CN219086131U - 壳体、端盖组件、电池单体、电池及用电装置 - Google Patents
壳体、端盖组件、电池单体、电池及用电装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN219086131U CN219086131U CN202222841125.XU CN202222841125U CN219086131U CN 219086131 U CN219086131 U CN 219086131U CN 202222841125 U CN202222841125 U CN 202222841125U CN 219086131 U CN219086131 U CN 219086131U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- opening
- plate
- housing
- end cover
- protruding
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 239000000178 monomer Substances 0.000 title description 15
- 238000003466 welding Methods 0.000 claims abstract description 117
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims description 9
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 8
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 claims description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 4
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 claims description 3
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 claims description 2
- 230000000875 corresponding effect Effects 0.000 description 24
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 17
- 238000000034 method Methods 0.000 description 10
- 230000008569 process Effects 0.000 description 9
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 8
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 8
- 238000005452 bending Methods 0.000 description 7
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 7
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 6
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 5
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000009471 action Effects 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical group [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 4
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 4
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 4
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 4
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000006183 anode active material Substances 0.000 description 3
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 3
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 3
- 229920003023 plastic Polymers 0.000 description 3
- 241001391944 Commicarpus scandens Species 0.000 description 2
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 description 2
- 239000004743 Polypropylene Substances 0.000 description 2
- FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N Sodium cation Chemical compound [Na+] FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- JDZCKJOXGCMJGS-UHFFFAOYSA-N [Li].[S] Chemical compound [Li].[S] JDZCKJOXGCMJGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000013543 active substance Substances 0.000 description 2
- 230000006835 compression Effects 0.000 description 2
- 238000007906 compression Methods 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000295 fuel oil Substances 0.000 description 2
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 description 2
- -1 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229920001155 polypropylene Polymers 0.000 description 2
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 235000015842 Hesperis Nutrition 0.000 description 1
- 235000012633 Iberis amara Nutrition 0.000 description 1
- 238000000429 assembly Methods 0.000 description 1
- 230000000712 assembly Effects 0.000 description 1
