CN220710499U - 电池单体、电池、用电装置以及支架 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种电池单体、电池、用电装置以及支架。电池单体包括:壳体,设置有防爆阀;电极组件,设置于壳体;支架,包括架本体和第一抵接部,架本体具有相对设置的第一侧和第二侧,架本体开设有排气孔,排气孔用于与防爆阀相对;第一抵接部设置于第一侧,用于与电极组件的端部抵接,以使排气孔与电极组件的端部之间共同形成第一排气通道。本申请实施例的技术方案中,增加了排气孔与电极组件的端部之间的距离,使架本体的第一侧与电极组件的端部之间限定出与排气孔连通的第一排气通道,提高了排气能力,降低电池单体发生燃烧爆炸的风险,减少对相邻的电池单体的影响,有利于提高电池的使用可靠性和稳定性。
Description
技术领域
本申请涉及电池领域,具体涉及一种电池单体、电池、用电装置以及支架。
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。在相关技术中,电池单体的可靠性有待提高,阻碍了电池的可靠性的进一步提高。
实用新型内容
鉴于上述问题,本申请提供一种电池单体、电池及用电装置,可靠性更高,有利于提高电池的使用可靠性和稳定性。
第一方面,本申请提供了一种电池单体,包括:壳体、电极组件和支架,壳体设置有防爆阀;电极组件设置于壳体;支架包括架本体和第一抵接部,架本体具有在其厚度方向相对设置的第一侧和第二侧,架本体开设有贯穿第一侧和第二侧的排气孔,排气孔用于与防爆阀相对;第一抵接部设置于第一侧,且向背离第二侧的方向凸设,用于与电极组件的端部抵接,以使排气孔与电极组件的端部之间共同形成第一排气通道。
本申请实施例的技术方案中,通过在架本体的第一侧设置第一抵接部,第一抵接部与电极组件的端部抵接,可以增加架本体的第一侧与电极组件的端部之间的距离,即增加了排气孔与电极组件的端部之间的距离,使架本体的第一侧与电极组件的端部之间限定出与排气孔连通的第一排气通道,提高了排气能力,当电池单体有发生热失控的倾向时,产生的气体可以先进入第一排气通道内,再从排气孔穿过支架,最终可以从防爆阀排出以实现快速泄压,从而能降低电池单体发生燃烧爆炸的风险,减少对相邻的电池单体的影响,有利于提高电池的使用可靠性和稳定性。
在一些实施例中,支架的周向开设有贯穿第一侧和第二侧的过气缺口,过气缺口与壳体之间共同形成过气通道,过气通道与第一排气通道连通。在上述技术方案中,通过在支架上设置过气缺口,利用过气缺口可以与壳体限定出过气通道,一方面电极组件周向产生的气体能在短时间内通过对应位置的过气通道向防爆阀位置运动,以提高防爆阀泄压的及时性,同时,第一排气通道内的气体可以在短时间内分别流动至排气孔和过气通道,实现瞬时泄压,最后可以从防爆阀排出,实现最终的泄压,进一步降低电池单体发生燃烧爆炸的风险,提高电池的使用可靠性和稳定性,另一方面注液时,电解液可以通过过气缺口朝电极组件流动,可以缩短浸润时间,提高浸润效率。
在一些实施例中,支架的周向开设有间隔布置的多个过气缺口,每个过气缺口均与壳体之间共同形成一个过气通道,多个过气通道绕第一排气通道的周向环设。通过设置多个过气缺口,可以限定出多个过气通道,第一排气通道内的一部分气体向四周扩散,可以从多个过气通道穿过支架,最终可以从防爆阀排出,可以大幅降低电池单体发生燃烧爆炸的风险,大幅提高电池的使用可靠性和稳定性,注液时电解液可以通过多个过气缺口朝电极组件流动,进一步缩短浸润时间,大幅提高浸润效率。
在一些实施例中,架本体的第一侧还凸设有第一延伸部,第一延伸部绕架本体的周向环设且与架本体限定出配合槽,电极组件的端部设在配合槽内。在上述技术方案中,通过设置第一延伸部,可以约束电极组件的一端,提高电极组件在电池单体晃动过程中的稳定性,降低电极组件的活性物质涂覆部的外层发生蓬松的概率,还对电极组件的一端形成保护,减少电极组件的一端触碰壳体的问题,由此减少壳体刮伤电极组件的现象发生,提高电池单体的使用可靠性。
在一些实施例中,过气缺口贯穿第一延伸部和架本体设置。形成的过气通道贯穿支架的厚度方向的两侧,以连通第一排气通道和防爆阀,第一排气通道内的气体可以在短时间内分别流动至排气孔和过气通道,实现瞬时泄压,最后可以从防爆阀排出,实现最终的泄压,进一步降低电池单体发生燃烧爆炸的风险,提高电池的使用可靠性和稳定性。
在一些实施例中,第一延伸部与第一抵接部间隔设置,共同形成第一导流通道,第一导流通道连通至少一个过气通道和第一排气通道。第一导流通道一方面可以增大排气路径占用的空间,利于提高排气能力,另一方面可以起到引导作用,使进入第一排气通道内的一部分气体可以沿着第一导流通道流动至过气通道,气体通过过气通道穿过支架,最终可以从防爆阀排出以实现泄压,进一步降低电池单体发生燃烧爆炸的风险,提高电池的使用可靠性和稳定性。此外,第一导流通道可以引导电解液流动,进一步缩短浸润时间,大幅提高浸润效率。
在一些实施例中,在电池单体的长度方向上,排气孔两侧的过气缺口的数量均为多个,且位于排气孔的同一侧的多个过气缺口共用一个第一导流通道。在上述技术方案中,进入第一排气通道内的气体可以在两个第一导流通道的引导下,向排气孔在电池单体的长度方向上的两侧流动,实现瞬时泄压,然后从多个过气通道穿过支架,最终可以从防爆阀排出,实现最终的泄压,进一步降低电池单体发生燃烧爆炸的风险,提高电池的使用可靠性和稳定性。注液时,电解液可以在两个第一导流通道的引导下流动,缩短浸润时间,提高浸润效率。
在一些实施例中,第一抵接部呈弧形设置,且数量为两个,分别位于排气孔的两侧,位于排气孔的同一侧的多个过气缺口绕对应的第一抵接部的周向间隔设置。在上述技术方案中,将第一抵接部呈弧形设置,一方面可以降低支架对电极组件的端部的压损概率,另一方面与第一延伸部可以限定出呈弧形设置的第一导流通道,增加第一导流通道的占用空间,使位于排气孔同一侧的多个过气缺口均与第一导流通道连通,提高支架的空间利用率,同时可以进一步提高排气能力。此外,可以进一步缩短浸润时间,提高浸润效率。
在一些实施例中,壳体设置防爆阀的壁体上还设有正极柱和负极柱,架本体上开设有露出正极柱和负极柱的两个通孔,排气孔位于两个通孔之间;两个第一抵接部和两个通孔一一对应设置,且每个第一抵接部均绕对应的通孔的外周向设置。在上述技术方案中,通过在架本体上设置两个通孔,可以避让正极柱和负极柱,使正极柱和负极柱可以与电极组件的对应的导电部连接,通过将第一抵接部绕对应的通孔的外周向设置,一方面可以使第一抵接部与第一延伸部限定出呈弧形设置的第一导流通道,增加第一导流通道的占用空间,提高支架的空间利用率,同时可以提高排气能力,另一方面第一抵接部可以引导通孔处的气体朝第一排气通道处流动,使该部分气体可以尽可能地从排气孔穿过支架,进一步提高排气能力。
在一些实施例中,架本体的第二侧设有向背离第一侧的方向凸设的第二抵接部,第二抵接部用于与壳体设置防爆阀的壁体抵接,且共同形成第二排气通道;第二排气通道与至少一个过气通道连通。在上述技术方案中,通过在架本体的第二侧设置第二抵接部,第二抵接部与壳体设置防爆阀的壁体抵接,使架本体的第二侧与壳体的壁体之间限定出与过气通道连通的第二排气通道,增加了排气路径的占用空间,提高了排气能力,降低电池单体发生燃烧爆炸的风险,减少对相邻的电池单体的影响,有利于提高电池的使用可靠性和稳定性。
在一些实施例中,架本体的第二侧还凸设有第二延伸部,第二延伸部与第二抵接部间隔设置,共同形成第二导流通道,第二导流通道连通至少一个过气通道和第二排气通道。第二导流通道一方面可以增大排气路径占用的空间,利于提高排气能力,另一方面可以起到引导作用,从过气通道穿过支架的一部分气体可以沿着第二导流通道流动至第二排气通道,最终可以从防爆阀排出以实现泄压,进一步降低电池单体发生燃烧爆炸的风险,提高电池的使用可靠性和稳定性。此外,第二导流通道可以引导电解液流动,进一步缩短浸润时间,大幅提高浸润效率。
在一些实施例中,在电池单体的长度方向上,排气孔两侧的过气缺口的数量均为多个,且位于同一侧的多个过气缺口共用一个第二导流通道。在上述技术方案中,穿过支架的气体可以在第二导流通道的引导下,向位于中部的第二排气通道流动,最终可以从防爆阀排出,实现最终的泄压,进一步降低电池单体发生燃烧爆炸的风险,提高电池的使用可靠性和稳定性。电解液可以在第二导流通道的引导下向多个过气缺口流动,缩短浸润时间,提高浸润效率。
在一些实施例中,第二侧具有朝第一侧凹陷设置的安装凹部,安装凹部和壳体设置防爆阀的壁体之间限定出第二排气通道,排气孔设于安装凹部的底壁。在上述技术方案中,通过在架本体的第二侧设置安装凹部,可以增加壳体设置防爆阀的壁体与排气孔之间的距离,增加了排气路径的占用空间,提高了排气能力,进一步降低电池单体发生燃烧爆炸的风险,减少对相邻的电池单体的影响,有利于提高电池的使用可靠性和稳定性。
在一些实施例中,安装凹部的侧壁设有过气孔,过气孔连通第二导流通道和第二排气通道。第二导流通道内的气体可以通过过气孔流向第二排气通道,最终可以从防爆阀排出以实现泄压,降低电池单体发生燃烧爆炸的风险,减少对相邻的电池单体的影响,有利于提高电池的使用可靠性和稳定性。
在一些实施例中,第二抵接部呈弧形设置,且数量为两个,分别位于排气孔的两侧,位于排气孔的同一侧的多个过气缺口绕对应的第二抵接部的周向间隔设。在上述技术方案中,将第二抵接部呈弧形设置,并将位于排气孔同一侧的多个过气缺口绕对应的第二抵接部的周向间隔设置,可以限定出呈弧形设置的第二导流通道,增加第二导流通道的占用空间,提高支架的空间利用率,同时可以进一步提高排气能力。此外,可以进一步缩短浸润时间,提高浸润效率。
在一些实施例中,壳体设置防爆阀的壁体上还设有正极柱和负极柱,架本体上开设有露出正极柱和负极柱的两个通孔,排气孔位于两个通孔之间;两个第二抵接部和两个通孔一一对应设置,且每个第二抵接部均绕对应的通孔的外周向设置。在上述技术方案中,通过在架本体上设置两个通孔,可以避让正极柱和负极柱,使正极柱和负极柱可以与电极组件的对应的导电部连接,通过将第二抵接部绕对应的通孔的外周向设置,一方面可以使第二抵接部与第二延伸部限定出呈弧形设置的第二导流通道,增加第二导流通道的占用空间,提高支架的空间利用率,同时可以提高排气能力,另一方面可以减少气体从通孔处的回流。
在一些实施例中,通孔的孔壁设有定位槽,用于与正极柱或者负极柱配合。通过设置定位槽,有利于提高正极柱或者负极柱与支架的连接可靠性。
在一些实施例中,壳体设置防爆阀的壁体上还设有极柱,极柱为正极柱和负极柱中的至少一者,架本体上开设有露出极柱的通孔,极柱开设有与通孔连通的容纳部;电极组件包括活性物质涂覆部和与活性物质涂覆部连接的导电部,支架支撑于活性物质涂覆部设置导电部的端部,导电部的至少部分穿过通孔后伸入容纳部与极柱连接。由于极柱设置有容纳部,容纳部的空心结构一方面可一定程度减轻极柱的重量,以能提高电池单体和电池的重量能量密度,另一方面,导电部能容纳在容纳部内,提高了导电部的装配效率,还能节约导电部占用空间,充分利用电池单体的空间,使得支架与极柱之间、支架与导电部之间的配合均更紧密和可靠,使得电池单体的结构跟紧凑,更利于电池单体的能量密度的提升。
在一些实施例中,容纳部包括第一容纳槽,极柱朝向活性物质涂覆部一侧的表面为极柱内端面,第一容纳槽的槽口形成在极柱内端面上,导电部的至少部分容纳于第一容纳槽内。在上述技术方案中,一方面,在极柱上开设第一容纳槽可一定程度减轻极柱的重量,以能提高电池单体和电池的重量能量密度;另一方面,由于第一容纳槽的槽口形成在极柱内端面上,且极柱内端面为极柱的靠近活性物质涂覆部一侧的表面,使得第一容纳槽可以朝向活性物质涂覆部的方向敞开,进而方便导电部伸入第一容纳槽内,提高装配效率。而且,此种形式的第一容纳槽便于加工,提高生产效率。
在一些实施例中,容纳部包括第二容纳槽,极柱远离活性物质涂覆部一侧的表面为极柱外端面,第二容纳槽的槽口形成在极柱外端面上,第二容纳槽通过穿孔与壳体的内部连通,导电部穿设于穿孔且至少部分容纳于第二容纳槽内。在上述技术方案中,一方面,极柱设置第二容纳槽,可一定程度减轻极柱的重量,以能提高电池单体和电池的重量能量密度;另一方面,由于第二容纳槽的槽口形成在极柱外端面上,且极柱外端面为极柱的远离活性物质涂覆部一侧的表面,使得第二容纳槽可以朝向背离活性物质涂覆部的方向敞开,这样,当将导电部的至少部分容纳于第二容纳槽内时,可以容易地通过第二容纳槽的槽口实现对导电部的收纳整理,且可以容易地通过第二容纳槽的槽口实现对导电部与极柱的电连接操作等,进而可以降低电池单体的生产难度,提高电池单体的生产效率。
在一些实施例中,极柱包括两个,分别为正极柱和负极柱,通孔包括两个,两个通孔分别露出正极柱和负极柱。电极组件在装入壳体的过程中,电极组件的两个导电部可以同时且分别穿过支架上的两个通孔,以方便两个导电部分别与正极柱、负极柱连接,有利于提高生产效率。
在一些实施例中,电池单体还包括绝缘件,绝缘件与支架连接,并共同包裹于电极组件的周向。绝缘件可以用于隔离壳体内的电连接部件与壳体,以降低短路的风险。
第二方面,本申请提供了一种电池,其包括上述实施例中的电池单体。
本申请实施例的技术方案中,通过采用上述电池单体,可以降低电池单体发生燃烧爆炸的风险,减少对相邻的电池单体的影响,有利于提高电池的使用可靠性和稳定性。
第三方面,本申请提供了一种用电装置,其包括上述实施例中的电池单体;或者,其包括上述实施例中的电池。
本申请实施例的技术方案中,通过采用上述电池,有利于提高用电装置的使用可靠性和稳定性。
