CN217387316U - 单体电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种单体电池，包括：壳体，壳体内设有容纳腔，单体电池的厚度为D1，容纳腔在单体电池的厚度方向的两腔壁的壁厚均为D2；极芯安装于容纳腔内，极芯的厚度为D3；极芯的厚度D3满足：D3＝D1‑2D2‑D4，D4＝D4’+D4”，0.02*D1≤D4≤0.1*D1，0.075mm≤D2≤0.2mm，或者极芯外包覆有绝缘膜，绝缘膜的厚度为D5，极芯的厚度D3满足：D3＝D1‑2D2‑D4‑2*D5，D4＝D4’+D4”，0.02*D1≤D4≤0.1*D1，0.075mm≤D2≤0.2mm，0＜D5≤0.2mm。本实用新型的单体电池的壳体的壁厚薄，具有空间利用率高、重量轻、能量密度高以及容积大等优点。

Description

单体电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其是涉及一种单体电池

背景技术

相关技术中的单体电池，通过设有壳体以及安装于壳体内的极芯，由于极芯和壳体设置不合理，导致单体电池的空间利用率低、重量重、能量密度低且容积小。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中的单体电池的壁厚过厚、空间利用率低和能量密度低等问题。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种单体电池，该单体电池的壳体的壁厚薄，具有空间利用率高、重量轻、能量密度高以及容积大等优点。

为了实现上述目的，本实用新型提出一种单体电池，包括：壳体，所述壳体设有容纳腔，所述单体电池的厚度为D1，所述容纳腔在所述单体电池的厚度方向的两腔壁中的壁厚均为D2；极芯，所述极芯安装于所述容纳腔内，所述极芯的厚度为D3；

所述极芯包括在所述单体电池的厚度方向上相对的第一侧面和第二侧面，所述容纳腔具有与所述第一侧面相对的第一腔壁、以及与所述第二侧面相对的第二腔壁，所述第一腔壁和所述第一侧面在所述单体电池的厚度方向上的距离为D4’，所述第二腔壁和所述第二侧面在所述单体电池的厚度方向上的距离为D4”，所述极芯的厚度D3满足： D3＝D1-2D2-D4，D4＝D4’+D4”，0.02*D1≤D4≤0.1*D1，0.075mm≤D2≤0.2mm；或者，

所述极芯外包覆有绝缘膜，所述绝缘膜的厚度为D5，所述绝缘膜包括在所述单体电池的厚度方向上相对的第一表面和第二表面，所述容纳腔具有与所述第一表面相对的第一内壁、以及与所述第二表面相对的第二内壁，所述第一内壁和所述第一表面在所述单体电池的厚度方向上的距离为D4’，所述第二内壁和所述第二表面在所述单体电池的厚度方向上的距离为D4”，所述极芯的厚度D3满足：D3＝D1-2D2-D4-2*D5，D4＝D4’+D4”， 0.02*D1≤D4≤0.1*D1，0.075mm≤D2≤0.2mm，0＜D5≤0.2mm。

本实用新型的单体电池的壳体的壁厚薄，具有空间利用率高、重量轻、能量密度高以及容积大等优点。

在本实用新型中，D1为10mm～80mm。

在本实用新型中，D2为0.1mm～0.15mm。

在本实用新型中，所述绝缘膜的厚度D5为0.05mm～0.1mm。

在本实用新型中，所述壳体为钢壳。

在本实用新型中，所述壳体包括：电池壳，所述电池壳内设有所述容纳腔，所述电池壳的至少一端设有与所述容纳腔连通的敞开口；电池盖，所述电池壳的至少一端设有所述电池盖，所述电池盖用于封盖对应的所述敞开口。

在本实用新型中，所述电池盖的厚度为D6，所述电池壳的壁厚为D2，D6/D2为3～8。

在本实用新型中，所述电池盖的厚度为0.5mm～0.8mm。

在本实用新型中，所述电池壳冲压成型、挤压成型或者焊接成型；其中，所述电池壳焊接成型时，所述电池壳具有焊接线，所述焊接线位于所述电池壳的在所述单体电池的宽度方向的侧壁上。

在本实用新型中，所述电池盖包括：封盖部，所述封盖部安装于所述电池壳的端面且封盖所述电池壳的敞开口；插入部，所述插入部设于所述封盖部的朝向所述电池壳的一侧且插入所述容纳腔内。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型实施例的单体电池的结构示意图。

