CN219642872U - 电池单体、电池模组及电动设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电池单体、电池模组及电动设备；电动设备包括电池单体或电池模组，电池模组包括电池单体，电池单体包括电池壳体、电极活性材料、电解液与注液组件；电池壳体为硬质壳体，电池壳体内形成容置电极活性材料的腔体，且电池壳体上开设有注液口；注液组件包括注液通道及隔离结构，注液通道与注液口连通，隔离结构用于隔离电极活性材料与电解液；在需要激活电池单体时，隔离结构被施能而解除对电解液与电极活性材料的隔离，以使电解液经注液通道进入腔体并与电极活性材料接触；注液通道至少部分设置在腔体中，在激活电池单体之前，电解液存储于注液通道中。从而可以使电池到达用户手中才进行激活，避免电池寿命被浪费。

Description

电池单体、电池模组及电动设备

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池单体、电池模组及电动设备。

背景技术

现有的电池单体通常在装配为模组或装配为成品电池之前就会被激活，即，使电解液与电极活性材料接触并发生反应，但是电池单体从工厂激活后到消费者开始使用还间隔着较长的时间，激活后的电池寿命会随着时间不断衰减，从而到达用户手中的电池寿命已经被缩短了，这会造成资源的浪费；另外由于激活后的电池寿命会衰减，电池生产出来需尽快使用，这需要量产工厂按需按时生产，从而导致量产工厂产量会随着市场波动，无法全时全速生产，造成产能浪费。

实用新型内容

为此，本申请提供一种电池单体、电池模组及电动设备，以解决上述技术问题。

本申请第一方面提供一种电池单体，电池单体包括电池壳体、电极活性材料、电解液与注液组件；

电池壳体为硬质壳体，电池壳体内形成容置电极活性材料的腔体，且电池壳体的壳壁上开设有注液口；

注液组件包括注液通道及隔离结构，注液通道与注液口连通，隔离结构用于隔离电极活性材料与电解液；

在需要激活电池单体时，隔离结构被施能而解除对电解液与电极活性材料的隔离，以使电解液经注液通道进入腔体并与电极活性材料接触；注液通道至少部分设置在腔体中，在激活电池单体之前，电解液存储于注液通道中。

本申请第二方面提供一种电池模组，电池模组包括前述电池单体。

本申请第三方面提供一种电动设备，电动设备包括前述电池单体或前述电池模组。

本申请中，电池壳体为硬质壳体，因此，在将多个电池单体组装成电池模组的过程中，即使电池单体的电池壳体受到挤压，注液通道内的电解液不会因为电池壳体本身受到挤压而进入容置电极活性材料的腔体中，因此，将电池单体组装的过程中并不会因为电池壳体受到挤压而被动激活，隔离结构用于隔离电极活性材料与电解液，既可以在装配为电池模组之前选择激活电池单体，也可以在装配为电池模组之后到达用户手中才进行激活即，成品时才进行激活，可以进一步避免电池寿命被浪费。从而，工厂也可以按照日均量生产每天的生产产量可固定的方式进行全速生产，而不必跟随市场波动市场需求量大时需要工人加班赶工，市场需求量少时需要部分机器停产工人又没有那么多活做，从而避免产能浪费，也能让工厂工人的工作时间更加稳定。

附图说明

为了更清楚地说明本申请的技术方案，下面将对实施方式中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请一些实施方式，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为本申请第一实施例提供的电池单体的正视结构示意图；

图2为本申请第一实施例提供的电池单体的俯视结构示意图；

图3为本申请第二实施例提供的电池单体的俯视结构示意图；

图4为本申请第三实施例提供的电池单体的俯视结构示意图；

图5为本申请第四实施例提供的电池单体结构示意图；

图6为本申请一些实施例提供的电池模组的结构框图；

图7为本申请一些实施例提供的电动设备的结构框图；

图8为本申请另一些实施例提供的电动设备的结构框图。

附图标识说明：1、电池单体；10、电池壳体；20、电极活性材料；30、电解液；40、注液组件；11、腔体；12、注液口；41、注液通道；411、第一通道壁；412、第二通道壁；413、第三通道壁；414、第四通道壁；42、隔离结构；110、电极容纳腔；13、底壳；131、底壁；132、第一侧壁；133、第二侧壁；134、第三侧壁；135、第四侧壁；14、盖板；400、注液件；43、密封件；44、触发器；441、刺破部；442、操作部；431、第一通孔；4410、第二通孔；4220、储存室；4221、阀门；2、电池模组；3、电动设备。

