CN220934362U - 电池单体、电池及用电装置 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例公开一种电池单体、电池及用电装置,涉及电池领域。电池单体包括壳体、电极组件和第一密封件。壳体具有容纳腔以及与容纳腔连通的注液孔,注液孔用于向容纳腔注入电解液。电极组件设置于容纳腔内。第一密封件的至少部分密封设置于注液孔内,且朝向电极组件延伸,以使第一密封件与电极组件抵接。本申请实施例的电池单体,通过第一密封件对电极组件的一端进行限位,从而降低了电极组件在容纳腔内产生晃动的几率,也降低了电池单体的零部件出现因电极组件晃动而产生连接失效问题的几率,有利于提高电池单体的可靠性。
Description
技术领域
本申请涉及电池领域,尤其涉及一种电池单体、电池及用电装置。
背景技术
电池在新能源领域应用甚广,例如电动汽车、新能源汽车等,新能源汽车、电动汽车已经成为汽车产业的发展新趋势。电池技术的发展要同时考虑多方面的设计因素,例如,电池寿命、能量密度、放电容量、充放电倍率等性能参数。另外,还需要考虑电池的可靠性。因此,如何提高电池的可靠性,是电池技术中一个亟需解决的技术问题。
实用新型内容
有鉴于此,本申请实施例期望提供一种电池单体、电池及用电装置,旨在提高电池单体的可靠性。
为达到上述目的,第一方面,本申请实施例提供一种电池单体,包括:
壳体,具有容纳腔以及与所述容纳腔连通的注液孔,所述注液孔用于向所述容纳腔注入电解液;
电极组件,设置于所述容纳腔内;
第一密封件,至少部分密封设置于所述注液孔内,且朝向所述电极组件延伸,以使所述第一密封件与所述电极组件抵接。
在上述技术方案中,第一密封件密封设置于注液孔内后还继续向电极组件延伸,并且使得第一密封件与电极组件形成抵接关系,通过第一密封件对电极组件的一端进行限位,从而降低了电极组件在容纳腔内产生晃动的几率,也降低了电池单体的零部件出现因电极组件晃动而产生连接失效问题的几率,有利于提高电池单体的可靠性。
此外,电池单体无需增加新的零部件来定位电极组件,而是通过第一密封件兼具密封注液孔的功能及定位电极组件的功能。如此,可以有效控制电池单体的零部件数量,有利于控制电池单体的复杂程度。
一种实施方式中,沿所述注液孔的轴向方向,所述第一密封件的长度尺寸的范围为2mm~12mm。
通过将第一密封件沿注液孔的轴向方向的长度尺寸控制在2mm~12mm之间,第一密封件在能够密封注液孔的同时,还能够较好地与电极组件形成抵接关系,基于多种型号的电池单体,即使各型号的电池单体的电极组件与容纳腔的腔壁之间的间隙不同,本实施例的第一密封件依然能够匹配使用,从而提高了第一密封件的通用性。
一种实施方式中,沿所述注液孔的轴向方向,所述第一密封件的长度尺寸的范围为3mm~9mm。
一种实施方式中,所述电池单体还包括转接片,所述壳体包括极柱,所述极柱通过所述转接片与所述电极组件电连接,所述转接片设置于所述注液孔和所述电极组件之间,所述第一密封件的至少部分抵接于所述转接片背离所述电极组件的一侧,且将所述转接片压紧于所述电极组件上。
在上述技术方案中,第一密封件将转接片压紧于电极组件上,降低了转接片与电极组件的连接处产生弯折的几率,同时,电极组件在第一密封件作用下难以产生晃动,转接片与极柱的连接处同样难以弯折。如此,提高了转接片与电极组件以及极柱之间的连接可靠性。
此外,由于转接片占据极柱与电极组件之间的部分间隙,第一密封件通过将转接片压紧于电极组件上并通过转接片定位电极组件,即第一密封件无需绕过转接片,在容纳腔的空间相对狭小的情况下,便于第一密封件的安装。
一种实施方式中,所述转接片上设置有限位孔,所述第一密封件靠近所述电极组件的一端伸入所述限位孔内并与所述限位孔限位配合。
在上述技术方案中,第一密封件的部分结构能够伸入限位孔内并与限位孔限位配合,第一密封件除对电极组件沿第一密封件的延伸方向进行定位之外,还能够有效降低电极组件相对于第一密封件产生摆动的几率。如此,进一步提高了电极组件在容纳腔内的安装稳定性。
