CN221327825U - 电池单体、端盖组件、电池及用电装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种电池单体、端盖组件、电池及用电装置。电池单体包括外壳、电极组件和阻挡部件,外壳具有壁部,壁部设有用于注入电解质的注液孔,电极组件容纳于外壳内。阻挡部件设置于外壳内,阻挡部件包括连接部和凸部,连接部连接壁部和凸部,凸部的至少部分设置于注液孔和电极组件之间,且凸部朝向注液孔凸出设置,凸部和注液孔之间的空间连通于凸部与电极组件之间的空间,阻挡部件背向注液孔的一侧设有凹部,凹部的位置与凸部的位置相对应。根据本申请能够在电池单体的注液过程中有效地降低电解质对电极组件产生损坏的风险。
Description
技术领域
本申请涉及电池技术领域,特别涉及一种电池单体、端盖组件、电池及用电装置。
背景技术
随着新能源技术的发展,电池的应用越来越广泛,例如应用于手机、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上。
在电池单体的注液过程中通常会采用较大的压力使电解质顺利进入电池壳体内部,但是当压强较大电解质注入电池单体内部时,容易直接冲刷在电极组件顶部,对其造成损坏。因此,如何在电池单体的注液过程中降低电解质对电极组件产生损坏的风险是电池技术中一个亟待解决的问题。
实用新型内容
鉴于上述问题,本申请提供了一种电池单体、端盖组件、电池及用电装置,能够在电池单体的注液过程中有效地降低电解质对电极组件产生损坏的风险。
第一方面,本申请实施例提供了一种电池单体,电池单体包括外壳、电极组件和阻挡部件,外壳具有壁部,壁部设有用于注入电解质的注液孔,电极组件容纳于外壳内。阻挡部件设置于外壳内,阻挡部件包括连接部和凸部,连接部连接壁部和凸部,凸部的至少部分设置于注液孔和电极组件之间,且凸部朝向注液孔凸出设置,凸部和注液孔之间的空间连通于凸部与电极组件之间的空间,阻挡部件背向注液孔的一侧设有凹部,凹部的位置与凸部的位置相对应。
在电池单体的注液过程中,凸部的至少部分设置于注液孔和电极组件之间,电解质能够直接打到凸部上面,以减小电解质直接冲刷电极组件而导致电极组件损坏的风险。电解质对凸部施加沿注液孔至电极组件方向上的作用力,凸部朝向注液孔凸出设置,能够提高凸部对沿注液孔至电极组件方向上的作用力的抵抗效果,从而能够提高凸部的结构强度和稳定性。另外,凸部朝向注液孔凸出设置还有利于提高电解质的定向分流效果,从而提高注液效率和浸润效果。如此,上述技术方案能够在电池单体的注液过程中有效地降低电解质对电极组件产生损坏的风险。
通过在阻挡部件背向注液孔的一侧设置凹部,不仅能够一定程度上在保证凸部的结构强度的前提下降低阻挡部件整体的材料消耗,以降低制备成本,还能够减少阻挡部件对电池单体的内部空间的占用率,有利于提高电池单体的能量密度。
在第一方面的一些实施例中,凸部沿注液孔的轴向上的投影覆盖注液孔沿轴向上的投影。使得凸部能够完整地阻挡通过注液孔的电解质,从能够进一步提高凸部对通过注液孔的电解质的阻挡效果。
在第一方面的一些实施例中,凸部沿注液孔的轴向上具有第一尺寸d1,凸部沿与轴向垂直的方向上具有第二尺寸d2,第一尺寸d1和第二尺寸d2满足关系:0.05≤d1/d2≤0.7。能够进一步提高凸部自身的结构强度和稳定性。
在第一方面的一些实施例中,连接部包括底壁和多个侧壁,底壁环绕凸部设置,凸部凸出于底壁朝向注液孔的一侧,多个侧壁沿底壁的周向间隔设置,各侧壁连接壁部和底壁。
通过将连接部设置为上述结构形式,结构简单,不仅能够降低制备成本,还能够减小连接部整体的体积,降低阻挡部件对电池单体的内部空间的占用率,有利于提高电池单体的能量密度。
在第一方面的一些实施例中,凸部沿注液孔的轴向上具有第一尺寸d1,底壁与壁部之间的最长距离为H,第一尺寸d1和最长距离H满足关系:0.2≤d1/H≤0.8。
上述技术方案将第一尺寸d1和最长距离H之间的比值d1/H设置在上述范围内,能够使凸部与连接部之间的结构紧凑度保持在较高水平的同时,减小在电池单体的注液过程中凸部与外部注液设备之间产生干涉的风险。
在第一方面的一些实施例中,侧壁和底壁在朝向注液孔的一侧形成腔体,凸部容纳于腔体。
上述技术方案通过腔体对电解质的缓冲容纳作用,能够降低电解质在打到凸部上之后,向凸部与电极组件之间的空间流动过程中的冲击力,从而能够进一步降低电解质对电极组件产生损坏的风险。
在第一方面的一些实施例中,注液孔沿与自身轴向垂直的方向上具有第三尺寸d3,腔体沿与轴向垂直的方向上具有第四尺寸d4,第三尺寸d3和第四尺寸d4满足关系:1.2≤d4/d3≤4。
上述技术方案通过将第三尺寸d3和第四尺寸d4之间的比值d4/d3设置在上述范围内,使得腔体能够满足电解质的容纳要求的同时,兼顾阻挡部件的小型化。
在第一方面的一些实施例中,凸部沿与注液孔的轴向垂直的方向上具有第二尺寸d2,腔体沿与轴向垂直的方向上具有第四尺寸d4,第二尺寸d2和第四尺寸d4满足关系:0.25≤d2/d4≤1。
通过将凸部沿与注液孔的轴向垂直的方向上具有第二尺寸d2设置在上述范围内,能够提高凸部的覆盖广度,以进一步提高凸部对通过注液孔的电解质的阻挡效果。
在第一方面的一些实施例中,腔体沿与注液孔的轴向垂直的方向上具有第四尺寸d4,沿底壁的周向上相邻的两个侧壁之间的最小距离为d5,第四尺寸d4和最小距离d5满足关系:0.5≤d5/d4*N≤2,其中,N为侧壁的数量。
上述技术方案第四尺寸d4和最小距离d5之间的关系d5/d4*N设置为满足上述范围,能够在减小电解质向电池单体内部流动的冲击力,降低电解质对电极组件产生损坏的风险的同时,兼顾注液的高效化。
在第一方面的一些实施例中,电池单体还包括绝缘部件,绝缘部件设置于壁部朝向电极组件的一侧并连接于壁部,阻挡部件连接于绝缘部件。
上述技术方案通过设置绝缘部件,能够将壁部与电池单体内部的其他电连接部件绝缘隔离,减小壁部与电池单体内部的其他电连接部件接触而发生短路的风险。阻挡部件连接于绝缘部件,相当于将阻挡部件集成于绝缘部件上,降低了组装过程中阻挡部件与绝缘部件之间的发生干涉的概率,并且,将阻挡部件和绝缘部件集成设计,提高了电池单体的组装效率,进而有效的提升了电池单体的生产效率。
在第一方面的一些实施例中,阻挡部件与绝缘部件为一体成型结构。
一方面,无需通过额外的连接工艺将阻挡部件与绝缘部件进行连接,简化了制作工艺流程。同时,相比于通过额外的连接工艺将阻挡部件与绝缘部件进行连接,呈一体式结构的阻挡部件与绝缘部件之间具有更高的连接牢固度。
在第一方面的一些实施例中,凸部沿自身凸出方向上具有第一厚度t1,绝缘部件沿注液孔的轴向上具有第二厚度t2,第一厚度t1和第二厚度t2满足关系:0.5≤t1/t2≤2。
通过将凸部沿自身凸出方向上的第一厚度t1和绝缘部件沿注液孔的轴向上的第二厚度t2之间的比值t1/t2设置在上述范围内,使得凸部与绝缘部件之间的厚度差异保持在较小范围内,不仅有利于降低制备难度,以降低成本,还能够提高绝缘部件与阻挡部件之间的结构一致性。
在第一方面的一些实施例中,绝缘部件沿注液孔的轴向上具有第二厚度t2,底壁沿轴向上具有第三厚度t3,第二厚度t2和第三厚度t3满足关系:0.6≤t3/t2≤3。
