电池单体、电池及用电装置的制作方法

文档序号:29841947发布日期:2022-04-27 13:15阅读:85来源:国知局
电池单体、电池及用电装置的制作方法

1.本技术涉及电池技术领域,特别是涉及一种电池单体、电池及用电装置。


背景技术:

2.动力电池由于能量密度高,环境友好等优点被广泛应用于移动电话、笔记本电脑等电子装置。近年来,为了应对环境问题,汽油价格问题,以及能量存储问题,动力电池的应用已经快速扩展到油电混动车辆、轮船以及能量存储系统等。
3.在动力电池技术的发展中,除了提高电池单体的性能外,安全问题也是一个需要考虑的问题。因此,如何提高电池单体的安全性能,是电池技术中一个亟待解决的问题。


技术实现要素:

4.本技术提供一种电池单体、电池及用电设备,用于提高电池单体的安全性能。
5.本技术的第一方面提供一种电池单体,包括:壳体、端盖、电极端子、电极组件、集流构件和导热构件。壳体具有开口。端盖用于盖合开口。电极端子设置于端盖。电极组件容纳于壳体内。电极组件包括本体和极耳,极耳沿端盖的长度方向从本体的端面延伸出。集流构件用于电连接电极端子和极耳。其中,集流构件包括极耳连接部,极耳连接部沿端盖的厚度方向延伸,并用于连接极耳。极耳连接部设有导热构件,导热构件用于将集流构件的热量传导至壳体的壁部。
6.上述技术方案中,在集流构件的极耳连接部设置导热构件,以在集流构件和壳体之间构建新的导热路径,缩短了从集流构件到壳体之间的导热路径,从而提高集流构件的散热速率,使得集流构件因极耳焊接位置和电极端子焊接位置距离较远、导电路径长,导致的在电池单体的充放电过程中,集流构件发热严重、温升高的问题得到一定程度的缓解,在一定程度上避免了集流构件因过度发热引起的电池单体失效、损坏,提高了电池单体的安全性能。
7.在一些实施例中,导热构件分别与极耳连接部、壳体的壁部接触。
8.上述技术方案中,导热构件分别与极耳连接部和壳体的壁部接触,以使集流构件的热量可以通过导热构件直接传导至壳体,减少通过空气或其他导热系数低的部件传导热量,从而提高了集流构件的散热速率,在一定程度上避免了集流构件因过度发热引起的电池单体失效、损坏,提高了电池单体的安全性能。
9.在一些实施例中,导热构件包括第一导热部,第一导热部的导热系数大于集流构件的导热系数。
10.上述技术方案中,将第一导热部的导热系数配置为大于集流构件的导热系数,以使新建立的导热路径具有更优于电池单体中原始导热路径的导热效率,进一步提高了集流构件的散热速率,在一定程度上避免了集流构件因过度发热引起的电池单体失效、损坏,进一步提高了电池单体的安全性能。
11.在一些实施例中,导热构件包括第二导热部,第二导热部为绝缘材料,且包覆于第
一导热部的外表面。
12.上述技术方案中,将绝缘材料制成的第二导热部包覆于第一导热部的外表面,以使导热构件和壳体之间绝缘,在一定程度上避免了电池单体内部发生短路,进一步提高了电池单体的安全性能。
13.在一些实施中,极耳连接部的厚度方向平行于端盖的宽度方向。极耳连接部在宽度方向上具有第一表面,极耳附接于第一表面。
14.上述技术方案中,将极耳连接部的厚度方向配置为平行于端盖的宽度方向,极耳连接部在宽度方向上具有第一表面,便于极耳与极耳连接部的连接。
15.在一些实施例中,极耳连接部还具有第二表面,第二表面在宽度方向上与第一表面相对设置。导热构件的一部分附接于第二表面,另一部分附接于壳体的壁部。
16.上述技术方案中,将导热构件的一部分配置为附接于与第一表面相对设置的第二表面,构建了集流构件沿宽度方向的导热路径,以使导热构件与集流构件之间具有较大的接触面积,从而提高导热构件的导热效率,提高了集流构件的散热速率,在一定程度上避免了集流构件因过度发热引起的电池单体失效、损坏,进一步提高了电池单体的安全性能。
17.在一些实施例中,在宽度方向上,导热构件不超出本体的外表面。
18.上述技术方案中,将导热构件配置为在宽度方向上不超出本体的外表面,在保证导热构件与集流构件之间有足够大的接触面积、保证导热效率的同时,在一定程度上避免导热构件在电池单体内部占用太大的空间,及由此导致的导热构件与其他部件之间的干涉或电极组件的浸润困难等问题。
19.在一些实施例中,极耳连接部在长度方向上具有面向壳体的壁部的第三表面。导热构件的一部分附接于第三表面,另一部分附接于壳体的壁部。