- LDVVMCZRFWMZSG-UHFFFAOYSA-N captan Chemical compound C1C=CCC2C(=O)N(SC(Cl)(Cl)Cl)C(=O)C21 LDVVMCZRFWMZSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000005336 cracking Methods 0.000 description 1
- QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N dilithium;dioxido(dioxo)manganese Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Mn]([O-])(=O)=O QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 238000007373 indentation Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- VVNXEADCOVSAER-UHFFFAOYSA-N lithium sodium Chemical compound [Li].[Na] VVNXEADCOVSAER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003345 natural gas Substances 0.000 description 1
- 238000007639 printing Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
本实用新型涉及一种壳体、端盖组件、电池单体、电池及用电装置,壳体用于容纳电池单体的电极组件,壳体包括壳壁本体和伸出板,壳壁本体围绕形成具有开口的容纳腔,开口被构造成与电池单体的端盖组件盖合配合;伸出板凸设于开口的边缘且能够相对壳壁本体弯折,伸出板被构造成当端盖组件盖合于开口时能够折弯变形并与端盖组件背离开口的端面接触,能够提升壳体与端盖组件的焊接可靠性,进而提升电池单体的安全性。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域,特别是涉及一种壳体、端盖组件、电池单体、电池及用电装置。
背景技术
电池单体通常包括壳体、端盖组件以及电极组件。电极组件装配到壳体的容纳腔内之后,会将端盖组件盖合于壳体的开口,端盖组件的端盖片与壳体进行焊接密封连接,端盖片与壳体之间的连接可靠性直接影响电池单体的性能。
而影响连接可靠性的因素则有很多,为了改善端盖组件的端盖片与壳体之间的连接可靠性,相关技术中对于端盖片以及壳体的连接配合结构做出了较多的改进,但是依然具有很多的改进空间。
实用新型内容
基于此,有必要提供一种壳体、端盖组件、电池单体、电池及用电装置,意在通过改进端盖组件以及壳体的连接配合结构,来提升壳体与端盖片的连接可靠性,进而提升电池单体的安全性。
本申请的第一方面提供了一种壳体,用于容纳电池单体的电极组件,壳体包括:
壳壁本体,壳壁本体围绕形成具有开口的容纳腔,开口被构造成与电池单体的端盖片盖合配合;
伸出板,凸设于开口的边缘且能够相对壳壁本体弯折,伸出板被构造成当端盖片盖合于开口时能够折弯变形并与端盖片背离开口的端面接触。
相关技术中的壳体与端盖片焊接连接密封形成的焊印位于形成的电池单体的棱边位置上。当壳体膨胀变形或者挤压变形时,位于棱边位置上的棱边焊印容易受到扭曲应力的影响,进而容易在扭曲力的作用下容易导致棱边焊印断裂。而本申请上述技术方案中的壳体除了包括壳壁本体外,还在壳壁本体的开口的边缘凸设了伸出板,伸出板被构造成当端盖片盖合于开口时能够折弯变形并与端盖片背离开口的端面连接,进而上述技术方案中的壳体可以通过伸出板与端盖片背离开口的端面进行焊接连接处理并形成焊印。当壳壁本体膨胀变形或者挤压变形时,其能够使得伸出板与端盖片背离开口的端面焊接形成的焊印主要受到沿端盖片的端面所在面方向延伸的拉应力或压应力,大大减少甚至消除了相关技术中的扭曲应力的影响,而沿端盖片的端面所在面方向延伸的拉应力或压应力不容易使焊印开裂,进而提升了壳体与端盖片在对应位置上的连接可靠性,进而提升了后续获得的电池单体的安全性。
在本申请的一些实施方式中,伸出板有多个,多个伸出板沿开口的周向间隔布置。通过设置多个沿开口的周向间隔布置的伸出板,进而可以使得壳体的多个位置可以分别通过对应的伸出板与端盖片的背离开口的端面接触后进行焊接密封连接,进一步提升了壳体与端盖片之间的焊接连接可靠性,使得后续获得的电池单体的安全性更好。
在本申请的一些实施方式中,壳壁本体为中空棱柱体,开口的边缘由多条边围成,至少一条边上凸设有伸出板。通过在至少一条边上凸设伸出板,伸出板与端盖片的背离开口的端面接触后进行焊接密封连接,提升了壳体与端盖片之间的焊接连接可靠性,使得后续获得的电池单体的安全性更好。
在本申请的一些实施方式中,凸设有伸出板的边在开口的周向上的尺寸为L且伸出板在开口的周向上的尺寸为L1;其中,0.2≤L1/L≤1。
伸出板在开口的周向上的尺寸过短,一方面会使得伸出板的结构强度过差;再一方面,不能较好的覆盖长边在开口的周向上不同位置的焊接连接。本申请的一些实施方式中,通过大量的试验验证,当凸设有伸出板的长边在开口的周向上的尺寸L及伸出板在开口的周向上的尺寸L1满足:0.2≤L1/L≤1时,能够保证伸出板的结构强度,以覆盖边在开口的周向上不同位置的焊接连接。
在本申请的一些实施方式中,至少一条边在开口的周向方向上的中间位置处凸设有伸出板。
经过大量的试验验证,当壳壁本体膨胀变形或者挤压变形时,其边在开口的周向方向上的中间位置是最容易变形进而导致焊接密封失效的位置;原因在于该位置容易产生最大的变形。因此,上述技术方案通过在至少一条边在开口的周向方向上的中间位置处凸设伸出板,能够更加针对性的对壳体容易发生焊接断裂的位置进行改进,以提升壳体与端盖片在对应位置上的焊接连接可靠性,进而提升后续获得的电池单体的安全性。
在本申请的一些实施方式中,凸设有伸出板的边具有在开口的周向方向上相对设置的第一端和第二端,且伸出板具有朝向第一端的第三端和朝向第二端的第四端;
其中,第一端和第三端的间距L2与第二端和第四端的间距L3满足关系:0.8≤L2/L3≤1.2。
通过使得第一端和第三端的间距L2与第二端和第四端的间距L3满足0.8≤L2/L3≤1.2,可以使得伸出板的第三端和第四端从边在开口的周向方向上的中间位置分别对应的向第一端和第二端延伸,进而伸出板可以在边上以中间位置为基准更加对称的分布,然后焊接连接到端盖片相应的位置上,受力更加均匀。
在本申请的一些实施方式中,L2与L3相等。通过使得伸出板在边上以边的中间位置为基准对称的分布,即使得第一端和第三端的间距L2与第二端和第四端的间距L3相等,然后将伸出板焊接连接到端盖片相应的位置上,可以使受力更加均匀。
在本申请的一些实施方式中,多条边包括长边和短边,长边为多条边中长度最长的边,短边为多条边中长边之外的剩余边;
其中,至少一条长边处凸设有伸出板;和/或,至少一条短边处凸设有伸出板。
经过大量的试验验证,壳壁本体膨胀变形或者挤压变形时,其长边位置是最容易变形进而导致焊接密封失效的位置;因此,上述技术方案通过使得至少一条长边处凸设有伸出板,可以改善对应的长边位置上的焊接的可靠性;在一些实施方式中,所有长边上凸设有伸出板,以改善各长边位置上的焊接的可靠性。
而当壳壁本体膨胀变形或者挤压变形时,其短边在开口的周向方向上的中间位置是短边上最容易变形进而导致焊接密封失效的位置;原因在于短边上的该位置容易产生最大的变形。因此,上述技术方案通过在至少一条短边在开口的周向方向上的中间位置处凸设伸出板,能够更加针对性的对壳体容易发生焊接断裂的位置进行改进,以提升壳体与端盖片在对应位置上的焊接可靠性,进而提升后续获得的电池单体的安全性。而且在一些实施方式中,除了在至少一条长边处凸设伸出板之外,进一步在至少一条短边处凸设有伸出板,可以提高短边位置上的焊接可靠性;而且伸出板的数量增加,使得壳体的至少两个位置可以分别通过对应的伸出板与端盖片的背离开口的端面接触后进行焊接密封,进一步提升了壳体与端盖片之间的焊接可靠性,使得后续获得的电池单体的安全性更好。
