CN220042197U - 电池单体、电池及用电设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种电池单体、电池及用电设备。电池单体包括:外壳,具有第一壁;电极组件,设置于所述外壳内;电极引出件,安装于所述第一壁,用于将所述电极组件的电能引出;其中,所述电极引出件包括第二表面,所述第二表面所在的平面与所述第一壁相交,所述第二表面用于与汇流部件连接。该电池单体构成的电池,具有较高的装配效率。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求享有于2022年06月30日提交的名称为“电池单体、电池及用电设备”的国际专利申请PCT/CN2022/103107的优先权,该申请的全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
本申请涉及电池技术领域,特别是涉及一种电池单体、电池及用电设备。
背景技术
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。
电池的制造过程中,电池的装配效率是一个不可忽视的问题。因此,如何提高电池的装配效率,是电池技术中一个亟需解决的技术问题。
实用新型内容
本申请的目的在于提供一种电池单体、电池及用电设备。该电池单体构成的电池,具有较高的装配效率。
本申请是通过如下技术方案实现的:
第一方面,本申请提供了一种电池单体,包括:外壳,具有第一壁;电极组件,设置于所述外壳内;电极引出件,安装于所述第一壁,用于将所述电极组件的电能引出;其中,所述电极引出件包括第一表面,所述第一表面所在的平面与所述第一壁相交,所述第一表面用于与汇流部件连接。
根据本申请实施例的电池单体,第一表面所在的平面与第一壁相交,以便于汇流部件与电极引出件的焊接,从而提高由该电池单体构成的电池的装配效率。
根据本申请的一些实施例,所述电极引出件还包括第二表面,所述第二表面所在的平面与所述第一表面相交,所述第二表面的面积为D1,所述第一表面的面积为D2,满足0.1≤D2/D1≤10。
在上述方案中,第一表面的面积D2和第二表面的面积D1的比值满足上述关系,可以兼顾电池的能量密度及过流面积。当D2/D1<0.1时,D2过小,汇流部件与电极引出件的焊接面积过小,影响过流能力;或,D1过大,电极引出件在垂直于第一壁的厚度方向的方向上占用面积过大,占用电极组件的空间,影响能量密度。当10<D2/D1时,D2过大,电极引出件在第一壁的厚度方向上占用的空间过大,影响能量密度;或,D1过小,极耳与电极引出件之间的电连接部件(如电极端子)与电极引出件之间的连接面积过小,影响过流能力。
根据本申请的一些实施例,0.5≤D2/D1≤2。
在上述方案中,当第一表面的面积D2与第二表面的面积D1的比值满足0.5≤D2/D1≤2时,相较于0.1≤D2/D1<0.5和2<D2/D1≤10时,电极引出件与汇流部件的焊接面积、电极引出件与电极端子的焊接面积能够进一步得到保证,过流能力更优,且电极引出件占用的面积较小,电池的能量密度更大。
根据本申请的一些实施例,沿所述第一壁的厚度方向,所述第一表面的尺寸为W1,满足1mm≤W1≤10mm,优选地,2mm≤W1≤5mm。
在上述方案中,沿第一壁的厚度方向,第一表面的尺寸W1满足上述关系,使得第一表面与汇流部件能够具有较大的连接面积,以便于第一表面与汇流部件连接。
根据本申请的一些实施例,所述电极引出件还包括第二表面,所述第二表面所在的平面与所述第一表面相交,所述电极引出件设置于所述第一壁的背离所述电池单体内部的一侧,所述电极引出件包括第一部分和第二部分,所述第一部分与所述极耳电连接,所述第二部分用于连接所述汇流部件,所述第二表面为所述第一部分远离所述第一壁的表面,所述第一表面为所述第二部分的表面。
在上述方案中,电极引出件设置于第一壁的背离电池单体内部的一侧,以便于电极引出件与汇流部件连接;第一部分和第二部分分别用于实现与极耳和汇流部件的连接,有利于提高电极引出件与电极端子的连接面积和电极引出件与汇流部件的连接面积。
根据本申请的一些实施例,所述电池单体还包括:电极端子,所述第一壁设置有电极引出孔,所述电极端子的一端连接所述第一部分,另一端通过所述电极引出孔与所述电极组件的极耳电连接。
在上述方案中,第一部分和电极组件的极耳通过电极端子电连接,以实现将电极组件的电能引导至电极引出件,以便于电极引出件将电极组件的电能引出。
根据本申请的一些实施例,沿所述第一壁的厚度方向,至少部分所述第二部分超出于所述第一部分。
在上述方案中,至少部分第二部分超出第一部分,以增大第一表面的面积,便于第二部分与汇流部件的连接和增大连接面积。
根据本申请的一些实施例,所述第一部分和所述第二部分沿第一方向排列,所述第一表面为所述第二部分沿所述第一方向背离所述第一部分的表面,所述第一方向垂直于所述第一壁的厚度方向。
在上述方案中,第一部分和第二部分沿第一方向排列,第一表面为第二部分沿第一方向背离第一部分的表面,方便电极引出件与汇流部件的装配。
根据本申请的一些实施例,所述第一部分与所述第一壁平行。
在上述方案中,第一部分与第一壁平行,便于实现第一部分的装配。
根据本申请的一些实施例,至少部分所述第二部分沿背离所述第一壁的方向延伸且超出所述第二表面。
在上述方案中,至少部分第二部分超出第二表面,使得至少部分第二部分位于第二表面的背离第一壁的一侧,以降低第二部分与汇流部件连接时与第一壁的干涉。
根据本申请的一些实施例,所述电极引出件还包括第三部分,所述第三部分连接所述第一部分和所述第二部分。
在上述方案中,第三部分连接第一部分和第二部分,使得第一部分和第二部分之间可以具有一定的距离,以便于电极引出件和汇流部件的连接。
根据本申请的一些实施例,所述第三部分包括第一段和第二段,所述第一段从所述第一部分朝着背离所述第一壁的方向延伸,所述第二段连接所述第一段和所述第二部分,所述第一段和所述第二部分之间形成有间隙。
在上述方案中,第一段和第二部分之间形成间隙,以便于电极引出件能够变形,以吸收电池单体膨胀时产生的膨胀应力。
根据本申请的一些实施例,所述第二部分从所述第二段朝着靠近所述第一壁的方向延伸,所述第一段、所述第二段及所述第二部分形成U形结构。
在上述方案中,第一段、第二段及第二部分形成U形结构,结构简单,便于成型。
根据本申请的一些实施例,所述电池单体还包括:支撑件,插设于所述间隙内。
在上述方案中,支撑件插设于间隙内,支撑件能够在汇流部件连接于第二部分时支撑第二部分,便于第二部分与汇流部件的连接。
根据本申请的一些实施例,所述支撑件的相对的两面分别与所述第一段和所述第二部分接触。
在上述方案中,支撑件与第一段和第二部分接触,支撑件能够起到限位的作用,限制第二部分的位置移动,以便于第二部分与汇流部件连接稳定。
根据本申请的一些实施例,所述支撑件为绝缘材质,沿第二方向,所述支撑件超出所述第三部分的两端,所述第二方向垂直于所述第一壁的厚度方向且平行于所述第一表面。
在上述方案中,支撑件为绝缘材质,并且支撑件超出第三部分的两端,具有较好的绝缘效果。
根据本申请的一些实施例,所述电池单体还包括:第一绝缘件,至少部分设置于所述第一壁与所述第一部分之间,以绝缘隔离所述第一壁与所述第一部分。
在上述方案中,通过至少部分第一绝缘件设置于第一壁与第一部分之间,将第一壁与第一部分分隔,提高了电池单体的安全性。
根据本申请的一些实施例,所述支撑件连接于所述第一绝缘件。
在上述方案中,支撑件连接于第一绝缘件,使得支撑件与第一绝缘件的连接稳定,以便于支撑件支撑第二部分。
根据本申请的一些实施例,沿第二方向,所述第一绝缘件超出所述第一部分的两端,所述第二方向垂直于所述第一壁的厚度方向且平行于所述第一表面。
在上述方案中,第一绝缘件超出第一部分的两端,以使第一部分与第一壁具有较好的绝缘效果。
根据本申请的一些实施例,所述电池单体还包括:第二绝缘件,至少部分设置于所述第二部分与所述第一壁之间,以绝缘隔离所述第二部分与所述第一壁。
在上述方案中,通过第二绝缘件设置于第二部分与第一壁之间,将第二部分与第一壁绝缘分隔,提高了电池单体的安全性。
根据本申请的一些实施例,所述第二绝缘件连接于所述第一绝缘件。
在上述方案中,第二绝缘件连接于第一绝缘件,第二绝缘件与第一绝缘件的连接稳定,两者可以一体成型,以便于装配定位。
根据本申请的一些实施例,所述第二部分的远离所述第二段的一端抵接于所述第二绝缘件。
在上述方案中,第二部分的远离第二段的一端抵接于第二绝缘件,能够限制第二绝缘件沿第一壁的厚度方向移动。
根据本申请的一些实施例,沿第二方向,所述第二绝缘件超出所述第二部分的两端,所述第二方向垂直于所述第一壁的厚度方向且平行于所述第一表面。
在上述方案中,第二绝缘件沿第二方向超出第二部分的两端,以使第二部分与第一壁具有较好的绝缘效果。
根据本申请的一些实施例,所述第一部分的厚度大于所述第三部分的厚度,和/或,所述第二部分的厚度大于所述第三部分的厚度。
在上述方案中,在第一部分的厚度大于第三部分的厚度的实施例中,能够增强第一部分的强度,降低第一部分和极耳与电极引出件之间的电连接部件(如电极端子)焊接时焊穿第一部分的风险,满足焊接需求;在第二部分的厚度大于第三部分的厚度的实施例中,能够降低第二部分与汇流部件焊接时焊穿第二部分的风险,满足焊接需求。在第一部分的厚度大于第三部分的厚度、第二部分的厚度大于第三部分的厚度的实施例中,第一部分和第二部分均具有较厚的厚度,能够满足焊接需求,降低第一部分和第二部分被焊穿的风险。
根据本申请的一些实施例,所述第一部分、所述第三部分和所述第二部分沿第一方向依次排列,所述第三部分沿第二方向的尺寸大于所述第一部分沿所述第二方向的尺寸,所述第三部分沿所述第二方向的尺寸大于所述第二部分沿所述第二方向的尺寸,所述第一方向、所述第二方向和所述第一壁的厚度方向两两垂直。
在上述方案中,由于第三部分的厚度较小,沿第二方向,相较于第一部分和第二部分,第三部分的尺寸最大,能够使得第三部分具有较大的过流面积,以满足过流需求。
根据本申请的一些实施例,所述第一部分的过流截面积为S1,所述第三部分的过流截面积为S2,所述第二部分的过流截面积为S3;其中,0.2≤S1/S2≤5,0.2≤S2/S3≤5,0.2≤S1/S3≤5;优选地,0.5≤S1/S2≤2,0.5≤S2/S3≤2,0.5≤S1/S3≤2。
在上述方案中,第一部分的过流面积S1、第二部分的过流面积S2及第三部分的过流面积S3满足上述关系,使得电极引出件整体具有较佳的过流能力。当0.5≤S1/S2≤2、0.5≤S2/S3≤2、0.5≤S1/S3≤2时,相较于0.2≤S1/S2≤5、0.2≤S2/S3≤5、0.2≤S1/S3≤5,电极引出件整体的过流能力更佳。
根据本申请的一些实施例,所述第一部分的厚度为H1,满足0.2mm≤H1≤5mm,优选地,0.5mm≤H1≤4mm;或所述第三部分的厚度为H2,满足0.2mm≤H2≤2mm,优选地,0.3mm≤H2≤1.2mm;或所述第二部分的厚度为H3,满足0.2mm≤H3≤5mm,优选地,0.5mm≤H3≤4mm。
在上述方案中,第一部分的厚度H1满足上述关系,在第一部分具有较佳的过流能力的情况下,第一部分不易被焊穿;第三部分的厚度H2满足上述关系,在使得第三部分具有较大的过流面积的情况下,便于第三部分折弯;第二部分的厚度H3满足上述关系,在第二部分具有较佳的过流能力的情况下,第二部分不易被焊穿。
根据本申请的一些实施例,所述电池单体还包括:电极端子,所述第一壁设置有电极引出孔,所述电极端子穿设于所述电极引出孔,所述电极端子的一端连接所述电极引出件,另一端与所述电极组件的极耳电连接。
在上述方案中,通过电极端子穿设于电极引出孔,实现对电极端子的定位,便于实现电极端子与电极引出件和极耳的连接。