一种实施方式中,所述第一密封件包括密封本体、与所述密封本体靠近所述电极组件的一端连接的定位柱,所述定位柱伸入所述限位孔内并与所述限位孔限位配合,所述密封本体的端面抵接于所述转接片上。
在上述技术方案中,由于定位柱需要伸入定位孔内,为了便于定位柱安装至限位孔内,定位柱与限位孔的孔壁之间难免会产生一定的安装间隙,而在此安装间隙的影响下,电极组件依然有一定几率带动转接片在此安装间隙内绕定位柱摆动,而通过密封本体的端面与转接片抵接,由密封本体的端面进一步降低转接片的摆动几率,从而减少了此安装间隙对转接片的可靠性的影响。
一种实施方式中,所述第一密封件包括密封本体以及与所述密封本体连接的密封盖,所述密封本体的至少部分密封设置于所述注液孔内,且朝向所述电极组件延伸,所述密封盖密封连接于所述壳体的外侧壁上。
在上述技术方案中,通过在第一密封件上设置密封盖,可以施加作用力至密封盖上来安装第一密封件,第一密封件在安装的过程中,密封盖始终位于壳体的外部。如此,有利于第一密封件的安装。
此外,密封盖与密封本体的连接处相当于形成台阶面,此台阶面密封连接于注液孔的边缘处,从而与密封本体一起对注液孔起到双重密封,有利于提升第一密封件的密封性能。
一种实施方式中,所述密封盖沿所述注液孔的周向均超出所述注液孔。
在上述技术方案中,密封本体与注液孔孔壁之间的安装缝能够被密封盖完全覆盖。如此,注液孔周向上的所有区域均形成双重密封,进一步提升了第一密封件的密封性能。
一种实施方式中,所述注液孔的中心位于所述电池单体的中轴线上。
在上述技术方案中,注液孔的中心在电池单体的中轴线上,第一密封件与电极组件抵接后,第一密封件对电极组件的限位位置位于电极组件端面的中心位置,如此,电极组件的端面均匀受力,从而提高了电极组件在容纳腔内部的安装稳定性。
一种实施方式中,所述电池单体为圆柱电池单体。
一种实施方式中,所述壳体包括壳本体以及设置于所述壳本体上的极柱,所述极柱与所述电极组件电连接,所述极柱与所述壳本体限定形成所述容纳腔,所述注液孔开设于所述极柱上。
在上述技术方案中,注液孔开设于极柱上,在保证注液孔的中心能够位于电池单体的中轴线上的同时,还不用修改极柱的设置位置,从而降低了电池单体的设计成本,并且极柱的设置位置不变,电池单体的通用性更高。
一种实施方式中,所述极柱上设置有一侧开口的安装槽,所述注液孔与所述安装槽连通,所述安装槽用于安装所述第一密封件。
在上述技术方案中,通过在极柱上设置安装槽,可以便于第一密封件的安装,同时,安装槽还能够为第一密封件提供容纳空间。
一种实施方式中,所述电池单体还包括第二密封件,所述第二密封件密封设置于所述安装槽内。
在上述技术方案中,通过在安装槽内设置第二密封件,在安装第一密封件后,第二密封件能够对安装槽进行有效密封,使得第一密封件能够位于电池单体的内部,降低了第一密封件在外部环境影响下出现腐蚀、磨损等问题的几率。
一种实施方式中,所述第二密封件与所述第一密封件抵接。
在上述技术方案中,第二密封件与第一密封件抵接后,第一密封件背离电极组件的一侧被第二密封件抵挡,从而提高了第一密封件在注液孔内的安装稳定性。
第二方面,本申请实施例提供一种电池,所述电池包括上述任一项实施例所述的电池单体。
第三方面,本申请实施例提供一种用电装置,所述用电装置包括上述任一项实施例所述的电池,所述电池用于向所述用电装置供应电能。
附图说明
图1为本申请一实施例的车辆的结构示意图;
图2为本申请一实施例的电池的爆炸示意图;
图3为本申请一实施例的电池单体的结构示意图;
图4为图3所示的电池单体的爆炸示意图;
图5为本申请一实施例的电池单体的剖面结构示意图;
图6为图5中A处放大示意图,其中,未示出第一密封件;
图7为本申请第一实施例的第一密封件在电池单体上的安装示意图;
图8为本申请第二实施例的第一密封件在电池单体上的安装示意图;
图9为本申请第三实施例的第一密封件在电池单体上的安装示意图;
图10为本申请第四实施例的第一密封件在电池单体上的安装示意图。
附图标记说明
1000、车辆;100、电池;200、控制器;300、马达;
10、电池单体;20、箱体;20a、第一箱体部;20b、第二箱体部;
