CN219321570U - 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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CN219321570U CN202320057949.XU CN202320057949U CN219321570U CN 219321570 U CN219321570 U CN 219321570U CN 202320057949 U CN202320057949 U CN 202320057949U CN 219321570 U CN219321570 U CN 219321570U
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王鹏
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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、电极组件、极柱、集流构件和安装架。外壳具有第一壁。电极组件容纳于外壳内,电极组件包括主体部和极耳,沿第一壁的厚度方向,极耳设置于主体部面向第一壁的一端。极柱安装于第一壁上。集流构件连接极柱和极耳。沿第一壁的厚度方向,安装架设置于第一壁与主体部之间,集流构件连接于安装架上。通过安装架能够对集流构件起到固定和支撑的作用,使得电极组件的极耳在与集流构件相互连接后装配至外壳内时安装架能够对集流构件进行稳固,从而有利于降低集流构件与极柱之间的装配难度,以提升电池单体的生产效率,且有利于提升集流构件与极柱之间的连接质量。

Description

电池单体、电池及用电装置
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。其中,电池单体的电极组件通常需要通过集流构件与设置在外壳上的极柱相互连接,以实现电池单体的电能的输入或输出。但是,现有技术中的电池单体的集流构件与极柱之间的装配难度较大,从而导致电池单体存在生产效率较低且生产质量不佳等问题。
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生产效率和生产质量。
第一方面,本申请实施例提供一种电池单体,包括外壳、电极组件、极柱、集流构件和安装架;所述外壳具有第一壁;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,沿所述第一壁的厚度方向,所述极耳设置于所述主体部面向所述第一壁的一端;所述极柱安装于所述第一壁上;所述集流构件连接所述极柱和所述极耳;沿所述第一壁的厚度方向,所述安装架设置于所述第一壁与所述主体部之间,所述集流构件连接于所述安装架上。
在上述技术方案中,外壳的内部设置有安装架,且安装架在第一壁的厚度方向上位于第一壁和电极组件的主体部之间,通过将集流构件连接于安装架上能够对集流构件起到固定和支撑的作用,一方面能够减少集流构件在使用过程中出现晃动或移位的现象,从而有利于降低集流构件与极柱和极耳之间出现连接失效的风险,另一方面使得电极组件的极耳在与集流构件相互连接后装配至外壳内时通过安装架能够对集流构件进行稳固,以便于集流构件与安装在第一壁上的极柱进行装配连接,从而有利于降低集流构件与极柱之间的装配难度,以提升电池单体的生产效率,且有利于提升集流构件与极柱之间的连接质量,以保证电池单体的生产质量。
在一些实施例中,所述安装架上设置有安装孔,沿所述第一壁的厚度方向,所述安装孔贯穿所述安装架;其中,所述集流构件的至少部分容纳于所述安装孔内。
在上述技术方案中,通过在安装架上设置用于容纳集流构件的安装孔,且安装孔沿第一壁的厚度方向贯穿安装架的两侧,以便于集流构件与位于安装架的两侧的极柱和极耳相连,从而有利于进一步降低电池单体的装配难度,以提升电池单体的生产效率。
在一些实施例中,所述安装孔的孔壁面上设置有插槽,所述集流构件包括第一连接部,所述第一连接部的至少部分插接于所述插槽内。
在上述技术方案中,通过在安装孔的孔壁面上设置供集流构件的第一连接部插入的插槽,以实现集流构件连接于安装孔的孔壁面上,从而将集流构件固定在安装架上,这种结构便于将集流构件容纳至安装孔内,且便于对集流构件进行装配。
在一些实施例中,所述安装架注塑成型,以使所述第一连接部连接于所述插槽的槽壁面。
在上述技术方案中,通过将安装架设置为注塑成型在集流构件上,使得第一连接部能够与插槽的槽壁面相互连接,且使得安装架的部分包覆于第一连接部的部分的外侧,以使安装架在包覆第一连接部的区域形成插槽,即第一连接部与插槽的槽壁面之间粘接在一起,采用这种结构的电池单体能够有效提升安装架与集流构件之间的连接稳定性和可靠性,从而有利于降低集流构件出现晃动或脱离的风险。
在一些实施例中,所述集流构件还包括第二连接部;所述第二连接部连接于所述第一连接部,所述第二连接部与所述极耳相连;其中,所述第一连接部的部分插接于所述插槽内,所述第一连接部位于所述插槽外的部分与所述极柱相连。
在上述技术方案中,集流构件设置有与极柱相连的第一连接部和与极耳相连的第二连接部,以减少集流构件与极耳连接的区域与极柱连接的区域相互干涉的现象。此外,通过将第一连接部位于插槽外的部分与极柱相连,使得极柱与集流构件相互连接的区域更靠近集流构件与安装架相互连接的位置,从而有利于提升极柱与集流构件相互装配时的稳定性和可靠性,以提升极柱与集流构件之间的连接质量。
在一些实施例中,所述第二连接部位于所述安装孔内。
在上述技术方案中,通过将第二连接部整体设置于安装孔内,从而便于第二连接部与电极组件的极耳相连,且能够减少第二连接部与电极组件的主体部之间的干涉现象。
在一些实施例中,沿所述第一壁的厚度方向,所述极耳抵接于所述第二连接部面向所述主体部的一侧。
在上述技术方案中,通过将极耳在第一壁的厚度方向上抵接在第二连接部面向主体部的一侧,使得极耳能够对第二连接部起到一定的支撑作用,以使极耳在极柱与集流构件的第一连接部装配连接时能够对集流构件起到一定的支撑效果,从而有利于进一步提升集流构件连接在安装架上的稳定性,以减少集流构件在与极柱相互装配时出现变形的现象,进而能够有效提升极柱与集流构件的第一连接部之间的连接质量。
在一些实施例中,沿所述第一壁的厚度方向,所述第二连接部相较于所述第一连接部更远离所述主体部。
在上述技术方案中,通过将集流构件的第二连接部设置为在第一壁的厚度方向上相较于第一连接部更远离主体部,使得集流构件在第二连接部面向主体部的一侧能够形成用于容纳极耳的空间,从而有利于缓解极耳被第二连接部压坏的现象。
