CN220066023U - 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，所述壳体的一侧设有开口；电极组件，收容于所述壳体内，所述电极组件包括正极耳和负极耳；顶盖组件，密封设置于所述壳体的开口，所述顶盖组件上设置有极柱；及连接片，设置在所述顶盖组件与所述电极组件之间，所述连接片包括相互连接的第一连接部和第二连接部，所述第一连接部靠近所述顶盖组件的一侧与所述极柱焊接，所述第二连接部对应所述正极耳或所述负极耳的位置设置有厚度减薄区域，所述厚度减薄区域的厚度小于所述第二连接部其他区域的厚度，所述厚度减薄区域靠近所述电极组件的一侧与所述正极耳或所述负极耳焊接。如此，连接片与正极耳或负极耳的焊接过程较为简单，且焊接良率得到了提升。

Description

电池单体、电池及用电装置

技术领域

本实用新型涉及新能源技术领域，特别涉及一种电池单体、电池及用电装置。

背景技术

二次电池一般包括壳体、电极组件、顶盖组件和连接片，电极组件收容于壳体内并由壳体提供保护，顶盖组件密封设置于壳体的开口，连接片的一侧与顶盖组件的极柱焊接，连接片的另一侧与电极组件的极耳焊接。

二次电池在大电流工作时需要更大的过流面积，由于电流需要由电极组件经过连接片向极柱进行输送，此时需要连接片的截面积较大，也即连接片整体的厚度较大。然而，厚度较大的连接片与极耳进行焊接时，存在焊接困难，焊接良率较低的问题。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种能够提高焊接良率的电池单体。

一种电池单体，包括：

壳体，所述壳体的一侧设有开口；

电极组件，收容于所述壳体内，所述电极组件包括正极耳和负极耳；

顶盖组件，密封设置于所述壳体的开口，所述顶盖组件上设置有极柱；及

连接片，设置在所述顶盖组件与所述电极组件之间，所述连接片包括相互连接的第一连接部和第二连接部，所述第一连接部靠近所述顶盖组件的一侧与所述极柱焊接，所述第二连接部对应所述正极耳或所述负极耳的位置设置有厚度减薄区域，所述厚度减薄区域的厚度小于所述第二连接部其他区域的厚度，所述厚度减薄区域靠近所述电极组件的一侧与所述正极耳或所述负极耳焊接。

在其中一个实施例中，所述第二连接部靠近所述电极组件的一侧表面设置有凹槽使得所述第二连接部与所述凹槽对应的位置形成所述厚度减薄区域，所述正极耳或所述负极耳的至少部分伸至所述凹槽内与所述厚度减薄区域焊接。

在其中一个实施例中，所述第二连接部包括主体区域以及设置在所述主体区域至少一端的所述厚度减薄区域，所述主体区域与所述第一连接部连接，所述厚度减薄区域的厚度小于所述主体区域的厚度且所述厚度减薄区域靠近所述电极组件的表面与所述电极组件之间的距离，大于所述主体区域靠近所述电极组件的表面与所述电极组件之间的距离。

在其中一个实施例中，所述厚度减薄区域与所述主体区域之间形成台阶槽，所述台阶槽的台阶面靠近所述电极组件，所述正极耳或所述负极耳的至少部分伸至所述台阶槽内与所述厚度减薄区域焊接。

在其中一个实施例中，所述第一连接部靠近所述顶盖组件的一侧设置有定位槽，所述极柱的至少部分伸至所述定位槽内与所述连接片焊接。

在其中一个实施例中，所述厚度减薄区域的厚度在0.1mm-1.2mm之间。

在其中一个实施例中，所述顶盖组件上设置有两个所述极柱，两个所述极柱分布于所述顶盖组件长度方向的两端，且两个所述极柱分别通过所述连接片与所述正极耳及所述负极耳连接，两个所述连接片与所述正极耳及所述负极耳焊接的焊接区域分别对应于两个所述连接片的所述厚度减薄区域。

