CN220290868U - 一种单体电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及新能源技术领域，公开了一种单体电池，包括电极组件，设置于所述壳体的内部，所述电极组件还包括本体和第一极耳，所述第一极耳设置于所述本体沿所述第一方向的一端；顶盖，盖合所述开口并与所述壳体连接，所述顶盖具有沿所述第三方向贯穿的通孔；电连接组件，包括多个沿所述第二方向排布的第一极柱，所述第一极柱穿设于所述通孔内；在所述第三方向上，所述第一极柱的一端位于所述壳体的外侧，另一端朝远离所述顶盖的方向延伸并与所述第一极耳相连接；绝缘件，填充于所述通孔内并至少部分位于第一极柱和顶盖之间。本实用新型通过增加极柱数量，提高单体电池的过流能力，从而满足高功率锂电池充电放电的需求。

Description

一种单体电池

技术领域

本实用新型涉及新能源技术领域，特别是涉及一种单体电池。

背景技术

现有的锂电池，通常在其顶盖上设置正电极和负电极，由于顶盖上的空间窄小，正电极和负电极通常都是只设置单极柱结构，但单极柱结构的过流能力较差，无法满足目前高功率锂电池充电放电的需求。

实用新型内容

本实用新型的目的是：提供一种单体电池，能够提高极柱的过流能力，以满足目前高功率锂电池充电放电的需求。

为了实现上述目的，本实用新型提供了一种单体电池，包括：

壳体，具有两两相交的第一方向、第二方向和第三方向，所述壳体沿第三方向的至少一端开设有开口；

电极组件，设置于所述壳体的内部，所述电极组件包括本体和第一极耳，所述第一极耳设置于所述本体沿所述第一方向的一端；

顶盖，盖合所述开口并与所述壳体连接，所述顶盖具有沿所述第三方向贯穿的通孔；

电连接组件，包括多个沿所述第二方向排布的第一极柱，所述第一极柱穿设于所述通孔内；在所述第三方向上，所述第一极柱的一端位于所述壳体的外部，另一端朝远离所述顶盖的方向延伸并与所述第一极耳相连接；

绝缘件，填充于所述通孔内并至少部分位于第一极柱和顶盖之间。

在本申请的一些实施例中，所述第一极柱包括沿所述第三方向依次连接的连接部、装配部和极柱部，所述装配部位于所述顶盖靠近所述电极组件的一侧，所述装配部沿第一方向延伸且两端分别连接所述连接部和所述极柱部，所述极柱部沿第三方向朝远离所述电极组件的方向延伸并穿设于所述通孔中，所述连接部沿第三方向朝靠近所述电极组件的方向延伸并连接所述第一极耳。

在本申请的一些实施例中，所述绝缘件包括一体成型的第一部分和第二部分，所述第一部分位于所述极柱部和所述顶盖之间，所述第二部分位于所述顶盖和所述装配部之间。

在本申请的一些实施例中，所述极柱部沿所述第一方向的最大尺寸为D₁ mm，沿第二方向的最大尺寸为D₂mm，满足：1＜D₁/D₂＜80。

在本申请的一些实施例中，所述D₁满足：1＜D₁＜40，和/或，所述D₂满足：0.5＜D₂＜5。

在本申请的一些实施例中，所述装配部沿所述第三方向的最大尺寸为D_maxmm，最小尺寸为D_minmm，满足：0.85＜D_min/D_max≤1。

在本申请的一些实施例中，沿所述第二方向，相邻的两个所述第一极柱之间具有间隙，所述绝缘件的至少部分填充于所述间隙中。

在本申请的一些实施例中，所述第一极柱沿所述第一方向的至少一侧设置有第一平壁，所述第一平壁与所述第一极耳相连接。

在本申请的一些实施例中，所述第一极柱沿所述第二方向的至少一侧设置有限位凸起，所述绝缘件包裹所述限位凸起。

在本申请的一些实施例中，所述顶盖沿所述第三方向的至少一侧设置有限位凹槽，所述绝缘件至少部分填充于所述限位凹槽中。

在本申请的一些实施例中，所述连接部、装配部和极柱部一体成型。

本实用新型提供一种单体电池,与现有技术相比，其有益效果在于：

单体电池上设置电连接组件，电连接组件包括多个第一极柱，通过设置多个第一极柱，即增加极柱数量，提高单体电池的过流能力，从而满足高功率锂电池充电放电的需求，并且，第一极柱直接与第一极耳连接，减少单体电池的零部件数量，降低了制造成本。

