CN220066025U - 电池单体、电池和用电设备 - Google Patents

电池单体、电池和用电设备 Download PDF

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CN220066025U
CN220066025U CN202321369750.7U CN202321369750U CN220066025U CN 220066025 U CN220066025 U CN 220066025U CN 202321369750 U CN202321369750 U CN 202321369750U CN 220066025 U CN220066025 U CN 220066025U
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苏华圣
程兴
邢承友
李全坤
王鹏
金海族
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Abstract

本申请实施例公开了一种电池单体、电池和用电设备。具体地,该电池单体包括:第一构件,非对称设置有第一配合部;第二构件,设置有与所述第一配合部配合的第二配合部,以使得所述第一构件的预定的表面朝向所述第二构件,所述预定的表面为所述第一构件在所述第一构件的厚度方向的表面。本申请实施例的电池单体通过在第一构件上设置第一配合部,在第二构件上设置与第一配合部配合的第二配合部,使得在装配第一构件和第二构件时,需要将第一配合部与第二配合部相互配合,才能实现第一构件与第二构件的正确连接,从而能够降低第一构件装配错误的发生概率,并降低第一构件装配错误导致电池单体报废的概率,提升电池单体的性能。

Description

电池单体、电池和用电设备
技术领域
本申请涉及电池技术领域,更为具体地,涉及一种电池单体、电池和用电设备。
背景技术
电池单体包括端盖组件和电极组件,端盖组件又可以包括端盖、绝缘件、转接构件和电极端子等部件。其中,绝缘件可以设置于端盖和转接构件之间,用于隔离端盖和转接构件,起到绝缘的作用;转接构件可以与电极端子连接,用于将电极组件与电极端子相互电连接,以使得电极组件与电池单体外部实现电连接。
为了实现电极组件与电极端子之间良好的电连接,如何设置转接构件的结构是至关重要的。
实用新型内容
本申请实施例提供了一种电池单体、电池和用电设备,能够降低电池单体的报废率,提升电池单体的性能。
第一方面,提供了一种电池单体,包括:第一构件,非对称设置有第一配合部;第二构件,设置有与所述第一配合部配合的第二配合部,以使得所述第一构件的预定的表面朝向所述第二构件,所述预定的表面为所述第一构件在所述第一构件的厚度方向的表面。
本申请实施例中,通过在第一构件上非对称设置第一配合部,在第二构件上设置与第一配合部配合的第二配合部,使得第一构件的预定的表面朝向第二构件,从而在装配第一构件和第二构件时,需要将第一配合部与第二配合部相互配合,才能够将第一构件的预定的表面朝向第二构件,即实现第一构件与第二构件的正确连接,从而能够降低第一构件装配错误的发生概率,实现电池单体中第一构件的良好性能发挥,并降低第一构件装配错误导致电池单体报废的概率,提升电池单体的性能。
在一些实施例中,所述第一配合部经过第一轴线,且关于所述第一轴线不对称,所述第一轴线平行于所述第一构件的长度方向,且经过所述第一构件的宽度方向的中心。
本申请实施例中,通过设置第一配合部经过第一轴线,且关于第一轴线不对称,而第一轴线平行于第一构件的长度方向,且经过第一构件的宽度方向的中心,使得第一配合部的不对称设置在第一构件上是较为明显的,人工装配时易于识别,在能够提升第一构件与第二构件的装配效率的同时,降低装配错误导致电池单体报废的概率。
在一些实施例中,所述第一配合部偏离第一轴线,所述第一轴线平行于所述第一构件的长度方向,且经过所述第一构件的宽度方向的中心。
本申请实施例中,通过设置第一配合部偏离第一轴线,且第一轴线平行于第一构件的长度方向,且经过第一构件的宽度方向的中心,使得第一配合部的不对称设置在第一构件上是较为明显的,人工装配时易于识别,在能够提升第一构件与第二构件的装配效率的同时,降低装配错误导致电池单体报废的概率。
在一些实施例中,所述第一配合部和所述第二配合部中的一者为凸出结构,另一者为避让结构。
本申请实施例中,通过设置第一配合部和第二配合部中的一者为凸出结构,另一者为避让结构,使得人工装配时容易识别,易于将两者相互配合,便于人工装配,在提升第一构件与第二构件的装配效率的同时,降低装配错误导致电池单体报废的概率。
在一些实施例中,所述避让结构包括避让缺口或避让孔。
本申请实施例中,通过设置避让结构包括避让缺口或避让孔,使得人工装配时容易识别,易于将避让结构和凸出结构相互配合,便于人工装配,在提升第一构件与第二构件的装配效率的同时,降低装配错误导致电池单体报废的概率。
在一些实施例中,所述第一配合部为所述避让结构,所述避让结构设置于所述第一构件的边缘;或,所述第二配合部为所述避让结构,所述避让结构设置于所述第二构件的边缘。
