CN220569775U - 电池单体、电池以及用电装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种电池单体、电池以及用电装置,电池单体,包括:壳体,包括底壁以及侧壁,侧壁与底壁围合形成容纳腔;电极组件,设置于容纳腔,电极组件包括平直区以及弯折区,弯折区与侧壁之间围合形成隔腔;加强部,位于隔腔,加强部与侧壁连接,加强部凸出于侧壁朝向隔腔的内壁面,加强部与电极组件间隔设置。本申请提供的电池单体电池单体的壳体具有更高的强度,能够在震动的环境下保持电极组件的强度。
Description
技术领域
本申请涉及电池领域,特别涉及一种电池单体、电池以及用电装置。
背景技术
节能减排是汽车产业可持续发展的关键,电动车辆由于其节能环保的优势成为汽车产业可持续发展的重要组成部分。对于电动车辆而言,电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。
在相关的电池制造工艺中,为了能够减少电池单体的壳体的重量,壳体通常设计的较薄,造成壳体强度降低。因此,改进电池单体的壳体就成为亟待解决的一项问题。
实用新型内容
鉴于上述问题,本申请提供一种电池单体、电池以及用电装置,电池单体的壳体具有更高的强度,能够在震动的环境下保持电极组件的强度。
第一方面,本申请提供了一种电池单体,包括:壳体,包括底壁以及侧壁,侧壁与底壁围合形成容纳腔;电极组件,设置于容纳腔,电极组件包括平直区以及弯折区,弯折区与侧壁之间围合形成隔腔;加强部,位于隔腔,加强部与侧壁连接,加强部凸出于侧壁朝向隔腔的内壁面,加强部与电极组件间隔设置。
本申请实施例的技术方案中,通过在电极组件的弯折区与侧壁之间围合形成的隔腔中设置加强部,能够增强壳体的强度,而不需要通过增加壳体的整体厚度来增加壳体的强度,能够在震动的环境下保持电极组件的强度,还能够增加电极组件的能量密度和重量密度。
在一些实施例中,壳体沿第一方向具有与容纳腔连通的开口,加强部包括加强筋,加强筋从底壁至开口沿第一方向延伸。
通过加强筋从底壁至开口沿第一方向延伸的设计可以对壳体的第一方向进行保护,增加保护力度。
在一些实施例中,加强筋的数量为多个,多个加强筋沿第二方向间隔分布,第一方向与第二方向交叉。
通过多个加强筋的设置,可以增加壳体的强度。
在一些实施例中,加强筋背离侧壁的表面呈弧形面。
通过加强筋背离侧壁的表面呈弧形面,结构美观。
在一些实施例中,侧壁包括多个第一侧壁、多个第二侧壁。多个第一侧壁沿第一方向立设于底壁。多个第二侧壁沿第一方向立设于底壁,第一侧壁与第二侧壁连接,第一侧壁、第二侧壁、底壁围合成容纳腔。
通过第一侧壁、第二侧壁、底壁之间围合形成容纳腔,结构紧凑,实用性强。
在一些实施例中,第一侧壁的面积大于第二侧壁的面积,平直区与第一侧壁相对设置,弯折区朝向第二侧壁所在侧凸出设置,至少第二侧壁上设置有加强部。
至少第二侧壁上设置有加强部,能够对于至少第二侧壁与弯折区形成的隔腔的空间设置加强部,对空间充分利用。
在一些实施例中,电极组件的数量为两个以上,相邻两个电极组件的弯折区相交并与第二侧壁围合形成隔腔,加强部从底壁至开口沿第一方向设置于隔腔。
通过在相邻两个电极组件的弯折区相交并与第二侧壁围合形成隔腔,加强部从底壁至开口沿第一方向设置于隔腔。能够充分对于壳体内部的空间进行利用,并且能够增加至少第二侧壁的强度。
在一些实施例中,第一侧壁的厚度为0.4mm至0.5mm,第二侧壁的厚度为0.4mm至0.7mm。
通过进一步对于第一侧壁、第二侧壁的厚度进行限定,并且两者的厚度处于较低水平,可以减少壳体的体积、重量,进一步地,能够增加电极组件的体积能量密度与重量能量密度,而提高电池单体的性能。
在一些实施例中,电池单体还包括端盖,端盖覆盖于开口,端盖的边缘设有至少一个凹入部,凹入部与加强部的截面形状匹配,加强部能够卡位于凹入部。
端盖上设置凹入部,能够使得端盖与开口更为准确额匹配,同时能够对端盖起到暂时的固定作用,避免在等待焊接时由于碰撞导致端盖与壳体错位,也能够防止激光烧蚀内部结构。
在一些实施例中,加强部靠近侧壁的至少部分设有多个孔道,孔道能够填充活性材料。
通过在加强部设置孔道,孔道内部能够填充活性材料,能够为电极组件的材料进行更为方便的补充,降低运行成本。
