CN219123438U - 电池单体、电池及用电装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种电池单体、电池及用电装置,属于电池技术领域。其中,电池单体包括外壳、引出部件、电极组件和绝缘支架。外壳具有第一壁,引出部件连接于第一壁。电极组件容纳于外壳内,电极组件包括主体部和极耳,极耳凸设于主体部面向第一壁的一端,极耳连接于引出部件。沿第一壁的厚度方向,绝缘支架设置于第一壁与主体部之间,绝缘支架与引出部件固定连接。采用这种结构的电池单体能够将绝缘支架紧固于第一壁上,使得绝缘支架固定于外壳内,以减少绝缘支架在电池单体的使用过程中出现窜动或移位的现象,从而能够降低绝缘支架因窜动而损坏电极组件的风险,以提升电池单体的使用稳定性和可靠性,有利于提升电池单体的使用安全性和使用寿命。
Description
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、电池及用电装置。
背景技术
近些年,新能源汽车有了飞跃式的发展,在电动汽车领域,动力电池作为电动汽车的动力源,起着不可替代的重要作用。随着新能源汽车的大力推广,对动力电池产品的需求也日益增长,电池作为新能源汽车核心零部件在使用安全方面和使用寿命方面均有着较高的要求。电池的电池单体通常是由正极极片、负极极片和隔膜通过卷绕或者叠片等方式组装成电极组件(裸电芯),之后装入外壳,最后注入电解液后得到的。但是,现有的电池单体在使用过程中常常会出现电极组件被损坏的现象,从而极容易造成电池单体引发短路风险,且导致电池单体的使用稳定性较差,进而不利于提升电池单体的使用安全性和使用寿命。
实用新型内容
本申请实施例提供一种电池单体、电池及用电装置,能够有效提升电池单体的使用安全性和使用寿命。
第一方面,本申请实施例提供一种电池单体,包括外壳、引出部件、电极组件和绝缘支架;所述外壳具有第一壁;所述引出部件连接于所述第一壁;所述电极组件容纳于所述外壳内,所述电极组件包括主体部和极耳,所述极耳凸设于所述主体部面向所述第一壁的一端,所述极耳连接于所述引出部件;沿所述第一壁的厚度方向,所述绝缘支架设置于所述第一壁与所述主体部之间,所述绝缘支架与所述引出部件固定连接。
在上述技术方案中,通过将绝缘支架固定连接于引出部件上,且引出部件连接于外壳的第一壁上,使得绝缘支架能够紧固于第一壁上,以将绝缘支架固定于外壳内,采用这种结构的电池单体能够减少绝缘支架在电池单体的使用过程中出现窜动或移位的现象,从而能够降低绝缘支架因窜动而损坏电极组件的风险,以提升电池单体的使用稳定性和可靠性,进而有利于提升电池单体的使用安全性和使用寿命。
在一些实施例中,所述电池单体还包括粘接件;所述粘接件粘接所述绝缘支架和所述引出部件,以将所述绝缘支架与所述引出部件固定连接。
在上述技术方案中,电池单体还设置有粘接件,绝缘支架在粘接件的作用下粘接于引出部件上,以实现绝缘支架与引出部件之间的固定连接,采用这种结构的电池单体一方面能够有效降低绝缘支架连接于引出部件上的装配难度,以便于将绝缘支架固定在引出部件上,从而能够有效提升电池单体的装配效率,另一方面通过粘接件连接绝缘支架和引出部件能够有效提升绝缘支架与引出部件之间的连接稳定性和可靠性。
在一些实施例中,所述绝缘支架上设置有安装孔,所述安装孔沿所述第一壁的厚度方向贯穿所述绝缘支架,所述安装孔用于容纳所述粘接件的至少部分。
在上述技术方案中,通过在绝缘支架上设置用于容纳粘接件的安装孔,且安装孔沿第一壁的厚度方向上贯穿绝缘支架,一方面便于通过安装孔将粘接件设置于绝缘支架与引出部件之间,以实现绝缘支架与引出部件之间的粘接,从而有利于降低装配难度,提升装配效率,另一方面通过将粘接件的至少部分容纳于安装孔内能够有效增加粘接件与绝缘支架的接触面积,且能够提升粘接件的容纳量,从而有利于提升绝缘支架粘接于引出部件上的稳定性和牢靠性,以降低绝缘支架与引出部件在使用过程中出现脱落的风险。
在一些实施例中,所述安装孔的孔壁面设置有限位部,所述限位部的至少部分嵌设于所述粘接件内。
在上述技术方案中,通过在安装孔的孔壁面上凸设限位部,且将限位部的至少部分嵌设于粘接件内,即粘接件包覆于限位部的外侧,从而通过限位部能够对粘接件在第一壁的厚度方向上起到一定的限位作用,且能够进一步提升粘接件与绝缘支架之间的接触面积,以提升粘接件与绝缘支架之间的粘接效果,进而能够进一步降低粘接件与绝缘支架脱落的风险,有利于提高绝缘支架与引出部件之间的连接可靠性和稳定性。
在一些实施例中,所述限位部包括连接于所述安装孔的孔壁面的分隔体,所述分隔体被配置为将所述安装孔分隔为沿所述第一壁的厚度方向排布的第一孔段和第二孔段,所述第一孔段相较于所述第二孔段更靠近所述引出部件;其中,所述分隔体设置有沿所述第一壁的厚度方向延伸的通孔,所述通孔连通所述第一孔段和所述第二孔段,所述第一孔段、所述通孔和所述第二孔段均容纳有所述粘接件的部分。
在上述技术方案中,限位部具有设置于安装孔内且连接于安装孔的孔壁面上的分隔体,通过分隔体能够将安装孔分隔为沿第一壁的厚度方向排布的第一孔段和第二孔段,并通过设置在分隔体上的通孔连通第一孔段和第二孔段,使得第一孔段、第二孔段和通孔均能够容纳粘接件的部分,使得采用这种结构的绝缘支架在向安装孔内注入粘接件时通过分隔体能够对粘接件起到一定的限制作用,以将粘接件保持在第一孔段和第二孔段内,有利于缓解粘接件在凝固前出现乱流的现象,从而有利于提升粘接件对绝缘支架和引出部件的粘接效果。
在一些实施例中,所述粘接件包括沿所述第一壁的厚度方向依次排布且相连的第一部分、第二部分和第三部分,所述第一部分位于所述第一孔段内并粘接于所述引出部件,所述第二部分位于所述通孔内,所述第三部分位于所述第二孔段内;其中,沿所述第一壁的厚度方向,所述分隔体的至少部分位于所述第一部分和所述第三部分之间。
在上述技术方案中,通过将粘接件设置为沿第一壁的厚度方向排布且依次相连的第一部分、第二部分和第三部分,第一部分和第三部分分别位于第一孔段和第二孔段内,且分隔体的至少部分在第一壁的厚度方向上设置于第一部分和第三部分之间,也就是说,第一部分和第三部分在安装孔的径向上的尺寸均大于第二部分在安装孔的径向上的尺寸,使得粘接件呈“工”字型结构,以使分隔体能够对粘接件起到一定的限位作用,从而有利于进一步提升粘接件与绝缘支架之间的连接牢靠性,进而能够有效提升绝缘支架通过粘接件粘接于引出部件上的稳定性和可靠性。
在一些实施例中,沿所述第一壁的厚度方向,所述第三部分的厚度为H,满足,0.5mm≤H≤5mm。
在上述技术方案中,通过将第三部分在第一壁的厚度方向上的厚度设置为0.5mm到5mm,一方面能够缓解因第三部分的厚度过小而造成第三部分的结构强度不足的现象,从而有利于保证分隔体对粘接件的限位效果,另一方面能够缓解因第三部分的厚度过大而造成材料浪费和占用空间过大的现象,有利于降低电池单体的制造成本和优化电池单体的内部空间。
在一些实施例中,沿所述第一壁的厚度方向,所述第三部分不超出所述第二孔段远离所述分隔体的一端。
在上述技术方案中,通过将第三部分设置为第一壁的厚度方向上不超出第二孔段远离分隔体的一端,也就是说,第三部分整体均容纳于第二孔段内,以减少第三部分溢出第二孔段的现象,从而有利于缓解粘接件的第三部分对电池单体内部的其他部件造成的干涉影响。
在一些实施例中,沿所述第一壁的厚度方向,所述第一部分延伸出所述第一孔段远离所述分隔体的一端。
在上述技术方案中,通过将第一部分设置为在第一壁的厚度方向上延伸出第一孔段远离分隔体的一端,也就是说,第一部分在第一壁的厚度方向上溢出第一孔段,从而便于粘接件的第一部分与设置于第一壁上的引出部件相互粘接,以保证提升粘接件与引出部件之间的粘接效果,进而能够有效提升绝缘支架与引出部件之间的连接稳定性。
在一些实施例中,所述限位部还包括第一凸起;所述第一凸起凸设于所述分隔体上,并嵌设于所述粘接件内;其中,所述第一凸起设置于所述分隔体在所述第一壁的厚度方向上的至少一侧;和/或,所述第一凸起设置于所述通孔的孔壁面上。
在上述技术方案中,通过在分隔体上设置第一凸起,且第一凸起嵌设于粘接件内,即粘接件包覆于第一凸起的外侧,从而通过第一凸起能够对粘接件起到一定的限位作用,以减少第一凸起在安装孔内出现周向转动的现象,进而有利于降低粘接件与绝缘支架和引出部件之间出现相互脱离的风险。
在一些实施例中,沿所述第一壁的厚度方向,所述第一凸起凸设于所述分隔体面向所述第一孔段的一侧。
在上述技术方案中,通过将第一凸起设置于分隔体面向第一孔段的一侧,也就是说,第一凸起位于第一孔段内,采用这种结构的绝缘支架便于对第一凸起进行制造成型,有利于绝缘支架的降低加工难度,且有利于提升第一凸起对粘接件的限位效果。
在一些实施例中,所述分隔体上凸设有多个所述第一凸起,多个所述第一凸起沿所述通孔的周向间隔设置。
在上述技术方案中,通过在分隔体上设置多个第一凸起,且将第一凸起沿通孔的周向间隔排布,从而有利于进一步提升第一凸起对粘接件的限位效果,以限制粘接件在安装孔内周向转动,进而有利于保证粘接件对绝缘支架和引出部件的粘接效果。
在一些实施例中,所述电池单体包括极性相反的两个所述引出部件,两个所述引出部件均设置于所述第一壁;其中,所述绝缘支架上设置有两个所述安装孔,所述安装孔与所述引出部件一一对应设置,且两个所述安装孔内均容纳有所述粘接件。
在上述技术方案中,电池单体设置有两个引出部件,且对应在绝缘支架上设置两个安装孔,两个安装孔内均设置有粘接件,从而能够实现绝缘支架与两个引出部件均粘接,有利于进一步提升绝缘支架连接于引出部件上的连接稳定性和可靠性,以减少绝缘支架在使用过程中出现窜动或移位的现象。
在一些实施例中,所述引出部件包括电极端子和集流构件;所述电极端子连接于所述第一壁;沿所述第一壁的厚度方向,所述集流构件位于所述电极端子与所述绝缘支架之间,所述集流构件连接于所述电极端子和所述极耳;其中,所述粘接件粘接所述集流构件和所述绝缘支架。
在上述技术方案中,引出部件设置有相互连接的电极端子和集流构件,通过将电极端子连接于外壳的第一壁上,以输出或输入电池单体的电能,并将集流构件设置于电极端子与绝缘支架之间,以便于集流构件与电极组件的极耳相连,从而实现电极组件与电极端子的电连接,有利于降低电极组件与引出部件之间的装配难度。此外,通过将粘接件设置为粘接集流构件和绝缘支架,以将绝缘支架固定连接于引出部件上,采用这种结构有利于降低绝缘支架用过粘接件与引出部件相互粘接的装配难度,且有利于增加粘接件与引出部件相互粘接的面积,以提升绝缘支架粘接于引出部件上的牢固性。
