CN218414978U - 电池单体、电池及用电设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种电池单体、电池及用电设备,涉及电池领域。电池单体包括壳体、电极组件、端盖组件及阻挡件。壳体具有开口。电极组件容纳于壳体内。端盖组件用于封闭开口,端盖组件上设置有注液孔。阻挡件与端盖组件分体设置,且位于端盖组件面向电极组件的一侧。阻挡件被配置为至少部分遮挡注液孔,并允许流体介质经过阻挡件流向壳体的内部。该电池单体具有遮挡注液孔的阻挡件,流体介质经过注液孔后至少部分被阻挡件阻挡,使流体介质经过阻挡件后进入到壳体的内部。减弱了流体介质的冲击力,使得流体介质不易冲击电极组件,不易导致隔离膜内折而引起短路。将阻挡件与端盖组件分体设置,使得阻挡件不受限于端盖组件,有利于提升阻挡效果。
Description
技术领域
本申请涉及电池领域,具体而言,涉及一种电池单体、电池及用电设备。
背景技术
电池在新能源领域应用甚广,例如电动汽车、新能源汽车等,新能源汽车、电动汽车已经成为汽车产业的发展新趋势。电池技术的发展要同时考虑多方面的设计因素,例如,电池寿命、能量密度、放电容量、充放电倍率等性能参数。另外,还需要考虑电池的安全性。然而,目前的电池的安全性较差。
实用新型内容
本申请实施例的目的在于提供一种电池单体、电池及用电设备,其旨在改善现有技术中电池的安全性较差的问题。
第一方面,本申请实施例提供了一种电池单体,所述电池单体包括壳体、电极组件、端盖组件及阻挡件,所述壳体具有开口;所述电极组件容纳于所述壳体内;所述端盖组件用于封闭所述开口,所述端盖组件上设置有注液孔;所述阻挡件与所述端盖组件分体设置,且位于所述端盖组件面向所述电极组件的一侧,所述阻挡件被配置为至少部分遮挡所述注液孔,并允许流体介质经过所述阻挡件流向所述壳体的内部。
在上述技术方案中,该电池单体具有至少部分遮挡注液孔的阻挡件,在注液时,流体介质经过注液孔后至少部分被阻挡件阻挡,使得至少部分流体介质经过阻挡件(改变流动方向)后才能进入到壳体的内部。这样,减弱了流体介质的冲击力,使得流体介质不易冲击电极组件,不易导致隔离膜内折而引起短路,提升了电池单体的安全性。将阻挡件与端盖组件分体设置,使得阻挡件的尺寸和结构不受限于端盖组件,例如,可将阻挡件的面积做的更大,起到更好的阻挡效果。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述阻挡件被配置为完全遮挡所述注液孔。
在上述技术方案中,在注液时,流体介质经过注液孔后全部被阻挡件阻挡,使得所有的流体介质必须经过阻挡件(改变流动方向)后才能进入到壳体的内部。这样,避免了流体介质直接冲刷电极组件,并且减弱了流体介质的冲击力,不易导致隔离膜内折而引起短路,提升了电池单体的安全性。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述阻挡件抵接于所述电极组件。
在上述技术方案中,通过使阻挡件抵接于电极组件,这样阻挡件与电极组件的距离较小,流体介质经过阻挡件进入壳体内部后自由落体的距离较小,不易导致流体介质的冲击力再次增大,使得流体介质不易冲击电极组件,提升了电池单体的安全性。另外,在电芯倒置的场景下,阻挡件还能对电极组件起到支撑作用,使得电极组件的主体部的重力不易传递给极耳,不易造成极耳分叉内插,提升了电池单体的安全性。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述阻挡件与所述电极组件间隙设置。
在上述技术方案中,通过将阻挡件与电极组件间隙设置,这样流体介质经过阻挡件后能够较为顺畅地进入壳体的内部,不易因电极组件的阻挡而导致流体介质流通不畅。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述电极组件包括主体部和凸出于所述主体部的极耳,所述极耳绕着所述阻挡件弯折。
在上述技术方案中,通过使电极组件的极耳绕着阻挡件弯折,在电芯倒置的场景下,使得电极组件的主体部的重力不易传递给极耳,不易造成极耳分叉内插,提升了电池单体的安全性。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述阻挡件上设有供所述流体介质通过的第一通孔,沿所述端盖组件的厚度方向,所述注液孔在所述阻挡件上的投影与所述第一通孔不重叠。
在上述技术方案中,由于沿着端盖组件的厚度方向,注液孔在阻挡件上的投影与第一通孔不重叠,使得流体介质经过注液孔后被阻挡件阻挡,从而改变流动方向,流体介质的冲击力被减弱后,通过第一通孔(经过阻挡件)进入壳体的内部。若沿着端盖组件的厚度方向,注液孔在阻挡件上的投影与第一通孔部分重叠,则阻挡件无法起到阻挡作用,流体介质经过注液孔后直接通过第一通孔进入壳体内部,无法减弱流体介质的冲击力。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述阻挡件上设有多个所述第一通孔,多个所述第一通孔环绕所述注液孔设置。
在上述技术方案中,通过在阻挡件上设置多个第一通孔,且多个第一通孔环绕注液孔设置,能够加快流体介质进入壳体内部的速度,提高注液效率。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述端盖组件设置有泄压机构,所述阻挡件具有与所述泄压机构相对的泄压区以及与所述注液孔相对的注液区;所述阻挡件设置有分隔部,所述分隔部用于分隔所述注液区和所述泄压区。
在上述技术方案中,通过设置与泄压机构位置相对的泄压区,便于壳体内的气体通过泄压区流向泄压机构,以实现泄压。注液区与注液孔相对设置,以遮挡注液孔。流体介质经过注液孔后被注液区阻挡,使流体介质经过注液区(改变流动方向)后才能进入到壳体的内部。减弱了流体介质的冲击力,使得流体介质不易冲击电极组件,不易导致隔离膜内折而引起短路。通过设置分隔部,将泄压区与注液区分隔,防止注液时流体介质进入到泄压区内,影响泄压区的泄压功能(若流体介质的温度较高,若进入到泄压区,可能会影响泄压区的材质的性能,导致泄压区无法正常泄压)。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述阻挡件具有本体部、连接部和翼部,所述本体部遮挡所述注液孔,所述极耳绕着所述翼部弯折,所述连接部连接所述本体部和所述翼部,沿所述端盖的厚度方向,所述翼部面向所述主体部的表面相比于所述本体部面向所述主体部的表面更加远离所述主体部。