第二方面,本申请提供一种电池,包括上述任一实施例中的电池单体。
电池包括一个或者多个电池单体,电池单体包括壳体、电极组件、加强部。通过在电极组件的弯折区与侧壁之间围合形成的隔腔中设置加强部,能够增强壳体的强度,而不需要通过增加壳体的整体厚度来增加壳体的强度,能够在震动的环境下保持电极组件的强度,还能够增加电池中电极组件的能量密度和重量密度。
第三方面,本申请提供一种用电装置,包括上述实施例中的电池。
用电装置包括电池,电池包括一个或者多个电池单体,电池单体包括壳体、电极组件、加强部。通过在电极组件的弯折区与侧壁之间围合形成的隔腔中设置加强部,能够增强壳体的强度,而不需要通过增加壳体的整体厚度来增加壳体的强度,能够在震动的环境下保持电极组件的强度,还能够增加用电装置中电极组件的能量密度和重量密度。
上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
图1是本申请一实施例提供的车辆的结构示意图;
图2是本申请一实施例提供的电池的爆炸示意图;
图3是本申请一实施例提供的电池的立体示意图;
图4是本申请一实施例提供的一种电池单体的分解结构示意图;
图5是本申请一实施例提供的一种电池单体的端盖与壳体的分解示意图;
图6是本申请一实施例提供的一种电池单体的壳体与电极组件的剖视示意图;
图7是本申请图5中端盖的俯视示意图;
图8是本申请一实施例提供的另一种电池单体的端盖与壳体的分解示意图;
图9是本申请一实施例提供的另一种电池单体的壳体与电极组件的剖视示意图;
图10是本申请一实施例提供的另一种电池单体的壳体的内部示意图;
图11是本申请图8中端盖的俯视示意图;
图12是本申请图8中端盖的侧视示意图;
图13是本申请一实施例提供的又一种电池单体的端盖与壳体的分解示意图;
图14是本申请一实施例提供的又一种电池单体的壳体与电极组件的剖视示意图;
图15是本申请一实施例提供的又一种电池单体的壳体的内部示意图;
图16是本申请图13中端盖的俯视示意图;
图17是本申请图13中端盖的侧视示意图;
图18是本申请一实施例提供的再一种电池单体的壳体与电极组件的剖视示意图;
图19是本申请一实施例提供的又一种电池单体的壳体的内部示意图;
图20是本申请图18中端盖的俯视示意图。
具体实施方式中的附图标号如下:
1车辆,
10电池,11控制器,12马达;
20电池模块,
21电池单体,
211端盖,211a电极端子,211b-凹入部,
212壳体,212a底壁,212b第一侧壁,212c第二侧壁,A1容纳腔,A2隔腔,212d开口,X1第一方向,X2第二方向,
213电极组件,213a平直区,213b弯折区,
214加强部,214a孔道;
30箱体,301第一部分,302第二部分。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本申请的保护范围。
需要注意的是,除非另有说明,本申请实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请实施例所属领域技术人员所理解的通常意义。
在本申请实施例的描述中,技术术语“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申请实施例和简化描述,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申请实施例的限制。
此外,技术术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,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。在本申请实施例的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本申请实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,技术术语“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;也可以是机械连接,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。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申请实施例中的具体含义。
