CN220731651U - 端盖组件、电池单体、电池及用电设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供了一种端盖组件、电池单体、电池及用电设备,属于电池技术领域。其中,端盖组件包括端盖、绝缘件、阻挡件和分隔件。端盖设置有注入孔,注入孔在端盖的厚度方向上贯穿端盖。绝缘件被配置为设于端盖在厚度方向上的一侧,绝缘件上设置有通孔,通孔在厚度方向上贯穿绝缘件。阻挡件设置有出液口,阻挡件被配置为使经过注入孔和通孔的流体介质改变流动方向后通过出液口进入到电池单体内。分隔件被配置为分隔极耳和端盖,以阻止极耳穿过通孔与端盖接触。这种结构的端盖组件能够有效降低电池单体的正负极短路的风险。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,具体而言,涉及一种端盖组件、电池单体、电池及用电设备。
背景技术
目前,车辆使用较多的电池一般是锂离子电池,锂离子电池作为一种可再充电电池,具有体积小、能量密度高、功率密度高、循环使用次数多和存储时间长等优点。
可再充电电池单体一般包括壳体、端盖组件和电极组件,电极组件位于壳体内,端盖组件盖合于壳体,以为电极组件提供密封环境。
对于一般的电池单体而言,在使用过程中容易出现正负极短路的情况。
实用新型内容
本申请实施例提供一种端盖组件、电池单体、电池及用电设备,能够有效降低电池单体的正负极短路的风险。
第一方面,本申请实施例提供一种端盖组件,用于电池单体,所述电池单体包括具有极耳的电极组件,端盖组件包括:端盖,设置有注入孔,所述注入孔在所述端盖的厚度方向上贯穿所述端盖;绝缘件,被配置为设于所述端盖在所述厚度方向上的一侧,所述绝缘件上设置有通孔,所述通孔在所述厚度方向上贯穿所述绝缘件;阻挡件,设置有出液口,所述阻挡件被配置为使经过所述注入孔和所述通孔的流体介质改变流动方向后通过所述出液口进入到所述电池单体内部;以及分隔件,被配置为分隔所述极耳和所述端盖,以阻止所述极耳穿过所述通孔与所述端盖接触。
上述技术方案中,阻挡件起到改变流体介质(如电解液)的流动方向的作用,在通过注入孔向电池单体内部注入流体介质时,流体介质经过端盖上的注入孔和绝缘件上的通孔后,流体介质将在阻挡件的阻挡作用下改变方向并从阻挡件的出液口进入到电池单体内部,减少了流体介质对电池单体内部的电极组件的隔离膜的冲击力,降低了电极组件的正极极片和负极极片彼此接触而造成短路的风险。此外,分隔件对极耳和端盖起到分隔作用,以阻止极耳穿过绝缘件上的通孔与端盖接触,降低了因极耳与端盖接触而造成短路的风险。
在一些实施例中,在所述厚度方向上,所述分隔件在所述绝缘件上的投影覆盖所述通孔的一部分。
上述技术方案中,分隔件在绝缘件上的投影覆盖通孔的一部分,分隔件可对流经注入孔和通孔的流体介质起到阻挡作用,降低流体介质对电极组件的隔离膜的冲击力。
在一些实施例中,在所述厚度方向上,所述阻挡件在所述绝缘件上的投影覆盖所述通孔的一部分。
上述技术方案中,阻挡件在绝缘件上的投影覆盖通孔的一部分,使得阻挡件对流经注入孔和通孔的流体介质起到很好的阻挡作用,以达到改变流体介质的流向的目的。
在一些实施例中,在所述厚度方向上,所述分隔件较所述出液口更靠近于所述端盖。
在一些实施例中,所述阻挡件在第一方向上的至少一侧设置有所述分隔件,所述第一方向垂直于所述厚度方向。
上述技术方案中,阻挡件在第一方向上的至少一侧设置有分隔件,使得阻挡件与分隔件整体结构更加紧凑。
在一些实施例中,所述阻挡件在所述第一方向上的两侧均设置有所述分隔件。
上述技术方案中,阻挡件在第一方向上的两侧均设有分隔件,阻挡件上的两个分隔件可将在第一方向上的两个极耳与端盖进行分隔。
在一些实施例中,在所述第一方向上,所述阻挡件的至少一侧设置有所述出液口,所述极耳被配置为布置于所述阻挡件一侧并面向所述出液口。
上述技术方案中,阻挡件在第一方向上的至少一侧设置有出液口,极耳布置于阻挡件在第一方向上的一侧并面向出液口后,分隔件则可分隔极耳和端盖。
在一些实施例中,所述第一方向与所述端盖的宽度方向一致。
在一些实施例中,沿所述分隔件背离所述阻挡件的方向,所述通孔的壁的一部分超出于所述分隔件。
上述技术方案中,通孔的壁的一部分沿所述分隔件背离所述阻挡件的方向超出于分隔件,即分隔件沿其背离阻挡件的方向并未完全超出通孔,这种结构可减小分隔件所占用的空间。
在一些实施例中,沿所述分隔件背离所述阻挡件的方向,所述通孔具有超出于所述分隔件的超出部分;所述电池单体还包括集流构件,所述集流构件用于连接极耳与安装于所述端盖的电极端子,所述集流构件在所述厚度方向上的投影至少部分覆盖所述超出部分。
上述技术方案中,集流构件在厚度方向上的投影至少部分覆盖通孔的超出部分,这种结构可以保证集流构件与极耳有足够的连接面积。
在一些实施例中,所述阻挡件包括第一侧面,所述分隔件和所述出液口均设置于所述第一侧面。
在一些实施例中,所述分隔件包括背向所述阻挡件的第二侧面,所述第二侧面与所述第一侧面平行设置。
上述技术方案中,分隔件的第二侧面与阻挡件的第一侧面平行设置,可以减少分隔件占用其他部件(如集流构件和极耳)的空间。
在一些实施例中,所述阻挡件被配置为连接于所述绝缘件。
上述技术方案中,阻挡件连接于绝缘件,使得阻挡件与绝缘件相对位置保持固定,有利于阻挡件改变流经注入孔和通孔的流体介质的流向。
在一些实施例中,所述阻挡件包括连接部和阻挡部,所述连接部被配置为连接所述阻挡部和所述绝缘件,所述阻挡部在所述厚度方向上面向所述通孔设置,所述出液口设置于所述连接部。
上述技术方案中,连接部起到连接阻挡部和绝缘件的作用。阻挡部在厚度方向上面向通孔设置,阻挡部对流体介质起到很好的阻挡作用,以使流体介质改变流向并从出液口进入到电池单体内部。
在一些实施例中,所述分隔件被配置为连接于所述阻挡件。