在上述技术方案中,本体部遮挡注液孔,使得流体介质经过注液孔后被本体部阻挡,减弱了流体介质的冲击力,使得流体介质不易冲击电极组件,不易导致隔离膜内折而引起短路。通过使电极组件的极耳绕着翼部弯折,在电芯倒置的场景下,本体部支撑电极组件的主体部,使得电极组件的主体部的重力不易传递给极耳,不易造成极耳分叉内插,提升了电池单体的安全性。由于沿端盖的厚度方向,翼部面向主体部的表面相比于本体部面向主体部的表面更加远离主体部,这样,翼部与主体部之间形成有容纳空间,该容纳空间用于供极耳伸出,以对极耳起到较好的整形效果,不易造成极耳分叉内插,提升了电池单体的安全性。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述阻挡件包括两个所述连接部和两个所述翼部,沿第一方向,两个所述连接部位于所述本体部的两侧,每个所述连接部连接所述本体部和一个所述翼部;所述第一方向垂直于所述端盖组件的厚度方向。
在上述技术方案中,通过设置两个连接部和两个翼部,便于极耳从本体部的两侧伸出,并分别绕着两个翼部折弯,从而对电极组件的极耳起到较好的整形作用和保护作用。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述第一通孔设于所述本体部或所述连接部。
在上述技术方案中,当阻挡件抵接于电极组件时,第一通孔可以设于连接部,以避免电极组件堵塞第一通孔,保证流体介质顺畅地进入壳体的内部。当阻挡件与电极组件间隙设置时,第一通孔可以设置于本体部,以使得第一通孔与电极组件的距离较小,流体介质经过第一通孔进入壳体内部后自由落体的距离较小,不易导致流体介质的冲击力再次增大,使得流体介质不易冲击电极组件,提升了电池单体的安全性。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述阻挡件还包括第一加强部,所述第一加强部设置于所述分隔部沿第二方向背离所述泄压区的一侧,所述第一加强部连接所述本体部和两个所述连接部,所述第一加强部最靠近所述分隔部的一侧与所述分隔部共同限定出所述注液区;所述第一方向、所述第二方向和所述端盖组件的厚度方向两两垂直。
在上述技术方案中,通过设置第一加强部,加强阻挡件的强度,使得电芯倒置的情况下,阻挡件具有足够的强度支撑主体部。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述阻挡件还包括第二加强部,所述第二加强部设置于所述分隔部沿第二方向面向所述泄压区的一侧,所述第二加强部连接所述本体部和两个所述连接部,所述第二加强部最靠近所述分隔部的一侧与所述分隔部共同限定出所述泄压区。
在上述技术方案中,通过设置第二加强部,加强阻挡件的强度,使得电芯倒置的情况下,阻挡件具有足够的强度支撑主体部。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述阻挡件上设有导流流道,所述导流流道用于将所述流体介质向所述第二方向引导。
在上述技术方案中,通过设置导流流道,将流体介质向第二方向引导,使得流体介质不仅仅集中分布于壳体的内部的中部位置。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述第一加强部与所述本体部围成多个沿所述第二方向排布的且互相连通的导流空间,所述导流空间与所述注液区连通,所述阻挡件上开设有第二通孔,所述第二通孔连通所述壳体的内部和每个所述导流空间;所述导流空间和所述第二通孔形成所述导流流道。
在上述技术方案中,流体介质经过注液孔后被阻挡件阻挡,一部分流体介质通过第一通孔进入到壳体的内部,另一部分流体介质流向导流空间,并通过第二通孔进入到壳体的内部,这样,通过多个导流空间和多个第二通孔形成导流流道,简单方便地将一部分流体介质向第二方向引导,加快了流体介质向第二方向流动的速度,有利于提升注液效率。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述第一加强部包括多个沿着第二方向间隔设置的横筋,每相邻的两个所述横筋与所述本体部围成一个所述导流空间,所述横筋上开设有第三通孔,所述第三通孔连通相邻的两个所述导流空间或连通一个所述导流空间和所述注液区。
在上述技术方案中,多个沿第二方向间隔设置的横筋能够对阻挡件起到加强作用,使得阻挡件具有足够的强度以支撑电极组件。每个横筋上设置有第三通孔,每相邻的两个横筋与本体部形成导流空间,这样,相邻的两个导流空间连通,且最靠近注液区的导流空间与注液区连通,便于将流体介质向第二方向引导。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述注液孔包括第一孔段和第二孔段,所述端盖组件包括端盖和绝缘件,所述端盖用于封闭所述开口,所述第一孔段设置于所述端盖;所述绝缘件位于所述端盖的朝向所述电极组件的一侧,所述第二孔段设置于所述绝缘件与所述第一孔段对应的位置;所述阻挡件遮挡所述第二孔段背离所述第一孔段的一端。
在上述技术方案中,通过在端盖上设置第一孔段,便于注液,在绝缘件上与第一孔段相对应的位置设置第二孔段,以使得流体介质进入通过第一孔段后,可以直接进入第二孔段,加快流体介质的流动速度,提高注液效率。另外,在绝缘件上设置第二孔段,并通过阻挡件阻挡第二孔段,能够简化绝缘件的结构,便于生产制造绝缘件。单独设置阻挡件来阻挡第二孔段,使得阻挡件的尺寸和结构不受限,例如,可将阻挡件的面积做的更大,起到更好的阻挡效果。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述阻挡件与所述端盖组件或所述壳体之间具有间隙,所述间隙用于供所述流体介质流向所述壳体的内部。
在上述技术方案中,通过将阻挡件与端盖组件或壳体间隙设置,这样,流体介质经过注液孔后,能够从该间隙绕过阻挡件进入壳体的内部,可简化阻挡件的结构。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述端盖组件面向所述电极组件的一侧形成有凹部,所述端盖组件背离所述电极组件的一侧形成有凸部,所述凸部与所述凹部位置相对应,所述注液孔设置于所述凸部,所述阻挡件至少部分容纳于所述凹部内,所述阻挡件与所述凹部的壁面之间具有所述间隙。
在上述技术方案中,通过在端盖组件面向电极组件的一侧形成凹部,并使阻挡件至少部分容纳于凹部内,有利于提升能量密度。由于阻挡件至少部分容纳于凹部内,可将阻挡件与凹部的壁面间隙设置,以允许流体介质经过阻挡件进入壳体的内部。
第二方面,本申请实施例还提供了一种电池,所述电池包括箱体和上述的电池单体,所述电池单体容纳于所述箱体内。
作为本申请实施例的一种可选技术方案,所述端盖组件设置于所述电池单体的靠近所述箱体的底壁的一侧。
在上述技术方案中,通过将端盖组件设置于电池单体的靠近箱体的底壁的一侧,即将电池单体倒置于箱体内。
第三方面,本申请实施例还提供了一种用电设备,所述用电设备包括上述的电池,所述电池用于提供电能。
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的爆炸图;