本申请实施例中,通过将避让结构设置于第一构件的边缘或第二构件的边缘,便于人工装配时,识别第一构件与第二构件的装配方式,在提升第一构件的装配效率的同时,降低装配错误导致电池单体报废的概率。
在一些实施例中,所述第一配合部为所述凸出结构,所述凸出结构沿第一方向凸出于所述第一构件的边缘,所述第一方向垂直于所述第一构件的厚度方向;或,所述第二配合部为所述凸出结构,所述凸出结构沿第一方向凸出于所述第二构件的边缘,所述第一方向垂直于所述第二构件的厚度方向。
本申请实施例中,通过设置凸出结构沿垂直于第一构件或第二构件的厚度方向的边缘凸出,使得人工装配第一构件或第二构件时,容易识别出该凸出结构,便于人工装配,在提升第一构件与第二构件的装配效率的同时,降低装配错误导致电池单体报废的概率。
在一些实施例中,所述凸出结构包括圆柱形或棱柱形。
本申请实施例中,通过设置凸出结构包括圆柱形或棱柱形,使得凸出结构的形状是较为规则的,在生成该凸出结构时易于实现,从而能够提升电池单体的生产效率。
在一些实施例中,所述电池单体包括:端盖,所述端盖上设置有电极端子;电极组件,设置有极耳;转接构件,电连接所述电极端子与所述极耳;绝缘件,设置于所述端盖和所述转接构件之间,以隔离所述端盖和所述转接构件;所述第一构件为所述转接构件,所述第二构件包括所述绝缘件和/或所述电极端子。
本申请实施例中,在第一构件为转接构件,且第二构件包括绝缘件和/或电极端子的情况下,通过在转接构件上设置第一配合部,使得人工装配转接构件时,需要将第一配合部与第二配合部相互配合,才能实现转接构件与绝缘件或电极端子的正确连接,从而能够降低转接构件装配错误的发生概率,并降低转接构件装配错误导致电池单体报废的概率,提升电池单体的性能。
在一些实施例中,所述第一配合部关于第一轴线不对称,所述第一轴线平行于展开状态下的所述转接构件的长度方向,且经过所述转接构件的宽度方向的中心。
本申请实施例中,通过设置第一配合部关于第一轴线不对称,其中,第一轴线平行于展开状态下的转接构件的长度方向,且经过转接构件宽度方向的中心,使得第一配合部容易识别,便于转接构件的装配,能够提升转接构件在电池单体中的连接性能,进而提升电池单体的性能。
在一些实施例中,所述转接构件包括第一弯折部和第二弯折部,第一弯折部与所述电极端子连接,第二弯折部与所述极耳连接。
本申请实施例中,通过设置转接构件包括的第一弯折部与电极端子连接,第二弯折部与电极组件连接,使得通过转接构件将极耳与电极端子之间实现电连接,从而将电池单体内部与外部之间实现电连接,并且在转接构件上设置第一配合部,便于人工装配,在提升转接构件的装配效率的同时,降低装配错误导致电池单体报废的概率。
在一些实施例中,所述第一弯折部与所述第二弯折部的弯折方向相反。
本申请实施例中,通过设置第一弯折部与第二弯折部的弯折方向相反,使得转接构件能够更好地与极耳以及电极端子连接,从而能够提升电池单体的性能。
在一些实施例中,所述第二弯折部朝向所述极耳的表面设置有凸起,所述凸起与所述极耳连接。
本申请实施例中,通过在第二弯折部朝向极耳的表面设置凸起,使得该表面中的凸起可以用于与极耳连接,从而提升转接构件与极耳的连接强度,进而提升电池单体的性能。
第二方面,提供了一种电池,包括上述第一方面或第一方面中任一实施例中的电池单体。
第三方面,提供了一种用电设备,包括上述第一方面或第一方面中任一实施例中的电池单体,或包括上述第二方面的电池。
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是本申请一实施例公开的一种车辆的结构示意图。
图2是本申请一实施例公开的一种电池的结构示意图。
图3是本申请一实施例公开的一种电池单体的结构示意图。
图4示出了本申请实施例的电池单体中第一构件和第二构件的结构示意图。
图5示出了本申请实施例的电池单体中端盖组件的一个结构示意图。
图6示出了图5中转接构件折叠状态下端盖组件的结构示意图。
图7示出了本申请实施例的电池单体中端盖组件的另一个结构示意图。
图8示出了本申请实施例的电池单体中端盖组件的另一个结构示意图。
图9示出了本申请实施例的电池单体中端盖组件的另一个结构示意图。
图10示出了本申请实施例的电池单体中端盖组件的另一个结构示意图。
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;在本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,意图在于覆盖不排他的包含。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。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向,并不是对本申请的具体结构进行限定。在本申请的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“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;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
