CN220253338U - 外壳组件、电池单体、电池及用电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种外壳组件及电池单体，在进行电池单体的装配时，先将电芯组件从开口装入壳体；再将盖板盖设于开口；最后通过激光焊接的方式将盖板与壳体进行焊接即可。由于限位台阶的第一限位面及第二限位面分别与壳体的端面及内壁抵接，故壳体与盖板之间的间隙较小，从而能够有效防止激光焊接过程中发生漏光，进而避免激光损伤电芯组件。因此，上述外壳组件及电池单体能够提升电池的可靠性。而且，当激光焊接过程中产生的熔融物从第一限位面与壳体的端面之间向外溢出时，环形台阶能够起到容纳熔融物的作用，从而避免熔融物流向壳体的侧面，保证电池单体的品质。此外，本实用新型还提供一种电池及用电装置。

Description

外壳组件、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，特别涉及一种外壳组件、电池单体、电池及用电装置。

背景技术

在锂电池装配过程中，需要先将电芯装入壳体，再将顶盖或底板盖设于壳体并焊接。顶盖或底板与壳体配合时，一般通过壳体短边上形成的台阶结构来实现限位。如此，在进行激光焊接时，导致顶盖或底板与壳体之间容易发生激光的漏光。而射向壳体内部的激光可能会破坏电芯的绝缘片，从而导致电池的可靠性降低甚至报废。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种能够提升电池的可靠性的外壳组件及电池单体。

一种外壳组件，包括：

壳体，设置有开口；及

盖板，包括板体及由所述板体的侧壁向外突出的环形凸起，所述环形凸起与所述板体的侧壁之间形成沿所述盖板的周向延伸的限位台阶，所述限位台阶包括第一限位面及第二限位面，所述盖板能够盖设于所述壳体的开口，并使所述第一限位面抵接于所述壳体的端面，且使所述第二限位面至少部分抵接于所述壳体的内壁；

其中，所述环形凸起沿所述盖板厚度方向的正投影位于所述壳体的端面的范围内，以在所述壳体的端面与所述环形凸起之间形成环形台阶。

在其中一个实施例中，所述环形凸起的外侧边缘与所述壳体的端面的外侧边缘之间的距离大于等于0.1毫米。

在其中一个实施例中，所述环形凸起的厚度大于等于0.1毫米并小于等于所述壳体的壁厚。

在其中一个实施例中，所述盖板位于所述壳体内的一侧边缘形成有环形的倒角结构。

在其中一个实施例中，所述盖板呈矩形，所述第二限位面的长边部分及所述第二限位面的短边部分均与所述壳体的内壁相抵接。

在其中一个实施例中，所述壳体的一端设置有开口，所述盖板的上设置有正极柱及负极柱，所述正极柱及负极柱沿所述盖板的长度方向间隔设置。

在其中一个实施例中，所述板体与所述环形凸起的连接处形成焊接位置，激光光束能够沿所述盖板的厚度方向照射所述焊接位置，以将所述盖板焊接于所述壳体。

一种电池单体，包括：

如上述优选实施例中任一项所述的外壳组件；及

电芯组件，收容于所述壳体内，所述盖板盖设于所述壳体的开口并焊接。

上述外壳组件及电池单体，在进行电池单体的装配时，先将电芯组件从开口装入壳体；再将盖板盖设于开口；最后通过激光焊接的方式将盖板与壳体进行焊接即可。由于限位台阶的第一限位面及第二限位面分别与壳体的端面及内壁抵接，故壳体与盖板之间的间隙较小，从而能够有效防止激光焊接过程中发生漏光，进而避免激光损伤电芯组件。因此，上述外壳组件及电池单体能够提升电池的可靠性。而且，当激光焊接过程中产生的熔融物从第一限位面与壳体的端面之间向外溢出时，环形台阶能够起到容纳熔融物的作用，从而避免熔融物流向壳体的侧面，保证电池单体的品质。

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俯视图；

图2为图1所示电池单体沿A-A的剖视图；

图3为图2所示电池单体中局部B的放大示意图；

图4为图2所示电池单体中盖板的结构示意图。

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。

对于新能源汽车而言，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及图2，本实用新型较佳实施例中的电池单体10包括外壳组件100及电芯组件200。

外壳组件100包括壳体110及盖板120。壳体110可由铝、不锈钢等材料成型，内部具有收容空间，能够容纳电芯组件200、电解液等其他部件。而且，壳体110设置有开口，电芯组件200能够经上述开口装入壳体110内。盖板120则能够盖设于壳体110的开口，从而将壳体110的开口密封，以在壳体110内部形成相对密闭的环境。

