本技术涉及电池,具体涉及一种导电结构、一种盖板组件以及一种电池单体。
背景技术:
1、极柱是连通电芯(也称电池单体)内外部的重要部件,通常极柱的一端与电芯外部的电路相连,例如与模组巴片连接,极柱的另一端与电芯的内部电路相连,例如通过集流件与电极组件中的极耳连接。目前大多数极柱的材质为单一金属材质,例如正极极柱的材质为铝材,负极极柱的材质为铜材。然而单一金属材质的极柱容易带来焊接难的问题。以负极极柱为纯铜极柱为例,当纯铜极柱与端子压块通过激光焊接时,为了降低成本以及电芯的重量,端子压块的材质一般为铝材,由于铜铝之间由于熔点不同,激光焊接很容易失效,导致开裂。
2、为了降低焊接难度,相关技术中设计了一种复合极柱,该复合极柱包括上下堆叠设置且材质不同的两层金属层,不同金属层之间通过摩擦焊或者冲压结合在一起。以复合极柱为负极极柱为例,复合极柱包括铝层和铜层,这种复合极柱中铜层的体积占比通常比较大,这样会导致复合极柱的成本增加,而减小铜层的体积又会降低复合极柱的过流能力。
技术实现思路
1、本技术的实施例提供了一种导电结构、盖板组件以及电池单体,可以改善复合极柱成本高的技术问题。
2、第一方面,本技术的实施例提供一种导电结构,包括:
3、第一金属柱,具有相对的第一端和第二端;
4、第二金属层,结合在所述第一金属柱的表面,所述第二金属层包覆所述第一端并向所述第二端延伸,所述第二金属层用于与极耳连接,所述第二金属层的体积与所述导电结构的总体积的比值为5vol%~70vol%。
5、在一实施例中,所述第二金属层与所述第一金属柱镶嵌配合。
6、在一实施例中,所述第二金属层的端部嵌入所述第一金属柱中。
7、在一实施例中,所述第二金属层的端部与所述第一金属柱之间具有间隙。
8、在一实施例中,所述第二金属层的端部上形成有依次连接的端面和过渡面,仅在所述端面及所述过渡面与所述第一金属柱之间形成有所述间隙,其中所述端面远离所述过渡面的一侧连接所述第二金属层的外表面,所述过渡面由所述端面弯曲过渡至所述第一金属柱上。
9、在一实施例中,所述间隙的平均间距小于0.1mm。
10、在一实施例中,所述第二金属层的端部包括第一延伸段和/或第二延伸段,所述第一延伸段沿第一方向延伸,所述第二延伸段沿第二方向延伸,所述第一方向与所述第二方向相交。
11、在一实施例中,所述导电结构为极柱,所述第二金属层的端部上形成有支撑面,所述支撑面用于支撑端子压块。
12、在一实施例中,所述支撑面为倾斜面,沿远离所述第一端的方向,所述倾斜面由所述第二金属层的外侧面逐渐靠近所述第一金属柱的外侧面。
13、在一实施例中,所述倾斜面为倾斜直面,所述倾斜直面与所述第二金属层的外侧面之间的夹角为110°~130°。
14、在一实施例中,所述支撑面为台阶面,所述台阶面包括依次连接的第一子台阶面和第二子台阶面,所述第一子台阶面的数量大于或等于1,所述第二子台阶面的数量大于或等于1。
15、在一实施例中,沿所述极柱的轴向,所述第二子台阶面的高度大于或等于0.2mm,和/或,沿所述极柱的径向,所述第一子台阶面的宽度大于或等于0.2mm。
16、在一实施例中,沿所述极柱的径向,所述支撑面的宽度大于或等于0.3mm且小于或等于第二金属层的厚度。
17、在一实施例中,所述第一金属柱径向凸起形成有凸台,所述第二金属层至少延伸至所述凸台上。
18、在一实施例中,所述凸台位于所述第一端,所述凸台完全被包覆在所述第二金属层内。
19、在一实施例中,所述导电结构为一体化设置的极柱和集流件,其中所述凸台为所述集流件,所述集流件用于与所述极耳连接。
20、在一实施例中,所述凸台远离所述第一端,且所述凸台的径向尺寸大于所述第一端的径向尺寸。
21、在一实施例中,所述凸台位于所述第二端,所述凸台部分暴露在所述第二金属层外。
22、在一实施例中,所述导电结构为一体化设置的极柱和端子压块,其中所述凸台为所述端子压块。
23、在一实施例中,所述第二金属层包括第一区段、第二区段和第三区段,所述第一区段对应所述第一端的端面,所述第二区段对应所述第一端的侧面,所述第三区段对应所述凸台靠近所述第一端的一侧表面,所述第二区段连接所述第一区段与所述第三区段。
24、在一实施例中,所述第三区段形成为所述第二金属层的端部,所述第三区段嵌入所述凸台中。
25、在一实施例中,所述第一区段的平均厚度大于所述第二区段的平均厚度,所述第二区段的平均厚度大于所述第三区段的平均厚度。
26、在一实施例中,所述第二区段的平均厚度大于所述第一区段的平均厚度的一半,和/或,所述第三区段的平均厚度大于所述第二区段的平均厚度的一半。
27、在一实施例中,所述第二区段靠近所述第三区段的部位的厚度大于所述第二区段靠近所述第一区段的部位的厚度。