在本申请的一些实施方式中,壳体还包括:
限位部,设置于开口的边缘处,且限位部被构造为当端盖片盖合于开口时能够限位抵靠端盖片。
限位部起到限位抵靠端盖片的作用,可以使得端盖片更为稳定的封盖在壳壁本体的开口上。
在本申请的一些实施方式中,限位部沿开口的周向环绕设置于开口的边缘处;或者,
限位部有多个,多个限位部沿开口的周向间隔设置于开口的边缘处。
上述技术方案可以使得端盖片盖合于开口上时,更多的位置上能够获得限位支撑,使得端盖片更为稳定的封盖在壳壁本体的开口上。
在本申请的一些实施方式中,限位部为开设于开口的边缘处的台阶结构,台阶结构的台阶面被构造为能够限位抵靠端盖片;或者,
限位部为凸设于壳壁本体的内壁上的凸起结构,凸起结构被构造为能够限位抵靠端盖片。
限位部为开设于开口的边缘处的台阶结构,结构简单,制造加工成本低。限位部为凸设于壳壁本体的内壁上的凸起结构,进而可以起到限位抵靠作用。
在本申请的一些实施方式中,伸出板与开口的边缘连接的位置处设置有薄弱部,薄弱部的厚度小于伸出板的厚度并小于壳壁本体的厚度。
薄弱部可以使得伸出板更容易折弯,降低折弯难度;此外,可以使得折痕形成于薄弱部,折弯更为规整。
在本申请的一些实施方式中,伸出板与开口的边缘连接的位置处开设有沿开口的周向方向延伸的长条形凹槽,以形成薄弱部,结构简单,制造加工成本低。
在本申请的一些实施方式中,壳壁本体呈具有容纳腔的中空圆柱体,或者壳壁本体呈具有容纳腔的中空棱柱体。常规的壳壁本体通常为中空圆柱体或者中空棱柱体,制造工艺成熟,便于加工制造。
在本申请的一些实施方式中,壳壁本体呈中空长方体、中空五棱柱或者中空六棱柱。中空长方体制造工艺成熟,便于加工制造;中空五棱柱或者中空六棱柱相比中空长方体具有更多的侧棱边,结构强度更高。
在本申请的一些实施方式中,伸出板与壳壁本体为一体成型结构;和/或,壳壁本体及伸出板为金属材质;和/或,伸出板被构造成与端面焊接。伸出板与壳壁本体为一体成型结构的结构简单,零部件少。壳壁本体及伸出板为金属材质,常规制造工艺成熟,便于工业化制造。
本申请的第二方面提供了一种端盖组件,端盖组件包括端盖片,端盖片用于盖合于电池单体的壳体的开口上,端盖片包括:
端面,被构造为背向壳体的开口;
侧面,与端面相连接并位于端面的周侧;
凹部,形成于端面且贯穿侧面,凹部被构造为当端盖片盖合于开口时容纳折弯的伸出板,伸出板为可折弯的凸设于壳体的开口边缘处的板状结构。
上述技术方案通过在端盖片设置凹部,凹部呈形成于端盖片的端面并贯穿侧面。当端盖组件盖合于开口时容纳折弯的伸出板,伸出板为可折弯的凸设于壳体的开口边缘处的板状结构。壳体可以通过伸出板与端盖片背离开口的端面进行接触然后进行焊接处理并形成焊印。当壳壁本体膨胀变形或者挤压变形时,其能够使得伸出板与端盖片背离开口的端面焊接形成的焊印主要受到沿端盖片的端面所在面方向延伸的拉应力或压应力,大大减少甚至消除了相关技术中的扭曲应力的影响,而沿端盖片的端面所在面方向延伸的拉应力或压应力不容易使焊印开裂,进而提升了壳体与端盖片在对应位置上的焊接可靠性,进而提升了后续获得的电池单体的安全性。凹部也起到容纳伸出板的作用,可以减少甚至消除伸出板在端面上的凸出高度。
在本申请的一些实施方式中,凹部呈沿端盖片的周向环绕设置的环形缺口;或者,
凹部有多个,多个凹部沿端盖片的周向间隔布置。
上述技术方案可以提供足够多的凹部来容纳伸出部,并与伸出板相配合然后焊接。
在本申请的一些实施方式中,凹部包括:
底壁,被构造成背向壳体的开口;
侧壁,与底壁连接且不共面;
其中,侧壁被构造为当凹部容纳伸出板时与伸出板之间间隔形成用于焊接连接的焊接间隙。
当凹部容纳伸出板时凹部的侧壁与伸出板之间间隔形成用于焊接连接的焊接间隙,以便进行焊接,使得焊印凝结于凹部的侧壁与伸出板之间,形成更大面积的焊接连接面积,提高焊接连接的可靠性,进而有利于提升后续获得的电池单体的安全性。
本申请的第三方面提供了一种电池单体,包括上述任一实施方式的壳体。
在本申请的一些实施方式中,电池单体还包括:
电极组件;
壳体,包括具有开口的容纳腔,电极组件容纳于容纳腔;及
端盖组件,密封盖合于开口;
其中,端盖组件为上述任一实施方式中的端盖组件。
当壳体的壳壁本体膨胀变形或者挤压变形时,其能够使得壳体的伸出板与端盖片背离开口的端面焊接形成的焊印主要受到沿端盖片的端面所在面方向延伸的拉应力或压应力,大大减少甚至消除了相关技术中的扭曲应力的影响,而沿端盖片的端面所在面方向延伸的拉应力或压应力不容易使焊印开裂,进而提升了壳体与端盖组件的端盖片在对应位置上的焊接连接可靠性,进而提升了后续获得的电池单体的安全性。在一些实施方式中,壳体的伸出板可以使与端盖片的凹部相配合然后进行焊接连接。
在本申请的一些实施方式中,伸出板弯折并伸入凹部,在由端盖片朝向开口的一端指向背离开口的一端的方向上,伸出板背离开口的一端的端面低于或者齐平于端盖片背离开口的一端的端面,避免伸出板背离开口的一端的端面的凸出;当伸出板背离开口的一端的端面齐平于端盖片背离开口的一端的端面时形成平整的表面,使得电池单体的外表面结构更平滑,不容易刮伤或者压伤外部构件;
和/或,
电极组件为由正极片、隔膜、负极片层叠卷绕形成的扁平卷绕状结构,对于容纳有由正极片、隔膜、负极片层叠卷绕形成的扁平卷绕状结构的电极组件的电池单体而言,由于扁平卷绕状的电极组件在反复的充放电使用后更容易发生膨胀,因此采用带有伸出板的壳体和带有凹部的端盖片来封装此类电极组件时,端盖片和壳体之间的密封焊印更不容易开裂,改善了电池单体的安全性。
本申请的第四方面提供了一种电池,包括多个上述的电池单体。
本申请的第五方面提供了一种用电装置,包括上述的电池,电池用于提供电能。
附图说明
图1为相关技术中的电池单体的拆解示意图;
图2为相关技术中电池单体的立体示意图;
图3为图2中A处的局部放大示意图;
图4为本申请实施方式提供的一种用电装置的示意图;
图5为本申请实施方式提供的一种电池的示意图;
图6为本申请实施方式提供的一种壳体的示意图;
图7为本申请实施方式提供的一种壳体的剖视图;
图8为图7中C处的局部放大图;
图9为本申请实施方式提供的一种端盖组件的示意图;
图10为图9中B处的局部放大图;
图11为本申请实施方式提供的一种电池单体的立体示意图;
图12为本申请实施方式提供的一种电池单体的俯视图;
图13为图12中电池单体D-D方向的剖视图;
图14为图12中电池单体E-E方向的剖视图;
图15为图14中D处的局部放大图。
附图标记:
1000、车辆;100、电池;200、控制器;300、马达;
10、箱体;11、第一部分;12、第二部分;
20、电池单体;201、棱边位置;202、棱边焊印;21、端盖组件;211、端面;212、侧面;213、凹部;2131、底壁;2132、侧壁;22、壳体;221、壳壁本体;2211、开口;22111、长边;221a、第一端;221b、第二端;22112、短边;2212、台阶结构;2213、长条形凹槽;222、伸出板;222a、第三端;222b、第四端;23、电极组件;
X、开口的周向;L、长边在开口的周向上的尺寸;L1、伸出板在开口的周向上的尺寸;L2、第一端和第三端的间距;L3、第二端和第四端的间距。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施方式进行详细的描述。以下实施方式仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义,本文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;本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的,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。