附图说明

图1是本实用新型实施例单体电池的结构示意图。

图2是本实用新型实施例顶盖和电连接组件的结构示意图。

图3是本实用新型实施例第一极柱的结构示意图。

图4是图2的正视图。

图5是图4中Ⅰ处的放大示意图。

图6是图2的侧视图。

图7是本实用新型实施例顶盖、电连接组件和电极组件的结构示意图。

图8是图6中Ⅱ处的放大示意图。

图9是本实用新型实施例顶盖的结构示意图。

图中，1、壳体；2、电极组件；3、顶盖；4、电连接组件；5、绝缘件；11、开口；21、本体；22、第一极耳；31、通孔；32、限位凹槽；41、第一极柱；42、第二极柱；411、连接部；412、装配部；413、极柱部；414、限位凸起；4111、第一平壁；51、第一部分；52、第二部分；53、第三部分；X、第一方向；Y、第二方向；Z、第三方向。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”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”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在申请实施例中，“平行”是指直线与直线、直线与面、或面与面形成的角度为-1请实施例的状态。另外，“垂直”是指直线与直线、直线与面、或面与面形成的角度为89°～91°的状态。距离相等，是指公差范围在-1％～1％的状态。

此外，在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

请参照图1和图2，本实用新型实施例的一种单体电池，包括壳体1、电极组件2、顶盖3、电连接组件4和绝缘件5。

壳体1，具有两两相交的第一方向X、第二方向Y和第三方向Z，壳体1沿第三方向Z的至少一端开设有开口。

具体来说，请参照图1，根据图示方位，可以设置壳体1沿第三方向Z朝上的一端设置开口，或者设置壳体1沿第三方向Z朝下的一端设置开口，也可以设置壳体1沿第三方向Z朝上的一端以及朝下的一端均设置开口。

请参照图7，电极组件2设置于壳体1的内部，电极组件2包括本体21和第一极耳22，第一极耳22设置于本体21沿第一方向X的一端。第一极耳22可以是正极耳或者是负极耳。本实施例中，第一极耳22的数量可以设置为多个。

具体地，电极组件2还包括第二极耳，第二极耳设置于本体21沿第一方向X的另一端，第二极耳和第一极耳22的极性相反。通常来说，电极组件可以是卷芯，卷芯是由正极片、负极片以及隔膜卷绕形成，或者可以是叠片电芯，由正极片、隔膜以及负极片叠片形成，正极片和负极片均具有涂覆活性材料的区域和未涂覆活性材料的区域，未涂覆活性材料的区域形成极耳，正极片形成的为正极耳，负极片形成的为负极耳。在本实施例中，第一极耳22和第二极耳分别为正极耳和负极耳。

请参照图9，顶盖3盖合开口并与壳体1连接，顶盖3具有沿第三方向Z贯穿的通孔31。

电连接组件4，包括多个沿第二方向Y排布的第一极柱41，第一极柱41穿设于通孔31内，具体地，多个第一极柱41均穿设于通孔31；在第三方向Z上，第一极柱41的一端位于壳体1的外部，另一端朝远离顶盖3的方向延伸并与第一极耳22相连接，具体地，每个第一极柱41的一端位于壳体1的外部，另一端朝远离顶盖3的方向延伸并与第一极耳22相连接，第一极耳22与第一极柱41电连接。第一极柱41可以是正极柱，也可以是负极柱，本实施例中第一极柱41为正极柱。

在一些实施例中，可以是多个第一极柱41均穿设于同一通孔31。

在另一些实施例中，可以是通孔31也具有多个且沿第二方向Y排布，多个第一极柱41分别穿设于多个通孔31，可以是多个第一极柱41与多个通孔31一一对应。

第一极柱41的数量也可以设置为多个，第一极耳22的数量与第一极柱41的数量相等，而且第一极柱41和第一极耳22一一对应设置。

相应地，电连接组件4还包括第二极柱42，在第三方向Z上，第二极柱42的一端位于壳体1的外侧，另一端朝远离顶盖3的方向延伸并与第二极耳相连接，第二极柱42与第一极柱41的极性相反。由此，形成第一极柱41和第二极柱42分别为正极柱和负极柱的结构。在本实施例中，第二极柱42设置为多个并沿第二方向Y排布。通过这样的结构，无论是正极柱还是负极柱的过流能力都得到提高，从而在整体上进一步提高单体电池的过流能力。