上述技术方案中,分隔件连接于阻挡件,使得分隔件与阻挡件具有更好的整体性,阻挡件与分隔件整体结构更加紧凑。
在一些实施例中,所述阻挡件、所述分隔件和所述绝缘件为一体成型结构。
上述技术方案中,阻挡件、分隔件和绝缘件三者为一体成型结构,可简化成型工艺,提高阻挡件、分隔件和绝缘件三者的牢固性。
在一些实施例中,所述端盖上与所述注入孔相对应的位置形成有凸出部,所述凸出部至少部分容纳于所述通孔内。
上述技术方案中,端盖上与注入孔相对应的位置形成有凸出部,可增大端盖设置注入孔的位置的强度。凸出部至少部分容纳于通孔内,这种结构可使绝缘件与端盖整体结构更加紧凑,以为电极组件腾出更多的空间,有利于提升电池单体的容量。
在一些实施例中,在所述厚度方向上,所述凸出部在所述端盖上的投影与所述分隔件在所述端盖上的投影至少部分重叠。
在一些实施例中,所述端盖组件还包括封堵件,所述封堵件用于插设于所述注入孔内,以封堵所述注入孔;
所述阻挡件被配置为在所述封堵件沿所述厚度方向抵靠于所述阻挡件时限制所述封堵件向所述电池单体的内部移动。
上述技术方案中,阻挡件对封堵件可起到阻挡作用,降低阻挡件掉落至电池单体内部的风险。
在一些实施例中,所述阻挡件包括在所述厚度方向上面向所述注入孔的阻挡面;所述端盖具有在所述厚度方向上面向所述阻挡面的第一表面;所述封堵件在所述厚度方向上的长度大于所述第一表面与所述阻挡面之间的距离。
上述技术方案中,阻挡件在厚度方向上的长度大于第一表面与阻挡面之间的距离,降低了阻挡件脱离注入孔而进入到第一表面与阻挡面的间隙内,而造成封堵件封堵注入孔失效的风险。
在一些实施例中,所述电池单体还包括集流构件,所述集流构件用于连接所述极耳与安装于所述端盖的电极端子,所述集流构件包括背向所述端盖的连接面,所述连接面被配置为连接所述极耳;在所述厚度方向上,所述连接面相比于所述分隔件更远离所述端盖。
上述技术方案中,集流构件的连接面在厚度方向上相比于分隔件更远离于端盖,这种结构可增大极耳与端盖的距离,进一步降低极耳与端盖接触的风险。
第二方面,本申请实施例提供一种电池单体,包括:壳体,具有开口;电极组件,容纳于所述壳体,所述电极组件包括极耳;以及第一方面任意一个实施例提供的端盖组件,所述端盖用于盖合于所述开口。
第三方面,本申请实施例提供一种电池,包括:箱体,以及第二方面任意一个实施例提供的所述的电池单体,所述电池单体容纳于所述箱体内。
第四方面,本申请实施例提供一种用电设备,包括第二方面任意一个实施例提供的电池单体。
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地介绍,显而易见地,下面所描述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,还可以根据附图获得其他的附图。
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示意图;
图3为图2所示的电池模块的结构示意图;
图4为本申请一些实施例提供的电池单体的爆炸图;
图5为本申请一些实施例提供的电池单体的局部剖视图;
图6为图5所示的端盖组件的部分爆炸图;
图7为图5所示的电池单体的A处局部放大图;
图8为图5所示的端盖组件的仰视图;
图9为图5所示的绝缘件的局部剖视图;
图10为图5所示绝缘件、阻挡件和分隔件的连接示意图;
图11为本申请另一些实施例提供的绝缘件的局部剖视图;
图12为图5所示的绝缘件、集流构件和极耳的位置关系图;
图13为本申请又一些实施例提供的电池单体的局部放大图;
图14为本申请一些实施例提供的电池单体的制造方法的流程图;
图15为本申请一些实施例提供的电池单体的制造设备的示意性框图;
在附图中,附图并未按照实际的比例绘制。
标记说明:10-箱体;11-第一部分;12-第二部分;13-容纳空间;20-电池单体;21-壳体;22-电极组件;221-极耳;221a-正极极耳;221b-负极极耳;23-端盖组件;231-端盖;2311-注入孔;2312-凸出部;2312a-第一端面;2313-第一内表面;2314-第一外表面;2315-第一表面;232-绝缘件;2321-通孔;2322-第二内表面;2323-第二外表面;233-电极端子;233a-正极电极端子;233b-负极电极端子;234-泄压机构;235-阻挡件;2351-出液口;2352-连接部;2353-阻挡部;2353a-引导斜面;2354-第一侧面;2355-阻挡面;236-分隔件;2361-第二侧面;237-封堵件;24-密闭空间;25-集流构件;251-连接面;252-避让缺口;30-电池模块;40-汇流部件;100-电池;200-控制器;300-马达;1000-车辆;1100-第一提供装置;1200-第二提供装置;1300-第三提供装置;1400-组装装置;2000-制造设备;X-长度方向;Y-第一方向;Z-厚度方向。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,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地描述,显然,所描述的实施例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作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。
除非另有定义,本申请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;本申请中在申请的说明书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。本申请的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象,而不是用于描述特定顺序或主次关系。
