CN220306477U - 一种电池及用电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，公开了一种电池及用电装置，包括壳体、盖体和电芯；壳体的一端开口，电芯设置在壳体内，盖体盖设于壳体的开口端；电芯的同一端具有第一极耳和第二极耳，第一极耳与第二极耳的极性不同；盖体包括第一带电部、第二带电部、第一绝缘间隔部、第二绝缘间隔部和不带电部；不带电部包围第一绝缘间隔部和第二绝缘间隔部；第一绝缘间隔部包围第一带电部，第二绝缘间隔部包围第二带电部；第一带电部与第一极耳电连接，第二带电部与第二极耳电连接。本实用新型可使得电池既只具有一个极柱，而壳体又不带电，从而能够同时满足高能量密度、低成本和高安全性，有利于大范围推广应用。

Description

一种电池及用电装置

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池及用电装置。

背景技术

随着新能源汽车行业的不断兴起，动力电池的市场在不断地扩大。圆柱电池作为动力电池的一种，其因具有良好的预防热扩散的特性而在动力市场中始终保持一定的份额。

目前，圆柱电池的主要结构有两种，第一种为具有一个极柱的结构，即极柱和壳体分别带不同的极性；第二种则为具有两个极柱的结构，即两个极柱分别带不同的极性。相比于具有两个极柱的结构，具有一个极柱结构的电池的空间利用率更高，重量更小，因此也就拥有更高的体积能量密度和重量能量密度。此外，具有一个极柱结构的电池的结构更简单，成本也更低。

然而，具有一个极柱结构的电池也是存在缺陷的，即由于壳体带电，在电池内部出现金属异物或者电极组件外部的绝缘膜破损时，壳体容易与壳体内部的电极组件发生短路，从而引发安全事故。

