CN218919088U - 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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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,端盖组件包括端盖和检测组件。端盖在背离电池单体的电极组件的一侧设有凹部。检测组件用于检测电池单体的状态信息,且检测组件的至少部分容纳于凹部。本申请实施例的端盖组件能够减小电池单体的尺寸,提高电池单体的能量密度,降低检测组件与电池单体外部的部件干涉的风险。
Description
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。
如何减小电池单体的尺寸,是电池技术中的一个研究方向。
实用新型内容
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,其能减小电池单体的尺寸。
第一方面,本申请实施例提供了一种电池单体的端盖组件,包括端盖和检测组件。端盖在背离电池单体的电极组件的一侧设有凹部。检测组件用于检测电池单体的状态信息,且检测组件的至少部分容纳于凹部。
通过在端盖上设置凹部,可减小检测组件凸出于端盖背离电极组件的表面的尺寸,减少检测组件占用的空间,提高电池单体的能量密度,降低检测组件与电池单体外部的部件干涉的风险。
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,检测组件整体容纳于凹部。
将检测组件整体容纳于凹部中,可最大程度的减小电池单体的尺寸,降低检测组件与电池单体之外的其他部件干涉的风险。
在一些实施例中,部分检测组件凸出于凹部。
部分检测组件凸出于凹部,以便该部分检测组件与电池单体之外的外部部件连接,同时对于较厚的检测组件来说,一部分凸出于凹部也可保证端盖的结构强度。
在一些实施例中,端盖在面向电极组件的一侧设有凸部;凹部的至少部分形成于端盖的与凸部相对应的位置。
通过设置凸部,可以增大端盖与凹部对应部分的结构强度,降低端盖破裂损坏的风险。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,降低检测组件与电池单体之外的其他部件发生干涉的风险。
在一些实施例中,凹部整体形成于端盖的与凸部相对应的位置。
凹部的整体与凸部对应,则可显著提高端盖的结构强度,大大降低端盖破裂损坏的风险。
在一些实施例中,端盖组件还包括绝缘件,绝缘件设置于端盖面向电极组件的一侧。
设置绝缘件,以使端盖与电极组件绝缘,降低端盖与电电极组件发生短路的风险。
在一些实施例中,端盖在面向电极组件的一侧设有凸部,凹部的至少部分形成于端盖的与凸部相对应的位置;绝缘件设有容纳部,凸部的至少部分容纳于容纳部。
容纳部容纳了至少部分的凸部,减小了绝缘件与端盖的间距,进而减小了电池单体的尺寸,提高了电池单体的能量密度。
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。
检测组件与第一电极端子、第二电极端子电连接,以通过第一电极端子和第二电极端子实现对电极组件的电压、电流等相关参数进行检测,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;凹部用于容纳芯片的至少部分。
芯片相对于第一线束和第二线束其尺寸更大,例如具有更大的厚度,因此将芯片的至少部分容纳于凹部,可减小芯片凸出于凹部的尺寸,减少检测组件占用的空间,进而降低检测组件与电池单体之外的其他部件干涉的风险。
在一些实施例中,凹部用于容纳第一线束的至少部分和第二线束的至少部分。
将第一线束的至少部分和第二线束的至少部分容纳于凹部,以减少第一线束和第二线束凸出于凹部的尺寸,降低其与其他部件发生干涉的风险。
在一些实施例中,第一线束包括第一线束段、第二线束段以及第一连接器,第一线束段连接于芯片,第二线束段连接于第一电极端子,第一连接器用于连接第一线束段和第二线束段。
通过设置第一连接器,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中的至少一者,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,端盖组件还包括绝缘贴片,绝缘贴片贴合于端盖的背离电极组件的一侧。
在端盖的表面贴合绝缘贴片,绝缘贴片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。
在一些实施例中,绝缘贴片设有避让通孔,避让通孔用于暴露检测组件的至少部分。
避让通孔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。同时,避让通孔能够降低检测组件与绝缘贴片干涉的风险,提高绝缘贴片和端盖的连接强度。
第二方面,本申请实施例提供了一种电池单体,包括壳体、电极组件以及第一方面任一实施例提供的端盖组件。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。
