CN220895647U - 一种电池单体、电池及用电设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电池单体、电池及用电设备。该电池单体包括：壳体，具有开口；电芯组件，收容于壳体内；集流盘，设置在壳体内，且位于电芯组件朝向开口的一端，集流盘与电芯组件电连接；及盖板，盖设于开口处，盖板与壳体焊接，并在壳体的周侧外壁形成第一焊印，盖板与集流盘焊接，并在盖板上形成第二焊印；其中，壳体的周侧外壁喷涂有至少覆盖第一焊印的第一防护层，盖板背离集流盘的一侧表面喷涂有第二防护层，第二防护层至少覆盖第二焊印。与采用套膜工艺的现有技术相比，本申请中采用喷涂工艺实现了对电池单体的侧壁上的焊印(即第一焊印)和端部上的焊印(即第二焊印)的防护，且大大提高了生产效率，能够匹配高速生产线的生产节拍。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池单体、电池及用电设备。
背景技术
电池广泛用于各种设备中，例如手机、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、电动飞机、电动轮船、电动玩具汽车、电动玩具轮船、电动玩具飞机和电动工具等。电池单体是电池的重要组成部分，电池单体的各部件之间的连接常常采用焊接，例如盖板与壳体，焊接时会产生焊印，在长期使用过程中焊印容易生锈。传统地，采用套膜工艺实现对焊印进行防锈，即在壳体的外周面上通过热缩的方式包覆绝缘膜。采用套膜工艺存在以下缺陷：一是电池单体的端部无法被绝缘膜包覆，因此端面的焊印很难防护；二是套膜效率较低，只能通过增加套膜工位的方式来匹配高速生产线的生产节拍，导致设备占用空间大，设备成本较高。
实用新型内容
基于此，有必要针对现有技术中电池单体的端面上的焊印很难防护，并且只能通过增加套膜工位的方式来匹配高速生产线的生产节拍，导致设备占用空间大，设备成本较高的问题，提供一种改善上述缺陷的电池单体、电池及用电设备。
一种电池单体，包括：
壳体，具有开口；
电芯组件，收容于所述壳体内；
集流盘，设置在所述壳体内，且位于所述电芯组件朝向所述开口的一端，所述集流盘与所述电芯组件电连接；及
盖板，盖设于所述开口处，所述盖板与所述壳体焊接，并在所述壳体的周侧外壁形成第一焊印，所述盖板与所述集流盘焊接，并在所述盖板上形成第二焊印；
其中，所述壳体的周侧外壁喷涂有至少覆盖所述第一焊印的第一防护层，所述盖板背离所述集流盘的一侧表面喷涂有第二防护层，所述第二防护层至少覆盖所述第二焊印。
在其中一个实施例中，所述第二防护层的厚度大于所述第一防护层的厚度。
在其中一个实施例中，所述第一防护层的厚度为0.04mm至0.12mm。
在其中一个实施例中，所述第二防护层的厚度为0.06mm至0.12mm。
在其中一个实施例中，所述盖板朝向所述集流盘凸出，以使所述盖板靠近所述集流盘的一侧形成环形凸台，且所述盖板背离所述集流盘的一侧形成环形凹槽；所述盖板通过所述环形凸台与所述集流盘焊接，所述第二焊印位于所述环形凹槽。
在其中一个实施例中，所述壳体具有环绕所述开口布设的环形端面，所述环形端面连接所述壳体的周侧外壁和周侧内壁；所述盖板的周侧边缘焊接于所述环形端面上。
在其中一个实施例中，所述第一防护层覆盖所述壳体的周侧外壁与所述盖板的周侧外壁的连接处；或者，所述第一防护层覆盖所述壳体的整个周侧外壁和所述盖板的整个周侧外壁。
在其中一个实施例中，所述第一防护层为UV膜层；和/或，所述第二防护层为UV膜层。
一种电池，包括如上任一实施例中所述的电池单体。
一种用电设备，包括如上任一实施例中所述的电池。
上述电池单体、电池及用电设备，通过在壳体的周侧外壁喷涂第一防护层，在盖板背离集流盘的一侧表面喷涂第二防护层，从而实现对第一焊印和第二焊印的防护。与采用套膜工艺的现有技术相比，本申请中采用喷涂工艺实现了对电池单体的侧壁上的焊印(即第一焊印)和端部上的焊印(即第二焊印)的防护，且大大提高了生产效率，能够匹配高速生产线的生产节拍。
附图说明
图1为本实用新型一实施例中电池单体的剖视图；
图2为图1所示的电池单体在A处的局部放大图。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，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；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，除非另有明确的限定。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实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
本申请公开了一种用电装置、电池及电池单体，上述用电装置包括上述电池或上述电池单体，并能够由上述电池或上述电池单体提供电能。其中，上述用电装置可以是车辆、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具、电动工具、储能设备、游乐设备、电梯和升降设备等等。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、电动轮船玩具或电动飞机玩具等等；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；储能设备可以是储能墙、基站储能、集装箱储能等等；游乐设备可以是旋转木马、跳楼机等等。本申请对上述用电装置不作特殊限制。对于新能源汽车而言，上述电池可以作为驱动电源，从而替代化石燃料提供驱动动力。