在本申请中提及“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。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”、“附接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;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。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中的具体含义。
在本申请的实施例中,相同的附图标记表示相同的部件,并且为了简洁,在不同实施例中,省略对相同部件的详细说明。应理解,附图示出的本申请实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸,以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明,而不应对本申请构成任何限定。
本申请中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)。
本申请中,电池单体可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等,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。电池单体一般按封装的方式分成三种:柱形电池单体、方形电池单体和软包电池单体,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,电极组件由正极极片、负极极片和隔离膜组成。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,未涂敷正极活性物质层的正极集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的正极集流体,未涂敷正极活性物质层的正极集流体作为正极极耳。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,未涂敷负极活性物质层的负极集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的负极集流体,未涂敷负极活性物质层的负极集流体作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜,负极活性物质可以为碳或硅等。为了保证通过大电流而不发生熔断,正极极耳的数量为多个且层叠在一起,负极极耳的数量为多个且层叠在一起。隔离膜的材质可以为PP(polypropylene,聚丙烯)或PE(polyethylene,聚乙烯)等。此外,电极组件可以是卷绕式结构,也可以是叠片式结构,本申请实施例并不限于此。
电池技术的发展要同时考虑多方面的设计因素,例如,能量密度、循环寿命、放电容量、充放电倍率等性能参数,另外,还需要考虑电池的安全性。
发明人发现,电池单体在使用过程中容易出现正负极短路的情况。发明人进一步研究发现,在通过电池单体的端盖上的注入孔向电池单体内部注入流体介质(如,电解液)的过程中,为提升注入效率,需要用较大注入压力,流体介质直接作用于电池单体内部的电极组件上,流体介质对电极组件的隔离膜产生较大的冲击力,导致正极极片与负极极片之间的隔离膜发生变形位移,进而导致正负极短路。
鉴于此,本申请实施例提供一种端盖组件,用于电池单体,电池单体包括具有极耳的电极组件。端盖组件包括端盖、绝缘件、阻挡件和分隔件。端盖设置有注入孔,注入孔在端盖的厚度方向上贯穿端盖。绝缘件被配置为设于端盖在厚度方向上的一侧,绝缘件上设置有通孔,通孔在厚度方向上贯穿绝缘件。阻挡件设置有出液口,阻挡件被配置为使经过注入孔和通孔的流体介质改变流动方向后通过出液口进入到电池单体内部。分隔件被配置为分隔极耳和端盖,以阻止极耳穿过通孔与端盖接触。通过阻挡件来减少流体介质对电池单体内部的电极组件的隔离膜的冲击力,通过分隔件对极耳和端盖进行分隔,以降低电池单体正负极短路的风险。
本申请实施例描述的上述技术方案适用于电池单体、电池以及使用电池的用电设备。
用电设备可以是车辆、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设备不做特殊限制。
以下实施例为了方便说明,以用电设备为车辆为例进行说明。
在一些实施例中,请参照图1,图1为本申请一些实施例提供的车辆1000的结构示意图,车辆1000的内部设置有电池100,电池100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池100可以用于车辆1000的供电,例如,电池100可以作为车辆1000的操作电源。
车辆1000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1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
在一些实施例中,电池100不仅仅可以作为车辆1000的操作电源,还可以作为车辆1000的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。
在一些实施例中,请参照图2,图2为本申请一些实施例提供的电池100的结构示意图,电池100包括箱体10和电池单体20(图2未示出),电池单体20收容于箱体10内。
箱体10用于为电池单体20提供容纳空间13。箱体10可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。当然,箱体10可以是多种结构。
