CN220291020U - 单体电池 - Google Patents

Abstract

本申请的实施例公开了一种单体电池，单体电池包括壳体、盖体、电芯以及第一导电部。盖体与壳体对接以形成容置腔；电芯容置于容置腔中，电芯包括电芯主体以及极耳，电芯主体与极耳电性连接；第一导电部设置于盖体，用于向外输出电流，第一导电部具有背向电芯的第一端面以及朝向电芯的第二端面，第一端面具有凹槽，凹槽的槽底面与第二端面相对设置；极耳与第二端面焊接连接。本申请实施例中，简化了单体电池的结构，降低了单体电池的制造成本，还提高了单体电池内部的空间利用率。另外，可以采用行业内常用的穿透焊的方式，将第一导电部与极耳焊接连接。由此，降低了焊接难度，从而降低了单体电池的制造成本。

Description

单体电池

技术领域

本申请涉及电池技术领域，特别涉及一种单体电池。

背景技术

在动力电池领域，随着市场竞争不断加剧，各大厂商都针对动力电池系统进行结构设计优化以降低成本、进而提高市场竞争力。

单体电池包括电芯、极柱以及连接片。制造单体电池时，将电芯中的极耳折弯后与连接片焊接，再将连接片焊接至极柱。

目前，单体电池的制造成本较高。

实用新型内容

本申请的实施例提供一种单体电池，降低制造成本。

为了解决上述技术问题，本申请的实施例公开了如下技术方案：

一方面，提供了一种单体电池，单体电池包括壳体、盖体、电芯以及第一导电部。

盖体与壳体对接以形成容置腔；

电芯容置于容置腔中，电芯包括电芯主体以及极耳，电芯主体与极耳电性连接；

第一导电部设置于盖体，用于向外输出电流，第一导电部具有背向电芯的第一端面以及朝向电芯的第二端面，第一导电部具有凹槽，凹槽位于第一端面，凹槽的槽口的朝向背离电芯，凹槽的槽底面与第二端面相对设置，第二端面为平坦表面；

其中，极耳与第二端面焊接连接。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，第二端面和槽底面之间的间距为D mm，满足：0.5＜D＜1。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，槽底面的外轮廓为圆形。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，单体电池包括第二导电部，嵌设于凹槽中，并与第一导电部电性连接。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，第二导电部具有背向电芯的第三端面，第一端面和第三端面位于同一平坦表面内。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，第二导电部与第一导电部焊接连接。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，极耳位于电芯主体朝向盖体一侧的表面，极耳朝盖体一侧延伸，极耳的延伸末端与第二端面焊接连接。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，第二端面相对盖体靠近电芯主体。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，极耳的数量为多个，多个极耳堆叠设置，相邻极耳之间彼此接触。

除了上述公开的一个或多个特征之外，或者作为替代，单体电池还包括底托板以及弹性垫。

底托板容置于容置腔中，位于电芯主体背离盖体一侧；

弹性垫容置于容置腔中，并位于电芯主体背离盖体一侧，弹性垫夹设于电芯主体和底托板之间。

上述技术方案中的一个技术方案具有如下优点或有益效果：

单体电池中极耳与第一导电部的第二端面直接焊接连接，相比于现有技术，省去了连接片，由此，简化了单体电池的结构，降低了单体电池的制造成本，还提高了单体电池内部的空间利用率。

另外，第一导电部背向电芯一侧设置有凹槽，且槽底面与第二端面相对设置，减小了第一导电部的厚度。在一装配场景中，可以采用行业内常用的穿透焊的方式，将第一导电部与极耳焊接连接。由此，降低了焊接难度，从而降低了单体电池的制造成本。进一步地，可以从第一导电部一侧(在凹槽内)将第一导电部与极耳焊接连接，相比于从极耳一侧将二者焊接连接，能够减小对极耳的损伤。例如，焊接时，焊接熔池完全穿透第一导电部，但不完全穿透极耳。