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。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本申请所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
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。
本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个),同理,“多组”指的是两组以上(包括两组),“多片”指的是两片以上(包括两片)。
本申请实施例中,电池单体可以为二次电池,二次电池是指在电池单体放电后可通过充电的方式使活性材料激活而继续使用的电池单体。
电池单体可以为锂离子电池、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。
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,正极可以为正极极片,正极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。这些正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。其中,含锂磷酸盐的示例可包括但不限于磷酸铁锂(如LiFePO4(也可以简称为LFP))、磷酸铁锂与碳的复合材料、磷酸锰锂(如LiMnPO4)、磷酸锰锂与碳的复合材料、磷酸锰铁锂、磷酸锰铁锂与碳的复合材料中的至少一种。
在一些实施例中,负极可以为负极极片,负极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。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(铜、铜合金、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,负极极片可以包括负极集流体以及设置在负极集流体至少一个表面上的负极活性材料。
作为示例,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单体的负极活性材料。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。
在一些实施例中,负极可以采用泡沫金属。泡沫金属可以为泡沫镍、泡沫铜、泡沫铝、泡沫合金、或泡沫碳等。泡沫金属作为负极极片时,泡沫金属表面可以不设置负极活性材料,当然也可以设置负极活性材料。
作为示例,在负极集流体内还可以填充或/和沉积有锂源材料、钾金属或钠金属,锂源材料为锂金属和/或富锂材料。
在一些实施例中,正极集流体的材料可以为铝,负极集流体的材料可以为铜。
在一些实施方式中,电极组件还包括隔离件,隔离件设置在正极和负极之间。
在一些实施方式中,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。
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,电池单体还包括电解质,电解质在正、负极之间起到传导离子的作用。本申请对电解质的种类没有具体的限制,可根据需求进行选择。电解质可以是液态的、凝胶态的或固态的。
在一些实施方式中,电极组件为卷绕结构。正极极片、负极极片卷绕成卷绕结构。
在一些实施方式中,电极组件为叠片结构。
作为示例,正极极片、负极极片可分别设置多个,多个正极极片和多个负极极片交替层叠设置。
作为示例,正极极片可设置多个,负极极片折叠形成多个层叠设置的折叠段,相邻的折叠段之间夹持一个正极极片。
作为示例,正极极片和负极极片均折叠形成多个层叠设置的折叠段。
作为示例,隔离件可设置多个,分别设置在任意相邻的正极极片或负极极片之间。
作为示例,隔离件可连续地设置,通过折叠或者卷绕方式设置在任意相邻的正极极片或负极极片之间。
在一些实施方式中,电极组件的形状可以为圆柱状,扁平状或多棱柱状等。
在一些实施方式中,电极组件设有极耳,极耳可以将电流从电极组件导出。极耳包括正极耳和负极耳。
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。外壳包括壳体和盖板。
作为示例,电池单体可以为圆柱形电池单体、棱柱电池单体、软包电池单体或其它形状的电池单体,棱柱电池单体包括方壳电池单体、刀片形电池单体、多棱柱电池,多棱柱电池例如为六棱柱电池等,本申请没有特别的限制。
本申请的实施例所提到的电池可以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。电池单体有多个时,多个电池单体通过汇流部件串联、并联或混联。
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,电池可以为电池包,电池包包括箱体和电池单体,电池单体或电池模块容纳于箱体中。