在本申请实施方式的描述中,技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施方式的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施方式”意味着,结合实施方式描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施方式中。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方式,也不是与其它实施方式互斥的独立的或备选的实施方式。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施方式可以与其它实施方式相结合。
在本申请实施方式的描述中,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,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施方式的描述中,术语“多个”指的是两个以上(包括两个),同理,“多组”指的是两组以上(包括两组),“多片”指的是两片以上(包括两片)。
在本申请实施方式的描述中,技术术语“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申请实施方式和简化描述,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实施方式的限制。
在本申请实施方式的描述中,除非另有明确的规定和限定,技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;也可以是机械连接,也可以是电连接;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或两个元件的相互作用关系。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实施方式中的具体含义。
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,本申请一些实施方式对此并不限定。
电池单体还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聚丙烯(polypropylene,PP)或聚乙烯(polyethylene,PE)等。
在一些实施方式中,电池单体还包括外壳、电极端子和转接构件,外壳内部形成用于容纳电极组件的容纳腔,电极端子安装在外壳上。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。电极端子用于与电极组件的极耳电连接,以将电极组件产生的电能引出。转接构件用于连接电极端子和极耳,以将电极端子与极耳电连接。外壳可以是包括壳体和端盖组件,壳体开设有具有开口的容纳腔,端盖组件包括端盖片,端盖片一般通过焊接连接的方式密封盖合于开口。
一般而言,端盖片与壳体之间的焊接可靠性直接影响电池单体的密封性能,进而影响电池单体的安全性。而影响焊接可靠性的因素则有很多,为了改善端盖片与壳体之间的焊接连接可靠性,相关技术中对于端盖片以及壳体的焊接配合结构做出了较多的改进,但是依然具有很多的改进空间。
图1为相关技术中的电池单体的拆解示意图;图2为相关技术中电池单体的立体示意图;图3为图2中A处的局部放大示意图。图1-3为相关技术中的电池单体20的示意图,端盖组件21的端盖片通过焊接的方式密封盖合于壳体22的开口上。但是,申请人发现在实际的使用过程中,此类电池单体的壳体22与端盖组件21的端盖片焊接密封形成的棱边焊印202经常容易发生断裂,进而导致电池单体泄漏,导致电池单体损害甚至引发安全事故。
申请人进一步分析发现,此类电池单体的壳体22与端盖组件21的端盖片焊接密封形成的棱边焊印202位于形成的电池单体20的棱边位置201上。当壳体22膨胀变形或者挤压变形时,主要是壳体22的侧面(与端盖组件相邻的面)受到力的作用时。由于棱边位置201为拐角位置,位于该处的对应棱边位置201上的棱边焊印202的一边连接壳体22的侧面,一边连接端盖组件21的端盖片的边缘,棱边焊印202同时受到垂直于壳体22的侧面的方向的变形力,以及垂直于端盖组件21的端盖片的背向壳体22端面的方向的变形力,两种力的方向相互垂直,进而在棱边焊印202上形成扭曲应力,使得棱边焊印202容易在扭曲力的作用下断裂。而在使用过程中,电池单体自身的膨胀或者受到外界环境的挤压,都有可能产生上述的扭曲应力,进而使得棱边焊印202上的一些薄弱部位出现裂缝。一旦电池单体在焊接位置出现裂缝,便导致了漏液等安全问题。
鉴于此,本申请实施方式提供了一种壳体、端盖组件、电池单体、电池及用电装置,意在通过改进端盖组件以及壳体的焊接配合结构,来提升壳体与端盖组件的焊接可靠性,进而提升电池单体的安全性。
本申请实施方式提供的壳体用于容纳电池单体的电极组件,壳体包括壳壁本体和伸出板。壳壁本体围绕形成具有开口的容纳腔,开口被构造成与电池单体的端盖组件盖合配合;伸出板凸设于开口的边缘且能够相对壳壁本体弯折,伸出板被构造成当端盖组件盖合于开口时能够折弯变形并与端盖组件背离开口的端面接触。
相关技术中的壳体与端盖组件焊接密封形成的焊印位于形成的电池单体的棱边位置上。当壳体膨胀变形或者挤压变形时,位于棱边位置上的棱边焊印容易受到扭曲应力的影响,进而容易在扭曲力的作用下容易导致棱边焊印断裂。而本申请上述实施方式中的壳体除了包括壳壁本体外,还在壳壁本体的开口的边缘凸设了伸出板,伸出板被构造成当端盖组件盖合于开口时能够折弯变形并与端盖组件背离开口的端面接触,进而壳体可以通过伸出板与端盖组件背离开口的端面进行接触然后进行焊接处理并形成焊印。当壳壁本体膨胀变形或者挤压变形时,其能够使得伸出板与端盖组件背离开口的端面焊接形成的焊印主要受到沿端盖组件的端面所在面方向延伸的拉应力或压应力,大大减少甚至消除了相关技术中的扭曲应力的影响,而沿端盖组件的端面所在面方向延伸的拉应力或压应力不容易使焊印开裂,进而提升了壳体与端盖组件在对应位置上的焊接可靠性,进而提升了后续获得的电池单体的安全性。
对应的,本申请实施方式提供的端盖组件用于盖合于上述壳体的开口上,端盖组件包括端面、侧面和凹部。其中,端面被构造为背向壳体的开口;侧面与端面相连接并位于端面的周侧;凹部呈贯穿端面及侧面的凹口状,凹部被构造为当端盖组件盖合于开口时容纳折弯的伸出板,伸出板为可折弯的凸设于壳体的开口边缘处的板状结构。
上述实施方式通过在端盖组件设置贯穿端盖组件的端面及侧面的凹部。当端盖组件盖合于开口时容纳折弯的伸出板。壳体可以通过伸出板与端盖组件背离开口的端面进行接触然后进行焊接处理并形成焊印。当壳壁本体膨胀变形或者挤压变形时,其能够使得伸出板与端盖组件背离开口的端面焊接形成的焊印主要受到沿端盖组件的端面所在面方向延伸的拉应力或压应力,大大减少甚至消除了相关技术中的扭曲应力的影响,而沿端盖组件的端面所在面方向延伸的拉应力或压应力不容易使焊印开裂,进而提升了壳体与端盖组件在对应位置上的焊接可靠性,进而提升了后续获得的电池单体的安全性。凹部也起到容纳伸出板的作用,可以减少甚至消除伸出板在端面上的凸出高度。
本申请实施方式公开的上述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。
本申请实施方式提供一种使用包含上述电池单体的电池或者使用上述电池单体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。
以下实施方式为了方便说明,以本申请一实施方式的一种用电装置为车辆1000为例进行说明。
请参考图4,图4为本申请一些实施方式提供的车辆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。
在本申请一些实施方式中,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。
