CN218919083U - 电池单体的端盖组件、电池单体、电池以及用电装置 - Google Patents

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陈新祥
黄守君
郑于炼
王鹏
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Abstract

本申请实施例提供一种电池单体的端盖组件、电池单体、电池以及用电装置。端盖组件包括端盖、检测组件和绝缘件。检测组件设置于端盖并用于检测电池单体的状态信息。绝缘件附接于端盖的背离电池单体的电极组件的表面,绝缘件设有避让结构,避让结构用于避让检测组件的至少部分。通过在绝缘件上开设避让结构,以降低检测组件与绝缘件干涉的风险,提高绝缘件和端盖的连接强度以及检测组件检测的精度。

Description

电池单体的端盖组件、电池单体、电池以及用电装置
技术领域
本申请涉及电池技术领域,并且更具体地,涉及一种电池单体的端盖组件、电池单体、电池以及用电装置。
背景技术
电池单体广泛用于电子设备,例如手机、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、电动飞机、电动轮船、电动玩具汽车、电动玩具轮船、电动玩具飞机和电动工具等等。
如何提高电池单体的安全性,是电池技术中的一个研究方向。
发明内容
本申请提供了一种电池单体的端盖组件、电池单体、电池以及用电装置,其能提高安全性。
第一方面,本申请实施例提供了一种电池单体的端盖组件,其包括端盖、检测组件和绝缘件。检测组件设置于端盖并用于检测电池单体的状态信息。绝缘件附接于端盖的背离电池单体的电极组件的表面,绝缘件设有避让结构,避让结构用于避让检测组件的至少部分。
检测组件可实时检测电池单体的状态信息,从而根据电池单体的状态信息对电池单体进行调控,改善电池单体的循环性能,降低安全风险,延长电池单体的循环寿命。通过在绝缘件上开设避让结构,以降低检测组件与绝缘件干涉的风险,提高绝缘件和端盖的连接强度以及检测组件检测的精度。
在一些实施例中,状态信息包括电池单体的温度、电池单体的电压、端盖的变形量以及电池单体的内部压强中的至少一种。
在一些实施例中,避让结构将检测组件的至少部分露出,以便于检测组件与电池单体外部的器件连接。
在一些实施例中,端盖具有凹部,凹部相对于端盖的背离电极组件的表面凹陷。检测组件的至少部分容纳于凹部。
通过在端盖上设置凹部,可减小检测组件的凸出于端盖的背离电极组件的表面的尺寸,降低端盖组件占用的空间,提高电池单体的能量密度,并降低检测组件与绝缘件干涉的风险。
在一些实施例中,端盖在面向电极组件的一侧设有凸部,凸部与凹部的位置相对应。
通过设置凸部,可以增大端盖在与凹部对应的部分的强度,降低端盖破裂的风险。在满足强度要求的前提下,通过设置凸部,可以增大凹部的深度,从而为检测组件提供更多的容纳空间,减小电池单体的整体尺寸,提高能量密度。
在一些实施例中,端盖组件还包括极性相反的第一电极端子和第二电极端子,第一电极端子和第二电极端子安装于端盖;检测组件电连接于第一电极端子和第二电极端子。
检测组件可检测第一电极端子的电位和第二电极端子的电位,从而得到电池单体的电压,监控电池单体的工作状态。
在一些实施例中,检测组件包括芯片、第一线束和第二线束,芯片通过第一线束电连接于第一电极端子,通过第二线束电连接于第二电极端子。避让结构将芯片的至少部分露出。
第一线束可将第一电极端子的电位信号传输至芯片,第二线束可将第二电极端子的电位信号传输至芯片,芯片可根据第一电极端子的电位信号和第二电极端子的电位信号计算出电池单体的电压。避让结构将芯片的至少部分露出,以便于芯片将电压信号反馈到电池单体外部的控制器件。
在一些实施例中,端盖具有凹部,凹部相对于端盖的背离电极组件的表面凹陷。第一线束的至少部分、第二线束的至少部分以及芯片的至少部分容纳于凹部。
凹部可为第一线束、第二线束和芯片提供容纳空间,从而减小端盖组件占用的空间,提高电池单体的能量密度,并降低检测组件与绝缘件干涉的风险。
在一些实施例中,避让结构将第一线束的与凹部对应的部分和第二线束的与凹部对应的露出。
本申请实施例可以减小对凹部深度的要求,即使第一线束和第二线束凸出到凹部外,避让结构也可以避让第一线束和第二线束,降低绝缘件与第一线束干涉的风险和绝缘件与第二线束干涉的风险。
在一些实施例中,绝缘件覆盖第一线束的至少部分。绝缘件可以从外侧保护第一线束,降低第一线束被外部器件损伤的风险,减少漏电,提高绝缘性。
在一些实施例中,在端盖的厚度方向上,绝缘件与第一线束相抵。绝缘件可以在厚度方向上限制第一线束,以在电池单体受到外部冲击时减小第一线束的窜动,降低第一线束受到的力,降低第一线束与芯片的连接处断裂的风险。
