CN219457936U - 极耳支架、电池单体、电池及用电装置 - Google Patents
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Abstract
本申请属于极耳支撑技术领域,尤其涉及一种极耳支架、电池单体、电池及用电装置,该极耳支架包括本体和凸起结构,本体设有第一表面和用于供极耳穿设的第一通孔,第一通孔贯穿第一表面;凸起结构与本体连接并凸伸出第一表面,凸起结构位于第一通孔的侧方,凸起结构具有第二表面,第二表面背向本体设置;其中,第二表面沿本体的厚度方向的投影面积为S1,本体沿本体的厚度方向的投影面积为S2,0.2≤S1/S2≤0.9,使得第二表面有较大的面积与主体部接触挤压,挤压面积大,有利于减小主体部中的负极片的挤压应力,减少负极片出现析锂风险,提高了电池的使用寿命。
Description
技术领域
本申请属于极耳支撑技术领域,尤其涉及一种极耳支架、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。
电池在使用的过程中,电池内的负极片容易出现析锂现象,影响电池的寿命。
上述的陈述仅用于提供与本申请有关的背景技术信息,而不必然地构成现有技术。
实用新型内容
本申请实施例的目的在于:提供一种极耳支架、电池单体、电池及用电装置,包括但不限于减少负极片出现析锂的风险。
本申请实施例采用的技术方案是:
第一方面,提供了一种极耳支架,包括本体和凸起结构,本体设有第一表面和用于供极耳穿设的第一通孔,第一通孔贯穿第一表面;凸起结构与本体连接,凸起结构凸伸出第一表面,凸起结构位于第一通孔的侧方,凸起结构具有第二表面,第二表面背向本体设置;其中,第二表面沿本体的厚度方向的投影面积为S1,本体沿本体的厚度方向的投影面积为S2,0.2≤S1/S2≤0.9。
本申请实施例的极耳支架,该极耳支架支撑极耳时,极耳支架位于电池单体的外壳内,电极组件的极耳穿设于本体的第一通孔,第一表面朝向主体部设置,凸起结构位于主体部和本体之间,第二表面也朝向主体部设置,这样当电极组件的主体部与极耳支架相挤压的过程中,主体部与第二表面接触挤压;而第二表面沿本体的厚度方向的投影面积为S1,本体沿本体的厚度方向的投影面积为S2,0.2≤S1/S2≤0.9的设计,使得第二表面有较大的面积与主体部接触挤压,挤压面积大,有利于减小主体部中的负极片的挤压应力,减少负极片出现析锂风险,提高了电池的使用寿命。
在一实施例中,0.5≤S1/S2≤0.8。
本申请实施例的极耳支架,通过0.5≤S1/S2≤0.8的设计,可使得第二表面设计的较大,主体部和第二表面之间的挤压面积更大,可更好低减小主体部中的负极片的挤压应力,减少析锂风险,提高电池的使用寿命。
在一实施例中,凸起结构自第一表面的凸出高度为D,2mm≤D≤10mm。
本申请实施例的极耳支架,通过2mm≤D≤10mm的设计,凸起结构的高度设计合理,一方面,使得凸起结构具有一定的高度,凸起结构的结构强度好,能够稳定地支撑极耳;另一方面,凸起结构的高度不至于设计的过大,极耳支架在外壳内的占用空间合理,有利于提高电池单体的能量密度。
在一实施例中,5mm≤D≤8mm。
本申请实施例的极耳支架,通过5mm≤D≤8mm的设计,凸起结构的高度设计更合理,极耳的支撑效果更好,也更有利于提高电池单体的能量密度。
在一实施例中,本体包括第一本体部和第二本体部,第一本体部与第二本体部拼接并围设形成第一通孔;凸起结构的一部分与第一本体部连接,凸起结构的另一部分与第二本体部连接;或者,凸起结构与第一本体部连接;或者,凸起结构与第二本体部连接。
本申请实施例的极耳支架,第一本体部和第二本体部可分别从极耳两侧拼接,从而使得极耳穿设于在第一通孔内,极耳支架与极耳的组装操作简单,有利于提高电池单体的组装效率。
在一实施例中,凸起结构包括与本体连接的第一凸起部,第一凸起部位于第一通孔的一侧。
本申请实施例的极耳支架,第一通孔的一侧设置有第一凸起部,凸起结构的结构简单,方便加工制作。
在一实施例中,凸起结构还包括与本体连接的第二凸起部,第二凸起部位于第一通孔的另一侧。
本申请实施例的极耳支架,第一凸起部和第二凸起部分别与主体部的两侧进行接触挤压,主体部受到的挤压力分散在两侧,凸起结构给主体部的挤压力分散,也有利于减小主体部中的负极片的挤压应力,减少析锂风险,提高电池单体的使用寿命。
在一实施例中,第一凸起部和第二凸起部分别位于第一通孔的相对两侧。
本申请实施例的极耳支架,第一凸起部和第二凸起部分别与主体部的相对两侧进行接触挤压,主体部受到的挤压力分散在相对两侧,凸起结构给主体部的挤压力更分散,更有利于减小主体部中的负极片的挤压应力,减少析锂风险,提高电池单体的使用寿命。
在一实施例中,凸起结构包括与本体连接的第三凸起部;第三凸起部位于第一通孔另一相对两侧中的任一侧。
本申请实施例的极耳支架,第一凸起部、第二凸起部和第三凸起部分别与主体部的三侧接触挤压,凸起结构给主体部的挤压力分布在三侧,凸起结构给主体部的挤压力更分散,更有利于减小主体部中的负极片的挤压应力,减少析锂风险,提高电池单体的使用寿命。
在一实施例中,凸起结构包括与本体连接的第四凸起部,第三凸起部和第四凸起部分别位于第一通孔的另一相对两侧。
本申请实施例的极耳支架,主体部与凸起结构接触挤压的过程中,第一凸起部、第二凸起部、第三凸起部和第四凸起部分别与主体部的四周接触挤压,使得凸起结构给主体部的挤压力分布在四周,凸起结构给主体部的挤压力更分散更均匀,更有利于减小主体部中的负极片的挤压应力,减少析锂风险,提高电池单体的使用寿命。
在一实施例中,第三凸起部的一端与第一凸起部连接,第三凸起部的另一端与第二凸起部之间形成有用于避让极耳的第一避让槽。
本申请实施例的极耳支架,第一避让槽可给极耳的弯折部分提供安装空间,有利于提高极耳支撑的稳定性。
在一实施例中,第一避让槽的槽宽大于或者等于第一通孔长度的一半,第一通孔的长度方向为自第一凸起部指向第二凸起部的方向。
本申请实施例的极耳支架,这样设计,使得第一避让槽有足够的空间容纳极耳的弯折部分,极耳能够得到更好地支撑。
在一实施例中,第四凸起部的一端与第二凸起部连接,第四凸起部的另一端与第一凸起部之间形成有用于避让极耳的第二避让槽。
本申请实施例的极耳支架,第二避让槽能够给极耳的弯折部分提供安装空间,有利于提高极耳支撑的稳定性。
在一实施例中,第二避让槽的槽宽大于或者等于第一通孔长度的一半,第一通孔的长度方向为自第一凸起部指向第二凸起部的方向。
本申请实施例的极耳支架,这样设计,使得第二避让槽有足够的空间容纳极耳的弯折部分,极耳能够得到更好地支撑。
在一实施例中,第一凸起部和第二凸起部对称设置;和/或,第三凸起部和第四凸起部中心对称。
本申请实施例的极耳支架,这样设计,极耳支架的结构规整,方便加工,也有利于凸起结构对主体部的挤压力也更分散,也有利于减小主体部中的负极片的挤压应力,减少析锂风险,提高电池单体的使用寿命。
在一实施例中,第一凸起部、第二凸起部、第三凸起部和第四凸起部中的至少一个为弹性结构。
本申请实施例的极耳支架,主体部可挤压弹性结构发生弹性变形来缓和主体部与弹性结构之间的挤压力,减小主体部中的负极片的挤压应力,减少析锂风险,提高电池1100的使用寿命。
在一实施例中,弹性结构包括弹性层和硬质层,弹性层连接于本体和硬质层之间。
本申请实施例的极耳支架,主体部推动硬质层挤压弹性层,弹性层弹性变形来缓和主体部与硬质层之间的挤压力,减小主体部中的负极片的挤压应力,减少析锂风险,提高电池的使用寿命;另外,硬质层具有一定的硬度,与主体部接触挤压时不容易损坏,可提高极耳支架的使用寿命。
在一实施例中,弹性层的厚度为D1,硬质层的厚度为D2,0.2≤D1/(D1+D2)<1。
本申请实施例的极耳支架,通过0.2≤D1/(D1+D2)<1的设计,使得弹性层具有一定的厚度,弹性层能够缓和主体部与硬质层之间的挤压力,减小主体部中的负极片的挤压应力,减少析锂风险,提高电池的使用寿命。
