CN219303812U - 电池单体、电池及用电装置 - Google Patents

电池单体、电池及用电装置 Download PDF

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CN219303812U CN202320152778.9U CN202320152778U CN219303812U CN 219303812 U CN219303812 U CN 219303812U CN 202320152778 U CN202320152778 U CN 202320152778U CN 219303812 U CN219303812 U CN 219303812U
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李全坤
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Abstract

本申请提供了一种电池单体、电池及用电装置。电池单体(200),包括电极组件(300)、第一电极端子(431)和第二电极端子(432),电极组件(300)包括主体部(30),主体部(30)上引出有第一极耳(34)、第二极耳(35)和辅极耳(36),第一极耳(34)和辅极耳(36)均与第一电极端子(431)电连接,第二极耳(35)与第二电极端子(432)电连接。通过使第一极耳(34)和辅极耳(36)均与第一电极端子(431)电连接,以增加与第一电极端子(431)电连接的极耳的过流面积,以提升与第一电极端子(431)电连接的极耳的过流能力,进而提升电池单体(200)的性能。

Description

电池单体、电池及用电装置
技术领域
本申请属于电池技术领域,更具体地说,是涉及一种电池单体、电池及用电装置。
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。
电池单体的电极组件主要是通过极耳来流通电流,形成回路,以便对电极组件进行充放电。电极组件的极耳的过流能力,极大地影响电极组件的充放电功率。然而,一些情况下,电极组件的某个极耳的过流能力会相对较低,而影响电池单体充放电性能。
实用新型内容
本申请实施例的目的在于提供一种电池单体、电池及用电装置,以解决相关技术中极耳过流能力较低的问题。
第一方面,本申请实施例提供了一种电池单体,包括电极组件、第一电极端子和第二电极端子,电极组件包括主体部,主体部上引出有第一极耳、第二极耳和辅极耳,第一极耳和辅极耳均与第一电极端子电连接,第二极耳与第二电极端子电连接。
本申请实施例的技术方案中,通过在电极组件的主体部上设置第一极耳、第二极耳和辅极耳,并使第一极耳和辅极耳均与第一电极端子电连接,第二极耳与第二电极端子电连接,从而将主体部上与第一电极端子电连接的极耳的宽度,进而增加与第一电极端子电连接的极耳的过流面积,以提升与第一电极端子电连接的极耳的过流能力。
在一些实施例中,第一极耳位于主体部宽度方向的一端,辅极耳远离第一极耳的一端延伸超过主体部宽度方向的中部。
通过上述结构设计,将辅极耳设置在第一极耳靠近主体部宽度的一侧,以便设计与制作,而使辅极耳超过主体部宽度方向的中部,可以使主体部上有足够的宽度来设计辅极耳。
在一些实施例中,沿主体部的宽度方向:辅极耳与第一极耳长度之和与主体部的宽度之比的范围为0.5-1。
通过上述结构设计,可以使第一极耳与辅极耳宽度之和可以大于或等于主体部宽度的一半,以使与第一电极端子电连接的极耳具有较大的宽度,进而使与第一电极端子电连接的极耳的过流面积较大,以提升与第一电极端子电连接的极耳的过流能力。
在一些实施例中,第一极耳与辅极耳的过流面积之和大于或等于第二极耳的过流面积。
通过上述结构设计,可以使与第一电极端子电连接的极耳的过流面积较大,以提升与第一电极端子电连接的极耳的过流能力,进提升该电池单体的过流能力。
在一些实施例中,第一极耳包括第一耳根部和第一耳主体,第一耳根部的宽度大于第一耳主体的宽度,第一耳主体伸出主体部。
通过设置第一耳根部,以与主体部连接,并将第一耳根部的宽度设置大于第一耳主体的宽度,可以提升第一极耳的传导电流的能力;而设置第一耳主体,以便与第一电极端子相连,便于组装连接。
在一些实施例中,辅极耳包括辅耳根部,沿主体部的厚度方向:辅耳根部与第二极耳具有重叠区域。
通过设置辅耳根部,以与主体部连接,并使辅耳根部与第二极耳具有重叠区域,可以使主体部上有足够的宽度来设计辅极耳,进而可以将辅极耳的宽度设置更大,以提升过流面积。
在一些实施例中,辅耳根部与第二极耳之间设有绝缘结构。
通过设置绝缘结构,以保证辅耳根部与第二极耳间的良好绝缘,防止辅耳根部与第二极耳短路。
在一些实施例中,第二极耳包括第二耳根部和第二耳主体,第二耳根部与主体部相连,第二耳主体伸出主体部;沿主体部的高度方向:辅耳根部与第二耳根部持平;主体部包括位于辅耳根部与第二耳根部之间的隔膜,隔膜伸至辅耳根部与第二耳根部之间的部分构成绝缘结构。
通过设置第二耳根部,以与主体部连接;而将辅耳根部与第二耳根部持平,这样可以使主体部的隔膜伸至辅耳根部与第二耳根部之间,以保证辅耳根部与第二极耳间的良好绝缘,防止辅耳根部与第二极耳短路。
在一些实施例中,第二极耳包括第二耳根部和第二耳主体,第二耳根部与主体部相连,第二耳主体伸出主体部;沿主体部的高度方向:辅耳根部的高度大于第二耳根部的高度。
将辅耳根部的高度大于第二耳根部的高度,便于设置辅耳根部,提升辅耳根部的过流能力,并且也方便在辅耳根部与第二耳根部之间设置绝缘结构。
在一些实施例中,主体部包括位于辅耳根部与第二耳根部之间的隔膜,隔膜沿主体部的高度方向凸出辅耳根部,隔膜凸出第二耳根部的部分构成绝缘结构。
将主体部的隔膜设置凸出辅耳根部,在第二耳主体层叠压合时,可以使隔膜隔于辅耳根部与第二耳根部之间,以保证良好地绝缘。
在一些实施例中,隔膜凸出辅耳根部的高度大于或等于2mm。
使主体部的隔膜设置凸出辅耳根部2毫米(mm)以上,在第二耳主体层叠压合时,可以保证辅耳根部与第二耳根部之间良好地绝缘效果。
在一些实施例中,绝缘结构包括设于辅耳根部和/或第二极耳上的绝缘胶。
在辅耳根部和/或第二极耳上设置绝缘胶,以实现辅耳根部与第二耳根部之间的绝缘,结构简单,便于设置,可以保证绝缘效果。
在一些实施例中,第二极耳靠近辅极耳的一面贴合有第一绝缘片。
由于第二极耳需要压合,折弯后与第二电极端子连接时,这样在第二极耳靠近辅极耳的一面贴合有第一绝缘片,可以起到良好地绝缘防护作用,并且还可以起到保护第二极耳,避免第二极耳与第二电极端子焊接的毛刺对辅极耳的影响。
在一些实施例中,第二极耳包括第二耳根部和第二耳主体,第二耳根部与主体部相连,第二耳主体伸出主体部,第二耳根部的宽度大于第二耳主体的宽度。
通过设置第二耳根部,以与主体部连接,并将第二耳根部的宽度设置大于第二耳主体的宽度,可以提升第二极耳的传导电流的能力;而设置第二耳主体,以便与第二电极端子相连,便于组装连接。
在一些实施例中,第一极耳与辅极耳是一体成型结构。这样可以使第一极耳与辅极耳共用一块较大的极耳,便于加工制作。
在一些实施例中,第一极耳与辅极耳分体设置。这样可以方便辅极耳的位置布局,也便于在辅极耳与第二极耳之间设置绝缘结构。
在一些实施例中,第一极耳与辅极耳间隔设置,辅极耳包括辅耳根部和辅耳主体,辅耳根部与主体部相连,辅耳主体伸出主体部与第一电极端子电连接。
将第一极耳与辅极耳间隔开,以便辅极耳的位置布局,而辅极耳包括辅耳主体,以便与第一电极端子电连接。
在一些实施例中,辅耳根部的宽度大于辅耳主体的宽度。不仅便于将辅耳主体与第一电极端子连接,而且可以提升辅耳根部传导电流的能力。