20.上述技术方案中,将导热构件配置为一部分附接于面向壳体的壁部的第三表面,构建集流构件沿长度方向的导热路径,且进一步增大了导热构件与集流构架之间的接触面积,提高导热构件的导热效率,提高了集流构件的散热速率,在一定程度上避免了集流构件因过度发热引起的电池单体失效、损坏,进一步提高了电池单体的安全性能。
21.在一些实施例中,集流构件还包括与极耳连接部相交设置的端子连接部。在端盖的厚度方向上,端子连接部位于本体和端盖之间,并用于连接电极端子。
22.上述技术方案中,将端子连接部配置为位于本体和端盖之间,构架了集流构件到端盖之间的导热路径,进一步提高了集流构件的散热速率,在一定程度上避免了集流构件因过度发热引起的电池单体失效、损坏,进一步提高了电池单体的安全性能。
23.在一些实施例中,电池单体还包括绝缘件。绝缘件包覆于极耳和极耳连接部的外侧。绝缘件与导热构件相对应的区域上设有贯通孔,贯通孔被配置为供导热构件穿过。
24.上述技术方案中,绝缘件包覆于极耳和极耳连接部的外侧,用于使电极组件与壳体之间绝缘。在绝缘件与导热构件相对应的区域设置贯通孔,导热构件穿过贯通孔附接于壳体,一方面,贯通孔可以在电池单体的装配过程中起到定位作用;另一方面,避免热导系数较差的绝缘件影响导热构件与壳体之间的导热效率,从而保证集流构件的散热速率,在一定程度上避免了集流构件因过度发热引起的电池单体失效、损坏,进一步提高了电池单体的安全性能。
25.本技术的第二方面提供一种电池,包括箱体和容纳于箱体的本技术第一方面提供
的电池单体。
26.本技术的第三方面提供一种用电装置,包括本技术第二方面提供的电池。
27.本技术提供一种电池单体、电池及用电装置,在电池单体中,在集流构件的极耳连接部设置导热构件,以在集流构件和壳体之间构建新的导热路径,缩短了电池单体中原始的导热路径,从而提高集流构件的散热速率,使得集流构件因极耳焊点和电极端子焊点距离较远,导电路径长,导致的在电池单体的充放电过程中,集流构件发热严重、温升高的问题得到一定程度的缓解,在一定程度上避免了集流构件因过度发热引起的电池单体失效、损坏,提高了电池单体的安全性能。
附图说明
28.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。
29.图1是本技术一些实施例公开的一种车辆10的结构示意图;
30.图2是本技术一些实施例公开的电池20的爆炸图;
31.图3是图2所示的电池模组30的结构示意图;
32.图4是本技术一些实施例公开的一种电池单体40的爆炸图;
33.图5是本技术一些实施例公开的端盖组件和集流构件结构示意图;
34.图6是本技术一些实施例公开的一种电池单体40的俯视图;
35.图7是图6在a-a处的剖视图;
36.图8是图7在b处的放大图;
37.图9是本技术一些实施例公开的一种导热构件的结构示意图;
38.图10是本技术一些实施例公开的一种端盖组件、集流构件和导热构件的结构示意图;
39.图11是本技术一些实施例公开的另一种端盖组件、集流构件和导热构件的结构示意图;
40.图12是本技术另一些实施例公开的一种端盖组件、集流构件和导热构件的结构示意图;
41.图13是本技术另一些实施例公开的另一种端盖组件、集流构件和导热构件的结构示意图;
42.在附图中,附图并未按照实际的比例绘制。
43.标记说明:
44.10-车辆,11-控制器,12马达;
45.20-电池,21-箱体,211-第一部分,212-第二部分,22-容纳腔;
46.30-电池模组,31-汇流部件;
47.40-电池单体,
48.41-壳体,411-开口,
49.42-端盖,
50.43-电极端子,
51.44-本体,
52.45-集流构件,451-端子连接部,452-极耳连接部,4521-第一表面,4522-第二表面,4523-第三表面,
53.46-导热构件,461-第一导热部,462-第二导热部,
54.47-绝缘件,471-贯通孔。
具体实施方式
55.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。
56.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”以及它们的任何变形,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。
57.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。
58.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。