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,所述第一绝缘件设置于所述安装架与所述第一壁之间,以绝缘隔离所述集流构件和所述第一壁;其中,沿所述第一壁的厚度方向,所述极柱凸出于所述第一绝缘件面向所述主体部的表面的高度为H1,所述第二连接部凸出于所述第一连接部背离所述主体部的表面的高度为H2,满足,H1≥H2
在上述技术方案中,在第一壁的厚度方向上,通过将极柱延伸出第一绝缘件面向主体部的表面的尺寸设置为大于或等于第二连接部凸出于第一连接部背离主体部的表面,也就是说,在电极组件装配至外壳内时,极柱会优先抵接在集流构件的第一连接部上,使得第二连接部与第一绝缘件之间存在尺寸大于或等于零的间隙,从而有利于保证极柱与第一连接部之间的连接质量,以缓解因极柱与第一连接部之间存在间隙而出现连接失效或连接不到位的现象。
在一些实施例中,沿所述第一壁的厚度方向,所述安装架背离所述主体部的表面与所述第一连接部背离所述主体部的表面之间的距离为H3,满足,H1≥H3
在上述技术方案中,在第一壁的厚度方向上,通过将安装架背离主体部的表面与第一连接部背离主体部的表面之间的距离设置为小于或等于极柱延伸出第一绝缘件面向主体部的表面的尺寸,也就是说,极柱延伸出第一绝缘件面向主体部的表面的尺寸大于或等于安装架面向第一绝缘件的表面与第一连接部面向第一绝缘件的表面之间的距离,使得在电极组件装配至外壳内时,极柱会优先抵接在集流构件的第一连接部上,使得安装架与第一绝缘件之间存在尺寸大于或等于零的间隙,从而有利于保证极柱与第一连接部之间的连接质量,以缓解因极柱与第一连接部之间存在间隙而出现连接失效或连接不到位的现象。
在一些实施例中,所述电极组件为两个,两个所述电极组件沿第一方向层叠设置,所述第一方向垂直于所述第一壁的厚度方向;所述集流构件包括两个所述第二连接部,沿所述第一方向,两个所述第二连接部分别连接于所述第一连接部的两侧,两个所述第二连接部分别连接于两个所述电极组件的所述极耳。
在上述技术方案中,通过将容纳于外壳内的电极组件设置为两个,且两个电极组件沿第一方向排布,对应的,集流构件上设置有两个第二连接部,两个第二连接部分别连接在第一连接部在第一方向上的两侧,从而能够实现集流构件同时与两个电极组件的极耳相连,以实现两个电极组件之间并联。
在一些实施例中,所述安装孔在所述第一方向上的尺寸为W1,两个所述第二连接部在所述第一方向上相互背离的外边缘之间的距离为W2,满足,W1>W2
在上述技术方案中,通过将两个第二连接部在第一方向上相互背离的外边缘之间的距离设置为小于安装孔在第一方向上的尺寸,即集流构件在第一方向上的尺寸小于安装孔的尺寸,从而有利于保证集流构件在第一方向上装配至安装孔内,以减少集流构件与安装孔的孔壁面在第一方向上的干涉现象。
在一些实施例中,所述第一连接部在第二方向上的一端插设于所述插槽内,所述安装孔在第二方向上的尺寸为L1,所述第二连接部在所述第二方向上的尺寸为L2,满足,L1>L2,所述第一方向、所述第二方向和所述第一壁的厚度方向两两垂直。
在上述技术方案中,通过将第二连接部在第二方向上的尺寸设置为小于安装孔的尺寸,从而使得第一连接部在沿第二方向插设于凹槽内后能够将第二连接部装配至安装孔内,以减少第二连接部与安装孔的孔壁面在第二方向上的干涉现象。
在一些实施例中,所述集流构件和所述极柱均为两个,所述安装架设置有两个所述安装孔,所述集流构件、所述安装孔和所述极柱一一对应;所述电极组件具有极性相反的两个所述极耳,两个所述极耳分别连接于两个所述集流构件。
在上述技术方案中,通过将集流构件和设置于安装架上的安装孔均设置为两个,且每个集流构件装配至一个安装孔内,从而能够实现安装架同时对极性相反的两个集流构件进行稳固,以便于两个集流构件与两个极柱进行装配。
在一些实施例中,沿所述第一壁的厚度方向,所述安装架具有面向所述主体部的第一表面,所述第一表面抵接于所述主体部。
在上述技术方案中,通过将安装架面向主体部的第一表面抵靠在电极组件的主体部上,使得主体部能够为安装架提供支撑作用,从而能够提升安装架装配在主体部和第一壁之间的结构稳定性,以进一步缓解集流构件在外壳内出现晃动或移位的现象,进而有利于进一步提升集流构件与极柱之间的连接质量。
在一些实施例中,所述第一表面上设置有避让槽,所述避让槽用于容纳所述极耳。
在上述技术方案中,通过在安装架面向主体部的第一表面上设置用于容纳极耳的避让槽,以减少安装架对极耳造成的挤压现象,从而有利于降低极耳被损坏或倒插至主体部内的风险。
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;所述端盖盖合于所述开口;其中,所述壳体包括所述第一壁。
在上述技术方案中,壳体包括第一壁,即极柱安装于壳体上,使得集流构件连接极柱和电极组件的极耳后能够实现电极组件与极柱的电连接,以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在使用过程中能够缓解汇流部件对极柱造成的拉扯或扭转时将力通过极柱传递至壳体和端盖上的现象,从而能够有效缓解端盖与壳体之间出现拉扯的情况,以降低端盖与壳体之间出现连接失效而引发漏液的风险,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,所述壳体一体成型。
在上述技术方案中,壳体为一体成型的结构,采用这种结构的壳体能够提升壳体自身的结构强度,以缓解汇流部件对极柱造成的拉扯或扭转时将力通过极柱传递至壳体上后造成壳体出现裂纹的现象,从而能够有效降低电池单体在使用过程中出现漏液的风险,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,所述壳体还包括第二壁;所述第二壁围设于所述第一壁的周围,沿所述第一壁的厚度方向,所述第二壁的一端与所述第一壁相连,另一端形成所述开口,所述第二壁与所述第一壁共同界定出所述容纳腔,所述第一壁与所述端盖相对设置。
在上述技术方案中,端盖盖合于第二壁围合形成的开口,且端盖与第一壁在第一壁的厚度方向上相对设置,采用这种结构能够使得装配有极柱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,从而能够进一步减少汇流部件对极柱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。
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,所述第一绝缘件设置于所述安装架与所述第一壁之间,以绝缘隔离所述集流构件和所述第一壁。
