CN219144442U - 电池单体、电池以及用电装置 - Google Patents
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Abstract
本申请公开一种电池单体、电池以及用电装置。电池单体包括外壳、电极端子、电极组件和转接件。外壳包括第一壁。电极端子设置于第一壁。电极组件容纳于外壳内。转接件用于电连接电极组件和电极端子。其中,电极端子具有与转接件连接的第一端面,第一端面上设置有第一凹槽,第一凹槽的槽底面设置有用于向外壳内注入电解液的注液孔,电池单体还包括第一密封件,第一密封件封闭注液孔。本申请提供的技术方案能够提高电池的可靠性。
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、电池以及用电装置。
背景技术
节能减排是汽车产业可持续发展的关键,电动车辆由于其节能环保的优势成为汽车产业可持续发展的重要组成部分。对于电动车辆而言,电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。
在电池技术的发展中,如何提高电池的可靠性,是电池技术中一个亟待解决的技术问题。
实用新型内容
本申请提供了一种电池单体、电池以及用电装置,其能够提高电池的可靠性。
本申请是通过下述技术方案实现的:
第一方面,本申请提供了一种电池单体,包括外壳、电极端子、电极组件和转接件。外壳包括第一壁。电极端子设置于第一壁。电极组件容纳于外壳内。转接件用于电连接电极组件和电极端子。其中,所述电极端子具有与所述转接件连接的第一端面,所述第一端面上设置有第一凹槽,所述第一凹槽的槽底面设置有用于向所述外壳内注入电解液的注液孔,所述电池单体还包括第一密封件,所述第一密封件封闭所述注液孔。
上述方案中,第一端面为电极端子的与转接件连接的部位,第一凹槽设置在第一端面上,第一凹槽的槽底面与转接件间隔设置,为此,设置第一凹槽的槽底面上的注液孔也与转接件间隔设置,故能降低第一密封件对转接件干涉而造成转接件受损的风险,使得转接件具有较高的过流能力,进而使得电池具有较高的可靠性。
根据本申请的一些实施例,沿所述第一壁的厚度方向,所述第一密封件与所述转接件之间具有间隙。
上述方案中,在第一壁的厚度方向上,第一密封件与转接件之间具有间隙,即二者不接触,能够有效地降低因第一密封件对转接件干涉而造成转接件受损的风险,进而提高电池的可靠性。
根据本申请的一些实施例,所述第一密封件插入所述注液孔且与所述注液孔过盈配合。
上述方案中,第一密封件与注液孔过盈配合,能够提高第一密封件和注液孔之间的密封性,降低电解液泄漏的风险,提高电池的可靠性。
根据本申请的一些实施例,所述电极端子还具有第二端面,所述第二端面与所述第一端面沿所述电极端子的轴向相对设置,所述第二端面上设置有第二凹槽,所述注液孔贯穿所述第一凹槽的槽底面和所述第二凹槽的槽底面。
上述方案中,通过在电极端子的背离转接件的一侧设置第二凹槽,一方面,能够增大注液的操作空间,降低注液难度;另一方面,能够降低电极端子的材料成本,且降低电极端子的重量,提高电池的重量能量密度。
根据本申请的一些实施例,所述电池单体还包括第二密封件,所述第二密封件封闭所述第二凹槽的开口。
上述方案中,通过设置第二密封件以封闭第二凹槽的开口,能够对第一密封件起保护作用,降低第一密封件脱出的风险,提高第一密封件对注液孔的封闭效果,进而提高电池的可靠性。
根据本申请的一些实施例,所述第二密封件至少部分容纳于所述第二凹槽内,所述第二密封件与所述第二凹槽的槽侧面焊接。
上述方案中,第二密封件通过焊接的方式焊接与第二凹槽的槽侧面,以使得第二密封件和第二凹槽之间具有较好的连接稳定性,有效地对第一密封件起保护作用,降低第一密封件脱出于密封件的风险,使得电池具有较高的可靠性。
根据本申请的一些实施例,所述第一密封件为非金属材质,所述第二密封件为金属材质。
上述方案中,第一密封件为非金属材质,例如橡胶,以能够有效的将注液孔封闭并具有较高的密封性。第二密封件为金属材料,以能够有效与电极端子连接,且二者之间具有良好的连接稳定性,以降低第一密封件脱出于密封件的风险。
根据本申请的一些实施例,沿所述电极端子的轴向,所述第二凹槽的槽底面至所述第一端面的距离为M1,满足M1≥1mm。
