CN220253428U - 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，包括壳体及集流盘，壳体的一端设有开口，壳体内壁形成有沿壳体周向延伸的限位凸台，集流盘包括主体及沿主体的边缘设置的弹性卡持部。在进行装配时，可将集流盘从开口装入壳体，弹性卡持部能够在导向斜面的挤压下发生弹性形变，并最终沿导向斜面滑动至限位平面的一侧。此时，限位平面能够与弹性卡持部抵持，从而对集流盘实现定位，并能够防止集流盘回退。而且，由于弹性卡持部与壳体的内壁弹性抵接，故可使集流盘与壳体的内壁贴合更紧密。如此，在进行激光焊接时能够有效地降低虚焊、爆点产生的风险。因此，上述电池单体的品质可得到显著提升。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

圆柱电池通常采用集流盘将电芯组件的负极耳与壳体进行电连接，故集流盘的装配是电池装配的关键工序。集流盘一般与壳体过盈配合，再通过激光焊接的方式焊接于壳体的内壁，便可与壳体实现装配。

由于集流盘装入壳体后无法进行定位，导致集流盘与壳体内壁的贴合度较差，故激光焊接时易产生虚焊、爆点等问题。而且，由于集流盘未被定位，故集流盘在入壳后还可能会产生一定的回弹，从而导致集流盘入壳的一致性较差。因此，现有集流盘的装配方式导致电池品质较差。

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品质的电池单体。

一种电池单体，包括壳体及集流盘，所述壳体的一端设有开口，所述壳体内壁形成有沿所述壳体周向延伸的限位凸台，所述限位凸台包括朝向所述开口的导向斜面及背向所述开口的限位平面，所述集流盘包括主体及沿所述主体的边缘设置的弹性卡持部，所述弹性卡持部能够沿所述集流盘的径向发生弹性形变；

其中，所述集流盘能够从所述开口装入所述壳体，所述弹性卡持部能够沿所述导向斜面滑动至所述限位平面的一侧，并与所述壳体的内壁弹性抵接。

在其中一个实施例中，所述限位凸台还包括连接所述导向斜面与所述限位平面的弧形过渡面。

在其中一个实施例中，所述主体的边缘沿轴向弯折形成第一竖向延伸部，所述第一竖向延伸部沿所述主体的径弯折成形成横向延伸部，所述横向延伸部沿与所述第一竖向延伸部相反的方向弯折形成第二竖向延伸部，所述第一竖向延伸部、所述横向延伸部及所述第二竖向延伸部共同构成所述弹性卡持部，且由所述第二竖向延伸部的侧壁与所述壳体的内壁弹性抵接。

在其中一个实施例中，在所述集流盘装入所述壳体后，所述弹性卡持部的开口方向朝向所述开口。

在其中一个实施例中，所述横向延伸部与所述第二竖向延伸部的连接处形成有圆倒角结构。

在其中一个实施例中，所述主体上形成有多个焊接片，多个所述焊接片绕所述主体的中心等间隔分布。

在其中一个实施例中，每个所述焊接片能够相对于所述主体沿所述集流盘的轴向发生弹性形变。

在其中一个实施例中，还包括密封所述开口的顶盖，所述顶盖朝向所述壳体的一侧形成有沿所述顶盖的边缘延伸的第一台阶，所述壳体的端面局部凹陷以在所述壳体的内壁形成沿所述壳体的周向延伸的第二台阶，所述顶盖承载于所述第二台阶，所述壳体的端面与所述第一台阶抵接。

上述电池单体，在进行装配时，可将集流盘从开口装入壳体，弹性卡持部能够在导向斜面的挤压下发生弹性形变，并最终沿导向斜面滑动至限位平面的一侧。此时，限位平面能够与弹性卡持部抵持，从而对集流盘实现定位，并能够防止集流盘回退。而且，由于弹性卡持部与壳体的内壁弹性抵接，故可使集流盘与壳体的内壁贴合更紧密。如此，在进行激光焊接时能够有效地降低虚焊、爆点产生的风险。因此，上述电池单体的品质可得到显著提升。

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中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中任一项所述的电池单体或如上述实施例所述的电池。

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省略电芯组件的结构示意图；

图2为图1所示电池单体的剖视图；

图3为图2所示电池单体中局部A的放大示意图；

图4为图1所示电池单体中集流盘的结构示意图。

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圆柱电池。

请一并参阅图1及图2，本实用新型较佳实施例中的电池单体10包括壳体100、集流盘200、电芯组件(图未示)及顶盖300。

壳体100为一端设置有开口101的中空结构，其内部用于容纳电芯组件、电解液的收容空间。壳体100一般由铝、钢等金属成型，能够导电。由于本实施例中的电池单体10为圆柱电池，故壳体100也呈圆柱形。

