技术简介:
本专利针对电池单体极耳部与电极端子接触面积不足导致过流能力弱的问题,提出通过设置环绕主体部的延伸部并使其与极耳部连接,显著增大接触面积,提升过流能力和充放电性能。同时引入集流构件增强电流传导,采用螺纹连接结构便于多电池单体组合,整体优化了电池单体的电连接效率和结构可靠性。
关键词:电池单体结构,极耳连接优化
1.本技术涉及电池技术领域,特别是涉及电池单体、电池以及用电装置。
背景技术:2.电池单体广泛用于电子设备,例如手机、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、电动飞机、电动轮船、电动玩具汽车、电动玩具轮船、电动玩具飞机和电动工具等等。电池单体可以包括镉镍电池单体、氢镍电池单体、锂离子电池单体和二次碱性锌锰电池单体等。
3.在电池技术的发展中,既要确保电池单体的安全性,也要尽可能地提升电池单体的充放电性能。如果电池单体的充放电性能较差,无法满足用户的要求,那该电池单体就终将被市场淘汰。因此,如何提升电池单体的充放电性能成为目前亟待解决的技术问题之一。
技术实现要素:4.本技术提供一种电池单体、电池以及用电装置,旨在提高电池单体的充放电性能。
5.第一方面,本技术实施例提出了一种电池单体,该电池单体包括电极组件和端盖组件,电极组件包括极耳部,端盖组件包括电极端子和端盖,端盖组件上还设置有贯穿端盖的第一通孔,其中,电极端子包括主体部和延伸部,主体部固定安装于端盖,且设置于第一通孔内;延伸部连接主体部和极耳部,延伸部围绕主体部设置且相对于主体部朝向背离第一通孔的轴线的方向延伸,延伸部设置于端盖的面向电极组件的一侧。
6.由此,本技术实施例的电池单体包括延伸部,极耳部与延伸部连接,能够提高极耳部与延伸部的接触面积,从而提高极耳部与电极端子的过流能力,进而提高电池单体的充放电性能。
7.在任意实施方式中,电极组件还包括电极主体,极耳部包括彼此连接的第一部和第二部,第一部和第二部沿第一通孔的轴向的投影至少部分重叠,第一部与延伸部连接,第二部与电极主体连接。
8.由此,本技术实施例的极耳部包括第一部和第二部,第一部和第二部沿第一通孔的轴向的投影重叠,能够降低极耳部与延伸部之间的连接难度。
9.在任意实施方式中,第一部包括与第一通孔相对设置的第二通孔,主体部延伸至第二通孔,延伸部连接于第一部背离端盖的一侧。
10.由此,本技术实施例的第一部具有与延伸部更大的接触面积,能够提高极耳部与电极端子的过流能力。
11.在任意实施方式中,沿第一通孔的轴向,延伸部的投影位于第一部的投影内。
12.由此,本技术实施例的延伸部与第一部之间的接触面积更大,极耳部与电极端子之间的过流能力更强。
13.在任意实施方式中,第一部和第二部为一体式结构。
14.由此,本技术实施例的极耳部一体成型,具有更高的结构强度,从而提高了电池单体的结构稳定性。
15.在任意实施方式中,电池单体包括集流构件,集流构件包括与第一通孔相对设置的第三通孔,主体部延伸至第三通孔,集流构件设置于端盖面向电极组件的一侧,且集流构件连接延伸部和极耳部。
16.由此,本技术实施例的电池单体包括集流构件,集流构件能够作为极耳部与电极端子的导通媒介,降低极耳部与电极端子直接连接的难度。并且,本技术实施例的集流构件具有第三通孔,主体部延伸至第三通孔,增大了集流构件与延伸部之间的接触面积,提高了二者之间的过流能力。
17.在任意实施方式中,极耳部包括与第一通孔相对设置的第二通孔,主体部延伸至第二通孔,集流构件的面向端盖的一侧与极耳部连接,集流构件的背离端盖的一侧与延伸部连接。
18.由此,本技术实施例的极耳部还包括第二通孔,主体部依次延伸至第二通孔和第三通孔,进一步增大了集流构件与极耳部之间的接触面积,提高了二者之间的过流能力。
19.在任意实施方式中,沿第一通孔的轴向,延伸部的投影位于集流构件的投影内。
20.由此,本技术实施例的延伸部与集流构件之间的接触面积更大,提高了延伸部与集流构件之间的过流能力。
21.在任意实施方式中,沿第一通孔的轴向,极耳部的至少部分投影位于集流构件的投影内。
22.由此,本技术实施例的极耳部与集流构件之间的接触面积更大,提高了极耳部与集流构件之间的过流能力。
23.在任意实施方式中,集流构件背离端盖的一侧同时连接极耳部和延伸部。
24.由此,本技术实施例的极耳部与延伸部均连接于集流构件的同一侧,能够减少三者连接的空间占用率,减少对电极组件的电极主体容纳空间的侵占。