根据本申请的一些实施例,所述电极端子的数量和所述电极引出孔的数量均为多个,所述电极端子与所述电极引出孔一一对应,所述电极引出件设置有第一凹槽,所述第一凹槽位于相邻两个所述电极端子之间。
在上述方案中,电极端子的数量和电极引出孔的数量均为多个,具有较佳的过流能力。第一凹槽能够在不影响过流的情况下减轻电极引出件的重量。
根据本申请的一些实施例,所述第一凹槽延伸至所述电极引出件的边缘。
在上述方案中,第一凹槽延伸至电极引出件的边缘,以便于电极引出件的边缘加工第一凹槽,降低加工难度。
根据本申请的一些实施例,所述电池单体还包括:第一绝缘件,至少部分设置于所述第一壁与所述电极引出件之间,以绝缘隔离所述第一壁与所述电极引出件,所述第一绝缘件包括第一凸起,所述第一凸起插设于所述第一凹槽内。
在上述方案中,通过第一绝缘件绝缘隔离第一壁与电极引出件,使得第一壁与电极引出件分隔;第一凸起插设于第一凹槽内,以便于对电极引出件进行定位。
根据本申请的一些实施例,所述第一壁包括背离所述电池单体内部的第三表面,所述第三表面形成有第二凸起,所述第一绝缘件包括第二凹槽,所述第二凸起插设于所述第二凹槽内。
在上述方案中,通过第二凸起与第二凹槽配合,实现对第一绝缘件的定位,便于第一绝缘件与第一壁的装配。
根据本申请的一些实施例,所述电极引出件超出所述第一壁的边缘,所述第一表面位于所述电极引出件的超出所述第一壁的部分。
在上述方案中,电极引出件超出第一壁的边缘,沿垂直于底壁的方向观察,第一表面的投影与第一壁不重叠,以便于电极引出件与汇流部件电连接。
根据本申请的一些实施例,所述电极引出件包括第一部分和第二部分,所述第一部分与所述电极组件的极耳电连接,所述第二部分用于连接所述汇流部件,所述第二部分超出所述第一壁的边缘,至少部分所述第二部分沿所述第一壁的厚度方向延伸且凸出于所述第一部分,所述第一表面为所述第二部分背离所述第一部分的表面。
在上述方案中,由于第二部分用于连接汇流部件,第二部分超出第一壁的边缘,第一表面为第二部分远离第一部分的表面,所以,当汇流部件与第一表面连接时,汇流部件可以与第一壁具有一定的距离,降低汇流部件与第一壁干涉的风险,以及降低汇流部件与外壳接触短路的风险,以便于汇流部件与电极引出件的装配。
根据本申请的一些实施例,所述第一表面所在的平面与所述第一壁垂直。
在上述方案中,第一表面所在的平面与第一壁垂直,便于实现电极引出件与汇流部件的电连接。
根据本申请的一些实施例,所述外壳包括沿所述第一壁的厚度方向相对设置的所述第一壁和第二壁、沿第一方向相对设置的第三壁和第四壁、以及沿第二方向相对设置的第五壁和第六壁,所述第三壁的面积和所述第四壁的面积均小于所述第一壁的面积,所述第三壁的面积和所述第四壁的面积均小于所述第二壁的面积,所述第五壁的面积和所述第六壁的面积均小于所述第一壁的面积,所述第五壁的面积和所述第六壁的面积均小于所述第二壁的面积,所述第一壁的厚度方向、所述第一方向和所述第二方向两两垂直。
根据本申请的一些实施例,所述外壳包括壳体和端盖,所述壳体具有开口,所述端盖封闭所述开口,所述第一壁为所述端盖。
在上述方案中,第一壁为端盖,便于电极引出件的装配。
第二方面,本申请提供了一种电池,包括:箱体;汇流部件,容纳于所述箱体内;多个如上述实施例提供的电池单体,容纳于所述箱体内,多个所述电池单体沿所述第一壁的厚度方向堆叠设置,多个所述电池单体的所述电极引出件通过所述汇流部件电连接。
根据本申请实施例的电池,采用上述的电池单体,能够提高电池单体的电极引出件与汇流部件的装配效率,进而提高电池的装配效率。
根据本申请的一些实施例,在所述第一壁的厚度方向上,所述汇流部件的端部的投影与所述第一壁至少部分重叠。
在上述方案中,汇流部件的端部的投影与第一壁至少部分重叠,以便于节省装配空间,使得电池的内部部件的结构紧凑,提高电池的能量密度。
根据本申请的一些实施例,所述电极引出件与所述汇流部件焊接连接并形成焊印区,沿所述第一壁的厚度方向,所述第一表面的尺寸为W1,所述焊印区的尺寸为W2,满足0.01≤W2/W1≤0.5,优选地,0.1≤W2/W1≤0.3。
在上述方案中,焊印区的尺寸W2与第一表面的尺寸W1的比值满足上述关系,使得焊接部位过流能力较佳、连接强度较高、电池单体的安全性较好。如果焊印区的尺寸W2与第一表面的尺寸W1的比值过小,则导致焊接部位过流能力不佳、连接强度不足;当汇流部件与电极引出件激光焊接时,如果焊印区的尺寸W2与第一表面的尺寸W1的比值过大,则可能导致局部焊接位置超出第二部分,使得局部绝缘结构被烧熔,电池单体的安全性降低。
根据本申请的一些实施例,沿第二方向,所述第一表面的尺寸为F1,所述焊印区的尺寸为F2,满足0.01≤F2/F1≤0.5,优选地,0.1≤F2/F1≤0.3,所述第二方向垂直于所述第一壁的厚度方向并平行于所述第一表面。
在上述方案中,焊印区在第二方向上的尺寸F2与第一表面在第二方向上的尺寸F1的比值满足上述关系,使得焊接部位过流能力较佳、连接强度较高、电池单体的安全性较好。
根据本申请的一些实施例,所述第一表面的面积为M1,所述焊印区的面积为M2,满足0.01≤M1/M2≤0.5,优选地,0.1≤M1/M2≤0.3。
在上述方案中,第一表面的面积M1与焊印区的面积M2的比值满足上述关系,焊印部位过流能力较佳、连接强度较高、电池单体的安全性较好。
根据本申请的一些实施例,所述汇流部件包括底壁、两个侧壁和两个翻边部,所述两个侧壁沿所述第一壁的厚度方向相对设置,所述底壁连接所述两个侧壁,每个所述翻边部从对应的所述侧壁的远离所述底壁的一端向背离另一个所述侧壁的方向延伸,所述两个翻边部分别与两个所述电池单体的所述电极引出件连接。
在上述方案中,汇流部件的结构形式,便于实现汇流部件与两个电池单体的电极引出件的第一表面连接。
根据本申请的一些实施例,所述外壳还具有与所述第一壁相对设置的第二壁,所述第二壁的边缘的第一区域内陷形成凹部,所述凹部用于容纳与所述第二壁相邻的所述电池单体的至少部分所述电极引出件。
在上述方案中,在多个电池单体堆叠时,凹部的设置,能够容纳与第二壁相邻电池单体的至少电极引出件,合理利用装配空间,使得电池具有较高的能量密度。
根据本申请的一些实施例,所述电极引出件超出所述第一壁的边缘,所述第一表面位于所述电极引出件的超出所述第一壁的部分,所述汇流部件为平板结构。
在上述方案中,电极引出件超出第一壁的边缘,沿垂直于底壁的方向观察,第一表面的投影与第一壁不重叠,以便于电极引出件与汇流部件电连接,汇流部件结构简单,便于加工制造,制造成本低。
根据本申请的一些实施例,所述电极引出件至少部分容纳于与所述第一壁相邻的所述电池单体的所述凹部,所述电极引出件包括第一部分和第二部分,所述第一部分与所述电极组件的极耳电连接,所述第二部分用于连接所述汇流部件,所述第二部分超出所述第一壁的边缘,至少部分所述第二部分沿所述第一壁的厚度方向延伸且凸出于所述第一部分,所述第一表面为所述第二部分背离所述第一部分的表面,沿所述第一壁指向所述电极引出件的方向,所述第二部分超出与所述第一壁相邻的所述电池单体的所述凹部;和/或,所述外壳包括壳体和端盖,所述壳体具有开口,所述端盖封闭所述开口,所述第一壁为所述端盖,在垂直于所述第一表面的方向上,所述第二部分的投影与所述壳体的投影部分重叠。
在上述方案中,电极引出件至少部分容纳于与第一壁相邻的电池单体的凹部,且第二部分超出相邻的电池单体的凹部,因此,第一表面在第一壁的厚度方向上可以具有较大的尺寸,以便于电极引出件与第一表面具有较大的连接面积,从而使得电极引出件与汇流部件连接牢固。在垂直于第一表面的方向上,第二部分的投影与与壳体的投影部分重叠,使得第二部分在端盖与壳体的排列方向上具有较大的尺寸,从而使得第一表面在端盖与壳体的排列方向上具有较大的面积,以使得汇流部件与电极引出件具有较大的连接面积,进而使得汇流部件与电极引出件连接牢固。
根据本申请的一些实施例,所述电池还包括隔离层,所述隔离层设置于所述电极引出件的面向所述外壳的表面,所述隔离层用于绝缘隔离所述电极引出件与所述外壳。
在上述方案中,隔离层的设置,用于绝缘隔离电极引出件与相邻的电池单体的外壳或者设置电极引出件的电池单体的外壳,提高电池的安全性。
根据本申请的一些实施例,沿所述第一壁的厚度方向,相邻两个所述电池单体的相邻的两个所述电极引出件具有相背离的两个端部,所述汇流部件的两端分别与两个所述端部齐平;和/或,沿第二方向,所述汇流部件的相对的两端分别与所述电极引出件的相对的两端齐平,所述第二方向、所述第一壁的厚度方向、所述汇流部件的厚度方向两两垂直。
在上述方案中,汇流部件在第一壁的厚度方向上的两端分别与相邻两个电池单体的相邻的两个电极引出件的相背离的两个端部齐平,以便于在第一壁的厚度方向对汇流部件和对应的电极引出件定位,便于汇流部件与电极引出件的连接;汇流部件的沿第二方向的相对的两端分别与电极引出件的沿第二方向的相对的两端齐平,以便于在第二方向上对汇流部件和对应的电极引出件定位,便于汇流部件与电极引出件的连接。
第三方面,本申请提供了一种用电设备,包括上述任一实施例提供的电池单体,所述电池单体用于提供电能。
上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例,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,还可以根据附图获得其他的附图。
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为本申请一些实施例提供的电极引出件的立体图;
图5为本申请一些实施例提供的电极引出件与第一壁的装配示意图;
图6为本申请一些实施例提供的电极引出件的结构示意图;
图7为本申请一些实施例提供的电极引出件的结构示意图;
图8为本申请另一些实施例提供的电极引出件的结构示意图;
图9为本申请又一些实施例提供的电极引出件的结构示意图;
图10为本申请又一些实施例提供的电极引出件的结构示意图;
图11为本申请一些实施例提供的支撑件、第一绝缘件和第二绝缘件的结构示意图;
图12为本申请一些实施例提供的电池单体的部分结构的剖视图;
图13为本申请另一些实施例提供的电极引出件的侧视图;
图14为图13的俯视图;
图15为本申请一些实施例提供的第一部分的过流截面的示意图;
图16为本申请一些实施例提供的第三部分的过流截面的示意图;
图17为本申请一些实施例提供的第二部分的过流截面的示意图;
图18为本申请一些实施例提供的电池单体的剖视图;
图19为图18的A处局部放大图;
图20为图2的B处局部放大图;
图21为本申请一些实施例提供的回流部件的结构示意图;
图22为本申请一些实施例提供的电池的部分结构示意图;
在附图中,附图并未按照实际的比例绘制。
标记说明:100-电池;10-箱体;11-第一子箱体;12-第二子箱体;20-电池单体;21-外壳;211-壳体;212-端盖;213-第一壁;213a-第三表面;2131-电极引出孔;2132-第二凸起;214-第二壁;2141-凹部;215-第三壁;22-电极组件;221-极耳;23-电极引出件;23a-第二表面;23b-第一表面;23c-第五表面;23d-侧面;231-第一部分;232-第二部分;233-第三部分;2331-第一段;2332-第二段;234-第一凹槽;235-第一通孔;241-支撑件;242-第一绝缘件;242a-第六表面;242b-第七表面;2421-第一凸起;2422-第二凹槽;2423-第二通孔;243-第二绝缘件;25-电极端子;26-转接件;27-第三绝缘件;30-汇流部件;31-底壁;32-侧壁;33-翻边部;40-隔离层;P-焊印区;200-控制器;300-马达;1000-车辆。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本申请的原理,但不能用来限制本申请的范围,即本申请不限于所描述的实施例。
