电池单体、电池、用电装置、制造方法以及制造设备与流程

文档序号:33701514发布日期:2023-03-31 19:29阅读:29来源:国知局
电池单体、电池、用电装置、制造方法以及制造设备与流程

1.本技术涉及电池技术领域,特别是涉及一种电池单体、电池、用电装置、制造方法以及制造设备。


背景技术:

2.随着电池技术的日益完善,用电装置如车辆离人们的生活越来越近,同时车辆对其提供能量的电池的性能要求越来越高。
3.为了使电池在正常使用的前提下,能够满足相应的功能,电池内电池单体的结构通常较为复杂,且占用较多的空间。


技术实现要素:

4.本技术提供一种电池单体、电池、用电装置、制造方法以及制造设备,能够简化电池单体的结构,减低电池单体占用的空间。
5.一方面,本技术提出了一种电池单体,包括:壳体,具有开口和容纳腔;电极组件,设置于容纳腔内,电极组件包括极片单元和伸出极片单元的极耳;顶盖组件,覆盖于开口,顶盖组件包括盖体和设置于盖体的极柱,盖体上开设有与容纳腔连通的狭缝孔,极耳穿过狭缝孔与极柱导电连接。
6.本技术实施例提供的电池单体,设置极耳穿过狭缝孔后再与极柱导电连接,可以直接将极耳从极片单元伸出到顶盖组件,避免在壳体的容纳腔内折极耳结构,也避免了在壳体的容纳腔内设置极耳与极柱的转接件,如此可以简化电池单体的结构、节省电池单体的壳体内部的空间,提高电池单体的体积能量密度。另外,由于极耳的端部从壳体的容纳腔经狭缝孔引出到顶盖组件,在电池单体受到振动、冲击等载荷时,不易发生变形,降低了极耳插入极片单元以及极耳撕裂的风险。
7.根据本技术的一个实施例,盖体包括本体和连接体,本体上形成有顶部开口的容置槽,狭缝孔穿过容置槽与容纳腔连通,连接体设置于容置槽,以密封狭缝孔,并且通过连接体电连接极柱和极耳。
8.如此设置,可以降低极耳与连接体占用过多顶盖组件的额外的空间,可以进一步提高顶盖组件的结构的集成度,简化顶盖组件的结构,同时提高电池单体的空间利用率。
9.根据本技术的一个实施例,狭缝孔沿容置槽的周侧分布,且贯穿容置槽的底壁设置。进一步简化极耳与连接体的连接结构。进而简化顶盖组件的整体结构。
10.根据本技术的一个实施例,连接体包括沿顶盖组件厚度方向层叠设置的绝缘基体、绝缘盖体以及导电体,极片穿过狭缝孔与导电体连接,导电体连接极耳与极柱,导电体和极耳夹设于绝缘基体和绝缘盖体之间,绝缘盖体设置于导电体远离容纳腔的一侧,用于密封狭缝孔。
11.根据本技术的一个实施例,导电体为导电片,导电片沿电池单体的长度方向的两端具有极柱连接部和极耳连接部,极柱连接部与极柱连接,极耳连接部与极耳连接,狭缝孔
设置于极耳连接部的一侧。如此设置,可以进一步简化连接体的结构,并保证电池单体的工作安全性。
12.根据本技术的一个实施例,极柱连接部的形状与极柱底端的形状相适配,极耳连接部的形状与极耳伸出狭缝孔部分的形状相适配,导电片的形状与容置槽的形状相适配。如此设置可以简化导电片的结构,进一步简化顶盖组件的整体结构,且提高导电片与容置槽的契合度,可以更加便于导电体的安装,降低电池单体的安装难度。
13.根据本技术的一个实施例,绝缘盖体包括第一绝缘盖体和第二绝缘盖体,第一绝缘盖体盖设于狭缝孔以及极耳连接部,第二绝缘盖体盖设于导电片位于极耳连接部和极柱连接部之间的部分。如此可以更加灵活地设置绝缘盖体的形状和尺寸,便于绝缘盖体同时实现对狭缝孔的密封以及对极耳和连接片的绝缘保护。
14.根据本技术的一个实施例,导电体的材料包括铜;和/或,导电体的材料包括铝;和/或,极耳与导电体焊接连接;和/或,极柱与导电体焊接连接。
15.铜和铝也具有较好的导电性能,且容易发生变形,便于根据需要设置导电体的具体形状和尺寸。极柱和极耳分别与导电体焊接连接,有利于提高连接强度。
16.另一方面,本技术实施例提供一种电池,包括上述任意一实施例提供的电池单体。
17.又一方面,本技术实施例提供一种用电装置,包括上述实施例提供的电池,电池用于提供电能。
18.再一方面,本技术实施例提供一种电池单体的制造方法,包括:提供电极组件和壳体,壳体具有开口和容纳腔,将电极组件容纳于容纳腔内,电极组件包括极片单元和伸出极片单元的极耳;提供顶盖组件,顶盖组件包括盖体和设置于盖体的极柱,盖体上开设有与容纳腔连通的狭缝孔,极耳穿过狭缝孔与极柱导电连接;组装顶盖组件和壳体,将顶盖组件覆盖开口。