在一些实施例中,箱体可以作为车辆的底盘结构的一部分。例如,箱体的部分可以成为车辆的地板的至少一部分,或者,箱体的部分可以成为车辆的横梁和纵梁的至少一部分。
通常,在电极组件入壳后,即电极组件置于电池单体的外壳内后,端盖、绝缘件、转接构件、电极端子等部件可以组成端盖组件,盖合于电池单体外壳的开口。其中,在人工装配转接构件时,容易将转接构件装反,即使得转接构件的两个表面放置相反,进而影响转接构件的电连接功能,导致电池单体的报废率高。
鉴于此,本申请实施例提供了一种电池单体。该电池单体包括第一构件和第二构件,第一构件非对称设置有第一配合部,第二构件设置有与第一配合部配合的第二配合部,以使得第一构件的预定的表面朝向第二构件,且该预定的表面为第一构件在第一构件的厚度方向的表面。通过在第一构件非对称设置第一配合部,并设置与第一配合部配合的第二配合部,使得第一构件的预定的表面朝向第二构件,从而在装配第一构件时,需要将第一配合部与第二配合部相配合,才能够将第一构件的预定的表面朝向第二构件,即使得第一构件装配正确,能够降低第一构件被装反的概率,实现电池单体中第一构件的良好性能发挥,降低电池单体的报废率。
本申请实施例描述的技术方案均适用于各种使用电池的用电设备。
用电设备可以是车辆、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。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、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等;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。本申请实施例对上述用电设备不做特殊限制。
以下实施例为了方便说明,以用电设备为车辆为例进行说明。
例如,如图1所示,为本申请一个实施例的一种车辆1的结构示意图,车辆1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1的内部可以设置马达40,控制器30以及电池10,控制器30用来控制电池10为马达40的供电。例如,在车辆1的底部或车头或车尾可以设置电池10。电池10可以用于车辆1的供电,例如,电池10可以作为车辆1的操作电源,用于车辆1的电路系统,例如,用于车辆1的启动、导航和运行时的工作用电需求。在本申请的另一实施例中,电池10不仅仅可以作为车辆1的操作电源,还可以作为车辆1的驱动电源,替代或部分地替代燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。
例如,如图2所示,为本申请实施例的一种电池10的结构示意图。电池10可以包括多个电池单体20。除了电池单体20之外,电池10还可以包括箱体11,箱体11的内部为中空结构,多个电池单体20可容纳于箱体11内。如图2所示,箱体11可以包括两部分,这里分别称为第一箱体部111和第二箱体部112,第一箱体部111和第二箱体部112扣合在一起。第一箱体部111和第二箱体部112的形状可以根据多个电池单体20组合的形状而定,第一箱体部111和第二箱体部112中至少一个具有开口。例如,如图2所示,第一箱体部111和第二箱体部112中仅有一个为具有开口的中空长方体,而另一个为板状,以盖合开口。这里以第二箱体部112为中空长方体且只有一个面为开口面,第一箱体部111为板状为例,那么第一箱体部111盖合在第二箱体部112的开口处以形成具有封闭腔室的箱体11,该腔室可以用于容纳多个电池单体20。多个电池单体20相互并联、串联或混联组合后,置于第一箱体部111和第二箱体部112扣合后形成的箱体11内。
再例如,不同于图2所示,第一箱体部111和第二箱体部112可以均为中空长方体且各自只有一个面为开口面,第一箱体部111的开口和第二箱体部112的开口相对设置,并且第一箱体部111和第二箱体部112相互扣合形成具有封闭腔室的箱体。多个电池单体20相互并联、串联或混联组合后置于第一箱体部111和第二箱体部112扣合后形成的箱体11内。
在一些实施例中,电池10还可以包括其他结构,在此不再一一赘述。例如,电池10还可以包括汇流部件(图中未示出),汇流部件用于实现多个电池单体20之间的电连接。具体地,汇流部件可通过连接电池单体20的电极端子实现电池单体20之间的电连接。在一些实施例中,汇流部件可通过焊接固定于电池单体20的电极端子。多个电池单体20的电能可进一步通过导电机构穿过箱体而引出。在一些实施例中,导电机构也可属于汇流部件。
为了满足不同的使用电力需求,电池单体20的数量可以为多个,多个电池单体之间可以串联、并联或混联,其中混联是指串联和并联的混合。电池10也可以称为电池包。在一些实施例中,多个电池单体可以先串联、并联或混联组成电池模块,多个电池模块再串联、并联或混联组成电池10。也就是说,多个电池单体可以直接组成电池10,也可以先组成电池模块,电池模块再组成电池10。