除非另有定义,本文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;本文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,意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中,技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象,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、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“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。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中,术语“多个”指的是两个以上(包括两个)。
在本申请实施例的描述中,技术术语“长度”“宽度”“厚度”“内”“外”“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申请实施例和简化描述,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实施例的限制。
在本申请实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,技术术语“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;也可以是机械连接,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。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实施例中的具体含义。
电池单体包括电极组件和电解液,电极组件由正极极片、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,未涂敷正极活性物质层的集流体作为正极极耳。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,未涂敷负极活性物质层的集流体作为负极极耳。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,正极极耳的数量为多个且层叠在一起,负极极耳的数量为多个且层叠在一起。隔离膜的材质可以为PP(polypropylene,聚丙烯)或PE(polyethylene,聚乙烯)等。
电池单体还包括外壳、电极端子和电极引出件;外壳包括壳体和盖体,壳体具有开口,盖体封闭开口,电极组件设置于壳体内;电极端子穿设于盖体,电极组件的极耳连接于电极端子的一端,电极引出件连接于电极端子的另一端。电极引出件用于将电池单体的电能引出。电极引出件设置有供电极端子穿设的通孔,电极端子穿设于该通孔内且与电极引出件铆接。
电池技术的发展要同时考虑多方面的设计因素,例如,能量密度、放电容量、充放电倍率等性能参数,另外,还需要考虑电池的装配效率。
现有技术中,电池的装配效率较低,影响电池的批量生产。发明人研究发现,电池的生产过程中,汇流部件通常焊接于电极引出件的背离盖体的端面(即下文所提的第一表面),由于该端面不便于汇流部件与电极引出件的焊接,多个电池单体之间的装配工艺复杂,使得电池的装配效率较低。
鉴于此,为了解决汇流部件与电极引出件的装配效率较低导致电池的装配效率低的问题,发明人经过深入研究,设计了一种电池单体,电极引出件与汇流部件连接的表面所在的平面与第一壁相交,以便于汇流部件与电极引出件的焊接,从而提高了由该电池单体构成的电池的装配效率。
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设备中。可以使用具备本申请公开的电池单体、电池等组成该用电设备的电源系统。
本申请实施例提供一种使用电池作为电源的用电设备,用电设备可以为但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电动自行车、电动摩托车、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,以本申请一实施例的一种用电设备为车辆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,用于车辆1000的电路系统,例如用于车辆1000的启动、导航和运行时的工作用电需求。
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的爆炸图。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可以包括第一子箱体11和第二子箱体12,第一子箱体11与第二子箱体12相互盖合,第一子箱体11和第二子箱体12共同限定出用于容纳电池单体20的容纳空间。第二子箱体12可以为一端开口的空心结构,第一子箱体11可以为板状结构,第一子箱体11盖合于第二子箱体12的开口侧,以使第一子箱体11与第二子箱体12共同限定出容纳空间;第一子箱体11和第二子箱体12也可以是均为一侧开口的空心结构,第一子箱体11的开口侧盖合于第二子箱体12的开口侧。
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30,用于实现多个电池单体20之间的电连接。
其中,电池单体20可以为二次电池或一次电池;电池单体20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。
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。如图3所示,电池单体20包括外壳21、电极组件22、电极引出件23及电极端子25。外壳21包括壳体211和端盖212,壳体211具有开口,端盖212封闭开口,以将电池单体20的内部环境与外部环境隔绝。
壳体211是用于配合端盖212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22、电解液以及其他部件。壳体211和端盖212可以是独立的部件。壳体211可以是多种形状和多种尺寸的。具体地,壳体211的形状可以根据电极组件22的具体形状和尺寸大小来确定。壳体211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。本申请实施例以壳体211为长方体形为例介绍。
端盖212是指盖合于壳体211的开口处以将电池单体20的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地,端盖212的形状可以与壳体211的形状相适应以配合壳体211。可选地,端盖212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212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,安全性能也可以有所提高。端盖212上可以设置有如电极端子25等的功能性部件。电极端子25可以用于与电极组件22电连接,以用于输出或输入电池单体20的电能。端盖212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。在一些实施例中,在端盖212的内侧还可以设置有绝缘结构,绝缘结构可以用于隔离壳体211内的电连接部件与端盖212,以降低短路的风险。示例性的,绝缘结构可以是塑料、橡胶等。
电极组件22是电池单体20中发生电化学反应的部件。壳体211内可以包含一个或更多个电极组件22。电极组件22主要由正极极片和负极极片卷绕或层叠放置形成,并且通常在正极极片与负极极片之间设有隔离膜,隔离膜用于分隔正极极片和负极极片,以避免正极极片和负极极片内接短路。正极极片和负极极片具有活性物质的部分构成电芯组件的主体部,正极极片和负极极片不具有活性物质的部分各自构成极耳221。正极极耳和负极极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池的充放电过程中,正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应,极耳221连接电极端子25以形成电流回路。
电极引出件23为用于将电池单体20的电能引出的部件,电极引出件23连接于电极端子25,汇流部件30(请参见图2)连接于电极引出件23。
电极引出件23和端盖212之间设置有绝缘结构,用于绝缘隔离电极引出件23与端盖212。
请参见图3,并进一步参见图4,图4为本申请一些实施例提供的电极引出件的立体图,图5为本申请一些实施例提供的电极引出件与第一壁的装配示意图。根据本申请的一些实施例,本申请提供了一种电池单体20,电池单体20包括外壳21、电极组件22及电极引出件23。外壳21具有第一壁213,电极组件22设置于外壳21内,电极引出件23安装于第一壁213;电极引出件23用于将电极组件22的电能引出。其中,电极引出件23包括第一表面23b,第一表面23b所在的平面与第一壁213相交,第一表面23b用于与汇流部件30(请参见图2)连接。
第一壁213为外壳21的一个壁,第一壁213与其他壁围成外壳21的容纳空间,电极组件22设置于该容纳空间内。
图中,字母Z所指示的方向为第一壁213的厚度方向。
第一表面23b为电极引出件23的用于与汇流部件30连接的表面。第一表面23b所在的平面与第一壁213相交,可以为第一表面23b所在的平面与第一壁213的厚度方向Z平行,或者,可以为第一表面23b所在的平面与第一壁213的厚度方向Z倾斜设置。例如,第一表面23b所在的平面与第一壁213之间的角度θ为60°~120°;较优地,第一表面23b所在的平面与第一壁213之间的角度θ为85°~95°;优选地,第一表面23b所在的平面可以垂直于第一壁213,也即,第一表面23b所在的平面可以与第一壁213的厚度方向Z平行,以便于第一表面23b与汇流部件30连接。第一表面23b为在电池单体20的长度方向上,电极引出件23最靠近第一壁213边缘的面。
请参照图6,电极引出件23可以为块状结构,电极引出件23的第一表面23b用于与汇流部件30连接。
根据本申请实施例的电池单体20,第一表面23b所在的平面与第一壁213相交,以便于汇流部件30与电极引出件23的焊接,提高了汇流部件30与电极引出件23的装配便捷性,从而提高了由该电池单体20构成的电池100的装配效率。例如,当第一表面23b所在的平面垂直于第一壁213时,汇流部件30与电极引出件23能够在平行于第一壁213的方向上进行焊接,提高装配便利性。
根据本申请的一些实施例,第一表面23b所在的平面与第一壁213垂直。
需要指出的是,第一表面23b所在的平面与第一壁213垂直是指,第一表面23b所在的平面与第一壁213之间的角度θ约等于90°,例如,角度θ可以为85°~95°,具体地,角度θ可以为85°、86°、87°、88°、89°、90°、91°、92°、93°、94°或95°。
根据本申请的一些实施例,如图4和图5所示,电极引出件23还包括第二表面23a,第二表面23a所在的平面与第一表面23b相交,第二表面23a的面积为D1,第一表面23b的面积为D2,满足0.1≤D2/D1≤10。