在一实施例中,0.7≤D1/(D1+D2)≤0.8。
本申请实施例的极耳支架,弹性结构的大部分为弹性层,使得弹性层能够更好地缓和主体部与硬质层之间的挤压力,更好地减小主体部中的负极片的挤压应力,减少析锂风险,提高电池的使用寿命;另外,硬质层具有一定厚度,与主体部接触不容易损坏,有利于提高极耳支架的使用寿命。
在一实施例中,弹性层的弹性模量小于或者等于70MPa。
本申请实施例的极耳支架,弹性层具有良好的弹性变形能力,能够缓和主体部与硬质层之间的挤压力,减小主体部中的负极片的挤压应力,减少析锂风险,提高电池的使用寿命。
在一实施例中,弹性层为聚氨酯层或聚氯乙烯层。
本申请实施例的极耳支架,弹性层制作简单,且制作成本低廉。
在一实施例中,本体在未设置有凸起结构的区域设有第二通孔,第二通孔贯穿本体;和/或,本体设置有凸起结构的区域设有第三通孔,第三通孔贯穿本体和凸起结构。
本申请实施例的极耳支架,电解液可穿过极耳支架,减少电解液停留在极耳支架的风险,改善电解液的流动,有利于提高电池单体的性能。
第二方面,提供了一种电池单体,包括上述的极耳支架。
本申请实施例的电池单体,采用了上述的极耳支架,可降低负极片的析锂风险,提高电池单体的使用寿命。
在一实施例中,电池单体还包括外壳和设置于外壳内的电极组件,电极组件包括主体部以及连接于主体部端部的极耳,极耳穿设于第一通孔,凸起结构位于主体部和本体之间。
本申请实施例的电池单体,极耳支架和电极组件均位于外壳内,电极组件的极耳穿设于第一通孔,凸起结构位于主体部和本体之间;而在电极组件膨胀或者电池单体收到外力的作用下,主体部设置有极耳可以与凸起结构背向本体的表面(第二表面)接触挤压,而第二表面的面积大,可增大第二表面与主体部之间的挤压面积,从而减小主体部中的负极片的挤压应力,减少析锂风险。
第三方面,提供了一种电池,包括上述的电池单体。
本申请实施例的电池,采用了上述的电池单体,电池单体的使用寿命长,也有利于提高电池的寿命和性能。
第四方面,提供了一种用电装置,包括上述的电池。
本申请实施例的用电装置,采用了上述的电池,电池的使用寿命长,也有利于提高用电装置的性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有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性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请一实施例提供的车辆的结构示意图。
图2为本申请一实施例提供的电池的结构示意图。
图3为本申请一实施例提供的电池单体的截面示意图。
图4为图3所示的电池单体沿S-S线的截面示意图。
图5为本申请一实施例提供的极耳支架的一个视角的结构示意图。
图6为图5所示的极耳支架的另一个视角的结构示意图。
图7为图5所示的极耳支架的又一视角的结构示意图。
图8为本申请一实施例提供的极耳支架的结构示意图。
图9为图8所示的极耳支架的分解示意图。
图10为本申请一实施例提供的极耳支架的结构示意图。
图11为图10所示的极耳支架的分解示意图。
其中,图中各附图标记:
1000、车辆;1100、电池;1200、控制器;1300、马达;10、箱体;11、第一部分;12、第二部分;20、电池单体;21、外壳;211、绝缘件;22、电极组件;221、主体部;222、极耳;2221、第一极耳部;2222、第二极耳部;23、电极端子;24、极耳支架;2401、第一避让槽;2402、第二避让槽;2403、第二通孔;2404、第三通孔;241、本体;2411、第一本体部;2412、第二本体部;24101、第一通孔;24102、第一表面;242、凸起结构;24201、第二表面;2421、第一凸起部;24211、弹性层;24212、硬质层;2422、第二凸起部;2423、第三凸起部;2424、第四凸起部。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中,需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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的限制。
此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,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。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。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本申请中,除非另有明确的规定和限定,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;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中的具体含义。
在本申请的描述中,需要说明的是,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。
还需说明的是,本申请实施例中以同一附图标记表示同一组成部分或同一零部件,对于本申请实施例中相同的零部件,图中可能仅以其中一个零件或部件为例标注了附图标记,应理解的是,对于其他相同的零件或部件,附图标记同样适用。
在本申请中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
在本申请中,为了方便描述,附图中的Z轴表示上下方向,Z轴的正向表示上,Z轴的负向表示下,附图中的Y轴表示前后方向,Y轴的正向表示后,Y轴的负向表示前,附图中的X轴表示左右方向,X轴的正向表示右,X轴的负向表示左。
目前,从市场形势的发展来看,动力电池的应用越加广泛。动力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。随着动力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。
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。电池在使用的过程中,电池内的负极片容易出现析锂现象,影响电池的寿命。
电池通常内设置有一个或者多个电池单体,电池单体包括外壳以及设置于内外壳电极组件,电极组件包括主体部以及主体部端部引出的极耳,而极耳通常采用极耳支架支撑;但在实际的使用过程中,极耳支架容易与主体部相挤压,特别是主体部中的负极片与极耳支架相挤压时,负极片的挤压应力越大,负极片越容易出现析锂现象,影响电池的使用寿命。
基于以上考虑,本申请实施例提供了一种极耳支架,该极耳支架包括本体和凸起结构,本体设有第一表面和贯穿第一表面的第一通孔,凸起结构与本体连接,凸起结构凸伸出第一表面,凸起结构具有第二表面,第二表面背向本体设置;该极耳支架使用时,极耳支架位于电池单体的外壳内,电极组件的极耳穿设于本体的第一通孔,且第一表面朝向主体部设置,凸起结构位于主体部和本体之间,第二表面也朝向主体部设置,这样当主体部与极耳支架相挤压的过程中,主体部与第二表面接触挤压;而第二表面沿本体的厚度方向的投影面积为S1,本体沿本体的厚度方向的投影面积为S2,0.2≤S1/S2≤0.9的设计,使得第二表面有较大的面积与主体部接触挤压,挤压面积大,有利于减小主体部中的负极片的挤压应力,减少负极片出现析锂风险,提高了电池的使用寿命。