第一极柱41和第二极柱42的数量可以设置为相等，也可以设置为不同。本实施例中，第一极柱41和第二极柱42均设置为两个。在具体生产实施中，可根据实际需要以及顶盖的尺寸进行设置。

绝缘件5填充于通孔31内并至少部分位于第一极柱41和顶盖3之间。

本实施例的单体电池，通过设置多个第一极柱41，即增加极柱数量，提高单体电池的过流能力，从而满足高功率锂电池充电放电的需求。

本实施例的单体电池呈矩形体，壳体1也呈矩形体，在本实施例中，壳体1的长度方向为第一方向X，壳体1的宽度方向为第二方向Y，壳体1的高度方向为第三方向Z。第一方向X、第二方向Y和第三方向Z两两垂直。

顶盖3上设置多个通孔31，通孔31可以沿第一方向X依次设置在顶盖3上，也可以设置多个通孔31分成分别设置在顶盖3沿第一方向X两端的两组，每组的多个通孔31沿第二方向Y依次设置。第一极柱41和第二极柱42分别从不同的通孔31穿过，在本实施例中，通孔31共设置为两个，多个第一极柱41同时穿过其中一个通孔31，多个第二极柱42同时穿过另一个通孔31。两个通孔31是沿第一方向X依次设置在顶盖3上，并且两个通孔31分别位于顶盖3沿第一方向X的两端。当然在其他实施例中，也可设置每个通孔31仅穿设一个第一极柱41或第二极柱42，在具体的生产制造中，可以按需实施。

下面以第一极柱41为例，详细介绍第一极柱41的具体结构。

请参照图3，第一极柱41包括沿第三方向Z依次连接的连接部411、装配部412和极柱部413，装配部412位于顶盖3靠近电极组件2的一侧，装配部412沿第一方向X延伸且两端分别连接连接部411和极柱部413，极柱部413沿第三方向Z朝远离电极组件2的方向延伸并穿设于通孔31中，连接部411沿第三方向Z朝靠近电极组件2的方向延伸并连接第一极耳22。

在本实施例中，第一极柱41是一体成型的，也就是说连接部411、装配部412以及极柱部413一体成型，三者分别为第一极柱41的不同部分，分别用于不同的功能。请参照图3，第一极柱41经过两次弯折后分别形成连接部411、装配部412以及极柱部413，一次弯折是以第二方向Y为轴进行弯折，另一次弯折是以第一方向X为轴进行弯折。根据图3所示方位，在第一极柱41沿第三方向Z朝上的一端到以第一方向X为轴的弯折处之间，是极柱部413。在第一极柱41沿第三方向Z朝下的的一端到以第二方向Y为轴的弯折处之间，是连接部411。两个弯折处之间，是装配部412。连接部411用于和第一极耳22相连接；装配部412用于与绝缘件5、顶盖3彼此配合，组装在单体电池上；而极柱部413是用于电连接外界的汇流件或者其他的单体电池的。

本实施例的第一极柱41一体成型并直接与第一极耳22连接，无需其他辅助件，减少结构件的数量，能够降低单体电池整体的制造成本。

其中，极柱部413沿第一方向X的尺寸为D₁ mm，沿第二方向Y的尺寸为D₂mm，满足：1＜D₁/D₂＜80。这样设置，极柱部413的形状呈扁平状，易于被弯折，能够便于极柱部413电连接其他单体电池或汇流体。若D₁/D₂小于1，则表明极柱部413沿第一方向的尺寸小于第二方向的尺寸，极柱部413过厚，不易弯折；若大于D₁/D₂大于80，则极柱部413过薄，强度较差。

在另一些实施例中，满足：2＜D₁/D₂＜40，更优选地，3＜D₁/D₂＜20。

请参照图4和图5，在测量尺寸D₁和D₂时，采用通用的长度测量工具便可，如直尺、卷尺这类测量工具。

具体来说，测量D₁时，取极柱部413未弯折的单体电池，或者弯折后恢复到图1显示的姿态的单体电池。以极柱部413在第一方向X上的一个边缘为基准边缘，通过长度测量工具沿第一方向X测量基准边缘和另一个边缘之间的距离，测量多次并取平均值，得到极柱部413沿第一方向X的尺寸为D₁ mm。

测量D₂时，请参照图6和图8，取极柱部413未弯折的单体电池，或者弯折后恢复到图1显示的姿态的单体电池。以极柱部413在第二方向Y上的一个边缘为基准边缘，通过长度测量工具沿第二方向Y测量基准边缘和另一个边缘之间的距离，测量多次并取平均值，得到极柱部413沿第二方向Y的尺寸为D₂mm。

此外，D₁和D₂的具体尺寸设置，需要考虑顶盖3、通孔31的尺寸，还要避让顶盖3上其他部件，如防爆阀，防止出现干涉。本实施例中，D₁满足：1＜D₁＜40，或者D₂满足：0.5＜D₂＜5，或者D₁满足1＜D₁＜40的同时，D₂满足：0.5＜D₂＜5。

在另一些实施例中，D₁满足：2＜D₁＜20，D₂满足：1＜D₂＜3。

装配部412沿第三方向Z的最大尺寸为D_maxmm，最小尺寸为D_minmm，满足：0.85＜D_min/D_max≤1。这样设置，装配部412呈平板状，有利于装配部412具有较大的接触面积与顶盖3及电极组件2进行限位接触，可靠地装配于顶盖3与电极组件2之间。

D_max和D_min都是装配部412在第三方向Z上的厚度尺寸。在测量尺寸D_max和D_min时，采用通用的长度测量工具便可，如直尺、卷尺这类测量工具。

具体来说，装配部412在第三方向Z上具有两个端面，以其中一个端面为基准端面，通过长度测量工具沿第三方向Z测量基准端面与另一端面之间的距离，测量多次,取最大值为D_max，取最小值为D_min。

一些实施例中，第一极柱41沿第一方向X的至少一侧设置有第一平壁4111，第一平壁4111与第一极耳22相连接。第一平壁4111可以设置在第一极柱41沿第一方向X朝向电极组件2的一侧，还可以设置在第一极柱41沿第一方向X的两个侧面。优选地，本实施例中，第一平壁4111设置在第一极柱41沿第一方向X的两个侧面。在本实施例中，第一平壁4111设置在连接部411上，第一平壁4111的设置能够增加与第一极耳22的接触面积，增大二者之间的焊接面积，提高二者之间的连接强度，还能够保证过流效果。

一些实施例中，第一极柱41沿第二方向Y的至少一侧设置有限位凸起414，绝缘件5包裹限位凸起414。限位凸起414的设置，目的是增加第一极柱41和绝缘件5之间的接触面积。由于绝缘件5在填充到通孔31上的时候是流体，第一极柱41和绝缘件5的接触面积的增加，能够让绝缘件5保持与第一极柱41的相对位置不变，直至绝缘件5凝固固定住第一极柱41。

在本实施例中，限位凸起414是设置在极柱部413上，并且限位凸起414设置在第一极柱沿第二方向Y的一个侧面上，在其他实施例中，限位凸起414的数量和位置也可以根据实际需要进行设置。

一些实施例中，沿第二方向Y，相邻的两个第一极柱41之间具有间隙，绝缘件5的至少部分填充于间隙中。绝缘件5包裹每个第一极柱41，能够更好地固定每个第一极柱41，以使多个第一极柱41都能被固定住，保证第一极柱41的连接强度。

第二极柱42的设置与第一极柱41相似，在本实施例中，第一极柱41和第二极柱42分布在顶盖3沿第一方向X的两端位置，第二极柱42的形状和安装方式可与第一极柱41相同，在此不再赘述。

一些实施例中，顶盖3沿第三方向Z的至少一侧设置有限位凹槽32，绝缘件5至少部分填充于限位凹槽32中。

限位凹槽32的设置，是为了增加顶盖3与绝缘件5之间的接触面积，绝缘件5在填充到通孔31上的时候是流体，为了让绝缘件5保持其填充通孔31的状态，增加绝缘件5与顶盖3的接触面积，能够让绝缘件5保持其在顶盖3上的位置不变，直至绝缘件5凝固固定自身位置。

一些实施例中，绝缘件5包括一体成型的第一部分51和第二部分52，第一部分51位于极柱部413和顶盖3之间，第二部分52位于顶盖3和装配部412之间。绝缘件5需要密封住通孔31，还要让第一极柱41与顶盖3保持绝缘状态，第二极柱42也要与顶盖3保持绝缘状态。通过第一极柱41仅通过绝缘件5和顶盖3接触，第二极柱42也仅通过绝缘件5与顶盖3接触，实现绝缘件5的绝缘功能。