具体实施方式

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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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付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。

本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，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，也可以是两个元件内部的连通；可以是通讯连接；可以是电连接。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。

请参阅图1，图1为本申请第一实施例提供的电池单体1的正视结构示意图。

如图1所示，第一实施例中，电池单体1包括电池壳体10、电极活性材料20、电解液30与注液组件40；电池壳体10为硬质壳体，电池壳体10内形成容置电极活性材料20的腔体11，且电池壳体10的壳壁上开设有注液口12；注液组件40包括注液通道41及隔离结构42，注液通道41与注液口12连通，隔离结构42用于隔离电极活性材料20与电解液30；在需要激活电池单体1时，隔离结构42被施能而解除对电解液30与电极活性材料20的隔离，以使电解液30经注液通道41进入腔体11并与电极活性材料20接触；注液通道41至少部分设置在腔体11中，在激活电池单体1之前，电解液30存储于注液通道41中。

本申请中，电池壳体10为硬质壳体，因此，在将多个电池单体1组装成电池模组包括至少两个电池单体1的过程中，即使电池单体1的电池壳体10受到挤压，注液通道41内的电解液30不会因为电池壳体10本身受到挤压而进入容置电极活性材料20的腔体11中，因此，将电池单体1组装的过程中并不会因为电池壳体10受到挤压而被动激活，隔离结构42用于隔离电极活性材料20与电解液30，既可以在装配为电池模组之前选择激活电池单体1，也可以在装配为电池模组之后到达用户手中才进行激活即，成品时才进行激活，可以进一步避免电池寿命被浪费。从而，工厂也可以按照日均量生产每天的生产产量可固定的方式进行全速生产，而不必跟随市场波动市场需求量大时需要工人加班赶工，市场需求量少时需要部分机器停产工人又没有那么多活做，从而避免产能浪费，也能让工厂工人的工作时间更加稳定。

其中，施能的方式为施加热能和/或施加机械能。施加热能包括通过红外加热器、感应加热器等进行加热的方式实现。施加机械能包括通过施加推力的方式实现。

请结合参阅图1与图2，图2为本申请第一实施例提供的电池单体1的俯视结构示意图。

如图1与图2所示，第一实施例中，注液通道41的至少一个通道壁为电池壳体10的部分侧壁。

第一实施例中，注液通道41靠近注液口12的一端为第一端，注液通道远离注液口12的一端为第二端；注液通道41的通道壁包括相对的第一通道壁411和第二通道壁412，第一通道壁411为电池壳体10的部分侧壁；第二通道壁412的一端与注液口12连接，且第二通道壁412的另一端设置于腔体11中；隔离结构42设置于注液通道41的第二端，以使隔离结构42与第二通道壁412配合将腔体11分隔为注液通道41和电极容纳腔110，电极活性材料20设置于电极容纳腔110中。

其中，注液通道41的第一通道壁411的形状可以是直板状，注液通道41的第二通道壁412的形状可以是半圆筒状或半矩形筒状。

其中，隔离结构42与电池壳体10的材质均可以为金属或高分子材料，比如钢铁材质或铝材质等。隔离结构42与注液通道41的通道壁连接，连接方式可以是但不仅限于过盈配合、焊接、超声连接等。

第一实施例中，电池壳体10包括底壳13和盖板14，第一通道壁411为底壳13的部分侧壁；盖板14上开设注液口12，第二通道壁412与盖板14一体成型。其中，一体成型的方式包括但不仅限于焊接。

其中，底壳13包括底壁131、两相对的第一侧壁132与第二侧壁133以及另外两相对的第三侧壁134与第四侧壁135，底壳13的形状可以是但不仅限于无盖矩形盒状。盖板14上开设注液口12指的是从电池壳体10的整体外观上来看有注液口12，而在实际生产中不是必须要在盖板14上开设注液口12，盖板14与底壁131可以平行，当盖板14的长度小于底壁131的长度时，即，盖板14仅与第二侧壁133、第三侧壁134以及第四侧壁135连接，而与第一侧壁132之间间隔一定距离时，就可以使得从电池壳体10的整体外观上来看有注液口12，而不必在盖板14上开设注液口12。生产盖板14时也可以直接在与底壁长度相同的盖板14上开设注液口12。底壳13可以是但不仅限于一体成型结构。