本申请实施例公开的电池单体、电池以及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1100,电池1100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池1100可以用于车辆1000的供电,例如,电池1100可以作为车辆1000的操作电源。车辆1000还可以包括控制器1200和马达1300,控制器1200用来控制电池1100为马达1300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1100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,作为电池1100的一种实施例,电池1100包括箱体10和电池单体20,电池单体20容纳于箱体10内。其中,箱体10用于为电池单体20提供容纳空间,箱体10可以采用多种结构。在一些实施例中,箱体10可以包括第一部分11和第二部分12,第一部分11与第二部分12相互盖合,第一部分11和第二部分12共同限定出用于容纳电池单体20的容纳空间。第二部分12可以为一端开口的空心结构,第一部分11可以为板状结构,第一部分11盖合于第二部分12的开口侧,以使第一部分11与第二部分12共同限定出容纳空间;第一部分11和第二部分12也可以是均为一侧开口的空心结构,第一部分11的开口侧盖合于第二部分12的开口侧。当然,第一部分11和第二部分12形成的箱体10可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。
在电池1100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。
在一实施例中,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1100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1100还可以包括其他结构,例如,该电池1100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。
作为电池1100的另一种实施例,电池1100可以不包括该箱体10,而是将多个电池单体20进行电连接,并通过必要的固定结构形成一整体后装配到用电装置中。
请参照图3,电池单体20是指组成电池的最小单元。如图3,电池单体20包括有外壳21、电极组件22以及其他的功能性部件。
外壳21是指容纳电极组件22、电解液以及其他部分的部件,外壳21可以有两部分盖合组成以形成电池单体20的内部环境。不限地,也可以使这两部分一体化。外壳21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,外壳21的形状可以根据电极组件22的具体形状和尺寸大小来确定。外壳21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。外壳21上可以设置有如电极端子23等的功能性部件。电极端子23可以用于与电极组件22电连接,以用于输出或输入电池单体20的电能。
电极组件22是电池单体20中发生电化学反应的部件。外壳21内可以包含一个或更多个电极组件22。电极组件22包括正极、负极以及隔离件。在电池单体20充放电过程中,活性离子(例如锂离子)在正极和负极之间往返嵌入和脱出。隔离件设置在正极和负极之间,可以起到防止正负极短路的作用,同时可以使活性离子通过。
在一些实施例中,正极可以为正极片,正极片可以包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面的正极活性材料。
在一些实施例中,负极可以为负极片,负极片可以包括负极集流体以及设置在负极集流体至少一个表面上的负极活性材料。
在一些实施方式中,隔离件为隔离膜。本申请对隔离膜的种类没有特别的限制,可以选用任意公知的具有良好的化学稳定性和机械稳定性的多孔结构隔离膜。
在一些实施方式中,电极组件22为卷绕结构。正极片、负极片卷绕成卷绕结构。
在一些实施方式中,电极组件22为叠片结构。
如图3所示,在本申请的一个实施例中,提供一种极耳支架24,该极耳支架24包括本体241和凸起结构242,本体241设有第一表面24102和用于供极耳222穿设的第一通孔24101,第一通孔24101贯穿第一表面24102;凸起结构242与本体241连接,凸起结构242凸伸出第一表面24102,凸起结构242位于第一通孔24101的侧方,凸起结构242具有第二表面24201,第二表面24201背向本体241设置;其中,第二表面24201沿本体241的厚度方向(Z方向)的投影面积为S1,本体241沿本体241的厚度方向的投影面积为S2,0.2≤S1/S2≤0.9。
极耳支架24可以是指电池单体20中支撑电极组件22的极耳222的部件;其中,电极组件22可以是指上述的电极组件22,电极组件22包括主体部221和极耳222,主体部221可以是指极片带有活性物质的部分卷绕或叠层形成的部分,极耳222可以是指自极片边缘延伸出来的部分;其中,极耳222分为正极耳和负极耳,正极耳是正极片边缘延伸出来的部分,负极耳是正极片边缘延伸出来的部分,该极耳支架24可用于支撑正极耳,也可以用于支撑负极耳,在此不作限定。例如图3所示,极耳222包括沿电极组件22的宽度方向(X方向)间隔设置多个极耳部,一个极耳支架24可同时支撑多个极耳部,也可以单独支撑一个极耳部,其具体的可根据电极组件22的结构进行设定,在此不作限定。
极耳支架24包括本体241和凸起结构242,本体241可以是指极耳支架24的主体部分,本体241作为凸起结构242的安装基体,起到支撑凸起结构242的作用;为了适应电池单体20内部的使用环境,本体241需要采用对电解液具有良好耐受性的材料制作而成,例如,聚丙烯、聚乙烯或聚氯乙烯等。本体241具有第一表面24102和第一通孔24101,第一通孔24101可以是指本体241设置的供极耳222穿设的通孔,第一通孔24101可为自第一表面24102贯穿本体241的通孔,例如图3所示,第一通孔24101可以自第一表面24102沿本体241的厚度方向(Z方向)贯穿本体241。第一通孔24101的形状可为多种,例如,长条形、圆形、三角形等。
凸起结构242可以是指极耳支架24凸伸出第一表面24102的部分。凸起结构242位于第一通孔24101的侧方,凸起结构242不会遮蔽第一通孔24101,第一通孔24101能够供极耳222穿设;在极耳222穿设于第一通孔24101时,第一表面24102朝向主体部221设置,此时,凸起结构242位于主体部221和本体241之间,且凸起结构242背向本体241的表面(即第二表面24201)朝向主体部221设置;在电极组件22膨胀或者电极组件22在外力作用下朝向极耳支架24移动时,第二表面24201能够与主体部221相接触并挤压主体部221。本体241和凸起结构242之间的连接方式可以为但不限于螺栓连接、粘接、卡接、铆接、焊接、一体成型方式等。其中,一体成型是指利用挤压、注塑、压铸等一体工艺制作成型。
定义一个垂直于本体241的厚度方向的投影面,第二表面24201沿本体241的厚度方向投影到投影面可得到的第一投影图形,第二表面24201沿本体241的厚度方向的投影面积S1可以是指第一投影图形的面积。第二表面24201可以但不限于为平面或弧面等。
本体241沿本体241的厚度方向投影到投影面可得到的第二投影图形,本体241沿本体241的厚度方向的投影面积S2可以是指第二投影图形的面积。第一表面24102可以但不限于为平面或弧面等。
0.2≤S1/S2≤0.9,可以理解的是,第二表面24201沿本体241的厚度方向的投影面积S1与本体241沿本体241的厚度方向的投影面积S2之比的比值范围为0.2~0.9,这样设计,使得第二表面24201可具有较大的面积与主体部221接触挤压,主体部221和第二表面24201之间的挤压面积大,可减小主体部221中的负极片的挤压应力,减少析锂风险,提高电池1100的使用寿命。