59.本技术中术语“和/或”,仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如,a和/或b,可以表示:单独存在a,同时存在a和b,单独存在b这三种情况。另外,本技术中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
60.在本技术的实施例中,相同的附图标记表示相同的部件,并且为了简洁,在不同实施例中,省略对相同部件的详细说明。应理解,附图示出的本技术实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸,以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明,而不应对本技术构成任何限定。
61.本技术中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)。
62.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、方形电池单体和软包电池单体,本技术实施例对此也不限定。
63.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。
64.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,未涂覆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,未涂覆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,未涂覆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,未涂覆负极活性物质层的负极集流体作为负极极耳。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。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。
65.电池单体还可以包括壳体和端盖组件,端盖组件盖合于壳体,以为电极组件和电解液提供一个密闭的空间,电极组件与端盖组件的电极端子电连接。
66.对于一般的金属顶盖电池单体而言,电池单体内部为一个封闭的空间,金属顶盖与壳体之间一般为焊接。
67.发明人发现在电池单体正常的充放电过程中,回路中的导热件都会发生不同程度的发热,而集流构件作为电连接极耳和电极端子的部件,因极耳焊接的位置与电极端子焊接的位置距离较远,导电路径长,而导致在电池单体充放电过程中发热严重、温升高,以及可能因此导致的电池单体的失效、损坏,严重影响了电池单体的安全性能。
68.鉴于此,本技术实施例提出一种技术方案,通过在集流构件的极耳连接部设置导热构件,以在集流构件和壳体之间构建新的导热路径,缩短了电池单体中从集流构件到壳体之间的导热路径,从而提高集流构件的散热速率,使得集流构件因极耳焊接位置和电极端子焊接位置距离较远,导电路径长,导致的在电池单体的充放电过程中,集流构件发热严重、温升高的问题得到一定程度的缓解,在一定程度上避免了集流构件因过度发热引起的电池单体失效、损坏,提高了电池单体的安全性能。
69.本技术实施例描述的技术方案适用于电池单体、电池及使用电池的用电设备。
70.用电设备可以是车辆、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。
71.以下实施例为了方便说明,以用电设备为车辆为例进行说明。
72.请参照图1,图1为本技术一些实施例公开的车辆10的结构示意图。车辆10的内部设置有电池20,电池20可以设置在车辆10的底部或头部或尾部。电池20可以用于车辆10的
供电,例如,电池20可以作为车辆10的操作电源。
73.车辆10还可以包括控制器11和马达12,控制器11用来控制电池20为马达12供电,例如,用于车辆10的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
74.在本技术的一些实施例中,电池20不仅仅可以作为车辆10的操作电源,还可以作为车辆10的驱动电源,代替或部分代替燃油或天然气为车辆10提供驱动动力。
