CN220604919U - 电池单体、电池模组以及电池 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种电池单体、电池模组以及电池。电池单体包括壳体、电芯和转接结构，壳体包括极柱，电芯包括沿第一方向层叠设置的多个极片，极片包括主体部和极耳，极耳设置于主体部沿第二方向的至少一侧，多个极片中位于同一侧且极性相同的多个极耳形成极耳组，转接结构位于极耳组沿第二方向远离主体部的一侧，转接结构包括互相连接的第一焊接部和第二焊接部，第二焊接部与极柱连接，由于第一焊接部贴合于极耳组沿第一方向的一侧，且与极耳组连接，因此，激光沿第一方向可以直接穿透第一焊接部和极耳组中的每个极耳，实现第一焊接部与该极耳组中的极耳的有效焊接，而无需将极耳弯折，因而可以避免影响极耳与转接结构的焊接质量。

Description

电池单体、电池模组以及电池

技术领域

本申请属于电池技术领域，尤其涉及一种电池单体、电池模组以及电池。

背景技术

电池单体是构成蓄电池的最小单元，其包括壳体以及设置于壳体内的电芯，电芯通常包括层叠设置的多个极片，多个极片中的极耳可以分别与极柱电连接，从而向外部用电设备供电。

为了提高极耳与极柱之间的连接的可靠性和稳定性，现有的电池单体中通常会在极耳与极柱之间设置转接结构，使转接结构的一侧与极耳电连接，而相对的另一侧与极柱电连接。

目前，极耳与转接结构之间的电连接通常通过激光穿透焊实现，出于激光穿透焊的焊接需要，电池单体中的多个极耳通常需要弯折一定角度，使之沿转接结构的厚度方向与转接结构贴合，因此，当焊接设备沿转接结构的厚度方向发射激光时，该激光可以分别穿透转接结构和每一个极耳，以保证极耳与转接结构的有效焊接。但是，在上述焊接工艺中，由于多个极耳在弯曲时的一致性难以控制，因而可能会对极耳与转接结构的焊接质量造成影响。

实用新型内容

本申请实施例提供一种电池单体、电池模组以及电池，电池单体中的极耳无需弯折即可实现与转接结构的有效焊接，可以提高极耳与转接结构的焊接质量。

第一方面，本申请实施例提供一种电池单体，包括壳体、电芯以及转接结构，壳体包括极柱；电芯设置于壳体内，电芯包括沿第一方向层叠设置的多个极片，极片包括主体部和极耳，极耳设置于主体部沿第二方向的至少一侧，多个极片中位于同一侧且极性相同的多个极耳形成极耳组；转接结构设置于壳体内，且位于极耳组沿第二方向远离主体部的一侧，转接结构包括互相连接的第一焊接部和第二焊接部，第一焊接部贴合于极耳组沿第一方向的一侧，且与极耳组连接，第二焊接部与极柱连接，第二方向与第一方向垂直。

进一步地，极柱沿第二方向在壳体上的投影位于第二焊接部沿第二方向在壳体上的投影内。

进一步地，第二焊接部沿第三方向的两端与极耳组沿第三方向的两端齐平，第三方向与第一方向垂直。

进一步地，极耳组沿第二方向在壳体上的投影位于第二焊接部沿第二方向在壳体上的投影内。

进一步地，第二焊接部与极耳组沿第二方向间隔设置。

进一步地，壳体包括形成有容纳腔的壳本体以及盖设于壳本体沿第二方向的至少一侧的端盖，端盖包括端盖本体以及沿第二方向贯穿设置于端盖本体的极柱，电芯和转接结构分别设置于容纳腔中，极柱与端盖本体相互绝缘。