1、壳体;1a、容纳腔;11、壳本体;111、外壳;112、端盖;12、极柱;12a、注液孔;12b、安装槽;2、电极组件;3、第一密封件;31、密封本体;32、密封盖;33、定位柱;4、转接片;4a、限位孔;5、第二密封件。
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。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。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。
在本申请实施例的描述中,技术术语“第一”“第二”“第三”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“或”的关系。
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”等术语应作广义理解,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。
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“接触”应作广义理解,可以是直接接触,也可以是隔着中间媒介层的接触,可以是相接触的两者之间基本上没有相互作用力的接触,也可以是相接触的两者之间具有相互作用力的接触。
本申请中,电池单体可以包括锂离子二次电池单体、锂离子一次电池单体、锂硫电池单体、钠锂离子电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体等,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。箱体可以在一定程度上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,电极组件由正极片、负极片和隔离膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极片和负极片之间移动来工作。正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子极耳。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子极耳。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,正子极耳的数量为多个且层叠在一起,负子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。
目前,从市场形势的发展来看,电池的应用越加广泛。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,以及航空航天等多个领域。随着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。
电池技术的发展要同时考虑多方面的设计因素,例如,电池寿命、能量密度、放电容量、充放电倍率等性能参数。另外,还需要考虑电池的可靠性。因此,如何提高电池的可靠性,是电池技术中一个亟需解决的技术问题。
对于电池单体来说,电池单体包括电极组件和壳体,电极组件设置于壳体的容纳腔内。相关技术中,由于容纳腔的尺寸一般会大于电极组件的尺寸,导致电极组件与容纳腔的腔壁之间存在间隙,电池单体在使用过程中,电极组件在容纳腔内可能会产生晃动,从而可能导致电池单体的零部件之间出现连接失效的问题,电池单体的可靠性相对较差。
有鉴于此,本申请实施例提供一种电池单体,电池单体包括壳体、电极组件以及第一密封件,壳体具有容纳腔以及与容纳腔连通的注液孔,注液孔用于向容纳腔注入电解液;电极组件设置于容纳腔内;第一密封件的至少部分密封设置于注液孔内,且朝向电极组件延伸,以使第一密封件与电极组件抵接。
通过第一密封件对电极组件的一端进行限位,从而降低了电极组件在容纳腔内产生晃动的几率,也降低了电池单体的零部件出现因电极组件晃动而产生的连接失效问题的几率,有利于提高电池单体的可靠性。