在一实施例中,S1/S2的值可以但不限于为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8或0.9。
在本申请的另一个实施例中,提供的该极耳支架24,0.5≤S1/S2≤0.8。
0.5≤S1/S2≤0.8,可以理解的是,第二表面24201沿本体241的厚度方向的投影面积S1与本体241沿本体241的厚度方向的投影面积S2之比的比值范围为0.5~0.8,这样设计,使得第二表面24201的面积可设计的更大,主体部221和第二表面24201之间的挤压面积更大,可更好低减小主体部221中的负极片的挤压应力,减少析锂风险,提高电池1100的使用寿命。
在一实施例中,S1/S2的值可以但不限于为0.5、0.52、0.54、0.56、0.58、0.6、0.62、0.64、0.66、0.68、0.7、0.72、0.74、0.76、0.78或0.8。
其中,需要说明的是,结合图3所示,外壳21内设置有绝缘件211,极耳支架24位于主体部221和绝缘件211之间,这样主体部221朝向绝缘件211移动时,主体部221受到极耳支架24的限制作用而不会或者过度地挤压极耳222,如此便实现了极耳222的支撑。极耳支架24也可夹持于主体部221和绝缘件211,使得极耳222得到良好的支撑,而当电极组件22包括正极、负极以及隔离件时,主体部221内的隔离件与极耳支架24抵接,而负极不与极耳支架24抵接,这样可减小主体部221中的负极片的挤压应力,减少析锂风险,提高电池1100的使用寿命。其中,绝缘件211可实现外壳21和极耳支架24的绝缘,降低短路风险。绝缘件211可采用塑料、橡胶等材料制作而成。
在本申请的另一个实施例中,请一并结合图4、图5和图6所示,提供的该极耳支架24的凸起结构242包括与本体241连接的第一凸起部2421,第一凸起部2421位于第一通孔24101的一侧。
第一凸起部2421可以是指凸伸出第一表面24102外并位于第一通孔24101一侧的凸起。第一凸起部2421背向第一表面24102的表面形成第二表面24201;示例地,第一凸起部2421可位于第一通孔24101的后侧、前侧、左侧或右侧中的任意一侧。例如图5所示,第一凸起部2421位于第一通孔24101的左侧。
本申请实施例的极耳支架24,第一通孔24101的一侧设置有第一凸起部2421,凸起结构242的结构简单,方便加工制作。
在本申请的另一个实施例中,请一并结合图4、图5和图6所示,提供的该极耳支架24的凸起结构242还包括与本体241连接的第二凸起部2422,第二凸起部2422位于第一通孔24101的另一侧。
第二凸起部2422可以是指凸伸出第一表面24102外并位于第一通孔24101另一侧的凸起。第一凸起部2421背向第一表面24102的表面和第二凸起部2422背向第一表面24102的表面共同形成第二表面24201;例如图5所示,第一凸起部2421背向第一表面24102的表面和第二凸起部2422背向第一表面24102的表面齐平;当然在另一实施例中,第一凸起部2421背向第一表面24102的表面和第二凸起部2422背向第一表面24102的表面不齐平,其具体的根据实际需要设定即可,在此不作限定。
第一凸起部2421位于第一通孔24101的一侧,第二凸起部2422位于第一通孔24101的另一侧,可以理解的是,第一凸起部2421和第二凸起部2422分别位于第一通孔24101相邻的两侧,或者,第一凸起部2421和第二凸起部2422分别位于第一通孔24101的相对两侧。
本申请实施例的极耳支架24,第一凸起部2421和第二凸起部2422分别位于第一通孔24101的两侧,第一凸起部2421和第二凸起部2422分别与主体部221的两侧进行接触挤压,主体部221受到的挤压力分散在两侧,凸起结构242给主体部221的挤压力分散,也有利于减小主体部221中的负极片的挤压应力,减少析锂风险,提高电池单体20的使用寿命。
在本申请的另一个实施例中,请一并结合图4、图5和图6所示,提供的该极耳支架24的第一凸起部2421和第二凸起部2422分别位于第一通孔24101的相对两侧。
例如图5所示,第一凸起部2421位于第一通孔24101的左侧,第二凸起部2422位于第一通孔24101的右侧。
本申请实施例的极耳支架24,第一凸起部2421和第二凸起部2422分别位于第一通孔24101的相对两侧,第一凸起部2421和第二凸起部2422分别与主体部221的相对两侧进行接触挤压,主体部221受到的挤压力分散在相对两侧,凸起结构242给主体部221的挤压力更分散,更有利于减小主体部221中的负极片的挤压应力,减少析锂风险,提高电池单体20的使用寿命。
在本申请的另一个实施例中,请一并结合图4、图5和图6所示,提供的该极耳支架24的凸起结构242包括与本体241连接的第三凸起部2423;第三凸起部2423位于第一通孔24101另一相对两侧中的任一侧。
第三凸起部2423可以是指凸伸出第一表面24102外并位于第一通孔24101的一侧的凸起,且第三凸起部2423位于第一凸起部2421和第二凸起部2422之间。例如图5所示,第一凸起部2421位于第一通孔24101的左侧,第二凸起部2422位于第一通孔24101的右侧,第三凸起部2423位于第一通孔24101的后侧。第一凸起部2421背向第一表面24102的表面、第二凸起部2422背向第一表面24102的表面和第三凸起部2423背向第一表面24102的表面共同形成第二表面24201;例如图5所示,第一凸起部2421背向第一表面24102的表面、第二凸起部2422背向第一表面24102的表面和第三凸起部2423背向第一表面24102的表面齐平;当然在另一实施例中,在第一凸起部2421背向第一表面24102的表面、第二凸起部2422背向第一表面24102的表面和第三凸起部2423背向第一表面24102的表面中的至少两个不齐平;其具体的根据实际需要设定即可,在此不作限定。
本申请实施例的极耳支架24,第一凸起部2421和第二凸起部2422分别位于第一通孔24101的两侧,第三凸起部2423位于第一通孔24101另一相对两侧中的任一侧,第一凸起部2421、第二凸起部2422和第三凸起部2423分别与主体部221的三侧接触挤压,凸起结构242给主体部221的挤压力分布在三侧,凸起结构242给主体部221的挤压力更分散,更有利于减小主体部221中的负极片的挤压应力,减少析锂风险,提高电池单体20的使用寿命。
在本申请的另一个实施例中,请一并结合图4、图5和图6所示,提供的该极耳支架24的凸起结构242包括与本体241连接的第四凸起部2424,第三凸起部2423和第四凸起部2424分别位于第一通孔24101的另一相对两侧。
第四凸起部2424可以是指凸伸出第一表面24102外并位于第一通孔24101一侧的凸起,第四凸起部2424和第三凸起部2423位于第一通孔24101的相对两侧。例如图5所示,第一凸起部2421位于第一通孔24101的左侧,第二凸起部2422位于第一通孔24101的右侧,第三凸起部2423位于第一通孔24101的后侧,第四凸起部2424位于第一通孔24101的前侧。
第一凸起部2421背向第一表面24102的表面、第二凸起部2422背向第一表面24102的表面、第三凸起部2423背向第一表面24102的表面和第四凸起部2424背向第一表面24102的表面共同形成第二表面24201;例如图5所示,第一凸起部2421背向第一表面24102的表面、第二凸起部2422背向第一表面24102的表面、第三凸起部2423背向第一表面24102的表面和第四凸起部2424背向第一表面24102的表面齐平;当然在另一实施例中,在第一凸起部2421背向第一表面24102的表面、第二凸起部2422背向第一表面24102的表面、第三凸起部2423背向第一表面24102的表面和第四凸起部2424背向第一表面24102的表面中的至少两个不齐平;其具体的根据实际需要设定即可,在此不作限定。
