CN220324661U - 电池引脚、盖板结构、单体电池、电池及用电设备 - Google Patents

电池引脚、盖板结构、单体电池、电池及用电设备 Download PDF

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潘美泽
李国伟
马娇娇
李亚楠
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Abstract

本实用新型涉及电池技术领域,提出了一种电池引脚、盖板结构、单体电池、电池及用电设备。该电池引脚包括极柱连接部和极耳连接部,所述极耳连接部相对所述极柱连接部弯折、以将所述电池引脚形成L形结构;所述极耳连接部包括主体区域以及焊接区域,所述焊接区域自所述主体区域向所述L形结构内侧弯折形成;所述焊接区域靠近所述极柱连接部的一侧表面与所述极柱连接部靠近所述焊接区域的一侧表面之间具有间距L1,所述间距L1与所述极柱连接部的厚度D1的比值满足3:1。该电池引脚通过对自身结构进行优化,可以降低过流发热现象出现的可能性,提升单体电池的安全性能以及延长单体电池的使用寿命。

Description

电池引脚、盖板结构、单体电池、电池及用电设备
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域,尤其涉及一种电池引脚、盖板结构、单体电池、电池及用电设备。
背景技术
现有功率型电池倍率大,对于电池引脚过流能力的要求也较高。在大电流快速充放电时,可能会引起电池内部严重的极化现象;而当出现严重的极化现象时,还会引起电池引脚严重发热,影响单体电池的安全性能和使用寿命。
实用新型内容
本实用新型提供一种电池引脚、盖板结构、单体电池、电池及用电设备,该电池引脚通过对自身结构进行优化,可以降低过流发热现象出现的可能性,提升单体电池的安全性能以及延长单体电池的使用寿命。
为达到上述目的,本实用新型提供以下技术方案:
根据本实用新型的第一个方面,提供了一种电池引脚,包括极柱连接部和极耳连接部,所述极耳连接部相对所述极柱连接部弯折、以将所述电池引脚形成L形结构;
所述极耳连接部包括主体区域以及焊接区域,所述焊接区域自所述主体区域向所述L形结构内侧弯折形成;所述焊接区域靠近所述极柱连接部的一侧表面与所述极柱连接部靠近所述焊接区域的一侧表面之间具有间距L1,所述间距L1与所述极柱连接部的厚度D1的比值满足3:1。
根据本实用新型的第二个方面,提供了一种盖板结构,包括:两个极性相反的电池引脚,两个所述电池引脚中的至少一个如上述第一个方面中任意技术方案提供的电池引脚。
根据本实用新型的第三个方面,提供了一种单体电池,包括如上述第二个方面中任意技术方案提供的盖板结构和电芯,所述电芯与所述盖板结构中电池引脚的极耳连接部连接。
根据本实用新型的第四个方面,提供了一种电池,包括如上述第三个方面中任意技术方案提供的单体电池。
根据本实用新型的第五个方面,提供了一种用电设备,包括如上述第四个方面中任意技术方案提供的电池。
需要说明的是,本申请实施例提供的电池引脚通过设置焊接区域靠近极柱连接部的一侧表面与极柱连接部靠近焊接区域的一侧表面之间的间距L1与极柱连接部的厚度D1的比值满足3:1,可以平衡主体区域的散热面积与极柱连接部的厚度大小,在保证极柱连接部过流能力的基础上、控制主体区域的散热面积在适宜范围内,降低电池引脚的温升,降低过流发热现象出现的可能性,进而保障电池的安全性能以及使用寿命。
附图说明
为了更好地理解本申请,可参考在下面的附图中示出的实施例。在附图中的部件未必是按比例的,并且相关的元件可能省略,以便强调和清楚地说明本申请的技术特征。另外,相关要素或部件可以有如本领域中已知的不同的设置。此外,在附图中,同样的附图标记在各个附图中表示相同或类似的部件。其中:
图1为本申请实施例提供的盖板结构的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的电池引脚的结构示意图;
图3为图2中结构的半剖示意图;
图4为图2中结构的侧视图。
附图标记说明如下:
100、电池引脚;110、极柱连接部;111、通孔;120、极耳连接部;121、主体区域;1211、长槽;122、焊接区域;1221、第一焊接子区域;1222、第二焊接子区域;200、盖板本体;300、极柱。
具体实施方式
下面将结合本申请示例实施例中的附图,对本申请示例实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。本文中的描述的示例实施例仅仅是用于说明的目的,而并非用于限制本申请的保护范围,因此应当理解,在不脱离本申请的保护范围的情况下,可以对示例实施例进行各种修改和改变。