为了便于说明,以下,以图2所示的圆柱形的电池单体20为例,对本申请的技术方案进行说明。但应理解,本申请实施例的电池单体20除了可以为圆柱形电池单体外,还可以为方壳状电池单体或者刀片式电池单体等。
图3为本申请实施例的一种电池单体的结构示意图。如图3所示,电池单体20包括壳体210、电极组件220和端盖组件230。壳体210和端盖组件230形成外壳或电池盒。壳体210由金属,例如铝形成。壳体210根据一个或多个电极组件220组合后的形状而定。例如,壳体210可以为图3所示的中空的圆柱体。
壳体210具有开口,电极组件220容纳于壳体210内,端盖组件230用于覆盖该开口,以将电极组件220容纳于壳体210内。通过壳体210和端盖组件230,实现了对电极组件220及其他部件的容纳和保护。壳体210内填充有电解质,例如电解液。
如图3所示,端盖组件230包括负极端盖组件2301和正极端盖组件2302,负极端盖组件2301和正极端盖组件2302分别从壳体210的两端覆盖壳体210的开口,以将电极组件220盖合于壳体210内。负极端盖组件2301上用于设置负电极端子,正极端盖组件2302上用于设置正电极端子。电极组件220上设置有极耳221,其中,正电极端子与电极组件220的正极耳电连接,负电极端子与电极组件220的负极耳电连接。正电极端子和负电极端子可以具有任意数量,例如,电池单体20可以具有一个正电极端子和一个负电极端子,一个正电极端子设置于正极端盖组件2302上,一个负电极端子设置于负极端盖组件2301上,又例如,电池单体20可以具有两个正电极端子和两个负电极端子,两个正电极端子设置于正极端盖组件2302上,两个负电极端子设置于负极端盖组件2301上。正极端盖组件2302与负极端盖组件2301的结构相同。以下,所描述的端盖组件230可以为正极端盖组件2302和负极端盖组件2301中的任一个。
在电池单体20中,根据实际使用需求,电极组件220可设置为单个或多个,例如,如图3所示,电池单体20内设置有1个电极组件220。
图4的(a)示出了本申请实施例提供的电池单体中第一构件和第二构件分解状态下的截面图。图4的(b)示出了本申请实施例提供的电池单体中第一构件的俯视图。
如图4所示,本申请实施例提供了一种电池单体,该电池单体包括第一构件310和第二构件320,其中,第一构件310非对称设置有第一配合部311;第二构件320设置有与第一配合部311配合的第二配合部321,以使得第一构件310的预定的表面朝向第二构件320,预定的表面为第一构件310在第一构件210的厚度方向的表面。
具体地,第一配合部311的非对称设置可以是图4所示的,在第一构件310上,第一配合部311关于第一轴线S不对称,第一轴线S可以为第一构件310上除去第一配合部311后,第一构件310的对称轴线。例如,在第一构件310上,第一配合部311的个数为一个时,第一配合部311可以设置于第一轴线S的一侧,即第一配合部311的位置关于第一轴线S不对称,或者由于第一配合部311本身形状的不对称性,使得第一配合部311关于第一轴线S不对称。又例如,在第一构件310上,第一配合部311的个数可以为多个,如两个时,两个第一配合部311的形状、尺寸可以相同,而在第一构件310上错位排列导致两个第一配合部311关于第一轴线S是不对称的,或者两个第一配合部311的形状、尺寸是不相同,此时两个不同的第一配合部311设置于第一轴线S的两侧,从而使得两个第一配合部311关于第一轴线S是不对称的。
第一配合部311与第二配合部321相互配合时,第一构件310的预定的表面朝向第二构件320。其中,第一构件310的预定的表面可以理解为,第一构件310与第二构件320正确装配时,第一构件310的朝向第二构件320的表面,例如,图4中的预定的表面312,从而可以实现第一构件310和第二构件320的正确连接和装配。
应理解,在第一构件310为转接构件233,第二构件320为绝缘件232时,可参考图8所示,转接构件233在展开状态下,其一个面设置有凸起2333,该凸起2333与电池单体中电极组件220的极耳221连接,相应地,与该设置有凸起2333的面相对或朝向相反的面,朝向绝缘件232,该朝向绝缘件232的面即为上述第一构件310的预定的表面。因此,在该预定的表面朝向第二构件320(即绝缘件232)时,才能够使得设置有凸起2333的面朝向极耳221,并与极耳221连接,此时,才能够实现转接构件233与极耳221之间正确的连接关系。
值得注意的是,第一构件310和第二构件320为电池单体中的部件,例如,第一构件310为转接构件,第二构件320为绝缘件,又例如,第一构件310为转接构件,第二构件320为电极端子。
因此,通过在第一构件310上非对称设置第一配合部311,在第二构件320上设置与第一配合部311配合的第二配合部321,使得第一构件310的预定的表面朝向第二构件320,从而在装配第一构件310和第二构件320时,需要将第一配合部311与第二配合部321相互配合,才能够将第一构件310的预定的表面朝向第二构件320,即实现第一构件310与第二构件320的正确连接,从而能够降低第一构件310装配错误的发生概率,实现电池单体中第一构件310的良好性能发挥,并降低第一构件310装配错误导致电池单体报废的概率,提升电池单体的性能。