因此，需要对现有技术进行改进。

以上信息作为背景信息给出只是为了辅助理解本公开，并没有确定或者承认任意上述内容是否可用作相对于本公开的现有技术。

实用新型内容

本实用新型提供一种电池及用电装置，解决了具有一个极柱结构的电池的壳体容易引发安全事故的问题。

为实现上述目的，本实用新型提供以下的技术方案：

第一方面，本实用新型提供一种电池，包括壳体、盖体和电芯；其中，

壳体的一端开口，电芯设置在壳体内，盖体盖设于壳体的开口端；

电芯的同一端具有第一极耳和第二极耳，第一极耳与第二极耳的极性不同；

盖体包括第一带电部、第二带电部、第一绝缘间隔部、第二绝缘间隔部和不带电部；

不带电部包围第一绝缘间隔部和第二绝缘间隔部；

第一绝缘间隔部包围第一带电部，第二绝缘间隔部包围第二带电部；

第一带电部与第一极耳电连接，第二带电部与第二极耳电连接；

第一带电部可以作为极柱。

进一步地，该电池中，第二带电部包围第一带电部，且第一带电部与第二带电部之间通过第一绝缘间隔部连接；

第二带电部与不带电部之间通过第二绝缘间隔部连接，且不带电部与开口端连接。

进一步地，该电池中，第一带电部与不带电部之间通过第一绝缘间隔部连接；

第二带电部与不带电部之间通过第二绝缘间隔部连接；

不带电部与开口端连接。

进一步地，该电池中，第一带电部上形成有第一纳米孔，第一绝缘间隔部的至少部分嵌入第一纳米孔中；和/或，

第二带电部上形成有第二纳米孔，第二绝缘间隔部的至少部分嵌入第二纳米孔中；和/或，

不带电部上形成有第三纳米孔，第二绝缘间隔部的至少部分和/或第一绝缘间隔部的至少部分嵌入第三纳米孔中。

进一步地，该电池中，不带电部采用金属材料制作而成；

不带电部与壳体之间通过焊接连接或墩封连接。

进一步地，该电池中，不带电部和绝缘间隔部均采用塑胶材料制作而成；

不带电部与壳体之间通过热熔连接或粘接连接。

进一步地，该电池中，第一极耳通过第一连接片与第一带电部连接；

第二极耳通过第二连接片与第二带电部连接。

进一步地，该电池中，第一连接片和第二连接片间隔设置。

进一步地，该电池中，在垂直于第一极耳的方向上，第一连接片的投影覆盖第一极耳；

在垂直于第二极耳的方向上，第二连接片的投影覆盖第二极耳。

第二方面，本实用新型提供一种用电装置，包括如上述第一方面所述的电池。

与现有技术相比，本实用新型具有以下有益效果：

本实用新型提供的一种电池及用电装置，通过将与电芯上的第一极耳连接且作为极柱的第一带电部和与第二极耳连接的第二带电部均设置为盖体的一部分，且两者分别通过第一绝缘间隔部和第二绝缘间隔部被包围在不带电部内，然后再将与壳体连接的不带电部也设置为盖体的一部分，可使得电池既只具有一个极柱，而壳体又不带电，从而能够同时满足高能量密度、低成本和高安全性，有利于大范围推广应用。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施例，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它的附图。

图1是本实用新型实施例一提供的一种电池的结构示意图；

图2是本实用新型实施例一提供的盖体的结构示意图；

图3是本实用新型实施例一提供的壳体的结构示意图；

图4是本实用新型实施例一提供的电芯、第一极耳和第二极耳的结构示意图；

图5是本实用新型实施例一提供的第一连接片和第二连接片的结构示意图；

图6是本实用新型实施例一提供的盖体的结构示意图。

附图标记：

壳体1，盖体2，电芯3，第一极耳4，第二极耳5，第一连接片6，第二连接片7；

第一带电部201，第二带电部202，第一绝缘间隔部203，第二绝缘间隔部204，不带电部205。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。此外，本领域普通技术人员可知，随着技术发展和新场景的出现，本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题，同样适用。

在本申请的描述中，需要理解的是，除非另有定义，本申请所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。此外，使用的任何术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。

另外，为了更好的说明本申请，在下文的具体实施方式中给出了众多的具体细节。本领域技术人员应当理解，没有某些具体细节，本申请同样可以实施。在一些实例中，对于本领域技术人员熟知的方法、手段、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本申请的主旨。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例一

请参考图1-6，本实用新型实施例提供一种电池，包括壳体1、盖体2和电芯3；其中，

壳体1的一端开口，电芯3设置在壳体1内，盖体2盖设于壳体1的开口端；

电芯3的同一端具有第一极耳4和第二极耳5，第一极耳4与第二极耳5的极性不同；

盖体2包括连接为一体的第一带电部201、第二带电部202、第一绝缘间隔部203、第二绝缘间隔部204和不带电部205；

不带电部205包围第一绝缘间隔部203和第二绝缘间隔部204；

第一绝缘间隔部203包围第一带电部201，第二绝缘间隔部204包围第二带电部202；

第一带电部201与第一极耳4连接，第二带电部202与第二极耳5连接；

第一带电部201作为极柱。

需要说明的是，本实施例中的电池也是包括壳体1、盖体2和电芯3，且也是一个极柱的结构设计，但与现有技术不同的是，本实施例中的盖体2不再是只设置一个极柱作为电池内部的正极或负极连接到外部电路的部分，而是将其设计为由多个部分组成，即包括第一带电部201、第二带电部202、第一绝缘间隔部203、第二绝缘间隔部204和不带电部205，其中，第一绝缘间隔部203和第二绝缘间隔部204的作用分别是绝缘间隔第一带电部201和第二带电部202，不带电部205的作用是防止壳体1带电，第一带电部201作为极柱，以将电池内部的正极和负极中的一个引出，而第二带电部202则充当现有技术中壳体的作用，即将电池内部的正极和负极中的另一个引出，由于本实施例中的壳体1不再需要带电，因此也就解决了壳体1带电后容易引发安全事故的问题，从而既能够确保电池具有高能量密度和低成本的优点，同时又能够提高电池的安全性。

对于盖体2上各组成部分的设计样式，根据不同的设计需求可以有很多种，但只要符合第一带电部201和第二带电部202这两者之间绝缘间隔且只有一者作为极柱即可。为了更加清楚的介绍盖体2的结构，现以其中的两种设计样式进行图示，并配以文字说明。

