电池、电池组及用电设备的制作方法

1.本技术涉及电池技术领域，具体涉及一种电池、电池组及用电设备。


背景技术：

2.随着刀片电池的推出，具备高体积空间利用率的长电池越来越受到电芯厂商青睐，这种长电池，极柱设置于壳体凹陷形成的凹槽内。为了保证电池具有较好的过流能力并具有较好的极柱结构强度，往往需要设置具有较大截面的极柱，但是对于在凹槽中设置极柱的电池方案来说，较大的凹槽会影响电池能量密度的提升。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供一种电池结构，在满足极柱过流能力及结构强度的前提下避免电池能量密度损失过大。
4.本技术实施例提供一种电池，包括：壳体，所述壳体的第一外壁向内凹陷形成第一凹部，所述第一凹部具有第一侧壁；电极组件，所述电极组件容置于所述壳体内；极柱，设置于所述第一凹部的第一侧壁上，且与所述电极组件电连接，所述极柱的直径为d，所述第一侧壁的高度为b，满足：1/4≤d/b≤1；其中，所述第一侧壁的高度为所述第一外壁在所述第一凹部凹陷方向上的尺寸。
5.本技术的有益效果在于，通过设置极柱直径d与第一侧壁的高度为b的比例关系，可以给极柱提供足够的装配空间并且同时避免电池能量密度因在壳体上设置第一凹部而损失过多。
附图说明
6.为了更清楚地说明本技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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的附图。
7.图1是本技术中第一凹部及极柱尺寸示意图；
8.图2是本技术一实施例提供的电池的结构示意图；
9.图2a是本技术一实施例中壳体的结构示意图；
10.图2b是图2的a处放大结构意图；
11.图3是图2的b-b向剖视图；
12.图4是图3的c处放大结构示意图；
13.图5是本技术一实施例提供的电池的爆炸图；
14.图5a是图5的d处放大结构示意图；
15.图6是本技术一实施例提供的电池中电芯、极柱、连接件以及垫片组装的部分结构示意图；
16.图7是本技术一实施例提供的电池中壳体的结构示意图；
17.图8是本技术一实施例提供的电池中连接件的结构示意图；
18.图9是本技术一实施例提供的电池中垫片的结构示意图；
19.图10是本技术另一实施例提供的电池的结构示意图；
20.图10a是图10的e处放大结构示意图；
21.图11是本技术又一实施例提供的电池的结构示意图；
22.图12是本技术一实施例提供的电池组的结构示意图。
23.附图标记说明：
24.100、100’、100”、电池；
25.110、电极组件，111、电芯，112、极耳，112a、第一极耳，112b、第二极耳；
26.120、壳体，120a、容纳腔，1201、第一壁，1202、第二壁，1203、第三壁，121、第一凹部，1211、第一侧壁，1212、第二侧壁，1213、第三侧壁，122、第二凹部；
27.130、极柱，131、第一端，132、第二端，140、连接件，141、第一段，142、第二段，150、垫片，151、本体，152、弯折段，160、转接片，161、第一转接部，162、第二转接部；
28.200、电池组，210、汇流排。
具体实施方式
29.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、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅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，本领域技术人员在没有做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。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本技术，并不用于限制本技术。在本技术中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”通常是指装置实际使用或工作状态下的上和下，具体为附图中的图面方向；而“内”和“外”则是针对装置的轮廓而言的。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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。
30.参考图1，本技术中的电池包括：壳体120、电极组件110、极柱130，壳体120的外壁向内凹形成第一凹部121，第一凹部121具有第一侧壁1211；电极组件110容置于壳体120的内部；极柱130设置于第一凹部121的第一侧壁1211上，且与电极组件110电连接，极柱130的直径为d，第一侧壁1211的高度为b，第一侧壁1211的高度为第一外壁在第一凹部(121)凹陷方向(即图中x方向)上的尺寸，其中，1/4≤d/b≤1。通过设置极柱直径d与第一凹部121相应凹陷方向尺寸b的比例关系，可以给极柱提供足够的装配空间并且能够避免电池能量密度因在壳体120上设置第一凹部121而损失过多。
