端盖组件、储能装置及用电设备的制作方法

本技术涉及储能装置，尤其涉及一种端盖组件、储能装置及用电设备。

背景技术：

1、储能装置如二次电池又称为充电电池或蓄电池，是指在电池放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池。二次电池的可循环利用特性使其逐渐成为用电设备的主要动力来源。随着二次电池的需求量逐渐增大，人们对其各方面的性能要求也越来越高，尤其是对于二次电池单位体积能量密度的要求，而二次电池的能量密度是保证电池循环性能的重要参数，单位体积的能量密度过低会导致二次电池容量低，循环性能差。

2、二次电池如圆柱形锂离子电池，是由端盖组件、电极组件和圆柱形壳体组成。二次电池生产过程中，分别制作端盖组件、电极组件和圆柱形壳体，然后使用金属转接件分别焊接端盖组件的极柱和电极组件的极耳，再将电极组件放入圆形壳体内，弯折金属转接件使端盖组件与圆柱形壳体同圆心对准，端盖组件盖合圆柱形壳体后，与圆柱形壳体的开口焊接密封以形成二次电池的基本结构。

3、其中，金属转接件的弯折程度，是提高二次电池单位体积能量密度的重要参数。金属转接件弯折程度越高，折叠越紧密，则二次电池内部空间浪费少，间隙利用率高，二次电池的能量密度也越高；但弯折程度越高，因材料本身属性，则不利于金属转接件的使用寿命以及二次电池的使用寿命。金属转接件大角度弯折后接件金属疲劳极限，极易在使用过程中因振动而发生断裂，造成二次电池失效，影响二次电池的使用寿命。

技术实现思路

1、本技术提供一种端盖组件、储能装置及用电设备，可以有效降低转接件弯折处因跌落或振动易断裂而造成二次电池失效的风险。

2、第一方面，本技术实施方式提供一种端盖组件。所述端盖组件包括绝缘件和转接件。所述绝缘件包括底壁、第一侧壁、第二侧壁和顶壁，所述底壁为c形，所述底壁形成有u形缺口，所述底壁与所述第一侧壁、所述第二侧壁连接，所述第一侧壁和所述第二侧壁均设于所述底壁的边沿，所述第一侧壁与所述第二侧壁连接，所述第一侧壁环绕所述第二侧壁，所述第一侧壁和所述第二侧壁的两个连接处位于所述u形缺口的对称轴的相对两侧，所述第一侧壁、所述第二侧壁和所述底壁共同围合成腔室，所述顶壁与所述第二侧壁连接，所述第二侧壁与所述顶壁形成容置槽，所述容置槽与所述u形缺口对应。所述第一侧壁和所述第二侧壁均包括弹性变形部，所述弹性变形部包括沿所述第一侧壁和所述第二侧壁的周向在所述腔室的高度方向上相对设置的第一端部和第二端部，所述第一端部与所述底壁连接，在所述弹性变形部的高度方向上，所述第一端部、所述弹性变形部在高度方向上的中部位置和所述第二端部依次连接形成所述弹性变形部，所述第一端部的厚度和所述第二端部的厚度均大于所述弹性变形部中部位置处的厚度。所述转接件包括连接的盘体部、弯折部和延伸部，所述弯折部位于所述盘体部与所述延伸部之间，所述延伸部安装于所述容置槽，所述盘体部与所述底壁的背离所述腔室的一表面相对。

3、本技术提供的端盖组件中，在绝缘件的周壁（即第一侧壁和第二侧壁）上包括弹性变形部，弹性变形部的中部位置为弹性变形部在高度方向上中线位置处，第一端部的厚度和第二端部的厚度均大于弹性变形部在中部位置处的厚度，即，在第一侧壁和第二侧壁的中部位置处的厚度进行减薄。通常，储能装置中为顶盖朝上放置，即，自上而下为顶盖、绝缘件、转接件以及电极组件，当发生意外跌落撞击时，转接件会受到向上（自电极组件至绝缘件的方向）的冲击力，会进一步向上挤压绝缘件，其中，转接件的延伸部收容于容置槽内，盘体部与底壁的背离第一侧壁的一表面相对，此时，弹性变形部在盘体部自下而上的挤压作用力下，弹性变形部朝向腔室内弯折变形以缓冲此挤压作用力，绝缘件呈压缩状态，此时，绝缘件的高度减小，绝缘件的第一整体高度为ha；撞击结束后，冲击力撤消，盘体部受重力和惯性还原至原始状态，弹性变形部也缓慢释放还原至完全释放状态（即未压缩状态），绝缘件的高度缓慢增大并还原，此时绝缘件的第二整体高度为hb，其中hb大于ha。弹性变形部在受到沿高度方向上的力的作用下内缩，使得整个绝缘件变形呈压缩状态，整个绝缘件的高度降低，以吸收储能装置跌落撞击时产生的能量，起到一定的缓冲作用以保护储能装置的内部结构。另外，弹性变形部可以使得盘体部在振动或跌落时发生形变盘体部的结构稳定性强，避免转接件的延伸部因向上的挤压力过度弯折突破金属疲劳极限而断裂，有效降低弯折部因跌落或振动易断裂而造成储能装置失效的风险。