在一些实施例中,所述集流构件与所述电极端子焊接连接并形成焊接区,所述粘接件覆盖所述焊接区的至少部分。
在上述技术方案中,通过将粘接件设置为覆盖集流构件与电极端子相互焊接形成的焊接区的至少部分,从而在实现粘接件与集流构件相互粘接的同时能够通过粘接件能够对集流构件与电极端子相互焊接形成的焊渣或金属颗粒等起到一定的阻挡作用,以缓解焊渣或金属颗粒等进入电极组件的内部的现象,进而有利于降低电池单体的短路风险,以提升电池单体的使用安全性。
在一些实施例中,所述绝缘支架上设置有安装孔,所述安装孔沿所述第一壁的厚度方向贯穿所述绝缘支架,所述安装孔用于容纳所述粘接件;其中,沿所述第一壁的厚度方向,所述焊接区的投影位于所述安装孔内。
在上述技术方案中,通过在绝缘支架设置用于容纳粘接件的安装孔,且将集流构件与电极端子相互焊接形成的焊接区在第一壁的厚度方向上的投影设置为位于安装孔内,从而在向安装孔内注入粘接件时便于粘接件对焊接区进行覆盖,有利于降低电池单体的装配难度。
在一些实施例中,所述焊接区在所述安装孔的径向上的最大尺寸为D1,所述安装孔的直径为D2,满足,1.5≤D2/D1≤2.5。
在上述技术方案中,通过将安装孔的直径与焊接区在安装孔的径向上的尺寸的比值设置在1.5到2.5,即安装孔的直径为焊接区在安装孔的径向上的尺寸的1.5倍到2.5倍,一方面能够缓解因比值过小而导致粘接件注入安装孔孔内后无法对焊接区进行有效覆盖的现象,以保证粘接件对焊接区的覆盖效果,另一方面能够缓解因比值过大而造成粘接件在凝固前乱流的现象,以减少粘接件对电池单体内部的其他部件的干涉影响。
在一些实施例中,沿所述第一壁的厚度方向,所述焊接区面向所述粘接件的表面为粗糙面。
在上述技术方案中,通过将焊接区面向粘接件的表面设置为粗糙面,即焊接区面向粘接件的表面为凹凸不平的表面,从而有利于提升焊接区与粘接件相互粘接的表面的粗糙度,以增加粘接件与焊接区的接触面积,进而能够有效提升粘接件与焊接区的粘接牢固性,以提高绝缘支架与引出部件支架的连接稳定性和可靠性。
在一些实施例中,沿所述第一壁的厚度方向,所述集流构件与所述粘接件相互粘接的表面设置有多个印花槽,所述印花槽用于容纳所述粘接件的部分。
在上述技术方案中,通过在集流构件用于与粘接件相互粘接的表面设置多个印花槽,从而有利于提升集流构件与粘接件相互粘接的表面的粗糙度,以增加粘接件与集流构件的接触面积,进而能够有效提升粘接件与集流构件的粘接牢固性,以提高绝缘支架与引出部件支架的连接稳定性和可靠性。
在一些实施例中,所述电池单体还包括第一绝缘件;沿所述第一壁的厚度方向,第一绝缘件的至少部分设置于所述第一壁与所述集流构件之间,以绝缘隔离所述第一壁和所述集流构件。
在上述技术方案中,电池单体还设置有第一绝缘件,通过将第一绝缘件的至少部分在第一壁的厚度方向上设置于第一壁与集流构件之间,以对第一壁和集流构件起到绝缘隔离的作用,从而有利于降低第一壁和集流构件之间的短接风险,以提升电池单体的使用安全性。
在一些实施例中,所述第一绝缘件包括绝缘本体和两个第二凸起;沿所述第一壁的厚度方向,所述绝缘本体设置于所述第一壁和所述集流构件之间;两个所述第二凸起凸设于所述绝缘本体面向所述集流构件的一侧,沿第一方向,两个所述第二凸起间隔设置,两个所述第二凸起之间形成容纳空间,所述容纳空间用于容纳所述绝缘支架的至少部分,所述第一方向垂直于所述第一壁的厚度方向。
在上述技术方案中,通过将绝缘支架的至少部分容纳于第一绝缘件的两个第二凸起之间形成的容纳空间内,从而能够对绝缘支架起到一定的限位和定位作用,一方面便于对绝缘支架进行装配,且能够对绝缘支架起到一定的保护作用,另一方面能够进一步减少绝缘支架在电池单体的装配或使用过程中出现窜动的现象,以降低绝缘支架因窜动而破坏电极组件的风险,进而有利于提升电池单体的使用安全性和使用寿命。
在一些实施例中,沿所述第一壁的厚度方向,所述第二凸起具有面向所述主体部的第一表面,所述绝缘支架不超出所述第一表面。
在上述技术方案中,通过将绝缘支架在第一壁的厚度方向上设置为不超出第一绝缘件的第二凸起的第一表面,也就是说,绝缘支架整体均容纳于容纳空间内,从而一方面能够提升第一绝缘件对绝缘支架的限位效果,且有利于提升第一绝缘件对绝缘支架的保护效果,另一方面能够节省第一绝缘件与绝缘支架的占用空间,有利于优化电池单体的内部空间,提升电池单体的内部空间利用率。
在一些实施例中,所述绝缘支架包括本体部和凸出部,所述本体部容纳于所述容纳空间内,沿所述第一方向,所述凸出部凸出于所述本体部的至少一端;沿所述第一壁的厚度方向,所述第二凸起具有面向所述电极组件的第一表面,所述第一表面设置有凹槽,沿所述第一方向,所述凹槽贯穿所述第二凸起并与所述容纳空间连通,所述凸出部延伸至所述凹槽内,并所述凹槽的槽底面相互抵靠。
在上述技术方案中,通过在第二凸起面向主体部的第一表面上设置凹槽,且凹槽沿第一方向贯穿第二凸起的一侧并与容纳空间连通,使得第二凸起为阶梯结构,从而通过将绝缘支架的本体部容纳于容纳空间内,并将绝缘支架的凸出部设置为延伸至凹槽内,且凸出部抵靠于凹槽的槽底面,从而通过第二凸起能够在第一壁的厚度方向上对绝缘支架起到一定的限位和定位作用,以提升绝缘支架与第一绝缘件之间的装配质量,且有利于降低装配难度。
在一些实施例中,所述凸出部与所述凹槽的槽侧面间隔设置,且所述凸出部与所述凹槽的槽侧面之间的距离为L,满足,0.8mm≤L≤2mm。
在上述技术方案中,通过将绝缘支架的凸出部与凹槽的槽侧面之间的距离设置在0.8mm到2mm,一方面能够缓解容纳于凹槽内的绝缘支架的凸出部与凹槽的槽侧面的间距过小而造成绝缘支架装配至容纳空间和凹槽内的装配难度过大,且装配精度要求过高的现象,从而有利于降低绝缘支架与第一绝缘件之间的装配难度,以提升装配效率,另一方面能够缓解绝缘支架的凸出部与凹槽的槽侧面的间距过大而导致凹槽对绝缘支架的限位和定位效果不佳的现象。
在一些实施例中,沿所述第一壁的厚度方向,所述引出部件位于所述绝缘支架背离所述主体部的一侧,所述极耳绕着所述绝缘支架弯折并与所述引出部件相连。
在上述技术方案中,通过将极耳设置为绕着绝缘支架弯折后再与引出部件相连的结构,以实现电极组件与引出部件电连接,从而能够实现电池单体的电能的输入或输出,采用这种结构的电池单体使得极耳与引出部件相连的部分位于绝缘支架背离主体部的一侧,进而能够有效缓解极耳在装配或使用过程中出现倒插至电极组件的主体部内的现象,有利于降低电池单体的短路风险,以提升电池单体的使用安全性。此外,由于绝缘支架固定连接于引出部件上,从而能够有效减少绝缘支架在电池单体的使用过程中出现窜动或移位的现象,进而能够有效降低绝缘支架因窜动而破坏极耳的形态或损坏极耳的风险,以缓解极耳与其他部件短接或电极组件与引出部件出现连接失效的现象,利于提升电池单体的使用安全性和使用寿命。
在一些实施例中,所述外壳包括壳体和端盖;所述壳体的内部形成具有开口的容纳腔,所述电极组件容纳于所述容纳腔内;所述端盖封闭所述开口;其中,所述端盖为所述第一壁。
在上述技术方案中,用于安装引出部件的第一壁为用于封闭壳体的开口的端盖,采用这种结构便于将引出部件装配在第一壁上,且便于将绝缘支架连接于引出部件上,以降低电池单体的装配难度,从而有利于提升电池单体的生产效率。
在一些实施例中,所述外壳包括壳体和端盖;所述壳体包括一体成型的侧壁和所述第一壁,所述侧壁围设于所述第一壁的周围,沿所述第一壁的厚度方向,所述侧壁的一端连接于所述第一壁,另一端围合形成开口,所述侧壁和所述第一壁共同界定出用于容纳所述电极组件的容纳腔;所述端盖封闭所述开口。
在上述技术方案中,用于安装引出部件的第一壁为壳体在第一壁的厚度方向上与端盖相对设置的一个壁,采用这种结构能够使得装配有引出部件的第一壁远离外壳的端盖,使得第一壁与端盖之间不存在直接连接关系,从而能够减少引出部件对第一壁造成的拉扯或扭转时产生的力作用在端盖上的现象,以降低端盖与壳体之间出现连接失效的风险,进而有利于进一步降低电池单体在使用过程中出现漏液的风险。
第二方面,本申请实施例还提供一种电池,包括上述的电池单体。
第三方面,本申请实施例还提供一种用电装置,包括上述的电池。
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结构爆炸图;
图3为本申请一些实施例提供的电池单体的结构示意图;
图4为本申请一些实施例提供的电池单体的结构爆炸图;
图5为本申请一些实施例提供的电池单体的局部剖视图;
图6为图5所示的电池单体的A处的局部放大图;
图7为本申请一些实施例提供的电池单体的绝缘支架的结构示意图;
图8为本申请一些实施例提供的电池单体的绝缘支架的局部剖视图;
图9为图7所示的绝缘支架的B处的局部放大图;
图10为本申请一些实施例提供的电池单体的第一绝缘件的结构示意图;
图11为本申请一些实施例提供的绝缘支架与第一绝缘件的连接示意图;
图12为本申请一些实施例提供的绝缘支架连接于第一绝缘件的仰视图。
图标:1000-车辆;100-电池;10-箱体;11-第一箱本体;12-第二箱本体;20-电池单体;21-外壳;211-第一壁;2111-引出孔;212-壳体;2121-开口;213-端盖;22-引出部件;221-电极端子;222-集流构件;223-铆接块;224-焊接区;23-电极组件;231-主体部;232-极耳;24-绝缘支架;241-安装孔;2411-第一孔段;2412-第二孔段;242-限位部;2421-分隔体;2421a-通孔;2422-第一凸起;243-本体部;244-凸出部;25-第一绝缘件;251-绝缘本体;252-第二凸起;2521-第一表面;2522-凹槽;253-容纳空间;26-第二绝缘件;27-密封件;28-泄压机构;29-粘接件;291-第一部分;292-第二部分;293-第三部分;200-控制器;300-马达;X-第一壁的厚度方向;Y-第一方向。