在本申请实施例的描述中,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。
目前,从市场形势的发展来看,动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统,而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具,以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大,其市场的需求量也在不断地扩增。
本申请中,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、钠锂离子电池单体、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。
本申请的实施例所提到的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块或电池包等。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。
电池单体包括电极组件和电解液,电极组件包括正极极片、负极极片和隔离件。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;正极集流体包括正极集流部和连接于正极集流部的正极极耳,正极集流部涂覆有正极活性物质层,正极极耳未涂覆正极活性物质层。以锂离子电池为例,正极集流体的材料可以为铝,正极活性物质层包括正极活性物质,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;负极集流体包括负极集流部和连接于负极集流部的负极极耳,负极集流部涂覆有负极活性物质层,负极极耳未涂覆负极活性物质层。负极集流体的材料可以为铜,负极活性物质层包括负极活性物质,负极活性物质可以为碳或硅等。隔离件的材质可以为PP(polypropylene,聚丙烯)或PE(polyethylene,聚乙烯)等。
本发明人注意到,在相关技术中,为了能够减少电池单体的壳体的重量,壳体通常设计的较薄,造成壳体强度降低。
为了解决的壳体强度降低问题,申请人研究发现,可以通过在电池单体内部设置加强部来解决上述问题。具体为本申请提出一种电池单体,包括:壳体,包括底壁以及侧壁,侧壁与底壁围合形成容纳腔;电极组件,设置于容纳腔,电极组件包括平直区以及弯折区,弯折区与侧壁之间围合形成隔腔;加强部,位于隔腔,加强部与侧壁连接,加强部凸出于侧壁朝向隔腔的内壁面,加强部与电极组件间隔设置。
基于以上考虑,为了解决电池单体的壳体强度较低的问题,发明人经过深入研究,设计了一种电池单体。
在这样的电池单体中,电池单体包括:壳体,包括底壁以及侧壁,侧壁与底壁围合形成容纳腔;电极组件,设置于容纳腔,电极组件包括平直区以及弯折区,弯折区与侧壁之间围合形成隔腔;加强部,位于隔腔,加强部与侧壁连接,加强部凸出于侧壁朝向隔腔的内壁面,加强部与电极组件间隔设置。电极组件的弯折区与壳体侧壁之间围合成隔腔,通过在隔腔处设置加强部,加强部与侧壁连接,加强部凸出于侧壁朝向隔腔的内壁面,使得壳体的强度增强。
本申请实施例描述的技术方案适用于电池单体、电池以及用电装置。
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装置不做特殊限制。
应理解,本申请实施例描述的技术方案不仅仅局限适用于上述所描述的电池和用电装置,还可以适用于所有包括箱体的电池以及使用电池的用电装置,但为描述简洁,下述实施例均以电动车辆为例进行说明。
请参照图1,图1为本申请一些实施例提供的车辆1的结构示意图。车辆1可以为燃油汽车、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。车辆1的内部设置有电池10,电池10可以设置在车辆1的底部或头部或尾部。电池10可以用于车辆1的供电,例如,电池10可以作为车辆1的操作电源。车辆1还可以包括控制器11和马达12,控制器11用来控制电池10为马达12供电,例如,用于车辆1的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