本申请实施例描述的技术方案适用于电池以及使用电池的用电装置,电池用于向用电装置供应电能。
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、电动玩具和电动工具等等。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装置不做特殊限制。
以下实施例为了方便说明,以用电装置为车辆为例进行说明。
请参阅图1,图1为本申请一实施例提供的车辆的结构示意图。车辆1000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。
在本申请一些实施例中,电池100不仅可以作为车辆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。
请参照图2,图2为本申请一实施例提供的电池的爆炸图。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可以包括第一箱体部20a和第二箱体部20b,第一箱体部20a与第二箱体部20b相互盖合,第一箱体部20a和第二箱体部20b共同限定出用于容纳电池单体10的容纳空间。第二箱体部20b可以为一端开口的空心结构,第一箱体部20a可以为板状结构,第一箱体部20a盖合于第二箱体部20b的开口侧,以使第一箱体部20a与第二箱体部20b共同限定出容纳空间;第一箱体部20a和第二箱体部20b也可以是均为一侧开口的空心结构,第一箱体部20a的开口侧盖合于第二箱体部20b的开口侧。当然,第一箱体部20a和第二箱体部20b形成的箱体可以是多种形状,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池模块形式,多个电池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可以为二次电池单体或一次电池单体;还可以是锂硫电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体,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。
请参阅图3至图10,本申请实施例提供一种电池单体,电池单体10包括壳体1、电极组件2以及第一密封件3,壳体1具有容纳腔1a以及与容纳腔1a连通的注液孔12a,注液孔12a用于向容纳腔1a注入电解液;电极组件2设置于容纳腔1a内;第一密封件3的至少部分密封设置于注液孔12a内,且朝向电极组件2延伸,以使第一密封件3与电极组件2抵接。
电池单体10是指组成电池100的最小单元。
需要说明的是,在本申请实施例中,“抵接”可以是直接抵接,也可以是间接抵接。即第一密封件3与电极组件2之间可以是直接抵接关系,也可以是第一密封件3通过其他部件与电极组件2之间形成间接抵接关系。
容纳腔1a可以用于容纳电极组件2、电解液以及电池单体10的其他零部件。
壳体1可以理解为构成电池单体10外部结构的部分零部件的集合体。
示例性地,壳体1包括壳本体11和极柱12,壳本体11包括外壳111和端盖112,极柱12设置于端盖112上。如此,外壳111、端盖112以及极柱12共同限定形成容纳腔1a。
外壳111具有内部空间,且内部空间的至少一侧敞开,电极组件2可以通过该敞开侧置入外壳111内,再通过端盖112基本封闭该敞开侧。
端盖112的形状可以与外壳111的形状相适应以配合外壳111。可选地,端盖112可以由具有一定硬度和强度的材质(如铝合金)制成,这样,端盖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,安全性能也可以有所提高。端盖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。在一些实施例中,电池单体10还包括绝缘件,绝缘件设置在端盖112的内侧,绝缘件可以用于隔离外壳111内的电连接部件与端盖112,以降低短路的风险。示例性的,绝缘件可以是塑料、橡胶等。可选地,端盖112上还设置有极柱12,极柱12用于与电极组件2的极耳电连接,以输入或输出电池单体10的电能。极柱12与极耳可以直接连接,比如,极柱12与极耳直接焊接。极柱12与极耳也可以间接连接,比如,极柱12与极耳通过转接片4等集流构件间接连接。
