CN217239607U - 端盖组件、电池单体、电池及用电装置 - Google Patents

端盖组件、电池单体、电池及用电装置 Download PDF

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张盛武
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Abstract

本申请实施例提供了一种端盖组件、电池单体、电池及用电装置,该端盖组件包括:端盖,设置有电极引出孔;电极端子,用于与极耳连接,以输出电能,电极端子包括端子板和极柱,端子板位于端盖的上方且覆盖电极引出孔,极柱穿设于电极引出孔,极柱的第一端与端子板连接,极柱的第二端与极耳铆接,以使极耳与端盖固定连接。本申请实施例中的电极端子自体成钉,以铆接的形式将极耳与端盖固定连接,在无需增加其他零件的基础上,取消了转接片的装配过程,工序更简单,同时,减少因焊接而产生的金属粉末杂质,降低电池单体内部进入金属粉末杂质的风险,从而提高电池的质量及安全性。

Description

端盖组件、电池单体、电池及用电装置
技术领域
本申请涉及电池技术领域,尤其涉及一种端盖组件、电池单体、电池及用电装置。
背景技术
本部分提供的仅仅是与本申请相关的背景信息,其并不必然是现有技术。
电池单体作为组成电池的最小单元,包括有端盖、壳体、电极组件以及其他的功能性部件。端盖盖合于壳体的开口处以将电池单体的内部环境隔绝于外部环境,端盖上可以设置有如电极端子等的功能性部件,电极端子一般通过转接片与电极组件中的极耳连接,以形成电流回路,且电极端子与转接片之间、转接片与极耳之间通常均以焊接的形式连接,整体装配效率较低,同时,焊接过程容易产生较多的金属粉末杂质,会影响电池单体的内部环境,对电池质量及安全性造成隐患。
实用新型内容
本申请实施例的目的在于提供一种端盖组件、电池单体、电池及用电装置,以更好地实现端盖组件与极耳间的装配。具体技术方案如下:
本申请第一方面的实施例提供了一种端盖组件,包括:端盖,设置有电极引出孔;电极端子,用于与极耳连接,以输出电能,所述电极端子包括端子板和极柱,所述端子板位于所述端盖的上方且覆盖所述电极引出孔,所述极柱穿设于所述电极引出孔,所述极柱的第一端与所述端子板连接,所述极柱的第二端与所述极耳铆接,以使所述极耳与所述端盖固定连接。
根据本申请第一方面的实施例提供的端盖组件,由于其极柱穿设于端盖所设置的电极引出孔,其第一端与端子板连接、第二端与极耳铆接,端子板位于该端盖的上方且覆盖该电极引出孔,则可理解的,包括有端子板与极柱的电极端子即可被视为一个一端带帽(端子板)、另一端可实现变形以与被铆接零件形成过盈配合的铆钉结构,也就是本申请实施例中的电极端子自体成钉,以通过铆接的形式将极耳与端盖固定连接。应用本申请实施例提供的端盖组件,在无需增加其他零件的基础上,取消了转接片的装配过程,工序更简单,同时,利用其电极端子的极柱与极耳直接铆接的方式实现对极耳与端盖的固定,可以减少因焊接而产生的金属粉末杂质,降低电池单体内部进入金属粉末杂质的风险,从而提高电池的质量及安全性。
在本申请的一些实施例中,所述端盖组件还包括垫片,所述垫片设置于所述极耳与所述极柱之间、和/或所述极耳与所述端盖之间。通过设置垫片,在极耳的层数较少的情况下可以填补一定的铆接厚度,使得极柱与极耳间的可铆接性提高,从而增强极柱对极耳铆接的可靠性及稳固性。
在本申请的一些实施例中,所述垫片的材质与所述极耳的材质相同。由于铆接过程中,极柱与极耳接触配合的表面可能不规则,且极耳是软性的,将垫片的材质设为与极耳同材质,可以增强极耳与极柱间的导电性能,以更好地传输电能。
在本申请的一些实施例中,所述第二端的材质与所述极耳的材质相同。这样有利于提高极柱的第二端与极耳之间铆接的部位的导电效果。另一方面,可以理解为除极柱的第二端以外,极柱的其余部位的材质可选用其他导电材质,也就是极柱整体为复合材料制成,例如,极柱的第二端以上至其第一端与端子板连接的部位的材质可以根据其与端子板、及端盖上方其他部件的连接方式选定,这样有便于实现极柱与端子板及其他部件间的装配。
在本申请的一些实施例中,所述第二端开设有沿所述极柱的轴线延伸的铆接槽。通过在极柱的第二端开设铆接槽,可以使得极柱的第二端更易变形,这样,有便于铆模在墩极柱时,极柱的第二端更易向铆接槽的外周延展、被墩粗,从而与极耳形成过盈配合。以此,极柱上所开设的铆接槽可以减小对极柱所需实施的压力及铆接难度,提高铆接效率。