31.具体地，壳体120的外壁包括相对设置的两个第一壁1201、相对设置的两个第二壁1202、相对设置的两个第三壁1203，相对设置的两个第一壁1201、相对设置的两个第二壁1202、相对设置的两个第三壁1203围合形成容纳腔120a。在一种实施方式中，第一壁1201的面积大于第二壁1202的面积，第一壁1201的面积大于第三壁1203的面积。壳体120的长度为l、宽度为w、高度为h，l＞h＞w，也可以是l＞w＞h。
32.在图1所示的实施例中，第一凹部121设置在第一壁1201与第二壁1202的交界处。
需要说明的是，第一凹部121也可以设置在第一壁1201与第三壁1203的交界处或者设置在第二壁1202与第三壁1203的交界处。
33.在其他实施方式中，第一凹部121还具有相对的第二侧壁1212和第三侧壁1213，第二侧壁1212和第三侧壁1213分别与第一侧壁1211连接，第二侧壁1212和第三侧壁1213的平均宽度为c，第一外壁未设置第一凹部121处的宽度为w，满足：1/3w≤c＜w，其中，第一外壁的宽度方向为壳体120的厚度方向z。通过设置第二侧壁1212和第三侧壁1213的平均宽度c小于第一外壁未设置第一凹部121处的宽度w而大于1/3倍的第一外壁未设置第一凹部121处的宽度w，能够保证壳体内部具有足够的空间以容纳极耳，又不至于损失多过的电池能量密度。
34.较佳地，第一侧壁1211的宽度为a，其中，1/6≤d/a≤1/2，第一侧壁1211的宽度a为第二侧壁1212到第三侧壁1213的距离。通过设置第一凹部的第一侧壁1211的宽度a与极柱130直径d的比值范围，能够保证给极柱提供足够的装配空间的情况下，不至于损失过多的电池能量密度。
35.具体地，极柱130的直径d范围为2mm≤d≤20mm，保证极柱具有较好的结构强度以及过流能力。
36.本技术一实施例中，参照图2～图9，电池100包括：电极组件110、壳体120、极柱130和连接件140。
37.参照图3、图4以及图6，电极组件110包括电芯111和极耳112，本实施例中，电芯111为裸电芯，形状为长方体，电芯111的长度方向两端分别凸出设置一极耳112，极耳112包括第一极耳112a和第二极耳112b，第一极耳112a和第二极耳112b中的一个为正极极耳，另一个为负极极耳。本实施例中电极组件110的数量为两个，层叠设置形成叠片式结构，两电极组件110上位于一侧的两极耳分别弯折后层叠形成第一极耳112a，位于另一侧的两极耳分别弯折后层叠形成第二极耳112b。
38.参照图2～图5以及图7，壳体120具有用以容纳电极组件110的容纳腔120a，在本实施例中，壳体120包括相对设置的两个第一壁1201、相对设置的两个第二壁1202、相对设置的两个第三壁1203，相对设置的两个第一壁1201、相对设置的两个第二壁1202、相对设置的两个第三壁1203围合形成容纳腔120a。在一种实施方式中，第一壁1201的长度大于第二壁1202的长度。第一壁1201的面积大于第二壁1202的面积，第一壁1201的面积大于第三壁1203的面积。壳体120的长度为l、宽度为w、高度为h，l＞h＞w，也可以是l＞w＞h。
39.本实施例中，参照图1、图2、图2a、图2b、图4和图5，第一壁1201与第二壁1202的交接处向内凹陷形成第一凹部121，第一凹部121的数量为两个，与极耳112一一对应，两第一凹部121设置于壳体120的长度方向x的两端。
40.参照图1～图5以及图7，极柱130设置于第一凹部121内，极柱130通过极耳112与电芯111电连接，具体地，参照图3，极柱130具有相对设置的第一端131和第二端132，在本实施例中，极柱130的数量为四个，一极耳112对应两极柱130，极柱130的第一端131伸入壳体120的容纳腔120a内侧并与极耳112电连接，极柱130的第二端132位于第一凹部121内侧。
41.连接件140的数量为两个，与极耳112一一对应，连接件140包括第一段141和第二段142，第一段141设置于第一凹部121内并与极柱130电连接，具体地，第一段141与极柱130的第二端132电连接，连接件140的第二段142与第一段141电连接，连接件140的形状为l型，
连接件140的第二段142延伸至第一凹部121外侧并向靠近壳体120的方向延伸、弯折，使得第二段142平行于第二壁1202。
42.在其他实施方式中，第一段141和第二段142可以一体设置，第一段141弯折形成第二段142，第一段141和第二段142垂直，指的是第一段141与第二段142可以是垂直的关系也可以是近似垂直，例如二者夹角在90
°
上下略有10
°
左右的浮动。第二段142弯折至第二壁1202，形成与双通长电芯相适配的电池结构。此种设计形式的电池100，在层叠形成电池组时，相邻两电池的第一壁1201贴合，使得连接件140的第二段142裸露于第二壁1202，以便于汇流排电连接。
43.另外，在其他实施方式中，连接件140的第二段142延伸至第一凹部121外侧并向远离壳体120的方向延伸(图中未示出)。
44.另外，本实施例提供的电池100还包括垫片150，连接件140设置于垫片150上，垫片150的数量为两个，一连接件140对应一垫片150，具体地，垫片150包括本体151，本体151的一端弯折形成弯折段152，本体151设置于第一凹部121内以支撑连接件140的第一段141，弯折段152自本体151的一端延伸并弯折至第二壁1202，弯折段152设置于极柱130与第二段142之间以支撑第二段142，极柱130依次贯穿本体151和第一段141。其中，垫片150可以为绝缘材质，也可以为导电材质。
