采用多种结构。在一些实施例中,箱体10可以包括第一箱本体11和第二箱本体12,第一箱本体11与第二箱本体12相互盖合,第一箱本体11和第二箱本体12共同限定出用于容纳电池单体20的装配空间。第二箱本体12可以为一端开放的空心结构,第一箱本体11可以为板状结构,第一箱本体11盖合于第二箱本体12的开放侧,以使第一箱本体11与第二箱本体12共同限定出装配空间;第一箱本体11和第二箱本体12也可以是均为一侧开放的空心结构,第一箱本体11的开放侧盖合于第二箱本体12的开放侧。
当然,第一箱本体11和第二箱本体12形成的箱体10可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体或正方体等。示例性地,在图2中,箱体10的形状为长方体。
在电池装置100中,设置于箱体10内的电池单体20可以是一个,也可以是多个。当设置于箱体10内的电池单体20为多个时,多个电池单体20之间可以是串联或并联或混联,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,电池装置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,并整体容纳于箱体10内。
在一些实施例中,电池装置100还可以包括其他结构,例如,该电池装置100还可以包括汇流部件,汇流部件用于连接多个电池单体20,以实现多个电池单体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,但并不局限于此。电池单体20可以呈长方体、圆柱体、棱柱体或其它形状等。示例性地,在图3中,电池单体20为长方体结构。
根据本申请的一些实施例,参照图3,并请进一步参照图4、图5和图6,图3为本申请一些实施例提供的电池单体20的结构爆炸图,图4为本申请一些实施例提供的第二绝缘件24未包覆第一表面22A时的结构示意图,图5为本申请一些实施例提供的第二绝缘件24包覆第一表面22A时的结构示意图,图6为图5中A-A的剖视图。本申请实施例提供一种电池单体20,包括外壳21、电极组件22、第一绝缘件23和第二绝缘件24;外壳21在第一方向X上具有第一壁211;电极组件22容纳于外壳21内,电极组件22在第二方向Y上具有第一表面22A,第二方向Y垂直于第一方向X;第一绝缘件23设置于第一壁211与电极组件22之间;第二绝缘件24至少部分包裹电极组件22,第二绝缘件24包括第一主体部241和第一连接部242,第一主体部241至少部分覆盖第一表面22A,在第一方向X上,第一连接部242连接于第一主体部241靠近第一壁211的一端,第一连接部242与第一绝缘件23连接;其中,第一连接部242的厚度大于第一主体部241的厚度。
外壳21为用于容纳电极组件22的部件,外壳21还可以用于容纳电解质,比如电解液。在一些实施例中,外壳21的内部形成有容纳腔,容纳腔用于容纳电极组件22。
在一些实施例中,外壳21的材质可以金属或者金属与非金属的组合,例如,外壳21可以为金属制得,如铝、铜、铁、铝、钢或铝合金等;又例如外壳21的部分可以通过金属制得,其余部分可以通过非金属制得,如外壳21的盖板可以通过金属制得,外壳21的其他部位可以通过非金属材料制得。外壳21可以与电极组件22的形状适配,示例性地,在图3中,电极组件22为长方体结构,则可选用长方体结构的外壳21。
在一些实施例中,外壳21包括壳体和盖板,壳体的一端具有开口,使得电极组件22可通过该开口放置于壳体的内部。壳体可由金属材料制成,诸如铝、铝合金或者镀镍钢。盖板上设置有两个电极端子26。两个电极端子26中,一个为正极电极端子26,另一个为负极电极端子26。壳体可以呈长方体,也可以为圆柱体或者椭圆柱体。两个电极端子26可以均设置于盖板,也可以均设置于壳体,或者一个设置于盖板,另一个设置于壳体。
第一壁211为外壳21的部分结构,第一壁211可以绝缘安装有第一电极端子261和第二电极端子262。
第一电极端子261和第二电极端子262均为绝缘安装于第一壁211的部件,第一电极端子261和第二电极端子262分别用于与电极组件22的正极和负极电连接。以使得电流经第一电极端子261流入电极组件22,经过第二电极端子262流出电极组件22;或者,使得电流经第二电极端子262流入电极组件22,经过第一电极端子261流出电极组件22。
第一壁211可以为导电材料制得,例如金属材质制得,比如第一壁211采用铝、铜、铁、铝、钢或铝合金等材料制得。
在一些实施例中,第一壁211可以为外壳21的盖板,外壳21的壳体围设于第一壁211的边缘。
在一些实施例中,第一壁211可以通过焊接、粘接、卡接或者其他连接方式与壳体连接。在一些实施例中,第一壁211和壳体可以一体成型设置。
第一方向X可以平行于电池单体20的高度方向,第二方向Y可以平行于电池单体20的宽度方向。
在电极组件22放入外壳21时,入壳方向可以平行于第一方向X,且第一方向X可以平行于重力方向。
需要说明的是,电极组件22是电池单体20中发生电化学反应的部件。电极组件22的结构可以是多种,示例性地,电极组件22可以是由正极片、隔离件和负极片通过卷绕形成的卷绕式结构。示例性地,隔离件为隔离膜,隔离膜的主要材质可选自玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯以及聚偏二氟乙烯中的至少一种。
在电极组件22为卷绕式结构的实施例中,第一方向X可以平行于电极组件22的卷绕轴线。
示例性地,参照图3,外壳21内可以容纳一个电极组件22,也可以容纳多个电极组件22,多个电极组件22沿第二方向Y层叠设置。
第一表面22A是指电极组件22在第二方向Y上的一个外表面,在电极组件22为沿第二方向Y层叠设置的多个极片的实施例中,第一表面22A是指多个极片在第二方向Y位于最外层的极片在第二方向Y上远离其他极片的表面。
在一些实施例中,参照图3,电极组件22包括主体223、第一极耳221和第二极耳222。示例性地,主体223在第一方向X上具有面向第一壁211的第六表面22F,第一极耳221和第二极耳222均设置于第六表面22F。电池单体20还包括第一转接件251和第二转接件252。第一转接件251用于电连接第一极耳221与第一电极端子261。第二转接件252用于电连接第二极耳222与第二电极端子262。
主体223为电极组件22在电池单体20内发生化学反应的区域,主体223为正极片涂覆有正极活性物质层的区域、隔离件和负极片涂覆有负极活性物质层的区域卷绕而成的结构,主要依靠金属离子在极性相反的正极片和负极片之间移动来工作。
第一极耳221和第二极耳222为电极组件22中分别用于引导电流流入主体223和流出主体223的部分。示例性地,第一极耳221用于引导电流流入主体223,第二极耳222用于引导电流流出主体223;或者,第二极耳222用于引导电流流入主体223,第一极耳221用于引导电流流出主体223。
若第一极耳221用于输入或输出电极组件22的正极,则第一极耳221为正极片上未涂覆正极活性物质层的区域相互层叠连接形成的部件,对应的,第二极耳222用于输出或输入电极组件22的负极,则第二极耳222为负极片上未涂覆负极活性物质层的区域相互层叠连接形成的部件;若第一极耳221用于输出或输入电极组件22的负极,则第一极耳221为负极片上未涂覆负极活性物质层的区域相互层叠连接形成的部件,对应的,第二极耳222用于输入或输出电极组件22的正极,则第二极耳222为正极片上未涂覆正极活性物质层的区域相互层叠连接形成的部件。示例性的,在本申请实施例中,第一极耳221用于输出或输入电极组件22的负极,第二极耳222用于输出或输入电极组件22的正极。
第一绝缘件23设置于电极组件22与第一壁211之间,第一绝缘件23具有绝缘特性,能够绝缘隔离第一壁211和电极组件22。示例性地,第一绝缘件23可以为电池单体20的下塑胶。
在一些实施例中,第一绝缘件23可以为片状、板状或者圈状等。
在一些实施例中,第一绝缘件23可以为可以是橡胶件、硅胶件或塑胶件等。
在一些实施例中,第一绝缘件23为绝缘材料制得,例如聚丙烯、聚乙烯等其他具有绝缘特性的材料制得。
第一绝缘件23与第一壁211的连接关系包括但不限于注塑一体成型、粘接、卡接或者通过其他连接构件连接等其他连接关系。
第二绝缘件24可以对电极组件22起密封、保护以及绝缘的作用,示例性地,第二绝缘件24可以为迈拉膜(Mylar膜)。
第一主体部241为第二绝缘件24中用于至少覆盖第一表面22A的部分。
参照图4,第一主体部241为第二绝缘件24中用于至少覆盖第一表面22A的部分可以理解为,第一主体部241的部分区域覆盖第一表面22A;电极组件22在第三方向Z上具有相对设置的第三表面22C和第四表面22D,第三表面22C和第四表面22D与第一表面22A相邻设置,第一主体部241的部分区域可以沿第三方向Z超出第一表面22A的两侧,并分别向靠近第三表面22C和第四表面22D的方向翻折以覆盖部分或完全覆盖第三表面22C和第四表面22D;电极组件22在第一方向X上具有远离第一壁211的第五表面22E,第五表面22E与第一表面22A相邻设置,第一主体部241的部分区域可以沿第一方向X超出第一表面22A远离第一壁211的一侧,并分别向靠近第五表面22E的方向翻折以覆盖部分或完全覆盖第五表面22E。
第三方向Z可以平行于电池单体20的长度方向,第一方向X第二方向Y和第三方向Z两两垂直。
第一连接部242为第二绝缘件24中与第一主体部241连接,并用于与第一绝缘件23连接的部分。为了便于显示完成包覆第一表面22A后的第二绝缘件24的第一连接部242的范围,请参照图5,图中以虚线的方式对第一连接部242所在的范围进行了标识,需要说明的是,虚线仅仅是为了便于显示第一连接部242的范围,不代表任何实体含义。
示例性地,参照图5,在第一主体部241包覆第一表面22A后,沿第一方向X,第一连接部242位于第一主体部241和第一壁211之间,并与第一绝缘件23连接。
在一些实施例中,第一连接部242可以通过焊接、热熔连接、粘接或者其他连接方式与第一绝缘件23连接。
在一些实施例中,第一主体部241和第一连接部242为分体式设计,第一连接部242可以通过焊接、热熔连接、粘接或者其他连接方式与第一主体部241连接。
在一些实施例中,第一主体部241和第一连接部242为一体成型,第一主体部241和第一连接部242通过注塑成型,或辊压成型等方式形成厚度不同的两个区域。
在一些实施例中,参照图6,在垂直于第二方向Y的同一投影面内,极耳和转接片的正投影落入第一连接部242的整体投影。也就是说,沿第二方向Y观察,第一连接部242和极耳和转接片共用至少一部分空间。从而减少了第一连接部242对电极组件22的主体223的影响。
在本实施例中,第一连接部242的厚度大于第一主体部241的厚度,一方面,使得第一连接部242的强度相对于第一主体部241的强度更高,从而降低了电极组件22进入外壳21时,第一连接部242与第一绝缘件23连接处由于电极组件22的惯性和第一连接部242受力不均匀而断裂的风险;另一方面,第一主体部241的厚度小于第一连接部242,降低了第一主体部241所占用的外壳21内的空间,从而在外壳21内的空间一定的情况下,使得电极组件22能够占用更多的空间,进而增加电极组件22的体积,从而增加电池单体20的能量密度。
根据本申请的一些实施例,请参照图5和图6,第一连接部242在第一方向X上的最大宽度为B,满足0<B≤10mm。