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、锂离子一次电池、锂硫电池、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或多个电池模块的箱体。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。
电池单体包括外壳、电极组件和电解液,外壳用于容纳电极组件和电解液。电极组件由正极极片、负极极片和隔离膜组成。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,未涂敷正极活性物质层的正极集流体的部分作为正极极耳,以通过正极极耳实现正极极片的电能输入或输出。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的部分作为负极极耳,以通过负极极耳实现负极极片的电能输入或输出。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,正极极耳的数量为可以多个且层叠在一起,负极极耳的数量可以为多个且层叠在一起。
隔离膜的材质可以为聚丙烯(polypropylene,PP)或聚乙烯(polyethylene,PE)等。此外,电极组件结构可以是卷绕式结构,也可以是叠片式结构,本申请实施例并不限于此。
电池具有能量密度高、环境污染小、功率密度大、使用寿命长、适应范围广、自放电系数小等突出的优点,是现今新能源发展的重要组成部分。电池的电池单体通常是由正极极片、负极极片和隔离膜通过卷绕或者叠片等方式组装成电极组件(裸电芯),之后装入外壳,最后注入电解液后得到的。但是,随着电池技术的不断发展,对电池的安全性能和使用寿命等也提出了更高的要求。
对于一般的电池单体而言,电池单体的外壳通常包括壳体和端盖,端盖盖合于壳体的开口,为了便于电池单体的装配,通常将电极端子装配至电池单体的端盖上,使得在端盖与壳体盖合时能够先将电极端子通过设置于壳体内的集流构件与电极组件的极耳相互焊接,以实现电极端子与电极组件的电连接,从而通过电极端子作为电池单体的输出极,以实现电池单体的电能的输入或输出,最后再将端盖与壳体相连。
发明人发现,集流构件通常起到连接电极端子和电极组件的极耳的作用,集流构件设置于电极端子与电极组件之间,以通过集流构件能够连接电极端子和电极组件的极耳,然而,采用这种结构的电池单体在装配或使用过程中,集流构件会对极耳造成一定的挤压,从而极容易出现极耳被挤压后倒插至电极组件的内部的现象,从而极容易导致电池单体引发短路风险,且导致电池单体的使用稳定性较差。为了解决极耳出现倒插的现象,在现有技术中,通常采用在电极组件与集流构件之间设置绝缘支架,使得集流构件位于绝缘支架背离电极组件的一侧,以使极耳能够绕着绝缘支架弯折后再与集流构件相连,从而能够有效缓解极耳倒插至电极组件的内部的现象。但是,在这种结构的电池单体中,绝缘支架在电池单体的使用过程中会出现窜动或移位的现象,从而容易造成极耳的形态被破坏,甚至会损坏电极组件,进而极容易引发电极组件与其他部件短接或造成电极组件与电极端子连接失效的现象,不利于提升电池单体的使用安全性和使用寿命。
基于以上考虑,为了解决电池单体的使用安全性较低且使用寿命较短的问题,发明人经过深入研究,设计了一种电池单体,电池单体包括外壳、引出部件、电极组件和绝缘支架。外壳具有第一壁,引出部件连接于所述第一壁。电极组件容纳于所述外壳内,所述电极组件包括主体部和极耳,极耳凸设于主体部面向第一壁的一端,极耳连接于引出部件。沿第一壁的厚度方向,绝缘支架设置于第一壁与主体部之间,绝缘支架与引出部件固定连接。
在这种结构的电池单体中,通过将绝缘支架固定连接于引出部件上,且引出部件连接于外壳的第一壁上,使得绝缘支架能够紧固于第一壁上,以将绝缘支架固定于外壳内,采用这种结构的电池单体能够减少绝缘支架在电池单体的使用过程中出现窜动或移位的现象,从而能够降低绝缘支架因窜动而损坏电极组件的风险,以提升电池单体的使用稳定性和可靠性,进而有利于提升电池单体的使用安全性和使用寿命。
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,有利于解决电极组件在使用过程中容易被损坏的问题,以提升电池单体的使用安全性和使用寿命。
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,也可以设置在车辆1000的头部,还可以设置在车辆1000的尾部。电池100可以用于车辆1000的进行供电,例如,电池100可以作为车辆1000的操作电源或使用电源等。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的操作电源或使用电源,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和图3,图2为本申请一些实施例提供的电池100的结构爆炸图,图3为本申请一些实施例提供的电池单体20的结构示意图。电池100包括箱体10和电池单体20,电池单体20用于容纳于箱体10内。
其中,箱体10用于为电池单体20提供装配空间,箱体10可以采用多种结构。在一些实施例中,箱体10可以包括第一箱本体11和第二箱本体12,第一箱本体11与第二箱本体12相互盖合,第一箱本体11和第二箱本体12共同限定出用于容纳电池单体20的装配空间。第二箱本体12可以为一端开放的空心结构,第一箱本体11可以为板状结构,第一箱本体11盖合于第二箱本体12的开放侧,以使第一箱本体11与第二箱本体12共同限定出装配空间;第一箱本体11和第二箱本体12也可以是均为一侧开放的空心结构,第一箱本体11的开放侧盖合于第二箱本体12的开放侧。当然,第一箱本体11和第二箱本体12形成的箱体10可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。示例性的,在图2中箱体10的形状为长方体。
在电池100中,设置于箱体10内的电池单体20可以是一个,也可以是多个。当设置于箱体10内的电池单体20为多个时,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,汇流部件用于连接多个电池单体20,以实现多个电池单体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。示例性的,在图3中,电池单体20为长方体结构。
根据本申请的一些实施例,参照图3,并请进一步参照图4、图5和图6,图4为本申请一些实施例提供的电池单体20的结构爆炸图,图5为本申请一些实施例提供的电池单体20的局部剖视图,图6为图5所示的电池单体20的A处的局部放大图。本申请提供了一种电池单体20,电池单体20包括外壳21、引出部件22、电极组件23和绝缘支架24。外壳21具有第一壁211,引出部件22连接于第一壁211。电极组件23容纳于外壳21内,电极组件23包括主体部231和极耳232,极耳232凸设于主体部231面向第一壁211的一端,极耳232连接于引出部件22。沿第一壁的厚度方向X,绝缘支架24设置于第一壁211与主体部231之间,绝缘支架24与引出部件22固定连接。
其中,外壳21还可以用于容纳电解质,例如电解液。外壳21可以是多种结构形式,比如,圆柱体或长方体等。同样的,外壳21的材质也可以是多种,比如,铜、铁、铝、钢或铝合金等。
在一些实施例中,外壳21可以包括壳体212和端盖213,壳体212的内部形成有容纳腔,容纳腔用于容纳电极组件23,且容纳腔具有开口2121,即壳体212为一端开口2121的空心结构,端盖213盖合于壳体212的开口2121处并形成密封连接,以形成用于容纳电极组件23和电解质的密封空间。
需要说明的是,用于安装引出部件22的第一壁211可以是端盖213,也可以是壳体212的一个壁。示例性的,在图3和图4中,第一壁211为端盖213。当然,电池单体20的结构并不局限于此,在其他实施例中,第一壁211也可以为壳体212与端盖213相对设置的底壁,第一壁211还可以是壳体212与端盖213相邻且相互抵接的侧壁。
在组装电池单体20时,可以先将电极组件23放入壳体212内,并向壳体212内填充电解质,之后再将端盖213盖合于壳体212的开口2121,以完成电池单体20的组装。
壳体212可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体或棱柱结构等。壳体212的形状可根据电极组件23的具体形状来确定。比如,若电极组件23为圆柱体结构,则可选用圆柱体结构的壳体212;若电极组件23为长方体结构,则可选用长方体结构的壳体212。当然,端盖213的结构也可以是多种,比如,端盖213为板状结构或一端开放的空心结构等。示例性的,在图4中,壳体212为长方体结构。
当然,可理解的,外壳21并不仅仅局限于上述结构,外壳21也可以是其他结构,比如,外壳21可以包括壳体212和两个端盖213,壳体212为相对的两侧开口2121的空心结构,一个端盖213对应盖合于壳体212的一个开口2121处并形成密封连接,以形成用于容纳电极组件23和电解质的密封空间,也就是说,壳体212在相对的两侧上均形成有开口2121,且两个端盖213分别盖合于壳体212的两侧,以封闭对应的开口2121。
需要说明的是,电极组件23是电池单体20中发生电化学反应的部件,电极组件23的主体部231可以包括正极极片、负极极片和隔离膜。其中,电极组件23的结构可以是多种,比如,电极组件23的主体部231可以是由正极极片、隔离膜和负极极片通过卷绕形成的卷绕式结构,也可以是由正极极片、隔离膜和负极极片通过层叠布置形成的层叠式结构。电极组件23的极耳232为正极极片上未涂覆正极活性物质层的区域相互层叠连接形成的部件或负极极片上未涂覆负极活性物质层的区域相互层叠连接形成的部件。
极耳232凸设于主体部231面向第一壁211的一端,即极耳232连接于主体部231在第一壁的厚度方向X上靠近第一壁211的一端,也就是说,电极组件23在第一壁的厚度方向X上靠近第一壁211的一端形成有极耳232。极耳232用于与引出部件22相连,以实现电池单体20的电能的输入或输出。
