CN220066031U - 一种电池单体、电池及用电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电池单体、电池及用电设备。该电池单体包括：壳体；电芯组件，容置于壳体内；及集流盘，设置在所述壳体内，并与壳体电连接；集流盘包括多个彼此间隔布设的焊接区和与各个焊接区相连的主体区，每个焊接区与主体区之间具有镂空槽，镂空槽使得焊接区的部分与主体区分离；其中，电芯组件朝向集流盘的一侧具有极耳，各个焊接区与极耳焊接。如此，由于集流盘的焊接区与主体区之间通过镂空槽部分隔离，有利于消除焊接热应力，从而大大减小了集流盘因焊接热应力而产生的形变，确保各个焊接区与电芯组件的极耳始终保持紧贴，进而确保各个焊接区与极耳的焊接质量较佳，避免出现爆点等焊接缺点。

Description

一种电池单体、电池及用电设备

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池单体、电池及用电设备。

背景技术

电池广泛用于各种设备中，例如手机、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、电动飞机、电动轮船、电动玩具汽车、电动玩具轮船、电动玩具飞机和电动工具等。电池单体是电池的重要组成部分，一般包括壳体及收容于该壳体内的电芯组件和集流盘，集流盘与电芯组件的负极耳和壳体电连接，使得壳体作为电池单体的负极。

为了确保集流盘的过流能力满足需求，集流盘的多个区域均需要与电芯组件的极耳焊接。然而，在对集流盘的部分区域进行焊接的过程中会产生焊接热应力，导致集流盘产生变形，使得集流盘的其它区域与电芯组件的极耳不能完全贴紧，导致在焊接时容易发生爆点等焊接缺点，大大降低电池质量。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有技术中集流盘与电芯组件的极耳焊接时容易出现爆点等焊接缺陷，大大降低了电池质量的问题，提供一种改善上述缺陷的电池单体、电池及用电设备。

一种电池单体，包括：

壳体；

电芯组件，容置于所述壳体内；及

集流盘，设置在所述壳体内，并与所述壳体电连接；所述集流盘包括多个彼此间隔布设的焊接区和与各个所述焊接区相连的主体区，每个所述焊接区与所述主体区之间具有镂空槽，所述镂空槽使得所述焊接区的部分与所述主体区分离；

其中，所述电芯组件朝向所述集流盘的一侧具有极耳，各个所述焊接区与所述极耳焊接。

在其中一个实施例中，所述集流盘还具有位于每一所述镂空槽的两端之间区域的连接部，每一所述焊接区通过对应的所述连接部与所述主体区连接。

在其中一个实施例中，所述集流盘还具有位于所述主体区的贯穿孔，各个所述焊接区围绕所述贯穿孔间隔布设。

在其中一个实施例中，每一所述连接部位于对应的所述焊接区背离所述贯穿孔的一端。

在其中一个实施例中，所述主体区由背离所述电芯组件的一侧向靠近所述电芯组件的一侧外凸形成多个外凸区，多个所述外凸区与所述焊接区一一对应，每一所述焊接区位于对应的所述外凸区内，每一所述镂空槽沿所述外凸区的轮廓边缘纵长延伸。

在其中一个实施例中，所述集流盘的周侧边缘具有多个彼此间隔布设的缺口，所述集流盘位于每相邻两个缺口之间的部分向所述集流盘的同一侧翻折形成所述翻边部，各个所述翻边部与所述壳体的内壁过盈配合和/或焊接。

在其中一个实施例中，各个所述翻边部与所述集流盘的所述主体区之间的夹角为钝角。

在其中一个实施例中，每一所述缺口由所述集流盘的周侧边缘延伸至对应的相邻两个所述焊接区之间的区域。

一种电池，包括如上任一实施例中所述的电池单体。

一种用电设备，包括如上任一实施例中所述的电池单体或如上任一实施例中所述的电池。

上述电池单体、电池及用电设备，在实际组装过程中，各个焊接区按照一定的次序先后焊接至电芯组件的极耳上。在对其中一个焊接区与极耳进行焊接时，由于集流盘的焊接区与主体区之间通过镂空槽部分隔离，有利于消除焊接热应力，从而减小了集流盘因焊接热应力而产生的形变，确保其余焊接区与电芯组件的极耳始终保持紧贴，进而确保各个焊接区与极耳的焊接质量较佳，避免出现爆点等焊接缺点，大大提高了产品的良品率。