4、在一种可能的实施方式中，自所述第二端部远离所述第一端部的一侧到所述弹性变形部的中部位置的方向上，所述第二端部的厚度逐渐减小；自所述第一端部远离所述第二端部的一侧到所述弹性变形部的中部位置的方向上，所述第一端部的厚度逐渐减小。

5、弹性变形部的中部位置处的厚度最小，储能装置受到高度方向上的冲击或撞击时，弹性变形部在中部位置处弯折以缓冲储能装置受到的冲击力。

6、在一种可能的实施方式中，第一端部的厚度与第二端部的厚度相同。

7、储能装置受到高度方向上的冲击或撞击时，保证弹性变形部能够稳定且受力均匀的从中部位置处变形，变形位置可控，受力均匀，使得弹性变形部结构稳定性更好。

8、在一种可能的实施方式中，所述顶壁形成有通孔，所述第一侧壁为环绕所述底壁的圆弧状侧壁，所述第二侧壁为u形侧壁，所述第二侧壁包括第一直线段、第二直线段和弧线段，所述第一直线段和所述第二直线段关于所述u形缺口的对称轴对称，所述第一直线段的一端部和所述第二直线段的一端部通过所述弧线段连接，所述第一直线段的另一端部与所述第一侧壁的一端部连接，所述第二直线段的另一端部与所述第一侧壁的另一端部连接，所述第一直线段与所述第一侧壁的连接处和所述第二直线段与所述第一侧壁的连接处位于所述u形缺口的对称轴的相对两侧。

9、第一侧壁的一周上均设有弹性变形部，第二侧壁的一周上均设有弹性变形部，当储能装置发生意外跌落撞击时，第一侧壁周向上的弹性变形部和第二侧壁周向上的弹性变形部均弯折变形，以使整个绝缘件弯折变形以缓冲对绝缘件的挤压作用力，避免绝缘件出现局部弯折而导致绝缘件结构出现局部断裂的情况，保证绝缘件的结构强度。

10、在一种可能的实施方式中，所述弹性变形部具有相背设置的第一表面和第二表面，所述第一表面为所述弹性变形部的背离所述腔室的外表面，所述第二表面为所述弹性变形部的朝向所述腔室的内表面，所述第一表面包括第一段面和第二段面，沿所述弹性变形部的高度方向，所述第一段面与所述第二段面在所述弹性变形部的中部位置连接，所述第一段面和所述第二段面的连接处朝向所述腔室内凹陷。

11、一方面，在弹性变形部的第一表面进行减薄设计，可以实现缓冲功能的同时保证绝缘件的支撑性，以保证储能装置结构的稳定性。进一步的，弹性变形部的第一表面朝向腔室内内凹设置，使得第一表面形成内凹结构，第一侧壁的弹性变形部弯折变形时便会朝向腔室内弯折，如此，第一侧壁可以设计得更靠近壳体，使得第一侧壁与壳体之间存在微小间隙，保证储能装置内部空间利用率，保证储能装置内电极组件的体积和储能装置的能量密度，还可以使得第一侧壁的第一表面能够可靠稳定地朝向腔室内弯曲内缩，避免第一侧壁受挤压向外变形而挤压壳体，导致壳体与顶盖的焊接处开裂，影响储能装置的使用寿命。进一步地，第一侧壁与壳体之间的微小间隙相对来说变形空间较小，若第一侧壁向外（即背离腔室中心的方向）变形存在因变形空间小而无法达到较好的缓冲性能，导致储能装置因猛烈的撞击力破坏其内部结构，影响储能装置的使用寿命。