通过将底壁沿轴向上具有第三厚度t3和绝缘部件沿注液孔的轴向上的第二厚度t2之间的比值t3/t2设置在上述范围内,使得底壁与绝缘部件之间的厚度差异保持在较小范围内,不仅有利于降低制备难度,以降低成本,还能够提高绝缘部件与阻挡部件之间的结构一致性。
在第一方面的一些实施例中,绝缘部件沿注液孔的轴向上具有第二厚度t2,侧壁沿与轴向垂直的方向上具有第四厚度t4,第二厚度t2和第四厚度t4满足关系:0.6≤t4/t2≤3。
通过将侧壁沿与轴向垂直的方向上的第四厚度t4和绝缘部件沿注液孔的轴向上的第二厚度t2之间的比值t4/t2设置在上述范围内,使得侧壁与绝缘部件之间的厚度差异保持在较小范围内,不仅有利于降低制备难度,以降低成本,还能够提高绝缘部件与阻挡部件之间的结构一致性。
在第一方面的一些实施例中,凸部的数量为多个,多个凸部相邻设置。
通过将凸部的数量设置为多个,多个凸部共同承担通过注液孔的电解质的冲刷,从而能够进一步提高阻挡部件整体的结构稳定性。
在第一方面的一些实施例中,外壳包括壳体和端盖,壳体具有开口,端盖用于盖合开口,端盖被配置为壁部。
第二方面,本申请提供一种端盖组件,端盖组件包括端盖和阻挡部件,端盖设有用于注入电解质的注液孔,阻挡部件设置于端盖朝向电池单体内部的一侧,阻挡部件包括连接部和凸部,连接部连接端盖和凸部,凸部的至少部分设置于注液孔和电池单体的电极组件之间,且凸部朝向注液孔凸出设置,凸部和注液孔之间的空间连通于凸部与电极组件之间的空间,阻挡部件背向注液孔的一侧设有凹部,凹部的位置与凸部的位置相对应。
在电池单体的注液过程中,凸部的至少部分设置于注液孔和电极组件之间,电解质能够直接打到凸部上面,以减小电解质直接冲刷电极组件而导致电极组件损坏的风险。电解质对凸部施加沿注液孔至电极组件方向上的作用力,凸部朝向注液孔凸出设置,能够提高凸部对沿注液孔至电极组件方向上的作用力的抵抗效果,从而能够提高凸部的结构强度和稳定性。另外,凸部朝向注液孔凸出设置还有利于提高电解质的定向分流效果,从而提高注液效率和浸润效果。如此,上述技术方案能够在电池单体的注液过程中有效地降低电解质对电极组件产生损坏的风险。
通过在阻挡部件背向注液孔的一侧设置凹部,不仅能够一定程度上在保证凸部的结构强度的前提下降低阻挡部件整体的材料消耗,以降低制备成本,还能够减少阻挡部件对电池单体的内部空间的占用率,有利于提高电池单体的能量密度。
在第二方面的一些实施例中,端盖组件还包括绝缘部件,绝缘部件设置于端盖朝向电极组件的一侧并连接于端盖,阻挡部件连接于绝缘部件。
上述技术方案通过设置绝缘部件,能够将壁部与电池单体内部的其他电连接部件绝缘隔离,减小壁部与电池单体内部的其他电连接部件接触而发生短路的风险。阻挡部件连接于绝缘部件,相当于将阻挡部件集成于绝缘部件上,降低了组装过程中阻挡部件与绝缘部件之间的发生干涉的概率,并且,将阻挡部件和绝缘部件集成设计,提高了电池单体的组装效率,进而有效的提升了电池单体的生产效率。
第三方面,本申请提供一种电池,其包括第一方面任一实施例提供的电池单体。
第四方面,本申请提供一种用电装置,其包括第一方面任一实施例提供的电池单体,电池单体用于提供电能。
上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
图1为本申请一些实施例所提供的车辆的结构示意图;
图2为本申请一些实施例所提供的一种电池的爆炸结构示意图;
图3为本申请一些实施例所提供的一种电池模块的结构示意图;
图4为本申请一些实施例所提供的一种电池单体的立体结构示意图;
图5为本申请一些实施例所提供的一种电池单体的爆炸结构示意图;
图6为本申请一些实施例所提供的一种电池单体的局部立体结构示意图;
图7为本申请一些实施例所提供的一种电池单体的局部俯视结构示意图;
图8为图7沿A-A的剖面结构示意图;
图9为图8的H处的结构示意图。
具体实施方式中的附图标号如下:
1、车辆;2、电池;3、控制器;4、马达;5、箱体;5a、第一箱体部;5b、第二箱体部;5c、容纳空间;6、电池模块;7、电池单体;
10、外壳;10a、壳体;10b、端盖;11、壁部;111、注液孔;20、电极组件;30、阻挡部件;31、连接部;311、底壁;312、侧壁;313、腔体;32、凸部;33、凹部;40、绝缘部件;X、轴向。
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、完整地描述,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它实施例,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;在本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。
本申请中术语“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,本申请中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
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)。
本申请中术语“平行”不仅包括绝对平行的情况,也包括了工程上常规认知的大致平行的情况;同时,“垂直”也不仅包括绝对垂直的情况,还包括工程上常规认知的大致垂直的情况。
本申请实施例中,电池单体可以为二次电池单体,二次电池单体是指在电池单体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。
电池单体可以为锂离子电池单体、钠离子电池单体、钠锂离子电池单体、锂金属电池单体、钠金属电池单体、锂硫电池单体、镁离子电池单体、镍氢电池单体、镍镉电池单体、铅蓄电池单体等,本申请实施例对此并不限定。
电池单体一般包括电极组件。电极组件包括正极和负极。在电池单体充放电过程中,活性离子(例如锂离子)在正极和负极之间往返嵌入和脱出。
在一些实施例中,电极组件还包括隔离件,隔离件设置在正极和负极之间,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。
在一些实施例中,正极可以为正极片,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物质层。
在一些实施例中,负极可以为负极片,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物质层。
在一些实施方式中,电池单体还包括电解质,电解质在正、负极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。电解质可以是液态的、凝胶态的或固态的。
在一些实施方式中,液态电解质包括电解质盐和溶剂。
在一些实施方式中,电解质盐可选自六氟磷酸锂、四氟硼酸锂、高氯酸锂、六氟砷酸锂、双氟磺酰亚胺锂、双三氟甲磺酰亚胺锂、三氟甲磺酸锂、二氟磷酸锂、二氟草酸硼酸锂、二草酸硼酸锂、二氟二草酸磷酸锂及四氟草酸磷酸锂中的至少一种。