上述方案中,第二凹槽的槽底面可以为注液孔的上表面所在的平面,其与第一端面的距离M1越大,则第一密封件与转接件发生干涉的风险越小,为此,通过限定M1≥1mm,能够有效地降低第一密封件对转接件造成干涉,使得转接件受损的风险,进而提高电池的可靠性。
根据本申请的一些实施例,沿所述第一壁的厚度方向,所述第一凹槽的投影落入所述第二凹槽的投影内。
上述方案中,沿第一壁的厚度方向,第一凹槽的投影落入第二凹槽的投影内,可以指第一凹槽的尺寸小于或者等于第二凹槽的尺寸,一方面,具有较大的注液操作的空间,提高向外壳内部注入电解液的效率,进而提高电池的生产效率;另一方面,第一凹槽的尺寸较小可以指槽状结构的尺寸较小,即电极端子的结构稳定性更强,具有较高的强度。
根据本申请的一些实施例,所述第一凹槽的开口的面积小于所述第二凹槽的开口的面积。
上述方案中,第二凹槽的开口的面积较大,即具有较大的注液操作的空间,能够便于由第二凹槽向外壳内部注入电解液,进而提高电池的制造效率。
根据本申请的一些实施例,所述第一凹槽和所述第二凹槽同轴设置。
上述方案中,在一些实施例中,第一凹槽和第二凹槽同轴设置,较第一凹槽和第二凹槽不同轴,需要两个工序成型而言,第一凹槽和第二凹槽可以通过一个工序成型,能够降低第一凹槽和第二凹槽的加工难度,提高电池的制造效率。
根据本申请的一些实施例,所述第二凹槽的槽底面上设置有环形槽,所述环形槽沿所述电极端子的周向延伸,所述环形槽的外侧面与所述第二凹槽的槽侧面共面。
上述方案中,通过在第二凹槽的槽底面上设置环形槽,一方面,能够降低电极端子的重量,提高电池的重量能量密度,另一方面,为夹取或者支撑该电极端子提供夹紧或支撑的位置,即机械手或者其他支撑夹具结构能够作用于该环形槽,以实现对电极端子的夹取或支撑。
根据本申请的一些实施例,沿所述电极端子的径向,所述环形槽的内侧面与所述电极端子的中轴线之间的距离大于所述第一凹槽的槽侧面与所述中轴线之间的距离。
上述方案中,环形槽位于第一凹槽的外侧,在夹取或者支撑该电极端子时,能够降低机械手或者其他支撑夹具结构对第一凹槽的槽底面造成的影响,提高位于槽底面上的注液孔的安全性,进而提高电池的可靠性。
根据本申请的一些实施例,所述第一壁设置有安装孔。所述电极端子包括端子本体、第一凸缘部和第二凸缘部。所述端子本体穿设于所述安装孔,所述第一凸缘部和所述第二凸缘部凸出于所述端子本体的外周面,所述第一凸缘部位于所述第一壁的外侧,所述第二凸缘部位于所述第一壁的内侧,所述第一凸缘部和所述第二凸缘部用于限制所述电极端子脱离所述第一壁。
上述方案中,电极端子包括端子本体、第一凸缘部和第二凸缘部。端子本体穿设于安装孔,通过第一凸缘部和第二凸缘部能够锁定于安装孔中,限制电极端子由安装孔中脱出,使得电池具有较高的可靠性。
第二方面,本申请一些实施例提供一种电池,所述电池包括第一方面提供的电池单体。
第三方面,本申请一些实施例提供一种用电装置,所述用电装置包括第一方面提供的电池单体,所述电池单体用于提供电能。
上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。
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中车辆的结构示意图;
图2为本申请一些实施例提供的电池的立体分解图;
图3为本申请一些实施例中电池单体的立体分解图;
图4为本申请一些实施例中电池单体的局部结构的内部示意图;
图5为图4中A处的放大图;
图6为本申请一些实施例中电极端子的示意图;
图7为本申请一些实施例中未形成第一凹槽的电极端子的示意图;
图8为本申请其他一些实施例中电极端子的示意图。
图标:10-电池单体;11-外壳;11a-壳体;110-第一壁;111-安装孔;12-电极端子;120-第一端面;121-第一凹槽;122-第二端面;123-第二凹槽;124-环形槽;125-端子本体;126-第一凸缘部;127-第二凸缘部;13-电极组件;14-转接件;15-注液孔;16-第一密封件;17-第二密封件;z-厚度方向;1000-车辆;100-电池;200-控制器;300-马达;30-箱体;31-上箱体;32-下箱体。
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。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。
