CN220553573U - 电池单体、电池及用电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电池单体、电池及用电装置，包括：壳体；电芯，设置于壳体内；第一集流盘，包括一体成型的集流盘本体与极柱部；集流盘本体设于壳体内，并与电芯的极耳电连接，极柱部经壳体穿出；盖帽，与极柱部穿出壳体的穿出端连接，壳体夹持并固定于盖帽与集流盘本体之间。装配时，第一集流盘本体与电芯的极耳电连接后经过开口装入壳体内，极柱部穿出壳体形成穿出端，盖帽与穿出端相连，盖帽与穿出端相连，在盖帽的作用下，第一集流盘与壳体保持相对固定。相对于传统技术中的装配方式，不再将与电芯的极耳电连接后的集流盘与壳体铆接后的极柱进行焊接，就不再需要预留供焊头穿过的穿设空间，减小电芯的中心孔，电池的能量密度得以提高。

Description

电池单体、电池及用电装置

技术领域

本实用新型涉及新能源技术领域，特别是涉及一种电池单体、电池及用电装置。

背景技术

电池作为一种能将化学能转变为电能的装置，在人们生活中的应用越来越广泛。随着科技的迅速发展，伴随着能源短缺和环保问题的严峻，对电池的要求也越来越高。

在装配电池时，传统工艺采用的装配方式为将极柱铆接在壳体上，集流盘与极柱焊接固定，使得装配工艺较为复杂。同时，在集流盘与极柱焊接的过程中，焊头需要穿过电芯，为了预留足够的穿设空间，用于卷绕形成电芯的卷针的直径必须大于焊头的直径。而当卷针的直径较大时，势必导致电芯的中心孔的尺寸较大，进而使得电池的能量密度降低。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种能够简化装配工艺及提高电池能量密度的电池单体、电池及用电装置。

一种电池单体，包括：

壳体；

电芯，设置于所述壳体内；

第一集流盘，包括一体成型的集流盘本体与极柱部；所述集流盘本体设于所述壳体内，并与所述电芯的极耳电连接，所述极柱部经所述壳体穿出；

盖帽，与所述极柱部穿出所述壳体的穿出端连接，所述壳体夹持并固定于所述盖帽与所述集流盘本体之间。

在其中一个实施例中，所述盖帽设有内螺纹，所述穿出端设有外螺纹，所述盖帽通过所述内螺纹与所述外螺纹的配合，与所述穿出端螺纹连接。

在其中一个实施例中，所述盖帽与所述穿出端焊接。

在其中一个实施例中，所述外螺纹的螺径自靠近所述壳体的一端到远离所述壳体的一端逐渐减小；

所述内螺纹的螺径与所述外螺纹的螺径相适配。

在其中一个实施例中，所述集流盘本体与所述极柱部冲压一体成型或者铣削一体成型。

在其中一个实施例中，所述电池单体还包括绝缘件，所述绝缘件绝缘设于所述壳体和所述第一集流盘之间。

在其中一个实施例中，所述绝缘件包括第一绝缘部、密封圈及第二绝缘部；所述第一绝缘部绝缘设于所述集流盘本体与所述壳体之间，所述第二绝缘部设于所述盖帽与所述壳体之间，所述密封圈密封设于所述极柱部与所述壳体之间，并压紧于所述盖帽与所述集流盘本体之间。

在其中一个实施例中，所述第一绝缘部与所述第二绝缘部采用塑胶材质制备形成。

一种电池，包括如上述所述的电池单体。

一种用电装置，包括如上述所述的电池单体或上述所述的电池。

上述电池单体、电池及用电装置，第一集流盘包括一体成型的集流盘本体及极柱部，装配时，第一集流盘本体与电芯的极耳电连接后经过开口装入壳体内，极柱部穿出壳体形成穿出端，盖帽与穿出端相连，最终在盖帽的作用下，第一集流盘与壳体保持相对固定。相对于传统技术中的装配方式，不但装配工艺简单，同时，不再将与电芯的极耳电连接后的集流盘与壳体铆接后的极柱进行焊接，也就不再需要预留供焊头穿过的穿设空间，能够减小电芯的中心孔，电池的能量密度得以提高。

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为本申请一实施例提供的电池单体的爆炸图；

图2为图1中所示的电池单体的主视图；

图3为图2中所示的电池单体的沿F-F向的剖视图；

图4为图3中所示的电池单体的局部放大图。

附图标记说明：

100、电池单体；10、壳体；11、穿设孔；20、电芯；30、第一集流盘；31、集流盘本体；32、极柱部；321、穿出端；40、绝缘件；41、第一绝缘部；42、第二绝缘部；43、密封圈；50、第二集流盘；60、盖板；70、密封钉；80、盖帽。