请参考图5,图5为本申请一些实施方式提供的电池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。在一些实施方式中,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,多个电池单体20之间可通过汇流部件实现电连接,以实现多个电池单体20的串联或并联或混联。汇流部件可以是金属导体,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金等。
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。
为了清楚的了解本申请提供的壳体22、端盖组件21及电池单体20,下面以实施方式的方式进行介绍本申请实施方式提供的壳体22、端盖组件21、电池单体20。
请参考图6-8及图11,本申请实施方式提供了一种壳体22,壳体22用于容纳电池单体20的电极组件(图中未示出)。壳体22包括壳壁本体221和伸出板222。壳壁本体221围绕形成具有开口2211的容纳腔,开口2211被构造成与电池单体20的端盖组件21的端盖片盖合配合;伸出板222凸设于开口2211的边缘且能够相对壳壁本体221弯折,伸出板222被构造成当端盖组件21的端盖片盖合于开口2211时能够折弯变形并与端盖组件21的端盖片背离开口2211的端面接触。
相关技术中的壳体22与端盖组件21的端盖片焊接密封形成的棱边焊印202位于形成的电池单体20的棱边位置201上。当壳体22膨胀变形或者挤压变形时,位于棱边位置201上的棱边焊印202容易受到扭曲应力的影响,进而容易在扭曲力的作用下容易导致棱边焊印202断裂。而本申请上述技术方案中的壳体22除了包括壳壁本体221外,还在壳壁本体221的开口2211的边缘凸设了伸出板222,伸出板222被构造成当端盖组件21的端盖片盖合于开口2211时能够折弯变形并与端盖组件21的端盖片背离开口2211的端面接触,进而上述技术方案中的壳体22可以通过伸出板222与端盖组件21的端盖片背离开口2211的端面进行接触然后进行焊接处理并形成焊印。当壳壁本体221膨胀变形或者挤压变形时,其能够使得伸出板222与端盖组件21的端盖片背离开口2211的端面焊接形成的焊印主要受到沿端盖组件21的端盖片的端面所在面上的拉应力或压应力,大大减少甚至消除了相关技术中的扭曲应力的影响,而沿端盖组件21的端盖片的端面所在面上的拉应力或压应力不容易使焊印开裂,进而提升了壳体22与端盖组件21的端盖片在对应位置上的焊接可靠性,进而提升了后续获得的电池单体20的安全性。
壳体22是用于配合端盖组件21的端盖片以形成电池单体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、电解液以及其他部件。壳体22和端盖组件21的端盖片可以为独立的部件,可以于壳体22上设置开口2211,通过在开口2211处使端盖组件21的端盖片盖合开口2211以形成电池单体20的内部环境。不限地,也可以使端盖组件21的端盖片和壳体22一体化,具体地,端盖组件21的端盖片和壳体22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22的内部时,再使端盖组件21的端盖片盖合壳体22。壳体22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22的形状可以根据电极组件的具体形状和尺寸大小来确定。壳体22的材质可以是多种,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等,本申请实施方式对此不作特殊限制。
在本申请的一些实施方式中,伸出板222有多个,多个伸出板222沿开口2211的周向X间隔布置。通过设置多个沿开口2211的周向X间隔布置的伸出板222,进而可以使得壳体22的多个位置可以分别通过对应的伸出板222与端盖组件21的端盖片的背离开口2211的端面接触后进行焊接密封,进一步提升了壳体22与端盖组件21的端盖片之间的焊接可靠性,使得后续获得的电池单体20的安全性更好。例如,在长方体状、五棱柱状或者六棱柱状的方壳电池中,伸出板222可以有四个、三个或者两个。
在本申请的一些实施方式中,壳壁本体221呈具有容纳腔的中空圆柱体,或者壳壁本体221呈具有容纳腔的中空棱柱体。常规的壳壁本体221通常为中空圆柱体或者中空棱柱体,制造工艺成熟,便于加工制造。例如,在本申请的一些实施方式中,壳壁本体221呈中空长方体、中空五棱柱或者中空六棱柱。中空长方体制造工艺成熟,便于加工制造;中空五棱柱或者中空六棱柱相比中空长方体具有更多的侧棱边,结构强度更高。具体地,如图6-7所示,在一些实施方式中,壳壁本体221呈中空长方体。
进一步的,在本申请的一些实施方式中,伸出板222与壳壁本体221为一体成型结构,通常伸出板222与壳壁本体221一体成型可减少零部件数量,减少加工工序。伸出板222与壳壁本体221为一体成型结构的结构简单,零部件少。此外,为了保证壳体22的强度,壳壁本体221及伸出板222为金属材质,例如为铝合金壳体、不锈钢壳体等,而且该类壳体的常规制造工艺成熟,便于工业化制造。
示例性的,参考图6-7以及图11,在本申请的一些实施方式中,壳壁本体221为中空棱柱体,具体的可以为中空长方体。开口2211的边缘为由多条边围成的边缘,多条边包括长边22111和短边22112;其中,至少一条长边22111处凸设有伸出板222,长边22111为多条边中长度最长的边,短边22112为多条边中长边22111之外的剩余边。
申请人经过大量试验发现,壳壁本体221膨胀变形或者挤压变形时,其长边22111位置是最容易变形进而导致焊接密封失效的位置;因此,通过使得至少一条长边22111处凸设有伸出板222,伸出板222与端盖组件21的端盖片背离开口2211的端面焊接形成的焊印主要受到沿端盖组件21的端盖片的端面所在面上的拉应力或压应力,进而可以改善对应的长边22111位置上的焊接的可靠性;在一些实施方式中,所有长边22111上凸设有伸出板222,以改善各长边22111位置上的焊接的可靠性。可以想到的,在一些实施方式中,可以在每一条长边22111上均凸设伸出板222。
在本申请的一些实施方式中,参考图6和图11,凸设有伸出板222的长边22111在开口2211的周向X上的尺寸为L且伸出板222在开口2211的周向X上的尺寸为L1;其中,0.2≤L1/L≤1。
由于伸出板222在开口2211的周向X上的尺寸过短,一方面会使得伸出板222的结构强度过差;再一方面,不能较好的覆盖长边22111在开口2211的周向X上不同位置的焊接。本申请的一些实施方式中通过大量的试验验证,当凸设有伸出板222的长边22111在开口2211的周向X上的尺寸L及伸出板222在开口2211的周向X上的尺寸L1满足:0.2≤L1/L≤1时,能够保证伸出板222的结构强度,以覆盖长边22111在开口2211的周向X上不同位置的焊接。
在本申请的一些实施方式中,至少一条长边22111在开口2211的周向X方向上的中间位置处凸设有伸出板222。示例性的,参考图6和图11,图中每条长边22111在开口2211的周向X方向上的中间位置处分别凸设伸出板222。
申请人经过大量的试验验证,当壳壁本体221膨胀变形或者挤压变形时,其长边22111在开口2211的周向X方向上的中间位置是最容易变形进而导致焊接密封失效的位置;原因在于该位置容易产生最大的变形。因此,通过在至少一条长边22111在开口2211的周向X方向上的中间位置处凸设伸出板222,能够更加针对性的对壳体22容易发生焊接断裂的位置进行改进,以提升壳体22与端盖组件21的端盖片在对应位置上的焊接可靠性,进而提升后续获得的电池单体20的安全性。而在每条长边22111在开口2211的周向X方向上的中间位置处分别凸设伸出板222,可以起到更好的效果。
请参考图6,在本申请的一些实施方式中,凸设有伸出板222的长边22111具有在开口2211的周向X方向上相对设置的第一端221a和第二端221b,且伸出板222具有朝向第一端221a的第三端222a和朝向第二端221b的第四端222b;其中,第一端221a和第三端222a的间距L2与第二端221b和第四端222b的间距L3满足关系:0.8≤L2/L3≤1.2。
