CN220692091U - 电池单体、储能装置及用电设备 - Google Patents
电池单体、储能装置及用电设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN220692091U CN220692091U CN202322262421.9U CN202322262421U CN220692091U CN 220692091 U CN220692091 U CN 220692091U CN 202322262421 U CN202322262421 U CN 202322262421U CN 220692091 U CN220692091 U CN 220692091U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- capillary
- electrolyte
- electrode assembly
- battery cell
- capillary structure
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 239000000178 monomer Substances 0.000 title abstract description 22
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 claims abstract description 148
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 63
- 238000005213 imbibition Methods 0.000 claims description 15
- 230000008595 infiltration Effects 0.000 claims description 12
- 238000001764 infiltration Methods 0.000 claims description 12
- 239000011149 active material Substances 0.000 claims description 6
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 claims description 6
- -1 polyethylene Polymers 0.000 claims description 4
- 239000004698 Polyethylene Substances 0.000 claims description 3
- 239000006260 foam Substances 0.000 claims description 3
- 229920000573 polyethylene Polymers 0.000 claims description 3
- 229920002635 polyurethane Polymers 0.000 claims description 3
- 239000004814 polyurethane Substances 0.000 claims description 3
- 238000007789 sealing Methods 0.000 claims description 3
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 2
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 21
- 238000003487 electrochemical reaction Methods 0.000 description 15
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 9
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 8
- 230000008569 process Effects 0.000 description 8
- 230000001012 protector Effects 0.000 description 8
- 230000036544 posture Effects 0.000 description 6
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 4
- 230000004308 accommodation Effects 0.000 description 3
- 230000009471 action Effects 0.000 description 3
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000010992 reflux Methods 0.000 description 3
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 2
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 2
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 2
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 2