示例性的,在图4中,极耳232为两个,且两个极耳232均连接于主体部231在第一壁的厚度方向X上面向第一壁211的一端,两个极耳232分别用于输出或输入电极组件23的正极和负极。若极耳232用于输出电极组件23的正极,则极耳232为正极极片上未涂覆正极活性物质层的区域相互层叠连接形成的部件;若极耳232用于输出电极组件23的负极,则极耳232为负极极片上未涂覆负极活性物质层的区域相互层叠连接形成的部件。
容纳于外壳21内的电极组件23可以是一个,也可以是多个。示例性的,在图4中,电池单体20的外壳21设置有两个电极组件23,两个电极组件23的主体部231沿其厚度方向层叠设置,即两个电极组件23的主体部231沿电池单体20的厚度方向层叠设置。当然,在其他实施例中,容纳于外壳21内的电极组件23也可以为层叠设置的三个、四个、五个、六个或七个等。
沿第一壁的厚度方向X,绝缘支架24设置于第一壁211与主体部231之间,即绝缘支架24在第一壁的厚度方向X上位于第一壁211和电极组件23的主体部231之间,以起到分隔第一壁211和电极组件23的主体部231的作用。其中,绝缘支架24在第一壁的厚度方向X上设置于引出部件22与主体部231之间,从而能够为电极组件23的主体部231提供支撑作用,以增加主体部231的受力面积,有利于降低电极组件23的主体部231因局部受力而被损坏的风险。
示例性的,绝缘支架24的材质可以是塑胶、橡胶或硅胶等。
引出部件22连接于第一壁211上,起到连接电极组件23的极耳232的作用,以实现电池单体20的电能的输入或输出,引出部件22的结构可以是多种。在一些实施例中,参见图4、图5和图6所示,电池单体20可以包括两个引出部件22,两个引出部件22均安装于第一壁211上,两个引出部件22分别与电极组件23的两个极耳232相连,以输出或输入电池单体20的正极和负极。
在一些实施例中,引出部件22可以包括电极端子221和集流构件222,电极端子221安装于第一壁211上,集流构件222沿第一壁的厚度方向X设置于电极端子221与绝缘支架24之间,并连接于电极端子221,集流构件222用于连接电极组件23的极耳232,以实现电极组件23与电极端子221电连接。
其中,绝缘支架24与引出部件22固定连接,即绝缘支架24连接于引出部件22上,以将绝缘支架24固定于引出部件22上。可选地,绝缘支架24与引出部件22的连接结构可以是多种,比如,绝缘支架24可以是固定连接于引出部件22的集流构件222上,也可以是绝缘支架24固定连接于引出部件22的电极端子221上,以实现将绝缘支架24固定于引出部件22上。同样的,绝缘支架24与引出部件22之间相互固定连接的方式也可以是多种,比如,绝缘支架24可以通过粘接、卡接或螺栓连接等方式固定连接于引出部件22上。当然,电池单体20的结构并不局限于此,在其他实施例中,引出部件22也可以不设置集流构件222,电极组件23的极耳232直接连接于电极端子221上,在电池单体20内未设置集流构件222的实施例中,电极组件23的极耳232可以直接与电极端子221相连,且绝缘支架24固定连接于电极端子221上,以对绝缘支架24进行固定。
可选地,电池单体20还可以包括第一绝缘件25,沿第一壁的厚度方向X,第一绝缘件25的至少部分位于第一壁211与集流构件222之间,以绝缘隔离第一壁211和集流构件222,从而有利于降低集流构件222与第一壁211之间的短接风险。
示例性的,第一绝缘件25的材质可以是塑胶、橡胶或硅胶等。
在图6中,第一壁211上设置有引出孔2111,引出孔2111与引出部件22的电极端子221一一对应设置,引出孔2111沿第一壁的厚度方向X延伸,且引出孔2111沿第一壁的厚度方向X贯穿第一壁211的两侧,每个电极端子221对应穿设于一个引出孔2111内,以将电极端子221安装于第一壁211上。在第一壁的厚度方向X上,电极端子221的一端与集流构件222相连,另一端用于与电池100内的汇流部件相连,以实现电池单体20的电能的输入或输出。
其中,电极端子221绝缘安装于第一壁211上,即电极端子221与第一壁211之间未形成电连接,也就是说,电极端子221与外壳21的端盖213之间未形成电连接。
可选地,引出部件22还可以包括铆接块223,沿第一壁的厚度方向X,铆接块223设置于第一壁211背离第一绝缘件25的一侧,且铆接块223连接于电极端子221远离集流构件222的一端,以将电极端子221紧固于第一壁211上。
在一些实施例中,参见图6所示,电池单体20还可以包括第二绝缘件26和密封件27。沿第一壁的厚度方向X,第二绝缘件26的至少部分设置于铆接块223与第一壁211之间,以绝缘隔离铆接块223与第一壁211,从而有利降低铆接块223与第一壁211之间的短接风险。密封件27的至少部分设置于引出孔2111内,密封件27用于密封电极端子221与引出孔2111的孔壁之间的间隙,从而有利于降低电池单体20内的电解液出现泄漏的风险。
示例性的,第二绝缘件26的材质可以是多种,比如,塑胶、橡胶或硅胶等。同样的,密封件27的材质也可以是多种,比如,塑胶、橡胶或硅胶等。
在一些实施例中,电池单体20还可以包括泄压机构28,泄压机构28安装于外壳21上,可选地,泄压机构28可以是设置于端盖213上,也可以是设置于壳体212上。同样的,电池单体20的泄压机构28可以是一个,也可以是多个。泄压机构28用于在电池单体20的内部压力或温度达到预定值时泄放电池单体20内部的压力。
示例性的,电池单体20仅设置有一个泄压机构28,且泄压机构28安装于端盖213上,泄压机构28可以是诸如防爆阀、防爆片、气阀、泄压阀或安全阀等泄压部件。
通过将绝缘支架24固定连接于引出部件22上,且引出部件22连接于外壳21的第一壁211上,使得绝缘支架24能够紧固于第一壁211上,以将绝缘支架24固定于外壳21内,采用这种结构的电池单体20能够减少绝缘支架24在电池单体20的使用过程中出现窜动或移位的现象,从而能够降低绝缘支架24因窜动而损坏电极组件23的风险,以提升电池单体20的使用稳定性和可靠性,进而有利于提升电池单体20的使用安全性和使用寿命。
根据本申请的一些实施例,参见图5和图6所示,电池单体20还可以包括粘接件29,粘接件29粘接绝缘支架24和引出部件22,以将绝缘支架24与引出部件22固定连接。
其中,粘接件29起到粘接引出部件22与绝缘支架24的作用,以实现绝缘支架24能够固定连接于引出部件22上。粘接件29可以是粘接于引出部件22的集流构件222上,也可以是粘接于引出部件22的电极端子221上,示例性的,在图6中,粘接件29粘接绝缘支架24和集流构件222,即绝缘支架24通过粘接件29粘接于引出部件22的集流构件222上。
示例性的,粘接件29可以是多种,比如,粘接件可以是胶水、胶带等,也可以是热熔后的橡胶、塑胶或塑胶等,当粘接件29为热熔后的橡胶、塑胶或塑胶等时,即先将粘接件29进行加热熔化成流体状,使得粘接件29能够粘接引出部件22和绝缘支架24,并在粘接件29冷却凝固后能够实现将引出部件22和绝缘支架24紧固在一起。
电池单体20还设置有粘接件29,绝缘支架24在粘接件29的作用下粘接于引出部件22上,以实现绝缘支架24与引出部件22之间的固定连接,采用这种结构的电池单体20一方面能够有效降低绝缘支架24连接于引出部件22上的装配难度,以便于将绝缘支架24固定在引出部件22上,从而能够有效提升电池单体20的装配效率,另一方面通过粘接件29连接绝缘支架24和引出部件22能够有效提升绝缘支架24与引出部件22之间的连接稳定性和可靠性。
根据本申请的一些实施例,参照图6,并请进一步参照图7和图8,图7为本申请一些实施例提供的电池单体20的绝缘支架24的结构示意图,图8为本申请一些实施例提供的电池单体20的绝缘支架24的局部剖视图。绝缘支架24上设置有安装孔241,安装孔241沿第一壁的厚度方向X贯穿绝缘支架24,安装孔241用于容纳粘接件29的至少部分。
其中,安装孔241沿第一壁的厚度方向X贯穿绝缘支架24,即安装孔241沿第一壁的厚度方向X延伸,且安装孔241的两端沿第一壁的厚度方向X分别贯穿绝缘支架24的两侧,从而能够向安装孔241内注入粘接件29后使得粘接件29接触引出部件22,并使得粘接件29的至少部分容纳于安装孔241内,以实现绝缘支架24与引出部件22的粘接连接。
安装孔241用于容纳粘接件29的至少部分,也就是说,粘接件29可以是整体均容纳于安装孔241内,也可以是粘接件29的部分容纳于安装孔241内,示例性的,在图6中,粘接件29的部分容纳于安装孔241内,且粘接件29沿第一壁的厚度方向X延伸出安装孔241靠近引出部件22的一端,以便于粘接件29与引出部件22相互粘接。
通过在绝缘支架24上设置用于容纳粘接件29的安装孔241,且安装孔241沿第一壁的厚度方向X上贯穿绝缘支架24,一方面便于通过安装孔241将粘接件29设置于绝缘支架24与引出部件22之间,以实现绝缘支架24与引出部件22之间的粘接,从而有利于降低装配难度,提升装配效率,另一方面通过将粘接件29的至少部分容纳于安装孔241内能够有效增加粘接件29与绝缘支架24的接触面积,且能够提升粘接件29的容纳量,从而有利于提升绝缘支架24粘接于引出部件22上的稳定性和牢靠性,以降低绝缘支架24与引出部件22在使用过程中出现脱落的风险。
根据本申请的一些实施例,参照图6、图7和图8,并请进一步参照图9,图9为图7所示的绝缘支架24的B处的局部放大图。安装孔241的孔壁面设置有限位部242,限位部242的至少部分嵌设于粘接件29内。
其中,安装孔241的孔壁面设置有限位部242,即限位部242与安装孔241的孔壁面相连,并凸出于安装孔241的孔壁面。
限位部242的至少部分嵌设于粘接件29内,即粘接件29包覆限位部242的至少部分。可选地,限位部242可以是部分嵌设于粘接件29内,也可以是限位部242的整体均嵌设于粘接件29内,示例性的,在图6中,限位部242的整体均嵌设于粘接件29内,从而有利于提升限位部242对粘接件29的限位效果。
通过在安装孔241的孔壁面上凸设限位部242,且将限位部242的至少部分嵌设于粘接件29内,从而通过限位部242能够对粘接件29在第一壁的厚度方向X上起到一定的限位作用,且能够进一步提升粘接件29与绝缘支架24之间的接触面积,以提升粘接件29与绝缘支架24之间的粘接效果,进而能够进一步降低粘接件29与绝缘支架24脱落的风险,有利于提高绝缘支架24与引出部件22之间的连接可靠性和稳定性。