壳体110的外部轮廓决定了电池单体10的外部轮廓。由于本实施例中的电池单体10为方形电池，故壳体110呈长方体形。而且，壳体110的开口及盖板120均呈矩形。而在应用于其他类型的电池，如圆柱电池时，壳体110也可呈圆柱形，而壳体110的开口及盖板120也对应呈圆形。

电芯组件200是电池单体10的核心部件，收容于壳体110内。为了适配壳体110的形状，本实施例中的电芯组件200也呈长方体形。其中，电芯组件200一般包括裸电芯及绝缘片，裸电芯可以由正极片、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。绝缘片包覆于裸电芯的外周，能够保护裸电芯。正极耳及负极耳分别从正极片及负极片引出，且正极耳及负极耳既可以位于电芯组件200的同一端，也可以位于相对的两端。

壳体110可以两端开口，也可仅在一端开口。请再次参阅图1，在本实施例中，壳体110的一端设置有开口。而且，盖板120的上设置有正极柱130及负极柱140，正极柱130及负极柱140沿盖板120的长度方向间隔设置。而且，电芯组件200的正极耳及负极耳均位于电芯组件200朝向盖板120的一端。当盖板120将壳体110的开口密封时，电芯组件200的正极耳及负极耳则可分别与正极柱130及负极柱140进行焊接。

需要指出的是，在其他实施例中，壳体110也可两端均设置开口，盖板120则对应设置两个，且正极柱130及负极柱140分别设置于两个盖板120上。此时，正极耳及负极耳分别位于电芯组件200相对的两端。

具体在本实施例中，盖板120上设置有防爆阀150，防爆阀150位于正极柱130与负极柱140之间。当壳体110内部的压力超过阈值时，防爆阀150能够爆开以进行泄压，从而防止电池单体10发生爆炸。

此外，盖板120上还开设有注液孔101，电池单体10装配完成后，可通过注液孔101将电解液注入壳体110内。

请一并参阅图3及图4，沿盖板120的周向形成有限位台阶121，限位台阶121包括第一限位面1211及第二限位面1212。第一限位面1211及第二限位面1212均呈环形，且两者大致垂直。具体的，盖板120包括板体123及由板体123的侧壁向外突出的环形凸起124，环形凸起124与板体123的侧壁之间形成限位台阶121。第一限位面1211指的是环形凸起124朝下的表面，而第二限位面1212则指的是板体123的侧壁。

盖板120能够盖设于壳体110的开口，并使第一限位面1211抵接于壳体110的端面。而且，还能够使第二限位面1212至少部分抵接于壳体110的内壁。具体在本实施例中，盖板120呈矩形，第二限位面1212也呈矩形，且第二限位面1212的长边部分及第二限位面1212的短边部分均与壳体110的内壁相抵接。显然，在其他实施例中，第二限位面1212的短边部分也可与壳体110的内壁之间存在间隙。

在进行电池单体10的装配时，可先将电芯组件200由壳体110的开口装入壳体110；再将盖板120盖设于壳体110的开口；最后通过激光焊接的方式将盖板120与壳体110进行焊接即可。激光焊接的方向一般从上往下，也可从壳体110的侧面进行焊接。具体在本实施例中，板体123与环形凸起124的连接处形成焊接位置(图未标)，激光光束能够沿盖板120的厚度方向照射焊接位置，以将盖板120焊接于壳体110。

由于限位台阶121的第一限位面1211及第二限位面1212分别与壳体110的端面及内壁抵接，故壳体110与盖板120之间的间隙较小，且盖板120能够完全覆盖壳体110的开口范围。因此，在进行激光焊接时，能够有效防止漏光现象的发生，从而避免激光损伤电芯组件200，具体破坏电芯组件200的绝缘片。

请再次参阅图3，环形凸起124沿盖板120厚度方向的正投影位于壳体110的端面的范围内，以在壳体110的端面与环形凸起124之间形成环形台阶111。

其中，环形台阶111沿壳体110的开口的周向设置。也就是说，壳体110的壁厚(图中所示h1)要大于环形凸起124突出于板体123侧壁的长度(图中所示h2)，当第一限位面1211与壳体110的端面相抵接时，不足以完全覆盖壳体110的端面，从而便形成环形台阶111。

激光焊接过程中会将壳体110及盖板120的结合处熔化从而形成熔池，当熔池内的熔融物从第一限位面1211与壳体110的端面之间向外溢出时，环形台阶111能够起到容纳熔融物的作用，从而避免熔融物流向壳体110的侧面，有利于保证电池单体10的品质。