19.再一方面,本技术实施例提供一种电池单体的制造设备,包括:第一提供模块,用于提供电极组件和壳体,壳体具有开口和容纳腔,将电极组件容纳于容纳腔内,电极组件包括极片单元和伸出极片单元的极耳;第二提供模块,用于提供顶盖组件,顶盖组件包括盖体和设置于盖体的极柱,盖体上开设有与容纳腔连通的狭缝孔,极耳穿过狭缝孔与极柱导电连接;组装模块,用于组装顶盖组件和壳体,将顶盖组件覆盖开口。
20.本技术实施例提供的电池单体、电池、用电装置、制造方法以及制造设备,设置极耳穿过狭缝孔后再与极柱导电连接,可以直接将极耳从极片单元伸出到顶盖组件,避免在壳体的容纳腔内折极耳结构,也避免了在壳体的容纳腔内设置极耳与极柱的转接件,如此可以简化电池单体的结构、节省电池单体的壳体内部的空间,提高电池单体的体积能量密度。另外,由于极耳的端部从壳体的容纳腔经狭缝孔引出到顶盖组件,在电池单体受到振动、冲击等载荷时,不易发生变形,降低了极耳插入极片单元以及极耳撕裂的风险。
附图说明
21.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案,下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面所描述的附图仅仅是本技术的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据附图获得其他的附图。
22.图1是本技术一实施例的车辆的结构示意图;
23.图2是本技术一实施例的电池的分解结构示意图;
24.图3是本技术一实施例的电池模块的局部结构示意图;
25.图4是本技术一实施例的电池单体的分解结构示意图;
26.图5是图4中c处的局部放大图;
27.图6是本技术一实施例提供的电池单体省略壳体的主视图;
28.图7是图6沿f-f的剖面示意图;
29.图8是图7中d处的局部放大图;
30.图9是本技术一实施例提供的电池单体的制造方法的流程图;
31.图10是本技术一实施例提供的电池单体的制造装置的结构示意图。
32.在附图中,附图未必按照实际的比例绘制。
33.附图标记说明:
34.1、车辆;1a、马达;1b、控制器;
35.10、电池;11、底壳;12、顶壳;
36.20、电池模块;
37.30、电池单体;
38.40、壳体;40a、开口;40b、容纳腔;
39.50、电极组件;51、极片单元;52、极耳;
40.60、顶盖组件;61、盖体;61a、狭缝孔;611、本体;611a、容置槽;612、连接体;6121、绝缘基体;6122、绝缘盖体;6122’、第一绝缘盖体;6122”、第二绝缘盖体;6123、导电体;6123’、导电片;62、极柱;
41.100、制造设备;110、第一提供模块;120、第二提供模块;130、组装模块;
42.x、厚度方向。
具体实施方式
43.下面结合附图和实施例对本技术的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本技术的原理,但不能用来限制本技术的范围,即本技术不限于所描述的实施例。
44.在本技术的描述中,需要说明的是,除非另有说明,“多个”的含义是两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本技术和简化描述,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技术的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直,而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行,而是在误差允许范围之内。
45.在本技术中提及“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技术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,本技术所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