在一些实施例中,主体部具有第一端面,第一端面引出第一极耳及第二极耳,主体部于辅耳根部的区域凸出第一端面形成台阶,第一端面宽度方向的中部形成支撑区,支撑区位于台阶的侧边,电池单体还包括端盖,端盖上凸设有抵持支撑区的凸台。
在辅耳根部对应区域形成台阶,并使台阶的侧边形成支撑区,并在端盖上设置凸台,以支撑在支撑区上,以便可以更好地支撑住端盖。
在一些实施例中,凸台的高度大于台阶的高度。这样在端盖的凸台支撑在支撑区上时,可以避免端盖挤压台阶,对辅耳根部起到保护作用。
在一些实施例中,凸台的高度比台阶的高度大至少2mm。这种结构设置,可以更好的使端盖不会挤压台阶,以保护辅耳根部。
在一些实施例中,电极组件为多个,多个电极组件叠合设置,端盖上对应于各支撑区的位置分别设有凸台。
将多个电极组件叠合设置,可以提升电池单体的容量;而在端盖上对应各支撑区设置凸台,以便各电极组件的主体部来支撑住端盖。
在一些实施例中,沿主体部的厚度方向:相邻两个凸台之间具有N个台阶,相邻两个凸台之间的距离为W,各台阶的宽度为K,W≥N*K+2mm。
将相邻两个凸台之间的距离设置比该两个凸台之间台阶宽度之和大2mm以上,以便凸台可以支撑在支撑区上,而且不会挤压台阶。
在一些实施例中,沿主体部的厚度方向:各凸台的宽度小于支撑区的宽度,且凸台的宽度大于2mm。
将凸台的宽度小于支撑区的宽度,以便支撑区良好支撑凸台;凸台的宽度大于2mm,可以保证凸台的结构强度。
在一些实施例中,电池单体还包括第一集流件和第二集流件,第一集流件连接第一极耳及辅极耳与第一电极端子,第二集流件连接第二极耳与第二电极端子。
设置第一集流件,以便连接第一极耳及辅极耳与第一电极端子;设置第二集流件,以便连接第二极耳与第二电极端子,便于组装。
在一些实施例中,电池单体包括多个电极组件,多个电极组件分成两组,两组电极组件相对设置。
将多个电极组件叠合设置,可以提升电池单体的容量;而将多个电极组件分成两组,并将两组电极组件相对设置,可以将两组电极组件的极耳分别与对应的电极端子相连,再将两组电极组件进行合片,以方便组装。
在一些实施例中,第一极耳的导电率小于第二极耳的导电率。而第一极耳及辅极耳均与第一电极端子相连,这样可以使得第一极耳与辅极耳的过流能力之和与第二极耳过流能力相近,进而可以保证电池单体的整体过流能力。
在一些实施例中,第一极耳的厚度小于第二极耳的厚度。这使用使得第一极耳的过流能力会小于第二极耳的过流能力,而第一极耳及辅极耳均与第一电极端子相连,这样可以使得第一极耳与辅极耳的过流能力之和与第二极耳过流能力相近,进而可以保证电池单体的整体过流能力。
在一些实施例中,电池单体还包括第一极片,第一极片包括绝缘基层和分别设于绝缘基层两面的导电层,各导电层引出第一极耳,至少一个导电层引出辅极耳。
在两层导电层之间设置绝缘基层,这样可以将两个导电层的厚度设置较小,从而在裁切第一极片,或异物刺穿第一极片时,导电层上产生的毛刺较小,很难刺破绝缘基层,从而降低短路风险,提高安全性能。而在至少一个导电层上引出辅极耳,可以提升过流能力。
第二方面,本申请实施例提供了一种电池,包括如上述实施例所述的电池单体。
第三方面,本申请实施例提供了一种用电装置,包括如上述实施例所述的电池。
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中的技术方案,下面将对实施例或示范性技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中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,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一些实施例的车辆的结构示意图;
图2为本申请一些实施例的电池的分解结构示意图;
图3为本申请一些实施例的电池单体的分解结构示意图;
图4为图3中端盖与电极组件组合的结构示意图;
图5为图3中电极组件的极耳叠合后的结构示意图;
图6为图5中电极组件的极耳折弯后的结构示意图;
图7为本申请一些实施例中电极组件的结构示意图;
图8为图7中第一极片的结构示意图;
图9为图7中第二极片的结构示意图;
图10为本申请另一些实施例中电极组件的结构示意图;
图11为本申请又一些实施例中电极组件的结构示意图;
图12为本申请再一些实施例中电极组件的结构示意图;
图13为本申请一些实施例中电极组件的结构示意图;
图14为本申请一些实施例中第一极片的结构示意图;
图15为本申请一些实施例的电池单体的分解结构示意图;
图16为图15中端盖与电极组件组合的结构示意图;
图17为图15中电极组件相对端盖展开时的结构示意图;
图18为图15中电极组件的俯视结构示意图;
图19为本申请一些实施例提供的电池单体中电极组件的结构示意图;
图20为本申请另一些实施例提供的电池单体中电极组件的结构示意图;
图21为本申请又一些实施例提供的电池单体中电极组件的结构示意图。
其中,图中各附图主要标记:
1000-车辆;1001-电池;1002-控制器;1003-马达;
100-箱体;101-第一部分;102-第二部分;
200-电池单体;
300-电极组件;30-主体部;301-第一端面;302-台阶;303-支撑区;304-第一侧;305-第二侧;31-第一极片;311-绝缘基层;312-导电层;313-;32-第二极片;33-隔膜;34-第一极耳;341-第一耳根部;342-第一耳主体;35-第二极耳;351-第二耳根部;352-第二耳主体;36-辅极耳;361-辅耳根部;362-辅耳主体;37-第一绝缘片;38-第二绝缘片;39-保护片;
40-外壳;41-端盖;411-凸台;412-注液孔;42-壳体;43-电极端子;431-第一电极端子;432-第二电极端子;
51-集流件;511-第一集流件;512-第二集流件;
52-托板;
X-宽度方向;Y-厚度方向;Z-高度方向。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
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。
在本申请实施例的描述中,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。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。
在本文中提及“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。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以以任何合适的方式与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中,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。
在本申请实施例的描述中,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)。“若干”的含义是一个或一个以上,除非另有明确具体的限定。
在本申请实施例的描述中,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例和简化描述,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例的限制。
