CN219575783U - 电池单体、电池及用电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电池单体、电池及用电设备。该电池单体包括：壳体，具有开口；电芯组件，容置于壳体内；及盖板，用于封闭开口，并与壳体焊接；其中，壳体的外壁设置有助焊层，所述助焊层至少部分位于壳体与盖板进行焊接的焊接区域。如此，本申请中的电池单体通过在壳体的外壁设置助焊层，且该助焊层的至少部分位于壳体与盖板进行焊接的焊接区域，从而在对盖板和壳体进行焊接时，利用助焊层来改善盖板与壳体的焊接条件，以提高二者的焊接质量。

Description

电池单体、电池及用电设备

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池单体、电池及用电设备。

背景技术

随着新能源汽车市场的持续繁荣，动力电池行业迅速扩产壮大，锂电池技术日益精进，对电池单体的安全性能提出了越来越高的要求。

目前，对于圆柱电池单体而言，圆柱电池单体的壳体和盖板的材质通常为钢，壳体和盖板焊接时容易出现气孔、炸点等不良，焊接质量较差，不仅组装合格率较差，且组装成型后的圆柱电池单体存在一定的安全隐患。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有技术中壳体和盖板焊接时容易出现气孔、炸点等不良，焊接质量较差的问题，提供一种改善上述缺陷的电池单体、电池及用电设备。

一种电池单体，包括：

壳体，具有开口；

电芯组件，容置于所述壳体内；及

盖板，用于封闭所述开口，且与所述壳体焊接；

其中，所述壳体的外壁设置有助焊层，所述助焊层至少部分位于所述壳体与所述盖板进行焊接的焊接区域。

在其中一个实施例中，所述助焊层的熔点低于所述壳体的熔点。

在其中一个实施例中，所述助焊层的厚度与所述壳体的厚度的比值在0.1至0.2之间。

在其中一个实施例中，所述壳体具有围绕所述开口设置的环形端面，所述环形端面连接所述壳体的内壁和外壁，所述盖板与所述环形端面贴合并焊接；

所述助焊层至少覆盖所述壳体具有所述开口的一端。

在其中一个实施例中，所述助焊层覆盖所述壳体的整个外侧壁。

在其中一个实施例中，所述壳体的外侧壁包括覆盖有所述助焊层的镀层区和未覆盖所述助焊层的非镀层区，所述镀层区位于所述壳体具有所述开口的一端，且所述壳体的所述镀层区表面向内凹陷。

在其中一个实施例中，在由所述壳体具有所述开口的一端指向所述壳体远离所述开口的一端的方向上，所述镀层区的高度尺寸为1mm-5mm。

在其中一个实施例中，所述壳体在所述镀层区处的厚度和所述助焊层的厚度之和与所述壳体在所述非镀层区处的厚度相等。

在其中一个实施例中，所述环形端面上设置有所述助焊层。

在其中一个实施例中，所述壳体具有所述开口的一端向内延伸形成环形翻边部，所述盖板与所述环形翻边部的内侧表面贴合并焊接；所述助焊层至少覆盖所述环形翻边部的外侧表面。

一种电池，包括如上任一实施例中所述的电池单体。

一种用电设备，包括如上任一实施例中所述的电池。

上述电池单体、电池及用电设备，本申请中的电池单体通过在壳体的外壁设置助焊层，且该助焊层的至少部分位于壳体与盖板进行焊接的焊接区域，从而在对盖板和壳体进行焊接时，利用助焊层来改善盖板与壳体的焊接条件，降低出现气孔、炸点等焊接不良的风险，提高了焊接质量，使得组装合格率较高，同时提高了电池单体的安全性。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中电池单体的结构示意图；

图2为图1所示的电池单体的剖视图(省略了电芯组件和电极端子)；

图3为图2所示的电池单体的壳体与盖板焊接处的局部放大图；

图4为在另一实施例中电池单体的壳体与盖板焊接处的局部放大图；

图5为在又一实施例中电池单体的壳体与盖板焊接处的局部放大图；

图6为在再一实施例中电池单体的壳体与盖板焊接处的局部放大图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

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至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，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，除非另有明确的限定。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实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，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也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

本实用新型一实施例提供了一种用电设备，该用电设备使用电池作为其电源。该用电设备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。