进一步地，电池单体还包括绝缘件，绝缘件设置于端盖本体沿第二方向靠近电芯的一侧，绝缘件上形成有过孔，极柱穿过过孔以与转接结构电连接。

进一步地，端盖还包括防爆阀，防爆阀沿第二方向嵌设于端盖本体上，防爆阀连通端盖本体沿第二方向的两侧。

第二方面，本申请实施例还提供一种电池模组，包括以上任一项的电池单体。

第三方面，本申请实施例还提供一种电池，包括以上的电池模组。

本申请实施例提供一种电池单体、电池模组以及电池。电池单体包括壳体、电芯以及转接结构，壳体包括极柱，电芯设置于壳体内，电芯包括沿第一方向层叠设置的多个极片，极片包括主体部和极耳，极耳设置于主体部沿第二方向的至少一侧，多个极片中位于同一侧且极性相同的多个极耳形成极耳组，转接结构设置于壳体内，且位于极耳组沿第二方向远离主体部的一侧，转接结构包括互相连接的第一焊接部和第二焊接部，第二焊接部与极柱连接，由于第一焊接部贴合于极耳组沿第一方向的一侧，且与极耳组连接，因此，当焊接设备沿第一方向发射激光时，激光可以直接穿透第一焊接部和极耳组中的每一个极耳，实现第一焊接部与该极耳组中的极耳之间的有效焊接，在此过程中，由于无需将极耳弯折，因此，可以避免多个极耳的弯折一致性较差而对极耳与转接结构的焊接质量造成影响。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，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是本申请一些实施例提供的电池单体中的电芯的结构示意图；

图2是本申请一些实施例提供的电芯与转接结构的装配图；

图3是本申请一些实施例提供的电池单体沿第二方向剖切时的剖视图；

图4是本申请一些实施例提供的电池单体沿第三方向剖切时的剖视图；

图5是图3中的A-A放大图；

图6是图4中的B-B放大图。

附图标号说明：

壳体10；壳本体110；端盖120；端盖本体121；极柱122；防爆阀123；电芯20；极片210；主体部211；极耳212；极耳组220；转接结构30；第一焊接部310；第二焊接部320；绝缘件40；第一方向X；第二方向Y；第三方向Z。

具体实施方式

下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本申请进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅被配置为解释本申请，并不被配置为限定本申请。对于本领域技术人员来说，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请更好的理解。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

为了解决现有技术问题，本申请实施例提供了一种电池单体、电池模组以及电池。下面首先对本申请实施例所提供的电池单体进行介绍。

图1是本申请一些实施例提供的电池单体中的电芯的结构示意图，图2是本申请一些实施例提供的电芯与转接结构的装配图，图3是本申请一些实施例提供的电池单体沿第二方向剖切时的剖视图。

如图1、图2和图3所示，第一方面，本申请实施例提供一种电池单体，包括壳体10、电芯20以及转接结构30，壳体10包括极柱122；电芯20设置于壳体10内，电芯20包括沿第一方向X层叠设置的多个极片210，极片210包括主体部211和极耳212，极耳212设置于主体部211沿第二方向Y的至少一侧，多个极片210中位于同一侧且极性相同的多个极耳212形成极耳组220；转接结构30设置于壳体10内，且位于极耳组220沿第二方向Y远离主体部211的一侧，转接结构30包括互相连接的第一焊接部310和第二焊接部320，第一焊接部310贴合于极耳组220沿第一方向X的一侧，且与极耳组220连接，第二焊接部320与极柱122连接，第二方向Y与第一方向X垂直。

第一方向X可以为极片210的厚度方向，第二方向Y可以为极片210的长度方向或者宽度方向。需要明确的是，本申请实施例中的电池单体可以为锂电池、钠电池以及锂钠共生电池等多种类型的电池。

电芯20中的多个极片210沿第一方向X层叠设置，即，多个极片210沿其自身的厚度方向层叠以形成该电芯20。在极片210中，主体部211和极耳212一体化成型，主体部211可以为该极片210涂覆有活性材料层的部分，以与壳体10内填充的电解液发生反应，极耳212可以为极片210未涂覆活性材料层的部分，极耳212可以相对于主体部211凸伸，从而可以通过转接结构30与极柱122电连接。可以理解的是，在电芯20中，多个极片210可以包括正极极片和负极极片，其中，正极极片的主体部211可以涂覆正极活性材料层，相应地，正极极片中的极耳212为正极极耳，负极极片的主体部211可以涂覆负极活性材料层，相应地，负极极片中的极耳212为负极极耳。

极耳212可以位于主体部211沿第二方向Y的至少一侧，也就是说，一个极片210中的极耳212的数量可以为一个，也可以为多个，当一个极片210中的极耳212的数量为多个时，该多个极耳212可以位于主体部211沿第二方向Y的同一侧，也可以分别位于两侧。

一个极耳组220中的多个极耳212的极性相同。例如，当电芯20中的所有的正极极耳和所有的负极极耳分别位于相对的两侧时，该所有的正极极耳可以形成一个极耳组220，所有的负极极耳可以形成一个极耳组220；当部分的正极极耳和部分的负极极耳位于一侧，而其余部分的正极极耳和其余部分的负极极耳位于另一侧时，位于同一侧的正极极耳可以形成一个极耳组220，位于同一侧的负极极耳可以形成一个极耳组220；当所有的正极极耳和所有的负极极耳均位于同一侧时，所有的正极极耳可以形成一个极耳组220，而所有的负极极耳可以形成另一个极耳组220。