本申请实施例的极耳支架24,主体部221与凸起结构242接触挤压的过程中,第一凸起部2421、第二凸起部2422、第三凸起部2423和第四凸起部2424分别与主体部221的四周接触挤压,使得凸起结构242给主体部221的挤压力分布在四周,凸起结构242给主体部221的挤压力更分散更均匀,更有利于减小主体部221中的负极片的挤压应力,减少析锂风险,提高电池单体20的使用寿命。
在本申请的另一个实施例中,请一并结合图4、图5和图6所示,提供的该极耳支架24的第三凸起部2423的一端与第一凸起部2421连接,第三凸起部2423的另一端与第二凸起部2422之间形成有用于避让极耳222的第一避让槽2401。
第一避让槽2401可以是指第三凸起部2423和第二凸起部2422之间形成的凹槽。
本申请实施例的极耳支架24,在实际的使用过程中,极耳222在外壳21内需要弯折,而第一避让槽2401可给极耳222的弯折部分提供安装空间,有利于提高极耳222支撑的稳定性。
在本申请的另一个实施例中,请一并结合图4、图5和图6所示,提供的该极耳支架24的第一避让槽2401的槽宽L1大于或者等于第一通孔24101长度L2的一半,第一通孔24101的长度方向为自第一凸起部2421指向第二凸起部2422的方向。
第一避让槽2401的槽宽L1,例如图6所示,可以是指第三凸起部2423和第二凸起部2422之间的间距。
第一通孔24101长度L2可以是指第一通孔24101的长度方向上的尺寸,其中,第一通孔24101的长度方向(可参阅图6中X方向)为自第一凸起部2421指向第二凸起部2422的方向。
本申请实施例的极耳支架24,第一避让槽2401的槽宽L1大于或者等于第一通孔24101长度L2的一半,这样设计,使得第一避让槽2401有足够的空间容纳极耳222的弯折部分,极耳222能够得到更好地支撑。
在本申请的另一个实施例中,请一并结合图4、图5和图6所示,提供的该极耳支架24的第四凸起部2424的一端与第二凸起部2422连接,第四凸起部2424的另一端与第一凸起部2421之间形成有用于避让极耳222的第二避让槽2402。
第二避让槽2402可以是指第四凸起部2424和第一凸起部2421之间形成的凹槽。
本申请实施例的极耳支架24,第二避让槽2402能够给极耳222的弯折部分提供安装空间,有利于提高极耳222支撑的稳定性。
在本申请的另一个实施例中,请一并结合图4、图5和图6所示,提供的该极耳支架24的第二避让槽2402的槽宽L3大于或者等于第一通孔24101长度L2的一半,第一通孔24101的长度方向为自第一凸起部2421指向第二凸起部2422的方向。
第二避让槽2402的槽宽L3,例如图6所示,可以是指第四凸起部2424和第一凸起部2421之间的间距。
本申请实施例的极耳支架24,第二避让槽2402的槽宽L3大于或者等于第一通孔24101长度L2的一半,这样设计,使得第二避让槽2402有足够的空间容纳极耳222的弯折部分,极耳222能够得到更好地支撑。
在本申请的另一个实施例中,请一并结合图4、图5和图6所示,提供的该极耳支架24的第一凸起部2421和第二凸起部2422对称设置。
第一凸起部2421和第二凸起部2422对称设置,可以理解的是,第一凸起部2421和第二凸起部2422的结构相同,第一凸起部2421和第二凸起部2422在极耳支架24的分布位置不同;例如图6所示,第一凸起部2421和第二凸起部2422关于第一通孔24101的第一平分线B-B对称,第一平分线B-B是指能够将第一通孔24101平分为左右两段,且第一平分线B-B为一条辅助线,该辅助线可以在极耳支架24显示,也可以不显示,其具体根据实际情况进行选择,在此不作限定。
本申请实施例的极耳支架24,第一凸起部2421和第二凸起部2422对称设置,第一凸起部2421和第二凸起部2422的结构相同,第一凸起部2421和第二凸起部2422可分别给主体部221的相对两侧相同的挤压力,挤压力分布更均匀,主体部221中的负极片的挤压应力更小,更有利于降低析锂风险,提高电池1100的使用寿命;另外,凸起结构242的简单规整,加工更为简单方便。
在本申请的另一个实施例中,请一并结合图4、图5和图6所示,提供的该极耳支架24的第三凸起部2423和第四凸起部2424中心对称。
第三凸起部2423和第四凸起部2424中心对称,第三凸起部2423和第四凸起部2424的结构相同,第三凸起部2423和第四凸起部2424在极耳支架24的分布位置不同。例如图6所示,第二平分线A-A能够将第一通孔24101平分上下两部分,第一平分线B-B与第二平分线A-A的交点为中心点c;第三凸起部2423和第四凸起部2424中心对称,可以理解的是,第三凸起部2423和第四凸起部2424关于中心点c中心对称,即第三凸起部2423绕中心点c旋转180°后与第四凸起部2424重合,或者,第四凸起部2424绕中心点c旋转180°后与第三凸起部2423重合。
本申请实施例的极耳支架24,第三凸起部2423和第四凸起部2424中心对称设置,第三凸起部2423和第四凸起部2424的结构相同,第三凸起部2423和第四凸起部2424可分别给主体部221的相对两侧相同的挤压力,挤压力分布更均匀,主体部221中的负极片的挤压应力更小,更有利于降低析锂风险,提高电池1100的使用寿命;并且,凸起结构242的简单规整,加工更为简单方便;另外,例如图6所示,在极耳支架24设置有第一避让槽2401和第二避让槽2402的状态下,第一避让槽2401和第二避让槽2402错开设置,这样第一避让槽2401和第二避让槽2402可分别容置极耳222的两个部分的弯折部分,使得极耳222得到更好的支撑。
在本申请的另一个实施例中,请一并结合图5和图7所示,提供的该极耳支架24的第一凸起部2421、第二凸起部2422、第三凸起部2423和第四凸起部2424中的至少一个为弹性结构。
第一凸起部2421、第二凸起部2422、第三凸起部2423和第四凸起部2424中的至少一个为弹性结构,可以理解的是,第一凸起部2421、第二凸起部2422、第三凸起部2423和第四凸起部2424中的任意一个为弹性结构,或者,第一凸起部2421、第二凸起部2422、第三凸起部2423和第四凸起部2424中的任意两个为弹性结构,或者,第一凸起部2421、第二凸起部2422、第三凸起部2423和第四凸起部2424中的任意三个为弹性结构,或者,第一凸起部2421、第二凸起部2422、第三凸起部2423和第四凸起部2424均为弹性结构。
弹性结构可以是指具有弹性的结构,弹性结构在收到外力的作用下可发生弹性变形,而当外力消失后弹性结构的变形会恢复;弹性结构可以是一部分采用弹性材料制作而成,弹性结构还可以是全部采用弹性材料制作而成;为了适应电池单体20内部的使用环境,弹性材料可为对电解液具有良好耐受性的软质塑胶制作而成,例如,气凝胶、发泡材料或橡胶等;示例地,弹性材料为乙烯-醋酸乙烯酯共聚物、发泡聚氨酯、发泡聚丙烯、发泡聚乙烯、丁苯橡胶、顺丁橡胶或二氧化硅气凝胶中的一种或多种;这些材料对电解液的耐受性好,缓冲耐压能力强,且工艺成熟,采购简单,易加工,便于生产制造使用。
本申请实施例的极耳支架24,主体部221可挤压弹性结构发生弹性变形来缓和主体部221与弹性结构之间的挤压力,减小主体部221中的负极片的挤压应力,减少析锂风险,提高电池1100的使用寿命。
在本申请的另一个实施例中,请一并结合图5和图7所示,提供的该极耳支架24的弹性结构包括弹性层24211和硬质层24212,弹性层24211连接于本体241和硬质层24212之间。
弹性层24211是指弹性结构中采用弹性材料制作而成的部分,硬质层24212是指弹性结构中采用硬质材料制作而成的部分,其中,为了适应电池单体20内部的使用环境,硬质材料可为对电解液具有良好耐受性的硬质塑胶制作而成,例如,聚丙烯或聚乙烯等。弹性层24211与本体241之间的连接方式以及弹性层24211与硬质层24212之间的连接方式可以为但不限于螺栓连接、粘接、卡接、铆接、焊接、一体成型方式等。其中,一体成型是指利用挤压、注塑、压铸等一体工艺制作成型。