第三方面,本申请实施例提供了一种电池,包括第一方面任一实施例提供的端盖组件,或者包括第二方面任一实施例提供的电池单体。
第四方面,本申请实施例提供了一种用电装置,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所示的端盖组件的端盖的一种结构示意图;
图7为图5所示的端盖组件的端盖的另一种结构示意图;
图8为本申请另一些实施例提供的端盖组件的爆炸图;
图9为本申请再一些实施例提供的端盖组件的俯视图;
图10为图9中A-A处的剖视图;
图11为图5所示的端盖组件的检测组件的结构示意图;
图12为本申请再一些实施例提供的端盖组件的爆炸图;
图13为本申请再一些实施例提供的端盖组件的爆炸图;
图14为本申请再一些实施例提供的端盖组件的爆炸图。
具体实施方式的附图标记如下:
1、车辆;2、电池;3、控制器;4、马达;5、电池单体;6、端盖组件;61、端盖;611、凹部;611a、第一容纳区;611b、第二容纳区;611c、第三容纳区;612、凸部;612a、第一凸起;612b、第二凸起;612c、第三凸起;613、端子孔;614、第六通孔;62、检测组件;621、芯片;622、第一线束;623、第二线束;624、第一线束段;625、第二线束段;626、第一连接器;63、绝缘件;631、容纳部;64、第一电极端子;65、第二电极端子;66、绝缘贴片;661、避让通孔;662、基层;663、粘接层;664、第一通孔;665、第二通孔;666、第三通孔;667、第四通孔;668、第五通孔;7、箱体;71、第一箱体部;72、第二箱体部;73、容纳空间;8、壳体;9、电极组件。
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。
电池单体还包括外壳,外壳内部形成用于容纳电极组件的容纳腔。外壳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。
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。
然而,发明人发现,在端盖上设置检测组件时,由于检测组件会占据空间,进而导致电池单体的尺寸增大,与其他部件发生干涉,造成无法装配的情况发生。
鉴于此,本申请提供了一种技术方案,其通过在端盖上设置凹部,以容纳至少部分检测组件,从而减小电池单体的尺寸,降低其与其他部件发生干涉的风险。
本申请实施例描述的电池单体适用于电池以及使用电池单体的用电装置。
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。
在电池2中,电池单体可以是一个,也可以是多个。若电池单体为多个,多个电池单体之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池单体中既有串联又有并联。多个电池单体之间可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固定于承载部件;当然,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,多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体,并固定于承载部件。
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7和电池单体5,电池单体5容纳于箱体7内。
箱体7用于容纳电池单体5,箱体7可以是多种结构。在一些实施例中,箱体7可以包括第一箱体部71和第二箱体部72,第一箱体部71与第二箱体部72相互盖合,第一箱体部71和第二箱体部72共同限定出用于容纳电池单体5的容纳空间73。第二箱体部72可以是一端开口的空心结构,第一箱体部71为板状结构,第一箱体部71盖合于第二箱体部72的开口侧,以形成具有容纳空间73的箱体7;第一箱体部71和第二箱体部72也均可以是一侧开口的空心结构,第一箱体部71的开口侧盖合于第二箱体部72的开口侧,以形成具有容纳空间73的箱体7。当然,第一箱体部71和第二箱体部72可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。
为提高第一箱体部71与第二箱体部72连接后的密封性,第一箱体部71与第二箱体部72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71盖合于第二箱体部72的顶部,第一箱体部71亦可称之为上箱盖,第二箱体部72亦可称之为下箱体。
