CN220984596U - 电池单体、电池及用电设备 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种电池单体、电池及用电设备,上述电池单体包括外壳、电极组件和托板,电极组件和托板容置于外壳内,托板包括第一板体、第二板体和吸能件,第一板体具有用于承托电极组件的承托面,第二板体设置于第一板体背向承托面的一侧,吸能件设置于第一板体与第二板体之间。本申请提供的电池单体中的托板的第一板体设有承托面,可以将电极组件放置在承托面上,由于吸能件设置于第一板体与第二板体之间,吸能件至少可以吸收沿自第二板体指向第一板体的方向作用于托板的撞击力,如此,可以有效减少电极组件所承受的撞击力,从而有效降低了电极组件变形损坏的风险,有效提升了电池单体的可靠性能。
Description
技术领域
本申请属于电池技术领域,更具体地说,是涉及一种电池单体、电池及用电设备。
背景技术
电池单体作为组成电池的最小单元,通常包括外壳和容置于外壳内的电极组件,电极组件与电解质发生电化学反应,以形成电流。然而,在电池单体受到撞击力的情况下,撞击力容易经过外壳传递至电极组件,从而导致电极组件变形损坏,不利于提升电池单体的可靠性能。
实用新型内容
本申请实施例的目的在于提供一种电池单体、电池及用电设备,以解决相关技术中电池单体的可靠性能较差的技术问题。
为实现上述目的,本申请实施例采用的技术方案是:提供一种电池单体,包括:
外壳;
电极组件,容置于外壳内;
托板,容置于外壳内,托板包括第一板体、第二板体和吸能件,第一板体具有用于承托电极组件的承托面,第二板体设置于第一板体背向承托面的一侧,吸能件设置于第一板体与第二板体之间;
吸能件包括吸能结构、第一支撑部和第二支撑部,吸能结构用于连接第一支撑部和第二支撑部,第一支撑部抵接于第一板体,第二支撑部抵接于第二板体。
本申请实施例提供的电池单体至少具有以下有益效果:本申请实施例提供的电池单体中的托板的第一板体设有承托面,可以将电极组件放置在承托面上,由于吸能件设置于第一板体与第二板体之间,在托板受到撞击力的情况下,撞击力可以经过第一板体或者第二板体传递至吸能结构并被吸能结构吸收,吸能件至少可以吸收沿自第二板体指向第一板体的方向作用于托板的撞击力,如此,可以有效减少电极组件所承受的撞击力,从而有效降低了电极组件变形损坏的风险,有效提升了电池单体的可靠性能。
在本申请的一些实施例中,第一板体开设有第一通孔,第二板体开设有与第一通孔相连通的第二通孔,在托板的厚度方向上,第一通孔的投影与第二通孔的投影互不重合。
通过采用上述技术方案,不仅可使电池单体内的电解质能够经由第一通孔和第二通孔通过托板,而且有效降低了电池单体的电极组件与电池单体的外壳导电连接的风险,从而有效降低了电池单体发生短路的风险,进一步提升了电池单体的可靠性能。
在本申请的一些实施例中,第一通孔的数量为多个;和/或,第二通孔的数量为多个。
通过采用上述技术方案,可使电解质能够更加顺畅地通过托板,从而有效提高了电解质的循环效率。
在本申请的一些实施例中,承托面为平面。
通过采用上述技术方案,可使电极组件受力均匀,从而有效降低了电极组件的局部受力过大而导致变形损坏的风险,进一步提升了电池单体的可靠性能。
在本申请的一些实施例中,第一支撑部的数量和第二支撑部的数量为多个,第一支撑部与第二支撑部沿第一方向交替设置,第一方向与托板的厚度方向相垂直。
通过采用上述技术方案,撞击力能够沿第一方向在第一支撑部与第二支撑部之间的交替传递,从而有效延长了撞击力的传递路径,使吸能件能够充分吸收撞击力,从而进一步降低了电极组件变形损坏的风险,进一步提升了电池单体的可靠性能。
在本申请的一些实施例中,在第一方向上,相邻两个第一支撑部的间距为第一间距,相邻两个第二支撑部的间距为第二间距,在托板的厚度方向上,第一支撑部与第二支撑部的间距为第三间距;第一间距与第三间距的比值为0.2-5;和/或,第二间距与第三间距的比值为0.2-5。
通过采用上述技术方案,可使吸能件的韧性较为适中,有效提升了吸能件的吸能性能,从而使吸能件能够充分吸收撞击力,进一步降低了电极组件变形损坏的风险,进一步提升了电池单体的可靠性能。
在本申请的一些实施例中,一部分第一支撑部与一部分第二支撑部沿第一方向交替设置,另一部分第一支撑部与另一部分第二支撑部沿第二方向交替设置,第二方向垂直于第一方向和托板的厚度方向。
通过采用上述技术方案,使撞击力能够同时沿相互垂直的两个方向在第一支撑部与第二支撑部之间的交替传递,从而进一步延长了撞击力的传递路径,使吸能件能够更加充分地吸收撞击力,从而进一步降低了电极组件变形损坏的风险,进一步提升了电池单体的可靠性能。
在本申请的一些实施例中,在吸能件沿第二方向的投影中,相邻两个第一支撑部的间距为第一间距,相邻两个第二支撑部的间距为第二间距,第一支撑部与第二支撑部的间距为第三间距;第一间距与第三间距的比值为0.2-5;和/或,第二间距与第三间距的比值为0.2-5。
通过采用上述技术方案,可使吸能件的韧性较为适中,有效提升了吸能件的吸能性能,从而使吸能件能够充分吸收撞击力,进一步降低了电极组件变形损坏的风险,进一步提升了电池单体的可靠性能。
在本申请的一些实施例中,吸能结构包括吸能部,吸能部连接于第一支撑部和第二支撑部之间。
通过采用上述技术方案,可使吸能部能够均匀地分布在第一板体与第二板体之间,使吸能件能够充分吸收撞击力,进一步减少了电极组件所承受的撞击力,从而进一步降低了电极组件变形损坏的风险,进一步提升了电池单体的可靠性能。
在本申请的一些实施例中,吸能部相对于托板的厚度方向倾斜设置。
通过采用上述技术方案,便于吸能部在受到撞击力的情况下发生变形,从而有效吸收撞击力,以减少了电极组件所承受的撞击力,进一步降低了电极组件变形损坏的风险,进一步提升了电池单体的可靠性能。
在本申请的一些实施例中,吸能件包括多个第一吸能体,多个第一吸能体相互平行且间隔设置。
通过采用上述技术方案,不仅可使吸能件具有较大的覆盖面积,还可以有效减少吸能件的用料量,从而有效减小了托板的重量,有效提升了电池单体的质量能量密度。
在本申请的一些实施例中,相邻两个第一吸能体的间距与第一吸能体的宽度的比值小于3。
通过采用上述技术方案,可使吸能件具有足够的覆盖面积,以更好地吸收撞击力,从而进一步降低了电极组件变形损坏的风险,进一步提升了电池单体的可靠性能。
在本申请的一些实施例中,吸能件还包括多个第二吸能体,多个第二吸能体相互平行且间隔设置,第二吸能体与第一吸能体相交设置。
通过采用上述技术方案,使吸能件受力均匀,有效吸收撞击力,从而进一步降低了电极组件变形损坏的风险,进一步提升了电池单体的可靠性能。
在本申请的一些实施例中,相邻两个第二吸能体的间距与第二吸能体的宽度的比值小于3。
通过采用上述技术方案,可使吸能件具有足够的覆盖面积,以更好地吸收撞击力,从而进一步降低了电极组件变形损坏的风险,进一步提升了电池单体的可靠性能。
在本申请的一些实施例中,第一吸能体与第二吸能体为一体成型构件。
通过采用上述技术方案,有效简化吸能件的制造工艺,从而提高吸能件的生产效率。
