CN219801085U - 电池单体、电池及用电装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种电池单体、电池及用电装置,电池单体包括:壳体,具有开口;端盖组件,封闭所述开口;电极组件,容纳于所述壳体内;收容部件,容纳于所述壳体内,所述收容部件用于容纳电极组件和电解质。本申请技术方案中,在壳体内设置收容部件,并将电解质和电极组件一并收纳在收容部件内,收容部件能够在一定程度上隔离电解质和壳体及端盖组件,收容部件对电解质起到一定二次密封的作用,从而能够降低电解质腐蚀壳体和端盖组件的风险,且能够降低因壳体和端盖组件的连接失效、电解液从壳体和端盖组件的连接处泄露而影响电池性能的风险,进而提高电池的性能的可靠性。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,具体而言,涉及一种电池单体、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。
在电池技术中,如何提高电池的可靠性,是一个亟待解决的技术问题。
实用新型内容
本申请实施例提供一种电池单体、电池及用电装置,能够提高电池的可靠性。
第一方面,本申请提供了一种电池单体,包括:壳体,具有开口;端盖组件,封闭所述开口;电极组件,容纳于所述壳体内;收容部件,容纳于所述壳体内,所述收容部件用于容纳电极组件和电解质。
本申请技术方案中,在壳体内设置收容部件,并将电解质和电极组件一并收纳在收容部件内,收容部件能够在一定程度上隔离电解质和壳体及端盖组件,收容部件对电解质起到一定二次密封的作用,从而能够降低电解质腐蚀壳体和端盖组件的风险,且能够降低因壳体和端盖组件的连接失效、电解液从壳体和端盖组件的连接处泄露而影响电池性能的风险,进而提高电池的性能的可靠性。
根据本申请的一些实施例,所述端盖组件包括电极端子,所述收容部件设置有第一通孔,所述电极组件包括电能引出件,所述电能引出件位于所述收容部件内,所述电能引出件与所述第一通孔对应的区域形成第一裸露区,所述第一裸露区连接所述电极端子。
上述技术方案中,收容部件设置有第一通孔,方便端盖组件的电极端子和电极组件相互连接,满足电能引出件和电极端子相互连接的需求;同时,收容部件上开设的第一通孔较小,仅允许电能引出件的部分能够裸露出而与电极端子连接,从而提高收容部件的封闭性和隔离有效性,尽量降低电解质从收容部件内泄露出的风险,从而进一步提高电池的性能可靠性。
根据本申请的一些实施例,所述电能引出件封堵所述第一通孔。
上述技术方案中,电能引出件直接封堵第一通孔,以进一步降低电解质从电能引出件和第一通孔之间的间隙漏出收容部件的风险,提高收容部件对电解质的封装效果,从而进一步提高电池的可靠性。
根据本申请的一些实施例,所述第一裸露区具有凸起,所述凸起穿过所述第一通孔并与所述电极端子连接。
上述技术方案中,第一裸露区的位置形成有穿过所述第一通孔的凸起,该凸起能够在电池单体组装时对收容部件和电能引出件的相对位置起到限位作用,方便成组;且该凸起经收容部件的第一通孔伸出收容部件,方便电极端子和电能引出件的连接;另外,该凸起穿入第一通孔,能够起到一定封堵第一通孔或减小电能引出件和第一通孔之间的间隙的作用,能够进一步降低电解质经第一通孔泄露的风险,提高电池的可靠性。
根据本申请的一些实施例,所述电极组件包括主体部和极耳,所述极耳凸出于所述主体部,所述极耳形成所述电能引出件。
上述技术方案中,电极组件的极耳可以直接延伸至收容部件的第一通孔的位置,使得极耳覆盖第一通孔并具有经第一通孔裸露出的第一裸露区,极耳的第一裸露区直接与电极端子连接。
根据本申请的一些实施例,电极组件还包括主体部和极耳,极耳凸出于所述主体部,所述电能引出件连接所述极耳,以实现所述极耳和所述电极端子电连接。
上述技术方案中,电能引出件连接极耳和电极端子,从而实现电极端子和电极组件的电连接。
根据本申请的一些实施例,所述电能引出件固定连接于所述收容部件。
上述技术方案中,电能引出件固定连接于收容部件,电能引出件和收容部件的相对位置固定,从而降低收容部件或电能引出件偏位的风险,提高第一裸露区的相对位置的固定性,从而提高电能引出件和电极端子连接的稳定性,同样有利于提高电池的性能可靠性。
根据本申请的一些实施例,所述电能引出件和所述收容部件连接形成连接区,所述连接区为环绕设置于所述第一通孔的外周的环形结构。
上述技术方案中,电能引出件和收容部件的连接区形成环形结构,该环形结构位于第一通孔的外周,连接区不仅使得电能引出件和收容部件的相对位置固定,且使电能引出件和收容部件之间密封,连接区能够阻挡电解质经电能引出件和收容部件之间的间隙进入第一通孔而从第一通孔泄露出收容部件,从而进一步提高收容部件的封闭性,有利于进一步提高电池的性能可靠性。
根据本申请的一些实施例,所述电能引出件和所述收容部件通过粘接层粘接。
上述技术方案中,电能引出件和收容部件通过粘接层粘接,其工艺简单,材质限制少,便于电池单体的组装操作。
根据本申请的一些实施例,所述端盖组件包括端盖和所述电极端子,所述端盖封闭所述开口,所述电极端子设置于所述端盖;所述收容部件包括第一壁,沿所述端盖的厚度方向,所述第一壁位于所述端盖与所述电极组件之间,所述第一通孔设置于所述第一壁。
上述技术方案中,收容部件的第一通孔位于收容部件的朝向端盖的第一壁,能够尽量减小电极端子和电能引出件的连接距离,便于电池单体的组装操作,且便于节省壳体的内部空间,有利于提高电池单体的能量密度。
根据本申请的一些实施例,所述端盖组件包括两个所述电极端子,所述电能引出件和所述第一通孔均设有两个,所述电能引出件和所述第一通孔均与所述电极端子一一对应。
上述技术方案中,收容部件上设置有两个第一通孔,两个第一通孔与电池单体的两个电能引出件一一对应,可防止一个第一通孔兼容两个电能引出件连接因需预留避让空间而造成开孔过大的问题,从而降低第一通孔开孔过大而影响收容部件对电解质的封装效果的风险,进而降低电解质泄露风险,提高电池的性能可靠性。
根据本申请的一些实施例,所述端盖组件包括电极端子,所述电极组件包括主体部和电能引出件,所述主体部位于所述收容部件内,所述电能引出件位于所述收容部件外且连接所述电极端子;其中,所述收容部件设置有第一通孔,所述电能引出件覆盖所述第一通孔,所述电能引出件与所述第一通孔对应的区域形成第二裸露区,所述第二裸露区连接所述主体部,以实现所述主体部和所述电极端子电连接。
上述技术方案中,电能引出件可以设置在收容部件的外部,电极组件的主体和电能引出件可通过第一通孔相互直接或间接连接,电能引出件位于收容部件的外部方便电能引出件和电极端子的连接操作。
根据本申请的一些实施例,所述收容部件的材质为绝缘材质。
上述技术方案中,收容部件的材质采用绝缘材质,当壳体为金属材质时,收容部件可以起到绝缘隔离的作用,同样有利于提高电池的可靠性。
根据本申请的一些实施例,所述收容部件的材质包括聚丙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种。
上述技术方案中,收容部件的材质包括聚丙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种,其材料成熟,结构稳定,采用上述材料制成的收容部件具有很好的形变性能,便于电池单体组装,且具有较好的抗拉性,能够更为可靠的容装电解质,提高电池的性能可靠性;且在电池单体发生热失控时,收容部件在高温下能够被破坏,便于保持电池单体的泄压通畅,同样有利于提高电池的性能可靠性。
根据本申请的一些实施例,所述端盖组件设置有注液孔,所述注液孔与所述收容部件的内部连通。
上述技术方案中,端盖组件设置有注液孔,便于通过注液孔向收容部件内注入电解质。
根据本申请的一些实施例,所述端盖组件包括端盖和电极端子,所述端盖封闭所述开口,所述电极端子设置于所述端盖,所述电极端子与所述电极组件电连接,所述注液孔设置于所述电极端子。
