CN219873763U - 端盖组件、电池单体、电池及用电设备 - Google Patents

端盖组件、电池单体、电池及用电设备 Download PDF

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CN219873763U CN202321743652.5U CN202321743652U CN219873763U CN 219873763 U CN219873763 U CN 219873763U CN 202321743652 U CN202321743652 U CN 202321743652U CN 219873763 U CN219873763 U CN 219873763U
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Abstract

本申请提供了一种端盖组件、电池单体、电池及用电设备,端盖组件,包括端盖和电极端子,端盖的中心设置有注液孔,电极端子设置于端盖。本申请的实施例中,通过将注液孔设置在端盖的中心,即注液孔的中心和端盖的中心一致,使得注液孔与电极组件的卷绕中心孔相对,从而在进行电解液注液时,电解液通过端盖组件后可直接流入卷绕的中心孔,提升了电解液流通的通畅性,继而提升了注液效率。同时,由于电解液注液时不受其他部件的阻碍,在注液的时候可以在一定程度上避免电解液喷液,继而降低电解液污染的风险。

Description

端盖组件、电池单体、电池及用电设备
技术领域
本申请涉及电池领域,具体而言,涉及一种端盖组件、电池单体、电池及用电设备。
背景技术
电池的种类有多种,其中化学电池是当下使用最为广泛的一种电池,例如电动汽车。使用电池的最终用电设备的成本与电池的生产成本息息相关。
电池的生产会涉及电解液注液等作业,而目前电池的注液的工作效率有待提升。此外,在电解液注液时,也存在电解液污染的问题。
实用新型内容
本申请实施例提供一种端盖组件、电池单体、电池及用电设备,以改善电解液注液的工作效率,并能解决注液时电解液污染的问题。
第一方面,本申请实施例提供一种端盖组件,包括端盖和电极端子,端盖的中心设置有注液孔,电极端子设置于端盖。
上述技术方案中,通过将注液孔设置在端盖的中心,即注液孔的中心和端盖的中心一致,使得注液孔与电极组件的卷绕中心孔相对,从而在进行电解液注液时,电解液通过端盖组件后可直接流入卷绕的中心孔,提升了电解液流通的通畅性,继而提升了注液效率。同时,由于电解液注液时不受其他部件的阻碍,在注液的时候可以在一定程度上避免电解液喷液,继而降低电解液污染的风险。另外,在通过注液孔进行注液时,端盖组件装夹到位,对应的注液孔位置准确,无需再去转动端盖组件来使得注液孔与注液口相对,提升了电解液注液的工作效率。
在一些实施例中,端盖组件还包括泄压机构,泄压机构设置于端盖。
上述技术方案中,当电池单体热失效而内部压力和热量飙升时,电池单体内部的流体流向泄压机构,当泄压机构处的压力和/或热量达到阈值时,泄压机构动作并连通端盖组件在厚度方向的两侧,即电池单体的内外部被连通,从而顺利泄压,在一定程度上避免了电池单体因无法泄压而内部压力过大导致爆炸的问题。
在一些实施例中,经过端盖的中心的直线,端盖的外表面被划分为第一区域和第二区域,电极端子设置于第一区域,泄压机构设置于第二区域。
上述技术方案中,将电极端子和泄压机构分别设置于位于端盖中心两侧的区域中,使得电极端子和泄压机构之间间距大,对应的,电极端子和泄压机构的操作空间大,减少这两者互相干扰的可能,利于对这两者各自实施安装、与其他部件的连接等操作。
在一些实施例中,注液孔位于电极端子和泄压机构之间。
上述技术方案中,关于电极端子和泄压机构在端盖上的布置,进一步地为电极端子和泄压机构位于注液孔的两侧,以使电极端子和泄压机构各自有便于操作的空间,提升端盖组件装配以及维护的便利性。
在一些实施例中,电极端子有两个。
上述技术方案中,关于电极端子采用在端盖上设置两个的方式,可以在一个端盖上进行正极端子和负极端子的相关操作。
在一些实施例中,注液孔位于两个电极端子之间。
上述技术方案中,两个电极端子位于注液孔的两侧,以使两个电极端子各自有便于操作的空间,提升端盖组件装配以及维护的便利性。
在一些实施例中,两个电极端子以注液孔为中心呈中心对称分布。
上述技术方案中,关于两个电极端子在端盖上的布置,进一步地为两个电极端子位于注液孔相对的两侧,以使两个电极端子在端盖上分布均匀,进一步地增大两个电极端子的可操作空间,以便于端盖组件的装配和维护。