在一些实施例中,箱体10可以包括第一部分11和第二部分12,第一部分11与第二部分12相互盖合,以限定出用于容纳电池单体20的容纳空间13。当然,第一部分11与第二部分12的连接处可通过密封件来实现密封,密封件可以是密封圈、密封胶等。
第一部分11和第二部分12可以是多种形状,比如,长方体、圆柱体等。第一部分11可以是一侧开口的空心结构,第二部分12也可以是一侧开口的空心结构,第二部分12的开口侧盖合于第一部分11的开口侧,则形成具有容纳空间13的箱体10。当然,也可以是第一部分11为一侧开口的空心结构,第二部分12为板状结构,第二部分12盖合于第一部分11的开口侧,则形成具有容纳空间13的箱体10。
电池单体20可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。在电池100中,电池单体20可以是一个、也可以是多个。若电池单体20为多个,多个电池单体20之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池单体20中既有串联又有并联。在一些实施例中,多个电池单体20之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池单体20构成的整体容纳于箱体10内;在另一些实施例中,请参照图3,图3为图2所示的电池模块30的结构示意图,也可以是多个电池单体20先串联或并联或混联组成电池模块30,多个电池模块30再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体10(图2中示出)内。
在一些实施例中,电池100还可以包括汇流部件40,多个电池单体20之间可通过汇流部件40实现电连接,以实现多个电池单体20的串联或并联或混联。
在一些实施例中,请参照图4,图4为本申请一些实施例提供的电池单体20的爆炸图。电池单体20可以包括壳体21、电极组件22和端盖组件23。壳体21具有开口,电极组件22容纳于壳体21内,端盖组件23用于盖合于开口。
壳体21可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。壳体21的形状可根据电极组件22的具体形状来确定。比如,若电极组件22为圆柱体结构,壳体21则可选用为圆柱体结构;若电极组件22为长方体结构,壳体21则可选用长方体结构。
示例性的,在图4中,壳体21为一端开放的空心长方体结构。
壳体21的材质也可以是多种,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金等,本申请实施例对此不作特殊限制。
需要说明的是,壳体21内的电极组件22可以是一个或多个。示例性的,壳体21内的电极组件22为两个,两个电极组件22层叠布置。
在一些实施例中,电极组件22包括极耳221,电极组件22的极耳221分为正极极耳221a和负极极耳221b。
在电池单体20中包括层叠布置的两个电极组件22的情况下,可以是一个电极组件22的正极极耳221a与另一个电极组件22的正极极耳221a在两个电极组件22的层叠方向上相对设置,一个电极组件22的负极极耳221b与另一个电极组件22的负极极耳221b在两个电极组件22的层叠方向上相对设置。
在一些实施例中,电极组件22还可以包括正极极片、负极极片和隔离膜。
电极组件22可以是由正极极片、隔离膜和负极极片通过卷绕形成的卷绕式结构。电极组件22也可以是由正极极片、隔离膜和负极极片通过层叠布置形成的层叠式结构。
正极极片包括正极集流体和涂覆于正极集流体相对的两侧的正极活性物质层。负极极片包括负极集流体和涂覆于负极集流体相对的两侧的负极活性物质层。在正极极片中,正极集流体未涂覆正极活性物质层的部分可以作为正极极耳221a,在负极极片中,负极集流体未涂覆负极活性物质层的部分可以作为负极极耳221b。
隔离膜上设有大量贯通的微孔,以保证电解质离子自由通过。隔离膜的材质可以为PP(polypropylene,聚丙烯)或PE(polyethylene,聚乙烯)等。
在一些实施例中,端盖组件23可以包括端盖231和电极端子233。端盖231被配置为盖合于壳体的开口,以形成用于容纳电极组件22的密闭空间24。电极端子233安装于端盖231上,电极端子233用于与极耳221电连接,电极端子233用于输出电池单体20的电能。
其中,密闭空间24还用于容纳流体介质,例如电解液。
电极端子233可以分为正极电极端子233a和负极电极端子233b,正极电极端子233a用于与正极极耳221a电连接,负极电极端子233b用于与负极极耳221b电连接。
示例性的,正极电极端子233a和负极电极端子233b在端盖231的长度方向X上间隔分布。
在一些实施例中,端盖组件23还可以包括泄压机构234,泄压机构234安装于端盖231上。泄压机构234用于在电池单体20的内部压力或温度达到阈值时泄放电池单体20内部的压力。
示例性的,在端盖231的长度方向X上,泄压机构234位于正极电极端子233a和负极电极端子233b之间。泄压机构234可以是诸如防爆阀、防爆片、气阀、泄压阀或安全阀等部件。
在一些实施例中,请参照图5,图5为本申请一些实施例提供的电池单体20的局部剖视图,端盖组件23可以包括端盖231和绝缘件232,绝缘件232被配置为设置于端盖231在厚度方向Z上面向电极组件22的一侧,以分隔端盖231和电极组件22。
其中,端盖231设置有注入孔2311,注入孔2311在端盖231的厚度方向Z上贯穿端盖231。通过注入孔2311可向电池单体20内部(密闭空间24)内注入流体介质。
绝缘件232上设置有通孔2321,通孔2321在端盖231的厚度方向Z上贯穿绝缘件232。在通过注入孔2311向电池单体20内部注入流体介质时,流体介质将流经通孔2321。