在本申请的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性;术语“多个”是指两个或两个以上;术语“和/或”包括一个或多个相关联列出项目的任何组合和所有组合。特别地,提到“该/”对象或“一个”对象同样旨在表示可能的多个此类对象中的一个。
除非另有规定或说明,术语“连接”、“固定”等均应做广义理解,例如,“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接,或电连接,或信号连接;“连接”可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
进一步地,本申请的描述中,需要理解的是,本申请的示例实施例中所描述的“上”、“下”、“内”、“外”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的,不应理解为对本申请的示例实施例的限定。还需要理解的是,在上下文中,当提到一个元件或特征连接在另外元件(一个或多个)“上”、“下”、或者“内”、“外”时,其不仅能够直接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”,也可以通过中间元件间接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”。
第一方面,本申请实施例提供一种电池引脚。图1为本申请实施例提供的盖板结构的结构示意图;图2为本申请实施例提供的电池引脚的结构示意图;
图3为图2中结构的半剖示意图;图4为图2中结构的侧视图。请结合图1参考图2至图4所示出的结构,本申请实施例提供的电池引脚100包括极柱连接部110和极耳连接部120,极耳连接部120相对极柱连接部110弯折、以将电池引脚100形成L形结构。如图2所示,极耳连接部120包括主体区域121以及焊接区域122,焊接区域122自主体区域121向L形结构内侧弯折形成;焊接区域122靠近极柱连接部110的一侧表面与极柱连接部110靠近焊接区域122的一侧表面之间具有间距L1,间距L1与极柱连接部110的厚度D1的比值满足3:1。
如图1和图2所示,本申请实施例提供的电池引脚100中,极柱连接部110用于连接单体电池中的极柱300,极耳连接部120用于连接单体电池中的电芯。具体的,极耳连接部120包括主体区域121和焊接区域122,其中,主体区域121连接极柱连接部110,且主体区域121相对极柱连接部110弯折,以配合极柱连接部110形成L形结构,同时,焊接区域122自主体区域121向L形结构内侧弯折形成,以便于连接电芯,降低连接难度。
应理解,主体区域121与极柱连接部110的连接处形成第一弯折处;焊接区域122与主体区域121的连接处形成第二折弯处。如图2所示,焊接区域122靠近极柱连接部110的一侧表面与极柱连接部110靠近焊接区域122的一侧表面之间的间距L1,极柱连接部110的厚度D1,该间距L1与厚度D1位于同一方向上,其中,间距L1的长短影响主体区域121的散热面积,厚度D1影响电池引脚100的过流能力。应理解,散热面积的大小影响电池引脚100的温升,例如,间距L1增大,可使得散热面积增大,减小温升;厚度D1过小,过流能力下降,会导致电池引脚100处温升大。
需要说明的是,本申请实施例提供的电池引脚100通过设置焊接区域122靠近极柱连接部110的一侧表面与极柱连接部110靠近焊接区域122的一侧表面之间的间距L1与极柱连接部110的厚度D1的比值满足3:1,可以平衡主体区域121的散热面积与极柱连接部110的厚度大小,在保证极柱连接部110过流能力的基础上、控制主体区域121的散热面积在适宜范围内,降低电池引脚100的温升,降低过流发热现象出现的可能性,进而保障电池的安全性能以及使用寿命。
在一个实施例中,极柱连接部110的厚度D1为1.8mm~2mm。
应理解,倘若极柱连接部110的厚度D1过小,会导致极柱连接部110的过流能力受限,进而会导致电池引脚100处温升过大,影响电池的安全性能;倘若极柱连接部110的厚度D1过大,会导致极柱连接部110在单体电池内部占用过多空间,拉低单体电池的空间利用率,进而导致单体电池的能量密度下降。
需要说明的是,本实施例通过设置极柱连接部110的厚度在上述范围内,可以较好的均衡以上两种问题,进而保证极柱连接部110具有较好的过流能力,提升单体电池的结构性能以及延长单体电池的使用寿命。
