CN218414936U - 电池单体、电池及用电设备 - Google Patents

电池单体、电池及用电设备 Download PDF

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CN218414936U CN202222467153.XU CN202222467153U CN218414936U CN 218414936 U CN218414936 U CN 218414936U CN 202222467153 U CN202222467153 U CN 202222467153U CN 218414936 U CN218414936 U CN 218414936U
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白璐璐
李全坤
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Abstract

本申请提供了一种电池单体、电池及用电设备,涉及电池技术领域。电池单体包括壳体、电极组件、端盖组件、支撑件和端子组件;壳体具有开口;电极组件容纳于壳体内;端盖组件盖合于开口;支撑件设置于端盖组件和电极组件的主体部之间;端子组件至少一部分延伸至端盖组件和支撑件之间,端子组件与电极组件的极耳导电连接;支撑件面向端盖组件的第一表面设有第一容纳部,第一容纳部被配置为容纳端子组件的至少一部分,能够减小端子组件和支撑件形成的整体在端盖组件的厚度方向上的尺寸,从而减小端子组件和支撑件形成的整体占用壳体的内部的空间,有利于提高电池单体的能量密度。

Description

电池单体、电池及用电设备
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、电池及用电设备。
背景技术
目前,车辆使用较多的电池一般是锂离子电池,锂离子电池作为一种可再充电电池,具有体积小、能量密度高、功率密度高、循环使用次数多和存储时间长等优点。
电池单体壳体和电极组件,电极组件容纳于壳体内。若是电极组件能够充分利用对壳体的内部空间,有利于提高电池单体的能量密度,从而满足用电需求。因此,如何保证电池单体的壳体的内部空间能够被充分的用于容纳电极组件成为电池技术领域亟待解决的问题。
实用新型内容
本申请实施例提供一种电池单体、电池及用电设备,以提高电池的能量密度。
第一方面,本申请实施例提供一种电池单体,包括壳体、电极组件、端盖组件、支撑件和端子组件;所述壳体具有开口;所述电极组件包括主体部和凸出于所述主体部的极耳,所述电极组件容纳于所述壳体内;所述端盖组件盖合于所述开口;所述支撑件位于所述壳体内,且设置于所述端盖组件和所述主体部之间;所述端子组件至少一部分延伸至所述端盖组件和所述支撑件之间,所述端子组件与所述极耳导电连接;其中,所述支撑件具有面向所述端盖组件的第一表面,所述第一表面设有第一容纳部,所述第一容纳部被配置为容纳所述端子组件的至少一部分。
上述技术方案中,支撑件面向端盖组件的第一表面上设有第一容纳部,能够容纳端子组件延伸至支撑件和端盖组件的部分的一部分,能够减小端子组件和支撑件形成的整体在端盖组件的厚度方向上的尺寸,从而减小端子组件和支撑件形成的整体占用壳体的内部的空间,有利于提高电池单体的能量密度。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述支撑件设置有第一加强部,所述第一加强部设置于所述第一容纳部内。
上述技术方案中,第一容纳部的设置使得支撑件在第一容纳部对应位置的强度弱于支撑件其他部位的强度,第一加强部设置在第一容纳部内,能够增强支撑件在第一容纳部对应位置的强度,提高支撑件的支撑能力。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述第一加强部包括第一部分和第二部分,所述端子组件包括延伸至所述端盖组件和所述支撑件之间的集流构件,沿所述端盖组件的厚度方向,所述第一部分在所述支撑件上的投影与所述集流构件在所述支撑件上的投影不重叠,所述第二部分位于所述集流构件和所述第一容纳部的底面之间。
上述技术方案中,第一加强部的第一部分在支撑件上的投影与集流构件在支撑件上的投影不重叠,第二部分位于集流构件和第一容纳部的底面之间,则第一加强部尽可能大面积的对第一容纳部对应的位置起到加强作用,进一步地提高支撑件的结构强度。
在本申请第一方面的一些实施例中,沿所述端盖组件的厚度方向,所述第一部分面向所述端盖组件的表面相对所述第二部分面向所述端盖组件的表面更靠近所述第一表面。
上述技术方案中,第一部分面向端盖组件的表面相对第一加强部位于集流构件和第一容纳部的底面之间的第二部分面向端盖组件的表面更靠近第一表面,则第二部分面向端盖组件的一侧为容纳集流构件提供了较大的空间,在端盖组件的厚度方向上,集流构件能够尽可能多的容纳于第一容纳部内,有利于减小集流构件和支撑件形成的整体占用壳体内部的空间,从而有利于减小端子组件和支撑件形成的整体结构占用壳体内部的空间,进而有利于提高电池单体的能量密度。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述端子组件包括延伸至所述端盖组件和所述支撑件之间的集流构件,沿所述端盖组件的厚度方向,所述集流构件在所述支撑件上的投影与所述第一加强部的在所述支撑件上的投影不重叠。
上述技术方案中,集流构件在支撑件上的投影与第一加强部的在支撑件上的投影不重叠,第一加强部避让集流构件设置,既能起到增强支撑件在第一容纳部对应位置的结构强度,还能避免集流构件和第一加强部相互干涉而影响集流构件安置。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述第一容纳部包括连通的第一容纳区和第二容纳区,沿所述端盖组件的厚度方向,所述第一容纳区的深度大于所述第二容纳区的深度,所述集流构件容纳于所述第一容纳区,所述第一加强部位于所述第二容纳区。
上述技术方案中,集流构件容纳于深度较大的第一容纳区,第一容纳区为容纳集流构件提供较大的空间。第一加强部位于第二容纳区,则第一加强部避让集流构件设置,既能起到增强支撑件在第一容纳部对应位置的结构强度,还能避免集流构件和第一加强部相互干涉而影响集流构件安置。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述支撑件设置有第一凸部,所述第一凸部从所述第一表面向靠近所述端盖组件的方向凸出。
上述技术方案中,第一凸部的设置能够在端盖组件向壳体的内部变形的过程中,对端盖组件起到支撑作用,缓解端盖组件的坍塌,且能缓解支撑件的受力,从而缓解对电极组件挤压。
在本申请第一方面的一些实施例中,沿所述端盖组件的厚度方向,所述第一凸部与所述端盖组件间隙设置。
上述技术方案中,第一凸部和端盖组件在端盖组件的厚度方向上间隙设置,则为端盖组件向壳体内部变形提供一定的空间,在端盖组件受到外部冲击的情况下,可以起到一定的缓冲作用,从而保护端盖组件。
在本申请第一方面的一些实施例中,沿第一方向,所述第一凸部设置于所述支撑件的一端,所述第一容纳部延伸至所述第一凸部,所述第一方向垂直所述端盖组件的厚度方向。
上述技术方案中,第一凸部设置于支撑件沿第一方向的一端,降低第一凸部与位于支撑件和端盖组件之间的其他结构(比如集流构件)干涉的风险。
在本申请第一方面的一些实施例中,沿所述第一方向,所述支撑件的两端均设置有所述第一凸部。
上述技术方案中,沿第一方向,支撑件的两端均设置有第一凸部,在第一凸部支撑端盖组件时,端盖组件能够均匀受力,有利于缓解端盖组件的变形。
在本申请第一方面的一些实施中,所述第一凸部设有用于避让所述端子组件延伸至所述支撑件和所述端盖组件之间的部分的避让缺口。
上述技术方案中,避让缺口的设置,方便端子组件的安装。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述支撑件连接于所述端盖组件,以将所述支撑件固定于所述端盖组件。
