CN219498121U - 一种电芯和包含该电芯的用电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电芯和包含该电芯的用电装置，以改善现有电芯极柱与集流部之间的焊接问题。该电芯包括：壳体、电极组件、极柱和集流部。电极组件密封安装在所述壳体内；极柱密封且绝缘地贯穿所述壳体安装，并设有厚度为T1的减薄区；集流部设置在所述壳体内，并与所述电极组件的电极电连接；所述集流部上设有厚度为T2的焊接部，且T2大于0.3T1；所述减薄区与所述焊接部导电接触，并焊接固定。

Description

一种电芯和包含该电芯的用电装置

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体涉及一种电芯和包含该电芯的用电装置。

背景技术

目前主流的圆柱方案的正极柱与集流部的电连接固定方式，一种是采用扭矩焊进行焊接，另一种是采用激光焊的方式(缝焊或者穿透焊)进行焊接。

采用扭矩焊时，需从极片组件中心孔伸入焊针，因中心孔一般比较小(5～8mm)，焊针直径较大，对定位精度要求极高，生产效率低，且易损伤极片组件；另一方面，采用扭矩焊在焊接过程中产生的金属屑无有效的方法隔离和吸出，残留在电芯内部，影响电芯安全；同时扭矩焊的焊接面积有限，载流能力受限制；且内侧焊接无有效的措施检测识别，无法判断焊接效果优劣。

当采用激光焊中的缝焊方式时，一般极柱区域尺寸较小，强度和载流能力有限，另一方面，集成在集流部上的柱子穿过极柱通孔时的精度需要受电极组件入壳精度的影响，安装较为困难，对生产效率有极大影响，且穿孔过程刮蹭产生的金属屑残留在电芯内部，影响电芯安全。

实用新型内容

鉴于以上现有技术的缺点，本实用新型提供一种电芯和包含该电芯的用电装置，以改善现有电芯极柱与集流部之间的焊接问题。

为实现上述目的及其它相关目的，本实用新型的第一个方面是提供一种电芯，该电芯包括：壳体、电极组件、极柱和集流部。电极组件密封安装在所述壳体内；极柱密封且绝缘地贯穿所述壳体安装，并设有厚度为T1的减薄区；集流部设置在所述壳体内，并与所述电极组件的电极电连接；所述集流部上设有厚度为T2的焊接部，且T2大于0.3T1；所述减薄区与所述焊接部导电接触，并焊接固定。

在本实用新型电芯一示例中，所述减薄区背离所述焊接部的壁体上设置有焊印。

在本实用新型电芯一示例中，所述焊印为环形。

在本实用新型电芯一示例中，所述减薄区上设置有焊接定位结构。

在本实用新型电芯一示例中，所述减薄区为圆形，所述焊接定位结构设置于所述圆形的中心处。

在本实用新型电芯一示例中，所述减薄区上设置有加强结构。

在本实用新型电芯一示例中，所述加强结构包括第一凸部，所述第一凸部设置在所述减薄区域沿所述极柱贯穿方向的一侧或两侧。

在本实用新型电芯一示例中，所述加强结构包括设置在所述减薄区上的圆台，所述圆台的大端与所述减薄区相连接，所述减薄区的焊接区域环绕所述圆台设置。

在本实用新型电芯一示例中，所述圆台设置在所述减薄区背离所述电极组件的一侧，所述圆台的小端端面中心处设置有焊接定位结构。

在本实用新型电芯一示例中，所述加强结构与所述减薄区为一体结构。

在本实用新型电芯一示例中，所述减薄区厚度T1为0.1～2mm，所述焊接部厚度T2为0.1～3mm；所述焊接部厚度T2大于或等于所述减薄区厚度T1。

在本实用新型电芯一示例中，所述壳体为一端封闭，另一端开口的圆筒，所述极柱安装孔设置在所述壳体的封闭端端壁上，所述极柱密封且绝缘地穿装在所述极柱安装孔内。

在本实用新型电芯一示例中，所述极柱包括导电件、第一固定部和第二固定部，所述导电件贯穿在所述极柱安装孔内，所述第一固定部和所述第二固定部分别设置在所述导电件的外端和内端，并分别卡装在所述封闭端端壁的外侧和内侧。