申请人发现通过使得第一端221a和第三端222a的间距L2与第二端221b和第四端222b的间距L3满足0.8≤L2/L3≤1.2,可以使得伸出板222的第三端222a和第四端222b从长边22111在开口2211的周向X方向上的中间位置分别对应的向第一端221a和第二端221b延伸,进而伸出板222可以在长边22111上以中间位置为基准更加对称的分布,然后焊接到端盖组件21的端盖片相应的位置上,受力更加均匀。
请参考图6-7,在本申请的一些实施方式中,至少一条短边22112处凸设有伸出板222。示例性的,图中每条短边22112处分别凸设有伸出板222。除了在至少一条长边22111处凸设伸出板222之外,进一步在至少一条短边22112处凸设有伸出板222,可以提高短边22112位置上的焊接可靠性;而且伸出板222的数量增加为多个,使得壳体22的至少两个位置可以分别通过对应的伸出板222与端盖组件21的端盖片的背离开口2211的端面接触后进行焊接密封,进一步提升了壳体22与端盖组件21的端盖片之间的焊接可靠性,使得后续获得的电池单体20的安全性更好。
请参考图7和图11,在本申请的一些实施方式中,至少一条短边22112在开口2211的周向X方向上的中间位置处凸设有伸出板222。示例性的,图中每一条短边22112在开口2211的周向X方向上的中间位置处分别凸设有伸出板222。
经过大量的试验验证,当壳壁本体221膨胀变形或者挤压变形时,其短边22112在开口2211的周向X方向上的中间位置是短边22112上最容易变形进而导致焊接密封失效的位置;原因在于短边22112上的该位置容易产生最大的变形。因此,通过在至少一条短边22112在开口2211的周向X方向上的中间位置处凸设伸出板222,能够更加针对性的对壳体22容易发生焊接断裂的位置进行改进,以提升壳体22与端盖组件21的端盖片在对应位置上的焊接可靠性,进而提升后续获得的电池单体20的安全性。
需要说明的,在不具有长短边区分的实施方式中,也可以是采用上述任一实施方式提供的方式,即至少一条边在开口的周向方向上的中间位置处凸设有伸出板,进而获得相应的效果,具体不再赘述。
在本申请的一些实施方式中,壳体22还包括限位部,设置于开口2211的边缘处,且限位部被构造为当端盖组件21的端盖片盖合于开口2211时能够限位抵靠端盖组件21的端盖片。限位部起到限位抵靠端盖组件21的端盖片的作用,可以使得端盖组件21的端盖片更为稳定的封盖在壳壁本体221的开口2211上。
在本申请的一些实施方式中,限位部沿开口2211的周向X环绕设置于开口2211的边缘处;或者,在本申请的一些实施方式中,限位部可以有多个,多个限位部沿开口2211的周向X间隔设置于开口2211的边缘处。进而可以使得端盖组件21的端盖片盖合于开口2211上时,更多的位置上能够获得限位支撑,使得端盖组件21的端盖片更为稳定的封盖在壳壁本体221的开口2211上。
请参考图7-8及图15,在本申请的一些实施方式中,限位部为开设于开口2211的边缘处的台阶结构2212,台阶结构2212的台阶面被构造为能够限位抵靠端盖组件21的端盖片;限位部为开设于开口2211的边缘处的台阶结构2212,结构简单,制造加工成本低。或者,在本申请的一些实施方式中,限位部为凸设于壳壁本体221的内壁上的凸起结构,凸起结构被构造为能够限位抵靠端盖组件21的端盖片。限位部为凸设于壳壁本体221的内壁上的凸起结构,进而可以起到限位抵靠作用。
在本申请的一些实施方式中,伸出板222与开口2211的边缘连接的位置处设置有薄弱部,薄弱部的厚度小于伸出板222的厚度并小于壳壁本体221的厚度。薄弱部可以使得伸出板222更容易折弯,降低折弯难度;此外,可以使得折痕形成于薄弱部,折弯更为规整、方便。
请参考图7-8和图11,在本申请的一些实施方式中,伸出板222与开口2211的边缘连接的位置处开设有沿开口2211的周向X方向延伸的长条形凹槽2213,以形成薄弱部,结构简单,制造加工成本低。在一些其他实施方式中,长条形凹槽2213可以是多个沿开口2211的周向X方向间隔布置的非连续的凹槽结构。长条形凹槽2213可以是冲压形成或者切割形成。
除了壳体22之外,请参考图9-11,本申请的实施方式还提供了一种端盖组件21的端盖片,端盖组件21的端盖片用于盖合于电池单体20的壳体22的开口2211上,端盖组件21的端盖片包括端面211、侧面212和凹部213。其中,端面211被构造为背向壳体22的开口2211;侧面212与端面211相连接并位于端面211的周侧;凹部213为形成于端面211并贯穿侧面212的凹口状结构,凹部213被构造为当端盖组件21的端盖片盖合于开口2211时容纳折弯的伸出板222,伸出板222为可折弯的凸设于壳体22的开口2211边缘处的板状结构。
端盖组件21的端盖片是指盖合于壳体22的开口2211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,端盖组件21的端盖片的形状可以与壳体22的形状相适应以配合壳体22。可选地,端盖组件21的端盖片可以即包括由具有一定硬度和强度的材质(如铝合金)制成的部分,这样,端盖组件21的端盖片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。端盖组件21的端盖片上可以设置有如电极端子等的功能性部件。电极端子可以用于与电极组件电连接,以用于输出或输入电池单体20的电能。在一些实施方式中,端盖组件21的端盖片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。端盖组件21的端盖片的材质也可以是多种的,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等。在一些实施方式中,端盖组件21的端盖片包括金属端盖板和在金属端盖板的内侧设置的绝缘件,绝缘件可以用于将壳体22内的电连接部件与金属端盖板相隔离,以降低短路的风险。示例性的,绝缘件可以是塑料、橡胶等。
通过在端盖组件21的端盖片设置凹部213,凹部213呈贯穿端盖组件21的端盖片的端面211及侧面212的凹口状。当端盖组件21的端盖片盖合于开口2211时容纳折弯的伸出板222,伸出板222为可折弯的凸设于壳体22的开口2211边缘处的板状结构。壳体22可以通过伸出板222与端盖组件21的端盖片背离开口2211的端面211进行接触然后进行焊接处理并形成焊印。当壳壁本体221膨胀变形或者挤压变形时,其能够使得伸出板222与端盖组件21的端盖片背离开口2211的端面211焊接形成的焊印主要受到沿端盖组件21的端盖片的端面所在面上的拉应力或压应力,大大减少甚至消除了相关技术中的扭曲应力的影响,而沿端盖组件21的端盖片的端面所在面上的拉应力或压应力不容易使焊印开裂,进而提升了壳体22与端盖组件21的端盖片在对应位置上的焊接可靠性,进而提升了后续获得的电池单体20的安全性。凹部213也起到容纳伸出板222的作用,可以减少甚至消除伸出板222在端面211上的凸出高度。
在本申请的一些实施方式中,凹部213呈沿端面的周向环绕设置的环形缺口;或者,在本申请的一些实施方式中,凹部213可以有多个,多个凹部213沿端面的周向间隔布置。示例性的,参考图9和图11,多个凹部213沿端面的周向间隔布置,通过提供足够多的凹部213来容纳伸出板222,并与伸出板222相配合然后焊接,以适配满足壳体22与端盖组件21的端盖片的焊接装配需求。
请参考图10及图14-15,在本申请的一些实施方式中,凹部213包括底壁2131和侧壁2132。底壁2131被构造成背向壳体22的开口2211;侧壁2132与底壁2131连接且不共面;其中,侧壁2132被构造为当凹部213容纳伸出板222时与伸出板222之间间隔形成用于焊接连接的焊接间隙,焊接间隙在焊接后被焊印填充。在本申请的一些实施方式中,当凹部213容纳伸出板222时凹部213的侧壁2132与伸出板222之间间隔形成用于焊接连接的焊接间隙,以便进行焊接,使得焊印凝结于凹部213的侧壁2132与伸出板222之间,形成更大面积的焊接连接面积,提高焊接连接的可靠性,进而有利于提升后续获得的电池单体20的安全性。