在本申请一些实施例中,电池10不仅可以作为车辆1的操作电源,还可以作为车辆1的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。
为了满足不同的使用电力需求,电池10可以包括多个电池单体,电池单体是指组成电池模块或电池包的最小单元。多个电池单体可经由电极端子而被串联和/或并联在一起以应用于各种应用场合。本申请中所提到的电池包括电池模块或电池包。其中,多个电池单体之间可以串联或并联或混联,混联是指串联和并联的混合。本申请的实施例中多个电池单体可以直接组成电池包,也可以先组成电池模块20,电池模块20再组成电池包。
图2示出了本申请一实施例提供的电池的爆炸示意图。图3示出了本申请一实施例提供的电池的立体示意图。
如图2、3所示,电池包括箱体和电池单体(图未示出),电池单体容纳于箱体内。
箱体30可以是单独的长方体或者圆柱体或球体等简单立体结构,也可以是由长方体或者圆柱体或球体等简单立体结构组合而成的复杂立体结构,本申请实施例对此并不限定。箱体30的材质可以是如铝合金、铁合金等合金材料,也可以是如聚碳酸酯、聚异氰脲酸酯泡沫塑料等高分子材料,或者是如玻璃纤维加环氧树脂的复合材料,本申请实施例对此也并不限定。
箱体用于容纳电池单体,箱体可以是多种结构。在一些实施例中,箱体可以包括第一部分301和第二部分302,第一部分301与第二部分302相互盖合,第一部分301和第二部分302共同限定出用于容纳电池单体的容纳空间。第二部分302可以是一端开口的空心结构,第一部分301为板状结构,第一部分301盖合于第二部分302的开口侧,以形成具有容纳空间的箱体;第一部分301和第二部分302也均可以是一侧开口的空心结构,第一部分301的开口侧盖合于第二部分302的开口侧,以形成具有容纳空间的箱体。当然,第一部分301和第二部分302可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。
为提高第一部分301与第二部分302连接后的密封性,第一部分301与第二部分302之间也可以设置密封件,比如,密封胶、密封圈等。
假设第一部分301盖合于第二部分302的顶部,第一部分301亦可称之为上箱盖,第二部分302亦可称之为下箱体。
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。多个电池单体之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池单体构成的整体容纳于箱体内;当然,也可以是多个电池单体先串联或并联或混联组成电池模块,多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体内。
在一些实施例中,如图3所示,电池单体为多个,多个电池单体先串联或并联或混联组成电池模块。多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体内。
电池模块中的多个电池单体之间可通过汇流部件实现电连接,以实现电池模块中的多个电池单体的并联或串联或混联。
本申请中,电池单体21可以包括锂离子电池单体、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21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21一般按封装的方式分成三种:柱形电池单体21、方体方形电池单体21和软包电池单体21,本申请实施例对此也不限定。但为描述简洁,下述实施例均以方体方形电池单体21为例进行说明。
图4为本申请一些实施例提供的电池单体的分解结构示意图。电池单体21是指组成电池的最小单元。如图4,电池单体21包括有端盖211、壳体212和电极组件213。
