CN220553510U - 绝缘片、电池单体、电池及用电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种绝缘片，包括主体部以及设置在所述主体部两端的增厚部，所述增厚部的厚度大于所述主体部的厚度；所述绝缘片包裹裸电芯时形成两端开口的筒状结构，所述增厚部位于所述筒状结构的开口端，所述开口端用于供顶盖组件的至少部分伸入。如此，由于增厚部位于筒状结构的开口端，增厚部的厚度大于主体部的厚度，增厚部具有较高的结构强度，由增厚部围设形成的开口端不容易产生变形，在后续电极组件入壳后开口端容易被夹持固定于壳体与顶盖组件之间，无需采用热熔工艺将绝缘片热熔于顶盖组件的下塑胶，从而可以简化工艺、降低电池单体的生产成本。

Description

绝缘片、电池单体、电池及用电装置

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别涉及一种绝缘片、电池单体、电池及用电装置。

背景技术

二次电池一般包括壳体、电极组件和顶盖组件，电极组件收容于壳体内并由壳体提供保护，顶盖组件密封设置于壳体的开口。

电极组件一般包括裸电芯以及包裹于裸电芯外周的绝缘片。绝缘片的端部需要与顶盖组件的下塑胶热熔连接。然而，绝缘片与顶盖组件热熔后的焊印表面有残渣、拉丝或凸包等残留物，在后续顶盖组件与壳体激光焊接时容易造成炸点漏气甚至导致焊接失效等不良问题；并且，绝缘片热熔工艺需增加热熔焊接工序，工艺流程长，工艺复杂且需要配置设备和场地，生产成本高。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种生产成本较低的绝缘片、电池单体、电池及用电装置。

一种绝缘片，包括主体部以及设置在所述主体部两端的增厚部，所述增厚部的厚度大于所述主体部的厚度；所述绝缘片包裹裸电芯时形成两端开口的筒状结构，所述增厚部位于所述筒状结构的开口端，所述开口端用于供顶盖组件的至少部分伸入。

在其中一个实施例中，所述主体部包括第一包裹区以及设置在所述第一包裹区宽度方向上的两侧的第二包裹区，两个所述第二包裹区远离所述第一包裹区的一侧分别设置有第一连接区；所述增厚部包括第一增厚区、位于所述第一增厚区宽度方向上的两侧的第二增厚区以及位于所述第二增厚区远离所述第一增厚区一侧的第三增厚区，所述第一增厚区连接于所述第一包裹区的端部，所述第二增厚区连接于所述第二包裹区的端部，所述第三增厚区连接于所述第一连接区；当所述绝缘片包裹所述裸电芯时，两个所述第一连接区相互连接，两个所述第三增厚区不相互重叠。

在其中一个实施例中，所述第一包裹区与所述第二包裹区之间设置有第一折痕，所述第二包裹区与所述第一连接区之间设置有第二折痕。

在其中一个实施例中，相邻的所述第一增厚区和所述第二增厚区、相邻的所述第二增厚区和所述第三增厚区之间均设置有缺口，所述缺口与所述第一折痕或所述第二折痕对齐。

在其中一个实施例中，所述主体部包括第一包裹区以及设置在所述第一包裹区宽度方向上的两侧的第二包裹区，其中一个所述第二包裹区远离所述第一包裹区的一侧设置有第三包裹区，所述第三包裹区远离所述第二包裹区的一侧设置有第二连接区；所述增厚部包括第一增厚区、位于所述第一增厚区宽度方向上的两侧的第二增厚区以及位于其中一个所述第二增厚区远离所述第一增厚区一侧的第四增厚区，所述第一增厚区连接于所述第一包裹区的端部，所述第二增厚区连接于所述第二包裹区的端部，所述第四增厚区连接于所述第三包裹区；当所述绝缘片包裹所述裸电芯时，所述第二连接区连接于所述第二包裹区。

在其中一个实施例中，所述第一包裹区与所述第二包裹区之间设置有第一折痕，所述第二包裹区与所述第三包裹区之间设置有第三折痕，所述第三包裹区与所述第二连接区之间设置有第四折痕。

