CN220527047U - 电池单体、电池及用电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电池单体、电池及用电设备。该电池单体包括：壳体；电芯组件，容置于所述壳体内；极柱，绝缘设置在所述壳体上；集流盘，容置于所述壳体内，且位于所述电芯组件远离所述极柱的一侧，所述集流盘与所述电芯组件电连接；及盖板，设置于所述壳体的开口处，且位于所述集流盘远离所述电芯组件的一侧；其中，所述集流盘沿所述电芯组件指向所述盖板的方向凸出以在所述集流盘靠近所述盖板的一侧形成第一凸起，所述第一凸起设置有厚度减薄区；所述盖板朝向所述集流盘的一侧设置有第二凸起，所述第二凸起与所述厚度减薄区相抵接。如此，由于厚度减薄区受力弹性变形，使得集流盘与盖板接触受力稳定，有利于提高集流盘与盖板的焊接良率。

Description

电池单体、电池及用电设备

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池单体、电池及用电设备。

背景技术

电池广泛应用于各种设备中，例如手机、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、电动飞机、电动轮船、电动玩具汽车、电动玩具轮船、电动玩具飞机和电动工具等。电池单体是电池的重要组成部分，一般包括壳体、收容于该壳体内的电芯组件和集流盘以及密封设置于壳体开口处的盖板。

现有技术中，电芯组件的高度尺寸存在波动，导致集流盘与盖板焊接时接触受力不稳定，从而导致焊接良率降低。

实用新型内容

基于此，有必要针对现有技术中电芯组件的高度尺寸存在波动，导致集流盘与盖板焊接时接触受力不稳定，从而导致焊接良率降低的问题，提供一种改善上述缺陷的电池单体、电池及用电设备。

一种电池单体，包括：

壳体；

电芯组件，容置于所述壳体内；

极柱，绝缘设置在所述壳体上，所述极柱与所述电芯组件电连接；

集流盘，容置于所述壳体内，且位于所述电芯组件远离所述极柱的一侧，所述集流盘与所述电芯组件电连接；及

盖板，设置于所述壳体的开口处，且位于所述集流盘远离所述电芯组件的一侧；

其中，所述集流盘沿所述电芯组件指向所述盖板的方向凸出以在所述集流盘靠近所述盖板的一侧形成第一凸起，并在所述集流盘靠近所述电芯组件的一侧形成第一凹槽，所述第一凸起设置有厚度减薄区；所述盖板朝向所述集流盘的一侧设置有第二凸起，所述第二凸起与所述厚度减薄区相抵接。

在其中一个实施例中，所述第二凸起沿所述电池单体的轴向在所述厚度减薄区的投影落在所述厚度减薄区的范围内。

在其中一个实施例中，所述厚度减薄区的厚度大于0.05mm并小于所述集流盘其他区域的厚度。

在其中一个实施例中，所述第二凸起过盈抵接于所述厚度减薄区。

在其中一个实施例中，所述第一凸起和所述第二凸起均为环状凸起，由所述第二凸起与所述厚度减薄区的抵接位置将所述盖板与所述集流盘焊接在一起。

在其中一个实施例中，所述盖板朝向所述集流盘凸出以在所述盖板靠近所述集流盘的一侧形成所述第二凸起，并在所述盖板背离所述集流盘的一侧形成第二凹槽。

在其中一个实施例中，所述极柱穿设于所述壳体的安装孔，并与所述壳体铆接固定。

在其中一个实施例中，所述极柱位于所述壳体外部的一端具有抵接部，所述极柱位于所述壳体内部的一端具有铆接部，所述电池单体还包括弹性密封件，所述弹性密封件位于所述壳体的外部，并套设在所述极柱外，且抵接在所述抵接部与所述壳体之间。

一种电池，包括如上任一实施例中所述的电池单体。

一种用电设备，包括如上任一实施例中所述的电池单体或电池。

上述电池单体、电池及用电设备，在装配时，首先，将极柱绝缘设置在壳体上，集流盘电连接在电芯组件上。然后将电芯组件装入壳体内(即入壳)，电芯组件连接有集流盘的一端远离极柱。再然后将盖板设置在壳体的开口处，使得盖板的第二凸起与集流盘的第一凸起的厚度减薄区相抵接。当电芯组件的高度尺寸较大时，厚度减薄区在第二凸起的抵接作用下弹性变形而沿盖板指向电芯组件的方向凸出，使得盖板相对集流盘的距离减小，避免电芯组件受力较大而导致极片脱粉、引起电池单体短路。由于厚度减薄区受力弹性变形，使得集流盘与盖板接触受力稳定，有利于提高集流盘与盖板的焊接良率。