上述技术方案中,支撑件与端盖组件固定连接,能够提高支撑件在壳体内的稳定性,以更稳定的支撑电极组件的主体部,从而提高电极组件在壳体内的稳定性。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述支撑件与所述端盖组件通过热熔、激光焊接、超声焊接或者所述支撑件与所述端盖组件通过粘接件粘接。
上述技术方案中,支撑件与端盖组件热熔、激光焊接、超声焊接或者支撑件与端盖组件通过粘接件粘接,连接方式简单,且连接过程中不需要高精度定位。
在本申请第一方面的一些实施例中,沿第一方向,所述支撑件的至少一端设置有第一连接部;所述端盖组件具有第二连接部,所述第二连接部与所述第一连接部一一对应,沿所述第一方向,所述第二连接部与所述支撑件相对设置,所述第一方向垂直所述端盖组件的厚度方向;沿所述端盖组件的厚度方向,所述第一连接部抵接于所述第二连接部。
上述技术方案中,第一连接部在端盖组件的厚度方向抵接于第二连接部,从而实现将支撑件固定于端盖组件,连接方式简单方便。
在本申请第一方面的一些实施例中,沿所述端盖组件的厚度方向,所述第二连接部具有面向所述主体部的第二表面,所述第二表面设有第二容纳部,所述第二容纳部用于容纳所述第一连接部。
上述技术方案中,第二容纳部设置于第二连接部面向主体部的第二表面,第二容纳部的设置,能够减小支撑件和端盖组件形成的整体结构在端盖组件的厚度方向的尺寸,减小支撑件对壳体的内部空间的占用。
在申请第一方面的一些实施例中,沿所述端盖组件的厚度方向,所述第一连接部具有面向所述主体部的第三表面,所述第二表面和所述第三表面之间的距离为H,满足H≤2mm。
上述技术方案中,第二表面面向主体部的第三表面和第一连接部面向主体部的第三表面之间的距离小于或者等于2mm,缓解第一连接部沿端盖组件的厚度方向延伸出第一容纳部的尺寸而与壳体内其他结构干涉的问题或缓解第一连接部沿端盖组件的厚度方向陷入第一容纳部太深而不方便安装的问题,还能缓解因第二表面和第三表面在端盖组件的厚度方向的高度差过大导致电极组件局部受力的问题,从而降低第二表面和第三表面位置差异过大而导致电极组件的主体部受力不均的风险。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述第二表面和所述第三表面共面。
上述技术方案中,第二表面和第三表面共面,则在端盖组件的厚度方向上,第二表面和第三表面不存在高度差,防止电极组件在第二表面和第三表面对应位置出现局部受力,有利于电极组件的主体部受力均匀。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述第一连接部设置有第二加强部,所述第二加强部连接于所述支撑件沿所述第一方向的一端。
上述技术方案中,第二加强部的设置能够增加第一连接部的强度,有利于提高第一连接部和第二连接部连接的稳定性。
在本申请第一方面的一些实施例中,沿所述端盖组件的厚度方向,所述第二加强部设置于所述第一连接部面向所述端盖组件的第四表面,所述第二加强部用于与所述第二连接部相抵。
上述技术方案中,第二加强部用于与第二连接部相抵,在端盖组件受力向壳体内部变形的过程中,第二加强部能够缓解第一连接部的受力,从而降低第一连接部损坏的风险。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述第四表面还设有融合部,所述融合部用于在熔融后连接所述第一连接部和所述第二连接部。
上述技术方案中,融合部的设置可以降低第一连接部和第二连接部连接时,第一连接部和第二连接部熔融而降低其强度的风险。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述第四表面还设有多个所述融合部,多个所述融合部中的一部分位于所述第二加强部沿第二方向的一侧,多个所述融合部中的另一部分位于所述第二加强部沿所述第二方向的另一侧,所述第一方向、所述端盖组件的厚度方向和所述第二方向两两垂直。
上述技术方案中,第二加强部沿第二方向的两侧均设有融合部,能够在第二加强部的两侧均通过熔融融合部实现第一连接部和第二连接部连接,提高连接稳定性。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述融合部凸出于所述第四表面。
上述技术方面中,融合部凸出于第四表面,则第一连接部和第二连接部连接时可以只有熔融部熔融,第一连接部未熔融,从而确保第一连接部的强度。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述支撑件用于支撑所述主体部。
上述技术方案中,支撑件支撑主体部能够在壳体内对电极组件起到限位作用,以缓解电极组件在壳体内晃动的程度。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述极耳绕着所述支撑件的第一边缘弯折,所述第一边缘为所述支撑件位于其宽度方向上的边缘。
上述技术方案中,极耳绕着支撑件的第一边缘弯折,支撑件能够对极耳起到支撑作用,防止极耳倒插至主体部。
在本申请第一方面的一些实施例中,沿所述端盖的厚度方向,所述支撑件具有面向所述主体部且与所述主体部相抵的第五表面,所述第五表面包括支撑部和两个边缘部,沿所述支撑件的宽度方向,两个所述边缘部分别连接与所述支撑部的两侧边,所述边缘部从所述支撑部向逐渐靠近所述端盖组件的方向倾斜。
上述技术方案中,边缘部从支撑部向逐渐靠近端盖组件的方向倾斜,则支撑件在边缘部对应的位置和主体部之间形成能够容纳极耳的空间,便于极耳绕第一边缘翻折。
第二方面,本申请实施例提供了一种电池,包括箱体和第一方面实施例提供的电池单体,所述电池单体容纳于所述箱体内。
第三方面,本申请实施例提供了一种用电设备,包括第二方面实施例提供的电池。
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的分解图;
图3为本申请一些实施例提供的电池单体的分解图;
图4为本申请另一些实施例提供的支撑件的结构示意图;
图5为本申请再一些实施例提供的支撑件的结构示意图;
图6为本申请又一些实施例提供的支撑件的结构示意图;
图7为本申请再又一些实施例提供的支撑件的结构示意图;
图8为本申请一些实施例提供的端盖组件、支撑件组装后的剖视图;
图9为本申请一些实施例提供的集流构件和端盖组件组装后的结构示意图;
图10为本申请一些实施例提供的电极端子、支撑件组装后的结构示意图;
图11为申请一些实施例提供的支撑件的局部示意图;
图12为本申请再又一些实施例提供的支撑件的结构示意图;
图13为图12中A处的放大图;
图14为本申请再另一些实施例提供的支撑件的结构示意图;
图15为图14中B处的放大图;
图16为本申请又再一些实施例提供的支撑件的结构示意图;
图17为本申请又再一些实施例提供的支撑件的结构示意图;
图18为本申请一些实施例提供的电极端子、支撑件组装后的结构的局部示意图;
图19为本申请另一些实施例提供的电池单体的结构示意图;
图20为图19中E-E处的剖视图;
图21为本申请一些实施例提供的支撑件的结构示意图;
图22为本申请一些实施例提供的端盖组件的结构示意图。
图标:1000-车辆;100-电池;10-箱体;11-第一箱体;12-第二箱体;20-电池单体;21-壳体;211-开口;22-电极组件;221-主体部;222-极耳;222a-正极耳;222b-负极耳;23-端盖组件;231-端盖;232-绝缘件;2321-第二凸部;233-泄压机构;234-第二连接部;2341-第二表面;2342-第二容纳部;235-第一注液孔;24-支撑件;241-第一表面;242-第一容纳部;2421-第一容纳区;2422-第二容纳区;2423-台阶;243-第一加强部;2431-第一部分;24311-第一抵靠面;2432-第二部分;24321-第二抵靠面;244-第一边缘;246-第五表面;2461-支撑部;2462-边缘部;247-第三容纳部;248-排气孔;249-第二注液孔;25-端子组件;251-电极端子;252-集流构件;2521-本体部;2522-第一导电部;26-第一凸部;261-避让缺口;27-第一连接部;271-第三表面;272-第四表面;28-第二加强部;281-第一加强段;282-第二加强段;283-第三加强段;29-融合部;200-控制器;300-马达;X-端盖组件的厚度方向;Y-第一方向;Z-第二方向。