28、在一实施例中,所述第一端的端面局部内凹形成有凹槽,所述第一区段包括依次连接的第一子段、第二子段和第三子段,所述第一子段位于所述凹槽外,所述第二子段位于所述凹槽的侧壁上,所述第三子段位于所述凹槽的底壁上。
29、在一实施例中,所述第一子段的外表面与所述第三子段的外表面之间的垂直距离小于或等于2.5mm。
30、在一实施例中,所述第一子段的平均厚度大于或等于0.5mm,和/或,所述第二区段的平均厚度大于或等于0.5mm。
31、在一实施例中,所述第二子段由所述第一子段向所述第三子段倾斜延伸,所述第二子段的倾斜角度大于或等于15°且小于或等于60°。
32、在一实施例中,所述凸台位于所述第一端与所述第二端之间,所述凸台的径向尺寸还大于所述第二端的径向尺寸。
33、在一实施例中,所述第二金属层还包括第四区段,所述第四区段对应所述凸台的侧面,所述第四区段与所述第三区段连接。
34、在一实施例中,沿所述第一金属柱的轴向,所述第三区段的外表面与第四区段背离所述第一端的距离为a,沿所述第一金属柱的径向,所述第四区段的外表面与内表面的距离为e,其中a>e>0.5mm。
35、在一实施例中,所述第二金属层还包括第五区段,所述第五区段对应所述凸台远离所述第一端的一侧表面,所述第四区段连接所述第五区段与所述第三区段。
36、在一实施例中,沿所述第一金属柱的轴向,所述第五区段的内表面与所述第三区段的内表面的距离为b,b>0.5mm。
37、在一实施例中,沿所述第一金属柱的轴向,所述第三区段的外表面与所述第五区段的外表面的距离为h2;沿所述第一金属柱的径向,所述第四区段的外表面与所述凸台靠近所述第二端的一侧的根部的距离为c,所述第四区段的外表面与第五区段靠近所述第一金属柱的中心轴线的一端的距离为d;其中,c>h2且d≥2/3c,或者,c≤h2且d>0.5mm。
38、在一实施例中,所述第四区段和所述第五区段形成为反扣层包裹所述凸台的自由端,沿所述第一金属柱的轴向,所述第三区段的外表面和所述反扣层的外表面的距离为k1,所述反扣层的厚度为k2,f=k2/k1,其中f大于或者等于0.3且小于1。
39、在一实施例中,所述第一端的端面边缘内凹形成有第一台阶部,所述第二金属层还包括第二台阶部,所述第二台阶部与所述第一台阶部相匹配,所述第二台阶部连接在所述第一区段和所述第二区段之间,所述第二台阶部用于与所述极耳连接。
40、在一实施例中,所述第二台阶部具有连接的第一台阶表面和第二台阶表面,在所述第一金属柱的径向方向上,所述第一台阶表面的宽度大于或等于0.5mm,在所述第一金属柱的轴向方向上,所述第二台阶表面的高度大于或等于0.4mm。
41、在一实施例中,所述第一金属柱为铝柱,所述第二金属层为铜层。
42、在一实施例中,所述第二金属层的平均厚度为0.1mm-3mm。
43、在一实施例中,所述第二金属层与所述第一金属柱的结合界面具有凹凸不平的微观结构。
44、在一实施例中,所述导电结构的直径小于或者等于30mm。
45、在一实施例中,所述第二金属层的体积与所述导电结构的总体积的比值为5vol%~40vol%。在一实施例中,所述第二金属层与所述第一金属柱的体积比为0.1~0.65。
46、第二方面,本技术的实施例还提供一种盖板组件,包括:
47、盖板;前述的导电结构,所述导电结构穿设在所述盖板上。
48、在一实施例中,所述导电结构为极柱或者所述导电结构为一体化设置的极柱和端子压块;
49、所述盖板组件还包括集流件,所述集流件位于所述盖板的一侧并与所述导电结构焊接。
50、在一实施例中,所述盖板包括:
51、盖板本体,
52、第一绝缘件,设置于所述导电结构与所述盖板本体之间,
53、第二绝缘件,设置于所述盖板本体与所述集流件之间;和/或,
54、所述盖板组件还包括密封件,所述密封件设置于所述盖板与所述导电结构之间。
55、第三方面,本技术的实施例还提供一种电池单体,包括:
56、壳体,具有容纳腔;
57、电极组件,设置于所述容纳腔中,所述电极组件包括极耳;
58、前述的盖板组件,所述盖板组件与所述壳体连接,并封闭所述容纳腔的开口,所述导电结构与所述极耳连接。
59、本技术的实施例的有益效果:
60、在本技术的实施例中,导电结构通过将结合在第一金属柱表面的第二金属层设置为由第一金属柱的第一端的表面向第二端延伸,也就是说,第一金属柱的第一端的端面以及第一金属柱的至少部分侧面被第二金属层覆盖,相比于仅在第一金属柱的一端端面上设置第二金属层的形式,可以有效增大第二金属层与第一金属柱的结合面积,保证导电结构的过流能力,在此基础上可以降低第二金属层的体积,控制导电结构中第二金属层的体积占比在70vol%以内,从而降低导电结构的成本。