在一些实施例中,绝缘件包括基层和粘接层,粘接层位于端盖和基层之间并粘接端盖和基层。通过设置粘接层,可简化绝缘件和端盖的装配工艺。
在一些实施例中,避让结构包括贯通基层的第一孔和贯通粘接层的第二孔,第二孔包括与第一孔相对应的第一区域和被基层覆盖的第二区域。芯片的一部分容纳于第一区域和第一孔,第一线束的一部分容纳于第二区域。
通过去除部分的粘接层,以形成能够容纳第一线束的第二区域,进而减小对凹部的深度的要求。基层可以覆盖第一线束,降低第一线束被外部器件损伤的风险,减少漏电,提高绝缘性。
在一些实施例中,在端盖的厚度方向上,粘接层与凹部不重叠。本申请实施例可以减少溢流到凹部内的粘接层,降低粘接层与凹部内的检测组件干涉的风险。
在一些实施例中,第一线束包括第一线束段、第二线束段以及连接器,第一线束段连接于芯片,第二线束段连接于第一电极端子,连接器用于连接第一线束段和第二线束段。通过设置连接器,可简化检测组件的装配工艺,便于实现检测组件的维修和更换。
在一些实施例中,芯片包括电压传感器、温度传感器和位移传感器,电压传感器电连接于第一线束和第二线束,温度传感器和位移传感器均与端盖相连。芯片可以检测电池单体的温度、端盖的形变和电压。
在一些实施例中,绝缘件还包括第一通孔,第一电极端子经由第一通孔穿过绝缘件。避让结构与第一通孔连通。第一线束可以经由避让结构进入第一通孔,以便于与安装于第一通孔的第一电极端子连接,降低第一线束与绝缘件干涉的风险。
第二方面,本申请实施例提供了一种电池单体,包括壳体、电极组件和端盖组件。壳体具有开口。电极组件容纳于壳体内。端盖组件的端盖用于盖合开口。
第三方面,本申请实施例提供了一种电池,包括多个第二方面任一实施例的电池单体。
第四方面,本申请实施例提供了用电装置,包括第三方面任一实施例提供的电池,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,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面所描述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,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据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爆炸示意图;
图3为本申请一些实施例提供的电池单体的立体结构示意图;
图4为图3所示的电池单体的爆炸示意图;
图5为本申请一些实施例提供的端盖组件的结构示意图;
图6为图5所示的端盖组件的一爆炸示意图;
图7为图6在圆框A处的放大示意图;
图8为图5所示的端盖组件的另一爆炸示意图;
图9为本申请一些实施例提供的端盖组件的断面示意图;
图10为本申请另一些实施例提供的端盖组件的爆炸示意图;
图11为本申请另一些实施例提供的端盖组件的断面示意图;
图12为本申请另一些实施例提供的端盖组件的结构示意图;
图13为图12所示的端盖组件的爆炸示意图;
图14为本申请另一些实施例提供的端盖组件的爆炸示意图;
图15为图14所示的检测组件的结构示意图;
图16为本申请一些实施例提供的端盖组件的端盖的一结构示意图;
图17为图16所示的端盖在另一角度的结构示意图。
在附图中,附图并未按照实际的比例绘制。
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。
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。
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,电极组件包括正极极片、负极极片和隔离件。电池单体主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。正极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;正极集流体包括正极涂覆区和连接于正极涂覆区的正极极耳,正极涂覆区涂覆有正极活性物质层,正极极耳未涂覆正极活性物质层。以锂离子电池单体为例,正极集流体的材料可以为铝,正极活性物质层包括正极活性物质,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;负极集流体包括负极涂覆区和连接于负极涂覆区的负极极耳,负极涂覆区涂覆有负极活性物质层,负极极耳未涂覆负极活性物质层。负极集流体的材料可以为铜,负极活性物质层包括负极活性物质,负极活性物质可以为碳或硅等。隔离件的材质可以为PP(polypropylene,聚丙烯)或PE(polyethylene,聚乙烯)等。