图3为本申请一些实施例提供的电池单体的爆炸图;
图4为本申请一些实施例提供的电池单体的结构示意图;
图5为本申请一些实施例提供的电池单体的俯视示意图;
图6为图5中A-A位置的剖视图;
图7为图6中B-B位置的剖视图;
图8为本申请一些实施例提供的阻挡件的正面结构示意图;
图9为本申请一些实施例提供的阻挡件的背面结构示意图;
图10为本申请另一些实施例提供的阻挡件的正面结构示意图;
图11为本申请另一些实施例提供的阻挡件的背面结构示意图;
图12为本申请又一些实施例提供的阻挡件的正面结构示意图;
图13为本申请又一些实施例提供的阻挡件的背面结构示意图;
图14为本申请再一些实施例提供的电池单体的俯视示意图;
图15为图14中C-C位置的剖视图;
图16为图15中D-D位置的剖视图;
图17为本申请再一些实施例提供的阻挡件的正面结构示意图;
图18为本申请再一些实施例提供的阻挡件的背面结构示意图。
图标:10-箱体;11-第一部分;12-第二部分;20-电池单体;21-端盖组件;211-端盖;2111-凸部;212-注液孔;2121-第一孔段;2122-第二孔段;213-电极端子;214-泄压机构;215-绝缘件;2151-凹部;22-电极组件;221-主体部;222-极耳;23-壳体;24-阻挡件;241-本体部;2411-第一通孔;2412-第二通孔;2413-间隙;242-连接部;243-翼部;244-分隔部;245-注液区;246-泄压区;2461-泄压孔;247-第一加强部;2471-横筋;2472-纵筋;2473-导流空间;2474-第三通孔;248-第二加强部;25-转接件;100-电池;200-控制器;300-马达;1000-车辆。
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)。
本申请中,电池单体可以包括锂离子二次电池单体、锂离子一次电池单体、锂硫电池单体、钠锂离子电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体等,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、方形电池单体和软包电池单体,本申请实施例对此也不限定。
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。
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子极耳。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子极耳。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,正子极耳的数量为多个且层叠在一起,负子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。
目前,从市场形势的发展来看,电池的应用越加广泛。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。
电池技术的发展要同时考虑多方面的设计因素,例如,电池寿命、能量密度、放电容量、充放电倍率等性能参数。另外,还需要考虑电池的安全性。然而,目前的电池的安全性较差。
发明人进一步研究发现,电池生产过程中包括注液步骤,注液步骤是指控制液体电解质的量及注入时间,使液体电解质从注液孔注入电池的过程。在注液步骤中,电解液容易冲击隔离膜,使得隔离膜内折(向内弯折),导致正极片和负极片容易搭接,从而造成短路,严重时会造成起火,甚至爆炸,导致电池单体的安全性较差。
鉴于此,本申请实施例提供一种电池单体,电池单体包括壳体、电极组件、端盖组件及阻挡件。壳体具有开口。电极组件容纳于壳体内。端盖组件用于封闭开口,端盖组件上设置有注液孔。阻挡件与端盖组件分体设置,且位于端盖组件面向电极组件的一侧。阻挡件被配置为至少部分遮挡注液孔,并允许流体介质经过阻挡件流向壳体的内部。
该电池单体具有至少部分遮挡注液孔的阻挡件,在注液时,流体介质经过注液孔后至少部分被阻挡件阻挡,使得至少部分流体介质经过阻挡件(改变流动方向)后才能进入到壳体的内部。这样,减弱了流体介质的冲击力,使得流体介质不易冲击电极组件,不易导致隔离膜内折而引起短路,提升了电池单体的安全性。
另外,将阻挡件与端盖组件分体设置,使得阻挡件的尺寸和结构不受限于端盖组件,例如,可将阻挡件的面积做的更大,起到更好的阻挡效果。
本申请实施例描述的技术方案适用于电池以及使用电池的用电设备。
用电设备可以是车辆、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等;电动玩具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;电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具,例如,电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等等。本申请实施例对上述用电设备不做特殊限制。
以下实施例为了方便说明,以用电设备为车辆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的爆炸图。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可以包括第一部分11和第二部分12,第一部分11与第二部分12相互盖合,第一部分11和第二部分12共同限定出用于容纳电池单体20的容纳空间。第二部分12可以为一端开口的空心结构,第一部分11可以为板状结构,第一部分11盖合于第二部分12的开口侧,以使第一部分11与第二部分12共同限定出容纳空间;第一部分11和第二部分12也可以是均为一侧开口的空心结构,第一部分11的开口侧盖合于第二部分12的开口侧。当然,第一部分11和第二部分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可以为二次电池单体或一次电池单体;还可以是锂硫电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体,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。