上述技术方案中,注液孔集成于电极端子,可以减少端盖本身的开孔数量,同时,电极端子和电极组件连接,注液孔内的电解质可以借助电极端子和电解组件的连接处进入收容部件,相较于在收容部件上单独开孔而使注液孔与收容部件连通的结构,可以减少收容部件的破坏性加工,提高收容部件的隔离效果,从而提高电池的可靠性。
根据本申请的一些实施例,所述收容部件设置有第一通孔,所述电极组件包括电能引出件,所述电能引出件位于所述收容部件内,所述电能引出件与所述第一通孔对应的区域形成第一裸露区,所述第一裸露区连接所述电极端子;所述第一裸露区设置有第二通孔,所述第二通孔连通所述注液孔和所述收容部件的内部。
上述技术方案中,电能引出件具有从收容部件的第一通孔裸露出的第一裸露区,电极端子与第一裸露区连接,同时,第一裸露区上设置有第二通孔,电极端子内的注液孔与第二通孔连通,即可使注液孔与收容部件内部连通,其结构整合性强,收容部件开设一个通孔即可满足电极组件和电极端子相互连接以及注液孔与收容部件的内部连通的两项需求,满足电池单体各项功能需求的同时尽量减少对收容部件的破坏性加工,提高收容部件的整体性和封闭性,从而减少电解质从收容部件内漏出的风险,进而减小电池单体的漏液风险,提高电池单体的可靠性。
根据本申请的一些实施例,沿所述端盖的厚度方向,所述注液孔与所述第二通孔相对设置。
上述技术方案中,沿端盖的厚度方向,注液孔和第二通孔具有重叠区,从注液孔内流出的电解质能够直接进入第二通孔,尽量缩短注液路径,降低电解质注入收容部件过程中发生漏液的风险,同样有利于提高电池单体的可靠性。
根据本申请的一些实施例,所述电极端子与所述第一裸露区焊接形成焊接区,所述焊接区为环绕设置于所述注液孔的外周的环形结构。
上述技术方案中,电极端子与第一裸露区焊接形成焊接区,能够提高电极端子和电能引出件的连接稳定性;焊接区在注液孔的外周形成环形结构,能够对注液孔和第二通孔的连通起到密封作用,进一步降低电解质注入收容部件过程中发生漏液的风险,提高电池单体的可靠性。
根据本申请的一些实施例,所述端盖组件包括两个所述电极端子,其中一个所述电极端子为正极端子,另一个所述电极端子为负极端子,所述注液孔设置于所述正极端子。
上述技术方案中,壳体带负电可能会引发壳体被腐蚀而漏液的现象,而注液孔设置于正极端子,可以降低注液孔和电极端子之间的绝缘防护要求,即使电解质导通正极端子和壳体,也会使壳体带正电,从而降低壳体腐蚀而漏液的风险,提高电池的可靠性
根据本申请的一些实施例,所述端盖组件包括两个所述电极端子,所述注液孔与所述电极端子一一对应。
上述技术方案中,两个电极端子上均设置有注液孔,能够提高电池单体的注液效率。
根据本申请的一些实施例,所述端盖组件包括端盖和电极端子,所述端盖封闭所述开口,所述电极端子设置于所述端盖且与所述电极组件电连接,所述端盖被配置为支撑所述电极组件。
上述技术方案中,端盖支撑电极组件,也就是说,电池单体的端盖组件可以朝下设置,收容部件可以降低电解质经端盖组件和壳体的连接处、端盖和电极端子的连接处、可能设置在端盖上的防爆阀等组件与端盖的连接处等泄露的风险,从而提高电池的性能可靠性。
第二方面,本申请提供了一种电池,包括如上述任一项所述的电池单体。
第三方面,本申请提供了一种用电装置,包括上述任一项所述的电池单体,所述电池单体用于提供电能;或,包括上述任一项所述的电池,所述电池用于提供电能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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相关的附图。
图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图;
图2为本申请一些实施例提供的电池的爆炸图;
图3为本申请一些实施例提供的电池单体的爆炸图;
图4为图3所示的A部分在一些实施例中的局部剖视图;
图5为图4所示的A部分的B-B向的剖面图;
图6为图3所示的A部分在又一些实施例中的局部剖视图;
图7为图6所示的A部分的C-C向的剖面图;
图8为图3所示的A部分在另一些实施例中的局部剖视图;
图9为图8所示的A部分的D-D向的剖面图;
图10为本申请一些实施例提供的端盖组件的俯视图;
图11为图10所示的E-E向的剖面图;
图12为本申请一些实施例提供的端盖组件与收容部件的连接关系局部剖面示意图;
图13为本申请再一些实施例提供的电池单体的爆炸图。
图标:1000-车辆;100-电池;10-箱体;11-第一部分;12-第二部分;20-电池单体;21-端盖组件;211-端盖;212-电极端子;2121-正极端子;2122-负极端子;2123-端面;22-壳体;221-开口;222-容置空间;23-收容部件;231-第一壁;232-第一通孔;24-电极组件;241-主体部;242-极耳;243-电能引出件;2431-第一裸露区;2432-凸起;24321-连接面;2433-第二通孔;2434-第二裸露区;25-连接区;26-注液孔;27-焊接区;28-泄压部;200-控制器;300-马达。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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地描述,显然,所描述的实施例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作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。
除非另有定义,本申请所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本申请中在申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请;本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于封闭不排他的包含。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序或主次关系。
在本申请中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“附接”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,可以是两个元件内部的连通。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。
本申请中术语“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。另外,本申请中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请的实施例中,相同的附图标记表示相同的部件,并且为了简洁,在不同实施例中,省略对相同部件的详细说明。应理解,附图示出的本申请实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸,以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明,而不应对本申请构成任何限定。
本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)。
本申请中,电池单体可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池等,本申请实施例对此并不限定。
