CN221126213U - 一种单体电池及用电设备 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及电池技术领域，公开了一种单体电池及用电设备，单体电池包括：壳体，所述壳体具有容纳腔和与所述容纳腔连通的开口；卷芯，设置于所述容纳腔内；盖板，设置有注液孔，盖设于所述开口上且与所述壳体连接；集流盘，设置于所述容纳腔内，所述集流盘包括集流盘主体，所述集流盘主体具有进液部和与所述进液部连通的导液槽，所述导液槽具有和所述进液部连通的第一端和靠近所述壳体内壁的第二端，所述第二端设置有导液缺口供电解液流入所述卷芯，所述进液部和所述注液孔连通。本实用新型通过卷芯外圈向内扩散完成卷芯的浸润，增大浸润面积，提升浸润效率，使浸润时间得到显著缩短，降低生产成本。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种单体电池及用电设备。
背景技术
随着电池技术的发展，圆柱电池应用场景广泛，圆柱电池在新能源汽车和储能领域的应用也呈现爆发式增长。为了提升电池能量密度，降低电池包装成本、电池管理系统管理成本，圆柱电池逐步向大圆柱趋势发展。为了避免电池内阻随着电池体积增大而急剧上升，大圆柱电池采用全极耳/多极耳结构，此结构较普通的单极耳结构能显著降低电池内阻，但由于全极耳/多极耳结构阻挡了电解液浸润路径，电解液难以从极耳位置完成浸润。
目前，针对全极耳/多极耳结构的电芯浸润，主要是采用中心浸润方式，电解液从集流盘的中心通孔进入卷芯，通过卷芯内圈隔膜向外扩散完成卷芯的浸润，但由于内圈隔膜面积较小，采用此种方式浸润的效率较低。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种单体电池及用电设备，以提升电池卷芯的浸润效率。
为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：
本实用新型提供一种单体电池，包括：
壳体，所述壳体具有容纳腔和与所述容纳腔连通的开口；
卷芯，设置于所述容纳腔内；
盖板，设置有注液孔，盖设于所述开口上且与所述壳体连接；
集流盘，设置于所述容纳腔内并位于所述卷芯和所述盖板之间，所述集流盘包括集流盘主体，所述集流盘主体具有进液部和与所述进液部连通的导液槽，所述导液槽具有和所述进液部连通的第一端和靠近所述壳体内壁的第二端，所述第二端设置有导液缺口供电解液流入设置所述卷芯的所述容纳腔，所述进液部和所述注液孔连通。
优选地，所述集流盘主体具有沿着所述壳体高度方向相对设置的第一面和第二面，所述进液部和导液槽设置于所述第一面，所述第一面靠近所述盖板设置。
优选地，所述导液槽设置有多个，多个所述导液槽沿着所述进液部周向分布，且均朝向所述壳体的内壁一侧延伸，多个所述导液槽的第一端均与所述进液部连通，所述第二端均设置有导液缺口。
优选地，所述集流盘还包括第一壁板和第二壁板，所述第一壁板、所述第二壁板相对间隔设于所述第一面上，所述第一壁板、所述第二壁板与所述第一面围合形成所述导液槽。
优选地，所述导液槽设置有多个，多个所述导液槽沿着所述进液部周向分布，且均朝向所述壳体的内壁一侧延伸，各所述导液槽的所述第一壁板靠近所述进液部的一端与相邻的所述导液槽的所述第二壁板靠近所述进液部的一端连接。
优选地，所述集流盘主体的第一面朝向所述第二面的方向凹陷形成所述导液槽。
优选地，所述集流盘主体上开设有多个间隔缺口，各所述间隔缺口与各所述导液槽沿所述集流盘主体的周向交替设置。
优选地，在所述壳体的高度方向上，所述进液部的底部高于或平齐于所述导液槽的槽底。
优选地，所述卷芯为圆柱状，所述卷芯包括层叠设置的极片层和隔膜层，所述第二端至少延伸至所述卷芯的最外层或者次外层的极片层或者隔膜层所在的位置处。
本实用新型还提供一种用电设备，所述用电设备包括上所述的单体电池。
本实用新型实施例一种单体电池及用电设备与现有技术相比，其有益效果在于：
本实用新型实施例的单体电池，包括壳体、卷芯、盖板和集流盘，在集流盘的集流盘主体设置进液部和导液槽，将导液槽的第一端与进液部连通，导液槽的第二端开设导液缺口。浸润时，电解液自盖板的注液孔进入进液部，经进液部进入导液槽，通过导液槽的导液缺口流入卷芯的外圈，通过卷芯外圈向内扩散完成卷芯的浸润。由于卷芯的外圈隔膜表面积显著高于卷芯中心的隔膜表面积，通过卷芯外圈向内扩散的方式进行浸润，使得浸润面积增大，从而提升浸润效率，使浸润时间得到显著缩短，降低生产成本。
附图说明
图1是本实用新型实施例中所述单体电池的结构示意图；
图2是本实用新型实施例中所述单体电池去除盖板和集流盘的结构示意图；
图3是本实用新型实施例中所述集流盘的结构示意图；
图4是本实用新型实施例中所述集流盘的俯视示意图。
图中标号，
10、集流盘；101、导液孔；11、集流盘主体；111、进液部；112、第一面；113、间隔缺口；1131、第一缺口壁；1132、第二缺口壁；114、第二面；12、导液槽；1201、第一端；1202、第二端；12021、导液缺口；121、第一壁板；122、第二壁板；