在其中一个实施例中，所述电极组件包括两个裸电芯，每个所述裸电芯均包括所述正极耳及所述负极耳，所述连接片包括两个所述厚度减薄区域，两个所述厚度减薄区域分别与两个所述裸电芯的所述正极耳或所述负极耳焊接。

上述电池单体，当连接片与电极组件的正极耳或负极耳焊接时，通过位于连接片的第二连接部上的厚度减薄区域与正极耳或负极耳焊接，由于厚度减薄区域的厚度小于第二连接部其他区域的厚度，连接片与正极耳或负极耳的焊接过程较为简单，且焊接良率得到了提升。与此同时，第二连接部其他区域的厚度并未改变，使得连接片依然具备过大电流的能力。

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所述的电池单体。

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

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爆炸图；

图2为图1所示电池单体中裸电芯与连接片焊接时的结构图；

图3为图1所示电池单体中部分结构的局部剖视图；

图4为图1所示电池单体中连接片的一个实施例的结构图之一；

图5为图1所示电池单体中连接片的一个实施例的结构图之二；

图6为图1所示电池单体中连接片的另一个实施例的结构图。

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方形电池。

请参阅图1，本实用新型较佳实施例中的电池单体10包括壳体100、电极组件200、顶盖组件300及连接片400。

壳体100为中空结构，其内部具有用于容纳电极组件200、电解液以及其他部件的收容空间。壳体100的一侧设有开口(图未标)，通过壳体100的开口能够将电极组件200装入壳体100内。由于本实施例中的电池单体10为方形电池，故壳体100的外部轮廓呈长方体形。

电极组件200是电池单体10的核心部件，收容于壳体100内。为了适配壳体100的形状，本实施例中的电极组件200呈长方体形。其中，电极组件200包括裸电芯210及绝缘片220。

每个电极组件200可以包括一个或多个裸电芯210。裸电芯210可以由正极片、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或叠片的方式成型，通过卷绕成型的裸电芯210可压制成扁平状。裸电芯210具有正极耳211及负极耳212，正极耳211及负极耳212用于分别将正极片及负极片引出。其中，正极耳211及负极耳212位于电极组件200的同一侧。具体在本实施例中，正极耳211及负极耳212均位于电极组件200的顶部。

绝缘片220包覆于裸电芯210的外周并暴露出正极耳211及负极耳212。绝缘片220能够保护裸电芯210，并在裸电芯210与壳体100之间起到较好的绝缘作用。具体的，绝缘片220的材质可以是聚酰亚胺、聚乙烯及聚偏二氟乙烯等。

顶盖组件300密封设置于壳体100的开口，以在壳体100的内部形成相对封闭的环境，从而将电极组件200与外部环境隔绝。顶盖组件300上一般还开设有沿厚度方向贯通的注液孔(图未标)，注液孔一般为圆形孔。在顶盖组件300密封壳体100的开口后，可通过注液孔将电解液注入壳体100内部。注液完成后，一般还将通过激光焊接的方式将密封钉焊接于顶盖组件300上以将注液孔封堵。顶盖组件300的形状与壳体100的开口的形状相适配，具体在本实施例中，顶盖组件300大致呈矩形。

顶盖组件300上一般还设置有防爆阀(图未示)。当壳体100内的气体压力超过阈值时，防爆阀便开启以对壳体100内进行泄压，从而防止电池单体10发生爆炸。显然，在其他实施例中，顶盖组件300上的防爆阀可以省略，而将防爆阀设置于壳体100的侧壁或底壁。

此外，顶盖组件300上还绝缘设置有极柱310，极柱310沿厚度方向贯穿顶盖组件300。而且，极柱310伸入壳体100内的一端与电极组件200的正极耳211或负极耳212电连接。

