本技术涉及电池,尤其是涉及一种电池单体、电池和用电装置。
背景技术:
1、近些年,新能源汽车有了飞跃式的发展,在电动汽车领域,动力电池作为电动汽车的动力源,起着不可替代的重要作用。电池由箱体和容纳于箱体内的多个电池单体组成。其中,电池作为新能源汽车核心零部件不论在安全性方面,还是使用寿命上均有着较高的要求。但是,电池在使用过程中,由于电池单体的薄壳结构设计,导致电池单体存在可靠性不足的问题,进而影响电池的可靠性。
技术实现思路
1、本技术实施例提供一种电池单体、电池和用电装置,能够有效提高电池单体和电池的可靠性,进而提升电池单体和电池的使用性能。
2、第一方面,本技术实施例提供一种电池单体,包括:外壳,外壳具有多个壁部,多个壁部包括第一壁,第一壁包括主体部和连接主体部的边缘部,边缘部与相邻壁部相连,边缘部的壁厚大于主体部的壁厚;电极组件,电极组件设在外壳内;电极端子,电极端子设在壁部上,并电连接电极组件。
3、在上述技术方案中,通过将第一壁设置成包括主体部和连接主体部的边缘部,边缘部与相邻壁部相连,边缘部的壁厚大于主体部的壁厚,采用这种结构使得第一壁上能形成厚度不一的区域,其中,主体部为第一壁的主体部分,且厚度比较小,可以满足提升电池能量密度的要求,边缘部为第一壁连接相邻壁部的部分,且厚度比较大,由于电极组件和外壳的边缘位置一般会预留一定的间隙,因此边缘部的壁厚大于主体部的壁厚,一方面能充分利用该间隙,不会占用电极组件所需的容纳空间,另一方面能提高第一壁和相邻壁部的连接处(即外壳的拐角位置)的强度,当外壳受到挤压时能有效降低外壳的拐角位置处存在强度不足的问题,提高外壳的抗挤压、抗冲击强度,从而提高电池单体和电池的可靠性。
4、在本技术的一些实施例中,第一壁的面积大于其余壁部的面积。
5、在上述技术方案中,通过将第一壁的面积设置成大于其余壁部的面积,即第一壁为外壳的大面壁,采用该方式能有效提高大面壁的强度,进而提升外壳整体的强度,另一方面在大面壁能满足强度要求的同时,大面壁的主体部的壁厚可以做的比较薄,节省材料,并能增加外壳内电极组件的容纳空间,进而增加电极组件的体积,从而有利于提升电池单体的电池能量密度。
6、在本技术的一些实施例中,边缘部的至少部分的壁厚大于等于相邻壁部的壁厚。
7、在上述技术方案中,通过将边缘部的至少部分的壁厚设置成大于等于相邻壁部的壁厚,使得边缘部的壁厚不小于多个壁部中任一者,也就是说边缘部的强度大于或等于相邻壁部的强度,这样能降低边缘部成为外壳中薄弱区域的几率,进而降低外壳的拐角位置出现强度不足的概率,可见采用该方式使得边缘部的强度增强效果比较好。
8、在本技术的一些实施例中,边缘部包括均厚部和连接均厚部的渐变部,均厚部与相邻壁部相连,渐变部连接主体部,在渐变部远离均厚部的方向上,渐变部的壁厚逐渐减小。
9、在上述技术方案中,通过将边缘部设置成包括均厚部和连接均厚部的渐变部,均厚部能通过渐变部与主体部平缓过渡连接,有利于降低主体部和边缘部之间出现应力集中的几率,增强第一壁的结构稳定性,以及提高第一壁的可靠性。而且渐变部也能减少边缘部和主体部之间出现台阶等尖锐结构的概率,有利于降低电极组件在装入外壳内过程中导致电极组件出现损伤的概率。
10、在本技术的一些实施例中,在主体部指向渐变部的方向上,均厚部的尺寸大于渐变部的尺寸。
11、在上述技术方案中,边缘部中均厚部主要起到增强强度作用,通过在主体部指向渐变部的方向上,将均厚部的尺寸设置成大于渐变部的尺寸,这样就使得均厚部在边缘部中占据的尺寸更大,强度增幅的效果也就越显著,进而能带来更好的强度提升效果。
12、在本技术的一些实施例中,在主体部指向渐变部的方向上,均厚部的尺寸为n,渐变部的尺寸为m,其中,2mm≤n≤15mm,1mm≤m≤6mm。
13、在上述技术方案中,通过将在主体部指向渐变部20122的方向上,均厚部的尺寸n设置成2mm~15mm范围内,一方面使均厚部所能带来的强度增强效果比较好,使得第一壁具备比较高的强度,另一方面可以降低对电极组件的影响,有利于提升电池能量密度。而通过将渐变部的尺寸m设置在1mm~6mm范围内,一方面使渐变部在均厚部和主体部之间所能带来的承接过渡作用比较好,另一方面可以降低对电极组件的影响,有利于提升电池能量密度。