在一些实施方式中,溶剂可选自碳酸亚乙酯、碳酸亚丙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二乙酯、碳酸二甲酯、碳酸二丙酯、碳酸甲丙酯、碳酸乙丙酯、碳酸亚丁酯、氟代碳酸亚乙酯、甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、丁酸乙酯、1,4-丁内酯、环丁砜、二甲砜、甲乙砜及二乙砜中的至少一种。溶剂也可选醚类溶剂。醚类溶剂可以包括乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、二乙二醇二甲醚、三乙二醇二甲醚、四乙二醇二甲醚、1,3-二氧戊环、四氢呋喃、甲基四氢呋喃、二苯醚及冠醚中的一种或多种。
凝胶态电解质包括以聚合物作为电解质的骨架网络,搭配离子液体-锂盐。
固态电解质包括聚合物固态电解质、无机固态电解质、复合固态电解质。
作为示例,聚合物固态电解质可以为聚醚(聚氧化乙烯)、聚硅氧烷、聚碳酸酯、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、单离子聚合物、聚离子液体-锂盐、纤维素等。
作为示例,无机固态电解质可以为氧化物固体电解质(晶态的钙钛矿、钠超导离子导体、石榴石、非晶态的LiPON薄膜)、硫化物固体电解质(晶态的锂超离子导体(锂锗磷硫、硫银锗矿)、非晶体硫化物)以及卤化物固体电解质、氮化物固体电解质及氢化物固体电解质中的一种或多种。
作为示例,复合固态电解质通过在聚合物固体电解质中增加无机固态电解质填料形成。
在一些实施例中,电极组件为卷绕结构。正极片、负极片卷绕成卷绕结构。
在一些实施方式中,电极组件为叠片结构。
作为示例,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。
作为示例,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。
作为示例,正极片和负极片均折叠形成多个层叠设置的折叠段。
作为示例,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。
作为示例,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。
在一些实施方式中,电极组件的形状可以为圆柱状,扁平状或多棱柱状等。
在一些实施方式中,电极组件设有极耳,极耳可以将电流从电极组件导出。极耳包括正极耳和负极耳。
在一些实施方式中,电池单体可以包括外壳。外壳用于封装电极组件及电解质等部件。外壳可以为钢壳、铝壳、塑料壳(如聚丙烯)、复合金属壳(如铜铝复合外壳)或铝塑膜等。
作为示例,电池单体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,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。
在一些实施例中,电池可以为电池模块,电池单体有多个时,多个电池单体排列并固定形成一个电池模块。
在一些实施例中,电池可以为电池包,电池包包括箱体和电池单体,电池单体或电池模块容纳于箱体中。
在一些实施例中,箱体可以作为车辆的底盘结构的一部分。例如,箱体的部分可以成为车辆的地板的至少一部分,或者,箱体的部分可以成为车辆的横梁和纵梁的至少一部分。
在一些实施例中,电池可以为储能装置。储能装置包括储能集装箱、储能电柜等。
随着新能源技术的发展,电池的应用越来越广泛,例如应用于手机、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上。
在电池单体的生产过程中,需要注入电解质,而由于电池壳体内部处于正压状态,不利于电解质进入,因此在电池单体的注液过程中通常会采用较大的压力使电解质顺利进入电池壳体内部,同时较大的压力亦可提升生产效率,但是当压强较大且半径较小的柱状电解质注入电池单体内部时,会直接冲刷在电极组件顶部,对其造成损坏。
为了满足注液效率并避免注液过程中对电极组件的直接冲刷而造成极片弯折打皱发生内部短路等风险,目前通常在注液孔下方进行平面挡板设计,以使电解质直接打到档板上面。但是目前的平面挡板设计,一方面,强度较弱,承载能力有限,无法满足进一步提升注液压力的需求;另一方面,电解质喷射到挡板后反射的过程为无序状态,无法实现定向分流,影响发了注液效率和浸润效果。
基于以上考虑,本申请实施例提供了一种电池单体,电池单体包括外壳、电极组件和阻挡部件,外壳具有壁部,壁部设有用于注入电解质的注液孔,电极组件容纳于外壳内。阻挡部件设置于外壳内,阻挡部件包括连接部和凸部,连接部连接壁部和凸部,凸部的至少部分设置于注液孔和电极组件之间,且凸部朝向注液孔凸出设置,凸部和注液孔之间的空间连通于凸部与电极组件之间的空间。
在电池单体的注液过程中,凸部的至少部分设置于注液孔和电极组件之间,电解质能够直接打到凸部上面,以减小电解质直接冲刷电极组件而导致电极组件损坏的风险。电解质对凸部施加沿注液孔至电极组件方向上的作用力,凸部朝向注液孔凸出设置,能够提高凸部对沿注液孔至电极组件方向上的作用力的抵抗效果,从而能够提高凸部的结构强度和稳定性。另外,凸部朝向注液孔凸出设置还有利于提高电解质的定向分流效果,从而提高注液效率和浸润效果。如此,上述技术方案能够在电池单体的注液过程中有效地降低电解质对电极组件产生损坏的风险。
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。
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。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装置不做特殊限制。
应理解,本申请实施例描述的技术方案不仅仅局限适用于上述所描述的电池和用电设备,还可以适用于所有包括电池箱体的电池以及使用电池的用电设备,但为描述简洁,下述实施例均以电动车辆为例进行说明。
图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图。
继续参考图1,车辆1的内部设置有电池2,电池2可以设置在车辆1的底部或头部或尾部。电池2可以用于车辆1的供电,例如,电池2可以作为车辆1的操作电源。
车辆1还可以包括控制器3和马达4,控制器3用来控制电池2为马达4供电,例如,用于车辆1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2不仅仅可以作为车辆1的操作电源,还可以作为车辆1的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。
图2为本申请一些实施例所提供的一种电池的爆炸结构示意图。
继续参考图2,电池2包括箱体5和电池单体,电池单体容纳于箱体5内。