电池单体还包括壳体和端盖,壳体具有开口,端盖盖合于壳体的开口,以与壳体围合形成用于容纳电极组件的容纳腔。壳体和端盖可以从外侧保护电极组件,以避免外部的异物影响电极组件的充电或放电。
在电池单体的循环过程中,可能会出现异常状况。比如,电池单体在经过多次充放电循环后,电池单体内部可能会发生副反应并持续产生气体,气体会增大电池单体内部的气压,进而引发外壳变形、破裂的风险。再比如,电池单体内部出现短路时,电池单体产热升温,进而引发电池单体热失控的风险。
在电池的使用过程中,如果不能检测到电池单体的异常情况并及时处理,那么将会导致电池单体恶化,引发安全事故。
发明人尝试在端盖上安装检测组件,检测组件可实时检测电池单体的状态信息,从而根据电池单体的状态信息对电池单体进行调控,改善电池单体的循环性能,降低安全风险,延长电池单体的循环寿命。
为了提升电池单体的安全性,发明人会在端盖的表面附接绝缘件;绝缘件可将端盖与电池单体外部的其它部件隔开,以降低短路风险。
然而,发明人发现,将检测组件安装到端盖上,会造成检测组件与绝缘件干涉的风险。如果先安装检测组件,再安装绝缘件,那么检测组件容易与绝缘件干涉,造成绝缘件翘起且难以和端盖紧密贴合。如果先安装绝缘件,再安装检测组件,那么绝缘件会将检测组件和端盖隔开,造成检测组件难以准确地检测端盖的状态,导致检测的精度下降。
鉴于此,本申请实施例提供了一种技术方案,其通过在绝缘件上开设避让结构,以降低检测组件与绝缘件干涉的风险,提高绝缘件和端盖的连接强度以及检测组件检测的精度。
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装置。
用电装置可以是车辆、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。车辆可以是燃油汽车、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;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装置不做特殊限制。
以下实施例为了方便说明,以用电装置为车辆为例进行说明。
图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图。
如图1所示,车辆1的内部设置有电池2,电池2可以设置在车辆1的底部或头部或尾部。电池2可以用于车辆1的供电,例如,电池2可以作为车辆1的操作电源。
车辆1还可以包括控制器3和马达4,控制器3用来控制电池2为马达4供电,例如,用于车辆1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2不仅仅可以作为车辆1的操作电源,还可以作为车辆1的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。
图2为本申请一些实施例提供的电池的爆炸示意图。
如图2所示,电池2包括箱体5和电池单体6(未示出),电池单体6容纳于箱体5内。
箱体5用于容纳电池单体6,箱体5可以是多种结构。在一些实施例中,箱体5可以包括第一箱体部5a和第二箱体部5b,第一箱体部5a与第二箱体部5b相互盖合,第一箱体部5a和第二箱体部5b共同限定出用于容纳电池单体6的容纳空间5c。第二箱体部5b可以是一端开口的空心结构,第一箱体部5a为板状结构,第一箱体部5a盖合于第二箱体部5b的开口侧,以形成具有容纳空间5c的箱体5;第一箱体部5a和第二箱体部5b也均可以是一侧开口的空心结构,第一箱体部5a的开口侧盖合于第二箱体部5b的开口侧,以形成具有容纳空间5c的箱体5。当然,第一箱体部5a和第二箱体部5b可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。
为提高第一箱体部5a与第二箱体部5b连接后的密封性,第一箱体部5a与第二箱体部5b之间也可以设置密封件,比如,密封胶、密封圈等。
假设第一箱体部5a盖合于第二箱体部5b的顶部,第一箱体部5a亦可称之为上箱盖,第二箱体部5b亦可称之为下箱体。
在电池2中,电池单体6可以是一个,也可以是多个。若电池单体6为多个,多个电池单体6之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池单体6中既有串联又有并联。多个电池单体6之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池单体6构成的整体容纳于箱体5内;当然,也可以是多个电池单体6先串联或并联或混联组成电池模块,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5内。