12、在一种可能的实施方式中，所述第一段面和所述第二段面呈夹角设置，所述第二表面为平整的周面。

13、呈夹角设置的第一段面和第二段面使得绝缘件能够更容易内缩变形，能够更快地吸收储能装置跌落撞击时产生的能量，使得转接件在振动或跌落时结构稳定性强，避免延伸部因挤压力过度弯折突破金属疲劳极限而断裂，有效减低弯折部因跌落或振动易断裂而造成储能装置失效的风险。另外，弹性变形部的第二表面设置为平整的周面，实现缓冲功能的同时保证第一侧壁和第二侧壁的支撑性能以保证储能装置结构的稳定性。

14、在一种可能的实施方式中，沿所述弹性变形部的周向，所述第一段面与所述第二段面的连接处形成有多个等间隔设置的透气孔，所述多个透气孔贯穿所述第一表面和所述第二表面。

15、第一侧壁为分布在底壁外周缘的弧状侧壁，第二侧壁为分布在底壁外周缘的u形侧壁，在第一段面和第二段面的连接处未设有透气孔，即，第一侧壁和第二侧壁整体为封闭状态下，若第一侧壁和第二侧壁受压力变形向腔室内收缩时，第一侧壁的周向上的一圈以及第二侧壁的周向上的一圈均相互挤压作用在弹性变形部的中部位置处形成褶皱，该位置处应力更为集中更易开裂。本技术中，第一侧壁的周向上在弹性变形部处形成有多个等间隔设置的透气孔，第一侧壁上的透气孔可以在第一侧壁受压力变形弯折内缩时，为第一侧壁一圈的相互挤压变形提供一定的变形空间，避免第一侧壁在弹性变形部的中部位置处形成褶皱影响第一侧壁的结构强度。类似的，第二侧壁的周向上在弹性变形部处形成有多个等间隔设置的透气孔，第二侧壁上的透气孔可以在第二侧壁受压力变形弯折内缩时，为第二侧壁一圈的相互挤压变形提供一定的变形空间，避免第二侧壁在弹性变形部的中部位置处形成褶皱影响第二侧壁的结构强度。

16、在一种可能的实施方式中，所述透气孔在垂直于所述弹性变形部的厚度方向的平面上的正投影形状包括菱形，所述透气孔在所述弹性变形部的高度方向对称，所述弹性变形部处于第一状态下，沿所述弹性变形部的高度方向，所述透气孔的第一最大高度为h1，沿所述弹性变形部的周向上，所述透气孔的第一最大宽度为w1；所述弹性变形部处于第二状态下，沿所述弹性变形部的高度方向，所述透气孔的第二最大高度为h2，沿所述弹性变形部的周向上，所述透气孔的第二最大宽度为w2；其中，h1>h2，w1>w2。

17、第一状态可以是弹性变形部未受到挤压时的状态，第二状态可以是弹性变形部受到挤压压缩变形的其中一个状态。在第二状态下，弹性变形部受力弯折内缩，菱形结构的透气孔的四条侧边处的侧壁向菱形结构的透气孔几何中心方向挤压，棱形结构的透气孔内缩变窄，即，棱形结构的透气孔各处的宽度均变小，菱形结构的透气孔内缩变矮，即，菱形结构的透气孔各处的高度均变小。当弹性变形部受力内缩稳定后，菱形结构的透气孔的第二最大高度为h2，菱形结构的透气孔的第二最大宽度为w2，且h1大于h2，w1大于w2，即，弹性变形部受压变形后，菱形结构的透气孔整体变矮变窄。菱形结构的透气孔受挤压变形的过程可以有效缓冲储能装置撞击或跌落带来的冲击力，避免第一侧壁和第二侧壁在中部位置处形成褶皱影响结构强度。

18、在一种可能的实施方式中，所述弹性变形部处于第一状态下，所述透气孔的第一最大高度h1大于所述透气孔的第一最大宽度w1。

19、当弹性变形部受到自电极组件朝向端盖组件方向的冲击力时，菱形结构的透气孔的四条侧边处的侧壁朝菱形结构的透气孔的几何中心处挤压更易于变形，使得绝缘件能够更容易内缩变形，能够更快地吸收储能装置跌落撞击时产生的能量，从而使得对转接件的冲击力更小，防止转接件因瞬间的冲击力突破金属疲劳极限而断裂。