在本申请的一些实施例中,第二吸能体与第一吸能体相垂直。
通过采用上述技术方案,使吸能件受力变得更加均匀,更有效地吸收撞击力,从而进一步降低了电极组件变形损坏的风险,进一步提升了电池单体的可靠性能。
在本申请的一些实施例中,吸能件呈板状结构,吸能件开设有第三通孔。
通过采用上述技术方案,不仅便于制造吸能件,从而有效提高吸能件的生产效率,还便于电池单体内的电解质通过托板,从而有效提高了电解质的循环效率。
在本申请的一些实施例中,托板为绝缘板。
通过采用上述技术方案,有效将电极组件与其它部件绝缘分隔,从而有效降低了电池单体发生短路的风险。
为实现上述目的,本申请实施例还提供了一种电池,包括上述任一个实施例所述的电池单体。
本申请实施例提供的电池至少具有以下有益效果:本申请实施例提供的电池由于采用了上述任一个实施例所述的电池单体,从而有效提升了电池的可靠性能。
为实现上述目的,本申请实施例还提供了一种用电设备,包括上述电池。
本申请实施例提供的用电设备至少具有以下有益效果:本申请实施例提供的用电设备由于采用了上述电池,从而有效提升了用电设备的可靠性能。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述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性的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的车辆的结构示意图;
图2为本申请实施例提供的电池的爆炸结构示意图;
图3为本申请实施例提供的电池单体的结构示意图;
图4为图3所示的电池单体的左视结构示意图;
图5为图4所示的电池单体沿A-A线方向的剖视结构示意图;
图6为本申请一实施例提供的托板的爆炸结构示意图;
图7为图6所示的托板的俯视结构示意图;
图8为图7所示的托板沿B-B线方向的剖视结构示意图;
图9为图7所示的托板沿C-C线方向的剖视结构示意图;
图10为本申请另一实施例提供的托板的爆炸结构示意图;
图11为本申请又一实施例提供的托板的爆炸结构示意图;
图12为本申请再一实施例提供的托板的爆炸结构示意图。
其中,图中各附图标记:
1000、车辆;
100、电池;
10、箱体;11、第一部分;12、第二部分;
20、电池单体;21、外壳;211、壳体;212、端盖;22、电极组件;221、极耳;23、托板;231、第一板体;2311、承托面;2312、第一通孔;232、第二板体;2321、第二通孔;233、吸能件;2331、第一支撑部;2332、第二支撑部;2333、吸能部;2334、吸能腔;2335、第一吸能体;2336、第二吸能体;2337、第三通孔;24、电极端子;25、泄压机构;
200、控制器;
300、马达;
W1、第一间距;W2、第二间距;h、第三间距;W3、相邻两个第一吸能体的间距;W4、第一吸能体的宽度。
具体实施方式
为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
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间接在该另一个元件上。当一个元件被称为是“连接于”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或间接连接至该另一个元件上。
需要理解的是,术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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的限制。
此外,术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”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”、“第三”、“第四”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
电池单体作为组成电池的最小单元,通常包括外壳、电极组件和托板。电极组件和托板容置于外壳内,其中,托板放置在外壳的底部,电极组件放置在托板上,以承托电极组件,同时将电极组件与外壳绝缘分隔。
然而,在相关技术中,托板通常为实心板,同时为了满足电池单体的体积能量密度要求,托板的厚度通常较小,如此,在电池单体的底部受到撞击力的情况下,大部分撞击力会经过外壳和托板传递至电极组件,从而导致电极组件变形损坏,不利于提升电池单体的可靠性能。
为了降低电极组件变形损坏的风险,提升电池单体的可靠性能,本申请实施例提供的电池单体中的托板的第一板体设有承托面,可以将电极组件放置在承托面上,由于吸能件设置于第一板体与第二板体之间,吸能件至少可以吸收沿自第二板体指向第一板体的方向作用于托板的撞击力,如此,可以有效减少电极组件所承受的撞击力,从而有效降低了电极组件变形损坏的风险,有效提升了电池单体的可靠性能。
本申请实施例所公开的电池可以用于使用电池作为电源的用电设备,或者用于使用电池作为储能元件的各种储能系统。用电设备可以为但不限于为车辆、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。
以下实施例为了方便说明,以本申请一实施例的一种用电设备为车辆为例进行说明。
请参阅图1,图1为本申请实施例提供的车辆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。
在本申请的一些实施例中,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。
请参阅图2,图2为本申请实施例提供的电池100的爆炸示意图。电池100包括箱体10和电池单体20,电池单体20均容纳于箱体10内。其中,箱体10用于为电池单体20提供容纳空间,箱体10可以采用多种结构。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,第一部分11和第二部分12共同限定出用于容纳电池单体20的容纳空间。第二部分12可以为一端开口的空心结构,第一部分11可以为板状结构,第一部分11盖设于第二部分12的开口侧,以使第一部分11与第二部分12共同限定出容纳空间;第一部分11和第二部分12也可以是均为一侧开口的空心结构,第一部分11的开口侧盖设于第二部分12的开口侧。当然,第一部分11和第二部分12形成的箱体10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20可以是多个,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。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。当然,电池100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,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10内。