图3为本申请一些实施例提供的电池单体的立体结构示意图;图4为图3所示的电池单体的爆炸示意图。
如图3和图4所示,本申请实施例提供了一种电池单体6,其包括电极组件10、壳体20和端盖组件30。壳体20具有开口。电极组件10容纳于壳体20内。端盖组件30用于盖合开口。
电极组件10包括正极极片和负极极片。示例性地,电极组件10通过离子在正极极片和负极极片中的嵌入/脱出时的氧化和还原反应来产生电能。可选地,电极组件10还包括隔离膜,隔离膜用于将正极极片和负极极片绝缘隔离。
电极组件10可以是卷绕式电极组件、叠片式电极组件或其它类型的电极组件。
电极组件10可以为一个,也可以为多个。当电极组件10为多个时,多个电极组件10可以层叠布置。
壳体20为空心结构。壳体20的形状可根据电极组件10的具体形状来确定。比如,若电极组件10为长方体结构,则可选用长方体壳体;若电极组件10为圆柱结构,则可选用圆柱壳体。
壳体20的材质可以是多种,比如,壳体20的材质可以是金属或塑料。可选地,壳体20的材质可以是铜、铁、铝、钢、铝合金等。
在一些实施例中,壳体20的一端设置有开口,端盖组件30为一个并盖合于开口。在另一些实施例中,壳体20相对的两端均具有开口,端盖组件30设置为两个,两个端盖组件30分别盖合于壳体20两端的开口。
在一些实施例中,端盖组件30包括端盖31,端盖31用于盖合壳体20的开口。端盖31的形状可以与壳体20的形状相适应以配合壳体20。可选地,端盖31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31在受挤压碰撞时就不易发生形变,使电池单体6能够具备更高的结构强度,安全性能也可以有所提高。
端盖31和壳体20围合形成用于容纳电极组件10和电解液的容纳腔。
在一些实施例中,端盖组件30还包括设置于端盖31的第一电极端子32和第二电极端子33。
第一电极端子32和第二电极端子33的极性相反。例如,若第一电极端子32为正极端子,则第二电极端子33为负极端子;若第一电极端子32为负极端子,则第二电极端子33为正极端子。
第一电极端子32和第二电极端子33用于将电极组件10与电池单体6外部的电路电连接,以实现电极组件10的充放电。
图5为本申请一些实施例提供的端盖组件的结构示意图;图6为图5所示的端盖组件的一爆炸示意图;图7为图6在圆框A处的放大示意图;图8为图5所示的端盖组件的另一爆炸示意图。
如图5至图8所示,本申请实施例的端盖组件30包括端盖31、检测组件34和绝缘件35。检测组件34设置于端盖31并用于检测电池单体6的状态信息。绝缘件35附接于端盖31的背离电池单体6的电极组件10的表面,绝缘件35设有避让结构35a,避让结构35a用于避让检测组件34的至少部分。
电池单体6的状态信息为表征电池单体6的工作状态的信息,示例性地,电池单体6的状态信息可包括电池单体6的温度、电池单体6的电压、端盖31的变形量、电池单体6的内部压强、电池单体6内部的气体成分、电极组件10的变形量、电极组件10内部枝晶生长状况以及电池单体6内部的电量中的至少一种。
“附接”可指贴附并连接。示例性地,绝缘件35可通过粘接、涂覆或其它方式附接到端盖31的表面。
避让结构35a可包括孔、槽、缺口或其它结构,其可以为检测组件34提供空间,减少绝缘件35和检测组件34之间的干涉。
避让结构35a可以仅避让检测组件34的一部分,也可以避让检测组件34的整体。
检测组件34可以整体位于端盖31背离电极组件10的一侧,也可仅部分位于端盖31背离电极组件10的一侧。示例性地,检测组件34的一部分可以穿过端盖31并延伸到电池单体6的壳体20内,以检测电池单体6内部的状态信息。
在本申请实施例中,检测组件34可实时检测电池单体6的状态信息,从而根据电池单体6的状态信息对电池单体6进行调控,改善电池单体6的循环性能,降低安全风险,延长电池单体6的循环寿命。通过在绝缘件35上开设避让结构35a,以降低检测组件34与绝缘件35干涉的风险,提高绝缘件35和端盖31的连接强度以及检测组件34检测的精度。
在一些实施例中,状态信息包括电池单体6的温度、电池单体6的电压、端盖31的变形量以及电池单体6的内部压强中的至少一种。
示例性地,检测组件34可检测端盖31的温度,并将检测到的温度作为电池单体6的温度。例如,检测组件34可包括温度传感器,温度传感器可以与端盖31相抵,以检测端盖31的温度;可替代地,温度传感器也可通过导热胶连接到端盖31,以检测端盖31的温度。
示例性地,检测组件34可包括电压传感器,电压传感器可电连接到电池单体6的正极端子和负极端子,以检测电池单体6的电压。