在本实用新型电芯一示例中，所述第一固定部和所述第二固定部沿所述极柱贯穿方向的投影，至少覆盖所述极柱安装孔的投影。

在本实用新型电芯一示例中，所述第一固定部与所述壳体之间设置有绝缘件，所述绝缘件上设置增加爬电距离的绝缘加强结构。

在本实用新型电芯一示例中，所述绝缘件为透明或半透明塑胶。

在本实用新型电芯一示例中，所述绝缘加强结构包括设置在所述绝缘件侧壁上侧和/或下侧的倒角或圆弧。

在本实用新型电芯一示例中，所述极柱背离所述电极组件一侧端面中部和/或所述极柱朝向所述电极组件的端面中部凹陷，以形成所述减薄区。

在本实用新型电芯一示例中，所述减薄区包括平行设置的第一平面和第二平面，所述第一平面由所述极柱背离所述电极组件的端面中部凹陷形成，所述第二平面由所述极柱靠近所述电极组件的端面中部凹陷形成。

在本实用新型电芯一示例中，所述极柱和/或所述集流部上设置有引导所述焊接部与所述减薄区接触的引导结构。

在本实用新型电芯一示例中，所述引导结构包括以下中的一种，或多种的组合：圆角、倒角或者斜坡形。

在本实用新型电芯一示例中，所述减薄区和/或集流部上设置有避让槽。

在本实用新型电芯一示例中，所述焊接部为设置在所述集流部上的第二凸部，所述第二凸部与所述减薄区焊接固定。

在本实用新型电芯一示例中，所述集流部包括圆环形的集流部本体，所述第二凸部设置在所述集流部本体的中心处，所述第二凸部的高度大于所述集流部本体的厚度，所述第二凸部的厚度为0.3～3mm。

在本实用新型电芯一示例中，所述集流部上设置有凹槽。

在本实用新型电芯一示例中，所述极柱的上部设置有沉台，所述沉台在沿所述极柱贯穿方向的投影至少覆盖所述减薄区。

在本实用新型电芯一示例中，所述沉台为倒梯形结构，所述沉台沿所述极柱贯穿方向的深度为0.1～1.5mm。

在本实用新型电芯一示例中，所述电芯还包括极柱盖，所述极柱盖的形状与所述沉台相匹配，所述极柱盖安装在所述沉台上，并与所述极柱导电焊接固定。

在本实用新型电芯一示例中，所述极柱盖上设置有焊接定位结构。

在本实用新型电芯一示例中，所述焊接定位结构为锥孔、柱状孔或半球孔中的任意一种。

在本实用新型电芯一示例中，所述极柱盖上朝向所述减薄区的一侧设置有第三凸部，所述第三凸部沿所述极柱贯穿方向的投影至少覆盖所述减薄区。

在本实用新型电芯一示例中，所述减薄区朝向所述极柱盖的一侧设置有与所述第三凸部位置相对应的第一凸部，第三凸部第一凸部所述第一凸部配置为，在所述极柱盖受到的外力大于设定阈值时与所述第三凸部相抵接。

在本实用新型电芯一示例中，所述第一凸部和所述第三凸部之间的间隙为0.05～0.5mm。

在本实用新型电芯一示例中，所述极柱盖包括第三固定部和外接焊接部，所述外接焊接部的厚度大于所述第三固定部的厚度。

在本实用新型电芯一示例中，所述外接焊接部高于所述第三固定部，且高度差为0.05～1mm。

本实用新型的第二个方面是还提供一种用电装置，该用电装置包括工作部和上述任一项所述的电芯，所述工作部与所述电芯电连接，以获取电能支持。

本实用新型电芯通过在极柱上设置减薄区，在集流部上设置焊接部，并使所述减薄区与所述焊接部导电接触，从而可以实现焊接设备不进入至电芯的壳体内部，在壳体外部对集流部和减薄区进行焊接，不仅提升生产效率，降低过程定位精度要求，而且避免了极柱与集流盘焊接过程在电芯内部产生的金属屑，提升电芯安全可靠性。同时本实用新型电芯还通过对减薄区和焊接部厚度的限定，不仅改善虚焊或焊穿问题，具有较佳的焊接效果，而且可以提升电连接强度及载流能力。同时该种电芯的焊接部位位于壳体外侧，方便检测及识别，利于保证生产制造一致性。本实用新型用电装置包括有本实用新型电芯，电能供应可靠性较高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，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实用新型的一些实施例，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为本实用新型电芯一实施例的三维示意图；