可以理解的是，转接结构30的数量与电芯20中的极耳组220的数量相对应，当电芯20中的极耳组220的数量为两个时，转接结构30的数量也为两个，当电芯20中的极耳组220的数量为四个时，转接结构30的数量也可以为四个。

多个极片210沿第一方向X层叠设置，因此，多个极片210中的多个极耳212也沿第一方向X层叠设置，此时，设置转接结构30的第一焊接部310位于极耳组220沿第一方向X的一侧，第一焊接部310所在的平面与极耳组220中的极耳212所在的平面可以相互平行，因而无需弯折极耳212即可使第一焊接部310与极耳212贴合，当焊接设备沿第一方向X发射激光时，激光可以沿第一方向X分别穿透第一焊接部310和极耳组220中的每一个极耳212，以实现第一焊接部310和极耳212的有效焊接。第二焊接部320用于与极柱122电连接，可选地，第二焊接部320沿第二方向Y的端部可以相对于极耳组220沿第二方向Y的端部凸伸，以便于与极柱122焊接，当然，在本实施例中，第二焊接部320沿第二方向Y的端部也可以与极耳组220沿第二方向Y的端部平齐，只需使第二焊接部320可以与极柱122连接即可。

本申请实施例提供的电池单体中，电芯20包括沿第一方向X层叠设置的多个极片210，极片210包括主体部211和极耳212，极耳设置于主体部211沿第二方向Y的至少一侧，多个极片210中位于同一侧且极性相同的多个极耳212形成极耳组220，转接结构30设置于壳体10内，且位于极耳组220沿第二方向Y远离主体部211的一侧，转接结构30包括互相连接的第一焊接部310和第二焊接部320，第二焊接部320与极柱122连接，由于第一焊接部310贴合于极耳组220沿第一方向X的一侧，且与极耳组220连接，因此，当焊接设备沿第一方向X发射激光时，激光可以直接穿透第一焊接部310和极耳组220中的每一个极耳212，实现第一焊接部310与该极耳组220中的极耳212之间的有效焊接，在此过程中，由于无需将极耳212弯折，因此，可以避免多个极耳212的弯折一致性较差而对极耳212与转接结构30的焊接质量造成影响。

可选地，本申请实施例中的电池单体沿第一方向X的厚度可以处于100mm～1000mm的范围内，其沿第二方向Y的长度可以处于

200mm～1000mm的范围内，其沿第三方向Z的宽度可以处于20mm～70mm的范围内。

需要明确的是，在焊接极耳组220中的极耳212与转接结构30之前，可以先通过挤压工艺将极耳组220中的多个极耳212压紧，以便于焊接。

可选地，在本申请实施例的电池单体的装配过程中，可以先在壳体10外部将转接结构30以及电芯20中对应的极耳组220预装配，随后将预装配完成的电芯20和转接结构30一同放置到壳体10内，以简化装配工艺，降低装配难度。

可选地，本申请实施例中的极耳212可以为全极耳，也可以为部分极耳，在此不作具体限定。

图4是本申请一些实施例提供的电池单体沿第三方向剖切时的剖视图。

如图3和图4所示，进一步地，极柱122沿第二方向Y在壳体10上的投影位于第二焊接部320沿第二方向Y在壳体10上的投影内。

第二焊接部320沿第二方向Y在壳体10上的投影的面积大于或者等于极柱122沿第二方向Y在壳体10上的投影的面积。可以理解的是，第二焊接部320可以位于极耳组220沿第一方向X的一侧，其沿第二方向Y在壳体10上的投影可以与极耳组220沿第二方向Y在壳体10上的投影错位；或者，第二焊接部320也可以延伸至极耳组220沿第二方向Y的侧面，此时，第二焊接部320沿第二方向Y在壳体10上的投影与极耳组220沿第二方向Y在壳体10上的投影部分交叠。

在本实施例中，由于极柱122沿第二方向Y的一端与第二焊接部320电连接，因此，当极柱122沿第二方向Y在壳体10上的投影位于第二焊接部320沿第二方向Y在壳体10上的投影内时，可以增大极柱122与第二焊接部320的接触面积，提高二者连接的稳定性。