箱体5用于容纳电池单体,箱体5可以是多种结构。在一些实施例中,箱体5可以包括第一箱体部5a和第二箱体部5b,第一箱体部5a与第二箱体部5b相互盖合,第一箱体部5a和第二箱体部5b共同限定出用于容纳电池单体的容纳空间5c。第二箱体部5b可以是一端开口的空心结构,第一箱体部5a为板状结构,第一箱体部5a盖合于第二箱体部5b的开口侧,以形成具有容纳空间5c的箱体5;第一箱体部5a和第二箱体部5b也均可以是一侧开口的空心结构,第一箱体部5a的开口侧盖合于第二箱体部5b的开口侧,以形成具有容纳空间5c的箱体5。当然,第一箱体部5a和第二箱体部5b可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。
为提高第一箱体部5a与第二箱体部5b连接后的密封性,第一箱体部5a与第二箱体部5b之间也可以设置密封件,比如,密封胶、密封圈等。
假设第一箱体部5a盖合于第二箱体部5b的顶部,第一箱体部5a亦可称之为上箱盖,第二箱体部5b亦可称之为下箱体。
在电池2中,电池单体可以是一个,也可以是多个。若电池单体为多个,多个电池单体之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池单体中既有串联又有并联。多个电池单体之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池单体构成的整体容纳于箱体5内;当然,也可以是多个电池单体先串联或并联或混联组成电池模块6,多个电池模块6再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体5内。
图3为本申请一些实施例所提供的一种电池模块的结构示意图。
在一些实施例中,继续参考图,电池单体7为多个,多个电池单体7先串联或并联或混联组成电池模块6。多个电池模块6再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体内。
电池模块6中的多个电池单体7之间可通过汇流部件实现电连接,以实现电池模块6中的多个电池单体7的并联或串联或混联。
图4为本申请一些实施例所提供的一种电池单体的立体结构示意图,图5为本申请一些实施例所提供的一种电池单体的爆炸结构示意图,图6为本申请一些实施例所提供的一种电池单体的局部立体结构示意图,图7为本申请一些实施例所提供的一种电池单体的局部俯视结构示意图,图8为图7沿A-A的剖面结构示意图,图9为图8的H处的结构示意图。
参考图4至图9,本申请实施例提供了一种电池单体7,电池单体7包括外壳10、电极组件20和阻挡部件30,外壳10具有壁部11,壁部11设有用于注入电解质的注液孔111,电极组件20容纳于外壳10内。阻挡部件30设置于外壳10内,阻挡部件30包括连接部31和凸部32,连接部31连接壁部11和凸部32,凸部32的至少部分设置于注液孔111和电极组件20之间,且凸部32朝向注液孔111凸出设置,凸部32和注液孔111之间的空间连通于凸部32与电极组件20之间的空间。
示例性地,外壳10是用于形成电池单体7的内部环境的部件。其中,形成的内部环境可以用于容纳电极组件20、电解液以及其他部件。可选地,外壳10可以是但不局限于由金属或者非金属材料制成的,例如,金属材料可以是铜、铝或者不锈钢等;非金属材料可以是聚乙烯、聚丙烯或者聚氯乙烯等。
电极组件20是电池单体7中发生电化学反应的部件,电极组件20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膜。正极片和负极片具有活性物质的部分构成电极组件20的主体部,正极片和负极片不具有活性物质的部分各自构成极耳。正极极耳和负极极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池的充放电过程中,正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应,极耳连接电极端子以形成电流回路。
注液孔111用于使外部注液设备将电解质注入电池单体7的内部。注液孔111沿自身轴向X上的投影形状可以是但不局限于圆形、矩形、椭圆形或者三角形等。
阻挡部件30用于在电池单体7的注液过程中阻挡电解质,以减小电解质直接冲刷电极组件20而导致电极组件20损坏的风险。阻挡部件30可以可拆卸地连接于壁部11,也可以一体设置在壁部11上。阻挡部件30可以直接与壁部11相连接,也可以通过其它部件限制在壁部11上。作为示例,阻挡部件30与壁部11的连接方式可以是但不局限于螺栓连接、焊接、铆接、粘接或者卡接等。
凸部32的至少部分设置于注液孔111和电极组件20之间,可以理解为,全部凸部32位于注液孔111和电极组件20之间,或者,凸部32的一部分位于注液孔111和电极组件20之间。位于注液孔111和电极组件20之间的凸部32能够在电池单体7的注液过程中阻挡电解质。
凸部32可以可拆卸地连接于连接部31,也可以一体设置在连接部31上。凸部32可以直接与连接部31相连接,也可以通过其它部件限制在连接部31上。作为示例,凸部32与连接部31的连接方式可以是但不局限于螺栓连接、焊接、铆接、粘接或者卡接等。
可选地,连接部31和凸部32为一体成型结构。一方面,无需通过额外的连接工艺将连接部31和凸部32进行连接,简化了制作工艺流程。同时,相比于通过额外的连接工艺将连接部31和凸部32进行连接,呈一体式结构的连接部31和凸部32之间具有更高的连接牢固度。
可以理解的是,凸部32对于沿自身顶端至自身底部方向上的作用力的抵抗效果更好。因此,凸部32朝向注液孔111凸出设置,能够提高凸部32对沿注液孔111至电极组件20方向上的作用力的抵抗效果,从而能够提高凸部32的结构强度和稳定性,可以满足注液压力提升的需求。
凸部32朝向注液孔111凸出设置,电解质在打到凸部32的顶端时,电解质受到凸部32的顶端的反作用力,以能够沿与凸部32的凸出方向垂直的方向上分流,从而有利于提高电解质的定向分流效果。
可选的,凸部32为拱形结构,以进一步提高凸部32自身的结构强度、稳定性和定向分流效果。
凸部32和注液孔111之间的空间连通于凸部32与电极组件20之间的空间,以使电解质能够从凸部32和注液孔111之间的空间进入凸部32与电极组件20之间的空间内,进而使得电解质能够浸润电极组件20。
阻挡部件30的材质也可以是多种的,比如,阻挡部件30可以是但不局限于由金属或者非金属材料制成的,例如,金属材料可以是铜、铝或者不锈钢等;非金属材料可以是聚乙烯、聚丙烯或者聚氯乙烯等。
作为示例,阻挡部件30与外壳10可以是由同种材料制成的,以简化制备工艺流程,有利于降低成本。
在电池单体7的注液过程中,凸部32的至少部分设置于注液孔111和电极组件20之间,电解质能够直接打到凸部32上面,以减小电解质直接冲刷电极组件20而导致电极组件20损坏的风险。电解质对凸部32施加沿注液孔111至电极组件20方向上的作用力,凸部32朝向注液孔111凸出设置,能够提高凸部32对沿注液孔111至电极组件20方向上的作用力的抵抗效果,从而能够提高凸部32的结构强度和稳定性。另外,凸部32朝向注液孔111凸出设置还有利于提高电解质的定向分流效果,从而提高注液效率和浸润效果。如此,上述技术方案能够在电池单体7的注液过程中有效地降低电解质对电极组件20产生损坏的风险。
在一些实施例中,阻挡部件30背向注液孔111的一侧设有凹部33,凹部33的位置与凸部32的位置相对应。