附图说明

下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。

图1是本申请一实施例的单体电池的三维分解结构示意图；

图2是图1所示单体电池的剖面结构示意图；

图3是图2中的局部视图A的放大图；

图4是图1所示单体电池中盖体的三维分解示意图；

图5是图1所示单体电池中盖体的三维结构示意图；

图6是图3中极柱组件的分解状态的剖视图；

图7是图2中局部视图B的放大图。

附图标记说明：101-壳体；103-盖体；105-容置腔；107-极柱组件；111-电芯；113-电芯主体；115-极耳；119-第二端面；120-槽底面；127-第一导电部；129-凹槽；131-第二导电部；141-第一端面；143-第三端面；145-顶盖片；147-第一装配孔；148-第二装配孔；151-第一绝缘件；153-密封件；155-第二绝缘件；161-定位凹槽；163-企口；165-弹性垫；167-底托板；D1-第一方向；D2-第二方向；D3-第三方向。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和有益效果更加清晰明白，以下结合附图和具体实施方式，对本申请进行进一步详细说明。应当理解的是，本说明书中描述的具体实施方式仅仅是为了解释本申请，并不是为了限定本申请。

在本申请的描述中，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”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申请和简化描述，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申请的限制。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一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是指两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，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，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。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申请中的具体含义。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

本申请的单体电池可以为锂离子二次电池、锂硫电池或钠锂离子电池等。单体电池可以是固态电池或半固态电池。在本申请中不作限定。

本申请的多个单体电池可以组合形成电池模组，从而可以为车辆、船舶、小型飞机等设备提供能量。

下文实施例中，单体电池为方形电池，为方便描述，作如下定义：单体电池具有两两相互垂直的第一方向D1、第二方向D2以及第三方向D3。第一方向D1为高度方向，第二方向D2为厚度方向，第三方向D3为长度方向。

请参阅图1至图3。图1是本申请一实施例的单体电池的三维分解结构示意图。图2是图1所示单体电池的剖面结构示意图。图3是图2中的局部视图A的放大图。

单体电池包括壳体101、盖体103、极柱组件107以及电芯111。

壳体101为具有敞口的中空结构。壳体101的材质可以为铝合金。壳体101大体上呈长方体状。

盖体103与壳体101对接以形成容置腔105。具体地，盖体103盖合在壳体101的敞口，封闭敞口。

极柱组件107设置于盖体103。具体地，极柱组件107穿设于盖体103。极柱组件107在第一方向D1的一端位于容置腔105内，用于与电芯111电性连接。下文详述。极柱组件107在第一方向D1的另一端位于容置腔105外，用于输出电流。图示实施例中，极柱组件107的数量为两个，两个极柱组件107在第二方向D2间隔设置。两个极柱组件107中的一者为正极，另一者为负极。图示实施例中，两个极柱组件107的结构相同，在其它实施例中，两个极柱组件107的结构也可以不同。

请一并参阅图4。图4是图1所示单体电池中盖体103的三维分解示意图。

盖体103包括顶盖片145、密封件153、第一绝缘件151以及第二绝缘件155。

顶盖片145设置有第一装配孔147。第一装配孔147在第一方向D1贯穿顶盖片145。第一绝缘件151设置于顶盖片145朝向电芯111一侧，覆盖顶盖片145朝向电芯111的表面。第一绝缘件151在对应第一装配孔147处设置有第二装配孔148。第二装配孔148在第一方向D1贯穿第一绝缘件151。极柱组件107分别穿设于第一装配孔147和第二装配孔148，并将第一绝缘件151沿第一方向D1抵压于顶盖片145，从而将第一绝缘件151固定于顶盖片145。

顶盖片145可以采用金属材质制成，并与壳体101焊接连接。第一绝缘件151可以采用塑胶材质制成。第一绝缘件151用于在第一方向D1与电芯111抵接，以避免电芯111与顶盖片145接触，从而避免电芯111短路。

密封件153套设于极柱组件107外，并夹设于极柱组件107和顶盖片145的第一装配孔147的孔壁之间。密封件153使得极柱组件107与顶盖片145之间密封连接。

第二绝缘件155位于顶盖片145背向电芯111一侧，环设于极柱组件107外，并将极柱组件107与顶盖片145固定连接。第二绝缘件155可以通过注塑的方式成型于顶盖片145与极柱组件107之间。

电芯111容置于容置腔105中。电芯111包括电芯主体113以及极耳115。

电芯主体113包括正极片(图不可见)、隔膜(图不可见)和负极片(图不可见)。在一些实施例中，正极片、隔膜和负极片可以采用卷绕的加工工艺形成卷绕式电芯主体113。在另一些实施例中，正极片、隔膜、负极片和隔膜也可以依次叠放以形成叠片式电芯主体113。在另一些实施例中，正极片、隔膜和负极片也可以采用卷绕工艺与叠片工艺相结合的形式形成电芯主体113。