75.请参照图2,图2为本技术一些实施例公开的电池20的爆炸图,电池20包括箱体21和电池单体40,电池单体40容纳于箱体21内。
76.其中,箱体21用于为电池单体40提供容纳腔46,箱体21可以采用多种结构。
77.在一些实施例中,箱体21可以包括第一部分211和第二部分212,第一部分211与第二部分212相互盖合,第一部分211和第二部分212共同限定出用于容纳电池单体40的容纳腔22。第二部分212可以为一端开口411的空心结构,第一部分211可以为板状结构,第一部分211盖合于第二部分212的开口411侧,以使第一部分211与第二部分212共同限定出容纳腔22;第一部分211和第二部分212也可以是均为一侧开口411的空心结构,第一部分211的开口411侧盖合于第二部分212的开口411侧。当然,第一部分211和第二部分212形成的箱体21可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。
78.在电池20中,电池单体40可以是多个,多个电池单体40之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池单体40中既有串联又有并联。多个电池单体40之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池单体40构成的整体容纳于箱体21内;当然,也可以是多个电池单体40先串联或并联或混联组成电池模组30,多个电池模组30再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体21内。
79.在一些实施例中,请参照图3,图3为图2所示的电池模组30的结构示意图。电池20包括多个电池模组30,电池模组30包括多个电池单体40,多个电池单体40先串联或并联或混联组成电池模组30。多个电池模组30再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体21内。
80.电池模组30中的多个电池单体40之间可通过汇流部件31电连接,以实现电池模组30中的多个电池单体40的并联或串联或混联。
81.参照图4和图5,图4为本技术一些实施例公开的一种电池单体40的爆炸图,图5为本技术一些实施例公开的端盖42组件和集流构件45的结构示意图。电池单体40包括:壳体41、端盖42、电极端子43、电极组件、集流构件45和导热构件46。壳体41具有开口411。端盖42用于盖合开口411。电极端子43设置于端盖42。电极组件容纳于壳体41内。电极组件包括本体44和极耳,极耳沿端盖42的长度方向从本体44的端面延伸出。集流构件45用于电连接电极端子43和极耳。其中,集流构件45包括极耳连接部452,极耳连接部452沿端盖42的厚度方向延伸,并用于连接极耳。极耳连接部452设有导热构件46,导热构件46用于将集流构件45的热量传导至壳体41的壁部。
82.壳体41可以是电池单体40的外壳,用于容纳电极组件。壳体41可以是多种形状,例如,空心圆柱体、空心长方体等空心立体结构,电极组件容纳于空心立体结构的容纳腔内。壳体41的形状具体可以根据电极组件的形状来确定,比如,若电极组件为圆柱体结构,则壳体41可以为空心圆柱体结构;若电极组件为长方体结构,壳体41可以为空心长方体结构。壳体41的材质可以为铜、铁、铝、不锈钢、铝合金等导电材料,也可以为塑料、橡胶等绝缘材料。
83.开口411可以设置于壳体41某个或某几个面上。开口411可以是各种形状,例如矩形、圆形等。壳体41的形状确定之后,开口411的形状也相应确定。可选的,如壳体41为空心圆柱体结构,则开口411为圆形;如壳体41为空心长方体结构,则开口411为矩形。开口411可以是一个,也可以是两个。可选的,当开口411为一个时,可以设置于空心长方体壳体41的任意一个面,也可以设置于空心圆柱体壳体41的顶面或顶面;当开口411为两个时,可以设置于空心长方体壳体41相对的两个侧面,也可以设置于空心圆柱体壳体41的顶面和底面;当开口411数量更多时则视实际情况而定。
84.端盖42用于封盖壳体41的开口411,以形成用于容纳电池单体40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42可以是多种形状,比如圆形、长方形等。端盖42的形状取决壳体41形状,若壳体41为圆柱体结构,则可选圆形端盖42;若壳体41为长方体结构,则可选用长方形端盖42。端盖42是电极端子43等其他组件的载体。端盖42可以作为电池单体40的一个输出极,输出极为电池单体40与其他部件连接并输出电池单体40的电能的部分。