附图说明

图1为本实用新型一实施例中电池单体的分解结构示意图；

图2为图1所示的电池单体的集流盘的结构示意图；

图3为图2所示的集流盘的正视图；

图4为图1所示的电池单体的集流盘与壳体内壁紧配处的局部放大图。

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。

本申请的一实施例中提供一种电池，该电池是指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。例如，本申请中所提到的电池可以包括电池模组或电池包等。具体地，电池一般包括用于封装一个或多个电池单体的箱体。箱体可以避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。具体地，在电池中，电池单体可以是一个、也可以是多个。若电池单体为多个，多个电池单体之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体中既有串联又有并联。可以是多个电池单体先串联或并联或混联组成电池模组，多个电池模组再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体内。也可以是所有电池单体之间直接串联或并联或混联在一起，再将所有电池单体构成的整体容纳于箱体内。

可以理解的是，该电池单体可以包括锂离子二次电池单体、锂离子一次电池单体、锂硫电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体等，本申请实施例对此并不限定。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等，本申请实施例对此也不限定。电池单体一般按封装的方式分成三种：柱形电池单体、方形电池单体和软包电池单体，本申请实施例对此也不限定。

请参阅图1至图3所示，本实用新型一实施例提供了一种电池单体，包括壳体10、电芯组件20及集流盘30。电芯组件20容置于壳体10内，集流盘30也设置在壳体10内，且与壳体10电连接。集流盘30包括多个彼此间隔布设的焊接区31和与各个焊接区31相连的主体区32。每个焊接区31与主体区32之间具有镂空槽33，该镂空槽33使得焊接区31的部分与主体区32分离，即使得焊接区31为悬臂状态。可以理解的是，镂空槽33沿焊接区31的部分边缘延伸，且贯穿集流盘30的相对两侧，从而使得焊接区31的部分与主体区32分离。电芯组件20朝向集流盘30的一侧具有极耳21，集流盘30的各个焊接区31与电芯组件20上的极耳21焊接，即集流盘30与电芯组件20的极耳21和壳体10电连接，使得壳体10作为电池单体的一个电极，以输入或输出电能。

如此，在实际组装过程中，各个焊接区31按照一定的次序先后焊接至电芯组件20的极耳21上。在对其中一个焊接区31与极耳21进行焊接时，由于集流盘30的焊接区31与主体区32之间通过镂空槽33部分隔离，有利于消除焊接热应力，从而减小了集流盘30因焊接热应力而产生的形变，确保其余焊接区31与电芯组件20的极耳21始终保持紧贴，进而确保各个焊接区31与极耳21的焊接质量较佳，避免出现爆点等焊接缺点，大大提高了产品的良品率。

具体到实施例中，集流盘30还具有位于每一镂空槽33的两端之间区域的连接部34，每一焊接区31通过对应的连接部34与主体区32连接。也就是说，镂空槽33由连接部34的一端沿焊接区31的周侧边缘延伸到达连接部34的另一端，使得焊接区31仅仅在连接部34处与主体区32连接，进而使得焊接区31呈悬臂状态。

可选地，集流盘30还具有位于主体区32的贯穿孔37，各个焊接区31围绕该贯穿孔37间隔布设。在向壳体10内注入电解液时，注入的电解液能够通过该贯穿孔37进入到电芯组件20的内部，从而实现电芯组件20的电解液浸润。并且，各个焊接区31围绕集流盘30中部的贯穿孔37间隔布设，有利于充分利用集流盘30的面积，尽可能的增大与电芯组件20的极耳21焊接的面积，以提升过流能力。