在一些实施例中,端盖组件还包括泄压机构,泄压机构设置于端盖。
上述技术方案中,当电池单体热失效而内部压力和热量飙升时,电池单体内部的流体流向泄压机构,当泄压机构处的压力和/或热量达到阈值时,泄压机构动作并连通端盖组件在厚度方向的两侧,即电池单体的内外部被连通,从而顺利泄压,在一定程度上避免了电池单体因无法泄压而内部压力过大导致爆炸的问题。
在一些实施例中,泄压机构位于两个电极端子的对称中心线上。
上述技术方案中,关于泄压机构相对于两个电极端子的位置,进一步地为泄压机构位于两个电极端子的对称中心线上,以使泄压机构和两个电极端子布置更加均匀,各自有便于操作的空间,提升端盖组件装配以及维护的便利性。
在一些实施例中,端盖呈圆形。
在一些实施例中,注液孔的中心与端盖的圆心重合。
上述技术方案中,注液孔的中心和端盖的圆心一致,利于对端盖组件定位,即可完成对注液孔的定位,便于电解液注液作业顺利进行。
在一些实施例中,端盖组件还包括绝缘件和转接件,沿端盖的厚度方向,绝缘件位于端盖和转接件之间,转接件与电极端子电连接;绝缘件上设置有第一通孔,转接件上设置有第二通孔,第一通孔与注液孔至少部分重叠,第二通孔与第一通孔至少部分重叠。
上述技术方案中,在电解液注液时,电解液依次经过注液孔、第一通孔和第二通孔后,流入电极组件的卷绕中心孔,第一通孔与注液孔至少部分重叠,便于电解液从注液孔流出后,通过第一通孔向电池单体的内部流动。第二通孔与第一通孔至少部分重叠,便于电解液从第一通孔流出后,通过第二通孔向电池单体的内部流动。
在一些实施例中,第一通孔与注液孔至少部分重叠的部位与第二通孔至少部分重叠。
上述技术方案中,第一通孔与注液孔至少部分重叠,并与第二通孔至少部分重叠,使得经由注液孔排出的电解液可以直接通过第一通孔、第二通孔流向电解液的内部,提升电解液注液的通畅性,利于注液作业顺利进行。
在一些实施例中,第一通孔的孔径大于注液孔的孔径,第二通孔的孔径不小于第一通孔的孔径。
上述技术方案中,第一通孔的孔径和第二通孔的孔径均大于注液孔的孔径,能进一步地提升电解液注液的通畅性,利于注液作业顺利进行。
第二方面,本申请实施例提供一种电池单体,包括壳体、电极组件和上述实施例中的端盖组件,壳体具有开口,端盖盖合于开口,电极组件设置于壳体内,电极组件为卷绕式结构,电极组件的卷绕中心孔与注液孔相对设置。
上述技术方案中,通过将注液孔设置在端盖的中心,即注液孔的中心和端盖的中心一致,从而使得注液孔与电极组件的卷绕中心孔相对,以在进行电解液注液时,电解液通过注液孔后可直接流入卷绕的中心孔,提升了电解液流通的通畅性,提升了注液效率低。同时,由于电解液注液时不受其他部件的阻碍,在注液的时候可以在一定程度上避免电解液喷液,继而降低电解液污染的风险。
第三方面,本申请实施例提供一种电池,包括上述实施例中的电池单体。
第四方面,本申请实施例提供一种用电设备,包括上述实施例中的电池单体或上述实施例中的电池,电池单体或电池用于为用电设备提供电能。
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的车辆的结构示意图;
图2为本申请一些实施例的电池的分解结构示意图;
图3为本申请一些实施例的电池单体的分解结构示意图;
图4为本申请另一些实施例的电池单体的分解结构;
图5为本申请一些实施例的端盖组件的分解结构示意图;
图6为本申请另一些实施例的端盖组件的分解结构示意图;
图7为本申请一些实施例的端盖的侧视图;
图8为本申请一些实施例的绝缘件的侧视图。
图标:
1000-车辆;
100-电池;200-控制器;300-马达;
10-箱体;11-第一部分;12-第二部分;
20-电池单体;21-端盖;22-注液孔;23-电极端子;24-泄压机构;25-绝缘件;26-转接件;27-第一通孔;28-第二通孔;29-凹槽;30-插件;31-壳体;32-开口;33-电极组件;34-端盖组件;35-底盖。
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、完整地描述,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。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。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。
