储能装置及用电设备的制作方法

1.本技术涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种储能装置及用电设备。


背景技术：

2.随着资源的逐渐匮乏与环境污染的加剧，二次电池的应用越来越广泛。电池一般包括壳体、电极组件、盖板和集流盘，集流盘分别与电极组件和盖板连接，以形成由电极组件到盖板的电流流经路径。
3.在二次电池的使用过程中，发现二次电池在热失控(内部短路)时电流瞬间增大，进而易发生爆炸等，使得存在一定的安全隐患，因此亟需对二次电池的内部结构进行改进，以降低电池在使用时的安全隐患。


技术实现要素：

4.本技术的一个主要目的在于提供一种能够降低安全隐患的储能装置及用电设备。
5.为实现上述申请目的，本技术采用如下技术方案：
6.根据本技术的一个方面，提供一种储能装置，包括：
7.壳体，具有开口，且设有容置腔；
8.电极组件，容置于所述容置腔内；
9.盖板，密封所述壳体的开口；
10.集流件，位于所述电极组件与所述盖板之间，所述集流件具有背向所述电极组件且与所述盖板连接的第一连接部，以及朝向所述电极组件且与所述电极组件连接的多个第二连接部；
11.所述多个第二连接部位于所述第一连接部的外围且沿所述集流件的周向间隔分布，所述多个第二连接部均通过熔断部与所述第一连接部连接，且在所述集流件的周向上相邻两个所述熔断部之间均具有第一通孔。
12.本技术实施方式中，通过第一连接部与盖板连接，通过多个第二连接部与电极组件连接，进而在熔断部连接第一连接部与第二连接部后，形成电极组件、第二连接部、熔断部、第一连接部、盖板的电流流经路径；由于第一通孔的设置，使得熔断部在集流件的径向上的过流面积较小，从而在储能装置发生热失控时，瞬时增大的电流能够熔断熔断部，从而保证了储能装置使用时的安全性，降低了安全隐患。另外，由于熔断部在集流件的径向上的过流面积较小，使得第一连接部在集流件的厚度方向能够产生一定的变形，进而便于减小盖板与第一连接部之间的压接应力。
13.根据本技术的一实施方式，其中，所述第一连接部凸出所述集流件的朝向所述盖板的表面，且所述第一连接部背向所述电极组件的表面与所述盖板抵接。
14.本技术实施方式中，通过第一连接部的端面抵接盖板，一方面能够增大第一连接部与盖板的接触面积，从而增大第一连接部与盖板之间的导流面积，保证导流效果；另一方面能够避免对盖板的破坏，保证盖板的结构强度。
15.根据本技术的一实施方式，其中，所述第一连接部凸出所述集流件的朝向所述盖板的表面，且所述第一连接部具有背向所述电极组件的台阶面；
16.所述盖板具有第二通孔，所述第一连接部穿过所述第二通孔，且所述盖板支撑在所台阶面上。
17.本技术实施方式中，第一连接部穿过第二通孔，且盖板支撑在第一连接部的台阶面上，一方面能够保证第一连接部与盖板的连接，另一方面第一连接部能够复用为电极柱，从而简化了储能装置的结构。
18.根据本技术的一实施方式，其中，所述第一连接部具有沿所述集流件的厚度方向贯穿所述集流件的贯穿孔。
19.本技术实施方式中，通过在第一连接部上设置贯穿孔，以形成用于注入电解液的注液孔，从而避免了在盖板上单独加工注液孔的情况，保证了盖板的结构强度；另外，由于贯穿孔的长度大于盖板的厚度，从而在对贯穿孔进行密封时，便于提高对电解液的密封效果，减小电解液泄露的可能。
20.根据本技术的一实施方式，其中，所述第二连接部为沿所述集流件的径向延伸的直线状结构，所述第二连接部靠近所述第一连接部的一端与所述熔断部连接。
21.本技术实施方式中，电极组件的端部设置的极耳，极耳包括的沿集流体的径向分布的多个极耳片，在多个极耳片堆叠后，便于与沿集流件径向设置的第二连接部连接，从而保证极耳与第二连接部的连接效果。
22.根据本技术的一实施方式，其中，所述第一通孔在所述集流件的径向上的尺寸大于或等于0.5毫米，且小于或等于3.0毫米。
23.本技术实施方式中，通过限定第一通孔在集流件的径向上的最小尺寸，能够保证熔断部在电流瞬间增大时的熔断效果，同时避免熔断部熔断后第一连接部与第二连接部因产生电弧而导通的情况；而通过限定第一通孔在集流件的径向上的最大尺寸，能够保证第二连接部在集流件的径向上的尺寸，以保证第二连接部与电极组件的连接效果。