85.端盖42与设置于端盖42上的其他部件可以统称为端盖42组件,端盖42组件可以包括电极端子43、防爆阀、注液孔、绝缘件47等。端盖42组件可以为一个或多个。
86.电极端子43设置于端盖42上,电极端子43为用于输出电池单体40的电能的输出部件。电极端子43的数量可以为一个或多个,材质可以为铜、铁、铝、不锈钢和铝合金等导电材料。电极端子43通过电连接极耳和用电装置,将电极组件产生的电能传导至用电装置。
87.在一些实施例中,壳体41的开口411为一个,端盖42组件也为一个,端盖42组件中可以设置两个电极端子43,端盖42组件中的一个电极端子43可以通过一个集流构件45与电极组件的一个极耳(正极耳)电连接;端盖42组件中的另一个电极端子43可以通过另一个集流构件45与电极组件的另一个极耳(负极耳)电连接。
88.在另一些实施例中,壳体41的开口411为两个,两个开口411设置在壳体41相对的两侧,端盖42组件为两个,两个端盖42组件分别盖合于壳体41的两个开口411处。在这种情况下,端盖42组件中的端盖42可以是一个,一个端盖42组件中的电极端子43可以通过一个集流构件45与电极组件的一个极耳(正极耳)电连接;另一个端盖42组件的电极端子43可以通过另一个集流构件45与电极组件的另一个极耳(负极耳)电连接。
89.在一些实施例中,端盖42组件还可以包括泄压机构,泄压机构安装于端盖42上,泄压机构用于在电池单体40的内部压力或温度达到阈值时泄放电池单体40内部的压力。
90.当然,若电池单体40中的端盖42组件为一个,泄压机构则可安装于该端盖42组件的端盖42上;若电池单体40中的端盖42组件为两个,可以是每个端盖42组件的端盖42上安装泄压机构,也可以是只在一个端盖42组件的端盖42上安装泄压机构。
91.示例性的,泄压机构可以是防爆阀、防爆片、气阀、泄压阀或安全阀等。
92.电极组件可以包括正极极片、负极极片和隔离膜,三者通过卷绕形成卷绕体。电极组件也可以是由正极片、隔离膜和负极片通过层叠布置形成的层叠式结构。正极极片包括正极集流体和涂覆于正极集流体相对的两侧的正极活性物质层。负极极片包括负极集流体和涂覆于负极集流体相对的两侧的负极活性物质层。隔离膜在正极片和负极片之间,用于将正极片和负极片隔离,以降低正极片于负极片之间出现短路的风险。
93.其中,隔离膜的材质可以为pp(polypropylene,聚丙烯)或pe(polyethylene,聚乙
烯)等。
94.电极组件中的极耳分为正极耳和负极耳,正极耳可以是正极集流体中未涂覆正极活性物质层的部分;负极耳可以是负极集流体中未涂覆负极活性物质层的部分。
95.在本技术实施例中,端盖42组件的端盖42盖合于壳体41的开口411,以形成用于容纳电池单体40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42组件的电极端子43为用于输出电池单体40的电能的输出部件。
96.电极组件为通过卷绕形成的卷绕体或通过层叠布置形成的层叠式结构,本体44为该卷绕体或层叠结构的主体部分。
97.端面为电极组件经过卷绕或层叠布置后,得到的由极片边缘和隔离膜边缘共同组成的平面。端面可以为一个或多个。在一些实施例中,如果本体44部为卷绕形成的,则本体44部具有两个位置相对的端面;如果本体44部为层叠布置形成的,则本体44部具有位于层叠结构四周的四个端面。极耳从本体44的端面延伸出。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。
98.在本技术一些实施例中,极耳沿端盖42的长度方向从本体44的端面延伸出,再通过集流构件45连接沿长度方向延伸出的极耳和电极端子43,集流构件45可以包括两部分,一部分位于端盖42和电极组件之间,一部分位于本体44的端面与壳体41之间。
99.集流构件45用于电连接电极组件的极耳和电极端子43。集流构件45位于端盖42面向电极组件的一侧,示例性的,集流构件45为金属导体,比如,铜、铁、铝、钢、铝合金等。电连接可以为直接连接,即集流构件45直接连接极耳和电极端子43;电连接也可以为间接连接,即集流构件45通过其他某些部件与极耳或电极端子43连接,从而实现电连接极耳和电极端子43的功能。