本申请的实施例所提到的电池是指包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。例如,本申请中所提到的电池可以包括电池模块或电池包等。电池还可以包括用于封装一个或多个电池单体或多个电池模块的箱体。箱体可以避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。
电池单体包括电极组件和电解液,电极组件的主体部由正极极片、负极极片和隔离膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。正极极片包括正极集流体和正极活性物质层,正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面形成正极极片,电极组件还包括正极极耳,正极极耳可以和正极极片一体成型,比如,未涂敷正极活性物质层的正极集流体的部分可以直接作为正极极耳,以通过正极极耳实现正极极片的电能输入或输出。以锂离子电池为例,正极集流体的材料可以为铝,正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极极片包括负极集流体和负极活性物质层,负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面形成负极极片,电极组件还包括负极极耳,负极极耳可以和负极极片一体成型,比如,未涂敷负极活性物质层的负极集流体的部分可以直接作为负极极耳,以通过负极极耳实现负极极片的电能输入或输出。负极集流体的材料可以为铜,负极活性物质可以为碳或硅等。为了保证通过大电流而不发生熔断,正极极耳的数量可以为多个且层叠在一起,负极极耳的数量也可以为多个且层叠在一起。
隔离膜的材质可以为聚丙烯(polypropylene,PP)或聚乙烯(polyethylene,PE)等。此外,电极组件可以是卷绕式结构,也可以是叠片式结构,本申请实施例并不限于此。
电极组件还可以包括电能引出件,电能引出件可以为上述的极耳,电能引出件也可以为单独设置的过流部件并连接极耳,以实现极片的电能输入或输出。
随着电池技术的不断发展,如何提高电池的可靠性,是一个亟需解决的技术问题。
对于一般的电池单体而言,电池的电池单体通常是由正极极片、负极极片和隔离膜通过卷绕或者叠片等方式组装成电极组件(裸电芯),之后装入壳体,再盖上端盖,最后注入电解液后得到的。电池单体的端盖通常盖合于壳体的开口,为了便于电池单体的装配,通常在电池单体的端盖上设置电极端子,电极端子可以与电极组件的极耳直接连接或间接连接,以实现电极端子与电极组件的电连接,电极端子作为电池单体的输出极,以实现电池单体的电能的输入或输出。
然而,电池单体容易发生漏液,而电池单体的漏液对电池单体的使用性能会造成影响,且多个电池单体组成电池后,如果电池单体发生电解液泄漏,而电池的局部存在高压回路时,容易发生电解液打火而引发电池热失控,严重影响电池的可靠性。
分析电池单体的漏液原因发现:电池单体的壳体和端盖通常相互焊接,并通过汇流部件与电池单体的电极端子相互连接实现多个电池单体之间的串联、并联或混联,这种结构的电池在后期使用过程中,由于电池单体存在晃动或移动等使用工况,使得连接于电池单体的电极端子上的汇流部件会对电极端子产生一定的拉扯力或扭转力,由于电极端子安装于端盖上,使得汇流部件作用在电极端子上的力会通过电极端子传递至端盖上,以对端盖造成一定的拉扯或扭转作用,从而导致端盖与壳体极容易因长期疲劳受力而出现焊缝开裂等连接失效的现象,使得电池单体存在较大的漏液隐患,且电解液与壳体或端盖接触后,更易导通壳体或端盖,而发生电池单体的外壳腐蚀,进一步增大漏液风险。尤其是电池单体倒置使用时(即电池单体设置有电极端子的一侧沿重力方向朝下设置),顶盖与壳体的焊缝位于电池单体的下方,该焊接界面失效后,更容易发生电解液漏液,严重影响电池单体及应用该电池单体的电池的可靠性。
基于以上原因,为了提高电池的可靠性,本申请设计了一种电池单体,该电池单体在壳体内设置收容部件,电极组件容纳于收容部件,且电解质注入收容部件内。
本申请技术方案中,收容部件能够在一定程度上隔离电解质和壳体及端盖组件,收容部件对电解质起到一定二次密封的作用,从而能够降低电解质腐蚀壳体和端盖组件的风险,且能够降低因壳体和端盖组件的连接失效、电解液从壳体和端盖组件的连接处泄露而影响电池性能的风险,进而提高电池的性能的可靠性。
本申请实施例公开的电池单体可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电装置中。可以使用具备本申请公开的电池单体、电池等组成该用电装置的电源系统。这样,有利于有效缓解电池单体在使用过程中出现漏液等问题,以提高电池单体的使用寿命和可靠性。
本申请实施例提供一种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,以用电装置为车辆为例进行说明。
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100,电池100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池100可以用于车辆1000的供电,例如,电池100可以作为车辆1000的操作电源。车辆1000还可以包括控制器200和马达300,控制器200用来控制电池100为马达300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100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,图2为本申请一些实施例提供的电池100的爆炸图;电池100可以包括箱体10和电池单体20,电池单体20用于容纳于箱体10内。其中,箱体10用于为电池单体20提供装配空间,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的装配空间。第一部分11可以为一端开放的空心结构,第二部分12可以为板状结构,第二部分12盖合于第一部分11的开放侧,以使第一部分11与第二部分12共同限定出装配空间;第一部分11和第二部分12也可以是均为一侧开放的空心结构,第一部分11的开放侧盖合于第二部分12的开放侧。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100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。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100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。
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。
请参照图3,图3为本申请一些实施例提供的电池单体的爆炸图;本申请一些实施例提供了一种电池单体20,该电池单体20包括壳体22、端盖组件21、电极组件24和收容部件23,壳体22具有开口221,端盖组件21封闭壳体22的开口221,电极组件24容纳于壳体22内,收容部件23也容纳于壳体22内,且收容部件23用于容纳电极组件24和电解质。
其中,壳体22为电极组件24、收容部件23等构件及电解质提供容置空间222。壳体22和端盖组件21合围形成放置电极组件24、收容部件23等构件及电解质的封闭的腔体。壳体22可以是多种结构形式。壳体22的材质也可以是多种,比如,铜、铁、铝、钢、铝合金等。
端盖组件21可以包括用于盖合壳体22的开口221的端盖211以及设置在端盖211上的电极端子212等结构,电极端子212与电极组件24电连接,电极端子212作为电池单体20的输出极,能够实现电池单体20的电能的输入或输出。