25.在任意实施方式中,电池单体还包括绝缘件,延伸部包括第一表面,第一表面为延伸部背离端盖的表面,绝缘件至少覆盖第一表面。
26.由此,本技术实施例的绝缘件能够对电极组件起到防护作用,提高了电池单体的安全性。
27.在任意实施方式中,主体部包括与第一表面平齐的第二表面,绝缘件还覆盖第二表面。
28.由此,本技术实施例的绝缘件增大了对电极组件的防护面积,进一步提高了电池单体的安全性。
29.在任意实施方式中,主体部包括连接主体和凸出部,凸出部相对于端盖的背离电极组件的表面凸出,连接主体设置于第一通孔内并且连接凸出部和延伸部,其中,凸出部的外周表面的至少部分具有外螺纹。
30.第二方面,本技术提供一种电池,其包括如本技术第一方面任一实施例的电池单体。
31.在任意实施方式中,电池单体设置为多个,各电池单体均包括主体部,主体部包括凸出部,凸出部的外周表面的至少部分具有外螺纹;电池还包括连接相邻两个电池单体的汇流部件,汇流部件具有与凸出部的外螺纹相配合的内螺纹。
32.由此,本技术实施例的电池单体与汇流部件螺纹连接,相比于焊接,螺纹连接能够
降低因虚焊导致的汇流部件与电池单体的断路或短路的可能性,从而降低了电池发生短路或断路的概率,进而能够提高电池的可靠性和安全性。
33.第三方面,本技术提供一种用电装置,其包括如本技术第二方面任一实施方式的电池;电池用于提供电能。
附图说明
34.下面将参考附图来描述本技术示例性实施例的特征、优点和技术效果。
35.图1为本技术一些实施例提供的车辆的结构示意图;
36.图2为本技术一些实施例提供的电池的分解示意图;
37.图3为本技术一些实施例提供的电池模块的结构示意图;
38.图4为本技术另一些实施例提供的电池模块的结构示意图;
39.图5为图4所示的电池模块的分解示意图;
40.图6为本技术一些实施例提供的电池单体的分解示意图;
41.图7为本技术一些实施例提供的电池单体的局部剖面示意图;
42.图8为图7所示的电池单体在a处的局部放大图;
43.图9为本技术另一些实施例提供的电池单体的局部剖面示意图;
44.图10为图9所示的电池单体在b处的一种局部放大图;
45.图11为本技术又一些实施例提供的电池单体的局部剖面示意图。
46.附图标记说明:
47.1、电池单体;1a、汇流部件;
48.10、电极组件;11、电极主体;12、极耳部; 13、集流构件;14、绝缘件;
49.121、第一部;122、第二部;121a、第二通孔;131、第三通孔;
50.2a、外壳组件; 20、端盖组件;21、壳体;210、容纳腔;
51.22、电极端子;221、主体部;222、延伸部;221a、凸出部;221b、连接主体;
52.23、端盖;231、第一通孔;
53.2、电池模块;
54.3、电池;3a、箱体;31、第一箱体部;32、第二箱体部;33、箱体空间;
55.4、车辆;41、控制器;42、马达。
具体实施方式
56.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。
57.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。
58.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。
59.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。
60.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。
61.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。
62.本技术中出现的“多个”指的是两个以上(包括两个)。
63.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。
64.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。