在上述技术方案中,安装架与第一壁之间还设置有第一绝缘件,以通过第一绝缘件能够对集流构件和第一壁起到绝缘隔离的作用,从而能够有效降低集流构件与第一壁之间出现短接的风险,以提升电池单体的使用安全性。
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集流构件与安装架的连接示意图;
图8为本申请一些实施例提供的安装架的结构示意图;
图9为本申请一些实施例提供的集流构件的结构示意图;
图10为本申请一些实施例提供的集流构件在第二方向上的正视图;
图11为本申请一些实施例提供的集流构件连接于安装架的俯视图;
图12为本申请一些实施例提供的安装架在第一方向上的正视图。
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-壳体;2111-第一壁;2111a-引出孔;2112-容纳腔;2113-开口;2114-第二壁;212-端盖;22-电极组件;221-主体部;222-极耳;23-极柱;24-集流构件;241-第一连接部;242-第二连接部;25-安装架;251-安装孔;2511-插槽;252-第一表面;2521-避让槽;26-第一绝缘件;27-第二绝缘件;28-密封件;29-第三绝缘件;200-控制器;300-马达;X-第一壁的厚度方向;Y-第一方向;Z-第二方向。
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,正极极耳的数量为多个且层叠在一起,负极极耳的数量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,通常将极柱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极柱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,以实现极柱与电极组件的电连接,从而通过极柱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,电池内通常设置有汇流部件,通过汇流部件与电池单体的极柱相连能够实现多个电池单体之间的串联、并联或混联,这种结构的电池在后期使用过程中,由于电池单体存在晃动或移动等使用工况,使得连接于电池单体的极柱上的汇流部件会对极柱产生一定的拉扯力或扭转力,且由于极柱安装于端盖上,使得汇流部件作用在极柱上的力会通过极柱传递至端盖上,以对端盖造成一定的拉扯或扭转,从而导致端盖与壳体极容易因长期疲劳受力而出现焊缝开裂等连接失效的现象,进而造成电池单体的使用寿命较短,且使得电池单体在使用过程中存在漏液等使用安全隐患,不利于消费者的使用。
为了解决端盖与壳体容易因长期疲劳受力而出现焊缝开裂等连接失效的问题,在现有技术中,通过将极柱装配至壳体上,使得汇流部件作用在极柱上的拉扯力或扭转力不会传递至端盖与壳体之间,从而能够有效缓解端盖与壳体容易因长期疲劳受力而出现焊缝开裂等连接失效的现象,以提升电池单体的使用寿命,且能够有效降低电池单体的漏液风险。但是,这种结构的电池单体由于极柱设置于壳体上,使得需要先将电极组件装配至壳体内后才能够实现集流构件与极柱相互装配连接,从而导致集流构件与极柱之间的连接难度较大,且连接质量不佳,进而造成电池单体的生产效率较低且生产质量不佳。
基于以上考虑,为了解决电池单体的生产效率较低且生产质量不佳的问题,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、电极组件、极柱、集流构件和安装架。外壳具有第一壁。电极组件容纳于外壳内,电极组件包括主体部和极耳,沿第一壁的厚度方向,极耳设置于主体部面向第一壁的一端。极柱安装于第一壁上。集流构件连接极柱和极耳。沿第一壁的厚度方向,安装架设置于第一壁与主体部之间,集流构件连接于安装架上。
在这种结构的电池单体中,外壳的内部设置有安装架,且安装架在第一壁的厚度方向上位于第一壁和电极组件的主体部之间,通过将集流构件连接于安装架上能够对集流构件起到固定和支撑的作用,一方面能够减少集流构件在使用过程中出现晃动或移位的现象,从而有利于降低集流构件与极柱和极耳之间出现连接失效的风险,另一方面使得电极组件的极耳在与集流构件相互连接后装配至外壳内时通过安装架能够对集流构件进行稳固,以便于集流构件与安装在第一壁上的极柱进行装配连接,从而有利于降低集流构件与极柱之间的装配难度,以提升电池单体的生产效率,且有利于提升集流构件与极柱之间的连接质量,以保证电池单体的生产质量。
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,有利于解决电池单体的集流构件与极柱之间的连接难度较大且连接质量不佳的问题,以提高电池单体的生产效率和生产质量。
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。
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,用于实现多个电池单体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、电极组件22、极柱23、集流构件24和安装架25。外壳21具有第一壁2111,电极组件22容纳于外壳21内,电极组件22包括主体部221和极耳222,沿第一壁的厚度方向X,极耳222设置于主体部221面向第一壁2111的一端。极柱23安装于第一壁2111上,集流构件24连接极柱23和极耳222。沿第一壁的厚度方向X,安装架25设置于第一壁2111与主体部221之间,集流构件24连接于安装架25上。
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。外壳21的材质也可以是多种,比如,铜、铁、铝、钢、铝合金等。
在一些实施例中,外壳21可以包括壳体211和端盖212,壳体211的内部形成有容纳腔2112,且容纳腔2112具有开口2113,即壳体211为一端开放的空心结构,端盖212盖合于壳体211的开口2113处并形成密封连接,以形成用于容纳电极组件22和电解质的密封空间。
可选地,用于安装极柱23的第一壁2111可以是端盖212,也可以是壳体211的一个壁。示例性的,在图4和图5中,第一壁2111为壳体211在第一壁的厚度方向X上与端盖212相对设置的壁,当然,在其他实施例中,第一壁2111也可以是壳体211与端盖212相邻且相互抵接的壁。
在组装电池单体20时,可先将电极组件22放入壳体211内,并向壳体211内填充电解质,再将端盖212盖合于壳体211的开口2113。