在一些实施例中,第一配合部311的非对称设置可以理解为偏心设置。
具体地,偏心设置可以理解为偏离轴心、中心、重心或轴线等设置,即第一配合部311偏离第一构件310的轴心、中心、重心或轴线等。例如,在图4中,第一配合部311设置于第一构件310的一侧,使得第一配合部311偏离第一构件310的第一轴线S,关于第一轴线S是不对称的。
在本申请实施例中,第一配合部311经过第一轴线S,且关于第一轴线S不对称,第一轴线S平行于第一构件310的长度方向,且经过第一构件310的宽度方向的中心。
具体地,第一配合部311可以经过第一轴线S,且关于第一轴线S不对称,例如第一轴线S将第一配合部311分为了形状、尺寸等不相同的两部分,从而第一配合部311关于第一轴线S不对称。第一构件310可以大致呈长方形,第一轴线S可以平行于长方形的长度方向,并经过长方形的宽度方向的中心。
可选的,在第一构件310上,除第一配合部311外还可以有其他的部件,该其他部件关于第一轴线S对称设置。
因此,通过设置第一配合部311经过第一轴线S,且关于第一轴线S不对称,而第一轴线S平行于第一构件310的长度方向,且经过第一构件310的宽度方向的中心,使得第一配合部311的不对称设置在第一构件310上是较为明显的,人工装配时易于识别,在能够提升第一构件310与第二构件320的装配效率的同时,降低装配错误导致电池单体报废的概率。
在本申请实施例中,第一配合部311偏离第一轴线S,第一轴线S平行于第一构件310的长度方向,且经过第一构件310的宽度方向的中心。
具体地,第一配合部311偏离第一轴线S,可以理解为不经过第一轴线S,此时第一配合部311关于第一轴线S是不对称的,例如,第一配合部311的位置不在第一轴线S上,且其形状、尺寸等关于第一轴线S也是不对称的。第一构件310可以大致呈长方形,第一轴线S可以平行于长方形的长度方向,并经过长方形的宽度方向的中心。
可选的,在第一构件310上,除第一配合部311外还可以有其他的部件,该其他部件关于第一轴线S对称设置。
因此,通过设置第一配合部311偏离第一轴线S,且第一轴线S平行于第一构件310的长度方向,且经过第一构件310的宽度方向的中心,使得第一配合部311的不对称设置在第一构件310上是较为明显的,人工装配时易于识别,在能够提升第一构件310与第二构件320的装配效率的同时,降低装配错误导致电池单体报废的概率。
以下,示例性地,以第一构件310为转接构件233,第二构件320为绝缘件232或电极端子234为例,结合图5-10对本申请实施例提供的电池单体中的第一构件310和第二构件320的结构进行说明。其中,图5以及图7-10为转接构件233展开状态下端盖组件230的结构示意图,图6为图5中转接构件233折叠状态下端盖组件230的结构示意图。
需要说明的是,端盖组件230通常可以包括端盖231、绝缘件232、转接构件233以及电极端子234。其中,绝缘件232设置于端盖231与转接构件233之间,用于隔离端盖231和转接构件233;电极端子234在端盖组件230的厚度方向上贯穿端盖231和绝缘件232,并与转接构件233连接。此外,转接构件233的一端可以与电极端子234连接,另一端可以与电极组件的极耳连接,从而实现电池单体的内部与外部的电连接。
在本申请实施例中,第一配合部311和第二配合部321中的一者为凸出结构,另一者为避让结构。
具体地,如图4所示,第一配合部311为凸出结构,相应的,第二配合部321可以为避让结构。反之,在第一配合部311为避让结构的情况在,第二配合部321可以为凸出结构。其中,避让结构可以用于容纳凸出结构,例如,避让结构可以是缺口、凹槽、孔等结构。例如,如图5-8所示,在第一构件310为转接构件233,第二构件320为绝缘件232的情况下,转接构件233的避让结构233-1与绝缘件232的凸出结构232-1可以相互配合,实现转接构件233与绝缘件232的装配。又例如,如图9所示,在第一构件310为转接构件233,第二构件320为电极端子234的情况下,转接构件233的避让结构233-1与电极端子234的凸出结构234-1可以相互配合,实现转接构件233与电极端子234的装配。
值得注意的是,在转接构件233装反的情况下,转接构件233与绝缘件232或电极端子234是无法精准装配的。
因此,通过设置第一配合部311和第二配合部321中的一者为凸出结构,另一者为避让结构,使得人工装配时容易识别,易于将两者相互配合,便于人工装配,在提升第一构件310与第二构件320的装配效率的同时,降低装配错误导致电池单体报废的概率。
在本申请实施例中,避让结构包括避让缺口或避让孔。
具体地,避让缺口可以为呈半包围形状的避让区域,避让缺口也可以称为避让槽、避让凹槽等。避让孔可以在第一构件310或第二构件320的厚度方向贯穿第一构件310或第二构件320。
因此,通过设置避让结构包括避让缺口或避让孔,使得人工装配时容易识别,易于将避让结构和凸出结构相互配合,便于人工装配,在提升第一构件310与第二构件320的装配效率的同时,降低装配错误导致电池单体报废的概率。