电芯组件收容于壳体100内，电芯组件是电池单体10的核心部件。为了适配壳体100的形状，本实施例中的电芯组件呈圆柱形。电芯组件可以由正极片、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的方式成型，卷绕得到的电芯组件即呈圆柱形。电芯组件的两端分别设置有正极耳(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。

集流盘200用于将电芯组件的负极耳与壳体100连接。此外，壳体100远离开口101的另一端一般还设置有正极柱(图未示)，正极柱用于与电芯组件的正极耳连接。

请一并参阅图3及图4，集流盘200包括主体210及弹性卡持部220，弹性卡持部220沿主体210的边缘设置，且弹性卡持部220能够沿集流盘200的径向发生弹性形变。主体210及弹性卡持部220为一体成型的结构，一般由金属铜成型。集流盘200大致呈圆盘状，与壳体100内部轮廓相适配。弹性卡持部220可以是整体沿主体210的周向延伸的环形结构，也可包括多个沿主体210的周向间隔设置的弧形结构。

进一步的，壳体100内壁形成有沿壳体100周向延伸的限位凸台110，限位凸台110包括朝向开口101的导向斜面111及背向开口101的限位平面112。导向斜面111及限位平面112均呈环形，且沿壳体100的周向延伸。导向斜面111的倾斜角度在45度至50度之间，限位平面112大致与壳体100的轴线垂直。

在进行装配时，先将电芯组件的负极耳与集流盘200焊接，再将电芯组件连同集流盘200从开口101装入壳体100；在导向斜面111的挤压下，弹性卡持部220将沿着集流盘200的径向收缩；随着电芯组件及集流盘200继续向壳体100内部推送，弹性卡持部220能够沿导向斜面111滑动至限位平面112的一侧。此时，弹性卡持部220由于失去导向斜面111的作用将沿着集流盘200的径向展开，从而与壳体100的内壁弹性抵接，故可使集流盘200与壳体100的内壁贴合更紧密。

而且，限位平面112能够沿壳体100的轴向与弹性卡持部220抵接，且弹性卡持部220无法沿限位平面112向导向斜面111滑动，故限位平面112能够对集流盘200实现限位，从而阻止集流盘200朝开口101回退。配合电芯组件从另一端进行限位，能够对集流盘200实现较好的定位。

待集流盘200装配到位后，再通过激光焊接等方式便可将集流盘200焊接于壳体100的内壁，从而实现集流盘200与壳体100的连接。而由于集流盘200与壳体100的内壁贴合紧密，且集流盘200在壳体100内定位更精准，故在进行激光焊接时能够有效地降低虚焊、爆点产生的风险。

在本实施例中，限位凸台110还包括连接导向斜面111与限位平面112的弧形过渡面113。如此，导向斜面111与限位平面112之间过渡平缓，方便弹性卡持部220由导向斜面111一侧滑动至限位平面112一侧，从而防止弹性卡持部220在导向斜面111与限位平面112的连接处卡死。

在本实施例中，主体210的边缘沿轴向弯折形成第一竖向延伸部221，第一竖向延伸部221沿主体210的径向弯折形成横向延伸部222，横向延伸部222沿与第一竖向延伸部221相反的方向弯折形成第二竖向延伸部223。其中，第一竖向延伸部221、横向延伸部222及第二竖向延伸部223共同构成弹性卡持部220，且由第二竖向延伸部223的侧壁与壳体100的内壁弹性抵接。

由于集流盘200自身具有一定的弹性，第一竖向延伸部221与第二竖向延伸部223能够在压力作用下相互靠近或远离，从而使弹性卡持部220发生弹性形变。具体的，弹性卡持部220呈一侧开口的U形结构，其形变能力较强。而且，第二竖向延伸部223的侧壁面积较大，故使得弹性卡持部220与壳体100内壁的接触面积也更大，从而能够提升集流盘200与壳体100连接的可靠性。

在本实施例中，在集流盘200装入壳体100后，弹性卡持部220的开口方向朝向开口101。也就是说，弹性卡持部220沿导向斜面111向限位平面112一侧滑动的过程中，弹性卡持部220的开口背向限位凸起110，故能够避免限位凸起110卡入弹性卡持部220的开口中，便于集流盘200快速装配到位。