46.下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向,并不是对本技术的具体结构进行
限定。在本技术的描述中,还需要说明的是,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。对于本领域的普通技术人员而言,可视具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
47.本技术中,电池单体可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等,本技术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,本技术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、方体方形电池单体和软包电池单体,本技术实施例对此也不限定。
48.本技术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,本技术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。箱体可以避免液体或其他异物影响电池单体的充电或放电。
49.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集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的集流体,未涂敷正极活性物质层的集流体层叠后作为正极极耳。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集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的集流体,未涂敷负极活性物质层的集流体层叠后作为负极极耳。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。隔膜的材质可以为pp或pe等。此外,电极组件可以是卷绕式结构,也可以是叠片式结构,本技术实施例并不限于此。
50.电池技术的发展要同时考虑多方面的设计因素,例如,能量密度、循环寿命、放电容量、充放电倍率等性能参数,另外,还需要考虑电池的安全性。
51.本技术中所提到的来自电池单体的排放物包括但不限于:电解液、被溶解或分裂的正负极极片、隔离膜的碎片、反应产生的高温高压气体、火焰,等等。
52.发明人发现随着电池工作时间的增长,电池的电容量会逐渐降低的问题后,对电池进行了拆解,并对电池内部电池单体进行了拆解,对电池单体的结构和使用环境进行了分析和研究。发明人发现,电池单体内部电极组件的极耳存在插入极片单元以及极耳撕裂的问题。进一步研究发现,极耳通常经过弯折后设置在电池单体的壳体内部,随着电池使用时间的逐渐加长,极耳受到反复的振动、冲击等载荷作用,会产生一定的翻转、变形等问题。极耳的翻转、变形,极易导致极耳插入极片单元的卷芯或者极耳撕裂的问题。另外,极耳通过折叠后设置在壳体内部的容纳腔内,如此导致极耳占用过多的电池单体的壳体内部的空间,且限制电池单体体积能量密度的提升。
53.基于发明人发现的上述问题,发明人对电池单体的结构进行了改进,本技术实施例描述的技术方案适用于电池单体、包含电池单体的电池以及使用电池的用电装置。
54.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。本技术实施例对上述用电设备不做特殊限制。
55.以下实施例为了方便说明,以用电装置为车辆1为例进行说明。
56.如图1所示,车辆1的内部设置有电池10。电池10可以设置在车辆1的底部或头部或尾部。电池10可以用于车辆1的供电,例如,电池10可以作为车辆1的操作电源。
57.车辆1还可以包括控制器1b和马达1a。控制器1b用来控制电池10为马达1a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。
58.在本技术一些实施例中,电池10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。
59.参见图2所示,电池10包括电池单体30(图2未示出)。电池10还可以包括用于容纳电池单体30的箱体。
60.箱体用于容纳电池单体30,箱体可以是多种结构形式。
61.在一些实施例中,箱体可以包括底壳11和顶壳12。底壳11与顶壳12相互盖合。底壳11和顶壳12共同限定出用于容纳电池单体30的容纳空间。底壳11和顶壳12可以是均为一侧开口的空心结构。底壳11的开口40a侧盖合于顶壳12的开口侧,则形成具有容纳空间的箱体。底壳11与顶壳12之间还可以设置密封件,以实现底壳11与顶壳12的密封连接。
62.在实际运用中,底壳11可盖合于顶壳12的顶部。底壳11也可称之为上箱体,顶壳12也可以称之为下箱体。
63.底壳11和顶壳12可以是多种形状,例如,圆柱体、长方体等。在图2中,示例性地,底壳11与顶壳12均为长方体结构。
64.在电池10中,电池单体30可以是一个,也可以是多个。若电池单体30为多个,多个电池单体30之间可串联或并联或混联。混联是指多个电池单体30中既有串联又有并联。多个电池单体30之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池单体30构成的整体容纳于箱体内,也可以是多个电池单体30先串联或并联或混联组成电池模块20。多个电池模块20再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体内。
65.在一些实施例中,如图3所示,在电池10中,电池单体30为多个。多个电池单体30先串联或并联或混联组成电池模块20。多个电池模块20再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体内。
66.在一些实施例,电池模块20中的多个电池单体30之间可通过汇流部件实现电连接,以实现电池模块20中的多个电池单体30的并联或串联或混联。
67.根据本技术实施例提供的电池单体30,如图4所示,电池单体30包括壳体40、电极组件50和顶盖组件60。电极组件50设置于壳体40内。
68.其中,壳体40可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。壳体40的形状可以根据电极组件50的具体形状来确定。例如,若电极组件50为圆柱体结构,壳体40则可选用为圆柱体结构。若电极组件50为长方体结构,壳体40则可选用长方体结构。在图4中,示例性地,壳体40和电极组件50均为长方体结构。
69.壳体40的材质可以是多种,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金等,本技术实施例对此不作特殊限制。
70.容纳于壳体40的容纳腔40b内的电极组件50可以是一个或多个。在图4中,容纳于壳体40内的电极组件50为一个。
71.在一些实施例中,电极组件50还包括正极片、负极片和隔离膜。电极组件50可以是由正极片、隔离膜和负极片通过卷绕形成的卷绕式结构。电极组件50也可以是由正极片、隔离膜和负极片通过层叠布置形成的层叠式结构。
72.正极片可以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。负极片可以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。隔离膜在正极片与负极片之间,用于将正极片与负极片隔离,以降低正极片与负极片之间出现短路的风险。
73.其中,隔离膜的材质可以为pp(polypropylene,聚丙烯)或pe(polyethylene,聚乙烯)等。
74.电极组件50中的极耳52分为正极耳52和负极耳52。正极耳52可以是正极集流体中未涂覆正极活性物质层的部分。负极耳52可以是负极集流体中未涂覆负极活性物质层的部分。
75.在本技术实施例中,顶盖组件60的盖体61用于盖合于壳体40的开口40a,以形成用于容纳电极组件50的密闭空间,密闭空间还可用于容纳电解质,例如电解液。端盖组件的极柱62用于输出电池单体30的电能的输出部件,端盖组件中的极柱62可以是一个,也可以是两个。
76.壳体40的开口40a可以一个,也可以是两个。若壳体40的开口40a为一个,则顶盖组件60可以是一个。若壳体40的开口40a为两个,则顶盖组件60可以是两个。两个顶盖组件60分别盖合于两个开口40a。
77.在一些实施例中,壳体40的开口40a为一个,顶盖组件60也为一个。顶盖组件60中可以设置两个极柱62。顶盖组件60中的一个极柱62与电极组件50的一个极耳52(正极耳)电连接。顶盖组件60中的另一个极柱62与电极组件50的另一个极耳52(负极耳)电连接。
78.在另一些实施例中,壳体40的开口40a为两个。两个开口40a设置在壳体40相对的两侧。顶盖组件60为两个。两个顶盖组件60分别盖合于壳体40的两个开口40a处。在这种情况下,顶盖组件60中的极柱62可以是一个。一个顶盖组件60中的极柱62通过与电极组件50的一个极耳52(正极耳)电连接;另一个顶盖组件60的极柱62与电极组件50的另一个极耳52(负极耳)电连接。
79.在一些实施例中,电池单体30还可以包括泄压机构(图未示出)。泄压机构安装于顶盖组件60上。泄压机构用于在电池单体30的内部压力或温度达到阈值时泄放电池单体30内部的压力。
80.示例性地,泄压机构可以是防爆阀、防爆片、气阀、泄压阀或安全阀等。
81.在本技术实施例中,如图4和图5所示,本技术实施例提供的电池单体30包括壳体40、电极组件50和顶盖组件60。壳体40具有开口40a和容纳腔40b。电极组件50设置于容纳腔40b内,电极组件50包括极片单元51和伸出极片单元51的极耳52。顶盖组件60覆盖于开口40a,顶盖组件60包括盖体61和设置于盖体61的极柱62,盖体61上开设有与容纳腔40b连通
的狭缝孔61a,极耳52穿过狭缝孔61a与极柱62导电连接。
82.具体地,极耳52穿过狭缝孔61a可以直接与极柱62连接,也可以通过能够导电的中间连接件与极柱62连接。狭缝孔61a可以是圆形,也可以是方形,只要能够允许极耳52穿过即可。
83.可以理解的是,设置极耳52穿过狭缝孔61a后再与极柱62导电连接,可以直接将极耳52从极片单元51伸出到顶盖组件60,避免在壳体40的容纳腔40b内折叠极耳52的结构,也避免了在壳体40的容纳腔40b内设置极耳52与极柱62的转接件,如此可以简化电池单体30的结构、节省电池单体30的壳体40内部的空间,提高电池单体30的体积能量密度。另外,由于极耳52的端部从壳体40的容纳腔40b经狭缝孔61a引出到顶盖组件60,在电池单体30受到振动、冲击等载荷时,极耳52不容易发生变形,降低了极耳52插入极片单元51的可能性,同时降低了极耳52撕裂的风险。
84.需要说明的是,狭缝孔61a可以沿顶盖组件60的厚度方向x贯穿顶盖组件60,极耳52穿过狭缝孔61a与极柱62连接后,再对狭缝孔61a进行密封,同时对极耳52进行绝缘处理,防止极耳52漏电。狭缝孔61a也可以沿顶盖组件60的厚度方向x穿过顶盖组件60的一部分,即狭缝孔61a没有贯穿顶盖组件60,此时,极耳52在顶盖组件60的内部与极柱62连接,且通过顶盖组件60的盖体61密封狭缝孔61a并与外界绝缘。
85.因此,可以根据顶盖组件60的结构设置狭缝孔61a的具体位置,并根据狭缝孔61a的位置及其与盖体61的连接关系,合理地设置盖体61的相关结构。
86.在一些实施例中,盖体61包括本体611和连接体612,本体611上形成有顶部开口的容置槽611a,狭缝孔61a穿过容置槽611a与容纳腔40b连通,连接体612设置于容置槽611a,以密封狭缝孔61a,并且通过连接体612电连接极柱62和极耳52。
87.具体地,容置槽611a的形状不做限制,可选地,可以设置容置槽611a的形状与连接体612的外形相适配,如此,既可以通过连接体612实现极耳52与极柱62的电连接,也可以通过连接体612实现对狭缝孔61a的密封。
88.设置本体611上具有顶部开口的容置槽611a,并将极耳52在容置槽611a内与连接体612连接,即将极耳52与极柱62的连接处设置在盖体61的内部,而不必将极耳52连接在壳体40的容置腔40a内的转接件上,也不必将极耳52设置在顶盖组件60上侧的外部孔件,即设置极耳52及其与极柱62的连接部的至少部分设置在盖体61的内部,可以降低极耳52与转接件占用过多的额外的空间,可以进一步提高顶盖组件60的结构集成度,简化顶盖组件60的结构,同时提高电池单体30的空间利用率。
89.可以理解的是,连接体612包括具有导电功能的连接件,以实现极耳52和极柱62的电连接。另外,连接体612也可以包括绝缘件以及密封件,通过绝缘件实现极耳52与极片单元51以及外部结构等除连接体612外的其它导电结构的绝缘,而通过密封件实现对电池单体30的狭缝孔61a的密封,以防止电池单体30外部的水、氧等进入电池单体30的内部,保证电池单体30的正常工作。
90.狭缝孔61a的具体设置位置不做限制,其与容置槽611a的位置关系也不做限制,需要根据电极组件50及其极耳52的具体分布位置合理地设置极耳52的引出位置,并保证极耳52穿过狭缝孔61a后能够实现与连接体612的电连接。
91.在一些实施例中,狭缝孔61a沿容置槽611a的周侧分布,且贯穿容置槽611a的底壁
设置。
92.即设置狭缝孔61a靠近容置槽611a的侧部,极耳52穿过狭缝孔61a后经过最短的路径即可实现与连接体612的连接,进一步简化极耳52与连接体612的连接结构。进而简化顶盖组件60的整体结构。
93.狭缝孔61a设置在容置槽611a的周侧,且狭缝孔61a贯穿容置层的底壁,即,狭缝槽连通容置槽611a与容置腔611a,如此可以通过容置槽611a内的连接体612实现对狭缝槽的密封,以防止外界的水、氧等经过狭缝进入电池单体30的容置腔611a,进而腐蚀电极组件50。
94.连接体612可放置在容置槽611a中,可以实现对狭缝孔61a的密封,还可以实现对极耳52和极柱62的电连接,同时需要保证极耳52与电池单体30的外界绝缘。连接体612的具体结构不做限制,其可以整体呈卷绕状,也可以呈层叠状。
95.在一些实施例中,如图6至图8所示,连接体612包括沿顶盖组件60厚度方向x层叠设置的绝缘基体6121、绝缘盖体6122以及导电体6123。极耳52穿过狭缝孔61a与导电体6123连接,导电体6123连接极耳52与极柱62。导电体6123和极耳52夹设于绝缘基体6121和绝缘盖体6122之间。绝缘盖体6122设置于导电体6123远离容纳腔40b的一侧,用于密封狭缝孔61a。
96.极耳52经过狭缝孔61a后弯折与导电体6123连接,绝缘基体6121和绝缘盖体6122分被位于极耳52和导电体6123的两侧,用于防止极耳52或者导电体6123与盖体61的其它导电部分电连接造成短路。如此设置,可以进一步简化连接体612的结构,并保证电池单体30的工作安全性。
97.可以理解的是,极耳52可以设置在导电体6123靠近绝缘基体6121的一侧,也可以设置在导电体6123靠近绝缘盖体6122的一侧,或者一部分设置在导电体6123靠近绝缘基体6121的一侧,另一部分设置在导电体6123靠近绝缘盖体6122的一侧,均可以实现极耳52经过导电体6123与极柱62电连接。
98.可以理解的是,导电体6123可以是柱状,也可以是片状,在导体体为柱状的实施例中,极片可以绕导电体6123的轴线卷绕在导电体6123的周侧。
99.在一些实施例中,导电体6123为导电片6123’,导电片6123’沿电池单体30的长度方向的两端具有极柱连接部和极耳连接部(图未示出)。极柱连接部与极柱62连接,极耳连接部与极耳52连接,狭缝孔61a设置于极耳连接部的一侧。
100.具体地,电池单体30的长度方向垂直于顶盖组件60厚度方向x。顶盖组件60极耳52穿过狭缝孔61a后,向导电片6123’的方向折叠,可以与导电片6123’靠近绝缘基体6121的一侧接触,也可以与导电片6123’靠近绝缘盖体6122的一侧接触。导电片6123’的极耳连接部与极耳52折叠后的形状相适配。狭缝孔61a可以设置在极耳连接部远离极柱连接部的一侧,也可以设置在极耳连接部位于其与极柱连接部的连线的两侧。
101.可以理解的是,设置导电体6123为导电片6123’,可以将极片折叠后与导电片6123’的表面连接,如此,可以进一步降低顶盖组件60沿厚度方向x的尺寸。且极耳52穿过狭缝孔61a后通过折叠与导电片6123’连接的方式也更加方便、快捷。另外,设置导电体6123为导电片6123’,极柱62可以直接与导电片6123’连接,而不必再通过中间的嵌套结构设置于盖体61,简化了极柱62的连接结构,进而简化顶盖组件60的整体结构。
102.可以理解的是,极耳连接部和极柱连接部的位置不做限制,需要根据极耳52的位置以及极柱62的位置具体设定,还要考虑导电片6123’在盖体61上的位置的受限程度,综合上述因素后,设置合适的导电片6123’的结构型式,以实现导电片6123’的导电作用的同时,尽可能地简化顶盖组件60的整体结构。
103.示例性地,极耳连接部和极柱连接部可以呈直线排布,也可以呈“l”形折线排布,当然,也可以根据需要设置其它的排布型式。
104.可以理解的是,极耳连接部和极柱连接部的形状不做限制,只要能够实现极耳52经过导电片6123’与极柱62的电连接即可。
105.在一些实施方式中,极柱连接部的形状与极柱62底端的形状相适配,极耳连接部的形状与所述极耳52伸出狭缝孔61a部分的形状相适配,导电片6123’的形状与容置槽611a的形状相适配。
106.示例性地,极柱62的形状为圆柱形,则导电片6123’的极柱连接部的形状为圆形,而极耳52折叠后的形状为矩形,则导电片6123’的极耳连接部的形状为矩形。如此形成的导电片6123’的整体结构呈圆形、矩形以及二者的中间连接结构的整体形状。
107.如此设置可以简化导电片6123’的结构,且容置槽611a的形状与导电片6123’的形状相适配,可以使二者更好地配合,进一步简化顶盖组件60的整体结构,且提高导电片6123’与容置槽611a的契合度,可以更加便于导电体6123的安装,降低电池单体30的安装难度。
108.可以理解的是,也可以设置绝缘基体6121与容置槽611a的尺寸适配,同时还可以设置绝缘盖体6122的形状与容置槽611a的形状相适配,进一步简化顶盖组件60的结构。
109.绝缘盖体6122需要覆盖导电体6123的极耳连接部,还需要覆盖极耳连接部和极柱连接部之间的部分,以防止极耳52或者导电体6123与其它导电体6123连接造成短路。另外,还需要覆盖供极耳52穿过的狭缝孔61a,以密封狭缝孔61a,防止外部的水、氧等进入电池单体30的内部。
110.因此,可以设置绝缘盖体6122为一体成型的结构,在完成极耳52和极柱62与导电片6123’的连接后,整体覆盖绝缘盖体6122。另外,也可以根据需要设置绝缘盖体6122为多个部分,各部分分别成型后覆盖在对应的位置。
111.在一些实施例中,绝缘盖体6122包括第一绝缘盖体6122’和第二绝缘盖体6122”。第一绝缘盖体6122’盖设于狭缝孔61a以及极耳连接部,第二绝缘盖体6122”盖设于导电片6123’位于极耳连接部和极柱连接部之间的部分。
112.设置绝缘盖体6122包括第一绝缘盖体6122’和第二绝缘盖体6122”,如此可以设置二者分别成型,即根据狭缝孔61a以及极耳连接部的整体形状尺寸,设置第一绝缘盖体6122’的形状和尺寸,而根据导电片6123’位于极耳连接部和极柱连接部之间的部分的形状和尺寸,设置第二绝缘盖体6122”的形状和尺寸。如此可以更加灵活地设置绝缘盖体6122的形状和尺寸,便于绝缘盖体6122同时实现对狭缝孔61a的密封以及对极耳52和连接片的绝缘保护。
113.导电体6123的具体材料不做限制,只要能够实现导电功能即可。
114.在一些实施例中,导电体6123的材料包括铜。铜的导电性能较好,且容易变形,便于根据需要设置导电体6123的具体形状和尺寸。
115.在另一些实施例中,导电体6123的材料包括铝。铝也具有较好的导电性能,且容易发生变形,便于根据需要设置导电体6123的具体形状和尺寸。
116.可以理解的是,导电体6123的材料可以既包括铝,又包括铜,在导电体6123为导电片6123’的实施例中,导电片6123’可以为铜铝导电片6123’,如此可以保证导电片6123’的良好的导电性能,且便于与极耳52的连接,同时,也便于根据需要设置铜铝导电片6123’的形状和尺寸,进一步简化顶盖组件60的整体结构。
117.极耳52与导电体6123可以通过压合工艺压合连接,也可以通过其它工艺连接,这里不做限制,只要实现极耳52与导电体6123的接触,以保证二者之间可以导电即可。
118.在一些实施例中,极耳52与导电体6123焊接连接。可以理解的是,焊接连接可以提高极耳52和导电体6123的连接强度。
119.同理,极柱62与导电体6123的连接可以通过嵌套结构连接,也可以通过其它连接方式连接,只要实现极柱62与导电体6123的接触,以保证二者之间可以导电即可。
120.在一些实施例中,极柱62与导电体6123焊接连接。焊接连接在保证极柱62与导电体6123连接强度的同时,也可以省略在二者之间设置中间的嵌套结构,进而简化顶盖组件60的整体结构。
121.本技术实施例还提供一种电池10,包括上述任意一实施例提供的电池单体30。
122.本技术实施例提供的电池10,由于采用了上述任意一实施例提供的电池单体30,因而具有同样的技术效果,再次不再赘述。
123.本技术实施例还提供过一种用电装置,包括上述实施例提供的电池10,电池10用于提供电能。
124.本技术实施例提供的用电装置,由于采用了本技术实施例提供的电池10,因而具有同样的技术效果,在此不再赘述。
125.如图9所示,本技术实施例还提供一种电池单体30的制造方法,其包括:
126.提供电极组件50和壳体40,壳体40具有开口40a和容纳腔40b,将电极组件50容纳于容纳腔40b内,电极组件50包括极片单元51和伸出极片单元51的极耳52;
127.提供顶盖组件60,顶盖组件60包括盖体61和设置于盖体61的极柱62,盖体61上开设有与容纳腔40b连通的狭缝孔61a,极耳52穿过狭缝孔61a与极柱62导电连接。组装顶盖组件60和壳体40,将顶盖组件60覆盖开口40a。
128.本技术实施例提供的电池单体30的制造方法所制造的电池单体30,将极耳52从极片单元51伸出到顶盖组件60,避免在壳体40的容纳腔40b内折极耳52结构,也避免了在壳体40的容纳腔40b内设置极耳52与极柱62的转接件,如此可以简化电池单体30的结构、节省电池单体30的壳体40内部的空间,提高电池单体30的体积能量密度。另外,由于极耳52的端部从壳体40的容纳腔40b经狭缝孔61a引出到顶盖组件60,在电池单体30受到振动、冲击等载荷时,不易发生变形,降低了极耳52插入极片单元51以及极耳52撕裂的风险。
129.本技术实施例的电池单体30的制造方法可以制造上述实施例的电池单体30。
130.如图10所示,本技术实施例还提供一种电池单体30的制造设备100,其包括:
131.第一提供模块110,用于提供电极组件50和壳体40,壳体40具有开口40a和容纳腔40b,将电极组件50容纳于容纳腔40b内,电极组件50包括极片单元51和伸出极片单元51的极耳52;
132.第二提供模块120,用于提供顶盖组件60,顶盖组件60包括盖体61和设置于盖体61的极柱62,盖体61上开设有与容纳腔40b连通的狭缝孔61a,极耳52穿过狭缝孔61a与极柱62导电连接;
133.组装模块130,用于组装顶盖组件60和壳体40,将顶盖组件60覆盖开口40a。
134.本技术实施例的电池单体30的制造设备100所制造的电池单体30,将极耳52从极片单元51伸出到顶盖组件60,避免在壳体40的容纳腔40b内折极耳52结构,也避免了在壳体40的容纳腔40b内设置极耳52与极柱62的转接件,如此可以简化电池单体30的结构、节省电池单体30的壳体40内部的空间,提高电池单体30的体积能量密度。另外,由于极耳52的端部从壳体40的容纳腔40b经狭缝孔61a引出到顶盖组件60,在电池单体30受到振动、冲击等载荷时,不易发生变形,降低了极耳52插入极片单元51的可能性,同时降低极耳52撕裂的风险。
135.本技术实施例的电池单体30的制造设备100可以执行上述实施例的电池单体30的制造方法。
136.虽然已经参考优选实施例对本技术进行了描述,但在不脱离本技术的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件,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。本技术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。
当前第1页1 2 
网友询问留言 已有0条留言
  • 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞!
1