CN220065874U - 电池单体、电池及用电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电池单体，包括壳体、卷芯、上绝缘件及极柱。在进行极柱装配时，可通过铆头的偏心旋转将极柱的主体与减薄区域对应的部分压制成压紧环，压紧环将上绝缘件压紧于壳体的外壁，从而实现极柱的固定及极柱与安装孔之间的密封。铆头旋转时，可从不同的方向对主体施加压力。而由于预先在操作孔的开口端加工出环形的减薄区域，使得主体与减薄区域对应的部分强度降低，故该部分在铆头进行旋铆时容易向外展开，从而避免出现压紧环倾斜或铆压不到位的情况，压紧环能够沿上绝缘件的周向均匀地压紧。因此，上述电池单体的可靠性得到显著提升。此外，本实用新型还提供一种电池及用电装置。

Description

电池单体、电池及用电装置

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别涉及一种电池单体、电池及用电装置。

背景技术

圆柱电池的壳体顶部设置极柱，极柱一般通过铆接的方式安装于壳体。装配时，先将极柱从内向外穿过壳体，并依次装入上塑胶及支撑环；再从极柱的顶端向下压，直至极柱变形并形成与支撑环压紧的压紧环。在对极柱进行压铆的过程中，容易因受力不均导致铆偏，从而造成压紧环的铆压面倾斜或者铆压不到位，进而导致出现支撑环翘起、气密性不好等问题，影响电池的可靠性。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种能够提升可靠性的电池单体。

一种电池单体，包括壳体、卷芯、上绝缘件、下绝缘件及极柱，所述壳体开设有安装孔，所述极柱包括主体，所述主体的一端形成有沿周向延伸的限位环，另一端的端面开设有沿所述主体的轴向延伸的操作孔，所述操作孔的开口端的内壁形成有环形的减薄区域，所述极柱穿设于所述安装孔并使所述限位环将所述下绝缘件压持于所述壳体的内壁，所述主体与所述减薄区域对应的部分通过旋铆的方式向外展开并形成沿所述主体的周向延伸的压紧环，所述压紧环将所述上绝缘件压紧于所述壳体的外壁。

在其中一个实施例中，所述操作孔与所述主体同轴设置。

在其中一个实施例中，所述主体远离所述限位环一端的外边缘形成有倒角结构。

在其中一个实施例中，所述上绝缘件包括绝缘环及由所述绝缘环的内侧边缘朝所述绝缘环的轴向延伸的第一弯折部，所述绝缘环沿所述安装孔的边缘延伸并夹持于所述压紧环与所述壳体的外壁之间，所述第一弯折部伸入所述安装孔并夹持于所述安装孔的内壁与所述主体的侧壁之间。

在其中一个实施例中，所述上绝缘件还包括由所述绝缘环的外侧边缘相对于所述第一弯折部反向延伸的第二弯折部，所述压紧环收容于所述第二弯折部与所述绝缘环围设成的收容槽内。

在其中一个实施例中，还包括密封圈，所述密封圈套设于所述主体并夹持于所述限位环与所述壳体的内壁之间。

在其中一个实施例中，所述上绝缘件、所述下绝缘件及所述密封圈构成一体成型的结构。

在其中一个实施例中，所述壳体呈圆柱形，所述安装孔开设于所述壳体的顶端。

上述电池单体，在进行极柱装配时，可通过铆头的偏心旋转将主体与减薄区域对应的部分压制成压紧环，压紧环将上绝缘件压紧于壳体的外壁，从而实现极柱的固定及极柱与安装孔之间的密封。铆头旋转时，可从不同的方向对主体施加压力。而由于预先在操作孔的开口端加工出环形的减薄区域，使得主体与减薄区域对应的部分强度降低，故该部分在铆头进行旋铆时容易向外展开，从而避免出现压紧环倾斜或铆压不到位的情况，压紧环能够沿上绝缘件的周向均匀地压紧。因此，上述电池单体的可靠性得到显著提升。

此外，本实用新型还提供一种电池及用电装置。

一种电池，包括多个如上述优选实施例中任一项所述的电池单体。

一种用电装置，包括如上述优选实施例中任一项所述的电池单体或如上述实施例所述的电池。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型较佳实施例中电池单体的结构示意图；

图2为图1所示电池单体的剖视图；

图3为图2所示电池单体中局部A的放大示意图；

图4为极柱装配前的结构示意图；

图5为极柱装配后的结构示意图；

图6为图2所示电池单体中上绝缘件的示意图。

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。

本实用新型公开了一种用电装置、电池及电池单体，上述用电装置包括上述电池或上述电池单体，并能够由上述电池或上述电池单体提供电能。其中，上述用电装置可以是车辆、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具、电动工具、储能设备、游乐设备、电梯和升降设备等等。车辆可以是燃油汽车、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；航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等；电动玩具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、电动轮船玩具或电动飞机玩具等等；电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具，例如，电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等等；储能设备可以是储能墙、基站储能、集装箱储能等等；游乐设备可以是旋转木马、跳楼机等等。本申请对上述用电装置不做特殊限制。