第一连接部242在第一方向X上的最大宽度为第一连接部242在第一方向X上最远离第一主体部241的一端到第一主体部241在第一方向X上最靠近第一连接部242的第一端。
B可以取0.2mm、0.4mm、0.6mm、0.8mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在本实施例中,当B>0时,能够使得第一连接部242在第一方向X上具有一定的尺寸能够与第一绝缘件23连接;当B≤10mm时,能够降低第一连接部242在第一方向X上的尺寸,一方面,能够降低第一连接部242插入电极组件22沿第一方向X面向第一壁211的表面导致电极组件22析锂的风险,从而提高电池单体20的可靠性;另一方面,能够降低第一连接部242挤压电极组件22沿第一方向X面向第一壁211的表面在第二方向Y的边缘导致电极组件22析锂的风险,提高电池单体20的可靠性;因此,当0<B≤10mm时,第一连接部242能够在第一方向X上具有一定的尺寸与第一绝缘件23连接,同时能够降低电极组件22析锂风险,以提高电池单体20可靠性的。
根据本申请的一些实施例,请参照图5和图6,3.5mm≤B≤7mm。
B可以取3.5mm、3.6mm、3.7mm、3.8mm、3.9mm、4mm、4.5mm、5mm、5.5mm、6mm、6.5mm、7mm等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在本实施例中,当B≥3.5mm时,能够使得第一连接部242在第一方向X具有充足的尺寸以与第一绝缘件23连接,从而进一步增加了第一连接部242和第一绝缘件23连接的可靠性;因此,当3.5mm<B≤10mm时,第一连接部242能够提高第一连接部242和第一绝缘件23连接的可靠性,同时降低电极组件22析锂风险,以提高电池单体20可靠性。
根据本申请的一些实施例,请参照图5和图6,第一连接部242在第二方向Y上的厚度为A,满足0.2mm≤A≤0.5mm。
第一连接部242在第二方向Y上的厚度为第一连接部242在第二方向Y上用于与第一绝缘件23连接的侧面到第一连接部242在第二方向Y上远离第一绝缘件23的侧面之间的距离。
A可以取0.2mm、0.21mm、0.22mm、0.23mm、0.24mm、0.25mm、0.26mm、0.27mm、0.28mm、0.29mm、0.3mm、0.35mm、0.4mm、0.45mm、0.5mm等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在本实施例中,当A≥0.2mm时,能在第一连接部242在具有一定长度的情况下,使得第一连接部242被垂直第一方向X上的平面截取的横截面具有一定的面积,进而使得第一连接部242具有一定的强度,以降低电极组件22进入外壳21时,第一连接部242与第一绝缘件23的连接处由于电极组件22的惯性和第一连接部242受力不均匀而断裂的风险,从而提高电池单体20的可靠性;当A≤0.5mm时,能够降低第一连接部242与第一绝缘件23采用热熔连接时,第一连接部242不能较好地被加热装置熔化导致连接强度降低的风险,从而提升第一连接部242与第一绝缘件23热熔连接的可靠性;因此,当0.2mm≤A≤0.5mm时,第一连接部242能够降低电极组件22进入外壳21时,第一连接部242和第一绝缘件23的连接处由于电极组件22的惯性和第一连接部242受力不均匀而断裂的风险,从而提高电池单体20的可靠性,同时能够降低第一连接部242与第一绝缘件23采用热熔连接时,第一连接部242不能较好地被加热装置熔化导致连接强度降低的风险,从而提升第一连接部242与第一绝缘件23热熔连接的可靠性。
根据本申请的一些实施例,请参照图5和图6,0.2mm≤A≤0.45mm。
A可以取0.2mm、0.21mm、0.22mm、0.23mm、0.24mm、0.25mm、0.26mm、0.27mm、0.28mm、0.29mm、0.3mm、0.35mm、0.4mm、0.45mm等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在本实施例中,当A≤0.45mm时,能够进一步降低第一连接部242与第一绝缘件23采用热熔连接时,第一连接部242不能较好地被加热装置熔化导致连接强度降低的风险,从而进一步提升第一连接部242与第一绝缘件23热熔连接的可靠性;因此,当0.2mm≤A≤0.45mm时,第一连接部242能够降低电极组件22进入外壳21时,第一连接部242和第一绝缘件23的连接处由于电极组件22的惯性和第一连接部242受力不均匀而断裂的风险,从而提高电池单体20的可靠性,同时能够进一步降低第一连接部242与第一绝缘件23采用热熔连接时,第一连接部242不能较好地被加热装置熔化导致连接强度降低的风险,从而能够进一步提升第一连接部242与第一绝缘件23热熔连接的可靠性。
根据本申请的一些实施例,请参照图5和图6,第一连接部242在第三方向Z上的长度为L,满足0<L≤350mm,第一方向X、第二方向Y和第三方向Z两两垂直。
第一连接部242在第三方向Z上的长度为第一连接部242在第三方向Z上相对设置的两端之间的距离。
L可以取2mm、4mm、6mm、8mm、10mm、20mm、30mm、40mm、50mm、60mm、70mm、80mm、90mm、100mm、150mm、200mm、250mm、300mm、350mm等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在本实施例中,当L≤350mm时,使得第一连接部242在第三方向Z上不会超出电极组件22的第一表面22A,从而使得第一连接部242不会延伸至电极组件22上与第一表面22A相邻的表面所位于的一侧,使得第一连接部242与第二绝缘件24其余部分重叠导致重叠部分厚度过大,进而降低了因重叠部分厚度过大导致的重叠部分不能较好地被加热装置熔化导致连接强度降低的风险,从而提升第二绝缘件24与第一绝缘件23热熔连接的可靠性。
根据本申请的一些实施例,请参照图5和图6,170mm≤L≤350mm。
L可以取170mm、180mm、190mm、200mm、210mm、220mm、230mm、240mm、250mm、260mm、270mm、280mm、290mm、300mm、310mm、320mm、330mm、340mm、350mm等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在本实施例中,当L≥170mm时,使得第一连接部242在第三方向Z具有一定的尺寸从而便于第一连接部242与第一绝缘件23上用于热熔的结构热熔连接;因此,170mm≤L≤350mm时,第一连接部242能够便于第一连接部242与第一绝缘件23上用于热熔的结构热熔连接,同时使得第一连接部242不会延伸至电极组件22上与第一表面22A相邻的表面所位于的一侧,使得第一连接部242与第二绝缘件24其余部分重叠导致重叠部分厚度过大,进而降低了因重叠部分厚度过大导致的重叠部分不能较好地被加热装置熔化导致连接强度降低的风险,从而提升第二绝缘件24与第一绝缘件23热熔连接的可靠性。
根据本申请的一些实施例,请参照图7和图8,图7为本申请一些实施例提供的部分第二绝缘件24的结构示意图,图8为本申请一些实施例提供的第一绝缘件23的结构示意图。第一连接部242包括多个第一延伸区2421,多个第一延伸区2421沿第三方向Z间隔设置,第一方向X、第二方向Y和第三方向Z两两垂直。
在一些实施例中,第一绝缘件23在第一方向X上面向电极组件22的侧面上具有沿第一方向X向电极组件22延伸的凸部232,凸部232用于与电极组件22的主体223抵接,以限制电极组件22在第一方向X上的运动。
第一延伸区2421为第一连接部242中用于与第一绝缘件23上的凸部232在第二方向Y上的一侧连接的部分区域。
第一延伸区2421的形状可以是多种多样地,示例性地,参照图7,第一延伸区2421为长方体形。
在本实施例中,第一连接部242包括多个第一延伸区2421,多个第一延伸区2421沿第三方向Z间隔设置,以便于与第一绝缘件23上对应设置的热熔结构热熔。
根据本申请的一些实施例,请参照图7和图8,第一绝缘件23包括基体231和多个凸部232,沿第一方向X,多个凸部232凸出于基体231面向电极组件22的一侧,并沿第三方向Z间隔设置;多个第一延伸区2421与多个凸部232一一对应的连接。
基体231在面向电极组件22的一侧设置有凸部232,凸部232为第一绝缘件23中用于电极组件22抵接的部分。
凸部232的形状可以是多种多样地,示例性地,参照图8,凸部232为长方体状。
凸部232与基体231的连接关系包括但不限于注塑一体成型、粘接、卡接或者通过其他连接构件连接等其他连接关系。
在一些实施例中,参照图7和图8多个凸部232包括沿第三方向Z间依次间隔设置的第一凸部232A、第二凸部232B和第三凸部232C,第一凸部232A用于与主体223位于第一极耳221远离第二极耳222的一侧的部分抵接,第三凸部232C用于与主体223位于第二极耳222远离第一极耳221的一侧的部分抵接。第二凸部232B用于与主体223位于第一极耳221和第二极耳222之间的部分抵接。进而使得第一绝缘件23的中部能够得到电极组件22的支持。并隔绝第一转接件251、第一极耳221和第二转接件252、第二极耳222,从而降低因第一转接件251和第二转接件252搭接,进而引发的电池单体20内部短路的风险,提高了电池单体20的可靠性,同时第一凸部232A、第二凸部232B和第三凸部232C均与主体223抵接,从而降低了因与第一绝缘件23抵接导致的第一转接件251和第二转接件252与主体223抵接而引发的电池单体20内部短路。多个第一延伸区2421包括沿第一方向X依次间隔设置的第一分延伸区2421A、第二分延伸区2421B和第三分延伸区2421C。其中,第一分延伸区2421A与第一凸部232A在第二方向Y上面向第一连接部242的一侧连接,第二分延伸区2421B与第二凸部232B在第二方向Y上面向第一连接部242的一侧连接,第三分延伸区2421C与第三凸部232C在第二方向Y上面向第一连接部242的一侧连接。从而充分利用第一绝缘件23的凸部232结构,以与第一绝缘件23连接,使得电池单体20的内部结构更为紧凑,减少了外壳21内空间的浪费,从而可以置入更大体积的电极组件22,从而增加了电池单体20的能量密度。同时第一分延伸区2421A、第二分延伸区2421B和第三分延伸区2421C与第一凸部232A、第二凸部232B和第三凸部232C一一对应地连接以尽可能地增加第一绝缘件23和第一连接部242的相连接面积,进而增加第一绝缘件23和第一连接部242连接的可靠性。
在本实施例中,第一绝缘件23包括基体231和多个凸部232,一方面,沿第一方向X,多个凸部232凸出于基体231面向电极组件22的一侧,并沿第三方向Z间隔设置,从而可以通过凸部232绝缘隔离电极组件22的极性相反的极耳或与极性相反的极耳连接的其他电池单体20的结构件;另一方面,多个第一延伸区2421与多个凸部232一一对应的连接,以尽可能的增加第一绝缘件23和第一连接部242的相连接面积,进而增加第一绝缘件23和第一连接部242连接的可靠性。
根据本申请的一些实施例,请参照图7,第一连接部242还包括第一本体区2422,在第一方向X上,第一本体区2422连接于第一主体部241靠近第一壁211的一端,第一本体区2422沿第三方向Z延伸;多个第一延伸区2421连接于第一本体区2422,并沿第一方向X凸出于第一本体区2422。
