CN219534644U - 单体电池 - Google Patents

Abstract

本公开涉及电池技术领域，公开了一种单体电池；单体电池包括电池极柱和集流组件；电池极柱上设置有凹槽；集流组件包括相互连接的第一集流板和凸起，凸起设于凹槽内，且凹槽的槽底壁与凸起靠近槽底壁的一面接触电连接，第一集流板与电池极柱之间设置有第一间隙。该单体电池具有较好的散热性能且电流的输出更加稳定。

Description

单体电池

技术领域

本公开涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种单体电池。

背景技术

目前，新能源电动汽车越来越受到社会的关注，已经成为未来汽车的发展方向。单体电池是电动汽车中重要的组成部分，对其进行设计优化成为了电动汽车发展的重要项目。

但是，现有的单体电池的散热性能不佳且电流输出稳定性不佳。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

实用新型内容

本公开的目的在于克服上述相关技术中单体电池的散热性能不佳且电流输出稳定性不佳的不足，提供一种散热性能优良且电流输出稳定性高的单体电池。

根据本公开的一个方面，提供了一种单体电池，包括：

电池极柱，其上设置有凹槽；

集流组件，包括相互连接的第一集流板和凸起，所述凸起设于所述凹槽内，且所述凹槽的槽底壁与所述凸起靠近所述槽底壁的一面接触电连接，所述第一集流板与所述电池极柱之间设置有第一间隙。

本公开的单体电池，一方面，通过在第一集流板和电池极柱之间设置第一间隙，可以使得第一集流板和电池极柱之间形成空腔。当单体电池输出电流时，电池极柱与集流组件之间会产生热量，该热量可以通过第一间隙散发出去，从而提高了单体电池的散热性能。同时，当电池极柱与集流组件之间的热量散发出去后，可以保证电池极柱与集流组件在单体电池工作的过程中温度不会过高，也就能够使得单体电池可以持续稳定的输出电流。

另一方面，通过在第一集流板和电池极柱之间设置第一间隙，可以使得电池极柱的凹槽的槽底壁与第一集流板靠近凹槽的槽底壁的一面之间的距离大于凹槽的槽底壁与电池极柱的翻边部远离凹槽的槽底壁的一面之间的距离，从而可以使得凸起与第一集流板之间的高度差大于凹槽的深度。如此设置，当凸起与凹槽的槽底壁进行电连接的时候，可以保证凸起靠近凹槽的底壁的一面与凹槽的槽底壁紧密接触，防止出现由于凸起与凹槽的槽底壁之间由于制造公差导致其在电连接时无法紧密接触的问题，也就能够保证凸起与凹槽的槽底壁之间的过流能力和电流输出的稳定性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，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为本公开单体电池一示例实施方式的俯视结构示意图。

图2为本公开单体电池一示例实施方式的图1中A-A截面的部分结构示意图。

图3为本公开单体电池另一示例实施方式的图1中A-A截面的部分结构示意图。

图4为本公开集流组件一示例实施方式的结构示意图。

附图标记说明：

1、电池极柱；11、凹槽；111、槽底壁；112、槽侧壁；12、本体部；13、翻边部；14、第一倒角；

2、集流组件；21、第一集流板；22、凸起；23、第二集流板；24、绝缘隔离件；25、第二倒角；

3、电池壳体；31、盖板；32、容纳腔；

4、电芯；5、第一间隙；6、第二间隙；7、第三间隙；8、第四间隙。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本公开将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。

虽然本说明书中使用相对性的用语，例如“上”“下”来描述图标的一个组件对于另一组件的相对关系，但是这些术语用于本说明书中仅出于方便，例如根据附图中所述的示例的方向。能理解的是，如果将图标的装置翻转使其上下颠倒，则所叙述在“上”的组件将会成为在“下”的组件。当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。

用语“一个”、“一”、“该”、“所述”和“至少一个”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等；用语“第一”、“第二”和“第三”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。“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。

本公开示例实施方式提供了一种单体电池，参照图1-图4所示，单体电池包括电池极柱1和集流组件2；电池极柱1上设置有凹槽11；集流组件2包括相互连接的第一集流板21和凸起22，凸起22设于凹槽11内，且凹槽11的槽底壁111与凸起22靠近槽底壁111的一面接触电连接，第一集流板21与电池极柱1之间设置有第一间隙5。