请参照图3、图4、图5、图6和图7,图3为本申请一些实施例提供的电池单体20的爆炸图。图4为本申请一些实施例提供的电池单体20的结构示意图。图5为本申请一些实施例提供的电池单体20的俯视示意图。图6为图5中A-A位置的剖视图。图7为图6中B-B位置的剖视图。本申请实施例提供了一种电池单体20,电池单体20包括壳体23、电极组件22、端盖组件21及阻挡件24。壳体23具有开口。电极组件22容纳于壳体23内。端盖组件21用于封闭开口,端盖组件21上设置有注液孔212。阻挡件24与端盖组件21分体设置,且位于端盖组件21面向电极组件22的一侧。阻挡件24被配置为至少部分遮挡注液孔212,并允许流体介质经过阻挡件24流向壳体23的内部。
端盖组件21包括端盖211,端盖211是指盖合于壳体23的开口处以将电池单体20的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地,端盖211的形状可以与壳体23的形状相适应以配合壳体23。可选地,端盖211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211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。端盖211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。可选地,端盖组件21还包括电极端子213,电极端子213设置于端盖211。电极端子213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。可选地,端盖组件21还包括泄压机构214,泄压机构214设置于端盖211,泄压机构214用于在电池单体20的内部压力或温度达到起爆压力时打开,以泄放电池单体20的内部压力。在一些实施例中,端盖组件21还包括绝缘件215,绝缘件215设置在端盖211的内侧,绝缘件215可以用于隔离壳体23内的电连接部件与端盖211,以降低短路的风险。示例性的,绝缘件215可以是塑料、橡胶等。
壳体23是用于配合端盖211以形成电池单体20的内部环境的部件,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23和端盖211可以是独立的部件,可以于壳体23上设置开口,通过在开口处使端盖211盖合开口以形成电池单体20的内部环境。不限地,也可以使端盖211和壳体23一体化,具体地,端盖211和壳体23可以在其他部件入壳前先形成一个共同的接合面,当需要封装壳体23的内部时,再使端盖211盖合壳体23。壳体23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23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23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23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离膜。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子极耳。为了保证通过大电流而不发生熔断,子极耳的数量为多个且层叠在一起形成极耳222。正极极耳和负极极耳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连接电极端子213以形成电流回路。极耳222凸出于主体部221,以便于与电极端子213连接,输出电池单体20的电能或向电池单体20输入电能。
注液孔212是设置于端盖组件21的通孔,注液孔212连通电池单体20的内部和外部,以允许流体介质从注液孔212注入电池单体20的内部。
阻挡件24是用于至少部分遮挡注液孔212的部件。阻挡件24位于壳体23内,且位于端盖组件21面向电极组件22的一侧。沿着端盖组件21的厚度方向(如图6和图7中所示的Z方向),阻挡件24在端盖组件21的投影至少部分覆盖注液孔212。
“阻挡件24被配置为至少部分遮挡注液孔212”包括阻挡件24遮挡注液孔212的一部分和阻挡件24完全遮挡注液孔212两种方案。需要说明的是,当阻挡件24遮挡注液孔212的一部分时,可以使阻挡件24未遮挡注液孔212的面积尽可能地小,以使流体介质不易从未遮挡的部分经过,以降低流体介质冲刷电极组件22的风险。
“阻挡件24与端盖组件21分体设置”是指在来料时,阻挡件24与端盖组件21是互相独立的部件。组装后,阻挡件24可以与端盖组件21连接,例如卡接、焊接等。当然,组装后,阻挡件24也可以与端盖组件21没有连接关系。例如,阻挡件24与端盖组件21抵靠在一起。
“阻挡件24被配置为至少部分遮挡注液孔212,并允许流体介质经过阻挡件24流向壳体23的内部”是指阻挡件24虽然部分或全部遮挡注液孔212,但并不是要阻止流体介质进入到壳体23的内部(或者说并不是要阻止流体介质流向电极组件22),而是说通过部分或全部遮挡注液孔212,使得流体介质经过注液孔212后至少部分与阻挡件24相碰撞,从而改变至少部分流体介质的流向,减小流体介质的冲击力,最终至少部分流体介质还是要经过阻挡件24(绕过阻挡件24)进入到壳体23的内部(或者说流向电极组件22)。
流体介质是指能够流动的介质。对于电池单体20来说,流体介质可以为电解液。
该电池单体20具有至少部分遮挡注液孔212的阻挡件24,在注液时,流体介质经过注液孔212后至少部分被阻挡件24阻挡,使得至少部分流体介质经过阻挡件24(改变流动方向)后才能进入到壳体23的内部。这样,减弱了流体介质的冲击力,使得流体介质不易冲击电极组件22,不易导致隔离膜内折而引起短路,提升了电池单体20的安全性。将阻挡件24与端盖组件21分体设置,使得阻挡件24的尺寸和结构不受限于端盖组件21,例如,可将阻挡件24的面积做的更大,起到更好的阻挡效果。
在一些实施例中,阻挡件24被配置为完全遮挡注液孔212。
阻挡件24虽然完全遮挡注液孔212,但并不是要阻止流体介质进入到壳体23的内部(或者说并不是要阻止流体介质流向电极组件22),而是说通过完全遮挡注液孔212,使得流体介质经过注液孔212后必须与阻挡件24相碰撞,从而改变流体介质的流向,减小流体介质的冲击力,最终流体介质还是要经过阻挡件24(绕过阻挡件24)进入到壳体23的内部(或者说流向电极组件22)。
在注液时,流体介质经过注液孔212后全部被阻挡件24阻挡,使得所有的流体介质必须经过阻挡件24(改变流动方向)后才能进入到壳体23的内部。这样,避免了流体介质直接冲刷电极组件22,并且减弱了流体介质的冲击力,不易导致隔离膜内折而引起短路,提升了电池单体20的安全性。
在一些实施例中,阻挡件24抵接于电极组件22。
“阻挡件24抵接于电极组件22”是指阻挡件24具有与电极组件22接触的表面,并且在该表面位置存在力的作用。阻挡件24面向电极组件22的表面可以是完全与电极组件22相接触,也可以是部分与电极组件22相接触。