端盖211是指盖合于壳体212的开口处以将电池单体21的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地,端盖211的形状可以与壳体212的形状相适应以配合壳体212。可选地,端盖211可以由具有一定硬度和强度的材质(如铝合金)制成,这样,端盖211在受挤压碰撞时就不易发生形变,使电池单体21能够具备更高的结构强度,安全性能也可以有所提高。端盖211上可以设置有如电极端子211a等的功能性部件。电极端子211a可以用于与电极组件213电连接,以用于输出或输入电池单体21的电能。在一些实施例中,端盖211上还可以设置有用于在电池单体21的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构。端盖211的材质也可以是多种的,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等,本申请实施例对此不作特殊限制。在一些实施例中,在端盖211的内侧还可以设置有绝缘件,绝缘件可以用于隔离壳体212内的电连接部件与端盖211,以降低短路的风险。示例性的,绝缘件可以是塑料、橡胶等。
壳体212是用于配合端盖211以形成电池单体21的内部环境的组件,其中,形成的内部环境可以用于容纳电极组件213、电解液(在图中未示出)以及其他部件。壳体212和端盖211可以是独立的部件,可以于壳体212上设置开口,通过在开口处使端盖211盖合开口以形成电池单体21的内部环境。不限地,也可以使端盖211和壳体212一体化,具体地,端盖211和壳体212可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面,当需要封装壳体212的内部时,再使端盖211盖合壳体212。壳体212可以是多种形状和多种尺寸的,例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。具体地,壳体212的形状可以根据电极组件213的具体形状和尺寸大小来确定。壳体212的材质可以是多种,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等,本申请实施例对此不作特殊限制。
电极组件213是电池单体21中发生电化学反应的部件。壳体212内可以包含一个或更多个电极组件213。电极组件213主要由正极片和负极片卷绕或层叠放置形成,并且通常在正极片与负极片之间设有隔膜。正极片和负极片具有活性物质的部分构成电极组件的主体部,正极片和负极片不具有活性物质的部分各自构成极耳(在图中未示出)。正极极耳和负极极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池的充放电过程中,正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应,极耳连接电极端子以形成电流回路。
请参照图5至图17,图5是本申请一实施例提供的一种电池单体的端盖与壳体的分解示意图,图6是本申请一实施例提供的一种电池单体的壳体与电极组件的剖视示意图,图7是本申请图5中端盖的俯视示意图,图8是本申请一实施例提供的另一种电池单体的端盖与壳体的分解示意图,图9是本申请一实施例提供的另一种电池单体的壳体与电极组件的剖视示意图,图10是本申请一实施例提供的另一种电池单体的壳体的内部示意图,图11是本申请图8中端盖的俯视示意图,图12是本申请图8中端盖的侧视示意图,图13是本申请一实施例提供的又一种电池单体的端盖与壳体的分解示意图,图14是本申请一实施例提供的又一种电池单体的壳体与电极组件的剖视示意图,图15是本申请一实施例提供的又一种电池单体的壳体的内部示意图,图16是本申请图13中端盖的俯视示意图,图17是本申请图13中端盖的侧视示意图。
本申请提供一种电池单体21,电池单体21包括壳体212、电极组件213、加强部214。壳体212包括底壁212a以及侧壁,侧壁与底壁212a围合形成容纳腔A1。电极组件213设置于容纳腔A1,电极组件213包括平直区213a以及弯折区213b,弯折区213b与侧壁之间围合形成隔腔A2。加强部214位于隔腔A2,加强部214与侧壁连接,加强部214凸出于侧壁朝向隔腔A2的内壁面,加强部214与电极组件213间隔设置。