在第二表面23a上有凹槽、通孔或台阶孔时,第二表面23a的面积为去掉凹槽、通孔或台阶孔所占用的第二表面23a的面积。
第一表面23b是一个平面,第一表面23b的面积为该平面的面积,第一表面23b是电极引出件23用于与汇流部件贴合的面。
第一表面23b的面积D2和第二表面23a的面积D1的比值满足上述关系,可以兼顾电池100的能量密度及过流面积。当D2/D1<0.1时,D2过小,汇流部件30与电极引出件23的焊接面积过小,影响过流能力;或,D1过大,电极引出件23在垂直于第一壁213的厚度方向Z的方向上占用面积过大,占用电极组件22的空间,影响能量密度。当10<D2/D1时,D2过大,电极引出件23在第一壁213的厚度方向Z上占用的空间过大,影响能量密度;或,D1过小,极耳221与电极引出件23之间的电连接部件(如电极端子)和电极引出件23之间的连接面积过小,影响过流能力。
第二表面23a为电极引出件23的位于外壳21的外部的表面,第二表面23a沿第一壁213的厚度方向Z凸出于第一壁213。
根据本申请的一些实施例,0.5≤D2/D1≤2。
当第一表面23b的面积D2与第二表面23a的面积D1的比值满足0.5≤D2/D1≤2时,相较于0.1≤D2/D1<0.5和2<D2/D1≤10时,电极引出件23与汇流部件30的焊接面积、电极引出件23与电极端子的焊接面积能够进一步得到保证,过流能力更优,且电极引出件23占用的面积较小,电池100的能量密度更大。
根据本申请的一些实施例,如图4和图5所示,沿第一壁213的厚度方向Z,第一表面23b的尺寸为W1,满足1mm≤W1≤10mm,优选地,2mm≤W1≤5mm。
在上述方案中,沿第一壁213的厚度方向Z,第一表面23b的尺寸W1满足上述关系,使得第一表面23b与汇流部件30能够具有较大的连接面积,以便于第一表面23b与汇流部件30连接。
根据本申请的一些实施例,如图4和图5所示,电极引出件23还包括第二表面23a,第二表面23a所在的平面与第一表面23b相交,电极引出件23设置于第一壁213的背离电池单体20(请参见图3)内部的一侧,电极引出件23包括第一部分231和第二部分232,第一部分231与极耳221电连接,第二部分232用于连接汇流部件30(请参见图2),第二表面23a为第一部分231远离第一壁213的表面,第一表面23b为第二部分232的表面。
第一部分231和第二部分232为电极引出件23的两个组成部分,通过第一部分231和第二部分232实现电极引出件23与极耳221和汇流部件30的电连接。
在上述方案中,电极引出件23设置于第一壁213的背离电池单体20内部的一侧,以便于电极引出件23与汇流部件30连接;第一部分231和第二部分232分别用于实现与极耳221和汇流部件30的连接,第一部分231与极耳221可以通过电极端子25(请参见图3)连接,有利于提高电极引出件23与电极端子25的连接面积和电极引出件23与汇流部件30的连接面积。
如图7和图9所示,根据本申请的一些实施例,电池单体20还包括电极端子25,第一壁213设置有电极引出孔2131,电极端子25的一端连接第一部分231,电极端子25的另一端通过电极引出孔2131与电极组件22的极耳221电连接。
电极端子25的另一端通过电极引出孔2131与电极组件22的极耳221电连接的方式可以为,电极端子25可以穿设于电极引出孔2131,电极端子25的靠近外壳21内部的一端与电极组件22的极耳221电连接;或者,转接件26穿设于电极引出孔2131,电极端子25通过穿设于电极引出孔2131的转接件与电极组件22的极耳221电连接。
第一部分231和电极组件22的极耳221通过电极端子25电连接,以将电极组件22的电能引导至电极引出件23,以便于电极引出件23将电极组件22的电能引出。
根据本申请的一些实施例,如图4和图5所示,沿第一壁213的厚度方向Z,至少部分第二部分232超出于第一部分231。
至少部分第二部分232超出第一部分231,可以为第二部分232的一部分超出第一部分231,也可以为第二部分232整体超出第一部分231。
第一部分231可以垂直于与第二部分232,也即,第一部分231和第二部分232之间的角度可以为90°;或者,第一部分231和第二部分232也可以倾斜设置,第一部分231和第二部分232之间的角度也可以为锐角或钝角。
请参照图7,至少部分第二部分232超出第一部分231可以由多种实现方式,比如第二部分232由第一部分231朝远离第一壁213的方向延伸形成,这时电极引出件23大体呈“└”形;“└”的水平段为第一部分231,“└”的竖直段为第二部分232。
请参照图8,也可以为第二部分232由第一部分231朝靠近第一壁213的方向延伸形成,这时电极引出件23大体呈“┌”形;“┌”的水平段为第一部分231,“┌”的竖直段为第二部分232。第一部分231在第一部分231靠近第二部分232的方向上延伸超出第一壁213,第二部分232由第一部分231超出第一壁213的部分向靠近第一壁213的方向延伸。此时第二部分232在外壳21外侧,与汇流部件的连接更便捷。
示例性的,参照图8,在垂直于第一表面23b的方向上,第二部分232的投影与壳体211的投影部分重叠,也即,外壳21包括壳体211和端盖212,第一壁213为端盖212,在端盖212的厚度方向上,第二部分232与壳体211部分重叠,上述方案可以增大第二部分232的尺寸,从而增大第一表面23b的面积,方便汇流部件30的焊接。
示例性的,汇流部件30为平板结构。
请参照图9,也可以为第二部分232由第一部分231既朝靠近第一壁213的方向延伸,又朝远离第一壁213的方向延伸,这时电极引出件23大体呈“├”,“├”的水平段为第一部分231,“├”的竖直段为第二部分232。第二部分232在外壳21外侧延伸,与汇流部件的连接更便捷且第一表面23b的可焊接面积更大。
示例性的,参照图9,在垂直于第一表面23b的方向上,第二部分232的投影与壳体211的投影部分重叠,且沿第一壁213指向电极引出件23的方向,第二部分232超过与第一壁213相邻的电池单体20的凹部2141,上述方案可以增大第二部分232的尺寸,从而增大第一表面23b的面积,方便汇流部件30的焊接。示例性的,汇流部件30为平板结构。
请参照图10,比如第二部分232由第一部分231的中部朝远离第一壁213的方向延伸形成,这时电极引出件23大体呈“┴”,“┴”的水平段为第一部分231,“┴”的竖直段为第二部分232。
在上述方案中,至少部分第二部分232沿第一壁213的厚度方向Z超出第一部分231,以增大第一表面23b的面积,便于第二部分232与汇流部件30的连接和增大连接面积。
请参照图7,根据本申请的一些实施例,电极引出件23超出第一壁213的边缘,第一表面23b位于电极引出件23的超出第一壁213的部分。
如图7所示,电极引出件23的一部分超出第一壁213的边缘,沿垂直于第一壁213的方向观察,电极引出件23的投影的一部分位于第一壁213的外部,第一表面23b的投影与第一壁213不重叠,以便于电极引出件23与汇流部件30电连接。
此种方案中,汇流部件30可以为平板结构,汇流部件30的结构简单,以便于加工制造。
根据本申请的一些实施例,电极引出件23包括第一部分231和第二部分232,第一部分231与电极组件22的极耳221电连接,第二部分232用于连接汇流部件30,第二部分232超出第一壁213的边缘,至少部分第二部分232沿第一壁213的厚度方向Z延伸且凸出于第一部分231,第一表面23b为第二部分232背离第一部分231的表面。
第二部分232与第一部分231在平行于第一壁213的方向上排布,沿第一壁213的厚度方向Z,第二部分232的投影与第一壁213不重叠。
至少部分第二部分232沿第一壁213的厚度方向Z延伸且凸出于第一部分231,使得第一表面23b可以在第一壁213的厚度方向Z上具有较大的尺寸,从而使得第一表面23b与汇流部件30具有较大的连接面积,便于电极引出件23与汇流部件30的连接。由于第二部分232用于连接汇流部件30,第二部分232超出第一壁213的边缘,第一表面23b为第二部分232远离第一部分231的表面,所以,当汇流部件30与第一表面23b连接时,汇流部件30可以与第一壁213具有一定的距离,降低汇流部件30与第一壁213干涉的风险,以及降低汇流部件30与外壳21接触短路的风险,以便于汇流部件30与电极引出件23的装配。
根据本申请的一些实施例,如图4和图5所示,第一部分231和第二部分232沿第一方向X排列,第一表面23b为第二部分232沿第一方向X背离第一部分231的表面,第一方向X垂直于第一壁213的厚度方向Z。
图中,字母X所指示的方向为第一方向,第一方向X可以为电池单体20的长度方向。第一表面23b垂直于第一壁213时,第一方向X垂直于第一表面23b。
第一表面23b为在第一方向X上,电极引出件23最靠近第一壁213边缘的面。
第二部分232可以相对于第一部分231靠近第一壁213的边缘,以便于实现汇流部件30与电极引出件23的连接。
在上述方案中,第一部分231和第二部分232沿第一方向X排列,第一表面23b为第二部分232沿第一方向X背离第一部分231的表面,方便电极引出件23与汇流部件30的装配。
根据本申请的一些实施例,第一部分231与第一壁213平行。
第一部分231与第一壁213平行,也即第一部分231的厚度方向与第一壁213的厚度方向Z平行。当第一壁213为有凸包的部件时,第一部分231与第一壁213的较平整、面积较大的部分平行。第一部分231与第一壁213平行也指第一部分231与第一壁213相对设置,或者说,第一部分231最大的面与第一壁213相对设置,并不意味着,第一部分231沿第一壁213的厚度方向Z设置的两个表面均要与第一壁213平行。
在上述方案中,第一部分231与第一壁213平行,便于实现第一部分231的装配。
根据本申请的一些实施例,如图4和图5所示,至少部分第二部分232沿背离第一壁213的方向延伸且超出第二表面23a。
至少部分第二部分232超出第二表面23a,可以为第二部分232的一部分超出第二表面23a,或者,也可以为第二部分232整体超出第二表面23a。
第二部分232可以垂直于第二表面23a所在的平面,也即,第二部分232和第二表面23a之间的角度可以为90°;或者,第二部分232和第二表面23a所在的平面也可以倾斜设置,第二部分232和第二表面23a所在的平面之间的角度也可以为锐角或钝角。
在上述方案中,至少部分第二部分232沿第一壁213的厚度方向Z超出第二表面23a,使得至少部分第二部分232位于第二表面23a的背离第一壁213的一侧,以降低第二部分232与汇流部件30连接时与第一壁213的干涉。
根据本申请的一些实施例,如图4和图5所示,电极引出件23还包括第三部分233,第三部分233连接第一部分231和第二部分232。
第三部分233也是电极引出件23的组成部分。第三部分233连接第一部分231和第二部分232,可以为第三部分233与第一部分231和第二部分232一体成型,或者,也可以为第三部分233固定于第一部分231和第二部分232,例如,第三部分233焊接于第一部分231和第二部分232。可选地,第一部分231、第三部分233和第二部分232一体成型,例如,第一部分231、第三部分233和第二部分232冲压或折弯成型。
在上述方案中,第三部分233连接第一部分231和第二部分232,使得第一部分231和第二部分232之间可以具有一定的距离,以便于电极引出件23和汇流部件30的连接。
根据本申请的一些实施例,如图4和图5所示,第三部分233包括第一段2331和第二段2332,第一段2331从第一部分231朝着背离第一壁213(请参见图3)的方向延伸,第二段2332连接第一段2331和第二部分232,第一段2331和第二部分232之间形成有间隙。