100.参照图5,极耳连接部452为集流构件45沿端盖42厚度方向延伸的部分,即位于本体44沿长度方向的两侧端面与壳体41之间的部分。在一些实施例中,极耳连接部452可以为与本体44端面平行的金属板,极耳可以连接于极耳连接部452的内侧或外侧;极耳连接部452也可以为与本体44端面垂直的金属板,极耳可以连接于极耳连接部452位于端盖42的宽度方向上的任一平面。
101.极耳连接部452也根据实际情况变换形状。在一些实施例中,极耳连接部452与极耳连接的部分可以朝一侧弯折,以靠近极耳,便于连接;在一些实施例中,极耳连接部452末端具有夹持部,用于连接时夹持固定。
102.极耳与极耳连接部452的连接方式可以为焊接,具体可以为激光焊接或超声焊接,也可以为先进行超声波预焊,再进行激光焊接。
103.导热构件46可以为高导热材料、相变材料、高导热材料与绝缘材料的包覆材料或相变材料与绝缘材料的包覆材料等高导热系数的材料或高导热系数材料与绝缘材料的包覆材料,以实现将集流构件45的热量传导至壳体41的壁部的功能,同时使集流构件45与壳体41绝缘,防止电池单体40内部发生短路,保证了电池单体40的安全性能。
104.导热构件46可以设置于极耳连接部452的表面,用于将集流构件45的热量传导至壳体41的壁部。在一些实施例中,导热构件46覆盖极耳连接部452的所有外表面,以增大导热面积;在另一些实施例中,导热构件46可以根据极耳连接部452的实际结构,仅设置于极耳连接部452的部分表面,以防止与其他部件干涉或影响电解液的浸润。
105.在一些实施例中,导热构件46可以仅附接于极耳连接部452的表面,且完全导热构件46由高导热系数的材料构成;在另一些实施例中,导热构件46可以分别抵接与极耳连接部452的表面和壳体41的内壁,且导热构件46为高导热系数的材料与绝缘材料的包覆结构。
106.在一些实施例中,导热构件46可以分为两部分或更多,一部分附接于极耳连接部452的表面,另一部分附接于壳体41内壁的对应位置。
107.上述技术方案中,在集流构件45的极耳连接部452设置导热构件46,以在集流构件45和壳体41之间构建新的导热路径,在电池单体中原始的导热路径的基础上缩短了导热路径,从而提高集流构件45的散热速率,使得集流构件45因极耳焊接位置和电极端子43焊接位置距离较远,导电路径长,导致的在电池单体40的充放电过程中,集流构件45发热严重、温升高的问题得到一定程度的缓解,在一定程度上避免了集流构件45因过度发热引起的电池单体40失效、损坏,提高了电池单体40的安全性能。
108.继续参照图4,在一些实施例中,电池单体40还包括绝缘件47。绝缘件47包覆于极耳和极耳连接部452的外侧。绝缘件47与导热构件46相对应的区域上设有贯通孔471,贯通孔471被配置为供导热构件46穿过。
109.绝缘件47用于使电极组件与壳体41之间绝缘,可以由绝缘材料制成,例如橡胶、塑料等高分子材料或无机陶瓷非金属材料。
110.贯通孔471为贯穿绝缘件47两侧的通孔,可以为各种形状,在一些实施例中,贯通孔471与导热构件46形状相同、大小适配,以使导热构件46可以穿过绝缘件47并附接于壳体41的壁部。
111.上述技术方案中,绝缘件47包覆于极耳和极耳连接部452的外侧,用于使电极组件与壳体41之间绝缘。在绝缘件47与导热构件46相对应的区域设置贯通孔471,导热构件46穿过贯通孔471附接于壳体41,一方面,贯通孔471可以在电池单体40的装配过程中起到定位作用;另一方面,避免热导系数较差的绝缘件47影响导热构件46与壳体41之间的导热效率,从而保证集流构件45的散热速率,在一定程度上避免了集流构件45因过度发热引起的电池单体40失效、损坏,进一步提高了电池单体40的安全性能。
112.继续参照图5,在一些实施例中,集流构件45还包括与极耳连接部452相交设置的端子连接部451。在端盖42的厚度方向上,端子连接部451位于本体44和端盖42之间,并用于连接电极端子43。
113.端子连接部451可以为各种形状,用于连接极耳连接部452和电极端子43。
114.在一些实施例中,端子连接部451于电极端子43连接的位置向电极端子43凸出,且具有凹坑,以使在对端子连接部451和电极端子43进行激光焊接时减少光反射,提高激光焊接质量。
115.上述技术方案中,将端子连接部451配置为位于本体44和端盖42之间,构架了集流构件45到端盖42之间的导热路径,进一步提高了集流构件45的散热速率,在一定程度上避免了集流构件45因过度发热引起的电池单体40失效、损坏,进一步提高了电池单体40的安全性能。