- 230000007774 longterm Effects 0.000 description 2
- 230000005499 meniscus Effects 0.000 description 2
- 238000002791 soaking Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009736 wetting Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 238000009825 accumulation Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 229920001971 elastomer Polymers 0.000 description 1
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 1
- 230000005484 gravity Effects 0.000 description 1
- 238000007654 immersion Methods 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 239000004800 polyvinyl chloride Substances 0.000 description 1
- 229920000915 polyvinyl chloride Polymers 0.000 description 1
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 1
- 230000000630 rising effect Effects 0.000 description 1
- 238000006467 substitution reaction Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Abstract
本申请公开了一种电池单体、储能装置及用电设备。该电池单体包括壳体、电极组件及毛细件。其中,壳体具有容纳腔,容纳腔中容置有电解液;电极组件设置于容纳腔,电极组件包括吸液端,至少部分吸液端浸润在电解液中;毛细件在吸液端上的投影至少部分位于吸液端内,且位于壳体与吸液端之间,毛细件包括第一毛细结构,至少部分第一毛细结构浸润在电解液中,电极组件还包括第二毛细结构,第二毛细结构自吸液端朝电极组件内延伸,第一毛细结构与第二毛细结构连通、且第二毛细结构的吸力大于第一毛细结构的吸力。该电池单体能够使得电池单体在平躺放置时仍能够使得电极组件的各部分均能够被电解液浸润,提高了平躺放置的电池单体的循环次数。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,尤其涉及一种电池单体、储能装置及用电设备。
背景技术
在相关技术中,电池单体通常包括壳体以及容置于壳体内的电极组件,且壳体内注入有电解液,使得电极组件能够浸润在电解液中,以在电池单体在充放电时,电极组件的正极片和负极片分别发生电化学反应,产生游离的电离子,游离的电离子在正极片和负极片之间移动形成电流,实现能量的转换和输出。
其中,电池单体在使用一段时间,经历过多次充放电后,电解液会有一定的消耗,导致电池单体内的电解液的液面降低。然而,当电池单体平躺放置时,电池单体内的电极组件会有部分浸润不到电解液,即电极组件的正极片、负极片会有部分浸润不到电解液,导致电池单体在使用时,浸润不到电解液的正极片和负极片的部分电化学反应受到影响,造成电池单体的电性能不佳。
实用新型内容
本申请公开了一种电池单体、储能装置及用电设备,能够使得电池单体在平躺放置时仍能够使得电极组件的各部分均能够被电解液浸润,从而能够提高平躺放置的电池单体的循环次数,有效改善了平躺放置的电池单体的使用寿命。
为了实现上述目的,第一方面,本申请公开一种电池单体,包括:
壳体,所述壳体具有容纳腔,所述容纳腔中容置有电解液;
电极组件,所述电极组件设置于所述容纳腔,所述电极组件包括吸液端,至少部分所述吸液端浸润在所述电解液中;
毛细件,沿与所述吸液端所在的平面相垂直的方向,所述毛细件在所述吸液端上的投影至少部分位于所述吸液端内,且所述毛细件位于所述壳体与所述吸液端之间,所述毛细件包括第一毛细结构,至少部分所述第一毛细结构浸润在所述电解液中,所述电极组件还包括第二毛细结构,所述第二毛细结构自所述吸液端朝所述电极组件内延伸,所述第一毛细结构与所述第二毛细结构连通、且所述第二毛细结构的吸力大于所述第一毛细结构的吸力。
在本实施例中,电池单体还包括毛细件,沿与吸液端所在的平面相垂直的方向,毛细件在吸液端上的投影至少部分位于吸液端内,且毛细件位于壳体与吸液端之间,毛细件包括第一毛细结构,至少部分第一毛细结构浸润在电解液中,使得电解液能够通过第一毛细结构产生毛细现象,以移动至第一毛细结构的其它位置处,如,第一毛细结构未浸润在电解液的部分,从而使得覆盖于吸液端的毛细件的其它部分能够吸满电解液,以对电极组件的吸液端进行浸润。