壳体211可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。壳体211的形状可根据电极组件22的具体形状来确定。比如,若电极组件22为圆柱体结构,则壳体211可选用圆柱体结构;若电极组件22为长方体结构,则壳体211可选用长方体结构。当然,端盖212也可以是多种结构,比如,端盖212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211为长方体结构。
需要说明的是,电极组件22是电池单体20中发生电化学反应的部件。电极组件22的主体部221可以包括正极极片、负极极片和隔离膜。电极组件22的主体部221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22的极耳222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。
沿第一壁的厚度方向X,极耳222设置于主体部221面向第一壁2111的一端,即电极组件22在第一壁的厚度方向X上靠近第一壁2111的一端形成有极耳222。
可选地,容纳于外壳21内的电极组件22可以是一个,也可以是多个。示例性的,在图4中,电极组件22为两个,两个电极组件22沿其厚度方向层叠设置,即两个电极组件22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22也可以为三个、四个、五个或六个等层叠设置。
在一些实施例中,电池单体20还可以包括泄压机构,泄压机构安装于外壳21上,可选地,泄压机构可以设置于端盖212上,可以设置于壳体211上。泄压机构用于在电池单体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。泄压机构可以是诸如防爆阀、防爆片、气阀、泄压阀或安全阀等部件。
在一些实施例中,参见图4和图6所示,电池单体20还可以包括第一绝缘件26,沿第一壁的厚度方向X,第一绝缘件26设置于安装架25和第一壁2111之间,以绝缘隔离集流构件24和第一壁2111。
示例性的,第一绝缘件26的材质可以是塑料、橡胶或硅胶等。
在一些实施例中,参见图4和图6所示,第一壁2111上设置有引出孔2111a,引出孔2111a沿第一壁的厚度方向X贯穿第一壁2111的两侧,极柱23穿设于引出孔2111a内,以将极柱23安装于第一壁2111上,极柱23的一端用于与集流构件24相连,另一端用于与电池100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,极柱23绝缘安装于第一壁2111上,即极柱23与第一壁2111之间未形成电连接。
可选地,参见图6所示,电池单体20还可以包括第二绝缘件27和密封件28。沿第一壁的厚度方向X,第二绝缘件27设置于第一壁2111背离主体部221的一侧,且位于极柱23与第一壁2111之间,以绝缘隔离极柱23与第一壁2111。密封件28的至少部分设置于引出孔2111a内,密封件28用于密封极柱23与引出孔2111a的孔壁之间的间隙。
示例性的,第二绝缘件27和密封件28的材质可以是多种,比如,塑料、橡胶或硅胶等。
在一些实施例中,参见图4所示,电池单体20还可以包括第三绝缘件29,第三绝缘件29包覆于电极组件22的外侧,以绝缘隔离电极组件22与外壳21。
示例性的,第三绝缘件29为包覆于电极组件22上的绝缘膜,第三绝缘件29的材质可以为塑料、橡胶或硅胶等。
集流构件24起到连接极柱23和电极组件22的极耳222的作用,以实现电极组件22与极柱23之间的电连接。集流构件24的材质可以是多种,比如,铜、铁、铝、钢、铝合金等。
安装架25在第一壁的厚度方向X上设置于第一壁2111和主体部221之间,起到为集流构件24提供安装固定的作用,集流构件24与安装架25之间的连接方式可以是多种,比如,卡接、螺栓螺接、粘接或安装架25注塑成型于集流构件24上等。
其中,安装架25的材质为绝缘材质,其材质可以是多种,比如,塑料、橡胶或硅胶等。
外壳21的内部设置有安装架25,且安装架25在第一壁的厚度方向X上位于第一壁2111和电极组件22的主体部221之间,通过将集流构件24连接于安装架25上能够对集流构件24起到固定和支撑的作用,一方面能够减少集流构件24在使用过程中出现晃动或移位的现象,从而有利于降低集流构件24与极柱23和极耳222之间出现连接失效的风险,另一方面使得电极组件22的极耳222在与集流构件24相互连接后装配至外壳21内时通过安装架25能够对集流构件24进行稳固,以便于集流构件24与安装在第一壁2111上的极柱23进行装配连接,从而有利于降低集流构件24与极柱23之间的装配难度,以提升电池单体20的生产效率,且有利于提升集流构件24与极柱23之间的连接质量,以保证电池单体20的生产质量。
根据本申请的一些实施例,参照图4,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集流构件24与安装架25的连接示意图,图8为本申请一些实施例提供的安装架25的结构示意图。安装架25上设置有安装孔251,沿第一壁的厚度方向X,安装孔251贯穿安装架25,集流构件24的至少部分容纳于安装孔251内。
其中,沿第一壁的厚度方向X,安装孔251贯穿安装架25,即安装孔251沿第一壁的厚度方向X延伸,且贯穿安装架25的两侧。
集流构件24的至少部分容纳于安装孔251内,即集流构件24可以是部分容纳于安装孔251内,也可以是整体均容纳于安装孔251内。示例性的,在图7和图8中,集流构件24的部分插设于安装孔251的孔壁内,另一部分容纳于安装孔251内,以将集流构件24安装于安装架25上。当然,在其他实施例中,集流构件24也可以通过粘接或螺栓螺接等方式连接于安装孔251的孔壁面上,以实现集流构件24的整体均容纳于安装孔251内。
示例性的,在图8中,安装孔251的形状为矩形,且安装孔251的宽度方向和长度方向分别为第一方向Y和第二方向Z,第一方向Y、第二方向Z和第一壁的厚度方向X两两垂直。在一些实施例中,安装孔251的形状并不局限于此,安装孔251的形状还可以为圆形、椭圆形或五边形等。
通过在安装架25上设置用于容纳集流构件24的安装孔251,且安装孔251沿第一壁的厚度方向X贯穿安装架25的两侧,以便于集流构件24与位于安装架25的两侧的极柱23和极耳222相连,从而有利于进一步降低电池单体20的装配难度,以提升电池单体20的生产效率。
根据本申请的一些实施例,参照图7和图8,并请进一步参照图9,图9为本申请一些实施例提供的集流构件24的结构示意图。安装孔251的孔壁面上设置有插槽2511,集流构件24包括第一连接部241,第一连接部241的至少部分插接于插槽2511内。