图2为本实用新型电芯一实施例拆除壳体后的三维示意图；

图3为本实用新型电芯一实施例的三维剖视图；

图4为图3中I区域的局部放大图；

图5为本实用新型电芯一实施例中极柱在壳体上的局部安装图；

图6为本实用新型电芯一实施例中极柱在壳体上的局部安装图；

图7为本实用新型电芯一实施例中极柱在壳体上的局部安装图；

图8为本实用新型电芯一实施例中极柱在壳体上的局部安装图；

图9为本实用新型电芯一实施例中极柱在壳体上的局部安装图；

图10为本实用新型电芯一实施例中极柱在壳体上的局部安装图；

图11为本实用新型电芯一实施例中极柱侧的三维视图；

图12为本实用新型电芯一实施例中极柱盖与极柱的爆炸图；

图13为本实用新型电芯一实施例中极柱侧的俯视图；

图14为本实用新型电芯一实施例中极柱侧拆除极柱盖后的俯视图；

图15为本实用新型电芯一实施例中集流部从极柱侧视角的三维结构图；

图16为本实用新型电芯一实施例中集流部从电极组件侧视角的三维结构图。

元件标号说明

100、电芯；110、壳体；111、端壁；120、电极组件；130、极柱；131、减薄区；1311、第一平面；1312、第二平面；1313、第二避让槽；132、第一凸部；1321、第一焊接定位结构；133、极柱盖；1331、第二焊接定位结构；1332、第三固定部；1333、外接焊接部；1334、第三凸部；134、导电件；135、第一固定部；1351、沉台；1352、第一圆角；136、第二固定部；1361、第一锥面；137、第一绝缘件；1371、第一倒角；138、第二绝缘件；139、密封件；140、集流部；141、焊接部；1411、第一凹槽；1412、第二锥面；1413、第二凸部；1414、第二凹槽；142、集流部本体；150、绝缘膜；160、端盖。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其它优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本实用新型实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本实用新型的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。

当实施例给出数值范围时，应理解，除非本实用新型另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本实用新型中使用的所有技术和科学术语与本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本实用新型的记载，还可以使用与本实用新型实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本实用新型。

须知，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

请参阅图1至图16，本实用新型提供一种电芯100和包含该电芯100的用电装置，该电芯100结构不仅可以实现焊接设备在壳体110外对集流部140和减薄区131进行焊接，而且可以改善虚焊或焊穿问题，具有较佳的焊接效果。

请参阅图2至图5，该电芯100包括：壳体110、电极组件120、极柱130和集流部140。壳体110用于形成容纳电极组件120的内部空间，其中，壳体110形成的内部空间可以用于容纳电极组件120、电解液(未示出)以及其他部件。壳体110可以是多种形状和多种尺寸的，例如圆柱体形、长方体形、六棱柱形等。具体地，壳体110的形状可以根据电极组件120的具体形状和尺寸大小来确定。壳体110的材质可以是多种，比如，铜、铁、铝、不锈钢、铝合金等。

请参阅图2和图3，在本实用新型电芯100一示例中，所述壳体110为一端封闭，另一端开口的圆筒，端盖160密封在圆筒的开口上，在一实施例中，极柱130与电极组件120的正极耳通过集流部140电连接，壳体110和电极组件120的负极极耳直接或间接(通过其它集流部)电连接，壳体整体带负电，在极柱130所在的一侧同时具有正极柱和壳体的端面，以实现正负极同侧。从而使极柱130与端盖160分别构成电芯100的正极和负极；所述极柱130安装孔设置在所述壳体110封闭端的端壁111上，所述极柱130密封且绝缘地穿装在所述极柱130安装孔内。这种壳体110结构可以提高安装效率，并且装配性和密封性相比两端开口的壳体110形式更加优秀。

请参阅图2至图5，电极组件120密封安装在所述壳体110内，密封的具体形式不受限定。电极组件120是电芯100中发生电化学反应的部件。壳体110内可以包含一个或更多个电极组件120。电极组件120主要由正极极片和负极极片卷绕或层叠放置形成，并且通常在正极极片与负极极片之间设有隔膜。正极极片和负极极片具有活性物质的部分构成电极组件120的主体，正极极片和负极极片不具有活性物质的部分各自构成极耳(未示出)。