116.继续参照图5,在一些实施中,极耳连接部452的厚度方向平行于端盖42的宽度方向。极耳连接部452在宽度方向上具有第一表面4521,极耳附接于第一表面4521。
117.极耳连接部452在宽度方向上有两个相对的表面,第一表面4521可以为该两个相
对表面中的任意一个,即极耳可以附接于该两个相对表面中的任意一个。
118.附接可以为一个物体贴覆于另一个物体的表面以实现两个物体之间的连接。在一些实施例中,极耳以焊接的形式附接于第一表面4521。
119.上述技术方案中,将极耳连接部452的厚度方向配置为平行于端盖42的宽度方向,极耳连接部452在宽度方向上具有第一表面4521,方便极耳的连接。
120.参照图6、图7和图8,图6为本技术一些实施例公开的一种电池单体40的俯视图,图7为图6在a-a处的剖视图,图8为图7在b处的放大图。在一些实施例中,导热构件46分别与极耳连接部452、壳体41的壁部接触。
121.导热构件46与极耳连接部452、壳体41的壁部之间的接触可以为平面,也可以为曲面接触。在一些实施例中,导热构件46与极耳连接部452、壳体41的壁部相对的表面为平面,且与极耳连接部452的表面及壳体41壁部的表面平行;在另一些实施例中,导热构件46与极耳连接部452、壳体41的壁部相对的表面为曲面或凹凸不平的粗糙面。
122.上述技术方案中,导热构件46分别与极耳连接部452和壳体41的壁部接触,以使集流构件45的热量可以通过导热构件46直接传导至壳体41,减少通过空气或其他导热系数底的部件传导热量,从而提高了集流构件45的散热速率,在一定程度上避免了集流构件45因过度发热引起的电池单体40失效、损坏,提高了电池单体40的安全性能。
123.参照图9,图9为本技术一些实施例公开的一种导热构件46的结构示意图。在一些实施例中,导热构件46包括第一导热部461,第一导热部461的导热系数大于集流构件45的导热系数。
124.导热构件46可以只由第一导热部461构成,也可以部分由第一导热部461构成。第一导热部461可以由一种材料构成,也可以是由多种高导热材料复合得到的材料。在一些实施例中,第一导热部461的材料可以为石墨片、碳纤维、石墨烯、导热合金、聚晶金刚石、sic陶瓷、导热高分子碳化硼、碳化硅等高导热材料或石蜡、结晶水合盐、熔融盐、合金等相变材料。
125.导热系数可以指在稳定传热条件下,1米厚的材料,两侧表面的温差为1度,在一定时间内,通过1平方米面积传递的热量。
126.上述技术方案中,将第一导热部461的导热系数配置为大于集流构件45的导热系数,以使新建立的导热路径具有更优于电池单体40中原始导热路径的导热效率,进一步提高了集流构件45的散热速率,在一定程度上避免了集流构件45因过度发热引起的电池单体40失效、损坏,进一步提高了电池单体40的安全性能。
127.继续参照图9,在一些实施例中,导热构件46包括第二导热部462,第二导热部462为绝缘材料,且包覆于第一导热部461的外表面。
128.第二导热部462为绝缘材料,电导率比第一导热部461低,材料可以为塑料、橡胶等高分子材料或无机陶瓷材料。
129.第二导热部462的导热系数并不做特殊限定,与第一导热部461相比,可以优于第一导热部461,也可以差与第一导热部461;与集流构件45相比,可以优于集流构件45,也可以差于集流构件45。
130.在一些实施例中,第二导热部462因电导率低,热导率也相应较低,因此将第二导热部462的厚度减薄设置在第一导热部461的表面,也可以做成涂层涂覆于第一导热部461
的表面,以实现绝缘的功能,同时保证一定的导热性能。
131.包覆可以指第二导热部462为薄膜状包裹于第一导热部461的外表面,既可以包覆第一导热部461的全部外表面,也可以仅包覆第一导热部461面向可以的表面。
132.在一些实施例中,第二导热部462包覆于第一导热部461面向壳体41的表面,以使导热构件46与壳体41绝缘。
133.上述技术方案中,将绝缘材料制成的第二导热部462包覆于第一导热部461的外表面,以使导热构件46和壳体41之间绝缘,在一定程度上避免了电池单体40内部发生短路,进一步提高了电池单体40的安全性能。