示例性地,阻挡部件30可以是一体形成凸部32和凹部33,例如,阻挡部件30包括板主体,板主体通过自身弯折以在朝向注液孔111的一侧形成凸部32,在背向注液孔111的一侧形成凹部33;或者,阻挡部件30包括板主体,板主体通过铸造或者注塑工艺一体形成凸部32和凹部33等;亦或,阻挡部件30包括板主体,在板主体上通过铣削、车削、线切割或者激光切割等工艺加工出凸部32和凹部33。
通过在阻挡部件30背向注液孔111的一侧设置凹部33,不仅能够一定程度上在保证凸部32的结构强度的前提下降低阻挡部件30整体的材料消耗,以降低制备成本,还能够减少阻挡部件30对电池单体7的内部空间的占用率,有利于提高电池单体7的能量密度。
在一些实施例中,凸部32沿轴向X上的投影覆盖注液孔111沿自身轴向X上的投影。使得凸部32能够完整地阻挡通过注液孔111的电解质,从能够进一步提高凸部32对通过注液孔111的电解质的阻挡效果。
在一些实施例中,凸部32沿注液孔111的轴向X上具有第一尺寸d1,凸部32沿与轴向X垂直的方向上具有第二尺寸d2,第一尺寸d1和第二尺寸d2满足关系:0.05≤d1/d2≤0.7。
凸部32沿注液孔111的轴向X上具有第一尺寸d1指的是凸部32的凸出高度,凸部32沿与轴向X垂直的方向上具有第二尺寸d2指的是凸部32的宽度。
作为示例,第一尺寸d1和第二尺寸d2之间的比值d1/d2可以是但不局限于0.05、0.1、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7等。
可以理解是的,凸部32的高宽比影响凸部32自身的结构性能,而凸部32自身的结构性能又会影响阻挡部件30在电池单体7的注液过程中对电解质的阻挡效果。如此,上述技术方案通过将凸部32的高宽比设置在上述范围内,能够进一步提高凸部32自身的结构强度和稳定性。
进一步地,第一尺寸d1和第二尺寸d2满足关系:0.2≤d1/d2≤0.5。作为示例,第一尺寸d1和第二尺寸d2之间的比值d1/d2可以是但不局限于0.2、0.21、0.22、0.23、0.24、0.25、0.26、0.27、0.28、0.29、0.3、0.31、0.32、0.33、0.34、0.35、0.36、0.37、0.38、0.39、0.4、0.41、0.42、0.43、0.44、0.45、0.46、0.47、0.48、0.49、0.5等。
在一些实施例中,连接部31包括底壁311和多个侧壁312,底壁311环绕凸部32设置,凸部32凸出于底壁311朝向注液孔111的一侧,多个侧壁312沿底壁311的周向间隔设置,各侧壁312连接壁部11和底壁311。
示例性地,沿底壁311的周向相邻的两个侧壁312之间形成通道,通道用于连通凸部32和注液孔111之间的空间和凸部32与电极组件20之间的空间。也就是说,通过注液孔111进入的电解质在打到凸部32上之后,再通过沿底壁311的周向相邻的两个侧壁312之间形成的通道进入到电池单体7内部。
底壁311可以可拆卸地连接于侧壁312,也可以一体设置在侧壁312上。底壁311可以直接与侧壁312相连接,也可以通过其它部件限制在侧壁312上。作为示例,底壁311与侧壁312的连接方式可以是但不局限于螺栓连接、焊接、铆接、粘接或者卡接等。
作为示例,阻挡部件30与外壳10可以是由同种材料制成的,以简化制备工艺流程,有利于降低成本。
可选地,底壁311和侧壁312为一体成型结构。一方面,无需通过额外的连接工艺将底壁311和侧壁312进行连接,简化了制作工艺流程。同时,相比于通过额外的连接工艺将底壁311和侧壁312进行连接,呈一体式结构的底壁311和侧壁312之间具有更高的连接牢固度。
通过将连接部31设置为上述结构形式,结构简单,不仅能够降低制备成本,还能够减小连接部31整体的体积,降低阻挡部件30对电池单体7的内部空间的占用率,有利于提高电池单体7的能量密度。
在一些实施例中,凸部32沿注液孔111的轴向X上具有第一尺寸d1,底壁311与壁部11之间的最长距离为H,第一尺寸d1和最长距离H满足关系:0.2≤d1/H≤0.8。
凸部32沿注液孔111的轴向X上具有第一尺寸d1指的是凸部32的凸出高度,底壁311与壁部11之间的最长距离为H指的是阻挡部件30沿注液孔111的轴向X上的最大尺寸。
作为示例,第一尺寸d1和最长距离H之间的比值d1/H可以是但不局限于0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8等。
可以理解的是,第一尺寸d1和最长距离H之间的比值d1/H越大,凸部32与连接部31之间的结构紧凑度也就越高,同时凸部32与注液孔111之间的距离也就越近;第一尺寸d1和最长距离H之间的比值d1/H越小,凸部32与连接部31之间的结构紧凑度也就越低,同时凸部32与注液孔111之间的距离也就越远。其中,凸部32与连接部31之间的结构紧凑度会影响到阻挡部件30的空间利用率,即凸部32与连接部31之间的结构紧凑度过低的话,则会一定程度上影响电池单体7的能量密度;凸部32与注液孔111之间的距离过近的话,则在电池单体7的注液过程中存在一定的凸部32与外部注液设备的注液嘴之间产生干涉的风险。
如此,上述技术方案将第一尺寸d1和最长距离H之间的比值d1/H设置在上述范围内,能够使凸部32与连接部31之间的结构紧凑度保持在较高水平的同时,减小在电池单体7的注液过程中凸部32与外部注液设备之间产生干涉的风险。
进一步地,第一尺寸d1和最长距离H满足关系:0.3≤d1/H≤0.5。作为示例,第一尺寸d1和最长距离H之间的比值d1/H可以是但不局限于0.3、0.31、0.32、0.33、0.34、0.35、0.36、0.37、0.38、0.39、0.4、0.41、0.42、0.43、0.44、0.45、0.46、0.47、0.48、0.49、0.5。
在一些实施例中,侧壁312和底壁311在朝向注液孔111的一侧形成腔体313,凸部32容纳于腔体313。
在电池单体7的注液过程中,腔体313能够对通过注液孔111的电解质具有一定的缓冲容纳作用。也就是说,至少部分的通过注液孔111的电解质在打到凸部32上之后,会先容纳在腔体313内,然后再从腔体313途径相邻的两个侧壁312之间形成通道流入电池单体7的内部。
如此,相对于电解质在打到凸部32上之后直接流向电池单体7的内部,上述技术方案通过腔体313对电解质的缓冲容纳作用,能够降低电解质在打到凸部32上之后,向凸部32与电极组件20之间的空间流动过程中的冲击力,从而能够进一步降低电解质对电极组件20产生损坏的风险。
在一些实施例中,注液孔111沿与自身轴向X垂直的方向上具有第三尺寸d3,腔体313沿与轴向X垂直的方向上具有第四尺寸d4,第三尺寸d3和第四尺寸d4满足关系:1.2≤d4/d3≤4。
作为示例,第三尺寸d3和第四尺寸d4之间的比值d4/d3可以是但不局限于1.2、1.4、1.6、1.8、2、2.2、2.4、2.6、2.8、3、3.2、3.4、3.6、3.8、4。