只要能够实现极柱130与壳体110的密封绝缘，极柱130在壳体110上的安装方式可以不受限定，请参阅图5至图6，本实施例中极柱130密封且绝缘地贯穿所述壳体110安装，且极柱130上设有厚度为T1的减薄区131，所述减薄区131具有可裸露至壳体110外侧的表面，减薄区131的形状不受限定，可以例如可以为方形、圆环形、圆形或异形，只要具有足够的焊接面满足外部焊接需求即可。集流部140设置在所述壳体110内，并位于电极组件120和壳体110的端壁111之间，集流部140背离端壁111的一侧与所述电极组件120的电极(极耳)电连接；集流部140朝向端壁111的一侧包覆有绝缘膜150，绝缘膜150用于绝缘隔离集流部140和壳体110的端壁111，集流部140上设有厚度为T2的焊接部141，且T2大于0.3T1；所述焊接部141穿过所述绝缘膜150上的通孔与所述减薄区131导电接触，并焊接固定。导电接触的接触面形状可以不受限定，例如可以为方形、圆形、圆环形或异形，只要能够满足稳定的电流传输需求即可，焊接的方式也不受限定，只要能够实现从壳体110外侧对减薄区131和焊接部141的焊接即可。当T2小于0.3T1时，即减薄区厚度T1超过焊接部厚度T2过多时，要从极柱外侧焊接就需要穿透较厚的T1，此时必须使用大能量的激光焊，激光能量控制不易控制，就容易直接焊穿导致极柱漏液，或者能量不够导致虚焊。所以控制较好的厚度关系有利于控制熔深，避免焊穿。因此，本实用新型中，通过对减薄区131和焊接部141厚度的限定，既可以保证焊接需求，又可以防止过多的热量传递至电极组件120，可以改善焊接时因减薄区131和焊接部141厚度不匹配导致的虚焊和焊穿问题。

在本实用新型电芯100一示例中，所述减薄区131背离所述焊接部141的壁体上设置有焊印(未示出)。焊印形成于外部焊接时，例如采用激光穿透焊焊接时。焊印的形状与焊接设备的激光焊接轨迹相匹配，包括但不限于环形。

请参阅图5至图6，在本实用新型电芯100一示例中，所述减薄区131上设置有第一焊接定位结构1321，第一焊接定位结构1321用于焊接时对焊接区域视觉识别精定位。只要能够实现与外部焊接设备与焊接区域视觉识别精定位，第一焊接定位结构1321的形状和结构不受限定，例如可以为锥孔、柱状孔或半球孔中的任意一种。

请参阅图12和图14，考虑到在极柱130焊接工艺中，激光焊接设备的焊头形式，在本实用新型电芯100一示例中，所述壳体110为圆柱形，极柱130的也为回转体结构，较佳地，所述减薄区131为圆形，所述第一焊接定位结构1321设置于所述圆形的中心处，第一焊接定位结构1321为第一半球孔，第一半球孔的回转轴(即垂直于半球端面且过球心的轴线)与圆形的减薄区131同轴。

请参阅图5至图6，在本实用新型电芯100一示例中，所述减薄区131上设置有加强结构。只要能够实现对减薄区131的加强，同时又不影响焊接，加强结构的形式不受限定，在本实用新型电芯100一示例中，所述加强结构包括第一凸部132，所述第一凸部132设置在所述减薄区131域沿所述极柱130贯穿方向的一侧或两侧。第一凸部132可以避免极柱130安装或者压装集流部140过程中焊接部141形变影响焊接效果。需要说明是，若第一凸部132分布在减薄区131的两侧，则需要在集流部140的焊接部141上设置对应的凹槽以避免与朝向集流部140一侧的第一凸部132干涉。

请参阅图5至图6，在本实用新型电芯100一示例中，加强结构与减薄区131的连接方式包括但不限于焊接、粘接或一体成型。所述加强结构包括设置在所述减薄区131上的圆台，圆台具有较小的圆形端面(以下简称小端)和较大的圆形端面(以下简称大端)，所述圆台的大端与减薄区131的上表面相接触，并与所述减薄区131焊接或一体成型连接。大端与减薄区131连接可以增加连接的稳定性，并相对于圆柱台来说具有更好的加强效果。所述减薄区131与集流部140的焊接区域环绕所述圆台设置，形成一圆环形的焊接区域，圆环形的焊印形成于所述减薄区131环形焊接区域的外表面上。

请参阅图5至图6，本实用新型中焊接加强结构和第一焊接定位结构1321可以独立分开设置，也可以相互结合形成加强定位组合。在本实用新型电芯100一示例中，所述圆台设置在所述减薄区131背离所述电极组件120的一侧，所述圆台的小端端面中心处设置有所述第一焊接定位结构1321，这样加强结构和第一焊接定位结构1321相辅相成，简化了结构，缩小了极柱130表面的占用面积。同时圆环形的焊接区域与第一焊接定位结构1321同轴设置有助于焊接设备的精准定位。

