电池单体、电池以及用电装置的制作方法

文档序号:29178043发布日期:2022-03-09 10:56阅读:126来源:国知局
电池单体、电池以及用电装置的制作方法

1.本技术涉及电池制造技术领域,具体而言,涉及一种电池单体、电池以及用电装置。


背景技术:

2.随着新能源汽车行业的迅速崛起,动力电池的技术水平也在迅速提高,如何提高动力电池的安全性能是动力电池技术的主要研发趋势之一。
3.目前,将动力电池倒置放置使用能够提高动力电池的安全性能。而基于现有的动力电池的内部构造,如果直接将动力电池倒置使用,存在一定的安全隐患。


技术实现要素:

4.为此,本技术提出一种电池单体、电池以及用电装置,能够在倒置使用时具有较好的安全性能。
5.本技术第一方面实施例提出一种电池单体,包括:壳体,具有开口;电极组件,设置于所述壳体的内部,所述电极组件包括主体和两个极性相反的极耳,两个所述极耳设置于所述主体的远离所述开口的一侧;端盖组件,包括盖体和两个极性相反的电极端子,两个所述电极端子设置于所述盖体,所述盖体用于覆盖所述开口;两个集流构件,每个所述集流构件被配置为连接同一极性的所述极耳与所述电极端子。
6.由于极耳设置于主体的远离开口的一侧,电池单体倒置使用时盖体位于壳体的下侧,极耳位于主体的上侧,主体的重量不会压迫极耳,可以避免极耳插入主体而导致电池单体内部发生短路。本本技术实施例中的电池单体容许倒置使用,且具有较好的安全性能。
7.根据本技术的一些实施例,所述壳体包括底壁和侧壁,所述盖体连接于所述侧壁,所述底壁与所述开口相对设置,所述集流构件包括端子连接部、过渡部和极耳连接部,所述端子连接部设置于所述盖体与所述主体之间且与所述电极端子连接,所述极耳连接部设置于所述底壁与所述主体之间且与所述极耳连接,所述过渡部设置于所述侧壁和所述主体之间且连接所述端子连接部和所述极耳连接部。
8.在上述方案中,端子连接部和极耳连接部占用较小的空间,能够降低由于布置集流构件所导致的电池单体的外尺寸增加的幅度,从而使电池单体结构紧凑,具有较好的能量密度。
9.根据本技术的一些实施例,所述端子连接部和所述极耳连接部分别从所述过渡部的两端向同一侧延伸。
10.在上述方案中,端子连接部和极耳连接部位于过渡部的同一侧,能够减少集流构件的外尺寸,降低由于布置集流构件所导致的电池单体的外尺寸增加的幅度,从而使电池单体结构紧凑,具有较好的能量密度。
11.根据本技术的一些实施例,所述盖体呈长方形,沿着所述盖体的长度方向,所述过渡部设置于所述主体与所述侧壁之间。
12.在上述方案中,过渡部占用较小的空间,能够避免在盖体的宽度方向上增加电池单体的外尺寸,从而能够降低由于布置集流构件所导致的电池单体的外尺寸增加的幅度,使电池单体结构紧凑,具有较好的能量密度。
13.根据本技术的一些实施例,所述极耳连接部包括第一部分和第二部分,所述第一部分包括第一边缘和第二边缘,所述第一边缘与所述过渡部连接,所述第二边缘与所述第二部分连接,沿着所述第一部分的厚度方向,所述过渡部和所述第二部分分别位于所述第一部分的两侧。
14.在上述方案中,沿着第一部分的厚度方向,过渡部和第二部分分别位于第一部分的两侧,能够减少集流构件的外尺寸,降低由于布置集流构件所导致的电池单体的外尺寸增加的幅度,从而使电池单体结构紧凑,具有较好的能量密度。
15.根据本技术的一些实施例,所述第一边缘与所述第二边缘相互垂直。
16.在上述方案中,第一边缘与第二边缘相互垂直,能够实现第二部分由第一部分的侧边缘延伸形成,使第二部分易于与极耳连接以及弯折。
17.根据本技术的一些实施例,所述第二部分与所述极耳沿所述第二边缘朝向所述第一部分弯折,所述第二部分位于所述极耳与所述主体之间。
18.在上述方案中,第二部分与极耳均沿第二边缘向第一部分弯折,能够实现同时弯折第二部分与极耳,简化第二部分与极耳的弯折步骤;且第二部分位于极耳与主体之间,能够避免第二部分与第一部分共同挤压极耳而导致极耳变形以及与第二部分分离。
19.根据本技术的一些实施例,所述电池单体包括两个所述电极组件,两个所述电极组件层叠设置;所述极耳连接部包括两个所述第二部分,两个所述第二部分分别设置于所述第一部分的相对的两侧,两个所述第二部分分别与两个所述电极组件的同一极性的极耳连接。
20.在上述方案中,一个第二部分与一个电极组件的极耳一一对应,能够使极耳连接部与两个电极组件的极耳均充分连接,提高了集流构件的过流能力。
21.根据本技术的一些实施例,所述电池单体还包括:绝缘膜,包覆于所述极耳和所述第二部分,以绝缘隔离所述极耳和所述底壁。
22.在上述方案中,极耳和第二部分连接于一体且使用绝缘膜包覆极耳和第二部分,弯折后的极耳与底壁之间通过绝缘膜绝缘隔离,能够避免极耳与壳体的底壁导电连接,从而使提高了电池单体的安全性能。