根据本申请的一些实施例,参见图6、图8和图9所示,限位部242包括连接于安装孔241的孔壁面的分隔体2421,分隔体2421被配置为将安装孔241分隔为沿第一壁的厚度方向X排布的第一孔段2411和第二孔段2412,第一孔段2411相较于第二孔段2412更靠近引出部件22。分隔体2421设置有沿第一壁的厚度方向X延伸的通孔2421a,通孔2421a连通第一孔段2411和第二孔段2412,第一孔段2411、通孔2421a和第二孔段2412均容纳有粘接件29的部分。
其中,分隔体2421被配置为将安装孔241分隔为沿第一壁的厚度方向X排布的第一孔段2411和第二孔段2412,也就是说,分隔体2421为连接于安装孔241的孔壁面上的板状结构,以将安装孔241分隔为两个孔段,分别为沿第一壁的厚度方向X排布的第一孔段2411和第二孔段2412。
分隔体2421设置有沿第一壁的厚度方向X延伸的通孔2421a,通孔2421a连通第一孔段2411和第二孔段2412,即分隔体2421上设置有沿第一壁的厚度方向X贯穿分隔体2421的两侧的通孔2421a,以使安装孔241的第一孔段2411和安装孔241的第二孔段2412能够通过通孔2421a连通,使得粘接件29能够容纳于第一孔段2411、通孔2421a和第二孔段2412内,也就是说,分隔体2421连接于安装孔241的孔壁面上,且分隔体2421为沿安装孔241的周向延伸的环形结构,从而在将安装孔241分隔为第一孔段2411和第二孔段2412的同时还能够实现第一孔段2411和第二孔段2412之间的相互连通。
限位部242具有设置于安装孔241内且连接于安装孔241的孔壁面上的分隔体2421,通过分隔体2421能够将安装孔241分隔为沿第一壁的厚度方向X排布的第一孔段2411和第二孔段2412,并通过设置在分隔体2421上的通孔2421a连通第一孔段2411和第二孔段2412,使得第一孔段2411、第二孔段2412和通孔2421a均能够容纳粘接件29的部分,使得采用这种结构的绝缘支架24在向安装孔241内注入粘接件29时通过分隔体2421能够对粘接件29起到一定的限制作用,以将粘接件29保持在第一孔段2411和第二孔段2412内,有利于缓解粘接件29在凝固前出现乱流的现象,从而有利于提升粘接件29对绝缘支架24和引出部件22的粘接效果。
根据本申请的一些实施例,请继续参见图6、图8和图9所示,粘接件29包括沿第一壁的厚度方向X依次排布且相连的第一部分291、第二部分292和第三部分293,第一部分291位于第一孔段2411内并粘接于引出部件22,第二部分292位于通孔2421a内,第三部分293位于第二孔段2412内。沿第一壁的厚度方向X,分隔体2421的至少部分位于第一部分291和第三部分293之间。
其中,粘接件29的第一部分291、第二部分292和第三部分293分别位于第一孔段2411、通孔2421a和第二孔段2412内,使得第一孔段2411、通孔2421a和第二孔段2412内均容纳有粘接件29。
沿第一壁的厚度方向X,分隔体2421的至少部分位于第一部分291和第三部分293之间,即在图6中,在第一壁的厚度方向X上,分隔体2421的两侧分别设置有第一部分291和第三部分293,也就是说,第一部分291和第三部分293在安装孔241的径向上的尺寸均大于第二部分292在安装孔241的径向上的尺寸,使得粘接件29的截面呈“工”字型结构,以使分隔体2421能够对粘接件29起到较好的限位作用。
通过将粘接件29设置为沿第一壁的厚度方向X排布且依次相连的第一部分291、第二部分292和第三部分293,第一部分291和第三部分293分别位于第一孔段2411和第二孔段2412内,且分隔体2421的至少部分在第一壁的厚度方向X上设置于第一部分291和第三部分293之间,以使分隔体2421能够对粘接件29起到一定的限位作用,从而有利于进一步提升粘接件29与绝缘支架24之间的连接牢靠性,进而能够有效提升绝缘支架24通过粘接件29粘接于引出部件22上的稳定性和可靠性。
在一些实施例中,参见图6所示,沿第一壁的厚度方向X,第三部分293的厚度为H,满足,0.5mm≤H≤5mm。也就是说,粘接件29位于第二孔段2412内的部分在第一壁的厚度方向X上的尺寸为0.5mm到5mm。
示例性的,第三部分293的厚度H可以为0.5mm、0.8mm、1mm、1.5mm、2mm、3mm、4mm或5mm等。
通过将第三部分293在第一壁的厚度方向X上的厚度设置为0.5mm到5mm,从而一方面能够缓解因第三部分293的厚度过小而造成第三部分293的结构强度不足的现象,从而有利于保证分隔体2421对粘接件29的限位效果,另一方面能够缓解因第三部分293的厚度过大而造成材料浪费和占用空间过大的现象,有利于降低电池单体20的制造成本和优化电池单体20的内部空间。
根据本申请的一些实施例,请参见图6所示,沿第一壁的厚度方向X,第三部分293不超出第二孔段2412远离分隔体2421的一端。
其中,第三部分293不超出第二孔段2412远离分隔体2421的一端,也就是说,粘接件29的第三部分293整体均容纳于第二孔段2412内,使得粘接件29在第一壁的厚度方向X上未延伸出第二孔段2412远离分隔体2421的一端。
通过将第三部分293设置为第一壁的厚度方向X上不超出第二孔段2412远离分隔体2421的一端,使得第三部分293整体均容纳于第二孔段2412内,从而能够减少第三部分293溢出第二孔段2412的现象,进而有利于缓解粘接件29的第三部分293对电池单体20内部的其他部件造成的干涉影响。
根据本申请的一些实施例,请继续参见图6所示,沿第一壁的厚度方向X,第一部分291延伸出第一孔段2411远离分隔体2421的一端。
其中,第一部分291延伸出第一孔段2411远离分隔体2421的一端,也就是说,粘接件29的第一部分291的部分容纳于第一孔段2411内,另一部分沿第一壁的厚度方向X延伸出第一孔段2411远离分隔体2421的一端,使得粘接件29具有超出第一孔段2411在第一壁的厚度方向X上远离分隔体2421的一端的部分,以便于粘接件29与引出部件22相互粘接。
通过将第一部分291设置为在第一壁的厚度方向X上延伸出第一孔段2411远离分隔体2421的一端,使得第一部分291在第一壁的厚度方向X上溢出第一孔段2411,从而便于粘接件29的第一部分291与设置于第一壁211上的引出部件22相互粘接,以保证提升粘接件29与引出部件22之间的粘接效果,进而能够有效提升绝缘支架24与引出部件22之间的连接稳定性。
根据本申请的一些实施例,参见图6、图8和图9所示,限位部242还包括第一凸起2422。第一凸起2422凸设于分隔体2421上,并嵌设于粘接件29内。
其中,第一凸起2422设置于分隔体2421在第一壁的厚度方向X上的至少一侧;和/或,第一凸起2422设置于通孔2421a的孔壁面上。也就是说,第一凸起2422可以是凸设于分隔体2421在第一壁的厚度方向X上的一侧,也可以是分隔体2421在第一壁的厚度方向X上的两侧均凸设有第一凸起2422,还可以是第一凸起2422凸设于分隔体2421的通孔2421a的孔壁面上。可选地,设置于分隔体2421上的数量可以是一个,也可以是多个。
第一凸起2422嵌设于粘接件29内,即第一凸起2422容纳于粘接件29内,也就是说,粘接件29包覆于第一凸起2422的外侧。
通过在分隔体2421上设置第一凸起2422,且第一凸起2422嵌设于粘接件29内,从而通过第一凸起2422能够对粘接件29起到一定的限位作用,以减少第一凸起2422在安装孔241内出现周向转动的现象,进而有利于降低粘接件29与绝缘支架24和引出部件22之间出现相互脱离的风险。
在一些实施例中,参见图8和图9所示,沿第一壁的厚度方向X,第一凸起2422凸设于分隔体2421面向第一孔段2411的一侧。
其中,第一凸起2422凸设于分隔体2421面向第一孔段2411的一侧,也就是说,在第一壁的厚度方向X上,第一凸起2422设置于分隔体2421面向引出部件22的一侧。当然,在其他实施例中,第一凸起2422也可以设置于分隔体2421面向第二孔段2412的一侧。
通过将第一凸起2422设置于分隔体2421面向第一孔段2411的一侧,也就是说,第一凸起2422位于第一孔段2411内,采用这种结构的绝缘支架24便于对第一凸起2422进行制造成型,有利于绝缘支架24的降低加工难度,且有利于提升第一凸起2422对粘接件29的限位效果。
在一些实施例中,请继续参见图8和图9所示,分隔体2421上凸设有多个第一凸起2422,多个第一凸起2422沿通孔2421a的周向间隔设置。
示例性的,在图9中,分隔体2421上设置有四个第一凸起2422,四个第一凸起2422沿通孔2421a的周向间隔排布。当然,在其他实施例中,设置于分隔体2421上的第一凸起2422的数量也可以为两个、三个、五个、六个或七个等。
通过在分隔体2421上设置多个第一凸起2422,且将第一凸起2422沿通孔2421a的周向间隔排布,从而有利于进一步提升第一凸起2422对粘接件29的限位效果,以限制粘接件29在安装孔241内周向转动,进而有利于保证粘接件29对绝缘支架24和引出部件22的粘接效果。
根据本申请的一些实施例,参见图4和图7所示,电池单体20包括极性相反的两个引出部件22,两个引出部件22均设置于第一壁211。绝缘支架24上设置有两个安装孔241,安装孔241与引出部件22一一对应设置,且两个安装孔241内均容纳有粘接件29。
其中,电池单体20包括极性相反的两个引出部件22,即两个引出部件22分别作为电池单体20的正输出极和负输出极,使得两个引出部件22分别与电极组件23的两个极耳232相连,从而能够通过两个引出部件22分别输出或输入电池单体20的正极和负极。
在图4和图7中,绝缘支架24对应两个引出部件22分别设置有两个安装孔241,使得两个安装孔241均能够注入粘接件29,也就是说,容纳于一个安装孔241内的粘接件29与一个引出部件22粘接,容纳于另一个安装孔241内的粘接件29与另一个引出部件22粘接,以实现绝缘支架24与两个引出部件22均粘接。