其中,每个电池单体20可以为二次电池或一次电池,其中,二次电池是指在电池单体20放电后可通过充电的方式使活性材料激活而继续使用的电池单体20,一次电池是指在电池单体20的电能耗尽后无法通过充电的方式使活性材料激活而继续使用的电池单体20;电池单体20还可以是锂离子电池、钠离子电池、钠锂离子电池、锂金属电池、钠金属电池、锂硫电池、镁离子电池、镍氢电池、镍镉电池、铅蓄电池等,但不局限于此。电池单体20可以为圆柱形电池单体、棱柱电池单体、软包电池单体或其它形状的电池单体20,棱柱电池单体包括方壳电池单体、刀片形电池单体、多棱柱电池,多棱柱电池例如为六棱柱电池等,本申请没有特别的限制。
当然,在一些实施例中,电池100可以不包括箱体10,而是将多个电池单体20进行电连接,并通过必要的固定结构形成一个整体后装配到车辆1000中。
请一并参阅图3至图5,图3为本申请实施例提供的电池单体20的结构示意图,图4为图3所示的电池单体20的左视结构示意图,图5为图3所示的电池单体20沿A-A线方向的剖视结构示意图。电池单体20包括外壳21、电极组件22和托板23,外壳21包括壳体211和端盖212,电极组件22和托板23容置于壳体211内,托板23置于壳体211的底部上并用于承托电极组件22,端盖212盖设于壳体211,以将壳体211的内部环境与壳体211的外部环境相隔绝。
壳体211是用于提供电池单体20的内部环境的部件,其中,该内部环境可以用于容纳电极组件22、托板23、电解质等部件。壳体211可以是独立的部件,可以于壳体211上设置开口,通过将端盖212盖设于该开口以封闭电池单体20的内部环境,电极组件22、电解质等部件容置于该内部环境中。具体地,壳体211与端盖212可以在其它部件入壳前先形成一个共同的连接面,当需要封装壳体211的内部时,再将端盖212盖设于壳体211的开口。可选地,壳体211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。壳体211的材质包括但不仅限于铜、铁、铝、不锈钢、铝合金等。
端盖212是指盖设于壳体211的开口处以将电池单体20的内部环境隔绝于外部环境的部件。端盖212的形状可以与壳体211的形状相适应以配合壳体211。在一些实施例中,端盖212可以由具有一定硬度和强度的材质制成,这样,端盖212在受挤压碰撞时就不易发生形变,使电池单体20能够具备更高的结构强度,可靠性能也可以有所提高。当然,本实施例对端盖212的材质并不做唯一限定,端盖212可以由铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等材质制成。
电极组件22是电池单体20中发生电化学反应的部件。电池单体20可以包含一个或多个电极组件22。电极组件22主要由正极片、负极片和隔离件采用卷绕工艺或者层叠工艺制成。正极片、负极片可分别设置多个,多个正极片和多个负极片交替层叠设置。在一些实施例中,正极片可设置多个,负极片折叠形成多个层叠设置的折叠段,相邻的折叠段之间夹持一个正极片。在另一些实施例中,正极片和负极片均折叠形成多个层叠设置的折叠段。在一些实施例中,隔离件可设置多个,分别设置在任意相邻的正极片或负极片之间。在另一些实施例中,隔离件可连续地设置,通过折叠或者卷绕方式设置在任意相邻的正极片或负极片之间。电极组件22的形状可以为但不仅限于圆柱状、扁平状或多棱柱状等。在一些实施例中,电池单体20还包括极耳221,极耳221可以将电流从电极组件22导出。极耳221包括正极耳和负极耳,正极耳与正极片相连接,负极耳与负极片相连接。
在电池单体20充放电过程中,活性离子(例如锂离子)在正极片和负极片之间往返嵌入和脱出。隔离件设置在正极片和负极片之间,可以起到防止正负极短路的作用,同时可以使活性离子通过。
正极片可以包括正极集流体以及设置在正极集流体至少一个表面的正极活性材料。在一些实施例中,正极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面,正极活性材料设置在正极集流体相对的两个表面的任意一者或两者上。
作为示例,正极集流体可采用金属箔片、复合集流体或泡沫金属。例如,作为金属箔片,可采用银表面处理的铝或不锈钢、不锈钢、铜、铝、镍、炭精电极、碳、镍或钛等。复合集流体可包括高分子材料基层和金属层。复合集流体可通过将金属材料(铝、铝合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等)形成在高分子材料基材(如聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、聚乙烯等的基材)上而形成。泡沫金属可以为泡沫镍、泡沫铜、泡沫铝、泡沫合金、或泡沫碳等。泡沫金属作为正极时,泡沫金属表面可以不设置正极活性材料,当然也可以设置正极活性材料。作为示例,在泡沫金属内还可以填充或/和沉积有锂源材料、钾金属或钠金属,锂源材料为锂金属和/或富锂材料。
作为示例,正极活性材料可包括以下材料中的至少一种:含锂磷酸盐、锂过渡金属氧化物及其各自的改性化合物。但本申请并不限定于这些材料,还可以使用其它可被用作电池单体20的正极活性材料的传统材料。这些正极活性材料可以仅单独使用一种,也可以将两种以上组合使用。其中,含锂磷酸盐的示例可包括但不限于磷酸铁锂(如LiFePO4(也可以简称为LFP))、磷酸铁锂与碳的复合材料、磷酸锰锂(如LiMnPO4)、磷酸锰锂与碳的复合材料、磷酸锰铁锂、磷酸锰铁锂与碳的复合材料中的至少一种。锂过渡金属氧化物的示例可包括但不限于锂钴氧化物(如LiCoO2)、锂镍氧化物(如LiNiO2)、锂锰氧化物(如LiMnO2、LiMn2O2)、锂镍钴氧化物、锂锰钴氧化物、锂镍锰氧化物、锂镍钴锰氧化物(如LiNi1/3Co1/3Mn1/3O2(也可以简称为NCM333)、LiNi0.5Co0.2Mn0.3O2(也可以简称为NCM523)、LiNi0.5Co0.25Mn0.25O2(也可以简称为NCM211)、LiNi0.6Co0.2Mn0.2O2(也可以简称为NCM622)、LiNi0.8Co0.1Mn0.1O2(也可以简称为NCM811)、锂镍钴铝氧化物(如LiNi0.85Co0.15Al0.05O2)及其改性化合物等中的至少一种。
负极片可以包括负极集流体以及设置在负极集流体至少一个表面上的负极活性材料。在一些实施例中,负极集流体具有在其自身厚度方向相对的两个表面,负极活性材料设置在负极集流体相对的两个表面中的任意一者或两者上。
作为示例,负极集流体可采用金属箔片、复合集流体或泡沫金属。例如,作为金属箔片,可以采用银表面处理的铝或不锈钢、不锈钢、铜、铝、镍、炭精电极、用碳、镍或钛等。复合集流体可包括高分子材料基层和金属层。复合集流体可通过将金属材料(铜、铜合金、镍、镍合金、钛、钛合金、银及银合金等)形成在高分子材料基材(如聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚对苯二甲酸丁二醇酯、聚苯乙烯、聚乙烯等的基材)上而形成。泡沫金属可以为泡沫镍、泡沫铜、泡沫铝、泡沫合金、或泡沫碳等。