其中,安装孔251的孔壁面上设置有插槽2511,插槽2511设置于安装孔251在第二方向Z上相对设置的两个孔壁面中的一个孔壁面上,且集流构件24的第一连接部241沿第二方向Z插设于插槽2511内。当然,在其他实施例中,插槽2511也可以设置于安装孔251在第一方向Y上相对设置的两个孔壁面中的一个孔壁面上。
第一连接部241的至少部分插接于插槽2511内,即第一连接部241可以是部分插设于安装架25的插槽2511内,也可以是整体均插设于安装架25的插槽2511内。示例性的,在图7中,第一连接部241的部分插设于安装架25的插槽2511内,以实现集流构件24与安装架25之间的插接配合。
通过在安装孔251的孔壁面上设置供集流构件24的第一连接部241插入的插槽2511,以实现集流构件24连接于安装孔251的孔壁面上,从而将集流构件24固定在安装架25上,这种结构便于将集流构件24容纳至安装孔251内,且便于对集流构件24进行装配。
在一些实施例中,参见图7所示,安装架25注塑成型,以使第一连接部241连接于插槽2511的槽壁面。
其中,安装架25注塑成型,以使第一连接部241连接于插槽2511的槽壁面,也就是说,安装架25通过注塑工艺制作成型,且在注塑的过程中直接将安装架25注塑在集流构件24的第一连接部241上,使得在安装架25的安装孔251的孔壁面上形成有插槽2511,且插槽2511的槽壁面与第一连接部241粘接在一起。当然,在其他实施例中,安装架25也可以是单独注塑成型后,再将集流构件24的第一连接部241插设于插槽2511内,以实现集流构件24连接于安装架25上。
通过将安装架25设置为注塑成型在集流构件24上,使得第一连接部241能够与插槽2511的槽壁面相互连接,且使得安装架25的部分包覆于第一连接部241的部分的外侧,以使安装架25在包覆第一连接部241的区域形成插槽2511,即第一连接部241与插槽2511的槽壁面之间粘接在一起,采用这种结构的电池单体20能够有效提升安装架25与集流构件24之间的连接稳定性和可靠性,从而有利于降低集流构件24出现晃动或脱离的风险。
根据本申请的一些实施例,参见图4、图7和图9所示,集流构件24还包括第二连接部242。第二连接部242连接于第一连接部241,第二连接部242与极耳222相连。第一连接部241的部分插接于插槽2511内,第一连接部241位于插槽2511外的部分与极柱23相连。
其中,第一连接部241的部分插接于插槽2511内,第一连接部241位于插槽2511外的部分与极柱23相连,即第一连接部241具有插设于插槽2511内的部分,且还具有位于安装孔251内的部分,使得第一连接部241位于安装孔251内的部分用于与极柱23相互连接。
示例性的,在图7中,第一连接部241沿第二方向Z延伸,且第一连接部241沿第二方向Z插设于插槽2511内。
示例性的,在图9中,第二连接部242连接于第一连接部241在第一方向Y上的一侧。当然,在其他实施例中,第二连接部242也可以连接于第一连接部241在第二方向Z上的一端。
可选地,第一连接部241和第二连接部242可以是一体式结构,也可以是分体式结构。若第一连接部241与第二连接部242为一体式结构,则第一连接部241和第二连接部242可以通过铸造、冲压等工艺一体制造成型;若第一连接部241与第二连接部242为分体式结构,则第二连接部242可以采用焊接或卡接等方式连接于第一连接部241上。示例性的,在图9中,第一连接部241和第二连接部242为一体式结构。
集流构件24设置有与极柱23相连的第一连接部241和与极耳222相连的第二连接部242,以减少集流构件24与极耳222连接的区域与极柱23连接的区域相互干涉的现象。此外,通过将第一连接部241位于插槽2511外的部分与极柱23相连,使得极柱23与集流构件24相互连接的区域更靠近集流构件24与安装架25相互连接的位置,从而有利于提升极柱23与集流构件24相互装配时的稳定性和可靠性,以提升极柱23与集流构件24之间的连接质量。
在一些实施例中,第二连接部242位于安装孔251内。也就是说,第二连接部242整体均位于安装孔251内。
通过将第二连接部242整体设置于安装孔251内,从而便于第二连接部242与电极组件22的极耳222相连,且能够减少第二连接部242与电极组件22的主体部221之间的干涉现象。
在一些实施例中,参见图4所示,沿第一壁的厚度方向X,极耳222抵接于第二连接部242面向主体部221的一侧。
其中,极耳222抵接于第二连接部242面向主体部221的一侧,即极耳222在与第二连接部242相连后能够抵接于第二连接部242面向主体部221的一侧,以对第二连接部242起到支撑作用。
通过将极耳222在第一壁的厚度方向X上抵接在第二连接部242面向主体部221的一侧,使得极耳222能够对第二连接部242起到一定的支撑作用,以使极耳222在极柱23与集流构件24的第一连接部241装配连接时能够对集流构件24起到一定的支撑效果,从而有利于进一步提升集流构件24连接在安装架25上的稳定性,以减少集流构件24在与极柱23相互装配时出现变形的现象,进而能够有效提升极柱23与集流构件24的第一连接部241之间的连接质量。
根据本申请的一些实施例,参照图9,并请进一步参照图10,图10为本申请一些实施例提供的集流构件24在第二方向Z上的正视图。沿第一壁的厚度方向X,第二连接部242相较于第一连接部241更远离主体部221。
其中,第二连接部242相较于第一连接部241更远离主体部221,即在第一壁的厚度方向X上,第二连接部242面向主体部221的表面与第一连接部241面向主体部221的表面存在距离,且第二连接部242面向主体部221的表面相较于第一连接部241面向主体部221的表面更远离主体部221,以使第二连接部242面向主体部221的表面与第一连接部241面向主体部221的表面形成阶梯面。
通过将集流构件24的第二连接部242设置为在第一壁的厚度方向X上相较于第一连接部241更远离主体部221,使得集流构件24在第二连接部242面向主体部221的一侧能够形成用于容纳极耳222的空间,从而有利于缓解极耳222被第二连接部242压坏的现象。
根据本申请的一些实施例,参见图4、图6和图10所示,电池单体20还包括第一绝缘件26。沿第一壁的厚度方向X,第一绝缘件26设置于安装架25与第一壁2111之间,以绝缘隔离集流构件24和第一壁2111。沿第一壁的厚度方向X,极柱23凸出于第一绝缘件26面向主体部221的表面的高度为H1,第二连接部242凸出于第一连接部241背离主体部221的表面的高度为H2,满足,H1≥H2