可以了解到,在一些实施例方式中,也可以不在端盖组件21的端盖片上开设凹部213,只保证端盖组件21的端盖片盖合于开口2211时伸出板222能够折弯变形并与端盖组件21的端盖片背离开口2211的端面接触然后进行焊接密封,也能起到提升壳体22与端盖组件21的端盖片的焊接可靠性,进而提升电池单体的安全性的效果,即本申请上述实施例提供的壳体22并不绝对的必然与上述实施例提供的端盖组件21的端盖片配合使用。而本申请实施例提供端盖组件21的端盖片上开设有凹部213以用于配合壳体22的伸出板222,属于为了提升壳体22与端盖组件21的端盖片的焊接可靠性的配合性改进。而且,凹部213起到容纳伸出板222的作用,可以减少甚至消除伸出板222在端面211上的凸出高度。
通过对端盖组件21的端盖片和壳体22的焊接结构的改进,进而可以获得示例如图11-15所示的电池单体20。
请参考图11-15,图11为本申请一些实施方式提供的电池单体20的示意图;图12为本申请实施方式提供的一种电池单体的俯视图;图13为图12中电池单体D-D方向的剖视图;图14为图12中电池单体E-E方向的剖视图;图15为图14中D处的局部放大图。
电池单体20是指组成电池100的最小单元。如图11,电池单体20包括有端盖组件21、壳体22、电极组件以及其他的功能性部件。壳体22包括具有开口2211的容纳腔,电极组件容纳于容纳腔;端盖组件21的端盖片,密封盖合于开口2211;其中,壳体22为上述实施方式提供的壳体22,端盖组件21的端盖片为上述实施方式提供的与壳体22适配的端盖组件21的端盖片。
当壳体22的壳壁本体221膨胀变形或者挤压变形时,其能够使得壳体22的伸出板222与端盖组件21的端盖片背离开口2211的端面焊接形成的焊印主要受到沿端盖组件21的端盖片的端面所在面上的拉应力或压应力,大大减少甚至消除了相关技术中的扭曲应力的影响,而沿端盖组件21的端盖片的端面所在面上的拉应力或压应力不容易使焊印开裂,进而提升了壳体22与端盖组件21的端盖片在对应位置上的焊接可靠性,进而提升了后续获得的电池单体20的安全性。
请参考图11、图14及图15,在本申请的一些实施方式中,伸出板222弯折并伸入凹部213,在由端盖组件21的端盖片朝向开口2211的一端指向背离开口2211的一端的方向上,伸出板222背离开口2211的一端的端面低于或者齐平于端盖组件21的端盖片背离开口2211的一端的端面。示例性的,伸出板222背离开口2211的一端的端面齐平于端盖组件21的端盖片背离开口2211的一端的端面。通过上述设置可以避免伸出板222背离开口2211的一端的端面的凸出;当伸出板222背离开口2211的一端的端面齐平于端盖组件21的端盖片背离开口2211的一端的端面时形成平整的表面,使得电池单体20的外表面结构更平滑,不容易刮伤或者压伤外部构件。
此外,电极组件是电池单体20中发生充放电作用的部件。壳体22内可以包含一个或更多个电极组件。电极组件可以是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芯组件的主体部,正极片和负极片不具有活性物质的部分各自构成极耳。正极极耳和负极极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池的充放电过程中,正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应,极耳连接电极端子以形成电流回路。
而对于容纳有由正极片、隔膜、负极片层叠卷绕形成的扁平卷绕状结构的电极组件的电池单体20而言,由于扁平卷绕状的电极组件在反复的充放电使用后更容易发生膨胀,因此采用上述实施方式提供的带有伸出板222的壳体22和带有凹部213的端盖组件21的端盖片来封装此类电极组件时,端盖组件21的端盖片和壳体22之间的密封焊印更不容易开裂,改善了电池单体20的安全性。
本申请的实施例提供了一种电池单体20,电池单体20包括有端盖组件21的端盖片、壳体22、电极组件以及其他的功能性部件。壳体22包括具有开口2211的容纳腔,电极组件容纳于容纳腔;端盖组件21的端盖片密封盖合于开口2211,并通过抵靠开设于开口2211的边缘处的台阶结构2212稳定的盖合在开口2211处;其中,壳体22包括壳壁本体221和伸出板222。壳壁本体221围绕形成具有开口2211的上述容纳腔;伸出板222有四个,各伸出板222凸设于开口2211的边缘且能够相对壳壁本体221弯折。端盖组件21的端盖片包括端面211、侧面212和凹部213。其中,端面211为端盖组件21的端盖片背向壳体22的开口2211的一端的表面;侧面212与端面211相连接并位于端面211的周侧;凹部213呈贯穿端面211及侧面212的凹口状。当端盖组件21的端盖片盖合于开口2211时,凹部213容纳折弯的伸出板222。在制造过程中,当端盖组件21的端盖片盖合于开口2211后,将伸出板222折弯变形并与端盖组件21的端盖片上开设的四个凹部213一对一的配合,然后进行焊接,焊接将端盖组件21的端盖片与壳体22直接的接缝密封。伸出板222与开口2211的边缘连接的位置处开设有沿开口2211的周向X方向延伸的长条形凹槽2213以形成薄弱部,可以使得折痕形成于薄弱部,折弯更为规整、方便。壳体22可以通过伸出板222与端盖组件21的端盖片背离开口2211的端面进行接触然后进行焊接处理并形成焊印。通过上述方式,当壳壁本体221膨胀变形或者挤压变形时,其能够使得伸出板222与端盖组件21的端盖片背离开口2211的端面焊接形成的焊印主要受到沿端盖组件21的端盖片的端面所在面上的拉应力或压应力,大大减少甚至消除了相关技术中的扭曲应力的影响,而沿端盖组件21的端盖片的端面所在面上的拉应力或压应力不容易使焊印开裂,进而提升了壳体22与端盖组件21的端盖片在对应位置上的焊接可靠性,进而提升了后续获得的电池单体20的安全性。
需要说明的是,本申请的各个实施方式中提及的端盖组件21的端盖片的端面211以及侧面212可以是指端盖组件21的端面211和侧面212。
最后应说明的是:以上各实施方式仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参考前述各实施方式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方式所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施方式技术方案的范围,其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施方式中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施方式,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (24)
1.一种壳体,用于容纳电池单体的电极组件,其特征在于,所述壳体包括:
壳壁本体,所述壳壁本体围绕形成具有开口的容纳腔,所述开口被构造成与电池单体的端盖片盖合配合;
伸出板,凸设于所述开口的边缘且能够相对所述壳壁本体弯折,所述伸出板被构造成当所述端盖片盖合于所述开口时能够折弯变形并与所述端盖片背离所述开口的端面连接。
2.根据权利要求1所述的壳体,其特征在于,所述伸出板有多个,多个所述伸出板沿所述开口的周向间隔布置。
3.根据权利要求1所述的壳体,其特征在于,所述壳壁本体为中空棱柱体,所述开口的边缘由多条边围成,至少一条所述边上凸设有所述伸出板。
4.根据权利要求3所述的壳体,其特征在于,凸设有所述伸出板的所述边在所述开口的周向上的尺寸为L且所述伸出板在所述开口的周向上的尺寸为L1;其中,0.2≤L1/L≤1。
5.根据权利要求3所述的壳体,其特征在于,至少一条所述边在所述开口的周向方向上的中间位置处凸设有所述伸出板。
6.根据权利要求5所述的壳体,其特征在于,凸设有所述伸出板的所述边具有在所述开口的周向方向上相对设置的第一端和第二端,且所述伸出板具有朝向所述第一端的第三端和朝向所述第二端的第四端;