示例性地,检测组件34可包括位移传感器,位移传感器可与端盖31相抵。位移传感器可测量端盖31在电池单体6的充放电过程中的变形。示例性地,检测组件34可通过检测端盖31的变形量,来计算电池单体6的内部压强的变化。
在一些实施例中,避让结构35a将检测组件34的至少部分露出,以便于检测组件34与电池单体6外部的器件连接。
示例性地,检测组件34的经由避让结构35a露出的部分可通过线缆连接到电池的控制器件。
在一些实施例中,端盖31具有凹部311,凹部311相对于端盖31的背离电极组件10的表面凹陷。检测组件34的至少部分容纳于凹部311。
通过在端盖31上设置凹部311,可减小检测组件34的凸出于端盖31的背离电极组件10的表面的尺寸,降低端盖组件30占用的空间,提高电池单体6的能量密度,并降低检测组件34与绝缘件35干涉的风险。
在一些实施例中,端盖组件30还包括极性相反的第一电极端子32和第二电极端子33,第一电极端子32和第二电极端子33安装于端盖31。检测组件34电连接于第一电极端子32和第二电极端子33。
检测组件34可检测第一电极端子32的电位和第二电极端子33的电位,从而得到电池单体6的电压,监控电池单体6的工作状态。
在一些实施例中,端盖31设有两个端子孔312,两个端子孔312贯通端盖31。第一电极端子32和第二电极端子33分别安装于两个端子孔312。通过设置端子孔312,可实现第一电极端子32与电极组件10的电连接和第二电极端子33与电极组件10的电连接。
在一些实施例中,检测组件34包括芯片341、第一线束342和第二线束343,芯片341通过第一线束342电连接于第一电极端子32,通过第二线束343电连接于第二电极端子33。避让结构35a将芯片341的至少部分露出。
第一线束342可将第一电极端子32的电位信号传输至芯片341,第二线束343可将第二电极端子33的电位信号传输至芯片341,芯片341可根据第一电极端子32的电位信号和第二电极端子33的电位信号计算出电池单体6的电压。避让结构35a将芯片341的至少部分露出,以便于芯片341将电压信号反馈到电池单体6外部的控制器件。
控制器件可根据芯片341检测到的电压信号,反馈调节电池单体6的工作状态,改善电池单体6的充放电性能。
在一些实施例中,芯片341包括电压传感器。电压传感器电连接于第一线束342和第二线束343。电压传感器通过第一线束342电连接于第一电极端子32、通过第二线束343电连接于第二电极端子33,从而检测第一电极端子32和第二电极端子33的电位差,得到电池单体6的当前工作电压。
在一些实施例中,芯片341包括温度传感器,温度传感器与端盖31相连。温度传感器可与端盖31直接相连,也可通过导热结构(例如导热胶)间接地连接于端盖31。温度传感器可检测端盖31的温度,以得到电池单体6的当前工作温度,便于控制器件调整电池单体6的工作状态。
在一些实施例中,芯片341包括位移传感器,位移传感器均与端盖31相连。位移传感器可测量端盖31在电池单体6的充放电过程中的变形。通过检测端盖31的变形量,也可计算出电池单体6的内部压强的变化。
在一些实施例中,端盖31具有凹部311,凹部311相对于端盖31的背离电极组件10的表面凹陷。第一线束342的至少部分、第二线束343的至少部分以及芯片341的至少部分容纳于凹部311。
凹部311可为第一线束342、第二线束343和芯片341提供容纳空间,从而减小端盖组件30占用的空间,提高电池单体6的能量密度,并降低检测组件34与绝缘件35干涉的风险。
在一些实施例中,凹部311包括第一容纳区311a、第二容纳区311b和第三容纳区311c,芯片341的至少部分容纳于第三容纳区311c,第一容纳区311a和第二容纳区311b分别位于第三容纳区311c的两侧,第一线束342的至少部分容纳于第一容纳区311a,第二线束343的至少部分容纳于第二容纳区311b。
在一些实施例中,第一容纳区311a和第二容纳区311b为条形。
在一些实施例中,第一容纳区311a远离第三容纳区311c的一端与安装有第一电极端子32的端子孔312连通,以引导第一线束342与第一电极端子32连接。
在一些实施例中,第二容纳区311b远离第三容纳区311c的一端与安装有第二电极端子33的端子孔312连通,以引导第二线束343与第二电极端子33连接。
在一些实施例中,绝缘件35覆盖第一线束342的至少部分。
绝缘件35可以完全覆盖第一线束342,也可以仅覆盖第一线束342的一部分。
绝缘件35可以从外侧保护第一线束342,降低第一线束342被外部器件损伤的风险,减少漏电,提高绝缘性。
图9为本申请一些实施例提供的端盖组件的断面示意图。