本公开的单体电池，一方面，通过在第一集流板21和电池极柱1之间设置第一间隙5，可以使得第一集流板21和电池极柱1之间形成第一散热通道。当单体电池输出电流时，电池极柱1与集流组件2之间会产生热量，该热量可以通过第一间隙5散发出去，从而提高了单体电池的散热性能。同时，当电池极柱1与集流组件2之间的热量散发出去后，可以保证电池极柱1与集流组件2在单体电池工作的过程中温度不会过高，也就能够使得单体电池可以持续稳定的输出电流。

另一方面，通过在第一集流板21和电池极柱1之间设置第一间隙5，可以使得电池极柱1的凹槽11的槽底壁111与第一集流板21靠近凹槽11的槽底壁111的一面之间的距离大于凹槽11的槽底壁111与电池极柱1的翻边部13远离凹槽11的槽底壁111的一面之间的距离，从而可以使得凸起22与第一集流板21之间的高度差大于凹槽11的深度。如此设置，当凸起22与凹槽11的槽底壁111进行电连接的时候，可以保证凸起22靠近凹槽11的底壁的一面与凹槽11的槽底壁111紧密接触，防止出现由于凸起22与凹槽11的槽底壁111之间由于制造公差导致其在电连接时无法紧密接触的问题，也就能够保证电池极柱1和集流组件2之间的过流能力和单体电池的电流输出的稳定性。

在本实施例中，单体电池可以为圆柱电池，但不限于此，单体电池也可以为长方体电池。下面以单体电池为圆柱电池为例对单体电池进行具体说明：参照图1-图4所示，电池可以包括电池壳体3、电芯4、电池极柱1和集流组件2。

其中，电池壳体3可以设置为圆柱形，电池壳体3可以包括相对设置的盖板31和底板(图中未示出)，盖板31和底板可以均设置为圆形。在盖板31和底板之间连接有侧板，侧板可以设置为圆柱面，并且盖板31、底板和侧板可以围成容纳腔32。电池壳体3上可以设置有第一通孔，该第一通孔可以位于盖板31上，但不限于此，该第一通孔还可以位于电池壳体3的其他位置。第一通孔可以为圆形，但不限于此，第一通孔还可以矩形等，在此不再一一赘述。

电芯4可以设置于容纳腔32内，并且电芯4可以设置为与电池壳体3相适配的圆柱体。通过将电池壳体3和电芯4设置为圆柱体，在电芯4发热膨胀时，由于电池壳体3的侧板为圆柱面，使得电池壳体3的受力更加均匀，以此能够从各个方向抵消电芯4发热产生的膨胀力，从而能够降低电芯4发生膨胀的概率，进而能够降低整个电池发生膨胀的概率。

电芯4可以包括多个正极片和多个负极片。正极片的材料可以具有较高的镍含量，以此能够提高电池的能量密度；负极片的材料可以为石墨，但不限于此，正极片和负极片的材料还可以为其他材料，在此不再一一赘述。

单体电池还可以包括正极耳和负极耳。正极耳连接于电芯4，且与电芯4的正极片连接；负极耳连接于电芯4，且与电芯4的负极片连接；正极耳可以与负极耳位于电芯4的同一侧。当然，正极耳也可以与负极耳位于电芯4的相对两侧。

电池极柱1可以贯穿电池壳体3上的第一通孔并可以连接于电池壳体3。电池极柱1上可以设置有凹槽11，凹槽11可以位于电池极柱1靠近电芯4的一侧。

在本示例实施方式中，电池极柱1可以包括相互连接的本体部12和翻边部13。本体部12可以贯穿第一通孔(图中未示出)，并且上述凹槽11可以位于本体部12，翻边部13可以位于电池壳体3的容纳腔32内，且翻边部13可以向远离本体部12的中线的方向延伸并与电池壳体3限位连接，以通过翻边部13可以将电池极柱1与电池壳体3连接。