在本申请的一些实施例中,所述极柱具有初始状态和铆接状态,在所述初始状态下,所述极柱的所述第二端具有导向部,所述导向部的直径由靠近所述端子板的一端至远离所述端子板的一端逐渐变小;在所述铆接状态下,所述极柱的所述第二端形成有沿所述极柱的直径向外延伸的铆接部。极柱在初始状态下,其第二端所设的导向部可以为极柱的装配、定位提供便利,从而提高装配效率,且在对极柱实施铆接操作时,该导向部也有便于极柱的第二端向靠近端子板的方向压缩,进而向外周延展变形、被墩粗;对极柱实施铆接操作后,使极柱处于铆接状态,极柱的第二端所形成的铆接部可以对极耳起到限位作用,从而提高极耳与端盖之间的连接稳固性。
在本申请的一些实施例中,所述铆接部与所述极耳焊接。由于铆接部是在铆模墩极柱的过程中由极柱的端部弯折变形延展形成的,其结构尺寸可能较小,通过在铆接部与极耳之间实施焊接,可以增加铆接部与极耳之间的过流面积及强度,从而更好地满足如快充式电极组件对电能传输的性能需求;同时,极柱与极耳铆接加补焊的方式,也能对整体连接强度起到加固作用。
本申请第二方面的实施例提供了一种电池单体,包括:壳体,具有开口;电极组件,容纳于所述壳体内,所述电极组件上设置有极耳;根据本申请第一方面的实施例提供的端盖组件,所述端盖组件覆盖所述开口。
根据本申请第二方面的实施例提供的电池单体,其端盖组件的极柱穿设于端盖所设置的电极引出孔,该极柱的第一端与端子板连接、第二端与极耳铆接,端子板位于该端盖的上方且覆盖该电极引出孔,则可理解的,包括有端子板与极柱的电极端子即可被视为一个一端带帽(端子板)、另一端可实现变形以与被铆接零件形成过盈配合的铆钉结构,也就是本申请实施例中的电池单体,其电极端子自体成钉,以通过铆接的形式将极耳与端盖固定连接,在无需增加其他零件的基础上,取消了转接片的装配过程,工序更简单,同时,利用其电极端子的极柱与极耳直接铆接的方式实现对极耳与端盖的固定,可以减少因焊接而产生的金属粉末杂质,降低电池单体内部进入金属粉末杂质的风险,从而提高电池单体的质量及安全性。可见,应用本申请实施例的电池单体,其端盖组件与极耳间的装配过程更方便且对电池单体的内部环境的影响较小,质量及安全性更高。
本申请第三方面的实施例提供了一种电池,包括本申请第二方面的实施例提供的电池单体。
根据本申请第三方面的实施例提供的电池,其所包括的电池单体的端盖组件的极柱穿设于端盖所设置的电极引出孔,该极柱的第一端与端子板连接、第二端与极耳铆接,端子板位于该端盖的上方且覆盖该电极引出孔,则可理解的,包括有端子板与极柱的电极端子即可被视为一个一端带帽(端子板)、另一端可实现变形以与被铆接零件形成过盈配合的铆钉结构,也就是本申请实施例中的电池单体,其电极端子自体成钉,以通过铆接的形式将极耳与端盖固定连接,在无需增加其他零件的基础上,取消了转接片的装配过程,工序更简单,同时,利用其电极端子的极柱与极耳直接铆接的方式实现对极耳与端盖的固定,可以减少因焊接而产生的金属粉末杂质,降低电池单体内部进入金属粉末杂质的风险,从而提高电池单体的质量及安全性。可见,应用本申请实施例的电池,其电池单体的端盖组件与极耳间的装配过程更方便且对电池单体的内部环境的影响较小,质量及安全性更高。
本申请第四方面的实施例提供了一种用电装置,包括本申请第三方面的实施例提供的电池,所述电池用于提供电能。
根据本申请第四方面的实施例提供的用电装置,其所包括的电池单体的端盖组件的极柱穿设于端盖所设置的电极引出孔,该极柱的第一端与端子板连接、第二端与极耳铆接,端子板位于该端盖的上方且覆盖该电极引出孔,则可理解的,包括有端子板与极柱的电极端子即可被视为一个一端带帽(端子板)、另一端可实现变形以与被铆接零件形成过盈配合的铆钉结构,也就是本申请实施例中的电池单体,其电极端子自体成钉,以通过铆接的形式将极耳与端盖固定连接,在无需增加其他零件的基础上,取消了转接片的装配过程,工序更简单,同时,利用其电极端子的极柱与极耳直接铆接的方式实现对极耳与端盖的固定,可以减少因焊接而产生的金属粉末杂质,降低电池单体内部进入金属粉末杂质的风险,从而提高电池单体的质量及安全性。可见,应用本申请实施例的用电装置,其电池单体的端盖组件与极耳间的装配过程更方便且对电池单体的内部环境的影响较小,质量及安全性更高。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述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申请的一些实施例,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的结构分解示意图;
图3为本申请一些实施例提供的电池单体的结构分解示意图;
图4为本申请一些实施例提供的端盖组件的一种结构示意图;
图5为本申请一些实施例提供的端盖组件的另一种结构示意图;
图6为本申请一些实施例提供的端盖组件中的极柱与极耳间的局部连接示意图。
具体实施方式中的附图标号如下:
车辆1000;电池单体70;控制器200;马达300;
电池700;箱体80;第一部分81;第二部分82;
电极组件1100,极耳1101;
壳体900;