本申请实施例的极耳支架24,弹性层24211连接于本体241和硬质层24212之间,弹性层24211位于硬质层24212和第一表面24102之间,主体部221与硬质层24212背向弹性层24211的表面接触挤压并推动硬质层24212挤压弹性层24211,弹性层24211弹性变形来缓和主体部221与硬质层24212之间的挤压力,减小主体部221中的负极片的挤压应力,减少析锂风险,提高电池1100的使用寿命;另外,硬质层24212具有一定的硬度,与主体部221接触挤压时不容易损坏,可提高极耳支架24的使用寿命。
在本申请的另一个实施例中,请一并结合图5和图7所示,提供的该极耳支架24的弹性层24211的厚度为D1,硬质层24212的厚度为D2,0.2≤D1/(D1+D2)<1。
(D1+D2)是指弹性层24211的厚度D1与硬质层24212的厚度D2之和,即弹性结构的厚度D,例如图7所示,弹性结构的厚度也可以等于凸起结构242的厚度D。
D1/(D1+D2),可以理解的是,弹性层24211的厚度在弹性结构的厚度上的占比。
本申请实施例的极耳支架24,通过0.2≤D1/(D1+D2)<1的设计,使得弹性层24211具有一定的厚度,弹性层24211能够缓和主体部221与硬质层24212之间的挤压力,减小主体部221中的负极片的挤压应力,减少析锂风险,提高电池1100的使用寿命。
在一实施例中,D1/(D1+D2)的值可以但不限于为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9或0.95。
在本申请的另一个实施例中,请一并结合图5和图7所示,提供的该极耳支架24,0.7≤D1/(D1+D2)≤0.8。
D1/(D1+D2)≥0.7,可以理解的是,弹性结构的大部分为弹性层24211,使得弹性层24211能够更好地缓和主体部221与硬质层24212之间的挤压力,更好地减小主体部221中的负极片的挤压应力,减少析锂风险,提高电池1100的使用寿命。
D1/(D1+D2)≤0.8,可以理解的是,弹性结构的小部分为硬质层24212,但硬质层24212具有一定厚度,与主体部221接触不容易损坏,有利于提高极耳支架24的使用寿命。
在一实施例中,D1/(D1+D2)的值可以但不限于为0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75或0.8。
在本申请的另一个实施例中,请一并结合图5和图7所示,提供的该极耳支架24的弹性层24211的弹性模量小于或者等于70MPa。
弹性模量可按照国标GB/T 14694-1993所记载的测试方式得到,其具体测试方式,在此不再赘述。
本申请实施例的极耳支架24,弹性层24211的弹性模量小于或者等于70MPa,使得弹性层24211具有良好的弹性变形能力,能够缓和主体部221与硬质层24212之间的挤压力,减小主体部221中的负极片的挤压应力,减少析锂风险,提高电池1100的使用寿命。
在本申请的另一个实施例中,请一并结合图5和图7所示,提供的该极耳支架24的弹性层24211为聚氨酯层。
聚氨酯层可以是指采用聚氨酯制作而成的弹性部件。
本申请实施例的极耳支架24,弹性层24211采用聚氨酯制作而成,聚氨酯易于获取且价格低廉,有利于降低极耳支架24的制作成本;同时,采用聚氨酯制作而成的弹性层24211具有良好的弹性变形能力,能够缓和主体部221和硬质层24212之间的挤压力,减少析锂风险,有利于提高电池单体20的使用寿命。
在本申请的另一个实施例中,请一并结合图5和图7所示,提供的该极耳支架24的弹性层24211为聚氯乙烯层。
聚氯乙烯层可以是指采用聚氯乙烯制作而成的弹性部件。
本申请实施例的极耳支架24,弹性层24211采用聚氯乙烯制作而成,聚氯乙烯易于获取且价格低廉,有利于降低极耳支架24的制作成本;同时,采用聚氯乙烯制作而成的弹性层24211具有良好的弹性变形能力,能够缓和主体部221和硬质层24212之间的挤压力,减少析锂风险,有利于提高电池单体20的使用寿命。
在本申请的另一个实施例中,请一并结合图7所示,提供的该极耳支架24的凸起结构242自第一表面24102的凸出高度为D,2mm≤D≤10mm。
凸起结构242的高度D可以是指凸起结构242凸伸出第一表面24102的高度;例如图7所示,凸起结构242的高度D可以等于弹性层24211的厚度D1与硬质层24212的厚度D2之和。
本申请实施例的极耳支架24,通过2mm≤D≤10mm的设计,凸起结构242的高度设计合理,一方面,使得凸起结构242具有一定的高度,凸起结构242的结构强度好,能够稳定地支撑极耳222;另一方面,凸起结构242的高度不至于设计的过大,极耳支架24在外壳21内的占用空间合理,有利于提高电池单体20的能量密度。
在一实施例中,D可以但不限于为2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、5.5mm、6mm、6.5mm、7mm、7.5mm、8mm、8.5mm、9mm、9.5mm或10mm。
在本申请的另一个实施例中,请一并结合图7所示,提供的该极耳支架24,5mm≤D≤8mm。
本申请实施例的极耳支架24,通过5mm≤D≤8mm的设计,凸起结构242的高度设计更合理,极耳222的支撑效果更好,也更有利于提高电池单体20的能量密度。
在本申请的另一个实施例中,请一并结合图8至图11所示,提供的该极耳支架24的本体241包括第一本体部2411和第二本体部2412,第一本体部2411与第二本体部2412拼接并围设形成第一通孔24101;凸起结构242的一部分与第一本体部2411连接,凸起结构242的另一部分与第二本体部2412连接。
本体241分为两个可拼接的两个部分,其中一个部分为第一本体部2411,另一个部分为第二本体部2412,第一本体部2411与第二本体部2412拼接并围设形成第一通孔24101,第一本体部2411和第二本体部2412彼此相对的表面均设置有缺口,两个缺口共同围设形成第一通孔24101,或者,第一本体部2411和第二本体部2412彼此相对的表面中的一个表面设置有缺口,另一表面为平面,平面封闭缺口的开口从而围设形成第一通孔24101。第一本体部2411和第二本体部2412之间可通过卡接、螺接等可拆卸连接方式进行连接,在此不作限定。例如图8和图9所示,本体241在第一通孔24101的长度方向(X方向)上分为两部分,或者,例如图10和图11所示,本体241在第一通孔24101的宽度方向(Y方向)分为两部分,当然在其他实施例中,还可以是其他划分方式在此不作限定。
凸起结构242的一部分与第一本体部2411连接,凸起结构242的另一部分与第二本体部2412连接;凸起结构242也可随本体241的划分分为两部分,其中一部分连接在第一本体部2411上,另一部分连接在第二本体部2412上,例如图8和图9所示,第一凸起部2421的一部分、第二凸起部2422和第二凸起部2422的一部分连接于第一本体部2411上,第一凸起部2421的另一部分,第四凸起部2424和第二凸起部2422的另一部分连接于第二本体部2412;例如图10和图11所示,第一凸起部2421和第三凸起部2423连接在第二本体部2412,第二凸起部2422和第四凸起部2424连接于第一本体部2411上,当然在其他实施例中,凸起结构242还可以是其他划分方式,在此不作限定。其中,第一凸起部2421和第三凸起部2423按照左侧的虚线进行划分,位于该虚线左侧的部分为第一凸起部2421,位于该虚线右侧的部分为第三凸起部2423。第二凸起部2422和第四凸起部2424按照右侧的虚线进行划分,位于该虚线左侧的部分为第四凸起部2424,位于该虚线右侧的部分为第二凸起部2422。