可以理解的是,腔体313沿与轴向X垂直的方向上的第四尺寸d4越大,其所能够容纳的电解质也就越多,同时阻挡部件30所占用的电池单体7的内部空间也就越多;腔体313沿与轴向X垂直的方向上的第四尺寸d4越小,其所能够容纳的电解质也就越少,同时阻挡部件30所占用的电池单体7的内部空间也就越少。
如此,上述技术方案通过将第三尺寸d3和第四尺寸d4之间的比值d4/d3设置在上述范围内,使得腔体313能够满足电解质的容纳要求的同时,兼顾阻挡部件30的小型化。
进一步地,第三尺寸d3和第四尺寸d4满足关系:2≤d4/d3≤3.5。作为示例,第三尺寸d3和第四尺寸d4之间的比值d4/d3可以是但不局限于2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3、3.1、3.2、3.3、3.4、3.5。
在一些实施例中,凸部32沿与注液孔111的轴向X垂直的方向上具有第二尺寸d2,腔体313沿与轴向X垂直的方向上具有第四尺寸d4,第二尺寸d2和第四尺寸d4满足关系:0.25≤d2/d4≤1。
作为示例,第二尺寸d2和第四尺寸d4之间的比值d2/d4可以是但不局限于0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.5、0.55、0.6、0.65、0.7、0.75、0.8、0.85、0.9、0.95、1。
可以理解的是,凸部32沿与注液孔111的轴向X垂直的方向上的第二尺寸d2会影响凸部32的覆盖广度。如此,通过将凸部32沿与注液孔111的轴向X垂直的方向上具有第二尺寸d2设置在上述范围内,能够提高凸部32的覆盖广度,以进一步提高凸部32对通过注液孔111的电解质的阻挡效果。
进一步地,第二尺寸d2和第四尺寸d4满足关系:0.3≤d2/d4≤0.7。作为示例,第二尺寸d2和第四尺寸d4之间的比值d2/d4可以是但不局限于0.3、0.32、0.35、0.38、0.4、0.42、0.45、0.48、0.5、0.52、0.55、0.58、0.6、0.62、0.65、0.68、0.7。
在一些实施例中,腔体313沿与注液孔111的轴向X垂直的方向上具有第四尺寸d4,沿底壁311的周向上相邻的两个侧壁312之间的最小距离为d5,第四尺寸d4和最小距离d5满足关系:0.5≤d5/d4*N≤2,其中,N为侧壁312的数量。
示例性地,沿底壁311的周向上相邻的两个侧壁312之间的最小距离d5指的是相邻的两个侧壁312之间形成的通道沿底壁311的周向上的最小宽度。侧壁312的数量可以是但不局限于两个、三个、四个或者更多个。其中,通道的数量与侧壁312的数量相匹配,作为示例,连接部31包括四个侧壁312,四个侧壁312中的每相邻的两个侧壁312之间形成一个通道,如此,四个侧壁312能够形成四个通道。
作为示例,第四尺寸d4和最小距离d5之间的关系d5/d4*N可以是但不局限于0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2等。其中,第四尺寸d4和最小距离d5之间的关系d5/d4*N可以理解为各通道沿底壁311的周向上的最小宽度之和与腔体313沿与注液孔111的轴向X垂直的方向上的第四尺寸d4之间的比例关系。
可以理解的是,各通道沿底壁311的周向上的最小宽度之和会影响到位于腔体313内的电解质向电池单体7内部流动的速率。也就是说,各通道沿底壁311的周向上的最小宽度之和越大,位于腔体313内的电解质向电池单体7内部流动的速率也就越大,冲击力也就越大,同时注液效率也就越高;各通道沿底壁311的周向上的最小宽度之和越小,位于腔体313内的电解质向电池单体7内部流动的速率也就越小,冲击力也就越小,同时注液效率也就越低。
如此,上述技术方案第四尺寸d4和最小距离d5之间的关系d5/d4*N设置为满足上述范围,能够在减小电解质向电池单体7内部流动的冲击力,降低电解质对电极组件20产生损坏的风险的同时,兼顾注液的高效化。
进一步地,第四尺寸d4和最小距离d5满足关系:0.8≤d5/d4*N≤1.5。作为示例,第四尺寸d4和最小距离d5之间的关系d5/d4*N可以是但不局限于0.8、0.85、0.9、0.95、1、1.05、1.1、1.15、1.2、1.25、1.3、1.35、1.4、1.45、1.5等。
在一些实施例中,电池单体7还包括绝缘部件40,绝缘部件40设置于壁部11朝向电极组件20的一侧并连接于壁部11,阻挡部件30连接于绝缘部件40。
绝缘部件40是具有绝缘特性的部件。绝缘部件40可以将壁部11与电池单体7内部的电连接部件绝缘隔离。例如,绝缘部件40可以将壁部11和电极组件20绝缘隔离,以降低短路的风险。绝缘部件40可以为塑料、橡胶等。
绝缘部件40可以可拆卸地连接于壁部11,也可以一体设置在壁部11上。绝缘部件40可以直接与壁部11相连接,也可以通过其它部件限制在壁部11上。作为示例,绝缘部件40与壁部11的连接方式可以是但不局限于螺栓连接、铆接、粘接或者卡接等。
上述技术方案通过设置绝缘部件40,能够将壁部11与电池单体7内部的其他电连接部件绝缘隔离,减小壁部11与电池单体7内部的其他电连接部件接触而发生短路的风险。阻挡部件30连接于绝缘部件40,相当于将阻挡部件30集成于绝缘部件40上,降低了组装过程中阻挡部件30与绝缘部件40之间的发生干涉的概率,并且,将阻挡部件30和绝缘部件40集成设计,提高了电池单体7的组装效率,进而有效的提升了电池单体7的生产效率。
在一些实施例中,阻挡部件30与绝缘部件40为一体成型结构。
一方面,无需通过额外的连接工艺将阻挡部件30与绝缘部件40进行连接,简化了制作工艺流程。同时,相比于通过额外的连接工艺将阻挡部件30与绝缘部件40进行连接,呈一体式结构的阻挡部件30与绝缘部件40之间具有更高的连接牢固度。
在一些实施例中,凸部32沿自身凸出方向上具有第一厚度t1,绝缘部件40沿注液孔111的轴向X上具有第二厚度t2,第一厚度t1和第二厚度t2满足关系:0.5≤t1/t2≤2。
作为示例,第一厚度t1和第二厚度t2之间的比值t1/t2可以是但不局限于0.5、0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2等。
通过将凸部32沿自身凸出方向上的第一厚度t1和绝缘部件40沿注液孔111的轴向X上的第二厚度t2之间的比值t1/t2设置在上述范围内,使得凸部32与绝缘部件40之间的厚度差异保持在较小范围内,不仅有利于降低制备难度,以降低成本,还能够提高绝缘部件40与阻挡部件30之间的结构一致性。
进一步地,第一厚度t1和第二厚度t2满足关系:0.8≤t1/t2≤1.2。作为示例,第一厚度t1和第二厚度t2之间的比值t1/t2可以是但不局限于0.8、0.85、0.9、0.95、1、1.05、1.1、1.15、1.2等。
在一些实施例中,绝缘部件40沿注液孔111的轴向X上具有第二厚度t2,底壁311沿轴向X上具有第三厚度t3,第二厚度t2和第三厚度t3满足关系:0.6≤t3/t2≤3。
作为示例,第二厚度t2和第三厚度t3之间的比值t3/t2可以是但不局限于0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3等。