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为本实用新型一实施例中电池单体的剖视示意图；

图2为图1所示的电池单体的局部A的放大示意图。

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。

本申请的一实施例中提供一种电池，该电池是指包括一个或多个电池单体以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。例如，本申请中所提到的电池可以包括电池模组或电池包等。具体地，电池一般包括用于封装一个或多个电池单体的箱体。箱体可以避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。具体地，在电池中，电池单体可以是一个、也可以是多个。若电池单体为多个，多个电池单体之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体中既有串联又有并联。可以是多个电池单体先串联或并联或混联组成电池模组，多个电池模组再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于箱体内。也可以是所有电池单体之间直接串联或并联或混联在一起，再将所有电池单体构成的整体容纳于箱体内。

可以理解的是，该电池单体可以包括锂离子二次电池单体、锂离子一次电池单体、锂硫电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体等，本申请实施例对此并不限定。电池单体可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等，本申请实施例对此也不限定。电池单体一般按封装的方式分成三种：柱形电池单体、方形电池单体和软包电池单体，本申请实施例对此也不限定。

请参阅图1至图2所示，本实用新型一实施例提供了一种电池单体，包括壳体10、电芯组件20、极柱30、盖板40及集流盘50。电芯组件20容置于壳体10内。极柱30绝缘设置在壳体10上，该极柱30与电芯组件20电连接。集流盘50容置于壳体10内，且位于电芯组件20远离极柱30的一侧，该集流盘50与电芯组件20电连接。盖板40设置于壳体10的开口处，且位于集流盘50远离电芯组件20的一侧。

其中，集流盘50沿电芯组件20指向盖板40的方向凸出以在集流盘50靠近盖板40的一侧形成第一凸起51，并在集流盘50靠近电芯组件20的一侧形成第一凹槽(图未标)，第一凸起51设置有厚度减薄区511；盖板40朝向集流盘50的一侧设置有第二凸起42，第二凸起42与厚度减薄区511相抵接。

上述电池单体，在装配时，首先，将极柱30绝缘设置在壳体10上，集流盘50电连接在电芯组件20上。然后将电芯组件20装入壳体10内(即入壳)，电芯组件20连接有集流盘50的一端远离极柱30。再然后将盖板40设置在壳体10的开口处，使得盖板40的第二凸起42与集流盘50的第一凸起51的厚度减薄区511相抵接。当电芯组件20的高度尺寸较大时，厚度减薄区511在第二凸起42的抵接作用下弹性变形而沿盖板40指向电芯组件20的方向凸出，使得盖板40相对集流盘50的距离减小，避免电芯组件20受力较大而导致极片脱粉、引起电池单体短路。由于厚度减薄区511受力弹性变形，使得集流盘50与盖板40接触受力稳定，有利于提高集流盘50与盖板40的焊接良率。

本申请的实施例中，第二凸起42沿电池单体的轴向在厚度减薄区511的投影落在厚度减薄区511的范围内。换句话说，设定厚度减薄区511与第二凸起42抵接的面为第一抵接面，第一抵接面为图2所示厚度减薄区511的下表面；设定第二凸起42与厚度减薄区511抵接的面为第二抵接面，第二抵接面为图2所示第二凸起42的上表面；第二抵接面的面积小于等于第一抵接面的面积且第二抵接面抵接于第一抵接面的范围内。如此，当第二凸起42抵接于厚度减薄区511时，厚度减薄区511比较容易朝向电芯组件20凸出使得厚度减薄区511靠近电芯组件20的一侧形成第三凸起并在厚度减薄区511靠近第二凸起42的一侧形成容纳凹槽，至少部分第二凸起42容置于容纳凹槽内，使得集流盘50与盖板40之间的距离缩短。这样，即使电芯组件20的高度尺寸较大时，由于厚度减薄区511的弹性变形使得集流盘50与盖板40之间的距离缩短，可以避免电芯组件20受力较大；由于厚度减薄区511受力弹性变形，使得集流盘50与盖板40接触受力稳定，有利于提高集流盘50与盖板40的焊接良率。