进一步地，每一连接部34位于对应的焊接区31背离贯穿孔37的一端，也就是说，贯穿孔37、各个焊接区31和各个连接部34由集流盘30的中部向四周边缘依次布设，使得相邻两个连接部34之间的距离较大，尽可能地降低在进行焊接时相邻两个焊接区31之间的影响。

本申请的实施例中，主体区32由背离电芯组件20的一侧向靠近电芯组件20的一侧外凸形成多个外凸区35。该多个外凸区35与焊接区31一一对应，每一焊接区31位于对应的外凸区35内。每一镂空槽33沿对应外凸区35的轮廓边缘纵长延伸。如此，由于各个焊接区31位于外凸区35内，从而使得各个焊接区31向电芯组件20的极耳21外凸，进而使得各个焊接区31能够更加紧密的与电芯组件20的极耳21贴合，有利于提高集流盘30的各个焊接区31与电芯组件20的极耳21的焊接质量。

需要说明的是，现有技术中，由于集流盘30和壳体10存在尺寸误差，集流盘30也会存在一定量的形变，可能导致集流盘30与壳体10的内壁之间间隙过大，需要频繁的调整焊接设备的参数设置才能进行焊接，严重降低了焊接作业效率，焊接质量的一致性较差。为了克服上述缺陷，本申请的实施例中，集流盘30的周侧边缘具有彼此间隔布设的多个缺口36。集流盘30位于每相邻两个缺口36之间的部分向集流盘30的同一侧翻折形成翻边部38。各个翻边部38与壳体10的内壁过盈配合并焊接。如此，在焊接之前集流盘30通过其周侧边缘的各个翻边部38与壳体10的内壁过盈配合，实现集流盘30与壳体10的定位，从而方便后续将各个翻边部38与壳体10进行焊接固定。即使是壳体10和集流盘30存在尺寸误差或一定量的形变，由于各个翻边部38具有一定的弹性，能够通过自身的弹性变形来确保与壳体10的内壁紧贴，从而确保焊接质量，无需对焊接设备的参数进行频繁调试，大大提高了焊接作业的效率。

还需要说明的是，在注液时，电解液由贯穿孔37进入到电芯组件20内，电芯组件20内的气体能够通过上述缺口36排出，从而有利于电解液更加顺畅地流入电芯组件20内，提升电解液浸润效率。

请参见图4所示，进一步地，各个翻边部38与集流盘30的主体区32之间的夹角为钝角，优选为100°至120°，从而使得各个翻边部38的弹性较佳，能够更加稳定可靠的与壳体10的内壁过盈配合。

请继续参见图1至图3所示，具体到实施例中，每一缺口36由集流盘30的周侧边缘延伸至对应的相邻两个外凸区35之间的区域。如此，通过缺口36进一步隔离相邻两个焊接区31，避免在焊接时相互影响，并且还具有消除焊接热应力的效果。进一步地，缺口36包括相互连通的第一段361和第二段363，第一段361沿集流盘30的周侧边缘纵长延伸，第二段363与第一段361的中部连通，并延伸至两个外凸区35之间的区域。

具体到图3所示的实施例中，围绕贯穿孔37等间距地布设有六个外凸区35，每个外凸区35内具有一个焊接区31和镂空槽33。每个外凸区35背离贯穿孔37的一端具有一个翻边部38，也就是说，翻边部38的数量也为六个。每相邻的两个翻边部38之间具有缺口36，也就是说，缺口36的数量也为六个。

可以理解的是，在另一些实施例中，各个翻边部38与壳体10的内壁也可仅过盈配合，而不进行焊接，也能够实现集流盘30与壳体10的固定。在又一些实施例中，各个翻边部38与壳体10的内壁之间不形成过盈配合，仅进行焊接，也能够实现集流盘30与壳体10的固定。

本申请的实施例中，壳体10具有开口11，该开口11位于集流盘30背离电芯组件20的一侧。电池单体还包括盖板40，该盖板40设置在开口11处，以对开口11进行封闭，避免壳体10内的电解液从该开口11处外漏。可选地，盖板40与壳体10的开口11处进行连续圆周焊。