考虑到现有穿透激光焊接设备的穿透能力和参数，较佳地，在本实用新型电芯100一示例中，所述减薄区131厚度T1为0.1～2mm，所述焊接部141厚度T2为0.1～3mm；所述焊接部141厚度T2大于或等于所述减薄区131厚度T1。，这样不仅能够在使用大能量激光焊的时候，更好的防止焊接部141焊穿导致极柱漏液，而且不会增加太多的成本和电芯100重量。

请参阅图6，在本实用新型电芯100一示例中，所述极柱130包括导电件134、第一固定部135和第二固定部136，所述导电件134为一圆柱状结构，所述导电件134贯穿在所述极柱130安装孔内，所述第一固定部135设置在所述导电件134的外端(背离电极组件120一侧的端部)的周向，并卡装在所述封闭端的端壁111外侧(背离电极组件120的一侧)；所述第二固定部136设置在所述导电件134的内端(朝向电极组件120一侧的端部)的周向，并卡装在所述封闭端的端壁111内侧(朝向电极组件120的一侧)。在本实用新型电芯100一示例中，所述第一固定部135和所述第二固定部136沿所述极柱130贯穿方向的投影，至少覆盖所述极柱130安装孔的投影，这样设置一方面有利于极柱130的安装稳定性，另一方面较大的第一固定部135和/或第二固定部136可以压装绝缘件或密封件139，从而在完成极柱130穿装的同时实现极柱130与极柱130安装孔的密封和绝缘。

请参阅图6和图10，在本实用新型电芯100一示例中，所述极柱130分别通过第一绝缘件137、第二绝缘件138与端壁111实现绝缘隔离，并通过第一固定部135压紧密封件139实现对极柱130安装孔的密封。第一绝缘件137设置在所述第一固定部135与所述壳体110封闭端的外壁之间，所述第一绝缘件137上设置增加爬电距离的绝缘加强结构。绝缘加强结构可以为能够增加壳体110与第一固定部135之间导电路径的结构形式，例如将壳体110与第一固定部135之间导电路径上的直线路径改为曲线、多个折线等，考虑到爬电加强的必要性和成本，例如所述绝缘加强结构可以包括设置在所述绝缘件侧壁上侧和/或下侧的倒角或圆弧。本实施例中，绝缘加强结构包括设置在绝缘件外侧壁和绝缘件与壳体110接触面之间的第一倒角1371，还可以进一步包括设置在上固定部顶部的第一倒角1371；倒角类型包括但不限于直线倒角或圆弧形倒角。在另一实施例中，绝缘加强结构包括设置在绝缘件上侧端部和绝缘件侧壁之间的倒角；在本实用新型再一实施例中，绝缘加强结构包括设置在绝缘件上侧端部和绝缘件侧壁之间的倒角，同时还包括设置在绝缘件外侧壁和绝缘件与壳体110接触面之间的倒角。

考虑多个电芯100串联、并联形成电池模组或者电池包时，可能会用激光对电芯外表面进行清洗，保证外部电池连接时焊接的可靠性，在本实用新型电芯100一示例中，所述第一绝缘件137为透明或半透明塑胶，例如材质可以是PFA，PP，PBT，PPS中的任意一种。这样可以避免传统的塑胶件为黑色或者其他的不透光材料，容易吸热烧坏，导致绝缘密封失效的问题。

请参阅图6，在本实用新型电芯100一示例中，所述极柱130背离所述电极组件120一侧端面中部和/或所述极柱130朝向所述电极组件120的端面中部凹陷，以形成所述减薄区131。需要说明的是，减薄区131可以仅由所述极柱130背离所述电极组件120一侧端面中部或所述极柱130朝向所述电极组件120的端面中部凹陷形成，也可以是所述极柱130背离所述电极组件120一侧端面中部和所述极柱130朝向所述电极组件120的端面中部共同凹陷形成，在本实用新型电芯100一示例中，所述减薄区131包括平行设置的第一平面1311和第二平面1312，所述第一平面1311由所述极柱130背离所述电极组件120的端面中部凹陷形成，所述第二平面1312由所述极柱130靠近所述电极组件120的端面中部凹陷形成，从而整体形成一近似“H”结构，减薄区131设置在所述“H”结构的水平连接段。平行的第一平面1311和第二平面1312一方面可以使减薄区131的壁厚均匀，另一方面平面更有利于焊接。