电极组件还包括第二毛细结构,第二毛细结构自吸液端朝电极组件内延伸,第一毛细结构与第二毛细结构连通、且第二毛细结构的吸力大于第一毛细结构的吸力,由此,第二毛细结构的毛细现象能够优于第一毛细结构的毛细现象,使得电解液能够从毛细件通过第二毛细结构流向电极组件的内部,一方面,能够使得电极组件的裸露在电解液外的部分也能够浸润到电解液,进而使得电极组件的整体均能够具有较好的电化学反应效果,对于平躺放置的电池单体能够有效提高充放电的循环次数,从而有效改善了平躺放置的电池单体的使用寿命;第二方面,当电解液通过第二毛细结构流动至电极组件内部后,第一毛细结构可继续通过毛细作用将电解液吸到毛细件的未浸润在电解液的部分,然后,第二毛细结构继续将第一毛细结构内的电解液吸到电极组件内部,如此,可不断的对位于电解液的液面外的电极组件部分进行电解液的补充,相当于使得电极组件的各部分均能够长期浸润在电解液中,从而使得电池单体无论是处于直立放置状态,还是位于平躺放置状态,均能够具有较好的电性能;第三方面,可使得电解液在电极组件内产生回流效果,以使得电解液内的金属离子浓度能够较为均匀,使得电极组件的各部分均能够具有更好的电化学反应效果,从而能够使得电池单体具有更好的电性能,且能够使得减小电解液中的各离子在正极片和负极片的表面产生堆积的情况,避免了因正极片和负极片的表面堆积各离子而影响电极组件的电化学反应,进一步提高了电池单体的电性能。
在第一方面可能实现的方式中,所述第一毛细结构包括多个第一微孔结构;
多个所述第一微孔结构相互平行,或,部分所述第一微孔结构相互交错,另一部分所述第一微孔结构相互平行。
由此,第一微孔结构可在毛细件中的其它部分(如毛细件的本体)制作的过程中一起制作成型,方便了毛细件的制作,且能够使得毛细件的结构较为简单,易于实现。
在第一方面可能实现的方式中,所述电极组件包括正极片、负极片以及位于所述正极片和所述负极片之间的隔膜,所述正极片和所述负极片均包括极片本体及涂设于所述极片本体上的活性物质层,所述活性物质层具有多个第二微孔结构,所述隔膜具有多个第三微孔结构,所述正极片与所述隔膜紧密接触、以及所述负极片与所述隔膜紧密接触,且所述正极片与所述隔膜之间、以及所述负极片与所述隔膜之间形成有多个第四微孔结构;
多个所述第二微孔结构、多个所述第三微孔结构及多个所述第四微孔结构中的至少一者形成所述第二毛细结构,所述第二微孔结构、所述第三微孔结构及所述第四微孔结构的横截面积均小于所述第一微孔结构的横截面积。
由此,可通过电极组件在制作的过程所形成的第二微孔结构、第三微孔结构以及第四微孔结构将位于毛细件内的电解液吸到电极组件内,无需额外在电极组件内设置毛细管或者微孔结构,即能够使得电池单体在平躺放置时,电极组件的各处也均能够被电解液浸润,使得电极组件的结构能够较为简单,易于实现。
在第一方面可能实现的方式中,所述毛细件为片状结构,所述毛细件完全覆盖于所述吸液端上。
由此,毛细件完全覆盖于吸液端上,可使得吸液端的各部分均能够从毛细件吸取电解液,提高了电解液浸润电极组件的效率,以及电解液浸润电极组件的均匀性,从而使得电极组件能够具有更好的电化学反应效果。
在第一方面可能实现的方式中,所述毛细件的厚度为t,25μm≤t≤5000μm。
由此,可使得毛细件既能够具有一定的厚度,使得毛细件上能够设置较多数量的第一毛细结构(如第一微孔结构),从而能够使得更多的电解液被吸到毛细件中,进而使得更多的电解液能够被第二毛细结构吸到电极组件内,进一步提高了电解液的浸润效率;还能够使得电池单体不易因设置了毛细件而增加较大的尺寸,利于对电池单体的质量密度的控制。
在第一方面可能实现的方式中,所述电池单体还包括保护件,所述保护件位于所述电极组件与所述容纳腔的腔内壁之间,所述毛细件位于所述保护件与所述电极组件之间,且所述毛细件紧密贴设于所述吸液端上。
由此,可使得毛细家在容纳腔中不易出现移动的情况,且能够使得毛细件的至少部分能够较为充分的浸润在电解液中,利于电解液通过毛细件以及电极组件中的第二毛细结构浸润至电极组件内,从而使得电极组件能够长期有效的浸泡在电解液中。
在第一方面可能实现的方式中,所述毛细件包括泡棉垫、海绵垫、聚乙烯塑料片以及聚氨酯塑料片中的至少一种。
由此,可使得毛细件在制作的过程中形成多个微小的孔隙,微小的孔隙可形成第一微孔结构,相比于需要另外单独制作第一微孔结构,可使得毛细件的制作更简单,更易于实现。
在第一方面可能实现的方式中,所述壳体还具有与所述容纳腔连通的开口;
所述电池单体还包括顶盖组件,所述顶盖组件密封设置于所述开口上,所述吸液端位于所述电极组件的远离所述顶盖组件的一侧。
吸液端位于电极组件的远离顶盖组件的一侧,可使得电池单体的放置姿态可具有多种,从而能够使得电池单体在使用或者存放的过程中,可无需对电池单体的放置姿态考虑太多,方便了电池单体的放置。
第二方面,本申请还公开了一种储能装置,其特征在于,包括第一方面任一项所述的电池单体。
在本实施例中,储能装置中的电池单体为上述第一方面中所述的电池单体,因此本实施例中的电池单体具有上述第一方面中的电池单体的技术效果,由于第一方面已对电池单体的技术效果进行了充分的说明,此处不再进行赘述。
第三方面,本申请还公开了一种用电设备,包括第二方面所述的储能装置。
在本实施例中,用电设备中的储能装置为上述第二方面中任一种的储能装置,因此本实施例中的储能装置具有上述第二方面中的储能装置的技术效果。而第二方面的储能装置中的电池单体为上述第一方面中所述的电池单体,因此本实施例中的电池单体具有上述第一方面的电池单体的技术效果。
与现有技术相比,本申请的有益效果在于:
在本申请中,电池单体还包括毛细件,沿与吸液端所在的平面相垂直的方向,毛细件在吸液端上的投影至少部分位于吸液端内,且毛细件位于壳体与吸液端之间,毛细件包括第一毛细结构,至少部分第一毛细结构浸润在电解液中,使得电解液能够通过第一毛细结构产生毛细现象,以移动至第一毛细结构的其它位置处,如,第一毛细结构未浸润在电解液的部分,从而使得覆盖于吸液端的毛细件的其它部分能够吸满电解液,以对电极组件的吸液端进行浸润。