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组合。
在本申请实施例的描述中,需要说明的是,指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,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申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请实施例的描述中,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,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“设置”、“安装”、“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;可以是直接连接,也可以通过中间媒介间接连接。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
目前,从市场形势的发展来看,动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统,而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具,以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大,其市场的需求量也在不断地扩增。
而为了满足市场需求、提升动力电池以及相关产品的竞争力,则需要对电池的生产成本、电池的性能等多方面进行优化。圆柱形电池单体包括壳体、端盖组件和电极组件,电极组件设置于壳体内,壳体的一端设置有开口,端盖组件盖合于开口,以将壳体内部环境和外部环境隔绝。端盖组件包括圆形的端盖和安装于端盖上的电极端子,电极端子通过转接片与电极组件电连接。端盖上设置有注液孔,注液孔位于端盖的非中心位置。而圆柱形电池单体为了提升能量密度,其电极组件高度大,与端盖组件贴合紧密,因此注液孔与电池单体的内侧相对的一端被诸多部件阻挡,例如转接片、极片等,这导致在对圆柱形电池单体进行注液时,电解液流通受阻、注液效率低,同时还会在注液的时候容易发生电解液喷液,造成电解液污染。
此外,在转移电池单体的过程中,电池单体会转动,导致每次通过注液孔进行注液时,都需要转动端盖组件,使注液孔和注液口相对。由于每次通过注液孔注液前都需要转动端盖组件来调整注液孔的位置,导致电解液注液的工作效率低。
基于以上考虑,为了解决电解液注液效率低以及电解液喷液导致电解液污染的问题,本申请实施例所公开的端盖组件中,注液孔位于端盖的中心,以使注液孔与电极组件的卷绕中心孔相对,从而在电极液注液时,电解液通过端盖组件后可直接流入卷绕的中心孔,提升了电解液流通的通畅性,提升了注液效率低;同时,由于电解液注液时不受其他部件的阻碍,在注液的时候可以在一定程度上避免电解液喷液,继而降低电解液污染的风险。
并且,通过将注液孔设置在端盖的中心,使注液孔的中心和端盖的中心一致,从而在通过注液孔进行注液时,端盖组件装夹到位,则注液孔位置准确,无需再去转动端盖组件来使得注液孔与注液口相对,进一步地提升了电解液注液的工作效率。
本申请实施例公开的端盖组件主要用于圆柱形电池单体,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,既能通过提升电池单体的注液效率、降低时间成本来控制最终使用此电池单体的电池、用电设备等的成本;又能便于电池单体内部的气体更快地排出,减缓电极组件的膨胀,在一定程度上避免防爆阀被堵死,有效地提升了电池单体的稳定性,提升了电池单体的防爆属性,从而提升了电池的稳定性和电池的寿命。
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。
在一些实施例中,电池可以为电池模块,电池单体有多个时,多个电池单体排列并固定形成一个电池模块。
在一些实施例中,电池可以为储能装置。储能装置包括储能集装箱、储能电柜等。
在一些实施例中,电池可以为电池包,电池包包括箱体和电池单体,电池单体直接容纳于箱体中,或者将电池单体组合成电池模块,将电池模块容纳于箱中。