在第一种设计样式中，请再次参考图1-2和5，第二带电部202包围第一带电部201，且第一带电部201与第二带电部202之间通过第一绝缘间隔部203连接；

第二带电部202与不带电部205之间通过第二绝缘间隔部204连接，且不带电部205与开口端连接。

在第二种设计样式中，请再次参考图6，第一带电部201与不带电部205之间通过第一绝缘间隔部203连接；

第二带电部202与不带电部205之间通过第二绝缘间隔部204连接；

不带电部205与开口端连接。

需要说明的是，上述两种设计样式中，第一种设计样式与现有的单极柱电池较为相似，加工较为方便，有利于批量生产；而第二种设计样式将第一带电部201和第二带电部202直接间隔设置，有利于防止接触短路。

本实施例中，第一带电部201与第一绝缘间隔部203之间，第二带电部202与第二绝缘间隔部204之间，以及不带电部205与第二绝缘间隔部204之间，或不带电部205分别与第一绝缘间隔部203和第二绝缘间隔部204之间均可为纳米注塑连接。

具体地，第一带电部201上形成有第一纳米孔，第一绝缘间隔部203的至少部分嵌入第一纳米孔中；

第二带电部202上形成有第二纳米孔，第二绝缘间隔部204的至少部分嵌入第二纳米孔中；

不带电部205上形成有第三纳米孔，第二绝缘间隔部204的至少部分和/或第一绝缘间隔部203的至少部分嵌入第三纳米孔中。

需要说明的是，通过纳米孔与塑胶件(即第一绝缘间隔部203和第二绝缘间隔部204)的相嵌合，可保障塑胶件分别与第一带电部201、第二带电部202和不带电部205的结合牢固。

以上述提及的盖体2的第一种样式为例，请再次参考图1-5，本实施例中，电池为圆柱电池，壳体1为圆筒，电芯3为圆柱形结构，盖体2为圆形结构，第一带电部201为圆形结构，第二带电部202、第一绝缘间隔部203、第二绝缘间隔部204和不带电部205均为环形结构。电芯3通过正极片、隔膜和负极片卷绕而成。

另外，需要补充说明的是，第一极耳4可以为正极极耳，或者为负极极耳，同样地，第二极耳5也可以为正极极耳，或者为负极极耳，但当第一极耳4为正极极耳时，第二极耳5自然只能为负极极耳，反之，当第一极耳4为负极极耳时，第二极耳5自然只能为正极极耳。

可以理解的是，如果第一极耳4为正极极耳，则对应地，第一带电部201为将电池内部的正极引出的部件；如果第一极耳4为负极极耳，则对应地，第一带电部201为将电池内部的负极引出的部件；第二极耳5同理。

在本实施例中，不带电部205可以是采用金属材料制作而成，也可以是采用塑胶材料制作而成，只要符合其不带电的特性即可。

在一种实施方式中，当不带电部205采用金属材料制作而成时，对应地，此时不带电部205与壳体1之间可以通过焊接连接或墩封连接的方式连接为一体。

需要说明的是，虽然该实施方式中不带电部205是金属，其具有可导电特性，但由于不带电部205没有与第一极耳4连接，也没有与第二极耳5连接，同时其与第二带电部202之间又有第二绝缘间隔部204进行绝缘间隔，所以可以确保不带电部205是不带电的，从而即使不带电部205与壳体1连接，其也不会使壳体1带电。此时，金属的不带电部205与第二绝缘间隔部204之间可如上述提及的采用纳米注塑连接。

在另一种实施方式中，当不带电部205采用塑胶材料制作而成时，对应地，此时不带电部205与壳体1之间是通过热熔连接或粘接连接的方式连接为一体。

需要说明的是，虽然不带电部205与第二带电部202之间也还是通过第二绝缘间隔部204连接，但与前一种实施方式不同的是，该实施方式中的不带电部205和同样是塑胶材料的绝缘间隔部203可通过一次注塑成型的方式得到，也即不带电部205和绝缘间隔部203是一个整体的塑胶件。

请再次参考图4-5，在本实施例中，第一极耳4和第二极耳5位于电芯3的朝向开口端的一端。

需要说明的是，为了确保第一极耳4和第二极耳5与壳体1之间尽可能地不存在接触而使壳体1带电或使第一极耳4与第二极耳5之间短路的可能，本实施例将第一极耳4和第二极耳5设置在了电芯3的朝向开口端的一端，同时该端也是距离盖体2最近的位置，从而可节省材料。此外，也可以将第一极耳4和第二极耳5分别设置在电芯3的两端，设置在远离开口端的极耳可以通过转接件导电连接至开口端。