在电池2中,电池单体5可以是一个,也可以是多个。若电池单体5为多个,多个电池单体5之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池单体5中既有串联又有并联。多个电池单体5之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池单体5构成的整体容纳于箱体7内;当然,也可以是多个电池单体5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7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5,其包括电极组件9、壳体8和端盖组件6。壳体8具有开口,电极组件9容纳于壳体8内,端盖组件6用于盖合开口。
电极组件9包括正极极片和负极极片。示例性地,电极组件9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9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9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9可以为一个,也可以为多个。当电极组件9为多个时,多个电极组件9可以层叠布置。
壳体8为空心结构。壳体8的形状可根据电极组件9的具体形状来确定。比如,若电极组件9为长方体结构,则可选用长方体壳体;若电极组件9为圆柱结构,则可选用圆柱壳体。
壳体8的材质可以是多种,比如,壳体8的材质可以是金属或塑料。可选地,壳体8的材质可以是铜、铁、铝、钢、铝合金等。
在一些实施例中,壳体8的一端设置有开口,端盖组件6为一个并盖合于开口。在另一些实施例中,壳体8相对的两端均具有开口,端盖组件6设置为两个,两个端盖组件6分别盖合于壳体8两端的开口。
在一些实施例中,端盖组件6包括端盖61,端盖61用于盖合壳体8的开口。端盖61的形状可以与壳体8的形状相适应以配合壳体8。可选地,端盖61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61在受挤压碰撞时就不易发生形变,使电池单体5能够具备更高的结构强度,安全性能也可以有所提高。
端盖61和壳体8围合形成用于容纳电极组件9和电解液的容纳腔。
在一些实施例中,端盖组件6还包括设置于端盖61的第一电极端子64和第二电极端子65。
第一电极端子64和第二电极端子65的极性相反。例如,若第一电极端子64为正极端子,则第二电极端子65为负极端子;若第一电极端子64为负极端子,则第二电极端子65为正极端子。
第一电极端子64和第二电极端子65用于将电极组件9与电池单体5外部的电路电连接,以实现电极组件9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所示的端盖组件的端盖的一种结构示意图。
如图5和6所示,本申请实施例的电池单体5的端盖组件6包括端盖61和检测组件62。端盖61在背离电池单体5的电极组件9的一侧设有凹部611;检测组件62用于检测电池单体5的状态信息,且检测组件62的至少部分容纳于凹部611。
电池单体5的状态信息为表征电池单体5的工作状态的信息,示例性地,电池单体5的状态信息可包括电池单体5的温度、电池单体5的电压、端盖61的变形量、电池单体5的内部压强、电池单体5内部的气体成分、电极组件9的变形量、电极组件9内部枝晶生长状况以及电池单体5内部的电量中的至少一种。
本申请实施例的检测组件62可以部分容纳于凹部611中,也可以全部容纳于凹部611中。
检测组件62可以整体容纳于凹部611,也可仅部分容纳于凹部611。示例性地,检测组件62的一部分可以穿过端盖61并延伸到电池单体5的壳体8内,以检测电池单体5内部的状态信息。
在本申请实施例中,检测组件62可实时检测电池单体5的状态信息,从而根据电池单体5的状态信息对电池单体5进行调控,改善电池单体5的循环性能,降低安全风险,延长电池单体5的循环寿命。
通过在端盖61上设置凹部611,可减小检测组件62凸出于端盖61背离电极组件9的表面的尺寸,减少检测组件62占用的空间,提高电池单体5的能量密度,降低检测组件62与电池单体5外部的部件干涉的风险。
在一些实施例中,状态信息包括电池单体5的温度、电池单体5的电压、端盖61的变形量以及电池单体5的内部压强中的至少一种。
示例性地,检测组件62可检测端盖61的温度,并将检测到的温度作为电池单体5的温度。例如,检测组件62可包括温度传感器,温度传感器可以与端盖61相抵,以检测端盖61的温度;可替代地,温度传感器也可通过导热胶连接到端盖61,以检测端盖61的温度。
示例性地,检测组件62可包括电压传感器,电压传感器可电连接到电池单体5的正极端子和负极端子,以检测电池单体5的电压。
示例性地,检测组件62可包括位移传感器,位移传感器可与端盖61相抵。位移传感器可测量端盖61在电池单体5的充放电过程中的变形。示例性地,检测组件62可通过检测端盖61的变形量,来计算电池单体5的内部压强的变化。
在一些实施例中,检测组件62整体容纳于凹部611。
在本实施例中,检测组件62整体容纳于凹部611,指的是检测组件62背离电极组件9的表面与端盖61背离电极组件9的表面平齐,或者检测组件62背离电极组件9的表面相比端盖61背离电极组件9的表面更为靠近电极组件9。
将检测组件62整体容纳于凹部611中,可最大程度的减小电池单体5的尺寸,降低检测组件62与电池单体5之外的其他部件干涉的风险。