电极组件还包括第二毛细结构,第二毛细结构自吸液端朝电极组件内延伸,第一毛细结构与第二毛细结构连通、且第二毛细结构的吸力大于第一毛细结构的吸力,由此,第二毛细结构的毛细现象能够优于第一毛细结构的毛细现象,使得电解液能够从毛细件通过第二毛细结构流向电极组件的内部,一方面,能够使得电极组件的裸露在电解液外的部分也能够浸润到电解液,进而使得电极组件的整体均能够具有较好的电化学反应效果,对于平躺放置的电池单体能够有效提高充放电的循环次数,从而有效改善了平躺放置的电池单体的使用寿命;第二方面,当电解液通过第二毛细结构流动至电极组件内部后,第一毛细结构可继续通过毛细作用将电解液吸到毛细件的未浸润在电解液的部分,然后,第二毛细结构继续将第一毛细结构内的电解液吸到电极组件内部,如此,可不断的对位于电解液的液面外的电极组件部分进行电解液的补充,相当于使得电极组件的各部分均能够长期浸润在电解液中,从而使得电池单体无论是处于直立放置状态,还是位于平躺放置状态,均能够具有较好的电性能;第三方面,可使得电解液在电极组件内产生回流效果,以使得电解液内的金属离子浓度能够较为均匀,使得电极组件的各部分均能够具有更好的电化学反应效果,从而能够使得电池单体具有更好的电性能,且能够使得减小电解液中的各离子在正极片和负极片的表面产生堆积的情况,避免了因正极片和负极片的表面堆积各离子而影响电极组件的电化学反应,进一步提高了电池单体的电性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例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是本申请实施例提供的一种电池单体的立体图;
图2是本申请实施例提供的一种电池单体的爆炸图;
图3是本申请实施例提供的一种顶盖组件、电极组件以及毛细件组合的立体图;
图4是本申请实施例提供的一种顶盖组件、电极组件、保护件以及毛细件组合的立体图;
图5是图4中的A-A剖视图;
图6a是图5中B位置处的放大图;
图6b是本申请实施例提供的一种电极组件的立体图;
图6c是图6b中的D位置处的放大图;
图7是本申请实施例提供的一种毛细件的立体图;
图8是图7中的C-C剖视图;
图9是本申请实施例提供的一种储能装置的立体图;
图10是本申请实施例提供的一种用电设备的结构示意图。
附图标记说明:
1-壳体;11-容纳腔;2-电极组件;21-吸液端;22-第二毛细结构;3-毛细件;31-第一毛细结构;311-第一微孔结构;4-顶盖组件;5-保护件;
100-用电设备;110-储能装置;10-电池单体。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
在本申请中,术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如,可以是固定连接,可拆卸连接,或整体式构造;可以是机械连接,或电连接;可以是直接相连,或者是通过中间媒介间接相连,又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
此外,术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同),并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明,“多个”的含义为两个或两个以上。
本申请公开了一种电池单体、储能装置及用电设备,能够使得电池单体在平躺放置时仍能够使得电极组件的各部分均能够被电解液浸润,从而能够提高平躺放置的电池单体的循环次数,有效改善了平躺放置的电池单体的使用寿命。
下面将结合具体实施例和附图对本申请的技术方案作进一步的说明。
实施例一
本实施例提供了一种电池单体,如图1-图6c所示,包括壳体1、电极组件2以及毛细件3。其中,壳体1具有容纳腔11,容纳腔11中容置有电解液;电极组件2设置于容纳腔11,电极组件2包括吸液端21,至少部分吸液端21浸润在电解液中;沿与吸液端21所在的平面相垂直的方向,毛细件3在吸液端21上的投影至少部分位于吸液端21内,且毛细件3位于壳体1与吸液端21之间,毛细件3包括第一毛细结构31,至少部分第一毛细结构31浸润在电解液中,电极组件2还包括第二毛细结构22,第二毛细结构22自吸液端21朝电极组件2内延伸,第一毛细结构31与第二毛细结构22连通、且第二毛细结构22的吸力大于第一毛细结构31的吸力。
需要解释说明的是,上述的壳体1还可具有与容纳腔11连通的开口,电池单体10除包括上述的壳体1、电极组件2外,还包括顶盖组件4,顶盖组件4密封设置于开口上;电极组件2朝向顶盖组件4的一端设置有正、负极耳且分别与顶盖组件4中的极柱电连接,电极组件2容纳于容纳腔11中,且同时还浸泡于电解液中,其中,电极组件2浸泡于电解液中且能够使得电解液通过浸润至电极组件2内部的端部即可视作吸液端21,如,电池单体10直立放置时,即以顶盖组件4朝上的姿态放置电池单体10时,电极组件2的下端可视作吸液端21。
还需要解释说明的是,上述的毛细件3是指能够产生毛细现象的结构件。
在相关技术中,电池单体10在进行多次的充放电后,电解液会被消耗一部分,导致容纳腔11中的电解液的液面下降。而电池单体10有时会以躺平放置的状态进行使用,即电池单体10的顶盖组件4位于电池单体10的一侧,如顶盖组件4位于电池单体10的左侧、右侧、前侧或者后侧等的情况,此时,易导致躺平放置的电池单体10中,电极组件2位于上方的一部分浸润不到电解液,导致该部分的电极组件2的电化学反应受到影响,造成躺平放置的电池单体10的充放电次数减少,进而造成电池单体10的使用寿命减短。