14、在本技术的一些实施例中,电极组件为磷酸铁锂电极组件或三元锂电极组件,其中,电极组件为磷酸铁锂电极组件时,2mm≤n≤10mm,1mm≤m≤3mm;电极组件为三元锂电极组件时,10mm<n≤15mm,3mm<m≤6mm。
15、在上述技术方案中,当电极组件为磷酸铁锂电极组件时,均厚部的尺寸n可以为2mm、3mm、4mm、5mm、6mm、7mm、8mm、9mm、10mm中的一者,渐变部的尺寸m可以为1mm、2mm、3mm中的一者。当电极组件为三元锂电极组件时,均厚部的尺寸n可以为11mm、12mm、13mm、14mm、15mm中的一者,渐变部的尺寸m可以为4mm、5mm、6mm中的一者。
16、在本技术的一些实施例中,边缘部和相邻壁部之间形成有过渡圆角。
17、在上述技术方案中,通过在边缘部和相邻壁部之间形成有过渡圆角,一方面能使边缘部和相邻壁部之间均匀过渡,有利于降低应力集中发生的概率,提高外壳的结构稳定性,同时也能增强外壳的可制造性。
18、在本技术的一些实施例中,在主体部指向边缘部的方向上,边缘部的尺寸和过渡圆角的半径呈负相关。
19、在上述技术方案中,过渡圆角的半径越小,第一壁和相邻壁部之间的应力集中越明显,对第一壁的强度要求就越高,因此通过将边缘部的尺寸做的比较大,可以提高第一壁和相邻壁部连接处的强度,降低第一壁出现强度不足的概率。同理,过渡圆角的半径越大,改善第一壁和相邻壁部之间的应力集中效果比较好,对第一壁的强度就相对较低,因此边缘部的尺寸可以做的比较小。
20、在本技术的一些实施例中,过渡圆角的半径为r,其中,2mm≤r≤4mm。
21、在上述技术方案中,通过将过渡圆角的半径r设置在2mm~4mm范围内,一方面过渡圆角的半径值能设置在适宜范围内,降低第一壁和相邻壁部之间发生应力集中的效果更好,另一方面能降低外壳内出现较大拐角的概率,有利于在外壳内设置更大体积的电极组件,从而提高电池能量密度。
22、在本技术的一些实施例中,电极组件为磷酸铁锂电极组件或三元锂电极组件,其中,电极组件为磷酸铁锂电极组件时,2mm≤r≤3mm;电极组件为三元锂电极组件时,3mm<r≤4mm。
23、在上述技术方案中,当电极组件为磷酸铁锂电极组件时,过渡圆角的半径r可以为2mm、2.2mm、2.4mm、2.6mm、2.8mm、3.0mm中的一者;当电极组件为三元锂电极组件时,过渡圆角的半径r可以为3.2mm、3.4mm、3.6mm、3.8mm、4.0mm中的一者。
24、在本技术的一些实施例中,多个壁部包括第二壁,第一壁的第一方向的两端设有第二壁,除第二壁和第一壁外其余壁部中至少一者上设有电极端子,主体部的靠近第二壁的端部设有边缘部,边缘部连接第二壁。
25、在上述技术方案中,在第一壁中,主体部的第一方向的两端均设置有边缘部,且主体部的第一方向的两端通过边缘部连接第二壁,这样能提高主体部两端的强度,当第一壁受挤压时,第一壁与第二壁相接位置处的强度均得到提升,可以进一步提高第一壁整体的强度。
26、在本技术的一些实施例中,多个壁部包括第三壁,第一壁的第二方向的一端设有第三壁,第三壁和第二壁相邻设置,主体部的靠近第三壁的端部也设有边缘部,边缘部连接第三壁。
27、在上述技术方案中,在第一壁中,主体部的两端能通过边缘部连接第二壁,另一相对两端中的一端也能通过边缘部连接第三壁,采用该方式第一壁中除与端盖相邻的端部外,其余件的端部均能通过边缘部连接相邻的壁部,从而使得第一壁的多个端部的强度均得到增强,进而可以进一步提升第一壁的强度。
28、在本技术的一些实施例中,第三壁的壁厚大于第二壁的壁厚,电极端子设在第三壁上。
29、在上述技术方案中,通过将第三壁的壁厚设置成大于第二壁的壁厚,第三壁的强度比较高,因此将电极端子设在第三壁上能提高电极端子的安装可靠性。
30、第二方面,本技术实施例还提供一种电池,包括如前文的电池单体。
31、在上述技术方案中,由于在电池单体的外壳中,第一壁包括主体部和连接主体部的边缘部,边缘部与相邻壁部相连,边缘部的壁厚大于主体部的壁厚,采用这种方式能提高第一壁的强度,进而能提高外壳的抗挤压、抗冲击强度,从而提高电池的可靠性。
32、第三方面,本技术实施例还提供一种用电装置,包括如前文的电池单体,或者,如前文的电池。
33、在上述技术方案中,由于电池单体或电池的抗挤压、抗冲击强度比较高,因此电池单体或电池的可靠性比较强,有利于提高用电装置的使用稳定性。