在一些实施例中,端盖组件21还可以包括设置在端盖211上的泄压部28(用于泄放电池单体20的内部压力)。当然,在另一些实施例中,端盖组件21也可以不包括电极端子212,即电极端子212可以设置于壳体22。
其中,壳体22可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。壳体22的形状可根据电极组件24的具体形状来确定。比如,若电极组件24为圆柱体结构,则壳体22可选用圆柱体结构;若电极组件24为长方体结构,则壳体22可选用长方体结构。当然,端盖211也可以是多种结构,比如,端盖211为板状结构或一端开放的空心结构等。示例性的,在图3中,壳体22为长方体结构,端盖211为板状结构。
电极组件24是电池单体20中发生电化学反应的部件。电极组件24的主体可以包括正极极片、负极极片和隔离膜。电极组件24的主体可以是由正极极片、隔离膜和负极极片通过卷绕形成的卷绕式结构,也可以是由正极极片、隔离膜和负极极片通过层叠布置形成的层叠式结构。
可选地,容纳于外壳内的电极组件24可以是一个,也可以是多个。示例性的,在图3中,电极组件24为两个,两个电极组件24沿其厚度方向(图3中所示的X方向)层叠设置,即两个电极组件24沿电池单体20的厚度方向层叠设置。当然,在其他实施例中,容纳于外壳内的电极组件24也可以为三个、四个、五个或六个等层叠设置。
电解质可以分为液态电解质、半固态(凝胶聚合物)电解质和固态电解质,在本申请实施例中,电解质使用液态电解质,也称为电解液。
收容部件23设置于壳体22内,收容部件23容纳电极组件24和电解质,可以理解的是,收容部件23可以容纳电极组件24的部分结构,比如,收容部件23容纳电极组件24的主体部分,电极组件24的极耳242以及其他用于电能输出或输入的导电件(下述的电能引出件)可以部分伸出收容部件23以实现电池单体20的电能输入或输出。当然,电极组件24也可以全部容纳于收容部件23内,电极端子212或其他导电件伸入收容部件23内与电极组件24连接即可。
电解质可以封装于收容部件23内与电极组件24直接接触而浸润电极组件24,可以理解的是,可以向收容部件23内注入电解质后再将装有电解质和电极组件24的收容部件23封装于壳体22内,也可以将装有电极组件24的收容部件23装入壳体22并盖上端盖211,最后向壳体22内的收容部件23注入电解质。
其中,收容部件23有多种实施形式,收容部件23可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。收容部件23的形状可根据壳体22的形状来确定。比如,若壳体22为圆柱体结构,则收容部件23可选用圆柱体结构;若壳体22为长方体结构,则收容部件23可选用长方体结构。可以理解的是,收容部件23可以为刚性结构也可以为柔性结构(即收容部件23可以产生形变,比如注入电解质后会产生一定形变或封装在壳体22和端盖组件21之后能够根据容置空间222的形状做适应性变形等)。
在不同的实施例中,收容部件23的材质也可以有多种实施结构,比如,壳体22为绝缘材质时,收容部件23可以为绝缘材质,也可以为金属材质。壳体22为金属材质时,收容部件23可以直接采用绝缘材质制成,这样,可以省去在收容部件23和壳体22之间单独设置绝缘件或绝缘层的工序,简化电池单体20的制造工艺、节省壳体22的内部空间。示例性的,收容部件23的材质为绝缘材质。这样,收容部件23可以起到绝缘隔离的作用,有利于提高电池100的可靠性。
可以理解的是,收容部件23采用绝缘材质制成的实施方式也有多种,比如,收容部件23可以采用硅胶、树脂等,也可采用聚酰亚胺等材料。
在一些实施例中,收容部件23的材质可以包括聚丙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种。即收容部件23可以采用聚丙烯制成,也可以采用聚对苯二甲酸乙二醇酯制成,还可以采用聚丙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯的混合物(聚丙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯的比例不做唯一性限定)制成。采用上述材料制成的收容部件23具有很好的形变性能,便于电池单体20组装,且具有较好的抗拉性,能够更为可靠的容装电解质,提高电池100的性能可靠性;且在电池单体20发生热失控时,收容部件23在高温下能够被破坏,便于保持电池单体20的泄压通畅,同样有利于提高电池100的性能可靠性。
在电池单体20的壳体22内设置收容部件23,并将电解质和电极组件24一并收纳在收容部件内,收容部件能够在一定程度上隔离电解质和壳体22及端盖组件21,收容部件对电解质起到一定二次密封的作用,从而能够降低电解质腐蚀壳体22和端盖组件21的风险,且能够降低因壳体22和端盖组件21的连接失效、电解液从壳体22和端盖组件21的连接处泄露而影响电池100性能的风险,进而提高电池100的性能的可靠性。
在一些实施例中,请继续参照图3,并进一步参照图4至图5,图4为图3所示的A部分在一些实施例中的局部剖视图,图5为图4所示的A部分的B-B向的剖面图。端盖组件21包括电极端子212,收容部件23设置有第一通孔232,电极组件24包括电能引出件243,电能引出件243位于收容部件23内,电能引出件243与第一通孔232对应的区域形成第一裸露区2431,第一裸露区2431连接电极端子212。
如前所述,端盖组件21可以包括用于盖合壳体22的开口221以及安装电极端子212的承载件(比如端盖211,下文统称端盖211)和设置在端盖211的电极端子212等结构,端盖211可以为板状结构也可以为一端开口221的空心结构,端盖211盖合在壳体22的开口221上以形成封闭空间,电极端子212用于与电极组件24电连接,电极端子212可以作为电池单体20的输出极,以实现电池单体20的电能的输入或输出。电极端子212的材质可以是多种,比如,铜、铁、铝、钢、铝合金等。
如图3所示,每个电池单体20可以设置两个电极端子212,两个电极端子212分别为正极端子2121和负极端子2122,正极端子2121与电极组件24的正极极耳直接连接或间接连接,负极端子2122与电极组件24的负极极耳直接连接或间接连接。其中,两个电极端子212可以均位于端盖组件21,当然,在其他一些实施例中,端盖组件21可以只包括一个电极端子212,另一个电极端子212可以设置于壳体22。
第一通孔232设置于收容部件23以连通收容部件23的内部和收容部件23的外部,第一通孔232可以设置于收容部件23的任一位置,第一通孔232可以是圆形、矩形等任一一种常规形状,也可以是其他异形形状。
电能引出件243起到连接和过流作用,用于连接电极组件24的主体和电极端子212,以使电极组件24的主体和电极端子212实现电连接,实现电极组件24的电能输入和输出。其中,电能引出件243有多种实施形式,将在下文具体给出电能引出件243的几种不能的实施形式。
电能引出件243位于收容部件23内,且沿第一通孔232的轴向(图中所示的X方向)观察,电能引出件243的至少部分能够从第一通孔232中裸露出而形成第一裸露区2431。设置在端盖211上的电极端子212可以通过焊接、卡接、导电胶粘接等方式连接于第一裸露区2431,从而实现电极端子212与电极组件24的电连接。
可选地,电极端子212的部分可以伸入第一通孔232与第一裸露区2431连接,也可以第一裸露区2431的至少部分凸出于第一通孔232与电极端子212连接。或者电极端子212和第一裸露区2431的至少部分相向延伸并在第一通孔232内连接。