请结合参阅图1与图3，图3为本申请第二实施例提供的电池单体1的俯视结构示意图。

第二实施例中，与第一实施例类似，但与第一实施例不同的是，如图1与图3所示，注液通道41的通道壁还包括相对的第三通道壁413和第四通道壁414，第三通道壁413和第四通道壁414均为电池壳体10的部分侧壁。

具体地，第一通道壁411为电池壳体10的第一侧壁132，第三通道壁413为电池壳体10的第三侧壁134，第四通道壁414为电池壳体10的第四侧壁135。

请参阅图1与图4，图4为本申请第三实施例提供的电池单体1的俯视结构示意图。

第三实施例中，与第一实施例类似，但与第一实施例不同的是，如图1与图4所示，注液通道41设置于注液件400中，注液件的形状为筒状，注液件400的一端与注液口12连接，另一端设置于腔体11中。注液通道41的通道壁即为注液件400的内壁即，不需要电池壳体10的任意一个侧壁作为注液通道41的通道壁。注液件400可以与盖板14一体成型，也可以与盖板14为可拆卸连接，可拆卸连接的方式包括但不仅限于螺钉连接、扣合连接等。

如图1所示，其中一些实施例中，注液组件40还包括设置于注液通道41中的密封件43，密封件43用于密封注液通道41的第一端。

其中，密封件43可以采用高分子材质，比如橡胶材质：PVDF聚偏氟乙烯、EPDM三元乙丙橡胶或FKM氟橡胶等。

其中，密封件43的形状与注液通道41的形状相适应，比如，注液通道41为圆筒状，则密封件43的形状可以为圆柱体状；再比如注液通道41为方矩筒状，则密封件43的形状可以为方矩柱体状。

其中一些实施例中，注液组件40还包括触发器44，在需要激活电池单体1时，触发器44向隔离结构42施加机械能，以使隔离结构42解除对电解液30与电极活性材料20的隔离，触发器44与密封件43连接设置或分离设置。

其中，触发器44可以为金属或高分子材质，比如钢铁材质或铝材质等。

其中一些实施例中，在需要将电池单体1激活时，触发器44刺破隔离结构42，或触发器将隔离结构42移动至电极容纳腔110中，以使电解液30从注液通道41进入电极容纳腔110中。

从而，触发器44可以在到达用户手中需要使用时再进行刺破隔离结构42，以解除对电解液30与电极活性材料20的隔离，相比于现有技术中通过将电解液装入软袋中，必须在将电池单体1装配为电池模组之前就要通过挤破该软袋解除电解液与电极活性材料的隔离，可以更好的避免浪费电池寿命，因为装配为电池模组后到用户使用实际也还需要一段时间，这段时间中电池寿命也会衰减。

其中，触发器44与密封件43连接设置或分离设置指的是，在激活电池单体1之前，触发器44与密封件43之间可以是分离设置，比如：密封件43上未设置通孔，当需要将电池单体1激活时，触发器44自密封件43远离隔离结构42的一侧依次刺破密封件43与隔离结构42，以使电解液30从注液通道41进入电极容纳腔110中，这种触发器44与密封件43为分离设置的结构因为密封件43上没有设置通孔，所以密封性会更好。或者，触发器44与密封件43之间为连接设置，比如：密封件43上开设有第一通孔431；触发器44包括刺破部441，刺破部441自密封件43远离隔离结构42的一侧穿过第一通孔431以与密封件43连接设置；在需要激活电池单体1时，刺破部441只需要刺破隔离结构42，以使电解液30从注液通道41进入电极容纳腔110中。这种触发器44与密封件43连接设置的方式，可以使得在激活电池单体1时，不需要刺破密封件43，从而对于用户来说更加容易刺破，更加省力。

其中一些实施例中，刺破部441为空心管状结构，且刺破部441的管体上开设有第二通孔4410，刺破部441刺破隔离结构42时，刺破部441至少部分位于注液通道41内，电解液30从第二通孔4410进入刺破部441内部，并沿刺破部441的管体流出注液通道41并进入电极容纳腔110中。