电芯主体113与极耳115电性连接。具体地，极耳115连接于极片(正极片或负极片)。极耳115与极片为一体结构或分体结构。极耳115与极片为一体结构的实施例中，正极中未涂敷极性材料的部分向外延伸形成极耳115。极耳115与极片为分体结构的实施例中，极耳115与极片焊接连接。

请一并参阅图5。图5是图1所示单体电池中盖体103的三维结构示意图。

极柱组件107具有朝向电芯111的第二端面119，第二端面119为平坦表面。具体地，第二端面119为平面。

极耳115与第二端面119直接电性连接。具体地，极耳115与第二端面119直接接触，并连接。更具体地，极耳115与第二端面119焊接连接。

图示实施例中，极耳115与第二端面119通过激光穿透焊的方式焊接连接。也就是将极耳115与第二端面119对接后，从极柱组件107背向电芯111的一侧施焊。

组装单体电池的过程：将极柱组件107组装至盖体103上；将电芯111中的极耳115与极柱组件107焊接连接；将电芯111塞入壳体101内，并将盖体103与壳体101连接。

相比于现有技术，本申请实施例省去了连接片，简化了单体电池的结构。由此，降低了单体电池的制造成本。另外，还提高了单体电池内部的空间利用率。在组装单体电池过程中，由于第二端面119为平坦表面，更便于极耳115与极柱组件107对接，从而便于自动化装配。

图示实施例中，极柱组件107朝电芯111一侧凸出于盖体103，第二端面119相对盖体103靠近电芯主体113。在极耳115与极柱组件107对接时，极耳115不易受到盖体103干扰，更便于组装。

极柱组件107在第一方向D1具有一定的厚度，为了便于采用激光穿透焊的方式将极耳115与极柱组件107焊接连接，极柱组件107还作如下改进。

请参阅图3和图6。图6是图3中极柱组件107的分解状态的剖视图。

极柱组件107包括第一导电部127以及第二导电部131。第一导电部127以及第二导电部131均由导电材质制成。第一导电部127以及第二导电部131的材质可以相同也可以不同。

第一导电部127设置于盖体103。第一导电部127用于向外输出电流。具体地，第一导电部127分别穿设于第一装配孔147和第二装配孔148，并将第一绝缘件151沿第一方向D1抵压于顶盖片145。第二绝缘件155环设于第一导电部127外，并将第一导电部127与顶盖片145固定连接。

第一导电部127具有背向电芯111的第一端面141以及凹槽129。凹槽129位于第一端面141。凹槽129的槽口的朝向背离电芯111。第二导电部131嵌设于凹槽129中，并与第一导电部127电性连接。

其中第二端面119位于第一导电部127朝向电芯111的一侧，且第二端面119与凹槽129的槽底面120相对设置。具体地，第二端面119位于凹槽129的正下方。

在组装过程中，先将第一导电部127设置于盖体103，并使得第二导电部131与第一导电部127为分体状态。在凹槽129的底部采用激光穿透焊的方式将极耳115与第一导电部127的第二端面119焊接连接。再将第二导电部131嵌设于第一导电部127的凹槽129中。

第一导电部127与极耳115通过业内常用的激光穿透焊的方式焊接连接，降低了焊接难度，从而降低了单体电池的制造成本。

从第一导电部127一侧(在凹槽129内)将第一导电部127与极耳115焊接连接，相比于从极耳115一侧将二者焊接连接，能够减小对极耳115的损伤。例如，焊接时，焊接熔池完全穿透第一导电部127，但不完全穿透极耳115。

为使得第二导电部131牢固地固定于第一导电部127，可以将第二导电部131和第一导电部127焊接连接。

第二导电部131不是必须的，在其它实施例中，极柱组件107可以仅包括第一导电部127。

进一步地，为使得激光穿透焊具有更好的焊接效果，第二端面119和槽底面120之间的间距为D mm，满足：0.5＜D＜1。

进一步地，凹槽129的槽底面120的外轮廓为圆形。具体地，凹槽129为圆柱形状，第二导电部131的形状大小均与凹槽129相匹配。

在第一导电部127的外径一定的前提下，凹槽129的槽底面120的外轮廓采用圆形相比于方形、椭圆或其它形状，能够具有更大的面积，从而能够更有利于提高极耳115与第二端面119的焊接连接区域，进而提高极耳115和第一导电部127之间的焊接连接强度。

极柱组件107背向电芯111的一端的端面用于与汇流排(图未示)焊接连接，以使得极柱组件107通过汇流排输出电流。

在图示实施例中，为便于极柱组件107与汇流排焊接连接，极柱组件107背向电芯111的一端的端面为平坦表面。具体地，第二导电部131具有背向电芯111的第三端面143，第一端面141和第三端面143位于同一平坦表面内。