请再次参考图5，在本实施例中，第一极耳4通过第一连接片6与第一带电部201连接；

第二极耳5通过第二连接片7与第二带电部202连接；

第一连接片6和第二连接片7间隔设置。

需要说明的是，组装时，先将第一极耳4和第二极耳5揉平或拍平，然后将第一极耳4与第一连接片6焊接，第二极耳5与第二连接片7焊接，再将第一连接片6与第一带电部201焊接，第二连接片7与第二带电部202焊接，接着将电芯3放入壳体1内，弯折第一连接片6和第二连接片7并合盖，最后将壳体1与盖体2连接为一体。

在本实施例中，在垂直于第一极耳4的方向上，第一连接片6的投影覆盖第一极耳4；

在垂直于第二极耳5的方向上，第二连接片7的投影覆盖第二极耳5。

需要说明的是，第一连接片6和第二连接片7作为转接片，各自需要覆盖对应的极耳，以保证两者之间的接触面积最大化，降低电芯3的内阻，提高电流导通面积，并有助于提高电芯3的散热能力和使用寿命。

在本实施例中，第一极耳4和第二极耳5为半圆形。

在本实施例中，壳体1上设置有注液孔和防爆阀。

需要说明的是，注液孔和防爆阀是电池的常规组成部分，由于盖体2上进行特殊改进后已不适合设置注液孔和防爆阀，所以本实施例将注液孔和防爆阀改为了设置在壳体1上。可以理解的是，它们可以设置在壳体1的任意位置，但一般以壳体1的底部为佳。

另外，可以理解的是，该电池还包括除上述提及内容以外的其它组成设计，比如电解液、绝缘膜和底板等，该些组成设计的具体作用是保证电池的各功能正常工作，鉴于该些组成设计在现有技术中已多有实现，也不是本实施例设计的重点，在此不做深入的阐述。

尽管本申请中较多的使用了壳体、盖体、电芯、第一极耳、第二极耳、第一带电部、第二带电部、绝缘间隔部、不带电部等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本实用新型的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本实用新型精神相违背的。

本实用新型提供的一种电池及用电装置，通过将与电芯上的第一极耳连接且作为极柱的第一带电部和与第二极耳连接的第二带电部均设置为盖体的一部分，且两者分别通过第一绝缘间隔部和第二绝缘间隔部被包围在不带电部内，然后再将与壳体连接的不带电部也设置为盖体的一部分，可使得电池既只具有一个极柱，而壳体又不带电，从而能够同时满足高能量密度、低成本和高安全性，有利于大范围推广应用。

实施例二

本实用新型实施例提供一种用电装置，包括如上述实施例一所述的电池。

需要说明的是，电池是指电池单体。在本实施例中，用电装置可以是由该电池单体直接供电，也可以由若干电池单体通过并联或者串联的方式形成的电池模组供电。

可以理解的是，用电装置除了包括用于提供电能的电池或电池模组，还应包括接收电能的对象，即用电主体，电池或电池模组连接于用电主体，用电主体在电能的驱动下能够实现设定的功能。

本实施例中描述的使用电池单体或者或电池模组所适用的用电装置可以为多种形式，例如，可以是电动交通工具、无人飞行器、电动工具等等。电动工具包括金属切削电动工具、清洁工具等，例如，电钻、电动扳手、吸尘器、扫地机器人等等。本申请实施例对上述用电装置不作特殊限制。

由于本实施例提供的电池和电池模组的电气性能较为优异，这样有利于用电装置用于户外储能、短时备电以及移动储能等应用场景中，从而使用电装置的应用场景更加广泛。

综上所述，在阅读本详细公开内容之后，本领域技术人员可以明白，前述详细公开内容可以仅以示例的方式呈现，并且可以不是限制性的。尽管这里没有明确说明，本领域技术人员可以理解本申请意图囊括对实施例的各种合理改变，改进和修改。这些改变，改进和修改旨在由本申请提出，并且在本申请的示例性实施例的精神和范围内。