电池单体包括外壳、电极端子、电极组件和电解液。电极组件和电解液设置在外壳内。电极组件由正极片、负极片和隔离膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极片和负极片之间移动来工作。正极片包括正极集流体和正极活性物质层,正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面,未涂敷正极活性物质层的正极集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的正极集流体,未涂敷正极活性物质层的正极集流体作为正极耳。以锂离子电池为例,正极集流体的材料可以为铝,正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极片包括负极集流体和负极活性物质层,负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面,未涂敷负极活性物质层的负极集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的负极集流体,未涂敷负极活性物质层的负极集流体作为负极耳。负极集流体的材料可以为铜,负极活性物质可以为碳或硅等。为了保证通过大电流而不发生熔断,正极耳的数量为多个且层叠在一起,负极耳的数量为多个且层叠在一起。此外,电极组件可以是卷绕式结构,也可以是叠片式结构,本申请实施例并不限于此。电极端子设置于外壳的壁部,电极端子与电极组件的极耳通过转接件电连接,以实现电池单体的电能的输入和输出。在一些实施例中,电极端子设置有注液孔,电解液由注液孔注入于外壳的内部,该注液孔通过第一密封件封闭。
目前,从市场形势的发展来看,电池的应用越加广泛。电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统,而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具,以及军事装备和航空航天等多个领域。随着电池应用领域的不断扩大,其市场的需求量也在不断地扩增。
电池技术的发展要同时考虑多方面的设计因素,例如,电池寿命、能量密度、放电容量、充放电倍率等性能参数。另外,还需要考虑电池的可靠性。然而,目前的电池的可靠性较差。
在电池单体中,电极端子通过转接件与电极组件电连接,电极端子与转接件连接的面为电极端子的底面。然而,注液孔设置于电极端子的底面,当第一密封件插设于注液孔时,会干涉转接件,导致转接件受损,影响转接件的过流能力从而导致电池充放电倍率降低,进而影响电池的可靠性。
鉴于此,为解决第一密封件干涉转接件,导致转接件受损,影响电池可靠性的问题,本申请一些实施例设计了一种电池单体,电极端子具有与转接件连接的第一端面,第一端面上设置有第一凹槽,第一凹槽的槽底面设置有用于向外壳内注入电解液的注液孔,电池单体还包括第一密封件,第一密封件封闭注液孔。
上述方案,通过在第一端面上设置第一凹槽,且将注液孔设置在第一凹槽的槽底面,使得注液孔与转接件间隔设置,从而降低第一密封件干涉转接件的风险,使得电池具有较高的可靠性。
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。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1000为例进行说明。
请参照图1,图1为本申请一些实施例中车辆1000的结构示意图。车辆1000可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车,新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆1000的内部设置有电池100,电池100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池100可以用于车辆1000的供电,例如,电池100可以作为车辆1000的操作电源。车辆1000还可以包括控制器200和马达300,控制器200用来控制电池100为马达300供电,例如,用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
在本申请一些实施例中,电池100不仅可以作为车辆1000的操作电源,还可以作为车辆1000的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。