在其中一个实施例中，相邻的所述第一增厚区和所述第二增厚区、相邻的所述第二增厚区和所述第四增厚区之间均设置有缺口，所述缺口与所述第一折痕或所述第三折痕或所述第四折痕对齐。

在其中一个实施例中，所述增厚部的厚度在0.3mm-1mm之间。

上述绝缘片，由于增厚部位于筒状结构的开口端，增厚部的厚度大于主体部的厚度，增厚部具有较高的结构强度，由增厚部围设形成的开口端不容易产生变形，在后续电极组件入壳后开口端容易被夹持固定于壳体与顶盖组件之间，无需采用热熔工艺将绝缘片热熔于顶盖组件的下塑胶，从而可以简化工艺、降低电池单体的生产成本。并且，可以避免出现绝缘片与顶盖组件热熔后的焊印表面有残渣、拉丝或凸包等残留物，在后续顶盖组件与壳体激光焊接时容易造成炸点漏气甚至导致焊接失效等不良问题。

此外，本实用新型还提供一种电池单体、电池及用电装置。

一种电池单体，包括：

壳体，所述壳体的两端均设置有开口；

电极组件，收容于所述壳体内，所述电极组件包括裸电芯及如上述优选实施例所述的绝缘片，所述绝缘片用于包裹所述裸电芯；

两个顶盖组件，分别密封设置于所述壳体两端的开口。

一种电池，包括多个如上述优选实施例所述的电池单体。

一种用电装置，包括如上述优选实施例所述的电池单体或如上述优选实施例所述的电池。

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为本实用新型较佳实施例中电池单体的结构示意图；

图2为图1所示电池单体的局部剖视图；

图3为图1所示电池单体中绝缘片的包裹示意图；

图4为图1所示电池单体中绝缘片的一个实施例的展开示意图；

图5为图4中圆圈A内结构的放大示意图；

图6为图1所示电池单体中绝缘片的另一个实施例的展开示意图；

图7为图6中圆圈B内结构的放大示意图。

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。

本实用新型公开了一种用电装置、电池及电池单体，上述用电装置包括上述电池或上述电池单体，并能够由上述电池或上述电池单体提供电能。其中，上述用电装置可以是车辆、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具、电动工具、储能设备、游乐设备、电梯和升降设备等等。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、电动轮船玩具或电动飞机玩具等等；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；储能设备可以是储能墙、基站储能、集装箱储能等等；游乐设备可以是旋转木马、跳楼机等等。本申请对上述用电装置不做特殊限制。

对于纯电动汽车而言，上述电池可以作为驱动电源，从而替代化石燃料提供驱动动力。

上述电池可以是电池包或电池模组。当上述电池为电池包时，电池包具体包括电池管理系统(BMS)及多个上述电池单体。多个电池单体之间可通过串联、并联或者串联与并联混合的方式电连接，并与电池管理系统进行通讯连接，以组成电池包，上述电池管理系统对各个电池单体的工作状态进行控制和监测。此外，多个电池单体也可先进行串联和/或并联，并与模组管理系统组成电池模组，再由多个电池模组通过串联、并联或者串联与并联混合的方式电连接，并与电池管理系统共同构成电池包。

其中，上述电池包或电池模组中的多个电池单体可安装于箱体、框架、支架等支撑结构上，各个电池单体之间、电池单体与电池管理系统之间可通过汇流部件进行电连接。上述电池单体可以是锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池，其外部轮廓可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状，但均不局限于此。具体在本实施例中，上述电池单体为锂离子方形电池。

请参阅图1及图2，本实用新型较佳实施例中的电池单体10包括壳体100、电极组件及顶盖组件300。

壳体100为中空结构，其内部具有用于容纳电极组件、电解液以及其他部件的收容空间。壳体100的两端均设置有开口(图未标)，通过壳体100的其中一个开口能够将电极组件装入壳体100内。由于本实施例中的电池单体10为方形电池，故壳体100的外部轮廓呈长方体形。