基于此,电池单体10还包括毛细件3,沿与吸液端21所在的平面相垂直的方向,毛细件3在吸液端21上的投影至少部分位于吸液端21内,且毛细件3位于壳体1与吸液端21之间,毛细件3包括第一毛细结构31,至少部分第一毛细结构31浸润在电解液中,使得电解液能够通过第一毛细结构31产生毛细现象,以移动至第一毛细结构31的其它位置处,如,第一毛细结构31未浸润在电解液的部分,从而使得覆盖于吸液端21的毛细件3的其它部分能够吸满电解液,以对电极组件2的吸液端21进行浸润。
电极组件2还包括第二毛细结构22,第二毛细结构22自吸液端21朝电极组件2内延伸,第一毛细结构31与第二毛细结构22连通、且第二毛细结构22的吸力大于第一毛细结构31的吸力,由此,第二毛细结构22的毛细现象能够优于第一毛细结构31的毛细现象,使得电解液能够从毛细件3通过第二毛细结构22流向电极组件2的内部,一方面,能够使得电极组件2的裸露在电解液外的部分也能够浸润到电解液,进而使得电极组件2的整体均能够具有较好的电化学反应效果,对于平躺放置的电池单体10能够有效提高充放电的循环次数,从而有效改善了平躺放置的电池单体10的使用寿命;第二方面,当电解液通过第二毛细结构22流动至电极组件2内部后,第一毛细结构31可继续通过毛细作用将电解液吸到毛细件3的未浸润在电解液的部分,然后,第二毛细结构22继续将第一毛细结构31内的电解液吸到电极组件2内部,如此,可不断的对位于电解液的液面外的电极组件2部分进行电解液的补充,相当于使得电极组件2的各部分均能够长期浸润在电解液中,从而使得电池单体10无论是处于直立放置状态,还是位于平躺放置状态,均能够具有较好的电性能;第三方面,可使得电解液在电极组件2内产生回流效果,以使得电解液内的金属离子浓度能够较为均匀,使得电极组件2的各部分均能够具有更好的电化学反应效果,从而能够使得电池单体10具有更好的电性能,且能够使得减小电解液中的各离子在正极片和负极片的表面产生堆积的情况,避免了因正极片和负极片的表面堆积各离子而影响电极组件2的电化学反应,进一步提高了电池单体10的电性能。
需要解释说明的是,上述的毛细现象是指,毛细管插入浸润液体中,管内液面上升,高于管外液面;或者,毛细管插入不浸润液体中,管内液体下降,低于管外液面,上述的这两种现象称之为毛细现象,如,将细小的玻璃管插入水中,水会在管中上升到一定高度,就是一种毛细现象。
具体地,液体表面类似张紧的橡皮膜,如果液面是弯曲的,它就有变平的趋势。因此凹液面对下面的液体施以拉力,凸液面对下面的液体施以压力。浸润液体在毛细管中的液面是凹形的,它对下面的液体施加拉力,使液体沿着管壁上升,当向上的拉力跟管内液柱所受的重力相等时,管内的液体停止上升,达到平衡。
上述的第二毛细结构22的吸力大于第一毛细结构31的吸力,是指第二毛细结构22的毛细现象相对于第一毛细结构31的毛细现象较为明显,即电解液在第二毛细结构22中的表面张力大于在第一毛细结构31中的表面张力。也即是第二毛细结构22的横截面积小于第一毛细结构31的横截面积,或者,第二毛细结构22的浸润性比第一毛细结构31的浸润性好,再或者,第二毛细结构22的横截面积小于第一毛细结构31的横截面积,且第二毛细结构22的浸润性比第一毛细结构31的浸润性好。
还需要解释说明的是,上述至少部分吸液端21浸润在电解液中,吸液端21可完全浸润在电解液中,也可以是,吸液端21的部分浸润在电解液中,在此并不做限定。在一些实施例中,电池单体10处于直立放置的状态下,电极组件2远离顶盖组件4的一端为吸液端21时,吸液端21可完全浸润在电解液中,此时,电极组件2中的第二毛细结构22可直接将电解液吸到电极组件的靠近顶盖组件4的一端。在另一些实施例中,电池单体10使用过一段时间,电解液消耗了一部分,且电池单体10处于平躺放置的状态下,电极组件2远离顶盖组件4的一端为吸液端21时,吸液端21可部分浸润在电解液中,此时,电解液可先通过毛细件3中的第一毛细结构31被吸到毛细件3的未被浸润的部分上,然后可通过电极组件2中的第二毛细结构22被吸到电极组件2中。
另外,至少部分第一毛细结构31浸润在电解液中,可以是,第一毛细结构31仅有部分浸润在电解液中,即毛细件3仅有部分浸润在电解液中;也可以是,第一毛细结构31的全部均浸润在电解液中,即毛细件3的全部均浸润在电解液中,具体和电池单体10的放置姿态以及电池单体10的充放电次数有关,在此并不做限定。
第一毛细结构31可具有多种实现方式,在一种可能的实现方式中,第一毛细结构31可包括多个毛细管,毛细管的至少部分浸润在电解液中,多个毛细管可依次排列,使得电解液能够在毛细管中产生毛细现象,以使得电解液能够被吸到毛细件3的未被电解液浸润的部分,且毛细管的结构简单,易于实现。
在另一种可能的实现方式中,如图7和图8所示,第一毛细结构31可包括多个第一微孔结构311,电解液可在第一微孔结构311中产生毛细现象,以将电解液流向毛细件3的未被浸润的部分,且第一微孔结构311可在毛细件3中的其它部分(如毛细件3的本体)制作的过程中一起制作成型,方便了毛细件3的制作。
其中,多个第一微孔结构311相互交错,或,多个第一微孔结构311相互平行,或,部分第一微孔结构311相互交错,另一部分第一微孔结构311相互平行。
由此,可使得电解液能够通过多个第一微孔结构311被吸向毛细件3的其它位置处,使得电解液能够通过毛细件3产生毛细现象的同时,还使得毛细件3的结构较为简单。
且,多个第一微孔结构311相互平行时,或者,部分第一微孔结构311相互交错,另一部分第一微孔结构311相互平行时,可使得电解液能够更快地通过毛细件产生毛细现象,从而能够使得电解液能够较快地浸润电极组件2。