请一并参照图5至图9,在一些实施例中,在端盖31的厚度方向Z上,绝缘件35与第一线束342相抵。
绝缘件35可以在厚度方向Z上限制第一线束342,以在电池单体6受到外部冲击时减小第一线束342的窜动,降低第一线束342受到的力,降低第一线束342与芯片341的连接处断裂的风险。
在一些实施例中,在端盖31的厚度方向Z上,绝缘件35与第二线束343相抵。
在一些实施例中,绝缘件35覆盖第一容纳区311a,以限制第一线束342的容纳于第一容纳区311a的部分的窜动。
在一些实施例中,绝缘件35覆盖第二容纳区311b,以限制第二线束343的容纳于第二容纳区311b的部分的窜动。
在一些实施例中,绝缘件35包括基层351和粘接层352,粘接层352位于端盖31和基层351之间并粘接端盖31和基层351。通过设置粘接层352,可简化绝缘件35和端盖31的装配工艺。
在一些实施例中,粘接层352粘接于第一线束342。粘接层352可以固定第一线束342,以在电池单体6受到外部冲击时减小第一线束342在凹部311内的窜动。
在一些实施例中,绝缘件35为片状。
在一些实施例中,基层351的形状和粘接层352的形状相同。
在一些实施例中,绝缘件35还包括第一通孔353,第一电极端子32经由第一通孔353穿过绝缘件35。
第一通孔353同时贯通基层351和粘接层352,其包括位于基层351的第一外孔段353a和位于粘接层352的第一内孔段353b。
在一些实施例中,绝缘件35还包括第二通孔354,第二电极端子33经由第二通孔354穿过绝缘件35。
第二通孔354同时贯通基层351和粘接层352,其包括位于基层351的第二外孔段354a和位于粘接层352的第二内孔段354b。
在一些实施例中,端盖组件30还包括设于端盖31的泄压机构36。绝缘件35还包括第三通孔355,第三通孔355将泄压机构36露出。在电池单体6热失控时,电池单体6经由泄压机构36泄放内部物质,第三通孔355可以避让泄压机构36,以使内部物质能够顺畅排出。
第三通孔355同时贯通基层351和粘接层352,其包括位于基层351的第三外孔段355a和位于粘接层352的第三内孔段355b。
在一些实施例中,避让结构35a包括贯通基层351的第一孔356和贯通粘接层352的第二孔357。
在一些实施例中,第一孔356和第二孔357位置相对且形状相同。芯片341经由第一孔356和第二孔357露出。
图10为本申请另一些实施例提供的端盖组件的爆炸示意图;图11为本申请另一些实施例提供的端盖组件的断面示意图。
如图10和图11所示,在一些实施例中,避让结构35a包括贯通基层351的第一孔356和贯通粘接层352的第二孔357,第二孔357包括与第一孔356相对应的第一区域357a和被基层351覆盖的第二区域357b。芯片341的一部分容纳于第一区域357a和第一孔356,第一线束342的一部分容纳于第二区域357b。
第一孔356和第一区域357a位置相对,芯片341可经由第一区域357a和第一孔356露出。
本申请实施例通过去除部分的粘接层352,以形成能够容纳第一线束342的第二区域357b,进而减小对凹部311的深度的要求。基层351可以覆盖第一线束342,降低第一线束342被外部器件损伤的风险,减少漏电,提高绝缘性。
在一些实施例中,第一孔356与第一区域357a的形状相同。
在一些实施例中,第二孔357的形状与凹部311的形状相仿。
在一些实施例中,基层351与第一线束342相抵,以限制第一线束342在厚度方向Z的窜动。
在一些实施例中,在端盖31的厚度方向Z上,粘接层352与凹部311不重叠。本申请实施例可以减少溢流到凹部311内的粘接层352,降低粘接层352与凹部311内的检测组件34干涉的风险。
在一些实施例中,第二孔357还包括第三区域357c,第三区域357c位于第一区域357a的背离第二区域357b的一侧,且被基层351覆盖。第二线束343的一部分容纳于第三区域357c。
在一些实施例中,第二区域357b连通于第一内孔段353b。第三区域357c连通于第二内孔段354b。
图12为本申请另一些实施例提供的端盖组件的结构示意图;图13为图12所示的端盖组件的爆炸示意图。
如图12和图13所示,在一些实施例中,避让结构35a将第一线束342的与凹部311对应的部分和第二线束343的与凹部311对应的露出。
本申请实施例可以减小对凹部311深度的要求,即使第一线束342和第二线束343凸出到凹部311外,避让结构35a也可以避让第一线束342和第二线束343,降低绝缘件35与第一线束342干涉的风险和绝缘件35与第二线束343干涉的风险。
在一些实施例中,避让结构35a的形状与凹部311的形状相仿。