65.电池单体包括电极组件和电解质,电极组件包括正极极片、负极极片和隔离件。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;正极集流体包括正极集流部和凸出于正极集流部的正极凸部,正极集流部涂覆有正极活性物质层,正极凸部的至少部分未涂覆正极活性物质层,正极凸部作为正极极耳。以锂离子电池为例,正极集流体的材料可以为铝,正极活性物质层包括正极活性物质,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;负极集流体包括负极集流部和凸出于负极集流部的负极凸部,负极集流部涂覆有负极活性物质层,负极凸部的至少部分未涂覆负极活性物质层,负极凸部作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜,负极活性物质层包括负极活性物质,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。隔离件的材质可以为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。
66.电池单体还可以包括外壳组件,外壳组件包括壳体和端盖组件,壳体内部具有容
纳腔,该容纳腔是壳体为电极组件和电解质提供的密闭空间。端盖组件又包括端盖和与端盖连接的电极端子,电极端子贯穿端盖,并与容纳腔中电极组件的正负极耳电连接,极耳与电极端子导通,以使电池单体与外部设备之间能够进行充放电。
67.发明人发现,在制约电池单体性能提升的众多因素中,电池单体的过流能力是影响电池单体的性能最重要的因素之一。而极耳和电极端子作为电池单体充放电时的电流载体,能够直接影响电池单体的充放电效率。因此,提高极耳和电极端子之间的过流能力,对于提升电池单体的充放电性能具有重要意义。
68.鉴于此,发明人对现有电池单体的结构进行了改进,提出了一种电池单体,该电池单体包括端盖组件,端盖组件包括端盖和电极端子,电极端子具有主体部和与主体部连接的延伸部,延伸部与极耳连接,增大了与极耳之间的接触面积,提高了极耳与电极端子之间的过流能力,从而提高了电池单体的充放电性能。
69.本技术实施例描述的技术方案适用于包含电池单体的电池以及使用电池的用电装置。
70.用电装置可以是车辆、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,以用电装置为车辆为例进行说明。
72.图1为本技术一些实施例提供的车辆的结构示意图。
73.如图1所示,车辆4的内部设置有电池3,电池3可以设置在车辆4的底部或头部或尾部。电池3可以用于车辆4的供电,例如,电池3可以作为车辆4的操作电源。
74.车辆4还可以包括控制器41和马达42,控制器41用来控制电池3为马达42供电,例如,用于车辆4的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
75.在本技术一些实施例中,电池3不仅仅可以作为车辆4的操作电源,还可以作为车辆4的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆4提供驱动动力。
76.图2为本技术一些实施例提供的电池的分解示意图。
77.如图2所示,电池3包括箱体3a和电池单体(图2未示出),电池单体容纳于箱体3a内。
78.箱体3a用于容纳电池单体,箱体3a可以是多种结构。在一些实施例中,箱体3a可以包括第一箱体部31和第二箱体部32,第一箱体部31与第二箱体部32相互盖合,第一箱体部31和第二箱体部32共同限定出用于容纳电池单体的箱体空间33。第二箱体部32可以是一端开口的空心结构,第一箱体部31为板状结构,第一箱体部31盖合于第二箱体部32的开口侧,以形成具有箱体空间33的箱体3a;第一箱体部31和第二箱体部32也均可以是一侧开口的空心结构,第一箱体部31的开口侧盖合于第二箱体部32的开口侧,以形成具有箱体空间33的箱体3a。当然,第一箱体部31和第二箱体部32可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。
79.为提高第一箱体部31与第二箱体部32连接后的密封性,第一箱体部31与第二箱体
部32之间也可以设置密封件,比如,密封胶、密封圈等。
80.假设第一箱体部31盖合于第二箱体部32的顶部,第一箱体部31亦可称之为上箱盖,第二箱体部32亦可称之为下箱体。