绝缘件232为绝缘材质,其可以由橡胶、塑料等材质制成,塑料可以是PBT(Polybutylene terephthalate,聚对苯二甲酸丁二醇酯)、PET(Polyethyleneterephthalate,聚对苯二甲酸乙二醇酯)、PA(Polyamide,聚酰胺)等。
在一些实施例中,端盖组件23还可以包括阻挡件235,阻挡件235设置有出液口2351,阻挡件235被配置为使经过注入孔2311和通孔2321的流体介质改变流动方向后通过出液口2351进入到电池单体20内部。
阻挡件235起到改变流体介质的流动方向的作用,在通过注入孔2311向电池单体20内部注入流体介质时,流体介质经过端盖231上的注入孔2311和绝缘件232上的通孔2321后,流体介质将在阻挡件235的阻挡作用下改变方向并从阻挡件235的出液口2351进入到电池单体20内部,减少了流体介质对电池单体20内部的电极组件22的隔离膜的冲击力,降低了电极组件22的正极极片和负极极片彼此接触而造成短路的风险。
在一些实施例中,端盖组件23还可以包括分隔件236,分隔件236被配置为分隔极耳221和端盖231,以阻止极耳221穿过通孔2321与端盖231接触。
分隔件236对极耳221和端盖231起到分隔作用,以阻止极耳221穿过绝缘件232上的通孔2321与端盖231接触,降低了因极耳221与端盖231接触而造成短路的风险。
其中,在端盖231的厚度方向Z上,分隔件236的至少部分位于端盖231与极耳221之间,以对极耳221与端盖231起到分隔作用。
需要说明的是,分隔件236可以是对正极极耳221a(图4中示出)和端盖231起到分隔作用,也可以是对负极极耳221b(图4中示出)和端盖231起到分隔作用,当然,也可以是既对正极极耳221a和端盖231起到分隔作用,又对负极极耳221b和端盖231起到分隔作用。
在一些实施例中,分隔件236较出液口2351更靠近于端盖231,以便于流体介质在分隔件236将极耳221与端盖231分隔后通过出液口2351进入至电池单体20内部。
在一些实施例中,端盖231上与注入孔2311相对应的位置形成有凸出部2312,以增大端盖231设置注入孔2311的位置的强度。
其中,凸出部2312至少部分容纳于通孔2321内。这种结构使得绝缘件232与端盖231整体结构更加紧凑,电极组件22腾出更多的空间,有利于提升电池单体20的容量。
示例性的,注入孔2311与通孔2321同轴设置,通孔2321的孔径大于注入孔2311的孔径。
请参照图6,图6为图5所示的端盖组件23的部分爆炸图,端盖231具有在其厚度方向Z上相对设置的第一内表面2313和第一外表面2314,凸出部2312凸设于第一内表面2313,凸出部2312具有背向第一外表面2314的第一端面2312a,注入孔2311的两端分别贯通第一端面2312a和第一外表面2314。
绝缘件232具有在端盖231的厚度方向Z上相对设置的第二内表面2322和第二外表面2323,通孔2321的两端分别贯通第二内表面2322和第二外表面2323。
需要说明的是,绝缘件232的第二外表面2323可以贴合于端盖231的第一内表面2313,绝缘件232的第二外表面2323与端盖231的第一内表面2313也可以存在距离。若绝缘件232的第二外表面2323贴合于端盖231的第一内表面2313,且凸出部2312在端盖231的厚度方向Z上的尺寸小于通孔2321在端盖231的厚度方向Z上的尺寸,则可使凸出部2312完全容纳于通孔2321内。若绝缘件232的第二外表面2323与端盖231的第一内表面2313存在距离,则可使凸出部2312部分容纳于通孔2321内。
在一些实施例中,请参照图7,图7为图5所示的电池单体20的A处局部放大图,在端盖231的厚度方向Z上,凸出部2312在端盖231上的投影与分隔件236在端盖231上的投影至少部分重叠。也就是说,在端盖231的厚度方向Z上,凸出部2312在端盖231上的投影与分隔件236在端盖231上的投影有重叠的部分,使得分隔件236对极耳221和凸出部2312起到很好的分隔效果。
示例性的,在端盖231的厚度方向Z上,凸出部2312在端盖231上的投影、分隔件236在端盖231上的投影以及极耳221在端盖231上的投影三者至少部分重叠。
在一些实施例中,电池单体20还可以包括集流构件25,集流构件25用于连接极耳221与电极端子233,以实现电极端子233与极耳221的电连接。可理解的,正极电极端子233a(图4中示出)与正极极耳221a(图4中示出)可以通过一个集流构件25电连接,负极电极端子233b(图4中示出)与负极极耳221b(图4中示出)可以通过另一个集流构件25电连接。
示例性的,集流构件25可以是金属导体,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金等。集流构件25可以焊接于电极端子233,极耳221也可以焊接于集流构件25。
在一些实施例中,集流构件25可以包括背向端盖231的连接面251,连接面251被配置为连接极耳221。在端盖231的厚度方向Z上,连接面251相比于分隔件236更远离端盖231。这种结构可增大极耳221与端盖231之间的距离,进一步降低极耳221与端盖231接触的风险。
在本实施例中,在端盖231的厚度方向Z上,极耳221与集流构件25层叠布置,集流构件25相比于极耳221更靠近于绝缘件232。
示例性的,极耳221可以焊接于集流构件25的连接面251。
在一些实施例中,请参照图8,图8为图5所示的端盖组件23的仰视图,集流构件25上设有避让阻挡件235和分隔件236的避让缺口252。