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、完整地描述,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。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。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。
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。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请实施例的描述中,需要说明的是,指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系,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,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
目前,从市场形势的发展来看,动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统,而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具,以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大,其市场的需求量也在不断地扩增。
本申请的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。例如,本申请中所提到的电池可以包括电池模块或电池包等。电池一般包括用于封装一个或多个电池单体的箱体。箱体可以避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。
本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)。
本申请中,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。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等,本申请实施例对此也不限定。电池单体一般按封装的方式分成三种:柱形电池单体、方体方形电池单体和软包电池单体,本申请实施例对此也不限定。
电池单体包括电极组件和电解液,电极组件由正极片、负极片和隔离膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极片和负极片之间移动来工作。正极片包括正极集流体和正极活性物质层,正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面,未涂敷正极活性物质层的正极集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的正极集流体,未涂敷正极活性物质层的正极集流体作为正极耳。以锂离子电池为例,正极集流体的材料可以为铝,正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极片包括负极集流体和负极活性物质层,负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面,未涂敷负极活性物质层的负极集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的负极集流体,未涂敷负极活性物质层的负极集流体作为负极耳。负极集流体的材料可以为铜,负极活性物质可以为碳或硅等。为了保证通过大电流而不发生熔断,正极耳的数量为多个且层叠在一起,负极耳的数量为多个且层叠在一起。隔离膜的材质可以为PP(polypropylene,聚丙烯)或PE(polyethylene,聚乙烯)等。此外,电极组件可以是卷绕式结构,也可以是叠片式结构,本申请实施例并不限于此。
电池技术的发展要同时考虑多方面的设计因素,例如,电池的安全性能、循环寿命、放电容量、充放电倍率等性能参数,另外,还需要考虑电池的能量密度。
发明人注意到,电池单体包括壳体、电极组件、端盖组件和端子组件。端盖组件封盖壳体的开口,电极组件容纳于壳体内,端子组件设置于端盖组件并延伸至壳体内与电极组件的极耳导电连接,以通过端子组件进行充放电。由于没有固定措施,电极组件在壳体内会晃动,电极组件容易受损。
为了缓解电极组件在壳体内晃动问题,可以在壳体内设置支撑件,沿端盖组件的厚度方向,支撑件设置在端盖组件和电极组件的主体部之间,支撑件能够支撑主体部,以限制电极组件在壳体的晃动程度。但是设置支撑件会占用壳体内部的空间,从而降低电池单体的能量密度。
基于上述考虑,为了缓解因设置支撑件导致电池单体能量密度降低的问题,发明人经过深入研究,设计了一种电池单体,电池单体的支撑件具有面向端盖组件的第一表面,第一表面设有第一容纳部,第一容纳部被配置为容纳端子组件延伸至端盖组件和支撑件之间的部分的至少一部分。
支撑件面向端盖组件的第一表面上设有第一容纳部,能够容纳端子组件延伸至支撑件和端盖组件的部分的至少一部分,能够减小端子组件和支撑件形成的整体在端盖组件的厚度方向上的尺寸,从而减小端子组件和支撑件形成的整体占用壳体的内部的空间,有利于提高电池单体的能量密度。
本申请实施例公开的电池单体可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电装置中。可以使用具备本申请公开的电池单体、电池等组成该用电装置的电源系统,这样,有利于缓解并自动调节电芯膨胀力恶化,补充电解液消耗,提升电池性能的稳定性和电池寿命。
本申请实施例提供一种使用电池作为电源的用电装置,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100,电池100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池100可以用于车辆1000的供电,例如,电池100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100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。
请参照图2,图2为本申请一些实施例提供的电池100的分解图。电池100包括箱体10和电池单体20,电池单体20容纳于箱体10内。其中,箱体10用于为电池单体20提供容纳空间,箱体10可以采用多种结构。在一些实施例中,箱体10可以包括第一箱体11和第二箱体12,第一箱体11与第二箱体12相互盖合,第一箱体11和第二箱体12共同限定出用于容纳电池单体20的容纳空间。第二箱体12可以为一端开口以形成容纳电池单体20的容纳腔的空心结构,第一箱体11可以为板状结构,第一箱体11盖合于第二箱体12的开口侧,以使第一箱体11与第二箱体12共同限定出容纳空间;第一箱体11和第二箱体12也可以是均为一侧开口以形成容纳电池单体20的容纳腔的空心结构,第一箱体11的开口侧盖合于第二箱体12的开口侧。当然,第一箱体11和第二箱体12形成的箱体10可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。
在电池100中,电池单体20可以是多个,多个电池单体20之间可串联或并联或混联,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,并容纳于箱体10内。电池100还可以包括其他结构,例如,该电池100还可以包括汇流部件,用于实现多个电池单体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,但不局限于此。电池单体20可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。