81.在电池3中,电池单体可以是一个,也可以是多个。若电池单体为多个,多个电池单体之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池单体中既有串联又有并联。多个电池单体之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池单体构成的整体容纳于箱体3a内;当然,也可以是多个电池单体先串联或并联或混联组成电池模块2,多个电池模块2再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体3a内。
82.图3为本技术一些实施例提供的电池模块的结构示意图。
83.如图3所示,在一些实施例中,电池单体1为多个,多个电池单体1先串联或并联或混联组成电池模块2。多个电池模块2再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体内。
84.电池模块2中的多个电池单体1之间可通过汇流部件实现电连接,以实现电池模块2中的多个电池单体1的并联或串联或混联。汇流部件可以与电池单体1的电极端子焊接,从而导通相邻的两个电池单体1。
85.图4为本技术另一些实施例提供的电池模块的结构示意图;图5为图4电池模块的分解示意图。
86.如图4和图5所示,电池模块2包括电池单体1和汇流部件1a,汇流部件1a与电池单体1的电极端子螺纹连接,汇流部件1a包括螺母,螺母具有紧固作用。
87.汇流部件1a与电池单体1的电极端子之间螺纹连接,相比于焊接,螺纹连接的可靠性更高,能够降低因虚焊导致的汇流部件1a与电池单体1的断路或短路的可能性,从而降低了电池模块2发生短路或断路的概率,进而能够提高电池模块2的可靠性和安全性。并且螺纹连接操作更简单,能够提高生产效率。在一些实施方式中,各电池单体1的电极端子均包括主体部,主体部包括凸出部,在多个电池单体进行串并联时,通过将具有内螺纹的汇流部件1a与凸出部螺纹连接,以使电池单体之间电连接。
88.图6为本技术一些实施例提供的电池单体的分解示意图。
89.如图6所示,本技术实施例提供的电池单体包括电极组件10和外壳组件2a,电极组件10容纳于外壳组件2a内。
90.在一些实施例中,外壳组件2a还可用于容纳电解质,例如电解液。外壳组件2a可以是多种结构形式。
91.在一些实施例中,外壳组件2a可以包括壳体21和端盖组件20,壳体21为一侧开口的空心结构,端盖组件20盖合于壳体21的开口处并形成密封连接,以形成用于容纳电极组件10和电解质的容纳腔210。
92.壳体21可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。壳体21的形状可根据电极组件10的具体形状来确定。比如,若电极组件10为圆柱体结构,则可选用为圆柱体壳体;若电极组件10为长方体结构,则可选用长方体壳体。
93.在一些实施例中,端盖组件20包括端盖23,端盖23盖合于壳体21的开口处。端盖23可以是多种结构,比如,端盖23为板状结构、一端开口的空心结构等。示例性的,在图6中,壳体21为长方体结构,端盖23为板状结构,端盖23盖合于壳体21顶部的开口处。
94.端盖23可以由绝缘材料(例如塑胶)制成,也可以由导电材料(例如金属)制成。当
端盖23由金属材料制成时,端盖组件20还可包括绝缘部件,绝缘部件位于端盖23面向电极组件10的一侧,以将端盖23和电极组件10绝缘隔开。
95.在一些实施例中,端盖组件20还可以包括电极端子22,电极端子22安装于端盖23上。电极端子22为两个,两个电极端子22分别定义为正极电极端子和负极电极端子,正极电极端子和负极电极端子均用于与电极组件10电连接,以输出电极组件10所产生的电能。
96.在另一些实施例中,外壳组件2a也可以是其他结构,比如,外壳组件2a包括壳体21和两个端盖组件20,壳体21为相对的两侧开口的空心结构,一个端盖组件20对应盖合于壳体21的一个开口处并形成密封连接,以形成用于容纳电极组件10和电解质的容纳腔210。在这种结构中,可以一个端盖组件20上设有两个电极端子22,而另一个端盖组件20上未设置电极端子22,也可以两个端盖组件20各设置一个电极端子22。
97.在电池单体中,容纳于外壳组件2a内的电极组件10可以是一个,也可以是多个。示例性的,在图6中,电极组件10为四个。
98.从电极组件10的外形来看,电极组件10包括电极主体11和连接于电极主体11的极耳部12。示例性地,极耳部12从电极主体11的靠近端盖组件20的一端延伸出。