本申请的实施例中，厚度减薄区511的厚度大于0.05mm并小于集流盘50其他区域的厚度。需要说明的是，集流盘50其他区域是指集流盘50不设置第一凸起51的区域。当厚度减薄区511的厚度小于等于0.05mm时，厚度减薄区511受力时容易破裂；当厚度减薄区511的厚度大于等于集流盘50其他区域的厚度时，厚度减薄区511不容易弹性变形。

本申请的实施例中，第二凸起42过盈抵接于厚度减薄区511。由于第二凸起42过盈抵接于厚度减薄区511，当电芯组件20的高度尺寸较小时，第二凸起42和厚度减薄区511由过盈抵接的状态变为正常抵接的状态，即为第二凸起42与厚度减薄区511的干涉尺寸变为0，此时集流盘50与盖板40接触受力仍然稳定，不会出现集流盘50与盖板40接触不良而影响二者焊接的情况。

本申请的实施例中，第一凸起51和第二凸起42均为环状凸起，由第二凸起42与厚度减薄区511的抵接位置将盖板40与集流盘50焊接在一起。如此，可以提高盖板40与集流盘50的焊接良率。

本申请的实施例中，盖板40朝向集流盘50凸出以在盖板40靠近集流盘50的一侧形成第二凸起42，并在盖板40背离集流盘50的一侧形成第二凹槽(图未标)。如此，第二凸起42的加工成型较为简单，且从第二凹槽的槽底将盖板40与集流盘50焊接时，焊接效率高。

本申请的实施例中，电池单体还包括汇流盘60，汇流盘60设置在壳体10内且位于电芯组件20靠近极柱30的一端，汇流盘60与电芯组件20及极柱30伸入壳体10内的一端电连接。

进一步地，极柱30背离电芯组件20的一侧表面凹陷形成焊接凹槽33。如此，利用焊接凹槽33对极柱30需要进行激光穿透焊的部位进行减薄，确保极柱30需要进行激光穿透焊的部位的厚度满足焊接工艺要求。在实际进行激光穿透焊的过程中，激光焊接头发出的激光光束照射在焊接凹槽33的底壁上，激光光束产生的热量穿过极柱30，使得汇流盘60焊接固定在极柱30上。

本申请的实施例中，盖板40的中心位置设置有注液孔(图未标)，注液孔的边缘沿着盖板40的厚度方向朝着靠近电芯组件20的方向延伸设置有凸台41。该凸台41大致呈圆筒状，凸台41通过圆弧倒角与盖板40连接。凸台41的设置，有利于安装密封钉，有利于实现密封钉对注液孔进行可靠密封。

本申请的实施例中，极柱30穿设于壳体10的安装孔，并与壳体10铆接固定。极柱30位于壳体10外部的一端具有抵接部31，极柱30位于壳体10内部的一端具有铆接部32。弹性密封件70位于壳体10的外部，并套设在极柱30外，且抵接在极柱30的抵接部31与壳体10之间，即极柱30的抵接部31通过弹性密封件70与壳体10抵接，从而实现极柱30、弹性密封件70与壳体10的固定。

具体地，抵接部31为极柱30本身自带的结构(即抵接部31在极柱30与壳体10进行铆接之前就存在)，铆接部32在极柱30与壳体10铆接时形成。更加具体地，在组装时，首先将极柱30由壳体10的外部插入安装孔内，直至抵接部31通过弹性密封件70与壳体10的外侧抵接。然后，对极柱30位于壳体10内的一端进行机械加压(如旋铆等)，在加压的过程中极柱30位于壳体10内部的一端外径扩大而形成铆接部32，使得铆接部32与壳体10止挡配合，从而实现极柱30与壳体10的相对固定。