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。

本申请一实施例提供一种电池单体、电池及用电装置，上述用电装置包括上述电池或者上述电池单体，并能够由上述电池或者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圆柱电池。

参阅图1，本申请较佳实施例中的电池单体100包括壳体10、电芯20、第一集流盘30及盖帽80。

壳体10为中空结构，其内部开设有用于容纳电芯20、电解液以及其他部件的收容空间。壳体10的一端具有开口，一端封闭，开口与收容空间连通，通过壳体10的开口能够将电芯20及第一集流盘30装配于壳体10的收容空间内。具体地，本具体实施例中提供的电池单体100为圆柱电池，则壳体10的外部轮廓呈圆柱状。

第一集流盘30包括一体成型的集流盘本体31与极柱部32，集流盘本体31与电芯20的极耳电连接。具体地，集流盘本体31与电芯20的极耳焊接，第一集流盘30与电芯20焊接后能够共同经开口装配至壳体10的收容空间内，壳体10的封闭端设有与收容空间相连通的穿设孔11，极柱部32经收容空间穿设于穿设孔11内，并穿出壳体10以形成穿出端321。

在此需要说明的是，集流盘本体31与极柱部32一体成型的意思是：集流盘本体31与极柱部32为一体件，不再需要通过其他连接方式将两者连接在一起。如一些实施例中，集流盘本体31与极柱部32通过冲压一体成型。另一些实施方式中，集流盘本体31与极柱部32通过铣削方式一体成型。

在此还需要说明的是，集流盘本体31的直径大于极柱部32的直径，当极柱部32经穿设孔11穿出壳体10时，由于壳体10其他部分的限制，集流盘本体31不会经穿设孔11穿出。

参阅图2-图4，盖帽80与极柱部32穿出壳体10的穿出端321连接，壳体10夹持并固定于盖帽80与集流盘本体31之间。即为，当盖帽80连接于极柱部32的穿出端321后，盖帽80限制极柱部32脱出穿设孔11，且盖帽80、壳体10及第一集流盘30三者在盖帽80的作用下保持相对固定。

在此还需要说明的是，一般地，盖帽80为导电件，极柱部32通过盖帽80与外电路导通。

本申请实施例提供的电池单体100，将第一集流盘30的集流盘本体31与电芯20的极耳电连接后经过开口装入壳体10的收容空间内，第一集流盘30的极柱部32经过穿设孔11穿出形成穿出端321，盖帽80与穿出端321相连，壳体10夹持并固定于盖帽80与集流盘本体31之间，即可完成装配。相对于传统技术中的装配方式(将极柱铆接在壳体10上，集流盘与极柱焊接固定)，不但装配工艺简单，同时，不再需要将集流盘与极耳电连接后与壳体10铆接后的极柱进行焊接，也就不再需要预留供焊头穿过的穿设空间，能够减小电芯20的中心孔，电池的能量密度得以提高。

一些实施例中，盖帽80设有内螺纹，穿出端321设有外螺纹，盖帽80通过内螺纹与外螺纹的配合，与穿出端321螺纹连接。如此，一方面便于盖帽80与穿出端321的连接，另一方面盖帽80与穿出端321螺纹连接后，能够保证第一集流盘30与壳体10的固定效果。

可以想到的是，在另一些实施例中，盖帽80还可以采用其他方式实现与穿出端321的连接，如焊接，在此不作限定。

进一步，当盖帽80与穿出端321螺纹连接后，再将盖帽80与穿出端321焊接。这样，上述内螺纹与外螺纹的配合，使得盖帽80能够预固定至穿出端321，而后再将盖帽80与穿出端321焊接，保证了盖帽80与穿出端321的连接效果，从而保证了第一集流盘30与壳体10的固定效果。

具体地，盖帽80与穿出端321远离壳体10的接口处通过激光焊接固定，激光焊接相对于电阻焊接，工艺简单。当然，另一些实施例中，也可以采用电阻焊接的方式焊接盖帽80与穿出端321，在此亦不作限定。

一些实施例中，外螺纹的螺径自靠近壳体10的一端到远离壳体10的一端逐渐减小，内螺纹的螺径与外螺纹的螺径相适配。图如3及图4中所示，穿出端321的外螺纹的螺径自下端到上端逐渐减小。如此，当盖帽80旋拧于穿出端321时，能够越拧越紧，保证固定效果。