在一些实施例中,绝缘件35还包括第一通孔353,第一电极端子32经由第一通孔353穿过绝缘件35。避让结构35a与第一通孔353连通。
在本申请实施例中,第一线束342可以经由避让结构35a进入第一通孔353,以便于与安装于第一通孔353的第一电极端子32连接,降低第一线束342与绝缘件35干涉的风险。
在一些实施例中,避让结构35a包括贯通基层351的第一孔356和贯通粘接层352的第二孔357。第一孔356和第二孔357位置相对且形状相同。芯片341、第一线束342以及第二线束343经由第一孔356和第二孔357露出。
在一些实施例中,第一孔356连通于第一外孔段353a和第二外孔段354a;第二孔357连通于第一内孔段353b和第二内孔段354b。
图14为本申请另一些实施例提供的端盖组件的爆炸示意图;图15为图14所示的检测组件的结构示意图。
如图14和图15所示,在一些实施例中,第一孔356同时连通于第一外孔段353a、第二外孔段354a和第三外孔段355a。第二孔357同时连通于第一内孔段353b、第二内孔段354b和第三内孔段355b。本申请实施例可以简化绝缘件35的成型工艺。
在一些实施例中,第一线束342包括第一线束段342a、第二线束段342b以及连接器342c,第一线束段342a连接于芯片341,第二线束段342b连接于第一电极端子32,连接器342c用于连接第一线束段342a和第二线束段342b。
通过设置连接器342c,可简化检测组件34的装配工艺,便于实现检测组件34的维修和更换。
示例性地,在装配端盖组件30时,可先将第一线束段342a连接到芯片341、将第二线束段342b连接到第一电极端子32,然后分别将芯片341和第一电极端子32安装到端盖31,最后利用连接器342c连接第一线束段342a和第二线束段342b即可。当芯片341出现故障时,断开连接器342c,即可断开芯片341与第一电极端子32的连接,便于更换或维修芯片341。
在一些实施例中,凹部311的用于容纳连接器342c的部分可以加宽。
在一些实施例中,连接器342c包括插头和插座,插头和插座的一者连接到第一线束段342a,另一者连接到第二线束段342b。
在一些实施例中,第二线束343包括第三线束段343a、第四线束段343b以及连接器343c,第三线束段343a连接于芯片341,第四线束段343b连接于第二电极端子33,连接器343c用于连接第三线束段343a和第四线束段343b。第二线束343的连接器343c与第一线束342的连接器343c可以相同,也可以不同。
图16为本申请一些实施例提供的端盖组件的端盖的一结构示意图;图17为图16所示的端盖在另一角度的结构示意图。
如图16和图17所示,在一些实施例中,端盖31在面向电极组件10的一侧设有凸部313,凸部313与凹部311的位置相对应。
通过设置凸部313,可以增大端盖31在与凹部311对应的部分的强度,降低端盖31破裂的风险。在满足强度要求的前提下,通过设置凸部313,可以增大凹部311的深度,从而为检测组件34提供更多的容纳空间,减小电池单体6的整体尺寸,提高能量密度。
根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种电池单体,其包括壳体、电极组件以及以上任一实施例的端盖组件。壳体具有开口。电极组件容纳于壳体内。端盖组件的端盖用于盖合开口。
根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种电池,包括多个以上任一实施例的电池单体。
根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种用电装置,包括以上任一实施例的电池单体,电池单体用于为用电装置提供电能。用电装置可以是前述任一应用电池单体的设备或系统。
参照图4至图8,根据本申请的一些实施例提供了一种电池单体的端盖组件30,其包括端盖31、检测组件34、绝缘件35、第一电极端子32和第二电极端子33。第一电极端子32和第二电极端子33安装于端盖31。
检测组件34包括芯片341、第一线束342和第二线束343,芯片341通过第一线束342电连接于第一电极端子32,通过第二线束343电连接于第二电极端子33。芯片341可通过第一线束342和第二线束343,检测第一电极端子32和第二电极端子33的压差,从而得到电池单体6的工作电压。
端盖31具有凹部311,凹部311相对于端盖31的背离电极组件10的表面凹陷。第一线束342的至少部分、第二线束343的至少部分以及芯片341的至少部分容纳于凹部311。