连接片400设置在顶盖组件300与电极组件200之间，连接片400的一侧与极柱310焊接，连接片400的另一侧与电极组件200的正极耳211或负极耳212焊接。具体到本实施例中，连接片400的上表面与极柱310焊接，连接片400的下表面与电极组件200的正极耳211或负极耳212焊接，上述焊接可以采用超声波焊接。

请一并参阅图2-图6，连接片400包括相互连接的第一连接部410和第二连接部420，第一连接部410靠近顶盖组件300的一侧与极柱310焊接，第二连接部420对应正极耳211或负极耳212的位置设置有厚度减薄区域421，厚度减薄区域421的厚度小于第二连接部420其他区域的厚度，厚度减薄区域421靠近电极组件200的一侧与正极耳211或负极耳212焊接。

当连接片400与电极组件200的正极耳211或负极耳212焊接时，通过位于连接片400的第二连接部420上的厚度减薄区域421与正极耳211或负极耳212焊接，由于厚度减薄区域421的厚度小于第二连接部420其他区域的厚度，连接片400与正极耳211或负极耳212的焊接过程较为简单，且焊接良率得到了提升。与此同时，第二连接部420其他区域的厚度并未改变，使得连接片400依然具备过大电流的能力。

需要说明的是，第一连接部410和第二连接部420一体成型，厚度相等，只有厚度减薄区域421的厚度较小。由于厚度减薄区域421的厚度小于连接片400其他区域的厚度，从而可以对连接片400进行减重，进而减小了电池单体10的重量。

请再次参阅图6，在一个可选的实施例中，第二连接部420靠近电极组件200的一侧表面设置有凹槽使得第二连接部420与凹槽对应的位置形成厚度减薄区域421，正极耳211或负极耳212的至少部分伸至凹槽内与厚度减薄区域421焊接。如此，通过在第二连接部420的表面设置凹槽来形成厚度减薄区域421，厚度减薄区域421的成型方式较为简单。

具体地，可以通过在第二连接部420的表面直接开槽来形成凹槽，也可以通过在第二连接部420的局部进行墩薄处理来形成凹槽，在此不做限定，只要能够在第二连接部420的表面形成凹槽即可。

请再次参阅图3-图5，在另一个可选的实施例中，第二连接部420包括主体区域以及设置在主体区域至少一端的厚度减薄区域421，主体区域与第一连接部410连接，厚度减薄区域421的厚度小于主体区域的厚度且厚度减薄区域421靠近电极组件200的表面与电极组件200之间的距离，大于主体区域靠近电极组件200的表面与电极组件200之间的距离。换句话说，厚度减薄区域421与主体区域之间形成台阶槽，台阶槽的台阶面靠近电极组件200。电极组件200的正极耳211或负极耳212的至少部分伸至台阶槽内与厚度减薄区域421焊接。

如此，由于正极耳211或负极耳212的至少部分伸至台阶槽内，使得连接片400主体区域靠近电极组件200的一侧表面与电极组件200的距离缩小，从而使得同样高度的壳体100内可以容纳的电极组件200的高度变大，进而可以提高电池单体10的能量密度。

在一个可选的实施例中，第一连接部410靠近顶盖组件300的一侧设置有定位槽411，极柱310的至少部分伸至定位槽411内与连接片400焊接。如此，一方面，利用极柱310与定位槽411的配合，可以对连接片400进行定位；另一方面，第一连接部410对应定位槽411的区域厚度较其他区域小，从而便于连接片400与极柱310进行焊接，可以提高连接片400与极柱310的焊接效果。

在本实施例中，厚度减薄区域421的厚度在0.1mm-1.2mm之间。当厚度减薄区域421的厚度小于0.1mm时，厚度减薄区域421难以加工或者加工成本高；而当厚度减薄区域421的厚度大于1.2mm时，对厚度减薄区域421与电极组件200的正极耳211或负极耳212焊接时的焊接良率及焊接效果提升不大。