第一段2331和第二段2332为第三部分233的两个组成部分。第一段2331从第一部分231朝着第一壁213的方向延伸,也即第一段2331位于第一部分231远离第一壁213的一侧。第二段2332连接第一段2331和第二部分232,第一段2331与第二部分232之间形成有间隙,也即,至少部分第二段2332位于第一段2331和第二部分232之间。
在上述方案中,第一段2331和第二部分232之间形成间隙,以便于电极引出件23能够变形,以吸收电池单体20膨胀时产生的膨胀应力。
根据本申请的一些实施例,如图4和图5所示,第二部分232从第二段2332朝着靠近第一壁213(请参见图3)的方向延伸,第一段2331、第二段2332及第二部分232形成U形结构。
第二部分232从第二段2332朝着靠近第一壁213的方向延伸,第二部分232可以与第一段2331平行,或者,第二部分232与第一段2331倾斜设置。可选地,第二部分232与第一段2331平行。
在上述方案中,第一段2331、第二段2332及第二部分232形成U形结构,结构简单,便于成型。
请参见图3,并进一步参见图11和图12,图11为本申请一些实施例提供的支撑件、第一绝缘件和第二绝缘件的结构示意图,图12为本申请一些实施例提供的电池单体的部分结构的剖视图。根据本申请的一些实施例,电池单体20还包括支撑件241,支撑件241插设于间隙内。
支撑件241插设于间隙内,支撑件241能够在汇流部件30连接于第二部分232时支撑第二部分232,便于第二部分232与汇流部件30的连接。
支撑件241插设于间隙内时,支撑件241可以与第一段2331的围成间隙的表面接触,或者,支撑件241可以与第二部分232的围成间隙的表面接触,又或者,支撑件241可以与第一段2331的围成间隙的表面接触且与第二部分232的围成间隙的表面接触。
根据本申请的一些实施例,支撑件241的相对的两面分别与第一段2331和第二部分232接触。
如图12所示,支撑件241的位于间隙的相对的两面分别与第一段2331的围成间隙的表面和第二部分232的围成间隙的表面接触。支撑件241与第一段2331和第二部分232接触,支撑件241能够起到限位的作用,限制第二部分232的位置移动,以便于第二部分232与汇流部件30连接稳定。
根据本申请的一些实施例,支撑件241为绝缘材质,沿第二方向Y,支撑件241超出第三部分233的两端,第二方向Y垂直于第一壁213的厚度方向Z且平行于第一表面23b。
图中,字母Y所指示的方向为第二方向,第二方向Y可以为电池单体20的宽度方向。
支撑件241可以为塑料、橡胶等。
支撑件241为绝缘材质,并且支撑件241沿第二方向Y超出第三部分233的两端,具有较好的绝缘效果。
根据本申请的一些实施例,如图3、图11和图12所示,电池单体20还包括第一绝缘件242,至少部分第一绝缘件242设置于第一壁213与第一部分231之间,以绝缘隔离第一壁213与第一部分231。
第一绝缘件242的材质可以为塑料、橡胶等。
至少部分第一绝缘件242设置于第一壁213与第一部分231之间,可以为第一绝缘件242的一部分设置于第一壁213与第一部分231之间,或者,也可以为第一绝缘件242整体设置于第一壁213与第一部分231之间。
在上述方案中,通过至少部分第一绝缘件242设置于第一壁213与第一部分231之间,将第一壁213与第一部分231分隔,提高了电池单体20的安全性。
根据本申请的一些实施例,支撑件241连接于第一绝缘件242。
支撑件241连接于第一绝缘件242,可以为支撑件241与第一绝缘件242一体成型,例如支撑件241与第一绝缘件242热塑成型,或者,也可以为支撑件241与第一绝缘件242卡接、粘接等。
在上述方案中,支撑件241连接于第一绝缘件242,使得支撑件241与第一绝缘件242的连接稳定,以便于支撑件241支撑第二部分232。
根据本申请的一些实施例,沿第二方向Y,第一绝缘件242超出第一部分231的两端,第二方向Y垂直于第一壁213的厚度方向Z且平行于第一表面23b。
第一绝缘件242沿第二方向Y超出第一部分231的两端,以使第一部分231与第一壁213具有较好的绝缘效果。
根据本申请的一些实施例,如图3、图11和图12所示,电池单体20还包括第二绝缘件243,至少部分第二绝缘件243设置于第二部分232与第一壁213之间,以绝缘隔离第二部分232与第一壁213。
第二绝缘件243的材质可以为塑料、橡胶等。
至少部分第二绝缘件243设置于第二部分232与第一壁213之间,可以为第二绝缘件243的一部分设置于第二部分232与第一壁213之间,或者,也可以为第二绝缘件243整体设置于第二部分232与第一壁213之间。
在上述方案中,通过第二绝缘件243设置于第二部分232与第一壁213之间,将第二部分232与第一壁213绝缘分隔,提高了电池单体20的安全性。
根据本申请的一些实施例,第二绝缘件243连接于第一绝缘件242。
第二绝缘件243连接于第一绝缘件242,可以为第二绝缘件243与第一绝缘件242一体成型,例如第二绝缘件243与第一绝缘件242热塑成型,或者,也可以为第二绝缘件243与第一绝缘件242卡接、粘接等。
在上述方案中,第二绝缘件243连接于第一绝缘件242,第二绝缘件243与第一绝缘件242的连接稳定,两者可以一体成型,以便于装配定位。
根据本申请的一些实施例,第二部分232的远离第二段2332的一端抵接于第二绝缘件243。
第二部分232的远离第二段2332的一端抵接于第二绝缘件243,能够限制第二绝缘件243沿第一壁213的厚度方向Z移动。
根据本申请的一些实施例,沿第二方向Y,第二绝缘件243超出第二部分232的两端,第二方向Y垂直于第一壁213的厚度方向Z且平行于第一表面23b。
第二绝缘件243沿第二方向Y超出第二部分232的两端,以使第二部分232与第一壁213具有较好的绝缘效果。
请参见图13,图13为本申请另一些实施例提供的电极引出件的结构示意图。根据本申请的一些实施例,第一部分231的厚度大于第三部分233的厚度,和/或,第二部分232的厚度大于第三部分233的厚度。
图中,字母H1所指示的尺寸为第一部分231的厚度,字母H2所指示的尺寸为第三部分233的厚度,字母H3所指示的尺寸为第二部分232的厚度。
在电极引出件23展开时,第一部分231的厚度方向、第二部分232的厚度方向以及第三部分233的厚度方向均与第一壁213的厚度方向Z平行;在电极引出件23折弯后,第二部分和第三部分233形成的结构呈U形,故而第三部分233的厚度方向对应改变。
需要指出的是,这里指出的第一部分231的厚度是指,第一部分231未设凹槽、通孔或台阶孔等结构的位置的厚度。
在第一部分231的厚度大于第三部分233的厚度的实施例中,第一部分231的厚度较大,能够增强第一部分231的强度,降低第一部分231和极耳221与电极引出件23之间的电连接部件(如电极端子25)焊接时焊穿第一部分231的风险,满足焊接需求。
在第二部分232的厚度大于第三部分233的厚度的实施例中,第二部分232的厚度较大,能够降低第二部分232与汇流部件30焊接时焊穿第二部分232的风险,满足焊接需求。
在第一部分231的厚度大于第三部分233的厚度、第二部分232的厚度大于第三部分233的厚度的实施例中,第一部分231和第二部分232均具有较厚的厚度,能够满足焊接需求,降低第一部分231和第二部分232被焊穿的风险。
请参见图13,并进一步参见图14,图14为图13的俯视图。根据本申请的一些实施例,第一部分231、第三部分233和第二部分232沿第一方向X依次排列,第三部分233沿第二方向Y的尺寸大于第一部分231沿第二方向Y的尺寸,第三部分233沿第二方向Y的尺寸大于第二部分232沿第二方向Y的尺寸,第一方向X、第二方向Y和第一壁213的厚度方向Z两两垂直。
第一方向X为第一部分231、第三部分233和第二部分232的排列方向。
图中,字母L1所指示的尺寸为第一部分231沿第二方向Y的尺寸,字母L3所指示的尺寸为第三部分233沿第二方向Y的尺寸,字母L2所指示的尺寸为第二部分232沿第二方向Y的尺寸。
在第一部分231的厚度大于第三部分233的厚度,和/或,第二部分232的厚度大于第三部分233的厚度的实施例中,由于第三部分233的厚度较小,沿第二方向Y,相较于第一部分231和第二部分232,第三部分233的尺寸最大,能够使得第三部分233具有较大的过流面积,以满足过流需求。
请参见图13和图14,并进一步参见图15至图17,图15为本申请一些实施例提供的第一部分的过流截面的示意图,图16为本申请一些实施例提供的第三部分的过流截面的示意图,图17为本申请一些实施例提供的第二部分的过流截面的示意图。根据本申请的一些实施例,第一部分231的过流截面积为S1,第三部分233的过流截面积为S2,第二部分232的过流截面积为S3;其中,0.2≤S1/S2≤5,0.2≤S2/S3≤5,0.2≤S1/S3≤5;优选地,0.5≤S1/S2≤2,0.5≤S2/S3≤2,0.5≤S1/S3≤2。
可选地,第一部分231的过流截面积S1与第三部分233的过流截面积S2的比值S1/S2可以为0.2、0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5等。
可选地,第三部分233的过流截面积S2与第二部分232的过流截面积S3的比值S2/S3可以为0.2、0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5等。
可选地,第一部分231的过流截面积S1与第二部分232的过流截面积S3的比值S1/S3可以为0.2、0.5、1、1.5、2、2.5、3、3.5、4、4.5、5等。
S1=H1*L1,S2=H2*L2,S3=H4*L3。其中,H4为第二部分232在平行于第一壁213的厚度方向Z上的尺寸。
第一部分231的过流面积S1、第二部分232的过流面积S2及第三部分233的过流面积S3满足0.2≤S1/S2≤5、0.2≤S2/S3≤5、0.2≤S1/S3≤5,使得电极引出件23整体具有较佳的过流能力。
当0.5≤S1/S2≤2、0.5≤S2/S3≤2、0.5≤S1/S3≤2时,相较于0.2≤S1/S2≤5、0.2≤S2/S3≤5、0.2≤S1/S3≤5,使得电极引出件23整体的过流能力更佳。
根据本申请的一些实施例,第一部分231的厚度为H1,满足0.2mm≤H1≤5mm,优选地,0.5mm≤H1≤4mm;或第三部分233的厚度为H2,满足0.2mm≤H2≤2mm,优选地,0.3mm≤H2≤1.2mm;或第二部分232的厚度为H3,满足0.2mm≤H3≤5mm,优选地,0.5mm≤H3≤4mm。
可选地,第一部分231的厚度H1可以为0.2mm、0.25mm、0.5mm、0.75mm、1mm、1.25mm、1.5mm、1.75mm、2mm、2.25mm、2.5mm、2.75mm、3mm、3.25mm、3.5mm、3.75mm、4mm、4.25mm、4.5mm、4.75mm、5mm等。
可选地,第三部分233的厚度H2可以为0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2mm等。
可选地,第二部分232的厚度H3可以为0.2mm、0.25mm、0.5mm、0.75mm、1mm、1.25mm、1.5mm、1.75mm、2mm、2.25mm、2.5mm、2.75mm、3mm、3.25mm、3.5mm、3.75mm、4mm、4.25mm、4.5mm、4.75mm、5mm等。
第一部分231的厚度H1满足上述关系,在第一部分231具有较佳的过流能力的情况下,第一部分231不易被焊穿,提高电池100的装配安全性;第三部分233的厚度H2满足上述关系,在使得第三部分233具有较大的过流面积的情况下,便于第三部分233折弯;第二部分232的厚度H3满足上述关系,在第二部分232具有较佳的过流能力的情况下,第二部分232不易被焊穿,提高电池100的装配安全性。
相较于0.2mm≤H1<0.5mm,当0.5mm≤H1≤4mm时,第一部分231的厚度H1不易被焊穿,电池100装配时具有较高的安全性;相较于4mm<H1≤5mm,当0.5mm≤H1≤4mm时,第一部分231在第一壁213的厚度方向Z上占用较小的空间,使得电池100具有较高的能量密度。
相较于0.2mm≤H2<0.3mm,当0.3mm≤H2≤1.2mm时,第三部分233的厚度H2较厚,不易折断;相较于1.2mm<H2≤2mm,当0.3mm≤H2≤1.2mm时,第三部分233的厚度H2较薄,易于折弯,便于第三部分233折弯。
相较于0.2mm≤H3<0.5mm,当0.5mm≤H3≤4mm时,第二部分232的厚度H3不易被焊穿,电池100装配时具有较高的安全性;相较于4mm<H3≤5mm,当0.5mm≤H3≤4mm时,第二部分232在垂直于第一表面23b的方向上占用较小的空间,减少成本。
请参见图3和图12,根据本申请的一些实施例,电池单体20还包括电极端子25,第一壁213设置有电极引出孔2131,电极端子25穿设于电极引出孔2131,电极端子25的一端连接电极引出件23,电极端子25的另一端与电极组件22的极耳221电连接。
电极端子25为导电部件,电极端子25可以为圆柱体,以便于加工制造。可选地,电极引出孔2131可以为圆孔。
在电极引出件23设置于第一壁213的背离电池单体20内部一侧的实施例中,电极端子25穿设于电极引出孔2131,便于实现电极端子25与电极引出件23的连接。
根据本申请的一些实施例,如图3和图4所示,电极端子25的数量和电极引出孔2131的数量均为多个,电极端子25与电极引出孔2131一一对应,电极引出件23设置有第一凹槽234,第一凹槽234位于相邻两个电极端子25之间。
可选地,电极端子25的数量和电极引出孔2131的数量均为两个。
第一凹槽234为电极引出件23的凹陷部位,能够减小电极引出件23的重量。
电极端子25的数量和电极引出孔2131的数量均为多个,具有较佳的过流能力。第一凹槽234能够在不影响过流的情况下减轻电极引出件23的重量。
根据本申请的一些实施例,如图4所示,第一凹槽234延伸至电极引出件23的边缘。
电极引出件23包括第二表面23a、面向第一绝缘件242的第五表面23c以及侧面23d,第二表面23a背离第一壁213设置,第二表面23a和第五表面23c为电极引出件23沿第一壁213的厚度方向Z相对设置的两个表面,电极引出件23的侧面23d连接第二表面23a和第五表面23c。第一凹槽234由第五表面23c朝向第二表面23a凹陷形成。
第一凹槽234延伸至电极引出件23的边缘是指,第一凹槽234延伸至电极引出件23的侧面23d。
在上述方案中,第一凹槽234延伸至电极引出件23的边缘,以便于电极引出件23的边缘加工第一凹槽234,降低加工难度。
根据本申请的一些实施例,第一凹槽234沿电极引出件23的厚度方向贯穿电极引出件23,减小电极引出件23的重量。
请参见图3和图12,并进一步参见图18和图19,图18为本申请一些实施例提供的电池单体的剖视图,图19为图18的A处局部放大图。根据本申请的一些实施例,电池单体20还包括第一绝缘件242,至少部分第一绝缘件242设置于第一壁213与电极引出件23之间,以绝缘隔离第一壁213与电极引出件23,第一绝缘件242包括第一凸起2421,第一凸起2421插设于第一凹槽234内。
第一绝缘件242包括背离第一壁213的第六表面242a和面向第一壁213的第七表面242b,第一凸起2421凸出于第六表面242a。
在上述方案中,通过第一绝缘件242绝缘隔离第一壁213与电极引出件23,使得第一壁213与电极引出件23分隔;第一凸起2421插设于第一凹槽234内,以便于对电极引出件23进行定位。
根据本申请的一些实施例,如图19所示,第一壁213包括背离电池单体20内部的第三表面213a,第三表面213a形成有第二凸起2132,以加强第一壁213的强度。
在一些实施例中,第一绝缘件242包括第二凹槽2422,第二凸起2132插设于第二凹槽2422内。
第一壁213还包括面向电池单体20内部的第四表面(图中未示出),第三表面213a和第四表面为第一壁213的厚度方向Z上相对的两个表面,第二凸起2132凸出于第三表面213a。
第二凹槽2422设置于第七表面242b。
在上述方案中,通过第二凸起2132与第二凹槽2422配合,实现对第一绝缘件242的定位,便于第一绝缘件242与第一壁213的装配。如图16所示,第二凹槽2422可以为通孔。
第二凹槽2422与第一凸起2421在第一壁213的厚度方向Z上对应设置,以合理利用第一绝缘件242的空间。
根据本申请的一些实施例,如图12所示,电池单体20还包括转接件26,电极引出件23可以与极耳221通过电极端子25和转接件26电连接。例如,如图12所示,极耳221连接于转接件26,转接件26连接于电极端子25,电极端子25连接于电极引出件23,从而实现极耳221与电极引出件23的电连接。
如图12所示,电池单体20还包括第三绝缘件27,第三绝缘件27设置于第一壁213的面向电池单体20内部的一侧,第三绝缘件27设置于第一壁213与转接件26之间,用于绝缘隔离第一壁213和电极端子25。
可以理解的,电池单体20也可以不包括转接件26,这时,极耳与电极端子连接。
根据本申请的一些实施例,外壳21包括沿第一壁213的厚度方向Z相对设置的第一壁213和第二壁214,和沿第一方向X相对设置的第三壁和第四壁,以及沿第二方向Y相对设置的第五壁和第六壁,第三壁的面积和第四壁的面积均小于第一壁213的面积,第三壁的面积和第四壁的面积均小于第二壁的面积,第五壁的面积和第六壁的面积均小于第一壁213的面积,第五壁的面积和第六壁的面积均小于第二壁214的面积,第一方向、第二方向和第一壁的厚度方向两两垂直。
在一些实施例中,第一壁213为外壳21的所有壁中面积最大的壁。
电池单体20可以呈长方体形,第一壁213可以为电池单体20的所有壁中面积最大的壁,换句话说,电池单体20的大面设置为第一壁213。第一壁213的厚度方向Z可以为电池单体20的厚度方向。
需要指出的是,在上述壁中,壁的面积为,沿垂直于该壁的方向观察,该壁的投影的面积为该壁的面积。
根据本申请的一些实施例,如图3所示,外壳21包括壳体211和端盖212,壳体211具有开口,端盖212封闭开口,第一壁213为端盖212。
第一壁213为端盖212,便于电极引出件23的装配。
请参见图2,并进一步参见图20和图21,图20为图2的B处局部放大图,图21为本申请一些实施例提供的回流部件的结构示意图。根据本申请的一些实施例,本申请提供了一种电池100,电池100包括箱体10、汇流部件30及多个如上述实施例提供的电池单体20。汇流部件30容纳于箱体10内;多个电池单体20容纳于箱体10内,多个电池单体20沿第一壁213的厚度方向Z堆叠设置,多个电池单体20的电极引出件23通过汇流部件30电连接。
根据本申请实施例的电池100,采用上述的电池单体20,能够提高电池单体20的电极引出件23与汇流部件30的装配效率,进而提高电池100的装配效率。
根据本申请的一些实施例,在第一壁213的厚度方向Z上,汇流部件30的端部的投影与第一壁213至少部分重叠。
汇流部件30的端部的投影与第一壁213至少部分重叠,以便于节省装配空间,使得电池100的内部部件的结构紧凑,提高电池100的能量密度。
根据本申请的一些实施例,如图20所示,电极引出件23与汇流部件30焊接连接并形成焊印区P,沿第一壁213的厚度方向Z,第一表面23b(请参见图4)的尺寸为W1,焊印区P的尺寸为W2,满足0.01≤W2/W1≤0.5,优选地,0.1≤W2/W1≤0.3。
可选地,焊印区P的尺寸W2与第一表面23b的尺寸W1的比值W2/W1可以为0.01、0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5等。
焊印区P为电极引出件23与汇流部件30焊接连接后,在电极引出件23与汇流部件30的焊接位置形成的显示焊印的区域。
焊印区P的尺寸W2与第一表面23b的尺寸W1的比值满足上述关系,使得焊接部位过流能力较佳、连接强度较高、电池单体20的安全性较好。如果焊印区P的尺寸W2与第一表面23b的尺寸W1的比值过小,则导致焊接部位过流能力不佳、连接强度不足;如果焊印区P的尺寸W2与第一表面23b的尺寸W1的比值过大,则可能导致局部焊接位置超出第二部分,使得局部绝缘结构被烧熔,影响电池100的装配安全性。
相较于0.01≤W2/W1<0.1,当0.1≤W2/W1≤0.3时,焊接部位具有较佳的过流能力、连接强度较高;相较于0.3<W2/W1≤0.5,当0.1≤W2/W1≤0.3时,使得焊接部位和电极引出件23与极耳221连接的位置具有较大的重叠面积,使得电池100装配过程中具有较高的焊接安全性。
根据本申请的一些实施例,沿第二方向Y,第一表面23b(请参见图4)的尺寸为F1,焊印区P的尺寸为F2,满足0.01≤F2/F1≤0.5,优选地,0.1≤F2/F1≤0.3,第二方向Y垂直于第一壁213的厚度方向Z并平行于第一表面23b。
可选地,焊印区P在第二方向Y上的尺寸F2与第一表面23b在第二方向Y上的尺寸F1的比值F2/F1可以为0.01、0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5等。
焊印区P在第二方向Y上的尺寸F2与第一表面23b在第二方向Y上的尺寸F1的比值满足上述关系,使得焊接部位过流能力较佳、连接强度较高、电池单体20的安全性较好。如果焊印区P在第二方向Y上的尺寸F2与第一表面23b在第二方向Y上的尺寸F1的比值过小,则导致焊接部位过流能力不佳、连接强度不足;如果焊印区P在第二方向Y上的尺寸F2与第一表面23b在第二方向Y上的尺寸F1的比值过大,则可能导致局部焊接部位超出第二部分,使得局部绝缘结构被烧熔,影响电池100的装配安全性。
相较于0.01≤F2/F1<0.1,当0.1≤F2/F1≤0.3时,焊接部位具有较佳的过流能力、连接强度较高;相较于0.3<F2/F1≤0.5,当0.1≤F2/F1≤0.3时,使得焊接部位和电极引出件23与极耳221连接的位置具有较大的重叠面积,使得电池100装配过程中具有较高的焊接安全性。
根据本申请的一些实施例,第一表面23b的面积为M1,焊印区P的面积为M2,满足0.01≤M1/M2≤0.5,优选地,0.1≤M1/M2≤0.3。
其中,M1=W1*F1,M2=W2*F2。
可选地,第一表面23b的面积M1与焊印区P的面积M2的比值M1/M2可以为0.01、0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5等。
在上述方案中,第一表面23b的面积M1与焊印区P的面积M2的比值满足上述关系,焊印部位过流能力较佳、连接强度较高、电池单体20的安全性较好。如果焊印区P的面积M2与第一表面23b的面积M1的比值过小,则导致焊接部位过流能力不佳、连接强度不足;当汇流部件30与电极引出件23激光焊接时,如果焊印区P的面积M2与第一表面23b的面积M1的比值过大,则导致局部焊接位置超出电极引出件23与极耳221连接的位置,使得局部绝缘结构烧熔和漏激光,影响电池100的装配安全性。
相较于0.01≤M2/M1<0.2,当0.2≤M2/M1≤0.3时,焊接部位具有较佳的过流能力、连接强度较高;相较于0.3<M2/M1≤0.5,当0.2≤M2/M1≤0.3时,使得焊接部位和电极引出件23与极耳221连接的位置具有较大的重叠面积,使得电池100装配过程中具有较高的焊接安全性。
根据本申请的一些实施例,如图21所示,汇流部件30包括底壁31、两个侧壁32和两个翻边部33,两个侧壁32沿第一壁213的厚度方向Z相对设置,底壁31连接两个侧壁32,每个翻边部33从对应的侧壁32的远离底壁31的一端向背离另一个侧壁32的方向延伸,两个翻边部33分别与两个电池单体20的电极引出件23连接。
底壁31的沿第一壁213的厚度方向Z的两端分别连接两个侧壁32,两个翻边部33与两个侧壁32对应设置。
汇流部件30为折弯结构,也即底壁31、两个侧壁32和两个翻边部33一体成型,侧壁32相对于底壁31折弯,翻边部33相对于侧壁32折弯。
多个电池单体20包括相邻的第一电池单体和第二电池单体,汇流部件30用于连接第一电池单体的电极引出件23和第二电池单体的电极引出件23,汇流部件30绕过第一电池单体的平行于第一壁213的厚度方向Z的侧壁,使得汇流部件30的一个翻边部33连接至第一电池单体的电极引出件23,汇流部件30的另一个翻边部33连接至第二电池单体的电极引出件23。
在上述方案中,汇流部件30的结构形式,便于实现汇流部件30与两个电池单体20的电极引出件23的第一表面23b连接,使得电池100的内部部件的结构紧凑。
根据本申请的一些实施例,如图12所示,外壳21还具有与第一壁213相对设置的第二壁214,第二壁214的边缘的第一区域内陷形成凹部2141,在多个电池单体20堆叠设置时,凹部2141用于容纳与第二壁214相邻的电池单体20的至少部分电极引出件23。
第二壁214和第一壁213为外壳21的沿第一壁213的厚度方向Z相对设置的两个壁。
第一区域为第二壁214的边缘的区域,沿第一壁213的厚度方向Z,第一区域与第一壁213的安装电极引出件23的区域相对应。第一区域沿第一壁213的厚度方向Z朝向第一壁213凹陷形成凹部2141。
与第二壁214相邻的电池单体20的电极引出件23可以部分位于凹部2141内,或者,与第二壁214相邻的电池单体20的电极引出件23可以全部位于凹部2141内。
在一些实施例中,凹部2141的凹陷深度大于电极引出件23凸出第一壁213的高度。可以理解的,与第二壁214相邻的电池单体20的电极引出件23也可以只有部分容纳于凹部2141内。
第二壁214的表面可以设置有绝缘层,以便于在多个电池单体20堆叠设置时,第二壁214与相邻电池单体20的电极引出件23绝缘隔离。绝缘层也可以设置在电极引出件23远离第一壁的表面,以便在多个电池单体20堆叠设置时,电极引出件23可以与第一壁213相邻的电池单体的第二壁214绝缘隔离。
在上述方案中,在多个电池单体20堆叠时,凹部2141的设置,能够容纳与第二壁214相邻的电池单体20的电极引出件23,合理利用装配空间,使得电池100具有较高的能量密度。
请参照图7,根据本申请的一些实施例,汇流部件30为平板结构。
在电极引出件23超出第一壁213的边缘,第一表面23b位于电极引出件23的超出第一壁213的部分的实施例中,汇流部件30可以为平板结构,汇流部件30的结构简单,便于加工制造,制造成本低。
请参照图7,根据本申请的一些实施例,电极引出件23至少部分容纳于与第一壁213相邻的电池单体20的凹部2141,电极引出件23包括第一部分231和第二部分232,第一部分231与电极组件22的极耳221电连接,第二部分232用于连接汇流部件30,第二部分232超出第一壁213的边缘,至少部分第二部分232沿第一壁213的厚度方向Z延伸且凸出于第一部分231,第一表面23b为第二部分232背离第一部分231的表面,沿第一壁213指向电极引出件23的方向,第二部分232超出与第一壁213相邻的电池单体20的凹部2141。
第一表面23b在垂直于第一表面23b的方向上的投影位于凹部2141的外部,以便于汇流部件30与第一表面23b连接。
第二部分232超出相邻的电池单体20的凹部2141是指,沿垂直于第一表面23b的方向观察,第二部分232的部分投影落入凹部2141,第二部分232的另一部分投影位于凹部2141的外部,且沿第一壁213的厚度方向Z,该部分投影位于该凹部2141的远离与该凹部2141相对的电池单体20的第一壁213的一侧。例如,电池单体20可以具有沿第一方向X相对设置的第三壁215和第四壁,以第三壁215为例,沿垂直于第一表面23b的方向观察,第二部分232的部分投影落入凹部2141,第二部分232的另一部分投影与第三壁215重叠。
根据本申请的一些实施例,请参照图8、9,外壳21包括壳体211和端盖212,壳体211具有开口,端盖212封闭开口,第一壁为端盖212,在垂直于第一表面23b的方向上,第二部分232的投影与壳体211的投影部分重叠。
沿垂直于第一表面23b的方向观察,第二部分232的投影与壳体211部分重叠,使得第二部分232在端盖212与壳体211的排列方向上具有较大的尺寸,从而使得第一表面23b在端盖212与壳体211的排列方向上具有较大的面积,以使得汇流部件30与电极引出件23具有较大的连接面积,进而使得汇流部件30与电极引出件23连接牢固。
在上述方案中,第一表面23b位于凹部2141的外部,且第一表面23b超出相邻的电池单体20的凹部2141,第一表面23b在第一壁213的厚度方向Z上具有较大的尺寸,以便于电极引出件23与第一表面23b具有较大的连接面积,从而使得电极引出件23与汇流部件30连接牢固。
请参照图22,根据本申请的一些实施例,电池100还包括隔离层40,隔离层40设置于电极引出件23的面向外壳21的表面,隔离层40用于绝缘隔离电极引出件23与外壳21。
隔离层40为绝缘件,隔离层40可以粘贴于电极引出件23的面向相邻的电池单体20的外壳21的表面,或者,隔离层40可以粘贴于电极引出件23的面向设置该电极引出件23的电池单体20的外壳21的表面。隔离层40的材质可以为塑料、塑胶。
隔离层40可以设置于电极引出件23的一个表面或者多个表面。隔离层40可以呈L字形设置,隔离层40可以设置于电极引出件23的相邻的两个表面。
在上述方案中,隔离层40的设置,用于绝缘隔离电极引出件23与相邻的电池单体20的外壳21或者设置电极引出件23的电池单体20的外壳21,提高电池100的安全性。
根据本申请的一些实施例,沿第一壁213的厚度方向Z,相邻的两个电池单体20的相邻的两个电极引出件23具有相背离的两个端部,汇流部件30的两端分别与两个端部齐平。汇流部件30的一端与相邻两个电池单体20中一者的电极引出件23的靠近第一壁213的一端平齐,汇流部件30的另一端与相邻两个电池单体20中另一者的电极引出件23的背离第一壁213的一端齐平;
在一些实施例中,沿第二方向Y,汇流部件30的相对的两端分别与电极引出件23的相对的两端齐平,第二方向Y、第一壁213的厚度方向Z、汇流部件30的厚度方向两两垂直。
汇流部件30的厚度方向可以与第一表面23b垂直。
例如,沿第一壁213的厚度方向Z,汇流部件30的一端与一个电池单体20的电极引出件23的靠近该电池单体20的第一壁213的一端齐平,汇流部件30的另一端与相邻的一个电池单体20的电极引出件23的背离该电池单体20的第一壁213的一端齐平。换句话说,汇流部件30的两端分别与两个电池单体20的两个电极引出件23的相背离的两端齐平。
在上述方案中,汇流部件30在第一壁213的厚度方向Z上的两端分别与相邻的两个电池单体20的电极引出件23的相背离的两个端部齐平,以便于在第一壁213的厚度方向Z对汇流部件30和对应的电极引出件23定位,便于汇流部件30与电极引出件23的连接;汇流部件30的沿第二方向Y的相对的两端分别与电极引出件23的沿第二方向Y的相对的两端齐平,以便于在第二方向Y上对汇流部件30和对应的电极引出件23定位,便于汇流部件30与电极引出件23的连接。
根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种用电设备,用电设备包括上述任一实施例提供的电池单体20,电池单体20用于提供电能。
用电设备可以为前述任一应用电池单体20的装置或系统。
根据本申请的一些实施例,请参见图2至图22,本申请提供了一种电池单体20,该电池单体20呈扁平式长方体。电池单体20包括外壳21、电极组件22、电极引出件23、电极端子25、支撑件241、第一绝缘件242、第二绝缘件243。外壳21包括壳体211和端盖,壳体211具有开口,端盖封闭开口,电极组件22设置于壳体211内,端盖为第一壁213。电极组件22的极耳221从电池单体20的长度方向的两端延伸出。电极引出件23设置于第一壁213的背离电池单体20内部的一侧。第一壁213设置有电极引出孔2131,电极端子25穿设于电极引出孔2131,电极端子25的一端与极耳221通过转接件26电连接。电极引出件23包括第一部分231、第二部分232和第三部分233,第一部分231、第三部分233和第二部分232沿第一方向X依次排列,第三部分233包括第一段2331和第二段2332,第一段2331从第一部分231朝着背离第一壁213的方向延伸,第二段2332连接第一段2331和第二部分232,第二部分232从第二段2332朝着靠近第一壁213的方向延伸,第二部分232与第一部分231平行,第一段2331和第二部分232之间形成有间隙,第一段2331、第二段2332及第二部分232形成U形结构。第一部分231具有远离底壁31的第二表面23a,第二部分232具有沿第一方向X背离第一部分231的第一表面23b,第一部分231与第一壁213平行,沿第一壁213的厚度方向Z,至少部分第二部分232超出第二表面23a。支撑件241插设于间隙内。至少部分第一绝缘件242设置于第一壁213和电极引出件23的第一部分231之间。至少部分第二绝缘件243设置于第二部分232与第一壁213之间,第二绝缘件243、支撑件241和第一绝缘件242一体成型。第二部分232的远离第二段2332的一端抵接于第二绝缘件243。第一绝缘件242设置有用于与电极端子25配合的第二通孔2423。电极引出件23设置有用于与电极端子25配合的第一通孔235,第一通孔235沿第一壁213的厚度方向Z由第五表面23c延伸至第二表面23a,电极端子25的另一端穿过第二通孔2423插设于第一通孔235内,电极端子25与电极引出件23铆接。第一表面23b与第一壁213的厚度方向Z平行,第一表面23b用于与汇流部件30焊接。
根据本申请实施例的电池单体20,第一表面23b与第一壁213的厚度方向Z平行,以便于汇流部件30与电极引出件23焊接,提高了由该电池单体20构成的电池100的装配效率。
虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述,但在不脱离本申请的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (55)
1.一种电池单体,其特征在于,包括:
外壳,具有第一壁;
电极组件,设置于所述外壳内;
电极引出件,安装于所述第一壁,用于将所述电极组件的电能引出;
其中,所述电极引出件包括第一表面,所述第一表面所在平面与所述第一壁相交,所述第一表面用于与汇流部件连接。
2.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述电极引出件还包括第二表面,所述第二表面所在的平面与所述第一表面相交,所述第二表面的面积为D1,所述第一表面的面积为D2,满足0.1≤D2/D1≤10。