在一些实施例中,电池单体可以为二次电池或一次电池;还可以是锂硫电池、钠离子电池钠锂离子电池、锂金属电池、钠金属电池、锂硫电池、镁离子电池、镍氢电池、镍镉电池、铅蓄电池等,本申请实施例对此并不限定。
在一些实施例中,电池单体一般包括电极组件。电极组件包括正极、负极以及隔离件。在电池单体充放电过程中,活性离子(例如锂离子)在正极和负极之间往返嵌入和脱出。隔离件设置在正极和负极之间,可以起到防止正负极短路的作用,同时可以使活性离子通过。
在一些实施例中,正极可以为正极片,正极片可以包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面的正极活性材料。
作为示例,正极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面,正极活性材料设置在正极集流体相对的两个表面的任意一者或两者上。
作为示例,正极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如,作为金属箔片,可采用银表面处理的铝或不锈钢、不锈钢、铜、铝、镍、炭精电极、碳、镍或钛等。复合集流体可包括高分子材料基层和金属层。复合集流体可通过将金属材料(铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等)形成在高分子材料基材(如聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、聚乙烯等的基材)上而形成。
作为示例,正极活性材料可包括以下材料中的至少一种:含锂磷酸盐、锂过渡金属氧化物及其各自的改性化合物。但本申请并不限定于这些材料,还可以使用其他可被用作电池正极活性材料的传统材料。
在一些实施例中,负极可以为负极片,负极片可以包括负极集流体。
作为示例,负极集流体可采用金属箔片或复合集流体。例如,作为金属箔片,可以采用银表面处理的铝或不锈钢、不锈钢、铜、铝、镍、炭精电极、用碳、镍或钛等。
在一些实施例中,负极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面,负极活性材料设置在负极集流体相对的两个表面中的任意一者或两者上。
作为示例,负极活性材料可采用本领域公知的用于电池的负极活性材料。作为示例,负极活性材料可包括以下材料中的至少一种:人造石墨、天然石墨、软炭、硬炭、硅基材料、锡基材料和钛酸锂等。硅基材料可选自单质硅、硅氧化合物、硅碳复合物、硅氮复合物以及硅合金中的至少一种。锡基材料可选自单质锡、锡氧化合物以及锡合金中的至少一种。但本申请并不限定于这些材料,还可以使用其他可被用作电池负极活性材料的传统材料。这些负极活性材料可以仅单独使用一种,也可以将两种以上组合使用。
在一些实施例中,隔离件为隔离膜。本申请对隔离膜的种类没有特别的限制,可以选用任意公知的具有良好的化学稳定性和机械稳定性的多孔结构隔离膜。
作为示例,隔离膜的主要材质可选自玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯及聚偏二氟乙烯,陶瓷中的至少一种。隔离膜可以是单层薄膜,也可以是多层复合薄膜,没有特别限制。在隔离膜为多层复合薄膜时,各层的材料可以相同或不同,没有特别限制。隔离件可以是单独的一个部件位于正负极之间,也可以附着在正负极的表面。
在一些实施方式中,隔离件为固态电解质。固态电解质设于正极和负极之间,同时起到传输离子和隔离正负极的作用。
在一些实施方式中,电极组件为卷绕结构,由正极片、隔离件和负极片卷绕成卷绕结构。
在一些实施方式中,电池单体可以包括外壳。外壳用于封装电极组件及电解质等部件。外壳可以为钢壳、铝壳、塑料壳(如聚丙烯)、复合金属壳(如铜铝复合外壳)或铝塑膜等。
在一些实施方式中,外壳包括端盖和壳体,壳体设有开口,端盖封闭开口以形成用于容纳电极组件和电解质等物质的密闭空间。壳体可设有一个或多个开口,对应的端盖也可设置一个或者多个。
在一些实施方式中,外壳上设置有至少一个电极端子,电极端子与电极组件的极耳电连接。电极端子可以与极耳直接连接,也可以通过转接件与极耳间接连接。电极端子可以设置于端盖上,也可以设置在壳体上。
以下实施例为了方便说明,以本申请一实施例的一种用电装置为车辆1000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。