第一本体区2422可以为第一连接部242中连接第一主体部241和第一延伸区2421的区域部分。
在第一连接部242与第一主体223为分体式的实施例中,第一本体区2422连接多个第一延伸区2421,从而在安装时相对于分别连接多个第一延伸区2421和第一主体部241,通过连接第一本体区2422和第一主体部241以连接多个第一延伸区2421和第一主体部241,能够更快地完成多个第一延伸区2421和第一主体部241的连接,从而减少第二绝缘件24的加工时间便于第二绝缘件24的加工制造。
在本实施例中,通过第一本体区2422连接多个第一延伸区2421,并通过第一本体区2422连接多个第一延伸区2421和第一主体223部,从而增加了第一连接部242的整体性,便于第一连接部242的加工制造。
根据本申请的一些实施例,请参照图9和图10,图9为本申请一些实施例提供的第一连接部242的结构示意图,图10为本申请一些实施例提供的第一种第一连接部242的结构爆炸图。第一连接部242包括第一子连接部2423和第二子连接部2424,第一子连接部2423和第二子连接部2424沿第二方向Y层叠设置;第一子连接部2423和第二子连接部2424热熔连接并形成第一热熔区2421D和第二热熔区2422A,第一热熔区2421D和第二热熔区2422A沿第三方向Z间隔设置;第一热熔区2421D的至少部分位于第一延伸区2421,第二热熔区2422A位于第一本体区2422,第一热熔区2421D在第一方向X上的尺寸大于第二热熔区2422A在第一方向X上的尺寸。
第一子连接部2423和第二子连接部2424为第一连接部242的两个本体,第一子连接部2423和第二子连接部2424中的至少一者与第一主体部241连接。
在一些实施例中,第一主体部241和第一连接部242为分体式设计,第一子连接部2423和第二子连接部2424中的至少一者可以通过焊接、热熔连接、粘接或者其他连接方式与第一主体部241连接。
在一些实施例中,第一主体部241和第一子连接部2423和第二子连接部2424中的至少一者通过注塑成型,或辊压成型等方式一体成型。
在一些实施例中,第一连接部242还可以包括第三子连接部、第四子连接部以至于更多的子连接部,多个子连接部沿第二方向Y层叠设置以使得第一连接部242的厚度大于第一主体部241的厚度。
第一子连接部2423和第二子连接部2424热熔连接,也就是说,第一子连接部2423的部分区域和第二子连接部2424的部分区域相互熔融后再固定相连,以使第一子连接部2423的部分区域与第二子连接部2424的部分区域熔融为一体。示例性地,第一子连接部2423和第二子连接部2424热熔连接的方式可以是多种,比如,可以通过高温熔化的方式对第一子连接部2423和第二子连接部2424进行局部熔化,以实现第一子连接部2423和第二子连接部2424之间的热熔连接。
第一热熔区2421D和第二热熔区2422A为通过对第一子连接部2423和第二子连接部2424中的一者或两者加热使得第一子连接部2423和第二子连接部2424中一者或两者的部分熔化并结合连接在一起形成的连接第一子连接部2423和第二子连接部2424的区域。
为了便于显示第一热熔区2421D和第二热熔区2422A的范围,请参照图9,图中以虚线或者图案填充的方式对第一热熔区2421D和第二热熔区2422A所在的范围进行了标识,需要说明的是,虚线和图案填充仅仅是为了便于显示第一热熔区2421D和第二热熔区2422A的范围,不代表任何实体含义。
为了便于显示第一延伸区2421和第一本体区2422的范围,请参照图9,图中以虚线的方式对第一延伸区2421和第一本体区2422所在的范围进行了标识,需要说明的是,虚线仅仅是为了便于显示第一延伸区2421和第一本体区2422的范围,不代表任何实体含义。
第一热熔区2421D和第二热熔区2422A可以是多种形状,比如圆形、方形和多边形,参照图9,第一热熔区2421D和第二热熔区2422A均呈长方形。
在一些实施例中,参照图10,第一子连接部2423包括第一子延伸区2423A和第一子本体区2423B,第二子连接部2424包括第二子延伸区2424A和第二子本体区2424B,第一子延伸区2423A和第二子延伸区2424A沿第二方向Y层叠设置以形成第一延伸区2421,第一子本体区2423B和第二子本体区2424B沿第二方向Y层叠设置以形成第一本体区2422。
第一热熔区2421D的至少部分位于第一延伸区2421,可以是指第一热熔区2421D的部分位于第一延伸区2421内;第一热熔区2421D的部分沿第一方向X延伸至第一本体区2422。
示例性地,第一子延伸区2423A的部分和第二子延伸区2424A的部分热熔连接以形成第一热熔区2421D的部分;第一子本体区2423B的部分和第二子本体区2424B的部分热熔连接以形成第一热熔区2421D的另一部分。
第二热熔区2422A位于第一本体区2422可以是指第二热熔区2422A位于第一本体区2422内。
第一子本体区2423B的部分和第二子本体区2424B的部分热熔连接以形成第二热熔区2422A的。
可以理解地在垂直于第一方向X的投影面上第二热熔区2422A的正投影和第一延伸区2421的正投影不重叠。
第一热熔区2421D在第一方向X上的尺寸大于第二热熔区2422A在第一方向X上的尺寸,从而在第一热熔区2421D和第二热熔区2422A在第三方向Z上的尺寸一定的情况下,使得第一热熔区2421D的面积大于第二热熔区2422A的面积,从而使得第一热熔区2421D的面积大于第二热熔区2422A的面积,从而使得第一子连接部2423和第二子连接部2424在第一延伸区2421具有较大的连接面积,从而增加第一子连接部2423和第二子连接部2424在第一延伸区2421具有较好的连接强度,降低了第一子连接部2423和第二子连接部2424在第一延伸区2421分开的风险。
在一些实施例中,第一子连接部2423和第二子连接部2424通过超声波焊接并形成第一焊接区和第二焊接区,第一焊接区和第二焊接区沿第三方向Z间隔设置;第一焊接区的至少部分位于第一延伸区2421,第二焊接区位于第一本体区2422,第一焊接区在第一方向X上的尺寸大于第二焊接区在第一方向X上的尺寸。
在本实施例中,第一热熔区2421D在第一方向X上的尺寸大于第二热熔区2422A在第一方向X上的尺寸,从而在第一热熔区2421D和第二热熔区2422A在第三方向Z上的尺寸一定的情况下,使得第一热熔区2421D的面积大于第二热熔区2422A的面积,从而使得第一子连接部2423和第二子连接部2424在第一延伸区2421具有较大的连接面积,从而增加第一子连接部2423和第二子连接部2424在第一延伸区2421具有较好的连接强度,降低了第一子连接部2423和第二子连接部2424在第一延伸区2421分开的风险,进而提高第一连接部242与第一绝缘件23连接区域的强度,从而降低电极组件22进入外壳21时,第一连接部242和第一绝缘件23的连接处由于电极组件22的惯性和第一连接部242受力不均匀而断裂的风险。
根据本申请的一些实施例,请参照图9,第一热熔区2421D的一部分位于第一延伸区2421,第一热熔区2421D的另一部分位于第一本体区2422。
在本实施例中,第一热熔区2421D的一部分位于第一延伸区2421,第一热熔区2421D的另一部分位于第一本体区2422,从而提高了第一连接部242中与第一连接部242与第一绝缘件23连接区域在第一方向X上相邻的区域的强度,从而降低该部分在电极组件22进入外壳21时,由于电极组件22的惯性和第一连接部242受力不均匀而断裂的风险。
根据本申请的一些实施例,请参照图9,第一延伸区2421在第一方向X上凸出第一本体区2422的尺寸为B1,满足0<B1≤10mm。
第一延伸区2421在第一方向X上凸出第一本体区2422的尺寸为第一延伸区2421的宽度,其为第一延伸区2421在第一方向X上远离第一本体区2422的一端和第一本体区2422在第一方向X上靠近第一延伸区2421的一端之间的距离。
B1可以取0.2mm、0.4mm、0.6mm、0.8mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在本实施例中,当B1>0时,能够使得第一延伸区2421在第一方向X上具有一定的尺寸能够与第一绝缘件23连接;当B1≤10mm时,能够降低第一延伸区2421在第一方向X上的尺寸,一方面,能够降低第一延伸区2421插入电极组件22沿第一方向X面向第一壁211的表面导致电极组件22析锂的风险,从而提高电池单体20的可靠性;另一方面,能够降低第一延伸区2421挤压电极组件22沿第一方向X面向第一壁211的表面在第二方向Y的边缘导致电极组件22析锂的风险,提高电池单体20的可靠性;因此,当0<B1≤10mm时,第一延伸区2421能够在第一方向X上具有一定的尺寸与第一绝缘件23连接,同时能够降低电极组件22析锂风险,以提高电池单体20可靠性的。
根据本申请的一些实施例,请参照图9,3.5mm≤B1≤7mm。
B1可以取3.5mm、3.6mm、3.7mm、3.8mm、3.9mm、4mm、4.5mm、5mm、5.5mm、6mm、6.5mm、7mm等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在本实施例中,当B1≥3.5mm时,能够使得第一延伸区2421在第一方向X具有充足的尺寸以与第一绝缘件23连接,从而进一步增加了第一延伸区2421和第一绝缘件23连接的可靠性;因此,当3.5mm<B1≤10mm时,第一延伸区2421能够提高第一延伸区2421和第一绝缘件23连接的可靠性,同时降低电极组件22析锂风险,以提高电池单体20可靠性。
根据本申请的一些实施例,请参照图9,第一延伸区2421在第三方向Z上的尺寸为L1,满足12mm≤L1≤25mm。
第一延伸区2421在第三方向Z上的尺寸为第一延伸区2421的长度,其为第一延伸区2421在第三方向Z上相对设置的两侧的距离。
L1可以取12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、20mm、21mm、22mm、23mm、24mm、25mm等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在本实施例中,当L1≥12mm时,能够使得第一延伸区2421在第一方向X上能够较好地覆盖第一绝缘件23的凸部232和加热装置的加热机构,以便于第一延伸区2421与第一绝缘件23的凸部232热熔连接;当L1≤25mm时,能够减少第一延伸区2421的面积,进而减少第一连接部242的体积,进而减少第一连接部242的材料用量,从而减少第一连接部242的制造成本。因此,12mm≤L1≤25mm时,能够使得第一延伸区2421在第一方向X上能够较好地覆盖第一绝缘件23的凸部232和加热装置的加热机构,以便于第一延伸区2421与第一绝缘件23的凸部232热熔连接,同时减少第一连接部242的体积,进而减少第一连接部242的材料用量,从而减少第一连接部242的制造成本。
根据本申请的一些实施例,请参照图9,12mm≤L1≤20mm。