本体部12的横截面形状可以与第一通孔的形状相同，即：当第一通孔为圆形孔时，本体部12的横截面形状可以为圆形；当第一通孔为矩形孔时，本体部12的横截面形状可以为矩形。但不限于此，本体部12的横截面形状也可以与第一通孔的形状不同。

参照图4所示，集流组件2可以设置在电池壳体3内，并且可以位于电池极柱1和电芯4之间。其可以包括相互连接的第一集流板21和凸起22。其中，凸起22可以设置在凹槽11内，并且凹槽11的槽底壁111可以与凸起22靠近槽底壁111的一面接触电连接。举例而言，凹槽11的槽底壁111可以通过焊接的方式与凸起22靠近槽底壁111的一面接触电连接，但不限于此，凹槽11的槽底壁111与凸起22靠近槽底壁111的一面的连接方式还可以为铆钉连接、螺钉连接等。

凹槽11靠近第一集流板21的棱边可以设置有第一倒角14。相比于直角来说，倒角更加圆润，从而能够避免直角棱边对集流组件2造成损伤。

同时，凸起22与第一集流板21之间可以设置有第二倒角25。相比于凸起22与第一集流板21之间为直角来说，设置第二倒角25能够降低凸起22与第一集流板21连接处的应力集中，从而能够提高集流组件2的使用寿命。

在本示例实施方式中，第一倒角14可以与第二倒角25相适配，即：第一倒角14和第二倒角25的形状类型可以相同。举例而言：当第一倒角14为圆倒角的时候，第二倒角25也为圆倒角；当第一倒角14为斜倒角的时候，第二倒角25也为斜倒角。如此设置，能够防止出现由于第一倒角14和第二倒角25的形状类型不同而导致第一倒角14和第二倒角25之间发生相互干涉的问题，也就能够进一步避免单体电池发生损坏。

第一集流板21可以与正极耳连接，具体地，第一集流板21远离电池极柱1的一面可以与正极耳连接，从而使得电池极柱1为单体电池的正极；此时，负极耳可以与电池壳体3连接，以使得电池壳体3为单体电池的负极。当然，第一集流板21还可以与负极耳连接，具体地，第一集流板21远离电池极柱1的一面可以与负极耳连接，从而使得电池极柱1为单体电池的负极；此时，正极耳可以与电池壳体3连接，以使得电池壳体3为单体电池的正极。

在本公开的其他示例实施方式中，参照图2-图4所示，集流组件2还可以包括第二集流板23，第二集流板23与第一集流板21的极性相反，即：第一集流板21远离电池极柱1的一面可以与正极耳连接，以使第一集流板21为正极性，第二集流板23远离电池极柱1的一面可以与负极耳连接，以使第二集流板23为负极性，第二集流板23靠近电池极柱1的一面可以与电池壳体3连接，以使电池壳体3为负极；当然，第一集流板21远离电池极柱1的一面可以与负极耳连接，以使第一集流板21为负极性，第二集流板23远离电池极柱1的一面可以与正极耳连接，以使第二集流板23为正极性，第二集流板23靠近电池极柱1的一面可以与电池壳体3连接，以使电池壳体3为正极。通过在集流组件2中同时设置第一集流板21和第二集流板23，能够使得电池的正极和负极均从集流组件2处引出，从而能够使得电池正负极均位于单体电池的同一侧。

集流组件2还可以包括绝缘隔离件24，绝缘隔离件24可以位于第二集流板23与第一集流板21之间，以通过绝缘隔离件24将第二集流板23和第一集流板21进行绝缘，防止第二集流板23和第一集流板21之间发生短路而损坏电池。

在本示例实施方式中，绝缘隔离件24还可以位于凸起22和第二集流板23之间，以将凸起22和第二集流板23进行绝缘，防止凸起22和第二集流板23之间发生短路而损坏电池。

除此之外，绝缘隔离件24靠近电池极柱1的一面相对于第二集流板23靠近电池极柱1的一面更靠近电池极柱1，从而使得绝缘隔离件24凸出于第二集流板23，防止出现由于第二集流板23靠近电池极柱1的一面与电池极柱1接触而造成第二集流板23与电池极柱1之间发生短路而损坏电池的问题。