请参照图2,图2为本申请一些实施例提供的电池100的立体分解图。电池100包括箱体30和电池单体10,电池单体10容纳于箱体30内。其中,箱体30用于为电池单体10提供容纳空间,箱体30可以采用多种结构。在一些实施例中,箱体30可以包括上箱体31和下箱体32,上箱体31与下箱体32相互盖合,上箱体31和下箱体32共同限定出用于容纳电池单体10的容纳空间。下箱体32可以为一端开口的空心结构,上箱体31可以为板状结构,上箱体31盖合于下箱体32的开口侧,以使上箱体31与下箱体32共同限定出容纳空间;上箱体31和下箱体32也可以是均为一侧开口的空心结构,上箱体31的开口侧盖合于下箱体32的开口侧。当然,上箱体31和下箱体32形成的箱体30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10可以是多个,多个电池单体10之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池单体10中既有串联又有并联。多个电池单体10之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池单体10构成的整体容纳于箱体30内;当然,电池100也可以是多个电池单体10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30内。电池100还可以包括其他结构,例如,该电池100还可以包括汇流部件,用于实现多个电池单体10之间的电连接。
其中,每个电池单体10可以为二次电池单体或一次电池单体;还可以是锂硫电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体,但不局限于此。电池单体10可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。
根据本申请的一些实施例,请参见图3-图6。图3为本申请一些实施例中电池单体10的立体分解图,图4为本申请一些实施例中电池单体10的局部结构的内部示意图,图5为图4中A处的放大图,图6为本申请一些实施例中电极端子12的示意图。
本申请一些实施例提供一种电池单体10,包括外壳11、电极端子12、电极组件13、转接件14以及第一密封件16。外壳11包括第一壁110。电极端子12设置于第一壁110。电极组件13,容纳于外壳11内。转接件14用于电连接电极组件13和电极端子12。
其中,电极端子12具有与转接件14连接的第一端面120,第一端面120上设置有第一凹槽121,第一凹槽121的槽底面设置有用于向外壳11内注入电解液的注液孔15,电池单体10还包括第一密封件16,第一密封件16封闭注液孔15。
外壳11可以为容纳电极组件13和电解液的部件。第一壁110为外壳11的壁部,其可以为外壳11的顶壁、底壁或者侧壁。在一些实施例中,外壳11可以包括壳体11a和端盖,壳体11a具有开口,电极组件13和电解液容纳于壳体11a的内部,端盖封闭壳体11a的开口,端盖可以为第一壁110。
电极端子12为设置于第一壁110的部件,电极端子12通过转接件14与电极组件13电连接,以实现电能的输入和输出。电极端子12的材料可以为铝、铝合金、铜、铜合金或者铜铝合金等。
转接件14为连接电极端子12和电极组件13的部件,其具有导电特性,由导电材料制得,例如转接件14的材料可以为铝、铝合金、铜、铜合金或者铜铝合金等。在一些实施例中,转接件14可被技术人员称作转接连接件、集流盘或转接片等。
第一端面120为电极端子12的与转接件14连接的端面,第一端面120可以为位于外壳11内。在一些实施例中,请参见图6,第一端面120可以为电极端子12的下端面。第一凹槽121为设置于第一端面120上的凹槽结构,可以理解地,当第一端面120为电极端子12的与转接件14连接的端面时,第一凹槽121的槽底面可与转接件14之间具有间隙。
注液孔15为设置于第一凹槽121的槽底面的孔结构,在一些实施例中,可在外部通过注液孔15向外壳11的内部注入电解液。由图6可以看出,注液孔15连通外壳11的内部,其位于外壳11内部的开口所在的平面与第一端面120之间具有间距。