通过使阻挡件24抵接于电极组件22,这样阻挡件24与电极组件22的距离较小,流体介质经过阻挡件24进入壳体23内部后自由落体的距离较小,不易导致流体介质的冲击力再次增大,使得流体介质不易冲击电极组件22,提升了电池单体20的安全性。
现有技术中,在电芯倒置的场景下,极耳222位于主体部221的下方,极耳222会受到主体部221的重力作用。由于极耳222是由多个子极耳层叠在一起形成的,因此受到重力作用时容易出现分叉,分叉的部分容易插入主体部221内,与主体部221内的正极片或负极片接触,从而造成短路,严重时会造成起火,甚至爆炸,导致电池单体20的安全性较差。
通过将阻挡件24抵接于电极组件22,在电芯倒置的场景下,阻挡件24还能对电极组件22起到支撑作用,使得电极组件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,提升了电池单体20的安全性。
在另一些实施例中,阻挡件24与电极组件22间隙设置。
“阻挡件24与电极组件22间隙设置”是指阻挡件24与电极组件22之间存在间隙。
通过将阻挡件24与电极组件22间隙设置,这样流体介质经过阻挡件24后能够较为顺畅地进入壳体23的内部,不易因电极组件22的阻挡而导致流体介质流通不畅。
请参照图3、图4、图5、图6和图7,在一些实施例中,电极组件22包括主体部221和凸出于主体部221的极耳222,极耳222绕着阻挡件24弯折。
“极耳222绕着阻挡件24弯折”是指极耳222从阻挡件24的朝向主体部221的一侧开始,在阻挡件24的边缘处形成折弯,并延伸至阻挡件24的背离主体部221的一侧。在一些实施例中,电池单体20包括转接件25,转接件25连接极耳222的位于阻挡件24背离主体部221的一侧的部分和电极端子213,以将极耳222与电极端子213电连接。
需要说明的是,在本申请实施例中,极耳222绕着阻挡件24弯折,可以是正极极耳绕着阻挡件24弯折,也可以是负极极耳绕着阻挡件24弯折,也可以是正极极耳和负极极耳均绕着阻挡件24弯折。极耳222绕着阻挡件24弯折,极耳222可以与阻挡件24的端部接触,也可以不接触。
通过使电极组件22的极耳222绕着阻挡件24弯折,在电芯倒置的场景下,使得电极组件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,提升了电池单体20的安全性。
请参照图6、图7、图8和9,图8为本申请一些实施例提供的阻挡件24的正面结构示意图。图9为本申请一些实施例提供的阻挡件24的背面结构示意图。在一些实施例中,阻挡件24上设有供流体介质通过的第一通孔2411,沿端盖组件21的厚度方向,注液孔212在阻挡件24上的投影与第一通孔2411不重叠。
第一通孔2411连通阻挡件24朝向端盖组件21的一侧和阻挡件24背离端盖组件21的一侧,以允许流体介质从阻挡件24朝向端盖组件21的一侧流向阻挡件24背离端盖组件21的一侧。
“沿端盖组件21的厚度方向,注液孔212在阻挡件24上的投影与第一通孔2411不重叠”也可以理解为第一通孔2411的位置与注液孔212的位置错开设置。
需要说明的是,图7中虚线表示的是流体介质的流向,也即流体介质经过注液孔212,并从第一通孔2411进入壳体23的内部的走向。
由于沿着端盖组件21的厚度方向,注液孔212在阻挡件24上的投影与第一通孔2411不重叠,使得流体介质经过注液孔212后被阻挡件24阻挡,从而改变流动方向,流体介质的冲击力被减弱后,通过第一通孔2411(经过阻挡件24)进入壳体23的内部。若沿着端盖组件21的厚度方向,注液孔212在阻挡件24上的投影与第一通孔2411部分重叠,则阻挡件24无法起到阻挡作用,流体介质经过注液孔212后直接通过第一通孔2411进入壳体23内部,无法减弱流体介质的冲击力。
在一些实施例中,阻挡件24上设有多个第一通孔2411,多个第一通孔2411环绕注液孔212设置。
“多个第一通孔2411环绕注液孔212设置”也可以理解为多个第一通孔2411沿着注液孔212的周向间隔布置于注液孔212的外侧。
通过在阻挡件24上设置多个第一通孔2411,且多个第一通孔2411环绕注液孔212设置,能够加快流体介质进入壳体23内部的速度,提高注液效率。
请参照图5、图6、图7、图8和图9,在一些实施例中,端盖组件21设置有泄压机构214,阻挡件24具有与泄压机构214相对的泄压区246以及与注液孔212相对的注液区245。阻挡件24设置有分隔部244,分隔部244用于分隔注液区245和泄压区246。
泄压区246是阻挡件24上与泄压机构214位置相对应的区域。泄压区246内可以设置有泄压孔2461,以便于壳体23内部的气体通过泄压孔2461流向泄压机构214。可选地,泄压区246内可以设置有多个泄压孔2461,多个泄压孔2461均匀分布于泄压区246内,以加快壳体23内部的气体流向泄压机构214的速度,从而提升泄压速度,提升电池单体20的安全性。
注液区245是阻挡件24上与注液孔212位置相对应的区域。注液区245用于遮挡注液孔212。流体介质经过注液孔212后被注液区245阻挡,使流体介质经过注液区245(改变流动方向)后才能进入到壳体23的内部。
分隔部244是位于泄压区246和注液区245之间,以将二者隔离的部件。分隔部244分隔泄压区246和注液区245,以阻止流入注液区245的流体介质流向泄压区246。
通过设置与泄压机构214位置相对的泄压区246,便于壳体23内的气体通过泄压区246流向泄压机构214,以实现泄压。注液区245与注液孔212相对设置,以遮挡注液孔212。流体介质经过注液孔212后被注液区245阻挡,使流体介质经过注液区245(改变流动方向)后才能进入到壳体23的内部。减弱了流体介质的冲击力,使得流体介质不易冲击电极组件22,不易导致隔离膜内折而引起短路。通过设置分隔部244,将泄压区246与注液区245分隔,防止注液时流体介质进入到泄压区246内,影响泄压区246的泄压功能(流体介质的温度较高,若进入到泄压区246,可能会影响泄压区246的材质的性能,导致泄压区246无法正常泄压)。
请参照图5、图6、图7、图8和图9,在一些实施例中,阻挡件24具有本体部241、连接部242和翼部243。本体部241遮挡注液孔212,极耳222绕着翼部243弯折,连接部242连接本体部241和翼部243。沿端盖211的厚度方向,翼部243面向主体部221的表面相比于本体部241面向主体部221的表面更加远离主体部221。
本体部241是阻挡件24上对注液孔212起到遮挡作用的部分。注液区245可以看作是本体部241上的某一个与注液孔212相对的区域。可选地,本体部241是阻挡件24上最靠近电极组件22的部分。本体部241可以抵接于电极组件22,也可以与电极组件22间隙设置。