电极组件是电池单体10的核心部件，收容于壳体100内。为了适配壳体100的形状，本实施例中的电极组件呈长方体形。其中，电极组件包括裸电芯200及绝缘片400。

每个电极组件可以包括一个或多个裸电芯200。裸电芯200可以由正极片、负极片及在负极片与正极片之间起绝缘作用的隔膜通过卷绕或叠片的方式成型，通过卷绕成型的裸电芯200可压制成扁平状。裸电芯200具有正极耳210及负极耳(未图示)，正极耳210及负极耳用于分别将正极片及负极片引出。其中，正极耳210及负极耳位于裸电芯200长度方向上的两端。

绝缘片400包覆于裸电芯200的外周并暴露出正极耳210及负极耳。绝缘片400能够保护裸电芯200，并在裸电芯200与壳体100之间起到较好的绝缘作用。具体的，绝缘片400的材质可以是聚酰亚胺、聚乙烯及聚偏二氟乙烯等。

请参阅图3，绝缘片400包括主体部410以及设置在主体部410两端的增厚部420，增厚部420的厚度大于主体部410的厚度。绝缘片400包裹裸电芯200时形成两端开口的筒状结构，增厚部420位于筒状结构的开口端，开口端用于供顶盖组件300的至少部分伸入。

需要说明的是，绝缘片400具有包裹状态和展平状态。绝缘片400处于包裹状态时，可以包裹裸电芯200的外周，此时绝缘片400形成两端开口的筒状结构，该筒状结构具有两个相对设置的开口端，顶盖组件300的下塑胶可以伸入开口端。绝缘片400处于展平状态时，绝缘片400为平面片状结构。

由于增厚部420位于筒状结构的开口端，增厚部420的厚度大于主体部410的厚度，增厚部420具有较高的结构强度，由增厚部420围设形成的开口端不容易产生变形，在后续电极组件入壳后开口端容易被夹持固定于壳体100与顶盖组件300之间，无需采用热熔工艺将绝缘片400热熔于顶盖组件300的下塑胶，从而可以简化工艺、降低电池单体10的生产成本。并且，可以避免出现绝缘片400与顶盖组件300热熔后的焊印表面有残渣、拉丝或凸包等残留物，在后续顶盖组件300与壳体100激光焊接时容易造成炸点漏气甚至导致焊接失效等不良问题。

请参阅图4及图5，在一个可选的实施例中，主体部410包括第一包裹区411以及设置在第一包裹区411宽度方向上的两侧的第二包裹区412，两个第二包裹区412远离第一包裹区411的一侧分别设置有第一连接区413。增厚部420包括第一增厚区421、位于第一增厚区421宽度方向上的两侧的第二增厚区422以及位于第二增厚区422远离第一增厚区421一侧的第三增厚区423，第一增厚区421连接于第一包裹区411的端部，第二增厚区422连接于第二包裹区412的端部，第三增厚区423连接于第一连接区413。当绝缘片400包裹裸电芯200时，两个第一连接区413相互连接，两个第三增厚区423不相互重叠。

需要说明的是，两个第一连接区413可以部分重叠形成接合处并在接合处贴胶带或者采用双面胶使得两个第一连接区413相互粘接，从而可以使得两个第一连接区413相互连接。与此同时，两个第三增厚区423不相互重叠，可以对齐拼接或者两者之间留有一道缝隙，这样，可以避免两个第三增厚区423相互重叠而造成开口端的外形尺寸变大，影响电极组件入壳。

可以理解的是，两个第三增厚区423的宽度之和小于等于第一包裹区411的宽度，即可使得两个第三增厚区423不相互重叠。

在本实施例中，第一包裹区411与第二包裹区412之间设置有第一折痕a，第二包裹区412与第一连接区413之间设置有第二折痕b。实际包裹时，可以将裸电芯200的其中一个侧面置于第一包裹区411，接着使得两个第二包裹区412沿着对应的第一折痕a朝向裸电芯200的两个大面弯折并贴合裸电芯200的两个大面，最后使得两个第一连接区413沿着对应的第二折痕b朝向裸电芯200的另一个侧面弯折并贴合裸电芯200的另一个侧面，如此可以完成绝缘片400对裸电芯200外周的包裹。

进一步地，相邻的第一增厚区421和第二增厚区422、相邻的第二增厚区422和第三增厚区423之间均设置有缺口e，缺口e与第一折痕a或第二折痕b对齐。如此，当第二包裹区412相对第一包裹区411弯折以及第一连接区413相对第二包裹区412弯折时，由于不需要弯折增厚部420，使得主体部410容易被弯折。