电池单体20设置有两个引出部件22,且对应在绝缘支架24上设置两个安装孔241,两个安装孔241内均设置有粘接件29,从而能够实现绝缘支架24与两个引出部件22均粘接,有利于进一步提升绝缘支架24连接于引出部件22上的连接稳定性和可靠性,以减少绝缘支架24在使用过程中出现窜动或移位的现象。
根据本申请的一些实施例,参见图4、图5和图6所示,引出部件22包括电极端子221和集流构件222。电极端子221连接于第一壁211,沿第一壁的厚度方向X,集流构件222位于电极端子221与绝缘支架24之间,集流构件222连接于电极端子221和极耳232,粘接件29粘接集流构件222和绝缘支架24。
其中,电极端子221起到输出或输入电池单体20的电能的作用,电极端子221的材质可以是多种,比如,铜、铁、铝、钢、铝合金等。同样的,集流构件222起到连接极耳232和电极端子221的作用,集流构件222的材质也可以是多种,比如,铜、铁、铝、钢、铝合金等。
沿第一壁的厚度方向X,集流构件222位于电极端子221与绝缘支架24之间,即电极端子221和绝缘支架24在第一壁的厚度方向X上分别位于集流构件222的两侧。
集流构件222连接电极端子221和极耳232,以实现极耳232与电极端子221的电连接,可选地,集流构件222与电极端子221和极耳232的连接方式可以是多种,比如,焊接、卡接或抵接等。
粘接件29粘接集流构件222和绝缘支架24,以实现将绝缘支架24固定于引出部件22上。当然,在其他实施例中,引出部件22也可以不设置集流构件222,电极组件23的极耳232直接连接于电极端子221上,在这种实施例中,电极组件23的极耳232可以直接与电极端子221相连,且粘接件29可以直接粘接电极端子221和绝缘支架24,以固定绝缘支架24。
引出部件22设置有相互连接的电极端子221和集流构件222,通过将电极端子221连接于外壳21的第一壁211上,以输出或输入电池单体20的电能,并将集流构件222设置于电极端子221与绝缘支架24之间,以便于集流构件222与电极组件23的极耳232相连,从而实现电极组件23与电极端子221的电连接,有利于降低电极组件23与引出部件22之间的装配难度。此外,通过将粘接件29设置为粘接集流构件222和绝缘支架24,以将绝缘支架24固定连接于引出部件22上,采用这种结构有利于降低绝缘支架24用过粘接件29与引出部件22相互粘接的装配难度,且有利于增加粘接件29与引出部件22相互粘接的面积,以提升绝缘支架24粘接于引出部件22上的牢固性。
根据本申请的一些实施例,参见图6所示,集流构件222与电极端子221焊接连接并形成焊接区224,粘接件29覆盖焊接区224的至少部分。
其中,集流构件222与电极端子221焊接连接并形成焊接区224,即集流构件222和电极端子221相互焊接形成的焊印则为焊接区224。
粘接件29覆盖焊接区224的至少部分,即粘接件29可以是覆盖焊接区224的部分,也可以是完全覆盖焊接区224,示例性的,在图6中,粘接件29完全覆盖焊接区224,也就是说,焊接区224整体均与粘接件29粘接。
通过将粘接件29设置为覆盖集流构件222与电极端子221相互焊接形成的焊接区224的至少部分,从而在实现粘接件29与集流构件222相互粘接的同时能够通过粘接件29能够对集流构件222与电极端子221相互焊接形成的焊渣或金属颗粒等起到一定的阻挡作用,以缓解焊渣或金属颗粒等进入电极组件23的内部的现象,进而有利于降低电池单体20的短路风险,以提升电池单体20的使用安全性。
根据本申请的一些实施例,请继续参见图6所示,绝缘支架24上设置有安装孔241,安装孔241沿第一壁的厚度方向X贯穿绝缘支架24,安装孔241用于容纳粘接件29。沿第一壁的厚度方向X,焊接区224的投影位于安装孔241内。
其中,沿第一壁的厚度方向X,焊接区224的投影位于安装孔241内,即在第一壁的厚度方向X上,安装孔241限定的区域的范围能够覆盖焊接区224。
通过在绝缘支架24设置用于容纳粘接件29的安装孔241,且将集流构件222与电极端子221相互焊接形成的焊接区224在第一壁的厚度方向X上的投影设置为位于安装孔241内,从而在向安装孔241内注入粘接件29时便于粘接件29对焊接区224进行覆盖,有利于降低电池单体20的装配难度。
在一些实施例中,请参见图6所示,焊接区224在安装孔241的径向上的最大尺寸为D1,安装孔241的直径为D2,满足,1.5≤D2/D1≤2.5。
其中,1.5≤D2/D1≤2.5,即安装孔241的直径为焊接区224在安装孔241的径向上的最大尺寸的1.5倍到2.5倍。示例性的,安装孔241的直径可以是焊接区224在安装孔241的径向上的最大尺寸的1.5倍、1.8倍、2倍、2.2倍或2.5倍等。
通过将安装孔241的直径与焊接区224在安装孔241的径向上的尺寸的比值设置在1.5到2.5,一方面能够缓解因比值过小而导致粘接件29注入安装孔241孔内后无法对焊接区224进行有效覆盖的现象,以保证粘接件29对焊接区224的覆盖效果,另一方面能够缓解因比值过大而造成粘接件29在凝固前乱流的现象,以减少粘接件29对电池单体20内部的其他部件的干涉影响。
在一些实施例中,沿第一壁的厚度方向X,焊接区224面向粘接件29的表面为粗糙面。也就是说,焊接区224面向粘接件29的表面为凹凸不平的表面。
通过将焊接区224面向粘接件29的表面设置为粗糙面,从而有利于提升焊接区224与粘接件29相互粘接的表面的粗糙度,以增加粘接件29与焊接区224的接触面积,进而能够有效提升粘接件29与焊接区224的粘接牢固性,以提高绝缘支架24与引出部件22支架的连接稳定性和可靠性。
在一些实施例中,沿第一壁的厚度方向X,集流构件222与粘接件29相互粘接的表面设置有多个印花槽,印花槽用于容纳粘接件29的部分。其中,印花槽的具体结构可参见相关技术,在此不再赘述。
通过在集流构件222用于与粘接件29相互粘接的表面设置多个印花槽,从而有利于提升集流构件222与粘接件29相互粘接的表面的粗糙度,以增加粘接件29与集流构件222的接触面积,进而能够有效提升粘接件29与集流构件222的粘接牢固性,以提高绝缘支架24与引出部件22支架的连接稳定性和可靠性。
根据本申请的一些实施例,参见图4、图5和图6所示,电池单体20还可以包括第一绝缘件25,沿第一壁的厚度方向X,第一绝缘件25的至少部分设置于第一壁211与集流构件222之间,以绝缘隔离第一壁211和集流构件222。
其中,第一绝缘件25的至少部分设置于第一壁211和集流构件222之间,即第一绝缘件25具有在第一壁的厚度方向X上位于第一壁211和集流构件222之间的部分,使得第一绝缘件25能够对第一壁211和集流构件222起到绝缘隔离的作用。
示例性的,第一绝缘件25的材质可以是多种,比如,橡胶、硅胶或塑胶等。
电池单体20还设置有第一绝缘件25,通过将第一绝缘件25的至少部分在第一壁的厚度方向X上设置于第一壁211与集流构件222之间,以对第一壁211和集流构件222起到绝缘隔离的作用,从而有利于降低第一壁211和集流构件222之间的短接风险,以提升电池单体20的使用安全性。
根据本申请的一些实施例,参照图6,并请进一步参照图10和图11,图10为本申请一些实施例提供的电池单体20的第一绝缘件25的结构示意图,图11为本申请一些实施例提供的绝缘支架24与第一绝缘件25的连接示意图。第一绝缘件25包括绝缘本体251和两个第二凸起252。沿第一壁的厚度方向X,绝缘本体251设置于第一壁211和集流构件222之间。两个第二凸起252凸设于绝缘本体251面向集流构件222的一侧,沿第一方向Y,两个第二凸起252间隔设置,两个第二凸起252之间形成容纳空间253,容纳空间253用于容纳绝缘支架24的至少部分,第一方向Y垂直于第一壁的厚度方向X第一表面2521第一表面2521。
其中,两个第二凸起252之间形成容纳空间253,容纳空间253用于容纳绝缘支架24的至少部分,即绝缘支架24在第一方向Y上容纳于第一绝缘件25的两个第二凸起252之间第一表面2521第一表面2521。
容纳空间253用于容纳绝缘支架24的至少部分,也就是说,在第一壁的厚度方向X上,绝缘支架24可以是整体均容纳于容纳空间253内,也可以是绝缘支架24的部分容纳于容纳空间253内。
通过将绝缘支架24的至少部分容纳于第一绝缘件25的两个第二凸起252之间形成的容纳空间253内第一表面2521,从而能够对绝缘支架24起到一定的限位和定位作用,一方面便于对绝缘支架24进行装配,且能够对绝缘支架24起到一定的保护作用,另一方面能够进一步减少绝缘支架24在电池单体20的装配或使用过程中出现窜动的现象,以降低绝缘支架24因窜动而破坏电极组件23的风险,进而有利于提升电池单体20的使用安全性和使用寿命。
在一些实施例中,参见图6和图11所示,沿第一壁的厚度方向X,第二凸起252具有面向主体部231的第一表面2521,绝缘支架24不超出第一表面2521。
其中,绝缘支架24不超出第一表面2521,即绝缘支架24整体均容纳于两个第二凸起252之间,使得绝缘支架24在第一壁的厚度方向X上没有延伸出第二凸起252的第一表面2521的部分。当然,在其他实施例中,绝缘支架24也可以是部分容纳于两个第二凸起252之间,即绝缘支架24的部分沿第一壁的厚度方向X延伸出第二凸起252的第一表面2521。
通过将绝缘支架24在第一壁的厚度方向X上设置为不超出第一绝缘件25的第二凸起252的第一表面2521,也就是说,绝缘支架24整体均容纳于容纳空间253内,从而一方面能够提升第一绝缘件25对绝缘支架24的限位效果,且有利于提升第一绝缘件25对绝缘支架24的保护效果,另一方面能够节省第一绝缘件25与绝缘支架24的占用空间,有利于优化电池单体20的内部空间,提升电池单体20的内部空间利用率。
根据本申请的一些实施例,参见图5、图6、图7和图10所示,绝缘支架24包括本体部243和凸出部244,本体部243容纳于容纳空间253内,沿第一方向Y,凸出部244凸出于本体部243的至少一端。沿第一壁的厚度方向X,第二凸起252具有面向电极组件23的第一表面2521,第一表面2521设置有凹槽2522,沿第一方向Y,凹槽2522贯穿第二凸起252并与容纳空间253连通,凸出部244延伸至凹槽2522内,并凹槽2522的槽底面相互抵靠。