其中,极柱23凸出于第一绝缘件26面向主体部221的表面的高度为H1,如图6所示,即极柱23在第一壁的厚度方向X上具有延伸出第一绝缘件26面向主体部221的表面的部分,且该部分在第一壁的厚度方向X上的尺寸为H1
第二连接部242凸出于第一连接部241背离主体部221的表面的高度为H2,如图10所示,即第二连接部242在第一壁的厚度方向X上延伸出第一壁2111背离主体部221的表面,且延伸出第一壁2111背离主体部221的表面的尺寸为H2
在第一壁的厚度方向X上,通过将极柱23延伸出第一绝缘件26面向主体部221的表面的尺寸设置为大于或等于第二连接部242凸出于第一连接部241背离主体部221的表面,也就是说,在电极组件22装配至外壳21内时,极柱23会优先抵接在集流构件24的第一连接部241上,使得第二连接部242与第一绝缘件26之间存在尺寸大于或等于零的间隙,从而有利于保证极柱23与第一连接部241之间的连接质量,以缓解因极柱23与第一连接部241之间存在间隙而出现连接失效或连接不到位的现象。
在一些实施例中,请参见图6和图10所示,沿第一壁的厚度方向X,安装架25背离主体部221的表面与第一连接部241背离主体部221的表面之间的距离为H3,满足,H1≥H3
其中,安装架25背离主体部221的表面与第一连接部241背离主体部221的表面之间的距离为H3,如图6所示,即集流构件24装配至安装架25的安装孔251内后,集流构件24的第一连接部241面向第一绝缘件26的表面与安装架25面向第一绝缘件26的表面的间距为H3
在第一壁的厚度方向X上,通过将安装架25背离主体部221的表面与第一连接部241背离主体部221的表面之间的距离设置为小于或等于极柱23延伸出第一绝缘件26面向主体部221的表面的尺寸,也就是说,极柱23延伸出第一绝缘件26面向主体部221的表面的尺寸大于或等于安装架25面向第一绝缘件26的表面与第一连接部241面向第一绝缘件26的表面之间的距离,使得在电极组件22装配至外壳21内时,极柱23会优先抵接在集流构件24的第一连接部241上,使得安装架25与第一绝缘件26之间存在尺寸大于或等于零的间隙,从而有利于保证极柱23与第一连接部241之间的连接质量,以缓解因极柱23与第一连接部241之间存在间隙而出现连接失效或连接不到位的现象。
根据本申请的一些实施例,参见图4、图7和图9所示,电极组件22为两个,两个电极组件22沿第一方向Y层叠设置,第一方向Y垂直于第一壁的厚度方向X。集流构件24包括两个第二连接部242,沿第一方向Y,两个第二连接部242分别连接于第一连接部241的两侧,两个第二连接部242分别连接于两个电极组件22的极耳222。
其中,两个第二连接部242分别连接于两个电极组件22的极耳222,即两个电极组件22极性相同的两个极耳222分别连接于集流构件24的两个第二连接部242上,以实现两个电极组件22极性相同的两个极耳222均与一个集流构件24电连接。
需要说明的是,在其他实施例中,电极组件22也可以只设置一个,对应的,集流构件24只设置一个第二连接部242。当然,电极组件22也可以设置三个、四个或五个等,对应的,集流构件24的第二连接部242与电极组件22一一对应设置。
通过将容纳于外壳21内的电极组件22设置为两个,且两个电极组件22沿第一方向Y排布,对应的,集流构件24上设置有两个第二连接部242,两个第二连接部242分别连接在第一连接部241在第一方向Y上的两侧,从而能够实现集流构件24同时与两个电极组件22的极耳222相连,以实现两个电极组件22之间并联。
在一些实施例中,参照图7,并请进一步参照图11,图11为本申请一些实施例提供的集流构件24连接于安装架25的俯视图。安装孔251在第一方向Y上的尺寸为W1,两个第二连接部242在第一方向Y上相互背离的外边缘之间的距离为W2,满足,W1>W2
其中,安装孔251的形状为矩形,安装孔251在第一方向Y上的尺寸为W1,即安装孔251的宽度为W1
两个第二连接部242在第一方向Y上相互背离的外边缘之间的距离为W2,即集流构件24在第一方向Y上的最大尺寸为W2
通过将两个第二连接部242在第一方向Y上相互背离的外边缘之间的距离设置为小于安装孔251在第一方向Y上的尺寸,即集流构件24在第一方向Y上的尺寸小于安装孔251的尺寸,从而有利于保证集流构件24在第一方向Y上装配至安装孔251内,以减少集流构件24与安装孔251的孔壁面在第一方向Y上的干涉现象。
在一些实施例中,请参见图11所示,第一连接部241在第二方向Z上的一端插设于插槽2511内,安装孔251在第二方向Z上的尺寸为L1,第二连接部242在第二方向Z上的尺寸为L2,满足,L1>L2,第一方向Y、第二方向Z和第一壁的厚度方向X两两垂直。
其中,安装孔251在第二方向Z上的尺寸为L1,即安装孔251的长度为L1
第二连接部242在第二方向Z上的尺寸为L2,即第二连接部242沿第二方向Z延伸,且第二连接部242在第二方向Z上的长度为L2
通过将第二连接部242在第二方向Z上的尺寸设置为小于安装孔251的尺寸,从而使得第一连接部241在沿第二方向Z插设于凹槽内后能够将第二连接部242装配至安装孔251内,以减少第二连接部242与安装孔251的孔壁面在第二方向Z上的干涉现象。
根据本申请的一些实施例,参见图4和图7所示,集流构件24和极柱23均为两个,安装架25设置有两个安装孔251,集流构件24、安装孔251和极柱23一一对应。电极组件22具有极性相反的两个极耳222,两个极耳222分别连接于两个集流构件24。
其中,电极组件22具有极性相反的两个极耳222,两个极耳222分别用于输出或输入电极组件22的正极和负极。
集流构件24和极柱23均为两个,集流构件24、安装孔251和极柱23一一对应,两个极耳222分别连接于两个集流构件24,即两个集流构件24和两个极柱23分别作为电池单体20的正输出极和负输出极。
示例性的,在图7中,两个安装孔251沿第二方向Z排布,对应的,两个集流构件24沿第二方向Z间隔排布且相对设置,以便于对集流构件24进行装配和便于集流构件24与极耳222之间的装配连接。
通过将集流构件24和设置于安装架25上的安装孔251均设置为两个,且每个集流构件24装配至一个安装孔251内,从而能够实现安装架25同时对极性相反的两个集流构件24进行稳固,以便于两个集流构件24与两个极柱23进行装配。
根据本申请的一些实施例,参照图6和图7,并请进一步参照图12,图12为本申请一些实施例提供的安装架25在第一方向Y上的正视图。沿第一壁的厚度方向X,安装架25具有面向主体部221的第一表面252,第一表面252抵接于主体部221。