在一些实施例中,部分检测组件62凸出于凹部611。
本实施例中,部件检测组件62凸出于凹部611指的是,该部分检测组件62位于凹部611外。
部分检测组件62凸出于凹部611,以便该部分检测组件62与电池单体5之外的外部部件连接,同时对于较厚的检测组件62来说,一部分凸出于凹部611也可保证端盖61的结构强度。
图7为图5所示的端盖组件的端盖的另一种结构示意图。
如图7所示,在一些实施例中,端盖61在面向电极组件9的一侧设有凸部612;凹部611的至少部分形成于端盖61的与凸部612相对应的位置。
在本实施例中,凸部612与凹部611可完全对应,也可部分的凹部611与凸部612相对应。
通过设置凸部612,可以增大端盖61与凹部611对应部分的结构强度,降低端盖61破裂损坏的风险。在满足强度要求的前提下,通过设置凸部612,可以增大凹部611的深度,从而为检测组件62提供更多的容纳空间,减小电池单体5的整体尺寸,降低检测组件62与电池单体5之外的其他部件发生干涉的风险。
在一些实施例中,凹部611整体形成于端盖61的与凸部612相对应的位置。
凹部611的整体与凸部612对应,则可显著提高端盖61的结构强度,大大降低端盖61破裂损坏的风险。
图8为本申请另一些实施例提供的端盖组件的爆炸图。
如图8所示,在一些实施例中,端盖组件6还包括绝缘件63,绝缘件63设置于端盖61面向电极组件9的一侧。
绝缘件63可以采用塑胶材质、橡胶材质或其他绝缘材料制作。
绝缘件63可以为板状结构,其长度和宽度均小于端盖61在同方向的长度和宽度,且大于电极组件9在同方向的长度和宽度。
设置绝缘件63,以使端盖61与电极组件9绝缘,降低端盖61与电电极组件9发生短路的风险。
图9为本申请再一些实施例提供的端盖组件的俯视图;图10为图9中A-A处的剖视图。
如图9和10所示,在一些实施例中,端盖61在面向电极组件9的一侧设有凸部612,凹部611的至少部分形成于端盖61的与凸部612相对应的位置;绝缘件63设有容纳部631,凸部612的至少部分容纳于容纳部631。
容纳部631可包括凹槽、孔、缺口或其他结构,其可以为凸部612提供空间,提高绝缘件63与端盖61贴合的紧密性。
容纳部631容纳了至少部分的凸部612,减小了绝缘件63与端盖61的间距,进而减小了电池单体5的尺寸,提高了电池单体5的能量密度。
在一些实施例中,端盖组件6还包括极性相反的第一电极端子64和第二电极端子65,第一电极端子64和第二电极端子65安装于端盖61;检测组件62电连接于第一电极端子64和第二电极端子65。
检测组件62与第一电极端子64、第二电极端子65电连接,以通过第一电极端子64和第二电极端子65实现对电极组件9的电压、电流等相关参数进行检测,监控电池单体5的工作状态。
在一些实施例中,端盖61设有两个端子孔613,两个端子孔613贯通端盖61。第一电极端子64和第二电极端子65分别安装于两个端子孔613。通过设置端子孔613,可实现第一电极端子64与电极组件9的电连接以及第二电极端子65与电极组件9的电连接。
在一些实施例中,检测组件62包括芯片621、第一线束622和第二线束623,芯片621通过第一线束622电连接于第一电极端子64,通过第二线束623电连接于第二电极端子65;凹部611用于容纳芯片621的至少部分。
第一线束622可将第一电极端子64的电位信号传输至芯片621,第二线束623可将第二电极端子65的电位信号传输至芯片621,芯片621可根据第一电极端子64的电位信号和第二电极端子65的电位信号计算出电池单体5的电压。控制器件可根据芯片621检测到的电压信号,反馈调节电池单体5的工作状态,改善电池单体5的充放电性能。
芯片621相对于第一线束622和第二线束623其尺寸更大,例如具有更大的厚度,因此将芯片621的至少部分容纳于凹部611,可减小芯片621凸出于凹部611的尺寸,减少检测组件62占用的空间,进而降低检测组件62与电池单体5之外的其他部件干涉的风险。
在一些实施例中,凹部611用于容纳第一线束622的至少部分和第二线束623的至少部分。
将第一线束622的至少部分和第二线束623的至少部分容纳于凹部611,以减少第一线束622和第二线束623凸出于凹部611的尺寸,降低其与其他部件发生干涉的风险。
图11为图5所示的端盖组件的检测组件的结构示意图。
如图11所示,在一些实施例中,第一线束622包括第一线束段624、第二线束段625以及第一连接器626,第一线束段624连接于芯片621,第二线束段625连接于第一电极端子64,第一连接器626用于连接第一线束段624和第二线束段625。
通过设置第一连接器626,可简化检测组件62的装配工艺,便于实现检测组件62的维修和更换。
示例性地,在装配端盖组件6时,可先将第一线束段624连接到芯片621、将第二线束段625连接到第一电极端子64,然后分别将芯片621和第一电极端子64安装到端盖61,最后利用第一连接器626连接第一线束段624和第二线束段625即可。当芯片621出现故障时,断开第一连接器626,即可断开芯片621与第一电极端子64的连接,便于更换或维修芯片621。