可以理解的是,第一通孔232可以只设置一个,也可以设置多个,比如,基于端盖组件21包括两个电极端子212的实施形式,第一通孔232可以只设置一个,以使两个电极端子212均能够通过第一通孔232与电极组件24电连接。当然,第一通孔232也可以对应设置两个,以使电能引出件243与两个电极端子212连接的位置形成两个独立的第一裸露区2431。两个电极端子212与两个第一裸露区2431一一对应连接即可。
收容部件23设置有第一通孔232,方便端盖组件21的电极端子212和电极组件24相互连接,满足电能引出件243和电极端子212相互连接的需求;同时,收容部件23上开设的第一通孔232较小,仅允许电能引出件243的部分能够裸露出而与电极端子212连接,从而提高收容部件的封闭性和隔离有效性,尽量降低电解质从收容部件内泄露出的风险,从而进一步提高电池100的性能可靠性。
可以理解的是,电能引出件243可以与收容部件23的设置有第一通孔232的内壁相贴合或采用其他辅助结构封堵第一通孔232,电能引出件243也可以与收容部件23的设置有第一通孔232的内壁间隔设置。当电能引出件243与收容部件23的设置有第一通孔232的内壁间隔设置时,可以在收容部件23的内壁或电能引出件243的朝向收容部件23的内壁的一侧设置密封件,以隔离收容部件23的内部和第一通孔232,或者也可以在电极端子212与第一通孔232之间设置密封件以隔离收容部件23的内部和第一通孔232,从而提高收容部件23对电解质的封装效果,降低甚至杜绝电解质经第一通孔232处泄露的风险。
在一些实施例中,电能引出件243封堵第一通孔232。
也就是说,电能引出件243直接封堵第一通孔232,以降低甚至杜绝电解质经第一通孔232处泄露的风险。
其中,电能引出件243封堵第一通孔232的实施形式有多种,比如,电能引出件243可以包括能够完全覆盖第一通孔232的表面,该表面与收容部件23的设置有第一通孔232的内壁(下述的第一壁231的内壁)贴合,利用电能引出件243的表面封堵第一通孔232,或者在电能引出件243的表面的位于第一通孔232的外周设置密封件(比如密封圈),密封件卡在电能引出件243和收容部件23之间,以阻断收容部件23的内部和第一通孔232之间的通孔。另外,也可以在该表面的第一裸露区2431设置能够与第一通孔232过盈配合的凸出部,利用该凸出部封堵第一通孔232,从而阻断第一通孔232和收容部件23的内部之间的通路。
电能引出件243直接封堵第一通孔232,以进一步降低电解质从电能引出件243和第一通孔232之间的间隙漏出收容部件23的风险,提高收容部件23对电解质的封装效果,从而进一步提高电池100的可靠性。
在又一些实施例中,请继续参照图3,并进一步参照图6和图7,图6为图3所示的A部分在又一些实施例中的局部剖视图,图7为图6所示的A部分的C-C向的剖面图。第一裸露区2431具有凸起2432,凸起2432穿过第一通孔232并与电极端子212连接。
可以理解的是,凸起2432可以伸出收容部件23的外表面,也可以与收容部件23的外表面平齐,也可以略低于收容部件23的外表面,示例性的,凸起2432可以凸出于收容部件23的外表面。
凸起2432可以和第一通孔232的内壁之间具有间隙,也可以如前文所述,凸起2432与第一通孔232过盈配合,以降低电解质经凸起2432和第一通孔232之间的间隙露出的风险。
相应的,凸起2432的形状可以有多种实施形式,其横截面形状可以与第一通孔232相同也可以不同。凸起2432可以为横截面处处相同的柱状结构,也可以为横截面随意变化的异形结构,本申请实施例不对此做唯一性限定。
示例性的,如图6所示,第一通孔232的形状为矩形,凸起2432为圆柱形。
电极端子212可以连接于凸起2432的任一位置,示例性的,沿垂直于第一通孔232的开口221所在平面的方向,凸起2432背离电能引出件243的一端可以具有连接面24321,电极端子212可以焊接于该连接面24321。
第一裸露区2431的位置形成有穿过第一通孔232的凸起2432,该凸起2432能够在电池单体20组装时对收容部件23和电能引出件243的相对位置起到限位作用,方便成组;且该凸起2432经收容部件23的第一通孔232伸出收容部件23,方便电极端子212和电能引出件243的连接;另外,该凸起2432穿入第一通孔232,能够起到一定封堵第一通孔232或减小电能引出件243和第一通孔232之间的间隙的作用,能够进一步降低电解质经第一通孔232泄露的风险,提高电池100的可靠性。
如前文所述,电能引出件243有多种实施结构。在一些实施例中,电极组件24包括主体部241和极耳242,极耳242凸出于主体部241,极耳242形成电能引出件243。
具体而言,电极组件24的主体部241可以包括正极极片、负极极片和隔离膜。主体部241可以是由正极极片、隔离膜和负极极片通过卷绕形成的卷绕式结构,也可以是由正极极片、隔离膜和负极极片通过层叠布置形成的层叠式结构。
极耳242从主体部241延伸出而凸出于主体部241,极耳242可以与主体部241一体成型,比如像前文所述,极片的集流体的未涂覆活性物质层的部分可以直接形成极耳242,电极组件24可以包括正极极耳和负极极耳,即,未涂覆正极活性物质层的正极集流体形成正极极耳,未涂覆负极活性物质层的负极集流体形成负极极耳。
当然,在其他一些实施例中,极耳242和主体部241也可以分体设置并通过焊接等连接方式相互连接。示例性的,极耳242与主体部241一体成型,极耳242直接形成电极组件24的电能引出件243以与电池单体20的电极端子212连接。
可以理解的是,电极组件24的正极极耳与正极端子2121连接,负极极耳与负极端子2122连接。
电极组件24的极耳242可以直接延伸至收容部件的第一通孔232的位置,使得极耳242覆盖第一通孔232并具有经第一通孔232裸露出的第一裸露区2431,极耳242的第一裸露区2431直接与电极端子212连接。
在一些实施例中,如图3所示,电极组件24还包括主体部241和极耳242,极耳242凸出于主体部241,电能引出件243连接极耳242,以实现极耳242和电极端子212电连接。
也就是说,电能引出件243是区别于极耳242的单独设置的用于过流和连接的部件,电能引出件243连接极耳242和电极端子212。在实际应用中,该种电能引出件243也称为转接件、集流件等。
在该实施例中,电能引出件243可以为片状结构、折叠形结构等,电能引出件243可以包括极耳连接区和电极端子连接区,极耳242可以通过焊接、导电粘接等方式连接于极耳连接区,电极端子连接区与第一通孔232对应的位置形成第一裸露区2431以与电极端子212连接。
可以理解的是,基于电极组件24包括正极极耳和负极极耳的实施形式,电能引出件243也可以设置两个,其中一个电能引出件243连接正极极耳,另一个电能引出件243连接负极极耳。
在一些实施例中,电能引出件243固定连接于收容部件23。
具体而言,电能引出件243可以通过粘接、焊接、卡接等方式固定连接于收容部件23,以使电能引出件243相对于收容部件23的位置相对固定。比如,电能引出件243可以粘接于收容部件23的设置有第一通孔232的内壁,或者,收容部件23的其他壁部可以设置卡接部,电能引出件243通过卡接部卡接于收容部件23内。
可以理解的是,电能引出件243可以以任一一种常规的连接方式连接于收容部件23的任一位置,能实现电能引出件243和收容部件23的相对位置固定即可。
电能引出件243固定连接于收容部件23,电能引出件243和收容部件23的相对位置固定,从而降低收容部件23或电能引出件243偏位的风险,提高第一裸露区2431的相对位置的固定性,从而提高电能引出件243和电极端子212连接的稳定性,同样有利于提高电池100的性能可靠性。