其中,安装架25具有面向主体部221的第一表面252,第一表面252抵接于主体部221,即安装架25在第一壁的厚度方向X上与电极组件22的主体部221相互抵接。
通过将安装架25面向主体部221的第一表面252抵靠在电极组件22的主体部221上,使得主体部221能够为安装架25提供支撑作用,从而能够提升安装架25装配在主体部221和第一壁2111之间的结构稳定性,以进一步缓解集流构件24在外壳21内出现晃动或移位的现象,进而有利于进一步提升集流构件24与极柱23之间的连接质量。
根据本申请的一些实施例,参见图8和图12所示,第一表面252上设置有避让槽2521,避让槽2521用于容纳极耳222。
其中,第一表面252上设置有避让槽2521,即安装架25在第一壁的厚度方向X上抵接于电极组件22的主体部221上的表面设置有避让槽2521,使得极耳222能够容纳于避让槽2521内,以对极耳222进行避让。
示例性的,电极组件22具有极性相反的两个极耳222,且两个极耳222沿第二方向Z间隔设置,对应的,安装架25的第一表面252上设置有两个避让槽2521,且两个避让槽2521沿第二方向Z间隔设置。
在一些实施例中,参见图12所示,安装架25在第一壁的厚度方向X上的厚度为D,满足,1mm≤D≤10mm。通过将安装架25的厚度设置在1mm到10mm,一方面能够缓解因安装架25的厚度过小而导致安装架25的结构强度不足的现象,从而能够降低安装架25在装配或使用过程中出现断裂的风险,且能够提高对集流构件24的支撑和稳固效果,另一方面能够缓解因安装架25的厚度过大而造成安装架25占用电池单体20的内部空间过多的现象,以提升电池单体20的能量密度。
其中,安装架25在第一壁的厚度方向X上的厚度为D,即在第一壁的厚度方向X上,安装架25的第一表面252和安装架25背离主体部221的表面之间的距离为D。
示例性的,安装架25在第一壁的厚度方向X上的厚度D可以是1mm、1.5mm、2mm、3mm、5mm、8mm或10mm等。
通过在安装架25面向主体部221的第一表面252上设置用于容纳极耳222的避让槽2521,以减少安装架25对极耳222造成的挤压现象,从而有利于降低极耳222被损坏或倒插至主体部221内的风险。
根据本申请的一些实施例,参见图3、图4和图5所示,外壳21可以包括壳体211和端盖212。壳体211的内部形成具有开口2113的容纳腔2112,电极组件22容纳于容纳腔2112内,端盖212盖合于开口2113。壳体211包括第一壁2111。
其中,壳体211包括第一壁2111,即第一壁2111为壳体211的一个壁,第一壁2111可以是壳体211在第一壁的厚度方向X上与端盖212相对设置的壁,也可以是壳体211与端盖212相邻且抵接的壁,也就是说,极柱23安装于壳体211上。
示例性的,在图4和图5中,第一壁2111与端盖212在第一壁的厚度方向X上相对设置。
壳体211包括第一壁2111,即极柱23安装于壳体211上,使得集流构件24连接极柱23和电极组件22的极耳222后能够实现电极组件22与极柱23的电连接,以实现电池单体20的电能的输入或输出,采用这种结构的电池单体20在使用过程中能够缓解汇流部件对极柱23造成的拉扯或扭转时将力通过极柱23传递至壳体211和端盖212上的现象,从而能够有效缓解端盖212与壳体211之间出现拉扯的情况,以降低端盖212与壳体211之间出现连接失效而引发漏液的风险,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4、图5和图6所示,壳体211还包括第二壁2114。第二壁2114围设于第一壁2111的周围,沿第一壁的厚度方向X,第二壁2114的一端与第一壁2111相连,另一端形成开口2113,第二壁2114与第一壁2111共同界定出容纳腔2112,第一壁2111与端盖212相对设置。
其中,第二壁2114为在第一壁的厚度方向X上两端开放的空心结构,使得第二壁2114在第一壁的厚度方向X上的一端围合形成开口2113,另一端连接第一壁2111厚共同界定用于容纳电极组件22的容纳腔2112。
端盖212盖合于第二壁2114围合形成的开口2113,且端盖212与第一壁2111在第一壁的厚度方向X上相对设置,采用这种结构能够使得装配有极柱23的第一壁2111远离外壳21的端盖212,使得第一壁2111与端盖212之间不存在直接连接关系,从而能够进一步减少汇流部件对极柱23造成的拉扯或扭转时产生的力作用在端盖212上的现象,以降低端盖212与壳体211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,壳体211一体成型。也就是说,壳体211的第一壁2111和第二壁2114为一体成型的结构,即第一壁2111和第二壁2114为一体式结构。
示例性的,壳体211可以采用铸造、冲压等工艺一体制造成型。
壳体211为一体成型的结构,采用这种结构的壳体211能够提升壳体211自身的结构强度,以缓解汇流部件对极柱23造成的拉扯或扭转时将力通过极柱23传递至壳体211上后造成壳体211出现裂纹的现象,从而能够有效降低电池单体20在使用过程中出现漏液的风险,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,请参见图4、图5和图6所示,电池单体20还包括第一绝缘件26。沿第一壁的厚度方向X,第一绝缘件26设置于安装架25与第一壁2111之间,以绝缘隔离集流构件24和第一壁2111。
其中,第一绝缘件26在第一壁的厚度方向X上设置于安装架25和壳体211的第一壁2111之间,以对集流构件24和第一壁2111起到绝缘隔离的作用。第一绝缘件26的材质可以是多种,比如,橡胶、塑胶或硅胶等。
安装架25与第一壁2111之间还设置有第一绝缘件26,以通过第一绝缘件26能够对集流构件24和第一壁2111起到绝缘隔离的作用,从而能够有效降低集流构件24与第一壁2111之间出现短接的风险,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,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。