请参阅图6和图12，在本实用新型电芯100一示例中，所述焊接部141为设置在所述集流部140上的第二凸部1413，所述第二凸部1413上端面与所述减薄区131焊接固定。只要能够与减薄区可靠接触，并实现焊接，第二凸台的形状不受限定，例如截面可以为圆形、方形等形状，较佳地，在本实用新型电芯100一示例中，所述集流部140包括圆环形的集流部本体142，第二凸部1413为圆柱形凸台，所述第二凸部1413设置在所述集流部本体142的中心处，并与集流部本体142同轴设置，所述第二凸部1413的高度大于所述集流部本体142的厚度，所述第二凸部1413的厚度为0.3～3mm。这种设置方式一方面可以使焊接部141具有较厚的焊接厚度防止焊穿或焊接热量损伤电极组件120，另一方面可以使集流部本体142具有较薄的厚度，易于实现与电极组件120极耳的穿透焊接。

请参阅图6，在本实用新型电芯100一示例中，所述极柱130和/或所述集流部140上设置有引导所述焊接部141与所述减薄区131接触的引导结构。引导结构有利于集流盘焊接部141导入至减薄区131下方。需要说明的是引导结构可以仅设置在焊接部141上，也可以仅设置在减薄区131上，还可以是同时设置在焊接部141和减薄区131上，并同时引导或先后引导焊接部141与减薄区131接触。所述引导结构包括以下中的一种，或多种的组合：圆角、倒角或者斜坡形。本实例中，减薄区131为圆环形，焊接部141为圆形或圆环形，引导结构包括设置在减薄区131侧壁开口处的第一锥面1361和设置在第二凸部1413侧壁顶端的第二锥面1412，第一锥面1361的大端朝向所述电极组件120一侧，第一锥面1361的小端背离电极组件120，第二锥面1412大端朝向所述电极组件120一侧，第二锥面1412的小端背离电极组件120。

在本实用新型电芯100一示例中，所述减薄区131和/或集流部140上设置有避让槽。避免局部的形变影响减薄区131与焊接部141焊接区域的贴合。需要说明的是只要设置在减薄区131和焊接部141的接触部位，能够减少二者的接触面积，避让槽的设置位置不受限定，例如可以如图9所示，仅在焊接部141上设置第一避让槽1411，也可以如图8所示，仅在减薄区131下表面上设置第二避让槽1313，还可以同时在焊接部141上设置第一避让槽1411，在减薄区131下表面上设置第二避让槽1313。避让槽的形状和深度不受限定，例如形状可以为圆形、方形、环形等，优选地，本实施例中，减薄区131为圆形，第二凸台为圆形，避让槽也优选为圆形，并与第一凸台、减薄区131三者同轴设置，这样可以保证在避让槽周围形成均匀的圆环形焊接区域，避免因焊接应力不一致导致的变形。

请参阅图15至图16，在本实用新型电芯100一示例中，所述集流部140朝向电极组件120的一侧设置有第二凹槽1414。第二凹槽1414可以降低焊接过程的热影响对电极组件120的损伤。较佳地，第二凹槽1414设置在焊接部141的下表面上，且沿极柱130贯穿方向的投影覆盖所述焊接部141的焊接区域，这样设置防止焊接区域与电极组件120直接接触，降低焊接过程的热影响对电极组件120的损伤。

请参阅图6和图12，在本实用新型电芯100一示例中，所述极柱130的上部设置有沉台1351，所述沉台1351在沿所述极柱130贯穿方向的投影至少覆盖所述减薄区131。沉台1351的形状不受限定，例如可以为方形或圆形，较佳地，在本实用新型电芯100一示例中，所述沉台1351侧壁由具有倒梯形结构的回转结构，所述沉台1351沿所述极柱130贯穿方向的深度H2为0.1～1.5mm。在本实用新型电芯100一示例中，所述电芯100还包括极柱盖133，所述极柱盖133的形状与所述沉台1351相匹配，所述极柱盖133安装在所述沉台1351上，并与所述极柱130导电焊接固定。这样的设置方式，可以使极柱130上部形成更大的导电端面，在多个电芯串联或者并联时，保证电芯单体的极柱有较大的焊接面。同时沉台1351的设置可以避免极柱盖133与沉台1351焊接过程中，损伤减薄区131。在本实用新型电芯100一示例中，所述极柱盖133设置有第二焊接定位结构1331。所述第二焊接定位结构1331为锥孔、柱状孔或半球孔中的任意一种。