从而，在刺破部441刺破隔离结构42后，用户可不用将触发器44拔出来，电解液30就可以从第二通孔4410进入刺破部441内部，沿刺破部441的管体流出注液通道41，更加省力方便用户操作。

其中一些实施例中，触发器44还包括设置于注液通道41的操作部442，操作部442设置于密封件43远离隔离结构42的一侧，且操作部442与刺破部441连接，操作部442用于受力而使刺破部441朝靠近隔离结构42的方向运动，以刺破隔离结构42。

其中，操作部442可以被用户转动而使刺破部441向靠近隔离结构42的方向运动，相应地，第一通孔431可以为螺旋通孔。也可以被用户推动而使刺破部441向靠近隔离结构42的方向运动，相应地，第一通孔431的孔壁是光滑的。

请结合参阅图1与图5，图5为本申请第四实施例提供的电池单体1结构示意图。

如图1与图5所示，第四实施例中，与第一实施例类似，但与第一实施例不同的是，隔离结构42包括设置于腔体11外部的储存室4220，储存室4220用于储存电解液30，注液通道41的相对两端分别连通注液口12与储存室4220。

进一步地，隔离结构42还包括阀门4221，阀门4221用于控制储存室4220中的电解液30进入注液通道41。从而，可以对阀门4221施加机械能而使阀门4221打开，而使得储存室4220中的电解液30进入注液通道41。

第四实施例中，电池单体1包括至少两个腔体11，注液通道41的相对两端分别连通储存室4220与至少两个注液口12。

请参阅图6，图6为本申请一些实施例提供的电池模组2的结构框图。

如图6所示，一些实施例中，电池模组2包括至少两个电池单体1，电池单体1为前述任意实施例中的的电池单体1。

请参阅图7与图8，图7为本申请一些实施例提供的电动设备3的结构框图。图8为本申请另一些实施例提供的电动设备3的结构框图。

如图7所示，一些实施例中，电动设备3包括电池单体1，电池单体1为前述任意实施例中的的电池单体1。如图8所示，电动设备3包括电池模组2，电池模组2为前述任意实施例中的电池模组2。电动设备3可以是但不仅限于车辆、机器人、医疗设备、储能装置、通信基站与机房电源等。

以上是本申请实施例的实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本申请的保护范围。

Claims (17)

1.一种电池单体(1)，其特征在于，所述电池单体(1)包括电池壳体(10)、电极活性材料(20)、电解液(30)与注液组件(40)；

所述电池壳体(10)为硬质壳体，所述电池壳体(10)内形成容置所述电极活性材料(20)的腔体(11)，且所述电池壳体(10)的壳壁上开设有注液口(12)；

所述注液组件(40)包括注液通道(41)及隔离结构(42)，所述注液通道(41)与所述注液口(12)连通，所述隔离结构(42)用于隔离所述电极活性材料(20)与所述电解液(30)；

在需要激活所述电池单体(1)时，所述隔离结构(42)被施能而解除对所述电解液(30)与所述电极活性材料(20)的隔离，以使所述电解液(30)经所述注液通道(41)进入所述腔体(11)并与所述电极活性材料(20)接触。

2.根据权利要求1所述的电池单体(1)，其特征在于，所述施能的方式为施加热能和/或施加机械能。

3.根据权利要求1所述的电池单体(1)，其特征在于，所述注液通道(41)至少部分设置在所述腔体(11)中，在激活所述电池单体(1)之前，所述电解液存储于所述注液通道(41)中。

4.根据权利要求1所述的电池单体(1)，其特征在于，所述注液通道(41)的至少一个通道壁为所述电池壳体(10)的部分侧壁。

5.根据权利要求4所述的电池单体(1)，其特征在于，所述注液通道(41)靠近所述注液口(12)的一端为第一端，所述注液通道远离所述注液口(12)的一端为第二端；

所述注液通道(41)的通道壁包括相对的第一通道壁(411)和第二通道壁(412)，所述第一通道壁(411)为所述电池壳体(10)的部分侧壁；所述第二通道壁(412)的一端与所述注液口(12)连接，且所述第二通道壁(412)的另一端设置于所述腔体(11)中；