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、电极组件22、极柱23、安装架25、集流构件24和第一绝缘件26。外壳21包括壳体211,壳体211具有第一壁2111和第二壁2114,第二壁2114围设于第一壁2111的周围,沿第一壁的厚度方向X,第二壁2114的一端与第一壁2111相连,另一端形成开口2113,第二壁2114与第一壁2111共同界定出容纳腔2112,端盖212盖合于开口2113,端盖212与第一壁2111沿第一壁的厚度方向X相对设置。电极组件22容纳于容纳腔2112内,电极组件22包括主体部221和极耳222,沿第一壁的厚度方向X,极耳222设置于主体部221面向第一壁2111的一端,电极组件22为两个,两个电极组件22的主体部221沿第一方向Y层叠设置。极柱23安装于第一壁2111上。沿第一壁的厚度方向X,安装架25设置于第一壁2111与主体部221之间,安装架25上设置有安装孔251,沿第一壁的厚度方向X,安装孔251贯穿安装架25,安装孔251的孔壁面上设置有插槽2511。沿第一壁的厚度方向X,安装架25具有面向主体部221的第一表面252,第一表面252抵接于主体部221,且第一表面252上设置有用于容纳极耳222的避让槽2521。集流构件24包括第一连接部241和在第一方向Y上连接于第一连接部241的两侧的两个第二连接部242,第一连接部241的部分插设于插槽2511内,第一连接部241位于插槽2511外的部分与极柱23相连,两个第二连接部242分别与两个电极组件22的极耳222相连,且两个第二连接部242均位于安装孔251内,沿第一壁的厚度方向X,极耳222抵接于第二连接部242面向主体部221的一侧。安装架25注塑成型,以使第一连接部241连接于插槽2511的槽壁面。沿第一壁的厚度方向X,第一绝缘件26设置于安装架25与第一壁2111之间,以绝缘隔离集流构件24和第一壁2111。
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 (22)

1.一种电池单体,其特征在于,包括:
外壳,具有第一壁;
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,沿所述第一壁的厚度方向,所述极耳设置于所述主体部面向所述第一壁的一端;
极柱,安装于所述第一壁上;
集流构件,连接所述极柱和所述极耳;以及
安装架,沿所述第一壁的厚度方向,所述安装架设置于所述第一壁与所述主体部之间,所述集流构件连接于所述安装架上。
2.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述安装架上设置有安装孔,沿所述第一壁的厚度方向,所述安装孔贯穿所述安装架;
其中,所述集流构件的至少部分容纳于所述安装孔内。
3.根据权利要求2所述的电池单体,其特征在于,所述安装孔的孔壁面上设置有插槽,所述集流构件包括第一连接部,所述第一连接部的至少部分插接于所述插槽内。
4.根据权利要求3所述的电池单体,其特征在于,所述安装架注塑成型,以使所述第一连接部连接于所述插槽的槽壁面。
5.根据权利要求3所述的电池单体,其特征在于,所述集流构件还包括:
第二连接部,连接于所述第一连接部,所述第二连接部与所述极耳相连;
其中,所述第一连接部的部分插接于所述插槽内,所述第一连接部位于所述插槽外的部分与所述极柱相连。
6.根据权利要求5所述的电池单体,其特征在于,所述第二连接部位于所述安装孔内。
7.根据权利要求5所述的电池单体,其特征在于,沿所述第一壁的厚度方向,所述极耳抵接于所述第二连接部面向所述主体部的一侧。
8.根据权利要求5所述的电池单体,其特征在于,沿所述第一壁的厚度方向,所述第二连接部相较于所述第一连接部更远离所述主体部。
9.根据权利要求8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,所述第一绝缘件设置于所述安装架与所述第一壁之间,以绝缘隔离所述集流构件和所述第一壁;
其中,沿所述第一壁的厚度方向,所述极柱凸出于所述第一绝缘件面向所述主体部的表面的高度为H1,所述第二连接部凸出于所述第一连接部背离所述主体部的表面的高度为H2,满足,H1≥H2
10.根据权利要求9所述的电池单体,其特征在于,沿所述第一壁的厚度方向,所述安装架背离所述主体部的表面与所述第一连接部背离所述主体部的表面之间的距离为H3,满足,H1≥H3
11.根据权利要求5所述的电池单体,其特征在于,所述电极组件为两个,两个所述电极组件沿第一方向层叠设置,所述第一方向垂直于所述第一壁的厚度方向;
所述集流构件包括两个所述第二连接部,沿所述第一方向,两个所述第二连接部分别连接于所述第一连接部的两侧,两个所述第二连接部分别连接于两个所述电极组件的所述极耳。
12.根据权利要求11所述的电池单体,其特征在于,所述安装孔在所述第一方向上的尺寸为W1,两个所述第二连接部在所述第一方向上相互背离的外边缘之间的距离为W2,满足,W1>W2
13.根据权利要求11所述的电池单体,其特征在于,所述第一连接部在第二方向上的一端插设于所述插槽内,所述安装孔在第二方向上的尺寸为L1,所述第二连接部在所述第二方向上的尺寸为L2,满足,L1>L2,所述第一方向、所述第二方向和所述第一壁的厚度方向两两垂直。
14.根据权利要求2所述的电池单体,其特征在于,所述集流构件和所述极柱均为两个,所述安装架设置有两个所述安装孔,所述集流构件、所述安装孔和所述极柱一一对应;
所述电极组件具有极性相反的两个所述极耳,两个所述极耳分别连接于两个所述集流构件。
15.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,所述安装架具有面向所述主体部的第一表面,所述第一表面抵接于所述主体部。
16.根据权利要求15所述的电池单体,其特征在于,所述第一表面上设置有避让槽,所述避让槽用于容纳所述极耳。
17.根据权利要求1-16任一项所述的电池单体,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,盖合于所述开口;
其中,所述壳体包括所述第一壁。
18.根据权利要求17所述的电池单体,其特征在于,所述壳体一体成型。
19.根据权利要求17所述的电池单体,其特征在于,所述壳体还包括:
第二壁,围设于所述第一壁的周围,沿所述第一壁的厚度方向,所述第二壁的一端与所述第一壁相连,另一端形成所述开口,所述第二壁与所述第一壁共同界定出所述容纳腔,所述第一壁与所述端盖相对设置。
20.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:
第一绝缘件,沿所述第一壁的厚度方向,所述第一绝缘件设置于所述安装架与所述第一壁之间,以绝缘隔离所述集流构件和所述第一壁。
21.一种电池,其特征在于,包括如权利要求1-20任一项所述的电池单体。
22.一种用电装置,其特征在于,包括如权利要求21所述的电池。
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