具体到实施例中，电池单体还包括第一绝缘件90和第二绝缘件80。第一绝缘件90设置在壳体10内，且位于汇流盘60与壳体10之间，从而利用第一绝缘件90实现汇流盘60与壳体10的绝缘。第二绝缘件80套设在弹性密封件70外，且位于抵接部31与壳体10之间，一方面利用弹性密封件70和第二绝缘件80共同实现极柱30的抵接部31与壳体10的绝缘；另一方面第二绝缘件80可以限定抵接部31对弹性密封件70的压缩量，避免对弹性密封件70进行过压缩，有利于提高弹性密封件70的使用寿命。

需要说明的是，第一绝缘件90和第二绝缘件80的材质可以是塑料，当然也可采用其它绝缘材质，在此不作限定。弹性密封件70的材质可以是橡胶，当然也可采用其它具有一定的弹性且绝缘的材料，在此不作限定。

具体地，电芯组件20由正极极片、负极极片和隔离膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。正极极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面，未涂敷正极活性物质层的正极集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的正极集流体，未涂敷正极活性物质层的正极集流体作为正极极耳。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极极片包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面，未涂敷负极活性物质层的负极集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的负极集流体，未涂敷负极活性物质层的负极集流体作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质可以为碳或硅等。隔离膜的材质可以为聚丙烯(polypropylene，PP)或聚乙烯(polyethylene，PE)等。此外，电芯组件20可以是卷绕式结构，也可以是叠片式结构，本申请实施例并不限于此。

可选地，汇流盘60与电芯组件20的正极极耳电连接，使得极柱30作为电池单体的正极。集流盘50与电芯组件20的负极极耳电连接，使得壳体10作为电池单体的负极。当然，在其它实施例中，汇流盘60与电芯组件20的负极极耳电连接，使得极柱30作为电池单体的负极。集流盘50与电芯组件20的正极极耳电连接，使得壳体10作为电池单体的正极，在此不作限定。

可选地，壳体10和盖板40的材质可以是钢。汇流盘60和集流盘50的材质可以是铜，且汇流盘60和集流盘50的外表面具有镀镍层。当然，在其它实施例中，壳体10、盖板40、汇流盘60和集流盘50也可采用其它的导电材料，在此不作限定。

基于上述电池，本申请还提供一种用电设备。该用电设备包括如上任一实施例中所述的电池或电池单体，用电设备利用该电池或电池单体作为电源。具体地，用电设备可以是车辆、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。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、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等；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。本申请实施例对上述用电设备不做特殊限制。

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；

电芯组件，容置于所述壳体内；

极柱，绝缘设置在所述壳体上，所述极柱与所述电芯组件电连接；

集流盘，容置于所述壳体内，且位于所述电芯组件远离所述极柱的一侧，所述集流盘与所述电芯组件电连接；及

盖板，设置于所述壳体的开口处，且位于所述集流盘远离所述电芯组件的一侧；

其中，所述集流盘沿所述电芯组件指向所述盖板的方向凸出以在所述集流盘靠近所述盖板的一侧形成第一凸起，并在所述集流盘靠近所述电芯组件的一侧形成第一凹槽，所述第一凸起设置有厚度减薄区；所述盖板朝向所述集流盘的一侧设置有第二凸起，所述第二凸起与所述厚度减薄区相抵接。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述第二凸起沿所述电池单体的轴向在所述厚度减薄区的投影落在所述厚度减薄区的范围内。

3.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述厚度减薄区的厚度大于0.05mm并小于所述集流盘其他区域的厚度。

4.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述第二凸起过盈抵接于所述厚度减薄区。

5.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述第一凸起和所述第二凸起均为环状凸起，由所述第二凸起与所述厚度减薄区的抵接位置将所述盖板与所述集流盘焊接在一起。

6.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述盖板朝向所述集流盘凸出以在所述盖板靠近所述集流盘的一侧形成所述第二凸起，并在所述盖板背离所述集流盘的一侧形成第二凹槽。

7.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述极柱穿设于所述壳体的安装孔，并与所述壳体铆接固定。

8.根据权利要求7所述的电池单体，其特征在于，所述极柱位于所述壳体外部的一端具有抵接部，所述极柱位于所述壳体内部的一端具有铆接部，所述电池单体还包括弹性密封件，所述弹性密封件位于所述壳体的外部，并套设在所述极柱外，且抵接在所述抵接部与所述壳体之间。

9.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的电池单体。

10.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的电池单体或如权利要求9所述的电池。