作为示例,负极活性材料可采用本领域公知的用于电池单体20的负极活性材料。作为示例,负极活性材料可包括以下材料中的至少一种:人造石墨、天然石墨、软炭、硬炭、硅基材料、锡基材料和钛酸锂等。硅基材料可选自单质硅、硅氧化合物、硅碳复合物、硅氮复合物以及硅合金中的至少一种。锡基材料可选自单质锡、锡氧化合物以及锡合金中的至少一种。但本申请并不限定于这些材料,还可以使用其它可被用作电池单体20的负极活性材料的传统材料。这些负极活性材料可以仅单独使用一种,也可以将两种以上组合使用。
在一些实施例中,正极集流体的材料可以为铝,负极集流体的材料可以为铜。
在一些实施例中,隔离件为隔离膜。本申请对隔离膜的种类没有特别的限制,可以选用任意公知的具有良好的化学稳定性和机械稳定性的多孔结构隔离膜。例如,隔离膜的主要材质可选自玻璃纤维、无纺布、聚乙烯、聚丙烯及聚偏二氟乙烯,陶瓷中的至少一种。隔离膜可以是单层薄膜,也可以是多层复合薄膜。在隔离膜为多层复合薄膜的情况下,各层的材料可以相同或不同。隔离件可以是单独的一个部件位于正极片和负极片之间,也可以附着在正极片的表面和负极片的表面。
在一些实施例中,隔离件为固态电解质。固态电解质设于正极片和负极片之间,同时起到传输离子和隔离正负极的作用。
在一些实施例中,电池单体20还包括电解质,电解质在正极片和负极片之间起到传导离子的作用。本申请对电解质的种类没有具体的限制,可根据需求进行选择。电解质可以为但不仅限于液态电解质、凝胶态电解质、固态电解质等。
托板23是用于承托电极组件22的部件,在一些实施例中,托板23还用于将电极组件22与外壳21绝缘分隔。在一些实施例中,托板23设置于壳体211的底部与电极组件22之间,以承托电极组件22。当然,在其它实施例中,托板23也可以设置于壳体211的侧壁与电极组件22之间或者设置于端盖212与电极组件22之间。托板23可以是一体成型构件,也可以包括多个部分,各个部分相互连接形成一个整体。托板23的材质可以为但不仅限于聚丙烯、尼龙、聚甲醛、特氟龙、聚乙烯、聚氨酯、合成树脂、酚醛塑料等。
在一些实施例中,电池单体20还包括电极端子24,电极端子24是与电极组件22电连接以用于输出或输入电能的部件。电极端子24可以设置于端盖212的电极引出孔内,电极端子24的一部分设置于电池单体20的内部环境中且与电极组件22的极耳221直接连接或者间接连接,电极端子24的另一部分设置于电池单体20的外部环境中且与汇流部件、采样器件等部件相连接。电极端子24的数量可以为两个,两个电极端子24分别设置于端盖212的相对两侧。可选地,电极端子24可以呈柱状结构,例如圆柱结构、棱柱结构等,电极端子24也可以呈板状结构,例如圆板、方板等,电极端子24还可呈其它不规则立体结构。电极端子24可以采用一种金属材料制成,也可以采用多种金属材料制成,金属材料包括但不仅限于铜、铝、镍、锌、铁等。
在一些实施例中,电池单体20还包括泄压机构25,泄压机构25是用于在电池单体20的内部压力或温度达到阈值时释放内部压力的机构。泄压机构25可以安装于端盖212上,也可以安装于壳体211上。在泄压机构25安装于端盖212上的情况下,泄压机构25设置于两个电极端子24之间。在泄压机构25安装于壳体211上的情况下,泄压机构25可以安装于壳体211的与端盖212相对的壁体上。
为了说明本申请所提供的技术方案,以下结合具体附图及实施例进行详细说明。
第一方面,请一并参阅图5至图12,本申请实施例提供了一种托板23,包括第一板体231、第二板体232和吸能件233。第一板体231具有用于承托电极组件22的承托面2311。第二板体232设置于第一板体231背向承托面2311的一侧。吸能件233设置于第一板体231与第二板体232之间。吸能件233包括吸能结构、第一支撑部2331和第二支撑部2332,吸能结构用于连接第一支撑部2331和第二支撑部2332,第一支撑部2331抵接于第一板体231,第二支撑部2332抵接于第二板体232。
第一板体231是托板23的与电极组件22相接触以承托电极组件22的部位,其中,承托面2311为第一板体231面向电极组件22的板面的一部分,也可以为第一板体231面向电极组件22的板面的全部,电极组件22放置于承托面2311上。可以理解地,在托板23的厚度方向(如图6所示的Z方向)上,电极组件22的投影位于第一板体231的投影范围内,换言之,第一板体231能够沿托板23的厚度方向完全覆盖电极组件22,以增加托板23与电极组件22之间的受力面积。第一板体231沿托板23的厚度方向的投影形状与电极组件22沿托板23的厚度方向的投影形状相适配,第一板体231沿托板23的厚度方向的投影形状可以为但不仅限于方形、圆形等。在一些实施例中,第一板体231可以为平板,即第一板体231的承托面2311可以为平面。当然,在其它实施例中,第一板体231也可以是曲板或者其它不规则形状的板体。第一板体231可以为但不仅限于聚丙烯、尼龙、聚甲醛、特氟龙、聚乙烯、聚氨酯、合成树脂、酚醛塑料等。
第二板体232是托板23的与外壳21的壁部相接触的部位,例如,第二板体232放置于外壳21的底壁部上,又如,第二板体232放置于外壳21的侧壁部上。在一些实施例中,第二板体232与第一板体231相互平行,第二板体232沿托板23的厚度方向的投影形状与外壳21沿托板23的厚度方向的投影形状相适配,第二板体232沿托板23的厚度方向的投影形状可以为但不仅限于方形、圆形等。在一些实施例中,第二板体232沿托板23的厚度方向的投影形状和第一板体231沿托板23的厚度方向的投影形状均为方形。在一些实施例中,第二板体232可以为平板。当然,在其它实施例中,第二板体232也可以是曲板或者其它不规则形状的板体。第二板体232可以为但不仅限于聚丙烯、尼龙、聚甲醛、特氟龙、聚乙烯、聚氨酯、合成树脂、酚醛塑料等。
吸能件233是用于吸收撞击力的部位。可以理解地,在托板23受到撞击力的情况下,撞击力传递至吸能件233并引发吸能件233变形,以吸收该撞击力。在一些实施例中,吸能件233可以具备一定的弹性,换言之,吸能件233可以采用弹性材料制成,弹性材料可以为但仅限于尼龙、聚甲醛、合成树脂等。吸能件233的材质、第一板体231的材质和第二板体232的材质可以相同,也可以不相同,在一些实施例中,第一板体231的材质和第二板体232的材质为聚丙烯,吸能件233的材质为尼龙、聚甲醛或者合成树脂。吸能件233可以固定连接于第一板体231与第二板体232之间,吸能件233也可以仅抵接于第一板体231与第二板体232之间。吸能件233可以为一体成型构件,吸能件233也可以包括多个部分,各个部分可以相互连接,可以不连接。吸能件233的数量可以为一个,也可以为多个,在一些实施例中,吸能件233的数量为多个,多个吸能件233沿托板23的厚度方向布置,托板23还包括中间板体(图中未示),中间板体设置于相邻两个吸能件233之间,沿托板23的厚度方向,第一个吸能件233连接于第一板体231,最后一个吸能件233连接于第二板体232。