第四方面,本申请提供了一种支架,用于电池单体,电池单体包括壳体和设置于壳体内的电极组件,壳体上设置有防爆阀,支架包括:架本体,具有在其厚度方向相对设置的第一侧和第二侧,架本体开设有贯穿第一侧和第二侧的排气孔,排气孔用于与防爆阀相对;第一抵接部,设置于第一侧,且向背离第二侧的方向凸设,用于与电极组件的端部抵接,以使排气孔与电极组件的端部间隔设置,并共同形成第一排气通道。
本申请实施例的技术方案中,通过在架本体的第一侧设置第一抵接部,第一抵接部与电极组件的端部抵接,可以增加架本体的第一侧与电极组件的端部之间的距离,即增加了排气孔与电极组件的端部之间的距离,使架本体的第一侧与电极组件的端部之间限定出与排气孔连通的第一排气通道,提高了排气能力,当电池单体有发生热失控的倾向时,产生的气体可以先进入第一排气通道内,再从排气孔穿过支架,最终可以从防爆阀排出以实现快速泄压,从而能降低电池单体发生燃烧爆炸的风险,减少对相邻的电池单体的影响,有利于提高电池的使用可靠性和稳定性。
在一些实施例中,支架的周向开设有贯穿第一侧和第二侧的过气缺口,过气缺口用于,与壳体之间共同形成过气通道,以使过气通道与第一排气通道连通。通过在支架上设置过气缺口,利用过气缺口可以与壳体限定出过气通道,一方面电极组件周向产生的气体能在短时间内通过对应位置的过气通道向防爆阀位置运动,以提高防爆阀泄压的及时性,同时,第一排气通道内的气体可以在短时间内分别流动至排气孔和过气通道,实现瞬时泄压,最后可以从防爆阀排出,实现最终的泄压,进一步降低电池单体发生燃烧爆炸的风险,提高电池的使用可靠性和稳定性,另一方面注液时,电解液可以通过过气缺口朝电极组件流动,可以缩短浸润时间,提高浸润效率。
在一些实施例中,架本体的第一侧还凸设有第一延伸部,第一延伸部绕架本体的周向环设且与架本体限定出配合槽,用于与电极组件的端部配合。在上述技术方案中,通过设置第一延伸部,可以约束电极组件的一端,降低电极组件的活性物质涂覆部的外层发生蓬松的概率,还对电极组件的一端形成保护,减少电极组件的一端触碰壳体的问题,由此减少壳体刮伤电极组件的现象发生,提高电池单体的使用可靠性。
在一些实施例中,第一延伸部与第一抵接部间隔设置,共同形成第一导流通道,第一导流通道用于连通至少一个过气通道和第一排气通道。
第一导流通道一方面可以增大排气路径占用的空间,利于提高排气能力,另一方面可以起到引导作用,使进入第一排气通道内的一部分气体可以沿着第一导流通道流动至过气通道,气体通过过气通道穿过支架,最终可以从防爆阀排出以实现泄压,进一步降低电池单体发生燃烧爆炸的风险,提高电池的使用可靠性和稳定性。此外,第一导流通道可以引导电解液流动,进一步缩短浸润时间,大幅提高浸润效率。
在一些实施例中,在支架的长度方向上,排气孔两侧的过气缺口的数量均为多个,且位于同一侧的多个过气缺口共用一个第一导流通道。在上述技术方案中,进入第一排气通道内的气体可以在两个第一导流通道的引导下,向排气孔在电池单体的长度方向上的两侧流动,实现瞬时泄压,然后从多个过气通道穿过支架,最终可以从防爆阀排出,实现最终的泄压,进一步降低电池单体发生燃烧爆炸的风险,提高电池的使用可靠性和稳定性。注液时,电解液可以在两个第一导流通道的引导下流动,缩短浸润时间,提高浸润效率。
在一些实施例中,第一抵接部呈弧形设置,且数量为两个,分别位于排气孔的两侧,位于排气孔的同一侧的多个过气缺口绕对应的第一抵接部的周向间隔设置。在上述技术方案中,将第一抵接部呈弧形设置,并将位于排气孔同一侧的多个过气缺口绕对应的第一抵接部的周向间隔设置,可以限定出呈弧形设置的第一导流通道,增加第一导流通道的占用空间,提高支架的空间利用率,同时可以进一步提高排气能力。此外,可以进一步缩短浸润时间,提高浸润效率。
在一些实施例中,架本体上开设有两个通孔,用于露出电池单体的正极柱和负极柱;其中,排气孔位于两个通孔之间,两个第一抵接部和两个通孔一一对应设置,且每个第一抵接部均绕对应的通孔的外周向设置。在上述技术方案中,第一抵接部一方面可以与第一延伸部限定出呈弧形设置的第一导流通道,增加第一导流通道的占用空间,提高支架的空间利用率,同时可以提高排气能力,另一方面环绕通孔设置,可以引导通孔处的气体朝第一排气通道处流动,使该部分气体可以尽可能地从排气孔穿过支架,进一步提高排气能力。
在一些实施例中,支架还包括:第二抵接部,设置于第二侧且向背离第一侧的方向凸设,用于与壳体设置防爆阀的壁体抵接,且排气孔与壁体之间共同形成第二排气通道;第二排气通道与至少一个过气通道连通。在上述技术方案中,通过在架本体的第二侧设置第二抵接部,第二抵接部与壳体设置防爆阀的壁体抵接,使架本体的第二侧与壳体的壁体之间限定出与过气通道连通的第二排气通道,增加了排气路径的占用空间,提高了排气能力,降低电池单体发生燃烧爆炸的风险,减少对相邻的电池单体的影响,有利于提高电池的使用可靠性和稳定性。
在一些实施例中,架本体的第二侧还凸设有第二延伸部,第二延伸部与第二抵接部间隔设置,共同形成第二导流通道,第二导流通道用于连通至少一个过气通道和第二排气通道。第二导流通道一方面可以增大排气路径占用的空间,利于提高排气能力,另一方面可以起到引导作用,从过气通道穿过支架的一部分气体可以沿着第二导流通道流动至第二排气通道,最终可以从防爆阀排出以实现泄压,进一步降低电池单体发生燃烧爆炸的风险,提高电池的使用可靠性和稳定性。此外,第二导流通道可以引导电解液流动,进一步缩短浸润时间,大幅提高浸润效率。
在一些实施例中,在支架的长度方向上,排气孔两侧的过气缺口的数量均为多个,且位于同一侧的多个过气缺口共用一个第二导流通道。在上述技术方案中,穿过支架的气体可以在第二导流通道的引导下,向第二排气通道流动,最终可以从防爆阀排出,实现最终的泄压,进一步降低电池单体发生燃烧爆炸的风险,提高电池的使用可靠性和稳定性。电解液可以在第二导流通道的引导下向多个过气缺口流动,缩短浸润时间,提高浸润效率。
在一些实施例中,第二抵接部呈弧形设置,且数量为两个,分别位于排气孔的两侧,位于排气孔的同一侧的多个过气缺口绕第二抵接部的周向间隔设置。在上述技术方案中,将第二抵接部呈弧形设置,并将位于排气孔同一侧的多个过气缺口绕对应的第二抵接部的周向间隔设置,可以限定出呈弧形设置的第二导流通道,增加第二导流通道的占用空间,提高支架的空间利用率,同时可以进一步提高排气能力。此外,可以进一步缩短浸润时间,提高浸润效率。
在一些实施例中,壳体设置防爆阀的壁体上还设有正极柱和负极柱,架本体上开设有露出正极柱和负极柱的两个通孔,排气孔位于两个通孔之间;两个第二抵接部和两个通孔一一对应设置,且每个第二抵接部均绕对应的通孔的外周向设置。在上述技术方案中,第二抵接部一方面可以与第二延伸部限定出呈弧形设置的第二导流通道,增加第二导流通道的占用空间,提高支架的空间利用率,同时可以提高排气能力,另一方面环绕通孔设置,可以减少气体从通孔处的回流。
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
通过阅读对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。而且在全部附图中,用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中:
图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图;
图2为本申请一些实施例提供的电池的结构爆炸图;
图3为本申请一些实施例提供的电池单体的立体图;
图4为本申请一些实施例提供的电池单体的结构剖视图;
图5为本申请一些实施例提供的电池单体的结构剖视图;
图6为图5中所示的电池单体的局部放大图;
图7为本申请一些实施例提供的电池单体的电极组件与支架的组装图;
图8为本申请一些实施例提供的电池单体的支架在一个视角的结构示意图;
图9为图8中所示的支架的局部放大图;
图10为本申请一些实施例提供的电池单体的支架在另一个视角的结构示意图;
图11为图10中所示的支架的局部放大图;
图12为本申请一些实施例提供的电池单体的局部剖视示意图;
图13为本申请一些实施例提供的电池单体的局部剖视示意图;
图14为本申请一些实施例提供的电池单体的局部剖视示意图;
图15为本申请一些实施例提供的电池单体的局部剖视示意图;
图16为本申请一些实施例提供的电池单体的局部剖视示意图;
图17为本申请一些实施例提供的电池单体的局部剖视示意图。
具体实施方式中的附图标号如下:
用电装置1000,电池100,控制器200,马达300,
第一方向Z,第二方向X,第三方向Y,极柱的轴向R,
电池单体10,
箱体20,第一部分201,第二部分202,
壳体11,壳身111,开口1110,壳盖112,安装孔113,极柱12,正极柱1201,负极柱1202,容纳部121,第一容纳槽12110,第一端壁12111,第一沉槽12112,第一侧壁12113,第二容纳槽12120,第二端壁12121,第二沉槽12122,第二侧壁12123,穿孔12130,极柱内端面122,极柱外端面123,第一凹槽126,间隔部127,盖板13;第一导电件131;第二凹槽1311;第二导电件132;
电极组件2,活性物质涂覆部21,导电部22,
支架3,配合槽30,过气通道301,第一排气通道302,第二排气通道303,第一导流通道304,第二导流通道305,架本体31,第一侧311,第二侧312,排气孔313,通孔314,过气缺口315,安装凹部316,过气孔317,定位槽318,减重槽319,第一抵接部321,第二抵接部322,第一延伸部331,第二延伸部332,
绝缘件4,防爆阀6,槽盖7。
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。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请;本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中,技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象,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、特定顺序或主次关系。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。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中,术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中,术语“多个”指的是两个以上(包括两个),同理,“多组”指的是两组以上(包括两组),“多片”指的是两片以上(包括两片)。
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。
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。
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。
在相关技术的电池单体中,下塑胶件的中心处设有防爆片,防爆片的下方设有朝向电极组件凹陷设置的凹腔,凹腔的底部表面开设有多组格栅孔,可以使锂电池的防爆片与锂电池的内部空间直接连通,使防爆片可以灵敏地感受到锂电池内部空间的压力。然而,由于格栅孔贴近电极组件,导致排气速率缓慢,影响排气能力,严重影响电池单体的可靠性。
为了提高电池单体的可靠性,本申请在架本体朝向电极组件的一侧设置第一抵接部,使排气孔与电极组件的端部之间限定出与排气孔连通的第一排气通道,提高了排气能力,降低电池单体发生燃烧爆炸的风险,减少对相邻的电池单体的影响,有利于提高电池的使用可靠性和稳定性。
本申请实施例公开的电池单体可以用于使用电池作为电源的用电装置或者使用电池作为储能元件的各种储能系统。用电装置可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中,电动玩具可以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,航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。
以下实施例为了方便说明,以本申请一实施例的一种用电装置1000为车辆为例进行说明。
请参照图1,图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图。车辆可以为燃油汽车、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。车辆的内部设置有电池100,电池100可以设置在车辆的底部或头部或尾部。电池100可以用于车辆的供电,例如,电池100可以作为车辆的操作电源。车辆还可以包括控制器200和马达300,控制器200用来控制电池100为马达300供电,例如,用于车辆的启动、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100不仅可以作为车辆的操作电源,还可以作为车辆的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆提供驱动动力。