本申请实施例的极耳支架24,第一本体部2411和第二本体部2412可分别从极耳222两侧拼接,从而使得极耳222穿设于在第一通孔24101内,极耳支架24与极耳222的组装操作简单,有利于提高电池单体20的组装效率。
在本申请的另一个实施例中,请一并结合图8至图11所示,提供的该极耳支架24的凸起结构242与第一本体部2411连接。
本申请实施例的极耳支架24,凸起结构242与第一本体部2411连接,即凸起结构242只与第一本体部2411连接,不与第二本体部2412连接,这样极耳支架24的结构简单,方便加工。
在本申请的另一个实施例中,请一并结合图8至图11所示,提供的该极耳支架24的凸起结构242与第二本体部2412连接。
本申请实施例的极耳支架24,凸起结构242与第二本体部2412连接,即凸起结构242只与第二本体部2412连接,不与第一本体部2411连接,这样极耳支架24的结构简单,方便加工。
在本申请的另一个实施例中,请一并结合图5和图6所示,提供的该极耳支架24的本体241在未设置有凸起结构242的区域设有第二通孔2403,第二通孔2403贯穿本体241。
第二通孔2403可以是指本体241设置的通孔,该通孔位于第一通孔24101的侧方且贯穿本体241,且不与凸起结构242重合,这样可避免凸起结构242堵住该通孔;例如图6所示,第二通孔2403沿本体241的厚度方向贯穿本体241。第二通孔2403的形状为多种,例如:方形,圆形,椭圆形等,在此不作限定。
本申请实施例的极耳支架24,电解液能够通过第二通孔2403穿过极耳支架24,减少电解液停留在极耳支架24的风险,改善电解液的流动,有利于提高电池单体20的性能。
在本申请的另一个实施例中,请一并结合图5和图6所示,提供的该极耳支架24的本体241设置有凸起结构242的区域设有第三通孔2404,第三通孔2404贯穿本体241和凸起结构242。
第三通孔2404可以是指极耳支架24的通孔,该通孔贯穿本体241和凸起结构242,这样可避免凸起结构242堵住该通孔;例如图6所示,第二通孔2403沿本体241的厚度方向贯穿本体241和凸起结构242。第三通孔2404的形状为多种,例如:方形,圆形,椭圆形等,在此不作限定。
本申请实施例的极耳支架24,电解液能够通过第三通孔2404穿过极耳支架24,减少电解液停留在极耳支架24的风险,改善电解液的流动,有利于提高电池单体20的性能。
在本申请的另一个实施例中,请一并结合图3所示,提供了一种电池单体20,包括上述的极耳支架24。
本申请实施例的电池单体20,采用了上述的极耳支架24,可降低负极片的析锂风险,提高电池单体20的使用寿命。
由于本申请实施例的电池单体20采用了上述任意一个实施例的技术方案或者多个实施例相结合的技术方案,因此同样具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果,在此不再一一赘述。
在本申请的另一个实施例中,请一并结合图3所示,提供的电池单体20还包括外壳21和设置于外壳21内的电极组件22,电极组件22包括主体部221以及连接于主体部221端部的极耳222,极耳222穿设于第一通孔24101,凸起结构242位于主体部221和本体241之间。
本申请实施例的电池单体20,极耳支架24和电极组件22均位于外壳21内,电极组件22的极耳222穿设于第一通孔24101,凸起结构242位于主体部221和本体241之间;而在电极组件22膨胀或者电池单体20收到外力的作用下,主体部221设置有极耳222可以与凸起结构242背向本体241的表面(第二表面24201)接触挤压,而第二表面24201的面积大,可增大第二表面24201与主体部221之间的挤压面积,从而减小主体部221中的负极片的挤压应力,减少析锂风险。
下面列举了一些实施例以更好地对本申请进行说明。
在一实施例中,结合图3所示,电池单体20包括外壳21、电极组件22和极耳支架24,电极组件22包括主体部221和两个极耳222,两个极耳222分别自主体部221的两端向外引出,位于上方的极耳222为负极耳,位于下方的极耳222为正极耳,外壳21的两端均连接有电极端子23,两个电极端子23分别与正极耳和负极耳电性连接,以实现电池单体20的电能输入和输出。负极耳包括沿电极组件22的宽度方向间隔设置的第一极耳部2221和第二极耳部2222;极耳支架24位于外壳21的上部,以支撑负极耳。
结合图3~7所示,极耳支架24包括本体241和凸起结构242,本体241设有第一通孔24101,第一通孔24101沿本体241的厚度方向贯穿本体241,第一通孔24101贯穿本体241的上表面(第一表面24102)和下表面,第一通孔24101为长条孔,长条孔的形状与扁平的极耳222相适配,能够更好地支撑极耳222;凸起结构242与本体241的上表面连接并凸伸出本体241的上表面,第一极耳部2221和第二极耳部2222分别穿设于第一通孔24101内,凸起结构242的上表面(即第二表面24201)可与主体部221接触挤压。
凸起结构242包括第一凸起部2421、第二凸起部2422、第三凸起部2423和第四凸起部2424,第一凸起部2421和第二凸起部2422分别位于第一通孔24101的左右两侧,第三凸起部2423和第四凸起部2424分别位于第一通孔24101的前后两侧,第三凸起部2423的左端与第一凸起部2421的后端连接并形成L形结构,第三凸起部2423的右端与第二凸起部2422的前端之间形成有第一避让槽2401,第一避让槽2401的槽宽大于第一通孔24101长度的一半,这样第一避让槽2401可完全避让第一极耳部2221的弯折部分,即第一极耳部2221的弯折部分可完全容置在第一避让槽2401内;第四凸起部2424的右端和第二凸起部2422的前端连接并形成L形结构,第四凸起部2424的左端与第一凸起部2421的后端之间形成第二避让槽2402,第二避让槽2402的槽宽大于第一通孔24101长度的一半,这样第一避让槽2401能够完全避让第二极耳部2222的弯折部分,即第二极耳部2222的弯折部分壳完全容置在第二避让槽2402内。
第一凸起部2421的高度、第二凸起部2422的高度、第三凸起部2423的高度和第四凸起部2424的高度相同,这样第一凸起部2421的上表面、第二凸起部2422的上表面、第三凸起部2423的上表面和第四凸起部2424的上表面齐平并共同形成第二表面24201,这样极耳支架24的四侧可与主体部221的相接触,减小主体部221中的负极片的挤压应力效果好。第一凸起部2421、第二凸起部2422、第三凸起部2423和第四凸起部2424均为弹性结构,弹性结构包括弹性层24211和硬质层24212,弹性层24211连接于本体241和硬质层24212之间,第一凸起部2421的弹性层24211与第三凸起部2423的弹性层24211为一体化结构,第一凸起部2421的硬质层24212和第三凸起部2423的硬质层24212为一体化结构,第二凸起部2422的弹性层24211与第四凸起部2424的弹性层24211为一体化结构,第二凸起部2422的硬质层24212和第四凸起部2424的硬质层24212为一体化结构,这种一体化结构的设计,可减少制作工序,节省制作成本,且结构强度好,有利于提高极耳支架24的使用寿命;其中,一体化结构可以是指利用挤压、注塑等一体化制作工艺得到的结构。
第一凸起部2421的弹性层24211的厚度、第二凸起部2422的弹性层24211的厚度,第三凸起部2423的弹性层24211的厚度和第四凸起部2424的弹性层24211的厚度相等,第一凸起部2421的硬质层24212的厚度、第二凸起部2422的硬质层24212的厚度,第三凸起部2423的硬质层24212的厚度和第四凸起部2424的硬质层24212的厚度相等,这样凸起结构242的结构简单,方便加工制作。