在一些实施例中,请继续参照图6和图7,电能引出件243和收容部件23连接形成连接区25,连接区25为环绕设置于第一通孔232的外周的环形结构。
具体而言,电能引出件243和收容部件23可以通过粘接、焊接等方式连接并形成相互连接的连接区25,该连接区25位于第一通孔232的外周且形成环形结构。
示例性的,电能引出件243和收容部件23可以通过粘接层粘接。粘接层可以为胶体(比如热熔胶等),也可以为类似双面贴的结构,双面贴的一个表面与收容部件23粘接,双面贴的另一个表面与电能引出件243粘接,实现电能引出件243和收容部件23的粘接,收容部件23与电能引出件243相互粘接的区域形成连接区25。电能引出件243和收容部件23通过粘接层粘接,其工艺简单,材质限制少,便于电池单体20的组装操作。
如图6所示,收容部件23包括设置有第一通孔232的第一壁231,第一壁231的内表面和电能引出件243粘接形成环形的连接区25,该连接区25围绕第一通孔232形成环形。
可以理解的是,连接区25可以沿指向第一通孔232的中心的方向延伸至第一通孔232的边缘,连接区25也可以和第一通孔232间隔设置。
电能引出件243和收容部件23的连接区25形成环形结构,该环形结构位于第一通孔232的外周,连接区25不仅使得电能引出件243和收容部件23的相对位置固定,且使电能引出件243和收容部件23之间密封,连接区25能够阻挡电解质经电能引出件243和收容部件23之间的间隙进入第一通孔232而从第一通孔232泄露出收容部件23,从而进一步提高收容部件23的封闭性,有利于进一步提高电池100的性能可靠性。
在一些实施例中,请再次参照图3,端盖组件21包括端盖211和电极端子212,端盖211封闭开口221,电极端子212设置于端盖211;收容部件23包括第一壁231,沿端盖211的厚度方向,第一壁231位于端盖211与电极组件24之间,第一通孔232设置于第一壁231。
示例性的,电极端子212设有两个,且两个电极端子212均安装于端盖211上,两个电极端子212分别用于输出或输入电池单体20的正极和负极。具体而言,端盖211上可以设置两个引出孔,引出孔与电极端子212一一对应设置,沿端盖211的厚度方向(图3中的Z方向),引出孔贯穿端盖211,电极端子212穿设于引出孔内并安装于端盖211上,以通过电极端子212实现电池单体20的电能的输入或输出。其中,电极端子212绝缘安装于端盖211上,即电极端子212与端盖211未形成电连接。
沿端盖211的厚度方向(图3中所示的Z方向),收容部件23包括朝向端盖211的第一壁231,第一壁231位于端盖211和电极组件24的主体部241之间。
第一通孔232设置于第一壁231,也就是说,第一通孔232设置于收容部件23的朝向端盖211的一侧的壁部。
可以理解的是,沿端盖211的厚度方向,电极端子212可以与第一通孔232对应设置,也可以与第一通孔232错位设置。示例性的,沿端盖211的厚度方向,电极端子212可以与第一通孔232对应设置,以缩短电极端子212的连接路径。
收容部件23的第一通孔232位于收容部件23的朝向端盖211的第一壁231,能够尽量减小电极端子212和电能引出件243的连接距离,便于电池单体20的组装操作,且便于节省壳体22的内部空间,有利于提高电池单体20的能量密度。
在一些实施例中,请继续参照图3,端盖组件21包括两个电极端子212,电能引出件243和第一通孔232均设有两个,电能引出件243和第一通孔232均与电极端子212一一对应。
如前所述,电池单体20可以包括两个电极端子212,两个电极端子212分别为正极端子2121和负极端子2122。相应的,电能引出件243也可以设置两个,分别为正极电能引出,和负极电能引出件,收容部件23上设置两个第一通孔232,正极电能引出件包括从其中一个第一通孔232裸露出的正极第一裸露区,负极电能引出件包括从另一个第一通孔232裸露出的负极第一裸露区,正极端子2121和正极第一裸露区连接,负极端子2122和负极第一裸露区连接。
可以理解的是,基于“电极组件24包括主体部241和极耳242,极耳242形成电能引出件243”的实施形式,极耳242包括正极极耳和负极极耳,正极极耳具有正极第一裸露区并与正极端子2121连接,负极极耳具有负极第一裸露区并与负极端子2122连接。
基于“电极组件24还包括主体部241和极耳242,电能引出件243连接极耳242和电极端子212”的实施形式,正极电能引出件连接正极极耳且正极电能引出件包括从其中一个第一通孔232裸露出的正极第一裸露区,负极电能引出件243连接负极极耳且包括从另一个第一通孔232裸露出的负极第一裸露区。
收容部件23上设置有两个第一通孔232,两个第一通孔232与电池单体20的两个电能引出件243一一对应,可防止一个第一通孔232兼容两个电能引出件243连接因需预留避让空间而造成开孔过大的问题,从而降低第一通孔232开孔过大而影响收容部件23对电解质的封装效果的风险,进而降低电解质泄露风险,提高电池100的性能可靠性。
在另一些实施例中,请参照图3并进一步参照图8和图9,图8为图3所示的A部分在另一些实施例中的局部剖视图,图9为图8所示的A部分的D-D向的剖面图。端盖组件21包括电极端子212,电极组件24包括主体部241和电能引出件243,主体部241位于收容部件内,电能引出件243位于收容部件23外且连接电极端子212;其中,收容部件23设置有第一通孔232,电能引出件243覆盖第一通孔232,电能引出件243与第一通孔232对应的区域形成第二裸露区2434,第二裸露区2434连接主体部241,以实现主体部241和电极端子212电连接。
也就是说,电能引出件243可以设置在收容部件23内,也可以设置在收容部件23外。具体而言,设置在收容部件23外侧的电能引出件243可以包括电极端子连接区和主体部连接区,电极端子连接区连接电极端子212,主体部连接区可以覆盖第一通孔232,从收容部件23的内部观察,主体部连接区与第一通孔232对应的区域形成第二裸露区2434,该第二裸露区2434可以和主体部241直接连接或间接连接。
可以理解的是,电极组件24还可以包括极耳242,极耳242凸出于主体部241,极耳242连接主体部241和电能引出件243。具体而言,极耳242的端部可以自第一通孔232伸出而连接至第二裸露区2434。当然,第二裸露区2434也可以具有伸入第一通孔232的凸出部,凸出部连接极耳242即可。
与电能引出件243设置在收容部件23内部相似,设置在收容部件外部的电能引出件243也可以通过粘接等方式固定连接于收容部件23。
电能引出件243可以设置在收容部件23的外部,电极组件24的主体和电能引出件243可通过第一通孔232相互直接或间接连接,电能引出件243位于收容部件23的外部方便电能引出件243和电极端子212的连接操作。
在一些实施例中,请参照图3,端盖组件21设置有注液孔26,注液孔26与收容部件23的内部连通。
注液孔26与收容部件23的内部连通,便于从电池单体20的外部通过注液孔26向收容部件23的内部注入电解质。
基于端盖组件21的不同,注液孔26可以设置于端盖组件21的任一位置,只要能够连通收容部件23的内部和电池单体20的外部环境,能够实现向收容部件23内部注液的功能即可。
在一些实施例中,请参照图3并进一步参照图10和图11,图10为本申请一些实施例提供的端盖组件的俯视图,图11为图10所示的E-E向的剖面图。端盖组件21包括端盖211和电极端子212,端盖211封闭开口221,电极端子212设置于端盖211,电极端子212与电极组件24电连接,注液孔26设置于电极端子212。
如前所述,端盖211上可以设置引出孔,引出孔与电极端子212一一对应设置,沿端盖211的厚度方向(图11中的Z方向),引出孔贯穿端盖211,电极端子212穿设于引出孔内并安装于端盖211上,以通过电极端子212实现电池单体20的电能的输入或输出。