外壳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,外壳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。外壳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。容纳腔1a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离膜。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,正极片和负极片不具有活性物质的部分各自构成极耳。正极耳和负极耳可以共同位于主体的一端或是分别位于主体的两端。在电池单体10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。
注液孔12a用于向容纳腔1a内注入电解液,完成电解液的注液过程后,通过第一密封件3密封注液孔12a,从而避免容纳腔1a内部的电解液经注液孔12a泄露出来。
第一密封件3与注液孔12a密封配合的方式不限。例如可以是过盈配合等。
第一密封件3的材质不作限制。例如可以是橡胶、硅胶等弹性材料,也可以其他类型的硬质材料等等。此外,第一密封件3还可以兼具绝缘作用,即电极组件2与第一密封件3之间不会形成电连接关系。
本申请实施例的电池单体10,第一密封件3密封设置于注液孔12a内后还继续向电极组件2延伸,并且使得第一密封件3与电极组件2形成抵接关系,通过第一密封件3对电极组件2的一端进行限位,从而降低了电极组件2在容纳腔1a内产生晃动的几率,也降低了电池单体10的零部件出现因电极组件2晃动而产生连接失效问题的几率,有利于提高电池单体10的可靠性。
此外,电池单体10无需增加新的零部件来定位电极组件2,而是通过第一密封件3兼具密封注液孔12a的功能及定位电极组件2的功能。如此,可以有效控制电池单体10的零部件数量,有利于控制电池单体10的复杂程度。
一实施例中,沿注液孔12a的轴向方向,第一密封件3的长度尺寸的范围为2mm~12mm。例如为2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm、11mm、12mm等等。
需要说明的是,在本申请实施例中,“mm”所指代的单位为“毫米”。
具体地,第一密封件3的长度尺寸是指第一密封件3沿注液孔12a的轴向两个端点之间的间距。
通过将第一密封件3沿注液孔12a的轴向方向的长度尺寸控制在2mm~12mm之间,第一密封件3在能够密封注液孔12a的同时,还能够较好地与电极组件2形成抵接关系,基于多种型号的电池单体10,即使各型号的电池单体10的电极组件2与容纳腔1a的腔壁之间的间隙不同,本实施例的第一密封件3依然能够匹配使用,从而提高了第一密封件3的通用性。
可选地,在一些实施例中,沿注液孔12a的轴向方向,第一密封件3的长度尺寸的范围为3mm~9mm。例如为3mm、3.5mm、4mm、4.5mm、5mm、5.5mm、6mm、6.5mm、7mm、7.5mm、8mm、8.5mm、9mm等等。
请参阅图3至图10,一实施例中,电池单体10还包括转接片4,壳体1包括极柱12,极柱12通过转接片4与电极组件2电连接,转接片4设置于注液孔12a和电极组件2之间,第一密封件3的至少部分抵接于转接片4背离电极组件2的一侧,且将转接片4压紧于电极组件2上。
极柱12用于输入或输出电池单体10的电能。
转接片4便于极柱12与电极组件2之间实现电连接。转接片4例如可以与极柱12以及电极组件2的极耳之间分别焊接从而实现电连接。