对于纯电动汽车而言，上述电池可以作为驱动电源，从而替代化石燃料提供驱动动力。

上述电池可以是电池包或电池模组。当上述电池为电池包时，电池包具体包括电池管理系统(BMS)及多个上述电池单体。多个电池单体之间可通过串联、并联或者串联与并联混合的方式电连接，并与电池管理系统进行通讯连接，以组成电池包，上述电池管理系统对各个电池单体的工作状态进行控制和监测。此外，多个电池单体也可先进行串联和/或并联，并与模组管理系统组成电池模组，再由多个电池模组通过串联、并联或者串联与并联混合的方式电连接，并与电池管理系统共同构成电池包。

其中，上述电池包或电池模组中的多个电池单体可安装于箱体、框架、支架等支撑结构上，各个电池单体之间、电池单体与电池管理系统之间可通过汇流部件进行电连接。上述电池单体可以是锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池，其外部轮廓可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状，但均不局限于此。具体在本实施例中，上述电池单体为锂离子圆柱电池。

请参阅图1及图2，本实用新型较佳实施例中的电池单体100包括壳体110、卷芯120、上绝缘件130、极柱140及下绝缘件150。

壳体110为一端开口的筒状结构，可以是铝壳或钢壳结构，可采用冲压的工艺成型。由于本实施例中的电池单体100为圆柱电池，故壳体110的外部轮廓呈圆柱形。卷芯120收容于壳体110内，装配时可通过壳体110的开口将卷芯120装入，再通过顶盖(图未示)或底盖(图未示)将壳体110的开口密封。

卷芯120是电池单体100的核心部件，本实施例中的卷芯120呈圆柱形。卷芯120一般由正极片、负极片及在负极片与正极片之间起绝缘作用的隔膜通过卷绕的方式成型。卷绕成型的卷芯120呈圆柱状，两端分别具有正极耳(图未示)及负极耳(图未示)，正极耳及负极耳用于分别将正极片及负极片引出。而且，负极耳一般还与壳体110电连接。

壳体110开设有安装孔(图未示)，极柱140安装于安装孔内并通过上绝缘件130及下绝缘件150与壳体110之间实现绝缘。上绝缘件130及下绝缘件150可以是塑胶件，具体可以是聚苯硫醚塑料件。具体在本实施例中，壳体110的底部开口并通过底盖密封，安装孔开设于壳体110的顶端，故极柱140设置于壳体110的顶端。

请一并参阅图4，极柱140包括主体141，主体141的一端形成有沿周向延伸的限位环142，另一端的端面开设有沿主体141的轴向延伸的操作孔143。主体141一般呈圆柱状，由金属成型。限位环142沿主体141的径向突出，一般呈圆环形。操作孔143为一端开口的盲孔结构，其开口位于主体141远离限位环142一端的端面上。

操作孔143的开口端的内壁形成有环形的减薄区域1431。具体的，可通过切削减薄的方式对操作孔143内壁相应区域进行减薄，以形成减薄区域1431。主体141与减薄区域1431对应的部分相较于其他部分的强度降低，容易变形。

请一并参阅图3及图5，极柱140穿设于安装孔并使限位环142将下绝缘件150压持于壳体110的内壁。而且，卷芯120的正极耳一般还与限位环142电连接。下绝缘件150能够在限位环142与壳体110内壁之间起到绝缘作用，并能够实现密封。在装配极柱140时，可先将主体141从壳体110的内部向外穿出，直至限位环142与下绝缘件150抵接。接着，将壳体110置于旋铆机(图未示)并采用铆头对主体141伸出于壳体110的一端进行旋铆。铆头通过偏心旋转对主体141施加压力，以使主体141与减薄区域1431对应的部分向外展开并形成沿主体141的周向延伸的压紧环144，压紧环144将上绝缘件130压紧于壳体110的外壁。

此时，压紧环144与限位环142配合，将壳体110的壳壁夹紧，从而将极柱140固定于安装孔内。而且，上绝缘件130还能起到将压紧环144与壳体110的外壁隔开，以在壳体110与极柱140之间实现密封及绝缘的作用。

为了提升极柱140与安装孔之间的密封性能，具体在本实施例中，电池单体100还包括密封圈160，密封圈160套设于主体141并夹持于限位环142与壳体110的内壁之间。

由于预先在操作孔143的开口端加工出环形的减薄区域1431，使得主体141与减薄区域1431对应的部分强度降低，故该部分在铆头进行旋铆时容易向外展开。而且，铆头偏心旋转时，能够从不同的方向对主体141施加压力。因此，旋铆时可避免出现压紧环144倾斜或铆压不到位的情况，压紧环144能够沿上绝缘件130的周向均匀地压紧。