注液孔26设置于电极端子212,即注液孔26可以贯穿电极端子212位于端盖211的外侧的任一表面和位于端盖211的内侧的任一表面,以连通电池单体20的内部和外部,同时,注液孔26的位于端盖211内侧的一端与收容部件23的内部连通,以使注液孔26连通电池单体20的外部和收容部件23的内部。
示例性的,注液孔26贯穿电极端子212的沿端盖211的厚度方向(图11中所示的Z方向)的两端。
需要说明的是,注液孔26的周壁可以设置绝缘层,以在电极端子212和电解质之间形成绝缘屏障,起到绝缘隔离电极端子212和电解质的作用。
注液孔26集成于电极端子212,可以减少端盖211本身的开孔数量,同时,电极端子212和电极组件24连接,注液孔26内的电解质可以借助电极端子212和电解组件的连接处进入收容部件23,相较于在收容部件23上单独开孔而使注液孔26与收容部件23连通的结构,可以减少收容部件23的破坏性加工,提高收容部件23的隔离效果,从而提高电池100的可靠性。
当然,在其他一些情况中,注液孔26也可以设置在端盖211上并贯穿端盖211的内表面(朝向电极组件24的表面)和端盖211的外表面(背离电极组件24的表面),同时,可以在收容部件23的与注液孔26对应的位置开孔,注液孔26与收容部件23的开孔连通而使注液孔26能够与收容部件23的内部连通。可以理解的是,端盖211或收容部件23上可以设置管道,注液孔26和开孔通过管道连通,以降低注液过程中电解液注入收容部件23外部的可能性。
在一些实施例中,请再次参照图3至图11,并进一步参照图12,图12为本申请一些实施例提供的端盖组件与收容部件的连接关系局部剖面示意图。收容部件23设置有第一通孔232,电极组件24包括电能引出件243,电能引出件243位于收容部件23内,电能引出件243与第一通孔232对应的区域形成第一裸露区2431,第一裸露区2431连接电极端子212;第一裸露区2431设置有第二通孔2433,第二通孔2433连通注液孔26和收容部件23的内部。
具体而言,注液孔26设置于电极端子212,同时,第一裸露区2431上设置第二通孔2433,第二通孔2433连通收容部件23的内部,电极端子212连接于电能引出件243的第一裸露区2431后,电极端子212内的注液孔26和第二通孔2433能够连通,从而使得注液孔26能够和收容部件23的内部通过第二通孔2433连通。
需要说明的是,基于“第一裸露区2431具有凸起2432,凸起2432穿过第一通孔232并与电极端子212连接”的实施形式,注液孔26可以贯穿凸起2432。
可以理解的是,注液孔26和第二通孔2433可以直接连通,也可以通过其他中间接通结构间接连通。
电能引出件243具有从收容部件23的第一通孔232裸露出的第一裸露区2431,电极端子212与第一裸露区2431连接,同时,第一裸露区2431上设置有第二通孔2433,电极端子212内的注液孔26与第二通孔2433连通,即可使注液孔26与收容部件23内部连通,其结构整合性强,收容部件23开设一个通孔即可满足电极组件24和电极端子212相互连接以及注液孔26与收容部件23的内部连通的两项需求,满足电池单体20各项功能需求的同时尽量减少对收容部件23的破坏性加工,提高收容部件23的整体性和封闭性,从而减少电解质从收容部件23内漏出的风险,进而减小电池单体20的漏液风险,提高电池单体20的可靠性。
在一些实施例中,沿端盖211的厚度方向,注液孔26与第二通孔2433相对设置。
示例性的,沿端盖211的厚度方向(图12中所示的Z方向),电极端子212具有朝向第一裸露区2431甚至直接与第一裸露区2431抵接的端面2123,注液孔26的一端贯穿该端面2123,电极端子212连接至第一裸露区2431后,注液孔26的延伸至端面2123的一端和第二通孔2433能够相互连通。沿端盖211的厚度方向观察,注液孔26和第二通孔2433可以部分重叠也可以全部重叠,使得注液孔26和第二通孔2433直接连通。
可以理解的是,电极端子212可以是端面2123与第一裸露区2431直接连接,也可以是电极端子212的其他位置与第一裸露区2431通过中间连接件连接。示例性的,电极端子212的端面2123与第一裸露区2431直接连接。
注液孔26和第二通孔2433直接连通,从注液孔26内流出的电解质能够直接进入第二通孔2433,可尽量缩短注液路径,降低电解质注入收容部件23过程中发生漏液的风险,同样有利于提高电池单体20的可靠性。
在一些实施例中,如图12所示,电极端子212与第一裸露区2431焊接形成焊接区27,焊接区27为环绕设置于注液孔26的外周的环形结构。
具体而言,基于“沿端盖211的厚度方向,电极端子212具有朝向第一裸露区2431甚至直接与第一裸露区2431抵接的端面2123”的实施形式,端面2123可以直接与第一裸露区2431焊接,以在注液孔26的外周形成环形结构的焊接区27。
示例性的,如图12所示,第一裸露区2431具有凸起2432,凸起2432穿过第一通孔232,沿垂直于第一通孔232的开口221所在平面的方向,凸起2432背离电能引出件243的一端具有连接面24321,电极端子212的端面2123焊接于该连接面24321形成焊接区27。
当然,也可以是电极端子212的与端面2123相交的外周面和第一裸露区2431焊接,同样能够在注液孔26的外周形成环形结构的焊接区。
可以理解的是,沿垂直于注液孔26的轴向(图12中的Z方向)的方向,焊接区27可以延伸至注液孔26的边缘,也可以和注液孔26的边缘间隔设置。
电极端子212与第一裸露区2431焊接形成焊接区27,能够提高电极端子212和电能引出件243的连接稳定性;焊接区27在注液孔26的外周形成环形结构,能够对注液孔26和第二通孔2433的连通起到密封作用,进一步降低电解质注入收容部件23过程中发生漏液的风险,提高电池单体20的可靠性。
在一些实施例中,端盖组件21包括两个电极端子212,其中一个电极端子212为正极端子2121,另一个电极端子212为负极端子2122,注液孔26设置于正极端子2121。
壳体22带负电可能会引发壳体22被腐蚀而漏液的现象,而注液孔26设置于正极端子2121,可以降低注液孔26和电极端子212之间的绝缘防护要求,即使电解质导通正极端子2121和壳体22,也会使壳体22带正电,从而降低壳体22腐蚀而漏液的风险,提高电池100的可靠性
在一些实施例中,端盖组件21包括两个电极端子212,注液孔26与电极端子212一一对应。
也就是说,注液孔26同样设置有两个,每个电极端子212上设置有一个注液孔26。可以理解的是,每个注液孔26均与收容部件23的内部连通。两个电极端子212上均设置有注液孔26,能够提高电池单体20的注液效率。
在再一些实施例中,请参照图13,图13为本申请再一些实施例提供的电池单体的爆炸图。端盖组件21包括端盖211和电极端子212,端盖211封闭开口221,电极端子212设置于端盖211且与电极组件24电连接,沿端盖211的厚度方向,端盖211被配置为支撑电极组件24。
沿端盖211的厚度方向(图13中所示的Z方向),端盖211被配置为支撑电极组件24,也就是说,电池单体20可以倒置放置于箱体10内,电池单体20的设置有电极端子212的一端(端盖211所在的一端)朝向箱体10的底部设置,或者实际应用中,电池单体20的设置有电极端子212的一端(端盖211所在的一端)朝向地面设置或朝下设置,使得端盖211的厚度方向为重力方向。
端盖211支撑电极组件24,也就是说,电池单体20的端盖组件21可以朝下设置,收容部件23可以降低电解质经端盖组件21和壳体22的连接处、端盖211和电极端子212的连接处、可能设置在端盖211上的防爆阀等组件与端盖211的连接处等泄露的风险,从而提高电池100的性能可靠性。