请参阅图7，在本实用新型电芯100一示例中，所述极柱盖133上朝向所述减薄区131的一侧设置有第三凸部1334，所述第三凸部1334沿所述极柱130贯穿方向的投影至少覆盖所述减薄区131。所述第三凸部1334容纳于极柱盖133与减薄区131之间的腔体内，第三凸部1334的设置可显著提升对极柱盖133的壁厚及强度，防止激光焊接熔穿。

请参阅图7，在本实用新型电芯100一示例中，所述第一凸部132设置在减薄区131上朝向所述极柱盖133的一侧，并与所述第三凸部1334位置相对应，所述第一凸部132配置为，在所述极柱盖133受到的外力大于设定阈值时与所述第三凸部1334相抵接。这样在受到较大外力作用时第一凸部132和第三凸部1334抵持，可提高极柱130单元整体结构强度，保证结构可靠性。

请参阅图7，只要能够在外力大于设定阈值时相互抵接，所述第一凸部132和所述第三凸部1334之间的间隙可以根据设定的外力阈值进行选择，考虑到激光穿透焊焊接过程中的抵紧压力，较佳地，本实施例中所述第一凸部132和所述第三凸部1334之间的间隙H1为0.05～0.5mm，在受到较大外力作用时第一凸部132和第三凸部1334可以相互抵持，可提高极柱130单元整体结构强度，保证结构可靠性。

请参阅图8，只要能够实现对减薄区131的遮挡和保护，并形成较大的外电连接平面，极柱盖133的结构形式可以不受限定，较佳地，在本实用新型电芯100一示例中，所述极柱盖133包括第三固定部1332和外接焊接部1333，第三固定部1332用于与第一固定部135焊接固定，外接焊接部1333用于对外电连接其它结构，所述外接焊接部1333的厚度大于所述固定部的厚度。在本实用新型电芯100一示例中，所述外接焊接部1333高于所述第三固定部1332，且高度差H3为0.05～1mm。该高度范围可避免固定部焊接凸起对对外转接部的操作影响。

本实用新型的第二个方面是还提供一种用电装置，该用电装置包括工作部和上述任一项所述的电芯100，所述工作部与所述电芯100电连接，以获取电能支持。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。车辆可以是燃油汽车、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；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。

本实用新型电芯100通过在极柱130上设置减薄区131，在集流部140上设置焊接部141，并使所述减薄区131与所述焊接部141导电接触，从而可以实现焊接设备不进入至电芯100的壳体110内部，在壳体110外部对集流部140和减薄区131进行焊接，不仅提升生产效率，降低过程定位精度要求，而且避免了极柱130与集流盘焊接过程在电芯100内部产生的金属屑，提升电芯100安全可靠性。同时本实用新型电芯100还通过对减薄区131和焊接部141厚度的限定，不仅能够有效解决虚焊或焊穿问题，具有较佳的焊接效果，而且可以提升电连接强度及载流能力。同时该种电芯100的焊接部141位位于壳体110外侧，方便检测及识别，利于保证生产制造一致性。本实用新型用电装置包括有本实用新型电芯100，电能供应可靠性较高。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的一些实际问题从而有很高的利用价值和使用意义。上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (36)

1.一种电芯，其特征在于，包括：

壳体；

电极组件，密封安装在所述壳体内；

极柱，密封且绝缘地贯穿所述壳体安装，并设有厚度为T1的减薄区；

集流部，设置在所述壳体内，并与所述电极组件的电极电连接；所述集流部上设有厚度为T2的焊接部，且T2大于0.3T1；所述减薄区与所述焊接部导电接触，并焊接固定。

2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述减薄区背离所述焊接部的壁体上设置有焊印。

3.根据权利要求2所述的电芯，其特征在于，所述焊印为环形。

4.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述减薄区上设置有焊接定位结构。

5.根据权利要求4所述的电芯，其特征在于，所述减薄区为圆形，所述焊接定位结构设置于所述圆形的中心处。

6.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述减薄区上设置有加强结构。

7.根据权利要求6所述的电芯，其特征在于，所述加强结构包括第一凸部，所述第一凸部设置在所述减薄区域沿所述极柱贯穿方向的一侧或两侧。

8.根据权利要求6所述的电芯，其特征在于，所述加强结构包括设置在所述减薄区上的圆台，所述圆台的大端与所述减薄区相连接，所述减薄区的焊接区域环绕所述圆台设置。

9.根据权利要求8所述的电芯，其特征在于，所述圆台设置在所述减薄区背离所述电极组件的一侧，所述圆台的小端端面中心处设置有焊接定位结构。

10.根据权利要求6所述的电芯，其特征在于，所述加强结构与所述减薄区为一体结构。

11.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述减薄区厚度T1为0.1～2mm，所述焊接部厚度T2为0.1～3mm；所述焊接部厚度T2大于或等于所述减薄区厚度T1。