99.在一些实施例中,极耳部12为两个,两个极耳部12分别定义为正极极耳部和负极极耳部。正极极耳部和负极极耳部可以从电极主体11的同一端延伸出,也可以分别从电极主体11的相反的两端延伸出。
100.电极主体11为电极组件10实现充放电功能的核心部分,极耳部12用于将电极主体11产生的电流引出。电极主体11包括正极集流体的正极集流部、正极活性物质层、负极集流体的负极集流部、负极活性物质层以及隔离件。正极极耳部包括多个正极极耳,负极极耳部包括多个负极极耳。
101.极耳部12用于电连接于电极端子22。极耳部12可以通过焊接等方式直接连接于电极端子22,也可以通过其它构件间接地连接于电极端子22。例如,电极组件10还包括集流构件13,集流构件13用于电连接电极端子22和极耳部12。集流构件13为两个,两个集流构件13分别定义为正极集流构件和负极集流构件,正极集流构件用于电连接正极电极端子22和正极极耳部,负极集流构件用于电连接负极电极端子和负极极耳部。当电池单体设有多个电极组件10时,多个电极组件10的正极集流构件可以一体设置,多个电极组件10的负极集流构件可以一体设置。
102.图7为本技术一些实施例提供的电池单体的局部剖面示意图,图7中的电池单体未示出壳体的结构。
103.如图7所示,电池单体包括电极组件10和端盖组件20,电极组件10包括极耳部12,端盖组件20包括电极端子22和端盖23,端盖组件20上设置有贯穿端盖23的第一通孔231,其中,电极端子22包括主体部221和延伸部222,主体部221固定安装于端盖23且设置于第一通孔231内;延伸部222连接主体部221和极耳部12,延伸部222围绕主体部221设置且相对于主体部221朝向背离第一通孔231的轴线的方向延伸,延伸部222设置于端盖23的面向电极组件10的一侧。
104.第一通孔231可以是多种形状的通孔,例如圆柱形通孔、长方形通孔或正方形通孔等,第一通孔231具有大小合适的孔径,第一通孔231的具体开设位置应考虑电极组件10的设置形式。
105.第一通孔231可以贯穿端盖23,第一通孔231沿其轴向的尺寸可以高于端盖23沿轴向的尺寸,换言之,第一通孔231可以不仅贯穿端盖23,还可以贯穿连接于端盖23的其他构件。当然,第一通孔231沿其轴向的尺寸可以与端盖23沿轴向的尺寸基本相同。
106.主体部221可以具有多种结构,例如其可以是圆柱体、长方体或正方体等,也可以是多种形状的结合体。主体部221设置于第一通孔231,其形状应与第一通孔231相匹配,比如,第一通孔231为圆柱形通孔,那么主体部221则为圆柱体。
107.主体部221采用导电材料制成,其材质可以是铜、铁、铝等金属材料,也可以是由多种金属材料复合而成的合金材料,当然也可以是其他具有导电性的材料。主体部221固定安装于端盖23,具体地,主体部221设置于端盖23的第一通孔231内,主体部221可以与端盖23相接触,在端盖23采用绝缘材质时,主体部221可以与端盖23直接接触;在端盖23采用导电材质时,主体部221和端盖23之间可以设置绝缘部件,以将二者隔开,降低二者之间发生导电的风险。当然主体部221与端盖23之间也可以不接触,即二者之间具有间隙,在此情况下,保证主体部221与端盖23隔绝的情况下,主体部221可以采用其他构件与端盖23连接。
108.主体部221与端盖23连接,连接方式可以为多种,比如焊接、粘性剂粘接等,若端盖23和主体部221均采用金属材料制成,应在二者的连接处涂覆绝缘层,以防止主体部221和端盖23之间导电。
109.主体部221与延伸部222连接,延伸部222围绕主体部221设置且相对于主体部221朝向背离第一通孔231的轴线的方向延伸。延伸部222可以具有多种形状,比如可以是外轮廓为圆形的板状结构或外轮廓为多边形的板状结构等。延伸部222的延伸长度不应过大,以免使得延伸部222的装配难度过大;延伸部222的延伸长度也不应过小,长度过小则会提高延伸部222与极耳部12的连接难度。
110.延伸部222与主体部221连接,连接方式可以有多种,可以是直接相连,比如焊接等,也可以是间接相连,比如使用导电粘性剂粘接等,当然,二者也可以是一体成型结构。延伸部222同样采用导电材料制成,其可以和主体部221的材质相同,也可以不同。可选地,主体部221和延伸部222为采用合金材料制成的一体式结构。