绝缘件35包括基层351和粘接层352,粘接层352位于端盖31和基层351之间并粘接端盖31和基层351。绝缘件35包括贯通基层351的第一孔356和贯通粘接层352的第二孔357。芯片341经由第一孔356和第二孔357露出。基层351覆盖第一线束342的容纳于凹部311的部分和第二线束343容纳于凹部311的部分。
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。
最后应说明的是:以上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,或者对其中部分技术特征进行等同替换,但这些修改或者替换,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精神和范围。

Claims (20)

1.一种电池单体的端盖组件,其特征在于,包括:
端盖;
检测组件,设置于所述端盖并用于检测电池单体的状态信息;以及
绝缘件,附接于所述端盖的背离电池单体的电极组件的表面,所述绝缘件设有避让结构,所述避让结构用于避让所述检测组件的至少一部分。
2.根据权利要求1所述的端盖组件,其特征在于,所述状态信息包括所述电池单体的温度、所述电池单体的电压、所述端盖的变形量以及所述电池单体的内部压强中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的端盖组件,其特征在于,所述避让结构将所述检测组件的至少一部分露出。
4.根据权利要求1所述的端盖组件,其特征在于,所述端盖具有凹部,所述凹部相对于所述端盖的背离所述电极组件的表面凹陷;
所述检测组件的至少一部分容纳于所述凹部。
5.根据权利要求4所述的端盖组件,其特征在于,所述端盖在面向所述电极组件的一侧设有凸部,所述凸部与所述凹部的位置相对应。
6.根据权利要求1所述的端盖组件,其特征在于,还包括极性相反的第一电极端子和第二电极端子,所述第一电极端子和所述第二电极端子安装于所述端盖;所述检测组件电连接于所述第一电极端子和所述第二电极端子。
7.根据权利要求6所述的端盖组件,其特征在于,所述检测组件包括芯片、第一线束和第二线束,所述芯片通过所述第一线束电连接于所述第一电极端子,通过所述第二线束电连接于所述第二电极端子;
所述避让结构将所述芯片的至少一部分露出。
8.根据权利要求7所述的端盖组件,其特征在于,所述端盖具有凹部,所述凹部相对于所述端盖的背离所述电极组件的表面凹陷;
所述第一线束的至少一部分、所述第二线束的至少一部分以及所述芯片的至少一部分容纳于所述凹部。
9.根据权利要求8所述的端盖组件,其特征在于,所述避让结构将所述第一线束的与所述凹部对应的部分和所述第二线束的与所述凹部对应的部分露出。
10.根据权利要求8所述的端盖组件,其特征在于,所述绝缘件覆盖所述第一线束的至少一部分。
11.根据权利要求10所述的端盖组件,其特征在于,在所述端盖的厚度方向上,所述绝缘件与所述第一线束相抵。
12.根据权利要求10所述的端盖组件,其特征在于,所述绝缘件包括基层和粘接层,所述粘接层位于所述端盖和所述基层之间并粘接所述端盖和所述基层。
13.根据权利要求12所述的端盖组件,其特征在于,所述避让结构包括贯通所述基层的第一孔和贯通所述粘接层的第二孔,所述第二孔包括与所述第一孔相对应的第一区域和被所述基层覆盖的第二区域;
所述芯片的一部分容纳于所述第一区域和所述第一孔,所述第一线束的一部分容纳于所述第二区域。
14.根据权利要求12所述的端盖组件,其特征在于,在所述端盖的厚度方向上,所述粘接层与所述凹部不重叠。
15.根据权利要求7所述的端盖组件,其特征在于,所述第一线束包括第一线束段、第二线束段以及连接器,所述第一线束段连接于所述芯片,所述第二线束段连接于所述第一电极端子,所述连接器用于连接所述第一线束段和所述第二线束段。
16.根据权利要求7所述的端盖组件,其特征在于,所述芯片包括电压传感器、温度传感器和位移传感器,所述电压传感器电连接于所述第一线束和所述第二线束,所述温度传感器和所述位移传感器均与所述端盖相连。
17.根据权利要求6所述的端盖组件,其特征在于,所述绝缘件还包括第一通孔,所述第一电极端子经由所述第一通孔穿过所述绝缘件;
所述避让结构与所述第一通孔连通。
18.一种电池单体,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;以及
根据权利要求1-17任一项所述的端盖组件,所述端盖用于盖合所述开口。
19.一种电池,其特征在于,包括多个根据权利要求1-18中任一项所述的电池单体。
20.一种用电装置,其特征在于,包括根据权利要求19所述的电池,所述电池用于提供电能。
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