CN220253380U - 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、电芯组件及顶盖组件。顶盖组件包括顶盖片及第一绝缘件，第一绝缘件包括绝缘主体及凸台，凸台设置有挂钩。在装配时可先将电芯组件的极耳与顶盖组件上的极柱进行焊接，并使挂钩与挂孔相挂接，便可将电芯组件安装于顶盖组件。绝缘主体能够在电芯组件与顶盖片之间进行绝缘，而凸台则能够对电芯组件进行支撑及限位。可见，第一绝缘件相当于传统的下塑胶及支架，故装配过程中无需再进行支架安装。而且，通过挂钩与挂孔配合即可实现电芯组件与凸台的连接，从而能够减少热熔及贴胶的步骤。因此，上述电池单体的装配工序可得到显著简化，从而能够提升加工效率。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

锂电池通常包括壳体、电芯组件及顶盖组件，电芯组件收容于壳体内，顶盖组件用于将壳体的开口密封。顶盖组件设置有顶盖片、下绝缘件及支架，支架能够起到限位电芯组件，并为电芯组件的极耳提供容纳空间等作用。

目前，下绝缘件与支架为两个相互独立的元件，在电池装配过程中，一般先将电芯组件的极耳与极柱进行焊接，再将支架与顶盖片及下绝缘件进行安装，最后通过热熔的方式将电芯组件固定于支架上。如此，将导致装配步骤较多、工艺复杂，从而影响电池的加工效率。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种加工效率较高的电池单体。

一种电池单体，包括：

壳体，至少一侧形成有开口；

电芯组件，收容于所述壳体内，所述电芯组件包括裸电芯及包覆于所述裸电芯的外周的绝缘片，所述绝缘片上开设有挂孔；及

顶盖组件，密封设置于所述壳体的开口，所述顶盖组件包括顶盖片及第一绝缘件，所述第一绝缘件包括绝缘主体及凸台，所述凸台设于所述绝缘主体背向所述顶盖片的一侧；

其中，所述凸台设置有挂钩，且所述挂钩与所述挂孔相挂接，以将所述电芯组件连接于所述凸台。

在其中一个实施例中，所述绝缘主体与所述凸台为一体成型的结构。

在其中一个实施例中，两个所述凸台分别设置于所述绝缘主体宽度方向的两侧边缘，并沿所述绝缘主体的长度方向延伸，且在两个所述凸台之间形成有容纳空间。

在其中一个实施例中，所述凸台呈立方体形，所述挂钩形成于至少一个所述凸台的长度方向的端面上。

在其中一个实施例中，其中一个所述凸台长度方向一端的端面上形成有所述挂钩，另一个所述凸台长度方向另一端的端面上形成有所述挂钩。

在其中一个实施例中，每个所述凸台远离所述挂钩一端的端面上形成有支撑台阶，所述绝缘片承载于所述支撑台阶上。

在其中一个实施例中，所述挂钩包括挂臂及与所述挂臂靠近所述电芯组件的一端相连接的钩部，所述挂臂通过所述钩部与所述凸台的侧壁连接，所述绝缘片夹持于所述挂臂与所述凸台的侧壁之间，且所述钩部穿设于所述挂孔内。

在其中一个实施例中，所述壳体的两端均开口，两个所述顶盖组件分别密封设置于所述壳体两端的开口。

上述电池单体，在装配时可先将电芯组件的极耳与顶盖组件上的极柱进行焊接，并使挂钩与挂孔相挂接，便可将电芯组件安装于顶盖组件。绝缘主体能够在电芯组件与顶盖片之间进行绝缘，而凸台则能够对电芯组件进行支撑及限位。可见，第一绝缘件相当于传统的下塑胶及支架，故装配过程中无需再进行支架安装。而且，通过挂钩与挂孔配合即可实现电芯组件与凸台的连接，从而能够减少热熔及贴胶的步骤。因此，上述电池单体的装配工序可得到显著简化，从而能够提升加工效率。

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任一项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结构示意图；

图2为图1所示电池单体省略壳体后部分结构的装配示意图；

图3为图2所示部分结构中局部A的放大示意图；

图4为图2所示部分结构的侧视图；

图5为图4所示部分结构沿B-B的剖视图；

图6为图1所示电池单体中顶盖组件的结构示意图；

图7为图6所示顶盖组件中局部C的放大示意图。

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包括顶盖组件100、电芯组件200及壳体300。

壳体300为中空结构，其内部具有用于容纳电芯组件200、电解液以及其他部件的收容空间。壳体300的至少一端形成有开口(图未标)，通过壳体300的开口能够将电芯组件200装入壳体300内。由于本实施例中的电池单体10为方形电池，故壳体300的外部轮廓呈长方体形。更具体的，壳体300的两端均形成有开口。