在本申请实施例中,第一配合部311为避让结构,避让结构设置于第一构件310的边缘;或,第二配合部321为避让结构,避让结构设置于第二构件320的边缘。
具体地,避让结构可以设置于第一构件310或第二构件320的长度方向和/或宽度方向的边缘。例如,在第一构件310为转接构件233的情况下,如图5-9所示,转接构件233的避让结构233-1设置为了避让缺口,在图5、6、9中,避让缺口设置于转接构件233宽度方向的边缘,而在图7和8中,避让缺口设置于转接构件233长度方向的边缘。
因此,通过将避让结构设置于第一构件310的边缘或第二构件320的边缘,便于人工装配时,识别第一构件310与第二构件320的装配方式,在提升第一构件310的装配效率的同时,降低装配错误导致电池单体报废的概率。
在本申请实施例中,第一配合部311为凸出结构,凸出结构沿第一方向凸出于第一构件310的边缘,第一方向垂直于第一构件310的厚度方向;或,第二配合部321为凸出结构,凸出结构沿第一方向凸出于第二构件320的边缘,第一方向垂直于第二构件的厚度方向。
具体地,凸出结构可以凸出于第一构件310的边缘或第二构件320的边缘,例如,在第一构件310为转接构件233,第二构件320为绝缘件232的情况下,如图10所示,转接构件233上的凸出结构233-2沿转接构件233的宽度方向凸出于转接构件233。相应的,绝缘件232设置有避让缺口232-2,避让缺口232-2与凸出结构233-2相互配合。
因此,通过设置凸出结构沿垂直于第一构件310或第二构件320的厚度方向的边缘凸出,使得人工装配第一构件310或第二构件320时,容易识别出该凸出结构,便于人工装配,在提升第一构件310与第二构件320的装配效率的同时,降低装配错误导致电池单体报废的概率。
在本申请实施例中,凸出结构包括圆柱形或棱柱形。
具体地,如图7所示,绝缘件232的凸出结构232-1为棱柱形。如图8所示,绝缘件232的凸出结构232-1为圆柱形。
在一些实施例中,凸出结构还可以包括不规则的形状,本申请对此不作限定。
值得注意的是,在第一构件310上,如转接构件233,设置的凸出结构也可以包括圆柱形或棱柱形等多种形状。
因此,通过设置凸出结构包括圆柱形或棱柱形,使得凸出结构的形状是较为规则的,在生成该凸出结构时易于实现,从而能够提升电池单体的生产效率。
在本申请实施例中,电池单体包括:端盖231,端盖231上设置有电极端子234;电极组件220,设置有极耳221;转接构件233,电连接电极端子234与极耳221;绝缘件232,设置于端盖231和转接构件233之间,以隔离端盖231和转接构件233;第一构件310为转接构件233,第二构件320包括绝缘件232和/或电极端子234。
具体地,关于上述电池单体包括的端盖231、电极组件220、转接构件233、绝缘件232之间的连接关系,可参考上述图3以及图5-10的相关介绍,此处不再赘述。第一构件310可以为图5-10中所示的转接构件233。如图5-8以及图10所示,第二构件320为绝缘件232,第二配合部321设置于绝缘件232。如图9所示,第二构件320为电极端子234,第二配合部321设置于电极端子234。或者,第二配合部321还可以同时设置于绝缘件232和电极端子234。
因此,在第一构件310为转接构件233,且第二构件320包括绝缘件232和/或电极端子234的情况下,通过在转接构件233上设置第一配合部311,使得人工装配转接构件233时,需要将第一配合部311与第二配合部321相互配合,才能实现转接构件233与绝缘件232或电极端子234的正确连接,从而能够降低转接构件233装配错误的发生概率,并降低转接构件233装配错误导致电池单体报废的概率,提升电池单体的性能。
在本申请实施例中,第一配合部311关于第一轴线S不对称,第一轴线S平行于展开状态下的转接构件233的长度方向,且经过转接构件233的宽度方向的中心。
具体地,如图5所示,第一配合部311为避让结构233-1,避让结构233-1关于第一轴线S是不对称的,其中,第一轴线S平行于展开状态下的转接构件233的长度方向,且经过转接构件233宽度方向的中心。
因此,通过设置第一配合部311关于第一轴线S不对称,其中,第一轴线S平行于展开状态下的转接构件233的长度方向,且经过转接构件233宽度方向的中心,使得第一配合部311容易识别,便于转接构件233的装配,能够提升转接构件233在电池单体中的连接性能,进而提升电池单体的性能。
在本申请实施例中,如图8所示,转接构件233包括第一弯折部2331和第二弯折部2332,第一弯折部2331与电极端子234连接,第二弯折部2332与极耳221电连接。
具体地,转接构件233的第一弯折部2331与电极端子234连接,第二弯折部2332与极耳221电连接,即通过转接构件233实现了电极端子234与极耳211之间的电连接。
因此,通过设置转接构件233包括的第一弯折部2331与电极端子234连接,第二弯折部2332与电极组件220连接,使得通过转接构件233将极耳221与电极端子234之间实现电连接,从而将电池单体内部与外部之间实现电连接,并且在转接构件233上设置第一配合部311,便于人工装配,在提升转接构件233的装配效率的同时,降低装配错误导致电池单体报废的概率。