进一步地，盖板40上开设有注液孔(图未标)，该注液孔与集流盘30上的贯穿孔37相对，从而可通过该注液孔向壳体10内注入电解液，电解液再通过贯穿孔37进入到电芯组件20的内部。注液完成后，该注液孔可通过密封钉进行密封。

本申请的实施例中，电芯组件20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正极集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的正极集流体，未涂敷正极活性物质层的正极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负极集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的负极集流体，未涂敷负极活性物质层的负极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。隔离膜的材质可以为聚丙烯(polypropylene，PP)或聚乙烯(polyethylene，PE)等。此外，电芯组件20可以是卷绕式结构，也可以是叠片式结构，本申请实施例并不限于此。

可选地，壳体10和盖板40的材质可以是钢。集流盘30的材质可以是铜，且集流盘30的外表面具有镀镍层。当然，在其它实施例中，壳体10、盖板40和集流盘30也可采用其它的导电材料，在此不作限定。

具体地，电池单体还包括电极端子(图未示)，该电极端子绝缘设置在壳体10上，并与电芯组件20电连接，从而该电极端子作为电池单体的另一个电极，且与壳体10的极性相反，即电极端子与壳体10作为电池单体的正负两级共同实现电池单体的电能输入或输出。

可选地，集流盘30的各个焊接区31与电芯组件20的负极极耳电连接，使得壳体10为电池单体的负极。电极端子与电芯组件20的正极极耳电连接，使得电极端子作为电池单体的正极。当然，在其它实施例中，壳体10也可作为电池单体的正极，电极端子作为电池单体的负极，在此不作限定。至于电极端子与壳体10的装配结构可采用较为成熟的现有技术，在此不作限定。

基于上述电池，本申请还提供一种用电设备。该用电设备包括如上任一实施例中所述的电池或电池单体，用电设备利用该电池或电池单体作为电源。具体地，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(10)；

电芯组件(20)，容置于所述壳体(10)内；及

集流盘(30)，设置在所述壳体(10)内，并与所述壳体(10)电连接；所述集流盘(30)包括多个彼此间隔布设的焊接区(31)和与各个所述焊接区(31)相连的主体区(32)，每个所述焊接区(31)与所述主体区(32)之间具有镂空槽(33)，所述镂空槽(33)使得所述焊接区(31)的部分与所述主体区(32)分离；

其中，所述电芯组件(20)朝向所述集流盘(30)的一侧具有极耳(21)，各个所述焊接区(31)与所述极耳(21)焊接。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述集流盘(30)还具有位于每一所述镂空槽(33)的两端部之间区域的连接部(34)，每一所述焊接区(31)通过对应的所述连接部(34)与所述主体区(32)连接。

3.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，所述集流盘(30)还具有位于所述主体区(32)的贯穿孔(37)，各个所述焊接区(31)围绕所述贯穿孔(37)间隔布设。

4.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，每一所述连接部(34)位于对应的所述焊接区(31)背离所述贯穿孔(37)的一端。

5.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述主体区(32)由背离所述电芯组件(20)的一侧向靠近所述电芯组件(20)的一侧外凸形成多个外凸区(35)，多个所述外凸区(35)与所述焊接区(31)一一对应，每一所述焊接区(31)位于对应的所述外凸区(35)内，每一所述镂空槽(33)沿所述外凸区(35)的轮廓边缘纵长延伸。

6.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述集流盘(30)的周侧边缘具有多个彼此间隔布设的缺口(36)，所述集流盘(30)位于每相邻两个所述缺口(36)之间的部分向所述集流盘(30)的同一侧翻折形成翻边部(38)，各个所述翻边部(38)与所述壳体(10)的内壁过盈配合和/或焊接。

7.根据权利要求6所述的电池单体，其特征在于，各个所述翻边部(38)与所述集流盘(30)的所述主体区(32)之间的夹角为钝角。

8.根据权利要求6所述的电池单体，其特征在于，每一所述缺口(36)由所述集流盘(30)的周侧边缘延伸至对应的相邻两个所述焊接区(31)之间的区域。

9.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的电池单体。

10.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的电池单体或如权利要求9所述的电池。