请参照图2,图2为本申请一些实施例提供的电池100的爆炸图。电池100包括箱体20和电池单体10,电池单体10容纳于箱体20内。其中,箱体20用于为电池单体10提供容纳空间,箱体20可以采用多种结构。在一些实施例中,箱体20可以包括第一部分201和第二部分202,第一部分201与第二部分202相互盖合,第一部分201和第二部分202共同限定出用于容纳电池单体10的容纳空间。第二部分202可以为一端开口的空心结构,第一部分201可以为板状结构,第一部分201盖合于第二部分202的开口侧,以使第一部分201与第二部分202共同限定出容纳空间;第一部分201和第二部分202也可以是均为一侧开口的空心结构,第一部分201的开口侧盖合于第二部分202的开口侧。当然,第一部分201和第二部分202形成的箱体20可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。
在电池100中,电池单体10可以是多个,多个电池单体10之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池单体10中既有串联又有并联。多个电池单体10之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池单体10构成的整体容纳于箱体20内;当然,电池100也可以是多个电池单体10先串联或并联或混联组成电池100模块形式,多个电池100模块再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体20内。电池100还可以包括其他结构,例如,该电池100还可以包括汇流部件,用于实现多个电池单体10之间的电连接。
其中,每个电池单体10可以为二次电池或一次电池;还可以是锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池,但不局限于此。电池单体10可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。
请参照图3和图4,图3为本申请一些实施例提供的电池单体10的分解结构示意图。图4为本申请一些实施例提供的电池单体10的结构剖视图。电池单体10是指组成电池100的最小单元。电池单体10包括有壳体11、电极组件2和支架3。如图3和图4,壳体11上可以设置有防爆阀6,防爆阀6用于在电池单体10的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力。其中,壳体11可以包括壳身111和壳盖112。防爆阀6可以设置在壳盖112上,也可以设置在壳身111上。
壳盖112是指盖合于壳身111的开口1110处以将电池单体10的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地,壳盖112的形状可以与壳身111的形状相适应以配合壳身111。可选地,壳盖112可以由具有一定硬度和强度的材质(如铝合金)制成,这样,壳盖112在受挤压碰撞时就不易发生形变,使电池单体10能够具备更高的结构强度,可靠性也可以有所提高。壳盖112上可以设置有如电极端子等的功能性部件。电极端子可以用于与电极组件2电连接,以用于输出或输入电池单体10的电能。壳盖112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。
壳身111是用于配合壳盖112以形成电池单体10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2、电解液以及其他部件。壳身111和壳盖112可以是独立的部件,可以于壳身111上设置开口1110,使壳盖112盖合开口1110以形成电池单体10的内部环境。不限地,也可以使壳盖112和壳身111一体化,具体地,壳盖112和壳身111可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面,当需要封装壳身111的内部时,再使壳盖112盖合壳身111。壳身111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,壳身111的形状可以根据电极组件2的具体形状和尺寸大小来确定。壳身111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2是电池单体10中发生电化学反应的部件。壳体11内可以包含一个或更多个电极组件2。电极组件2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2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。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100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4,并请进一步参照图5和图6,图5为本申请一些实施例提供的电池单体10的结构剖视图。图6为图5中所示的电池单体10的局部放大图。支架3包括架本体31,架本体31具有第一侧311和第二侧312,第一侧311和第二侧312在架本体31的厚度方向(如图6所示的Z方向)相对设置,架本体31开设有排气孔313,排气孔313贯穿架本体31的第一侧311和第二侧312,排气孔313用于与防爆阀6相对。
支架3还包括第一抵接部321,第一抵接部321设置于架本体31的第一侧311,并且第一抵接部321向背离架本体31的第二侧312的方向凸设,第一抵接部321用于与电极组件2的端部抵接,以使排气孔313与电极组件2的端部之间共同形成第一排气通道302。
其中,“第一抵接部321与电极组件2的端部抵接”的含义为,第一抵接部321与电极组件2的端部接触配合,当支架3位于电极组件2的上方时,电极组件2的端部可以对支架3进行支撑,当支架3位于电极组件2的下方时,支架3可以对电极组件2进行支撑。
第一抵接部321设置于架本体31的第一侧311,具体是指,第一抵接部321设置在架本体31的朝向电极组件2的端部的一侧,由于第一抵接部321与电极组件2的端部相抵接,使架本体31的第一侧311与电极组件2的端部隔开布置,以在架本体31的第一侧311与电极组件2的端部之间限定出第一排气通道302,排气孔313连通在第一排气通道302和防爆阀6之间。
本申请实施例的技术方案中,通过在架本体31的第一侧311设置第一抵接部321,第一抵接部321与电极组件2的端部抵接,可以增加架本体31的第一侧311与电极组件2的端部之间的距离,即增加了排气孔313与电极组件2的端部之间的距离,使架本体31的第一侧311与电极组件2的端部之间限定出与排气孔313连通的第一排气通道302,提高了排气能力,当电池单体10有发生热失控的倾向时,产生的气体可以先进入第一排气通道302内,再从排气孔313穿过支架3,最终可以从防爆阀6排出以实现快速泄压,从而能降低电池单体10发生燃烧爆炸的风险,减少对相邻的电池单体10的影响,有利于提高电池100的使用可靠性和稳定性。
请再次参照图5和图6,并进一步参照图7,图7为本申请一些实施例提供的电池单体10的电极组件2与支架3的组装图。图7中Z方向为第一方向,即电极组件2的高度方向,X方向为第二方向,即电极组件2的宽度方向,Y方向为第三方向,即电极组件2的厚度方向,支架3设置在电极组件2的高度方向上的一端。
支架3的周向开设有过气缺口315,过气缺口315贯穿架本体31的第一侧311和第二侧312,支架3的周向与壳体11配合,使过气缺口315与壳体11之间共同形成过气通道301,过气通道301与第一排气通道302连通。
其中,缺口的含义为,结构的边缘缺少一块而形成的间隙,本申请实施例中的过气缺口315,是指支架3的周向缺少一块形成的过气间隙,支架3与壳体11配合时,壳体11可以封闭该过气缺口315的开口,以限定出过气通道301。
当电池单体10有发生热失控的倾向时,产生的气体可以先进入第一排气通道302内,一部分气体可以通过排气孔313穿过支架3,另一部分气体可以通过过气通道301穿过支架3,最终可以从防爆阀6排出以实现快速泄压。
在上述技术方案中,通过在支架3上设置过气缺口315,利用过气缺口315可以与壳体11限定出过气通道301,一方面电极组件2周向产生的气体能在短时间内通过对应位置的过气通道301向防爆阀6位置运动,以提高防爆阀6泄压的及时性,同时第一排气通道302内的气体可以在短时间内分别流动至排气孔313和过气通道301,实现瞬时泄压,最后可以从防爆阀6排出,实现最终的泄压,进一步降低电池单体10发生燃烧爆炸的风险,提高电池100的使用可靠性和稳定性,另一方面注液时,电解液可以通过过气缺口315朝电极组件2流动,可以缩短浸润时间,提高浸润效率。
请再次参照图7,支架3的周向开设有多个过气缺口315,多个过气缺口315间隔布置,示例地,多个过气缺口315可以在支架3的周向均匀分布,多个过气缺口315也可以在支架3的周向的局部位置集中分布,每个过气缺口315均与壳体11之间共同形成一个过气通道301,多个过气通道301绕第一排气通道302的周向环设。
由此,通过设置多个过气缺口315,可以限定出多个过气通道301,第一排气通道302内的一部分气体向四周扩散,可以从多个过气通道301穿过支架3,最终可以从防爆阀6排出,大幅降低电池单体10发生燃烧爆炸的风险,大幅提高电池100的使用可靠性和稳定性,注液时电解液可以通过多个过气缺口315朝电极组件2流动,进一步缩短浸润时间,大幅提高浸润效率。
请再次参照图7,并进一步参照图8和图9,图8为本申请一些实施例提供的电池单体10的支架3在一个视角的结构示意图。图9为图8中所示的支架3的局部放大图。架本体31的第一侧311还凸设有第一延伸部331,第一延伸部331绕架本体31的周向环设,并且第一延伸部331与架本体31限定出配合槽30,电极组件2的端部设在配合槽30内。
也就是说,架本体31设置在电极组件2的端部,第一延伸部331设置在电极组件2的周侧。需要说明的是,支架3可以与电极组件2组装一起后,再一起装入壳体11内,或者,支架3可以先预装在壳体11上,然后再将电极组件2装入壳体11内,并与支架3进行配合。
在支架3与电极组件2组装后一起装入壳体11的实施例中,在入壳过程中,第一延伸部331可以对电极组件2形成保护,降低电极组件2触碰壳体11的概率,进一步减少壳体11刮伤电极组件2现象的发生,以减小电极组件2的活性物质脱落的可能性,一定程度上防止脱落的活性物质与相反极性的极片搭接导致的内部短路,且一定程度上防止脱落的活性物质与壳体11发生化学反应,进而导致壳体11被腐蚀穿透,提高电池单体10的使用可靠性,并且第一延伸部331与电极组件2可以进行卡接,一定程度上防止支架3在入壳之前脱落,提高电池单体10的产品优率。在入壳之后,第一延伸部331可以约束电极组件2的一端,降低电极组件2的活性物质涂覆部21的外层发生蓬松的概率,还对电极组件2的一端形成保护,减少电极组件2的一端触碰壳体11的问题,由此减少壳体11刮伤电极组件2的现象发生,提高电池单体10的使用可靠性。
在支架3先预装在壳体11上、电极组件2后装入壳体11内的实施例中,第一延伸部331可以约束电极组件2的一端,降低电极组件2的活性物质涂覆部21的外层发生蓬松的概率,还对电极组件2的一端形成保护,减少电极组件2的一端触碰壳体11的问题,由此减少壳体11刮伤电极组件2的现象发生,提高电池单体10的使用可靠性。
因此,在上述技术方案中,通过设置第一延伸部331,可以约束电极组件2的一端,提高电极组件2在电池单体10晃动过程中的稳定性,降低电极组件2的活性物质涂覆部21的外层发生蓬松的概率,还对电极组件2的一端形成保护,减少电极组件2的一端触碰壳体11的问题,由此减少壳体11刮伤电极组件2的现象发生,提高电池单体10的使用可靠性。
其中,过气缺口315贯穿第一延伸部331和架本体31设置。形成的过气通道301贯穿支架3的厚度方向的两侧,以连通第一排气通道302和防爆阀6,第一排气通道302内的气体可以在短时间内分别流动至排气孔313和过气通道301,实现瞬时泄压,最后可以从防爆阀6排出,实现最终的泄压,进一步降低电池单体10发生燃烧爆炸的风险,提高电池100的使用可靠性和稳定性。
请再次参照图9,第一延伸部331与第一抵接部321间隔设置,第一延伸部331与第一抵接部321共同形成第一导流通道304,第一导流通道304连通至少一个过气通道301和第一排气通道302。
第一导流通道304一方面可以增大排气路径占用的空间,利于提高排气能力,另一方面可以起到引导作用,使进入第一排气通道302内的一部分气体可以沿着第一导流通道304流动至过气通道301,气体通过过气通道301穿过支架3,最终可以从防爆阀6排出以实现泄压,进一步降低电池单体10发生燃烧爆炸的风险,提高电池100的使用可靠性和稳定性。此外,第一导流通道304可以引导电解液流动,进一步缩短浸润时间,大幅提高浸润效率。
其中,在电池单体10的长度方向(如图所示的X方向)上,排气孔313两侧的过气缺口315的数量均为多个,位于排气孔313的同一侧的多个过气缺口315共用一个第一导流通道304。
也就是说,多个过气缺口315可以划分为两部分,两部分过气缺口315分别位于排气孔313在电池单体10的长度方向上的两侧,对应地,第一导流通道304的数量为两个,两个第一导流通道304分别位于排气孔313在电池单体10的长度方向上的两侧,在电池单体10的长度方向上,位于排气孔313一侧的第一导流通道304与对应位置的多个过气缺口315连通,使该第一导流通道304与对应位置的多个过气通道301连通,位于排气孔313另一侧的第一导流通道304与对应位置的多个过气缺口315连通,使该第一导流通道304与对应位置的多个过气通道301连通。