电池包括箱体和电池单体，电池单体容纳于箱体内。其中，箱体用于为电池单体提供容纳空间，箱体可以采用多种结构，箱体也可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。

在电池中，电池单体可以是多个，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组，多个电池模组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。其中，每个电池单体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。

以下结合附图对电池单体的具体结构进行详细阐述。图1示出了本申请的实施例中电池单体的结构示意图；图2示出了电池单体的剖视图(省略了电芯组件和电极端子)；图3示出了电池单体的壳体与盖板焊接处的局部放大图。为便于描述和理解，附图仅示出了与本申请相关的结构。

本申请的实施例中，请参见图1至图3所示，电池单体100包括壳体10、电芯组件(图未示)及盖板30。该壳体10具有开口11，电芯组件可由该开口11容置于壳体10内。盖板30用于封闭壳体10的开口11，并与壳体10焊接连接以形成一个整体，从而将电芯组件封闭在壳体10内。其中，壳体10的外壁设置有助焊层50(见图3)，该助焊层50的至少部分位于壳体10与盖板30进行焊接的焊接区域。需要说明的是，壳体10与盖板30的焊接可以采用激光焊或电阻焊等，在此不作限定。

如此，本申请中的电池单体100通过在壳体10的外壁设置助焊层50，且该助焊层50的至少部分位于壳体10与盖板30进行焊接的焊接区域，从而在对盖板30和壳体10进行焊接时，利用助焊层50来改善盖板30与壳体10的焊接条件，以降低出现气孔、炸点等焊接不良的风险，从而有利于提高焊接质量，使得组装合格率较高，同时提高了电池单体100的安全性。

需要说明的是，电芯组件是电池单体100中发生电化学反应的部件，电芯组件可以包括正极极片、负极极片和隔离膜。电芯组件可以是由正极极片、负极极片和隔离膜通过卷绕形成的卷绕式结构。电芯组件也可以是由正极极片、负极极片和隔离膜通过层叠布置形成的层叠式结构。正极极片包括正极集流体和涂覆于正极集流体相对的两侧的正极活性物质层。负极极片包括负极集流体和涂覆于负极集流体相对的两侧的负极活性物质层。

具体到实施例中，电芯组件具有彼此极性相反的第一极耳(图未示)和第二极耳(图未示)。电池单体100还包括电极端子40，该电极端子40绝缘设置于壳体10上。电芯组件的第一极耳与盖板30电连接，电芯组件的第二极耳与电极端子40电连接，从而第一极耳、盖板30和壳体10成为一导电路径，第二极耳和电极端子40成为另一导电路径，以输出电能。可以理解的是，电极端子40与壳体10绝缘，从而避免造成电池单体100短路。

需要说明的是，并不仅限于采用电极端子40和盖板30或壳体10分别作为正极和负极输出电能的方式，在另一些实施例中，也可采用正极电极端子和负极电极端子分别作为正极和负极输出电能，只要能够实现电能的输出即可，在此不作限定。

进一步地，第一极耳为正极极片或负极极片中的一者未涂覆活性物质层的部分，第二极耳为正极极片或负极极片中的另一者未涂覆活性物质层的部分。当第一极耳为正极极片未涂覆活性物质层的部分，第二极耳为负极极片未涂覆活性物质层的部分时，第一极耳为正极耳，第二极耳为负极耳；当第一极耳为负极极片未涂覆活性物质层的部分，第二极耳为正极极片未涂覆活性物质层的部分时，第一极耳为负极耳，第二极耳为正极耳。第一极耳和第二极耳可以分别位于电芯组件的两端，也可以位于电芯组件的同一端，在此不作限定。

还需要说明的是，壳体10内部可以具有供电芯组件容置的空腔，壳体10的形状可以呈圆柱体形，也可以呈长方体形、六棱柱形等其他形状，在此不作限定。

具体到实施例中，助焊层50的熔点低于壳体10的熔点。如此，在焊接盖板30和壳体10时，由于助焊层50的熔点较低，助焊层50的部分先熔融从而一方面促使盖板30与壳体10的部分快速熔融；另一方面促使盖板30与壳体10的部分熔融形成的熔浆快速融合，有利于提高焊接质量，增强盖板30与壳体10的结合强度。