图2是根据本实用新型实施例的单体电池的另一视角的结构示意图。

图3是根据本实用新型实施例的具有绝缘膜的单体电池的剖视图。

图4是图3中A区域的局部放大图。

图5是根据本实用新型实施例的不具有绝缘膜的单体电池的剖视图。

图6是图5中C区域的局部放大图。

图7是根据本实用新型实施例的单体电池的电池壳的结构示意图。

图8是根据本实用新型实施例的单体电池的电池盖的结构示意图。

图9是图8中B区域的局部放大图。

附图标记：

单体电池1、容纳腔101、电池壳110、第一侧壁111、第二侧壁112、第三侧壁113、第四侧壁114、第一腔壁115、第二腔壁116、第一内壁117、第二内壁118、电池盖120、封盖部121、插入部122、防爆刻痕123、极芯200、第一侧面201、第二侧面202、绝缘膜300、第一表面301、第二表面302、焊接线400。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，参考附图描述的实施例是示例性的，下面详细描述本实用新型的实施例。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

下面参考附图描述根据本实用新型实施例的单体电池1，例如锂离子电池。

如图1-图9所示(图中箭头A所指方向为单体电池1的厚度方向，箭头B所指方向为单体电池1的长度方向,箭头所指方向为单体电池1的宽度方向)，根据本实用新型实施例的单体电池1包括壳体和极芯200。

壳体内设有容纳腔101，单体电池1的厚度为D1，容纳腔101在单体电池1的厚度方向的两腔壁的壁厚均为为D2，极芯200安装于容纳腔101内，极芯200的厚度为D3。

其中，如图5和图6所示，极芯200包括在单体电池1的厚度方向上相对的第一侧面201和第二侧面202，容纳腔101具有与第一侧面201相对的第一腔壁115、以及与第二侧面202相对的第二腔壁116，第一腔壁115和第一侧面201在单体电池1的厚度方向上的距离为D4’，第二腔壁116和第二侧面202在单体电池1的厚度方向上的距离为D4”，极芯200的厚度D3满足：D3＝D1-2D2-D4，D4＝D4’+D4”，0.02*D1≤D4≤0.1*D1， 0.075mm≤D2≤0.2mm。其中，D4可以理解为壳体内极芯200预留的膨胀间隙。在极芯 200外未设置绝缘膜300时，极芯200通过自身的绝缘结构与壳体之间实现绝缘，以避免极芯200和壳体之间导电。

如图3和图4所示，单体电池1还包括绝缘膜300，绝缘膜300包覆在极芯200外，绝缘膜的厚度为D5。绝缘膜300包括在单体电池1的厚度方向上相对的第一表面301 和第二表面302，容纳腔101具有与第一表面301相对的第一内壁117、以及与第二表面302相对的第二内壁118，第一内壁117和第一表面301在单体电池1的厚度方向上的距离为D4’，第二内壁118和第二表面302在单体电池1的厚度方向上的距离为D4”，极芯200的厚度D3满足：D3＝D1-2D2-D4-2*D5，D4＝D4’+D4”，0.02*D1≤D4≤0.1*D1， 0.075mm≤D2≤0.2mm，0＜D5≤0.2mm。其中，D4可以理解为壳体内极芯200预留的膨胀间隙。通过设置绝缘膜300，能够极大地提高极芯200和壳体之间绝缘性能，进一步地隔绝了极芯200和壳体，单体电池1的安全性更高。

举例而言，壳体可以为钢材制成。钢不易被锂离子腐蚀，防止了由于壳体的电压过低而导致壳体被嵌锂腐蚀的情况出现，单体电池1不易发生漏液。

根据本实用新型实施例的单体电池1，通过在壳体内设置容纳腔101，极芯200安装于容纳腔101内，这样能够实现极芯200和壳体的安装，且容纳腔101内还可以用于容纳绝缘结构以及电解液。

另外，D2为0.075mm～0.2mm，在单体电池1的厚度相同时，通过将容纳腔101的腔壁的壁厚做的相对较薄，这样极芯200占用容纳腔101内的空间更大，能够提高单体电池1的空间利用率，从而增大单体电池1的容量，以使单体电池1的体积能量密度增加。