134.参照图5和图10,图10为本技术一些实施例公开的一种端盖42组件、集流构件45和导热构件46的结构示意图。在一些实施例中,极耳连接部452还具有第二表面4522,第二表面4522在宽度方向上与第一表面4521相对设置。导热构件46的一部分附接于第二表面4522,另一部分附接于壳体41的壁部。
135.第二表面4522为与第一表面4521相对设置的表面,极耳连接部452在宽度方向上具有两个相对的表面,其中一个为第一表面4521,另一个即第二表面4522。
136.在一些实施例中,极耳连接部452的部分向靠近极耳的方向弯折以方便与极耳焊接,则靠近极耳的表面为第一表面4521,导热构件46设置于与第一表面4521相对的第二表面4522。
137.导热构件46的一部分附接于第二表面4522,另一部分附接于壳体41的壁部。导热构件46可以附接于壳体41的大面,也可以附接于壳体41的侧面,也可以同时附接于壳体41的大面和侧面。
138.在一些实施例中,导热构件46为长方体,其相对的两个面分别附接于第二表面4522和壳体41的壁部。
139.上述技术方案中,将导热构件46的一部分配置为附接于与第一表面4521相对设置的第二表面4522,构建了集流构件45沿宽度方向的导热路径,以使导热构件46与集流构件45之间具有较大的接触面积,从而提高导热构件46的导热效率,提高了集流构件45的散热速率,在一定程度上避免了集流构件45因过度发热引起的电池单体40失效、损坏,进一步提高了电池单体40的安全性能。
140.在一些实施例中,在宽度方向上,导热构件46不超出本体44的外表面。
141.上述技术方案中,将导热构件46配置为在宽度方向上不超出本体44的外表面,在保证导热构件46与集流构件45之间有足够大的接触面积、保证导热效率的同时,在一定程度上避免导热构件46在电池单体40内部占用太大的空间,及由此导致的导热构件46与其他部件之间的干涉或电极组件的浸润困难等问题。
142.参照图5和图11,图11为本技术一些实施例公开的另一种端盖42组件、集流构件45和导热构件46的结构示意图。在一些实施例中,极耳连接部452在长度方向上具有面向壳体41的壁部的第三表面4523。导热构件46的一部分附接于第三表面4523,另一部分附接于壳体41的壁部。
143.第三表面4523为垂直于第一表面4521和第二表面4522且靠近壳体41壁部的表面。
144.在一些实施例中,导热构件46为长方体,其两个相对的表面分别附接于第一表面4521和壳体41的壁部。
145.参照图12,图12为本技术另一些实施例公开的一种端盖42组件、集流构件45和导热构件46的结构示意图。在另一些实施例中,导热构件46为一个角具有缺口的长方体,极耳连接部452容纳于缺口,且第二表面4522和第三表面4523附接于缺口的内壁,长方体的外表面附接于壳体41的壁部。
146.参照图13,图13为本技术另一些实施例公开的另一种端盖42组件、集流构件45和导热构件46的结构示意图。对导热构件46进行削薄处理,以减小导热构件46在电池单体40内部的占用空间。
147.上述技术方案中,将导热构件46配置为一部分附接于面向壳体41的壁部的第三表面4523,构建集流构件45沿长度方向的导热路径,且进一步增大了导热构件46与集流构件45之间的接触面积,提高导热构件46的导热效率,提高了集流构件45的散热速率,在一定程度上避免了集流构件45因过度发热引起的电池单体40失效、损坏,进一步提高了电池单体40的安全性能。
148.参照图4和图11,在一些实施例中,导热构件46的一部分附接于第二表面4522,一部分附接于第三表面4523,一部分附接于壳体41的壁部。其中,导热构件46包括第一导热部461和第二导热部462,第一导热部461的导热系数大于集流构件45的导热系数,第二导热部462的为绝缘材料,第二导热部462设置于第一导热部461面向壳体41的表面。对导热构件46进行部分削薄处理,减小导热构件46在电池单体40内部占用的空间。绝缘件47与导热构件46相对应的区域上设置贯通孔471,导热构件46穿过贯通孔471附接于壳体41的壁部。
149.需要说明的是,在不冲突的情况下,本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
150.以上实施例仅用以说明本技术的技术方案,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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