可选地，助焊层50的材质可以是镍、锌、铬或钛中的一种或多种。当然，在另一些实施例中，助焊层50也可采用其它的材质，只要能够起到提高焊接质量的作用即可，在此不作限定。壳体10的材质可以是钢，例如不锈钢、304钢等。

具体到实施例中，电池单体100还包括集流盘(图未示)，该集流盘设置在壳体10内，并位于盖板30与电芯组件之间。电芯组件的第一极耳与集流盘电连接，集流盘与盖板30电连接，使得电芯组件的第一极耳通过集流盘与盖板30电连接。可选地，电芯组件的第一极耳与集流盘焊接，集流盘与盖板30也采用焊接。至于集流盘的装配方式可采用焊接或紧配等较为成熟的现有技术，在此不作限定。

本申请的一些实施例中，壳体10具有围绕开口11设置的环形端面13(见图3)，该环形端面13连接壳体10的内壁和外壁。盖板30与该环形端面13相贴合并焊接连接。上述助焊层50位于壳体10的外壁，并且该助焊层50至少覆盖壳体10具有开口11的一端，从而确保在对盖板30与壳体10进行焊接时助焊层50能够起到提高盖板30与壳体10的焊接质量的作用。

进一步地，助焊层50覆盖壳体10的整个外侧壁。如此，由于壳体10的整个外侧壁均覆盖有助焊层50，从而可简化镀层工艺，降低镀层难度。请参见图2，本文中所说的壳体10的内侧壁指的是壳体10的内侧表面中呈圆筒状的部分。同理，本文中所说的壳体10的外侧壁指的是壳体10的外侧表面中呈圆筒状的部分。

需要说明的是，助焊层50和壳体10的厚度均不能过厚也不能过薄，本申请的发明人创造性的发现当助焊层50的厚度尺寸与壳体10的厚度尺寸的比值小于0.1时，助焊层50过薄而造成无法镀上或镀不满等镀层缺陷，同时壳体10太厚而造成材料成本增加，影响空间利用率。当助焊层50的厚度尺寸与壳体10的厚度尺寸的比值大于0.2时，焊接处助焊层50的材料过多，会降低外壳材料(例如钢)的熔入量，导致产生气孔和热裂纹的倾向增加；同时，因壳体10太薄而导致成型过程中会产生渗孔。

综上，本申请的发明人创造性地对助焊层50与壳体10的厚度比值进行了设计。具体地，助焊层50的厚度尺寸与壳体10的厚度尺寸的比值范围为0.1至0.2之间，从而确保盖板30与壳体10之间的焊接质量较佳，又保证壳体10的成型质量和助焊层50的镀层质量较佳。优选地，助焊层50的厚度尺寸为1um-5um，壳体10的厚度尺寸为0.1mm-0.5mm。

需要说明的是，助焊层50并不仅限于采用覆盖壳体10的整个外侧壁的方式，在另一些实施例中，也可采用局部覆盖的方式。例如，请参见图5所示，壳体10的外侧壁包括覆盖有助焊层50的镀层区a2和未覆盖助焊层50的非镀层区a1，且该镀层区a2位于壳体10具有开口11的一端。该壳体10的镀层区a2表面向内凹陷，使得壳体10在镀层区a2处的厚度尺寸小于非镀层区a1处的厚度尺寸。如此，将镀层区a2内陷使得厚度减薄，从而为镀层区a2镀上助焊层50预留空间。可选地，在由壳体10具有开口11的一端指向壳体10远离开口11的一端的方向上(即为附图所示的实施例中壳体10的轴向)，镀层区a2的高度尺寸为1mm-5mm。

进一步地，壳体10在镀层区a2处的厚度和助焊层50的厚度之和与壳体10在非镀层区a1处的厚度相等，从而避免助焊层50与壳体10的非镀层区a1之间由于高度差形成台阶，进而避免该台阶对电池单体100的装配造成不良影响。

还需要说明的是，除了在壳体10的外侧壁上设置助焊层50之外，在一些实施例中，请参见图4所示，壳体10的外侧壁和上述环形端面13均设置有助焊层50，也就是说，盖板30与壳体10的环形端面13之间也具有助焊层50，使得助焊层50更加靠近焊接点，能够更好的起到改善盖板30与壳体10的焊接质量的作用。