本申请实施例中,请参照图2,图2为本申请一些实施例提供的电池100的分解结构示意图。电池100包括箱体10和电池单体20,电池单体20容纳于箱体10内。其中,箱体10用于为电池单体20提供容纳空间,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的容纳空间。第二部分12可以为一端开口的空心结构,第一部分11可以为板状结构,第一部分11盖合于第二部分12的开口侧,以使第一部分11与第二部分12共同限定出容纳空间;第一部分11和第二部分12也可以是均为一侧开口的空心结构,第一部分11的开口侧盖合于第二部分12的开口侧。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。电池100还可以包括其他结构,例如,该电池100还可以包括汇流部件,用于实现多个电池单体20之间的电连接。
本申请实施例中,请参照图3或图4,图3为本申请一些实施例的电池单体20的分解结构示意图,图4为本申请另一些实施例的电池单体20的分解结构,电池单体20包括壳体31、电极组件33和端盖组件34,壳体31具有开口32,端盖21盖合于开口32,电极组件33设置于壳体31内,电极组件33为卷绕式结构,电极组件33的卷绕中心孔与注液孔22相对设置。
请参照图5或图6,图5为本申请一些实施例的端盖组件34的分解结构示意图,图6为本申请另一些实施例的端盖组件34的分解结构示意图,本申请实施例提供一种端盖组件34,包括端盖21和电极端子23,端盖21的中心设置有注液孔22,电极端子23设置于端盖21。
电极端子23用于与电极组件33电连接,以用于输出或输入电池单体20的电能。注液孔22用于电解液从注液设备进入电池单体20内部。
上述实施例中,通过将注液孔22设置在端盖21的中心,即注液孔22的中心和端盖21的中心一致,使得注液孔22与电极组件33的卷绕中心孔相对,从而在进行电解液注液时,电解液通过端盖组件34后可直接流入卷绕的中心孔,提升了电解液流通的通畅性,继而提升了注液效率。同时,由于电解液注液时不受其他部件的阻碍,在注液的时候可以在一定程度上避免电解液喷液,继而降低电解液污染的风险。另外,在通过注液孔22进行注液时,端盖组件34装夹到位,对应的注液孔22位置准确,无需再去转动端盖组件34来使得注液孔22与注液口相对,提升了电解液注液的工作效率。注液口为给电池单体20的内部注入电解液的注液装置的出液口。
在一些实施例中,端盖组件34还包括泄压机构24,泄压机构24设置于端盖21。
泄压机构24是指电池单体20的内部压力或温度达到预定阈值时致动以泄放内部压力或温度的元件或部件。该阈值设计根据设计需求不同而不同。所述阈值可能取决于电池单体20中的正极极片、负极极片、电解液和隔离膜中一种或几种的材料。泄压机构24可以采用诸如防爆阀、防爆片、气阀、泄压阀或安全阀等的形式,并可以具体采用压敏或温敏的元件或构造,即,当电池单体20的内部压力和/或温度达到预定阈值时,泄压机构24执行动作或者泄压机构24中设有的薄弱结构被破坏,从而形成可供内部压力或温度泄放的开口32或通道。泄压机构24还可以为在端盖21上通过刻痕或者刻蚀所形成的结构强度较端盖21其他部位弱的薄弱部位,此薄弱部位在电池单体20的内部压力或温度达到预定阈值时,被电池单体20内部的压力冲破,以使电池单体20的内部和外部通过被冲破的薄弱部位连通,从而进行泄压。本申请中所提到的“致动”是指泄压机构24产生动作或被激活至一定的状态,从而使得电池单体20的内部压力及温度得以被泄放。泄压机构24产生的动作可以包括但不限于:泄压机构24中的至少一部分破裂、破碎、被撕裂或者打开,等等。泄压机构24在致动时,电池单体20的内部的高温高压物质作为排放物会从致动的部位向外排出。以此方式能够在可控压力或温度的情况下使电池单体20发生泄压及泄温,从而在一定程度上避免潜在的更严重的事故发生。本申请中所提到的来自电池单体20的排放物包括但不限于:电解液、被溶解或分裂的正负极极片、隔离膜的碎片、反应产生的高温高压气体、火焰,等等。
上述实施例中,当电池单体20热失效而内部压力和热量飙升时,电池单体20内部的流体流向泄压机构24,当泄压机构24处的压力和/或热量达到阈值时,泄压机构24动作并连通端盖组件34在厚度方向的两侧,即电池单体20的内外部被连通,从而顺利泄压,可以在一定程度上避免电池单体20因无法泄压而内部压力过大导致爆炸的问题。