在一些实施例中,请参照图9和图10,图9为图5所示的绝缘件232的局部剖视图,图10为图5所示绝缘件232、阻挡件235和分隔件236的连接示意图,在端盖231的厚度方向Z上,阻挡件235在绝缘件232上的投影覆盖通孔2321的一部分。这种结构使得阻挡件235对流经注入孔2311和通孔2321的流体介质起到很好的阻挡作用,以达到改变流体介质的流向的目的。
在一些实施例中,阻挡件235被配置为连接于绝缘件232,使得阻挡件235与绝缘件232相对位置保持固定,有利于阻挡件235改变流经注入孔2311和通孔2321的流体介质的流向。
阻挡件235与绝缘件232两者可以是固定连接,比如,两者粘接、热熔连接、一体成型等;阻挡件235与绝缘件232两者也可以是可拆卸连接,比如,两者卡扣配合、螺接等。
示例性的,阻挡件235直接固定于绝缘件232的第二内表面2322。
在一些实施例中,阻挡件235包括连接部2352和阻挡部2353,连接部2352被配置为连接阻挡部2353和绝缘件232,阻挡部2353在端盖231的厚度方向Z上面向通孔2321设置,出液口2351设置于连接部2352。
连接部2352起到连接阻挡部2353和绝缘件232的作用。由于阻挡部2353在端盖231的厚度方向Z上面向通孔2321设置,使得阻挡部2353对流体介质起到很好的阻挡作用,以使流体介质改变流向并从出液口2351进入到电池单体20内。
示例性的,连接部2352可以是在端盖231的厚度方向Z上的两端开放的空心结构,连接部2352的内部形成连通通孔2321和出液口2351的流道,连接部2352在端盖231的厚度方向Z上的一端连接于绝缘件232的第二内表面2322,阻挡部2353封堵于连接部2352在端盖231的厚度方向Z上的另一端。
在一些实施例中,请参照图11,图11为本申请另一些实施例提供的绝缘件232的局部剖视图,阻挡部2353的内表面可以形成有引导斜面2353a,引导斜面2353a较低的一端连接于出液口2351的下边缘,引导斜面2353a用于将进入到连接部2352的内部的流体介质引导至出液口2351,降低流体介质残留在阻挡件235内部的风险。这里所指的下边缘即为出液口2351远离绝缘件232的一侧的边缘。
引导斜面2353a可以斜平面,也可以是锥面,锥面可以是圆锥面,也可以是棱锥面。比如,连接部2352上只设有一个出液口2351,引导斜面2353a则可以为一端高一端底的斜平面。再如,连接部2352周向间隔布置有多个出液口2351,引导斜面2353a可以是中间高四周低的锥面。
示例性的,在图11中,连接部2352上设置有两个相对布置的出液口2351,引导斜面2353a为中间高四周低的锥面。
需要说明的是,在其他实施例中,阻挡件235也可以不与端盖231连接,而是与电池单体20中的其他部件连接,比如,阻挡件235连接于端盖231。
在一些实施例中,请继续参照图9和图10,在端盖231的厚度方向Z上,分隔件236在绝缘件232上的投影覆盖通孔2321的一部分。分隔件236可对流经注入孔2311和通孔2321的流体介质起到阻挡作用,降低流体介质对电极组件22的隔离膜的冲击力。
示例性的,在端盖231的厚度方向Z上,分隔件236在绝缘件232上的投影与阻挡件235在绝缘件232上的投影错开,即分隔件236在绝缘件232的投影与阻挡件235的绝缘件232的投影不重叠,可简化分隔件236和绝缘件232整体的结构。
需要说明的是,在端盖231的厚度方向Z上,若分隔件236在绝缘件232上的投影刚好与阻挡件235在绝缘件232上的投影交界,这也属于分隔件236在绝缘件232上的投影与阻挡件235在绝缘件232上的投影错开的情况。
在一些实施例中,分隔件236被配置为连接于阻挡件235,使得分隔件236与阻挡件235具有更好的整体性,阻挡件235与分隔件236整体结构更加紧凑。
需要说明的是,分隔件236与阻挡件235两者可以是固定连接,比如,两者粘接、热熔连接、一体成型等;分隔件236与阻挡件235两者也可以是可拆卸连接,比如,两者卡扣配合、螺接等。
在分隔件236连接于阻挡件235的情况下,分隔件236与绝缘件232两者可以连接在一起,两者也可以存在一定距离。
示例性的,在图9和图10中,分隔件236连接于阻挡件235,且分隔件236连接于绝缘件232的第二内表面2322。
在一些实施例中,阻挡件235、分隔件236、绝缘件232为一体成型结构,即阻挡件235、分隔件236和绝缘件232三者一体成型,从而简化三者的成型工艺,提高三者的牢固性。
在其他实施例中,分隔件236也可以是只与绝缘件232连接,而不与阻挡件235连接;分隔件236也可以既不与绝缘件232连接,也不与阻挡件235连接,而分隔件236可以与电池单体20的其他部件上,比如,分隔件236通过中间件连接在壳体21上,从而将分隔件236固定在能够将极耳221与端盖231分隔的位置上。
在一些实施例中,阻挡件235在第一方向Y上的至少一侧设置有分隔件236,第一方向Y垂直于厚度方向Z。也就是说,可以是阻挡件235在第一方向Y上的一侧设置有分隔件236,也可以是阻挡件235在第一方向Y上的两侧均设置有分隔件236。
需要说明的是,在本实施例中,对上述第一方向Y不做特殊限制,比如,第一方向Y可以是端盖231的长度方向X,也可以是端盖231的宽度方向。
在一些实施例中,请参照图12,图12为图5所示的绝缘件232、集流构件25和极耳221的位置关系图,在第一方向Y上,阻挡件235的至少一侧设置有出液口2351,极耳221被配置为布置于阻挡件235一侧并面向出液口2351。也就是说,可以是阻挡件235在第一方向Y上的一侧设置有出液口2351,也可以是阻挡件235在第一方向Y上的两侧均设有出液口2351。
由于阻挡件235在第一方向Y上的至少一侧设置有出液口2351,极耳221布置于阻挡件235在第一方向Y上的一侧并面向出液口2351后,分隔件236则可分隔极耳221和端盖231。