示例性的,在设置极柱连接部110的厚度D1时,极柱连接部110的厚度D1可以选取为以下数值中的一个。
1.8mm、1.81mm、1.82mm、1.83mm、1.84mm、1.85mm、1.86mm、1.87mm、1.88mm、1.89mm、1.9mm、1.91mm、1.92mm、1.93mm、1.94mm、1.95mm、1.96mm、1.97mm、1.98mm、1.99mm、2mm。
在一个实施例中,请参考图4所示出的结构,焊接区域122的厚度D2可以为1mm~2mm,优选设置为1.3mm~1.5mm。
应理解,单体电池中的电芯与电池引脚100的焊接区域122一般采用超声焊接方式进行连接,因而,焊接区域122的结构设置参数需要满足焊接要求。
值得注意的是,焊接区域122的厚度D2大小影响电芯与焊接区的焊接效果。具体的,倘若焊接区域122的厚度D2过小,电池引脚100在焊接区域122易被焊穿,会降低电芯与焊接区域122的连接效果;倘若焊接区域122的厚度D2过大,会影响电芯与焊接区域122的焊接状态、极易发生虚焊。
需要说明的是,本实施例通过设置焊接区域122的厚度在上述范围内,可以较好的均衡以上两种问题,以提升焊接区域122与电芯的连接效果,进而提升单体电池的结构性能以及延长单体电池的使用寿命。
示例性的,在设置焊接区域122的厚度D2时,焊接区域122的厚度D2可以选取为以下数值中的一个。
1.3mm、1.31mm、1.32mm、1.33mm、1.34mm、1.35mm、1.36mm、1.37mm、1.38mm、1.39mm、1.4mm、1.41mm、1.42mm、1.43mm、1.44mm、1.45mm、1.46mm、1.47mm、1.48mm、1.49mm、1.5mm。
在一个实施例中,焊接区域122包括第一焊接子区域1221和第二焊接子区域1222,第一焊接子区域1221与第二焊接子区域1222位于主体区域121同侧,且第一焊接子区域1221与第二焊接子区域1222自主体区域121的相对两侧延伸。应理解,当焊接区域122包括第一焊接子区域1221和第二焊接子区域1222时,第一焊接子区域1221和第二焊接子区域1222中每个焊接子区域的厚度为D2
需要说明的是,第一焊接子区域1221可以连接单体电池内的一个电芯,第二焊接子区域1222可以连接单体电池内的另一个电芯,且同一焊接区域122内第一焊接子区域1221与第二焊接子区域1222连接每个电芯的相同极性的部位。
示例性的,第一焊接子区域1221连接一个电芯内正极性的极耳部,第二焊接子区域1222连接另一个电芯内正极性的极耳部。当然,同一焊接区域122内的第一焊接子区域1221和第二焊接子区域1222还可以连接两个电芯内负极性的极耳部,具体不再赘述。
在一个具体的实施例中,焊接区域122内的第一焊接子区域1221和第二焊接子区域1222平行或近似平行,以便于第一焊接子区域1221以及第二焊接子区域1222连接对应的极耳部。
值得注意的是,第一焊接子区域1221与第二焊接子区域1222还可以位于主体区域121的异侧,以便于适配单体电池的壳体内部空间,降低制备难度,具体不再赘述。
在一个实施例中,请继续参考图2所示出的结构,主体区域121设有长槽1211。
需要说明的是,该长槽1211可以满足焊接头对极耳部和焊接区域122进行焊接的需求,以避免发生干涉,可提升二者之间的焊接效果。
在一个实施例中,请继续参考图2和图3所示出的结构,极柱连接部110设有至少一个通孔111,通孔111用于安装极柱300;至少一个通孔111中,靠近L形结构的折弯处的通孔111的中心与主体区域121背离极柱连接部110一侧表面的距离为L2,L2与通孔111的直径之比满足4:3。
极柱连接部110上的通孔111数量可以为一个或多个,示例性的,如图2和图3所示,极柱连接部110上的通孔111数量为两个。应理解,无论极柱连接部110上的通孔111数量为几个,仅选择最靠近第一折弯处的通孔111进行上述限定。
需要说明的是,本实施例中的结构设计,可以平衡工艺要求和成本要求,可降低工艺难度及成本。具体的,由于极柱300在安装于通孔111时,需要进行焊接操作,所以需要考虑焊接预留空间,该预留空间大小直接影响工艺要求及成本要求,当设置L2尺寸大于通孔111的直径尺寸,即可平衡工艺要求和成本要求,降低工艺难度及成本。
值得注意的是,本申请实施例提供的电池引脚100因过流能力较于其他结构强,可用于要求倍率大的单体电池。
第二方面,本申请实施例提供一种盖板结构。请结合图2至图4参考图1所示出的结构包括:两个极性相反的电池引脚100,两个电池引脚100中的至少一个为上述第一方面中任意技术方案提供的电池引脚100。