电芯组件200是电池单体10的核心部件，收容于壳体300内。为了适配壳体300的形状，本实施例中的电芯组件200呈长方体形。其中，电芯组件200一般包括裸电芯210及绝缘片220。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具有极耳211，极耳211分为正极耳(图未标)及负极耳(图未标)，正极耳及负极耳分别从正极片及负极片引出。其中，正极耳及负极耳可以位于电芯组件200的同一端，也可以位于电芯组件200相对的两端。对于长条形的电芯组件200而言，由于端面尺寸较小，故正极耳及负极耳分布于电芯组件200相对的两端，且分别朝向壳体300两端的开口。

绝缘片220包覆于裸电芯210的外周，并暴露出极耳211。绝缘片220能够保护裸电芯210，并在裸电芯210与壳体300的内壁之间起到较好的绝缘作用，其材质可以是PET等。绝缘片220呈两端开口的筒状结构，与裸电芯210的外周轮廓相匹配。具体的，绝缘片220可由两个折叠呈L形的片料通过贴胶拼接而成。

进一步的，绝缘片220上开设有挂孔221(见图1)。挂孔221通常位于绝缘片220长度方向的两端，即靠近极耳211的位置。挂孔221可以是条形孔、圆形孔或方形孔，一般为沿厚度方向贯穿绝缘片220的通孔。

顶盖组件100密封设置于壳体300的开口，以在壳体300的内部形成相对封闭的环境，从而将电芯组件200与外部环境隔绝。顶盖组件100的形状与壳体300的开口的形状相适配，大致呈矩形。由于本实施例中的壳体300两端均形成有开口，故顶盖组件100设置有两个。显然，针对仅一端形成开口的壳体300，顶盖组件100则只需设置一个。

请一并参阅图6及图7，本实用新型较佳实施例中的顶盖组件100包括顶盖片110、第一绝缘件120、极柱130及第二绝缘件140。

顶盖片110可以由具有较高机械强度的材料，如铝、铝合金或不锈钢成型。顶盖片110具有相对设置的上表面及下表面，下表面指的是顶盖片110朝向壳体300内部的表面，上表面则指的是顶盖片110背向壳体300内部的表面。

第一绝缘件120能够在电芯组件200与顶盖片110之间起到限位及绝缘的作用。第一绝缘件120可由塑料、橡胶等绝缘材料成型，安装于顶盖片110的下表面。第一绝缘件120与顶盖片110之间可通过卡接、粘接等方式进行连接。通常情况下，第一绝缘件120一般通过注塑成型的方式与顶盖片110一体成型。

极柱130安装于顶盖片110并沿厚度方向贯穿顶盖片110及第一绝缘件120，用于与电芯组件200的极耳211进行连接。极柱130可通过铆接的方式安装于顶盖片110，并通过第一绝缘件120及第二绝缘件140与顶盖片110之间实现绝缘。第二绝缘件140的材质可与第一绝缘件120相同，可与第一绝缘件120一体成型，也可分开成型再进行组装。

第一绝缘件120包括绝缘主体121及凸台122，凸台122设于绝缘主体121背向顶盖片110的一侧。凸台122相对于绝缘主体121朝背向顶盖片110的一侧突出，即朝电芯组件200突出。因此，凸台122能够与电芯组件200抵接，从而沿长度方向对电芯组件200实现限位。凸台122与绝缘主体121一般为一体成型的结构，故凸台122与绝缘主体121之间的连接牢固，可靠性较高。

而且，凸台122设置有挂钩1221，挂钩1221与挂孔221相挂接，以将电芯组件200连接于凸台122。

请一并参阅图2及图3，在进行电池单体10装配时，可先将电芯组件200的极耳211与顶盖组件110上的极柱130进行焊接，并使挂钩1221与挂孔221相挂接。如此，便可将电芯组件200安装于顶盖组件110上。接着，再将电芯组件200装入壳体300，并将顶盖片110焊接于壳体300开口的边缘即可。

绝缘主体121能够在电芯组件200与顶盖片110之间进行绝缘，而凸台122既能够为电芯组件200的安装提供支撑，又能够对电芯组件200进行限位。因此，第一绝缘件120相当于传统的下塑胶及支架，故电芯组件200的装配过程中无需再进行支架安装。而且，通过挂钩1221与挂孔221配合即可实现电芯组件200与凸台122的连接，还能够减少热熔及贴胶的步骤。可见，电池单体10的装配工序可得到显著简化。