在本申请实施例的描述中,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例中的具体含义。
在本申请实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上或者间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
在本申请实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,技术术语“邻近”是指位置上接近。例如A1、A2和B三部件,A1与B之间的距离大于A2与B之间的距离,那么A2相比A1来说,A2更接近于B,即A2邻近B,也可以说B邻近A2。再如,当有多个C部件,多个C部件分别为C1、C2……CN,当其中一个C部件,如C2相比其他C部件更靠近B部件,那么B邻近C2,也可以说C2邻近B。
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、钠锂离子电池、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。在一些情况下,也可以直接使用电池单体,即电池也可以不包括箱体,在此不作限定。
在电池中,电池单体为多个时,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容纳于箱体内;当然,电池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,并容纳于箱体内。电池还可以包括其他结构,例如,该电池还可以包括汇流部件,用于实现多个电池单体之间的电连接。
本申请实施例中的电池单体包括电极组件和外壳。电极组件也称为裸电芯,电极组件由正极片、负极片和隔膜组成。电极组件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,正极集流体上未涂覆正极活性物质层的部分凸出于已涂覆正极活性物质层的部分,未涂覆正极活性物质层的部分作为正极极耳,或者在正极集流体上焊接并引出金属导电体,以作为正极极耳。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,负极集流体上未涂覆负极活性物质层的部分凸出于己涂覆负极活性物质层的部分,未涂覆负极活性物质层的部分作为负极极耳,或者在负极集流体上焊接并引出金属导电体,以作为负极极耳。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,正极片可以引出多个正极极耳并层叠形成一整个正极极耳;同理,负极片可以引出多个负极极耳并层叠形成一整个负极极耳。可以理解地,电极组件中,正极片可以引出一个正极极耳,负极片可以引出一个负极极耳。正极极耳和负极极耳均称为极耳,也就是说,电极组件上设有两个极性相反的极耳,一个极耳为正极极耳,另一个极耳为负极极耳。相应地,电极组件包括主体部和极耳,正极片、负极片和隔膜层叠卷绕形成电极组件的主体部,而极耳则从主体部上引出。
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。卷绕式结构多是将极耳焊接到集流体上,再按正极片——隔膜——负极片——隔膜的顺序排列;再通过卷绕组成圆柱形或方形电芯。叠片式结构多是在集流体上引出极耳,将正极片、负极片和隔膜按照正极片——隔膜——负极片——隔膜顺序排列,逐层叠合在一起形成叠片电芯;其中,可将隔膜切断,并以隔膜片直接叠片,或不将隔膜切断,而是以Z型折叠叠片。隔膜的材质可以为PP(Polypropylene,聚丙烯)或PE(Polyethylene,聚乙烯)等。隔膜是设置在正极片和负极片之间的绝缘膜,其主要作用是:隔离正、负极并使电池内的电子不能自由穿过,防止短路,而能够让电解液中的离子在正负极之间自由通过,以在正负极间形成回路。正极片和负极片统称为极片。正极极耳和负极极耳统称为极耳。
外壳是内部具有容纳空间的壳体结构,电极组件置于外壳的容纳空间中,以通过外壳来容置与保护电极组件。
电极组件主要是通过极耳来流通电流,形成回路,以便对电极组件进行充放电。
电极组件的极耳的过流能力,极大地影响电极组件的充放电功率。然而,一些情况下,由于极耳的材料限制、厚度限制等因素,会导致电极组件的两个极耳的过流能力并不相同,这就限制了电极组件的过流能力,而影响电池单体充放电性能。
基于上述考虑,为了解决电极组件的某个极耳的过流能力影响电极组件的整体过流能力,影响电池单体充放电性能的问题,本申请实施例提供了一种电池单体,通过在电极组件的主体部上引出第一极耳、第二极耳和辅极耳,第一极耳和辅极耳均与第一电极端子电连接,第二极耳与第二电极端子电连接,通过第一极耳与辅极耳配合来供流经第一电极端子电流通过,以提升过流能力,进而提升电池单体整体的过流能力与充放电性能。
本申请实施例公开的电池单体可以用于使用电池作为电源的用电装置或者使用电池作为储能元件的各种储能系统,如应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统。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、电动自行车、电动摩托车、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。
为了方便说明,以本申请一实施例提供一种用电装置,该用电装置以车辆为例进行说明。
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1001,电池1001可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池1001可以用于车辆1000的供电,例如,电池1001可以作为车辆1000的操作电源。车辆1000还可以包括控制器1002和马达1003,控制器1002用来控制电池1001为马达1003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1001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1001的分解结构示意图。电池1001包括箱体100和电池单体,电池单体容纳于箱体100内。其中,箱体100用于为电池单体提供容纳空间,箱体100可以采用多种结构。在一些实施例中,箱体100可以包括第一部分101和第二部分102,第一部分101与第二部分102相互盖合,第一部分101和第二部分102共同限定出用于容纳电池单体的容纳空间。第二部分102可以为一端开口的空心结构,第一部分101可以为板状结构,第一部分101盖合于第二部分102的开口侧,以使第一部分101与第二部分102共同限定出容纳空间;第一部分101和第二部分102也可以是均为一侧开口的空心结构,第一部分101的开口侧盖合于第二部分102的开口侧。当然,第一部分101和第二部分102形成的箱体100可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。多个电池单体相互并联或串联或混联组合后,置于第一部分101和第二部分102扣合后形成的箱体100内。
请参照图3,图3为本申请一些实施例提供的电池单体200的分解结构示意图。请一并参阅图4至图6,图4为本申请一些实施例的电池单体200中端盖41与电极组件300组合的结构示意图;图5为本申请一些实施例的电池单体200中电极组件300的极耳叠合后的结构示意图;图6为本申请一些实施例的电池单体200中电极组件300的极耳折弯后的结构示意图。