当电池单体10有发生热失控的倾向时,产生的气体可以先进入第一排气通道302内,一部分气体可以通过排气孔313穿过支架3,流动至架本体31的第二侧312,另一部分气体可以通过两个第一导流通道304实现分流,然后从多个过气通道301穿过支架3,流动至架本体31的第二侧312,最终可以从防爆阀6排出以实现快速泄压。
在上述技术方案中,进入第一排气通道302内的气体可以在两个第一导流通道304的引导下,向排气孔313在电池单体10的长度方向上的两侧流动,实现瞬时泄压,然后从多个过气通道301穿过支架3,最终可以从防爆阀6排出,实现最终的泄压,进一步降低电池单体10发生燃烧爆炸的风险,提高电池100的使用可靠性和稳定性。注液时,电解液可以在两个第一导流通道304的引导下流动,缩短浸润时间,提高浸润效率。
请再次参照图8和图9,第一抵接部321呈弧形设置,使第一抵接部321与第一延伸部331限定出呈弧形的第一导流通道304,并且可以减小支架3与电极组件2的端部的接触面积,降低支架3对电极组件2的端部的压损概率。
第一抵接部321的数量为两个,两个第一抵接部321分别位于排气孔313的两侧。示例地,两个第一抵接部321分别形成弧形板件,每个弧形板件的两端之间间隔设置,并且与排气孔313相对设置。
其中,位于排气孔313的同一侧的多个过气缺口315绕对应的第一抵接部321的周向间隔设置,使位于排气孔313同一侧的多个过气缺口315在对应的第一导流通道304的延伸方向上排布,这样多个过气通道301均与同一个第一导流通道304连通,第一排气通道302处的气体在两个第一导流通道304的引导下,向第一排气通道302的四周流动,通过多个过气通道301穿过支架3,最终可以从防爆阀6排出。
因此,在上述技术方案中,将第一抵接部321呈弧形设置,一方面可以降低支架3对电极组件2的端部的压损概率,另一方面与第一延伸部331可以限定出呈弧形设置的第一导流通道304,增加第一导流通道304的占用空间,使位于排气孔313同一侧的多个过气缺口315均与第一导流通道304连通,提高支架3的空间利用率,同时可以进一步提高排气能力。此外,可以进一步缩短浸润时间,提高浸润效率。
请再次参照图3-图4以及图7-图8,壳体11设置防爆阀6的壁体还设有正极柱1201和负极柱1202,架本体31开设有两个通孔314,排气孔313位于两个通孔314之间,两个通孔314分别用于露出正极柱1201和负极柱1202,两个第一抵接部321和两个通孔314一一对应设置,每个第一抵接部321均绕对应的通孔314的外周向设置。也就是说,第一抵接部321形成绕对应的通孔314的外周向设置的弧形结构。
在上述技术方案中,通过在架本体31上设置两个通孔314,可以避让正极柱1201和负极柱1202,使正极柱1201和负极柱1202可以与电极组件2的对应的导电部22连接,通过将第一抵接部321绕对应的通孔314的外周向设置,一方面可以使第一抵接部321与第一延伸部331限定出呈弧形设置的第一导流通道304,增加第一导流通道304的占用空间,提高支架3的空间利用率,同时可以提高排气能力,另一方面第一抵接部321可以引导通孔314处的气体朝第一排气通道302处流动,使该部分气体可以尽可能地从排气孔313穿过支架3,进一步提高排气能力。
请再次参照图7,并进一步参照图10和图11,图10为本申请一些实施例提供的电池单体10的支架3在另一个视角的结构示意图。图11为图10中所示的支架3的局部放大图。架本体31的第二侧312设有第二抵接部322,第二抵接部322向背离第一侧311的方向凸设,第二抵接部322用于与壳体11设置防爆阀6的壁体抵接,使支架3与壳体11的壁体之间共同形成第二排气通道303,第二排气通道303与至少一个过气通道301连通。
第二抵接部322设置于架本体31的第二侧312,具体是指,第二抵接部322设置在架本体31的远离电极组件2的端部的一侧,由于第二抵接部322与壳体11设置防爆阀6的壁体相抵接,使架本体31的第二侧312与壳体11的壁体隔开布置,以在架本体31的第二侧312与壳体11的壁体之间限定出第二排气通道303。
当电池单体10有发生热失控的倾向时,产生的气体可以先进入第一排气通道302内,一部分气体从排气孔313穿过支架3,另一部分气体通过过气通道301穿过支架3,最终汇聚在第二排气通道303内,从防爆阀6排出以实现快速泄压。
在上述技术方案中,通过在架本体31的第二侧312设置第二抵接部322,第二抵接部322与壳体11设置防爆阀6的壁体抵接,使架本体31的第二侧312与壳体11的壁体之间限定出与过气通道301连通的第二排气通道303,增加了排气路径的占用空间,提高了排气能力,降低电池单体10发生燃烧爆炸的风险,减少对相邻的电池单体10的影响,有利于提高电池100的使用可靠性和稳定性。
请再次参照图10和图11,架本体31的第二侧312还凸设有第二延伸部332,第二延伸部332与第二抵接部322间隔设置,第二延伸部332与第二抵接部322共同形成第二导流通道305,第二导流通道305连通至少一个过气通道301和第二排气通道303。
第二导流通道305一方面可以增大排气路径占用的空间,利于提高排气能力,另一方面可以起到引导作用,从过气通道301穿过支架3的一部分气体可以沿着第二导流通道305流动至第二排气通道303,最终可以从防爆阀6排出以实现泄压,进一步降低电池单体10发生燃烧爆炸的风险,提高电池100的使用可靠性和稳定性。此外,第二导流通道305可以引导电解液流动,进一步缩短浸润时间,大幅提高浸润效率。
其中,在电池单体10的长度方向上,排气孔313两侧的过气缺口315的数量均为多个,位于同一侧的多个过气缺口315共用一个第二导流通道305。
也就是说,多个过气缺口315可以划分为两部分,两部分过气缺口315分别位于排气孔313在电池单体10的长度方向上的两侧,对应地,第二导流通道305的数量为两个,两个第二导流通道305分别位于排气孔313在电池单体10的长度方向上的两侧,在电池单体10的长度方向上,位于排气孔313一侧的第二导流通道305与对应位置的多个过气缺口315连通,使该第二导流通道305与对应位置的多个过气通道301连通,位于排气孔313另一侧的第二导流通道305与对应位置的多个过气缺口315连通,使该第二导流通道305与对应位置的多个过气通道301连通。
当电池单体10有发生热失控的倾向时,产生的气体可以先进入第一排气通道302内,一部分气体可以通过排气孔313穿过支架3,流动至架本体31的第二侧312,另一部分气体可以通过多个过气通道301穿过支架3,流动至架本体31的第二侧312,然后沿着第二导流通道305流动,最终汇聚在第二排气通道303内,从防爆阀6排出以实现快速泄压。
当注液时,电解液可以沿着第二导流通道305向多个过气缺口315流动,穿过过气缺口315的电解液可以先沿着第二导流通道304流动,再朝电极组件2流动,也可以直接朝电极组件2流动,缩短电解液的浸润时间,提高浸润效率。
在上述技术方案中,穿过支架3的气体可以在第二导流通道305的引导下,向位于中部的第二排气通道303流动,最终可以从防爆阀6排出,实现最终的泄压,进一步降低电池单体10发生燃烧爆炸的风险,提高电池100的使用可靠性和稳定性。电解液可以在第二导流通道305的引导下向多个过气缺口315流动,缩短浸润时间,提高浸润效率。
请再次参照图11,架本体31的第二侧312具有安装凹部316,安装凹部316朝第一侧311凹陷设置,安装凹部316和壳体11设置防爆阀6的壁体之间限定出第二排气通道303,排气孔313设于安装凹部316的底壁。
安装凹部316是指,相对于架本体31的第二侧312表面凹陷设置的凹槽,安装凹部316的底壁低于架本体31的第二侧312表面,使排气孔313所在的表面低于架本体31的第二侧312表面。
在上述技术方案中,通过在架本体31的第二侧312设置安装凹部316,可以增加壳体11设置防爆阀6的壁体与排气孔313之间的距离,增加了排气路径的占用空间,提高了排气能力,进一步降低电池单体10发生燃烧爆炸的风险,减少对相邻的电池单体10的影响,有利于提高电池100的使用可靠性和稳定性。
其中,安装凹部316的侧壁设有过气孔317,过气孔317连通第二导流通道305和第二排气通道303,第二导流通道305内的气体可以通过过气孔317流向第二排气通道303,最终可以从防爆阀6排出以实现泄压,降低电池单体10发生燃烧爆炸的风险,减少对相邻的电池单体10的影响,有利于提高电池100的使用可靠性和稳定性。
在一些实施例中,架本体31的第二侧312还设有减重槽319,不仅可以减轻支架3的重量,而且可以进一步增大排气路径的占用空间,提高排气能力,并且提高空间利用率。
请再次参照图10和图11,第二抵接部322呈弧形设置,使第二抵接部322与第二延伸部332限定出呈弧形的第二导流通道305。
第二抵接部322的数量为两个,两个第二抵接部322分别位于排气孔313的两侧。示例地,两个第一抵接部321分别形成弧形板件,每个弧形板件的两端之间间隔设置,并且与排气孔313相对设置。再示例地,两个第一抵接部321分别形成封闭的环形板件。
其中,位于排气孔313的同一侧的多个过气缺口315绕对应的第二抵接部322的周向间隔设置,使位于排气孔313同一侧的多个过气缺口315在对应的第二导流通道305的延伸方向上排布,这样多个过气通道301均与同一个第二导流通道305连通,从多个过气通道301流出的气体在第二导流通道305的引导下,汇聚在第二排气通道303,最终可以从防爆阀6排出。
因此,在上述技术方案中,将第二抵接部322呈弧形设置,并将位于排气孔313同一侧的多个过气缺口315绕对应的第二抵接部322的周向间隔设置,可以限定出呈弧形设置的第二导流通道305,增加第二导流通道305的占用空间,提高支架3的空间利用率,同时可以进一步提高排气能力。此外,可以进一步缩短浸润时间,提高浸润效率。
请再次参照图3-图4以及图10-图11,壳体11设置防爆阀6的壁体上还设有正极柱1201和负极柱1202,架本体31上开设有两个通孔314,两个通孔314用于露出正极柱1201和负极柱1202的,排气孔313位于两个通孔314之间,两个第二抵接部322和两个通孔314一一对应设置,每个第二抵接部322均绕对应的通孔314的外周向设置。
在上述技术方案中,通过在架本体31上设置两个通孔314,可以避让正极柱1201和负极柱1202,使正极柱1201和负极柱1202可以与电极组件2的对应的导电部22连接,通过将第二抵接部322绕对应的通孔314的外周向设置,一方面可以使第二抵接部322与第二延伸部332限定出呈弧形设置的第二导流通道305,增加第二导流通道305的占用空间,提高支架3的空间利用率,同时可以提高排气能力,另一方面可以减少气体从通孔314处的回流。
请再次参照图9,通孔314的孔壁设有定位槽318,用于与正极柱1201或者负极柱1202配合。通过设置定位槽318,有利于提高正极柱1201或者负极柱1202与支架3的连接可靠性。
在一些实施例中,第二抵接部322的内周缘超出通孔314的孔壁,定位槽318包括横向槽段和竖向槽段,横向槽段设于第二抵接部322朝向架本体31的一侧表面,竖向槽段设于架本体31在通孔314处的壁面,横向槽段和竖向槽段均可以与正极柱1201或者负极柱1202配合,进一步提高正极柱1201或者负极柱1202的安装可靠性。
请再次参照图3和图4,壳体11设置防爆阀6的壁体上还设有极柱12,极柱12为正极柱1201和负极柱1202中的至少一者,架本体31上开设有露出极柱12的通孔314,电极组件2包括活性物质涂覆部21和导电部22,导电部22与活性物质涂覆部21连接,支架3支撑于活性物质涂覆部21设置导电部22的端部。
请参照图12和图13,图12为本申请一些实施例提供的电池单体10的局部剖视示意图。图13为本申请一些实施例提供的电池单体10的局部剖视示意图。极柱12开设有容纳部121,容纳部121与通孔314连通,导电部22的至少部分穿过通孔314后伸入容纳于容纳部121内,并且导电部22与极柱12电连接。也就是说,极柱12设置为空心结构。
其中,至少部分的含义为导电部22可全部容纳在容纳部121内,也可以导电部22的局部容纳在容纳部121内。由于极柱12设置有容纳部121,容纳部121的空心结构一方面可一定程度减轻极柱12的重量,以能提高电池单体10和电池100的重量能量密度,另一方面,导电部22能容纳在容纳部121内,提高了导电部22的装配效率,还能节约导电部22占用空间,充分利用电池单体10的空间,使得支架3与极柱12之间、支架3与导电部22之间的配合均更紧密和可靠,使得电池单体10的结构跟紧凑,更利于电池单体10的能量密度的提升。
更具体地,将导电部22的局部或者全部容纳于容纳部121内,使得导电部22位于容纳部121内的部分可以占用极柱12内的空间,可以减少导电部22在壳体11内的占用空间,当壳体11的尺寸固定的情况下,壳体11内可以节省出一些空间,以容纳更大尺寸的活性物质涂覆部21,提升电池单体10的体积能量密度。例如,当导电部22从活性物质涂覆部21的靠近极柱12的一侧引出时,可以节省导电部22在活性物质涂覆部21与极柱12之间的空间占用,可以增大活性物质涂覆部21在导电部22引出方向上的尺寸,减小活性物质涂覆部21与极柱12之间的间距,提升电池单体10的能量密度。
同时,通过将导电部22的至少部分容纳于容纳部121内,使得电池单体10自身所占用空间可以减小,使得相同体积的电池100可容纳更多数量的电池单体10,还能提升电池100的体积能量密度;另外,将导电部22的至少部分容纳于容纳部121内,以占用极柱12内的空间,可以在至少一定程度上减小导电部22在壳体11内的冗余,降低导电部22与活性物质涂覆部21之间短接的几率,降低电池单体10短路的几率,提高电池单体10和电池100的工作可靠性与稳定性。