其中,壳体212可以为圆柱状、长方体状等等,对应地,侧壁与底壁212a的形状也不做具体的限定。可选地,壳体212为铝制而成。
电极组件213的数量可以是一个、两个甚至多个,根据实际需求可以调整电极组件213的数量。
电极组件213包括弯折部,其中隔腔A2可以是一个电极组件213与侧壁围合形成的,也可以是两个相邻的电极组件213的弯折部与侧壁围合形成。
加强部214位于隔腔A2,加强部214的数量可以是一个、两个甚至多个,根据壳体212需要增加的强度调整加强部214的数量。加强部214与侧壁可以为一体式结构或者可拆卸式结构。
本申请实施例提供的电池单体21,通过在电极组件213的弯折区213b与侧壁之间围合形成的隔腔A2中设置加强部214,能够增强壳体212的强度,而不需要通过增加壳体212的整体厚度来增加壳体212的强度,能够在震动的环境下保持电极组件213的强度,还能够增加电极组件213的能量密度和重量密度。
在一些实施例中,电池单体21还包括端盖211,端盖211覆盖于开口212d,端盖211的边缘设有至少一个凹入部211a,凹入部211a与加强部214的截面形状匹配,加强部214能够卡位于凹入部211a。
其中,端盖211的形状与开口212d的形状适配。
端盖211的边缘可以包括一个、两个甚至多个凹入部211a。
凹入部211a的形状与加强部214的横截面的形状匹配,例如,加强部214的横截面的形状为弧面,凹入部211a的形状也可以为弧面,加强部214的形状为矩形,凹入部211a的形状也可以为矩形。
本申请实施例提供的电池单体21,通过端盖211上设置凹入部211a,能够使得端盖211与开口212d更为准确额匹配,同时能够对端盖211起到暂时的固定作用,避免在等待焊接时由于碰撞导致端盖211与壳体212错位,也能够防止激光烧蚀内部结构。
在一些实施例中,壳体212沿第一方向X1具有与容纳腔A1连通的开口212d,加强部214包括加强筋,加强筋从底壁212a至开口212d沿第一方向X1延伸。
其中,加强筋的材质可以为弹性材质。加强筋背离侧壁的表面可以为弧形、矩形、不规则形状等等。
本申请实施例提供的电池单体21,通过加强筋从底壁212a至开口212d沿第一方向X1延伸的设计可以对壳体212的第一方向X1进行保护,增加保护力度。
在一些实施例中,加强筋的数量为多个,多个加强筋沿第二方向X2间隔分布,第一方向X1与第二方向X2交叉。
其中,加强筋的数量可以为两个、三个等,加强筋的数量可以与隔腔A2的数量匹配。
加强筋可以沿着第二方向X2等距排布,也可以根据隔腔A2的距离排布。
本申请实施例提供的电池单体21,通过多个加强筋的设置,可以增加壳体212的强度。
在一些实施例中,加强筋背离侧壁的表面呈弧形面。
加强筋的一端与侧壁连接,另一端背离侧壁,另一端的表面为弧形面,此处可以具有不同弧度的弧面。可选地,弧面与电极组件213之间的距离大于等于0.1mm。
本申请实施例提供的电池单体21,通过加强筋背离侧壁的表面呈弧形面,结构美观。
在一些实施例中,侧壁包括多个第一侧壁212b、多个第二侧壁212c。多个第一侧壁212b沿第一方向X1立设于底壁212a。多个第二侧壁212c沿第一方向X1立设于底壁212a,第一侧壁212b与第二侧壁212c连接,第一侧壁212b、第二侧壁212c、底壁212a围合成容纳腔A1。
其中,第一侧壁212b、第二侧壁212c的形状可以为长方形、正方形或者其他。
第一侧壁212b、第二侧壁212c的数量可以为两个、三个等,两者的数量可以一致,可以不一致。可选地,第一侧壁212b、第二侧壁212c的数量都为两个,两者垂直立设于底壁212a。
第一侧壁212b、第二侧壁212c可以为一体式结构,比如焊接连接、浇筑一体成型。
本申请实施例提供的电池单体21,通过第一侧壁212b、第二侧壁212c、底壁212a之间围合形成容纳腔A1,结构紧凑,实用性强。
在一些实施例中,第一侧壁212b的面积大于第二侧壁212c,平直区213a与第一侧壁212b相对设置,弯折区213b朝向第二侧壁212c所在侧凸出设置,至少第二侧壁212c上设置有加强部214。
其中,平直区213a可以与第一侧壁212b平行设置。