第一密封件16为封闭注液孔15以隔离外壳11内和外壳11外的部件,第一密封件16能够降低或者一定程度上避免电解液由注液孔15泄漏的风险。参见图5,在一些实施例中,第一密封件16的长度大于注液孔15的长度,以提高对注液孔15的封闭效果。在一些实施例中,注液孔15可以被技术人员称为胶钉、密封钉或密封螺钉等。
上述方案中,第一端面120为电极端子12的与转接件14连接的部位,第一凹槽121的槽底面与转接件14间隔设置。因此,一方面,通过在第一凹槽121的槽底面上设置注液孔15,使得注液孔15与转接件14间隔设置,能降低第一密封件16对转接件14干涉而造成转接件14受损的风险,使得转接件14具有较高的过流能力,进而使得电池具有较高的可靠性;另一方面,由于设置有第一凹槽121,故电池单体10具有更大的空间容纳电解液,进而提高电池的能量密度。
在一些电池单体10中,当未设置第一凹槽121时,考虑到第一密封件16会干涉转接件14,技术人员会将转接件14受干涉的部位打孔处理,使得第一密封件16容纳于转接件14的打孔位中以解决干涉的问题,但该设计会致使转接件14的过流面积减小,也会出现过流能力降低的问题,而本申请一些实施例提供的技术方案,通过设置第一凹槽121,抬高注液孔15,使得注液孔15与转接件14间隔设置,以降低第一密封件16干涉转接件14的风险,故而无需对转接件14打孔处理,使得转接件14具有较大的过流面积,提高电池的可靠性。
根据本申请的一些实施例,沿第一壁110的厚度方向z,第一密封件16与转接件14之间具有间隙。
在一些实施例中,注液孔15沿第一壁110的厚度方向z贯穿电极端子12,以能够实现由外部经注液孔15向外壳11的内部注液电解液。第一密封件16可沿着第一壁110的厚度方向z设置于注液孔15内以实现对注液孔15的封堵。
参见图5,第一密封件16将注液孔15封堵后,第一密封件16在第一壁110的厚度方向z与转接件14之间具有间隙,即第一密封件16不与转接件14接触。
上述方案中,在第一壁110的厚度方向z上,通过将第一密封件16设置为与转接件14相互间隔,以能够有效地降低第一密封件16对转接件14造成干涉,使得转接件14受损的风险,进而提高电池的可靠性。
在其他一些实施例中,沿第一壁110的厚度方向z,第一密封件16和转接件14之间也可以接触。
根据本申请的一些实施例,第一密封件16插入注液孔15且与注液孔15过盈配合。
过盈配合可以指第一密封件16在未插入注液孔15时的横截面的尺寸大于或等于注液孔15的横截面的尺寸。横截面可以为垂直于第一密封件16或注液孔15的轴向的截面。第一密封件16在插入于注液孔15时可发生以紧密地于注液孔15的孔壁接触。
上述方案中,第一密封件16与注液孔15过盈配合,能够提高第一密封件16和注液孔15之间的密封性,降低电解液泄漏的风险,提高电池的可靠性。
根据本申请的一些实施例,参见图6,电极端子12还具有第二端面122,第二端面122与第一端面120沿电极端子12的轴向相对设置,第二端面122上设置有第二凹槽123,注液孔15贯穿第一凹槽121的槽底面和第二凹槽123的槽底面。
在一些实施例中,第一壁110的厚度方向z与电极端子12的轴向相互平行。第一端面120和第二端面122可沿第一壁110的厚度方向z相对设置。第一端面120可以为电极端子12的下端面,第二端面122可以为电极端子12的上端面。
第二凹槽123为设置于第二端面122的槽状结构。第一凹槽121的槽底所在部位和第二凹槽123的槽底所在的部位可以为同一部位。注液孔15贯穿第一凹槽121的槽底面和第二凹槽123的槽底面,可以理解为电解液可以在第二凹槽123所在的空间经过注液孔15注入于第一凹槽121所在空间,即注液孔15的进口暴露于第二凹槽123,注液孔15的出口暴露于第一凹槽121。
上述方案中,通过在电极端子12的背离转接件14的一侧设置第二凹槽123,一方面,能够增大注液的操作空间,降低注液难度;另一方面,能够降低电极端子12的材料成本,且降低电极端子12的重量,提高电池的重量能量密度。
根据本申请的一些实施例,请结合图3和图4,电池单体10还包括第二密封件17,第二密封件17封闭第二凹槽123的开口。
第二密封件17为封闭第二凹槽123的开口的部件,第二密封件17将第二凹槽123的开口封闭以将外界与注液孔15隔离。
在一些实施例中,先将第一密封件16封堵于注液孔15,再将第二密封件17封闭于第二凹槽123的开口,且第二密封件17可以抵接于第一密封件16,使得第一密封件16稳定地设置于注液孔15中。