吸能结构是吸能件233的主要部位,用于吸收撞击力。可以理解地,在吸能件233受到撞击力的情况下,吸能结构发生变形,以吸收该撞击力。吸能结构的变形方式可以为但不仅限于收缩、拉伸、位置偏移、皱褶等。吸能结构可以为一体成型构件,吸能结构也可以包括多个部分,多个部分相互间隔设置。
第一支撑部2331是用于接触第一板体231的部位,第一支撑部2331抵接于第一板体231,以使提供第一板体231的支撑力,在第一板体231受到撞击力的情况下,撞击力可以经由第一板体231传递至第一支撑部2331,再经过第一支撑部2331传递至吸能结构。在一些实施例中,第一支撑部2331与第一板体231平行贴合,以更好地支撑第一板体231,同时可以增加第一板体231与第一支撑部2331之间的受力面积,使撞击力能够更好地传递至吸能结构。在一些实施例中,第一支撑部2331与第一板体231相连接,第一支撑部2331与第一板体231之间的连接方式可以为但不仅限于粘接、焊接等。
第二支撑部2332是用于接触第二板体232的部位,第二支撑部2332抵接于第二板体232,以使提供第二板体232的支撑力,在第二板体232受到撞击力的情况下,撞击力可以经由第二板体232传递至第二支撑部2332,再经过第二支撑部2332传递至吸能结构。在一些实施例中,第二支撑部2332与第二板体232平行贴合,以更好地支撑第二板体232,同时可以增加第二板体232与第二支撑部2332之间的受力面积,使撞击力能够更好地传递至吸能结构。在一些实施例中,第二支撑部2332与第二板体232相连接,第二支撑部2332与第二板体232之间的连接方式可以为但不仅限于粘接、焊接等。
本申请实施例提供的电池单体20中的托板23的第一板体231设有承托面2311,可以将电极组件22放置在承托面2311上,由于吸能件233设置于第一板体231与第二板体232之间,在托板23受到撞击力的情况下,撞击力可以经过第一板体231或者第二板体232传递至吸能结构并被吸能结构吸收,吸能件233至少可以吸收沿自第二板体232指向第一板体231的方向作用于托板23的撞击力,如此,可以有效减少电极组件22所承受的撞击力,从而有效降低了电极组件22变形损坏的风险,有效提升了电池单体20的可靠性能。
在本申请的一些实施例中,请一并参阅图6以及图10至图12,第一板体231开设有第一通孔2312,第二板体232开设有与第一通孔2312相连通的第二通孔2321,在托板23的厚度方向上,第一通孔2312的投影与第二通孔2321的投影互不重合。
可以理解地,第一通孔2312贯穿第一板体231沿托板23的厚度方向的相对两板面,第二通孔2321贯穿第二板体232沿托板23的厚度方向的相对两板面,第一通孔2312与第二通孔2321相互连通形成流道,电解质可以经由该流道通过托板23。第一通孔2312的数量可以为一个,也可以为多个,同理,第二通孔2321的数量可以为一个,也可以为多个。第一通孔2312的形状可以为但不仅限于圆形、方形、长条形等,同理,第二通孔2321的形状可以为但不仅限于圆形、方形、长条形等。
在托板23的厚度方向上,第一通孔2312的投影与第二通孔2321的投影互不重合,换言之,第一通孔2312的全部与第二通孔2321的全部不沿托板23的厚度方向相对设置。
在相关技术中,托板23上通常开设有通孔,电解质可以经由通孔通过托板23,然而,电极组件22在受到撞击力作用的情况下容易引发活性物质掉落现象,活性物质容易穿过托板23的通孔将电极组件22和外壳21导通,从而导致电池单体20发生短路。
通过采用上述技术方案,不仅可使电池单体20内的电解质能够经由第一通孔2312和第二通孔2321通过托板23,而且由于在托板23的厚度方向上,第一通孔2312的投影与第二通孔2321的投影互不重合,使得活性物质难以直接经由第一通孔2312和第二通孔2321穿过托板23,有效降低了电池单体20的电极组件22与电池单体20的外壳21导电连接的风险,从而有效降低了电池单体20发生短路的风险,进一步提升了电池单体20的可靠性能。
在本申请的一些实施例中,请一并参阅图6以及图10至图12,第一通孔2312的数量为多个。
在本申请的另一些实施例中,请一并参阅图6以及图10至图12,第二通孔2321的数量为多个。
在本申请的又一些实施例中,请一并参阅图6以及图10至图12,第一通孔2312的数量为多个,第二通孔2321的数量为多个。
多个第一通孔2312可以沿托板23的宽度方向(如图6以及图10至图12所示的Y方向)依次间隔布置,也可以沿托板23的长度方向(如图6以及图10至图12所示的X方向)依次间隔布置,还可以同时沿托板23的宽度方向和长度方向间隔布置,即第一通孔2312呈阵列结构布置。同理,多个第二通孔2321可以沿托板23的宽度方向依次间隔布置,也可以沿托板23的长度方向依次间隔布置,还可以同时沿托板23的宽度方向和长度方向间隔布置,即第二通孔2321呈阵列结构布置。可以理解地,在满足第一通孔2312在托板23的厚度方向上的投影与第二通孔2321在托板23的厚度方向上的投影互不重合的前提下,多个第一通孔2312可以采用任意结构形式布置于第一板体231上,多个第二通孔2321可以采用任意结构形式布置于第二板体232上。
通过采用上述技术方案,可使电解质能够更加顺畅地通过托板23,从而有效提高了电解质的循环效率。
在本申请的一些实施例中,承托面2311为平面。
可以理解地,承托面2311为平面并与电极组件22的底面平行贴合。
通过采用上述技术方案,可使电极组件22受力均匀,从而有效降低了电极组件22的局部受力过大而导致变形损坏的风险,进一步提升了电池单体20的可靠性能。
在本申请的一些实施例中,请一并参阅图6、图8以及图10至图12,第一支撑部2331的数量和第二支撑部2332的数量为多个,第一支撑部2331与第二支撑部2332沿第一方向交替设置,第一方向与托板23的厚度方向相垂直。
第一支撑部2331与第二支撑部2332沿第一方向交替设置是指:在第一方向上,每两个第一支撑部2331之间设置一个第二支撑部2332。第一方向与托板23的厚度方向相垂直,第一方向可以为托板23的宽度方向,也可以为托板23的长度方向,还可以为相对于托板23的宽度方向和托板23的长度方向倾斜的任意方向。
在第一板体231受到撞击力的情况下,撞击力按照以下顺序沿第一方向进行传递:第一板体231、一个第一支撑部2331、一部分吸能结构、与上述第一支撑部2331相邻的一个第二支撑部2332、另一部分吸能结构、下一个第一支撑部2331……如此类推。
同理,在第二板体232受到撞击力的情况下,撞击力按照以下顺序沿第一方向进行传递:第二板体232、一个第二支撑部2332、一部分吸能结构、与上述第二支撑部2332相邻的一个第一支撑部2331、另一部分吸能结构、下一个第二支撑部2332……如此类推。