翼部243是阻挡件24上用于供极耳222绕设的部分。可选地,本体部241和翼部243均呈板状。板状的本体部241可以较好地对流体介质起到阻挡作用,减小流体介质的冲击力,同时还便于在电芯倒置时对主体部221起到支撑作用。板状的翼部243则是为了方便极耳222绕着它弯折。
连接部242是阻挡件24上用于连接本体部241和翼部243的部分。
“沿端盖211的厚度方向,翼部243面向主体部221的表面相比于本体部241面向主体部221的表面更加远离主体部221”也即本体部241面向主体部221的表面较翼部243面向主体部221的表面距离主体部221更近。
本体部241遮挡注液孔212,使得流体介质经过注液孔212后被本体部241阻挡,减弱了流体介质的冲击力,使得流体介质不易冲击电极组件22,不易导致隔离膜内折而引起短路。通过使电极组件22的极耳222绕着翼部243弯折,在电芯倒置的场景下,本体部241支撑电极组件22的主体部221,使得电极组件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,提升了电池单体20的安全性。由于沿端盖211的厚度方向,翼部243面向主体部221的表面相比于本体部241面向主体部221的表面更加远离主体部221,这样,翼部243与主体部221之间形成有容纳空间,该容纳空间用于供极耳222伸出,以对极耳222起到较好的整形效果,不易造成极耳222分叉内插,提升了电池单体20的安全性。
在一些实施例中,阻挡件24包括两个连接部242和两个翼部243。沿第一方向,两个连接部242位于本体部241的两侧。每个连接部242连接本体部241和一个翼部243。第一方向垂直于端盖组件21的厚度方向。
第一方向是垂直于端盖组件21的厚度方向的方向。请参照图8和图9,第一方向可以是图中所示的X方向。
两个连接部242将两个翼部243与本体部241相连,两个翼部243可以分别供位于本体部241在第一方向两侧的两个极耳222绕设,避免极耳222出现分叉内插,提升电池单体20的安全性。
通过设置两个连接部242和两个翼部243,便于极耳222从本体部241的两侧伸出,并分别绕着两个翼部243折弯,从而对电极组件22的极耳222起到较好的整形作用和保护作用。
在一些实施例中,第一通孔2411设于本体部241或连接部242。
请参照图8和图9,在一些实施例中,第一通孔2411设置于连接部242,此时本体部241可以抵接于电极组件22。
请参照图10和图11,图10为本申请另一些实施例提供的阻挡件24的正面结构示意图。图11为本申请另一些实施例提供的阻挡件24的背面结构示意图。在另一些实施例中,第一通孔2411设置于本体部241,此时本体部241可以与电极组件22间隙设置。
可选地,本体部241上设置有多个第一通孔2411,多个第一通孔2411环绕注液孔212设置。
当阻挡件24抵接于电极组件22时,第一通孔2411可以设于连接部242,以避免电极组件22堵塞第一通孔2411,保证流体介质顺畅地进入壳体23的内部。当阻挡件24与电极组件22间隙设置时,第一通孔2411可以设置于本体部241,以使得第一通孔2411与电极组件22的距离较小,流体介质经过第一通孔2411进入壳体23内部后自由落体的距离较小,不易导致流体介质的冲击力再次增大,使得流体介质不易冲击电极组件22,提升了电池单体20的安全性。
请参照图10和图11,在一些实施例中,阻挡件24还包括第一加强部247,第一加强部247设置于分隔部244沿第二方向背离泄压区246的一侧。第一加强部247连接本体部241和两个连接部242。第一加强部247最靠近分隔部244的一侧与分隔部244共同限定出注液区245。第一方向、第二方向和端盖组件21的厚度方向两两垂直。
第二方向是同时垂直于第一方向和端盖组件21的厚度方向的方向。第二方向可以是图10和图11中所示的Y方向。
第一加强部247位于分隔部244沿第二方向背离泄压区246的一侧,且连接本体部241和两个连接部242,以加强阻挡件24的强度。第一加强部247可以为加强筋、加强肋等。
“第一加强部247最靠近分隔部244的一侧与分隔部244共同限定出注液区245”也即是指注液区245是位于第一加强部247和分隔部244之间的区域。
通过设置第一加强部247,加强阻挡件24的强度,使得电芯倒置的情况下,阻挡件24具有足够的强度支撑主体部221。
请参照图10和图11,在一些实施例中,阻挡件24还包括第二加强部248,第二加强部248设置于分隔部244沿第二方向面向泄压区246的一侧。第二加强部248连接本体部241和两个连接部242。第二加强部248最靠近分隔部244的一侧与分隔部244共同限定出泄压区246。
第二加强部248位于分隔部244沿第二方向面向泄压区246的一侧,且连接本体部241和两个连接部242,以加强阻挡件24的强度。第二加强部248可以为加强筋、加强肋等。
“第二加强部248最靠近分隔部244的一侧与分隔部244共同限定出泄压区246”也即是指泄压区246是位于第二加强部248和分隔部244之间的区域。
通过设置第二加强部248,加强阻挡件24的强度,使得电芯倒置的情况下,阻挡件24具有足够的强度支撑主体部221。
在一些实施例中,阻挡件24上设有导流流道,导流流道用于将流体介质向第二方向引导。
导流流道是用于将经过注液孔212的流体介质向第二方向引导的流道。沿第二方向,由于分隔部244的存在,导流流道可以是将流体介质向泄压区246指向注液区245的方向引导。
通过设置导流流道,将流体介质向第二方向引导,使得流体介质不仅仅集中分布于壳体23的内部的中部位置。
请参照图12和图13,图12为本申请又一些实施例提供的阻挡件24的正面结构示意图。图13为本申请又一些实施例提供的阻挡件24的背面结构示意图。在又一些实施例中,第一加强部247与本体部241围成多个沿第二方向排布的且互相连通的导流空间2473。导流空间2473与注液区245连通。阻挡件24上开设有第二通孔2412,第二通孔2412连通壳体23的内部和每个导流空间2473。导流空间2473和第二通孔2412形成导流流道。
阻挡件24上具有多个导流空间2473,多个导流空间2473沿着第二方向间隔排布,相邻的两个导流空间2473相互连通。多个导流空间2473中最靠近注液区245的导流空间2473与注液区245连通。多个导流空间2473是第一加强部247和本体部241围成的。
第二通孔2412是贯穿阻挡件24沿端盖组件21的厚度方向相对设置的两个表面的通孔,第二通孔2412连通导流空间2473和壳体23的内部。第二通孔2412可以设置于本体部241,也可以设置于连接部242。可以理解地,由于导流空间2473设置有多个,因此,阻挡件24上相应开设有多个第二通孔2412。第二通孔2412的个数大于或等于导流空间2473的个数。可选地,多个第二通孔2412沿着第二方向间隔排布。