电池单体200包括电极组件300和电极端子43,电极组件300包括主体部30和极耳,主体部30上引出极耳。电极端子43与极耳相连。
电极端子43是指与电极组件300的极耳相连的导电件,电极端子43与电极组件300的极耳相连,以输出电池单体200的电能,或向电池单体200充电。电池单体200的电极端子43一般为两个,两个电极端子43分别与电极组件300的正负极极耳相连,与正极极耳相连的电极端子43为正电极端子,与负极极耳相连的电极端子43为负电极端子。
电极组件300的两个极性相反的极耳可以分别为第一极耳34和第二极耳35,其中第一极耳34可以为正极极耳,第二极耳35为负极极耳。当然,第一极耳34可以为负极极耳,而第二极耳35为正极极耳。相应地,电极端子43也为两个,与第一极耳34相连的电极端子43可以称为第一电极端子43,与第二极耳35相连的电极端子43可以称为第二电极端子43。
电极组件300的极耳还包括辅极耳36,也就是说,电极组件300的极耳包括第一极耳34、第二极耳35和辅极耳36,则主体部30上引出有第一极耳34、第二极耳35和辅极耳36。第一极耳34和辅极耳36均与第一电极端子43电连接,第二极耳35与第二电极端子43电连接,从而使第一极耳34与辅极耳36配合来流通电流,以提升与第一电极端子43相连的极耳的过流能力,进而提升电池单体200的整体过流能力及性能。
通过在电极组件300的主体部30上设置第一极耳34、第二极耳35和辅极耳36,并使第一极耳34和辅极耳36均与第一电极端子43电连接,第二极耳35与第二电极端子43电连接,从而将主体部30上与第一电极端子43电连接的极耳的宽度,进而增加与第一电极端子43电连接的极耳的过流面积,以提升与第一电极端子43电连接的极耳的过流能力。
如图3所示,电极组件300具有高度方向、宽度方向与厚度方向,图中Z方向为电极组件300的高度方向,X方向为电极组件300的宽度方向,Y方向为电极组件300的厚度方向。电极组件300的高度方向也为其主体部30的高度方向,电极组件300的宽度方向也为其主体部30的宽度方向,电极组件300的厚度方向也为其主体部30的厚度方向。
请参阅图3至图6,为了便于描述,定义:将电极组件300的主体部30上引出极耳的一面定义为主体部30的第一端面301,则主体部30具有第一端面301,该第一端面301上引出极耳,也就是说,极耳从主体部30的第一端面301与主体部30相连。主体部30的第一端面301为主体部30高度方向(即Z方向)一端的表面。
在一些实施例中,电池单体200还包括外壳40,电极组件300安装于外壳40中,以通过外壳40来容置与保护电极组件300。电极组件300安装在外壳40中后,还会向外壳40中加入电解液,以使电极组件300吸收电解液。
外壳40具有第一壁,第一壁为外壳40的一个侧壁。第一壁上设有注液孔,以便通过注液孔向外壳40中加注电解液。第一壁上安装有电极端子43,通过第一壁来支撑电极端子43,电极端子43与极耳电连接。
在一些实施例中,请参阅图3和图6,电池单体200还包括集流件51,集流件51为连接极耳与电极端子43的导电件,集流件51可以为导电片、导电转接片等结构。集流件51连接极耳与电极端子43,以方便极耳与电极端子43的连接,连接更为稳固。可以理解地,在一些情况下,也可以将极耳直接与电极端子43相连。
由于电极组件300一般包括第一极耳34、第二极耳35和辅极耳36,电极端子43为两个,相应地,集流件51一般也为两个,两个集流件51分别与两个电极端子43对应,各集流件51与对应电极端子43相连,并且各集流件51与对应极耳相连,也就是说,各极耳通过集流件51与对应电极端子43相连,以方便极耳与电极端子43的连接,连接更为稳固。为了更于描述,与第一电极端子43相连的集流件51称为第一集流件511,而第一极耳34及辅极耳36与第一集流件511相连;与第二电极端子43相连的集流件51称为第二集流件512,而第二极耳35与第二集流件512相连。
以下实施例的描述中,除有特别指明,使用名称“极耳”可以是指代第一极耳34,也可以是指代第二极耳35,也可以是指代辅极耳36,还可以是同时指代第一极耳34、第二极耳35与辅极耳36;使用名称“电极端子”可以是指代第一电极端子43,也可以是指代第二电极端子43,还可以是同时指代第一电极端子43与第二电极端子43;使用名称“集流件”可以是指代第一集流件511,也可以是指代第二集流件512,还可以是同时指代第一集流件511与第二集流件512。
在一些实施例中,请参阅图3,外壳40包括壳体42和端盖41,端盖41盖于壳体42上,以形成外壳40结构。电极组件300安装在壳体42中,端盖41盖于壳体42上,以将电极组件300安装在外壳40中。
端盖41是指盖于壳体42的开口处以将电池单体200的内部环境隔绝于外部环境的部件。端盖41的形状可以与壳体42的形状相适应,以配合盖于壳体42上。可选地,端盖41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41在受挤压碰撞时就不易发生形变,使电池单体200能够具备更高的结构强度,安全性能也可以有所提高。端盖41的材质也可以是多种的,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等,本申请实施例对此不作特殊限制。
壳体42是用于配合端盖41以形成电池单体200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300、电解液以及其他部件。壳体42和端盖41可以是独立的部件,可以于壳体42上设置开口,通过在开口处使端盖41盖合开口以形成电池单体200的内部环境。壳体42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42的形状可以根据电池单体200的具体形状和尺寸大小来确定。壳体42的材质可以是多种,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等,本申请实施例对此不作特殊限制。
在一些实施例中,端盖41上还可以设置有用于在电池单体200的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构。
在一些实施例中,电池单体200还包括托板52,托板52安装在壳体42中,并且托板52可以支撑住电极组件300的主体部30的底部,以增加电池单体200的结构强度。
在一些实施例中,请参阅图3至图5,端盖41上设有注液孔412和电极端子43,也就是说,端盖41为外壳40的第一壁。这样可以方便注液孔412的加工,也便于将电极端子43安装在外壳40上。可以理解地,也可以将外壳40的其他侧壁中的一个作为第一壁,例如可以将外壳40的壳体42的底部作为第一壁,而将注液孔412及电极端子43安装在壳体42的底部。
由于端盖41作为外壳40的第一壁,在制作时相对简单,也便于电极端子43的安装,以及便于将极耳与电极端子43连接,以下实施例将会以端盖41作为外壳40的第一壁来进行详细描述。当端盖41作为外壳40的第一壁时,注液孔412设于端盖41上,电极端子43安装于端盖41上,极耳背离端盖41的一面为第一面,极耳靠近端盖41的一面为第二面。