另外，为了便于对汇流排定位，第二导电部131在第三端面143上还设置有定位凹槽161。

另外，为了避免成型第二绝缘件155时，第二绝缘件155凸出于极柱组件107背向电芯111的一端的端面，第一导电部127在第一端面141的外边缘还设置有企口163。

在相关技术，将极耳115折弯后与连接片焊接。极耳115的厚度都很薄，在折弯过程中易破易错位。当增大电池单体厚度方向尺寸时，极耳115高度尺寸也随之加大，导致极耳115整体结构强度变弱且增加成本。极耳115的强度和平面度都很难满足单体电池的使用工况和性能要求。

图示实施例中，极耳115位于电芯主体113朝向盖体103一侧的表面，极耳115朝盖体103一侧延伸，极耳115的延伸末端与第二端面119直接电性连接。也就是极耳115末端的端面与第二端面119贴合，并焊接连接。极耳115不需折弯，由此，减小了极耳115的长度，也降低了极耳115破裂的风险。

图示实施例中，极耳115的数量为多个，多个极耳115堆叠设置，相邻极耳115之间彼此接触。

请参阅图1、图2和图7。图7是图2中局部视图B的放大图。

单体电池还包括底托板167和弹性垫165。

底托板167容置于容置腔105中，位于电芯主体113背离盖体103一侧。

弹性垫165容置于容置腔105中，并位于电芯主体113背离盖体103一侧。弹性垫165夹设于电芯主体113和底托板167之间。弹性垫165可以采用橡胶材质制成。弹性垫165结构及尺寸与底托板167一致，由此，弹性垫165不影响单体电池内部残渣脱落。

在弹性垫165的作用下，电芯主体113弹性抵压于盖体103，由此，使得电芯主体113稳定地设置于壳体101内。

综上所述，本申请单体电池实施例中，简化了单体电池的结构，降低了单体电池的制造成本，还提高了单体电池内部的空间利用率。

以上步骤所提供的介绍，只是用于帮助理解本申请的方法、结构及核心思想。对于本技术领域内的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也同样属于本申请权利要求保护范围之内。

Claims (10)

1.一种单体电池，其特征在于，包括：

壳体；

盖体，与所述壳体对接以形成容置腔；

电芯，容置于所述容置腔中，所述电芯包括电芯主体以及极耳，所述电芯主体与所述极耳电性连接；以及

第一导电部，设置于所述盖体，用于向外输出电流，所述第一导电部具有背向所述电芯的第一端面以及朝向所述电芯的第二端面，所述第一导电部具有凹槽，所述凹槽位于所述第一端面，所述凹槽的槽口朝向背离所述电芯，所述凹槽的槽底面与所述第二端面相对设置，所述第二端面为平坦表面；

其中，所述极耳与所述第二端面焊接连接。

2.如权利要求1所述单体电池，其特征在于，

所述第二端面和所述槽底面之间的间距为D mm，满足：0.5＜D＜1。

3.如权利要求1所述单体电池，其特征在于，

所述槽底面的外轮廓为圆形。

4.如权利要求1所述单体电池，其特征在于，包括：

第二导电部，嵌设于所述凹槽中，并与所述第一导电部电性连接。

5.如权利要求4所述单体电池，其特征在于，

所述第二导电部具有背向所述电芯的第三端面，所述第一端面和所述第三端面位于同一平坦表面内。

6.如权利要求4所述单体电池，其特征在于，

所述第二导电部与所述第一导电部焊接连接。

7.如权利要求1所述单体电池，其特征在于，

所述极耳位于所述电芯主体朝向所述盖体一侧的表面，所述极耳朝所述盖体一侧延伸，所述极耳的延伸末端与所述第二端面焊接连接。

8.如权利要求1所述单体电池，其特征在于，

所述第二端面相对所述盖体靠近所述电芯主体。

9.如权利要求1所述单体电池，其特征在于，

所述极耳的数量为多个，多个所述极耳堆叠设置，相邻所述极耳之间彼此接触。

10.如权利要求1所述单体电池，其特征在于，还包括：

底托板，容置于所述容置腔中，位于所述电芯主体背离所述盖体一侧；

弹性垫，容置于所述容置腔中，并位于所述电芯主体背离所述盖体一侧，所述弹性垫夹设于所述电芯主体和所述底托板之间。