上述方案中,通过设置第二密封件17以封闭第二凹槽123的开口,能够对第一密封件16起保护作用,降低第一密封件16脱出的风险,提高第一密封件16对注液孔15的封闭效果,进而提高电池的可靠性。
根据本申请的一些实施例,第二密封件17至少部分容纳于第二凹槽123内,第二密封件17与第二凹槽123的槽侧面焊接。
在一些实施例中,参见图4和图5,第二凹槽123为阶梯槽,第二凹槽123包括尺寸较小的下部和尺寸较大的上部。第二密封件17的主体呈圆盘状,且第二密封件17的主体的周面凸设有凸缘,第二密封件17的主体以凸缘为界分为上盘和下盘,下盘嵌设于第二凹槽123的下部中,凸缘嵌设于上部且凸缘与上部的槽侧面焊接,上盘暴露于第二凹槽123之外。
上述方案中,第二密封件17通过焊接的方式焊接与第二凹槽123的槽侧面,以使得第二密封件17和第二凹槽123之间具有较好的连接稳定性,有效地对第一密封件16起保护作用,降低第一密封件16脱出于密封件的风险,使得电池具有较高的可靠性。
在其他一些实施例中,第二密封件17也可以通过粘接的方式设置于第二凹槽123,或者第二密封件17也可以与第二凹槽123过盈配合。
根据本申请的一些实施例,第一密封件16为非金属材质,第二密封件17为金属材质。
在一些实施例中,第一密封件16可以为非金属材质,例如塑胶、陶瓷等材料。在一些实施例中,第二密封件17可以为金属材质,例如铝、铝合金、铜或铜合金等。
上述方案中,第一密封件16为非金属材质,例如橡胶,以能够有效的将注液孔15封闭并具有较高的密封性。第二密封件17为金属材料,以能够有效与电极端子12连接,且二者之间具有良好的连接稳定性,以降低第一密封件16脱出于密封件的风险。在一些实施例中,第二密封件17与第一密封件16相互抵接时,第二密封件17为强度较高的金属材料,能够有效降低第一密封件16脱出于注液孔15的风险。
根据本申请的一些实施例,参见图6,沿电极端子12的轴向,第二凹槽123的槽底面至第一端面120的距离为M1,满足M1≥1mm。
第二凹槽123的槽底面所在的平面可以为注液孔15的进口所在的平面。第二凹槽123的槽底面至第一端面120的距离M1可以为1mm、2mm、3mm、4mm或者5mm等。
上述方案中,第二凹槽123的槽底面可以为注液孔15的进口所在的平面,其与第一端面120的距离M1越大,则第一密封件16与转接件14发生干涉的风险越小,为此,通过限定M1≥1mm,能够有效地降低第一密封件16对转接件14造成干涉,使得转接件14受损的风险,进而提高电池的可靠性。
根据本申请的一些实施例,沿第一壁110的厚度方向z,第一凹槽121的投影落入第二凹槽123的投影内。
在垂直于第一壁110的厚度方向z上的平面,第一凹槽121在该平面上的投影落入于第二凹槽123在该平面上的投影,可以指第一凹槽121在该平面上的投影在第二凹槽123的在该平面上的投影之内,或者第一凹槽121在该平面上的投影与第二凹槽123的在该平面上的投影相互重合。
上述方案中,沿第一壁110的厚度方向z,第一凹槽121的投影落入第二凹槽123的投影内,可以指第一凹槽121的尺寸小于或者等于第二凹槽123的尺寸,一方面,第二凹槽123的尺寸较大,以具有较大的注液操作的空间,提高向外壳11内部注入电解液的效率,进而提高电池的生产效率;另一方面,当第一凹槽121的尺寸小于第二凹槽123的尺寸时,第一凹槽121的尺寸较小可以指槽状结构的尺寸较小,即电极端子12的结构稳定性更强,具有较高的强度。
根据本申请的一些实施例,第一凹槽121的开口的面积小于第二凹槽123的开口的面积。
如图6,第一凹槽121的开口的面积较小,设置第一凹槽121可以降低第一密封件16干涉转接件14的风险,第一凹槽121的开口大于注液孔15的孔径即可,第一凹槽121的开口越小,则由第一端面120挖取的部位体积越小,电极端子12的结构越稳定。第二凹槽123的开口的面积越大,则越容易在第二凹槽123处向注液孔15注液,也更容易将第二密封件17装配于第二凹槽123。
上述方案中,第二凹槽123的开口的面积较大,即具有较大的注液操作的空间,能够便于由第二凹槽123向外壳11内部注入电解液,进而提高电池的制造效率。