20、盖板；21、注液孔；30、卷芯；40、壳体；401、容纳腔；402、开口。
具体实施方式
在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“竖直”、“水平”、“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。
在本实用新型的描述中，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”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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
下面结合附图和实施例，对本实用新型的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本实用新型，但不用来限制本实用新型的范围。
参阅图1-图4，本实用新型实施例提供一种单体电池，包括壳体40、卷芯30、盖板20和集流盘10，壳体40具有容纳腔401和开口402，开口402与容纳腔401连通；卷芯30设置于容纳腔401内；盖板20设置有注液孔21，盖板20盖设于开口402上，且盖板20与壳体40连接，以封闭壳体40；集流盘10设置于容纳腔401内，并位于所述卷芯30和所述盖板20之间，集流盘10包括集流盘主体11，集流盘主体11具有进液部111和导液槽12，进液部111和注液孔21连通，导液槽12与进液部111连通，导液槽12具有第一端1201和第二端1202，第一端1201与进液部111连通，第二端1202靠近壳体40的内壁设置，第二端1202设置有供电解液流入设置所述卷芯30的所述容纳腔401的导液缺口12021。
注液孔21、进液部111、导液槽12依次连通，浸润时，电解液自注液孔21进入进液部111，经进液部111进入导液槽12，通过导液槽12的导液缺口12021流入卷芯30的外圈，通过卷芯30的外圈向内扩散完成卷芯30的浸润。由于卷芯30的外圈隔膜表面积显著高于卷芯30中心的隔膜表面积，通过卷芯30的外圈向内扩散的方式进行浸润，使得浸润面积增大，从而提升浸润效率，使浸润时间得到显著缩短，降低生产成本。
集流盘主体11与卷芯30焊接连接，装配时，先将集流盘主体11与卷芯30连接，再将集流盘主体11与卷芯30的连接体整体放置于壳体40的容纳腔401内，最后将盖板20与壳体40连接，使集流盘主体11与卷芯30封闭于容纳腔401内。在一些实施方式中，进液部111位于集流盘主体11的中心位置处，注液孔21位于集流盘主体11的进液部111的正上方，使电解液自上而下靠重力流动。
参阅图3和图4，在一些实施方式中，集流盘主体11具有沿着壳体40高度方向Z相对设置的第一面112和第二面114，其中所述第一面112靠近所述盖板20设置。进液部111和导液槽12设置于第一面112，方便电解液自注液孔21流入进液部111和导液槽12内，且简化集流盘主体11的结构。在一些实施方式中，进液部111和导液槽12还可以设置于第一面112和第二面114之间，即可以将进液部111和导液槽12均设于集流盘主体11的内部。
参阅图3，在一些实施方式中，集流盘主体11的第一面112朝向第二面114的方向凹陷形成导液槽12，简化集流盘主体11的结构。导液槽12的宽度大于或等于注液孔21的直径，避免注液孔21注入的电解液洒落至导液槽12的外部。
参阅图3和图4，在一些实施方式中，导液槽12设置有多个，多个导液槽12沿着进液部111周向分布，且均朝向壳体40的内壁一侧延伸，多个所述导液槽12的第一端1201均与所述进液部111连通，所述第二端1202均设置有导液缺口12021。设置多个导液槽12增大电解液的注入效率，且使得电解液沿周向浸润至卷芯30外圈的多个位置，进一步提升浸润效率。在一些实施方式中，集流盘主体11上开设有多个间隔缺口113，各间隔缺口113与各导液槽12沿集流盘主体11的周向交替设置，间隔缺口113可减轻集流盘主体11的重量，便于电池的轻量化设计。
参阅图3，在一些实施方式中，集流盘10还包括第一壁板121和第二壁板122，第一壁板121、第二壁板122相对间隔设于第一面112上，第一壁板121、第二壁板122与第一面112围合形成导液槽12。导液槽12设多个时，各导液槽12的第一壁板121靠近进液部111的一端与相邻的导液槽12的第二壁板122靠近进液部111的一端连接，使各个导液槽12相互连通，避免单个导液槽出现溢流情况。
在一些实施方式中，在壳体40的高度方向Z上，进液部111的底部高于导液槽12的槽底，使得进液部111的电解液可以在自身重力作用下流入导液槽12。在壳体40的高度方向Z上，进液部111的底部还可以平齐于导液槽12的槽底，使得进液部111的电解液可以在注入孔21注入的电解液的冲击作用下流入导液槽12，所需的冲击力较小。