通过将底壁311沿轴向X上具有第三厚度t3和绝缘部件40沿注液孔111的轴向X上的第二厚度t2之间的比值t3/t2设置在上述范围内,使得底壁311与绝缘部件40之间的厚度差异保持在较小范围内,不仅有利于降低制备难度,以降低成本,还能够提高绝缘部件40与阻挡部件30之间的结构一致性。
进一步地,第二厚度t2和第三厚度t3满足关系:1≤t3/t2≤2。作为示例,第二厚度t2和第三厚度t3之间的比值t3/t2可以是但不局限于1、1.15、1.25、1.35、1.45、1.55、1.65、1.75、1.85、1.95、2等。
在一些实施例中,绝缘部件40沿注液孔111的轴向X上具有第二厚度t2,侧壁312沿与轴向X垂直的方向上具有第四厚度t4,第二厚度t2和第四厚度t4满足关系:0.6≤t4/t2≤3。
作为示例,第二厚度t2和第四厚度t4之间的比值t4/t2可以是但不局限于0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.3、1.4、1.5、1.6、1.7、1.8、1.9、2、2.1、2.2、2.3、2.4、2.5、2.6、2.7、2.8、2.9、3等。
通过将侧壁312沿与轴向X垂直的方向上的第四厚度t4和绝缘部件40沿注液孔111的轴向X上的第二厚度t2之间的比值t4/t2设置在上述范围内,使得侧壁312与绝缘部件40之间的厚度差异保持在较小范围内,不仅有利于降低制备难度,以降低成本,还能够提高绝缘部件40与阻挡部件30之间的结构一致性。
进一步地,第二厚度t2和第四厚度t4满足关系:1≤t4/t2≤2。作为示例,第二厚度t2和第四厚度t4之间的比值t4/t2可以是但不局限于1、1.15、1.25、1.35、1.45、1.55、1.65、1.75、1.85、1.95、2等。
在一些实施例中,凸部32的数量为多个,多个凸部32相邻设置。
示例性地,多个凸部32可以是相邻且相互连接设置,多个凸部32也可以是相邻间隔设置。凸部32的数量可以是两个、三个、四个或者更多个,可根据实际应用环境进行选择。
通过将凸部32的数量设置为多个,多个凸部32共同承担通过注液孔111的电解质的冲刷,从而能够进一步提高阻挡部件30整体的结构稳定性。
在一些实施例中,外壳10包括壳体10a和端盖10b,壳体10a具有开口,端盖10b用于盖合开口,端盖10b被配置为壁部11。
示例性地,端盖10b是指盖合于壳体10a的开口处以将电池单体7的内部环境隔绝于外部环境的部件。可选地,端盖10b的形状可以与壳体10a的形状相适应以配合壳体10a。可选地,端盖10b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10b在受挤压碰撞时就不易发生形变,使电池单体7能够具备更高的结构强度,可靠性也可以有所提高。端子组等的功能性部件可以设置于端盖10b上。端盖10b的材质也可以是多种的,比如,端盖10b可以是但不局限于由金属或者非金属材料制成的,例如,金属材料可以是铜、铝或者不锈钢等;非金属材料可以是聚乙烯、聚丙烯或者聚氯乙烯等。
壳体10a是用于配合端盖10b以形成电池单体7的内部环境的组件。其中,形成的内部环境可以用于容纳电极组件20、电解液以及其他部件。壳体10a和端盖10b可以是独立的部件,可以于壳体10a上设置开口,通过在开口处使端盖10b盖合开口以形成电池单体7的内部环境。可选地,也可以使端盖10b和壳体10a一体化。具体地,端盖10b和壳体10a可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面,当需要封装壳体10a的内部时,再使端盖10b盖合壳体10a。壳体10a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,壳体10a的形状可以根据电极组件20的具体形状和尺寸大小来确定。壳体10a的材质可以是多种,比如,壳体10a可以是但不局限于由金属或者非金属材料制成的,例如,金属材料可以是铜、铝或者不锈钢等;非金属材料可以是聚乙烯、聚丙烯或者聚氯乙烯等。
可选地,端盖10b可以可拆卸地连接于壳体10a,也可以一体设置在壳体10a上。端盖10b可以直接与壳体10a相连接,也可以通过其它部件限制在壳体10a上。作为示例,端盖10b与壳体10a的连接方式可以是但不局限于焊接、铆接或粘接等。
本申请还提供了一种端盖组件,端盖组件包括端盖10b和阻挡部件30,端盖10b设有用于注入电解质的注液孔111。阻挡部件30设置于端盖10b朝向电池单体7内部的一侧,阻挡部件30包括连接部31和凸部32,连接部31连接端盖10b和凸部32,凸部32的至少部分设置于注液孔111和电池单体7的电极组件20之间,且凸部32朝向注液孔111凸出设置,凸部32和注液孔111之间的空间连通于凸部32与电极组件20之间的空间。
在电池单体7的注液过程中,凸部32的至少部分设置于注液孔111和电极组件20之间,电解质能够直接打到凸部32上面,以减小电解质直接冲刷电极组件20而导致电极组件20损坏的风险。电解质对凸部32施加沿注液孔111至电极组件20方向上的作用力,凸部32朝向注液孔111凸出设置,能够提高凸部32对沿注液孔111至电极组件20方向上的作用力的抵抗效果,从而能够提高凸部32的结构强度和稳定性。另外,凸部32朝向注液孔111凸出设置还有利于提高电解质的定向分流效果,从而提高注液效率和浸润效果。如此,上述技术方案能够在电池单体7的注液过程中有效地降低电解质对电极组件20产生损坏的风险。
在一些实施例中,阻挡部件30背向注液孔111的一侧设有凹部33,凹部33的位置与凸部32的位置相对应。
通过在阻挡部件30背向注液孔111的一侧设置凹部33,不仅能够一定程度上在保证凸部32的结构强度的前提下降低阻挡部件30整体的材料消耗,以降低制备成本,还能够减少阻挡部件30对电池单体7的内部空间的占用率,有利于提高电池单体7的能量密度。
在一些实施例中,端盖组件还包括绝缘部件40,绝缘部件40设置于端盖10b朝向电极组件20的一侧并连接于端盖10b,阻挡部件30连接于绝缘部件40。
上述技术方案通过设置绝缘部件40,能够将壁部11与电池单体7内部的其他电连接部件绝缘隔离,减小壁部11与电池单体7内部的其他电连接部件接触而发生短路的风险。阻挡部件30连接于绝缘部件40,相当于将阻挡部件30集成于绝缘部件40上,降低了组装过程中阻挡部件30与绝缘部件40之间的发生干涉的概率,并且,将阻挡部件30和绝缘部件40集成设计,提高了电池单体7的组装效率,进而有效的提升了电池单体7的生产效率。
根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种电池,包括以上任一方案的电池单体7。
根据本申请的一些实施例,本申请还提供了一种用电装置,包括以上任一方案的电池单体7,电池单体7用于提供电能。
为更好地理解本申请实施例提供的电池单体7,基于相同的发明构思,在此提供上述电池单体7在实际应用中的实施例进行说明。