需要说明的是，盖板30并不仅限于与壳体10的环形端面13焊接。在另一些实施例中，请参见图6所示，壳体10具有开口11的一端向内延伸形成一环形翻边部15。盖板30与环形翻边部15的内侧表面贴合并焊接。助焊层50至少覆盖环形翻边部15的外侧表面。如此，在将盖板30焊接至环形翻边部15的内侧表面时，利用环形翻边部15外侧表面的助焊层50改善盖板30和环形翻边部15的焊接条件，从而确保焊接质量较佳，降低出现气孔、炸点等焊接不良现象的风险。

请参见图1及图2所示，本申请的实施例中，壳体10还具有与开口11相对的端壁部12，该端壁部12上开设有安装孔121(见图3)，上述电极端子40通过绝缘件安装在该安装孔121处，使得电极端子40与电芯组件的第二极耳电连接，并引出至壳体10之外。至于电极端子40的装配方式可采用较为成熟的现有技术，在此不作限定。

需要说明的是，壳体10并不仅限于仅一端开口11。在另一些实施例中，壳体10的两端均具有开口11，且壳体10的两端开口11处均盖设有盖板30，两个盖板30均与外壳的环形端面13或环形翻边部15进行焊接连接。

进一步地，其中一个盖板30与电芯组件的第一极耳电连接，其中另一个盖板30开设有安装孔，上述电极端子40通过绝缘件安装在该安装孔处，使得电极端子40与电芯组件的第二极耳电连接，并引出至壳体10之外。至于电极端子40的装配方式可采用较为成熟的现有技术，在此不作限定。

当然，在另一些实施例中，也可在两个盖板30上各设置一个电极端子40或者在同一个盖板30上设置两个电极端子40，且两个电极端子40分别与电芯组件的第一极耳和第二极耳电连接。该两个电极端子40分别作为负极和正极输出电能，只要能够实现电能的输出即可，在此不作限定。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (12)

1.一种电池单体，其特征在于，包括：

壳体(10)，具有开口(11)；

电芯组件，容置于所述壳体(10)内；及

盖板(30)，用于封闭所述开口(11)，且与所述壳体(10)焊接；

其中，所述壳体(10)的外壁设置有助焊层(50)，所述助焊层(50)至少部分位于所述壳体(10)与所述盖板(30)进行焊接的焊接区域。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述助焊层(50)的熔点低于所述壳体(10)的熔点。

3.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述助焊层(50)的厚度与所述壳体(10)的厚度的比值在0.1至0.2之间。

4.根据权利要求1至3任一项所述的电池单体，其特征在于，所述壳体(10)具有围绕所述开口(11)设置的环形端面(13)，所述环形端面(13)连接所述壳体(10)的内壁和外壁，所述盖板(30)与所述环形端面(13)贴合并焊接；

所述助焊层(50)至少覆盖所述壳体(10)具有所述开口(11)的一端。

5.根据权利要求4所述的电池单体，其特征在于，所述助焊层(50)覆盖所述壳体(10)的整个外侧壁。

6.根据权利要求4所述的电池单体，其特征在于，所述壳体(10)的外侧壁包括覆盖有所述助焊层(50)的镀层区(a2)和未覆盖所述助焊层(50)的非镀层区(a1)，所述镀层区(a2)位于所述壳体(10)具有所述开口(11)的一端，且所述壳体(10)的所述镀层区(a2)表面向内凹陷。

7.根据权利要求6所述的电池单体，其特征在于，在由所述壳体(10)具有所述开口(11)的一端指向所述壳体(10)远离所述开口(11)的一端的方向上，所述镀层区(a2)的高度尺寸为1mm-5mm。

8.根据权利要求6所述的电池单体，其特征在于，所述壳体(10)在所述镀层区(a2)处的厚度和所述助焊层(50)的厚度之和与所述壳体(10)在所述非镀层区(a1)处的厚度相等。

9.根据权利要求4所述的电池单体，其特征在于，所述环形端面(13)上设置有所述助焊层(50)。

10.根据权利要求1至3任一项所述的电池单体，其特征在于，所述壳体(10)具有所述开口(11)的一端向内延伸形成环形翻边部(15)，所述盖板(30)与所述环形翻边部(15)的内侧表面贴合并焊接；所述助焊层(50)至少覆盖所述环形翻边部(15)的外侧表面。

11.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1至10任一项所述的电池单体。

12.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求11所述的电池。