45.此外，参照图3，所述电池100还包括转接片160，转接片160设置于容纳腔120a内侧，转接片160包括依次连接的第一转接部161和第二转接部162，第一转接部161和第二转接部162相互垂直，使得转接片160具备l型形状，第一转接部161与极耳112焊接并电连接。极柱130伸入容纳腔120a内侧端(即极柱130的第一端131)与第二转接部162电连接，极柱130通过转接片160与极耳112电连接，连接件140通过极柱130和转接片160与极耳112电连接。
46.本技术另一实施例提供的电池100’如图10和图10a所示，两第一凹部121分别设置于两第一壁1201与两第三壁1203的交接处，两第一凹部121设置于壳体120的高度方向y的两端，在本实施例中，连接件140的第二段142向接近壳体120的方向延伸、弯折，具体地，第二段142弯折至第三壁1203，第二段142与第三壁1203平行，第三壁1203向内凹陷形成有第二凹部122，连接件140的第二段142设置于第二凹部122内。这种连接件140的第二段142弯折至第三壁1203的形式，形成与顶出宽电芯相适配的电池结构。
47.其中，参照图10和图10a，第一凹部121向壳体120内部凹陷的深度与连接件140的第一段141的厚度相匹配，在本实施例中，第一凹部121的深度与第一段141的厚度相等，使得第一段141的表面与第一壁1201所在平面平齐，第二凹部122向壳体120内部凹陷的深度与连接件140的第二段142的厚度相匹配，在本实施例中，第二凹部122的深度与第二段142的厚度相等，使得第二段142表面与第三壁1203所在平面平齐。
48.本技术又一实施例提供的电池100”如图11所示，两第一凹部121分别设置于两个第一壁1201与同一第三壁1203的交接处，两第一凹部121沿壳体120的长度方向x间隔排布，在本实施例中，连接件140的第二段142向接近壳体120的方向延伸、弯折，具体地，第二段142弯折至第三壁1203，第二段142与第三壁1203平行，第三壁1203向内凹陷形成有第二凹部122，连接件140的第二段142设置于第二凹部122内。
49.其中，参照图11，第一凹部121向壳体120内部凹陷的深度与连接件140的第一段
141的厚度相匹配，在本实施例中，第一凹部121的深度与第一段141的厚度相等，使得第一段141的表面与第一壁1201所在平面平齐，第二凹部122向壳体120内部凹陷的深度与连接件140的第二段142的厚度相匹配，在本实施例中，第二凹部122的深度与第二段142的厚度相等，使得第二段142表面与第三壁1203所在平面平齐。
50.本技术实施例提供的电池100、电池100’或电池100”，通过将连接件140设计成依次连接的第一段141和第二段142，第一段141设置于第一凹部121内并与极柱130电连接，第二段142弯折至第二壁1202或第三壁1203上，使得多个电池叠置组成电池组时，连接件140的第二段142可以裸露在电池组侧壁上，便于与汇流排电连接，有效降低装配难度。
51.在另外的实施例中，两第一凹部121也可以分别设置于两个第一壁1201与两个第三壁1203的交接处(图中未示出)，或者两第一凹部121分别设置于同一个第一壁1201分别与两个第三壁1203的交接处，或者两第一凹部121分别设置于两第一壁1201分别与同一个第三壁1203的交接处。
52.在其他实现方式中，第一凹部121可仅形成于第一壁1201、第二壁1202和第三壁1203中的一个，连接件140的第一段141设置于第一凹部121内，第二段142裸露于第一凹部121所在面，而此种设计形式的电池100，在层叠形成电池组时，将相邻两电池未开设第一凹部121且相邻的面贴合，以使得第二段142裸露，便于与汇流排电连接。例如第一凹部121仅形成于第一壁1201，在层叠形成电池组时，可将相邻两电池的第二壁1202或第三壁1203贴合，使得第二段142裸露。
53.具体地，以电池100为例，参照图12，本技术实施例提供的电池组200包括两个汇流排210和至少两个电池100，以两个电池100为例，两个电池100沿着与第一壁1201垂直的方向并排排布，具体地，一电池100的壳体120的第一壁1201与另一电池100的壳体120的相邻的第一壁1201相贴合，层叠的两个电池100的位于相同侧的两个连接件140的第二段142由于均裸露于第二壁1202，使得相同侧的两连接件140的第二段142可与同一汇流排210电连接，从而实现两个或两个以上的电池100的叠加、堆叠形成更高容量的电池组，提高空间利用率，便于汇流排的组装。
54.另外，本技术实施例还提供一种用电设备，所述用电设备包括电池100、电池100’或电池100”，或者，所述用电设备包括所述电池组200。
55.以上对本技术实施例所提供的一种电池、电池组以及用电设备进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本技术的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本技术的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本技术的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本技术的限制。