请继续参照图4，进一步地，第二焊接部320沿第三方向Z的两端与极耳组220沿第三方向Z的两端齐平，第三方向Z与第一方向X垂直。

第三方向Z与第一方向X垂直，并且，第三方向Z可以与第二方向Y交叉或者垂直；当第二方向Y为极片210的长度方向和宽度方向中的其中一者时，第三方向Z可以为另一者。

第二焊接部320可以延伸至极耳组220沿第二方向Y靠近极柱122的一侧，第二焊接部320沿第三方向Z延伸，其沿第三方向Z的两端分别与极耳组220沿第三方向Z的两端平齐，从而通过该第二焊接部320可以在一定程度上保护极耳组220中的极耳212。

进一步地，极耳组220沿第二方向Y在壳体10上的投影位于第二焊接部320沿第二方向Y在壳体10上的投影内。

具体地，极耳组220沿第三方向Z的两端可以与第二焊接部320沿第三方向Z的两端平齐；第二焊接部320沿第一方向X的两端至少与极耳组220沿第一方向X的两端平齐，优选地，第二焊接部320沿第一方向X的两端相对于极耳组220沿第一方向X的两端凸伸。

在本实施例中，极耳组220沿第二方向Y在壳体10上的投影位于第二焊接部320沿第二方向Y在壳体10上的投影内，此时，第二焊接部320沿第二方向Y在壳体10上的投影的面积大于或者等于极耳组220沿第二方向Y在壳体10上的投影的面积，从而可以增大第二焊接部320对极耳组220的极耳212的保护范围，提高防护效果。

图5是图3中的A-A放大图。

如图5所示，进一步地，第二焊接部320与极耳组220沿第二方向Y间隔设置，因此，在通过第二焊接部320保护极耳组220中的极耳212的同时，可以避免第二焊接部320对极耳组220中的极耳212造成挤压而导致极耳212变形。

可选地，第二焊接部320与极耳组220之间的间隙的尺寸可以根据实际情况合理确定，例如，可以设置第二焊接部320与极耳组220之间的间隙为1mm、2mm或者3mm等，只需要使第二焊接部320与极耳组220间隔即可。

图6是图4中的B-B放大图。

如同6所示，进一步地，壳体10包括形成有容纳腔的壳本体110以及盖设于壳本体110沿第二方向Y的至少一侧的端盖120，端盖120包括端盖本体121以及沿第二方向Y贯穿设置于端盖本体121的极柱122，电芯20和转接结构30分别设置于容纳腔中，极柱122与端盖本体121相互绝缘。

壳本体110沿第二方向Y的至少一侧具有开口，端盖120盖设在该开口处以使壳本体110中的容纳腔相对于外界密封。容纳腔用于容纳电芯20和转接结构30等部件。

端盖本体121上可以沿第二方向Y开设贯穿孔，极柱122通过该贯穿孔贯穿地设置在端盖本体121上，可以理解的是，端盖本体121上的贯穿孔的尺寸与极柱122的尺寸相适配，以避免极柱122松动。极柱122的一端暴露于壳体10的外部，另一端位于容纳腔中并通过转接结构30与极耳212电连接，从而可以输入或输出电池单体的电能。极柱122与端盖120相互绝缘，从而可以避免极柱122上的电流流向端盖120。

可选地，可以在极柱122的外周侧或者贯穿孔的内壁上涂布绝缘胶层来实现二者之间的绝缘，或者，也可以在极柱122和贯穿孔的内壁之间设置绝缘垫圈以实现绝缘。

可选地，端盖120可以通过结构胶或者焊接等方式实现与壳本体110的连接。

可选地，端盖120可以嵌设在壳体10沿第二方向Y的开口中，或者，端盖120也可以盖合在壳体10沿第二方向Y的一侧，以封堵壳体10沿第二方向Y的开口。

请继续参照图6，进一步地，电池单体还包括绝缘件40，绝缘件40设置于端盖本体121沿第二方向Y靠近电芯20的一侧，绝缘件40上形成有过孔，极柱122穿过过孔以与转接结构30电连接。

绝缘件40可以由树脂、橡胶、塑料等绝缘材料制成。绝缘件40设置在端盖本体121沿第二方向Y靠近电芯20的一侧，从而通过该绝缘件40可以保证端盖本体121相对于转接结构30或者极耳组220绝缘。绝缘件40上开设有过孔，该过孔的轴线沿第一方向X延伸，极耳212可以穿过该过孔以实现与第二焊接部320的电连接。