继续参阅图1及图3，电池单体100还包括绝缘件40，绝缘件40绝缘设于壳体10与第一集流盘30之间，如此，当第一集流盘30与盖帽80作为电池单体100的正极时，壳体10能够作为电池单体100的负极；或者，第一集流盘30与盖帽80作为电池单体100的负极时，壳体10能够作为电池单体100的正极。

绝缘件40包括第一绝缘部41、密封圈43及第二绝缘部42。第一绝缘部41绝缘设于集流盘本体31与壳体10之间，第二绝缘部42设于盖帽80与壳体10之间，密封圈43密封设于极柱部32与壳体10之间，并压紧于盖帽80与集流盘本体31之间。这样设置，第一绝缘部41起到绝缘集流盘本体31与壳体10的作用，第二绝缘部42起到绝缘盖帽80与壳体10的作用，密封圈43不但起到绝缘极柱部32与壳体10的作用，还起到密封极柱部32与壳体10的作用。

进一步，密封圈43采用橡胶材质制备形成，第一绝缘部41与第二绝缘部42采用塑胶材质制备形成。

可以想到的是，另一些实施例中，绝缘件40还能够采用其他方式设置，在此不作限定。且对于第一绝缘部41、第二绝缘部42与密封圈43的材质也不作限定。

一些实施例中，电池单体100还包括第二集流盘50与盖板60，第二集流盘50与电芯20电连接，并相对于第一集流盘30位于靠近壳体10具有开口的一端。当第一集流盘30与电芯20的正极极耳电连接时，第二集流盘50与电芯20的负极极耳电连接；而当第一集流盘30与电芯20的负极极耳电连接时，第二集流盘50与电芯20的正极极耳电连接。具体地，第二集流盘50也采用焊接的方式与电芯20的极耳电连接。盖板60盖设于壳体10的开口，并与第二集流盘50及壳体10焊接，以与第二集流盘50及壳体10共同作为电池单体100的正极或者负极。

进一步，盖板60上设有注液孔，电池单体100还包括密封钉70，当通过注液孔向电池单体100内注射电解液后，密封钉70能够密封注液孔。

上述电池单体100，第一集流盘30包括一体成型的集流盘本体31及极柱部32，装配时，集流盘本体31与电芯20的极耳电连接后经过开口装入壳体10内，极柱部32穿出壳体10形成穿出端321，盖帽80与穿出端321相连，最终在盖帽80的作用下，第一集流盘30与壳体10保持相对固定。相对于传统技术中的装配方式，不但装配工艺简单，同时，不再将与电芯20的极耳电连接后的集流盘与壳体10铆接后的极柱进行焊接，也就不再需要预留供焊头穿过的穿设空间，能够减小电芯20的中心孔，电池的能量密度得以提高。

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(10)；

电芯(20)，设置于所述壳体(10)内；

第一集流盘(30)，包括一体成型的集流盘本体(31)与极柱部(32)；所述集流盘本体(31)设于所述壳体(10)内，并与所述电芯(20)的极耳电连接，所述极柱部(32)经所述壳体(10)穿出；

盖帽(80)，与所述极柱部(32)穿出所述壳体(10)的穿出端(321)连接，所述壳体(10)夹持并固定于所述盖帽(80)与所述集流盘本体(31)之间。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述盖帽(80)设有内螺纹，所述穿出端(321)设有外螺纹，所述盖帽(80)通过所述内螺纹与所述外螺纹的配合，与所述穿出端(321)螺纹连接。

3.根据权利要求1或2所述的电池单体，其特征在于，所述盖帽(80)与所述穿出端(321)焊接。

4.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，所述外螺纹的螺径自靠近所述壳体(10)的一端到远离所述壳体(10)的一端逐渐减小；

所述内螺纹的螺径与所述外螺纹的螺径相适配。

5.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述集流盘本体(31)与所述极柱部(32)冲压一体成型或者铣削一体成型。

6.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体还包括绝缘件(40)，所述绝缘件(40)绝缘设于所述壳体(10)和所述第一集流盘(30)之间。

7.根据权利要求6所述的电池单体，其特征在于，所述绝缘件(40)包括第一绝缘部(41)、密封圈(43)及第二绝缘部(42)；所述第一绝缘部(41)绝缘设于所述集流盘本体(31)与所述壳体(10)之间，所述第二绝缘部(42)设于所述盖帽(80)与所述壳体(10)之间，所述密封圈(43)密封设于所述极柱部(32)与所述壳体(10)之间，并压紧于所述盖帽(80)与所述集流盘本体(31)之间。

8.根据权利要求7所述的电池单体，其特征在于，所述第一绝缘部(41)与所述第二绝缘部(42)采用塑胶材质制备形成。

9.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的电池单体。

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