如此，根据本实用新型实施例的单体电池1的壳体的壁厚薄，具有空间利用率高、重量轻、能量密度高以及容积大等优点。

根据本实用新型的一些具体实施例，D1为10mm～80mm，单体电池1的厚度不小于10mm，能够为极芯200的布置留出充足空间，避免单体电池1的厚度过小而导致极芯200 不易加工和装配，并且单体电池1的厚度不大于80mm，有利于缩小单体电池1的体积，即实现单体电池1的小型化，便于单体电池1的布置，也防止极芯200过大而导致壳体不足以保证单体电池1的使用安全，从而提高单体电池1的安全性。

根据本实用新型的一些具体实施例，D2为0.1mm～0.15mm。这样，容纳腔101在壳体的厚度方向的两腔壁中的每一个的壁厚不小于0.1mm，能够保证壳体的结构强度足够高，进一步地降低了壳体出现熔融以及破裂等情况出现的几率，单体电池1更不易发生爆炸，安全性更高，并且容纳腔101在壳体的厚度方向的两腔壁中的每一个的壁厚不大于 0.15mm，壳体的厚度更薄，能够提高单体电池1的空间利用率，单体电池1的容积更大，减轻了单体电池1的重量，体积能量密度以及重量能量密度都能够得到提高。

可选地，绝缘膜300的厚度D5为0.05mm～0.1mm。这样，绝缘膜300的厚度不小于0.05mm，绝缘膜300对极芯200和壳体之间的绝缘效果好，提高单体电池1的安全性，并且绝缘膜300的厚度不大于0.1mm，能够进一步地减小绝缘膜300的厚度，从而极芯 200的厚度能够增大，提高单体电池1的容量。

根据本实用新型的一些具体实施例，如图1和图2所示，壳体包括电池壳110和电池盖120，电池壳110内设有容纳腔101，电池壳110的至少一端设有与容纳腔101连通的敞开口，电池壳110的少一端设有电池盖120，电池壳110用于封盖对应的敞开口。

换言之，电池壳110的至少一端设有敞开口，可以理解的，电池壳110的一端设有敞开口，此时电池盖120为一个。或者电池壳110的相对两端均设有敞开口，此时电池盖120为两个，每个电池盖120封盖对应的敞开口。

可选地，如图8和图9所示，电池盖120的厚度为0.5mm～0.8mm，其中，电池盖 120的厚度方向即为单体电池1的长度方向，这样有利于电池盖120成型，且壳体的重量较低，能够降低单体电池1的重量，从而提高了单体电池1的重量能量密度。

可选地，电池盖120的厚度为D6，电池壳110的壁厚为D2，D6/D2可以为3～8，这样便于电池盖120和电池壳110之间焊接，提高焊接良率，而且电池盖120的厚度较厚，在电池盖120和电池壳110之间装配时，电池盖120可以起到导向作用，装配更为方便。

另外，电池盖120的厚度增加，可以保证电池盖120和其他零部件之间连接，例如，极柱与电池盖120之间需要密封，而且电池盖120的强度更高，保证单体电池1在使用过程不会发生变形，从而保证单体电池1能够长期密封，电池盖120上可以设有注液孔，注液孔的密封需要焊接，厚度较厚的电池盖120有利于注液孔的焊接。

在本实用新型的一些实施例中，如图3、图5和图7所示，电池壳110包括依次相连的第一侧壁111、第二侧壁112、第三侧壁113和第四侧壁114，第一侧壁111和第三侧壁113平行，第二侧壁112和第四侧壁114平行，第一侧壁111和第三侧壁113分别与第二侧壁112和第四侧壁114垂直。

举例而言，电池壳110的横截面为矩形，由于极芯200通常为矩形，因此电池壳110的形状和极芯200的形状之间更为适合，有利于单体电池1的装配。

其中，电池壳110冲压成型、挤压成型或者焊接成型，电池壳110由冲压成型或者挤压成型时，电池壳110在其周向上没有断开处，电池壳110的结构强度更高。其中，电池壳110焊接成型时，焊接线400位于电池壳110的在单体电池1的宽度方向的侧壁 (也即电池壳110的宽度方向的侧壁)上。例如，电池壳110开始为薄片，再通过折弯以使电池壳110的相对两侧的边沿焊接，通过将焊接线400设于单体电池1的宽度方向，不会影响极芯200的厚度，能够提高单体电池1的体积能量密度，并且将焊接线400设于电池壳110的宽度方向的侧壁，不会影响电池壳110的结构强度，单体电池1的使用寿命更长。