进一步的，在本实施例中，横向延伸部222与第二竖向延伸部223的连接处形成有圆倒角结构(图未标)。在弹性卡持部220经导向斜面111向限位平面112一侧滑动时，由上述圆倒角结构与导向斜面111接触。上述圆倒角结构的表面平滑，故可使弹性卡持部220在导向斜面111上滑动更顺畅。

在本实施例中，主体210上形成有多个焊接片230，多个焊接片230绕主体210的中心等间隔分布。焊接片230用于与电芯组件的负极耳进行焊接，由于多个焊接片230排列均匀，故方便将负极耳焊接于集流盘200。

进一步的，在本实施例中，每个焊接片230能够相对于主体210沿集流盘200的轴向发生弹性形变。当电池单体10受到振动时，焊接片230通过弹性形变可起到缓冲作用，从而能够减轻对焊接片230与负极耳之间焊接处的拉扯，有利于提升电池单体10的可靠性。

请再次参阅图1，集流盘200与壳体100装配完成后，便可由顶盖300将开口101密封。顶盖300可通过激光焊接的方式与开口101的边缘连接。顶盖300上开设有注液孔102，通过注液孔102可将电解液注入壳体100内壁。注液完成后，可通过密封钉将注液孔102封闭。

请再次参阅图3，在本实施例中，顶盖300朝向壳体100的一侧形成有沿顶盖300的边缘延伸的第一台阶310，壳体100的端面局部凹陷以在壳体100的内壁形成沿壳体100的周向延伸的第二台阶120，顶盖300承载于所述第二台阶120，壳体100的端面与第一台阶310抵接。

在顶盖300装配时，可借助第一台阶310及第二台阶使顶盖300与壳体100采用相嵌套的方式实现配合，再通过激光焊接的方式将顶盖300与壳体100焊接。由于相嵌套的顶盖300与壳体100之间间隙较小，故有利于降低激光焊接难度并提升焊接后壳体100与顶盖300之间的气密性，从而进一步提升电池单体10的品质。

上述电池单体10，在进行装配时，可将集流盘200从开口101装入壳体100，弹性卡持部220能够在导向斜面111的挤压下发生弹性形变，并最终沿导向斜面111滑动至限位平面112的一侧。此时，限位平面112能够与弹性卡持部220抵持，从而对集流盘200实现定位，并能够防止集流盘200回退。而且，由于弹性卡持部220与壳体100的内壁弹性抵接，故可使集流盘200与壳体100的内壁贴合更紧密。如此，在进行激光焊接时能够有效地降低虚焊、爆点产生的风险。因此，上述电池单体10的品质可得到显著提升。

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，包括壳体及集流盘，所述壳体的一端设有开口，所述壳体内壁形成有沿所述壳体周向延伸的限位凸台，所述限位凸台包括朝向所述开口的导向斜面及背向所述开口的限位平面，所述集流盘包括主体及沿所述主体的边缘设置的弹性卡持部，所述弹性卡持部能够沿所述集流盘的径向发生弹性形变；

其中，所述集流盘能够从所述开口装入所述壳体，所述弹性卡持部能够沿所述导向斜面滑动至所述限位平面的一侧，并与所述壳体的内壁弹性抵接。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述限位凸台还包括连接所述导向斜面与所述限位平面的弧形过渡面。

3.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述主体的边缘沿轴向弯折形成第一竖向延伸部，所述第一竖向延伸部沿所述主体的径弯折成形成横向延伸部，所述横向延伸部沿与所述第一竖向延伸部相反的方向弯折形成第二竖向延伸部，所述第一竖向延伸部、所述横向延伸部及所述第二竖向延伸部共同构成所述弹性卡持部，且由所述第二竖向延伸部的侧壁与所述壳体的内壁弹性抵接。

4.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，在所述集流盘装入所述壳体后，所述弹性卡持部的开口方向朝向所述开口。

5.根据权利要求4所述的电池单体，其特征在于，所述横向延伸部与所述第二竖向延伸部的连接处形成有圆倒角结构。

6.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述主体上形成有多个焊接片，多个所述焊接片绕所述主体的中心等间隔分布。

7.根据权利要求6所述的电池单体，其特征在于，每个所述焊接片能够相对于所述主体沿所述集流盘的轴向发生弹性形变。

8.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，还包括密封所述开口的顶盖，所述顶盖朝向所述壳体的一侧形成有沿所述顶盖的边缘延伸的第一台阶，所述壳体的端面局部凹陷以在所述壳体的内壁形成沿所述壳体的周向延伸的第二台阶，所述顶盖承载于所述第二台阶，所述壳体的端面与所述第一台阶抵接。

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。