极耳的过流面积是指极耳的宽度与极耳的厚度的乘积。第一极耳34的过流面积是指第一极耳34的宽度与第一极耳34的厚度的乘积。辅极耳36的过流面积是指辅极耳36的宽度与辅极耳36的厚度的乘积。第二极耳35的过流面积是指第二极耳35的宽度与第二极耳35的厚度的乘积。
在一些实施例中,第一极耳34与辅极耳36的过流面积之和大于或等于第二极耳35的过流面积。在与第一电极端子43电连接的极耳的单位面积上通过电流一定时,过流面积越大,其整体通过电流的能力越强,则将第一极耳34与辅极耳36的过流面积之和设置较大,这使得与第一电极端子43电连接的极耳的过流面积较大,从而使与第一电极端子43电连接的极耳的过流能力增强。特别是在单位面积上,第一极耳34的过流能力弱于第二极耳35的过流能力时,将第一极耳34与辅极耳36的过流面积之和大于或等于第二极耳35的过流面积,可以使第一极耳34与辅极耳36整体的过流能力得到增强,以使第一极耳34与辅极耳36整体的过流能力更接近于第二极耳35的过流能力,从而提升该电池单体200的过流能力。
在一些实施例中,第一极耳34位于主体部30宽度方向X的一端,辅极耳36远离第一极耳34的一端延伸超过主体部30宽度方向X的中部。从而将辅极耳36设置在第一极耳34靠近主体部30宽度的一侧,以便设计与制作,而使辅极耳36超过主体部30宽度方向X的中部,可以使主体部30上有足够的宽度来设计与布局辅极耳36,进而提升与第一电极端子43相连的极耳的过流能力。
在一些实施例中,请参阅图3至图5,沿主体部30的宽度方向X:辅极耳36与第一极耳34长度之和与主体部30的宽度之比的范围为0.5-1。也就是说,第一极耳34与辅极耳36宽度之和可以大于或等于主体部30宽度的一半;如第一极耳34与辅极耳36宽度之和为D2,主体部30的宽度为D1,则0.5≤D2/D1≤1,以使与第一电极端子43电连接的极耳具有较大的宽度,进而使与第一电极端子43电连接的极耳的过流面积增大,以提升与第一电极端子43电连接的极耳的过流能力。
在一些实施例中,第一极耳34的导电率小于第二极耳35的导电率。由于第一极耳34与第二极耳35的材料不同,这会使得第一极耳34的导电率与第二极耳35的导电率也不同,当第一极耳34的导电率小于第二极耳35的导电率,这会使第一极耳34单位面积的过流能力小于第一极耳34单位面积的过流能力,而第一极耳34与辅极耳36均与第一电极端子43相连,从而使得第一极耳34与辅极耳36过流能力之和与第二极耳35的过流能力相近,从而提升电池单体200的整体过流能力,进而提升电池单体200的性能。
在一些实施例中,电池单体200包括第一集流件511和第二集流件512时,第一集流件511连接第一极耳34及辅极耳36与第一电极端子43,第二集流件512连接第二极耳35与第二电极端子43。设置第一集流件511,以便连接第一极耳34及辅极耳36与第一电极端子43;设置第二集流件512,以便连接第二极耳35与第二电极端子43,便于组装。
请参阅图7至图9,图7为本申请一些实施例中电极组件300的结构示意图。图8为本申请一些实施例中电极组件300的第一极片31的结构示意图。图9为本申请一些实施例中电极组件300的第二极片32的结构示意图。
图7示出的电极组件300为卷绕式结构,其包括第一极片31、第二极片32和隔膜33,第一极片31上设有第一极耳34和辅极耳36,第二极片32上设有第二极耳35。请一并参阅图6,第一极片31、第二极片32和隔膜33卷绕形成电极组件300的主体部30。隔膜33位于第一极片31与第二极片32之间。第一极片31可以为正极片,第二极片32为负极片。当然,第一极片31可以为负极片,相应第二极片32为正极片。
在一些实施例中,第一极耳34包括第一耳根部341和第一耳主体342,第一耳主体342与第一耳根部341相连,第一耳根部341与主体部30相连,而第一耳主体342由第一耳根部341引出,在使用时,第一耳主体342与第一电极端子43电连接。第一耳根部341的宽度大于第一耳主体342的宽度,可以提升第一极耳34的传导电流的能力,这样可以将第一极耳34设置更薄,减小占用空间。另外,也可以提升第一耳根部341与主体部30连接处的结构强度,也就是说,可以提升主体部30上引出第一极耳34的端面的结构强度。设置第一耳主体342,以便与第一电极端子43相连,便于组装连接。
在一些实施例中,第二极耳35包括第二耳根部351和第二耳主体352,第二耳主体352与第二耳根部351相连,第二耳根部351与主体部30相连,而第二耳主体352由第二耳根部351引出,在使用时,第二耳主体352与第二电极端子43电连接。第二耳根部351的宽度大于第二耳主体352的宽度,可以提升第二极耳35的传导电流的能力,这样可以将第二极耳35设置更薄,减小占用空间。另外,也可以提升第二耳根部351与主体部30连接处的结构强度,也就是说,可以提升主体部30上引出第二极耳35的端面的结构强度。设置第二耳主体352,以便与第二电极端子43相连,便于组装连接。
在一些实施例中,辅极耳36包括辅耳根部361和辅耳主体362,辅耳主体362与辅耳根部361相连,辅耳根部361与主体部30相连,而辅耳主体362由辅耳根部361引出,在使用时,辅耳主体362与第一电极端子43电连接。辅耳根部361的宽度大于辅耳主体362的宽度,可以提升辅极耳36的传导电流的能力,这样可以将辅极耳36设置更薄,减小占用空间。另外,也可以提升辅耳根部361与主体部30连接处的结构强度,也就是说,可以提升主体部30上引出辅极耳36的端面的结构强度。设置辅耳主体362,以便与第一电极端子43相连,便于组装连接。
在一些实施例中,辅极耳36也可以仅包括辅耳根部361,而辅耳根部361与第一耳根部341相连,这样使辅耳根部361经第一耳根部341、第一耳主体342与第一电极端子43相连,这样可以减少材料,而且便于与第一电极端子43连接,方便组装。
在一些实施例中,沿主体部30的厚度方向Y:辅耳根部361与第二极耳35具有重叠区域。使辅耳根部361与第二极耳35具有重叠区域,可以使主体部30上有足够的宽度来设计辅极耳36,进而可以将辅极耳36的宽度设置更大,以增大辅极耳36的过流面积,进而以提升过流能力。
在一些实施例中,当辅耳根部361与第二极耳35具有重叠区域时,辅耳根部361与第二极耳35之间设有绝缘结构。通过设置绝缘结构,以保证辅耳根部361与第二极耳35间的良好绝缘,防止辅耳根部361与第二极耳35短路。
在一些实施例中,由于辅极耳36是从第一极片31上引出,第二极耳35是从第二极片32上引出,而第一极片31与第二极片32之间设置隔膜33,从而隔膜33可以伸至辅极耳36与第二极耳35之间,以通过隔膜33来起到辅极耳36与第二极耳35之间的绝缘防护作用。
在一些实施例中,沿主体部30的高度方向Z:辅耳根部361与第二耳根部351持平;主体部30的隔膜33伸至辅耳根部361与第二耳根部351之间的部分构成绝缘结构。将辅耳根部361与第二耳根部351持平,从而在电极组件300压合时,特别是第二极耳35层叠压合成一个整体时,辅耳根部361与第二耳根部351重叠的部分会形成一个平面,而隔膜33伸至辅耳根部361与第二耳根部351之间的部分会将辅耳根部361与第二耳根部351隔开,以起到绝缘防护作用,这种结构加工制作简单。
在一些实施例中,沿主体部30的高度方向Z:辅耳根部361的高度大于第二耳根部351的高度。将辅耳根部361的高度大于第二耳根部351的高度,便于设置辅耳根部361,降低辅极耳36的内阻,提升辅耳根部361的过流能力。另外,也方便在辅耳根部361与第二耳根部351之间设置绝缘结构。