其中,多个第一微孔结构311相互平行时,第一微孔结构311可从毛细件3的浸润在电解液的一端向未浸润在电解液的一端延伸,如,毛细件3可以是矩形结构,沿毛细件3的长度方向,毛细件3的一端浸润在电解液中,另一端未浸润在电解液时,第一微孔结构311可沿毛细件3的长度方向延伸。
第一微孔结构311的横截面形状可以是圆形、方形、椭圆形、三角形等中的至少一种,当然,第一微孔结构311的横截面形状也可以是其它的异形形状,在此并不做限定。
第一微孔结构311的数量可以是100、1000、5000等中的任一数量,在此也不做限定。
上述的毛细件3还包括本体,多个第一微孔结构311间隔填充于本体中,且能够填充于本体的大部分区域内或者整个区域内,以使得电解液能够被同时吸到多个第一微孔结构311,从而能够使得毛细件3的大部分的部分均能够浸润到电解液,或者能够使得毛细件3的各处均能够浸润到电解液,进而能够使得较多的电解液同时通过第二毛细结构22吸收到电极组件2内,提高了电解液的浸润效率。另外,多个第一微孔结构311之间还可相互连通,或者多个第一微孔结构311中的部分之间相互连通,以使得毛细件3的各处更易于被电解液浸润。
可选地,电极组件2包括正极片、负极片以及位于正极片和负极片之间的隔膜,正极片和负极片均包括极片本体及涂设于极片本体上的活性物质层,活性物质层具有多个第二微孔结构,隔膜具有多个第三微孔结构,正极片与隔膜紧密接触、以及负极片与隔膜紧密接触,且正极片与隔膜之间、以及负极片与隔膜之间形成有多个第四微孔结构;多个第二微孔结构、多个第三微孔结构及多个第四微孔结构中的至少一者形成第二毛细结构22,第二微孔结构、第三微孔结构及第四微孔结构的横截面积均小于第一微孔结构311的横截面积。
由此,可通过电极组件2在制作的过程所形成的第二微孔结构、第三微孔结构以及第四微孔结构将位于毛细件3内的电解液吸到电极组件2内,无需额外在电极组件2内设置毛细管或者微孔结构,即能够使得电池单体10在平躺放置时,电极组件2的各处也均能够被电解液浸润,使得电极组件2的结构能够较为简单,易于实现。
并且,第二微孔结构、第三微孔结构以及第四微孔结构的横截面积均小于第一微孔结构311的横截面积,可使得第二微孔结构、第三微孔结构以及第四微孔结构的吸力均大于第一微孔结构311的吸力,从而能够使得电极组件2的正极片、负极片、隔膜、正极片与隔膜之间以及负极片与隔膜之间均能够浸润在电解液中,有效保证了正极片和负极片上的电化学反应,从而能够使得电池单体10在平躺放置时的电性能依然很好。
其中,第二微孔结构的横截面形状可与第一微孔结构311的横截面形状相似或者相同,具体可参考上述对第一微孔结构311的横截面形状的描述,在此不再进行赘述。相同,第三微孔结构的横截面形状和第四微孔结构的横截面形状,均可与第一微孔结构311的横截面形状相似或者相同,在此也不再进行赘述。
需要说明的是,正极片、负极片以及隔膜的表面均具有一定的粗糙度,在正极片、隔膜以及负极片层叠设置,且正极片与隔膜紧密接触、以及负极片与隔膜紧密接触时,正极片与隔膜之间、以及负极片与隔膜之间易形成微小的孔隙,该微小的孔隙可形成第四微孔结构,以使得电解液还能够浸润在正极片与隔膜之间、以及浸润在负极片与隔膜之间。
上述的毛细件3可具有多种结构实现方式,如,毛细件3可为片状结构,也可以是,毛细件3为板状结构,还可以是,毛细件3为管状结构,在此并不作息限定。
可选地,如图6a和图7所示,当毛细件3为片状结构时,毛细件3可完全覆盖于吸液端21上。
由此,片状结构的毛细件3的厚度较小,占用的电池单体10内的空间较小,利于对电池单体10的能量密度的提升。并且,毛细件3完全覆盖于吸液端21上,可使得吸液端21的各部分均能够从毛细件3吸取电解液,提高了电解液浸润电极组件2的效率,以及电解液浸润电极组件2的均匀性,从而使得电极组件2能够具有更好的电化学反应效果。
其中,片状结构的毛细节的形状,可以是矩形,也可以是圆形,还可以是方形,在此并不做限定,可根据吸液端21的形状进行选择。
当然,毛细件3也可覆盖于吸液端21的部分区域上,只要能使得电池单体10在平躺放置时,电解液可在毛细件3上产生的毛细现象,并能从毛细件3上通过第二毛细结构22流动至电极组件2内,以使得电极组件2能够浸润在电解液中即可。
可选地,如图8所示,毛细件3的厚度为t,25μm≤t≤5000μm。
由此,可使得毛细件3既能够具有一定的厚度,使得毛细件3上能够设置较多数量的第一毛细结构31(如第一微孔结构311),从而能够使得更多的电解液被吸到毛细件3中,进而使得更多的电解液能够被第二毛细结构22吸到电极组件2内,进一步提高了电解液的浸润效率;还能够使得电池单体10不易因设置了毛细件3而增加较大的尺寸,利于对电池单体10的质量密度的控制。
其中,毛细件3的厚度可以是25μm、30μm、35μm、200μm、1000μm、3000μm、5000μm等,在此并不做限定。
毛细件3的厚度小于25μm时,虽然能够使得毛细件3的厚度较薄,从而能够减小毛细件3在电池单体10内的占用空间,但是,较薄的毛细件3会导致第一毛细结构31的数量较少,造成电解液被吸到毛细件3的量会较少,从而降低了电解液浸润电极组件2的效率。
毛细件3的厚度大于5000μm时,虽然能够使得毛细件3为第一毛细结构31提供较大的空间,以使得第一毛细结构31的数量能够较多,但是,厚度较厚的毛细件3会占用电池单体10的较大的空间,不利于电池单体10的质量密度的提高。
可选地,毛细件3可包括泡棉垫、海绵垫、聚乙烯塑料片以及聚氨酯塑料片等中的至少一种,在此并不做限定。
由此,上述的毛细件3均能够在制作的过程中形成多个微小的孔隙,微小的孔隙可形成第一微孔结构311,相比于需要另外单独制作第一微孔结构311,可使得毛细件3的制作更简单,更易于实现。