在一些实施例中,如图5所示,经过端盖21的中心的直线,端盖21的外表面被划分为第一区域和第二区域,电极端子23设置于第一区域,泄压机构24设置于第二区域。
上述技术方案中,将电极端子23和泄压机构24分别设置于位于端盖21中心两侧的区域中,使得电极端子23和泄压机构24之间间距大,对应的,电极端子23和泄压机构24的操作空间大,减少这两者互相干扰的可能,利于对这两者各自实施连接、安装等操作。
在一些实施例中,注液孔22位于电极端子23和泄压机构24之间。
上述技术方案中,关于电极端子23和泄压机构24在端盖21上的布置,进一步地为电极端子23和泄压机构24位于注液孔22的两侧,以使电极端子23和泄压机构24各自有便于操作的空间,提升端盖组件34装配以及维护的便利性。
在一些实施例中,如图6所示,电极端子23有两个。
上述技术方案中,关于电极端子23采用在端盖21上设置两个的方式,可以在一个端盖21上进行正极端子和负极端子的相关操作。
在一些实施例中,注液孔22位于两个电极端子23之间。
上述技术方案中,两个电极端子23位于注液孔22的两侧,以使两个电极端子23各自有便于操作的空间,提升端盖组件34装配以及维护的便利性。
在一些实施例中,如图6所示,两个电极端子23以注液孔22为中心呈中心对称分布。
上述技术方案中,关于两个电极端子23在端盖21上的布置,进一步地为两个电极端子23位于注液孔22相对的两侧,以使两个电极端子23在端盖21上分布均匀,进一步地增大两个电极端子23的可操作空间,以便于端盖组件34的装配和维护。
在一些实施例中,端盖组件34还包括泄压机构24,泄压机构24设置于端盖21。
上述技术方案中,当电池单体20热失效而内部压力和热量飙升时,电池单体20内部的流体流向泄压机构24,当泄压机构24处的压力和/或热量达到阈值时,泄压机构24动作并连通端盖组件34在厚度方向的两侧,即电池单体20的内外部被连通,从而顺利泄压,在一定程度上避免了电池单体20因无法泄压而内部压力过大导致爆炸的问题。
在一些实施例中,泄压机构24位于两个电极端子23的对称中心线上。
上述技术方案中,关于泄压机构24相对于两个电极端子23的位置,进一步地为泄压机构24位于两个电极端子23的对称中心线上,以使泄压机构24和两个电极端子23布置更加均匀,各自有便于操作的空间,提升端盖组件34装配以及维护的便利性。
在一些实施例中,端盖21呈圆形。
在一些实施例中,注液孔22的中心与端盖21的圆心重合。
上述技术方案中,注液孔22的中心和端盖21的圆心一致,利于对端盖组件34定位,即可完成对注液孔22的定位,便于电解液注液作业顺利进行。在生产制造中,注液孔22的中心和端盖21的圆心在所采用的设计标准的公差范围内都属于注液孔22的中心与端盖21的圆心重合。
在一些实施例中,端盖组件34还包括绝缘件25和转接件26,沿端盖21的厚度方向,绝缘件25位于端盖21和转接件26之间,转接件26与电极端子23电连接;绝缘件25上设置有第一通孔27,转接件26上设置有第二通孔28,第一通孔27与注液孔22至少部分重叠,第二通孔28与第一通孔27至少部分重叠。
转接件26用于连接电极组件33和电极端子23,以将电极组件33的电能通过电极端子23导出,或者将来自电极端子23的电能导入。对应地,与正极极耳连接的电极端子23为正电极端子23,与负极极耳连接的电极端子23为负电极端子23。为了便于电池单体20的装配、节省转接件26的占用空间,转接件26一般采用折弯的形式以降低装配高度。
绝缘件25设置于转接件26和端盖21之间,绝缘件25用于绝缘隔离转接件26和端盖21。绝缘件25为绝缘材质,示例性的,绝缘结构可以是塑料、橡胶等。
上述技术方案中,在电解液注液时,电解液依次经过注液孔22、第一通孔27和第二通孔28后,流入电极组件33的卷绕中心孔,第一通孔27与注液孔22至少部分重叠,便于电解液从注液孔22流出后,通过第一通孔27向电池单体20的内部流动。第二通孔28与第一通孔27至少部分重叠,便于电解液从第一通孔27流出后,通过第二通孔28向电池单体20的内部流动。
在一些实施例中,第一通孔27与注液孔22至少部分重叠的部位与第二通孔28至少部分重叠。
上述技术方案中,第一通孔27与注液孔22至少部分重叠,并与第二通孔28至少部分重叠,使得经由注液孔22排出的电解液可以直接通过第一通孔27、第二通孔28流向电解液的内部,提升电解液注液的通畅性,利于注液作业顺利进行。
在一些实施例中,第一通孔27的孔径大于注液孔22的孔径,第二通孔28的孔径不小于第一通孔27的孔径。
上述技术方案中,第一通孔27的孔径和第二通孔28的孔径均大于注液孔22的孔径,能进一步地提升电解液注液的通畅性,利于注液作业顺利进行。
在一些实施例中,注液孔22、第一通孔27和第二通孔28同轴,这三者的轴线位置的偏差在所采用的设计标准的公差范围内都属于同轴。注液孔22、第一通孔27和第二通孔28同轴,且第一通孔27的孔径大于注液孔22的孔径,第二通孔28的孔径不小于第一通孔27的孔径,使得位于下面的部件不会对上面流入的电解液进行阻挡,能确保注液通畅性。
在一些实施例中,如图7和图8所示,图7为本申请一些实施例的端盖的侧视图,图8为本申请一些实施例的绝缘件的侧视图,在端盖21朝向绝缘件25的端面上设置有凹槽29,在绝缘件25朝向端盖21的端面上设置有与凹槽29适配的插件30,插件30与凹槽29过盈配合。凹槽29的两端沿着注液孔22的周向延伸,插件30的形状与凹槽29的形状一致。凹槽29的两端与注液孔22的圆心连线形成夹角α,满足:30°≤α≤120°。凹槽29有两个,其分别位于注液孔22的两侧,插件30有两个,两个插件30与两个凹槽29对应。
绝缘件25和端盖21之间通过插件30与凹槽29过硬配合,通过固定端盖21即可固定绝缘件25,以防止绝缘件25转动,提升绝缘件25位置稳定性。将凹槽29设置成沿着注液孔22的周向延伸,则凹槽29可以基于注液孔22进行定位,即基于端盖21的圆心进行定位,对应的,插件30与凹槽29的形状一致,使得插件30可以基于绝缘件25进行定位,即基于绝缘件25的圆心进行定位,而绝缘件25的圆心和端盖21的圆心装配后在同一轴线上,从而使得在端盖21和绝缘件25各自加工完成后,在装配时,插件30和凹槽29的位置能对应,使凹槽29和插件30的位置参照简单且直接,从而降低了绝缘件25和端盖21的加工成本。
本申请的一些实施例提供一种电池单体20,包括壳体31、电极组件33和上述实施例中的端盖组件34,壳体31具有开口32,端盖21盖合于开口32,电极组件33设置于壳体31内,电极组件33为卷绕式结构,电极组件33的卷绕中心孔与注液孔22相对设置。
上述技术方案中,通过将注液孔22设置在端盖21的中心,即注液孔22的中心和端盖21的中心一致,从而使得注液孔22与电极组件33的卷绕中心孔相对,以在进行电解液注液时,电解液通过注液孔22后可直接流入卷绕的中心孔,提升了电解液流通的通畅性,提升了注液效率低。同时,由于电解液注液时不受其他部件的阻碍,在注液的时候可以在一定程度上避免电解液喷液,继而降低电解液污染的风险。
在一些实施例中,壳体31有两个开口32,为相对设置的第一开口和第二开口,端盖21盖合于第一开口,底盖35盖合于第二开口,以将壳体31的内部环境与外部环境隔绝,电极组件33设置于壳体31、端盖21和底盖35所围合成的内腔中。
壳体31是用于配合端盖21和底盖35以形成电池单体20的内部环境的组件,其中,形成的内部环境可以用于容纳电极组件33、电解液以及其他部件。壳体31、端盖21和底盖35可以是独立的部件。壳体31为圆筒状,且可以有多种尺寸的。壳体31的材质可以是多种,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等,本申请实施例对此不作特殊限制。
端盖21和底盖35是指盖合于壳体31的开口32处以将电池单体20的内部环境隔绝于外部环境的部件。端盖21和底盖35的形状为圆形,以与壳体31的形状相适应以配合壳体31。可选地,端盖21和底盖35可以由具有一定硬度和强度的材质(如铝合金)制成,这样,端盖21和底盖35在受挤压碰撞时就不易发生形变,使电池单体20能够具备更高的结构强度,可靠性能也可以有所提高。端盖21和底盖35的材质也可以是多种的,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等,本申请实施例对此不作特殊限制。
本申请的一些实施例提供一种电池100,包括上述实施例中的电池单体20。
上述技术方案中,通过将注液孔22设置在端盖21的中心,以在进行电解液注液时,电解液通过注液孔22后可直接流入卷绕的中心孔,提升了电解液流通的通畅性,提升了注液效率低,从而提升了电池100的生产效率,控制了电池100的制造成本。
本申请的一些实施例提供一种用电设备,包括上述实施例中的电池单体20或上述实施例中的电池100,电池单体20或电池100用于为用电设备提供电能。
上述技术方案中,通过将注液孔22设置在端盖21的中心,以在进行电解液注液时,电解液通过注液孔22后可直接流入卷绕的中心孔,提升了电解液流通的通畅性,提升了注液效率低,从而提升了用电设备的生产效率,控制了用电设备的制造成本。
本申请的一些实施例提供一种端盖组件34,包括端盖21、电极端子23、泄压机构24、绝缘件25和转接件26,端盖21呈圆形,端盖21的中心设置有注液孔22,注液孔22的中心与端盖21的圆心重合;经由过端盖21的中心的直线,端盖21的外表面被划分为第一区域和第二区域,电极端子23设置于第一区域,泄压机构24设置于第二区域,注液孔22位于电极端子23和泄压机构24之间;沿端盖21的厚度方向,绝缘件25位于端盖21和转接件26之间,转接件26与电极端子23电连接;绝缘件25上设置有第一通孔27,转接件26上设置有第二通孔28,注液孔22、第一通孔27以及第二通孔28彼此同轴,第一通孔27的孔径大于注液孔22的孔径,第二通孔28的孔径与第一通孔27的孔径一致。
本实施例中,将注液孔22设置在端盖21的圆心处,使得注液孔22与电极组件33的卷绕中心孔相对,在绝缘件25和连接件上与注液孔22相对的位置分别设置有第一通孔27和第二通孔28,第一通孔27的轴线和第二通孔28的轴线均与注液孔22的轴线同轴,且第一通孔27的孔径和第二通孔28的孔径大于注液孔22的孔径,使得在电解液注液作业中,电极液通过注液孔22、第一通孔27以及第二通孔28后直接流入电极组件33的卷绕中心孔,提升了注液的通畅性,从而提高了注液效率以及后续的浸润效率,可以在一定程度上避免注液时电解液喷液的情况出现,继而改善电解液污染的问题。
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 (17)

1.一种端盖组件,其特征在于,包括:
端盖,所述端盖的中心设置有注液孔;
电极端子,设置于所述端盖。
2.根据权利要求1所述的端盖组件,其特征在于,所述端盖组件还包括泄压机构,所述泄压机构设置于所述端盖。
3.根据权利要求2所述的端盖组件,其特征在于,经过所述端盖的中心的直线,所述端盖的外表面被划分为第一区域和第二区域,所述电极端子设置于所述第一区域,所述泄压机构设置于所述第二区域。
4.根据权利要求3所述的端盖组件,其特征在于,所述注液孔位于所述电极端子和所述泄压机构之间。
5.根据权利要求1所述的端盖组件,其特征在于,所述电极端子有两个。
6.根据权利要求5所述的端盖组件,其特征在于,所述注液孔位于两个所述电极端子之间。
7.根据权利要求6所述的端盖组件,其特征在于,两个所述电极端子以所述注液孔为中心呈中心对称分布。
8.根据权利要求7所述的端盖组件,其特征在于,所述端盖组件还包括泄压机构,所述泄压机构设置于所述端盖。
9.根据权利要求8所述的端盖组件,其特征在于,所述泄压机构位于两个所述电极端子的对称中心线上。
10.根据权利要求1所述的端盖组件,其特征在于,所述端盖呈圆形。
11.根据权利要求10所述的端盖组件,其特征在于,所述注液孔的中心与所述端盖的圆心重合。
12.根据权利要求1-11中任一项所述的端盖组件,其特征在于,所述端盖组件还包括绝缘件和转接件,沿所述端盖的厚度方向,所述绝缘件位于所述端盖和所述转接件之间,所述转接件与所述电极端子电连接;
所述绝缘件上设置有第一通孔,所述转接件上设置有第二通孔,所述第一通孔与所述注液孔至少部分重叠,所述第二通孔与所述第一通孔至少部分重叠。
13.根据权利要求12所述的端盖组件,其特征在于,所述第一通孔与所述注液孔至少部分重叠的部位与所述第二通孔至少部分重叠。
14.根据权利要求13所述的端盖组件,其特征在于,所述第一通孔的孔径大于所述注液孔的孔径,所述第二通孔的孔径不小于所述第一通孔的孔径。
15.一种电池单体,其特征在于,包括:
壳体,具有开口;
如权利要求1-14中任一项所述的端盖组件,所述端盖盖合于所述开口;
电极组件,设置于所述壳体内,所述电极组件为卷绕式结构,所述电极组件的卷绕中心孔与所述注液孔相对设置。
16.一种电池,其特征在于,包括如权利要求15所述的电池单体。
17.一种用电设备,其特征在于,包括权利要求15所述的电池单体或权利要求16所述的电池,所述电池单体或电池用于为所述用电设备提供电能。
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