其中,所述第一端和所述第三端的间距L2与所述第二端和所述第四端的间距L3满足关系:0.8≤L2/L3≤1.2。
7.根据权利要求6所述的壳体,其特征在于,L2与L3相等。
8.根据权利要求3-6中任一项所述的壳体,其特征在于,所述多条边包括长边和短边,所述长边为所述多条边中长度最长的边,所述短边为所述多条边中长边之外的剩余边;
其中,至少一条所述长边处凸设有所述伸出板;和/或,至少一条所述短边处凸设有所述伸出板。
9.根据权利要求1所述的壳体,其特征在于,所述壳体还包括:
限位部,设置于所述开口的边缘处,且所述限位部被构造为当所述端盖片盖合于所述开口时能够限位抵靠所述端盖片。
10.根据权利要求9所述的壳体,其特征在于,
所述限位部沿所述开口的周向环绕设置于所述开口的边缘处;
或者,
所述限位部有多个,多个所述限位部沿所述开口的周向间隔设置于所述开口的边缘处。
11.根据权利要求9所述的壳体,其特征在于,
所述限位部为开设于所述开口的边缘处的台阶结构,所述台阶结构的台阶面被构造为能够限位抵靠所述端盖片;
或者,
所述限位部为凸设于所述壳壁本体的内壁上的凸起结构,所述凸起结构被构造为能够限位抵靠所述端盖片。
12.根据权利要求1所述的壳体,其特征在于,所述伸出板与所述开口的边缘连接的位置处设置有薄弱部,所述薄弱部的厚度小于所述伸出板的厚度并小于所述壳壁本体的厚度。
13.根据权利要求12所述的壳体,其特征在于,所述伸出板与所述开口的边缘连接的位置处开设有沿所述开口的周向方向延伸的长条形凹槽,以形成所述薄弱部。
14.根据权利要求1所述的壳体,其特征在于,所述壳壁本体呈具有所述容纳腔的中空圆柱体,或者所述壳壁本体呈具有所述容纳腔的中空棱柱体。
15.根据权利要求14所述的壳体,其特征在于,所述壳壁本体呈中空长方体、中空五棱柱或者中空六棱柱。
16.根据权利要求1所述的壳体,其特征在于,
所述伸出板与所述壳壁本体为一体成型结构;
和/或,
所述壳壁本体及所述伸出板为金属材质;
和/或,
所述伸出板被构造成与所述端面焊接。
17.一种端盖组件,其特征在于,所述端盖组件包括端盖片,所述端盖片用于盖合于电池单体的壳体的开口上,所述端盖片包括:
端面,被构造为背向所述壳体的开口;
侧面,与所述端面相连接并位于所述端面的周侧;
凹部,形成于所述端面且贯穿所述侧面,所述凹部被构造为当所述端盖组件盖合于所述开口时容纳折弯的伸出板,所述伸出板为可折弯的凸设于所述壳体的开口边缘处的板状结构。
18.根据权利要求17所述的端盖组件,其特征在于,
所述凹部呈沿所述端盖片的周向环绕设置的环形缺口;
或者,
所述凹部有多个,多个所述凹部沿所述端盖片的周向间隔布置。
19.根据权利要求17所述的端盖组件,其特征在于,所述凹部包括:
底壁,被构造成背向所述开口;
侧壁,与所述底壁连接且不共面;
其中,所述侧壁被构造为当所述凹部容纳所述伸出板时与所述伸出板之间间隔形成用于焊接连接的焊接间隙。
20.一种电池单体,其特征在于,包括权利要求1-16中任一项所述的壳体。
21.根据权利要求20所述的电池单体,其特征在于,还包括:
电极组件,所述电极组件容纳于所述容纳腔;及
端盖组件,密封盖合于所述开口;
其中,所述端盖组件为权利要求17-19中任一项所述的端盖组件。
22.根据权利要求21所述的电池单体,其特征在于,
所述伸出板弯折并伸入所述凹部,在由所述端盖片朝向所述开口的一端指向背离所述开口的一端的方向上,所述伸出板背离所述开口的一端的端面低于或者齐平于所述端盖片背离所述开口的一端的端面;
和/或,
所述电极组件为由正极片、隔膜、负极片层叠卷绕形成的扁平卷绕状结构。
23.一种电池,其特征在于,包括多个权利要求20-22中任一项所述的电池单体,所述电池单体设置于箱体内。
24.一种用电装置,其特征在于,包括权利要求23所述的电池,所述电池用于提供电能。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202222841125.XU CN219086131U (zh) | 2022-10-27 | 2022-10-27 | 壳体、端盖组件、电池单体、电池及用电装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202222841125.XU CN219086131U (zh) | 2022-10-27 | 2022-10-27 | 壳体、端盖组件、电池单体、电池及用电装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN219086131U true CN219086131U (zh) | 2023-05-26 |
Family
ID=86388261
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202222841125.XU Active CN219086131U (zh) | 2022-10-27 | 2022-10-27 | 壳体、端盖组件、电池单体、电池及用电装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN219086131U (zh) |
-
2022
- 2022-10-27 CN CN202222841125.XU patent/CN219086131U/zh active Active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN216872217U (zh) | 电池单体、电池及用电装置 | |
CN115458880B (zh) | 端盖组件、储能装置以及用电设备 | |
CN217158403U (zh) | 电池单体、电池以及用电装置 | |
CN117203830A (zh) | 电池单体、电池、用电设备、制造电池单体的方法和设备 | |
CN218414803U (zh) | 顶盖组件、电池单体、电池及用电装置 | |
CN116438709A (zh) | 电池单体、电池、用电设备、制造电池单体的方法和设备 | |
CN215955400U (zh) | 电池和用电装置 | |
CN219017869U (zh) | 电池单体、电池和用电装置 | |
CN219086131U (zh) | 壳体、端盖组件、电池单体、电池及用电装置 | |
WO2023025104A1 (zh) | 电池单体、电池以及用电装置 | |
CN217158375U (zh) | 一种盖组件、电池单体、电池和用电装置 | |
CN114696012A (zh) | 电池单体及其制造方法、电池以及用电装置 | |
CN116014305A (zh) | 电池单体、电池、用电装置及电池单体的制造方法 | |
CN116508197A (zh) | 电池单体、电池、用电设备以及制备电池单体的方法和装置 | |
CN217114627U (zh) | 电池和用电装置 | |
CN221057543U (zh) | 端盖、电池单体、电池及用电装置 | |
CN220510188U (zh) | 顶盖组件及电池单体 | |
CN218414707U (zh) | 电池单体、电池及用电装置 | |
CN219779149U (zh) | 导电结构、电池及用电设备 | |
CN218414799U (zh) | 电池单体顶盖、电池单体、电池及用电装置 | |
CN219321572U (zh) | 电池单体、电池及用电装置 | |
CN215988953U (zh) | 绝缘板、极片组、电池单体、电池及用电装置 | |
CN221201429U (zh) | 电池箱体、电池及用电设备 | |
CN218215496U (zh) | 端盖组件、电池单体、电池及用电装置 | |
CN221262547U (zh) | 电池单体、电池和用电设备 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |