电池单体、电池以及用电装置的制作方法

本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池单体、电池以及用电装置。

背景技术：

由于可充放电的电池具有能量密度高、功率密度高、循环使用次数多和存储时间长等优点，在电动汽车、移动设备或电动工具上面已普遍应用。

电池包括电池单体。电池单体包括壳体、电极组件、电极端子以及集流组件。电池单体装配过程中，需要通过集流组件将电极组件与电极端子连接。然而，集流组件的不同部分需要满足不同的性能需求，从而导致集流组件存在加工工艺复杂的问题。

技术实现要素：

本申请提供一种电池单体、电池以及用电装置，旨在解决集流组件的不同部分需要满足不同的性能需求，从而导致集流组件存在加工工艺复杂的问题。

一方面，本申请提出了一种电池单体，其包括集流组件。集流组件包括第一转接部和第二转接部。第一转接部包括第一本体和折弯部。第一本体被配置为与电极组件连接。折弯部从第一本体延伸。折弯部具有第一自由端部。第二转接部被配置为与电极端子连接。第二转接部具有第二自由端部。第一自由端部被配置为搭接于第二自由端部。

根据本申请的一个实施例，第二自由端部具有凹槽，至少部分第一自由端部容纳于凹槽。

根据本申请的一个实施例，第一自由端部和第二自由端部焊接连接。

根据本申请的一个实施例，第一本体的厚度与折弯部的厚度相同。

根据本申请的一个实施例，第二转接部包括第二本体和连接部，第二本体被配置为与电极端子连接，连接部具有第二自由端部，第一本体和第二本体分别设置于连接部的两侧。

根据本申请的一个实施例，第二转接部还包括过渡部，过渡部被配置为连接连接部和第二本体，过渡部的刚度小于连接部的刚度。

根据本申请的一个实施例，连接部的厚度和第二本体的厚度均大于过渡部的厚度。

根据本申请的一个实施例，折弯部的最大厚度小于连接部的最小厚度。

根据本申请的一个实施例，折弯部的刚度小于连接部的刚度。

根据本申请实施例的电池单体包括具有第一转接部和第二转接部的集流组件。第一转接部和第二转接部为分体结构。第一转接部被配置为与电极组件相连接，而第二转接部被配置为与电极端子相连接。第一转接部的折弯部与第二转接部搭接连接。由于第一转接部和第二转接部为分体结构，因此可以根据第一转接部和第二转接部各自的性能需求，单独对第一转接部和第二转接部进行加工制造，然后再将第一转接部和第二转接部进行装配形成集流组件。这样，在实现集流组件的不同部分需要满足不同的性能需求的同时，可以降低集流组件的加工难度，避免了复杂的集流组件加工工艺过程，提高电池单体的加工效率。

另一个方面，本申请提供一种电池，其包括如上述实施例的电池单体。

再一个方面，本申请提供一种用电装置，其包括如上述实施例的电池单体。电池单体用于提供电能。

附图说明

下面将参考附图来描述本申请示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1是本申请一实施例公开的一种车辆的局部结构示意图；

图2是本申请一实施例公开的一种电池的结构示意图；

图3是本申请一实施例公开的一种电池模组的结构示意图；

图4是本申请一实施例公开的一种电池模组的分解结构示意图；

图5是本申请一实施例公开的一种电池单体的分解结构示意图；

图6是图5中的端盖、电极端子和集流组件组装状态沿a-a方向的剖视结构示意图；

图7是本申请一实施例公开的一种端盖、电极端子和集流组件组装状态的剖视结构示意图；

图8是本申请一实施例公开的一种集流组件的展开状态结构示意图；

图9是图8中沿b-b方向的剖视结构示意图；

图10是本申请一实施例公开的一种集流组件的展开状态分解结构示意图；

图11是图9中c处放大示意图。

在附图中，附图未必按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本申请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申请的原理，但不能用来限制本申请的范围，即本申请不限于所描述的实施例。

在本申请的描述中，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申请和简化描述，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申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”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。

在本申请的描述中，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申请中的具体含义。

申请人在注意到现有电池单体的集流组件存在加工难度大的问题之后，对集流组件进行研究，进而发现由于电池单体的能量密度越来越大，因此对电池单体中的集流组件的过流能力要求越来越高。为了提高集流组件的过流能力，通常需要增大集流组件的横截面以降低电阻，减少产热。然而，随着集流组件的横截面的增大，集流组件的整体刚度也随之增大，从而导致集流组件需要折弯的区域不易折弯。基于此，在加工集流组件时，需要使集流组件的不同部分需要满足不同的性能需求。为此，申请人做出多种尝试，例如对需要弯折的区域进行轧薄处理，但申请人发现，因为集流组件轻薄小巧，工艺难以控制，单独对整个集流组件的局部进行加工以使集流组件不同部分满足不同的性能需求很容易造成集流组件在加工过程被损坏。

基于申请人发现的上述问题，申请人对电池单体的结构进行改进，下面对本申请实施例进行进一步描述。

为了更好地理解本申请，下面结合图1至图11对本申请实施例进行描述。

本申请实施例提供一种使用电池10作为电源的用电装置。该用电装置可以但不仅限于为车辆、船舶或飞行器等。参见图1所示，本申请的一个实施例提供一种车辆1。车辆1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。在本申请一实施例中，车辆1可以包括马达1a、控制器1b以及电池10。控制器1b用来控制电池10为马达1a供电。马达1a通过传动机构与车轮连接，从而驱动车辆1行进。电池10可以作为车辆1的驱动电源，替代或部分地替代燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。在一个示例中，在车辆1的底部或车头或车尾可以设置电池10。电池10可以用于为车辆1供电。在一个示例中，电池10可以作为车辆1的操作电源，用于车辆1的电路系统。示例性地，电池10可以用于车辆1的启动、导航和运行时的工作用电需求。

参见图2和图3所示，电池10包括箱体。箱体的类型不受限制。箱体可为框状箱体、盘状箱体或盒状箱体等。示例性地，箱体包括第一部分11和与第一部分11盖合的第二部分12。第二部分12和第一部分11盖合后形成容纳部。图3示意性显示了一实施例的电池模组20，该电池模组20设置于箱体的容纳部内。电池模组20包括多个电池单体40。多个电池单体40可以先串联或并联或混联。

在一些实施例中，为了满足不同的使用电力需求，电池10可以包括多个电池单体40，其中，多个电池单体40之间可以串联或并联或混联，混联是指串联和并联的混合。也就是说，多个电池单体40可以直接设置于箱体的容纳部内以组成电池10。

参见图3和图4所示，电池模组20包括外壳30以及设置于外壳30内的电池单体40。在一个示例中，外壳30包括筒体31、第一盖体32和第二盖体33。第一盖体32和第二盖体33分别设置于筒体31的两端。第一盖体32和第二盖体33分别与筒体31可拆卸连接。例如，可以第一盖体32和第二盖体33分别与筒体31卡接或者使用螺钉连接。筒体31、第一盖体32和第二盖体33组装后形成容纳空间。电池单体40设置于外壳30的容纳空间内。

参见图5所示，本申请实施例的电池单体40包括壳体50以及设置于壳体50内的电极组件60。本申请实施例的壳体50为圆筒结构或其他结构。壳体50具有容纳电极组件60和电解液的内部空间以及与内部空间相连通的开口。壳体50可以由例如铝、铝合金或塑料等材料制造。本申请实施例的电极组件60可通过将第一极片、第二极片以及隔膜一同堆叠或卷绕形成，其中，隔膜是介于第一极片和第二极片之间的绝缘体。在本实施例中，示例性地以第一极片为正极片，第二极片为负极片进行说明。正极片和负极片均包括涂覆区和未涂覆区。正极片活性物质被涂覆在正极片的涂覆区上，而负极片活性物质被涂覆在负极片的涂覆区上。在涂覆区上，活性物质被涂覆在由金属薄板形成的集流体上，在未涂覆区上没有涂覆活性物质。电极组件60包括主体部61、正极耳62以及负极耳63。主体部61具有相对设置的两个端部。正极片的未涂覆区层叠形成正极耳62，而负极片的未涂覆区层叠形成负极耳63。正极耳62和负极耳63分别从主体部61的一个端部上延伸。

参见图5所示，本申请实施例的电池单体40还包括端盖70、电极端子80和集流组件90。端盖70与壳体50密封连接。电极端子80设置于端盖70上。电极端子80通过集流组件90与电极组件60电连接。端盖70的数量、电极端子80的数量以及集流组件90的数量均为两个。电极组件60相对的两端中的每一端对应设置一个端盖70、一个电极端子80以及一个集流组件90。

参见图5和图6所示，集流组件90包括第一转接部91和第二转接部92。第一转接部91包括第一本体911和折弯部912。第一本体911被配置为与电极组件60连接。折弯部912从第一本体911延伸。折弯部912具有第一自由端部9121。折弯部912远离第一本体911的端部形成第一自由端部9121。第二转接部92被配置为与电极端子80连接。第二转接部92具有第二自由端部921。第一自由端部9121被配置为搭接于第二自由端部921，从而第一转接部91和第二转接部92实现连接固定。在集流组件90和电极组件60以及集流组件90和电极端子80连接后，使集流组件90的折弯部912折弯。在集流组件90完成折弯后，将端盖70与壳体50进行连接，以完成电池单体40的封装。在完成封装的电池单体40中，集流组件90位于电极组件60和电极端子80之间，而第一本体911位于电极组件60和第二转接部92之间。

本申请实施例的电池单体40包括具有第一转接部91和第二转接部92的集流组件90。第一转接部91被配置为与电极组件60相连接，而第二转接部92被配置为与电极端子80相连接。第一转接部91的折弯部912与第二转接部92搭接连接。由于第一转接部91和第二转接部92为分体结构，因此可以根据第一转接部91和第二转接部92各自的性能需求，单独对第一转接部91和第二转接部92进行加工制造，然后再将第一转接部91和第二转接部92进行装配形成集流组件90。这样，在实现集流组件90的不同部分需要满足不同的性能需求的同时，可以降低集流组件90的加工难度，避免了复杂的集流组件90加工工艺过程，提高电池单体40的加工效率。

在其他一些实施例中，第一转接部91和第二转接部92两者厚度相同。可以采用热处理工艺单独对第一转接部91的折弯部912进行热处理，从而实现第一转接部91的折弯部912以及第二转接部92的折弯性能不同的性能需求，并且第一转接部91的折弯部912相对于第二转接部92具有易折弯的性能。由于折弯部912的刚度小于第二转接部92的刚度，因此折弯部912相较于第二转接部92容易折弯，从而集流组件90可以较为容易地在折弯部912进行折弯操作，进而降低集流组件90折弯困难而导致电池单体40的装配工作效率低的可能性，提高电池单体40装配工作效率。示例性地，第一转接部91和第二转接部92使用相同材料加工制造。

在其他一些实施例中，参见图6所示，第一转接部91和第二转接部92均为一体成型结构，例如可以采用冲压或模具成型等方式加工制造。第一转接部91和第二转接部92分别采用一体成型工艺加工制造，然后第一转接部91的折弯部912和第二转接部92搭接后即可完成集流组件90的组装，从而有利于减少集流组件90的组装工序。示例性地，第一转接部91和第二转接部92均为片状结构体。

在其他一些实施例中，折弯部912的第一自由端部9121和第二转接部92的第二自由端部921铆接或使用螺钉等紧固件完成搭接。

在其他一些实施例中，参见图6所示，折弯部912的第一自由端部9121和第二转接部92的第二自由端部921焊接以完成搭接，例如可以采用激光焊接或者超声波焊接等方式实现。相对于折弯部912的第一自由端部9121和第二转接部92的第二自由端部921铆接或使用螺钉等紧固件完成搭接的方式，折弯部912的第一自由端部9121和第二转接部92的第二自由端部921采用焊接实现连接固定的方式，有利于保证第一自由端部9121和第二自由端部921连接可靠稳定，保证第一自由端部9121和第二自由端部921的连接处具有良好的过流能力，同时也保证在折弯部912进行折弯操作时，第一自由端部9121和第二自由端部921不易发生分离。

在其他一些实施例中，参见图6所示，第二转接部92包括第二本体92a和连接部92b。第二本体92a被配置为与电极端子80连接。示例性地，第二本体92a与电极端子80之间通过铆接或螺钉连接固定。连接部92b具有第二自由端部921。连接部92b远离第二本体92a的端部形成第二自由端部921。示例性地，第二本体92a的厚度与连接部92b的厚度相等。第二本体92a相对于连接部92b可以折弯，而第一本体911相对于连接部92b可以折弯，从而第一本体911和第二本体92a分别设置于连接部92b的两侧。第一本体911位于连接部92b远离电极端子80的一侧，而第二本体92a位于连接部92b靠近电极端子80的一侧。

在其他一些实施例中，参见图7所示，第二本体92a的厚度与连接部92b的厚度相等。第二本体92a与连接部92b平齐设置，而折弯部912相对于连接部92b可以折弯，从而使得第一本体911位于第二本体92a远离电极端子80的一侧，使得集流组件90整体呈u形。

在其他一些实施例中，参见图8和图9所示，第二转接部92还包括过渡部92c。过渡部92c被配置为连接连接部92b和第二本体92a。过渡部92c的刚度小于连接部92b的刚度。在使第二本体92a相对于连接部92b折弯过程中，由于过渡部92c的刚度小于连接部92b的刚度，因此过渡部92c相较于连接部92b容易折弯，从而在集流组件90可以较为容易地在过渡部92c对第二转接部92进行折弯操作，进而降低集流组件90折弯困难而导致电池单体40的装配工作效率低的可能性，提高电池单体40装配工作效率。

在其他一些实施例中，连接部92b的厚度、过渡部92c的厚度和第二本体92a的厚度均相等。由于可以对第二转接部92进行单独处理，因此可以采用热处理工艺对过渡部92c区域进行热处理，从而使得过渡部92c的刚度小于连接部92b的刚度并且小于第二本体92a的刚度。

在其他一些实施例中，参见图9所示，连接部92b的厚度和第二本体92a的厚度均大于过渡部92c的厚度，从而第二转接部92上与过渡部92c相对应的位置形成有凹部，使得过渡部92c的刚度小于连接部92b的刚度。在使第二转接部92折弯时，易于在过渡部92c进行折弯并形成折弯区域。示例性地，连接部92b和第二本体92a为等厚片状结构，并且连接部92b的厚度和第二本体92a的厚度相等。

在其他一些实施例中，参见图10和图11所示，第二自由端部921具有凹槽9211，使得第二自由端部921形成台阶结构。至少部分第一自由端部9121容纳于凹槽9211。在第一自由端部9121与第二自由端部921的凹槽9211相匹配后，可以将第一自由端部9121和第二自由端部921连接固定。第二自由端部921的凹槽9211可以为第一自由端部9121提供定位，便于第一自由端部9121准确地与第二自由端部921实现搭接并且搭接区域的面积可以实现精准控制。示例性地，参见图11所示，第一自由端部9121与凹槽9211匹配后，连接部92b上未设置凹槽9211的表面和第一自由端部9121上背离凹槽9211的表面相平齐。

在其他一些实施例中，参见图10和图11所示，由于第一转接部91和第二转接部92位分体结构，两者组装形成集流组件90，因此可以使完成加工的第一转接部91的厚度不同于完成加工的第二转接部92的厚度，以此实现不同部分的不同性能需求。本实施例中，折弯部912的最大厚度小于连接部92b的最小厚度，以使得折弯部912整体刚度小于连接部92b的刚度，从而一方面，第一转接部91和第二转接部92组成的集流组件90能够满足过流能力要求；另一方面，折弯部912相较于连接部92b容易折弯，从而集流组件90可以较为容易地在折弯部912进行折弯操作，降低在使折弯部912发生折弯的过程中因连接部92b的局部刚度小于折弯部912的刚度而导致连接部92b的局部先于折弯部912发生折弯的可能性。

示例性地，折弯部912各个区域的厚度均匀一致。第二自由端部921与凹槽9211对应的区域的厚度小于连接部92b其他区域的厚度。第二自由端部921与凹槽9211对应的区域的厚度均匀一致，而连接部92b其他区域的厚度均匀一致。

在其他一些实施例中，参见图11所示，第一本体911的厚度与折弯部912的厚度相同，从而便于采用一体成型工艺加工制造第一转接部91。

本申请实施例的集流组件90包括第一转接部91和第二转接部92。第一转接部91和第二转接部92分别用于与电极组件60和电极端子80相连接。第一转接部91的折弯部912与第二转接部92搭接连接。由于第一转接部91和第二转接部92为分体结构，因此可以根据第一转接部91和第二转接部92各自的性能需求，单独对第一转接部91和第二转接部92进行加工制造，然后再将第一转接部91和第二转接部92进行装配形成集流组件90。这样，在实现集流组件90的不同部分需要满足不同的性能需求的同时，可以降低集流组件90的加工难度，避免了复杂的集流组件90加工工艺过程，提高电池单体40的加工效率。

虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述，但在不脱离本申请的范围的情况下，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。