上述电池可以是电池包或电池模组。当上述电池为电池包时，电池包具体包括电池管理系统(BMS)及多个上述电池单体。多个电池单体之间可通过串联、并联或者串联与并联混合的方式电连接，并与电池管理系统进行通讯连接，以组成电池包，上述电池管理系统对各个电池单体的工作状态进行控制和监测。此外，多个电池单体也可先进行串联和/或并联，并与模组管理系统组成电池模组，再由多个电池模组通过串联、并联或者串联与并联混合的方式电连接，并与电池管理系统共同构成电池包。
其中，上述电池包或电池模组中的多个电池单体可安装于箱体、框架、支架等支撑结构上，各个电池单体之间、电池单体与电池管理系统之间可通过汇流部件进行电连接。上述电池单体可以是锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池，其外部轮廓可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状，但均不局限于此。具体在本实施例中，上述电池单体为锂离子圆柱电池。
请参阅图1及图2，本申请一实施例提供了一种电池单体，包括壳体10、电芯组件20、集流盘30及盖板40。
壳体10可由铝或不锈钢等材料成型，内部具有收容空间，能够容纳电芯组件20、电解液等。壳体10具有开口(图未标)，电芯组件20和集流盘30能够经该开口装入壳体10内。集流盘30位于电芯组件20朝向开口的一端。该集流盘30与电芯组件20电连接。盖板40可由铝或不锈钢等材料成型，盖设在壳体10的开口处。该盖板40与壳体10焊接，并在壳体10的周侧外壁形成第一焊印(图未示)，以封闭该开口。盖板40与集流盘30焊接，并在盖板40上形成第二焊印(图未示)。壳体10的周侧外壁11喷涂有至少覆盖第一焊印的第一防护层14，从而利用第一防护层14对第一焊印进行防护，避免第一焊印生锈。盖板40背离集流盘30的一侧表面喷涂有第二防护层43，该第二防护层43至少覆盖第二焊印，从而利用第二防护层43对第二焊印进行防护，避免第二焊印生锈。
上述电池单体，通过在壳体10的周侧外壁11喷涂第一防护层14，在盖板40背离集流盘30的一侧表面喷涂第二防护层43，从而实现对第一焊印和第二焊印的防护。与采用套膜工艺的现有技术相比，本申请中采用喷涂工艺实现了对电池单体的侧壁上的焊印(即第一焊印)和端部上的焊印(即第二焊印)的防护，且大大提高了生产效率，能够匹配高速生产线的生产节拍。
具体到实施例中，第二防护层43的厚度大于第一防护层14的厚度。本申请的实用新型人发现由于盖板40与集流盘30的焊接需要采用激光穿透焊，与普通激光焊相比，激光穿透焊所需的焊接功率更大，热熔区域更大更深，因此采用较厚的第二防护层43对第二焊印进行防护，确保在长期使用过程中第二焊印不会生锈。
可选地，第一防护层14的厚度为0.04mm至0.12mm，例如0.04mm、0.05mm、0.06mm、0.07mm、0.08mm、0.09mm、0.10mm、0.11mm或0.12mm等，既能满足喷涂工艺的要求，又能满足防锈的需求。
可选地，第二防护层43的厚度为0.06mm至0.12mm，例如0.06mm、0.07mm、0.08mm、0.09mm、0.10mm、0.11mm或0.12mm等，既能满足喷涂工艺的要求，又能满足防锈的需求。
具体到实施例中，盖板40朝向集流盘30凸出，以使盖板40靠近集流盘30的一侧形成环形凸台41，且盖板40背离集流盘30的一侧形成环形凹槽42。盖板40通过该环形凸台41与集流盘30接触并焊接，焊接形成的第二焊印位于该环形凹槽42，即第二防护层43至少覆盖该环形凹槽42。如此，通过在盖板40上形成环形凸台41，使得盖板40能够通过该环形凸台41与集流盘30贴合紧密，有利于提高焊接质量。可选地，该环形凸台41和环形凹槽42可通过冲压的方式成型。
可选地，第二防护层43覆盖环形凹槽42的整个底壁，确保对第二焊印进行防护。具体到一个实施例中，环形凹槽42的底壁位于盖板40上直径在37.1mm至44.2mm之间的区域，也就是说，第二防护层43覆盖盖板40上直径在37.1mm至44.2mm之间的区域。当然，环形凹槽42和第二防护层43的宽度和位置并不仅限于此，只要能够实现盖板40与集流盘30稳固焊接，且对第二焊印的防护满足需求即可，在此不作限定。
具体到实施例中，壳体10具有环绕上述开口布设的环形端面13。该环形端面13连接壳体10的周侧外壁11和周侧内壁12。盖板40的周侧边缘与该环形端面13贴合，然后沿盖板40的周侧边缘进行圆周焊，以实现盖板40与壳体10的固接和对上述开口的封闭。
在一个实施例中，第一防护层14覆盖壳体10的周侧外壁11与盖板40的周侧外壁14的连接处，即第一防护层14仅仅覆盖产生第一焊印的区域，起到对第一焊印的防护作用。可选地，第一防护层14的高度(即第一防护层14在壳体10的轴向上的尺寸)为1.0mm至1.1mm。
在另一些实施例中，第一防护层14覆盖壳体10的整个周侧外壁11和盖板40的整个周侧外壁44，使得第一防护层14既能起到对第一焊印进行防护的作用，又能够对壳体10的周侧外壁11进行绝缘。此时，第一防护层14的高度尺寸为盖板40的厚度尺寸与壳体10在轴向上的尺寸之和。