本申请一些实施例还提供了一种电池100,包括如上述任一实施例所述的电池单体20。
本申请一些实施例还提供了一种用电装置,该用电装置可以包括上述任一实施例所述的电池单体20,电池单体20用于提供电能;或者,该用电装置可以包括上述实施例所述的电池100,电池100用于提供电能。其中,用电装置可以是前述任一一种应用电池100的设备或系统。
请参照图3至图12,本申请一些实施例提供了一种电池单体20,该电池单体20包括壳体22、端盖组件21、电极组件24和收容部件23,壳体22具有开口221,端盖组件21包括端盖211和设置在端盖211上的电极端子212,端盖211封闭开口221。电极组件24容纳于壳体22内,收容部件23也容纳于壳体22内,且收容部件23用于容纳电极组件24和电解质。
收容部件23包括第一壁231,沿端盖211的厚度方向,第一壁231位于端盖211与电极组件24之间,第一壁231上设置第一通孔232。
电极组件24包括主体部241、极耳242和电能引出件243,极耳242凸出于主体部241,电能引出件243连接极耳242,主体部241、极耳242和电能引出件243均位于收容部件23的内部。电能引出件243与第一通孔232对应的区域形成第一裸露区2431,第一裸露区2431具有凸起2432,凸起2432穿过第一通孔232并与电极端子212连接。电能引出件243和收容部件23连接形成连接区25,连接区25为环绕设置于第一通孔232的外周的环形结构。
端盖组件21还设置有注液孔26,注液孔26设置于电极端子212,第一裸露区2431设置有第二通孔2433,第二通孔2433连通注液孔26和收容部件23的内部。沿端盖211的厚度方向,注液孔26与第二通孔2433相对设置。
组装该电池单体20时,可以采用人工作业模式或自动设备作业模式将电极组件24收置于收容部件23内(比如:将电极组件24经收容部件23的入口装入收容部件23内,并密封收容部件23的入口,以降低注入收容部件23的内部的电解质从该入口泄露出的风险),然后将电极组件24和收容部件23容纳于壳体22内,即将装有电极组件24的收容部件23装入壳体22内。通过端盖组件21封闭壳体22的开口221,端盖组件21和壳体22合围形成容纳电极组件24和收容部件23的封闭的容置空间222。然后向收容部件23内注入电解质。具体而言,可以通过设置在电池单体20的壳体22或端盖组件21上的注液孔26或向壳体22内的收容部件23内注入电解质,使电解质同样容纳在收容部件23内,浸润容纳在收容部件23内的电极组件24。当然,收容部件23也可以预留能够连通至壳体22或端盖组件21外部的通路(比如收容部件23连接延伸至电池单体20外部的管道),通过该通路向收容部件23内注入电解质。收容部件23与壳体22对电解质起到双重封装的作用,降低电解质漏液风险,提高电池单体20的可靠性。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互结合。
以上仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (24)
1.一种电池单体,包括:
壳体,具有开口;
端盖组件,封闭所述开口;
电极组件,容纳于所述壳体内;
收容部件,容纳于所述壳体内,所述收容部件用于容纳电极组件和电解质。
2.根据权利要求1所述的电池单体,其中,所述端盖组件包括电极端子,所述收容部件设置有第一通孔,所述电极组件包括电能引出件,所述电能引出件位于所述收容部件内,所述电能引出件与所述第一通孔对应的区域形成第一裸露区,所述第一裸露区连接所述电极端子。
3.根据权利要求2所述的电池单体,其中,所述电能引出件封堵所述第一通孔。
4.根据权利要求2所述的电池单体,其中,所述第一裸露区具有凸起,所述凸起穿过所述第一通孔并与所述电极端子连接。
5.根据权利要求2所述的电池单体,其中,所述电极组件包括主体部和极耳,所述极耳凸出于所述主体部,所述极耳形成所述电能引出件。
6.根据权利要求2所述的电池单体,其中,电极组件还包括主体部和极耳,极耳凸出于所述主体部,所述电能引出件连接所述极耳,以实现所述极耳和所述电极端子电连接。
7.根据权利要求2所述的电池单体,其中,所述电能引出件固定连接于所述收容部件。
8.根据权利要求7所述的电池单体,其中,所述电能引出件和所述收容部件连接形成连接区,所述连接区为环绕设置于所述第一通孔的外周的环形结构。
9.根据权利要求7所述的电池单体,其中,所述电能引出件和所述收容部件通过粘接层粘接。
10.根据权利要求2所述的电池单体,其中,所述端盖组件包括端盖和所述电极端子,所述端盖封闭所述开口,所述电极端子设置于所述端盖;
所述收容部件包括第一壁,沿所述端盖的厚度方向,所述第一壁位于所述端盖与所述电极组件之间,所述第一通孔设置于所述第一壁。
11.根据权利要求2所述的电池单体,其中,所述端盖组件包括两个所述电极端子,所述电能引出件和所述第一通孔均设有两个,所述电能引出件和所述第一通孔均与所述电极端子一一对应。
12.根据权利要求1所述的电池单体,其中,所述端盖组件包括电极端子,所述电极组件包括主体部和电能引出件,所述主体部位于所述收容部件内,所述电能引出件位于所述收容部件外且连接所述电极端子;
其中,所述收容部件设置有第一通孔,所述电能引出件覆盖所述第一通孔,所述电能引出件与所述第一通孔对应的区域形成第二裸露区,所述第二裸露区连接所述主体部,以实现所述主体部和所述电极端子电连接。
13.根据权利要求1所述的电池单体,其中,所述收容部件的材质为绝缘材质。
14.根据权利要求1所述的电池单体,其中,所述收容部件的材质包括聚丙烯和聚对苯二甲酸乙二醇酯中的至少一种。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的电池单体,其中,所述端盖组件设置有注液孔,所述注液孔与所述收容部件的内部连通。
16.根据权利要求15所述的电池单体,其中,所述端盖组件包括端盖和电极端子,所述端盖封闭所述开口,所述电极端子设置于所述端盖,所述电极端子与所述电极组件电连接,所述注液孔设置于所述电极端子。
17.根据权利要求16所述的电池单体,其中,所述收容部件设置有第一通孔,所述电极组件包括电能引出件,所述电能引出件位于所述收容部件内,所述电能引出件与所述第一通孔对应的区域形成第一裸露区,所述第一裸露区连接所述电极端子;
所述第一裸露区设置有第二通孔,所述第二通孔连通所述注液孔和所述收容部件的内部。
18.根据权利要求17所述的电池单体,其中,沿所述端盖的厚度方向,所述注液孔与所述第二通孔相对设置。
19.根据权利要求17所述的电池单体,其中,所述电极端子与所述第一裸露区焊接形成焊接区,所述焊接区为环绕设置于所述注液孔的外周的环形结构。
20.根据权利要求16所述的电池单体,其中,所述端盖组件包括两个所述电极端子,其中一个所述电极端子为正极端子,另一个所述电极端子为负极端子,所述注液孔设置于所述正极端子。
21.根据权利要求16所述的电池单体,其中,所述端盖组件包括两个所述电极端子,所述注液孔与所述电极端子一一对应。
22.根据权利要求1-14中任一项所述的电池单体,其中,所述端盖组件包括端盖和电极端子,所述端盖封闭所述开口,所述电极端子设置于所述端盖且与所述电极组件电连接,沿所述端盖的厚度方向,所述端盖被配置为支撑所述电极组件。
23.一种电池,包括如权利要求1-22中任一项所述的电池单体。
24.一种用电装置,包括如权利要求1-22中任一项所述的电池单体,所述电池单体用于提供电能;或,包括如权利要求23所述的电池,所述电池用于提供电能。
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