111.延伸部222设置于端盖23的面向电极组件10的一侧,延伸部222可以与端盖23相接触,在端盖23采用绝缘材质时,延伸部222可以与端盖23直接接触;在端盖23采用导电材质时,延伸部222和端盖23之间可以设置绝缘部件,以将二者隔开,降低二者之间发生导电的风险。当然延伸部222与端盖23之间也可以不接触,即二者之间具有间隙。
112.极耳部12也具有多种结构形式,其可以是板状结构,或条状结构等,其可以具有弯折,也可以为柱状结构体。极耳部12与延伸部222连接,连接方式可以有多种,比如极耳部12可以通过焊接等方式直接连接于延伸部222,也可以通过其它构件间接地连接于延伸部222。极耳部12可以与延伸部222的材质相同,也可以不同。示例性地,极耳部12与延伸部222采用同种材质,并采用焊接相连,同种材质的极耳部12与延伸部222在焊接时可以降低焊接难度,有利于焊接操作。
113.极耳部12与延伸部222均可以与端盖23绝缘,以防止极耳部12与延伸部222通电时端盖23也带电,从而降低电池单体发生短路的风险,以提高电池单体的安全性和可靠性。
114.根据本技术实施例的电池单体,电极端子22具有延伸部222,延伸部222与极耳部12连接,增大了与极耳部12之间的接触面积,从而能够提高极耳部12与电极端子22之间的
过流能力,进而提高了电池单体的充放电性能。此外,延伸部222与极耳部12之间的接触面积增大,还有利于降低连接难度,并且二者连接区域的面积增大,能够提高连接的稳定性,从而提高电池单体的结构稳定性。
115.图8为图7所示的电池单体在a处的局部放大图。
116.如图7和图8所示,在一些实施例中,电极组件10还包括电极主体11,极耳部12包括彼此连接的第一部121和第二部122,第一部121和第二部122沿第一通孔231的轴向的投影至少部分重叠,第一部121与延伸部222连接,第二部122与电极主体11连接。
117.电极主体11作为电极组件10的主体结构,其可以具有多种结构形式。比如圆柱体结构、长方体结构或正方体结构等。电极主体11为电极组件10实现充放电功能的核心部分,极耳部12用于将电极主体11产生的电流引出,电极主体11与极耳部12之间电连接。
118.极耳部12包括彼此连接的第一部121和第二部122,第一部121和第二部122可以由同种材质制成,也可以由两种不同材质制成,第一部121和第二部122均具有导电性。在一些示例中,第一部121和第二部122均采用金属材料制成,二者之间焊接。示例性地,第一部121和第二部122可以构成叠片式结构;当然二者也可以构成折弯式结构,其可以根据具体的生产需求确定。
119.在另一些示例中,第一部121和第二部122为一体式结构。一体式结构具有良好的结构强度,能够提高极耳部12的结构强度,从而提高了电池单体的结构稳定性。并且,一体式结构能够简化生产步骤,提高生产效率。第一部121和第二部122构成的极耳部12可以为折弯式结构。
120.第一部121与延伸部222连接,连接方式可以有多种。
121.比如,第一部121可以与延伸部222背离端盖23的一侧连接,或者第一部121与延伸部222靠近端盖23的一侧连接,再或者第一部121与延伸部222在沿垂直于第一通孔231轴向的方向直接接触,无论何种连接形式均能够使第一部121和延伸部222之间导通。
122.如图7和图8所示,在一些实施例中,第一部121包括与第一通孔231相对设置的第二通孔121a,主体部221延伸至第二通孔121a,延伸部222连接于第一部121背离端盖23的一侧。
123.第二通孔121a与第一通孔231相对设置,其可以与第一通孔231具有相同大小的孔径,也可以与第一通孔231的孔径大小不同。示例性地,第二通孔121a与第一通孔231孔径大小相同,如此可以使得主体部221能够与第一通孔231和第二通孔121a均具有良好的配合性。
124.第一部121与延伸部222可以具有多种配合关系。在一些示例中,沿第一通孔231的轴向,延伸部222的投影部分位于第一部121的投影内。可以理解的是,第一部121与延伸部222的部分接触,即第一部121与延伸部222的一部分电连接。此种设置形式能够减少第一部121的体积,从而降低极耳部12的材料成本,进而降低电池单体的材料成本。在本技术,延伸部222的投影,是指投影方向为第一通孔231的轴向,投影面为垂直于第一通孔231的轴向的平面。第一部121的投影,是指投影方向为第一通孔231的轴向,投影面为垂直于第一通孔231的轴向的平面。