在一些实施例中,主体部30的隔膜33沿主体部30的高度方向Z凸出辅耳根部361,这样在电极组件300压合时,特别是第二极耳35层叠压合成一个整体时,可以使隔膜33覆盖在辅耳根部361上,以更好地将辅耳根部361与第二耳根部351及第二耳主体352隔开,以起到更好地绝缘防护作用,这样隔膜33凸出第二耳根部351的部分就构成了辅耳根部361与第二极耳35之间的绝缘结构。
在一些实施例中,隔膜33凸出辅耳根部361的高度大于或等于2mm。使主体部30的隔膜33设置凸出辅耳根部3612毫米(mm)以上,在第二耳主体352层叠压合时,隔膜33覆盖在辅耳根部361上,从而保证辅耳根部361与第二极耳35之间的绝缘防护效果。
在一些实施例中,可以在辅耳根部361上设置绝缘胶,这样通过绝缘胶对辅耳根部361进行绝缘防护,以防辅耳根部361与第二极耳35间的短路,这种结构设计,使用绝缘胶作为绝缘结构,便于装配,结构简单,而且可以良好保证绝缘效果。
在一些实施例中,可以在第二极耳35上设置绝缘胶,这样通过绝缘胶对第二极耳35进行绝缘防护,以防辅耳根部361与第二极耳35间的短路,这种结构设计,使用绝缘胶作为绝缘结构,便于装配,结构简单,而且可以良好保证绝缘效果。
在一些实施例中,可以在辅耳根部361和第二极耳35上均设置绝缘胶,以防辅耳根部361与第二极耳35间的短路,保证更好地绝缘效果。
绝缘胶是指具有绝缘特性的胶片或胶带。
在一些实施例中,请参阅图5、图6和图7,第二极耳35靠近辅极耳36的一面贴合有第一绝缘片37。由于第二极耳35需要压合,折弯后与第二电极端子43连接时,这样在第二极耳35靠近辅极耳36的一面贴合有第一绝缘片37,可以起到良好地绝缘防护作用,并且还可以起到保护第二极耳35,避免第二极耳35与第二电极端子43焊接的毛刺对辅极耳36的影响。
在一些实施例中,请参阅图5、图6和图7,第一极耳34背离第一电极端子43的一面贴合有第二绝缘片38,从而起到保护第一极耳34,避免第一极耳34与第一电极端子43焊接的毛刺对主体部30的影响。
在一些实施例中,请参阅7至图9,卷绕形成的多圈极片中:各圈极片于电极组件300的宽度方向X的两侧分别为第一侧与第二侧;各圈极片中:第一极片31的第一侧引出有第一极耳34,第一极片31的第二侧引出有辅极耳36,第二极片32的第一侧引出有第二极耳35;各第一极耳34与第二极耳35沿电极组件300的宽度方向X相错开;多个第一极耳34叠合形成整个第一极耳34,多个辅极耳36叠合形成整个辅极耳36,多个第二极耳35叠合形成整个第二极耳35。这种结构设计简单,便于第一极耳34、第二极耳35及辅极耳36的设计与安装。
当然,在一些实施例中,也可以在第一极片31的第一侧引出第一极耳34和辅极耳36。
在一些实施例中,请参阅图10,图10为本申请一些实施例中电极组件300的结构示意图。图10示出的电极组件300为叠片式结构,其按照第一极片31-隔膜33-第二极片32-隔膜33顺序排列,逐层叠合在一起形成叠片电极组件300。
在一些实施例中,第一极耳34与辅极耳36是一体成型结构。这样可以使第一极耳34与辅极耳36共用一块较大的极耳,便于加工制作。
在一些实施例中,可以在每个第一极片31上均设置辅极耳36,以提升每个第一极片31上极耳的整体过流能力。
在一些实施例中,当第一极耳34与辅极耳36是一体成型时,辅极耳36可以仅包括辅耳根部361,这样可以简化结构,而且只需要将第一极耳34与第一电极端子43相连,就可以实现第一极耳34和辅极耳36均与第一电极端子43相连,连接方便。
请参阅图11,图11为本申请一些实施例中电极组件300的结构示意图。
在一些实施例中,也可以在部分第一极片31上设有辅极耳36。这样可以在一定程度上提升与第一电极端子43相连的极耳的过流能力。
请参阅图12,图12为本申请一些实施例中电极组件300的结构示意图。
在一些实施例中,第一极耳34与辅极耳36分体设置。这样可以方便辅极耳36的位置布局,也便于在辅极耳36与第二极耳35之间设置绝缘结构。
在一些实施例中,第一极耳34与辅极耳36间隔设置,也就是说,第一极耳34与辅极耳36是间隔开,这样可以方便区分第一极耳34与辅极耳36,从而便于将第一极耳34与辅极耳36分别与第一电极端子43相连。
在一些实施例中,第一极耳34与辅极耳36间隔设置时,辅极耳36包括辅耳根部361和辅耳主体362,辅耳根部361与主体部30相连,辅耳主体362伸出主体部30与第一电极端子43电连接。
在一些实施例中,当第一极耳34与辅极耳36分体设置,可以将第一极耳34与辅极耳36相连,这样在与第一电极端子43相连时,可以仅将第一极耳34和辅极耳36之一与第一电极端子43相连,就可以实现将第一极耳34与辅极耳36均与第一电极端子43电连接,以便组装。
请参阅图13,图13为本申请一些实施例中电极组件300的结构示意图。
在一些实施例中,第一极耳34与辅极耳36是一体成型,并且辅极耳36包括辅耳根部361和辅耳主体362,辅耳主体362与辅耳根部361相连,辅耳主体362与第一电极端子43电连接。而第一极耳34的第一耳主体342也与第一电极端子43电连接,以增大与第一电极端子43的连接面积,减小内阻,而且经过第一电极端子43的电流会经第一耳主体342和辅耳主体362分流,以提升整体的过流能力。
在一些实施例中,请一并参阅图6和图11,当在部分第一极片31上设置辅极耳36时,主体部30于辅耳根部361的区域会凸出第一端面301形成台阶302,并且在第一端面301宽度方向X的中部形成支撑区303,支撑区303位于台阶302的侧边。
在一些实施例中,请一并参阅图6至图9,当第一极片31的第一侧引出有第一极耳34,第一极片31的第二侧引出有辅极耳36时,主体部30于辅耳根部361的区域会凸出第一端面301形成台阶302,并且在第一端面301宽度方向X的中部形成支撑区303,支撑区303位于台阶302的侧边。
在一些实施例中,请参阅图3和图4,电池单体200还包括端盖41,端盖41上凸设有凸台411,当端盖41安装使用时,如将端盖41安装在壳体42上时,端盖41上的凸台411抵持支撑区303,以通过主体部30的上支撑区303来支撑住凸台411,进而稳定支撑住端盖41,以增强电池单体200的结构强度。
在一些实施例中,凸台411的高度H2大于台阶302的高度H1,这样在端盖41的凸台411支撑在支撑区303上时,可以避免端盖41挤压台阶302,对辅耳根部361起到保护作用。
在一些实施例中,凸台411的高度H2比台阶302的高度H1大至少2mm,也就是说H2-H1≥2mm。这种结构设置,可以使端盖41不会挤压台阶302,以保护辅耳根部361。
在一些实施例中,请参阅图3和图4,沿主体部30的厚度方向Y:各凸台411的宽度小于支撑区303的宽度,且凸台411的宽度大于2mm。将凸台411的宽度小于支撑区303的宽度,以便支撑区303良好支撑凸台411;凸台411的宽度大于2mm,可以保证凸台411的结构强度。
在一些实施例中,第一极耳34的厚度小于第二极耳35的厚度。这使用使得第一极耳34的过流能力会小于第二极耳35的过流能力,而第一极耳34及辅极耳36均与第一电极端子43相连,这样可以使得第一极耳34与辅极耳36的过流能力之和与第二极耳35过流能力相近,进而可以保证电池单体200的整体过流能力。
请参阅图14,图14为本申请一些实施例中电极组件300的结构示意图。