24.根据本技术的一实施方式，其中，所述第二连接部为沿所述集流件的周向延伸的弧形结构。
25.本技术实施方式中，设置弧形结构的第二连接部，能够调整第二连接部在集流件的径向上的尺寸，从而增大第二连接部与电极组件的接触面积，以保证电极组件与第二连接部之间的导流效果，同时还能够调整第一通孔在集流件的径向上的尺寸，从而有效保证熔断部的熔断效果。
26.根据本技术的一实施方式，其中，在所述集流件的径向上，所述第一通孔的尺寸等于所述熔断部的尺寸，且所述熔断部为s形的结构。
27.本技术实施方式中，通过第一通孔在集流件的径向上的尺寸限定，使得熔断部呈条状结构，进而将熔断部设置为s形结构，使得第一连接部在集流件的径向上能够产生一定的变形，进而便于保证第一连接部的居中设置。
28.根据本技术的一实施方式，其中，所述熔断部具有熔断孔，且在所述集流件的周向上，所述熔断孔、所述第一通孔存在重合区域。
29.本技术实施方式中，通过在熔断部上设置熔断孔，以进一步减小熔断部在集流件的径向上的过流面积，从而能够进一步提高熔断部的熔断效果。
30.根据本技术的一实施方式，其中，所述集流件上位于所述第一连接部、所述第二连接部、所述熔断部以外的区域具有贯穿的透气孔。
31.本技术实施方式中，通过集流件上透气孔的设置，便于集流件两侧气流的流通，进而便于减小注入电解液时的注入阻力，以提高注液效果。
32.根据本技术的一实施方式，其中，所述盖板背离所述集流件的表面设有环形凹槽。
33.本技术实施方式中，通过在盖板上设置环形凹槽，能够减小盖板在环形凹槽所在位置的厚度，从而结合盖板自身形成防爆结构的设计，简化了储能装置的结构。
34.根据本技术的一方面，提供了一种用电设备，所述用电设备包括上述一方面所述的储能装置。本技术实施方式中，结合上述所述的储能装置，在用电设备的使用过程中，能够基于储能装置的低安全隐患，提高用电设备使用的安全性。
35.应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本技术。
附图说明
36.通过参照附图详细描述其示例实施方式，本技术的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
37.图1是根据一示例性实施方式示出的一种单体电池的剖视结构示意图。
38.图2是根据一示例性实施方式示出的一种集流件的侧视结构示意图。
39.图3是根据一示例性实施方式示出的一种集流件的俯视结构示意图。
40.图4是根据一示例性实施方式示出的另一种集流件的俯视结构示意图。
41.图5是根据一示例性实施方式示出的另一种集流件的侧视结构示意图。
42.图6是根据一示例性实施方式示出的又一种集流件的俯视结构示意图。
43.其中，附图标记说明如下：
44.100、单体电池；
45.10、壳体；20、电极组件；30、盖板；40、集流件；
46.11、容置腔；
47.31、第二通孔；32、环形凹槽；
48.41、第一连接部；42、第二连接部；43、熔断部；44、第一通孔；45、贯穿孔；46、透气孔；
49.411、台阶面。
具体实施方式
50.现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的实施方式；相反，提供这些实施方式使得本技术将全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
51.本技术实施方式提供了一种储能装置，该储能装置可以是但不限于单体电池、电池模组、电池包、电池系统等。当该储能装置为单体电池时，其可为方形单体电池、圆柱单体电池。接下来以储能装置为单体电池为例，对储能装置进行详细解释。