绝缘隔离件24的材料可以为塑胶材质，但不限于此，绝缘隔离件24的材料还可以为塑料或者橡胶等具有绝缘性能的材料，在此不再进行一一赘述。

由于电池极柱1与集流组件2接触电连接，所以当单体电池工作的过程中，电池极柱1和集流组件2均会产生大量的热量。但是，现有的单体电池无法将该热量从电池极柱1和集流组件2之间散发出去，从而导致电池极柱1和集流组件2持续升温，最终造成单体电池因为过热而发生损坏。

并且，由于电池极柱1的凹槽11的槽底壁111与集流组件2的凸起22靠近槽底壁111的一面需要接触电连接，当凹槽11和凸起22之间存在装配误差的时候，有可能会导致凹槽11的槽底壁111与集流组件2的凸起22靠近槽底壁111的一面无法紧密贴合，从而导致两者之间的连接不稳定，最终会影响单体电池的过流能力和电流输出的稳定性。

为了解决这两个技术问题，参照图2-图4所示，在本示例实施方式中，在第一集流板21与电池极柱1之间设置有第一间隙5。通过设置第一间隙5，能够在第一集流板21和电池极柱1之间形成第一散热通道。当单体电池工作的过程中，集流组件2和电池极柱1产生的大量热量可以通过该第一间隙5散发出去。从而有效防止了电池极柱1和集流组件2的持续升温，也就保证单体电池能够始终处于正常的工作温度下，因此不会造成单体电池因为过热而发生损坏的问题，也就能够保证单体电池可以持续稳定的输出电流。

同时，在第一集流板21和电池极柱1之间设置第一间隙5后，可以使得电池极柱1的凹槽11的槽底壁111与第一集流板21靠近凹槽11的槽底壁111的一面之间的距离大于凹槽11的槽底壁111与电池极柱1的翻边部13远离凹槽11的槽底壁111的一面之间的距离。如此设置，能够给凸起22和凹槽11之间提供装配余量，从而可以保证当凸起22与凹槽11的槽底壁111具有制造公差时，凸起22靠近凹槽11的底壁的一面也可以与凹槽11的槽底壁111紧密接触，也就能够防止出现由于凸起22与凹槽11的槽底壁111之间由于制造公差导致其在电连接时无法紧密接触的问题，也就能够保证电池极柱1和集流组件2之间的过流能力和单体电池的电流输出的稳定性。

第一间隙5的宽度可以大于等于0.1毫米，以防止出现由于第一间隙5宽度过小而造成第一间隙5散热能力不足的问题，同时还能够为凸起22和凹槽11之间提供足够的装配余量。第一间隙5的宽度可以小于等于0.5毫米，以防止由于第一间隙5的宽度过大，而导致电池极柱1和集流组件2在电池壳体3的容纳腔32中所占的空间过大，从而能够提高电池整体的空间利用率。

在本示例实施方式中，凹槽11的槽底壁111可以设置为平面，凸起22靠近槽底壁111的一面也可以设置有平面，从而可以使得凹槽11的槽底壁111和凸起22靠近槽底壁111的一面之间的接触面积更大，以进一步提升两者之间的连接稳定性，进一步增大电池极柱1和集流组件2之间的过流能力。

在本示例实施方式中，凹槽11的槽侧壁112与凸起22靠近槽侧壁112的侧面之间设置有第二间隙6，第二间隙6可以与第一间隙5连通。通过设置第二间隙6，可以使得凹槽11的槽侧壁112与凸起22靠近槽侧壁112的侧面之间形成与第一散热通道连通的第二散热通道，从而能够扩大电池极柱1和集流组件2之间的散热通道的体积和覆盖范围，也就能够通过第一散热通道和第二散热通道散发出更多的热量，进一步提高了单体电池的散热性能。

第二间隙6的宽度可以大于等于0.1毫米，以防止出现由于第二间隙6宽度过小而造成第二间隙6散热能力不足的问题。并且，第二间隙6的宽度可以小于等于0.5毫米。当第二间隙6的宽度大于0.5毫米时，会造成凸起22的横截面积较小，也就使得凸起22靠近槽底壁111的一面与凹槽11的槽底壁111接触面积较小，导致电池极柱1和集流组件2之间的过流能力较低。