在一些实施例中,第一连接器626包括插头和插座,插头和插座的一者连接到第一线束段624,另一者连接到第二线束段625。
第二线束623包括第三线束段、第四线束段以及第二连接器,第三线束段连接于芯片621,第四线束段连接于第二电极端子65,第二连接器用于连接第三线束段和第四线束段。
在一些实施例中,芯片621包括电压传感器。电压传感器电连接于第一线束622和第二线束623。电压传感器通过第一线束622电连接于第一电极端子64、通过第二线束623电连接于第二电极端子65,从而检测第一电极端子64和第二电极端子65的电位差,得到电池单体5的当前工作电压。
在一些实施例中,芯片621包括温度传感器,温度传感器与端盖61相连。温度传感器可与端盖61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61。温度传感器可检测端盖61的温度,以得到电池单体5的当前工作温度,便于控制器件调整电池单体5的工作状态。
在一些实施例中,芯片621包括位移传感器,位移传感器与端盖61相连。位移传感器可测量端盖61在电池单体5的充放电过程中的变形。通过检测端盖61的变形量,可计算出电池单体5的内部压强的变化。
在一些实施例中,凹部611包括第一容纳区611a、第二容纳区611b和第三容纳区611c,芯片621的至少部分容纳于第三容纳区611c,第一容纳区611a和第二容纳区611b分别位于第三容纳区611c的两侧,第一线束622的至少部分容纳于第一容纳区611a,第二线束623的至少部分容纳于第二容纳区611b。
在一些实施例中,第一容纳区611a和第二容纳区611b为条形,第三容纳区611c为方形。
在一些实施例中,第一容纳区611a远离第三容纳区611c的一端与安装有第一电极端子64的端子孔613连通,以引导第一线束622与第一电极端子64连接。第二容纳区611b远离第三容纳区611c的一端与安装有第二电极端子65的端子孔613连通,以引导第二线束623与第二电极端子65连接。
图12为本申请再一些实施例提供的端盖组件的爆炸图。
如图12所示,在一些实施例中,端盖组件6还包括绝缘贴片66,绝缘贴片66贴合于端盖61的背离电极组件9的一侧。
示例性地,绝缘贴片66可通过粘接、涂覆或其它方式贴合到端盖61的表面。
在端盖61的表面贴合绝缘贴片66,绝缘贴片66可将端盖61与电池单体5外部的其它部件隔开,以降低短路风险。
在一些实施例中,绝缘贴片66设有避让结构,避让结构用于避让检测组件62的至少部分。
避让结构可以仅避让检测组件62的一部分,也可以避让检测组件62的整体。
避让结构可包括孔、槽、缺口或其它结构,其可以为检测组件62提供空间,减少绝缘贴片66和检测组件62之间的干涉。
检测组件62凸出于凹部611时,绝缘贴片66会翘起难以与端盖61紧密贴合,通过在绝缘贴片66上开设避让结构,以降低检测组件62与绝缘贴片66干涉的风险,提高绝缘贴片66和端盖61的连接强度。
在一些实施例中,绝缘片设有避让通孔661,避让通孔661用于暴露检测组件62的至少部分。即上述的避让结构包括避让通孔661。
避让通孔661将检测组件62的至少部分露出,以便于检测组件62与电池单体5外部的器件连接。同时,避让通孔661能够降低检测组件62与绝缘贴片66干涉的风险,提高绝缘贴片66和端盖61的连接强度。
示例性地,检测组件62的经由避让通孔661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,芯片621的至少部分经由避让通孔661露出。
在一些实施例中,第一连接器的至少部分626和/或第二连接器的至少部分经由避让通孔661露出。
在一些实施例中,绝缘贴片66还包括第四通孔667,第一电极端子64经由第四通孔667穿过绝缘贴片66。
在一些实施例中,绝缘贴片66还包括第五通孔668,第二电极端子65经由第五通孔668穿过绝缘贴片66。
图13为本申请再一些实施例提供的端盖组件的爆炸图。
如图13所示,在一些实施例中,绝缘贴片66包括基层662和粘接层663,粘接层663位于端盖61和基层662之间并粘接端盖61和基层662。通过设置粘接层663,可简化绝缘贴片66和端盖61的装配工艺。
基层662开设有第一通孔664,粘接层663开设有第二通孔665,第一通孔664和第二通孔665对齐形成避让通孔661。
图14为本申请再一些实施例提供的端盖组件的爆炸图。
如图14所示,在一些实施例中,粘接层663还包括被基层662覆盖的第三通孔666,部分检测组件62容纳于第三通孔666中。
可选的,第一线束622的至少部分容纳于第三通孔666中;和/或,第二线束623的至少部分容纳于第三通孔666中。
本申请实施例通过去除部分的粘接层663,以容纳第一线束622和/或第二线束623,进而减小对凹部611的深度的要求。基层622覆盖第一线束622和/或第二线束623,降低第一线束622和/或第二线束623被外部器件损伤的风险,减少漏电,提高绝缘性。