在本申请实施例中,第一弯折部2331与第二弯折部2332的弯折方向相反。
因此,通过设置第一弯折部2331与第二弯折部2332的弯折方向相反,使得转接构件233能够更好地与极耳221以及电极端子234连接,从而能够提升电池单体的性能。
在本申请实施例中,第二弯折部2332朝向极耳221的表面设置有凸起2333,凸起2333与极耳221连接。
具体地,第二弯折部2332包括的两个面中的一个面可以朝向电极组件220,该面中设置的凸起2333可以用于与电极组件220的极耳221连接。其中,连接的方式可以是焊接连接。此外,第二弯折部2332包括的两个面中的另一个面可以不设置凸起,也可以设置凸起,本申请对此不作限定。
因此,通过在第二弯折部2332朝向极耳221的表面设置凸起2333,使得该表面中的凸起2333可以用于与极耳221连接,从而提升转接构件233与极耳221的连接强度,进而提升电池单体的性能。
本申请实施例还提供了一种电池,该电池包括本申请实施例的电池单体。
本申请实施例还提供了一种用电设备,包括上述实施例的电池单体或电池。
用电设备可以为如图1所示的车辆,也可以是任何使用电池的设备。
再次参见图5和6,如图5和6所示,本申请实施例提供的电池单体20包括转接构件233和绝缘件232,转接构件233上设置有避让结构233-1,绝缘件232上设置有凸出结构232-1,避让结构233-1与凸出结构232-1相互配合。其中,转接构件233上的避让结构233-1为设置于转接构件233的宽度方向的边缘的避让缺口,相应地,绝缘件232上的凸出结构232-1为圆柱形凸出结构。从而人工装配转接构件233时,需要将避让槽与圆柱形凸出结构相互配合,以实现转接构件233与绝缘件232的连接,能够降低转接构件233装反的概率,降低装反导致的电池单体的报废率。
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 (15)

1.一种电池单体,包括:
第一构件,非对称设置有第一配合部;
第二构件,设置有与所述第一配合部配合的第二配合部,以使得所述第一构件的预定的表面朝向所述第二构件,所述预定的表面为所述第一构件在所述第一构件的厚度方向的表面。
2.根据权利要求1所述的电池单体,其中,所述第一配合部经过第一轴线,且关于所述第一轴线不对称,所述第一轴线平行于所述第一构件的长度方向,且经过所述第一构件的宽度方向的中心。
3.根据权利要求1所述的电池单体,其中,所述第一配合部偏离第一轴线,所述第一轴线平行于所述第一构件的长度方向,且经过所述第一构件的宽度方向的中心。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的电池单体,其中,所述第一配合部和所述第二配合部中的一者为凸出结构,另一者为避让结构。
5.根据权利要求4所述的电池单体,其中,所述避让结构包括避让缺口或避让孔。
6.根据权利要求4或5所述的电池单体,其中,所述第一配合部为所述避让结构,所述避让结构设置于所述第一构件的边缘;或,
所述第二配合部为所述避让结构,所述避让结构设置于所述第二构件的边缘。
7.根据权利要求4或5所述的电池单体,其中,所述第一配合部为所述凸出结构,所述凸出结构沿第一方向凸出于所述第一构件的边缘,所述第一方向垂直于所述第一构件的厚度方向;或,
所述第二配合部为所述凸出结构,所述凸出结构沿第一方向凸出于所述第二构件的边缘,所述第一方向垂直于所述第二构件的厚度方向。
8.根据权利要求4-7中任一项所述的电池单体,其中,所述凸出结构包括圆柱形或棱柱形。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的电池单体,其中,所述电池单体包括:
端盖,所述端盖上设置有电极端子;
电极组件,设置有极耳;
转接构件,电连接所述电极端子与所述极耳;
绝缘件,设置于所述端盖和所述转接构件之间,以隔离所述端盖和所述转接构件;
所述第一构件为所述转接构件,所述第二构件包括所述绝缘件和/或所述电极端子。
10.根据权利要求9所述的电池单体,其中,所述第一配合部关于第一轴线不对称,所述第一轴线平行于展开状态下的所述转接构件的长度方向,且经过所述转接构件的宽度方向的中心。
11.根据权利要求9或10所述的电池单体,其中,所述转接构件包括第一弯折部和第二弯折部,所述第一弯折部与所述电极端子电连接,所述第二弯折部与所述极耳电连接。
12.根据权利要求11所述的电池单体,其中,所述第一弯折部与所述第二弯折部的弯折方向相反。
13.根据权利要求11或12所述的电池单体,其中,所述第二弯折部朝向所述极耳的表面设置有凸起,所述凸起与所述极耳连接。
14.一种电池,包括根据权利要求1-13中任一项所述的电池单体。
15.一种用电设备,包括根据权利要求1-13中任一项所述的电池单体或根据权利要求14所述的电池。
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