流体介质经过注液孔212后被阻挡件24阻挡,一部分流体介质通过第一通孔2411进入到壳体23的内部,另一部分流体介质流向导流空间2473,并通过第二通孔2412进入到壳体23的内部,这样,通过多个导流空间2473和多个第二通孔2412形成导流流道,简单方便地将一部分流体介质向第二方向引导,加快了流体介质向第二方向流动的速度,有利于提升注液效率。
在一些实施例中,第一加强部247包括多个沿着第二方向间隔设置的横筋2471,每相邻的两个横筋2471与本体部241围成一个导流空间2473。横筋2471上开设有第三通孔2474,第三通孔2474连通相邻的两个导流空间2473或连通一个导流空间2473和注液区245。
横筋2471可以是沿着第一方向延伸的板状或筋状结构。多个横筋2471沿着第二方向间隔布置,以与本体部241围合形成多个导流空间2473。可选地,第一加强部247还包括纵筋2472,纵筋2472沿着第二方向延伸,且连接多个横筋2471,以提升阻挡件24的强度。
第三通孔2474是设置于横筋2471的,且贯穿横筋2471沿第二方向相对布置的两个表面的通孔。其中,最靠近注液区245的横筋2471上的第三通孔2474连通注液区245和与注液区245相邻的导流空间2473,其余的横筋2471上的第三通孔2474连通相连的两个导流空间2473。
多个沿第二方向间隔设置的横筋2471能够对阻挡件24起到加强作用,使得阻挡件24具有足够的强度以支撑电极组件22。每个横筋2471上设置有第三通孔2474,每相邻的两个横筋2471与本体部241形成导流空间2473,这样,相邻的两个导流空间2473连通,且最靠近注液区245的导流空间2473与注液区245连通,便于将流体介质向第二方向引导。
请参照图14和图15,图14为本申请再一些实施例提供的电池单体20的俯视示意图。图15为图14中C-C位置的剖视图。在再一些实施例中,注液孔212包括第一孔段2121和第二孔段2122。端盖组件21包括端盖211和绝缘件215,端盖211用于封闭开口,第一孔段2121设置于端盖211。绝缘件215位于端盖211的朝向电极组件22的一侧,第二孔段2122设置于绝缘件215与第一孔段2121对应的位置。阻挡件24遮挡第二孔段2122背离第一孔段2121的一端。
第一孔段2121是开设于端盖211上的通孔结构。第二孔段2122是开设于绝缘件215上的通孔结构。第二孔段2122和第一孔段2121的位置相对应。第二孔段2122与第一孔段2121连通。这样,在注液时,流体介质可以从外界通过第一孔段2121和第二孔段2122进入段端盖组件21的朝向电极组件22的一侧。
通过在端盖211上设置第一孔段2121,便于注液,在绝缘件215上与第一孔段2121相对应的位置设置第二孔段2122,以使得流体介质进入通过第一孔段2121后,可以直接进入第二孔段2122,加快流体介质的流动速度,提高注液效率。另外,在绝缘件215上设置第二孔段2122,并通过阻挡件24阻挡第二孔段2122,能够简化绝缘件215的结构,便于生产制造绝缘件215。单独设置阻挡件24来阻挡第二孔段2122,使得阻挡件24的尺寸和结构不受限,例如,可将阻挡件24的面积做的更大,起到更好的阻挡效果。
在一些实施例中,阻挡件24与端盖组件21或壳体23之间具有间隙2413,间隙2413用于供流体介质流向壳体23的内部。
请参照图14、图15、图16、图17和图18,图16为图15中D-D位置的剖视图。图17为本申请再一些实施例提供的阻挡件24的正面结构示意图。图18为本申请再一些实施例提供的阻挡件24的背面结构示意图。如图中所示,阻挡件24与端盖组件21之间具有供流体介质流向壳体23内部的间隙2413。这样,无需在阻挡件24上开设供流体介质通过的通孔,即可实现流体介质流向壳体23的内部,有利于提升阻挡件24的强度,使得在电芯倒置的场景下,阻挡件24能够更好的支撑主体部221。
需要说明的是,图16中虚线表示的是流体介质的流向,也即流体介质经过注液孔212,并从间隙2413进入壳体23的内部的走向。
在另一些实施例中,阻挡件24与壳体23之间具有供流体介质流向壳体23的内部的间隙2413。
通过将阻挡件24与端盖组件21或壳体23间隙设置,这样,流体介质经过注液孔212后,能够从该间隙2413绕过阻挡件24进入壳体23的内部,可简化阻挡件24的结构。
在一些实施例中,端盖组件21面向电极组件22的一侧形成有凹部2151,端盖组件21背离电极组件22的一侧形成有凸部2111。凸部2111与凹部2151位置相对应。注液孔212设置于凸部2111。阻挡件24至少部分容纳于凹部2151内,阻挡件24与凹部2151的壁面之间具有间隙2413。
端盖组件21包括端盖211和绝缘件215,端盖211用于封闭壳体23的开口,绝缘件215用于绝缘隔离端盖211和电极组件22。其中,端盖211面向电极组件22的一侧形成凹槽,绝缘件215至少部分容纳于凹槽内。绝缘件215面向电极组件22的一侧形成凹部2151,阻挡件24至少部分容纳于凹部2151内。端盖211背离电极组件22的一侧形成凸部2111,凸部2111的位置与凹槽的位置相对应。可选地,绝缘件215与凹槽对应的位置形成凸起,凸起部分容纳于凹槽内,并在凸起的内部形成凹部2151。
由于阻挡件24至少部分容纳于凹部2151内,因此,可将阻挡件24与凹部2151的壁面间隙设置,使得阻挡件24与凹部2151的壁面之间形成供流体介质进入壳体23的内部的间隙2413。
通过在端盖组件21面向电极组件22的一侧形成凹部2151,并使阻挡件24至少部分容纳于凹部2151内,有利于提升能量密度。由于阻挡件24至少部分容纳于凹部2151内,可将阻挡件24与凹部2151的壁面间隙设置,以允许流体介质经过阻挡件24进入壳体23的内部。
本申请实施例还提供了一种电池100,电池100包括箱体10及上述的电池单体20,电池单体20容纳于箱体10内。
在一些实施例中,端盖组件21设置于电池单体20的靠近箱体10的底壁的一侧。
箱体10的底壁即箱体10上与箱体10的开口端相对的壁面。
通过将端盖组件21设置于电池单体20的靠近箱体10的底壁的一侧,即将电池单体20倒置于箱体10内。
本申请实施例还提供了一种用电设备,用电设备包括上述的电池100,电池100用于提供电能。
根据本申请的一些实施例,请参照图3~图18。
本申请实施例提供了一种电池单体20,电池单体20包括壳体23、电极组件22、端盖组件21及阻挡件24。壳体23具有开口。电极组件22容纳于壳体23内。端盖组件21用于封闭开口,端盖组件21上设置有注液孔212。阻挡件24与端盖组件21分体设置,且位于端盖组件21面向电极组件22的一侧。电极组件22包括主体部221和凸出于主体部221的极耳222,极耳222绕着阻挡件24弯折。阻挡件24遮挡注液孔212,且阻挡件24上设有供流体介质通过的第一通孔2411,沿端盖组件21的厚度方向,注液孔212在阻挡件24上的投影与第一通孔2411不重叠。