请参阅图6及图7，在另一个可选的实施例中，主体部410包括第一包裹区411以及设置在第一包裹区411宽度方向上的两侧的第二包裹区412，其中一个第二包裹区412远离第一包裹区411的一侧设置有第三包裹区414，第三包裹区414远离第二包裹区412的一侧设置有第二连接区415。增厚部420包括第一增厚区421、位于第一增厚区421宽度方向上的两侧的第二增厚区422以及位于其中一个第二增厚区422远离第一增厚区421一侧的第四增厚区424，第一增厚区421连接于第一包裹区411的端部，第二增厚区422连接于第二包裹区412的端部，第四增厚区424连接于第三包裹区414。当绝缘片400包裹裸电芯200时，第二连接区415连接于第二包裹区412。

需要说明的是，第二连接区415重叠设置在绝缘片400最远端的第二包裹区412以形成接合处并在接合处贴胶带或者采用双面胶使得第二连接区415与第二包裹区412相互粘接，从而可以使得第二连接区415与第二包裹区412相互连接。

在本实施例中，第一包裹区411与第二包裹区412之间设置有第一折痕a，第二包裹区412与第三包裹区414之间设置有第三折痕c，第三包裹区414与第二连接区415之间设置有第四折痕d。实际包裹时，可以将裸电芯200的其中一个侧面置于第一包裹区411，接着使得两个第二包裹区412沿着对应的第一折痕a朝向裸电芯200的两个大面弯折并贴合裸电芯200的两个大面，然后使得第三包裹区414沿着第三折痕c弯折并贴合裸电芯200的另一个侧面，最后使得第二连接区415沿着第四折痕d朝向裸电芯200的大面弯折并贴合绝缘片400的第二包裹区412，如此可以完成绝缘片400对裸电芯200外周的包裹。

进一步地，相邻的第一增厚区421和第二增厚区422、相邻的第二增厚区422和第四增厚区424之间均设置有缺口e，缺口e与第一折痕a或第三折痕c或第四折痕d对齐。如此，当第二包裹区412相对第一包裹区411弯折、第三包裹区414相对第二包裹区412弯折以及第二连接区415相对第三包裹区414弯折时，由于不需要弯折增厚部420，使得主体部410容易被弯折。

需要说明的是，上述裸电芯200包括两个相对设置的侧面以及两个相对设置的大面，两个侧面和两个大面交替相互连接，形成裸电芯200的外周面。

在本实施例中，增厚部420的厚度在0.3mm-1mm之间。当增厚部420的厚度小于0.3mm时，增厚部420容易变形。当增厚部420的厚度大于1mm时，增厚部420外形尺寸过大，影响电极组件入壳。

请再次参阅图2，顶盖组件300有两个，两个顶盖组件300分别密封设置于壳体100两端的开口，以在壳体100的内部形成相对封闭的环境，从而将电极组件与外部环境隔绝。至少一个顶盖组件300上还开设有沿厚度方向贯通的注液孔(未图示)，注液孔一般为圆形孔。在该顶盖组件300密封壳体100的开口后，可通过注液孔将电解液注入壳体100内部。注液完成后，一般还将通过激光焊接的方式将密封钉焊接于顶盖组件300上以将注液孔封堵。顶盖组件300的形状与壳体100的开口的形状相适配，具体在本实施例中，顶盖组件300大致呈矩形。

顶盖组件300上一般还设置有防爆阀(图未示)。当壳体100内的气体压力超过阈值时，防爆阀便开启以对壳体100内进行泄压，从而防止电池单体10发生爆炸。

此外，顶盖组件300上还绝缘设置有极柱310，极柱310沿厚度方向贯穿顶盖组件300。而且，极柱310伸入壳体100内的一端与裸电芯200的正极耳210或负极耳电连接。具体到本实施例中，两个顶盖组件300上的极柱310伸入壳体100内的一端分别与裸电芯200的正极耳210及负极耳电连接。