3.根据权利要求2所述的电池单体,其特征在于,0.5≤D2/D1≤2。
4.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,沿所述第一壁的厚度方向,所述第一表面的尺寸为W1,满足1mm≤W1≤10mm。
5.根据权利要求4所述的电池单体,其特征在于,2mm≤W1≤5mm。
6.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述电极引出件还包括第二表面,所述第二表面所在的平面与所述第一表面相交,所述电极引出件设置于所述第一壁的背离所述电池单体内部的一侧,所述电极引出件包括第一部分和第二部分,所述第一部分与所述电极组件的极耳电连接,所述第二部分用于连接所述汇流部件,所述第二表面为所述第一部分远离所述第一壁的表面,所述第一表面为所述第二部分的表面。
7.根据权利要求6所述的电池单体,其特征在于,所述电池单体还包括:
电极端子,所述第一壁设置有电极引出孔,所述电极端子的一端连接所述第一部分,另一端通过所述电极引出孔与所述电极组件的极耳电连接。
8.根据权利要求6所述的电池单体,其特征在于,沿所述第一壁的厚度方向,至少部分所述第二部分超出于所述第一部分。
9.根据权利要求6所述的电池单体,其特征在于,所述第一部分和所述第二部分沿第一方向排列,所述第一表面为所述第二部分沿所述第一方向背离所述第一部分的表面,所述第一方向垂直于所述第一壁的厚度方向。
10.根据权利要求6所述的电池单体,其特征在于,所述第一部分与所述第一壁平行。
11.根据权利要求6所述的电池单体,其特征在于,至少部分所述第二部分沿背离所述第一壁的方向延伸且超出所述第二表面。
12.根据权利要求6所述的电池单体,其特征在于,所述电极引出件还包括第三部分,所述第三部分连接所述第一部分和所述第二部分。
13.根据权利要求12所述的电池单体,其特征在于,所述第三部分包括第一段和第二段,所述第一段从所述第一部分朝着背离所述第一壁的方向延伸,所述第二段连接所述第一段和所述第二部分,所述第一段和所述第二部分之间形成有间隙。
14.根据权利要求13所述的电池单体,其特征在于,所述第二部分从所述第二段朝着靠近所述第一壁的方向延伸,所述第一段、所述第二段及所述第二部分形成U形结构。
15.根据权利要求13所述的电池单体,其特征在于,所述电池单体还包括:
支撑件,插设于所述间隙内。
16.根据权利要求15所述的电池单体,其特征在于,所述支撑件的相对的两面分别与所述第一段和所述第二部分接触。
17.根据权利要求15所述的电池单体,其特征在于,所述支撑件为绝缘材质,沿第二方向,所述支撑件超出所述第三部分的两端,所述第二方向垂直于所述第一壁的厚度方向且平行于所述第一表面。
18.根据权利要求15所述的电池单体,其特征在于,所述电池单体还包括:
第一绝缘件,至少部分设置于所述第一壁与所述第一部分之间,以绝缘隔离所述第一壁与所述第一部分。
19.根据权利要求18所述的电池单体,其特征在于,所述支撑件连接于所述第一绝缘件。
20.根据权利要求18所述的电池单体,其特征在于,沿第二方向,所述第一绝缘件超出所述第一部分的两端,所述第二方向垂直于所述第一壁的厚度方向且平行于所述第一表面。
21.根据权利要求18所述的电池单体,其特征在于,所述电池单体还包括:
第二绝缘件,至少部分设置于所述第二部分与所述第一壁之间,以绝缘隔离所述第二部分与所述第一壁。
22.根据权利要求21所述的电池单体,其特征在于,所述第二绝缘件连接于所述第一绝缘件。
23.根据权利要求21所述的电池单体,其特征在于,所述第二部分的远离所述第二段的一端抵接于所述第二绝缘件。
24.根据权利要求21所述的电池单体,其特征在于,沿第二方向,所述第二绝缘件超出所述第二部分的两端,所述第二方向垂直于所述第一壁的厚度方向且平行于所述第一表面。
25.根据权利要求12所述的电池单体,其特征在于,所述第一部分的厚度大于所述第三部分的厚度,和/或,所述第二部分的厚度大于所述第三部分的厚度。
26.根据权利要求25所述的电池单体,其特征在于,所述第一部分、所述第三部分和所述第二部分沿第一方向依次排列,所述第三部分沿第二方向的尺寸大于所述第一部分沿所述第二方向的尺寸,所述第三部分沿所述第二方向的尺寸大于所述第二部分沿所述第二方向的尺寸,所述第一方向、所述第二方向和所述第一壁的厚度方向两两垂直。
27.根据权利要求25所述的电池单体,其特征在于,所述第一部分的过流截面积为S1,所述第三部分的过流截面积为S2,所述第二部分的过流截面积为S3;
其中,0.2≤S1/S2≤5,0.2≤S2/S3≤5,0.2≤S1/S3≤5。
28.根据权利要求17所述的电池单体,其特征在于,0.5≤S1/S2≤2,0.5≤S2/S3≤2,0.5≤S1/S3≤2。
29.根据权利要求12所述的电池单体,其特征在于,
所述第一部分的厚度为H1,满足0.2mm≤H1≤5mm;或
所述第三部分的厚度为H2,满足0.2mm≤H2≤2mm;或
所述第二部分的厚度为H3,满足0.2mm≤H3≤5mm。
30.根据权利要求29所述的电池单体,其特征在于,0.5mm≤H1≤4mm;或
0.3mm≤H2≤1.2mm;或
0.5mm≤H3≤4mm。
31.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述电池单体还包括:
电极端子,所述第一壁设置有电极引出孔,所述电极端子穿设于所述电极引出孔,所述电极端子的一端连接所述电极引出件,另一端与所述电极组件的极耳电连接。
32.根据权利要求31所述的电池单体,其特征在于,所述电极端子的数量和所述电极引出孔的数量均为多个,所述电极端子与所述电极引出孔一一对应,所述电极引出件设置有第一凹槽,所述第一凹槽位于相邻两个所述电极端子之间。
33.根据权利要求32所述的电池单体,其特征在于,所述第一凹槽延伸至所述电极引出件的边缘。
34.根据权利要求32所述的电池单体,其特征在于,所述电池单体还包括:
第一绝缘件,至少部分设置于所述第一壁与所述电极引出件之间,以绝缘隔离所述第一壁与所述电极引出件,所述第一绝缘件包括第一凸起,所述第一凸起插设于所述第一凹槽内。
35.根据权利要求34所述的电池单体,其特征在于,所述第一壁包括背离所述电池单体内部的第三表面,所述第三表面形成有第二凸起,所述第一绝缘件包括第二凹槽,所述第二凸起插设于所述第二凹槽内。
36.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述电极引出件超出所述第一壁的边缘,所述第一表面位于所述电极引出件的超出所述第一壁的部分。
37.根据权利要求36所述的电池单体,其特征在于,所述电极引出件包括第一部分和第二部分,所述第一部分与所述电极组件的极耳电连接,所述第二部分用于连接所述汇流部件,所述第二部分超出所述第一壁的边缘,至少部分所述第二部分沿所述第一壁的厚度方向延伸且凸出于所述第一部分,所述第一表面为所述第二部分背离所述第一部分的表面。
38.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述第一表面所在的平面与所述第一壁垂直。
39.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述外壳包括沿所述第一壁的厚度方向相对设置的所述第一壁和第二壁、沿第一方向相对设置的第三壁和第四壁、以及沿第二方向相对设置的第五壁和第六壁,所述第三壁的面积和所述第四壁的面积均小于所述第一壁的面积,所述第三壁的面积和所述第四壁的面积均小于所述第二壁的面积,所述第五壁的面积和所述第六壁的面积均小于所述第一壁的面积,所述第五壁的面积和所述第六壁的面积均小于所述第二壁的面积,所述第一壁的厚度方向、所述第一方向和所述第二方向两两垂直。
40.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述外壳包括壳体和端盖,所述壳体具有开口,所述端盖封闭所述开口,所述第一壁为所述端盖。
41.一种电池,其特征在于,包括:
箱体;
汇流部件,容纳于所述箱体内;
多个如权利要求1-40中任一项所述的电池单体,容纳于所述箱体内,多个所述电池单体沿所述第一壁的厚度方向堆叠设置,多个所述电池单体的所述电极引出件通过所述汇流部件电连接。
42.根据权利要求41所述的电池,其特征在于,在所述第一壁的厚度方向上,所述汇流部件的端部的投影与所述第一壁至少部分重叠。
43.根据权利要求41所述的电池,其特征在于,所述电极引出件与所述汇流部件焊接连接并形成焊印区,沿所述第一壁的厚度方向,所述第一表面的尺寸为W1,所述焊印区的尺寸为W2,满足0.01≤W2/W1≤0.5。
44.根据权利要求43所述的电池,其特征在于,0.1≤W2/W1≤0.3。
45.根据权利要求43或44所述的电池,其特征在于,沿第二方向,所述第一表面的尺寸为F1,所述焊印区的尺寸为F2,满足0.01≤F2/F1≤0.5,所述第二方向垂直于所述第一壁的厚度方向并平行于所述第一表面。
46.根据权利要求45所述的电池,其特征在于,0.1≤F2/F1≤0.3。
47.根据权利要求43或44所述的电池,其特征在于,所述第一表面的面积为M1,所述焊印区的面积为M2,满足0.01≤M1/M2≤0.5。
48.根据权利要求47所述的电池,其特征在于,0.1≤M1/M2≤0.3。
49.根据权利要求41所述的电池,其特征在于,所述汇流部件包括底壁、两个侧壁和两个翻边部,所述两个侧壁沿所述第一壁的厚度方向相对设置,所述底壁连接所述两个侧壁,每个所述翻边部从对应的所述侧壁的远离所述底壁的一端向背离另一个所述侧壁的方向延伸,所述两个翻边部分别与两个所述电池单体的所述电极引出件连接。
50.根据权利要求41所述的电池,其特征在于,所述外壳还具有与所述第一壁相对设置的第二壁,所述第二壁的边缘的第一区域内陷形成凹部,所述凹部用于容纳与所述第二壁相邻的所述电池单体的至少部分所述电极引出件。
51.根据权利要求50所述的电池,其特征在于,所述电极引出件超出所述第一壁的边缘,所述第一表面位于所述电极引出件的超出所述第一壁的部分,所述汇流部件为平板结构。
52.根据权利要求51所述的电池,其特征在于,所述电极引出件至少部分容纳于与所述第一壁相邻的所述电池单体的所述凹部,所述电极引出件包括第一部分和第二部分,所述第一部分与所述电极组件的极耳电连接,所述第二部分用于连接所述汇流部件,所述第二部分超出所述第一壁的边缘,至少部分所述第二部分沿所述第一壁的厚度方向延伸且凸出于所述第一部分,所述第一表面为所述第二部分背离所述第一部分的表面,
沿所述第一壁指向所述电极引出件的方向,所述第二部分超出与所述第一壁相邻的所述电池单体的所述凹部;和/或
所述外壳包括壳体和端盖,所述壳体具有开口,所述端盖封闭所述开口,所述第一壁为所述端盖,在垂直于所述第一表面的方向上,所述第二部分的投影与所述壳体的投影部分重叠。
53.根据权利要求52所述的电池,其特征在于,所述电池还包括隔离层,所述隔离层设置于所述电极引出件的面向所述外壳的表面,所述隔离层用于绝缘隔离所述电极引出件与所述外壳。
54.根据权利要求52所述的电池,其特征在于,沿所述第一壁的厚度方向,相邻两个所述电池单体的相邻的两个所述电极引出件具有相背离的两个端部,所述汇流部件的两端分别与两个所述端部齐平;和/或,
沿第二方向,所述汇流部件的相对的两端分别与所述电极引出件的相对的两端齐平,所述第二方向、所述第一壁的厚度方向、所述汇流部件的厚度方向两两垂直。
55.一种用电设备,其特征在于,包括如权利要求1-40中任一项所述的电池单体,所述电池单体用于提供电能。
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