根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种电池单体5,其包括壳体8、电极组件9以及以上任一实施例的端盖组件6。壳体8具有开口。电极组件9容纳于壳体8内。端盖组件6的端盖61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2,包括多个以上任一实施例的端盖组件6或者包括上述的电池单体5。
根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种用电装置,包括上述的电池2,电池2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5的设备或系统。
参照图4至图10,本申请实施例提供了一种电池单体的端盖组件6,端盖组件6包括端盖61和检测组件62。端盖61在背离电池单体5的电极组件9的一侧设有凹部611;检测组件62用于检测电池单体5的状态信息,且检测组件62的至少部分容纳于凹部611。状态信息包括电池单体5的温度、电池单体5的电压、端盖61的变形量以及电池单体5的内部压强中的至少一种。
部分检测组件62凸出于凹部611。端盖61在面向电极组件9的一侧设有凸部612;凹部611的至少部分形成于端盖61的与凸部612相对应的位置。端盖组件6还包括绝缘件63,绝缘件63设置于端盖61面向电极组件9的一侧。绝缘件63设有容纳部631,凸部612的至少部分容纳于容纳部631。检测组件62包括芯片621、第一线束622和第二线束623,芯片621通过第一线束622电连接于第一电极端子64,通过第二线束623电连接于第二电极端子65;凹部611用于容纳芯片621的至少部分。端盖组件6还包括绝缘贴片66,绝缘贴片66贴合于端盖61的背离电极组件9的一侧。
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 (18)
1.一种电池单体的端盖组件,其特征在于,包括:
端盖,在背离电池单体的电极组件的一侧设有凹部;
检测组件,用于检测电池单体的状态信息,且所述检测组件的至少部分容纳于所述凹部。
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,所述检测组件整体容纳于所述凹部。
4.根据权利要求1所述的端盖组件,其特征在于,部分所述检测组件凸出于所述凹部。
5.根据权利要求1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;
所述凹部的至少部分形成于所述端盖的与所述凸部相对应的位置。
6.根据权利要求5所述的端盖组件,其特征在于,所述凹部整体形成于所述端盖的与所述凸部相对应的位置。
7.根据权利要求1所述的端盖组件,其特征在于,还包括绝缘件,所述绝缘件设置于所述端盖面向所述电极组件的一侧。
8.根据权利要求7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,所述凹部的至少部分形成于所述端盖的与所述凸部相对应的位置;
所述绝缘件设有容纳部,所述凸部的至少部分容纳于所述容纳部。
9.根据权利要求1-8任一项所述的端盖组件,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。
10.根据权利要求9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;
所述凹部用于容纳所述芯片的至少部分。
11.根据权利要求10所述的端盖组件,其特征在于,所述凹部用于容纳所述第一线束的至少部分和所述第二线束的至少部分。
12.根据权利要求10或11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、第二线束段以及第一连接器,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,所述第一连接器用于连接所述第一线束段和所述第二线束段。
13.根据权利要求10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中的至少一者,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。
14.根据权利要求1所述的端盖组件,其特征在于,还包括绝缘贴片,所述绝缘贴片贴合于所述端盖的背离所述电极组件的一侧。
15.根据权利要求14所述的端盖组件,其特征在于,所述绝缘贴片设有避让通孔,所述避让通孔用于暴露所述检测组件的至少部分。
16.一种电池单体,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1-15任一项所述的端盖组件,所述端盖用于盖合所述开口。
17.一种电池,其特征在于,包括权利要求1-15中任一项所述的端盖组件或者权利要求16所述的电池单体。
18.一种用电装置,其特征在于,包括根据权利要求17所述的电池,所述电池用于提供电能。
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