本体241未设置有凸起结构242的区域设置有第二通孔2403,第二通孔2403贯穿本体241,本体241设置有凸起结构242的区域设置有第三通孔2404,第三通孔2404贯穿本体241和凸起结构242,第二通孔2403的数量和第三通孔2404的数量为多个,并间隔分布在极耳支架24上,第二通孔2403和第三通孔2404可供电解液穿过极耳支架24,减少电解液停留在极耳支架24上的风险,改善电解液的流动,提高电池单体20的性能;第一通孔24101和第二通孔2403均为长条孔,其结构规整,方便加工制作。
在一实施例中,该实施例与上一个实施例的不同之处在于:例如图8和图9所示,本体241沿第一通孔24101的长度方向(X方向)分为两部分,位于后侧的部分为第一本体部2411,位于前侧的部分为第二本体部2412;第一凸起部2421的一部分、第二凸起部2422和第二凸起部2422的一部分连接于第一本体部2411上,第一凸起部2421的另一部分,第四凸起部2424和第二凸起部2422的另一部分连接于第二本体部2412,这样设计,极耳支架24的结构简单,方便加工制作。其中,第一凸起部2421和第三凸起部2423按照左侧的虚线进行划分,位于该虚线左侧的部分为第一凸起部2421,位于该虚线右侧的部分为第三凸起部2423。第二凸起部2422和第四凸起部2424按照右侧的虚线进行划分,位于该虚线左侧的部分为第四凸起部2424,位于该虚线右侧的部分为第二凸起部2422。
在一实施例中,该实施例与上一个实施例的不同之处在于:例如图9和图10所示,本体241沿第一通孔24101的宽度方向(Y方向)分为两部分,位于左侧的部分为第一本体部2411,位于右侧的部分为第二本体部2412;第一凸起部2421和第三凸起部2423连接于第二本体部2412,第二凸起部2422和第四凸起部2424连接于第一本体部2411上,这样设计,极耳支架24的结构简单,方便加工制作。
在本申请的另一个实施例中,请一并结合图2所示,提供了一种电池1100,包括上述的电池单体20。
本申请实施例的电池1100,采用了上述的电池单体20,电池单体20的使用寿命长,也有利于提高电池1100的寿命和性能。
由于本申请实施例的电池1100采用了上述任意一个实施例的技术方案或者多个实施例相结合的技术方案,因此同样具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果,在此不再一一赘述。
在本申请的另一个实施例中,请一并结合图1所示,提供了一种用电装置,包括上述的电池1100。
本申请实施例的用电装置,采用了上述的电池1100,电池1100的使用寿命长,也有利于提高用电装置的性能。
由于本申请实施例的用电装置采用了上述任意一个实施例的技术方案或者多个实施例相结合的技术方案,因此同样具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果,在此不再一一赘述。
上文对各个实施例的描述倾向于强调各个实施例之间的不同之处,其相同或相似之处可以相互参考,为了简洁,本文不再赘述。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (26)
1.一种极耳支架,其特征在于,包括:
本体,所述本体设有第一表面和用于供极耳穿设的第一通孔,所述第一通孔贯穿所述第一表面;
凸起结构,所述凸起结构与所述本体连接,所述凸起结构凸伸出所述第一表面,所述凸起结构位于所述第一通孔的侧方,所述凸起结构具有第二表面,所述第二表面背向所述本体设置;
其中,所述第二表面沿所述本体的厚度方向的投影面积为S1,所述本体沿所述本体的厚度方向的投影面积为S2,0.2≤S1/S2≤0.9。
2.根据权利要求1所述的极耳支架,其特征在于:0.5≤S1/S2≤0.8。
3.根据权利要求1所述的极耳支架,其特征在于:所述凸起结构自所述第一表面的凸出高度为D,2mm≤D≤10mm。
4.根据权利要求3所述的极耳支架,其特征在于:5mm≤D≤8mm。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的极耳支架,其特征在于:所述本体包括第一本体部和第二本体部,所述第一本体部与所述第二本体部拼接并围设形成所述第一通孔;
所述凸起结构的一部分与所述第一本体部连接,所述凸起结构的另一部分与所述第二本体部连接;或者,所述凸起结构与所述第一本体部连接;或者,所述凸起结构与所述第二本体部连接。
6.根据权利要求1~4中任一项所述的极耳支架,其特征在于:所述凸起结构包括与所述本体连接的第一凸起部,所述第一凸起部位于所述第一通孔的一侧。
7.根据权利要求6所述的极耳支架,其特征在于:所述凸起结构还包括与所述本体连接的第二凸起部,所述第二凸起部位于所述第一通孔的另一侧。
8.根据权利要求7所述的极耳支架,其特征在于:所述第一凸起部和所述第二凸起部分别位于所述第一通孔的相对两侧。
9.根据权利要求8所述的极耳支架,其特征在于:所述凸起结构包括与所述本体连接的第三凸起部;所述第三凸起部位于所述第一通孔另一相对两侧中的任一侧。
10.根据权利要求9所述的极耳支架,其特征在于:所述凸起结构包括与所述本体连接的第四凸起部,所述第三凸起部和所述第四凸起部分别位于所述第一通孔的另一相对两侧。
11.根据权利要求10所述的极耳支架,其特征在于:所述第三凸起部的一端与所述第一凸起部连接,所述第三凸起部的另一端与所述第二凸起部之间形成有用于避让极耳的第一避让槽。
12.根据权利要求11所述的极耳支架,其特征在于:所述第一避让槽的槽宽大于或者等于所述第一通孔长度的一半,所述第一通孔的长度方向为自所述第一凸起部指向所述第二凸起部的方向。
13.根据权利要求10所述的极耳支架,其特征在于:所述第四凸起部的一端与所述第二凸起部连接,所述第四凸起部的另一端与所述第一凸起部之间形成有用于避让极耳的第二避让槽。
14.根据权利要求13所述的极耳支架,其特征在于:所述第二避让槽的槽宽大于或者等于所述第一通孔长度的一半,所述第一通孔的长度方向为自所述第一凸起部指向所述第二凸起部的方向。
15.根据权利要求10~14中任一项所述的极耳支架,其特征在于:所述第一凸起部和所述第二凸起部对称设置;和/或,所述第三凸起部和所述第四凸起部中心对称。
16.根据权利要求10~14中任一项所述的极耳支架,其特征在于:所述第一凸起部、所述第二凸起部、所述第三凸起部和所述第四凸起部中的至少一个为弹性结构。
17.根据权利要求16所述的极耳支架,其特征在于:所述弹性结构包括弹性层和硬质层,所述弹性层连接于所述本体和所述硬质层之间。
18.根据权利要求17所述的极耳支架,其特征在于:所述弹性层的厚度为D1,所述硬质层的厚度为D2,0.2≤D1/(D1+D2)<1。
19.根据权利要求17所述的极耳支架,其特征在于:0.7≤D1/(D1+D2)≤0.8。
20.根据权利要求17~19中任一项所述的极耳支架,其特征在于:所述弹性层的弹性模量小于或者等于70MPa。
21.根据权利要求17~19中任一项所述的极耳支架,其特征在于:所述弹性层为聚氨酯层或聚氯乙烯层。
22.根据权利要求1~4中任一项所述的极耳支架,其特征在于:所述本体在未设置有所述凸起结构的区域设有第二通孔,所述第二通孔贯穿所述本体;
和/或,所述本体设置有所述凸起结构的区域设有第三通孔,所述第三通孔贯穿所述本体和所述凸起结构。
23.一种电池单体,其特征在于:包括权利要求1~22中任一项所述的极耳支架。
24.根据权利要求23所述的电池单体,其特征在于:所述电池单体还包括外壳和设置于所述外壳内的电极组件,所述电极组件包括主体部以及连接于所述主体部端部的极耳,极耳穿设于所述第一通孔,所述凸起结构位于所述主体部和所述本体之间。
25.一种电池,其特征在于:包括权利要求23或24所述的电池单体。
26.一种用电装置,其特征在于:包括权利要求25所述的电池。
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