如图4-图6a所示,上述的电池单体10还可包括保护件5,保护件5位于电极组件2与容纳腔11的腔内壁之间,毛细件3位于保护件5与电极组件2之间,且毛细件3紧密贴设于吸液端21上。
由此,毛细件3位于保护件5与电极组件2之间,且毛细件3紧密贴设于吸液端21上,可使得毛细家在容纳腔11中不易出现移动的情况,且能够使得毛细件3的至少部分能够较为充分的浸润在电解液中,利于电解液通过毛细件3以及电极组件2中的第二毛细结构22浸润至电极组件2内,从而使得电极组件2能够长期有效的浸泡在电解液中。
并且,保护件5位于电极组件2与容纳腔11的腔内壁之间可防止电极组件2与容纳腔11的腔内壁之间接触,避免了电极组件2与壳体1之间出现短路的情况,提高了电池单体10的安全性。
其中,保护件5可以是聚对苯二甲酸乙二醇酯保护件5、聚氯乙烯保护件5、聚碳酸酯保护件5、防火保护件5等中的任一种,在此并不做限定,只要能够使得电极组件2与壳体1之间能够通过保护件5绝缘即可。
如图1和图2所示,上述的电池单体10中,电极组件2容置于壳体1的容纳腔11中,且容纳腔11中还容置有电解液,壳体1还具有与容纳腔11连通的开口;电池单体10还包括顶盖组件4,顶盖组件4密封设置于开口上;此时,吸液端21可位于电极组件2的远离顶盖组件4的一侧。
由此,可使得电池单体10无论是直立放置还是平躺放置吸液端21均能够至少部分浸润在电解液中,从而能够使得覆盖于吸液端21上的毛细件3能够将电解液吸到毛细件3的未被电解液浸润的部分,进而将电解液吸到电极组件2内,使得电极组件2能够长期有效的浸润在电解液中。也即是吸液端21位于电极组件2的远离顶盖组件4的一侧,可使得电池单体10的放置姿态可具有多种,从而能够使得电池单体10在使用或者存放的过程中,可无需对电池单体10的放置姿态考虑太多,方便了电池单体10的放置。
并且,吸液端21位于电极组件2的远离顶盖组件4的一侧,还可避免覆盖于吸液端21上的毛细件3与顶盖组件4出现干涉的情况,同时,还能够避免毛细件3与电极组件2的极耳出现干涉的情况,方便毛细件3与电极组件2的装配。
其中,在制作电极组件2时,正极片、隔膜以及负极片可通过叠片工艺或者卷绕工艺制备得到电极组件2,且无论是通过叠片工艺还是通过卷绕工艺得到的电极组件2,其远离顶盖组件4的一端均能够较为直观的看到层叠设置的正极片、隔膜以及负极片,以在电极组件2的远离顶盖组件4的一侧为吸液端21时,可使得电解液能够从电极组件2远离顶盖组件4的一端更方便的浸润至电极组件2的内部,以使得电极组件2能够长期有效的浸润在电解液中,从而提高了电池单体10的电学性能。
实施例二
本实施例还提供了一种储能装置,如图9所示,包括实施例一中所述的电池单体10。
在本实施例中,储能装置110中的电池单体10为上述实施例一中所述的电池单体10,因此本实施例中的电池单体10具有上述实施例一中的电池单体10的技术效果,由于实施例一已对电池单体10的技术效果进行了充分的说明,此处不再进行赘述。
其中,储能装置110中电池单体10的数量可为一个、两个或者更多个,在此并不做限定。
实施例三
本实施例还提供了一种用电设备,如图10所示,包括实施例二所述的储能装置110。
在本实施例中,用电设备100中的储能装置110为上述实施例二中任一种的储能装置110,因此本实施例中的储能装置110具有上述实施例二中的储能装置110的技术效果,由于实施例二已对储能装置110的技术效果进行了充分的说明,此处不再进行赘述。且实施例二的储能装置110中的电池单体10为上述实施一中所述的电池单体10,因此本实施例中的电池单体10具有上述实施例一的电池单体10的技术效果,由于上述实施例一已经对电池单体10的技术效果进行了充分的描述,在此不再进行赘述。
其中,用电设备100可以是手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器、储能柜等中的任一种,在此并不做限定。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明,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实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种电池单体,其特征在于,包括:
壳体,所述壳体具有容纳腔,所述容纳腔中容置有电解液;
电极组件,所述电极组件设置于所述容纳腔,所述电极组件包括吸液端,至少部分所述吸液端浸润在所述电解液中;
毛细件,沿与所述吸液端所在的平面相垂直的方向,所述毛细件在所述吸液端上的投影至少部分位于所述吸液端内,且所述毛细件位于所述壳体与所述吸液端之间,所述毛细件包括第一毛细结构,至少部分所述第一毛细结构浸润在所述电解液中,所述电极组件还包括第二毛细结构,所述第二毛细结构自所述吸液端朝所述电极组件内延伸,所述第一毛细结构与所述第二毛细结构连通、且所述第二毛细结构的吸力大于所述第一毛细结构的吸力。
2.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述第一毛细结构包括多个第一微孔结构;
多个所述第一微孔结构相互平行,或,部分所述第一微孔结构相互交错,另一部分所述第一微孔结构相互平行。
3.根据权利要求2所述的电池单体,其特征在于,所述电极组件包括正极片、负极片以及位于所述正极片和所述负极片之间的隔膜,所述正极片和所述负极片均包括极片本体及涂设于所述极片本体上的活性物质层,所述活性物质层具有多个第二微孔结构,所述隔膜具有多个第三微孔结构,所述正极片与所述隔膜紧密接触、以及所述负极片与所述隔膜紧密接触,且所述正极片与所述隔膜之间、以及所述负极片与所述隔膜之间形成有多个第四微孔结构;