52.图1示例了本技术实施方式提供的一种单体电池100的结构示意图，图2示例了本技术实施方式提供的一种集流件40的俯视结构示意图。如图1和图2所示，单体电池100包括：壳体10、电极组件20、盖板30和集流件40，壳体10具有开口且设有容置腔11；电极组件20容置于容置腔11内；盖板30密封壳体10的开口；集流件40位于电极组件20与盖板30之间，集流件40具有背向电极组件20且与盖板30连接的第一连接部41，以及朝向电极组件20且与电极组件20连接的多个第二连接部42；多个第二连接部42位于第一连接部41的外围且沿集流件40的周向间隔分布，多个第二连接部42均通过熔断部43与第一连接部41连接，且在集流件40的周向上相邻两个熔断部43之间均具有第一通孔44。
53.本技术实施方式中，通过第一连接部41与盖板30连接，通过多个第二连接部42与电极组件20连接，进而在熔断部43连接第一连接部41与第二连接部42后，形成电极组件20、第二连接部42、熔断部43、第一连接部41、盖板30的电流流经路径；由于第一通孔44的设置，使得熔断部43在集流件40的径向上的过流面积较小，从而在储能装置发生热失控时，瞬时增大的电流能够熔断熔断部43，从而保证了储能装置使用时的安全性，降低了安全隐患。另外，由于熔断部43在集流件40的径向上的过流面积较小，使得第一连接部41在集流件40的厚度方向能够产生一定的变形，进而便于减小盖板30与第一连接部41之间的压接应力。
54.本技术实施方式中，单体电池100除了包括上述所述的集流件40之外，还包括连接电极组件20与壳体10的底部的另一个集流件，该集流件与电极组件20与盖板30之间的集流件40的结构可以相同，也可以不同。当结构不同时，连接电极组件20与壳体10的底部的集流件的具体结构可参考相关技术，本技术实施方式对此不做限定。
55.其中，壳体10为一端开口的圆筒状结构，以通过筒壁围成容置腔11。电极组件20包括卷芯本体和设置在卷芯本体端部的极耳，卷芯本体由不同极性的两个电极片通过卷绕或堆叠的方式形成，电极片的侧边延伸有极耳片，至少一个极耳片构成极耳。集流件40的第二连接部42与电极组件20包括的极耳连接(比如通过超声波焊接的方式实现连接)。
56.其中，集流件40的第一连接部41与盖板30之间可以通过焊接(比如激光焊接)的方式实现连接，也可以通过铆接的方式实现连接，当然也可以通过其他方式连接，或者通过多种结合的方式实现连接。
57.本技术实施方式中，第一连接部41凸出集流件40背向电极组件20的表面，第二连接部42凸出集流件40朝向电极组件20的表面，如此在第一连接部41与盖板30连接，第二连接部42与电极组件20连接后，仅形成电极组件20、第二连接部42、熔断部43、第一连接部41、盖板30的电流流经路径。进而在瞬间增大的电流熔断熔断部43时，不存在熔断部43上靠近第一连接部41的部分与电极组件20导通、以及熔断部43上靠近第二连接部42的部分与盖板30导通的情况，以降低单体电池100发生热失控时的安全隐患。
58.在一些实施方式中，如图3所示，第一连接部41凸出集流件40的朝向盖板30的表面，且第一连接部41背向电极组件20的表面与盖板30抵接。
59.如此，通过第一连接部41的端面与盖板30的抵接，一方面能够增大第一连接部41与盖板30的接触面积，从而增大第一连接部41与盖板30之间的导流面积，以保证导流效果；另一方面能够避免对盖板30的破坏，保证盖板30的结构强度。
60.其中，可在盖板30背向电极组件20的表面进行穿透焊，实现第一连接部41与盖板30之间的连接，或者通过导电胶粘接的方式实现第一连接部41与盖板30之间的连接，只要
能够保证第一连接部41与盖板30之间的导流效果即可。而通过导电胶粘接的方式，能够保证第一连接部41背向电极组件20的表面与盖板30之间的接触效果，进而保证导流效果。
61.其中，第一连接部41可以为柱状的凸起结构，比如可以为圆柱状凸起、方柱状凸起、圆台状凸起等；第一连接部41位于集流件40的中心位置，以保证第一连接部41与盖板30连接时集流件40的平稳性，避免集流件40出现倾斜的情况。
62.在另一些实施方式中，如图4所示，第一连接部41凸出集流件40的朝向盖板30的表面，且第一连接部41具有背向电极组件20的台阶面411；盖板30具有第二通孔31，第一连接部41穿过第二通孔31，且盖板30支撑在所台阶面411上。
63.如此，第一连接部41穿过第二通孔31，且盖板30支撑在第一连接部41的台阶面411上，一方面能够保证第一连接部41与盖板30的连接，同时避免集流件40上除第一连接部41以外的区域与盖板30之间的连接，另一方面第一连接部41能够复用为电极柱，以作为单体电池100的一个输出端，从而简化了单体电池100的结构。
64.其中，由于第一连接部41穿过第二通孔31，此时第一连接部41可通过铆接的方式实现与盖板30的连接。示例地，第一连接部41伸出第二通孔31的部分具有外螺纹，可通过锁紧螺母旋紧在第一连接部41上，实现第一连接部41与盖板30的连接。或者，第一连接部41上靠近台阶面411的位置设置有外螺纹，第二通孔31为内螺纹孔，此时可通过螺纹连接的方式实现第一连接部41与盖板30的连接。当然，还可以先对第一连接部41与盖板30进行焊接，再通过铆接的方式实现第一连接部41与盖板30的连接，以提高第一连接部41与盖板30连接的稳定性，本公开实施方式对此不做限定。
65.可选地，如图4所示，第一连接部41具有沿集流件40的厚度方向贯穿集流件40的贯穿孔45。如此，通过在第一连接部41上设置贯穿孔45，以形成用于注入电解液的注液孔，从而避免了在盖板30上单独加工注液孔的情况，保证了盖板30的结构强度；另外，由于贯穿孔45的长度大于盖板30的厚度，从而在对贯穿孔45进行密封时，能够增大密封件与贯穿孔45的孔壁的接触面积，进而便于提高对电解液的密封效果，减小电解液泄露的可能。
66.其中，用于密封贯穿孔45的密封件的结构，具体可参考相关技术，本技术实施方式对此不做限定。示例地，密封件为密封胶塞。
67.本技术实施方式中，第二连接部42为沿集流件40的径向延伸的直线状结构，也可以为沿集流件40的周向延伸的弧形结构。
68.可选地，多个第二连接部42沿集流件40的周向均匀分布，示例地，如图2所示，集流件40包括三个第二连接部42，且在集流件40的周向上，相邻两个第二连接部42之间的圆弧角为120度。
69.在一些实施方式中，如图2所示，第二连接部42为沿集流件40的径向延伸的直线状结构，第二连接部42靠近第一连接部41的一端与熔断部43连接。
70.如此，结合上述所述的极耳包括多个极耳片的情况，在多个极耳片堆叠后，便于与沿集流件40径向设置的第二连接部42连接，从而保证极耳与第二连接部42的连接效果。
71.由于第一通孔44在集流件40的径向上的尺寸大小决定着熔断部43上可熔断区域的大小，而为了保证熔断部43上具有足够的可熔断区域，可选地，第一通孔44在集流件40的径向上的尺寸大于或等于0.5毫米。如此，通过限定第一通孔44在集流件40的径向上的最小尺寸，能够保证熔断部43上的最小熔断区域，进而保证熔断部43在电流瞬间增大时的熔断
效果，同时避免熔断部43熔断后第一连接部41与第二连接部42因产生电弧而导通的情况。
72.可选地，第一通孔44在集流件40的径向上的尺寸小于或等于3.0毫米。如此，通过限定第一通孔44在集流件40的径向上的最大尺寸，从而限定熔断部43在集流件40的径向上的最大尺寸，以保证第二连接部42在集流件40的径向上具有足够的长度，以保证第二连接部42与电极组件20的连接效果。
73.在另一些实施方式中，如图5所示，第二连接部42为沿集流件40的周向延伸的弧形结构。如此，设置弧形结构的第二连接部42，能够调整第二连接部42在集流件40的径向上的尺寸，从而增大第二连接部42与电极组件20的接触面积，以保证电极组件20与第二连接部42之间的导流效果，同时还能够调整第一通孔44在集流件40的径向上的尺寸，从而有效保证熔断部43的熔断效果。
74.可选地，第一通孔44在集流件40的径向上的尺寸大于或等于0.5毫米。如此，通过限定第一通孔44在集流件40的径向上的最小尺寸，能够保证熔断部43上的最小熔断区域，进而保证熔断部43在电流瞬间增大时的熔断效果，同时避免熔断部43熔断后第一连接部41与第二连接部42因产生电弧而导通的情况。
75.可选地，在集流件40的径向上，第一通孔44的尺寸等于熔断部43的尺寸，且熔断部43为s形的结构。如此，通过第一通孔44在集流件40的径向上的尺寸限定，使得熔断部43呈条状结构，进而将熔断部43设置为s形结构，使得第一连接部41在集流件40的径向上能够产生一定的变形，进而便于保证第一连接部41的居中设置。
76.在一些实施方式中，熔断部43具有熔断孔，且在集流件40的周向上，熔断孔、第一通孔44存在重合区域。如此，通过在熔断部43上设置熔断孔，以进一步减小熔断部43在集流件40的径向上的过流面积，从而能够进一步提高熔断部43的熔断效果。
77.可选地，熔断部43上的熔断孔的数量可以为多个，且多个熔断孔沿集流件40的周向分布。
78.在一些实施方式中，如图6所示，集流件40上位于第一连接部41、第二连接部42、熔断部43以外的区域具有贯穿的透气孔46。如此，通过集流件40上透气孔46的设置，便于集流件40两侧气流的流通，进而便于减小注入电解液时的注入阻力，以提高注液效果，同时便于电解液对电极组件20的浸润。
79.其中，透气孔46可以沿集流件40的周向、径向呈阵列分布，当然，透气孔46也可以任意分布，只要能够实现集流件40两侧气流的有效流通即可，本技术实施方式对此不做限定。
80.在一些实施方式中，如图3或图4所示，盖板30背离集流件40的表面设有环形凹槽32。如此，通过在盖板30上设置环形凹槽32，能够减小盖板30在环形凹槽32所在位置的厚度，从而结合盖板30自身结构形成防爆结构的设计，简化了储能装置的结构。
81.其中，盖板30上的环形凹槽32的断面可以为v形结构、圆弧形结构等，且通过环形凹槽32的深度减小盖板30在环形凹槽32所在位置的厚度，以调整单体电池100的防爆压力，降低单体电池100的安全隐患。
82.其中，盖板30上环形凹槽32的数量可以是一个，也可以是多个，当盖板30上包括多个环形凹槽32时，增大盖板30上防爆结构的覆盖区域，进一步保证单体电池100使用的安全性。而盖板30上环形凹槽32的数量越多，则盖板30的结构强度越差，因此在保证单体电池
100使用时的安全性的同时，保证盖板30的结构强度，如图3或图4所示，盖板30上的环形凹槽32的数量为两个。
83.本技术实施方式还提供了一种用电设备，该用电设备包括上述所述的储能装置。该用电设备可以是储能设备、车辆、储能集装箱等。如此，结合上述所述，本技术的用电设备在使用过程中，能够基于储能装置的低安全隐患，提高用电设备使用的安全性。
84.在申请实施例中，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”则指两个或两个以上，除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；“相连”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，可以根据具体情况理解上述术语在申请实施例中的具体含义。
85.申请实施例的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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，仅是为了便于描述申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作，因此，不能理解为对申请实施例的限制。
86.在本说明书的描述中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于申请实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且，描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
87.以上仅为申请实施例的优选实施例而已，并不用于限制申请实施例，对于本领域的技术人员来说，申请实施例可以有各种更改和变化。凡在申请实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在申请实施例的保护范围之内。