通过采用上述技术方案,撞击力能够沿第一方向在第一支撑部2331与第二支撑部2332之间的交替传递,从而有效延长了撞击力的传递路径,使吸能件233能够充分吸收撞击力,从而进一步降低了电极组件22变形损坏的风险,进一步提升了电池单体20的可靠性能。
在本申请的一些实施例中,请一并参阅图7及图8,在第一方向上,相邻两个第一支撑部2331的间距为第一间距W1,在托板23的厚度方向上,第一支撑部2331与第二支撑部2332的间距为第三间距h,第一间距W1与第三间距h的比值为0.2-5。
在本申请的另一些实施例中,请一并参阅图7及图8,在第一方向上,相邻两个第二支撑部2332的间距为第二间距W2,在托板23的厚度方向上,第一支撑部2331与第二支撑部2332的间距为第三间距h,第二间距W2与第三间距h的比值为0.2-5。
在本申请的又一些实施例中,请一并参阅图7及图8,在第一方向上,相邻两个第一支撑部2331的间距为第一间距W1,相邻两个第二支撑部2332的间距为第二间距W2,在托板23的厚度方向上,第一支撑部2331与第二支撑部2332的间距为第三间距h,第一间距W1与第三间距h的比值为0.2-5,第二间距W2与第三间距h的比值为0.2-5。
第一间距W1与第三间距h的比值可以根据实际应用需要而定,具体可为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5。同理,第二间距W2与第三间距h的比值可以根据实际应用需要而定,具体可为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5。
通过采用上述技术方案,可使吸能件233的韧性较为适中,有效提升了吸能件233的吸能性能,从而使吸能件233能够充分吸收撞击力,进一步降低了电极组件22变形损坏的风险,进一步提升了电池单体20的可靠性能。
在本申请的一些实施例中,请一并参阅图6、图10及图11所示,一部分第一支撑部2331与一部分第二支撑部2332沿第一方向交替设置,另一部分第一支撑部2331与另一部分第二支撑部2332沿第二方向交替设置,第二方向垂直于第一方向和托板23的厚度方向。
一部分第一支撑部2331与一部分第二支撑部2332沿第一方向交替设置是指:在第一方向上,每两个第一支撑部2331之间设置一个第二支撑部2332。另一部分第一支撑部2331与另一部分第二支撑部2332沿第二方向交替设置是指:在第二方向上,每两个第一支撑部2331之间设置一个第二支撑部2332。在一些实施例中,第一方向和第二方向中的一个为托板23的长度方向,第一方向和第二方向中的另一个为托板23的宽度方向。第一方向为托板23的长度方向,第二方向为托板23的宽度方向,第一支撑部2331与第二支撑部2332沿第一方向交替设置,且第一支撑部2331与第二支撑部2332沿第二方向交替设置。
在第一板体231受到撞击力的情况下,撞击力按照以下顺序沿第一方向进行传递:第一板体231、一个第一支撑部2331、一部分吸能结构、与上述第一支撑部2331相邻的一个第二支撑部2332、另一部分吸能结构、下一个第一支撑部2331……如此类推;同时,撞击力还按照以下顺序沿第二方向进行传递:第一板体231、一个第一支撑部2331、一部分吸能结构、与上述第一支撑部2331相邻的一个第二支撑部2332、另一部分吸能结构、下一个第一支撑部2331……如此类推。
同理,在第二板体232受到撞击力的情况下,撞击力按照以下顺序沿第一方向进行传递:第二板体232、一个第二支撑部2332、一部分吸能结构、与上述第二支撑部2332相邻的一个第一支撑部2331、另一部分吸能结构、下一个第二支撑部2332……如此类推;同时,撞击力还按照以下顺序沿第二方向进行传递:第二板体232、一个第二支撑部2332、一部分吸能结构、与上述第二支撑部2332相邻的一个第一支撑部2331、另一部分吸能结构、下一个第二支撑部2332……如此类推。
通过采用上述技术方案,使撞击力能够同时沿相互垂直的两个方向在第一支撑部2331与第二支撑部2332之间的交替传递,从而进一步延长了撞击力的传递路径,使吸能件233能够更加充分地吸收撞击力,从而进一步降低了电极组件22变形损坏的风险,进一步提升了电池单体20的可靠性能。
在本申请的一些实施例中,请一并参阅图7及图8,在吸能件233沿第二方向的投影中,相邻两个第一支撑部2331的间距为第一间距W1,第一支撑部2331与第二支撑部2332的间距为第三间距h,第一间距与第三间距的比值为0.2-5。
在本申请的另一些实施例中,请一并参阅图7及图8,在吸能件233沿第二方向的投影中,相邻两个第二支撑部2332的间距为第二间距W2,第一支撑部2331与第二支撑部2332的间距为第三间距h,第二间距W2与第三间距h的比值为0.2-5。
在本申请的又一些实施例中,请一并参阅图7及图8,在吸能件233沿第二方向的投影中,相邻两个第一支撑部2331的间距为第一间距W1,相邻两个第二支撑部2332的间距为第二间距W2,第一支撑部2331与第二支撑部2332的间距为第三间距h,第一间距W1与第三间距h的比值为0.2-5,第二间距W2与第三间距h的比值为0.2-5。
在一些实施例中,第一方向为托板23的长度方向,第二方向为托板23的宽度方向。
在另一些实施例中,第一方向为托板23的宽度方向,第二方向为托板23的长度方向。
第一间距W1与第三间距h的比值可以根据实际应用需要而定,具体可为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5。同理,第二间距W2与第三间距h的比值可以根据实际应用需要而定,具体可为0.2、0.3、0.4、0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、2、3、4、5。
通过采用上述技术方案,可使吸能件233的韧性较为适中,有效提升了吸能件233的吸能性能,从而使吸能件233能够充分吸收撞击力,进一步降低了电极组件22变形损坏的风险,进一步提升了电池单体20的可靠性能。
当然,在其它实施例中,第一支撑部2331与第二支撑部2332仅沿第一方向交替设置,而在第二方向上,多个第一支撑部2331依次间隔布置,且多个第二支撑部2332依次间隔布置。
在本申请的一些实施例中,请一并参阅图6、图8以及图10至图12,吸能结构包括吸能部2333,吸能部2333连接于第一支撑部2331和第二支撑部2332之间。
吸能部2333是用于吸收撞击力的部位,在托板23受到撞击力的情况下,撞击力传递至吸能部2333,吸能部2333发生变形,以吸收该撞击力。
在一些实施例中,吸能部2333的一端连接于第一支撑部2331,吸能部2333的另一端连接于第二支撑部2332。