而且，激光焊接过程中盖板120会发生热胀，而环形台阶111能够起到缓冲作用，从而避免盖板120因膨胀而突出于壳体110的侧面。

在本实施例中，盖板120位于壳体110内的一侧边缘形成有倒角结构122。倒角结构122呈环形，并沿盖板120的周向延伸。倒角结构122的设置一方面能够起到引导作用，便于将盖板120盖设于壳体110的开口；另一方面，倒角结构122能够避免盖板120的边缘出现尖角部位，当盖板120在激光焊接过程中发生热胀时，能够防止尖角部位将壳体110挤破。

具体在本实施例中，环形凸起124的外侧边缘与壳体110的端面的外侧边缘之间的距离大于等于0.1毫米。也就是说，壳体110的壁厚比环形凸起124突出于板体123侧壁的长度大0.1毫米以上，即h2≤h1-0.1。当环形凸起124的外侧边缘与壳体110的端面的外侧边缘之间的距离小于0.1毫米，即h2>h1-0.1时，会导致所形成的环形台阶111的宽度过小，从而导致其无法起到容纳熔融物的作用。

在本实施例中，环形凸起124的厚度大于等于0.1毫米并小于等于壳体110的壁厚。

具体的，第一限位面1211所在区域的厚度记为h3。若h3小于0.1毫米，会导致限位台阶121的机械强度过低，在装配过程中容易发生变形。而且，由于厚度过低，故激光易直接穿透从而发生漏光。而若h3大于壳体110的壁厚，则会导致盖板120的整体厚度过大，进而导致电池单体10的高度过高，不利于提升电池单体10的能量密度。

上述外壳组件100及电池单体10，在进行电池单体10的装配时，先将电芯组件200从开口装入壳体110；再将盖板120盖设于开口；最后通过激光焊接的方式将盖板120与壳体110进行焊接即可。由于限位台阶121的第一限位面1211及第二限位面1212分别与壳体110的端面及内壁抵接，故壳体110与盖板120之间的间隙较小，从而能够有效防止激光焊接过程中发生漏光，进而避免激光损伤电芯组件200。因此，上述外壳组件100及电池单体10能够提升电池的可靠性。而且，当激光焊接过程中产生的熔融物从第一限位面1211与壳体110的端面之间向外溢出时，环形台阶111能够起到容纳熔融物的作用，从而避免熔融物流向壳体110的侧面，保证电池单体10的品质。

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)

1.一种外壳组件，其特征在于，包括：

壳体，设置有开口；及

盖板，包括板体及由所述板体的侧壁向外突出的环形凸起，所述环形凸起与所述板体的侧壁之间形成沿所述盖板的周向延伸的限位台阶，所述限位台阶包括第一限位面及第二限位面，所述盖板能够盖设于所述壳体的开口，并使所述第一限位面抵接于所述壳体的端面，且使所述第二限位面至少部分抵接于所述壳体的内壁；

其中，所述环形凸起沿所述盖板厚度方向的正投影位于所述壳体的端面的范围内，以在所述壳体的端面与所述环形凸起之间形成环形台阶。

2.根据权利要求1所述的外壳组件，其特征在于，所述环形凸起的外侧边缘与所述壳体的端面的外侧边缘之间的距离大于等于0.1毫米。

3.根据权利要求1所述的外壳组件，其特征在于，所述环形凸起的厚度大于等于0.1毫米并小于等于所述壳体的壁厚。

4.根据权利要求1所述的外壳组件，其特征在于，所述盖板位于所述壳体内的一侧边缘形成有环形的倒角结构。

5.根据权利要求1所述的外壳组件，其特征在于，所述盖板呈矩形，所述第二限位面的长边部分及所述第二限位面的短边部分均与所述壳体的内壁相抵接。

6.根据权利要求1所述的外壳组件，其特征在于，所述壳体的一端设置有开口，所述盖板上设置有正极柱及负极柱，所述正极柱及负极柱沿所述盖板的长度方向间隔设置。

7.根据权利要求1所述的外壳组件，其特征在于，所述板体与所述环形凸起的连接处形成焊接位置，激光光束能够沿所述盖板的厚度方向照射所述焊接位置，以将所述盖板焊接于所述壳体。

8.一种电池单体，其特征在于，包括：

如上述权利要求1至7任一项所述的外壳组件；及

电芯组件，收容于所述壳体内，所述盖板盖设于所述壳体的开口并焊接。

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。