对于一个通孔31内穿设多个极柱部413的实施例，绝缘件5还包括第三部分53，第三部分53、第一部分51和第二部分52一体成型，第三部分53位于相邻的两个极柱部413之间。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (12)

1.一种单体电池，其特征在于，包括：

壳体(1)，具有两两相交的第一方向(X)、第二方向(Y)和第三方向(Z)，所述壳体(1)沿第三方向(Z)的至少一端开设有开口；

电极组件(2)，设置于所述壳体(1)的内部，所述电极组件(2)包括本体(21)和第一极耳(22)，所述第一极耳(22)设置于所述本体(21)沿所述第一方向(X)的一端；

顶盖(3)，盖合所述开口并与所述壳体(1)连接，所述顶盖(3)具有沿所述第三方向(Z)贯穿的通孔(31)；

电连接组件(4)，包括多个沿所述第二方向(Y)排布的第一极柱(41)，所述第一极柱(41)穿设于所述通孔(31)内；在所述第三方向(Z)上，所述第一极柱(41)的一端位于所述壳体(1)的外部，另一端朝远离所述顶盖(3)的方向延伸并与所述第一极耳(22)相连接；

绝缘件(5)，填充于所述通孔(31)内并至少部分位于第一极柱(41)和顶盖(3)之间。

2.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于：

所述第一极柱(41)包括沿所述第三方向(Z)依次连接的连接部(411)、装配部(412)和极柱部(413)，所述装配部(412)位于所述顶盖(3)靠近所述电极组件(2)的一侧，所述装配部(412)沿第一方向(X)延伸且两端分别连接所述连接部(411)和所述极柱部(413)，所述极柱部(413)沿第三方向(Z)朝远离所述电极组件(2)的方向延伸并穿设于所述通孔(31)中，所述连接部(411)沿第三方向(Z)朝靠近所述电极组件(2)的方向延伸并连接所述第一极耳(22)。

3.根据权利要求2所述的单体电池，其特征在于，所述绝缘件(5)包括一体成型的第一部分(51)和第二部分(52)，所述第一部分(51)位于所述极柱部(413)和所述顶盖(3)之间，所述第二部分(52)位于所述顶盖(3)和所述装配部(412)之间。

4.根据权利要求2所述的单体电池，其特征在于：

所述极柱部(413)沿所述第一方向(X)的最大尺寸为D₁ mm，沿第二方向(Y)的最大尺寸为D₂mm，满足：1＜D₁/D₂＜80。

5.根据权利要求2所述的单体电池，其特征在于，所述极柱部(413)沿所述第一方向(X)的最大尺寸为D₁ mm，沿第二方向(Y)的最大尺寸为D₂mm；所述D₁满足：1＜D₁＜40，和/或，所述D₂满足：0.5＜D₂＜5。

6.根据权利要求2所述的单体电池，其特征在于，所述装配部(412)沿所述第三方向(Z)的最大尺寸为D_maxmm，最小尺寸为D_minmm，满足：0.85＜D_min/D_max≤1。

7.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，沿所述第二方向(Y)，相邻的两个所述第一极柱(41)之间具有间隙，所述绝缘件(5)的至少部分填充于所述间隙中。

8.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，所述第一极柱(41)沿所述第一方向(X)的至少一侧设置有第一平壁(4111)，所述第一平壁(4111)与所述第一极耳(22)相连接。

9.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，所述第一极柱(41)沿所述第二方向(Y)的至少一侧设置有限位凸起(414)，所述绝缘件(5)包裹所述限位凸起(414)。

10.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，所述顶盖(3)沿所述第三方向(Z)的至少一侧设置有限位凹槽(32)，所述绝缘件(5)至少部分填充于所述限位凹槽(32)中。

11.根据权利要求2所述的单体电池，其特征在于，所述连接部(411)、装配部(412)和极柱部(413)一体成型。

12.根据权利要求4所述的单体电池，其特征在于：

所述极柱部(413)沿所述第一方向(X)的最大尺寸为D₁ mm，沿第二方向(Y)的最大尺寸为D₂mm，满足：2＜D₁/D₂＜40。