20、在一种可能的实施方式中，所述底壁还形成有多个走气孔，所述多个走气孔贯穿所述底壁，所述端盖组件还包括顶盖，所述顶盖抵接于所述第一侧壁远离所述底壁的一端面和所述顶壁上，并盖合于所述腔室的朝向所述顶盖的第一开口，所述顶盖形成有防爆孔，所述防爆孔贯穿所述顶盖；沿所述绝缘件的径向方向上，所述走气孔与所述透气孔的对称轴共线。

21、顶盖上防爆孔对应的底壁上设有多个走气孔，对于底壁上靠近第一侧壁处的多个走气孔而言，均存在一个第一侧壁上的透气孔与走气孔在绝缘件的径向上相对，且透气孔的对称轴与相对的走气孔的对称轴共线，如此，在第一侧壁向腔室内弯折变形时，第一段面对应的第二表面处会向腔室内并朝向底壁的方向变形，会遮挡部分靠近第一侧壁处的走气孔，而第一侧壁上的第一段面和第二段面的连接处菱形结构的透气孔可以实现走气，保证储能装置的透气性，保证防爆孔处的防爆阀能够准确开阀。类似的，在第二侧壁向腔室内弯折变形时，第一段面对应的第二表面处会向腔室内并朝向底壁的方向变形，会遮挡部分靠近第二侧壁处的走气孔，而第二侧壁上的第一段面和第二段面的连接处菱形结构的透气孔可以实现走气，保证储能装置的透气性，保证防爆孔处的防爆阀能够准确开阀。

22、在一种可能的实施方式中，所述透气孔包括连通的第一孔段和第二孔段，所述第一孔段与所述第二孔段呈夹角设置，所述第一孔段和所述第二孔段在所述弹性变形部的高度方向上对称。在所述第一侧壁和所述第二侧壁的周向上，与所述第一孔段和所述第二孔段的连接处相对的一端为开放端。其中，所述开放端相对的相邻两个所述透气孔构成一组镂空分部，在相邻的两组所述镂空分部之间，相邻的两个所述透气孔的所述开放端相背。

23、第一侧壁为分布在底壁边沿的弧状侧壁，第二侧壁为分布在底壁外周缘的u形侧壁，第一侧壁的周向上在弹性变形部处形成有透气孔，第一侧壁上的透气孔可以在第一侧壁受压力变形弯折内缩时，为第一侧壁一圈的相互挤压变形提供一定的变形空间，避免第一侧壁在弹性变形部的中部位置处形成褶皱影响第一侧壁的结构强度。类似的，第二侧壁的周向上在弹性变形部处形成有透气孔，第二侧壁上的透气孔可以在第二侧壁受压力变形弯折内缩时，为第二侧壁一圈的相互挤压变形提供一定的变形空间，避免第二侧壁在弹性变形部的中部位置处形成褶皱影响第二侧壁的结构强度。且第一孔段和第二孔段呈夹角设置的透气孔使得第一侧壁和第二侧壁的结构强度更优，防止弹性变形部厚度减薄处弯折易断。另外，第一孔段和第二孔段呈夹角设置的透气孔同样可以形成透气通道，避免气体被聚集在顶盖、第一侧壁、第二侧壁和壳体内壁形成的封闭空间内，便于储能装置内部的走气，提升储能装置的安全性。

24、在一种可能的实施方式中，所述弹性变形部处于第一状态下，沿所述弹性变形部的高度方向，所述透气孔的第三最大高度为h3，沿所述弹性变形部的周向上，所述透气孔的第三最大宽度为w3；所述弹性变形部处于第二状态下，沿所述弹性变形部的高度方向，所述透气孔的第四最大高度为h4，沿所述弹性变形部的周向上，所述透气孔的第四最大宽度为w4；其中，h3>h4，w3>w4。

25、弹性变形部受力弯折内缩，在一组镂空分部中的两个透气孔，第一孔段的背离开放端的一侧侧壁向开放端所在的一侧挤压，第二孔段的背离开放端的一侧侧壁向开放端所在的一侧挤压，镂空分部的高度和宽度均相对减小。当弹性变形部受力内缩稳定后，透气孔的第四最大高度为h4，透气孔的第四最大宽度为w4，且h3大于h4，w3大于w4，即，弹性变形部受压变形后，透气孔整体变矮变窄，透气孔受挤压变形的过程可以有效缓冲储能装置撞击或跌落带来的冲击力，避免第一侧壁和第二侧壁在中部位置处形成褶皱影响结构强度，且“括号式”的镂空分部对应的侧壁结构强度更优，防止弹性变形部厚度减薄处弯折易断。