23.根据本技术的一些实施例,所述电池单体还包括:第一绝缘件,设置于所述底壁和所述电极组件之间,用于绝缘隔离所述底壁和所述电极组件。
24.在上述方案中,使用第一绝缘件绝缘隔离底壁和电极组件,能够进一步避免极耳与壳体的底壁导电连接,从而使提高了电池单体的安全性能。
25.根据本技术的一些实施例,所述端盖组件还包括泄压部,所述泄压部设置于所述盖体。
26.在上述方案中,泄压部设置于盖体,当电池单体倒置使用时,盖体位于壳体的下侧,泄压部位于电池单体的下侧,在泄压部致动时,高温高压的气体朝下喷出,使电池单体具有较好的安全性能。
27.本技术第二方面实施例提出一种电池,所述电池包括:箱体;本技术第一方面实施
例所述的电池单体,所述电池单体设置于所述箱体的内部;热管理部件,设置于所述箱体的内部且位于所述电池单体的底部,所述热管理部件被配置为支撑所述电池单体的所述盖体。
28.使用热管理部件支撑电池单体的盖体,能够实现电池单体倒置使用。由于本技术第一方面实施例提出的电池单体的上述特性,本技术第二方面实施例提出的电池在倒置使用时具有较好的安全性能。
29.本技术第三方面实施例提出一种用电装置,包括本技术第二方面实施例所述的电池。
30.由于本技术第二方面实施例中提出的电池的上述特性,本技术第三方面实施例提出的用电装置具有较好的安全性能。
31.本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本技术的实践了解到。
附图说明
32.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本技术的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
33.图1示出的是本技术一些实施例的一种车辆的简易示意图;
34.图2示出的是图1中车辆的电池的结构示意图;
35.图3示出的是本技术一些实施例的电池单体的爆炸图;
36.图4示出的是本技术一些实施例的电池单体的结构示意图(未示出壳体);
37.图5示出的是本技术一些实施例的电池单体的爆炸图(未示出壳体和电极组件);
38.图6示出的是本技术一些实施例的电池单体的xz平面的剖面图;
39.图7示出的是本技术实施例的第一种形式的集流构件的结构示意图;
40.图8示出的是本技术实施例的第二种形式的集流构件的结构示意图;
41.图9和图10示出的分别是本技术一些实施例的电池单体的极耳与第二部分弯折前和弯折后的结构示意图;
42.图11示出的是本技术一些实施例的电池单体的极耳与第二部分弯折后包覆有绝缘膜的结构示意图。
43.图标:1000-车辆;100-电池;10-电池单体;11-壳体;111-底壁;112-侧壁;1121-第一侧壁;1122-第二侧壁;1123-第三侧壁;1124-第四侧壁;113-开口;12-端盖组件;121-盖体;1211-电极引出孔;122-电极端子;123-泄压部;13-电极组件;131-主体;132-极耳;14-集流构件;141-端子连接部;142-过渡部;1421-第一端;1422-第二端;143-极耳连接部;1431-第一部分;14311-第一边缘;14312-第二边缘;14313-第三边缘;1432-第二部分;15-绝缘膜;16-第一绝缘件;17-下塑胶;171-密封件;18-上塑胶;19-铆接块;20-箱体;30-热管理部件;200-控制器;300-马达。
具体实施方式
44.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本技术实施例中的附图,对本技术实施例中的技术方案进行清楚地描述,显然,所描述的实施例是本技术一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例,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,都属于本技术保护的范围。
45.除非另有定义,本技术所使用的所有的技术和科学术语与属于本技术的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本技术中在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,不是旨在于限制本技术;本技术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”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。本技术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。
46.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。
47.在本技术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技术中的具体含义。
48.本技术中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)。
49.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两种:方形电池单体和软包电池单体。
50.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。
51.电池单体包括电极组件和电解液,电极组件由正极极片、负极极片和隔离膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。正极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。为了保证通过大电流而不发生熔断,正极极耳的数量为多个且层叠在一起,负极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。此外,电极组件
13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。
52.电池单体还包括泄压部,泄压部在电池单体内部压力达到阈值时致动。阈值设计根据设计需求不同而不同。阈值可能取决于电池单体的正极极片、负极极片、电解液和隔离膜中一种或几种的材料。泄压部可以采用诸如防爆阀、气阀、泄压阀或安全阀等的形式,并可以具体采用压敏或温敏的元件或构造,即,当电池单体的内部压力或温度达到阈值时,泄压部执行动作或者泄压部中设有的薄弱结构被破坏,从而形成可供内部压力或温度泄放的开口或通道。
53.本技术中所提到的“致动”是指泄压部产生动作或被激活至一定的形态,从而使得电池单体的内部压力及温度得以被泄放。泄压部产生的动作可以包括但不限于:泄压部中的至少一部分破裂、破碎、被撕裂或者打开,等等。泄压部在致动时,电池单体的内部的高温高压物质作为排放物会从开启的部位向外排出。以此方式能够在可控压力或温度的情况下使电池单体发生泄压及泄温,从而避免潜在的更严重的事故发生。
54.电池单体还包括集流构件,集流构件用于将电池单体的极耳和电极端子电连接,以将电能从电极组件输送至电极端子,经电极端子输送至电池单体的外部;多个电池单体之间通过汇流部件实现电连接,以实现多个电池单体的串联、并联或者混联。集流构件的材质可以为铜、合金等导电性能较好的金属。
55.电池还包括热管理部件,热管理部件用于调节电池单体的温度,这里所指的“调节温度”是给电池单体加热或冷却。例如,热管理部件用于容纳流体以给电池单体调节温度,这里的流体可以是液体或气体,比如水、水和乙二醇的混合液或空气等。
56.相关技术中,泄压部在电池单体内部压力达到阈值时致动以释放电池单体内部的温度或者压力。由于高温高压的气体从泄压部处向外喷射,很容易进入乘客舱,烫伤乘客以及引起火灾。为了提高电池单体的安全性能,目前存在一种倒置使用电池单体,使泄压部位于电池单体的底部,当泄压部123致动时,高温高压的气体朝向下侧喷射,不会对乘客舱造成伤害。
57.发明人经研究发现,基于目前一种主流的电池单体的内部构造,两个极性的极耳与泄压部同侧设置,电解液能够充分浸润电极组件,具有较好的稳定可靠性。如果进一步提高该种结构形式的电池单体的安全性能,使泄压部位于电池单体的底部,则极耳也位于电池单体的底部,在电极组件的自身重力下将会向下压迫极耳,可能会导致极耳插入电极组件的内部,导致电池单体内部发生短路,导致安全事故。如果能够改变极耳的布置位置,使极耳与泄压部不同侧设置,将能够电池倒置设置时避免压迫极耳,克服上述问题。
58.基于上述思路,本技术提出一种新的技术方案,使电池单体在倒置使用时也具备较好的安全性能。
59.可以理解的是,电池单体的“正置”指的是泄压部朝上设置时电池单体的放置姿态;电池单体的“倒置”指的是泄压部朝下设置时电池单体的放置姿态。
60.可以理解的是,本技术实施例中描述的使用电池单体或者电池所适用的用电装置可以为多种形式,例如,手机、便携式设备、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。
61.本技术的实施例描述的电池单体以及电池不仅仅局限适用于上述所描述的用电装置,还可以适用于所有使用电池单体以及电池的用电装置,但为描述简洁,下述实施例均
以电动汽车为例进行说明。
62.图1示出的是本技术一些实施例的一种车辆的简易示意图;图2示出的是图1中车辆的电池的结构示意图。
63.如图1所示,车辆1000的内部设置有电池100、控制器200和马达300,例如,在车辆1000的底部或车头或车尾可以设置电池100。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。
64.在本技术的一些实施例中,电池100可以用于车辆1000供电,例如,电池100可以作为车辆1000的操作电源。控制器200用来控制电池100为马达300的供电,例如,用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
65.在其他实施例中,电池100不仅仅可以作为车辆1000的操作电源,还可以作为车辆1000的驱动电源,替代或部分地替代燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。
66.其中,本技术的实施例所提到的电池100是指包括一个或多个电池单体10以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。例如,电池100由多个电池单体10串联或者并联而成。
67.如图2所示,电池100包括多个电池单体10、箱体20以及热管理部件30,多个电池单体10放置于箱体20内。
68.电池单体10可以是一个、也可以是多个。若电池单体10为多个,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。可以是多个电池单体10先串联或并联或混联组成电池100模块,多个电池100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;也可以是所有电池单体10之间直接串联或并联或混联在一起,再将所有电池单体10构成的整体容纳于箱体20内。电池100还可以包括汇流部件,多个电池单体10之间可通过汇流部件实现电连接,以实现多个电池单体10的串联或并联或混联。汇流部件可以是金属导体,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金等。
69.如图2所示,箱体20包括第一箱体和第二箱体(图2中仅示意出箱体的部分结构),第一箱体和第二箱体相互盖合后形成电池腔,多个电池单体10放置于电池100腔内。第一箱体和第二箱体的形状可以根据多个电池单体10组合的形状而定,第一箱体和第二箱体可以均具有一个开口。例如,第一箱体和第二箱体均可以为中空长方体且各自只有一个面为开口面,第一箱体和第二箱体的开口相对设置,并且第一箱体和第二箱体相互扣合形成具有封闭腔室的箱体20。多个电池单体10相互并联或串联或混联组合后置于第一箱体和第二箱体扣合后形成的箱体20内。
70.热管理部件30设置于箱体20的内部,热管理部件30可以安装于第一箱体或者第二箱体;热管理部件30可以整体呈平板状,也可以是多个条状结构连接形成,热管理部件30用于与电池单体10的外表面贴合,以将热量传导至电池单体10或者带走电池单体10的热量。
71.图3示出的是本技术一些实施例的电池单体的爆炸图;图4示出的是本技术一些实施例的电池单体的结构示意图(未示出壳体);图5示出的是本技术一些实施例的电池单体的爆炸图(未示出壳体和电极组件)。
72.如图3、图4和图5所示,电池单体10包括壳体11、端盖组件12、电极组件13以及集流构件14。
73.具体而言,壳体11为方壳电池100,壳体11为六面体形,且该壳体11内部形成容纳
腔,用于容纳电极组件13和电解液。壳体11的一端具有开口113,使得电极组件13可通过该开口113放置于壳体11的内部。壳体11可由金属材料制成,诸如铝、铝合金或者镀镍钢。
74.端盖组件12包括盖体121、两个极性相反的电极端子122和泄压部123。盖体121用于覆盖壳体11的开口113,以将电极组件13封闭于壳体11的内部。盖体121采用金属材料制成,例如铝、钢等材料。
75.如图3、图4和图5所示,电极组件13设置于壳体11的内部,电极组件13包括主体131和两个极性相反的极耳132。主体131包括正极极片、负极极片和隔离膜,隔离膜位于正极极片与负极极片之间,用于隔开正极极片与负极极片。
76.在本技术的一些实施例中,电极组件13可以为卷绕轴线与第一方向x平行的卷绕式结构。在其他实施例中,电极组件13也可以为沿第三方向y层叠设置的叠片式结构。
77.盖体121呈平板状,盖体121的尺寸和形状与壳体11的开口113匹配。泄压部123用于在电池单体10的内部压力达到阈值时致动,以使得电池单体10内部压力及温度得以被泄放。
78.盖体121上设置有两个电极引出孔1211,两个电极端子122设置于盖体121的两个电极引出孔1211。两个电极端子122中,一个为正极电极端子122,另一个为负极电极端子122。两个极耳132中,一个为正极极耳132,另一个为负极极耳132。正极的电极端子122与电极组件13的正极极耳132之间通过一个集流构件14电连接,负极的电极端子122与电极组件13的负极极耳132通过另一个集流构件14电连接。
79.本技术的一些实施例的电池单体10中,电池单体10包括壳体11、电极组件13、端盖组件12和两个集流构件14。壳体11具有开口113,电极组件13设置于壳体11的内部,电极组件13包括主体131和两个极性相反的极耳132,两个极性相反的极耳132设置于主体131的远离开口113的一侧;端盖组件12包括盖体121和两个极性相反的电极端子122,两个极性相反的电极端子122设置于盖体121,盖体121用于覆盖开口113;集流构件14被配置为连接同一极性的极耳132与电极端子122。
80.具体而言,电池单体10呈六面体形状,壳体11的长度方向沿第一方向x延伸,高度方向沿第二方向z延伸,厚度方向沿第三方向y延伸,壳体11的沿第二方向z的一侧设有开口113。盖体121的长度方向沿第一方向x延伸,宽度方向沿第三方向y延伸,厚度方向沿第二方向z延伸,盖体121覆盖壳体11的开口113,以将电极组件13封闭于壳体11的内部。沿着第二方向z,主体131的靠近盖体121的一侧设有正极极性的极耳132和负极极性的极耳132,正极极性的极耳132和负极极性的极耳132沿第一方向x间隔设置。正极极性的电极端子122和负极极性的电极端子122也沿第一方向x间隔设置于盖体121,同一极性的电极端子122和极耳132沿第一方向x位于主体131的同一侧,且通过一个集流构件14连接。
81.电池单体10可以包括一个电极组件13,也可以包括两个以上的电极组件13,两个以上的电极组件13层叠设置,且两个以上的电极组件13的同一极性的极耳132同侧设置。两个以上的电极组件13的同一极性的极耳132在xz平面上的投影可以重合,也可以不完全重合。
82.主体131的表面可以包覆具有绝缘功能的膜或者胶层,以进一步绝缘包覆主体131的表面,避免主体131的表面与壳体11、盖体121、集流构件14、电极端子122等直接接触。
83.集流构件14的一端位于主体131的靠近盖体121的一侧,另一端位于主体131的靠
近极耳132的一侧,盖体121和极耳132沿着第二方向z分别位于主体131的两侧。集流构件14可以在第一方向x上绕过主体131以将电极端子122和极耳132连接,也可以在第三方向y上绕过主体131以将电极端子122和极耳132连接。
84.电池单体10还包括泄压部123,泄压部123位于两个电极端子122之间且沿第二方向z贯穿盖体121,泄压部123与电极端子122、极耳132均位于主体131的同一侧。
85.如图5所示,电池单体10还包括两个上塑胶18、两个下塑胶17和两个铆接块19。上塑胶18、下塑胶17、铆接块19、电极端子122、集流构件14一一对应。电极端子122和铆接块19分别位于盖体121沿第二方向z的两侧,电极端子122结合密封件171依次绝缘贯穿下塑胶17和盖体121,并与铆接块19铆压连接。铆接块19的远离盖体121的表面设有安装槽,上塑胶18嵌设于安装槽内,上塑胶18设有与电极引出孔1211对应的过孔,以供电极端子122的一端暴露出电池单体10的外部。
86.由于极耳132设置于主体131的远离开口113的一侧,电池单体10倒置使用时盖体121位于壳体11的下侧,极耳132位于主体131的上侧,主体131的重量不会压迫极耳132,可以避免极耳132插入主体131而导致电池单体10内部发生短路。本本技术实施例中的电池单体10容许倒置使用,且具有较好的安全性能。
87.图6示出的是本技术一些实施例的电池单体的xz平面的剖面图;图7示出的是本技术实施例的第一种形式的集流构件的结构示意图。
88.所图3、图6和图7所示,在本技术的一些实施例中,壳体11包括底壁111和侧壁112,盖体121连接于侧壁112,底壁111与开口113相对设置。集流构件14包括端子连接部141、过渡部142和极耳连接部143,端子连接部141设置于盖体121与主体131之间且与电极端子122连接,极耳连接部143设置于底壁111与主体131之间且与极耳132连接,过渡部142设置于侧壁112和主体131之间且连接端子连接部141和极耳连接部143。
89.如图3所示,具体而言,电池单体10为方壳电池100,侧壁112包括第一侧壁1121、第二侧壁1122、第三侧壁1123和第四侧壁1124,第一侧壁1121和所述第二侧壁1122沿第一方向x相对设置,第三侧壁1123和第四侧壁1124沿第三方向y相对设置,盖体121和底壁111沿第二方向z相对设置,第一方向x、第二方向z和第三方向y两两垂直。
90.端子连接部141和极耳连接部143的厚度方向沿第二方向z延伸,过渡部142的厚度方向可以沿第一方向x延伸,也可以沿第三方向y延伸。
91.端子连接部141、过渡部142和极耳连接部143可以分体设置且依次连接,也可以是过渡部142的两端分别弯折延伸形成端子连接部141和极耳连接部143。
92.在上述方案中,端子连接部141和极耳连接部143占用较小的空间,能够降低由于布置集流构件14所导致的电池单体10的外尺寸增加的幅度,从而使电池单体10结构紧凑,具有较好的能量密度。
93.在本技术的一些实施例中,端子连接部141和极耳连接部143分别从过渡部142的两端向同一侧延伸。
94.如图7所示,具体而言,过渡部142沿第二方向z的两端分别为第一端1421和第二端1422,第一端1421靠近盖体121设置,第二端1422靠近底壁111设置,第一端1421延伸形成端子连接部141,第二端1422延伸形成极耳连接部143。沿着第一方向x或者第三方向y,端子连接部141和极耳连接部143位于过渡部142的同一侧。
95.在其他实施例中,沿着第三方向y,端子连接部141和极耳连接部143可以分别位于过渡部142的两侧,以适应沿着第一方向x极耳132与电极端子122之间的较大间距,还能够减小过渡部142在第一方向x上的宽度尺寸,降低集流构件14的重量。
96.端子连接部141和极耳连接部143位于过渡部142的同一侧,能够减少集流构件14的外尺寸,降低由于布置集流构件14所导致的电池单体10的外尺寸增加的幅度,从而使电池单体10结构紧凑,具有较好的能量密度。
97.在本技术的一些实施例中,盖体121呈长方形,沿着盖体121的长度方向,过渡部142设置于主体131与侧壁112之间。
98.具体而言,盖体121的长度方向沿第一方向x延伸,基于前述的“侧壁112包括第一侧壁1121、第二侧壁1122、第三侧壁1123和第四侧壁1124”的实施形式,两个集流构件14中的一者的过渡部142设置于第一侧壁1121与主体131之间,另一者过渡部142设置于第二侧壁1122与主体131之间。也就是说,沿第一方向x,两个集流构件14的过渡部142分别位于主体131的两侧,通过在第一方向x上增加电池单体10的外尺寸来为集流构件14提供布置空间。
99.沿着第三方向y,过渡部142的宽度尺寸可以与主体131的厚度尺寸相同,也可以小于主体131的厚度尺寸。在第三方向y上,过渡部142相对于主体131居中设置,也可以偏离主体131的中部设置。
100.在其他实施例中,两个集流构件14中的一者的过渡部142设置于第三侧壁1123与主体131之间,另一者过渡部142设置于第四侧壁1124与主体131之间,沿第三方向y,两个集流构件14的过渡部142分别位于主体131的同一侧,通过在第三方向y上增加电池单体10的外尺寸来为集流构件14提供布置空间。
101.在上述方案中,过渡部142占用较小的空间,能够避免在盖体121的宽度方向上增加电池单体10的外尺寸,从而能够降低由于布置集流构件14所导致的电池单体10的外尺寸增加的幅度,使电池单体10结构紧凑,具有较好的能量密度。
102.可以理解的是,本技术实施例的电池单体10中,电极端子122、极耳132和集流构件14等部件一一对应,为了便于描述,下文基于过渡部142设置于第一侧壁1121与主体131之间的一个集流构件14对其具体构造形式、位置关系和连接关系进行详细阐述。
103.如图7所示,在本技术的一些实施例中,极耳连接部143包括第一部分1431和第二部分1432,第一部分1431包括第一边缘14311和第二边缘14312,第一边缘14311与过渡部142连接,第二边缘14312与第二部分1432连接,沿着第一部分1431的厚度方向,过渡部142和第二部分1432分别位于第一部分1431的两侧。
104.第一部分1431和第二部分1432可以为一体成型的结构,也可以是分体设置再以焊接或者导电粘接的形式连接。第一部分1431和第二部分1432的材质可以相同,以使极耳连接部143具有同样的导电性能和强度;第一部分1431和第二部分1432的材质也可以不同,使第二部分1432更易于弯折。第一部分1431可以为方片型或者长条形;第二部分1432的形状可以为矩形,也可以为半圆形或者其他形状。
105.过渡部142的第二端1422与第一部分1431的第一边缘14311连接。第一边缘14311沿着第三方向y延伸,能够使过渡部142和极耳连接部143贴合和主体131的靠近底壁111和靠近第一侧壁1121的一角,使集流构件14与电极组件13紧凑配合。
106.第一边缘14311与第二边缘14312可以垂直设置,第二部分1432由第一部分1431沿第三方向y延伸形成;第一边缘14311和第二边缘14312也可以平行设置,第二部分1432由第一部分1431沿第一方向x延伸形成。
107.沿着第一部分1431的厚度方向,过渡部142和第二部分1432分别位于第一部分1431的两侧,能够减少集流构件14的外尺寸,降低由于布置集流构件14所导致的电池单体10的外尺寸增加的幅度,从而使电池单体10结构紧凑,具有较好的能量密度。
108.在本技术的一些实施例中,第一边缘14311与所述第二边缘14312相互垂直。
109.如图7所示,具体而言,第一部分1431与第二部分1432的厚度方向均沿第二方向z延伸,第一边缘14311沿第三方向y延伸,第二边缘14312沿第一方向x延伸。第一部分1431呈方片或者长条形,第一边缘14311为第一部分1431的一端边缘,第二边缘14312为第一部分1431的一侧边缘。
110.第一边缘14311与第二边缘14312相互垂直,能够实现第二部分1432由第一部分1431的侧边缘延伸形成,使第二部分1432易于与极耳132连接以及弯折。
111.在本技术的一些实施例中,第二部分1432与极耳132沿第二边缘14312朝向第一部分1431弯折,第二部分1432位于极耳132与主体131之间。
112.第二部分1432与极耳132以超声波焊接的方式焊接组成极耳132组件,极耳132组件沿第二边缘14312朝向第一部分1431弯折,以使极耳132组件的厚度方向沿第二方向z延伸,极耳132组件与主体131的底部贴合,以占用较小的空间。
113.极耳132组件向第一部分1431弯折以后,第二部分1432与极耳132层叠设置,极耳132的面积小于第二部分1432的面积,以使极耳132能够全部与第二部分1432贴合,保证极耳132至极耳连接部143之间具有足够的过流面积。
114.第二部分1432与极耳132均沿第二边缘14312向第一部分1431弯折,能够实现同时弯折第二部分1432与极耳132,简化第二部分1432与极耳132的弯折步骤;且极耳132组件向第一部分1431弯折以后,第二部分1432位于极耳132与第一部分1431之间,能够减少极耳132的弯折程度,避免极耳132过度弯折断裂;还能够使极耳132暴露于电极组件13的外侧,避免过渡压迫极耳132导致极耳132变形以及与第二部分1432分离。
115.图8示出的是本技术实施例的第二种形式的集流构件的结构示意图。
116.如图3和图8所示,在本技术的一些实施例中,电池单体10包括两个电极组件13,两个电极组件13层叠设置;极耳连接部143包括两个第二部分1432,两个第二部分1432分别设置于第一部分1431的相对的两侧,两个第二部分1432分别与两个电极组件13的同一极性的极耳132连接。
117.具体而言,两个电极组件13沿第三方向y层叠设置,两个电极组件13的同一极性的极耳132均位于各自的主体131的靠近底壁111的一侧,且两个电极组件13的同一极性的极耳132在xz平面上的投影重合。沿着第三方向y,两个电极组件13的同一极性的极耳132分别位于两个电极组件13的相互远离的一侧。极耳连接部143的第一部分1431的厚度方向沿第二方向y延伸,第一部分1431在第三方向y上的两侧分别设有一个第二部分1432,第一部分1431在第三方向上位于同一极性的两个极耳132之间,两个第二部分1432位于两个极耳132的相互远离的一侧,每个极耳132与同侧的第二部分1432连接后形成一个极耳132组件,两个组件向相互靠近的一侧弯折,以使极耳132、第二部分1432的厚度方向沿第二方向z延伸。
118.两个第二部分1432可以在第一方向x上对齐,也可以在第一方向x上错开或者间隔设置;两个第二部分1432可以在第三方向y上对称设置,也可以非对称设置。
119.如图8所示,第一部分1431还包括第三边缘14313,第三边缘14313位于第二边缘14312的远离边缘的一侧,第三边缘14313沿第三方向y延伸。沿着第一方向x,第二部分1432的一端位于第一边缘14311和第三边缘14313之间,另一端可以与第三边缘14313平齐,也可以位于第一边缘14311和第三边缘14313之间或者位于第三边缘14313的远离第一边缘14311的一侧。
120.一个第二部分1432与一个电极组件13的极耳132一一对应,能够使极耳连接部143与两个电极组件13的极耳132均充分连接,提高了集流构件14的过流能力。
121.图9和图10示出的分别是本技术一些实施例的电池单体的极耳与第二部分弯折前和弯折后的结构示意图;图11示出的是本技术一些实施例的电池单体的极耳与第二部分弯折后包覆有绝缘膜的结构示意图。
122.如图9、图10和图11所示,在本技术的一些实施例中,电池单体10还包括:绝缘膜15,包覆于极耳132和第二部分1432,以绝缘隔离极耳132和底壁111。
123.通过在对极耳132和第二部分1432进行弯折之前在极耳132和第二部分1432的表面包覆一层绝缘膜15,能够使极耳132和第二部分1432的表面与其他部件绝缘隔离,对极耳132和第二部分1432进行弯折后,极耳132与底壁111绝缘隔离,第二部分1432与第一部分1431绝缘隔离。在其他实施例中,绝缘膜15也可以仅贴附于极耳132的远离第二部分1432的一侧,以绝缘隔离极耳132与底壁111。
124.极耳132和第二部分1432连接于一体且使用绝缘膜15包覆极耳132和第二部分1432,弯折后的极耳132与底壁111之间通过绝缘膜15绝缘隔离,能够避免极耳132与壳体11的底壁111导电连接,从而使提高了电池单体10的安全性能。
125.如图3和图11所示,在本技术的一些实施例中,电池单体10还包括:第一绝缘件16,设置于底壁111和电极组件13之间,用于绝缘隔离底壁111和电极组件13。
126.第一绝缘件16呈长条形,第一绝缘件16的长度方向沿第一方向x延伸,厚度方向沿第二方向z延伸,宽度方向沿第三方向y延伸,第一绝缘件16垫设于壳体11的底壁111,第一绝缘件16的长度尺寸与主体131的长度尺寸基本相同。第一绝缘件16也可以设置有多个,多个第一绝缘件16沿第一方向x间隔排布,且设置于底壁111与主体131之间,以降低电池单体10的重量。第一绝缘件16的材质为塑胶件或者硅胶件。
127.使用第一绝缘件16绝缘隔离底壁111和电极组件13,能够进一步避免极耳132与壳体11的底壁111导电连接,从而使提高了电池单体10的安全性能。
128.如图3所示,在本技术的一些实施例中,端盖组件12还包括泄压部123,泄压部123设置于盖体121。
129.泄压部123位于两个电极端子122之间且沿第二方向z贯穿盖体121,泄压部123与电极端子122、极耳132均位于主体131的同一侧。
130.当电池单体10倒置使用时,盖体121位于壳体11的下侧,泄压部123位于电池单体10的下侧,在泄压部123致动时,高温高压的气体朝下喷出,使电池单体10具有较好的安全性能。
131.本技术的一些实施例提出一种电池100。电池100包括箱体20、电池单体10和热管
理部件30。电池单体10设置于箱体20的内部,热管理部件30设置于箱体20的内部且位于电池单体10的底部,热管理部件30被配置为支撑电池单体10的盖体121。
132.使用热管理部件30支撑电池单体10的盖体121,能够实现电池单体10倒置使用。由于本技术一些实施例的电池单体10的特性,本技术一些实施例的电池100在倒置使用时具有较好的安全性能。
133.本技术的一些实施例提出一种用电装置,包括电池100。
134.由于本技术一些实施例的电池100的上述特性,本技术实施例的用电装置也具有较好的安全性能。
135.如图1至图11所示,本技术实施例提出一种电池单体10以及电池100。电池单体10包括壳体11、盖体121、电极端子122、泄压部123、电极组件13、集流构件14、绝缘膜15、第一绝缘件16和下塑胶17,电极端子122和泄压部123均设置于盖体121,电极组件13包括主体131和极耳132。电池单体10正置组装,倒置使用。基于组装时的姿态,电池单体10的盖体121位于上侧,极耳132位于下侧,两个集流构件14中一个为铜连接片,另一个为铝连接片。两个集流构件14分别从盖体121的两个极性的电极端子122处向引出,从左右两侧延伸到达底部,然后向内弯折形成第一部分1431,基于第一部分1431的边缘延伸形成两个矩形的第二部分1432,第二部分1432与极耳132采用超声波焊接,贴绝缘膜15后再向内弯折拍平。第一绝缘件16为底托片,将mylar膜周向包绕主体131,mylar膜的两端分别与下塑胶17与底托片热熔连接,mylar膜拐角处贴保护蓝胶,避免主体131的mylar膜拐角处与壳体11短接。将上述组合体与壳体11进行组装,形成电池单体10。多个电池单体10倒置于箱体20内,水冷板设置于电池单体10的底部并用于支撑电池单体10的盖板,形成电池100。电池100倒置安装于车辆1000,由于泄压部123朝下开口113,且极耳132位于上侧,在使用过程中,既不会压迫极耳132,又能够保证泄压部123致动时向下喷气,高温高压气体不会进入乘客舱,具有很高的安全性能。
136.需要说明的是,在不冲突的情况下,本技术中的实施例中的特征可以相互结合。
137.以上所述仅为本技术的优选实施例而已,并不用于限制本技术,对于本领域的技术人员来说,本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本技术的保护范围之内。
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