需要说明的是,在本申请的实施例中,容纳部121的位置既可以位于极柱12朝向活性物质涂覆部21一侧,也可以位于极柱12背离活性物质涂覆部21一侧。
示例性地,请再次参照图12和图13,当容纳部121位于极柱12朝向活性物质涂覆部21一侧时,容纳部121包括第一容纳槽12110,极柱12朝向活性物质涂覆部21一侧的表面为极柱内端面122,第一容纳槽12110的槽口形成在极柱内端面122上,导电部22的至少部分容纳于第一容纳槽12110内。
示例性地,第一容纳槽12110为槽体,槽体为具有一定深度的槽状结构。例如,当极柱12设置在壳体11的上端壁,极柱内端面122为极柱12的下表面时,第一容纳槽12110形成为槽口向下敞开,槽壁向上凹陷的容纳槽。又例如,当极柱12设置在壳体11的下端壁,极柱内端面122为极柱12的上表面时,第一容纳槽12110形成为槽口向上敞开,槽壁向下凹陷的容纳槽。
在上述技术方案中,一方面,在极柱12上开设第一容纳槽12110可一定程度减轻极柱12的重量,以能提高电池单体10和电池100的重量能量密度;另一方面,由于第一容纳槽12110的槽口形成在极柱内端面122上,且极柱内端面122为极柱12的靠近活性物质涂覆部21一侧的表面,使得第一容纳槽12110可以朝向活性物质涂覆部21的方向敞开,进而方便导电部22伸入第一容纳槽12110内,提高装配效率。而且,此种形式的第一容纳槽12110便于加工,提高生产效率。
并且,第一容纳槽12110便于加工为具有较大的容积,可以容纳更多的导电部22;同时,由于第一容纳槽12110朝向活性物质涂覆部21的方向敞开,使得第一容纳槽12110还可以作为电解液的缓冲和暂存结构,使得壳体11内可容纳更多电解液,由于电池单体10充放电过程中会损耗电解液,因而当电解液更多时,可延长电池单体10的使用寿命;且也是因为第一容纳槽12110朝向活性物质涂覆部21的方向敞开,第一容纳槽12110也可以作为电极组件2内部产气的容纳和缓冲结构,减少电池单体10的膨胀,提高电池单体10的可靠性和稳定性。
另外,由于第一容纳槽12110位于极柱12的内侧,外部的异物杂质不易进入第一容纳槽12110,可减少外部异物杂质对电极组件2的影响,可提升电极组件2工作的稳定性和可靠性,进而提高电池单体10和电池100的稳定性和可靠性。
请再次参照图12,在本申请的实施例中,极柱12与壳体11的连接方式不限,例如既可以为焊接,也可以为铆接。例如,当二者通过铆接的方式配合时,壳体11上具有安装孔113,极柱12铆接安装于安装孔113处。当然,可以理解的是,当二者通过焊接或其他方式配合时,壳体11上也可以设有安装孔113,以方便极柱12能通过安装孔113安装于壳体11,此处不做限定。
同时,第一容纳槽12110可以对应安装孔113的位置设置,或者说,在垂直于极柱12的轴向R的投影面上,第一容纳槽12110的正投影位于安装孔113的正投影范围内,使得第一容纳槽12110可以具有较大的深度,以容纳更多的导电部22,进而可以更大程度地减少导电部22在壳体11内的占用空间。具体地,当壳体11上开设有安装孔113,极柱12安装于安装孔113时,沿极柱12的轴向R,第一容纳槽12110的深度H1大于或等于极柱内端面122到安装孔113的最小距离H2。
需要说明的是,第一容纳槽12110的具体形状不限,可以为规则形状,也可以为不规则形状,例如横截面为矩形、椭圆形、或跑道形的等截面柱形槽,或者横截面为矩形且截面尺寸渐变的梯形槽,或者横截面为圆形且截面尺寸渐变的半球形槽,或者横截面为椭圆形且截面尺寸渐变的半椭球形槽等等。因此,第一容纳槽12110的深度H1指的是:第一容纳槽12110沿极柱12的轴向R的最大深度。
由于在极柱12的轴向R上,第一容纳槽12110的深度H1大于或等于极柱内端面122到安装孔113的最小距离H2,可以充分利用极柱12的体积,使得第一容纳槽12110具有较大的深度,有利于容纳更多的导电部22,进而可以更大程度地减少导电部22在壳体11内的占用空间,进一步提升电池单体10的能量密度,进一步减小导电部22在壳体11内的冗余;同时,由于第一容纳槽12110具有较大的深度,也可以容纳电极组件2的产气,提高电池单体10的可靠性和稳定性,还可以容纳更多电解液,以能提高电池单体10的使用寿命。
请再次参照图12和图13,为了提高活性物质涂覆部21与极柱12电连接的稳定性和可靠性,在本申请的一些实施例中,导电部22与极柱12的电连接位置可以位于容纳部121形成的第一容纳槽12110的槽壁上。
示例性地,导电部22与极柱12可以通过焊接形成电连接,电连接位置为导电部22与极柱12的焊接位置。同时,导电部22与极柱12的焊接方式不限,例如可以为激光焊,且根据焊接部位的位置、角度、或结构等因素,可以选择垂直焊接、或倾斜焊接等,以及搭接焊、或封边焊等。在本申请的其他实施例中,导电部22与极柱12还可以通过其他方式代替焊接实现电连接,例如设置导电胶或导电钉等方式实现。为简化描述,后文以导电部22与极柱12焊接形成电连接,焊接位置即为导电部22与极柱12的电连接位置为例进行介绍。
具体地,极柱12具体包括第一端壁12111和第一侧壁12113,第一端壁12111位于第一侧壁12113的远离活性物质涂覆部21的一侧,第一端壁12111和第一侧壁12113围设形成第一容纳槽12110,导电部22与极柱12的电连接位置位于第一端壁12111和/或第一侧壁12113。也就是说,可以是导电部22与第一端壁12111和第一侧壁12113中的至少一个焊接。
在上述技术方案中,通过将导电部22与极柱12的电连接位置设置在第一端壁12111和第一侧壁12113中的至少一个上,使得第一容纳槽12110不但具有容纳导电部22的至少部分的作用,第一容纳槽12110的槽壁还具有与导电部22实现电连接的作用,可以简化极柱12的结构,便于极柱12的加工,而且可以简化导电部22的结构,减少导电部22的冗余,降低导电部22的成本。而且利用第一容纳槽12110的槽壁实现与导电部22的电连接,可以使得导电部22与极柱12电连接的区域可设置得相对较大,不但可以降低电连接的难度,而且可以提高电连接的可靠性与稳定性,进而提升电池单体10的性能。
此外,由于导电部22与极柱12的电连接位置位于第一容纳槽12110内,不但可以避免电连接位置凸出于极柱12的外部,占用极柱12之外的空间,而且可以使得电连接的位置获得极柱12的保护,提高导电部22与极柱12的电连接的可靠性与稳定性。
另外,在本申请的实施例中,第一端壁12111构造为并未开设穿孔12130的封闭结构,以使第一容纳槽12110与壳体11的外部空间隔绝,可以避免壳体11内的电解液从第一容纳槽12110漏出的问题。
请再次参照图12和图13,在一些可选实施例中,导电部22的局部形状与第一端壁12111的局部形状相匹配,且贴合设置并实现电连接,以使导电部22与第一端壁12111电连接的位置沿第一端壁12111的长度或宽度方向延伸。例如,当第一端壁12111为平面时,导电部22的局部也可以为平面并贴合于第一端壁12111,并对贴合的位置进行电连接,例如焊接。由此,可以提升电连接的面积,提升电连接的可靠性与稳定性。
另外,当导电部22与第一端壁12111的电连接为焊接时,由于第一端壁12111位于第一容纳槽12110的远离活性物质涂覆部21的一侧,便于进行焊接操作,例如可以从极柱12的远离活性物质涂覆部21的一侧进行焊接。
值得说明的是,第一端壁12111的形状不限,例如可以为平板状、弧形板状等。其中,当第一端壁12111为平板状结构时,第一端壁12111与极柱12的轴向R呈夹角布置,例如可以是与极柱12的轴向R相垂直的平板结构,又例如还可以是与极柱12的轴向R不垂直的倾斜板状结构,但倾斜方向不限。
当然,在本申请的其他实施例中,导电部22与第一端壁12111电连接的位置,也可以并不是沿第一端壁12111的长度或宽度方向延伸的,例如还可以是离散设置的多个点,例如,导电部22具有间隔设置的多个部位分别与第一端壁12111焊接,这里不作赘述。
请参照图14,图14为本申请一些实施例提供的电池单体10的局部剖视示意图。当导电部22与第一端壁12111电连接时,可以在第一端壁12111上设置第一沉槽12112,第一沉槽12112的下沉方向为背离活性物质涂覆部21的方向。导电部22与第一端壁12111电连接位置的至少部分位于第一沉槽12112内。示例性地,可以将导电部22的至少部分设置在第一沉槽12112内并与第一端壁12111用于限定第一沉槽12112的部位连接。
在上述技术方案中,一方面,可以利用第一沉槽12112实现对导电部22电连接位置的预定位和限位,不仅有利于找准位置实现电连接,提高生产效率,还利于提高导电部22的稳定性和可靠性,提高电池单体10充放电过程的稳定性和可靠性;另一方面,通过在第一端壁12111上设置第一沉槽12112,可以局部减薄第一端壁12111的局部的壁厚,不仅有利于进行焊接,还利于减轻极柱12的重量,提高电池单体10的重量能量密度。
请再次参照图13和图14,在本申请实施例中,极柱12还可以根据需求设置第一凹槽126,第一凹槽126位于极柱12远离活性物质涂覆部21的一侧,也即,极柱12的远离活性物质涂覆部21的一侧表面为极柱外端面123,第一凹槽126的槽口形成在极柱外端面123上。
可以理解的是,第一凹槽126为槽体,槽体为具有一定深度的槽状结构。并且,当极柱12设置在壳体11的上端壁,极柱外端面123为极柱12的上表面时,第一凹槽126形成为槽口向上敞开,槽壁向下凹陷(也即向靠近电极组件2的方形凹陷)的第一凹槽126。又例如,当极柱12设置在壳体11的下端壁,极柱外端面123为极柱12的下表面时,第一凹槽126形成为槽口向下敞开,槽壁向上凹陷(也即向远离电极组件2的方形凹陷)的第一凹槽126。
在上述技术方案中,一方面,由于极柱12设置有第一凹槽126,能进一步减轻极柱12的重量,以能提高电池单体10和电池100的重量能量密度;另一方面,第一凹槽126位于极柱12的外侧,即朝向极柱12的背离壳体11内部的一侧敞开,可以利用第一凹槽126容纳或安装电池100中电连接各个电池单体10的结构零部件,以充分利用极柱12内的空间,提高电池100的空间利用率和体积能量密度。
另外,由于极柱12上同时具有第一容纳槽12110和第一凹槽126,第一凹槽126位于第一容纳槽12110的远离活性物质涂覆部21的一侧,且第一凹槽126朝向背离第一容纳槽12110的方向敞开,从而有利于从极柱12的外侧,即极柱12的远离活性物质涂覆部21的一侧,通过第一凹槽126对导电部22与第一端壁12111进行激光焊接,也即便于通过外部焊接实现导电部22与极柱12的电连接。也就是说,通过上述结构设置,可便于通过第一凹槽126对极柱12和导电部22进行外部焊接,便于电池单体10的加工和制造,能节省加工和制造的成本。
进一步地,为了方便且有效地通过第一凹槽126对导电部22与第一容纳槽12110的槽壁进行焊接,提高导电部22与第一容纳槽12110的槽壁焊接可靠性,在本申请的实施例中,可以将第一凹槽126和第一容纳槽12110之间的部分,与导电部22激光焊接,也即将图14所示的间隔部127与导电部22激光焊接,以实现电极组件2与极柱12的电连接。极柱12的位于第一凹槽126和第一容纳槽12110之间的间隔部127的厚度较薄,间隔部127隔离第一凹槽126和第一容纳槽12110,间隔部127的靠近活性物质涂覆部21的一侧壁面可以作为第一端壁12111,当导电部22需要与第一端壁12111进行焊接时,由于间隔部127的厚度相对较薄,从而有利于通过第一凹槽126实现对导电部22和第一端壁12111的焊接,提高焊接的便利性和可靠性。
请再次参照图13,进一步地,电池单体10还可以包括槽盖7,槽盖7设于极柱12且封盖第一凹槽126的槽口。在上述技术方案中,通过设置封盖第一凹槽126的槽盖7,使得极柱12可以通过槽盖7实现与汇流部件的间接电连接,可以通过对槽盖7的位置及结构设置,使得槽盖7与汇流部件的电连接更加方便且电连接面积更大。由此,通过设置槽盖7能便于电池100内相邻电池单体10的电连接,且由于电池单体10与电池单体10电连接的位置位于槽盖7处,与导电部22和极柱12的电连接位置能够通过第一凹槽126隔开,二者之间干涉更少,能进一步提高电池单体10的稳定性和可靠性。
示例性地,请参照图15,图15为本申请一些实施例提供的电池单体10的局部剖视示意图,容纳部121也可以设置为包括第二容纳槽12120,极柱12远离活性物质涂覆部21一侧的表面为极柱外端面123,第二容纳槽12120的槽口形成在极柱外端面123上,第二容纳槽12120通过穿孔12130与壳体11的内部连通,导电部22穿设于穿孔12130且至少部分容纳于第二容纳槽12120内。
可以理解的是,第二容纳槽12120为槽体,槽体为具有一定深度的槽状结构。例如,当极柱12设置在壳体11的上端壁,极柱外端面123为极柱12的上表面时,第二容纳槽12120形成为槽口向上敞开,槽壁向下凹陷的容纳槽。又例如,当极柱12设置在壳体11的下端壁,极柱外端面123为极柱12的下表面时,第二容纳槽12120形成为槽口向下敞开,槽壁向上凹陷的容纳槽。