125.在另一些示例中,如图8所示,沿第一通孔231的轴向,延伸部222的投影位于第一部121的投影内,即第一部121能够覆盖延伸部222整体,即第一部121与延伸部222的整体电
连接。此种设置形式的优点在于,进一步提高了第一部121与延伸部222之间的接触面积,从而提高了极耳部12与电极端子22之间的过流能力,进而提高电池单体的充放电性能。
126.图9为本技术另一些实施例提供的电池单体的局部剖面示意图;图10为图9所示的电池单体在b处的一种局部放大图。
127.如图9所示,在一些实施例中,电池单体还包括集流构件13,集流构件13设置于端盖23面向电极组件10的一侧,且集流构件13连接延伸部222和极耳部12。在一些实施例中,端盖23采用绝缘材质,集流构件13可以与端盖23相接触。在另一些实施例中,端盖23采用导电材质,集流构件13和端盖23之间可以设置有绝缘部件,以隔开集流构件13和端盖23,降低二者之间导电的风险。
128.集流构件13连接延伸部222和极耳部12,其自身也具有导电性。集流构件13可以是多种材质,其可以与延伸部222或极耳部12的材质相同,也可以不同。
129.集流构件13可以是多种结构,比如长方体、正方体等。可选地,集流构件13为板状结构,板状结构具有较小的空间占用率,能够减少对电极组件10的容纳空间的占用。
130.集流构件13连接延伸部222和极耳部12的连接方式可以有多种。
131.例如,集流构件13面向端盖23的一侧同时与延伸部222和极耳部12连接;
132.或者,集流构件13背离端盖23的一侧同时与延伸部222和极耳部12连接;
133.再或者,集流构件13面向端盖23的一侧和背离端盖23的一侧分别与延伸部222和极耳部12连接。
134.示例性地,在图10中,集流构件13背离端盖23的一侧同时连接延伸部222和极耳部12,即极耳部12和延伸部222分别与集流构件13背离所述端盖23的一侧连接。此种设置形式的优点在于能够节省三者连接所占据的空间。尤其是在电极组件10设置为多个时,各电极组件10均包括极耳部12,各极耳部12所构成的整体结构厚度较大,对电池单体内部的空间占用较高,故在本实施例中,集流构件13背离端盖23的一侧同时连接延伸部222和极耳部12,能够在电池单体的高度方向上节省三者的连接空间,从而能够使得电极组件10的电极主体11整体的空间占用率进一步提高,改善电池单体的能量密度。
135.在电池单体中设置集流构件13,能够降低极耳部12与延伸部222直接连接的难度。原因在于,当极耳部12与延伸部222体积较小时,二者的可接触面积也较小,且极耳部12自身并不固定,连接时极耳部12的来回晃动会提高连接的难度。而设置集流构件13,通过将集流构件13先与极耳部12连接,再将集流构件13与延伸部222连接,能够降低极耳部12与延伸部222直接连接的难度。
136.如图9和图10所示,在一些实施例中,集流构件13包括与第一通孔231相对设置的第三通孔131,主体部221延伸至第三通孔131,集流构件13设置于端盖23面向电极组件10的一侧,且集流构件13连接延伸部222和极耳部12;即极耳部12和延伸部222连接于集流构件13的同一侧。
137.主体部221延伸至集流构件13的第三通孔131,能够增大集流构件13与延伸部222之间的接触面积,从而能够提高极耳部12与电极端子22之间的过流能力,进而有效提高了电池单体的充放电性能。
138.集流构件13与延伸部222和极耳部12之间可以具有多种位置关系。
139.在一些示例中,沿第一通孔231的轴向,延伸部222的投影位于集流构件13的投影
内。可以理解的是,此时集流构件13与延伸部222的接触面积更大,能够提高集流构件13与电极端子22之间的过流能力。
140.在另一些示例中,沿第一通孔231的轴向,极耳部12的至少部分投影位于集流构件13的投影内。此时,集流构件13与极耳部12的接触面积更大,能够提高集流构件13与极耳部12之间的过流能力。示例性地,极耳部12包括第一部121和第二部122,极耳部12的第一部121与集流构件13连接,故第一部121的投影位于集流构件13的投影内,可以显著地增大二者之间的连接面积,从而改善二者之间的过流能力;在此情况下,因第二部122与集流构件13不直接接触,故第二部122的投影可以部分位于集流构件13的投影内,也可以全部位于集流构件13的投影内,第二部122的投影位置对过流能力的影响甚微,甚至可以忽略。或者,极耳部12为板状结构,其整体结构的投影均位于集流构件13的投影内,由此二者之间的接触面积增大,从而能够改善二者之间的过流能力。