电极组件2在容纳腔1a内晃动,可能会带动转接片4一起晃动,在此过程中,转接片4与电极组件2的极耳的连接处以及与极柱12的连接处均可能会在多次晃动、弯折的影响下出现断裂,从而导致电池单体10失效。
第一密封件3将转接片4压紧于电极组件2上,降低了转接片4与电极组件2的连接处产生弯折的几率,同时,电极组件2在第一密封件3的作用下难以产生晃动,转接片4与极柱12的连接处同样难以弯折。如此,提高了转接片4与电极组件2以及极柱12之间的连接可靠性。
此外,由于转接片4占据极柱12与电极组件2之间的部分间隙,第一密封件3通过将转接片4压紧于电极组件2上并通过转接片4定位电极组件2,即第一密封件3无需绕过转接片4,在容纳腔1a的空间相对狭小的情况下,便于第一密封件3的安装。
请参阅图4至图6、图9,一实施例中,转接片4上设置有限位孔4a,第一密封件3靠近电极组件2的一端伸入限位孔4a内并与限位孔4a限位配合。
可以理解的是,限位孔4a的孔径小于注液孔12a的孔径。
第一密封件3的一端与限位孔4a限位配合可以是第一密封件3伸入限位孔4a内的部分与限位孔4a的孔壁贴合,也可以是伸入限位孔4a内的部分与限位孔4a间隙配合。
第一密封件3的部分结构能够伸入限位孔4a内并与限位孔4a限位配合,第一密封件3除对电极组件2沿第一密封件3的延伸方向进行定位之外,还能够有效降低电极组件2相对于第一密封件3产生摆动的几率。如此,进一步提高了电极组件2在容纳腔1a内的安装稳定性。
请参阅图4至图6、图9,第一密封件3包括密封本体31、与密封本体31靠近电极组件2的一端连接的定位柱33,定位柱33伸入限位孔4a内并与限位孔4a限位配合,密封本体31的端面抵接于转接片4上。
限位孔4a的孔径小于密封本体31的径向尺寸。
定位柱33的径向尺寸与限位孔4a接近,从而能够伸入限位孔4a内并与限位孔4a的孔壁限位配合。
定位柱33设置于密封本体31面向限位孔4a一侧的端面上,限位孔4a的径向尺寸小于密封本体31的径向尺寸。
由于定位柱33需要伸入定位孔内,为了便于定位柱33安装至限位孔4a内,定位柱33与限位孔4a的孔壁之间难免会产生一定的安装间隙,而在此安装间隙的影响下,电极组件2依然有一定几率带动转接片4在此安装间隙内绕定位柱33摆动,而通过密封本体31的端面与转接片4抵接,由密封本体31的端面进一步降低转接片4的摆动几率,从而减少了此安装间隙对转接片4的可靠性的影响。
当然,如图10所示,另一实施例中,第一密封件3除密封本体31以及定位柱33以外,还可以包括密封盖32,密封盖32、密封本体31以及定位柱33相互配合,使得第一密封件3的整体性能更好。
请参阅图4至图6、图8,一实施例中,第一密封件3包括密封本体31以及与密封本体31连接的密封盖32,密封本体31的至少部分密封设置于注液孔12a内,且朝向电极组件2延伸,密封盖32密封连接于壳体1的外侧壁上。
密封本体31和密封盖32可以采用一体成型结构,也可以采用分体式结构,分体式的密封盖32和密封本体31可以单独成型后再加工从而形成一个整体。
壳体1的外侧壁指的是壳体1背离容纳腔1a一侧的侧壁。
可以理解的是,第一密封件3在伸入注液孔12a内的过程中,密封本体31能够伸入注液孔12a内,而密封盖32的尺寸大于注液孔12a的尺寸,密封盖32整体无法进入注液孔12a内。
通过在第一密封件3上设置密封盖32,可以施加作用力至密封盖32上来安装第一密封件3,第一密封件3在安装的过程中,密封盖32始终位于壳体1的外部。如此,有利于第一密封件3的安装。
此外,密封盖32与密封本体31的连接处相当于形成台阶面,此台阶面密封连接于注液孔12a的边缘处,从而与密封本体31一起对注液孔12a起到双重密封,有利于提升第一密封件3的密封性能。
请参阅图4至图6、图8,一实施例中,密封盖32沿注液孔12a的周向均超出注液孔12a。
密封本体31与注液孔12a孔壁之间的安装缝能够被密封盖32完全覆盖。如此,注液孔12a周向上的所有区域均形成双重密封,进一步提升了第一密封件3的密封性能。
当然,另一些实施例中,沿注液孔12a的周向,密封盖32也可以仅是部分超出注液孔12a。
请参阅图3至图6,一实施例中,注液孔12a的中心位于电池单体10的中轴线上。