在一些实施方式中，卷芯30为圆柱状，卷芯30包括层叠设置的极片层和隔膜层，第二端1202至少延伸至卷芯30的最外层或者次外层的极片层或者隔膜层所在的位置处，增大浸润面积。
本实施例还提供一种用电设备，用电设备包括如上所述的单体电池。用电设备的其他具体实施方式与上述单体电池的具体实施方式基本相同，在此不再一一赘述。
本实用新型的工作过程为：
将电解液经注液孔21注入进液部111，电解液经进液部111进入导液槽12，通过导液槽12的导液缺口12021流入卷芯30的外圈，通过卷芯30的外圈向内扩散完成卷芯30的浸润。
假设中心浸润方式所有电解液全部从卷芯中心浸润，外圈浸润方式所有电解液全部从卷芯的最外圈浸润，以4680型圆柱状卷芯为例进行说明，卷芯的直径R1为46mm，高度H为80mm，群裕度a为99％，卷芯中心通孔直径R2为6mm，则：
卷芯中心隔膜表面积S1＝π*2R2*H＝30.14cm2
外圈隔膜表面积S2＝π*2a*R1*H＝228.79cm2
| 分组 | 单次浸润面积/cm2 | 浸润面积对比 |
| 中心浸润方式 | 30.14 | 100％ |
| 外圈浸润方式 | 228.79 | 759％ |
由上表可知，外圈浸润方式可显著的提升浸润面积，可极大的提升注液及浸润效率，降低电池的生产成本。
以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本实用新型的保护范围。
Claims (10)
1.一种单体电池，其特征在于，包括：
壳体(40)，所述壳体(40)具有容纳腔(401)和与所述容纳腔(401)连通的开口(402)；
卷芯(30)，设置于所述容纳腔(401)内；
盖板(20)，设置有注液孔(21)，盖设于所述开口(402)上且与所述壳体(40)连接；
集流盘(10)，设置于所述容纳腔(401)内，并位于所述卷芯(30)和所述盖板(20)之间，所述集流盘(10)包括集流盘主体(11)，所述集流盘主体(11)具有进液部(111)和与所述进液部(111)连通的导液槽(12)，所述导液槽(12)具有和所述进液部(111)连通的第一端(1201)和靠近所述壳体(40)内壁的第二端(1202)，所述第二端(1202)设置有导液缺口(12021)供电解液流入设置所述卷芯(30)的所述容纳腔(401)，所述进液部(111)和所述注液孔(21)连通。
2.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，所述集流盘主体(11)具有沿着所述壳体(40)高度方向(Z)相对设置的第一面(112)和第二面(114)，所述进液部(111)和导液槽(12)设置于所述第一面(112)，所述第一面(112)靠近所述盖板(20)设置。
3.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，所述导液槽(12)设置有多个，多个所述导液槽(12)沿着所述进液部(111)周向分布，且均朝向所述壳体(40)的内壁一侧延伸，多个所述导液槽(12)的第一端(1201)均与所述进液部(111)连通，所述第二端(1202)均设置有导液缺口(12021)。
4.根据权利要求2所述的单体电池，其特征在于，所述集流盘(10)还包括第一壁板(121)和第二壁板(122)，所述第一壁板(121)、所述第二壁板(122)相对间隔设于所述第一面(112)上，所述第一壁板(121)、所述第二壁板(122)与所述第一面(112)围合形成所述导液槽(12)。
5.根据权利要求4所述的单体电池，其特征在于，所述导液槽(12)设置有多个，多个所述导液槽(12)沿着所述进液部(111)周向分布，且均朝向所述壳体(40)的内壁一侧延伸，各所述导液槽(12)的所述第一壁板(121)靠近所述进液部(111)的一端与相邻的所述导液槽(12)的所述第二壁板(122)靠近所述进液部(111)的一端连接。
6.根据权利要求2所述的单体电池，其特征在于，所述集流盘主体(11)的第一面(112)朝向所述第二面(114)的方向凹陷形成所述导液槽(12)。
7.根据权利要求3所述的单体电池，其特征在于，所述集流盘主体(11)上开设有多个间隔缺口(113)，各所述间隔缺口(113)与各所述导液槽(12)沿所述集流盘主体(11)的周向交替设置。
8.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，在所述壳体(40)的高度方向(Z)上，所述进液部(111)的底部高于或平齐于所述导液槽(12)的槽底。
9.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，所述卷芯(30)为圆柱状，所述卷芯(30)包括层叠设置的极片层和隔膜层，所述第二端(1202)至少延伸至所述卷芯(30)的最外层或者次外层的极片层或者隔膜层所在的位置处。
10.一种用电设备，其特征在于，所述用电设备包括如权利要求1-9中任一项所述的单体电池。
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