L1可以取12mm、13mm、14mm、15mm、16mm、17mm、18mm、19mm、20mm等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在本实施例中,当L1≤20mm时,能够进一步减少第一延伸区2421的面积,进而减少第一连接部242的体积,进而减少第一连接部242的材料用量,从而进一步减少第一连接部242的制造成本。因此,12mm≤L1≤25mm时,能够使得第一延伸区2421在第一方向X上能够较好地覆盖第一绝缘件23的凸部232和加热装置的加热机构,以便于第一延伸区2421与第一绝缘件23的凸部232热熔连接,同时进一步减少第一连接部242的体积,进而减少第一连接部242的材料用量,从而进一步减少第一连接部242的制造成本。
根据本申请的一些实施例,请参照图10,第一连接部242包括第一子连接部2423和第二子连接部2424,第一子连接部2423和第二子连接部2424沿第二方向Y层叠设置,第一子连接部2423与第一主体部241一体成型。
示例性地,第一主体部241和第一子连接部2423可以通过辊压一体成型,或者,第一主体部241和第一子连接部2423可以通过注塑一体成型。
在本实施例中,第一子连接部2423与第一主体部241一体成型,一方面,减少了对第一子连接部2423的加工和连接第一主体部241和第一子连接部2423的工序,便于第一主体部241和部分第一连接部242的加工;另一方面,降低第一主体部241和第一子连接部2423分的连接处存在薄弱部位的风险,提升第一连接部242之间的连接可靠性。
根据本申请的一些实施例,请参照图11,图11为本申请一些实施例提供的第二绝缘件24包覆第一表面22A时的剖视图。第一子连接部2423的厚度和第一主体部241的厚度相等。
第一子连接部2423的厚度是指在第一连接部242与第一绝缘件23连接时,在第二方向Y上第一子连接部2423的相对两侧之间的距离。
第一主体部241的厚度是指在第一连接部242与第一绝缘件23连接时,在第二方向Y上第一主体部241的相对两侧之间的距离。
可以理解地,在第一子连接部2423和第一主体部241通过辊压一体成型时,第一子连接部2423的厚度和第一主体部241的厚度相等,一方面,使得辊压用的压辊装置无需设置台阶部以分别辊压第一子连接部2423和第一主体部241,同时由于第一子连接部2423的厚度和第一主体部241的厚度相等,第一子连接部2423和第一主体部241可以采用辊压成型后的材料任意裁切成规定的形状即可,而无需对上述材料进行精确定位,以使得第一子连接部2423所占用的区域的厚度与第一主体部241所占用的区域的厚度不同,从而降低加工难度。
可以理解地,在第一子连接部2423和第一主体部241通过注塑一体成型时,第一子连接部2423的厚度和第一主体部241的厚度相等,可以使得模具相对的侧面均为平面,便于第一子连接部2423和第一主体部241的成型,降低了第一子连接部2423和第一主体部241的加工难度。
在本实施例中,第一子连接部2423的厚度和第一主体部241的厚度相等,降低了用于制造第一子连接部2423和第一主体部241的器械的复杂度,提高了第一子连接部2423和第一主体部241的生产合格率,进而便于对第一子连接部2423和第一主体部241的加工。
根据本申请的一些实施例,请参照图11,第二子连接部2424位于第一子连接部2423和第一绝缘件23之间。
第二子连接部2424位于第一子连接部2423和第一绝缘件23之间是指在第一连接部242与第一绝缘件23连接时,沿第二方向Y,第二子连接部2424位于第一子连接部2423和第一绝缘件23之间。
可以理解地,第一主体部241可以对第一子连接部2423进行限位,以在第一主体部241包覆第一表面22A时限制第一子连接部2423在第二方向Y上的运动,从而使得第一子连接部2423和第一绝缘件23限制第二子连接部2424在第二方向Y上的运动,进而降低第二子连接部2424未与第一子连接部2423连接的部分翻折导致第一连接部242与第一绝缘件23之间存在间隙的风险,进而降低第一连接部242和第一绝缘件23热熔连接时,热熔区域成型不良的风险。
在本实施例中,第二子连接部2424位于第一子连接部2423和第一绝缘件23之间,在热熔连接第一连接部242和第一绝缘件23时,通过第一子连接部2423和第一绝缘件23对第二子连接部2424在第二方向Y上进行限位,从而降低第二子连接部2424翻折导致的热熔区域成型不良的风险,提高了第一连接部242与第一绝缘件23连接的稳定性。
根据本申请的一些实施例,请参照图12和图13,图12和图13为本申请一些实施例提供的两种第一连接部242展开后的结构示意图。第一子连接部2423和第二子连接部2424一体成型,沿第一方向X,第一子连接部2423远离第一连接部242的一端与第二子连接部2424连接。
示例性地,第一子连接部2423和第二子连接部2424可以通过辊压一体成型,或者,第一子连接部2423和第二子连接部2424可以通过注塑一体成型。
第二子连接部2424向靠近第一子连接部2423方向翻折以贴设在第一子连接部2423在第二方向Y上的一侧上,进而与第一子连接部2423沿第二方向Y层叠设置。
在本实施例中,第一子连接部2423和第二子连接部2424一体成型,从而减少了对第二子连接部2424的加工和连接第一子连接部2423和第二子连接部2424的工序,便于第一主体部241和第一连接部242的加工。
根据本申请的一些实施例,请参照图12和图13,第一子连接部2423和第二子连接部2424之间的折痕处设置有第一刻痕槽2425。
在一些实施例中,第一刻痕槽2425为沿第三方向Z延伸的凹槽。
在一些实施例中,第一刻痕槽2425可以为沿第三方向Z间隔设置的多个条形孔,条形孔的延伸方向可以平行于第三方向Z。
在第一连接部242具有第一延伸区2421的实施例中,第一子连接部2423和第二子连接部2424之间的折痕处设置有避让孔2425A,避让孔2425A为沿第三方向Z间隔设置的多个条形孔,条形孔的延伸方向可以平行于第三方向Z,第一子连接部2423和第二子连接部2424之间的折痕沿第三方向Z穿过避让孔2425A的几何中心,第二子连接部2424绕第一刻痕槽2425转动以贴设在第一子连接部2423在第二方向Y上的一侧上,进而使得相邻的两个避让孔2425A之间形成第一延伸区2421。
可以理解地,当第二子连接部2424绕第一刻痕槽2425转动时,第一刻痕槽2425可以释放因第二子连接部2424相对于第一子连接部2423翻折而在第一子连接部2423和第二子连接部2424之间产生的内应力,降低了第一子连接部2423和第二子连接部2424连接处鼓包的风险,从而降低了第一子连接部2423和第二子连接部2424在第二方向Y上存在间隙的风险,进而降低第一连接部242和第一绝缘件23热熔连接时,热熔区域成型不良的风险。
在本实施例中,第一子连接部2423和第二子连接部2424之间的折痕处设置有第一刻痕槽2425,一方面,便于第二子连接部2424沿第一刻痕槽2425翻折,以与第一子连接部2423沿第二方向Y层叠设置;另一方面,第一刻痕槽2425可以用于释放因第二子连接部2424相对于第一子连接部2423翻折而在第一子连接部2423和第二子连接部2424之间产生的内应力,降低了第一子连接部2423和第二子连接部2424连接处鼓包的风险,提高了第一连接部242的生产合格率。
根据本申请的一些实施例,请参照图11,第一子连接部2423的厚度、第二子连接部2424的厚度和第一主体部241的厚度均相等。
第二子连接部2424的厚度是指在第一连接部242与第一绝缘件23连接时,在第二方向Y上第一主体部241的相对两侧之间的距离。
可以理解地,在第一子连接部2423、第二子连接部2424和第一主体部241通过辊压一体成型时,第一子连接部2423的厚度、第二子连接部2424的厚度和第一主体部241的厚度相等,一方面,使得辊压用的压辊装置无需设置台阶部以分别辊压第一子连接部2423、第二子连接部2424和第一主体部241,同时由于第一子连接部2423的厚度、第二子连接部2424的厚度和第一主体部241的厚度相等,第一子连接部2423、第二子连接部2424和第一主体部241可以采用辊压成型后的材料任意裁切成规定的形状即可,而无需对上述材料进行精确定位,以使得第一子连接部2423所占用的区域的厚度、第二子连接部2424所占用的区域的厚度与第一主体部241所占用的区域的厚度不同,从而降低加工难度。
可以理解地,在第一子连接部2423、第二子连接部2424和第一主体部241通过注塑一体成型时,第一子连接部2423的厚度、第二子连接部2424的厚度和第一主体部241的厚度相等,可以使得模具相对的侧面均为平面,便于第一子连接部2423、第二子连接部2424和第一主体部241的成型,降低了第一子连接部2423、第二子连接部2424和第一主体部241的加工难度。
在本实施例中,第一子连接部2423的厚度、第二子连接部2424的厚度和第一主体部241的厚度相等,降低了用于制造第一子连接部2423、第二子连接部2424和第一主体部241的器械的复杂度,提高了第一子连接部2423、第二子连接部2424和第一主体部241的生产合格率,进而便于对第一子连接部2423、第二子连接部2424和第一主体部241的加工。
根据本申请的一些实施例,请参照图10,第一子连接部2423和第二子连接部2424分体设置。
在第一子连接部2423的厚度与第二子连接部2424的厚度相等的实施例中,第一子连接部2423和第二子连接部2424分体设置,可以使得第一子连接部2423和第二子连接部2424采用同一厚度的原材料裁切制成,从而使得第一子连接部2423和第二子连接部2424的原料可以一起制造,使得原材料的制造更为简单,从而便于第一子连接部2423和第二子连接部2424的制造。
在第一子连接部2423的厚度与第二子连接部2424的厚度不相等的实施例中,第一子连接部2423和第二子连接部2424分体设置,第一子连接部2423和第二子连接部2424可以采用不同厚度的原材料制造,从而相对于第一子连接部2423和第二子连接部2424一体成型的实施例,降低了用于制造第一子连接部2423、第二子连接部2424和第一主体部241的器械的复杂度便于对第一子连接部2423和第二子连接部2424的加工。
在本实施例中,第一子连接部2423和第二子连接部2424分体设置,并沿第二方向Y层叠设置,结构简单便于实现。
根据本申请的一些实施例,沿第二方向Y,第二子连接部2424和第一子连接部2423热熔连接。
在本实施例中,采用热熔方式连接第二子连接部2424和第一子连接部2423,能够有效提升第二子连接部2424和第一子连接部2423之间的连接牢固性和可靠性,有利于降低第二子连接部2424和第一子连接部2423在使用过程中出现相互脱落的风险,以提升第一连接部242的强度,且无需在第二子连接部2424和第一子连接部2423之间设置用于连接第二子连接部2424和第一子连接部2423的部件,有利于优化生产工艺和生产节拍,且能够降低第一连接部242的制造成本。
根据本申请的一些实施例,沿第二方向Y,第二子连接部2424和第一子连接部2423焊接。
第一子连接部2423和第二子连接部2424焊接,也就是说,第一子连接部2423的部分区域和第二子连接部2424的部分区域相互熔融后再固定相连,或者,第一子连接部2423的部分区域和第二子连接部2424的部分区域以及焊材相互熔融后再固定相连,以使第一子连接部2423的部分区域与第二子连接部2424的部分区域熔融为一体。示例性地,第一子连接部2423和第二子连接部2424焊接的方式可以是多种,比如,可以通过激光焊接的方式对第一子连接部2423和第二子连接部2424进行局部熔化,以实现第一子连接部2423和第二子连接部2424之间的焊接,也可以通过超声波焊接的方式对第一子连接部2423和第二子连接部2424进行局部熔化,以实现第一子连接部2423和第二子连接部2424之间的焊接。
在本实施例中,采用焊接方式连接第二子连接部2424和第一子连接部2423,能够有效提升第二子连接部2424和第一子连接部2423之间的连接牢固性和可靠性,有利于降低第二子连接部2424和第一子连接部2423在使用过程中出现相互脱落的风险,以提升第一连接部242的强度,有利于优化生产工艺和生产节拍,且能够降低第一连接部242的制造成本。
根据本申请的一些实施例,沿第二方向Y,第二子连接部2424粘接于第一子连接部2423。
第二子连接部2424粘接于第一子连接部2423,也就是说,第一子连接部2423的部分区域和第二子连接部2424的部分区域通过粘接剂连接。
在本实施例中,采用粘接方式连接第二子连接部2424和第一子连接部2423,能够有效提升第二子连接部2424和第一子连接部2423之间的连接牢固性和可靠性,有利于降低第二子连接部2424和第一子连接部2423在使用过程中出现相互脱落的风险,进一步提高了第二子连接部2424和第一子连接部2423之间的束缚力,降低了第一连接部242打皱的风险,以提升第一连接部242的强度,有利于优化生产工艺和生产节拍,且能够降低第一连接部242的制造成本。
根据本申请的一些实施例,请参照图14,图14为本申请一些实施例提供的第二绝缘件24未包覆第一表面22A和第二表面22B时的结构示意图。电极组件22具有第二表面22B,沿第二方向Y,第二表面22B和第一表面22A相对设置;第二绝缘件24还包括第二主体部243和第二连接部244,第二主体部243至少部分覆盖第二表面22B,第二连接部244连接于第二主体部243靠近第一壁211的一端,第二连接部244与第一绝缘件23连接;其中,第二连接部244的厚度大于第二主体部243的厚度。
第二表面22B是指电极组件22在第二方向Y上的一个外表面,在电极组件22为沿第二方向Y层叠设置的多个极片的实施例中,第二表面22B是指多个极片在第二方向Y上最远离第一表面22A的极片在第二方向Y上远离第一表面22A的表面。
第二主体部243为第二绝缘件24中用于至少覆盖第二表面22B的部分。
参照图14,第二主体部243为第二绝缘件24中用于至少覆盖第二表面22B的部分可以理解为,第二主体部243的部分区域覆盖第二表面22B;电极组件22在第三方向Z上具有相对设置的第三表面22C和第四表面22D,第三表面22C和第四表面22D与第二表面22B相邻设置,第二主体部243的部分区域可以沿第三方向Z超出第二表面22B的两侧,并分别向靠近第三表面22C和第四表面22D的方向翻折以覆盖部分或完全覆盖第三表面22C和第四表面22D;电极组件22在第一方向X上具有远离第一壁211的第五表面22E,第五表面22E与第二表面22B相邻设置,第二主体部243的部分区域可以沿第一方向X超出第二表面22B远离第一壁211的一侧,并分别向靠近第五表面22E的方向翻折以覆盖部分或完全覆盖第五表面22E。
第二连接部244为第二绝缘件24中与第二主体部243连接,并用于与第一绝缘件23连接的部分。
在第二主体部243包覆第二表面22B后,沿第一方向X,第二连接部244位于第二主体部243和第一壁211之间,并与第一绝缘件23连接。
在一些实施例中,第二连接部244可以通过焊接、热熔连接、粘接或者其他连接方式与第一绝缘件23连接。
在一些实施例中,第二主体部243和第二连接部244为分体式设计,第二连接部244可以通过焊接、热熔连接、粘接或者其他连接方式与第二主体部243连接。
在一些实施例中,第二主体部243和第二连接部244为一体成型,第二主体部243和第二连接部244通过注塑成型,或辊压成型等方式形成厚度不同的两个区域。
在垂直于第二方向Y的同一投影面内,极耳和转接片的正投影落入第二连接部244的整体投影。也就是说,沿第二方向Y观察,第二连接部244和极耳和转接片共用至少一部分空间。从而减少了第二连接部244对电极组件22的主体223的影响。
在本实施例中,第二连接部244的厚度大于第二主体部243的厚度,一方面,使得第二连接部244的强度相对于第二主体部243的强度更高,从而降低了电极组件22进入外壳21时,第二连接部244和第一绝缘件23的连接处由于电极组件22的惯性和第二连接部244受力不均匀而断裂的风险;另一方面,第二主体部243的厚度小于第二连接部244,降低了第二主体部243所占用的外壳21内的空间,从而在外壳21内的空间一定的情况下,使得电极组件22能够占用更多的空间,进而增加电极组件22的体积,从而增加电池单体20的能量密度。
根据本申请的一些实施例,第二主体部243的厚度与第一主体部241的厚度相等。
第二主体部243的厚度是指第二连接部244与第一绝缘件23连接后,沿第二方向Y,第二主体部243相对两侧之间的距离。
可以使得第一主体部241和第二主体部243采用同一厚度的原材料裁切制成,从而使得第一主体部241和第二主体部243的原料可以一起制造,使得原材料的制造更为简单,从而便于第一子连接部2423和第二子连接部2424的制造。
在本实施例中,第二主体部243的厚度与第一主体部241的厚度相等,从而使得第一主体部241和第二主体部243的原料的厚度一致,进而使得可以采用厚度相同的原材料对第一主体部241和第二主体部243进行生产,从而使得第一主体部241和第二主体部243的原料可以一起制造,从而便于第二绝缘件24的生产。
根据本申请的一些实施例,请参照图14和图15,图15为本申请一些实施例提供的第二绝缘件24展开后的结构示意图。电极组件22具有沿第三方向Z相对设置的第三表面22C和第四表面22D,第一方向X、第二方向Y和第三方向Z两两垂直;第二绝缘件24还包括第三主体部245和第四主体部246,第三主体部245和第四主体部246分别连接于第一主体部241沿第三方向Z的两端;第三主体部245至少部分覆盖第三表面22C,在第一方向X上,第三主体部245靠近第一壁211的一端连接于第一绝缘件23;第四主体部246至少部分覆盖第四表面22D,在第一方向X上,第四主体部246靠近第一壁211的一端连接于第一绝缘件23。
第三表面22C是指电极组件22在第三方向Z上的一个外表面。
第四表面22D是指电极组件22在第三方向Z上与第三表面22C相对设置的一个表面。
第一方向X可以平行于电池单体20的高度方向,第二方向Y可以平行于电池单体20的宽度方向,第三方向Z可以平行于电极组件22的长度方向。
第三主体部245为第二绝缘件24中覆盖第三表面22C的部分或整体的部分,第四主体部246为第二绝缘件24中覆盖第四表面22D的部分或整体的部分。
在一些实施例中,第三主体部245、第四主体部246和第一主体部241为分体式设计,第三主体部245和第四主体部246可以通过焊接、热熔连接、粘接或者其他连接方式分别与第一主体部241连接。
在一些实施例中,第三主体部245、第四主体部246和第一主体部241为一体成型,第三主体部245、第四主体部246和第一主体部241通过注塑成型,或辊压成型。
在本实施例中,通过第三主体部245的至少部分覆盖第三表面22C,并通过第四主体部246至少部分覆盖第四表面22D,以绝缘隔离第三表面22C、第四表面22D与外壳21,从而降低电极组件22和外壳21短路的风险,进而提升了电池单体20的可靠性,同时第三主体部245靠近第一壁211的一端连接于第一绝缘件23,第四主体部246靠近第一壁211的一端连接于第一绝缘件23,从而增加了第二绝缘件24与第一绝缘件23连接的面积,从而提高了第二绝缘件24和第一绝缘件23连接的可靠性。
根据本申请的一些实施例,请参照图14和图15,第三主体部245的厚度和第四主体部246的厚度均与第一主体部241的厚度相等。
第三主体部245的厚度是指在第三主体部245与第一绝缘件23连接时,在第三方向Z上第三主体部245相对两个侧面之间的距离。
第四主体部246的厚度是指在第四主体部246与第一绝缘件23连接时,在第三方向Z上第四主体部246相对两个侧面之间的距离。
可以理解地,在第三主体部245、第四主体部246和第一主体部241通过辊压一体成型时,第三主体部245的厚度、第四主体部246的厚度和第一主体部241的厚度相等,一方面,使得辊压用的压辊装置无需设置台阶部以分别辊压第三主体部245、第四主体部246和第一主体部241,同时由于第三主体部245的厚度、第四主体部246的厚度和第一主体部241的厚度相等,在第三主体部245、第四主体部246和第一主体部241可以采用辊压成型后的材料任意裁切成规定的形状即可,而无需对上述材料进行精确定位,以使得在第三主体部245所占用的区域的厚度、第四主体部246所占用的区域的厚度与第一主体部241所占用的区域的厚度不同,从而降低加工难度。
可以理解地,在第三主体部245、第四主体部246和第一主体部241通过注塑一体成型时,第三主体部245的厚度、第四主体部246的厚度和第一主体部241的厚度相等,可以使得模具相对的侧面均为平面,便于第三主体部245、第四主体部246和第一主体部241的成型,降低了第三主体部245、第四主体部246和第一主体部241的加工难度。
在一些实施例中,第三主体部245和第一主体部241之间的折痕处设置有第二刻痕槽2451,第二刻痕槽2451为沿第一方向X延伸的凹槽,或者,第二刻痕槽2451可以为沿第一方向X间隔设置的多个条形孔,条形孔的延伸方向可以平行于第一方向X。
在一些实施例中,第四主体部246和第一主体部241之间的折痕处设置有第三刻痕槽2461,第三刻痕槽2461为沿第一方向X延伸的凹槽,或者,第三刻痕槽2461可以为沿第一方向X间隔设置的多个条形孔,条形孔的延伸方向可以平行于第一方向X。
在本实施例中,第三主体部245的厚度和第四主体部246的厚度均与第一主体部241的厚度相等,降低了用于制造第三主体部245、第四主体部246和第一主体部241的器械的复杂度,提高了第三主体部245、第四主体部246和第一主体部241的生产合格率,进而便于对第三主体部245、第四主体部246和第一主体部241的加工。
根据本申请的一些实施例,请参照图14和图15,第二绝缘件24还包括第五主体部247和第六主体部248,第五主体部247和第六主体部248分别连接于第二主体部243沿第三方向Z的两端;第五主体部247至少部分覆盖第三表面22C,第五主体部247靠近第一壁211的一端连接于第一绝缘件23;第六主体部248至少部分覆盖第四表面22D,第六主体部248靠近第一壁211的一端连接于第一绝缘件23。
第五主体部247为第二绝缘件24中覆盖第三表面22C的部分或整体的部分,第六主体部248为第二绝缘件24中覆盖第四表面22D的部分或整体的部分。
为了便于显示第五主体部247和第二主体部243的范围,请参照图15,图中以虚线的方式对第五主体部247和第二主体部243所在的范围进行了标识,需要说明的是,虚线仅仅是为了便于显示第五主体部247和第二主体部243的范围,不代表任何实体含义。
在一些实施例中,第五主体部247、第六主体部248和第二主体部243为分体式设计,第五主体部247和第六主体部248可以通过焊接、热熔连接、粘接或者其他连接方式分别与第二主体部243连接。
在一些实施例中,第五主体部247、第六主体部248和第二主体部243为一体成型,第五主体部247、第六主体部248和第二主体部243通过注塑成型,或辊压成型。
在本实施例中,通过第五主体部247的至少部分覆盖第三表面22C,并通过第六主体部248至少部分覆盖第四表面22D,以绝缘隔离第三表面22C、第四表面22D与外壳21,从而降低电极组件22和外壳21短路的风险,进而提升了电池单体20的可靠性,同时第五主体部247靠近第一壁211的一端连接于第一绝缘件23,第六主体部248靠近第一壁211的一端连接于第一绝缘件23,从而增加了第二绝缘件24与第一绝缘件23连接的面积,从而提高了第二绝缘件24和第一绝缘件23连接的可靠性。
根据本申请的一些实施例,请参照图14和图15,第五主体部247的厚度和第六主体部248的厚度均与第二主体部243的厚度相等。
第五主体部247的厚度是指在第五主体部247与第一绝缘件23连接时,在第三方向Z上第五主体部247相对两个侧面之间的距离。
第六主体部248的厚度是指在第六主体部248与第一绝缘件23连接时,在第三方向Z上第六主体部248相对两个侧面之间的距离。
可以理解地,在第五主体部247、第六主体部248和第二主体部243通过辊压一体成型时,第五主体部247的厚度、第六主体部248的厚度和第二主体部243的厚度相等,一方面,使得辊压用的压辊装置无需设置台阶部以分别辊压第五主体部247、第六主体部248和第二主体部243,同时由于第五主体部247的厚度、第六主体部248的厚度和第二主体部243的厚度相等,在第五主体部247、第六主体部248和第二主体部243可以采用辊压成型后的材料任意裁切成规定的形状即可,而无需对上述材料进行精确定位,以使得在第五主体部247所占用的区域的厚度、第六主体部248所占用的区域的厚度与第二主体部243所占用的区域的厚度不同,从而降低加工难度。
可以理解地,在第五主体部247、第六主体部248和第二主体部243通过注塑一体成型时,第五主体部247的厚度、第六主体部248的厚度和第二主体部243的厚度相等,可以使得模具相对的侧面均为平面,便于第五主体部247、第六主体部248和第二主体部243的成型,降低了第五主体部247、第六主体部248和第二主体部243的加工难度。
在一些实施例中,第五主体部247和第二主体部243之间的折痕处设置有第四刻痕槽2471,第四刻痕槽2471为沿第一方向X延伸的凹槽,或者,第四刻痕槽2471可以为沿第一方向X间隔设置的多个条形孔,条形孔的延伸方向可以平行于第一方向X。
在一些实施例中,第六主体部248和第二主体部243之间的折痕处设置有第五刻痕槽2481,第五刻痕槽2481为沿第一方向X延伸的凹槽,或者,第五刻痕槽2481可以为沿第一方向X间隔设置的多个条形孔,条形孔的延伸方向可以平行于第一方向X。
在本实施例中,第五主体部247的厚度和第六主体部248的厚度均与第二主体部243的厚度相等,降低了用于制造第五主体部247、第六主体部248和第二主体部243的器械的复杂度,提高了第五主体部247、第六主体部248和第二主体部243的生产合格率,进而便于对第五主体部247、第六主体部248和第二主体部243的加工。
根据本申请的一些实施例,请参照图14和图15,并参照图16,图16为本申请一些实施例提供的第二绝缘件24包覆第三表面22C或第四表面22D时的剖视图。第三主体部245和第五主体部247在第三方向Z上至少部分重叠,第三主体部245和第五主体部247重叠的区域与第一绝缘件23连接。
在本实施例中,第三主体部245和第五主体部247在第三方向Z上至少部分重叠,以使得第三主体部245和第五主体部247能够包覆第三表面22C,以绝缘隔离第三表面22C和外壳21,从而降低电极组件22和外壳21短路的风险;同时第三主体部245和第五主体部247重叠的区域与第一绝缘件23连接,由于第三主体部245和第五主体部247重叠的区域的厚度大于第三主体部245的厚度或第五主体部247的厚度,从而使得第三主体部245和第五主体部247重叠的区域与第一绝缘件23连接处的强度大于单独的第三主体部245与第一绝缘件23连接处的强度或单独的第五主体223与第一绝缘件23连接处的强度。从而降低了电极组件22进入外壳21时,第三主体部245与第一绝缘件23的连接处和第五主体223与第一绝缘件23的连接处由于电极组件22的惯性和第二绝缘件24受力不均匀而断裂的风险。
根据本申请的一些实施例,请参照图14和图15,并参照图16,第四主体部246和第六主体部248在第三方向Z上至少部分重叠,第四主体部246和第六主体部248重叠的区域与第一绝缘件23连接。
在本实施例中,第四主体部246和第六主体部248在第三方向Z上至少部分重叠,以使得第四主体部246和第六主体部248能够包覆第四表面22D,以绝缘隔离第四表面22D和外壳21,从而降低电极组件22和外壳21短路的风险;同时第四主体部246和第六主体部248重叠的区域与第一绝缘件23连接,由于第四主体部246和第六主体部248重叠的区域的厚度大于第四主体部246的厚度或第六主体部248的厚度,从而使得第四主体部246和第六主体部248重叠的区域与第一绝缘件23连接处的强度大于单独的第四主体部246和第一绝缘件23的连接处的强度或第六主体223与第一绝缘件23连接处的强度。从而降低了电极组件22进入外壳21时,第四主体部246与第一绝缘件23的连接处和第六主体223与第一绝缘件23的连接处由于电极组件22的惯性和第二绝缘件24受力不均匀而断裂的风险。
根据本申请的一些实施例,请参照图14和图15,沿第一方向X,电极组件22具有背离第一壁211的第五表面22E;第二绝缘件24还包括第七主体部249,第七主体部249至少部分覆盖第五表面22E,第七主体部249连接第一主体部241和第二主体部243。
第五表面22E是指电极组件22在第一方向X上远离第一壁211的一个表面。
第七主体部249为第二绝缘件24中覆盖第五表面22E的部分。
为了便于显示第七主体部249的范围,请参照图15,图中以虚线的方式对第七主体部249所在的范围进行了标识,需要说明的是,虚线仅仅是为了便于显示第七主体部249的范围,不代表任何实体含义。
在一些实施例中,第一主体部241、第二主体部243和第七主体部249为分体式设计,第一主体部241、第二主体部243可以通过焊接、热熔连接、粘接或者其他连接方式分别与第七主体部249连接。
在一些实施例中,第一主体部241、第二主体部243和第七主体部249为一体成型,第一主体部241、第二主体部243和第七主体部249通过注塑成型,或辊压成型。
在一些实施例中,第一主体部241和第七主体部249之间的折痕处设置有第六刻痕槽2491,第六刻痕槽2491为沿第三方向Z延伸的凹槽,或者,第六刻痕槽2491可以为沿第三方向Z间隔设置的多个条形孔,条形孔的延伸方向可以平行于第三方向Z。
在一些实施例中,第二主体部243和第七主体部249之间的折痕处设置有第七刻痕,第七刻痕槽2492为沿第三方向Z延伸的凹槽,或者,第七刻痕槽2492可以为沿第三方向Z间隔设置的多个条形孔,条形孔的延伸方向可以平行于第三方向Z。
在本实施例中,第二绝缘件24还包括第七主体部249,第七主体部249至少部分覆盖第五表面22E,以绝缘隔离第五表面22E和外壳21,从而降低电极组件22和外壳21短路的风险;同时第七主体部249连接第一主体部241和第二主体部243,从而提高了第二绝缘件24的整体性,便于第二绝缘件24的加工制造。
根据本申请的一些实施例,电极组件22包括正极极片和负极极片,电极组件22具有平直区,正极极片位于平直区的部分和负极极片位于平直区的部分沿第二方向Y层叠设置。
正极极片和负极极片在平直区为平直的形状。
在电极组件22为叠片结构的实施例中,正极极片和负极极片均为平直的形状并沿第二方向Y堆叠设置。
在电极组件22为卷绕结构的实施例中,电极组件22电包括平直区和两个弯折区,两个弯折区分别连接于平直区在第三方向Z上的两端,正极极片和负极极片在平直区为平直的形状,在弯折区为弯折的形状。
在本实施例中,正极极片位于平直区的部分和负极极片位于平直区的部分沿第二方向Y层叠设置,进而使得第一表面22A为平面,进而减少第一主体部241和第一连接部242的弯折,从而便于第一连接部242与第一绝缘件23连接。
根据本申请的一些实施例,电池单体20的容量大于500Ah。
电池单体20的容量可以取500Ah、510Ah、520Ah、530Ah、540Ah、550Ah、560Ah、570Ah、580Ah、590Ah、600Ah、700Ah、800Ah、900Ah等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值或大于上述数值的点值或范围值。
在本实施例中,电池单体20的容量越大,电池单体20的电极组件22的质量越大,进而导致其进入外壳21时惯性较大,由于第一连接部242的厚度大于第一主体部241的厚度,使得第二绝缘件24与第一绝缘件23的连接处的强度得到加强,降低了电极组件22进入外壳21时,第一连接部242与第一绝缘件23连接处由于电极组件22运动产生的惯性较大而断裂的风险。
根据本申请的一些实施例,请参照图17,图17为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在第一方向X上的尺寸为H1,电池单体20在第二方向Y上的尺寸为T1,电池单体20在第三方向Z上的尺寸为W1,满足3720cm3≤W1×T1×H1≤12500cm3,第一方向X、第二方向Y和第三方向Z两两垂直。
电池单体20在第一方向X上的尺寸为电池单体20在第一方向X上的高度,其为电池单体20在第一方向X上相对设置的两个侧面之间的距离。
电池单体20在第二方向Y上的尺寸为电池单体20在第二方向Y上的宽度,其为电池单体20在第二方向Y上相对设置的两个侧面之间的距离。
电池单体20在第三方向Z上的尺寸为电池单体20在第三方向Z上的长度,其为电池单体20在第三方向Z上相对设置的两个侧面之间的距离。
W1×T1×H1可以取3720cm3、3730cm3、3740cm3、3750cm3、3760cm3、3770cm3、3780cm3、3790cm3、3800cm3、3900cm3、4000cm3、5000cm3、6000cm3、7000cm3、8000cm3、9000cm3、10000cm3、11000cm3、12000cm3、12500cm3等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在本实施例中,由于电池单体20的体积越大,电池单体20的电极组件22的体积越大,从而使得电极组件22的质量越大,进而导致其进入外壳21时惯性较大,由于第一连接部242的厚度大于第一主体部241的厚度,使得第二绝缘件24与第一绝缘件23的连接处的强度得到加强,降低了电极组件22进入外壳21时,第一连接部242与第一绝缘件23连接处由于电极组件22运动产生的惯性较大而断裂的风险。
根据本申请的一些实施例,请参照图17,120mm≤H1≤400mm。
H1可以取120mm、130mm、140mm、150mm、160mm、170mm、180mm、190mm、200mm、250mm、300mm、350mm、400mm等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在本实施例中,由于电池单体20在第一方向X上的尺寸越大,在其他方向上尺寸一定的情况下电池单体20的体积越大,电池单体20的电极组件22的体积越大,从而使得电极组件22的质量越大,进而导致其进入外壳21时惯性较大,因此将第一连接部242的厚度设置为大于第一主体部241的厚度,使得第二绝缘件24与第一绝缘件23的连接处的强度得到加强,降低了电极组件22进入外壳21时,第一连接部242与第一绝缘件23连接处由于电极组件22运动产生的惯性较大而断裂的风险。
根据本申请的一些实施例,请参照图17,60mm≤T1≤150mm。
T1可以取60mm、70mm、80mm、90mm、100mm、110mm、120mm、130mm、140mm、150mm等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在本实施例中,由于电池单体20在第二方向Y上的尺寸越大,在其他方向上尺寸一定的情况下电池单体20的体积越大,电池单体20的电极组件22的体积越大,从而使得电极组件22的质量越大,进而导致其进入外壳21时惯性较大,因此将第一连接部242的厚度设置为大于第一主体部241的厚度,使得第二绝缘件24与第一绝缘件23的连接处的强度得到加强,降低了电极组件22进入外壳21时,第一连接部242与第一绝缘件23连接处由于电极组件22运动产生的惯性较大而断裂的风险。
根据本申请的一些实施例,请参照图17,200mm≤W1≤1500mm。
W1可以取200mm、210mm、220mm、230mm、240mm、250mm、260mm、270mm、280mm、290mm、300mm、400mm、500mm、600mm、700mm、800mm、900mm、1000mm、1100mm、1200mm、1300mm、1400mm、1500mm等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值。
在本实施例中,由于电池单体20在第三方向Z上的尺寸越大,在其他方向上尺寸一定的情况下电池单体20的体积越大,电池单体20的电极组件22的体积越大,从而使得电极组件22的质量越大,进而导致其进入外壳21时惯性较大,因此将第一连接部242的厚度设置为大于第一主体部241的厚度,使得第二绝缘件24与第一绝缘件23的连接处的强度得到加强,降低了电极组件22进入外壳21时,第一连接部242与第一绝缘件23连接处由于电极组件22运动产生的惯性较大而断裂的风险。
在一些实施例中,所述电极组件22的质量大于5kg。
电极组件22的质量可以取5.1kg、5.2kg、5.3kg、5.4kg、5.5kg、5.6kg、5.7kg、5.8kg、5.9kg、6kg、6.1kg、6.2kg、6.3kg、6.4kg、6.5kg、7kg、7.5kg、8kg等中任意一者的点值或任意两者之间的范围值或大于上述数值的点值或范围值。
需要说明地是,上述电极组件22的质量为电极组件22未浸润电解液时,电极组件22的质量,示例性地,在测量以完成装配的电池单体中的电极组件22的质量时,可以将电极组件22从外壳21中取出并插入离心装置中,通过离心装置分离电极组件22和电解液后,对电极组件测量以得到电极组件22的质量。
在本实施例中,由于电极组件22的质量越大,其进入外壳21时惯性较大,因此将第一连接部242的厚度设置为大于第一主体部241的厚度,使得第二绝缘件24与第一绝缘件23的连接处的强度得到加强,降低了电极组件22进入外壳21时,第一连接部242与第一绝缘件23连接处由于电极组件22运动产生的惯性较大而断裂的风险。
根据本申请的一些实施例,外壳21包括壳体和盖板,壳体具有开口,盖板封盖开口;第一壁211为盖板,或第一壁211为壳体与盖板相对的壁部。
壳体是用于容纳电极组件22的部件。
盖板是盖合于壳体的开口以将电池单体20的内部环境与外部环境隔绝的部件。
可以理解的,盖板的形状可以与壳体的形状相适配,比如,壳体为长方体结构,盖板为与壳体相适配的矩形板状结构。盖板的材质也可以是多种,比如,铜、铁、铝、钢、铝合金等,盖板的材质与壳体的材质可以相同,也可以不同。
第一壁211可以为盖板;或者,第一壁211也可以为壳体与盖板相对的壁部,本申请实施例不作限定。
在本实施例中,开口的设计方便将电极组件22通过开口容纳于壳体内,盖板封盖开口,以形成一密闭的空间,进而提供给电极组件22稳定的工作环境,从而提高了电池单体20的可靠性。
根据本申请的一些实施例,还提供一种电池装置100,电池装置100包括上文提供的电池单体20。
其中,参照图2所示,电池装置100还可以包括箱体10,电池单体20容纳于箱体10内。
在一些实施例中,箱体10可以包括第一箱本体11和第二箱本体12,第一箱本体11与第二箱本体12相互盖合,第一箱本体11和第二箱本体12共同限定出用于容纳电池单体20的装配空间。
可选地,第二箱本体12可以为一端开放的空心结构,第一箱本体11可以为板状结构,第一箱本体11盖合于第二箱本体12的开放侧,以使第一箱本体11与第二箱本体12共同限定出装配空间;第一箱本体11和第二箱本体12也可以是均为一侧开放的空心结构,第一箱本体11的开放侧盖合于第二箱本体12的开放侧。
当然,第一箱本体11和第二箱本体12形成的箱体10可以是多种形状,比如,圆柱体或长方体等。示例性的,参照图2,箱体10为长方体结构。
可选地,设置于箱体10内的电池单体20可以是一个,也可以是多个。示例性的,参照图2,电池装置100的箱体10内设置有多个电池单体20,多个电池单体20之间可以是串联或并联或混联,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。
其中,电池装置100还可以包括其他结构,例如,该电池装置100还可以包括汇流部件,汇流部件连接多个电池单体20,以实现多个电池单体20之间的电连接。
需要说明的是,在一些实施例中,电池装置100也可以不设置箱体10,电池装置100包括多个电池单体20,而由多个电池单体20组成的电池装置100可以直接装配至用电装置上,以通过多个电池单体20为用电装置提供电能。也就是说,箱体10可以作为用电装置的一部分。用电装置以车辆1000为例,箱体10可以作为车辆1000的底盘结构的一部分,例如,箱体10的部分可以成为车辆1000的地板的至少一部分,或者,箱体10的部分可以成为车辆1000的横梁和纵梁的至少一部分。
根据本申请的一些实施例,本申请一些实施例还提供一种用电装置,用电装置包括如上文提供的电池单体20,电池单体20用于提供电能。
根据本申请的一些实施例,请参照图3-图17,提供一种电池单体20,包括外壳21、电极组件22、第一绝缘件23和第二绝缘件24;外壳21在第一方向X上具有第一壁211;电极组件22容纳于外壳21内,电极组件22在第二方向Y上具有第一表面22A,第二方向Y垂直于第一方向X;第一绝缘件23设置于第一壁211与电极组件22之间;第二绝缘件24至少部分包裹电极组件22,第二绝缘件24包括第一主体部241和第一连接部242,第一主体部241至少部分覆盖第一表面22A,在第一方向X上,第一连接部242连接于第一主体部241靠近第一壁211的一端,第一连接部242与第一绝缘件23连接;其中,第一连接部242的厚度大于第一主体部241的厚度。
第一连接部242在第一方向X上的最大宽度为B,满足3.5mm≤B≤7mm;第一连接部242在第二方向Y上的厚度为A,满足0.2mm≤A≤0.45mm,第一连接部242在第三方向Z上的长度为L,满足170mm≤L≤350mm,第一方向X、第二方向Y和第三方向Z两两垂直。
第一连接部242包括多个第一延伸区2421,多个第一延伸区2421沿第三方向Z间隔设置,第一绝缘件23包括基体231和多个凸部232,沿第一方向X,多个凸部232凸出于基体231面向电极组件22的一侧,并沿第三方向Z间隔设置;多个第一延伸区2421与多个凸部232一一对应的连接。
第一连接部242还包括第一本体区2422,在第一方向X上,第一本体区2422连接于第一主体部241靠近第一壁211的一端,第一本体区2422沿第三方向Z延伸;多个第一延伸区2421连接于第一本体区2422,并沿第一方向X凸出于第一本体区2422。
第一延伸区2421在第一方向X上凸出第一本体区2422的尺寸为B1,满足3.5mm≤B1≤7mm;第一延伸区2421在第三方向Z上的尺寸为L1,满足12mm≤L1≤20mm。
在一些实施例中,第一连接部242包括第一子连接部2423和第二子连接部2424,第一子连接部2423和第二子连接部2424沿第二方向Y层叠设置,第一子连接部2423与第一主体部241一体成型。第一子连接部2423的厚度和第一主体部241的厚度相等,第二子连接部2424位于第一子连接部2423和第一绝缘件23之间。
在一些实施例中,第一子连接部2423和第二子连接部2424一体成型,沿第一方向X,第一子连接部2423远离第一连接部242的一端与第二子连接部2424连接。第一子连接部2423和第二子连接部2424之间的折痕处设置有第一刻痕槽2425。
在一些实施例中,第一子连接部2423和第二子连接部2424分体设置。
第一子连接部2423的厚度、第二子连接部2424的厚度和第一主体部241的厚度均相等。
在一些实施例中,沿第二方向Y,第二子连接部2424和第一子连接部2423热熔连接。第一子连接部2423和第二子连接部2424热熔连接并形成第一热熔区2421D和第二热熔区2422A,第一热熔区2421D和第二热熔区2422A沿第三方向Z间隔设置;第一热熔区2421D的至少部分位于第一延伸区2421,第二热熔区2422A位于第一本体区2422,第一热熔区2421D在第一方向X上的尺寸大于第二热熔区2422A在第一方向X上的尺寸。第一热熔区2421D的一部分位于第一延伸区2421,第一热熔区2421D的另一部分位于第一本体区2422。
在一些实施例中,沿第二方向Y,第二子连接部2424和第一子连接部2423焊接。
在一些实施例中,沿第二方向Y,第二子连接部2424粘接于第一子连接部2423。
电极组件22具有第二表面22B,沿第二方向Y,第二表面22B和第一表面22A相对设置;第二绝缘件24还包括第二主体部243和第二连接部244,第二主体部243至少部分覆盖第二表面22B,第二连接部244连接于第二主体部243靠近第一壁211的一端,第二连接部244与第一绝缘件23连接;其中,第二连接部244的厚度大于第二主体部243的厚度。
电极组件22具有沿第三方向Z相对设置的第三表面22C和第四表面22D,第一方向X、第二方向Y和第三方向Z两两垂直;第二绝缘件24还包括第三主体部245和第四主体部246,第三主体部245和第四主体部246分别连接于第一主体部241沿第三方向Z的两端;第三主体部245至少部分覆盖第三表面22C,在第一方向X上,第三主体部245靠近第一壁211的一端连接于第一绝缘件23;第四主体部246至少部分覆盖第四表面22D,在第一方向X上,第四主体部246靠近第一壁211的一端连接于第一绝缘件23。第三主体部245的厚度和第四主体部246的厚度均与第一主体部241的厚度相等。
第二绝缘件24还包括第五主体部247和第六主体部248,第五主体部247和第六主体部248分别连接于第二主体部243沿第三方向Z的两端;第五主体部247至少部分覆盖第三表面22C,第五主体部247靠近第一壁211的一端连接于第一绝缘件23;第六主体部248至少部分覆盖第四表面22D,第六主体部248靠近第一壁211的一端连接于第一绝缘件23。第五主体部247的厚度和第六主体部248的厚度均与第二主体部243的厚度相等。
第三主体部245和第五主体部247在第三方向Z上至少部分重叠,第三主体部245和第五主体部247重叠的区域与第一绝缘件23连接。