注液孔12a的中心在电池单体10的中轴线上,第一密封件3与电极组件2抵接后,第一密封件3对电极组件2的限位位置位于电极组件2端面的中心位置,如此,电极组件2的端面均匀受力,从而提高了电极组件2在容纳腔1a内部的安装稳定性。
请参阅图3至图5,一实施例中,电池单体10为圆柱电池单体。
圆柱电池单体的电极组件2的端面大致呈圆形,第一密封件3相当于抵接于圆形端面的圆心处。
当然,电池单体10可以是方形电池单体,方形电池单体设置有注液孔12a的一侧,注液孔12a位于该侧的中央区域。
请参阅图4至图6,一实施例中,壳体1包括壳本体11以及设置于壳本体11上的极柱12,极柱12与电极组件2电连接,极柱12与壳本体11限定形成容纳腔1a,注液孔12a开设于极柱12上。
一般来说,基于圆柱电池单体,极柱12位于电池单体10的中心位置。
注液孔12a开设于极柱12上,在保证注液孔12a的中心能够位于电池单体10的中轴线上的同时,还不用修改极柱12的设置位置,从而降低了电池单体10的设计成本,并且极柱12的设置位置不变,电池单体10的通用性更高。
请参阅图5至图10,一实施例中,极柱12上设置有一侧开口的安装槽12b,注液孔12a与安装槽12b连通,安装槽12b用于安装第一密封件3。
安装槽12b的形状不作限制。例如可以为圆形、方形等。
安装槽12b的尺寸不作限制。其满足第一密封件3的至少部分结构能够伸入注液孔12a中即可。
示例性地,如图7所示,安装槽12b的尺寸大于第一密封件3的尺寸。
示例性地,如图8所示,第一密封件3包括密封盖32时,安装槽12b与密封盖32相适配,即密封盖32与安装槽12b的槽壁之间做到基本贴合。
通过在极柱12上设置安装槽12b,可以便于第一密封件3的安装,同时,安装槽12b还能够为第一密封件3提供容纳空间。
请参阅图6至图10,一实施例中,电池单体10还包括第二密封件5,第二密封件5密封设置于安装槽12b内。
第二密封件5的材质不限。可以是绝缘材料,也可以是导电材料。第二密封件5为导电材料时,其与极柱12均能够用于输入或输出电池单体10的电能。
在该实施例中,先进行电解液注液,注液完成后安装第一密封件3,再安装第二密封件5。
通过在安装槽12b内设置第二密封件5,在安装第一密封件3后,第二密封件5能够对安装槽12b进行有效密封,使得第一密封件3能够位于电池单体10的内部,降低了第一密封件3在外部环境影响下出现腐蚀、磨损等问题的几率。
一实施例中,第二密封件5与第一密封件3抵接。
具体地,基于如图8和图10所示的第一密封件3,第二密封件5与密封盖32背离密封本体31的一侧抵接。
基于如图7和图9所示的第一密封件3,第二密封件5可以沿进入安装槽12b的方向将第二密封件5安装到底,即通过第二密封件5来覆盖第一密封件3和注液孔12a之间的安装缝,如此,也能实现第二密封件5与第一密封件3之间的抵接关系。
第二密封件5与第一密封件3抵接后,第一密封件3背离电极组件2的一侧被第二密封件5抵挡,从而提高了第一密封件3在注液孔12a内的安装稳定性。
以下结合附图对四个具体实施例进行简要介绍。
第一实施例
请参阅图4至图7,电池单体10为圆柱电池单体,电池单体10包括壳体1、电极组件2、转接片4。壳体包括壳本体11和极柱12,极柱12设置于壳本体11上并与壳本体11限定形成容纳腔1a,电极组件2以及转接片4均设置于容纳腔1a内。
极柱12通过转接片4与电极组件2电连接,极柱12上开设有注液孔12a,第一密封件3密封设置于注液孔12a内,且一端抵接于转接片4上,转接片4在第一密封件3的作用下压紧于电极组件2上,即第一密封件3通过转接片4与电极组件2抵接。
极柱12上设置有一侧开口的安装槽12b,注液孔12a与安装槽12b连通,安装槽12b用于安装第一密封件3。
电池单体10还包括第二密封件5,第二密封件5密封设置于安装槽12b内。
第二实施例
请参阅图4至图6、图8,电池单体10的结构与第一实施例大体相同,不同之处主要包括:第一密封件3包括密封本体31和密封盖32,密封本体31的至少部分密封设置于注液孔12a内,且朝向电极组件2延伸,密封盖32密封连接于安装槽12b的槽壁上,第二密封件5与密封盖32抵接。