在一些实施例中,请一并参阅图6及图12,第一支撑部2331的数量和第二支撑部2332的数量为多个,在托板23的长度方向上,多个第一支撑部2331和多个第二支撑部2332交替设置,吸能部2333的数量也为多个,吸能部2333连接于相邻的第一支撑部2331和第二支撑部2332之间,即在托板23的长度方向上,多个吸能部2333间隔设置,相邻两个吸能部2333间隔形成吸能腔2334,吸能腔2334用于提供吸能部2333的变形空间。
在另一些实施例中,请参阅图10,第一支撑部2331的数量和第二支撑部2332的数量为多个,在托板23的宽度方向上,多个第一支撑部2331和多个第二支撑部2332交替设置,吸能部2333的数量也为多个,吸能部2333连接于相邻的第一支撑部2331和第二支撑部2332之间,即在托板23的宽度方向上,多个吸能部2333间隔设置,相邻两个吸能部2333间隔形成吸能腔2334,吸能腔2334用于提供吸能部2333的变形空间。
在又一些实施例中,请参阅图11,第一支撑部2331的数量和第二支撑部2332的数量为多个,在托板23的长度方向上,第一支撑部2331和第二支撑部2332交替设置,在托板23的宽度方向上,第一支撑部2331和第二支撑部2332交替设置,吸能部2333的数量也为多个,吸能部2333连接于相邻的第一支撑部2331和第二支撑部2332之间,即在托板23的长度方向上,吸能部2333间隔设置,相邻两个吸能部2333间隔形成吸能腔2334,吸能腔2334用于提供吸能部2333的变形空间,并且,在托板23的宽度方向上,吸能部2333间隔设置,相邻两个吸能部2333间隔形成吸能腔2334,吸能腔2334用于提供吸能部2333的变形空间。
通过采用上述技术方案,可使吸能部2333能够均匀地分布在第一板体231与第二板体232之间,使吸能件233能够充分吸收撞击力,进一步减少了电极组件22所承受的撞击力,从而进一步降低了电极组件22变形损坏的风险,进一步提升了电池单体20的可靠性能。
在本申请的一些实施例中,请一并参阅图6、图8以及图10至图12,吸能部2333相对于托板23的厚度方向倾斜设置。
吸能部2333相对于托板23的厚度方向倾斜设置是指:吸能部2333的长度方向与托板23的厚度方向互成夹角设置,吸能部2333的长度方向与托板23的厚度方向所成夹角的角度可以根据实际应用需要而定,具体可为30°、45°、60°、75°等。
在一些实施例中,在托板23的宽度方向或者托板23的长度方向上,相邻的两个吸能部2333相对于托板23的厚度方向的倾斜方向相反,即相邻的两个吸能部2333互成夹角设置。
当然,在其它实施例中,在托板23的宽度方向或者托板23的长度方向上,相邻的两个吸能部2333相对于托板23的厚度方向的倾斜方向也可以相同,即相邻的两个吸能部2333相互平行。
通过采用上述技术方案,在托板23受到撞击力的情况下,吸能部2333可以沿托板23的厚度方向发生溃缩,便于吸能部2333在受到撞击力的情况下发生变形,从而有效吸收撞击力,以减少了电极组件22所承受的撞击力,进一步降低了电极组件22变形损坏的风险,进一步提升了电池单体20的可靠性能。
在本申请的一些实施例中,请一并参阅图6及图10,吸能件233包括多个第一吸能体2335,多个第一吸能体2335相互平行且间隔设置。
第一吸能体2335构成吸能件233的一部分。第一吸能体2335可以包括上述吸能部2333、上述第一支撑部2331和上述第二支撑部2332。在一些实施例中,第一吸能体2335呈波浪结构并沿上述第一方向延伸,其中,第一吸能体2335的波峰构成上述第一支撑部2331,第一吸能体2335的波谷构成上述第二支撑部2332,以使第一支撑部2331和第二支撑部2332沿第一方向交替设置。
通过采用上述技术方案,不仅可使吸能件233具有较大的覆盖面积,还可以有效减少吸能件233的用料量,从而有效减小了托板23的重量,有效提升了电池单体20的质量能量密度。
在本申请的一些实施例中,请一并参阅图7及图9,相邻两个第一吸能体的间距W3与第一吸能体的宽度W4的比值小于3。
相邻两个第一吸能体的间距W3与第一吸能体的宽度W4的比值可以根据实际应用需要而定,具体可为0.5、1、1.5、2、2.5、3等。
通过采用上述技术方案,可使吸能件233具有足够的覆盖面积,以更好地吸收撞击力,从而进一步降低了电极组件22变形损坏的风险,进一步提升了电池单体20的可靠性能。
在本申请的一些实施例中,请参阅图11,吸能件233还包括多个第二吸能体2336,多个第二吸能体2336相互平行且间隔设置,第二吸能体2336与第一吸能体2335相交设置。
第一吸能体2335构成吸能件233的一部分,第二吸能体2336构成吸能件233的另一部分。第一吸能体2335包括上述吸能部2333、上述第一支撑部2331和上述第二支撑部2332,第二吸能体2336也包括上述吸能部2333、上述第一支撑部2331和上述第二支撑部2332。第一吸能体2335与第二吸能体2336可以为一体成型构件,第一吸能体2335与第二吸能体2336也可以分别单独成型后相互连接形成一个整体。
在一些实施例中,第二吸能体2336与第一吸能体2335相垂直,第一吸能体2335呈波浪结构并沿上述第一方向延伸,其中,第一吸能体2335的波峰构成上述第一支撑部2331,第一吸能体2335的波谷构成上述第二支撑部2332,以使第一支撑部2331和第二支撑部2332沿第一方向交替设置,第二吸能体2336呈波浪结构并沿上述第二方向延伸,其中,第二吸能体2336的波峰构成上述第一支撑部2331,第二吸能体2336的波谷构成上述第二支撑部2332,以使第一支撑部2331和第二支撑部2332沿第二方向交替设置。
通过采用上述技术方案,使吸能件233受力均匀,有效吸收撞击力,从而进一步降低了电极组件22变形损坏的风险,进一步提升了电池单体20的可靠性能。
在本申请的一些实施例中,相邻两个第二吸能体2336的间距与第二吸能体2336的宽度的比值小于3。
相邻两个第二吸能体2336的间距与第二吸能体2336的宽度的比值可以根据实际应用需要而定,具体可为0.5、1、1.5、2、2.5、3等。
通过采用上述技术方案,可使吸能件233具有足够的覆盖面积,以更好地吸收撞击力,从而进一步降低了电极组件22变形损坏的风险,进一步提升了电池单体20的可靠性能。
在本申请的一些实施例中,请参阅图12,吸能件233呈板状结构,吸能件233开设有第三通孔2337。
可以理解地,第三通孔2337贯穿吸能件233沿托板23的厚度方向的相对两板面,在第一板体231开设有第一通孔2312且第二板体232开设有第二通孔2321的情况下,第一通孔2312、第三通孔2337与第二通孔2321依次连通形成流道,电解质可以经由该流道通过托板23。第三通孔2337的数量可以为一个,也可以为多个。第三通孔2337的形状可以为但不仅限于圆形、方形、长条形等。
在一些实施例中,为降低电池单体20发生短路的风险,在托板23的厚度方向上,第一通孔2312的投影与第二通孔2321的投影互不重合,第三通孔2337的投影与第一通孔2312的投影互不重合,且第三通孔2337的投影与第二通孔2321的投影互不重合,换言之,第一通孔2312的全部与第二通孔2321的全部不沿托板23的厚度方向相对设置,第三通孔2337的全部与第一通孔2312的全部不沿托板23的厚度方向相对设置,第三通孔2337的全部与第二通孔2321的全部不沿托板23的厚度方向相对设置。