在本示例实施方式中，第一集流板21与电池壳体3之间可以设置有第三间隙7，第一间隙5可以连通至第三间隙7，如此设置，能够通过第三间隙7形成与第一散热通道连通的第三散热通道，从而能够进一步扩大散热通道的长度，可以将电池极柱1和集流组件2发出的热量导出到与电池极柱1距离较远的位置，从而能够防止导出的热量再次对电池极柱1产生影响。第三间隙7的宽度可以大于第一间隙5的宽度。如此设置，能够在进一步提升第三间隙7的散热能力。但不限于此，第三间隙7的宽度也可以小于等于第一间隙5的宽度。

在本示例实施方式中，第二集流板23与电池极柱1之间可以设置有第四间隙8，第四间隙8可以与第二间隙6连通。通过设置第四间隙8，可以使得第二集流板23和电池极柱1之间形成第四散热通道，从而更进一步地增大了散热通道的体积和覆盖范围。电池极柱1和集流组件2发出的热量可以通过第四间隙8散发出去，从而更进一步提高了单体电池的散热性能。并且，通过设置第四间隙8，能够对第二集流板23和电池极柱1之间进行空间隔离，防止第二集流板23与电池极柱1之间发生接触而造成电池损坏。

参照图2所示，第二集流板23靠近电池极柱1的一面与第一集流板21靠近电池极柱1的一面可以共面。如此设置，可以使得第一间隙5和第四间隙8的宽度可以相同，保证了第一间隙5和第四间隙8可以具有相同的散热能力，使得单体电池的散热更加均匀。

在本公开的其他示例实施方式中，参照图3所示，第一集流板21靠近电池极柱1的一面可以突出于第二集流板23靠近电池极柱1的一面。如此设置，可以使得第四间隙8大于第一间隙5，从而能够使得第二集流板23与电池极柱1之间的距离更大，进一步防止出现第二集流板23与电池极柱1之间发生接触的问题，以进一步防止电池发生损坏。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (10)

1.一种单体电池，其特征在于，包括：

电池极柱，其上设置有凹槽；

集流组件，包括相互连接的第一集流板和凸起，所述凸起设于所述凹槽内，且所述凹槽的槽底壁与所述凸起靠近所述槽底壁的一面接触电连接，所述第一集流板与所述电池极柱之间设置有第一间隙。

2.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，所述凹槽的槽侧壁与所述凸起靠近所述槽侧壁的侧面之间设置有第二间隙，所述第二间隙与所述第一间隙连通。

3.根据权利要求2所述的单体电池，其特征在于，所述第一间隙的宽度大于等于0.1毫米且小于等于0.5毫米，所述第二间隙的宽度大于等于0.1毫米且小于等于0.5毫米。

4.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，所述凹槽的槽底壁设置为平面，所述凸起靠近所述槽底壁的一面也设置为平面。

5.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，所述单体电池还包括：

电池壳体，其上设置有第一通孔，所述电池极柱贯穿所述第一通孔，所述集流组件设置在所述电池壳体内，所述第一集流板与所述电池壳体之间设置有第三间隙，所述第一间隙连通至所述第三间隙。

6.根据权利要求5所述的单体电池，其特征在于，所述第三间隙的宽度大于所述第一间隙的宽度。

7.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，所述凹槽靠近第一集流板的棱边设置有第一倒角，所述凸起与所述第一集流板连接的棱边设置有第二倒角，所述第一倒角与所述第二倒角相适配。

8.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，所述集流组件还包括：

第二集流板，与所述第一集流板的极性相反，所述第二集流板靠近所述电池极柱的一面与所述第一集流板靠近所述电池极柱的一面共面，或所述第一集流板靠近所述电池极柱的一面突出于所述第二集流板靠近所述电池极柱的一面；

绝缘隔离件，设于所述第二集流板与所述第一集流板之间。

9.根据权利要求8所述的单体电池，其特征在于，所述第二集流板与所述电池极柱之间设置有第四间隙。

10.根据权利要求1～9任意一项所述的单体电池，其特征在于，所述单体电池为圆柱电池。