第一极片31包括绝缘基层313和导电层312,绝缘基层313的两面分别设有导电层312,绝缘基层313是指采用绝缘材料制作的膜层。绝缘基层313的材质可以为PP(Polypropylene,聚丙烯)或PE(Polyethylene,聚乙烯)等。导电层312是指第一极片31的集流体。则导电层312上设置活性物质层313,以形成极片。当第一极片31为正极片时,导电层312为正极集流体,活性物质层313为正极活性物质层。当第一极片31为负极片时,导电层312为负极集流体,活性物质层313为负极活性物质层。各导电层312引出第一极耳34。其中一个或两个导电层312上引出有辅极耳36,也就是说,至少一个导电层312引出辅极耳36。在两层导电层312之间设置绝缘基层313,这样可以将两个导电层312的厚度设置较小,从而在裁切第一极片31,或异物刺穿第一极片31时,导电层312上产生的毛刺较小,很难刺破绝缘基层313,从而降低短路风险,提高安全性能。另外,这种结构设置,由于两个导电层312之间设置绝缘基层313,在第一极片31的厚度一定时,会导致导电层312厚度减小,从而使得第一极片31上第一极耳34的厚度也需要制作较小,这会导致第一极耳34的过流面积缩小,而在至少一个导电层312上引出辅极耳36,则第一极片31上极耳的过流面积为第一极耳34的过流面积与辅极耳36的过流面积之和,这样可以提升第一极片31上极耳的过流面积,进而提升第一极片31上极耳的过流能力。
请参阅图15至图21,图15为本申请一些实施例的电池单体200的分解结构示意图。图16为本申请一些实施例的端盖41与电极组件300组合的结构示意图。图17为本申请一些实施例的电极组件300相对端盖41展开时的结构示意图。图18为本申请一些实施例的电极组件300的俯视结构示意图。图19为本申请一些实施例提供的电池单体200中电极组件300的结构示意图。图20为本申请另一些实施例提供的电池单体200中电极组件300的结构示意图。图21为本申请又一些实施例提供的电池单体200中电极组件300的结构示意图。
在一些实施例中,请一并参阅图3、图16和图19,电池单体200可以包括一个或多个电极组件300。当电池单体200包括多个电极组件300时,多个电极组件300分成两组,每组包括至少一个电极组件300,如当电极组件300为两个时,则该两个电极组件300分成两组。而当电极组件300的数量大于两个时,则至少一组中包括至少两个电极组件300,而另一组包括至少一个电极组件300。当电极组件300的数量为偶数个时,可以将两组中电极组件300的数量设置相同。
在一些实施例中,请参阅图3和图15,电极组件300还包括保护片39,保护片39包于主体部30上,以束缚电极组件300的主体部30,以良好保护主体部30。
在一些实施例中,请参阅图15,电池单体200包括两个电极组件300,保护片39包于两个电极组件300的主体部30上,以束缚两个电极组件300的主体部30,以便安装,并且可以良好保护两个电极组件300的主体部30。可以理解地,也可以使各主体部30上分别包设保护片39。当然,电池单体200包括更多数量的电极组件300时,可以将多个电极组件300的主体部30包裹在一起,以方便组装。
在一些实施例中,电池单体200包括两个电极组件300,两个电极组件300分成两组,每组为一个。当电池单体200为更多个时,也可以将其分别两组,每组可以设置一个或多个电极组件300。使用多个电极组件300,可以增加电池单体200的容量密度,并且也便于电极组件300的加工制作。
在一些实施例中,电池单体200包括多个电极组件300,多个电极组件300分成两组,两组电极组件300相对设置。将多个电极组件300叠合设置,可以提升电池单体200的容量;而将多个电极组件300分成两组,并将两组电极组件300相对设置,可以将两组电极组件300的极耳分别与对应的电极端子43相连,再将两组电极组件300进行合片,以方便组装。
在一些实施例中,请参阅图19,电池单体200包括三个电极组件300,三个电极组件300分成两组,其中一组为一个电极组件300,另一组为两个电极组件300,两组电极组件300相对设置。
在一些实施例中,请参阅图20,电池单体200包括四个电极组件300,四个电极组件300分成两组,每组为两个电极组件300,两组电极组件300相对设置。
在一些实施例中,请参阅图21,电池单体200包括四个电极组件300,四个电极组件300层叠设置。可以理解地,电极组件300也可以为层叠设置的两个、三个、五个等数量。也就是说,电极组件300为多个时,多个电极组件300层叠设置,这种结构便于设计制作。
在一些实施例中,请参阅图15至图18,电极组件300为多个,多个电极组件300叠合设置,端盖41上对应于各支撑区303的位置分别设有凸台411。将多个电极组件300叠合设置,可以提升电池单体200的容量;而在端盖41上对应各支撑区303设置凸台411,以便各电极组件300的主体部30来支撑住端盖41。
在一些实施例中,沿主体部30的厚度方向Y:相邻两个凸台411之间具有N个台阶302,相邻两个凸台411之间的距离为W,各台阶302的宽度为K,W≥N*K+2mm。也就是说,相邻两个凸台411之间的台阶302的宽度之和为N*K,而两个凸台411之间的距离W比该相邻两个凸台411之间的台阶302的宽度之和N*K大2mm以上,以便凸台411可以支撑在支撑区303上,而且不会挤压台阶302。
一般来说,相邻两个凸台411之间会存在一个或两个台阶302,如图18中相邻两个凸台411之间会存在两个台阶302;如图19至图21中相对设置的两组电极组件300中处于相邻且相对的两个电极组件300上的两个支撑区303之间存在两个台阶302,对应的两个凸台411之间会存在两个台阶302,而各组电极组件300中层叠的相邻两个电极组件300上的两个支撑区303之间存在一个台阶302,对应的两个凸台411之间会存在一个台阶302。
在一些实施例中,沿主体部30的厚度方向Y:各凸台411的宽度小于支撑区303的宽度,且凸台411的宽度大于2mm。将凸台411的宽度小于支撑区303的宽度,以便支撑区303良好支撑凸台411;凸台411的宽度大于2mm,可以保证凸台411的结构强度。
根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种电池单体200,包括主体部30、第一电极端子43和第二电极端子43,主体部30上引出第一极耳34、第二极耳35和辅极耳36,第一极耳34和辅极耳36均与第一电极端子43电连接,第二极耳35与第二电极端子43电连接,从而使第一极耳34与辅极耳36配合来流通电流,以提升与第一电极端子43相连的极耳的过流能力,进而提升电池单体200的整体过流能力及性能。第一极耳34与辅极耳36的过流面积之和大于或等于第二极耳35的过流面积。以使第一极耳34与辅极耳36整体的过流能力得到增强,以使第一极耳34与辅极耳36整体的过流能力更接近于第二极耳35的过流能力,从而提升该电池单体200的过流能力。第一极耳34包括第一耳根部341和第一耳主体342,第一耳主体342与第一耳根部341相连,第一耳根部341与主体部30相连,第一耳根部341的宽度大于第一耳主体342的宽度,以降低第一极耳34的内阻,提升第一极耳34的过流能力。第二极耳35包括第二耳根部351和第二耳主体352,第二耳主体352与第二耳根部351相连,第二耳根部351与主体部30相连,第二耳根部351的宽度大于第二耳主体352的宽度,以降低第二极耳35的内阻,提升第二极耳35的过流能力。辅极耳36包括辅耳根部361,而辅耳根部361与第一耳根部341相连,这样使辅耳根部361经第一耳根部341、第一耳主体342与第一电极端子43相连,这样可以减少材料,而且便于与第一电极端子43连接,方便组装。辅耳根部361与第二极耳35具有重叠区域,可以使主体部30上有足够的宽度来设计辅极耳36,进而可以将辅极耳36的宽度设置更大,以增大辅极耳36的过流面积,进而以提升过流能力。主体部30的隔膜33沿主体部30的高度方向Z凸出辅耳根部361,这样在电极组件300压合时,特别是第二极耳35层叠压合成一个整体时,可以使隔膜33覆盖在辅耳根部361上,以更好地将辅耳根部361与第二耳根部351及第二耳主体352隔开,这样隔膜33凸出第二耳根部351的部分就构成了辅耳根部361与第二极耳35之间的绝缘结构。以起到更好地绝缘防护作用。