12.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述壳体为一端封闭，另一端开口的圆筒，所述极柱安装孔设置在所述壳体的封闭端端壁上，所述极柱密封且绝缘地穿装在所述极柱安装孔内。

13.根据权利要求12所述的电芯，其特征在于，所述极柱包括导电件、第一固定部和第二固定部，所述导电件贯穿在所述极柱安装孔内，所述第一固定部和所述第二固定部分别设置在所述导电件的外端和内端，并分别卡装在所述封闭端端壁的外侧和内侧。

14.根据权利要求13所述的电芯，其特征在于，所述第一固定部和所述第二固定部沿所述极柱贯穿方向的投影，至少覆盖所述极柱安装孔的投影。

15.根据权利要求13所述的电芯，其特征在于，所述第一固定部与所述壳体之间设置有绝缘件，所述绝缘件上设置增加爬电距离的绝缘加强结构。

16.根据权利要求15所述的电芯，其特征在于，所述绝缘件为透明或半透明塑胶。

17.根据权利要求15所述的电芯，其特征在于，所述绝缘加强结构包括设置在所述绝缘件侧壁上侧和/或下侧的倒角或圆弧。

18.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述极柱背离所述电极组件一侧端面中部和/或所述极柱朝向所述电极组件的端面中部凹陷，以形成所述减薄区。

19.根据权利要求18所述的电芯，其特征在于，所述减薄区包括平行设置的第一平面和第二平面，所述第一平面由所述极柱背离所述电极组件的端面中部凹陷形成，所述第二平面由所述极柱靠近所述电极组件的端面中部凹陷形成。

20.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述极柱和/或所述集流部上设置有引导所述焊接部与所述减薄区接触的引导结构。

21.根据权利要求20所述的电芯，其特征在于，所述引导结构包括以下中的一种，或多种的组合：圆角、倒角或者斜坡形。

22.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述减薄区和/或集流部上设置有避让槽。

23.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述焊接部为设置在所述集流部上的第二凸部，所述第二凸部与所述减薄区焊接固定。

24.根据权利要求23所述的电芯，其特征在于，所述集流部包括圆环形的集流部本体，所述第二凸部设置在所述集流部本体的中心处，所述第二凸部的高度大于所述集流部本体的厚度，所述第二凸部的厚度为0.3～3mm。

25.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述集流部上设置有凹槽。

26.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述极柱的上部设置有沉台，所述沉台在沿所述极柱贯穿方向的投影至少覆盖所述减薄区。

27.根据权利要求26所述的电芯，其特征在于，所述沉台为倒梯形结构，所述沉台沿所述极柱贯穿方向的深度为0.1～1.5mm。

28.根据权利要求27所述的电芯，其特征在于，所述电芯还包括极柱盖，所述极柱盖的形状与所述沉台相匹配，所述极柱盖安装在所述沉台上，并与所述极柱导电焊接固定。

29.根据权利要求28所述的电芯，其特征在于，所述极柱盖上设置有焊接定位结构。

30.根据权利要求4、5、9、29任一所述的电芯，其特征在于，所述焊接定位结构为锥孔、柱状孔或半球孔中的任意一种。

31.根据权利要求28所述的电芯，其特征在于，所述极柱盖上朝向所述减薄区的一侧设置有第三凸部，所述第三凸部沿所述极柱贯穿方向的投影至少覆盖所述减薄区。

32.根据权利要求31所述的电芯，其特征在于，所述减薄区朝向所述极柱盖的一侧设置有与所述第三凸部位置相对应的第一凸部，所述第一凸部配置为，在所述极柱盖受到的外力大于设定阈值时与所述第三凸部相抵接。

33.根据权利要求32所述的电芯，其特征在于，所述第一凸部和所述第三凸部之间的间隙为0.05～0.5mm。

34.根据权利要求28所述的电芯，其特征在于，所述极柱盖包括第三固定部和外接焊接部，所述外接焊接部的厚度大于所述第三固定部的厚度。

35.根据权利要求34所述的电芯，其特征在于，所述外接焊接部高于所述第三固定部，且高度差为0.05～1mm。

36.一种用电装置，包括工作部，其特征在于，还包括权利要求1至35任一项所述的电芯，所述工作部与所述电芯电连接，以获取电能支持。