CN220253429U - 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设置的限位凸台。在装配时可将集流盘从开口装入壳体，并使第一折边与限位凸台的第一表面进行抵接，从而对集流盘实现定位；接着，通过旋转集流盘，可在第一折边与第一表面保持抵接的同时将第二折边转动至与第二表面实现抵接，从而将集流盘固定于壳体的内壁。此时，第一折边及第二折边分别抵接于限位凸台的两侧，从而对集流盘进行限位，能够有效地防止集流盘回退。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，所述壳体的内壁形成有沿所述壳体的周向设置的限位凸台，所述限位凸台包括朝向所述开口的第一表面及背向所述开口的第二表面；所述集流盘包括主体、设置于所述主体边缘的第一折边及第二折边，且所述第二折边与所述第一折边之间沿所述主体的轴向存在高度差，所述集流盘收容于所述壳体，且所述第一折边与所述第一表面抵接，所述第二折边与所述第二表面抵接，以将所述集流盘固定于所述壳体的内壁。

在其中一个实施例中，每个所述限位凸台呈圆弧形并沿所述壳体的周向延伸，多个所述限位凸台沿所述壳体的周向等间隔设置，所述第一折边及所述第二折边均呈圆弧形并沿所述主体的周向延伸。

在其中一个实施例中，每个所述限位凸台位于延伸方向的两端形成有楔形结构。

在其中一个实施例中，所述第一折边设置有多个，多个所述第一折边沿所述主体的边缘等间隔设置，且相邻两个所述第一折边之间设置有一个所述第二折边。

在其中一个实施例中，所述主体的边缘朝轴向弯折以形成支撑侧壁，所述支撑侧壁沿所述主体的周向延伸，所述第一折边及所述第二折边均设置于所述支撑侧壁。

在其中一个实施例中，所述主体的边缘开设有多个应力槽，多个所述应力槽沿所述主体的周向间隔设置。

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。

上述电池单体，在装配时可将集流盘从开口装入壳体，并使第一折边与限位凸台的第一表面进行抵接，从而对集流盘实现定位；接着，通过旋转集流盘，可在第一折边与第一表面保持抵接的同时将第二折边转动至与第二表面实现抵接，从而将集流盘固定于壳体的内壁。此时，第一折边及第二折边分别抵接于限位凸台的两侧，从而对集流盘进行限位，能够有效地防止集流盘回退。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所示电池单体中壳体的结构示意图；

图5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。

请参阅图1至图5，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及电芯组件(图未示)。

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。

进一步的，壳体100的内壁形成有限位凸台110，限位凸台110沿壳体100的周向间隔设置，限位凸台110均包括朝向开口101的第一表面111(图3所示的上表面)及背向开口101的第二表面112(图3所示的下表面)。

限位凸台110可以设置多个，也可仅设置一个。对于设置有多个限位凸台110的实施方式，多个限位凸台110沿壳体100的周向等间隔设置；对于仅设置一个限位凸台110的实施方式，限位凸台110沿壳体100的周向延伸并形成非闭合的环形结构。非闭合的环形结构的限位凸台110形成有缺口，该缺口方便对集流盘200进行装配。具体在本实施例中，多个限位凸台110沿壳体110的周向等间隔设置，且每个限位凸台110均呈圆弧形并沿壳体100的周向延伸。

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极柱孔102，用于装配正极柱(图未示)，正极柱用于与电芯组件的正极耳连接。

集流盘200包括主体210、第一折边220及第二折边230。其中，第一折边220及第二折边230均设置于主体210的边缘，且第二折边230与第一折边220之间沿主体210的轴向存在高度差。集流盘200一般由金属铜成型，大致呈圆盘状，与壳体100内部轮廓相适配。第一折边220及第二折边230的形状可以相同，一般与主体210一体成型，并沿主体210的径向突出于主体210的侧面。

进一步的，集流盘200收容于壳体100，且第一折边220与第一表面111抵接，第二折边230与第二表面112抵接，以将集流盘200固定于壳体100的内壁。由于第一折边220及第二折边230分别与第一表面111及第二表面112抵接，故限位凸台110能够阻止集流盘200沿壳体100的轴向发生移动，从而对集流盘200进行限位，以防止集流盘200回退。如此，激光焊接时能够有效地降低虚焊、爆点产生的风险，进而提升电池单体10的品质。

具体的，第一折边220与第二折边230之间沿主体210的轴向的高度差一般略小于限位凸台110的厚度(即第一表面111与第二表面112之间的距离)，故限位凸台110能够与第一折边220及第二折边230实现过盈配合，对集流盘200的限位效果更佳。

以图3所示为例，在进行装配时，可先将集流盘200从开口101从上到下装入壳体100，直至第一折边220与限位凸台110的第一表面111进行抵接，从而对集流盘200实现定位。如此，有助于提升集流盘200的入壳效率。而且，第一折边220与第一表面111贴合度较佳，还能够增加集流盘200与壳体100之间的接触面积。

与此同时，第二折边230可穿过相邻两个限位凸台110之间的间隙或限位凸台110形成的缺口。接着，沿壳体100的周向转动集流盘200，以使第二折边230转动至限位凸台110的下方并与第二表面112抵接。而且，第一折边220至少部分依然与第一表面111保持抵接，故通过第一折边220及第二折边230与限位凸台110的配合，便可集流盘200进行限位，从而有效地防止集流盘200回退。再通过激光焊接将集流盘200焊接于壳体100的内壁时，便能够有效地降低虚焊、爆点产生的风险。

请再次参阅图4及图5，具体在本实施例中，第一折边220及第二折边230均呈圆弧形，并沿主体210的周向延伸。圆弧形的第一折边220及第二折边230与圆弧形的限位凸台110配合，在转动集流盘200时不易卡死。而且，在第一折边220及第二折边230分别与第一表面111及第二表面112抵接时，使得接触面积更大，故针对集流盘200的限位效果更佳。

进一步的，在本实施例中，每个限位凸台110位于延伸方向的两端形成有楔形结构(图未示)。楔形结构能够起到导向的作用，从而更加方便将第二折边230转动至限位凸台110的下方。

在本实施例中，第一折边220设置有多个，多个第一折边220沿主体210的边缘等间隔设置，且相邻两个第一折边220之间设置有一个第二折边230。

如此，在第一折边220及第二折边230分别与第一表面111及第二表面112抵接时，集流盘200上下两侧所受到的作用力更加平衡，故限位凸台100对集流盘200的支撑更稳定，能够进一步改善针对集流盘200的限位效果。

在本实施例中，主体210的边缘朝轴向弯折以形成支撑侧壁240，支撑侧壁240沿主体210的周向延伸，第一折边220及第二折边230均设置于支撑侧壁240。支撑侧壁240能够在主体210的侧面形成较大的安装面积，从而方便第一折边220及第二折边230的成型。而且，支撑侧壁240具有弹性，还能够使第一折边220及第二折边230与壳体100的内壁保持较好的抵接。

在本实施例中，主体210的边缘开设有多个应力槽211，多个应力槽211沿主体210的周向间隔设置。应力槽211能够释放集流盘200内的应力，从而防止集流盘200出现变形。

在本实施例中，主体210上形成有多个焊接片250，多个焊接片250主体210的中心等间隔分布。焊接片250用于与电芯组件的负极耳进行焊接，由于多个焊接片250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250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250通过弹性形变可起到缓冲作用，从而能够减轻对焊接片250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。

上述电池单体10，在装配时可将集流盘200从开口装入壳体100，并使第一折边220与限位凸台110的第一表面111进行抵接，从而对集流盘200实现定位；接着，通过旋转集流盘200，可在第一折边220与第一表面111保持抵接的同时将第二折边230转动至与第二表面112实现抵接，从而将集流盘200固定于壳体100的内壁。此时，第一折边220及第二折边230分别抵接于限位凸台110的两侧，从而对集流盘200进行限位，能够有效地防止集流盘200回退。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，所述壳体的内壁形成有沿所述壳体的周向设置的限位凸台，所述限位凸台包括朝向所述开口的第一表面及背向所述开口的第二表面；所述集流盘包括主体、设置于所述主体边缘的第一折边及第二折边，且所述第二折边与所述第一折边之间沿所述主体的轴向存在高度差，所述集流盘收容于所述壳体，且所述第一折边与所述第一表面抵接，所述第二折边与所述第二表面抵接，以将所述集流盘固定于所述壳体的内壁。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，每个所述限位凸台呈圆弧形并沿所述壳体的周向延伸，多个所述限位凸台沿所述壳体的周向等间隔设置，所述第一折边及所述第二折边均呈圆弧形并沿所述主体的周向延伸。

3.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，每个所述限位凸台位于延伸方向的两端形成有楔形结构。

4.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述第一折边设置有多个，多个所述第一折边沿所述主体的边缘等间隔设置，且相邻两个所述第一折边之间设置有一个所述第二折边。

5.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述主体的边缘朝轴向弯折以形成支撑侧壁，所述支撑侧壁沿所述主体的周向延伸，所述第一折边及所述第二折边均设置于所述支撑侧壁。

6.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述主体的边缘开设有多个应力槽，多个所述应力槽沿所述主体的周向间隔设置。

7.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。

8.根据权利要求7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。

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。