在上述技术方案中,请再次参照图15,一方面,极柱12设置第二容纳槽12120,可一定程度减轻极柱12的重量,以能提高电池单体10和电池100的重量能量密度;另一方面,由于第二容纳槽12120的槽口形成在极柱外端面123上,且极柱外端面123为极柱12的远离活性物质涂覆部21一侧的表面,使得第二容纳槽12120可以朝向背离活性物质涂覆部21的方向敞开,这样,当将导电部22的至少部分容纳于第二容纳槽12120内时,可以容易地通过第二容纳槽12120的槽口实现对导电部22的收纳整理,且可以容易地通过第二容纳槽12120的槽口实现对导电部22与极柱12的电连接操作等,进而可以降低电池单体10的生产难度,提高电池单体10的生产效率。
同时,由于第二容纳槽12120朝能通过穿孔12130与壳体11的内部连通,使得第二容纳槽12120还可以作为电解液的缓冲和暂存结构,使得壳体11内可容纳更多电解液,由于电池单体10充放电过程中会损耗电解液,因而当电解液更多时,可延长电池单体10的使用寿命;且也是因为第二容纳槽12120能通过穿孔12130与壳体11的内部连通,第二容纳槽12120也可以作为电极组件2内部产气的容纳和缓冲结构,减少电池单体10的膨胀,提高电池单体10的可靠性和稳定性。
值得说明的是,当容纳部121具有第二容纳槽12120,导电部22穿设于穿孔12130且至少部分容纳于第二容纳槽12120内时,导电部22与极柱12的电连接位置不限。示例性地,当导电部22穿设于穿孔12130且至少部分容纳于第二容纳槽12120内时,在本申请的实施例中,导电部22与极柱12的电连接位置位于极柱12形成的穿孔12130的孔壁。
在上述技术方案中,通过将导电部22与极柱12的电连接位置设置于穿孔12130的孔壁上,方便通过第二容纳槽12120对导电部22与极柱12进行电连接操作,而且在导电部22与极柱12的电连接面积较大时,可以利用导电部22与极柱12的电连接实现对穿孔12130的密封,以节省密封成本,且减少电解液漏液,并节省密封零件。
具体地,可以在穿孔12130的与第二容纳槽12120连接的位置,进行导电部22与穿孔12130的孔壁的焊接,方便操作,而且可以通过对焊印的控制,利用焊印和导电部22实现对穿孔12130的密封,以改善壳体11内的电解液从穿孔12130漏出的问题。
再示例性地,当导电部22穿设于穿孔12130且至少部分容纳于第二容纳槽12120内时,在本申请的另外一些实施例中,导电部22与极柱12的电连接位置还可以位于极柱12形成的第二容纳槽12120的槽壁上。由此,便于电连接操作,例如当导电部22与极柱12形成的第二容纳槽12120的槽壁进行焊接时,可以改善焊接产生的导电颗粒进入壳体11内,造成短路等问题的发生。
请再次参照图15,极柱12包括第二端壁12121和第二侧壁12123,第二端壁12121位于第二侧壁12123的靠近活性物质涂覆部21的一侧,第二端壁12121和第二侧壁12123围设形成第二容纳槽12120,穿孔12130开设于第二端壁12121,导电部22与极柱12的电连接位置位于第二端壁12121和/或位于第二侧壁12123。
更具体地,导电部22与极柱12可以通过焊接形成电连接,因此焊接位置即为导电部22与极柱12的电连接位置。在本申请地其他实施例中,导电部22与极柱12还可以通过其他方式代替焊接实现电连接,例如设置导电胶或导电钉等方式实现,这里不作赘述。
为简化描述,后文以导电部22与极柱12焊接形成电连接,焊接位置即为导电部22与极柱12的电连接位置为例进行介绍。例如在一些实施例中,导电部22与极柱12的电连接位置位于第二端壁12121和/或第二侧壁12123,可以是导电部22与第二端壁12121和第二侧壁12123中的至少一个焊接。
在上述技术方案中,通过将导电部22与极柱12的电连接位置设置在第二端壁12121和第二侧壁12123中的至少一个上,使得第二容纳槽12120不但具有容纳导电部22的至少部分的作用,第二容纳槽12120的槽壁还具有与导电部22实现电连接的作用,可以简化极柱12的结构,便于极柱12的加工。而且由于穿孔12130开设于第二端壁12121,便于导电部22通过穿孔12130伸入第二容纳槽12120,可以简化导电部22的结构,减少导电部22的冗余,降低导电部22的成本。并且,第二容纳槽12120的槽口敞开方向使得可以容易地通过第二容纳槽12120的槽口对导电部22与第二容纳槽12120的槽壁进行电连接操作,可以降低电连接的难度,并且利用第二容纳槽12120的槽壁实现与导电部22的电连接,可以使得导电部22与极柱12电连接的区域相对较大,可以提高电连接的可靠性与稳定性,进而提升电池单体10的性能。
此外,由于导电部22与极柱12的电连接位置位于第二容纳槽12120内,不但可以避免电连接位置凸出于极柱12的外部,占用极柱12之外的空间,而且可以使得电连接的位置获得极柱12的保护,提高导电部22与极柱12的电连接的可靠性与稳定性。
请再次参照图15,在一些实施例中,导电部22的局部形状与第二端壁12121的局部形状相匹配,且贴合设置并实现电连接,以使导电部22与第二端壁12121电连接的位置沿第二端壁12121的长度或宽度方向延伸。例如,当第二端壁12121为平面时,导电部22的局部也可以为平面并贴合于第二端壁12121,并对贴合的位置进行电连接,例如焊接。由此,可以提升电连接的面积,提升电连接的可靠性与稳定性。
值得说明的是,第二端壁12121的形状不限,例如可以为平板状或弧形板状结构。其中,当第二端壁12121为平板状结构时,第二端壁12121与极柱12的轴向R呈夹角布置,例如可以是与极柱12的轴向R相垂直的平板状结构,又例如还可以是与极柱12的轴向R不垂直的倾斜平板结构,但倾斜方向不限。
例如,请再次参照图15,当第二端壁12121呈平板状结构时,第二端壁12121与极柱12的轴向R的夹角θ等于90°,即沿着从穿孔12130到第二侧壁12123的方向,第二端壁12121与活性物质涂覆部21等间距。由此便于导电部22与第二端壁12121焊接。
又例如,第二端壁12121与极柱12的轴向R的夹角θ大于90°,即沿着从穿孔12130到第二侧壁12123的方向,第二端壁12121朝向靠近活性物质涂覆部21的方向倾斜延伸。由此,导电部22沿第二端壁12121的延伸距离可以增大,以增大电连接的可靠性。示例性地,第二端壁12121与极柱12的轴向R的夹角θ可以为90°-145°,例如100°、110°、120°、130°、140°等等,一方面可以使得第二端壁12121容易加工且便于与导电部22电连接,另一方面可以较为充分地利用极柱12内的空间容纳导电部22。
再例如,第二端壁12121与极柱12的轴向R的夹角θ小于90°,即沿着从穿孔12130到第二侧壁12123的方向,第二端壁12121朝向远离活性物质涂覆部21的方向倾斜延伸。
由此,导电部22沿第二端壁12121的延伸距离可以增大,以增大电连接的可靠性。示例性地,第二端壁12121与极柱12的轴向R的夹角θ可以为45°-90°,例如50°、60°、70°、80°等等,一方面可以使得第二端壁12121容易加工且便于与导电部22电连接,另一方面可以较为充分地利用极柱12内的空间容纳导电部22。
当然,本申请不限于此,在本申请的其他实施例中,导电部22与第二端壁12121电连接的位置,也可以并不是沿第二端壁12121的长度或宽度方向延伸的,其还可以是离散设置的多个点,例如,导电部22具有间隔设置的多个部位分别与第二端壁12121焊接,这里不作赘述。
请再次参照图15,并进一步参照图16,图16为本申请一些实施例提供的电池单体10的局部剖视示意图。无论第二端壁12121与极柱12的轴向R的夹角θ具体为何值,在本申请的实施例中,当导电部22与第二端壁12121电连接时,均可以根据需求在第二端壁12121上设置第二沉槽12122,第二沉槽12122为第二端壁12121的局部向靠近活性物质涂覆部21的一端下沉形成的凹槽。导电部22与第二端壁12121电连接的位置至少部分位于第二沉槽12122内。
在上述技术方案中,将导电部22的位于第二沉槽12122内的部分与第二沉槽12122形状设置为相匹配,且贴合设置以实现电连接,可以利用第二沉槽12122实现对导电部22电连接位置的预定位和限位,有利于找准位置实现电连接,提高生产效率,并提高电连接位置的稳定性和可靠性,以提高电池单体10充放电作业的可靠性和稳定性。
请再次参照图16,在本申请的实施例中,极柱12与壳体11的连接方式不限,例如既可以为焊接,也可以为铆接,例如,当二者通过铆接的方式配合时,壳体11上具有安装孔113,极柱12铆接安装于安装孔113处。当然,可以理解的是,当二者通过焊接或其他方式配合时,壳体11上也可以设有安装孔113,极柱12安装于安装孔113处。
可选地,请再次参照图15,第二容纳槽12120可以对应安装孔113的位置设置,或者说,在垂直于极柱12的轴向R的投影面上,第二容纳槽12120的正投影位于安装孔113的正投影范围内,使得第二容纳槽12120可以具有较大的深度,以容纳更多的导电部22,进而可以更大程度地减少导电部22在壳体11内的占用空间。
在一些实施例中,请再次参照图15,当壳体11上具有安装孔113,极柱12安装于安装孔113时,沿极柱12的轴向R,第二容纳槽12120的深度H3大于或等于极柱外端面123到安装孔113的最小距离H4。
需要说明的是,第二容纳槽12120的具体形状不限,可以为规则形状,也可以为不规则形状,例如横截面为矩形、椭圆形、或跑道形的等截面柱形槽,或者横截面为矩形且截面尺寸渐变的梯形槽,或者横截面为圆形且截面尺寸渐变的半球形槽,或者横截面为椭圆形且截面尺寸渐变的半椭球形槽等等。值得说明的是,本文所述的跑道形指的是长方形的两个短边通过外凸曲线代替的形状。
因此,第二容纳槽12120的深度H3指的是:第二容纳槽12120沿极柱12的轴向R的最大深度。由于在极柱12的轴向R上,第二容纳槽12120的深度H3大于或等于极柱外端面123到安装孔113的最小距离H4,可以充分利用极柱12的体积,使得第二容纳槽12120具有较大的深度,有利于容纳更多的导电部22,进而可以更大程度地减少导电部22在壳体11内的占用空间,进一步提升电池单体10的能量密度,进一步减小导电部22在壳体11内的冗余;同时,由于第二容纳槽12120具有较大的深度,也可以容纳电极组件2的产气,提高电池单体10的可靠性和稳定性,还可以容纳更多电解液,以能提高电池单体10的使用寿命。
请参照图16,并进一步参照图17,图17为本申请一些实施例提供的电池单体10的局部剖视示意图。在本申请的实施例中,当容纳部121具有上述任一实施例的第二容纳槽12120时,可选地,电池单体10还可以进一步包括盖板13,盖板13与极柱12配合,且封闭第二容纳槽12120的槽口,盖板13与极柱12电连接。
在上述技术方案中,通过设置盖板13封闭第二容纳槽12120的槽口,可以避免壳体11内的电解液从第二容纳槽12120的槽口漏出,而且由于盖板13封闭第二容纳槽12120的槽口并与极柱12电连接,从而可以利用盖板13很容易地实现极柱12与汇流部件的间接电连接,而且有利于增大该电连接处的连接面积,进而有利于降低该电连接处的电阻。
值得说明的是,盖板13与极柱12的配合方式和配合位置不限,只要能够实现盖板13对于第二容纳槽12120的槽口的封闭即可。例如,在一些实施例中,盖板13可以与极柱12焊接,加工时,可以先将导电部22穿过穿孔12130并焊接于第二容纳槽12120的槽壁上,然后将盖板13与极柱12焊接,以封闭第二容纳槽12120的槽口。
还需要说明的是,盖板13的具体构成不限。例如在一些可选实施例中,请参照图17,盖板13包括材质不同的第一导电件131与第二导电件132,第一导电件131与极柱12配合且电连接,第二导电件132与第一导电件131配合且电连接。
在上述技术方案中,将盖板13设置为复合形式,将第一导电件131设置为与极柱12的材质相同,从而便于第一导电件131与极柱12的电连接,例如可以很容易地通过焊接使得第一导电件131与极柱12可靠且稳定连接。并且由于第二导电件132与第一导电件131的材质不同,便于利用第二导电件132与材质不同于极柱12的汇流部件等电连接,例如可以很容易地通过焊接使得第二导电件132与材质与第二导电件132相同的汇流部件可靠且稳定连接。
例如,当极柱12为负极极柱12时,极柱12为铜柱,汇流部件为铝片时,此时,可以将第一导电件131设置为铜材,将第二导电件132设置为铝材,此时,极柱12与第一导电件131的材质相同可以有效地焊接,第二导电件132与汇流部件的材质相同可以有效地焊接,从而可以有效地实现极柱12通过盖板13与汇流部件的间接电连接。而且,极柱12与第一导电件131为铜材与铜材的焊接,流动性好,不易产生裂纹,有利于提升焊接处的密封效果。
请再次请参照图17,在一些可选示例中,第一导电件131位于在第二容纳槽12120与第二导电件132之间。在上述技术方案中,由于第一导电件131位于第二容纳槽12120与第二导电件132之间,因而可分隔第二容纳槽12120与第二导电件132,从而当壳体11内的电解液从穿孔12130进入第二容纳槽12120时,可以利用第一导电件131防止该部分电解液与第二导电件132接触,解决电解液对第二导电件132造成腐蚀的问题。
值得说明的是,第一导电件131与第二导电件132的配合方式不限。例如在一些实施例中,请参照图17,第一导电件131上具有第二凹槽1311,第二导电件132嵌设于第二凹槽1311,第二凹槽1311的槽口形成在第一导电件131的远离第二容纳槽12120一侧的表面上,以使第二导电件132由第二凹槽1311的槽口显露。或者,在其他实施例中,第一导电件131和第二导电件132的连接方式还可以为紧固连接、卡接等。