26、第二方面，本技术实施方式提供一种储能装置，所述储能装置包括壳体、电极组件和如第一方面所述的端盖组件。所述壳体形成有第二开口，所述电极组件容纳于所述壳体内，所述端盖组件还包括极柱，所述极柱穿设所述端盖组件的顶盖和所述端盖组件的绝缘件，并通过所述端盖组件的转接件与所述电极组件电连接，所述顶盖盖合于所述第二开口，所述绝缘件位于所述转接件与所述顶盖之间。

27、本技术提供的储能装置中，在绝缘件的周壁（即第一侧壁和第二侧壁）上包括弹性变形部，弹性变形部的中部位置为弹性变形部在高度方向上中线位置处，第一端部的厚度和第二端部的厚度均大于弹性变形部在中部位置处的厚度，即，在第一侧壁和第二侧壁的中部位置处的厚度进行减薄。通常，储能装置中为顶盖朝上放置，即，自上而下为顶盖、绝缘件、转接件以及电极组件，当发生意外跌落撞击时，转接件会受到向上（自电极组件至绝缘件的方向）的冲击力，会进一步向上挤压绝缘件，其中，转接件的延伸部收容于容置槽内，盘体部与底壁的背离第一侧壁的一表面相对，此时，弹性变形部在盘体部自下而上的挤压作用力下，弹性变形部朝向腔室内弯折变形以缓冲此挤压作用力，绝缘件呈压缩状态，此时，绝缘件的高度减小，绝缘件的第一整体高度为ha；撞击结束后，冲击力撤消，盘体部受重力和惯性还原至原始状态，弹性变形部也缓慢释放还原至完全释放状态（即未压缩状态），绝缘件的高度缓慢增大并还原，此时绝缘件的第二整体高度为hb，其中hb大于ha。弹性变形部在受到沿高度方向上的力的作用下内缩，使得整个绝缘件变形呈压缩状态，整个绝缘件的高度降低，以吸收储能装置跌落撞击时产生的能量，起到一定的缓冲作用以保护储能装置的内部结构。另外，弹性变形部可以使得盘体部在振动或跌落时发生形变盘体部的结构稳定性强，避免转接件的延伸部因向上的挤压力过度弯折突破金属疲劳极限而断裂，有效降低弯折部因跌落或振动易断裂而造成储能装置失效的风险。

28、第三方面，本技术实施方式提供一种用电设备，所述用电设备包括如第二方面所述的储能装置，所述储能装置为所述用电设备供电。

29、本技术提供的用电设备中，在绝缘件的周壁（即第一侧壁和第二侧壁）上包括弹性变形部，弹性变形部的中部位置为弹性变形部在高度方向上中线位置处，第一端部的厚度和第二端部的厚度均大于弹性变形部在中部位置处的厚度，即，在第一侧壁和第二侧壁的中部位置处的厚度进行减薄。通常，储能装置中为顶盖朝上放置，即，自上而下为顶盖、绝缘件、转接件以及电极组件，当发生意外跌落撞击时，转接件会受到向上（自电极组件至绝缘件的方向）的冲击力，会进一步向上挤压绝缘件，其中，转接件的延伸部收容于容置槽内，盘体部与底壁的背离第一侧壁的一表面相对，此时，弹性变形部在盘体部自下而上的挤压作用力下，弹性变形部朝向腔室内弯折变形以缓冲此挤压作用力，绝缘件呈压缩状态，此时，绝缘件的高度减小，绝缘件的第一整体高度为ha；撞击结束后，冲击力撤消，盘体部受重力和惯性还原至原始状态，弹性变形部也缓慢释放还原至完全释放状态（即未压缩状态），绝缘件的高度缓慢增大并还原，此时绝缘件的第二整体高度为hb，其中hb大于ha。弹性变形部在受到沿高度方向上的力的作用下内缩，使得整个绝缘件变形呈压缩状态，整个绝缘件的高度降低，以吸收储能装置跌落撞击时产生的能量，起到一定的缓冲作用以保护储能装置的内部结构。另外，弹性变形部可以使得盘体部在振动或跌落时发生形变盘体部的结构稳定性强，避免转接件的延伸部因向上的挤压力过度弯折突破金属疲劳极限而断裂，有效降低弯折部因跌落或振动易断裂而造成储能装置失效的风险。