所述隔离结构(42)设置于所述注液通道(41)的第二端，以使所述隔离结构(42)与所述第二通道壁(412)配合将所述腔体(11)分隔为所述注液通道(41)和电极容纳腔(110)，所述电极活性材料(20)设置于所述电极容纳腔(110)中。

6.根据权利要求5所述的电池单体(1)，所述电池壳体(10)包括底壳(13)和盖板(14)，所述第一通道壁(411)为所述底壳(13)的部分侧壁；所述盖板(14)上开设所述注液口(12)，所述第二通道壁(412)与所述盖板(14)一体成型。

7.根据权利要求5所述的电池单体(1)，其特征在于，所述注液通道(41)的通道壁还包括相对的第三通道壁(413)和第四通道壁(414)，所述第三通道壁(413)和所述第四通道壁(414)均为所述电池壳体(10)的部分侧壁。

8.根据权利要求5所述的电池单体(1)，其特征在于，所述注液组件(40)还包括设置于所述注液通道(41)中的密封件(43)，所述密封件(43)用于密封所述注液通道(41)的第一端。

9.根据权利要求8所述的电池单体(1)，其特征在于，所述注液组件(40)还包括触发器(44)，在需要激活所述电池单体(1)时，所述触发器(44)向所述隔离结构(42)施加机械能，以使所述隔离结构(42)解除对所述电解液(30)与所述电极活性材料(20)的隔离，所述触发器(44)与所述密封件(43)连接设置或分离设置。

10.根据权利要求9所述的电池单体(1)，其特征在于，在需要将所述电池单体(1)激活时，所述触发器(44)刺破所述隔离结构(42)，或所述触发器(44)将所述隔离结构(42)移动至所述电极容纳腔(110)中，以使所述电解液(30)从所述注液通道(41)进入所述电极容纳腔(110)中。

11.根据权利要求9所述的电池单体(1)，其特征在于，所述密封件(43)上开设有第一通孔(431)；

所述触发器(44)包括刺破部(441)，所述刺破部(441)自所述密封件(43)远离所述隔离结构(42)的一侧穿过所述第一通孔(431)，以与所述密封件(43)连接设置；

在需要激活所述电池单体(1)时，所述刺破部(441)刺破所述隔离结构(42)，以使所述电解液(30)从所述注液通道(41)进入所述电极容纳腔(110)中。

12.根据权利要求11所述的电池单体(1)，其特征在于，所述刺破部(441)为空心管状结构，且所述刺破部(441)的管体上开设有第二通孔(4410)，所述刺破部(441)刺破所述隔离结构(42)时，所述刺破部(441)至少部分位于所述注液通道(41)内，所述电解液(30)从所述第二通孔(4410)进入所述刺破部(441)内部，并沿所述刺破部(441)的管体流出所述注液通道(41)并进入所述电极容纳腔(110)中。

13.根据权利要求11所述的电池单体，其特征在于，所述触发器(44)还包括设置于所述注液通道(41)的操作部(442)，所述操作部(442)设置于所述密封件(43)远离所述隔离结构(42)的一侧，且所述操作部(442)与所述刺破部(441)连接，所述操作部(442)用于受力而使所述刺破部(441)朝靠近所述隔离结构(42)的方向运动，以刺破所述隔离结构(42)。

14.根据权利要求1所述的电池单体(1)，其特征在于，所述隔离结构(42)包括设置于所述腔体(11)外部的储存室(4220)，所述储存室(4220)用于储存所述电解液(30)，所述注液通道(41)的相对两端分别连通所述注液口(12)与所述储存室(4220)。

15.根据权利要求14所述的电池单体(1)，其特征在于，所述电池单体包括至少两个腔体(11)，所述注液通道(41)的相对两端分别连通所述储存室(4220)与至少两个所述注液口(12)。

16.一种电池模组(2)，其特征在于，所述电池模组(2)包括至少两个电池单体(1)，所述电池单体(1)为权利要求1-15任意一项所述的电池单体(1)。

17.一种电动设备(3)，其特征在于，所述电动设备(3)包括电池单体(1)或电池模组(2)，所述电池单体(1)为权利要求1-15任意一项所述的电池单体(1)，所述电池模组(2)为权利要求16所述的电池模组(2)。