根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种电池,包括以上任一方案所述的电池单体。
根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种用电装置,包括以上任一方案所述的电池。
用电装置可以是前述任一应用电池的设备或系统。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各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例技术方案的范围,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,各个实施例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例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (31)

1.一种电池单体,包括电极组件、第一电极端子和第二电极端子,其特征在于,所述电极组件包括主体部,所述主体部上引出有第一极耳、第二极耳和辅极耳,所述第一极耳和所述辅极耳均与所述第一电极端子电连接,所述第二极耳与所述第二电极端子电连接。
2.如权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述第一极耳位于所述主体部宽度方向的一端,所述辅极耳远离所述第一极耳的一端延伸超过所述主体部宽度方向的中部。
3.如权利要求2所述的电池单体,其特征在于,沿所述主体部的宽度方向:所述辅极耳与所述第一极耳长度之和与所述主体部的宽度之比的范围为0.5-1。
4.如权利要求1-3任一项所述的电池单体,其特征在于,所述第一极耳与所述辅极耳的过流面积之和大于或等于所述第二极耳的过流面积。
5.如权利要求1-3任一项所述的电池单体,其特征在于,所述第一极耳包括第一耳根部和第一耳主体,所述第一耳根部的宽度大于所述第一耳主体的宽度,所述第一耳主体伸出所述主体部。
6.如权利要求1-3任一项所述的电池单体,其特征在于,所述辅极耳包括辅耳根部,沿所述主体部的厚度方向:所述辅耳根部与所述第二极耳具有重叠区域。
7.如权利要求6所述的电池单体,其特征在于,所述辅耳根部与所述第二极耳之间设有绝缘结构。
8.如权利要求7所述的电池单体,其特征在于,所述第二极耳包括第二耳根部和第二耳主体,所述第二耳根部与所述主体部相连,所述第二耳主体伸出所述主体部;沿所述主体部的高度方向:所述辅耳根部与所述第二耳根部持平;所述主体部包括位于所述辅耳根部与所述第二耳根部之间的隔膜,所述隔膜伸至所述辅耳根部与所述第二耳根部之间的部分构成所述绝缘结构。
9.如权利要求7所述的电池单体,其特征在于,所述第二极耳包括第二耳根部和第二耳主体,所述第二耳根部与所述主体部相连,所述第二耳主体伸出所述主体部;沿所述主体部的高度方向:所述辅耳根部的高度大于所述第二耳根部的高度。
10.如权利要求9所述的电池单体,其特征在于,所述主体部包括位于所述辅耳根部与所述第二耳根部之间的隔膜,所述隔膜沿所述主体部的高度方向凸出所述辅耳根部,所述隔膜凸出所述第二耳根部的部分构成所述绝缘结构。
11.如权利要求10所述的电池单体,其特征在于,所述隔膜凸出所述辅耳根部的高度大于或等于2mm。
12.如权利要求7-11任一项所述的电池单体,其特征在于,所述绝缘结构包括设于所述辅耳根部和/或所述第二极耳上的绝缘胶。
13.如权利要求6所述的电池单体,其特征在于,所述第二极耳靠近所述辅极耳的一面贴合有第一绝缘片。
14.如权利要求1-3、7-11、13任一项所述的电池单体,其特征在于,所述第二极耳包括第二耳根部和第二耳主体,所述第二耳根部与所述主体部相连,所述第二耳主体伸出所述主体部,所述第二耳根部的宽度大于所述第二耳主体的宽度。
15.如权利要求1-3、7-11、13任一项所述的电池单体,其特征在于,所述第一极耳与所述辅极耳是一体成型结构。
16.如权利要求1-3、7-11、13任一项所述的电池单体,其特征在于,所述第一极耳与所述辅极耳分体设置。
17.如权利要求16所述的电池单体,其特征在于,所述第一极耳与所述辅极耳间隔设置,所述辅极耳包括辅耳根部和辅耳主体,所述辅耳根部与所述主体部相连,所述辅耳主体伸出所述主体部与所述第一电极端子电连接。
18.如权利要求17所述的电池单体,其特征在于,所述辅耳根部的宽度大于所述辅耳主体的宽度。
19.如权利要求17所述的电池单体,其特征在于,所述主体部具有第一端面,所述第一端面引出所述第一极耳及所述第二极耳,所述主体部于所述辅耳根部的区域凸出所述第一端面形成台阶,所述第一端面宽度方向的中部形成支撑区,所述支撑区位于所述台阶的侧边,所述电池单体还包括端盖,所述端盖上凸设有抵持所述支撑区的凸台。
20.如权利要求19所述的电池单体,其特征在于,所述凸台的高度大于所述台阶的高度。
21.如权利要求20所述的电池单体,其特征在于,所述凸台的高度比所述台阶的高度大至少2mm。
22.如权利要求19-21任一项所述的电池单体,其特征在于,所述电极组件为多个,多个所述电极组件叠合设置,所述端盖上对应于各所述支撑区的位置分别设有所述凸台。
23.如权利要求22所述的电池单体,其特征在于,沿所述主体部的厚度方向:相邻两个所述凸台之间具有N个所述台阶,相邻两个所述凸台之间的距离为W,各所述台阶的宽度为K,W≥N*K+2mm。
24.如权利要求19-21、23任一项所述的电池单体,其特征在于,沿所述主体部的厚度方向:各所述凸台的宽度小于所述支撑区的宽度,且所述凸台的宽度大于2mm。
25.如权利要求1-3、7-11、13、17-21、23任一项所述的电池单体,其特征在于,所述电池单体还包括第一集流件和第二集流件,所述第一集流件连接所述第一极耳及所述辅极耳与所述第一电极端子,所述第二集流件连接所述第二极耳与所述第二电极端子。
26.如权利要求1-3、7-11、13、17-21、23任一项所述的电池单体,其特征在于,所述电池单体包括多个所述电极组件,多个所述电极组件分成两组,两组所述电极组件相对设置。
27.如权利要求1-3、7-11、13、17-21、23任一项所述的电池单体,其特征在于,所述第一极耳的导电率小于所述第二极耳的导电率。
28.如权利要求1-3、7-11、13、17-21、23任一项所述的电池单体,其特征在于,所述第一极耳的厚度小于所述第二极耳的厚度。
29.如权利要求1-3、7-11、13、17-21、23任一项所述的电池单体,其特征在于,所述电池单体还包括第一极片,所述第一极片包括绝缘基层和分别设于所述绝缘基层两面的导电层,各所述导电层引出所述第一极耳,至少一个所述导电层引出所述辅极耳。
30.一种电池,其特征在于:包括如权利要求1-29任一项所述的电池单体。
31.一种用电装置,其特征在于:包括如权利要求30所述的电池。
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