在本实施例中，挂钩1221包括挂臂(图未标)及挂臂靠近电芯组件200的一端相连接的钩部(图未示出)，挂臂的通过钩部与凸台122的侧壁连接。其中，绝缘片220夹持于挂臂与凸台122的侧壁之间，且钩部穿设于挂孔221内。

具体的，挂钩1221大致呈L形。在将电芯组件200安装于顶盖组件100时，绝缘片220插入挂臂与凸台122的侧壁之间。在挂臂与凸台122侧壁的夹持作用下，能够对绝缘片220起到较好的限位作用，从而有效地防止钩部从挂孔221中脱出，提升安装的可靠性。

请一并参阅图4及图5，在本实施例中，两个凸台122分别设置于绝缘主体121宽度方向的两侧边缘，并沿绝缘主体121的长度方向延伸，且在两个凸台122之间形成有容纳空间。

两个长条形的凸台122在与电芯组件200抵接时，其接触面积更大，故对电芯组件200的限位效果更好。而且，两个凸台122之间的容纳空间能够收容极耳211，从而为极耳211提供较大的活动空间，故能够有效地防止极耳211被拉扯。

请再次参阅图6及图7，在本实施例中，凸台122呈立方体形，挂钩1221形成于至少一个凸台122的长度方向的端面上。立方体形的凸台122具有表面平整的侧壁，对电芯组件200进行支撑及限位的效果更好。而且，将挂钩1221设置于凸台122的长度方向的端面，能够方便操作挂钩1221以使其与挂孔221实现挂接。

进一步的，在本实施例中，其中一个凸台122长度方向一端的端面上形成有挂钩1221，另一个凸台122长度方向另一端的端面上形成有挂钩1221。也就是说，挂钩1221在两个凸台122上呈对角分布。如此，可在设置尽可能少的挂钩1221的情况下，保证对电芯组件200的安装效果。

更进一步的，在本实施例中，每个凸台122远离挂钩1221一端的端面上形成有支撑台阶1222，绝缘片220承载于支撑台阶1222上。支撑台阶1222能够对绝缘片220进行定位。而且，将绝缘片220放置于支撑台阶1222上，能够防止绝缘片220突出于凸台122的端面，从而避免入壳时因与壳体300内壁摩擦而导致绝缘片220打皱。

上述电池单体10，在装配时可先将电芯组件200的极耳与顶盖组件100上的极柱130进行焊接，并使挂钩1221与挂孔221相挂接，便可将电芯组件200安装于顶盖组件100。绝缘主体121能够在电芯组件200与顶盖片110之间进行绝缘，而凸台122则能够对电芯组件200进行支撑及限位。可见，第一绝缘件120相当于传统的下塑胶及支架，故装配过程中无需再进行支架安装。而且，通过挂钩1221与挂孔221配合即可实现电芯组件200与凸台122的连接，从而能够减少热熔及贴胶的步骤。因此，上述电池单体10的装配工序可得到显著简化，从而能够提升加工效率。

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，至少一侧形成有开口；

电芯组件，收容于所述壳体内，所述电芯组件包括裸电芯及包覆于所述裸电芯的外周的绝缘片，所述绝缘片上开设有挂孔；及

顶盖组件，密封设置于所述壳体的开口，所述顶盖组件包括顶盖片及第一绝缘件，所述第一绝缘件包括绝缘主体及凸台，所述凸台设于所述绝缘主体背向所述顶盖片的一侧；

其中，所述凸台设置有挂钩，且所述挂钩与所述挂孔相挂接，以将所述电芯组件连接于所述凸台。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述绝缘主体与所述凸台为一体成型的结构。

3.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，两个所述凸台分别设置于所述绝缘主体宽度方向的两侧边缘，并沿所述绝缘主体的长度方向延伸，且在两个所述凸台之间形成有容纳空间。

4.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，所述凸台呈立方体形，所述挂钩形成于至少一个所述凸台的长度方向的端面上。

5.根据权利要求4所述的电池单体，其特征在于，其中一个所述凸台长度方向一端的端面上形成有所述挂钩，另一个所述凸台长度方向另一端的端面上形成有所述挂钩。

6.根据权利要求5所述的电池单体，其特征在于，每个所述凸台远离所述挂钩一端的端面上形成有支撑台阶，所述绝缘片承载于所述支撑台阶上。

7.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述挂钩包括挂臂及与所述挂臂靠近所述电芯组件的一端相连接的钩部，所述挂臂通过所述钩部与所述凸台的侧壁连接，所述绝缘片夹持于所述挂臂与所述凸台的侧壁之间，且所述钩部穿设于所述挂孔内。

8.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述壳体的两端均开口，两个所述顶盖组件分别密封设置于所述壳体两端的开口。

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。