端盖组件100;
端盖10;
电极端子20,端子板21,极柱22;
铆接槽201;导向部202;铆接部203;
垫片30;
焊缝500。
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”“高度”“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。
电池单体作为组成电池的最小单元,包括有端盖、壳体、电极组件以及其他的功能性部件。端盖盖合于壳体的开口处以将电池单体的内部环境隔绝于外部环境,端盖上可以设置有如电极端子等的功能性部件,电极端子一般通过转接片与电极组件中的极耳连接,以形成电流回路,且电极端子与转接片之间、转接片与极耳之间通常均以焊接的形式连接,以使得端盖与极耳间实现固定连接。
发明人发现,在对端盖、电极端子、转接片、极耳间进行连接装配时,操作过程较复杂,整体装配效率较低,同时,焊接过程中还容易发生金属粉末杂质飞溅的情况,进而影响到电池单体的内部环境,对电池质量及安全性造成隐患。
基于以上考虑,为了更好地实现端盖组件与极耳间的装配,发明人经过深入研究,提出了一种端盖组件,其端盖上穿设有自体成钉的极柱,以将极耳直接铆接于端盖上,这样,在无需增加其他零件的基础上,取消了转接片的装配过程,工序更简单,同时,利用铆接的方式实现对极耳与端盖的固定,可以减少因焊接而产生的金属粉末杂质,降低电池单体内部进入金属粉末杂质的风险,从而提高电池的质量及安全性。
本申请实施例提供一种使用电池单体作为电源的用电装置,该用电装置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。
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1000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700,电池700可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池700可以用于车辆1000的供电,例如,电池700可以作为车辆1000的操作电源。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700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700不仅可以作为车辆1000的操作电源,还可以作为车辆1000的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。
本申请实施例所提到的电池是指包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。
请参照图2,图2为本申请一些实施例提供的电池700的爆炸图。电池700包括箱体80和电池单体70,电池单体70容纳于箱体80内。其中,箱体80用于为电池单体70提供容纳空间,箱体80可以采用多种结构。在一些实施例中,箱体80可以包括第一部分81和第二部分82,第一部分81与第二部分82相互盖合,第一部分81和第二部分82共同限定出用于容纳电池单体70的容纳空间。第二部分82可以为一端开口的空心结构,第一部分81可以为板状结构,第一部分81盖合于第二部分82的开口侧,以使第一部分81与第二部分82共同限定出容纳空间;第一部分81和第二部分82也可以是均为一侧开口的空心结构,第一部分81的开口侧盖合于第二部分82的开口侧。当然,第一部分81和第二部分82形成的箱体80可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。
在电池700中,电池单体70可以是多个,多个电池单体70之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池单体70中既有串联又有并联。多个电池单体70之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池单体70构成的整体容纳于箱体80内;当然,电池700也可以是多个电池单体70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,并容纳于箱体80内。电池700还可以包括其他结构,例如,该电池700还可以包括汇流部件,用于实现多个电池单体70之间的电连接。
其中,每个电池单体70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,但不局限于此。电池单体70可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。
请参照图3,图3为本申请一些实施例提供的电池单体70的结构分解示意图。电池单体70是指组成电池的最小单元。如图3所示,电池单体70包括有端盖10、壳体900及电极组件1100。
端盖10是指盖合于壳体900的开口处以将电池单体70的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地,端盖10的形状可以与壳体900的形状相适应以配合壳体900。可选地,端盖10可以由具有一定硬度和强度的材质(如铝合金)制成,这样,端盖10在受挤压碰撞时就不易发生形变,使电池单体70能够具备更高的结构强度,安全性能也可以有所提高。在一些实施例中,端盖10上可以设置有如电极端子等的功能性部件。电极端子可以用于与电极组件1100电连接,以用于输出或输入电池单体70的电能。在一些实施例中,端盖10上还可以设置有用于在电池单体70的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构。端盖10的材质也可以是多种的,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等,本申请实施例对此不作特殊限制。在一些实施例中,在端盖10的内侧还可以设置有绝缘件,绝缘件可以用于隔离壳体900内的电连接部件与端盖10,以降低短路的风险。示例性的,绝缘件可以是塑料、橡胶等。
壳体900是用于配合端盖10以形成电池单体70的内部环境的组件,其中,形成的内部环境可以用于容纳电极组件1100、电解液以及其他部件。壳体900和端盖10可以是独立的部件,可以于壳体900上设置开口,通过在开口处使端盖10盖合开口以形成电池单体70的内部环境。不限地,也可以使端盖10和壳体900一体化,具体地,端盖10和壳体900可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面,当需要封装壳体900的内部时,再使端盖10盖合壳体900。壳体900可以是多种形状和多种尺寸的,例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。具体地,壳体900的形状可以根据电极组件1100的具体形状和尺寸大小来确定。壳体900的材质可以是多种,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等,本申请实施例对此不作特殊限制。
电极组件1100是电池单体70中发生电化学反应的部件。壳体900内可以包含一个或更多个电极组件1100。电极组件1100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。正极片和负极片具有活性物质的部分构成电极组件的主体部,正极片和负极片不具有活性物质的部分各自构成极耳1101。正极极耳和负极极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池的充放电过程中,正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应,极耳1101连接电极端子以形成电流回路。
本申请实施例公开的端盖组件可以应用于任何电池单体的组装,例如圆柱电池单体、方体方形电池单体或软包电池单体,本申请实施例对电池单体的封装的方式不做限制,电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等,本申请实施例中对此也不做特殊限制。本申请实施例中的电池单体可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电装置中。应用本申请实施例公开的端盖组件与极耳进行连接,通过自体成钉的极柱对极耳实现铆接,在无需增加其他零件的基础上,取消了转接片的装配过程,工序更简单,同时,利用铆接的方式实现对极耳与端盖的固定,可以减少因焊接而产生的金属粉末杂质,降低电池单体内部进入金属粉末杂质的风险,从而提高电池的质量及安全性。
如图4至图6所示,本申请第一方面的实施例提供了一种端盖组件100,包括端盖10和电极端子20,其中,端盖10设置有电极引出孔;电极端子20用于与极耳1101连接,以输出电能,电极端子20包括端子板21和极柱22,端子板21位于端盖10的上方且覆盖电极引出孔,极柱22穿设于电极引出孔,极柱22的第一端与端子板21连接,极柱22的第二端与极耳1101铆接,以使极耳1101与端盖10固定连接。
端盖10可以理解为盖合于电池单体的壳体的开口处、与壳体的形状相适应以配合壳体形成可容纳并限制电极组件的空间的结构。
电极端子20可以理解为一端与电极组件电连接、另一端配置为与电池单体外部的导体连接的结构,以用于输出或输入电能。
电极引出孔可以理解为贯通于端盖10的朝向电池单体内部的第一面及背离电池单体内部的第二面的通孔。
端子板21可以理解为凸出于电池单体内部的一种用于与电池单体外部的导体实现电连接的电子元器件。端子板21位于端盖10的上方(端盖10的上方可以理解为端盖10的背离电池单体内部的第二面的一侧)且覆盖电极引出孔,可以限制电极端子20沿电极引出孔的轴线向靠近电极组件的方向移动,从而起到对电极端子20的定位作用,同时,端子板21覆盖电极引出孔也可以降低外界杂质进入电极引出孔影响电池单体内部环境的风险。
极柱22可以理解为可导电、且可利用自身形变或过盈连接被铆接零件的一种柱体结构。极柱22穿设于端盖10的电极引出孔的部分可以限制电极端子20沿电极引出孔的径向的移动,其第二端在被进行铆接操作后发生形变与极耳1101形成过盈配合,从而将极耳1101固定。
极耳1101可以理解为是从电极组件中将正负极引出来的金属导电体,或者可理解为是电极组件1100的正负极在进行充放电时的接触点,极耳1101通常为多层叠放形成的层结构,由正极片和负极片不具有活性物质的部分构成,可分为正极极耳和负极极耳,正极片和负极片具有活性物质的部分则构成电极组件1100的主体部。正极极耳和负极极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池的充放电过程中,正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应,极耳1101连接电极端子20以形成电流回路。极耳1101通常使用铜、铝、镍、铜镀镍等材料制成,举例来说,电极组件的正极片使用铝(Al)材料,负极片使用镍(Ni)材料,则由该正极片引出的极耳1101的材料同样为铝,由该负极片引出的极耳1101的材料为镍。
根据本申请第一方面的实施例提供的端盖组件100,由于其极柱22穿设于端盖10所设置的电极引出孔,其第一端与端子板21连接、第二端与极耳1101铆接,端子板21位于该端盖10的上方且覆盖该电极引出孔,则可理解的,包括有端子板21与极柱22的电极端子20即可被视为一个一端带帽(端子板21)、另一端可实现变形以与被铆接零件形成过盈配合的铆钉结构,也就是本申请实施例中的电极端子20自体成钉,以通过铆接的形式将极耳1101与端盖10固定连接。应用本申请实施例提供的端盖组件100,在无需增加其他零件的基础上,取消了转接片的装配过程,工序更简单,同时,利用其电极端子20的极柱22与极耳1101直接铆接的方式实现对极耳1101与端盖10的固定,可以减少因焊接而产生的金属粉末杂质,降低电池单体内部进入金属粉末杂质的风险,从而提高电池的质量及安全性。
在本申请的一些实施例中,端盖组件100还包括垫片30,垫片30设置于极耳1101与极柱22之间、和/或极耳1101与端盖10之间。
垫片30可以理解为具有一定厚度(通常该厚度大于1mm)、用于多个物体的接触面之间作为填充的一种片状结构。如图4和图5所示,垫片30设置于极耳1101与端盖10之间。垫片30的长度、宽度等尺寸一般根据电极组件的尺寸而定,其长度、宽度无需超过极耳1101的长度、宽度。
通过设置垫片30,在极耳1101的层数较少的情况下可以填补一定的铆接厚度,使得极柱22与极耳1101间的可铆接性提高,从而增强极柱22对极耳1101铆接的可靠性及稳固性。
进一步地,在一些实施例中,垫片30的材质与极耳1101的材质相同。
由于铆接过程中,极柱22与极耳1101接触配合的表面可能不规则,且极耳1101是软性的,将垫片30的材质设为与极耳1101同材质,可以增强极耳1101与极柱22间的导电性能,以更好地传输电能。
在本申请的一些实施例中,极柱22的第二端的材质与极耳1101的材质相同。
一方面,这样有利于提高极柱22的第二端与极耳1101之间铆接的部位的导电性;另一方面,可以理解为除极柱22的第二端以外,极柱22的其余部位的材质可选用其他导电材质,也就是极柱22整体为复合材料制成,例如,极柱22的第二端以上至其第一端与端子板21连接的部位的材质可以根据其与端子板21、及端盖10上方其他部件的连接方式选定,这样有便于极柱22与端子板21及其他部件间的装配。举例来说,如果极耳1101的材质为铜,则极柱22的第二端的材质也为铜,以保证极柱22的第二端与极耳1101之间铆接的部位的导电性,而极柱22的第二端以上至其第一端与端子板21连接的部位的材质均可选用铝,由于铝材质易与其他金属实现焊接,在对极柱22的第一端与端子板21、及端盖10的上方的其他部件进行焊接时操作起来更简单,装配效率更高;端子板21与极柱22也可以是一体成型,进一步地,端子板21的材质也可选用铝,这样更便于在端子板21与端盖10之间进行加焊,而且,端子板21与极柱22一体成型,整体结构的连接稳定性也更好。
在本申请的一些实施例中,如图4所示,极柱22的第二端开设有沿极柱22的轴线延伸的铆接槽201。