可选地，当电芯20和转接结构30设置于容纳腔时，电芯20的周向以及转接结构30的周向可以分别设置绝缘隔层，以使电芯20和转接结构30分别与壳本体110绝缘。

请继续参照图6，进一步地，端盖120还包括防爆阀123，防爆阀123沿第二方向Y嵌设于端盖本体121上，防爆阀123连通端盖本体121沿第二方向Y的两侧。

防爆阀123沿第二方向Y嵌设于端盖本体121上，其连通端盖本体121沿第二方向Y的两侧，因此，当容纳腔中的电芯20在运行过程中释放热量而导致容纳腔中的温度和压力增大时，通过该防爆阀123可以调节容纳腔内外的温差以及压差，以避免电芯20由于温度过高而发生热失控。

第二方面，本申请实施例还提供一种电池模组，包括以上任一项的电池单体。

第三方面，本申请实施例还提供一种电池，包括以上的电池模组。

本申请实施例提供一种电池单体、电池模组以及电池。电池单体包括壳体10、电芯20以及转接结构30，壳体10包括极柱122，电芯20设置于壳体10内，电芯20包括沿第一方向X层叠设置的多个极片210，极片210包括主体部211和极耳212，极耳212设置于主体部211沿第二方向Y的至少一侧，多个极片210中位于同一侧且极性相同的多个极耳212形成极耳组220，转接结构30设置于壳体10内，且位于极耳组220沿第二方向Y远离主体部211的一侧，转接结构30包括互相连接的第一焊接部310和第二焊接部320，第二焊接部320与极柱122连接，由于第一焊接部310贴合于极耳组220沿第一方向X的一侧，且与极耳组220连接，因此，当焊接设备沿第一方向X发射激光时，激光可以直接穿透第一焊接部310和极耳组220中的每一个极耳212，实现第一焊接部310与该极耳组220中的极耳212之间的有效焊接，在此过程中，由于无需将极耳212弯折，因此，可以避免多个极耳212的弯折一致性较差而对极耳212与转接结构30的焊接质量造成影响。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的系统、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池单体，其特征在于，包括：

壳体，包括极柱；

电芯，设置于所述壳体内，所述电芯包括沿第一方向层叠设置的多个极片，所述极片包括主体部和极耳，所述极耳设置于所述主体部沿第二方向的至少一侧，多个所述极片中位于同一侧且极性相同的多个所述极耳形成极耳组；

转接结构，设置于所述壳体内，且位于所述极耳组沿所述第二方向远离所述主体部的一侧，所述转接结构包括互相连接的第一焊接部和第二焊接部，所述第一焊接部贴合于所述极耳组沿所述第一方向的一侧，且与所述极耳组连接，所述第二焊接部与所述极柱连接，所述第二方向与所述第一方向垂直。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述极柱沿所述第二方向在所述壳体上的投影位于所述第二焊接部沿所述第二方向在所述壳体上的投影内。

3.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，所述第二焊接部沿第三方向的两端与所述极耳组沿所述第三方向的两端齐平，所述第三方向与所述第一方向垂直。

4.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，所述极耳组沿所述第二方向在所述壳体上的投影位于所述第二焊接部沿所述第二方向在所述壳体上的投影内。

5.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，所述第二焊接部与所述极耳组沿所述第二方向间隔设置。

6.根据权利要求1～5任一项所述的电池单体，其特征在于，所述壳体包括形成有容纳腔的壳本体以及盖设于所述壳本体沿所述第二方向的至少一侧的端盖，所述端盖包括端盖本体以及沿所述第二方向贯穿设置于所述端盖本体的所述极柱，所述电芯和所述转接结构分别设置于所述容纳腔中，所述极柱与所述端盖本体相互绝缘。

7.根据权利要求6所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体还包括绝缘件，所述绝缘件设置于所述端盖本体沿所述第二方向靠近所述电芯的一侧，所述绝缘件上形成有过孔，所述极柱穿过所述过孔以与所述转接结构电连接。

8.根据权利要求6所述的电池单体，其特征在于，所述端盖还包括防爆阀，所述防爆阀沿所述第二方向嵌设于所述端盖本体上，所述防爆阀连通所述端盖本体沿所述第二方向的两侧。

9.一种电池模组，其特征在于，包括如权利要求1～8任一项所述的电池单体。

10.一种电池，其特征在于，包括如权利要求9所述的电池模组。