根据本实用新型的一些具体实施例，如图8和图9所示，电池盖120包括封盖部121和插入部122，封盖部121安装于电池壳110的端面且封盖电池壳110的敞开口，插入部122设于封盖部121的朝向电池壳110的一侧且插入容纳腔101内。

举例而言，插入部122的横截面积的外轮廓所围绕出的面积可以小于封盖部121的横截面积的外轮廓所围绕出的面积。通过设置封盖部121，能够将电池壳110的敞开口密封，对电池壳110的封盖更为全面，以防止电池壳110内的电解液泄漏。通过设置插入部122，能够提高电池盖120和电池壳110之间的连接面积，以提高电池盖120和电池壳110之间的连接强度，单体电池1的结构更为稳定，并且能够减小封盖部121的厚度，从而能够减小电池盖120的重量以及降低生产成本。

可选地，如图1和图2、图8和图9所示，电池盖120设有防爆刻痕123，电池盖 120在防爆刻痕123的处的厚度小于电池盖120的其余部分的厚度。例如，当单体电池 1的内部气压达到设定阈值时，即单体电池1内的气压与大气压之间的差值能够驱动防爆刻痕123裂开时，防爆刻痕123开裂，单体电池1的内部气压能够向大气中移动，从而达到泄压的目的，能够避免单体电池1的爆炸，单体电池1的安全性更高。其中，防爆刻痕123可以为C形、X形、Y形、环形、三角形等形状，提高防爆刻痕123的适用性。

根据本实用新型实施例的单体电池1的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种单体电池，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体内设有容纳腔，所述单体电池的厚度为D1，所述容纳腔在所述单体电池的厚度方向的两腔壁的壁厚均为D2；

极芯，所述极芯安装于所述容纳腔内，所述极芯的厚度为D3；

所述极芯包括在所述单体电池的厚度方向上相对的第一侧面和第二侧面，所述容纳腔具有与所述第一侧面相对的第一腔壁、以及与所述第二侧面相对的第二腔壁，所述第一腔壁和所述第一侧面在所述单体电池的厚度方向上的距离为D4’，所述第二腔壁和所述第二侧面在所述单体电池的厚度方向上的距离为D4”，所述极芯的厚度D3满足：D3＝D1-2D2-D4，D4＝D4’+D4”，0.02*D1≤D4≤0.1*D1，0.075mm≤D2≤0.2mm；或者，

所述极芯外包覆有绝缘膜，所述绝缘膜的厚度为D5，所述绝缘膜包括在所述单体电池的厚度方向上相对的第一表面和第二表面，所述容纳腔具有与所述第一表面相对的第一内壁、以及与所述第二表面相对的第二内壁，所述第一内壁和所述第一表面在所述单体电池的厚度方向上的距离为D4’，所述第二内壁和所述第二表面在所述单体电池的厚度方向上的距离为D4”，所述极芯的厚度D3满足：D3＝D1-2D2-D4-2*D5，D4＝D4’+D4”，0.02*D1≤D4≤0.1*D1，0.075mm≤D2≤0.2mm，0＜D5≤0.2mm。

2.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，D1为10mm～80mm。

3.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，D2为0.1mm～0.15mm。

4.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，所述绝缘膜的厚度D5为0.05mm～0.1mm。

5.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，所述壳体为钢壳。

6.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，所述壳体包括：

电池壳，所述电池壳内设有所述容纳腔，所述电池壳的至少一端设有与所述容纳腔连通的敞开口；

电池盖，所述电池壳的至少一端设有所述电池盖，所述电池盖用于封盖对应的所述敞开口。

7.根据权利要求6所述的单体电池，其特征在于，所述电池盖的厚度为D6，所述电池壳的壁厚为D2，D6/D2为3～8。

8.根据权利要求7所述的单体电池，其特征在于，所述电池盖的厚度为0.5mm～0.8mm。

9.根据权利要求6所述的单体电池，其特征在于，所述电池壳冲压成型、挤压成型或者焊接成型；

其中，所述电池壳焊接成型时，所述电池壳具有焊接线，所述焊接线位于所述电池壳的在所述单体电池的宽度方向的侧壁上。

10.根据权利要求6所述的单体电池，其特征在于，所述电池盖包括：

封盖部，所述封盖部安装于所述电池壳的端面且封盖所述电池壳的敞开口；

插入部，所述插入部设于所述封盖部的朝向所述电池壳的一侧且插入所述容纳腔内。

Images