其中,安装孔241设置于绝缘支架24的本体部243上,且沿第一壁的厚度方向X贯穿本体部243的两侧。
沿第一方向Y,凸出部244凸出于本体部243的至少一端,即本体部243在第一方向Y上可以是一端设置有凸出部244,也可以是在第一方向Y上的两端均设置有凸出部244。示例性的,在图5和图7中,绝缘支架24包括两个凸出部244,且两个凸出部244分别凸设于本体部243在第一方向Y上的两端。
沿第一方向Y,凹槽2522贯穿第二凸起252并与容纳空间253连通,凸出部244延伸至凹槽2522内,即设置于第二凸起252的第一表面2521上的凹槽2522沿第一方向Y贯穿第二凸起252面向容纳空间253的一侧,且使得凹槽2522能够与容纳空间253相互连通,以实现绝缘支架24的凸出部244能够从容纳空间253延伸至凹槽2522内。
可选地,本体部243和凸出部244可以是一体式结构,也可以是分体式结构。若本体部243和凸出部244为一体式结构,则凸出部244与本体部243可以采用注塑或挤出成型等一体成型工艺制成,以形成绝缘支架24;若本体部243和凸出部244为分体式结构,则凸出部244可以通过粘接或卡接等方式连接于本体部243在第一方向Y上的一端。示例性的,在本申请实施例中,本体部243和凸出部244可以是一体式结构。
需要说明的是,在引出部件22包括电极端子221和集流构件222,且第一绝缘件25设置有沿第一方向Y间隔设置的两个第二凸起252,两个第二凸起252之间形成有容纳空间253的实施例中,集流构件222在第一壁的厚度方向X上设置于绝缘支架24的本体部243与第一绝缘件25的绝缘本体251之间,以通过第一绝缘件25起到绝缘隔离集流构件222和第一壁211的作用。
通过在第二凸起252面向主体部231的第一表面2521上设置凹槽2522,且凹槽2522沿第一方向Y贯穿第二凸起252的一侧并与容纳空间253连通,使得第二凸起252为阶梯结构,从而通过将绝缘支架24的本体部243容纳于容纳空间253内,并将绝缘支架24的凸出部244设置为延伸至凹槽2522内,且凸出部244抵靠于凹槽2522的槽底面,从而通过第二凸起252能够在第一壁的厚度方向X上对绝缘支架24起到一定的限位和定位作用,以提升绝缘支架24与第一绝缘件25之间的装配质量,且有利于降低装配难度。
根据本申请的一些实施例,参照图6、图10和图11,并请进一步参照图12,图12为本申请一些实施例提供的绝缘支架24连接于第一绝缘件25的仰视图。绝缘支架24的凸出部244与凹槽2522的槽侧面间隔设置,且绝缘支架24的凸出部244与凹槽2522的槽侧面之间的距离为L,满足,0.8mm≤L≤2mm。
其中,绝缘支架24的凸出部244与凹槽2522的槽侧面间隔设置,即在垂直于第一壁的厚度方向X的方向上,绝缘支架24的凸出部244与凹槽2522的槽侧面之间存在间隙,且间隙的大小为0.8mm到2mm。
示例性的,绝缘支架24的凸出部244与凹槽2522的槽侧面之间的距离L可以是0.8mm、1mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm或2mm等。
通过将绝缘支架24的凸出部244与凹槽2522的槽侧面之间的距离设置在0.8mm到2mm,一方面能够缓解容纳于凹槽2522内的绝缘支架24的凸出部244与凹槽2522的槽侧面的间距过小而造成绝缘支架24装配至容纳空间253和凹槽2522内的装配难度过大,且装配精度要求过高的现象,从而有利于降低绝缘支架24与第一绝缘件25之间的装配难度,以提升装配效率,另一方面能够缓解绝缘支架24的凸出部244与凹槽2522的槽侧面的间距过大而导致凹槽2522对绝缘支架24的限位和定位效果不佳的现象。
根据本申请的一些实施例,请参见图4、图5和图6所示,沿第一壁的厚度方向X,引出部件22位于绝缘支架24背离主体部231的一侧,极耳232绕着绝缘支架24弯折并与引出部件22相连。
其中,引出部件22包括相互连接的电极端子221和集流构件222,电极端子221安装于第一壁211上,集流构件222在第一壁的厚度方向X设置于电极端子221与绝缘支架24之间,集流构件222起到连接极耳232和电极端子221的作用,以实现电极组件23与电极端子221之间的电连接。
极耳232绕着绝缘支架24弯折并与引出部件22的集流构件222相连,即极耳232从主体部231的一端绕着绝缘支架24弯折后与位于绝缘支架24背离主体部231的一侧的集流构件222相连,以减少极耳232倒插至主体部231内的现象,有利于降低电池单体20的短路风险。
示例性的,极耳232绕着绝缘支架24的本体部243弯折后与引出部件22的集流构件222相连,以实现电极组件23与电极端子221之间的电连接。
需要说明的是,在其他实施例中,极耳232也可以设置为不绕绝缘支架24弯折的结构,即极耳232在第一壁的厚度方向X上位于绝缘支架24面向主体部231的一侧,在这种实施例中,只需在集流构件222和极耳232之间连接连接件即可实现集流构件222与极耳232的电连接,连接件可以是导线、U型连接片或L型连接片等。
通过将极耳232设置为绕着绝缘支架24弯折后再与引出部件22相连的结构,以实现电极组件23与引出部件22电连接,从而能够实现电池单体20的电能的输入或输出,采用这种结构的电池单体20使得极耳232与引出部件22相连的部分位于绝缘支架24背离主体部231的一侧,进而能够有效缓解极耳232在装配或使用过程中出现倒插至电极组件23的主体部231内的现象,有利于降低电池单体20的短路风险,以提升电池单体20的使用安全性。此外,由于绝缘支架24固定连接于引出部件22上,从而能够有效减少绝缘支架24在电池单体20的使用过程中出现窜动或移位的现象,进而能够有效降低绝缘支架24因窜动而破坏极耳232的形态或损坏极耳232的风险,以缓解极耳232与其他部件短接或电极组件23与引出部件22出现连接失效的现象,利于提升电池单体20的使用安全性和使用寿命。
根据本申请的一些实施例,参见图3和图4所示,外壳21包括壳体212和端盖213。壳体212的内部形成具有开口2121的容纳腔,电极组件23容纳于容纳腔内,端盖213封闭开口2121,端盖213为第一壁211。
其中,端盖213为第一壁211,即引出部件22连接于端盖213上,且第一绝缘件25和绝缘支架24在第一壁的厚度方向X上设置于端盖213和电极组件23的主体部231之间。
用于安装引出部件22的第一壁211为用于封闭壳体212的开口2121的端盖213,采用这种结构便于将引出部件22装配在第一壁211上,且便于将绝缘支架24连接于引出部件22上,以降低电池单体20的装配难度,从而有利于提升电池单体20的生产效率。
需要说明的是,电池单体20的结构并不局限于此,在一些实施例中,电池单体20还可以是其他结构,比如,外壳21包括壳体212和端盖213,壳体212包括一体成型的侧壁和第一壁211,侧壁围设于第一壁211的周围,沿第一壁的厚度方向X,侧壁的一端连接于第一壁211,另一端围合形成开口2121,侧壁和第一壁211共同界定出用于容纳电极组件23的容纳腔,端盖213封闭开口2121。也就是说,第一壁211为壳体212在第一壁的厚度方向X上与端盖213相对设置的底壁,即引出部部件安装于壳体212在第一壁的厚度方向X上与端盖213相对设置的底壁上。
其中,壳体212包括一体成型的侧壁和第一壁211,即壳体212为采用一体成型工艺制成,比如,冲压、铸造或挤出成型等,也就是说,壳体212的侧壁和第一壁211为一体式结构。
用于安装引出部件22的第一壁211为壳体212在第一壁的厚度方向X上与端盖213相对设置的一个壁,采用这种结构能够使得装配有引出部件22的第一壁211远离外壳21的端盖213,使得第一壁211与端盖213之间不存在直接连接关系,从而能够减少引出部件22对第一壁211造成的拉扯或扭转时产生的力作用在端盖213上的现象,以降低端盖213与壳体212之间出现连接失效的风险,进而有利于进一步降低电池单体20在使用过程中出现漏液的风险。
根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种电池100,包括以上任一方案的电池单体20。
其中,电池100还可以包括箱体10,电池单体20容纳于箱体10内。
可选地,容纳于箱体10内的电池单体20可以是一个,也可以是多个,示例性的,在图2中,电池100包括多个电池单体20,且多个电池单体20均容纳于箱体10内。多个电池单体20之间可以是串联或并联或混联,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。
根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种用电装置,包括以上任一方案的电池100,并且电池100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100的设备或系统。