如图3所示,图3为本申请一些实施例提供的电池单体20的分解图。电池单体20包括壳体21、电极组件22、端盖组件23、支撑件24和端子组件25;壳体21具有开口211;电极组件22包括主体部221和凸出于主体部221的极耳222,电极组件22容纳于壳体21内;端盖组件23盖合于开口211;支撑件24位于壳体21内,且设置于端盖组件23和主体部221之间;端子组件25至少一部分延伸至端盖组件23和支撑件24之间,端子组件25与极耳222导电连接;其中,支撑件24具有面向端盖组件23的第一表面241,第一表面241设有第一容纳部242,第一容纳部242被配置为容纳端子组件25的至少一部分。
壳体21是用于配合端盖231以形成电池单体20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22、电解液以及其他部件。壳体21和端盖231可以是独立的部件,可以于壳体21上设置开口211,通过在开口211处使端盖231盖合开口211以形成电池单体20的内部环境。不限地,也可以使端盖231和壳体21一体化,具体地,端盖231和壳体21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21的内部时,再使端盖231盖合壳体21。壳体21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21的形状可以根据电极组件22的具体形状和尺寸大小来确定。壳体21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22是电池单体20中发生电化学反应的部件。壳体21内可以包含一个或更多个电极组件22。电极组件22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22的主体部221,正极片和负极片不具有活性物质的部分各自构成极耳222,即正极片不具有活性物质的部分形成正极耳222a,负极片不具有活性物质的部分形成负极耳222b。正极耳222a和负极耳222b可以共同位于主体部221的一端或是分别位于主体部221的两端。在电池100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222连接端子组件25以形成电流回路。
壳体21可以具有一个开口211,也可以具有相对的两个开口211。端盖组件23可以与壳体21的开口211一一对应设置。壳体21具有两个开口211时,端盖组件23为两个,两个端盖组件23分别用于封盖两个开口211。
端盖组件23包括端盖231和绝缘件232。端盖231是指盖合于壳体21的开口211处以将电池单体20的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地,端盖231的形状可以与壳体21的形状相适应以配合壳体21。可选地,端盖231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231在受挤压碰撞时就不易发生形变,使电池单体20能够具备更高的结构强度,安全性能也可以有所提高。绝缘件232设置于端盖231的内侧,并位于端盖231和支撑件24之间,绝缘件232可以用于隔离壳体21内的电连接部件与端盖231,以降低短路的风险。示例性的,绝缘件232可以是塑料、橡胶等。
端盖231上可以设置有如端子组件25等的功能性部件。端子组件25可以用于与电极组件22电连接,以用于输出或输入电池单体20的电能。在一些实施例中,端盖231上还可以设置有用于在电池单体20的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构233。端盖231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。
电极组件22具有正极耳222a和负极耳222b。正极耳222a和负极耳222b位于可以位于电极组件22的同侧,也可以位于电极组件22相对的两侧。
在壳体21具有一个开口211和一个端盖组件23的实施例中,正极耳222a和负极耳222b中的一者与设置于端盖组件23的端子组件25电连接,正极耳222a和负极耳222b中的另一者可以与壳体21导电连接,则端子组件25和壳体21分别形成电池单体20的极性相反的两极。在壳体21具有两个开口211和两个端盖组件23的实施例中,一个端盖组件23上的端子组件25与正极耳222a电连接,另一个端盖组件23上的端子组件25与附极耳222电连接,则两个端盖组件23上的端子组件25分别形成电池单体20的极性相反的两极。
在壳体21具有一个开口211和一个端盖组件23的实施例中,端盖组件23上也可以设置两个端子组件25,两个端子组件25分别与正极耳222a和负极耳222b电连接。
在电池单体20包括两个端盖组件23的实施例中,可以仅一个端盖组件23和主体部221之间设置支撑件24,也可以每个端盖组件23和主体部221之间均设置有支撑件24。
端子组件25包括电极端子251,电极端子251绝缘设置于端盖231。在一些实施例中,电极端子251沿端盖组件的厚度方向X延伸至端盖组件23和支撑件24之间,并与极耳222直接导电连接。极耳222和电极端子251可以通过焊接、抵接等实现导电连接。支撑件24上的第一容纳部242容纳电极端子251延伸至端盖组件23和支撑件24之间的部分的至少一部分。
如图3所示,在一些实施例中,端子组件25包括电极端子251和集流构件252,电极端子251绝缘设置于端盖231,集流构件252位于端盖组件23和支撑件24之间,集流构件252与极耳222导电连接,集流构件252与电极端子251导电连接。极耳222和集流构件252可以通过焊接、抵接等实现导电连接,集流构件252和电极端子251可以通过焊接、抵接等实现导电连接。支撑件24上的第一容纳部242容纳集流构件252的至少一部分。
在一个端盖组件23上设有两个端子组件25的实施例中,对应的支撑件24面向端盖组件23的第一表面241可以设置两个第一容纳部242,第一容纳部242和端子组件25一一对应设置,端子组件25沿端盖组件的厚度方向X延伸至端盖组件23和支撑件24之间,第一容纳部242用于容纳对应的端子组件25沿端盖组件的厚度方向X延伸至端盖组件23和支撑件24之间的部分的至少一部分。
支撑件24面向端盖组件23的第一表面241上设有第一容纳部242,能够容纳端子组件25延伸至支撑件24和端盖组件23的部分的至少一部分,能够减小端子组件25和支撑件24形成的整体在端盖组件的厚度方向X上的尺寸,从而减小端子组件25和支撑件24形成的整体占用壳体21的内部的空间,有利于提高电池单体20的能量密度。
如图4-图7所示,在一些实施例中,支撑件24设置有第一加强部243,第一加强部243设置于第一容纳部242内。
第一加强部243可以为设置于第一容纳部242内的加强筋。第一加强部243可以包括多个加强筋,多个加强筋可以是沿直线方向间隔布置,多个加强筋也可以是纵横交错布置。
第一容纳部242具有侧面和底面,侧面围绕底面的边缘设置。加强筋在第一容纳部242内的连接方式有多种,比如,加强筋的两端可以连接于第一容纳部242的相对的两个侧面,再比如,加强筋的两端可以连接于第一容纳部242的相对的两个侧面且加强筋与第一容纳部242的底面连接。
第一容纳部242的设置使得支撑件24在第一容纳部242对应位置的强度弱于支撑件24其他部位的强度,第一加强部243设置在第一容纳部242内,能够增强支撑件24在第一容纳部242对应位置的强度,提高支撑件24的支撑能力。
端子组件25延伸至端盖组件23和支撑件24中的部分与第一加强部243可以具有不同的相对位置关系,以端子组件25包括电极端子251和集流构件252,集流构件252位于端盖组件23和支撑件24之间为例对端子组件25延伸至端盖组件23和支撑件24中的部分与第一加强部243的相对位置关系进行详细说明。
如图4、图5所示,在一些实施例中,第一加强部243包括第一部分2431和第二部分2432,端子组件25包括延伸至端盖组件23和支撑件24之间的集流构件252,沿端盖组件的厚度方向X,第一部分2431在支撑件24上的投影与集流构件252在支撑件24上的投影不重叠,第二部分2432位于集流构件252和第一容纳部242的底面之间。图4和图5中仅示出第一加强部243在第一容纳部242中的情况,未示出集流构件252和第一加强部243的相对位置关系。
在第一加强部243包括多个加强筋的实施例中,第一部分2431可以是多个加强筋中的一部分,第二部分2432可以是多个加强筋中的另一部分。第一部分2431可以是加强筋本身的一部分,第二部分2432可以是加强筋本身的另一部分,可以理解为,对某一个加强筋而言,该第一加强部243的一部分沿端盖组件的厚度方向X在支撑件24上的投影与集流构件252不重叠,该第一加强部243的另一部分沿端盖组件的厚度方向X位于集流构件252和第一容纳部242的底面之间。
第一加强部243的第一部分2431在支撑件24上的投影与集流构件252在支撑件24上的投影不重叠,第二部分2432位于集流构件252和第一容纳部242的底面之间,则第一加强部243尽可能大面积的对第一容纳部242对应的位置起到加强作用,进一步地提高支撑件24的结构强度。
如图5所示,进一步地,沿端盖组件的厚度方向X,第一部分2431面向端盖组件23的表面相对第二部分2432面向端盖组件23的表面更靠近第一表面241。
定义第一部分2431面向端盖组件23的表面为第一抵靠面24311,第二部分2432面向端盖组件23的表面为第二抵靠面24321,即在端盖组件的厚度方向X上,第一抵靠面24311相对第二抵靠面24321更加靠近第一表面241。
第一部分2431面向端盖组件23的表面包括第一部分2431在端盖组件的厚度方向X上面向端盖组件23的所有表面,第二部分2432面向端盖组件23的表面可以是第二部分2432在端盖组件的厚度方向X上面向端盖组件23的表面中最靠近第一表面241的表面。可以理解为,第一部分2431在端盖组件的厚度方向X上面向端盖组件23的任意表面相对第二部分2432在端盖组件的厚度方向X上最靠近第一表面241的表面距离第一表面241更近。
当然,如图4所示,沿端盖组件的厚度方向X,第一部分2431面向端盖组件23的表面与第一表面241之间距离也可以与第二部分2432面向端盖组件23的表面与第一表面241的距离相同。可以理解为,第一部分2431面向端盖组件23的表面和第二部分2432面向端盖组件23的表面共面。
第一部分2431面向端盖组件23的表面相对第一加强部243位于集流构件252和第一容纳部242的底面之间的第二部分2432面向端盖组件23的表面更靠近第一表面241,则第二部分2432面向端盖组件23的一侧为容纳集流构件252提供了较大的空间,在端盖组件的厚度方向X上,集流构件252能够尽可能多的容纳于第一容纳部242内,有利于减小集流构件252和支撑件24形成的整体占用壳体21内部的空间,从而有利于减小端子组件25和支撑件24形成的整体结构占用壳体21内部的空间,进而有利于提高电池单体20的能量密度。
如图6所示,在另一些实施例中,端子组件25包括延伸至端盖组件23和支撑件24之间的集流构件252,沿端盖组件的厚度方向X,集流构件252在支撑件24上的投影与第一加强部243的在支撑件24上的投影不重叠。
在一些实施例中,第一加强部243可以设置在集流构件252外周的任意位置。在另一些实施例中,第一加强部243可以围绕集流构件252设置。图6中仅示出第一加强部243在第一容纳部242中的情况,未示出集流构件252和第一加强部243的相对位置关系。
集流构件252在支撑件24上的投影与第一加强部243的在支撑件24上的投影不重叠,第一加强部243避让集流构件252设置,既能起到增强支撑件24在第一容纳部242对应位置的结构强度,还能避免集流构件252和第一加强部243相互干涉而影响集流构件252安置。
如图7所示,在另一些实施例中,第一容纳部242包括连通的第一容纳区2421和第二容纳区2422,沿端盖组件的厚度方向X,第一容纳区2421的深度大于第二容纳区2422的深度,集流构件252容纳于第一容纳区2421,第一加强部243位于第二容纳区2422。
第一容纳区2421的深度是指第一容纳区2421从第一表面241向靠近主体部221的方向凹陷的尺寸。第二容纳区2422的深度是指第二容纳区2422从第一表面241向靠近主体部221的方向凹陷的尺寸。第一容纳区2421和第二容纳区2422连通,第一容纳区2421的底面和第二容纳区2422的底面之间形成台阶2423。
集流构件252容纳于深度较大的第一容纳区2421,第一容纳区2421为容纳集流构件252提供较大的空间。第一加强部243位于第二容纳区2422,则第一加强部243避让集流构件252设置,既能起到增强支撑件24在第一容纳部242对应位置的结构强度,还能避免集流构件252和第一加强部243相互干涉而影响集流构件252安置。
如图6、图7所示,支撑件24设置有第一凸部26,第一凸部26从第一表面241向靠近端盖组件23的方向凸出。
第一凸部26的结构形式有多种,比如第一凸部26为块状、条状、柱状等。第一凸部26的数量可以是一个或者多个。在第一凸部26的数量为多个的实施例中,多个第一凸部26间隔布置于支撑件24。
第一凸部26与支撑件24可以是一体成型。第一凸部26和支撑件24也可以分体设置并通过焊接、粘接、螺栓连接等方式连接为整体结构。
第一凸部26的设置能够在端盖组件23向壳体21的内部变形的过程中,对端盖组件23起到支撑作用,缓解端盖组件23的坍塌,且能缓解支撑件24的受力,从而缓解对电极组件22挤压。
第一凸部26可以从第一表面241向靠近端盖组件23凸出至与端盖组件23相抵,以使支撑端盖组件23,减小端盖组件23在受到外力时向壳体21内部变形量。当然,第一凸部26也可以从第一表面241向靠近端盖组件23凸出至不与端盖组件23相抵。因此,如图8所示,在一些实施例中,沿端盖组件的厚度方向X,第一凸部26与端盖组件23间隙设置。
沿端盖组件的厚度方向X,第一凸部26面向端盖组件23的一端与端盖组件23之间形成间距,只有当端盖组件23向靠近主体部221的方向产生一定形变和/或支撑件24向靠近端盖组件23的方向产生一定形变,第一凸部26才能与端盖组件23相抵。
第一凸部26和端盖组件23在端盖组件的厚度方向X上间隙设置,则为端盖组件23向壳体21内部变形提供一定的空间,在端盖组件23受到外部冲击的情况下,可以起到一定的缓冲作用,从而保护端盖组件23。
如图6、图7、图8所示,在一些实施例中,沿第一方向Y,第一凸部26设置于支撑件24的一端,第一容纳部242延伸至第一凸部26,第一方向Y垂直端盖组件的厚度方向X。
在本实施例中,第一方向Y与支撑件24的长度方向平行。第一凸部26为条状结构,第一凸部26沿第二方向Z延伸至支撑件24的相对的两个边缘,能够增大第一凸部26和端盖组件23抵接时的接触面积。第一凸部26连接第一容容纳部沿第二方向Z相对的两个侧面,能够对支撑件24沿第二方向Z起到束缚作用,降低支撑件24在第二方向Z上形变的风险。第二方向Z与支撑件24的宽度方向一致。第一方向Y、第二方向Z和端盖组件的厚度方向X两两垂直。
在另一些实施例中,第一凸部26也可以位于支撑件24的中部区域,以使支撑件24沿第一方向Y的两端均超出第一凸部26。
第一凸部26设置于支撑件24沿第一方向Y的一端,降低第一凸部26与位于支撑件24和端盖组件23之间的其他结构(比如集流构件252)干涉的风险。
支撑件24沿第一方向Y具有两端,可以仅其中一端设有第一凸部26。
当然,请继续参照图6、图7和图8,在一些实施例中,沿第一方向Y,支撑件24的两端均设置有第一凸部26。
位于支撑件24两端的第一凸部26的结构可以相同,比如两个第一凸部26的结构均为条状结构且沿第二方向Z延伸至支撑件24的边缘。位于支撑件24两端的第一凸部26的结构也可以不相同,比如位于支撑件24一端的第一凸部26为条状结构,位于支撑件24的另一端的第一凸部26为柱状结构。
沿第一方向Y,支撑件24的两端均设置有第一凸部26,在第一凸部26支撑端盖组件23时,端盖组件23能够均匀受力,有利于缓解端盖组件23的变形。
如图6、图7、图9所示,在一些实施例中,第一凸部26设有用于避让端子组件25延伸至支撑件24和端盖231之间的部分的避让缺口261。
缺口沿第一方向Y贯穿第一凸部26的两侧。在支撑件24上设有多个第一凸部26的实施例中,可以是部分第一凸部26设有缺口,也可以是全部第一凸部26设有缺口。缺口和第一容纳部242在第一方向Y上连通。
示例性地,端子组件25延伸至支撑件24和端盖组件23之间的是端子组件25的集流构件252。如图9所示,集流构件252包括相连的本体部2521和第一导电部2522,本体部2521可以用于与电极端子251导电连接,本体部2521沿第二方向Z的至少一侧连接有第一导电部2522,图9中示出了本体部2521沿第二方向Z的两侧均连接有第一导电部2522的情况。第一导电部2522用于与极耳222导电连接。本体部2521沿第一方向Y的一端超出第一导电部2522。避让缺口261可以用于避让本体部2521沿第一方向Y超出第一导电部2522的部分。
避让缺口261的设置,方便端子组件25的安装,也避免第一凸部26和端子组件25干涉。
支撑件24可以是被端盖组件23和电极组件22的主体部221夹持,以使支撑件24位于端盖组件23和主体部221之间。为了提高支撑件24的稳定性,在另一些实施例中,支撑件24连接于端盖组件23,以将支撑件24固定于端盖组件23。
端盖组件23和支撑件24之间可以是直接连接,也可以是间接连接。端盖组件23和支撑件24之间可以是可拆卸连接,也可以是不可拆卸连接。
支撑件24与端盖组件23固定连接,能够使得支撑件24相对端盖组件23保持稳定的位置关系,能够提高支撑件24在壳体21内的稳定性,以更稳定的支撑电极组件22的主体部221,从而提高电极组件22在壳体21内的稳定性。
支撑件24与端盖组件23的连接方式有多种,比如支撑件24和端盖组件23可以通过卡扣、螺栓等形成可拆卸连接。再比如,支撑件24与端盖组件23热熔、激光焊接、超声焊接或者支撑件24与端盖组件23通过粘接件粘接。
热熔、激光焊接和超声焊接均是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。通过热熔、激光焊接、超声焊接的方式使得支撑件24和端盖231形成不可拆卸连接。
也可以在支撑件24和端盖组件23之间设置粘接件,以将支撑件24和端盖组件23粘接。粘接件可以是涂覆在支撑件24和端盖组件23之间液态胶凝固后形成,粘接件也可以是粘贴在支撑件24和端盖组件23之间的胶带。
支撑件24与端盖组件23通过热熔、激光焊接、超声焊接或者支撑件24与端盖组件23通过粘接件粘接,连接方式简单,且连接过程中不需要高精度定位。
如图6、图7、图8、图9所示,在一些实施例中,沿第一方向Y,支撑件24的至少一端设置有第一连接部27;端盖组件23具有第二连接部234,第二连接部234与第一连接部27一一对应,沿第一方向Y,第二连接部234与支撑件24相对设置,第一方向Y垂直端盖组件的厚度方向X;沿端盖组件的厚度方向X,第一连接部27抵接于第二连接部234。
支撑件24可以沿第一方向Y的一端设置有第一连接部27,也可以沿第一方向Y的两端均设置有第一连接部27。
第一连接部27与支撑件24可以是一体成型。第一连接部27和支撑件24也可以分体设置并通过焊接、粘接、螺栓连接等方式连接为整体结构。
在支撑件24设有第一凸部26的实施例中,支撑件24、第一凸部26和第一连接部27可以一体成型,支撑件24、第一凸部26和第一连接部27也可以分体设置并通过焊接、粘接、螺栓连接等方式连接为整体结构。
在第一方向Y上,第一连接部27从支撑件24的一端沿背离支撑件24的方向延伸。支撑件24连接有第一连接部27的一端与对应的第二连接部234可以在第一方向Y相对间隔布置,也可以相抵。
第一连接部27和第二连接部234在端盖组件的厚度方向X上相抵并连接,从而实现支撑件24通过第一连接部27间接连接于端盖组件23。
第一连接部27在端盖组件的厚度方向X抵接于第二连接部234,从而实现将支撑件24固定于端盖组件23,连接方式简单方便。
如图10所示,在一些实施例中,沿端盖组件的厚度方向X,第二连接部234具有面向主体部221的第二表面2341,第二表面2341设有第二容纳部2342,第二容纳部2342用于容纳第一连接部27。
第二容纳部2342可以是从第二表面2341沿背离端盖组件23的方向凹陷的凹槽。第一连接部27可以完全容纳于第二容纳部2342内。第一连接部27也可以一部分容纳于第二容纳部2342,另一部沿端盖组件的厚度方向X延伸出第二容纳部2342。
在第一连接部27容纳于第二容纳部2342的情况下,沿端盖组件的厚度方向X,第一连接部27面向端盖组件23的表面可以与第二容纳部2342的底面贴合,第一连接部27面向端盖组件23的表面也可以与第二容纳部2342的底面相对间隔布置。
第二容纳部2342设置于第二连接部234面向主体部221的第二表面2341,第二容纳部2342的设置,能够减小支撑件24和端盖组件23形成的整体结构在端盖组件的厚度方向X的尺寸,减小支撑件24对壳体21的内部空间的占用。
在另一些实施例中,第二表面2341也可以不设置第二容纳部2342,第一连接部27可以与第二表面2341直接或者间接相抵。
如图10所示,在一些实施例中,沿端盖组件的厚度方向X,第一连接部27具有面向主体部221的第三表面271,第二表面2341和第三表面271之间的距离为H,满足H≤2mm。
第二表面2341和第三表面271沿端盖组件的厚度方向X的距离H可以为0mm、0.5mm、1mm、1.5mm、1.8mm等。
在第二表面2341设有第二容纳部2342的实施例中,第三表面271可以位于第二容纳部2342内,也可以位于第二容纳部2342外。在第二表面2341位于第二容纳部2342内的情况下,若是第二表面2341和第三表面271沿端盖组件的厚度方向X的距离太大,则实现第一连接部27和第二连接部234连接的难度增大。在第二表面2341位于第二容纳部2342外的情况下,若是第二表面2341和第三表面271沿端盖组件的厚度方向X的距离太大,则第一连接部27沿端盖231的厚度方向延伸出第二容纳部2342的部分尺寸太大,使得支撑件24和端盖组件23形成的整体结构在端盖组件的厚度方向X上的尺寸过大。
第二表面2341面向主体部221的第三表面271和第一连接部27面向主体部221的第三表面271之间的距离小于或者等于2mm,缓解第一连接部27沿端盖组件的厚度方向X延伸出第一容纳部242的尺寸而与壳体21内其他结构干涉的问题或缓解第一连接部27沿端盖组件的厚度方向X陷入第一容纳部242太深而不方便安装的问题,还能缓解因第二表面2341和第三表面271在端盖组件的厚度方向X的高度差过大导致电极组件22局部受力的问题,从而降低第二表面2341和第三表面271位置差异过大而导致电极组件22的主体部221受力不均的风险。
请继续参照图10,在一些实施例中,第二表面2341和第三表面271共面。
可以理解为,沿端盖组件的厚度方向X,第二表面2341和第三表面271之间的距离H为0mm。
第二表面2341和第三表面271共面,则在端盖组件的厚度方向X上,第二表面2341和第三表面271不存在高度差,防止电极组件22在第二表面2341和第三表面271对应位置出现局部受力,有利于电极组件22的主体部221受力均匀。
如图11所示,在一些实施例中,第一连接部27设置有第二加强部28,第二加强部28连接于支撑件24沿第一方向Y的一端。
第二加强部28可以是设置在第一连接部27上的加强筋,第一连接部27和支撑件24的一端均与第二加强部28连接。第二加强部28可以连接于第一连接部27位于端盖组件的厚度方向X的表面。
第二加强部28的结构形状可以有多种,比如第二加强部28呈回字形、U形等。如图11所示,第二加强部28包括第一加强段281、第二加强段282和第三加强段283,第一加强段281的一端和支撑件24沿第一方向Y的一端连接,第二加强段282和第一加强段281沿第二方向Z间隔布置,第二加强段282的一端与支撑件24沿第一方向Y的一端连接,第一加强段281和第二加强段282通过第三加强段283连接,第一加强段281、第二加强段282和第三加强段283共同形成U形的第一加强部243。
第二加强部28的设置能够增加第一连接部27的强度,有利于提高第一连接部27和第二连接部234连接的稳定性。
第二加强部28可以设置于第一连接部27在端盖组件的厚度方向X上的任意表面。在一些实施例中,第二加强部28设置于第一连接部27在端盖组件的厚度方向X上背离端盖组件23的表面,即第二加强部28设置于第三表面271。第二加强部28也可以设置于第一连接部27在端盖组件的厚度方向X上面向端盖组件23的第四表面272。
如图11所示,在一些实施例中,沿端盖组件的厚度方向X,第二加强部28设置于第一连接部27面向端盖组件23的第四表面272,第二加强部28用于与第二连接部234相抵。
沿端盖组件的厚度方向X,第二加强部28可以与第二连接部234相抵,以使第二加强部28始终支撑端盖组件23,以降低端盖组件23受力坍塌的风险。沿端盖组件的厚度方向X,第二加强部28也可以与第二连接部234间隙设置,以允许端盖组件23向靠近主体部221的方向发生一定的形变后与第二加强部28相抵,以避免端盖组件23过度变形而损坏。
第二加强部28用于与第二连接部234相抵,在端盖组件23受力向壳体21内部变形的过程中,第二加强部28还能够缓解第一连接部27的受力,从而降低第一连接部27损坏的风险。
在支撑件24与端盖组件23通过热熔、激光焊接或者超声焊接的实施例中,如图12-图17所示,第四表面272还设有融合部29,融合部29用于在熔融后连接第一连接部27和第二连接部234。
在熔融前,融合部29为从第四表面272向靠近端盖组件23的方向凸出的凸起,融合部29可以呈柱状结构、条状结构、块状结构等。融合部29的横截面积可以是三角形(图14、图15中示出)、半圆形(图16中示出)、椭圆形、矩形(图17中示出)等。
在第一连接部27上设有第二加强部28且第二加强部28设置于第一连接部27的第四表面272的实施例中,熔融前,融合部29向从第四表面272向靠近端盖组件23的方向凸出的高度可以大于第二加强部28从第四表面272向靠近端盖组件23的方向凸出的高度。熔融后,融合部29向从第四表面272向靠近端盖组件23的方向凸出的高度可以大于或者小于或者等于第二加强部28从第四表面272向靠近端盖组件23的方向凸出的高度。
在受热、经过激光作用或者经过超声波作用后,融合部29从固态变为熔融状态,能够将第一连接部27和第二连接部234连接,即第一连接部27和第二连接部234通过融合部29间接连接,则可以不需要第一连接部27和/或第二连接部234熔融,融合部29的设置可以降低第一连接部27和第二连接部234连接时,第一连接部27和第二连接部234熔融而降低其强度的风险。
融合部29的数量可以是一个,也可以是多个。在一些实施例中,第四表面272还设有多个融合部29,多个融合部29中的一部分位于第二加强部28沿第二方向Z的一侧,多个融合部29中的另一部分位于第二加强部28沿第二方向Z的另一侧,第一方向Y、端盖组件的厚度方向X和第二方向Z两两垂直。
第二加强部28沿第二方向Z的两侧均设有融合部29,能够在第二加强部28的两侧均通过熔融融合部29实现第一连接部27和第二连接部234连接,提高连接稳定性。
如图18所示,在一些实施例中,融合部29凸出于第四表面272。
在融合部29熔融且将第一连接部27和第二连接部234连接后,融合部29仅部分熔融,未熔融的部分从第四表面272凸出。
融合部29凸出于第四表面272,则第一连接部27和第二连接部234连接时可以只有熔合部29熔融,且融合部29未完全熔融,因此第一连接部27可以不熔融,从而确保第一连接部27的强度。
在一些实施例中,支撑件24用于支撑主体部221。
支撑件24为绝缘构件,以避免支撑件24和电极组件22接触后导致短路。支撑件24具有沿端盖组件的厚度方向X与第一表面241相对布置的第五表面246,第五表面246的至少部分与主体部221相抵,以使支撑件24支撑主体部221。在电池单体20倒置的情况下,支撑件24支撑于主体部221的下方,可以承载主体部221的重量,支撑件24的第五表面246与主体部221的端面相抵,不仅能够对电极组件20起到限位作用,还能防止极耳222倒插进入主体部221。
支撑件24支撑主体部221能够在壳体21内对电极组件22起到限位作用,以缓解电极组件22在壳体21内晃动的程度。
由于支撑件24支撑于电极组件22的主体部221,极耳222相对支撑件24可以有不同的位置关系,比如,如图19、图20所示,在一些实施例中,极耳222绕着支撑件24的第一边缘244弯折,第一边缘244为支撑件24位于其宽度方向上的边缘。
沿端盖组件的厚度方向X,极耳222的一部分位于支撑件24面向主体部221的一侧,极耳222的另一部分绕第一边缘244弯折至支撑件24面向端盖组件23的一侧,极耳222位于支撑件24面向端盖组件23的一侧的部分与集流构件252电连接。支撑件24的宽度方向与第二方向Z平行。
极耳222绕着支撑件24的第一边缘244弯折,支撑件24能够对极耳222起到支撑作用,防止极耳222倒插至主体部221。
当然,支撑件24和极耳222也可以有其他的相对位置,比如支撑件24上开设有通孔,极耳222从通孔穿设至支撑件24面向端盖组件23的一侧集流构件252电连接。
如图19-图21所示,在一些实施例中,沿端盖231的厚度方向,支撑件24具有面向主体部221且与主体部221相抵的第五表面246,第五表面246包括支撑部2461和两个边缘部2462,沿支撑件24的宽度方向,两个边缘部2462分别连接与支撑部2461的两侧边,边缘部2462从支撑部2461向逐渐靠近端盖组件23的方向倾斜。
支撑件24的宽度方向与第二方向Z平行。在一些实施例中,第一边缘244可以是边缘部2462沿第二方向Z背离支撑部2461的边缘。
第五表面246的支撑部2461直接与主体部221相抵。边缘部2462的位置与极耳222位于支撑件24面向主体部221的部分对应,边缘部2462从支撑部2461向逐渐靠近端盖组件23的方向倾斜,能够使得边缘部2462和主体部221之间的空间与极耳222位置支撑件24面向主体部221的部分的体积匹配。边缘部2462与极耳222位于支撑件24面向主体部221的一侧的部分相抵,以与主体部221间接相抵。支撑部2461和边缘部2462共同支撑电极组件22,从而对电极组件22限位。支撑部2461可以通过削薄支撑件24面向主体部221的一侧与极耳222对应的位置形成。
边缘部2462从支撑部2461向逐渐靠近端盖组件23的方向倾斜,则支撑件24在边缘部2462对应的位置和主体部221之间形成能够容纳极耳222的空间,便于极耳222绕第一边缘244翻折。
如图3、图21、图22所示,在端盖组件23设有泄压机构233的实施例中,端盖组件23的绝缘件232与泄压机构233对应的位置形成有沿面向电极组件22的方向凸出的第二凸部2321,支撑件24的第一表面241还设有第三容纳部247,第二凸部2321至少部分容纳于第三容纳部247内。第二凸部2321容纳于第三容纳部247内,第二凸部2321与第三容纳部247配合,能够对支撑件24起到限位作用,避免支撑件24在壳体21内移动。
沿端盖组件的厚度方向X,第二凸部2321可以抵靠于第三容纳部247的底面,限制了支撑件24沿着背离主体部221的方向移动,保证支撑件24能够稳定支撑主体部221,使得在电池单体20倒置的情况下电极组件22的主体部221的重力不易传递给极耳222,不易造成极耳222分叉内插。
在一些实施例中,沿端盖组件的厚度方向X,支撑件24上与泄压机构233相对应的区域内设有多个排气孔248。排气孔248允许电池单体20内部的气体通过排气孔248流向泄压机构233,以便于电池单体20内的压力达到爆破压力时通过泄压机构233泄压。
沿端盖组件的厚度方向X,多个排气孔248在泄压机构233在支撑件24上的投影范围内均匀分布,有利于电池单体20内的气体顺畅的通过排气孔248流向泄压机构233。