第二侧壁212c上可以设置一个、两个甚至多个加强部214,也可以在第一侧壁212b与第二侧壁212c的连接处设置加强部214。例如,一个电极组件213的弯折部与第二侧壁212c、第一侧壁212b围合形成隔腔A2,加强部214设置于上述隔腔A2,相邻两个电极组件213与第二侧壁212c之间围合形成隔腔A2,加强部214设置于上述隔腔A2。
本申请实施例提供的电池单体21,通过至少第二侧壁212c上设置有加强部214,能够对于至少第二侧壁212c与弯折区213b形成的隔腔A2的空间设置加强部214,对空间充分利用。
在一些实施例中,电极组件213的数量为两个以上时,相邻两个电极组件213的弯折区213b相交并与第二侧壁212c围合形成隔腔A2,加强部214从底壁212a至开口212d沿第一方向X1设置于隔腔A2。
其中,电极组件213的数量可以为两个、三个甚至多个。当电极组件213的数量为两个时,相邻两个电极组件213之间的隔腔A2为一个,当电极组件213的数量为三个时,相邻两个电极组件213的之间的隔腔A2为两个。
加强部214的数量可与隔腔A2的数量匹配,也可以小于隔腔A2的数量。可选地,加强部214在每个隔腔A2内都设有一个。
本申请实施例提供的电池单体21通过在相邻两个电极组件213的弯折区213b相交并与第二侧壁212c围合形成隔腔A2,加强部214从底壁212a至开口212d沿第一方向X1设置于隔腔A2。能够充分对于壳体212内部的空间进行利用,并且能够增加至少第二侧壁212c的强度。
在一些实施例中,第一侧壁212b的厚度为0.4mm至0.5mm,第二侧壁212c的厚度为0.4mm至0.7mm。
其中,第一侧壁212b的面积大于第二侧壁212c的面积,壳体212侧壁的至少部分的厚度为0.4mm-0.5mm。当第一侧壁212b的厚度大于0.4mm时,能够使得壳体212的强度在预设强度内,同时增加电极组件213的能量密度,当第一侧壁212b的厚度小于0.5mm时,能够使得壳体212的强度在预设强度内,也能够使得电极组件213的能量密度较大。可选地,当第一侧壁212b的厚度为0.46mm时,壳体212的强度较大,电极组件213的能量密度较大。第一侧壁212b的厚度可以为0.40mm,0.42mm,0.44mm,0.46mm,0.48mm,0.50mm。
第二侧壁212c的面积小于第一侧壁212b,当第二侧壁212c的厚度大于0.4mm时,与加强部214的共同作用能够使得壳体212的强度在预设强度内,同时增加电极组件213的能量密度,当第二侧壁212c的厚度小于0.7mm时,与加强部214的共同作用能够使得壳体212的强度在预设强度内,也能够使得电极组件213的能量密度较大。当第二侧壁212c的厚度为0.5mm时,与加强部214的共同作用使得壳体212的强度较大,电极组件213的能量密度较大。第二侧壁212c的厚度可以为0.40mm,0.50mm,0.60mm,0.70mm。
本申请实施例提供的电池单体21,通过进一步对于第一侧壁212b、第二侧壁212c的厚度进行限定,并且两者的厚度处于较低水平,可以减少壳体212的体积、重量,进一步地,能够增加电极组件213的体积能量密度与重量能量密度,而提高电池单体21的性能。
在一些实施例中,加强部214靠近侧壁的至少部分设有多个孔道214a,孔道214a能够填充活性材料。
其中,加强部214靠近侧壁部分的至少部分设有多个孔道214a,至少部分可以是二分之一、三分之一等等。
孔道214a的数量以及大小不做具体的限定,孔道214a的大小可以根据加强部214的大小、尺寸进行调整。
活性材料可以为含有锂的材料,例如,三元锂、磷酸铁锂、钴酸锂等等。
如图18至20,图18是本申请一实施例提供的再一种电池单体的壳体与电极组件的剖视示意图,图19是本申请一实施例提供的又一种电池单体的壳体的内部示意图,图20是本申请图18中端盖的俯视示意图。本申请实施例提供的电池单体21,通过在加强部214设置孔道214a,孔道214a内部能够填充活性材料,能够为电极组件213的材料进行更为方便的补充,降低运行成本。