还需要说明的是,第二导电件132由第二凹槽1311的槽口显露中的“显露”指的是:第一导电件131在第二凹槽1311的槽口位置对第二导电件132无遮挡即可,不要求第二导电件132从第二凹槽1311的槽口凸出,例如,第二导电件132可以是平齐于第一导电件131的远离第二容纳槽12120一侧的表面,也可以是第二导电件132凸出于第一导电件131的远离第二容纳槽12120一侧的表面。
在上述技术方案中,一方面,通过将第二导电件132嵌设于第一导电件131内,从而可以降低第一导电件131与第二导电件132的装配难度,提高第一导电件131与第二导电件132配合的稳定性和便捷性,并且可以减小盖板13的厚度,减小盖板13对空间的占用,以提高电池单体10的空间利用率。另一方面。并且,由于第二导电件132可以通过第二凹槽1311的槽口从第一导电件131的远离第二容纳槽12120一侧的表面显露出来,从而有利于实现第二导电件132与极柱12外的汇流部件电连接。
此外,由于第二凹槽1311的槽口形成在第一导电件131的远离第二容纳槽12120一侧的表面上,说明第二凹槽1311朝向背离活性物质涂覆部21的方向敞开,从而第一导电件131的用于限定出第二凹槽1311的槽壁的部分位于在第二容纳槽12120与第二导电件132之间,以分隔开第二容纳槽12120与第二导电件132,从而阻止进入第二凹槽1311的电解液与第二导电件132接触,减少电解液的泄露。
当然,在其他实施例中,盖板13也可以并非为多种材质组成的复合形式,例如在本申请的其他实施例中,也可以将盖板13整体设置为采用同一种材质加工而成的非复合形式,例如用于适配正极极柱12,这里不作赘述。
请再次请参照图17,盖板13还嵌设于第二容纳槽12120的槽口处。在上述技术方案中,通过将盖板13嵌设于第二容纳槽12120内,可以降低盖板13与极柱12的装配难度,提高盖板13与极柱12的装配稳定性,以及连接的可靠性和便捷性,而且可以减小盖板13对于极柱12之外的空间占用。而且,由于盖板13嵌设于第二容纳槽12120的槽口处,使得第二容纳槽12120内可以具有较为充足的空间容纳导电部22。
当然,在本申请的其他实施例中,盖板13与极柱12的配合方式不限于嵌设于第二容纳槽12120内,盖板13还可直接罩设在极柱12外,也即直接盖设于第二容纳槽12120的槽口处,方便与电池100的汇流部件配合即可,本实施例不作限定。
在可选的方案中,极柱12包括两个,分别为正极柱1201和负极柱1202,通孔314包括两个,两个通孔314分别露出正极柱1201和负极柱1202。电极组件2在装入壳体11的过程中,电极组件2的两个导电部22可以同时且分别穿过支架3上的两个通孔314,以方便两个导电部22分别与正极柱1201、负极柱1202连接,有利于提高生产效率。
请再次参照图4,电池单体10还包括绝缘件4,绝缘件4与支架3连接,并共同包裹于电极组件2的周向。绝缘件4可以用于隔离壳体11内的电连接部件与壳体11,以降低短路的风险。示例性的,绝缘件4可以是塑料、橡胶等。其中,绝缘件4与支架3可以粘接相连,也可以热熔连接,当然,绝缘件4与支架3还可以采用其他方式连接。
如图2所示,根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种电池100,包括以上任一方案的电池单体10。
本申请实施例的技术方案中,通过采用上述电池单体10,可以降低电池单体10发生燃烧爆炸的风险,减少对相邻的电池单体10的影响,有利于提高电池100的使用可靠性和稳定性。
如图1所示,根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种用电装置1000,包括以上任一方案的电池单体10,或者,包括以上方案的电池100,并且电池100用于为用电装置1000提供电能。用电装置1000可以是前述任一应用电池100的设备或系统。
本申请实施例的技术方案中,通过采用上述电池100,有利于提高用电装置1000的使用可靠性和稳定性。
请再次参照图3-图11,根据本申请的一些实施例,本申请提供了一种支架3,支架3用于电池单体10,电池单体10包括壳体11和电极组件2,壳体11上设置有防爆阀6,电极组件2设置于壳体11内。
支架3包括架本体31,架本体31具有第一侧311和第二侧312,第一侧311和第二侧312在架本体31的厚度方向相对设置,架本体31开设有排气孔313,排气孔313贯穿架本体31的第一侧311和第二侧312,排气孔313用于与防爆阀6相对。
支架3还包括第一抵接部321,第一抵接部321设置于架本体31的第一侧311,并且第一抵接部321向背离第二侧312的方向凸设,第一抵接部321用于与电极组件2的端部抵接,以使排气孔313与电极组件2的端部间隔设置,并共同形成第一排气通道302。
本申请实施例的技术方案中,通过在架本体31的第一侧311设置第一抵接部321,第一抵接部321与电极组件2的端部抵接,可以增加架本体31的第一侧311与电极组件2的端部之间的距离,即增加了排气孔313与电极组件2的端部之间的距离,使架本体31的第一侧311与电极组件2的端部之间限定出与排气孔313连通的第一排气通道302,提高了排气能力,当电池单体10有发生热失控的倾向时,产生的气体可以先进入第一排气通道302内,再从排气孔313穿过支架3,最终可以从防爆阀6排出以实现快速泄压,从而能降低电池单体10发生燃烧爆炸的风险,减少对相邻的电池单体10的影响,有利于提高电池100的使用可靠性和稳定性。
在一些实施例中,支架3的周向开设有贯穿第一侧311和第二侧312的过气缺口315,支架3可以与电池单体10的壳体11配合,使过气缺口315与壳体11之间共同形成过气通道301,过气通道301与第一排气通道302连通。
当电池单体10有发生热失控的倾向时,产生的气体可以先进入第一排气通道302内,一部分气体可以通过排气孔313穿过支架3,另一部分气体可以通过过气通道301穿过支架3,最终可以从防爆阀6排出以实现快速泄压。
在上述技术方案中,通过在支架3上设置过气缺口315,利用过气缺口315可以与壳体11限定出过气通道301,一方面电极组件2周向产生的气体能在短时间内通过对应位置的过气通道301向防爆阀6位置运动,以提高防爆阀6泄压的及时性,同时第一排气通道302内的气体可以在短时间内分别流动至排气孔313和过气通道301,实现瞬时泄压,最后可以从防爆阀6排出,实现最终的泄压,进一步降低电池单体10发生燃烧爆炸的风险,提高电池100的使用可靠性和稳定性,另一方面注液时,电解液可以通过过气缺口315朝电极组件2流动,可以缩短浸润时间,提高浸润效率。
在一些实施例中,架本体31的第一侧311还凸设有第一延伸部331,第一延伸部331绕架本体31的周向环设且与架本体31限定出配合槽30,用于与电极组件2的端部配合。
支架3可以与电极组件2组装一起后,再一起装入壳体11内,或者,支架3可以先预装在壳体11上,然后再将电极组件2装入壳体11内,并与支架3进行配合。
在支架3与电极组件2组装后一起装入壳体11的实施例中,在入壳过程中,第一延伸部331可以对电极组件2形成保护,降低电极组件2触碰壳体11的概率,进一步减少壳体11刮伤电极组件2现象的发生,以减小电极组件2的活性物质脱落的可能性,一定程度上防止脱落的活性物质与相反极性的极片搭接导致的内部短路,且一定程度上防止脱落的活性物质与壳体11发生化学反应,进而导致壳体11被腐蚀穿透,提高电池单体10的使用可靠性,并且第一延伸部331与电极组件2可以进行卡接,一定程度上防止支架3在入壳之前脱落,提高电池单体10的产品优率。在入壳之后,第一延伸部331可以约束电极组件2的一端,降低电极组件2的活性物质涂覆部21的外层发生蓬松的概率,还对电极组件2的一端形成保护,减少电极组件2的一端触碰壳体11的问题,由此减少壳体11刮伤电极组件2的现象发生,提高电池单体10的使用可靠性。
在支架3先预装在壳体11上、电极组件2后装入壳体11内的实施例中,第一延伸部331可以约束电极组件2的一端,降低电极组件2的活性物质涂覆部21的外层发生蓬松的概率,还对电极组件2的一端形成保护,减少电极组件2的一端触碰壳体11的问题,由此减少壳体11刮伤电极组件2的现象发生,提高电池单体10的使用可靠性。
在上述技术方案中,通过设置第一延伸部331,可以约束电极组件2的一端,降低电极组件2的活性物质涂覆部21的外层发生蓬松的概率,还对电极组件2的一端形成保护,减少电极组件2的一端触碰壳体11的问题,由此减少壳体11刮伤电极组件2的现象发生,提高电池单体10的使用可靠性。
此外,由于电极组件2的端部伸入配合槽30内,可以缩短支架3与电极组件2的端部的距离,提高电池的能量密度。
在一些实施例中,第一延伸部331与第一抵接部321间隔设置,共同形成第一导流通道304,第一导流通道304用于连通至少一个过气通道301和第一排气通道302。
第一导流通道304一方面可以增大排气路径占用的空间,利于提高排气能力,另一方面可以起到引导作用,使进入第一排气通道302内的一部分气体可以沿着第一导流通道304流动至过气通道301,气体通过过气通道301穿过支架3,最终可以从防爆阀6排出以实现泄压,进一步降低电池单体10发生燃烧爆炸的风险,提高电池100的使用可靠性和稳定性。此外,第一导流通道304可以引导电解液流动,进一步缩短浸润时间,大幅提高浸润效率。
其中,在支架3的长度方向上,排气孔313两侧的过气缺口315的数量均为多个,且位于同一侧的多个过气缺口315共用一个第一导流通道304。
也就是说,多个过气缺口315可以划分为两部分,两部分过气缺口315分别位于排气孔313在电池单体10的长度方向上的两侧,对应地,第一导流通道304的数量为两个,两个第一导流通道304分别位于排气孔313在电池单体10的长度方向上的两侧,在电池单体10的长度方向上,位于排气孔313一侧的第一导流通道304与对应位置的多个过气缺口315连通,使该第一导流通道304与对应位置的多个过气通道301连通,位于排气孔313另一侧的第一导流通道304与对应位置的多个过气缺口315连通,使该第一导流通道304与对应位置的多个过气通道301连通。
当电池单体10有发生热失控的倾向时,产生的气体可以先进入第一排气通道302内,一部分气体可以通过排气孔313穿过支架3,流动至架本体31的第二侧312,另一部分气体可以通过两个第一导流通道304实现分流,然后从多个过气通道301穿过支架3,流动至架本体31的第二侧312,最终可以从防爆阀6排出以实现快速泄压。
在上述技术方案中,进入第一排气通道302内的气体可以在两个第一导流通道304的引导下,向排气孔313在电池单体10的长度方向上的两侧流动,实现瞬时泄压,然后从多个过气通道301穿过支架3,最终可以从防爆阀6排出,实现最终的泄压,进一步降低电池单体10发生燃烧爆炸的风险,提高电池100的使用可靠性和稳定性。注液时,电解液可以在两个第一导流通道304的引导下流动,缩短浸润时间,提高浸润效率。
请再次参照图8和图9,第一抵接部321呈弧形设置,使第一抵接部321与第一延伸部331限定出呈弧形的第一导流通道304。
第一抵接部321的数量为两个,两个第一抵接部321分别位于排气孔313的两侧,位于排气孔313的同一侧的多个过气缺口315绕对应的第一抵接部321的周向间隔设置,使位于排气孔313同一侧的多个过气缺口315在对应的第一导流通道304的延伸方向上排布,这样多个过气通道301均与同一个第一导流通道304连通,第一排气通道302处的气体在两个第一导流通道304的引导下,向第一排气通道302的四周流动,通过多个过气通道301穿过支架3,最终可以从防爆阀6排出。
因此,在上述技术方案中,将第一抵接部321呈弧形设置,并将位于排气孔313同一侧的多个过气缺口315绕对应的第一抵接部321的周向间隔设置,可以限定出呈弧形设置的第一导流通道304,增加第一导流通道304的占用空间,提高支架3的空间利用率,同时可以进一步提高排气能力。此外,可以进一步缩短浸润时间,提高浸润效率。
请再次参照图3-图4以及图7-图8,架本体31上开设有两个通孔314,用于露出电池单体10的正极柱1201和负极柱1202。排气孔313位于两个通孔314之间,两个第一抵接部321和两个通孔314一一对应设置,且每个第一抵接部321均绕对应的通孔314的外周向设置。
在上述技术方案中,第一抵接部321一方面可以与第一延伸部331限定出呈弧形设置的第一导流通道304,增加第一导流通道304的占用空间,提高支架3的空间利用率,同时可以提高排气能力,另一方面环绕通孔314设置,可以引导通孔314处的气体朝第一排气通道302处流动,使该部分气体可以尽可能地从排气孔313穿过支架3,进一步提高排气能力。
请再次参照图10和图11,支架3还包括第二抵接部322,第二抵接部322设置于架本体31的第二侧312,并且第二抵接部322向背离第一侧311的方向凸设,第二抵接部322用于与壳体11设置防爆阀6的壁体抵接,排气孔313与壁体之间共同形成第二排气通道303,第二排气通道303与至少一个过气通道301连通。
当电池单体10有发生热失控的倾向时,产生的气体可以先进入第一排气通道302内,一部分气体从排气孔313穿过支架3,另一部分气体通过过气通道301穿过支架3,最终汇聚在第二排气通道303内,从防爆阀6排出以实现快速泄压。
在上述技术方案中,通过在架本体31的第二侧312设置第二抵接部322,第二抵接部322与壳体11设置防爆阀6的壁体抵接,使架本体31的第二侧312与壳体11的壁体之间限定出第二排气通道303,增加了排气路径的占用空间,提高了排气能力,降低电池单体10发生燃烧爆炸的风险,减少对相邻的电池单体10的影响,有利于提高电池100的使用可靠性和稳定性。