根据本申请的一些实施例,参见图3至图12所示,本申请提供了一种电池单体20,电池单体20包括外壳21、引出部件22、电极组件23、绝缘支架24、第一绝缘件25和粘接件29。外壳21包括壳体212和端盖213,壳体212的内部形成具有开口2121的容纳腔,电极组件23容纳于容纳腔内,端盖213封闭开口2121,端盖213为第一壁211。电极组件23容纳于外壳21内,电极组件23包括主体部231和极耳232,沿第一壁的厚度方向X,极耳232凸设于主体部231面向第一壁211的第一端。引出部件22包括电极端子221和集流构件222,第一壁211上设置有引出孔2111,电极端子221穿设于引出孔2111内,以将电极端子221连接于第一壁211上,沿第一壁的厚度方向X,集流构件222位于电极端子221与绝缘支架24之间,集流构件222连接于电极端子221和极耳232,且集流构件222与电极端子221焊接连接并形成焊接区224。第一绝缘件25包括绝缘本体251和两个第二凸起252,沿第一壁的厚度方向X,绝缘本体251设置于第一壁211与集流构件222之间,以绝缘隔离第一壁211和集流构件222,第二凸起252凸设于绝缘本体251面向集流构件222的一侧,且两个第二凸起252沿第一方向Y间隔设置,以在两个第二凸起252之间形成容纳空间253。沿第一壁的厚度方向X,第二凸起252具有面向主体部231的第一表面2521,第一表面2521设置有凹槽2522,沿第一方向Y,凹槽2522贯穿第二凸起252面向容纳空间253的一侧,并与容纳空间253连通。沿第一壁的厚度方向X,绝缘支架24设置于集流构件222与主体部231之间,绝缘支架24包括本体部243和两个凸出部244,沿第一方向Y,两个凸出部244分别凸出于本体部243的两端,第一方向Y垂直于第一壁的厚度方向X。本体部243容纳于容纳空间253内,集流构件222位于本体部243和第一绝缘件25的绝缘本体251之间,凸出部244从容纳空间253延伸至凹槽2522内,且凸出部244抵靠于凹槽2522的槽底面。粘接件29粘接绝缘支架24的主体部231和引出部件22的集流构件222,且粘接件29覆盖电极端子221与集流构件222相互焊接连接形成的焊接区224。绝缘支架24的本体部243上设置有安装孔241,安装孔241沿第一壁的厚度方向X贯穿绝缘支架24,粘接件29的部分容纳于安装孔241内。安装孔241的孔壁面设置有限位部242,限位部242的至少部分嵌设于粘接件29内,限位部242包括连接于安装孔241的孔壁面的分隔体2421,分隔体2421被配置为将安装孔241分隔为沿第一壁的厚度方向X排布的第一孔段2411和第二孔段2412,第一孔段2411相较于第二孔段2412更靠近引出部件22,分隔体2421设置有沿第一壁的厚度方向X延伸的通孔2421a,通孔2421a连通第一孔段2411和第二孔段2412,粘接件29包括沿第一壁的厚度方向X依次排布且相连的第一部分291、第二部分292和第三部分293,第一部分291位于第一孔段2411内并粘接于引出部件22的集流构件222,第二部分292位于通孔2421a内,第三部分293位于第二孔段2412内,沿第一壁的厚度方向X,分隔体2421的至少部分位于第一部分291和第三部分293之间,且第三部分293不超出第二孔段2412远离分隔体2421的一端,第一部分291延伸出第一孔段2411远离分隔体2421的一端。限位部242还包括多个第一凸起2422,多个第一凸起2422凸设于分隔体2421在第一壁的厚度方向X上面向第一孔段2411的一侧,并嵌设于粘接件29内,多个第一凸起2422沿通孔2421a的周向间隔设置。其中,沿第一壁的厚度方向X,焊接区224的投影位于安装孔241内,粘接件29完全覆盖焊接区224,焊接区224在安装孔241的径向上的最大尺寸为D1,安装孔241的直径为D2,满足,1.5≤D2/D1≤2.5。
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结合。
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 (29)
1.一种电池单体,其特征在于,包括:
外壳,具有第一壁;
引出部件,连接于所述第一壁;
电极组件,容纳于所述外壳内,所述电极组件包括主体部和极耳,所述极耳凸设于所述主体部面向所述第一壁的一端,所述极耳连接于所述引出部件;以及
绝缘支架,沿所述第一壁的厚度方向,所述绝缘支架设置于所述第一壁与所述主体部之间,所述绝缘支架与所述引出部件固定连接。
2.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述电池单体还包括:
粘接件,粘接所述绝缘支架和所述引出部件,以将所述绝缘支架与所述引出部件固定连接。
3.根据权利要求2所述的电池单体,其特征在于,所述绝缘支架上设置有安装孔,所述安装孔沿所述第一壁的厚度方向贯穿所述绝缘支架,所述安装孔用于容纳所述粘接件的至少部分。
4.根据权利要求3所述的电池单体,其特征在于,所述安装孔的孔壁面设置有限位部,所述限位部的至少部分嵌设于所述粘接件内。
5.根据权利要求4所述的电池单体,其特征在于,所述限位部包括连接于所述安装孔的孔壁面的分隔体,所述分隔体被配置为将所述安装孔分隔为沿所述第一壁的厚度方向排布的第一孔段和第二孔段,所述第一孔段相较于所述第二孔段更靠近所述引出部件;
其中,所述分隔体设置有沿所述第一壁的厚度方向延伸的通孔,所述通孔连通所述第一孔段和所述第二孔段,所述第一孔段、所述通孔和所述第二孔段均容纳有所述粘接件的部分。
6.根据权利要求5所述的电池单体,其特征在于,所述粘接件包括沿所述第一壁的厚度方向依次排布且相连的第一部分、第二部分和第三部分,所述第一部分位于所述第一孔段内并粘接于所述引出部件,所述第二部分位于所述通孔内,所述第三部分位于所述第二孔段内;
其中,沿所述第一壁的厚度方向,所述分隔体的至少部分位于所述第一部分和所述第三部分之间。
7.根据权利要求6所述的电池单体,其特征在于,沿所述第一壁的厚度方向,所述第三部分的厚度为H,满足,0.5mm≤H≤5mm。
8.根据权利要求6所述的电池单体,其特征在于,沿所述第一壁的厚度方向,所述第三部分不超出所述第二孔段远离所述分隔体的一端。
9.根据权利要求6所述的电池单体,其特征在于,沿所述第一壁的厚度方向,所述第一部分延伸出所述第一孔段远离所述分隔体的一端。
10.根据权利要求5所述的电池单体,其特征在于,所述限位部还包括:
第一凸起,凸设于所述分隔体上,并嵌设于所述粘接件内;
其中,所述第一凸起设置于所述分隔体在所述第一壁的厚度方向上的至少一侧;和/或
所述第一凸起设置于所述通孔的孔壁面上。
11.根据权利要求10所述的电池单体,其特征在于,沿所述第一壁的厚度方向,所述第一凸起凸设于所述分隔体面向所述第一孔段的一侧。
12.根据权利要求10所述的电池单体,其特征在于,所述分隔体上凸设有多个所述第一凸起,多个所述第一凸起沿所述通孔的周向间隔设置。
13.根据权利要求3所述的电池单体,其特征在于,所述电池单体包括极性相反的两个所述引出部件,两个所述引出部件均设置于所述第一壁;
其中,所述绝缘支架上设置有两个所述安装孔,所述安装孔与所述引出部件一一对应设置,且两个所述安装孔内均容纳有所述粘接件。
14.根据权利要求2-13任一项所述的电池单体,其特征在于,所述引出部件包括:
电极端子,连接于所述第一壁;
集流构件,沿所述第一壁的厚度方向,所述集流构件位于所述电极端子与所述绝缘支架之间,所述集流构件连接于所述电极端子和所述极耳;
其中,所述粘接件粘接所述集流构件和所述绝缘支架。
15.根据权利要求14所述的电池单体,其特征在于,所述集流构件与所述电极端子焊接连接并形成焊接区,所述粘接件覆盖所述焊接区的至少部分。
16.根据权利要求15所述的电池单体,其特征在于,所述绝缘支架上设置有安装孔,所述安装孔沿所述第一壁的厚度方向贯穿所述绝缘支架,所述安装孔用于容纳所述粘接件;
其中,沿所述第一壁的厚度方向,所述焊接区的投影位于所述安装孔内。
17.根据权利要求16所述的电池单体,其特征在于,所述焊接区在所述安装孔的径向上的最大尺寸为D1,所述安装孔的直径为D2,满足,1.5≤D2/D1≤2.5。
18.根据权利要求15所述的电池单体,其特征在于,沿所述第一壁的厚度方向,所述焊接区面向所述粘接件的表面为粗糙面。
19.根据权利要求14所述的电池单体,其特征在于,沿所述第一壁的厚度方向,所述集流构件与所述粘接件相互粘接的表面设置有多个印花槽,所述印花槽用于容纳所述粘接件的部分。
20.根据权利要求14所述的电池单体,其特征在于,所述电池单体还包括:
第一绝缘件,沿所述第一壁的厚度方向,第一绝缘件的至少部分设置于所述第一壁与所述集流构件之间,以绝缘隔离所述第一壁和所述集流构件。
21.根据权利要求20所述的电池单体,其特征在于,所述第一绝缘件包括:
绝缘本体,沿所述第一壁的厚度方向,所述绝缘本体设置于所述第一壁和所述集流构件之间;
两个第二凸起,凸设于所述绝缘本体面向所述集流构件的一侧,沿第一方向,两个所述第二凸起间隔设置,两个所述第二凸起之间形成容纳空间,所述容纳空间用于容纳所述绝缘支架的至少部分,所述第一方向垂直于所述第一壁的厚度方向。
22.根据权利要求21所述的电池单体,其特征在于,沿所述第一壁的厚度方向,所述第二凸起具有面向所述主体部的第一表面,所述绝缘支架不超出所述第一表面。
23.根据权利要求21所述的电池单体,其特征在于,所述绝缘支架包括本体部和凸出部,所述本体部容纳于所述容纳空间内,沿所述第一方向,所述凸出部凸出于所述本体部的至少一端;
沿所述第一壁的厚度方向,所述第二凸起具有面向所述电极组件的第一表面,所述第一表面设置有凹槽,沿所述第一方向,所述凹槽贯穿所述第二凸起并与所述容纳空间连通,所述凸出部延伸至所述凹槽内,并所述凹槽的槽底面相互抵靠。
24.根据权利要求23所述的电池单体,其特征在于,所述凸出部与所述凹槽的槽侧面间隔设置,且所述凸出部与所述凹槽的槽侧面之间的距离为L,满足,0.8mm≤L≤2mm。
25.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,沿所述第一壁的厚度方向,所述引出部件位于所述绝缘支架背离所述主体部的一侧,所述极耳绕着所述绝缘支架弯折并与所述引出部件相连。
26.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述外壳包括:
壳体,内部形成具有开口的容纳腔,所述电极组件容纳于所述容纳腔内;
端盖,封闭所述开口;
其中,所述端盖为所述第一壁。
27.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述外壳包括:
壳体,包括一体成型的侧壁和所述第一壁,所述侧壁围设于所述第一壁的周围,沿所述第一壁的厚度方向,所述侧壁的一端连接于所述第一壁,另一端围合形成开口,所述侧壁和所述第一壁共同界定出用于容纳所述电极组件的容纳腔;
端盖,封闭所述开口。
28.一种电池,其特征在于,包括如权利要求1-27任一项所述的电池单体。
29.一种用电装置,其特征在于,包括如权利要求28所述的电池。
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