铆接槽201可以理解为位于极柱22的远离端子板21的一面的中心的开口或孔,该开口或孔在极柱22的远离端子板21的一面上的形状在本申请中不做限定,深度沿极柱22的轴线从极柱22的远离端子板21的一面向靠近端子板21的方向延伸。
通过在极柱22的第二端开设铆接槽201,可以使得极柱22的第二端更易变形,这样,有便于铆模在墩极柱22时,极柱22的第二端更易向铆接槽201的外周延展、被墩粗,从而与极耳1101形成过盈配合。以此,极柱上所开设的铆接槽可以减小所需的对极柱22实施的压力及铆接难度,提高铆接效率。
在本申请的一些实施例中,如图4和图5所示,极柱22具有初始状态和铆接状态,在初始状态下,极柱22的第二端具有导向部202,导向部202的直径由靠近端子板21的一端至远离端子板21的一端逐渐变小;在铆接状态下,极柱22的第二端形成有沿极柱22的直径向外延伸的铆接部203。
导向部202可以理解为极柱22中用于在将极柱22的第二端由背离电池单体内部的第二面向靠近电池单体内部的第一面穿入时提供导向作用的部分。如图4所示,由于导向部202的远离端子板21的一端尺寸比电极引出孔的尺寸小,在对极柱22与电极引出孔进行对位时,能够较轻松地进入该电极引出孔,进一步地,再通过导向部202的倾斜面引导极柱22顺利地沿电极引出孔轴线方向滑入电池单体内部。
铆接部203可以理解为在铆模对极柱22施压时,极柱22的第二端的端部向极柱22的外壁外侧弯折延展所形成的、能够与极柱22的本体共同包围部分极耳1101的结构。如图5所示,铆接部203位于极耳1101的远离端盖的一面,可以限制极耳1101向远离端盖的方向移动。
极柱22在初始状态下,其第二端所设的导向部202可以为极柱22的装配、定位提供便利,从而提高装配效率,且在对极柱22实施铆接操作时,该导向部202也有便于极柱22的第二端向靠近端子板21的方向压缩,进而向外周延展变形、被墩粗;对极柱22实施铆接操作后,使极柱22处于铆接状态,极柱22的第二端所形成的铆接部203可以对极耳1101起到限位作用,从而提高极耳1101与端盖10之间的连接稳固性。
进一步地,该铆接部203与极耳1101焊接。如图6所示,铆接部203与极耳1101之间焊接形成焊缝500。
由于铆接部203是在铆模墩极柱22的过程中由极柱22的端部弯折变形延展形成的,其结构尺寸可能较小,通过在铆接部203与极耳1101之间实施焊接,可以增加铆接部203与极耳1101之间的过流面积及强度,从而更好地满足如快充式电极组件对电能传输的性能需求;同时,极柱22与极耳1101铆接加补焊的方式,也能对整体连接强度起到加固作用。其中,这里提到的焊接,其实施面积较小,对焊接的强度要求较低,使用2000w以内的激光功率即可完成,相比于相关技术中单纯使用激光焊接实现极柱与极耳的连接方式,本申请实施例所需的激光功率较小,相应地,因焊接而造成的金属粉末杂质飞溅等情况也可得到改善。
在本申请的一些实施例中,如图4至图6所示,端盖组件100包括端盖10和电极端子20,其中,端盖10设置有电极引出孔;电极端子20用于与极耳1101连接,以输出电能,电极端子20包括端子板21和极柱22,端子板21位于端盖10的上方且覆盖电极引出孔,极柱22穿设于电极引出孔,极柱22的第一端与端子板21连接,极柱22的第二端开设有沿极柱22的轴线延伸的铆接槽201,极柱22具有初始状态和铆接状态,在初始状态下,极柱22的第二端具有导向部202,导向部202的直径由靠近端子板21的一端至远离端子板21的一端逐渐变小,在铆接状态下,极柱22的第二端形成有沿极柱22的直径向外延伸的铆接部203且与极耳1101实现铆接,以使极耳1101与端盖10固定连接。
根据本申请实施例提供的端盖组件100,由于其极柱22穿设于端盖10所设置的电极引出孔,其第一端与端子板21连接、第二端与极耳1101铆接,端子板21位于该端盖10的上方且覆盖该电极引出孔,则可理解的,包括有端子板21与极柱22的电极端子20即可被视为一个一端带帽(端子板21)、另一端可实现变形以与被铆接零件形成过盈配合的铆钉结构,也就是本申请实施例中的电极端子20自体成钉,以通过铆接的形式将极耳1101与端盖10固定连接,在无需增加其他零件的基础上,取消了转接片的装配过程,工序更简单,同时,利用其电极端子20的极柱22与极耳1101直接铆接的方式实现对极耳1101与端盖10的固定,可以减少因焊接而产生的金属粉末杂质,降低电池单体内部进入金属粉末杂质的风险,从而提高电池的质量及安全性;而且,极柱22的第二端开设有铆接槽201,使得极柱22的第二端更易变形,这样,有便于铆模在墩极柱22时,极柱22的第二端更易向铆接槽201的外周延展、被墩粗,从而与极耳1101形成过盈配合,减小了铆接难度,提高了铆接效率;极柱22在初始状态下,其第二端所设的导向部202可以为极柱22的装配、定位提供便利,从而提高装配效率;对极柱22实施铆接操作后,使极柱22切至铆接状态,极柱22的第二端所形成的铆接部203可以对极耳1101起到限位作用,从而提高极耳1101与端盖10之间的连接稳固性。可见,应用本申请实施例提供的端盖组件100。可见,应用本申请实施例提供的端盖组件100,有便于更好地实现端盖组件与极耳间的装配。
如图3所示,本申请第二方面的实施例提供了一种电池单体,包括壳体900、电极组件1100、以及根据本申请第一方面的实施例提供的端盖组件100。其中,壳体900具有开口,电极组件1100容纳于壳体900内,电极组件1100上设置有极耳1101,端盖组件100覆盖该开口。
壳体900即可以理解为用于配合端盖组件100以形成电池单体的内部环境的组件,其中,形成的内部环境可以用于容纳电极组件1100、电解液以及其他部件。壳体900可以是多种形状和多种尺寸的,例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等,本申请实施例对此不作限制。举例来说,一种情况下,壳体900的形状可以根据电极组件1100的形状和尺寸大小来确定。壳体900的材质可以是铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等中的一种或多种,本申请实施例对此也不作特殊限制。
电极组件1100即电池单体中发生电化学反应的部件,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。壳体900内可以包含一个或多个电极组件1100。
极耳1101由正极片和负极片不具有活性物质的部分构成,可分为正极极耳和负极极耳,正极片和负极片具有活性物质的部分则构成电极组件1100的主体部。正极极耳和负极极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池的充放电过程中,正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应,极耳1101连接电极端子以形成电流回路。
本申请实施例公开的电池单体可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等设备或系统中。该电池单体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,但不局限于此。该电池单体可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等,本申请实施例对此并不限定。该电池单体的形状可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等,本申请实施例对此也不限定。
根据本申请第二方面的实施例提供的电池单体,其端盖组件100的极柱22穿设于端盖10所设置的电极引出孔,该极柱22的第一端与端子板21连接、第二端与极耳1101铆接,端子板21位于该端盖10的上方且覆盖该电极引出孔,则可理解的,包括有端子板21与极柱22的电极端子20即可被视为一个一端带帽(端子板21)、另一端可实现变形以与被铆接零件形成过盈配合的铆钉结构,也就是本申请实施例中的电池单体,其电极端子20自体成钉,以通过铆接的形式将极耳1101与端盖10固定连接,在无需增加其他零件的基础上,取消了转接片的装配过程,工序更简单,同时,利用其电极端子20的极柱22与极耳1101直接铆接的方式实现对极耳1101与端盖10的固定,可以减少因焊接而产生的金属粉末杂质,降低电池单体内部进入金属粉末杂质的风险,从而提高电池单体的质量及安全性。可见,应用本申请实施例的电池单体,其端盖组件100与极耳1101间的装配过程更方便且对电池单体的内部环境的影响较小,质量及安全性更高。
本申请第三方面的实施例提供了一种电池,包括根据本申请第二方面的实施例提供的电池单体。
本申请实施例公开的电池是包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。举例来说,如果该电池中的电池单体的数量可以为多个,可将将多个电池单体之间通过直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池单体构成的整体容纳于箱体内,其中,混联是指多个电池单体中既有串联又有并联;当然,该电池也可以是多个电池单体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,并容纳于箱体内。
根据本申请本申请第三方面的实施例提供的电池,其所包括的电池单体的端盖组件100的极柱22穿设于端盖10所设置的电极引出孔,该极柱22的第一端与端子板21连接、第二端与极耳1101铆接,端子板21位于该端盖10的上方且覆盖该电极引出孔,则可理解的,包括有端子板21与极柱22的电极端子20即可被视为一个一端带帽(端子板21)、另一端可实现变形以与被铆接零件形成过盈配合的铆钉结构,也就是本申请实施例中的电池,其电池单体中的电极端子20自体成钉,以通过铆接的形式将极耳1101与端盖10固定连接,在无需增加其他零件的基础上,取消了转接片的装配过程,工序更简单,同时,利用其电极端子20的极柱22与极耳1101直接铆接的方式实现对极耳1101与端盖10的固定,可以减少因焊接而产生的金属粉末杂质,降低电池单体内部进入金属粉末杂质的风险,从而提高电池的质量及安全性。可见,应用本申请实施例的电池,其电池单体的端盖组件100与极耳1101间的装配过程更方便且对电池单体的内部环境的影响较小,质量及安全性更高。
本申请第四方面的实施例提供了一种用电装置,包括根据本申请第二方面的实施例提供的电池,该电池用于提供电能。
用电装置可以是前述任一应用电池的设备或系统。
根据本申请本申请第四方面的实施例提供的用电装置,其所包括的电池单体的端盖组件100的极柱22穿设于端盖10所设置的电极引出孔,该极柱22的第一端与端子板21连接、第二端与极耳1101铆接,端子板21位于该端盖10的上方且覆盖该电极引出孔,则可理解的,包括有端子板21与极柱22的电极端子20即可被视为一个一端带帽(端子板21)、另一端可实现变形以与被铆接零件形成过盈配合的铆钉结构,也就是本申请实施例中的用电装置,其电池单体中的电极端子20自体成钉,以通过铆接的形式将极耳1101与端盖10固定连接,在无需增加其他零件的基础上,取消了转接片的装配过程,工序更简单,同时,利用其电极端子20的极柱22与极耳1101直接铆接的方式实现对极耳1101与端盖10的固定,可以减少因焊接而产生的金属粉末杂质,降低电池单体内部进入金属粉末杂质的风险,从而提高电池的质量及安全性。可见,应用本申请实施例的用电装置,其电池单体的端盖组件100与极耳1101间的装配过程更方便且对电池单体的内部环境的影响较小,质量及安全性更高。
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。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
本申请的各个实施例均采用相关的方式描述,各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可,每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
以上所述仅为本申请的较佳实施例,并非用于限定本申请的保护范围。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,均包含在本申请的保护范围。

Claims (10)

1.一种端盖组件,其特征在于,包括:
端盖,设置有电极引出孔;
电极端子,用于与极耳连接,以输出电能,所述电极端子包括端子板和极柱,所述端子板位于所述端盖的上方且覆盖所述电极引出孔,所述极柱穿设于所述电极引出孔,所述极柱的第一端与所述端子板连接,所述极柱的第二端与所述极耳铆接,以使所述极耳与所述端盖固定连接。
2.根据权利要求1所述的端盖组件,其特征在于,所述端盖组件还包括垫片,所述垫片设置于所述极耳与所述极柱之间、和/或所述极耳与所述端盖之间。
3.根据权利要求2所述的端盖组件,其特征在于,所述垫片的材质与所述极耳的材质相同。
4.根据权利要求1所述的端盖组件,其特征在于,所述第二端的材质与所述极耳的材质相同。
5.根据权利要求1所述的端盖组件,其特征在于,所述第二端开设有沿所述极柱的轴线延伸的铆接槽。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的端盖组件,其特征在于,所述极柱具有初始状态和铆接状态,在所述初始状态下,所述极柱的所述第二端具有导向部,所述导向部的直径由靠近所述端子板的一端至远离所述端子板的一端逐渐变小;在所述铆接状态下,所述极柱的所述第二端形成有沿所述极柱的直径向外延伸的铆接部。
7.根据权利要求6所述的端盖组件,其特征在于,所述铆接部与所述极耳焊接。
8.一种电池单体,其特征在于,包括:
壳体,具有开口;
电极组件,容纳于所述壳体内,所述电极组件上设置有极耳;
根据权利要求1至7中任一项所述的端盖组件,所述端盖组件覆盖所述开口。
9.一种电池,其特征在于,包括根据权利要求8所述的电池单体。
10.一种用电装置,其特征在于,包括根据权利要求9所述的电池,所述电池用于提供电能。
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