其中,阻挡件235可以包括第一侧面2354,分隔件236和出液口2351均设置于第一侧面2354。分隔件236可以包括背向阻挡件235的第二侧面2361,第二侧面2361与第一侧面2354平行设置。这种结构可以减少分隔件236占用其他部件(如集流构件25和极耳221)的空间。
其中,第一侧面2354与第二侧面2361均可以是平面。
示例性的,第一方向Y与端盖231的宽度方向一致。
在一些实施例中,阻挡件235在第一方向Y上的两侧均设有分隔件236。
由于阻挡件235在第一方向Y上的两侧均设有分隔件236,阻挡件235上的两个分隔件236可将在第一方向Y上的两个极耳221与端盖231进行分隔。
以电池单体20包括两个电极组件22(图5中示出),分隔件236用于分隔端盖231(图5中示出)和电极组件22的正极极耳221a(图5中示出)为例。两个电极组件22沿第一方向Y层叠布置,一个电极组件22的正极极耳221a与另一个电极组件22的正极极耳221a在第一方向Y上相对设置,一个电极组件22的负极极耳221b与另一个电极组件22的负极极耳221b在第一方向Y上相对设置。位于阻挡件235在第一方向Y上的一侧的分隔件236可用于分隔端盖231和一个电极组件22的正极极耳221a,位于阻挡件235在第一方向Y上的另一侧的分隔件236可用于分隔端盖231和另一个电极组件22的正极极耳221a。
在本实施例中,阻挡件235可以具有在第一方向Y相对布置的两个第一侧面2354,两个第一侧面2354上均可以设置出液口2351。
示例性的,第一方向Y与端盖231的宽度方向一致,两个第一侧面2354在第一方向Y上的距离小于阻挡件235在端盖231的长度方向X(图11中示出)上的尺寸,以便于在第一侧面2354上开设更大尺寸的出液口2351。
在一些实施例中,请继续参照图12,在第一方向Y上,沿分隔件236背离阻挡件235的方向,通孔2321的壁的一部分超出于分隔件236。即分隔件236沿其背离阻挡件235的方向并未完全超出通孔2321,这种结构可减小分隔件236所占用的空间,可降低了集流构件25与分隔件236发生干涉的风险。
可理解的,在第一方向Y上,通孔2321的壁的一部分沿分隔件236背离阻挡件235的方向超出于分隔件236的第二侧面2361。
示例性的,沿分隔件236背离阻挡件的方向,通孔2321具有超出于分隔件236的超出部分2321a,集流构件25在厚度方向上的投影至少部分覆盖超出部分2321a。这样设置,可以保证集流构件25与极耳221有足够的连接面积。比如,集流构件25与极耳221焊接连接,集流构件25在厚度方向上的投影至少部分覆盖超出部分2321a,可以保证集流构件25与极耳221有足够的焊接面积。
在一些实施例中,请参照图13,图13为本申请又一些实施例提供的电池单体20的局部放大图,端盖组件23还可以包括封堵件237,封堵件237用于插设于端盖231的注入孔2311内,以封堵注入孔2311。阻挡件235被配置为在封堵件237沿端盖231的厚度方向Z抵靠于阻挡件235时限制封堵件237向电池单体20的内部移动。
阻挡件235对封堵件237可起到阻挡作用,阻挡件235掉落至电池单体20内部的风险。
示例性的,封堵件237可以是橡胶、塑料等材质的密封钉。
在一些实施例中,阻挡件235包括在端盖231的厚度方向Z上面向注入孔2311的阻挡面2355。端盖231具有在端盖231的厚度方向Z上面向阻挡面2355的第一表面2315。封堵件237在端盖231的厚度方向Z上的长度大于第一表面2315与阻挡面2355之间的距离。这种结构降低了阻挡件235脱离注入孔2311而进入到第一表面2315与阻挡面2355的间隙内,而造成封堵件237封堵注入孔2311失效的风险。
在本实施例中,第一表面2315为凸出部2312的第一端面2312a(图6中示出)。在其他实施例中,在端盖231的第一内表面2313(图6中示出)未设置凸出部2312的情况下,第一表面2315则可以是端盖231的第一内表面2313。
请参照图14,图14为本申请一些实施例提供的电池单体20的制造方法的流程图,电池单体20的制造方法包括:
S100:提供壳体21,壳体21具有开口;
S200:提供电极组件22,电极组件22包括极耳221;
S300:提供端盖组件23;
S400:将电极组件22容纳于壳体21内;
S500:将端盖组件23盖合于壳体21的开口。
其中,端盖组件23包括端盖231、绝缘件232、阻挡件235以及分隔件236。端盖231设置有注入孔2311,注入孔2311在端盖231的厚度方向Z上贯穿端盖231,端盖231用于盖合于壳体21的开口。绝缘件232被配置为设于端盖231在厚度方向Z上的一侧,绝缘件232上设置有通孔2321,通孔2321在厚度方向Z上贯穿绝缘件232。阻挡件235设置有出液口2351,阻挡件235被配置为使经过注入孔2311和通孔2321的流体介质改变流动方向后通过出液口2351进入到电池单体20内部。分隔件236,分隔件236被配置为分隔极耳221和端盖231,以阻止极耳221穿过通孔2321与端盖231接触。
需要说明的是,在基于上述电池单体20的制造方法组装电池单体20时,对执行步骤S100、S200和S300的顺序并不做限制,比如,可以先执行步骤S300,再执行步骤S200,再执行步骤S100。
通过上述电池单体20的制造方法制造的电池单体20的相关结构,可参见上述各实施例提供的电池单体20。
请参照图15,图15为本申请一些实施例提供的电池单体20的制造设备2000的示意性框图,制造设备2000包括第一提供装置1100、第二提供装置1200、第三提供装置1300以及组装装置1400。
第一提供装置1100用于提供壳体21,壳体21具有开口。第二提供装置1200,用于提供电极组件22,电极组件22包括极耳221。第三提供装置1300,用于提供端盖组件23。组装装置1400,用于将电极组件22容纳于壳体21内,还用于将端盖组件23盖合于壳体21的开口。
端盖组件23包括端盖231、绝缘件232、阻挡件235以及分隔件236。端盖231设置有注入孔2311,注入孔2311在端盖231的厚度方向Z上贯穿端盖231,端盖231用于盖合于壳体21的开口。绝缘件232被配置为设于端盖231在厚度方向Z上的一侧,绝缘件232上设置有通孔2321,通孔2321在厚度方向Z上贯穿绝缘件232。阻挡件235设置有出液口2351,阻挡件235被配置为使经过注入孔2311和通孔2321的流体介质改变流动方向后通过出液口2351进入到电池单体20内部。分隔件236,分隔件236被配置为分隔极耳221和端盖231,以阻止极耳221穿过通孔2321与端盖231接触。
通过上述电池单体20的制造设备2000制造的电池单体20的相关结构,可参见上述各实施例提供的电池单体20。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (24)
1.一种端盖组件,用于电池单体,所述电池单体包括具有极耳的电极组件,其特征在于,所述端盖组件包括:
端盖,设置有注入孔,所述注入孔在所述端盖的厚度方向上贯穿所述端盖;
绝缘件,被配置为设于所述端盖在所述厚度方向上的一侧,所述绝缘件上设置有通孔,所述通孔在所述厚度方向上贯穿所述绝缘件;
阻挡件,设置有出液口,所述阻挡件被配置为使经过所述注入孔和所述通孔的流体介质改变流动方向后通过所述出液口进入到所述电池单体内部;以及
分隔件,被配置为分隔所述极耳和所述端盖,以阻止所述极耳穿过所述通孔与所述端盖接触。
2.根据权利要求1所述的端盖组件,其特征在于,在所述厚度方向上,所述分隔件在所述绝缘件上的投影覆盖所述通孔的一部分。
3.根据权利要求1所述的端盖组件,其特征在于,在所述厚度方向上,所述阻挡件在所述绝缘件上的投影覆盖所述通孔的一部分。
4.根据权利要求1-3任一项所述的端盖组件,其特征在于,在所述厚度方向上,所述分隔件较所述出液口更靠近于所述端盖。
5.根据权利要求1-3任一项所述的端盖组件,其特征在于,所述阻挡件在第一方向上的至少一侧设置有所述分隔件,所述第一方向垂直于所述厚度方向。
6.根据权利要求5所述的端盖组件,其特征在于,所述阻挡件在所述第一方向上的两侧均设置有所述分隔件。
7.根据权利要求5所述的端盖组件,其特征在于,在所述第一方向上,所述阻挡件的至少一侧设置有所述出液口,所述极耳被配置为布置于所述阻挡件一侧并面向所述出液口。
8.根据权利要求5所述的端盖组件,其特征在于,所述第一方向与所述端盖的宽度方向一致。
9.根据权利要求5所述的端盖组件,其特征在于,沿所述分隔件背离所述阻挡件的方向,所述通孔的壁的一部分超出于所述分隔件。
10.根据权利要求9所述的端盖组件,其特征在于,沿所述分隔件背离所述阻挡件的方向,所述通孔具有超出于所述分隔件的超出部分;
所述电池单体还包括集流构件,所述集流构件用于连接极耳与安装于所述端盖的电极端子,所述集流构件在所述厚度方向上的投影至少部分覆盖所述超出部分。
11.根据权利要求5所述的端盖组件,其特征在于,所述阻挡件包括第一侧面,所述分隔件和所述出液口均设置于所述第一侧面。
12.根据权利要求11所述的端盖组件,其特征在于,所述分隔件包括背向所述阻挡件的第二侧面,所述第二侧面与所述第一侧面平行设置。
13.根据权利要求1-3任一项所述的端盖组件,其特征在于,所述阻挡件被配置为连接于所述绝缘件。
14.根据权利要求13所述的端盖组件,其特征在于,所述阻挡件包括连接部和阻挡部,所述连接部被配置为连接所述阻挡部和所述绝缘件,所述阻挡部在所述厚度方向上面向所述通孔设置,所述出液口设置于所述连接部。
15.根据权利要求1-3任一项所述的端盖组件,其特征在于,所述分隔件被配置为连接于所述阻挡件。
16.根据权利要求1-3任一项所述的端盖组件,其特征在于,所述阻挡件、所述分隔件和所述绝缘件为一体成型结构。
17.根据权利要求1-3任一项所述的端盖组件,其特征在于,所述端盖上与所述注入孔相对应的位置形成有凸出部,所述凸出部至少部分容纳于所述通孔内。
18.根据权利要求17所述的端盖组件,其特征在于,在所述厚度方向上,所述凸出部在所述端盖上的投影与所述分隔件在所述端盖上的投影至少部分重叠。
19.根据权利要求1-3任一项所述的端盖组件,其特征在于,所述端盖组件还包括封堵件,所述封堵件用于插设于所述注入孔内,以封堵所述注入孔;
所述阻挡件被配置为在所述封堵件沿所述厚度方向抵靠于所述阻挡件时限制所述封堵件向所述电池单体的内部移动。
20.根据权利要求19所述的端盖组件,其特征在于,所述阻挡件包括在所述厚度方向上面向所述注入孔的阻挡面;
所述端盖具有在所述厚度方向上面向所述阻挡面的第一表面;
所述封堵件在所述厚度方向上的长度大于所述第一表面与所述阻挡面之间的距离。
21.根据权利要求1-3任一项所述的端盖组件,其特征在于,所述电池单体还包括集流构件,所述集流构件用于连接所述极耳与安装于所述端盖的电极端子,所述集流构件包括背向所述端盖的连接面,所述连接面被配置为连接所述极耳;
在所述厚度方向上,所述连接面相比于所述分隔件更远离所述端盖。
22.一种电池单体,其特征在于,包括:
壳体,具有开口;
电极组件,容纳于所述壳体,所述电极组件包括极耳;以及
根据权利要求1-21任一项所述的端盖组件,所述端盖用于盖合于所述开口。
23.一种电池,其特征在于,包括:
箱体,以及
根据权利要求22所述的电池单体,所述电池单体容纳于所述箱体内。
24.一种用电设备,其特征在于,包括根据权利要求22所述的电池单体。
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GR01 | Patent grant | ||
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