需要说明的是,本申请实施例提供的盖板结构中,电池引脚100通过设置焊接区域122靠近极柱连接部110的一侧表面与极柱连接部110靠近焊接区域122的一侧表面之间的间距L1与极柱连接部110的厚度D1的比值满足3:1,可以平衡主体区域121的散热面积与极柱连接部110的厚度大小,在保证极柱连接部110过流能力的基础上、控制主体区域121的散热面积在适宜范围内,降低电池引脚100的温升,降低过流发热现象出现的可能性,进而保障电池的安全性能以及使用寿命。
在一个实施例中,请继续参考图1所示出的结构,本申请实施例提供的盖板结构还包括盖板本体200和极柱300,电池引脚100内的电池引脚100设置于盖板本体200的一侧,极柱300自盖板本体200背离电池引脚100一侧贯穿盖板本体200,且部分极柱300置入电池引脚100的通孔111内。
应理解,单体电池具有两个极性的极柱300,不同极性的极柱300安装于不同的电池引脚100。此外,值得注意的是,不同极性的极柱300可以位于同一盖板结构,或者,以极性区分、位于两个盖板结构,具体不再赘述。
在一个具体的实施例中,如图1所示,本申请实施例提供的盖板结构包括正极性的电池引脚100和负极性的电池引脚100,正极性的电池引脚100和负极性的电池引脚100均与上述电池引脚100相同。示例性的,正极性的极柱300穿过正极性的电池引脚100和盖板本体200,并用于连接外部设备的正极;负极性的极柱300穿过负极性的电池引脚100和盖板本体200,并用于连接外部设备的负极,从而为外部设备供电。
在一个实施例中,电池引脚100内极柱连接部110的材质与极柱连接部110的通孔111内安装的极柱300的材质相同。
需要说明的是,当设置二者材质相同,可以降低极柱连接部110与极柱300的焊接难度,而且,可以提升极柱连接部110与极柱300在焊接后的连接强度,以保证在使用过程中,极柱300可以稳定地设置在极柱连接部110上,进而可以提升单体电池的结构稳定性以及使用寿命。
当然,极柱连接部110与极柱300的材质还可以不同,例如,可以采用过流能力更强的材料制备形成极柱连接部110或极柱300,以优化极柱连接部110与极柱300连接后、所形成整体结构的过流能力,具体不再赘述。
第三方面,本申请实施例提供一种单体电池。本申请实施例提供的单体电池包括第二方面中任意技术方案提供的盖板结构和电芯,电池与盖板结构中电池引脚100的极耳连接部120连接。
需要说明的是,本申请实施例提供的单体电池中,电芯连接极耳连接部120,以通过电池引脚100导流。该电池引脚100通过设置焊接区域122靠近极柱连接部110的一侧表面与极柱连接部110靠近焊接区域122的一侧表面之间的间距L1与极柱连接部110的厚度D1的比值满足3:1,可以平衡主体区域121的散热面积与极柱连接部110的厚度大小,在保证极柱连接部110过流能力的基础上、控制主体区域121的散热面积在适宜范围内,降低电池引脚100的温升,降低过流发热现象出现的可能性,进而保障电池的安全性能以及使用寿命。
应理解,电芯本体可以由料带经折叠或卷绕形成,该料带包括正极片、负极片和隔膜,其中,隔膜分隔正极片与负极片。
在一个实施例中,本申请实施例提供的电池还包括壳体,壳体具有开口,电芯置于壳体内,盖板结构扣合壳体的开口、以密封电芯。电芯包括电芯主体和自电芯主体一体式引出的极耳部,该极耳部用于连接电池引脚100的极耳连接部120。应理解,壳体内的电芯数量可以为一个或多个,示例性的,壳体内设有两个电芯。
在一个实施例中,本申请实施例提供的单体电池还包括电解液,电解液填充于壳体内部。
应理解,电解液是由电解质以及有机溶剂、添加剂组成。电解液是单体电池内部重要的材料,它能够运输锂离子、提供单体电池所需要的电源,是单体电池发挥能量的关键部件。
第四方面,本申请实施例提供了一种电池。该电池包括如上述第三方面中任意技术方案提供的一种单体电池。
需要说明的是,本申请实施例提供的电池中,单体电池内的电芯连接极耳连接部120,以通过电池引脚100导流。该电池引脚100通过设置焊接区域122靠近极柱连接部110的一侧表面与极柱连接部110靠近焊接区域122的一侧表面之间的间距L1与极柱连接部110的厚度D1的比值满足3:1,可以平衡主体区域121的散热面积与极柱连接部110的厚度大小,在保证极柱连接部110过流能力的基础上、控制主体区域121的散热面积在适宜范围内,降低电池引脚100的温升,降低过流发热现象出现的可能性,进而保障电池的安全性能以及使用寿命。