本申请实施例提供了一种电池单体7,电池单体7包括外壳10、电极组件20、绝缘部件40和阻挡部件30,外壳10包括壳体10a和端盖10b,壳体10a具有开口,端盖10b用于盖合开口,端盖10b设有用于注入电解质的注液孔111,电极组件20容纳于外壳10内。绝缘部件40设置于端盖10b朝向电极组件20的一侧并连接于壁部11,阻挡部件30连接于绝缘部件40并位于外壳10内。阻挡部件30包括连接部31和凸部32,连接部31连接壁部11和凸部32,凸部32的至少部分设置于注液孔111和电极组件20之间,且凸部32朝向注液孔111凸出设置,凸部32和注液孔111之间的空间连通于凸部32与电极组件20之间的空间。阻挡部件30背向注液孔111的一侧设有凹部33,凹部33的位置与凸部32的位置相对应。
在电池单体7的注液过程中,凸部32的至少部分设置于注液孔111和电极组件20之间,电解质能够直接打到凸部32上面,以减小电解质直接冲刷电极组件20而导致电极组件20损坏的风险。电解质对凸部32施加沿注液孔111至电极组件20方向上的作用力,凸部32朝向注液孔111凸出设置,能够提高凸部32对沿注液孔111至电极组件20方向上的作用力的抵抗效果,从而能够提高凸部32的结构强度和稳定性。另外,凸部32朝向注液孔111凸出设置还有利于提高电解质的定向分流效果,从而提高注液效率和浸润效果。如此,上述技术方案能够在电池单体7的注液过程中有效地降低电解质对电极组件20产生损坏的风险。
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。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (20)
1.一种电池单体,其特征在于,包括:
外壳,具有壁部,所述壁部设有用于注入电解质的注液孔;
电极组件,容纳于所述外壳内;
阻挡部件,设置于所述外壳内,所述阻挡部件包括连接部和凸部,所述连接部连接所述壁部和所述凸部,所述凸部的至少部分设置于所述注液孔和所述电极组件之间,且所述凸部朝向所述注液孔凸出设置,所述凸部和所述注液孔之间的空间连通于所述凸部与所述电极组件之间的空间;
所述阻挡部件背向所述注液孔的一侧设有凹部,所述凹部的位置与所述凸部的位置相对应。
2.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述凸部沿所述注液孔的轴向上的投影覆盖所述注液孔沿所述轴向上的投影。
3.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述凸部沿所述注液孔的轴向上具有第一尺寸d1,所述凸部沿与所述轴向垂直的方向上具有第二尺寸d2,所述第一尺寸d1和所述第二尺寸d2满足关系:0.05≤d1/d2≤0.7。
4.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述连接部包括底壁和多个侧壁,所述底壁环绕所述凸部设置,所述凸部凸出于所述底壁朝向所述注液孔的一侧,所述多个侧壁沿所述底壁的周向间隔设置,各所述侧壁连接所述壁部和所述底壁。
5.根据权利要求4所述的电池单体,其特征在于,所述凸部沿所述注液孔的轴向上具有第一尺寸d1,所述底壁与所述壁部之间的最长距离为H,所述第一尺寸d1和所述最长距离H满足关系:0.2≤d1/H≤0.8。
6.根据权利要求4所述的电池单体,其特征在于,所述侧壁和所述底壁在所述朝向所述注液孔的一侧形成腔体,所述凸部容纳于所述腔体。
7.根据权利要求6所述的电池单体,其特征在于,所述注液孔沿与自身轴向垂直的方向上具有第三尺寸d3,所述腔体沿与所述轴向垂直的方向上具有第四尺寸d4,所述第三尺寸d3和所述第四尺寸d4满足关系:1.2≤d4/d3≤4。
8.根据权利要求6所述的电池单体,其特征在于,所述凸部沿与所述注液孔的轴向垂直的方向上具有第二尺寸d2,所述腔体沿与所述轴向垂直的方向上具有第四尺寸d4,所述第二尺寸d2和所述第四尺寸d4满足关系:0.25≤d2/d4≤1。
9.根据权利要求6所述的电池单体,其特征在于,所述腔体沿与所述注液孔的轴向垂直的方向上具有第四尺寸d4,沿所述底壁的周向上相邻的两个所述侧壁之间的最小距离为d5,所述第四尺寸d4和所述最小距离d5满足关系:0.5≤d5/d4*N≤2,其中,N为所述侧壁的数量。
10.根据权利要求4所述的电池单体,其特征在于,所述电池单体还包括绝缘部件,所述绝缘部件设置于所述壁部朝向所述电极组件的一侧并连接于所述壁部,所述阻挡部件连接于所述绝缘部件。
11.根据权利要求10所述的电池单体,其特征在于,所述阻挡部件与所述绝缘部件为一体成型结构。
12.根据权利要求10所述的电池单体,其特征在于,所述凸部沿自身凸出方向上具有第一厚度t1,所述绝缘部件沿所述注液孔的轴向上具有第二厚度t2,所述第一厚度t1和所述第二厚度t2满足关系:0.5≤t1/t2≤2。
13.根据权利要求10所述的电池单体,其特征在于,所述绝缘部件沿所述注液孔的轴向上具有第二厚度t2,所述底壁沿所述轴向上具有第三厚度t3,所述第二厚度t2和所述第三厚度t3满足关系:0.6≤t3/t2≤3。
14.根据权利要求10所述的电池单体,其特征在于,所述绝缘部件沿所述注液孔的轴向上具有第二厚度t2,所述侧壁沿与所述轴向垂直的方向上具有第四厚度t4,所述第二厚度t2和所述第四厚度t4满足关系:0.6≤t4/t2≤3。
15.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述凸部的数量为多个,多个所述凸部相邻设置。
16.根据权利要求1-15任一项所述的电池单体,其特征在于,所述外壳包括壳体和端盖,所述壳体具有开口,所述端盖用于盖合所述开口;
所述端盖被配置为所述壁部。
17.一种端盖组件,其特征在于,包括:
端盖,设有用于注入电解质的注液孔;
阻挡部件,设置于所述端盖朝向电池单体内部的一侧,所述阻挡部件包括连接部和凸部,所述连接部连接所述端盖和所述凸部,所述凸部的至少部分设置于所述注液孔和所述电池单体的电极组件之间,且所述凸部朝向所述注液孔凸出设置,所述凸部和所述注液孔之间的空间连通于所述凸部与所述电极组件之间的空间;
所述阻挡部件背向所述注液孔的一侧设有凹部,所述凹部的位置与所述凸部的位置相对应。
18.根据权利要求17所述的端盖组件,其特征在于,所述端盖组件还包括绝缘部件,所述绝缘部件设置于所述端盖朝向所述电极组件的一侧并连接于所述端盖,所述阻挡部件连接于所述绝缘部件。
19.一种电池,其特征在于,包括多个如权利要求1-16任一项所述的电池单体。
20.一种用电装置,其特征在于,包括如权利要求1-16任一项所述的电池单体,所述电池单体用于提供电能。
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CN202420880029.2U CN221327825U (zh) | 2024-04-25 | 2024-04-25 | 电池单体、端盖组件、电池及用电装置 |
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Publications (1)
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