第三实施例
请参阅图4至图6、图9,电池单体10的结构与第一实施例大体相同,不同之处主要包括:第一密封件3包括密封本体31和定位柱33,转接片4上设置有限位孔4a,定位柱33伸入限位孔4a内并与限位孔4a限位配合,密封本体31的端面抵接于转接片4上。
第四实施例
请参阅图4至图6、图10,电池单体10的结构与第二实施例大体相同,不同之处主要包括:第一密封件3还包括定位柱33,转接片4上设置有限位孔4a,定位柱33伸入限位孔4a内并与限位孔4a限位配合,密封本体31的端面抵接于转接片4上。
以上仅为本申请的较佳实施例而已,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,均包含在本申请的保护范围之内。
Claims (16)
1.一种电池单体,其特征在于,包括:
壳体,具有容纳腔以及与所述容纳腔连通的注液孔,所述注液孔用于向所述容纳腔注入电解液;
电极组件,设置于所述容纳腔内;
第一密封件,至少部分密封设置于所述注液孔内,且朝向所述电极组件延伸,以使所述第一密封件与所述电极组件抵接。
2.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,沿所述注液孔的轴向方向,所述第一密封件的长度尺寸的范围为2mm~12mm。
3.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,沿所述注液孔的轴向方向,所述第一密封件的长度尺寸的范围为3mm~9mm。
4.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述电池单体还包括转接片,所述壳体包括极柱,所述极柱通过所述转接片与所述电极组件电连接,所述转接片设置于所述注液孔和所述电极组件之间,所述第一密封件的至少部分抵接于所述转接片背离所述电极组件的一侧,且将所述转接片压紧于所述电极组件上。
5.根据权利要求4所述的电池单体,其特征在于,所述转接片上设置有限位孔,所述第一密封件靠近所述电极组件的一端伸入所述限位孔内并与所述限位孔限位配合。
6.根据权利要求5所述的电池单体,其特征在于,所述第一密封件包括密封本体、与所述密封本体靠近所述电极组件的一端连接的定位柱,所述定位柱伸入所述限位孔内并与所述限位孔限位配合,所述密封本体的端面抵接于所述转接片上。
7.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述第一密封件包括密封本体以及与所述密封本体连接的密封盖,所述密封本体的至少部分密封设置于所述注液孔内,且朝向所述电极组件延伸,所述密封盖密封连接于所述壳体的外侧壁上。
8.根据权利要求7所述的电池单体,其特征在于,所述密封盖沿所述注液孔的周向均超出所述注液孔。
9.根据权利要求1-8任一项所述的电池单体,其特征在于,所述注液孔的中心位于所述电池单体的中轴线上。
10.根据权利要求9所述的电池单体,其特征在于,所述电池单体为圆柱电池单体。
11.根据权利要求9所述的电池单体,其特征在于,所述壳体包括壳本体以及设置于所述壳本体上的极柱,所述极柱与所述电极组件电连接,所述极柱与所述壳本体限定形成所述容纳腔,所述注液孔开设于所述极柱上。
12.根据权利要求11所述的电池单体,其特征在于,所述极柱上设置有一侧开口的安装槽,所述注液孔与所述安装槽连通,所述安装槽用于安装所述第一密封件。
13.根据权利要求12所述的电池单体,其特征在于,所述电池单体还包括第二密封件,所述第二密封件密封设置于所述安装槽内。
14.根据权利要求13所述的电池单体,其特征在于,所述第二密封件与所述第一密封件抵接。
15.一种电池,其特征在于,所述电池包括权利要求1-14任一项所述的电池单体。
16.一种用电装置,其特征在于,所述用电装置包括权利要求15所述的电池,所述电池用于向所述用电装置供应电能。
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