第四主体部246和第六主体部248在第三方向Z上至少部分重叠,第四主体部246和第六主体部248重叠的区域与第一绝缘件23连接。
沿第一方向X,电极组件22具有背离第一壁211的第五表面22E;第二绝缘件24还包括第七主体部249,第七主体部249至少部分覆盖第五表面22E,第七主体部249连接第一主体部241和第二主体部243。
电极组件22包括正极极片和负极极片,电极组件22具有平直区,正极极片位于平直区的部分和负极极片位于平直区的部分沿第二方向Y层叠设置。
电池单体20的容量大于500Ah。电池单体20在第一方向X上的尺寸为H1,电池单体20在第二方向Y上的尺寸为T1,电池单体20在第三方向Z上的尺寸为W1,满足3720cm3≤W1×T1×H1≤12500cm3,其中,H1满足,120mm≤H1≤400mm,T1满足,60mm≤T1≤150mm,W1满足,200mm≤W1≤1500mm。
外壳21包括壳体和盖板,壳体具有开口,盖板封盖开口;第一壁211为盖板,或第一壁211为壳体与盖板相对的壁部。
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。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,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 (45)
1.一种电池单体,其特征在于,包括:
外壳,在第一方向上具有第一壁;
电极组件,容纳于所述外壳内,所述电极组件在第二方向上具有第一表面,所述第二方向垂直于所述第一方向;
第一绝缘件,设置于所述第一壁与所述电极组件之间;
第二绝缘件,至少部分包裹所述电极组件,所述第二绝缘件包括第一主体部和第一连接部,所述第一主体部至少部分覆盖所述第一表面,在所述第一方向上,所述第一连接部连接于所述第一主体部靠近所述第一壁的一端,所述第一连接部与所述第一绝缘件连接;
其中,所述第一连接部的厚度大于所述第一主体部的厚度。
2.如权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述第一连接部在所述第一方向上的最大宽度为B,满足0<B≤10mm。
3.如权利要求2所述的电池单体,其特征在于,3.5mm≤B≤7mm。
4.如权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述第一连接部在所述第二方向上的厚度为A,满足0.2mm≤A≤0.5mm。
5.如权利要求4所述的电池单体,其特征在于,0.2mm≤A≤0.45mm。
6.如权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述第一连接部在第三方向上的长度为L,满足0<L≤350mm,所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两垂直。
7.如权利要求6所述的电池单体,其特征在于,170mm≤L≤350mm。
8.如权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述第一连接部包括多个第一延伸区,多个所述第一延伸区沿第三方向间隔设置,所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两垂直。
9.如权利要求8所述的电池单体,其特征在于,所述第一绝缘件包括基体和多个凸部,沿所述第一方向,多个所述凸部凸出于所述基体面向所述电极组件的一侧,并沿所述第三方向间隔设置;
多个所述第一延伸区与多个所述凸部一一对应的连接。
10.如权利要求8所述的电池单体,其特征在于,所述第一连接部还包括第一本体区,在所述第一方向上,所述第一本体区连接于所述第一主体部靠近所述第一壁的一端,所述第一本体区沿所述第三方向延伸;
多个所述第一延伸区连接于所述第一本体区,并沿所述第一方向凸出于所述第一本体区。
11.如权利要求10所述的电池单体,其特征在于,所述第一连接部包括第一子连接部和第二子连接部,所述第一子连接部和所述第二子连接部沿所述第二方向层叠设置;
所述第一子连接部和所述第二子连接部热熔连接并形成第一热熔区和第二热熔区,所述第一热熔区和所述第二热熔区沿所述第三方向间隔设置;
所述第一热熔区的至少部分位于所述第一延伸区,所述第二热熔区位于所述第一本体区,所述第一热熔区在所述第一方向上的尺寸大于所述第二热熔区在所述第一方向上的尺寸。
12.如权利要求11所述的电池单体,其特征在于,所述第一热熔区的一部分位于所述第一延伸区,所述第一热熔区的另一部分位于所述第一本体区。
13.如权利要求10所述的电池单体,其特征在于,所述第一延伸区在所述第一方向上凸出所述第一本体区的尺寸为B1,满足0<B1≤10mm。
14.如权利要求13所述的电池单体,其特征在于,3.5mm≤B1≤7mm。
15.如权利要求8所述的电池单体,其特征在于,所述第一延伸区在所述第三方向上的尺寸为L1,满足12mm≤L1≤25mm。
16.如权利要求15所述的电池单体,其特征在于,12mm≤L1≤20mm。
17.如权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述第一连接部包括第一子连接部和第二子连接部,所述第一子连接部和所述第二子连接部沿所述第二方向层叠设置,所述第一子连接部与所述第一主体部一体成型。
18.如权利要求17所述的电池单体,其特征在于,所述第一子连接部的厚度和所述第一主体部的厚度相等。
19.如权利要求17所述的电池单体,其特征在于,所述第二子连接部位于所述第一子连接部和所述第一绝缘件之间。
20.如权利要求17所述的电池单体,其特征在于,所述第一子连接部和所述第二子连接部一体成型,沿所述第一方向,所述第一子连接部远离所述第一连接部的一端与所述第二子连接部连接。
21.如权利要求20所述的电池单体,其特征在于,所述第一子连接部和所述第二子连接部之间的折痕处设置有第一刻痕槽。
22.如权利要求20所述的电池单体,其特征在于,所述第一子连接部的厚度、所述第二子连接部的厚度和所述第一主体部的厚度均相等。
23.如权利要求17所述的电池单体,其特征在于,所述第一子连接部和所述第二子连接部分体设置。
24.如权利要求17-23中任一项所述的电池单体,其特征在于,沿所述第二方向,所述第二子连接部和所述第一子连接部热熔连接。
25.如权利要求17-23中任一项所述的电池单体,其特征在于,沿所述第二方向,所述第二子连接部和所述第一子连接部焊接。
26.如权利要求17-23中任一项所述的电池单体,其特征在于,沿所述第二方向,所述第二子连接部粘接于所述第一子连接部。
27.如权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述电极组件具有第二表面,沿所述第二方向,所述第二表面和所述第一表面相对设置;
所述第二绝缘件还包括第二主体部和第二连接部,所述第二主体部至少部分覆盖所述第二表面,所述第二连接部连接于所述第二主体部靠近所述第一壁的一端,所述第二连接部与所述第一绝缘件连接;
其中,所述第二连接部的厚度大于所述第二主体部的厚度。
28.如权利要求27所述的电池单体,其特征在于,所述第二主体部的厚度与所述第一主体部的厚度相等。
29.如权利要求27所述的电池单体,其特征在于,所述电极组件具有沿第三方向相对设置的第三表面和第四表面,所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两垂直;
所述第二绝缘件还包括第三主体部和第四主体部,所述第三主体部和所述第四主体部分别连接于所述第一主体部沿所述第三方向的两端;
所述第三主体部至少部分覆盖所述第三表面,在所述第一方向上,所述第三主体部靠近所述第一壁的一端连接于所述第一绝缘件;
所述第四主体部至少部分覆盖所述第四表面,在所述第一方向上,所述第四主体部靠近所述第一壁的一端连接于所述第一绝缘件。
30.如权利要求29所述的电池单体,其特征在于,所述第三主体部的厚度和所述第四主体部的厚度均与所述第一主体部的厚度相等。
31.如权利要求29所述的电池单体,其特征在于,所述第二绝缘件还包括第五主体部和第六主体部,所述第五主体部和所述第六主体部分别连接于所述第二主体部沿所述第三方向的两端;
所述第五主体部至少部分覆盖所述第三表面,所述第五主体部靠近所述第一壁的一端连接于所述第一绝缘件;
所述第六主体部至少部分覆盖所述第四表面,所述第六主体部靠近所述第一壁的一端连接于所述第一绝缘件。
32.如权利要求31所述的电池单体,其特征在于,所述第五主体部的厚度和所述第六主体部的厚度均与所述第二主体部的厚度相等。
33.如权利要求31所述的电池单体,其特征在于,所述第三主体部和所述第五主体部在第三方向上至少部分重叠,所述第三主体部和所述第五主体部重叠的区域与所述第一绝缘件连接。
34.如权利要求31所述的电池单体,其特征在于,所述第四主体部和所述第六主体部在第三方向上至少部分重叠,所述第四主体部和所述第六主体部重叠的区域与所述第一绝缘件连接。
35.如权利要求27-34中任一项所述的电池单体,其特征在于,沿所述第一方向,所述电极组件具有背离所述第一壁的第五表面;
所述第二绝缘件还包括第七主体部,所述第七主体部至少部分覆盖所述第五表面,所述第七主体部连接所述第一主体部和所述第二主体部。
36.如权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述电极组件包括正极极片和负极极片,所述电极组件具有平直区,所述正极极片位于所述平直区的部分和所述负极极片位于所述平直区的部分沿所述第二方向层叠设置。
37.如权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述电池单体的容量大于500Ah。
38.如权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述电池单体在所述第一方向上的尺寸为H1,所述电池单体在所述第二方向上的尺寸为T1,所述电池单体在第三方向上的尺寸为W1,满足3720cm3≤W1×T1×H1≤12500cm3,所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两垂直。
39.如权利要求38所述的电池单体,其特征在于,120mm≤H1≤400mm。
40.如权利要求38所述的电池单体,其特征在于,60mm≤T1≤150mm。
41.如权利要求38所述的电池单体,其特征在于,200mm≤W1≤1500mm。
42.如权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述电极组件的质量大于5kg。
43.如权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述外壳包括壳体和盖板,所述壳体具有开口,所述盖板封盖所述开口;
所述第一壁为所述盖板,或所述第一壁为所述壳体与所述盖板相对的壁部。
44.一种电池装置,其特征在于,包括多个根据权利要求1-43中任一项所述的电池单体。
45.一种用电装置,其特征在于,包括根据权利要求1-43中任一项所述的电池单体,所述电池单体用于提供电能。
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