本申请实施例提供一种电池单体21,包括电极组件213、第一侧壁212b、第二侧壁212c、底壁212a、加强部214。第一侧壁212b、第二侧壁212c、底壁212a围合形成了安装腔,电极组件213位于安装腔,安装腔为长方体形,第一侧壁212b的面积大于第二侧壁212c,电极组件213包括平直区213a、弯折区213b,电极组件213的数量至少为一个,电极组件213与至少部分第二侧壁212c能够围合形成隔腔A2,相邻两个电极组件213与第二侧壁212c也能够围合形成隔腔A2,加强部214位于隔腔A2,加强部214与第一侧壁212b和/或第二侧壁212c连接,加强部214沿着第一方向X1延伸,多个加强部214沿着第二方向X2排布。
本申请提供一种电池10,包括上述任一实施例中的电池单体21。
电池10包括一个或者多个电池单体21,电池单体21包括壳体212、电极组件213、加强部214。通过在电极组件213的弯折区213b与侧壁之间围合形成的隔腔A2中设置加强部214,能够增强壳体212的强度,而不需要通过增加壳体212的整体厚度来增加壳体212的强度,能够在震动的环境下保持电极组件213的强度,还能够增加电池10中电极组件213的能量密度和重量密度。
本申请提供一种用电装置,包括上述实施例中的电池10。
用电装置包括车辆1、移动终端等。
用电装置包括电池10,电池10包括一个或者多个电池单体21,电池单体21包括壳体212、电极组件213、加强部214。通过在电极组件213的弯折区213b与侧壁之间围合形成的隔腔A2中设置加强部214,能够增强壳体212的强度,而不需要通过增加壳体212的整体厚度来增加壳体212的强度,能够在震动的环境下保持电极组件213的强度,还能够增加用电装置中电极组件213的能量密度和重量密度。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (12)
1.一种电池单体,其特征在于,包括:
壳体,包括底壁以及侧壁,所述侧壁与所述底壁围合形成容纳腔;
电极组件,设置于所述容纳腔,所述电极组件包括平直区以及弯折区,所述弯折区与所述侧壁之间围合形成隔腔;
加强部,位于所述隔腔,所述加强部与所述侧壁连接,所述加强部凸出于所述侧壁朝向所述隔腔的内壁面,所述加强部与所述电极组件间隔设置。
2.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述壳体沿第一方向具有与所述容纳腔连通的开口,所述加强部包括加强筋,所述加强筋从所述底壁至所述开口沿所述第一方向延伸。
3.根据权利要求2所述的电池单体,其特征在于,所述加强筋的数量为多个,多个所述加强筋沿第二方向间隔分布,所述第一方向与所述第二方向交叉。
4.根据权利要求2所述的电池单体,其特征在于,所述加强筋背离所述侧壁的表面呈弧形面。
5.根据权利要求2所述的电池单体,其特征在于,所述侧壁包括:
多个第一侧壁,沿所述第一方向立设于所述底壁;
多个第二侧壁,沿所述第一方向立设于所述底壁,所述第一侧壁与所述第二侧壁连接,所述第一侧壁、所述第二侧壁、所述底壁围合成所述容纳腔。
6.根据权利要求5所述的电池单体,其特征在于,所述第一侧壁的面积大于所述第二侧壁的面积,所述平直区与所述第一侧壁相对设置,所述弯折区朝向所述第二侧壁所在侧凸出设置,至少所述第二侧壁上设置有所述加强部。
7.根据权利要求6所述的电池单体,其特征在于,所述电极组件的数量为两个以上,相邻两个所述电极组件的所述弯折区相交并与所述第二侧壁围合形成所述隔腔,所述加强部从所述底壁至所述开口沿所述第一方向设置于所述隔腔。
8.根据权利要求5所述的电池单体,其特征在于,第一侧壁的厚度为0.4mm至0.5mm,所述第二侧壁的厚度为0.4mm至0.7mm。
9.根据权利要求2所述的电池单体,其特征在于,所述电池单体还包括端盖,所述端盖覆盖于所述开口,所述端盖的边缘设有至少一个凹入部,所述凹入部与所述加强部的截面形状匹配,所述加强部能够卡位于所述凹入部。
10.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述加强部靠近所述侧壁的至少部分设有多个孔道,所述孔道能够填充活性材料。
11.一种电池,其特征在于,包括权利要求1至10中任一项所述的电池单体。
12.一种用电装置,其特征在于,包括权利要求11所述的电池。
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