可选地，第一防护层14可以采用UV(Ultraviolet Rays)膜层，也就是说将UV墨喷涂在壳体10的周侧外壁11和盖板40的周侧外壁44上，然后利用紫外光进行照射，使得UV墨固化而形成第一防护层14。当然，第一防护层14也可采用其它绝缘材料，只要能够起到对第一焊印进行防护即可，在此不作限定。
可选地，第二防护层43可以采用UV膜层，也就是说将UV墨喷涂在环形凹槽42的底壁上，然后利用紫外光进行照射，使得UV墨固化而形成第二防护层43。当然，第二防护层43也可采用其它绝缘材料，只要能够起到对第二焊印进行防护即可，在此不作限定。
具体到实施例中，电池单体还包括绝缘设置在壳体10上的极柱50。该极柱50位于电芯组件20背离盖板40的一端，并与电芯组件20电连接。如此，极柱50作为电池单体的一个电极，盖板40或壳体10作为电池单体的另一个电极，从而实现电池单体的电能输出或输出。
进一步地，电芯组件20朝向极柱50的一端具有第一极耳(图未示)，极柱50与该第一极耳电连接。电芯组件20朝向集流盘30的一端具有第二极耳(图未示)，集流盘30与该第二极耳电连接。需要说明的是，该第一极耳可以是正极耳，第二极耳则为负极耳。此时极柱50作为电池单体的正极，盖板40或壳体10作为电池单体的负极。
当然，第一极耳也可以是负极耳，第二极耳则为正极耳。此时极柱50作为电池单体的负极，盖板40或壳体10作为电池单体的正极。
具体地，电芯组件20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。隔离膜的材质可以为聚丙烯(polypropylene，PP)或聚乙烯(polyethylene，PE)等。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种电池单体，其特征在于，包括：
壳体(10)，具有开口；
电芯组件(20)，收容于所述壳体(10)内；
集流盘(30)，设置在所述壳体(10)内，且位于所述电芯组件(20)朝向所述开口的一端，所述集流盘(30)与所述电芯组件(20)电连接；及
盖板(40)，盖设于所述开口处，所述盖板(40)与所述壳体(10)焊接，并在所述壳体(10)的周侧外壁(11)形成第一焊印，所述盖板(40)与所述集流盘(30)焊接，并在所述盖板(40)上形成第二焊印；
其中，所述壳体(10)的周侧外壁(11)喷涂有至少覆盖所述第一焊印的第一防护层(14)，所述盖板(40)背离所述集流盘(30)的一侧表面喷涂有第二防护层(43)，所述第二防护层(43)至少覆盖所述第二焊印。
2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述第二防护层(43)的厚度大于所述第一防护层(14)的厚度。
3.根据权利要求1或2所述的电池单体，其特征在于，所述第一防护层(14)的厚度为0.04mm至0.12mm。
4.根据权利要求1或2所述的电池单体，其特征在于，所述第二防护层(43)的厚度为0.06mm至0.12mm。
5.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述盖板(40)朝向所述集流盘(30)凸出，以使所述盖板(40)靠近所述集流盘(30)的一侧形成环形凸台(41)，且所述盖板(40)背离所述集流盘(30)的一侧形成环形凹槽(42)；所述盖板(40)通过所述环形凸台(41)与所述集流盘(30)焊接，所述第二焊印位于所述环形凹槽(42)。
6.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述壳体(10)具有环绕所述开口布设的环形端面(13)，所述环形端面(13)连接所述壳体(10)的周侧外壁(11)和周侧内壁(12)；所述盖板(40)的周侧边缘焊接于所述环形端面(13)上。
7.根据权利要求6所述的电池单体，其特征在于，所述第一防护层(14)覆盖所述壳体(10)的周侧外壁(11)与所述盖板(40)的周侧外壁(44)的连接处；或者，所述第一防护层(14)覆盖所述壳体(10)的整个周侧外壁(11)和所述盖板(40)的整个周侧外壁(44)。
8.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述第一防护层(14)为UV膜层；和/或，所述第二防护层(43)为UV膜层。
9.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1至8任一项所述的电池单体。
10.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求9所述的电池。
Priority Applications (1)
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| CN202322399210.XU CN220895647U (zh) | 2023-09-05 | 2023-09-05 | 一种电池单体、电池及用电设备 |
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| CN220895647U true CN220895647U (zh) | 2024-05-03 |
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Family Applications (1)
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