通过采用上述技术方案,不仅便于制造吸能件233,从而有效提高吸能件233的生产效率,还便于电池单体20内的电解质通过托板23,从而有效提高了电解质的循环效率。
在本申请的一些实施例中,托板23为绝缘板。
可以理解地,托板23采用绝缘材料制成,以将电极组件22与外壳21绝缘分隔。
通过采用上述技术方案,有效将电极组件22与其它部件绝缘分隔,从而有效降低了电池单体20发生短路的风险。
在本申请的一些实施例中,电池单体20包括外壳21、电极组件22和托板23,电极组件22和托板23容置于壳体211内。托板23采用绝缘材料制成,托板23包括第一板体231、第二板体232和吸能件233,第一板体231具有用于承托电极组件22的承托面2311,第二板体232设置于第一板体231背向承托面2311的一侧,吸能件233设置于第一板体231与第二板体232之间。第一板体231开设有第一通孔2312,第二板体232开设有与第一通孔2312相连通的第二通孔2321,在托板23的厚度方向上,第一通孔2312的投影与第二通孔2321的投影互不重合。吸能件233包括多个第一吸能体2335和多个第二吸能体2336,第一吸能体2335沿第一方向延伸,且多个第一吸能体2335沿第二方向间隔设置,第二吸能体2336沿第二方向延伸,且多个第二吸能体2336沿第一方向间隔设置,其中,第一方向垂直于托板23的厚度方向,第二方向垂直于第一方向和托板23的厚度方向。第一吸能体2335和第二吸能体2336均包括多个吸能部2333、多个第一支撑部2331和多个第二支撑部2332,第一支撑部2331抵接于第一板体231,第二支撑部2332抵接于第二板体232。在第一吸能体2335中,多个第一支撑部2331与多个第二支撑部2332沿第一方向交替设置,吸能部2333连接于相邻的第一支撑部2331和第二支撑部2332之间。在第二吸能体2336中,多个第一支撑部2331与多个第二支撑部2332沿第二方向交替设置,吸能部2333连接于相邻的第一支撑部2331和第二支撑部2332之间。
第二方面,本申请实施例提供了一种电池100,包括上述任一个实施例所述的电池单体20。
本申请实施例提供的电池100由于采用了上述任一个实施例所述的电池单体20,从而有效提升了电池100的可靠性能。
第四方面,本申请实施例提供了一种用电设备,包括上述电池100。
本申请实施例提供的用电设备由于采用了上述电池100,从而有效提升了用电设备的可靠性能。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已,并不用以限制本申请,凡在本申请的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (20)
1.一种电池单体,其特征在于,所述电池单体包括:
外壳;
电极组件,容置于所述外壳内;
托板,容置于所述外壳内,所述托板包括第一板体、第二板体和吸能件,所述第一板体具有用于承托所述电极组件的承托面,所述第二板体设置于所述第一板体背向所述承托面的一侧,所述吸能件设置于所述第一板体与所述第二板体之间;
所述吸能件包括吸能结构、第一支撑部和第二支撑部,所述吸能结构用于连接所述第一支撑部和所述第二支撑部,所述第一支撑部抵接于所述第一板体,所述第二支撑部抵接于所述第二板体。
2.如权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述第一板体开设有第一通孔,所述第二板体开设有与所述第一通孔相连通的第二通孔,在所述托板的厚度方向上,所述第一通孔的投影与所述第二通孔的投影互不重合。
3.如权利要求2所述的电池单体,其特征在于,
所述第一通孔的数量为多个;和/或,
所述第二通孔的数量为多个。
4.如权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述承托面为平面。
5.如权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述第一支撑部的数量和所述第二支撑部的数量为多个,所述第一支撑部与所述第二支撑部沿第一方向交替设置,所述第一方向与所述托板的厚度方向相垂直。
6.如权利要求5所述的电池单体,其特征在于,
在所述第一方向上,相邻两个所述第一支撑部的间距为第一间距,相邻两个所述第二支撑部的间距为第二间距,在所述托板的厚度方向上,所述第一支撑部与所述第二支撑部的间距为第三间距;
所述第一间距与所述第三间距的比值为0.2-5;和/或,
所述第二间距与所述第三间距的比值为0.2-5。
7.如权利要求5所述的电池单体,其特征在于,一部分所述第一支撑部与一部分所述第二支撑部沿所述第一方向交替设置,另一部分所述第一支撑部与另一部分所述第二支撑部沿第二方向交替设置,所述第二方向垂直于所述第一方向和所述托板的厚度方向。
8.如权利要求7所述的电池单体,其特征在于,
在所述吸能件沿所述第二方向的投影中,相邻两个所述第一支撑部的间距为第一间距,相邻两个所述第二支撑部的间距为第二间距,所述第一支撑部与所述第二支撑部的间距为第三间距;
所述第一间距与所述第三间距的比值为0.2-5;和/或,
所述第二间距与所述第三间距的比值为0.2-5。
9.如权利要求5所述的电池单体,其特征在于,所述吸能结构包括吸能部,所述吸能部连接于所述第一支撑部和所述第二支撑部之间。
10.如权利要求9所述的电池单体,其特征在于,所述吸能部相对于所述托板的厚度方向倾斜设置。
11.如权利要求1-10中的任一项所述的电池单体,其特征在于,所述吸能件包括多个第一吸能体,多个所述第一吸能体相互平行且间隔设置。
12.如权利要求11所述的电池单体,其特征在于,相邻两个所述第一吸能体的间距与所述第一吸能体的宽度的比值小于3。
13.如权利要求11所述的电池单体,其特征在于,所述吸能件还包括多个第二吸能体,多个所述第二吸能体相互平行且间隔设置,所述第二吸能体与所述第一吸能体相交设置。
14.如权利要求13所述的电池单体,其特征在于,相邻两个所述第二吸能体的间距与所述第二吸能体的宽度的比值小于3。
15.如权利要求13所述的电池单体,其特征在于,所述第一吸能体与所述第二吸能体为一体成型构件。
16.如权利要求13所述的电池单体,其特征在于,所述第二吸能体与所述第一吸能体相垂直。
17.如权利要求1-10中的任一项所述的电池单体,其特征在于,所述吸能件呈板状结构,所述吸能件开设有第三通孔。
18.如权利要求1-10中的任一项所述的电池单体,其特征在于,所述托板为绝缘板。
19.一种电池,其特征在于,所述电池包括如权利要求1-18中的任一项所述的电池单体。
20.一种用电设备,其特征在于,所述用电设备包括如权利要求19所述的电池。
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