根据本申请的一些实施例,第一凹槽121和第二凹槽123同轴设置。参见图3和图6,第一凹槽121和第二凹槽123可以为圆形槽,二者的同轴设置。在一些实施例中,可以通过冲压工艺在电极端子12上成型第一凹槽121和第二凹槽123,由于第一凹槽121和第二凹槽123同轴设置,故可通过一次冲程形成第一凹槽121和第二凹槽123,例如,电极端子12在未进行冲压时,电极端子12如图7所示,图7为本申请一些实施例中未形成第一凹槽121的电极端子12的示意图,冲压头设置在电极端子12的下方,冲压头的轴线与注液孔15的轴线对齐,冲压头向上冲压一定距离的行程,以使得电极端子12的第一端面120的部分发生形变而向内凹陷,进而形成同轴设置的第一凹槽121和第二凹槽123。
上述方案中,在一些实施例中,第一凹槽121和第二凹槽123同轴设置,较第一凹槽121和第二凹槽123不同轴,需要两个工序成型而言,第一凹槽121和第二凹槽123可以通过一个工序成型,能够降低第一凹槽121和第二凹槽123的加工难度,提高电池的制造效率。
根据本申请的一些实施例,请参见图6,第二凹槽123的槽底面上设置有环形槽124,环形槽124沿电极端子12的周向延伸,环形槽124的外侧面与第二凹槽123的槽侧面共面。
环形槽124为形成于第二凹槽123的槽底面的呈环状的槽状结构。环形槽124的外侧面可以指,沿电极端子12的径向(即垂直于电极端子12的轴向的方向),环形槽124的远离于注液孔15的侧面。
上述方案中,通过在第二凹槽123的槽底面上设置环形槽124,一方面,能够降低电极端子12的重量,提高电池的重量能量密度,另一方面,为夹取或者支撑该电极端子12提供夹紧或支撑的位置,即机械手或者其他支撑夹具结构能够作用于该环形槽124,以实现对电极端子12的夹取或支撑。
在其他一些实施例中,例如图8,图8为本申请其他一些实施例中电极端子12的示意图。在其他一些实施例中,电极端子12可取消环形槽124。
根据本申请的一些实施例,沿电极端子12的径向,环形槽124的内侧面与电极端子12的中轴线之间的距离大于第一凹槽121的槽侧面与中轴线之间的距离。
环形槽124的内侧面可以指,沿电极端子12的径向,环形槽124的较为靠近于注液孔15的侧面。
电极端子12的中轴线可以指电极端子12的几何中心线或者电极端子12的轴线,或者在一些实施例中,电极端子12的中轴线可以为注液孔15的轴线。
上述方案中,环形槽124位于第一凹槽121的外侧,在夹取或者支撑该电极端子12时,能够降低机械手或者其他支撑夹具结构对第一凹槽121的槽底面造成的影响,提高位于槽底面上的注液孔15的安全性,进而提高电池的可靠性。
根据本申请的一些实施例,请结合图4和图6,第一壁110设置有安装孔111。电极端子12包括端子本体125、第一凸缘部126和第二凸缘部127。端子本体125穿设于安装孔111,第一凸缘部126和第二凸缘部127凸出于端子本体125的外周面,第一凸缘部126位于第一壁110的外侧,第二凸缘部127位于第一壁110的内侧,第一凸缘部126和第二凸缘部127用于限制电极端子12脱离第一壁110。
在一些实施例中,端子本体125为电极端子12的主体部分,第一凸缘部126位于端子本体125的一端,第二凸缘部127位于端子本体125的另一端。端子本体125能够穿设于安装孔111,第一凸缘部126和第二凸缘部127均凸出于端子本体125的外周面以能够分别与第一壁110的在厚度方向z上相对的两个面抵接,以限制电极端子12脱离于第一壁110,在一些实施例中,技术人员将该种电极端子12与第一壁100的安装方式称为翻边铆接。
在一些实施例中,端子本体125与第一壁110之间、第一凸缘部126与第一壁110之间以及第二凸缘部127与第一壁110之间分别设置有绝缘结构,以使得电极端子12和第一壁110相互绝缘。
上述方案中,电极端子12包括端子本体125、第一凸缘部126和第二凸缘部127。端子本体125穿设于安装孔111,通过第一凸缘部126和第二凸缘部127能够锁定于安装孔111中,限制电极端子12由安装孔111中脱出,使得电池具有较高的可靠性。
根据本申请的一些实施例,本申请一些实施例还提供一种电池,该电池包括上文描述的电池单体10。
根据本申请的一些实施例,本申请一些实施例还提供一种用电装置,该用电装置包括上文描述的电池单体10,电池单体10用于提供电能。
根据本申请的一些实施例,请参见图3-图6,本申请一些实施例提供一种电池单体10,电池单体10包括外壳11、电极端子12、电极组件13、转接件14、第一密封件16和第二密封件17。电极组件13设置于外壳11的内部,外壳11的内部还设置有电解液。电极端子12设置于外壳11的第一壁110并通过转接件14与电极组件13电连接。