141.图11为本技术又一些实施例提供的电池单体的局部剖面示意图。
142.如图11所示,进一步地,极耳部12还包括与第一通孔231相对设置的第二通孔121a,主体部221依次延伸至第二通孔121a和第三通孔131,集流构件13的面向端盖23的一侧与极耳部12连接,集流构件13的背离端盖23的一侧与延伸部222连接。
143.在集流构件13上设置第三通孔131,在极耳部12上设置第二通孔121a,并使主体部221依次延伸至第二通孔121a和第三通孔131,即可以理解的是,在增大了集流构件13与延伸部222之间的接触面积的基础上,进一步增大了集流构件13与极耳部12之间的接触面积,从而提高了极耳部12与集流构件13之间的过流能力,进而提高了极耳部12与电极端子22之间的过流能力,提高了电池单体的充放电性能。
144.如图10和图11所示,在一些实施例中,电池单体还包括绝缘件14,延伸部222背离端盖23的一面为第一表面,绝缘件14至少覆盖第一表面。
145.绝缘件14可以具有多种结构形状,常见的例如圆形板状结构或多边形板状结构等,绝缘件14的具体形状可以根据延伸部222的形状进行设置,以使绝缘件14对延伸部222具有较好地覆盖作用。
146.绝缘件14可以是多种材质,例如橡胶、塑料或陶瓷材质等。在延伸部222上设置绝缘件14,能够降低异物落入电极组件10的风险,例如,极耳部12与延伸部222之间焊接时可能会产生焊接金属,绝缘件14能够在一定程度上降低焊接金属掉落至电极组件10的风险,从而对电极组件10起到保护作用,提高电池单体的安全性。绝缘件14同时具有绝缘作用,能够降低电极端子22与电极组件10发生击穿的可能性。
147.进一步地,主体部221包括与第一表面平齐的第二表面,绝缘件14还覆盖第二表面。
148.绝缘件14覆盖主体部221,进一步增大了对电极组件10的保护范围,从而电池单体的安全性。
149.如图11所示,在上述任一实施例中,主体部221包括连接主体221b和凸出部221a,凸出部221a相对于端盖23的背离电极组件10的表面凸出,连接主体221b设置于第一通孔231内并且连接凸出部221a和延伸部222,其中,凸出部221a的外周表面的至少部分具有外螺纹。
150.进一步地,在电池单体应用于电池时,当电池单体设置为多个时,各电池单体均包
括主体部221,主体部221又包括凸出部221a,在多个电池单体进行串并联时,通过将具有内螺纹的汇流部件与凸出部221a螺纹连接,以使电池单体之间电连接。
151.相比于本领域通常采用的焊接,螺纹连接的可靠性更高,能够降低因虚焊导致的汇流部件与电池单体的断路或短路的可能性,从而降低了电池单体串并联时发生短路或断路的概率,进而能够提高串并联的电池单体的可靠性和安全性。
152.作为本技术一具体实施例,如图7至图8所示,电池单体包括电极组件10和端盖组件20,电极组件10包括极耳部12和电极主体11,端盖组件20包括电极端子22和端盖23,端盖组件20上设置有贯穿端盖23的第一通孔231。其中,电极端子22包括主体部221和延伸部222,极耳部12包括彼此连接的第一部121和第二部122,第一部121包括与第一通孔231相对设置的第二通孔121a,主体部221设置于第一通孔231和第二通孔121a;延伸部222连接主体部221和第一部121,延伸部222围绕主体部221设置且相对于主体部221朝向背离第一通孔231的轴线的方向延伸,延伸部222设置于第一部121背离端盖23的一侧;第二部122与电极主体11连接。
153.本技术实施例的电池单体,主体部221依次穿过第一通孔231和第二通孔121a,延伸部222与第一部121连接,增大了延伸部222与第一部121之间的接触面积,提高了延伸部222与第一部121之间的过流能力,从而提高了极耳部12与电极端子22之间的过流能力,进而提高了电池单体的充放电性能。
154.虽然已经参考优选实施例对本技术进行了描述,但在不脱离本技术的范围的情况下,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。本技术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。