此外，本申请中的某些术语已被用于描述本申请的实施例。例如，“一个实施例”，“实施例”和/或“一些实施例”意味着结合该实施例描述的特定特征，结构或特性可以包括在本申请的至少一个实施例中。因此，可以强调并且应当理解，在本说明书的各个部分中对“实施例”或“一个实施例”或“替代实施例”的两个或更多个引用不一定都指代相同的实施例。此外，特定特征，结构或特性可以在本申请的一个或多个实施例中适当地组合。

应当理解，在本申请的实施例的前述描述中，为了帮助理解一个特征，出于简化本申请的目的，本申请将各种特征组合在单个实施例、附图或其描述中。然而，这并不是说这些特征的组合是必须的，本领域技术人员在阅读本申请的时候完全有可能将其中一部分特征提取出来作为单独的实施例来理解。也就是说，本申请中的实施例也可以理解为多个次级实施例的整合。而每个次级实施例的内容在于少于单个前述公开实施例的所有特征的时候也是成立的。

最后，应当理解，本文公开的申请的实施方案是对本申请的实施方案的原理的说明。其他修改后的实施例也在本申请的范围内。因此，本申请披露的实施例仅仅作为示例而非限制。本领域技术人员可以根据本申请中的实施例采取替代配置来实现本申请中的申请。因此，本申请的实施例不限于申请中被精确地描述过的实施例。

Claims (10)

1.一种电池，其特征在于，包括壳体(1)、盖体(2)和电芯(3)；其中，

所述壳体(1)的一端开口，所述电芯(3)设置在所述壳体(1)内，所述盖体(2)盖设于所述壳体(1)的开口端；

所述电芯(3)的同一端具有第一极耳(4)和第二极耳(5)，所述第一极耳(4)与所述第二极耳(5)的极性不同；

所述盖体(2)包括第一带电部(201)、第二带电部(202)、第一绝缘间隔部(203)、第二绝缘间隔部(204)和不带电部(205)；

所述不带电部(205)包围所述第一绝缘间隔部(203)和所述第二绝缘间隔部(204)；

所述第一绝缘间隔部(203)包围所述第一带电部(201)，所述第二绝缘间隔部(204)包围所述第二带电部(202)；

所述第一带电部(201)与所述第一极耳(4)电连接，所述第二带电部(202)与所述第二极耳(5)电连接。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述第二带电部(202)包围所述第一带电部(201)，且所述第一带电部(201)与所述第二带电部(202)之间通过所述第一绝缘间隔部(203)连接；

所述第二带电部(202)与所述不带电部(205)之间通过所述第二绝缘间隔部(204)连接，且所述不带电部(205)与所述开口端连接。

3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述第一带电部(201)与所述不带电部(205)之间通过所述第一绝缘间隔部(203)连接；

所述第二带电部(202)与所述不带电部(205)之间通过所述第二绝缘间隔部(204)连接；

所述不带电部(205)与所述开口端连接。

4.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述第一带电部(201)上形成有第一纳米孔，所述第一绝缘间隔部(203)的至少部分嵌入所述第一纳米孔中；和/或，

所述第二带电部(202)上形成有第二纳米孔，所述第二绝缘间隔部(204)的至少部分嵌入所述第二纳米孔中；和/或，

所述不带电部(205)上形成有第三纳米孔，所述第二绝缘间隔部(204)的至少部分和/或所述第一绝缘间隔部(203)的至少部分嵌入所述第三纳米孔中。

5.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述不带电部(205)采用金属材料制作而成；

所述不带电部(205)与所述壳体(1)之间通过焊接连接或墩封连接。

6.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述不带电部(205)和所述绝缘间隔部(203)均采用塑胶材料制作而成；

所述不带电部(205)与所述壳体(1)之间通过热熔连接或粘接连接。

7.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述第一极耳(4)通过第一连接片(6)与所述第一带电部(201)连接；

所述第二极耳(5)通过第二连接片(7)与所述第二带电部(202)连接。

8.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，所述第一连接片(6)和所述第二连接片(7)间隔设置。

9.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，在垂直于所述第一极耳(4)的方向上，所述第一连接片(6)的投影覆盖所述第一极耳(4)；

在垂直于所述第二极耳(5)的方向上，所述第二连接片(7)的投影覆盖所述第二极耳(5)。

10.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求1-9中任意一项所述的电池。