该电池单体20具有遮挡注液孔212的阻挡件24,由于沿着端盖组件21的厚度方向,注液孔212在阻挡件24上的投影与第一通孔2411不重叠,使得流体介质经过注液孔212后被阻挡件24阻挡,从而改变流动方向,流体介质的冲击力被减弱后,通过第一通孔2411(经过阻挡件24)进入壳体23的内部。这样,减弱了流体介质的冲击力,使得流体介质不易冲击电极组件22,不易导致隔离膜内折而引起短路,提升了电池单体20的安全性。将阻挡件24与端盖组件21分体设置,使得阻挡件24的尺寸和结构不受限于端盖组件21,例如,可将阻挡件24的面积做的更大,起到更好的阻挡效果。通过使电极组件22的极耳222绕着阻挡件24弯折,在电芯倒置的场景下,使得电极组件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,提升了电池单体20的安全性。
端盖组件21面向电极组件22的一侧形成有凹部2151,端盖组件21背离电极组件22的一侧形成有凸部2111。凸部2111与凹部2151位置相对应,注液孔212设置于凸部2111,阻挡件24至少部分容纳于凹部2151内。阻挡件24与凹部2151的壁面之间具有间隙2413,间隙2413用于供流体介质流向壳体23的内部(此时可以不在阻挡件24上设置第一通孔2411)。通过在端盖组件21面向电极组件22的一侧形成凹部2151,并使阻挡件24至少部分容纳于凹部2151内,有利于提升能量密度。由于阻挡件24至少部分容纳于凹部2151内,可将阻挡件24与凹部2151的壁面间隙设置,以允许流体介质经过阻挡件24进入壳体23的内部。
以上所述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 (22)
1.一种电池单体,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;
端盖组件,用于封闭所述开口,所述端盖组件上设置有注液孔;
阻挡件,与所述端盖组件分体设置,且位于所述端盖组件面向所述电极组件的一侧,所述阻挡件被配置为至少部分遮挡所述注液孔,并允许流体介质经过所述阻挡件流向所述壳体的内部。
2.根据权利要求1所述电池单体,其特征在于,所述阻挡件被配置为完全遮挡所述注液孔。
3.根据权利要求1所述电池单体,其特征在于,所述阻挡件抵接于所述电极组件。
4.根据权利要求1所述电池单体,其特征在于,所述阻挡件与所述电极组件间隙设置。
5.根据权利要求1-4任一项所述电池单体,其特征在于,所述电极组件包括主体部和凸出于所述主体部的极耳,所述极耳绕着所述阻挡件弯折。
6.根据权利要求5所述电池单体,其特征在于,所述阻挡件上设有供所述流体介质通过的第一通孔,沿所述端盖组件的厚度方向,所述注液孔在所述阻挡件上的投影与所述第一通孔不重叠。
7.根据权利要求6所述电池单体,其特征在于,所述阻挡件上设有多个所述第一通孔,多个所述第一通孔环绕所述注液孔设置。
8.根据权利要求6所述电池单体,其特征在于,所述端盖组件设置有泄压机构,所述阻挡件具有与所述泄压机构相对的泄压区以及与所述注液孔相对的注液区;
所述阻挡件设置有分隔部,所述分隔部用于分隔所述注液区和所述泄压区。
9.根据权利要求8所述电池单体,其特征在于,所述阻挡件具有本体部、连接部和翼部,所述本体部遮挡所述注液孔,所述极耳绕着所述翼部弯折,所述连接部连接所述本体部和所述翼部,沿所述端盖的厚度方向,所述翼部面向所述主体部的表面相比于所述本体部面向所述主体部的表面更加远离所述主体部。
10.根据权利要求9所述电池单体,其特征在于,所述阻挡件包括两个所述连接部和两个所述翼部,沿第一方向,两个所述连接部位于所述本体部的两侧,每个所述连接部连接所述本体部和一个所述翼部;
所述第一方向垂直于所述端盖组件的厚度方向。
11.根据权利要求10所述电池单体,其特征在于,所述第一通孔设于所述本体部或所述连接部。
12.根据权利要求10所述电池单体,其特征在于,所述阻挡件还包括第一加强部,所述第一加强部设置于所述分隔部沿第二方向背离所述泄压区的一侧,所述第一加强部连接所述本体部和两个所述连接部,所述第一加强部最靠近所述分隔部的一侧与所述分隔部共同限定出所述注液区;
所述第一方向、所述第二方向和所述端盖组件的厚度方向两两垂直。
13.根据权利要求12所述电池单体,其特征在于,所述阻挡件还包括第二加强部,所述第二加强部设置于所述分隔部沿第二方向面向所述泄压区的一侧,所述第二加强部连接所述本体部和两个所述连接部,所述第二加强部最靠近所述分隔部的一侧与所述分隔部共同限定出所述泄压区。
14.根据权利要求12所述电池单体,其特征在于,所述阻挡件上设有导流流道,所述导流流道用于将所述流体介质向所述第二方向引导。
15.根据权利要求14所述电池单体,其特征在于,所述第一加强部与所述本体部围成多个沿所述第二方向排布的且互相连通的导流空间,所述导流空间与所述注液区连通,所述阻挡件上开设有第二通孔,所述第二通孔连通所述壳体的内部和每个所述导流空间;
所述导流空间和所述第二通孔形成所述导流流道。
16.根据权利要求15所述电池单体,其特征在于,所述第一加强部包括多个沿着第二方向间隔设置的横筋,每相邻的两个所述横筋与所述本体部围成一个所述导流空间,所述横筋上开设有第三通孔,所述第三通孔连通相邻的两个所述导流空间或连通一个所述导流空间和所述注液区。
17.根据权利要求6所述电池单体,其特征在于,所述注液孔包括第一孔段和第二孔段,所述端盖组件包括:
端盖,用于封闭所述开口,所述第一孔段设置于所述端盖;
绝缘件,位于所述端盖的朝向所述电极组件的一侧,所述第二孔段设置于所述绝缘件与所述第一孔段对应的位置;
所述阻挡件遮挡所述第二孔段背离所述第一孔段的一端。
18.根据权利要求1-4任一项所述电池单体,其特征在于,所述阻挡件与所述端盖组件或所述壳体之间具有间隙,所述间隙用于供所述流体介质流向所述壳体的内部。
19.根据权利要求18所述电池单体,其特征在于,所述端盖组件面向所述电极组件的一侧形成有凹部,所述端盖组件背离所述电极组件的一侧形成有凸部,所述凸部与所述凹部位置相对应,所述注液孔设置于所述凸部,所述阻挡件至少部分容纳于所述凹部内,所述阻挡件与所述凹部的壁面之间具有所述间隙。
20.一种电池,其特征在于,包括:
箱体;
根据权利要求1-19任一项所述的电池单体,所述电池单体容纳于所述箱体内。
21.根据权利要求20所述电池,其特征在于,所述端盖组件设置于所述电池单体的靠近所述箱体的底壁的一侧。
22.一种用电设备,其特征在于,包括根据权利要求20-21任一项所述的电池,所述电池用于提供电能。
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