在一个实施例中,电池为电池模组或电池包。
电池模组包括多个单体电池,电池模组还可以包括端板和侧板,端板和侧板用于固定多个单体电池。电池模组还可以包括托架,单体电池可以固定于托架上。
电池包包括多个单体电池和箱体,箱体用于固定多个单体电池。
需要说明的是,电池包包括多个单体电池,且多个电池设置于箱体内。其中,多个单体电池可以形成电池模组后安装于箱体内。或者,多个单体电池可以直接设置在箱体内,即无需对多个单体电池进行成组,利用箱体对多个单体电池进行固定。
第五方面,本申请实施例提供一种用电设备。该用电设备包括如上述第四方面中任意技术方案提供的一种电池。
需要说明的是,本申请实施例提供的用电设备中,电池的单体电池内、电芯连接极耳连接部120,以通过电池引脚100导流。该电池引脚100通过设置焊接区域122靠近极柱连接部110的一侧表面与极柱连接部110靠近焊接区域122的一侧表面之间的间距L1与极柱连接部110的厚度D1的比值满足3:1,可以平衡主体区域121的散热面积与极柱连接部110的厚度大小,在保证极柱连接部110过流能力的基础上、控制主体区域121的散热面积在适宜范围内,降低电池引脚100的温升,降低过流发热现象出现的可能性,进而保障电池的安全性能以及使用寿命。
示例性的,该用电设备可以为汽车、轮船等动力设备。当然,用电设备还可以根据需求设置为其他,具体不再赘述。
本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型创造后,将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化,这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和示例实施方式仅被视为示例性的,本申请的真正范围和精神由所附的权利要求指出。应当理解的是,本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构,并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的保护范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (12)

1.一种电池引脚,其特征在于,包括极柱连接部和极耳连接部,所述极耳连接部相对所述极柱连接部弯折、以将所述电池引脚形成L形结构;
所述极耳连接部包括主体区域以及焊接区域,所述焊接区域自所述主体区域向所述L形结构内侧弯折形成;所述焊接区域靠近所述极柱连接部的一侧表面与所述极柱连接部靠近所述焊接区域的一侧表面之间具有间距L1,所述间距L1与所述极柱连接部的厚度D1的比值满足3:1。
2.如权利要求1所述的电池引脚,其特征在于,所述极柱连接部的厚度D1为1.8mm~2mm。
3.如权利要求2所述的电池引脚,其特征在于,所述焊接区域的厚度D2为1.3mm~1.5mm。
4.如权利要求3所述的电池引脚,其特征在于,所述焊接区域包括第一焊接子区域和第二焊接子区域,所述第一焊接子区域与所述第二焊接子区域位于所述主体区域同侧,且所述第一焊接子区域与所述第二焊接子区域自所述主体区域的相对两侧延伸。
5.如权利要求4所述的电池引脚,其特征在于,所述主体区域设有长槽。
6.如权利要求1-5任一项所述的电池引脚,其特征在于,所述极柱连接部设有至少一个通孔,所述通孔用于安装极柱;至少一个所述通孔中,靠近所述L形结构的折弯处的通孔的中心与所述主体区域背离所述极柱连接部一侧表面的距离为L2,所述L2与所述通孔的直径之比满足4:3。
7.一种盖板结构,其特征在于,包括:两个极性相反的电池引脚,两个所述电池引脚中的至少一个为如权利要求1-6任一项所述的电池引脚。
8.如权利要求7所述的盖板结构,其特征在于,还包括盖板本体和极柱,所述电池引脚内的电池引脚设置于盖板本体的一侧,所述极柱自所述盖板本体背离所述电池引脚一侧贯穿所述盖板本体,且部分所述极柱置入所述电池引脚的通孔内。
9.如权利要求7-8任一项所述的盖板结构,其特征在于,所述电池引脚内极柱连接部的材质与所述极柱连接部的通孔内安装的所述极柱的材质相同。
10.一种单体电池,其特征在于,包括如权利要求7-9任一项所述的盖板结构和电芯,所述电芯与所述盖板结构中电池引脚的极耳连接部连接。
11.一种电池,其特征在于,包括如权利要求10所述的单体电池。
12.一种用电设备,其特征在于,包括如权利要求11所述的电池。
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