请再次参照图10和图11,架本体31的第二侧312还凸设有第二延伸部332,第二延伸部332与第二抵接部322间隔设置,共同形成第二导流通道305,第二导流通道305用于连通至少一个过气通道301和第二排气通道303。
第二导流通道305一方面可以增大排气路径占用的空间,利于提高排气能力,另一方面可以起到引导作用,从过气通道301穿过支架3的一部分气体可以沿着第二导流通道305流动至第二排气通道303,最终可以从防爆阀6排出以实现泄压,进一步降低电池单体10发生燃烧爆炸的风险,提高电池100的使用可靠性和稳定性。此外,第二导流通道305可以引导电解液流动,进一步缩短浸润时间,大幅提高浸润效率。
其中,在支架3的长度方向上,排气孔313两侧的过气缺口315的数量均为多个,且位于同一侧的多个过气缺口315共用一个第二导流通道305。
也就是说,多个过气缺口315可以划分为两部分,两部分过气缺口315分别位于排气孔313在电池单体10的长度方向上的两侧,对应地,第二导流通道305的数量为两个,两个第二导流通道305分别位于排气孔313在电池单体10的长度方向上的两侧,在电池单体10的长度方向上,位于排气孔313一侧的第二导流通道305与对应位置的多个过气缺口315连通,使该第二导流通道305与对应位置的多个过气通道301连通,位于排气孔313另一侧的第二导流通道305与对应位置的多个过气缺口315连通,使该第二导流通道305与对应位置的多个过气通道301连通。
当电池单体10有发生热失控的倾向时,产生的气体可以先进入第一排气通道302内,一部分气体可以通过排气孔313穿过支架3,流动至架本体31的第二侧312,另一部分气体可以通过多个过气通道301穿过支架3,流动至架本体31的第二侧312,然后沿着第二导流通道305流动,最终汇聚在第二排气通道303内,从防爆阀6排出以实现快速泄压。
当注液时,电解液可以沿着第二导流通道305向多个过气缺口315流动,穿过过气缺口315的电解液可以先沿着第二导流通道304流动,再朝电极组件2流动,也可以直接朝电极组件2流动,缩短电解液的浸润时间,提高浸润效率。
在上述技术方案中,穿过支架3的气体可以在第二导流通道305的引导下,向第二排气通道303流动,最终可以从防爆阀6排出,实现最终的泄压,进一步降低电池单体10发生燃烧爆炸的风险,提高电池100的使用可靠性和稳定性。电解液可以在第二导流通道305的引导下向多个过气缺口315流动,缩短浸润时间,提高浸润效率。
在一些实施例中,第二抵接部322呈弧形设置,使第二抵接部322与第二延伸部332限定出呈弧形的第二导流通道305。
第二抵接部322的数量为两个,两个第二抵接部322分别位于排气孔313的两侧,位于排气孔313的同一侧的多个过气缺口315绕第二抵接部322的周向间隔设置,使位于排气孔313同一侧的多个过气缺口315在对应的第二导流通道305的延伸方向上排布,这样多个过气通道301均与同一个第二导流通道305连通,从多个过气通道301流出的气体在第二导流通道305的引导下,汇聚在第二排气通道303,最终可以从防爆阀6排出。
因此,在上述技术方案中,将第二抵接部322呈弧形设置,并将位于排气孔313同一侧的多个过气缺口315绕对应的第二抵接部322的周向间隔设置,可以限定出呈弧形设置的第二导流通道305,增加第二导流通道305的占用空间,提高支架3的空间利用率,同时可以进一步提高排气能力。此外,可以进一步缩短浸润时间,提高浸润效率。
请再次参照图3-图4以及图10-图11,壳体11设置防爆阀6的壁体上还设有正极柱1201和负极柱1202,架本体31上开设有两个通孔314,两个通孔314用于露出正极柱1201和负极柱1202,排气孔313位于两个通孔314之间;两个第二抵接部322和两个通孔314一一对应设置,每个第二抵接部322均绕对应的通孔314的外周向设置。
在上述技术方案中,第二抵接部322一方面可以与第二延伸部332限定出呈弧形设置的第二导流通道305,增加第二导流通道305的占用空间,提高支架3的空间利用率,同时可以提高排气能力,另一方面环绕通孔314设置,可以减少气体从通孔314处的回流。
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 (36)
1.一种电池单体,其特征在于,包括:
壳体,设置有防爆阀;
电极组件,设置于所述壳体;
支架,包括架本体和第一抵接部,所述架本体具有在其厚度方向相对设置的第一侧和第二侧,所述架本体开设有贯穿所述第一侧和所述第二侧的排气孔,所述排气孔用于与所述防爆阀相对;所述第一抵接部设置于所述第一侧,且向背离所述第二侧的方向凸设,用于与所述电极组件的端部抵接,以使所述排气孔与所述电极组件的端部之间共同形成第一排气通道。
2.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述支架的周向开设有贯穿所述第一侧和所述第二侧的过气缺口,所述过气缺口与所述壳体之间共同形成过气通道,所述过气通道与所述第一排气通道连通。
3.根据权利要求2所述的电池单体,其特征在于,所述支架的周向开设有间隔布置的多个所述过气缺口,每个所述过气缺口均与所述壳体之间共同形成一个所述过气通道,多个所述过气通道绕所述第一排气通道的周向环设。
4.根据权利要求2所述的电池单体,其特征在于,所述架本体的第一侧还凸设有第一延伸部,所述第一延伸部绕所述架本体的周向环设且与所述架本体限定出配合槽,所述电极组件的所述端部设在所述配合槽内。
5.根据权利要求4所述的电池单体,其特征在于,所述过气缺口贯穿所述第一延伸部和所述架本体设置。
6.根据权利要求4所述的电池单体,其特征在于,所述第一延伸部与所述第一抵接部间隔设置,共同形成第一导流通道,所述第一导流通道连通至少一个所述过气通道和所述第一排气通道。
7.根据权利要求6所述的电池单体,其特征在于,在所述电池单体的长度方向上,所述排气孔两侧的所述过气缺口的数量均为多个,且位于所述排气孔的同一侧的多个所述过气缺口共用一个所述第一导流通道。
8.根据权利要求7所述的电池单体,其特征在于,所述第一抵接部呈弧形设置,且数量为两个,分别位于所述排气孔的两侧,位于所述排气孔的同一侧的多个所述过气缺口绕对应的所述第一抵接部的周向间隔设置。
9.根据权利要求8所述的电池单体,其特征在于,所述壳体设置所述防爆阀的壁体上还设有正极柱和负极柱,所述架本体上开设有露出所述正极柱和所述负极柱的两个通孔,所述排气孔位于两个所述通孔之间;
两个所述第一抵接部和两个所述通孔一一对应设置,且每个所述第一抵接部均绕对应的所述通孔的外周向设置。
10.根据权利要求2-9中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述架本体的第二侧设有向背离所述第一侧的方向凸设的第二抵接部,所述第二抵接部用于与所述壳体设置所述防爆阀的壁体抵接,且共同形成第二排气通道;所述第二排气通道与至少一个所述过气通道连通。
11.根据权利要求10所述的电池单体,其特征在于,所述架本体的第二侧还凸设有第二延伸部,所述第二延伸部与所述第二抵接部间隔设置,共同形成第二导流通道,所述第二导流通道连通至少一个所述过气通道和所述第二排气通道。
12.根据权利要求11所述的电池单体,其特征在于,在所述电池单体的长度方向上,所述排气孔两侧的所述过气缺口的数量均为多个,且位于同一侧的多个所述过气缺口共用一个所述第二导流通道。
13.根据权利要求12所述的电池单体,其特征在于,所述第二侧具有朝所述第一侧凹陷设置的安装凹部,所述安装凹部和所述壳体设置所述防爆阀的壁体之间限定出所述第二排气通道,所述排气孔设于所述安装凹部的底壁。
14.根据权利要求13所述的电池单体,其特征在于,所述安装凹部的侧壁设有过气孔,所述过气孔连通所述第二导流通道和所述第二排气通道。
15.根据权利要求12所述的电池单体,其特征在于,所述第二抵接部呈弧形设置,且数量为两个,分别位于所述排气孔的两侧,位于所述排气孔的同一侧的多个所述过气缺口绕对应的所述第二抵接部的周向间隔设。
16.根据权利要求15所述的电池单体,其特征在于,所述壳体设置所述防爆阀的壁体上还设有正极柱和负极柱,所述架本体上开设有露出所述正极柱和所述负极柱的两个通孔,所述排气孔位于两个所述通孔之间;
两个所述第二抵接部和两个所述通孔一一对应设置,且每个所述第二抵接部均绕对应的所述通孔的外周向设置。
17.根据权利要求9或16所述的电池单体,其特征在于,所述通孔的孔壁设有定位槽,用于与所述正极柱或者所述负极柱配合。
18.根据权利要求1-8中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述壳体设置所述防爆阀的壁体上还设有极柱,所述极柱为正极柱和负极柱中的至少一者,所述架本体上开设有露出所述极柱的通孔,所述极柱开设有与所述通孔连通的容纳部;
所述电极组件包括活性物质涂覆部和与所述活性物质涂覆部连接的导电部,所述支架支撑于所述活性物质涂覆部设置所述导电部的端部,所述导电部的至少部分穿过所述通孔后伸入所述容纳部与所述极柱连接。
19.根据权利要求18所述的电池单体,其特征在于,所述容纳部包括第一容纳槽,所述极柱朝向所述活性物质涂覆部一侧的表面为极柱内端面,所述第一容纳槽的槽口形成在所述极柱内端面上,所述导电部的至少部分容纳于所述第一容纳槽内。
20.根据权利要求18所述的电池单体,其特征在于,所述容纳部包括第二容纳槽,所述极柱远离所述活性物质涂覆部一侧的表面为极柱外端面,所述第二容纳槽的槽口形成在所述极柱外端面上,所述第二容纳槽通过穿孔与所述壳体的内部连通,所述导电部穿设于所述穿孔且至少部分容纳于所述第二容纳槽内。
21.根据权利要求18所述的电池单体,其特征在于,所述极柱包括两个,分别为正极柱和负极柱,所述通孔包括两个,两个所述通孔分别露出所述正极柱和所述负极柱。
22.根据权利要求1-21中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述电池单体还包括绝缘件,所述绝缘件与所述支架连接,并共同包裹于所述电极组件的周向。
23.一种电池,其特征在于,包括根据权利要求1-22中任一项所述的电池单体。
24.一种用电装置,其特征在于,包括根据权利要求1-22中任一项所述的电池单体;或者,包括根据权利要求23所述的电池。
25.一种支架,用于电池单体,所述电池单体包括壳体和设置于所述壳体内的电极组件,所述壳体上设置有防爆阀,其特征在于,所述支架包括:
架本体,具有在其厚度方向相对设置的第一侧和第二侧,所述架本体开设有贯穿所述第一侧和所述第二侧的排气孔,所述排气孔用于与所述防爆阀相对;
第一抵接部,设置于所述第一侧,且向背离所述第二侧的方向凸设,用于与所述电极组件的端部抵接,以使所述排气孔与所述电极组件的端部间隔设置,并共同形成第一排气通道。
26.根据权利要求25所述的支架,其特征在于,所述支架的周向开设有贯穿所述第一侧和所述第二侧的过气缺口,所述过气缺口用于,与所述壳体之间共同形成过气通道,以使所述过气通道与所述第一排气通道连通。
27.根据权利要求26所述的支架,其特征在于,所述架本体的第一侧还凸设有第一延伸部,所述第一延伸部绕所述架本体的周向环设且与所述架本体限定出配合槽,用于与所述电极组件的所述端部配合。
28.根据权利要求27所述的支架,其特征在于,所述第一延伸部与所述第一抵接部间隔设置,共同形成第一导流通道,所述第一导流通道用于连通至少一个所述过气通道和所述第一排气通道。
29.根据权利要求28所述的支架,其特征在于,在所述支架的长度方向上,所述排气孔两侧的所述过气缺口的数量均为多个,且位于同一侧的多个所述过气缺口共用一个所述第一导流通道。
30.根据权利要求29所述的支架,其特征在于,所述第一抵接部呈弧形设置,且数量为两个,分别位于所述排气孔的两侧,位于所述排气孔的同一侧的多个所述过气缺口绕对应的所述第一抵接部的周向间隔设置。
31.根据权利要求30所述的支架,其特征在于,所述架本体上开设有两个通孔,用于露出所述电池单体的正极柱和负极柱;
其中,所述排气孔位于两个所述通孔之间,两个所述第一抵接部和两个所述通孔一一对应设置,且每个所述第一抵接部均绕对应的所述通孔的外周向设置。
32.根据权利要求26所述的支架,其特征在于,所述支架还包括:
第二抵接部,设置于所述第二侧且向背离所述第一侧的方向凸设,用于与所述壳体设置所述防爆阀的壁体抵接,且所述排气孔与所述壁体之间共同形成第二排气通道;所述第二排气通道与至少一个所述过气通道连通。
33.根据权利要求32所述的支架,其特征在于,所述架本体的第二侧还凸设有第二延伸部,所述第二延伸部与所述第二抵接部间隔设置,共同形成第二导流通道,所述第二导流通道用于连通至少一个所述过气通道和所述第二排气通道。
34.根据权利要求33所述的支架,其特征在于,在所述支架的长度方向上,所述排气孔两侧的所述过气缺口的数量均为多个,且位于同一侧的多个所述过气缺口共用一个所述第二导流通道。
35.根据权利要求34所述的支架,其特征在于,所述第二抵接部呈弧形设置,且数量为两个,分别位于所述排气孔的两侧,位于所述排气孔的同一侧的多个所述过气缺口绕所述第二抵接部的周向间隔设置。
36.根据权利要求35所述的支架,其特征在于,所述壳体设置所述防爆阀的壁体上还设有正极柱和负极柱,所述架本体上开设有露出所述正极柱和所述负极柱的两个通孔,所述排气孔位于两个所述通孔之间;
两个所述第二抵接部和两个所述通孔一一对应设置,且每个所述第二抵接部均绕对应的所述通孔的外周向设置。
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