在本实施例中，操作孔143与主体141同轴设置。如此，操作孔143的孔壁的厚度分布均匀，故在通过旋铆成型压紧环144后，可使压紧环144的径向尺寸保持较高的一致性，从而能够更均匀地压紧上绝缘件130。

在本实施例中，主体141远离限位环142一端的外边缘形成有倒角结构1411。在通过旋铆形成压紧环144后，主体141远离限位环142一端的外边缘朝向上绝缘件130。因此，在该外边缘形成倒角结构1411，能够避免因压紧环144存在锋利的直角而损伤上绝缘件130。

请一并参阅图6，在本实施例中，上绝缘件130包括绝缘环131及由绝缘环131的内侧边缘朝绝缘环131的轴向延伸的第一弯折部132，绝缘环131沿安装孔的边缘延伸并夹持于压紧环144与壳体110的外壁之间，第一弯折部132伸入安装孔并夹持于安装孔的内壁与主体141的侧壁之间。

装配时，绝缘环131及第一弯折部132均套设于主体141，绝缘环131能够在压紧环144的底面与壳体110的外壁之间进行密封及绝缘，而第一弯折部132则能够在主体141的侧壁与安装孔的内壁之间进行密封及绝缘。因此，可提升极柱140与壳体110之间的绝缘及密封性能。

进一步的，在本实施例中，上绝缘件130还包括由绝缘环131的外侧边缘相对于第一弯折部132反向延伸的第二弯折部133，压紧环144收容于第二弯折部133与绝缘环131围设成的收容槽134内。具体的，绝缘环131、第一弯折部132及第二弯折部133为一体成型的结构。压紧环144旋铆成型的过程中，收容槽134能够有效地包裹住压紧环144，故能够减小压紧环144与壳体110外壁接触的概率，从而进一步提升极柱140与壳体110之间的绝缘性能。

此外，在本实施例中，上绝缘件130、下绝缘件150及密封圈160构成一体成型的结构。一体成型的结构强度更高，不易变形或损坏，可靠性更高。而且，一体成型的结构能够减少缝隙，故密封性能及绝缘性能也更佳。

上述电池单体100，在进行极柱140装配时，可通过铆头的偏心旋转将主体141与减薄区域1431对应的部分压制成压紧环144，压紧环144将上绝缘件130压紧于壳体110的外壁，从而实现极柱140的固定及极柱140与安装孔之间的密封。铆头旋转时，可从不同的方向对主体141施加压力。而由于预先在操作孔143的开口端加工出环形的减薄区域1431，使得主体141与减薄区域1431对应的部分强度降低，故该部分在铆头进行旋铆时容易向外展开，从而避免出现压紧环144倾斜或铆压不到位的情况，压紧环144能够沿上绝缘件130的周向均匀地压紧。因此，上述电池单体100的可靠性得到显著提升。

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 (10)

1.一种电池单体，其特征在于，包括壳体、卷芯、上绝缘件、下绝缘件及极柱，所述壳体开设有安装孔，所述极柱包括主体，所述主体的一端形成有沿周向延伸的限位环，另一端的端面开设有沿所述主体的轴向延伸的操作孔，所述操作孔的开口端的内壁形成有环形的减薄区域，所述极柱穿设于所述安装孔并使所述限位环将所述下绝缘件压持于所述壳体的内壁，所述主体与所述减薄区域对应的部分通过旋铆的方式向外展开并形成沿所述主体的周向延伸的压紧环，所述压紧环将所述上绝缘件压紧于所述壳体的外壁。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述操作孔与所述主体同轴设置。

3.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述主体远离所述限位环一端的外边缘形成有倒角结构。

4.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述上绝缘件包括绝缘环及由所述绝缘环的内侧边缘朝所述绝缘环的轴向延伸的第一弯折部，所述绝缘环沿所述安装孔的边缘延伸并夹持于所述压紧环与所述壳体的外壁之间，所述第一弯折部伸入所述安装孔并夹持于所述安装孔的内壁与所述主体的侧壁之间。

5.根据权利要求4所述的电池单体，其特征在于，所述上绝缘件还包括由所述绝缘环的外侧边缘相对于所述第一弯折部反向延伸的第二弯折部，所述压紧环收容于所述第二弯折部与所述绝缘环围设成的收容槽内。

6.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，还包括密封圈，所述密封圈套设于所述主体并夹持于所述限位环与所述壳体的内壁之间。

7.根据权利要求6所述的电池单体，其特征在于，所述上绝缘件、所述下绝缘件及所述密封圈构成一体成型的结构。

8.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述壳体呈圆柱形，所述安装孔开设于所述壳体的顶端。

9.一种电池，其特征在于，包括多个如上述权利要求1至8任一项所述的电池单体。

10.一种用电装置，其特征在于，包括如上述权利要求1至8任一项所述的电池单体或如上述权利要求9所述的电池。