请参阅图1和图2，顶盖组件300上一般设置有两个极柱310，两个极柱310可分布于顶盖组件300长度方向的两端，且两个极柱310分别与正极耳211及负极耳212连接，从而分别作为电池单体10的正极端子及负极端子。具体的，作为正极端子的极柱310可以是铝柱，而作为负极端子的极柱310可以是铜柱。

对应地，连接片400有两个，一个连接片400用于连接正极柱和正极耳211，另一个连接片400用于连接负极柱和负极耳212，两个连接片400与正极耳211及负极耳212焊接的焊接区域A分别对应于两个连接片400的厚度减薄区域421。

请参阅图3，在本实施例中，电极组件200包括两个裸电芯210，连接片400包括两个厚度减薄区域421，两个厚度减薄区域421分别与两个裸电芯210的正极耳211或负极耳212焊接。

上述电池单体10，当连接片400与电极组件200的正极耳211或负极耳212焊接时，通过位于连接片400的第二连接部420上的厚度减薄区域421与正极耳211或负极耳212焊接，由于厚度减薄区域421的厚度小于第二连接部420其他区域的厚度，连接片400与正极耳211或负极耳212的焊接过程较为简单，且焊接良率得到了提升。与此同时，第二连接部420其他区域的厚度并未改变，使得连接片400依然具备过大电流的能力。

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，所述壳体的一侧设有开口；

电极组件，收容于所述壳体内，所述电极组件包括正极耳和负极耳；

顶盖组件，密封设置于所述壳体的开口，所述顶盖组件上设置有极柱；及

连接片，设置在所述顶盖组件与所述电极组件之间，所述连接片包括相互连接的第一连接部和第二连接部，所述第一连接部靠近所述顶盖组件的一侧与所述极柱焊接，所述第二连接部对应所述正极耳或所述负极耳的位置设置有厚度减薄区域，所述厚度减薄区域的厚度小于所述第二连接部其他区域的厚度，所述厚度减薄区域靠近所述电极组件的一侧与所述正极耳或所述负极耳焊接。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述第二连接部靠近所述电极组件的一侧表面设置有凹槽使得所述第二连接部与所述凹槽对应的位置形成所述厚度减薄区域，所述正极耳或所述负极耳的至少部分伸至所述凹槽内与所述厚度减薄区域焊接。

3.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述第二连接部包括主体区域以及设置在所述主体区域至少一端的所述厚度减薄区域，所述主体区域与所述第一连接部连接，所述厚度减薄区域的厚度小于所述主体区域的厚度且所述厚度减薄区域靠近所述电极组件的表面与所述电极组件之间的距离，大于所述主体区域靠近所述电极组件的表面与所述电极组件之间的距离。

4.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，所述厚度减薄区域与所述主体区域之间形成台阶槽，所述台阶槽的台阶面靠近所述电极组件，所述正极耳或所述负极耳的至少部分伸至所述台阶槽内与所述厚度减薄区域焊接。

5.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述第一连接部靠近所述顶盖组件的一侧设置有定位槽，所述极柱的至少部分伸至所述定位槽内与所述连接片焊接。

6.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述厚度减薄区域的厚度在0.1mm-1.2mm之间。

7.根据权利要求1-6任一项所述的电池单体，其特征在于，所述顶盖组件上设置有两个所述极柱，两个所述极柱分布于所述顶盖组件长度方向的两端，且两个所述极柱分别通过所述连接片与所述正极耳及所述负极耳连接，两个所述连接片与所述正极耳及所述负极耳焊接的焊接区域分别对应于两个所述连接片的所述厚度减薄区域。

8.根据权利要求1-6任一项所述的电池单体，其特征在于，所述电极组件包括两个裸电芯，每个所述裸电芯均包括所述正极耳及所述负极耳，所述连接片包括两个所述厚度减薄区域，两个所述厚度减薄区域分别与两个所述裸电芯的所述正极耳或所述负极耳焊接。

9.一种电池，其特征在于，包括多个如上述权利要求8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8所述的电池单体或如上述权利要求9所述的电池。