上述电池单体10及绝缘片400，由于增厚部420位于筒状结构的开口端，增厚部420的厚度大于主体部410的厚度，增厚部420具有较高的结构强度，由增厚部420围设形成的开口端不容易产生变形，在后续电极组件入壳后开口端容易被夹持固定于壳体100与顶盖组件300之间，无需采用热熔工艺将绝缘片400热熔于顶盖组件300的下塑胶，从而可以简化工艺、降低电池单体10的生产成本。并且，可以避免出现绝缘片400与顶盖组件300热熔后的焊印表面有残渣、拉丝或凸包等残留物，在后续顶盖组件300与壳体100激光焊接时容易造成炸点漏气甚至导致焊接失效等不良问题。

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 (11)

1.一种绝缘片，其特征在于，包括主体部以及设置在所述主体部两端的增厚部，所述增厚部的厚度大于所述主体部的厚度；所述绝缘片包裹裸电芯时形成两端开口的筒状结构，所述增厚部位于所述筒状结构的开口端，所述开口端用于供顶盖组件的至少部分伸入。

2.根据权利要求1所述的绝缘片，其特征在于，所述主体部包括第一包裹区以及设置在所述第一包裹区宽度方向上的两侧的第二包裹区，两个所述第二包裹区远离所述第一包裹区的一侧分别设置有第一连接区；所述增厚部包括第一增厚区、位于所述第一增厚区宽度方向上的两侧的第二增厚区以及位于所述第二增厚区远离所述第一增厚区一侧的第三增厚区，所述第一增厚区连接于所述第一包裹区的端部，所述第二增厚区连接于所述第二包裹区的端部，所述第三增厚区连接于所述第一连接区；当所述绝缘片包裹所述裸电芯时，两个所述第一连接区相互连接，两个所述第三增厚区不相互重叠。

3.根据权利要求2所述的绝缘片，其特征在于，所述第一包裹区与所述第二包裹区之间设置有第一折痕，所述第二包裹区与所述第一连接区之间设置有第二折痕。

4.根据权利要求3所述的绝缘片，其特征在于，相邻的所述第一增厚区和所述第二增厚区、相邻的所述第二增厚区和所述第三增厚区之间均设置有缺口，所述缺口与所述第一折痕或所述第二折痕对齐。

5.根据权利要求1所述的绝缘片，其特征在于，所述主体部包括第一包裹区以及设置在所述第一包裹区宽度方向上的两侧的第二包裹区，其中一个所述第二包裹区远离所述第一包裹区的一侧设置有第三包裹区，所述第三包裹区远离所述第二包裹区的一侧设置有第二连接区；所述增厚部包括第一增厚区、位于所述第一增厚区宽度方向上的两侧的第二增厚区以及位于其中一个所述第二增厚区远离所述第一增厚区一侧的第四增厚区，所述第一增厚区连接于所述第一包裹区的端部，所述第二增厚区连接于所述第二包裹区的端部，所述第四增厚区连接于所述第三包裹区；当所述绝缘片包裹所述裸电芯时，所述第二连接区连接于所述第二包裹区。

6.根据权利要求5所述的绝缘片，其特征在于，所述第一包裹区与所述第二包裹区之间设置有第一折痕，所述第二包裹区与所述第三包裹区之间设置有第三折痕，所述第三包裹区与所述第二连接区之间设置有第四折痕。

7.根据权利要求6所述的绝缘片，其特征在于，相邻的所述第一增厚区和所述第二增厚区、相邻的所述第二增厚区和所述第四增厚区之间均设置有缺口，所述缺口与所述第一折痕或所述第三折痕或所述第四折痕对齐。

8.根据权利要求1-7任一项所述的绝缘片，其特征在于，所述增厚部的厚度在0.3mm-1mm之间。

9.一种电池单体，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体的两端均设置有开口；

电极组件，收容于所述壳体内，所述电极组件包括裸电芯及如权利要求1-8任一项所述的绝缘片，所述绝缘片用于包裹所述裸电芯；

两个顶盖组件，分别密封设置于所述壳体两端的开口。

10.一种电池，其特征在于，包括多个如上述权利要求9所述的电池单体。

11.一种用电装置，其特征在于，包括如上述权利要求9所述的电池单体或如上述权利要求10所述的电池。