电极端子12的第一端面120与转接件14连接,在第一端面120上设置有第一凹槽121,在第一凹槽121的槽底设置有注液孔15,通过注液孔15可以向外壳11的内部注入电解液,第一密封件16可以为胶钉,胶钉插入于注液孔15以封堵注液孔15。参见图6,由于注液孔15设置在第一凹槽121的槽底,故看作注液孔15位于电极端子12的中部,较注液孔15处于电极端子12的底部而言(可参见图7),一方面,注液孔15的位置被抬高,进而远离了转接件14,降低第一密封件16干涉转接件14的风险,提高了电池的可靠性,另一方面,增大了可以容纳电解液的空间,使得电池单体10具有更多的电解液,提高了电池的能量密度。
参见图4,在电极端子12的第二端面122设置有第二凹槽123,注液孔15的进口暴露于第二凹槽123,第二密封件17可以为铝钉,铝钉可以封闭第二凹槽123的开口对第一密封件16起保护作用。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (16)
1.一种电池单体,其特征在于,包括:
外壳,包括第一壁;
电极端子,设置于所述第一壁;
电极组件,容纳于所述外壳内;
转接件,用于电连接所述电极组件和所述电极端子;
其中,所述电极端子具有与所述转接件连接的第一端面,所述第一端面上设置有第一凹槽,所述第一凹槽的槽底面设置有用于向所述外壳内注入电解液的注液孔,所述电池单体还包括第一密封件,所述第一密封件封闭所述注液孔。
2.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,所述第一密封件与所述转接件之间具有间隙。
3.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,
所述第一密封件插入所述注液孔且与所述注液孔过盈配合。
4.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,
所述电极端子还具有第二端面,所述第二端面与所述第一端面沿所述电极端子的轴向相对设置,所述第二端面上设置有第二凹槽,所述注液孔贯穿所述第一凹槽的槽底面和所述第二凹槽的槽底面。
5.根据权利要求4所述的电池单体,其特征在于,
所述电池单体还包括第二密封件,所述第二密封件封闭所述第二凹槽的开口。
6.根据权利要求5所述的电池单体,其特征在于,
所述第二密封件至少部分容纳于所述第二凹槽内,所述第二密封件与所述第二凹槽的槽侧面焊接。
7.根据权利要求5所述的电池单体,其特征在于,
所述第一密封件为非金属材质,所述第二密封件为金属材质。
8.根据权利要求4所述的电池单体,其特征在于,
沿所述电极端子的轴向,所述第二凹槽的槽底面至所述第一端面的距离为M1,满足M1≥1mm。
9.根据权利要求4所述的电池单体,其特征在于,
沿所述第一壁的厚度方向,所述第一凹槽的投影落入所述第二凹槽的投影内。
10.根据权利要求4所述的电池单体,其特征在于,
所述第一凹槽的开口的面积小于所述第二凹槽的开口的面积。
11.根据权利要求4所述的电池单体,其特征在于,
所述第一凹槽和所述第二凹槽同轴设置。
12.根据权利要求4所述的电池单体,其特征在于,
所述第二凹槽的槽底面上设置有环形槽,所述环形槽沿所述电极端子的周向延伸,所述环形槽的外侧面与所述第二凹槽的槽侧面共面。
13.根据权利要求12所述的电池单体,其特征在于,
沿所述电极端子的径向,所述环形槽的内侧面与所述电极端子的中轴线之间的距离大于所述第一凹槽的槽侧面与所述中轴线之间的距离。
14.根据权利要求1-13任一项所述的电池单体,其特征在于,
所述第一壁设置有安装孔,所述电极端子包括端子本体、第一凸缘部和第二凸缘部,所述端子本体穿设于所述安装孔,所述第一凸缘部和所述第二凸缘部凸出于所述端子本体的外周面,所述第一凸缘部位于所述第一壁的外侧,所述第二凸缘部位于所述第一壁的内侧,所述第一凸缘部和所述第二凸缘部用于限制所述电极端子脱离所述第一壁。
15.一种电池,其特征在于,包括权利要求1-14任一项所述的电池单体。
16.一种用电装置,其特征在于,包括权利要求1-14任一项所述的电池单体,所述电池单体用于提供电能。
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