在一些实施例中,端盖组件23上设有第一注液孔235,支撑件24上设有第二注液孔249,第二注液孔249与第一注液孔235位置相对应,便于注液。
在一些实施例中,第二注液孔249可以偏离支撑件24的中心位置设置,在将支撑件24安装于端盖组件23时,第二注液孔249能够起到防呆作用,在一定程度上降低装错的风险。
本申请实施例还提供一种电池100,电池100包括箱体10和上述任意实施例提供的电池单体20,电池单体20容纳于箱体10内。
本申请实施例还提供一种用电设备,用电设备包括上述实施例提供的电池100。
本申请实施例提供一种电池单体20,电池单体20包括壳体21、电极组件22、端盖组件23、支撑件24和两个端子组件25。电极组件22容纳于壳体21内,端盖组件23封盖壳体21的开口211。两个端子组件25的电极端子251均绝缘设置于端盖组件23。沿端盖组件的厚度方向X,支撑件24设置于端盖组件23和电极组件22的主体部221之间。端子组件25的集流构件252位于端盖组件23和支撑件24之间,支撑件24面向端盖组件23的第一表面241设有两个第一容纳部242,两个第一容纳部242分别用于容纳两个端子组件25的集流构件252。第一容纳部242内设有第一加强部243。支撑件24沿第一方向Y的两端均设有第一凸部26,沿端盖组件的厚度方向X,第一凸部26从第一表面241向靠近端盖组件23的方向延伸并与端盖组件23间隙设置。两个第一凸部26上设有避让集流构件252的避让缺口261。
支撑件24沿第一方向Y的两端还设有第一连接部27,端盖组件23具有第二连接部234,第二连接部234面向主体部221的第三表面271设有第二容纳部2342,第一连接部27容纳于第二容纳部2342内。第二表面2341和第一连接部27面向主体部221的第三表面271在端盖组件的厚度方向X的距离H≤2mm。
第一连接部27在端盖组件的厚度方向X上面向端盖组件23的第四表面272上设有融合部29,通过融合部29熔融后将第一连接部27和第二连接部234连接。
第一连接部27的第四表面272设置有第二加强部28,第二加强部28连接于支撑件24沿第一方向Y的一端,第二加强部28用于与端盖组件23相抵。
以上仅为本申请的优选实施例而已,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 (27)

1.一种电池单体,其特征在于,包括:
壳体,具有开口;
电极组件,包括主体部和凸出于所述主体部的极耳,所述电极组件容纳于所述壳体内;
端盖组件,盖合于所述开口;
支撑件,位于所述壳体内,且设置于所述端盖组件和所述主体部之间;
端子组件,至少一部分延伸至所述端盖组件和所述支撑件之间,所述端子组件与所述极耳导电连接;
其中,所述支撑件具有面向所述端盖组件的第一表面,所述第一表面设有第一容纳部,所述第一容纳部被配置为容纳所述端子组件的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述支撑件设置有第一加强部,所述第一加强部设置于所述第一容纳部内。
3.根据权利要求2所述的电池单体,其特征在于,所述第一加强部包括第一部分和第二部分,所述端子组件包括延伸至所述端盖组件和所述支撑件之间的集流构件,沿所述端盖组件的厚度方向,所述第一部分在所述支撑件上的投影与所述集流构件在所述支撑件上的投影不重叠,所述第二部分位于所述集流构件和所述第一容纳部的底面之间。
4.根据权利要求3所述的电池单体,其特征在于,沿所述端盖组件的厚度方向,所述第一部分面向所述端盖组件的表面相对所述第二部分面向所述端盖组件的表面更靠近所述第一表面。
5.根据权利要求2所述的电池单体,其特征在于,所述端子组件包括延伸至所述端盖组件和所述支撑件之间的集流构件,沿所述端盖组件的厚度方向,所述集流构件在所述支撑件上的投影与所述第一加强部的在所述支撑件上的投影不重叠。
6.根据权利要求5所述的电池单体,其特征在于,所述第一容纳部包括连通的第一容纳区和第二容纳区,沿所述端盖组件的厚度方向,所述第一容纳区的深度大于所述第二容纳区的深度,所述集流构件容纳于所述第一容纳区,所述第一加强部位于所述第二容纳区。
7.根据权利要求1-6任一项所述的电池单体,其特征在于,所述支撑件设置有第一凸部,所述第一凸部从所述第一表面向靠近所述端盖组件的方向凸出。
8.根据权利要求7所述的电池单体,其特征在于,沿所述端盖组件的厚度方向,所述第一凸部与所述端盖组件间隙设置。
9.根据权利要求7或8所述的电池单体,其特征在于,沿第一方向,所述第一凸部设置于所述支撑件的一端,所述第一容纳部延伸至所述第一凸部,所述第一方向垂直所述端盖组件的厚度方向。
10.根据权利要求9所述的电池单体,其特征在于,沿所述第一方向,所述支撑件的两端均设置有所述第一凸部。
11.根据权利要求7所述的电池单体,其特征在于,所述第一凸部设有用于避让所述端子组件延伸至所述支撑件和所述端盖组件之间的部分的避让缺口。
12.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述支撑件连接于所述端盖组件,以将所述支撑件固定于所述端盖组件。
13.根据权利要求12所述的电池单体,其特征在于,所述支撑件与所述端盖组件通过热熔、激光焊接、超声焊接或者所述支撑件与所述端盖组件通过粘接件粘接。
14.根据权利要求12所述的电池单体,其特征在于,沿第一方向,所述支撑件的至少一端设置有第一连接部;
所述端盖组件具有第二连接部,所述第二连接部与所述第一连接部一一对应,沿所述第一方向,所述第二连接部与所述支撑件相对设置,所述第一方向垂直所述端盖组件的厚度方向;
沿所述端盖组件的厚度方向,所述第一连接部抵接于所述第二连接部。
15.根据权利要求14所述的电池单体,其特征在于,沿所述端盖组件的厚度方向,所述第二连接部具有面向所述主体部的第二表面,所述第二表面设有第二容纳部,所述第二容纳部用于容纳所述第一连接部。
16.根据权利要求15所述的电池单体,其特征在于,沿所述端盖组件的厚度方向,所述第一连接部具有面向所述主体部的第三表面,所述第二表面和所述第三表面之间的距离为H,满足H≤2mm。
17.根据权利要求16所述的电池单体,其特征在于,所述第二表面和所述第三表面共面。
18.根据权利要求14所述的电池单体,其特征在于,所述第一连接部设置有第二加强部,所述第二加强部连接于所述支撑件沿所述第一方向的一端。
19.根据权利要求18所述的电池单体,其特征在于,沿所述端盖组件的厚度方向,所述第二加强部设置于所述第一连接部面向所述端盖组件的第四表面,所述第二加强部用于与所述第二连接部相抵。
20.根据权利要求19所述的电池单体,其特征在于,所述第四表面还设有融合部,所述融合部用于在熔融后连接所述第一连接部和所述第二连接部。
21.根据权利要求20所述的电池单体,其特征在于,所述第四表面还设有多个所述融合部,多个所述融合部中的一部分位于所述第二加强部沿第二方向的一侧,多个所述融合部中的另一部分位于所述第二加强部沿所述第二方向的另一侧,所述第一方向、所述端盖组件的厚度方向和所述第二方向两两垂直。
22.根据权利要求20所述的电池单体,其特征在于,所述融合部凸出于所述第四表面。
23.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述支撑件用于支撑所述主体部。
24.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述极耳绕着所述支撑件的第一边缘弯折,所述第一边缘为所述支撑件位于其宽度方向上的边缘。
25.根据权利要求24所述的电池单体,其特征在于,沿所述端盖的厚度方向,所述支撑件具有面向所述主体部且与所述主体部相抵的第五表面,所述第五表面包括支撑部和两个边缘部,沿所述支撑件的宽度方向,两个所述边缘部分别连接与所述支撑部的两侧边,所述边缘部从所述支撑部向逐渐靠近所述端盖组件的方向倾斜。
26.一种电池,其特征在于,包括:
箱体;
如权利要求1-25任一项所述的电池单体,所述电池单体容纳于所述箱体内。
27.一种用电设备,其特征在于,包括如权利要求26所述的电池。
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