多个所述第二微孔结构、多个所述第三微孔结构及多个所述第四微孔结构中的至少一者形成所述第二毛细结构,所述第二微孔结构、所述第三微孔结构及所述第四微孔结构的横截面积均小于所述第一微孔结构的横截面积。
4.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述毛细件为片状结构,所述毛细件完全覆盖于所述吸液端上。
5.根据权利要求4所述的电池单体,其特征在于,所述毛细件的厚度为t,25μm≤t≤5000μm。
6.根据权利要求4所述的电池单体,其特征在于,所述电池单体还包括保护件,所述保护件位于所述电极组件与所述容纳腔的腔内壁之间,所述毛细件位于所述保护件与所述电极组件之间,且所述毛细件紧密贴设于所述吸液端上。
7.根据权利要求1-6任一项所述的电池单体,其特征在于,所述毛细件包括泡棉垫、海绵垫、聚乙烯塑料片以及聚氨酯塑料片中的至少一种。
8.根据权利要求1-6任一项所述的电池单体,其特征在于,所述壳体还具有与所述容纳腔连通的开口;
所述电池单体还包括顶盖组件,所述顶盖组件密封设置于所述开口上,所述吸液端位于所述电极组件的远离所述顶盖组件的一侧。
9.一种储能装置,其特征在于,包括权利要求1-8任一项所述的电池单体。
10.一种用电设备,其特征在于,包括权利要求9所述的储能装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202322262421.9U CN220692091U (zh) | 2023-08-22 | 2023-08-22 | 电池单体、储能装置及用电设备 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202322262421.9U CN220692091U (zh) | 2023-08-22 | 2023-08-22 | 电池单体、储能装置及用电设备 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN220692091U true CN220692091U (zh) | 2024-03-29 |
Family
ID=90406577
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202322262421.9U Active CN220692091U (zh) | 2023-08-22 | 2023-08-22 | 电池单体、储能装置及用电设备 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN220692091U (zh) |
-
2023
- 2023-08-22 CN CN202322262421.9U patent/CN220692091U/zh active Active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
TW567626B (en) | Rechargeable and refuelable metal air electrochemical cell | |
US3682706A (en) | Gas depolarized cell | |
KR101751707B1 (ko) | 금속공기연료전지 및 그 제조방법 | |
KR20160132145A (ko) | 이차 전지 | |
KR101123636B1 (ko) | 카트리지 분리형 금속 공기 전지 | |
US20070259247A1 (en) | Fuel cell and fuel cell case | |
US20150162571A1 (en) | Concave cell design for an alkaline battery with a comb spacer | |
CN218182335U (zh) | 端盖、绝缘膜、电池单体、电池及用电装置 | |
JP7404244B2 (ja) | 金属空気電池、及びその使用方法 | |
CN220692091U (zh) | 电池单体、储能装置及用电设备 | |
CN218215489U (zh) | 电池单体、电池及用电装置 | |
US3632449A (en) | Method of making and operating a gas-depolarized cell | |
CN218414787U (zh) | 电池单体、电池及用电装置 | |
CN218586051U (zh) | 电池单体、电池以及用电装置 | |
JP3287367B2 (ja) | 密閉形ニッケル亜鉛電池 | |
CN217589190U (zh) | 二次电池、电池模组及电池包 | |
JP5994545B2 (ja) | 鉛蓄電池 | |
CN111295792A (zh) | 怠速停止用铅蓄电池 | |
CN113300025A (zh) | 一种电池 | |
JPH08102310A (ja) | 鉛蓄電池排気栓 | |
CN220856728U (zh) | 电池组 | |
CN217903320U (zh) | 一种电池外壳及电池 | |
CN218769782U (zh) | 一种金属空气电池单体 | |
CN219778962U (zh) | 一种电池外壳及电池 | |
CN210350046U (zh) | 一次性软包装金属空气燃料电池 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |