CN117203827A - 电池单体、电池、用电设备、电池单体的制造设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种电池单体、电池、用电设备、电池单体的制造设备及方法,涉及电池技术领域。电池单体包括壳体、电极组件、端盖、端子组件和集流构件;电极组件容纳于壳体内;端盖用于封盖开口,端盖设有电极引出孔;端子组件的电极端子与电极引出孔对应设置,电极端子用于输出电池单体的电能;集流构件被配置为实现电极端子和极耳电连接;集流构件具有位于电极引出孔内的连接部,连接部用于连接电极端子,沿电极引出孔的径向,电极引出孔的孔壁与连接部的外周壁之间的最小距离H,满足H≥2mm,则端盖和集流构件之间具有较大的爬电距离,降低端盖被高电压击穿的风险,从而降低电池单体因高压击穿短路而引发安全问题的风险。
Description
本申请涉及电池技术领域,具体而言,涉及一种电池单体、电池、用电设备、电池单体的制造设备及方法。
随着锂离子电池在动力汽车上应用,电池的安全性越来越被人们所关注,如何在电芯的全生命周期中保证电池不发生安全事故,已成为锂电行业内共同关注的课题之一。
目前,电池单体的端盖在密封件下存在悬臂梁,由于悬臂梁与电池单体内的集流构件距离较近,在高电压下可能使端盖击穿,造成短路从而引起电池单体起火。
发明内容
本申请实施例提供一种电池单体、电池、用电设备、电池单体的制造设备及方法,以降低端盖被高压击穿的风险,提高电池的安全性性能。
第一方面,本申请实施例提供一种电池单体,包括壳体、电极组件、端盖、端子组件和集流构件;所述壳体具有开口;所述电极组件容纳于所述壳体内,所述电极组件具有极耳;所述端盖用于封盖所述开口,所述端盖设有电极引出孔;所述端子组件包括电极端子,所述电极端子与所述电极引出孔对应设置,所述电极端子用于输出所述电池单体的电能;所述集流构件被配置为连接于所述电极端子和所述极耳之间,以实现所述电极端子和所述极耳电连接;其中,所述集流构件具有位于所述电极引出孔内的连接部,所述连接部用于连接所述电极端子,沿所述电极引出孔的径向,所述电极引出孔的孔壁与所述连接部的外周壁之间的最小距离H,满足H≥2mm。
上述技术方案中,端盖上的电极引出孔的孔壁与集流构件延伸至电极引出孔中的连接部沿径向的最小距离不小于2mm,则端盖和集流构件之间具有较大的爬电距离,降低端盖被高电压击穿的风险,从而降低电池单体因高压击穿短路而引发安全问题的风险。
在第一方面的一些实施例中,H满足:H≥3mm。
上述技术方案中,端盖上的电极引出孔的孔壁与集流构件延伸至电极引出孔中的连接部沿径向的最小距离不小于3mm,进一步增大端盖和集流构件之间的爬电距离,降低端盖被高电压击穿的风险,从而降低电池单体因高压击穿短路而引发安全问题的风险。
在第一方面的一些实施例中,H满足:H≤10mm。
上述技术方案中,端盖上的电极引出孔的孔壁与集流构件延伸至电极引出孔中的连接部沿径向的距离不超过10mm,能够降低制造难度,且保证端盖的结构强度。
在第一方面的一些实施例中,沿所述电极引出孔的轴向,所述电极端子在所述端盖上的投影位于所述电极引出孔内。
上述技术方案中,电极端子在端盖上的投影位于电极引出孔内,则电极引出孔的孔径大于电极端子的外径,以使沿电极引出孔的径向电极引出孔的孔壁和电极端子之间具有较大的距离,以使端盖和集流构件之间具有较大的爬电距离,降低端盖被高电压击穿的风险,从而降低电池单体因高压击穿短路而引发安全问题的风险。
在第一方面的一些实施例中,所述端子组件还包括固定件,所述固定件连接于所述端盖,所述固定件沿所述电极端子的周向包覆于所述电极端子的外侧,以将所述电极端子固定于所述端盖。
上述技术方案中,设置固定件,方便将电极端子固定于端盖。固定件周向包覆于电极端子 的外侧,能够提高电极端子安装的稳定性。
在第一方面的一些实施例中,所述固定件与所述端盖一体成型。
上述技术方案中,固定件和端盖一体成型,方便制造;且使得固定件和端盖成型后的结构具有较强的结构强度。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述端子组件还包括第一绝缘件,所述第一绝缘件设置于所述固定件与所述电极端子之间,以分隔所述固定件和所述电极端子。
上述技术方案中,在固定件和电极端子之间设置第一绝缘件,能够避免固定件与电极端子接触导致电池单体短路。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述第一绝缘件为注塑于所述固定件和所述电极端子之间的注塑件。
上述技术方案中,第一绝缘件为注塑件,换句话说,第一绝缘件通过注塑的方式成型在固定件和电极端子之间,方便第一绝缘件的成型和安装。通过注塑的方式成型还能提高固定件和第一绝缘件以及电极端子和第一绝缘件之间的连接稳定性。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述固定件的内周面设有向内凸出的第一限位部,所述第一绝缘件设有供所述第一限位部***的第一凹陷部,所述第一限位部被配置为插设于所述第一凹陷部,以固定所述固定件和所述第一绝缘件。
上述技术方案中,第一限位部和第一凹陷部插接配合能够提高第一绝缘件与固定件的连接稳定性。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述固定件的内周面设有间隔布置的多个所述第一限位部,所述第一绝缘件设有间隔布置的多个所述第一凹陷部,所述第一限位部与所述第一凹陷部一一对应设置。
上述技术方案中,多个第一限位部和多个第一凹陷部插接配合能够进一步提高第一绝缘件与固定件的连接稳定性。且多个第一限位部和多个第一凹陷部配合后还能对第一绝缘件周向限位,防止第一绝缘件相对固定件周向转动。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述固定件的外周面设有凹槽,并在所述固定件的内周面与所述凹槽相对应的位置形成有凸出于所述固定件的内周面的所述第一限位部。
上述技术方案中,在固定件的外周面形成凹槽的过程中在固定件的内表面的形成第一限位部,能够降低制造难度和提高制造效率。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述电极端子包括主体部,所述第一绝缘件包括相连的第一绝缘部和第二绝缘部,所述第一绝缘部围设于所述主体部的外周,所述主体部具有面向所述电池单体内部的第一表面,所述第二绝缘部位于所述第一表面的一侧并与所述第一表面接触,以限制所述主体部向靠近所述电池单体的内部的方向移动。
上述技术方案中,第一绝缘部围设于主体部的外周,能够分隔固定件和主体部,避免固定件和主体部接触导致电池单体内部短路。第二绝缘部与主体部的第一表面接触,不仅能够起到绝缘的作用,还能限制主体部向靠近电池单体的内部的方向移动,提高电极端子安装稳定性。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述电极端子还包括第一凸出部,所述第一凸出部从所述第一表面凸出所述主体部,所述第一绝缘件围设于所述第一凸出部的外周。
上述技术方案中,电极端子还包括第一凸出部,第一凸出部相对主体部更加靠近电池单体的内部,便于电极端子与集流构件连接。第二绝缘部围设于第一凸出部的外周能够增大第一绝缘件和电极端子的接触面积,提高连接稳定性。
在第一方面的一些实施例中,沿所述电极引出孔的径向,所述电极引出孔的孔壁与所述第一凸出部的外周壁之间的距离C,满足:C≤8mm。
上述技术方案中,电极引出孔的孔壁与第一凸出部的外周壁之间的距离C不超过8mm,既能增大端盖和电极端子之间的爬电距离,降低端盖被高电压击穿的风险,从而降低电池单体因高压击穿短路而引发安全问题的风险。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述第一凸出部面向电池单体的表面相对所述第二绝缘部面向所述电池单体的表面更加远离所述电池单体的内部;其中,沿所述电极引出孔的轴向,所述第一凸出部面向电池单体的表面与所述第二绝缘部面向所述电池单体的表面之间的距离D,满足:0mm<D≤3mm。
上述技术方案中,第一凸出部面向电池单体的表面相对第二绝缘部面向电池单体的表面更加远离电池单体的内部,以使第二绝缘部能够更好的分隔固定件和第一凸出部,进一步降低电池单体短路的风险。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述固定件包括围设于所述主体部周围的固定本体,所述固定本体的一端与所述端盖背离所述电池单体的内部的表面连接;沿所述电极引出孔的径向,所述固定本体的内表面和所述主体部的外周面之间的距离E,满足:0.3mm≤E≤2mm。
上述技术方案中,固定本体的内表面和主体部的外周面之间的距离E,满足:0.3mm≤E≤2mm,便于在固定本体和主体部之间设置绝缘件,且绝缘件的厚度满足绝缘需求。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述固定本体的内径小于所述电极引出孔的内径;沿所述电极引出孔的径向,所述固定本体与所述端盖连接的一端的内表面与所述电极引出孔的孔壁之间的距离F,满足:0.5≤F≤4mm。
上述技术方案中,固定本体与端盖连接的一端的内表面与电极引出孔的孔壁之间的距离F满足:0.5≤F≤4mm,方便固定本体固定成型于端盖上。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述端子组件还包括密封件,所述密封件设置于所述固定件与所述电极端子之间以密封连接所述电极端子和所述固定件。
上述技术方案中,固定件和电极端子之间设置密封件,能够提高固定件和电极端子之间的密封性能,从而提高电池单体的密封性能。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述电极端子包括主体部;所述固定件包括凸缘,所述凸缘被配置为朝靠近所述电极引出孔的轴线的方向延伸并位于所述主体部的背离所述电池单体内部的一侧,以限制所述电极端子向背离所述电池单体的内部的方向移动,至少部分所述密封件位于所述凸缘与所述主体部之间。
上述技术方案中,凸缘能够限制电极端子向背离所述电池单体的内部的方向移动,提高电极端子安装的稳定性。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述主体部背离所述电池单体的内部的一侧具有第二表面,所述电极端子还包括凸台,所述凸台从所述第二表面凸出于所述主体部,所述密封件的部分位于所述第二表面与所述凸缘之间,所述密封件的部分位于所述凸缘与所述凸台的外周面之间。
上述技术方案中,密封件的部分位于第二表面和凸台之间、密封件的部分位于凸缘的内周面和凸台的外周面之间,能够增大密封件和电极端子的接触面积以及增大密封件和凸缘的接触面积,提高固定件和电极端子之间的密封性能。
在本申请第一方面的一些实施例中,所述电池单体还包括第二绝缘件,所述第二绝缘件包括相连的绝缘本体部和延伸部,所述绝缘本体部设置于所述端盖面向所述电池单体的内部的一侧,沿所述电极引出孔的轴向,所述延伸部从所述绝缘本体部向靠近所述电极端子的方向延伸至所述电极引出孔内并围设于所述连接部的外侧,以分隔所述连接部和所述电极引出孔的孔壁。
上述技术方案中,第二绝缘件的绝缘本体部设置于端盖面向电池单体的内部的一侧,能够分隔电极组件和端盖,避免电极组件和端盖接触导致电池单体短路。第二绝缘件的延伸部延伸至电极引出孔内并位于集流构件的连接部的外侧,能够分隔连接部和电极引出孔的孔壁,降低连接部和端盖接触导致电池单体短路的风险。
第二方面,本申请实施例提供一种电池,包括第一方面实施例提供的电池单体。
上述技术方案中,第一方面实施例中的电池单体的端盖和集流构件之间具有较大的爬电距离,降低端盖被高电压击穿的风险,从而降低电池单体因高压击穿短路而引发安全问题的风险,从而提高电池的安全性能。
第三方面,本申请实施例提供一种用电设备,包括第一方面实施例提供的电池单体。
上述技术方案中,第一方面实施例中的电池单体的端盖和集流构件之间具有较大的爬电距离,降低端盖被高电压击穿的风险,从而降低电池单体因高压击穿短路而引发安全问题的风险,从而提高用电安全。
第四方面,本申请实施例提供一种电池单体的制造设备,包括提供装置和组装装置;所述提供装置被配置为提供壳体、电极组件、端盖、端子组件和集流构件,所述壳体具有开口,所述电极组件具有极耳,所述端盖设有电极引出孔;所述端子组件包括电极端子,所述电极端子与所述电极引出孔对应设置,所述电极端子用于输出所述电池单体的电能;所述组装装置被配置为将所述电极组件容纳于所述壳体内、将所述集流构件连接于所述电极端子和所述极耳之间,以实现所述电极端子和所述极耳电连接;其中,所述集流构件具有位于所述电极引出孔内的连接部,所述连接部用于连接所述电极端子,沿所述电极引出孔的径向,所述电极引出孔的孔壁与所述连接部的外周壁之间的最小距离H,满足H≥2mm。
第五方面,本申请实施例提供一种电池单体的制造方法,包括:
提供壳体、电极组件、端盖、端子组件和集流构件,所述壳体具有开口,所述电极组件具有极耳,所述端盖设有电极引出孔;所述端子组件包括电极端子,所述电极端子与所述电极引出孔对应设置,所述电极端子用于输出所述电池单体的电能;
将所述电极组件容纳于所述壳体内;
将所述集流构件连接于所述电极端子和所述极耳之间,以实现所述电极端子和所述极耳电连接;
其中,所述集流构件具有位于所述电极引出孔内的连接部,所述连接部用于连接所述电极端子,沿所述电极引出孔的径向,所述电极引出孔的孔壁与所述连接部的外周壁之间的最小距离H,满足H≥2mm。
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本申请的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,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,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图;
图2为本申请一些实施例提供的电池的结构示意图;
图3为本申请一些实施例提供的电池单体的***图;
图4为本申请一些实施例提供的电池单体的剖视图;
图5为图4中I处的放大图;
图6为本申请一些实施例提供的电池单体的部分结构的***图;
图7为本申请一些实施例提供的电池单体的俯视图;
图8为图7中A-A向的剖视图;
图9为本申请一些实施例提供的电池单体的制造设备的结构示意图;
图10为本申请一些实施例提供的电池单体的制造方法的流程框图。
图标:1000-车辆;100-电池;10-箱体;11-安装空间;12-第一部分;13-第二部分;20-电池单体;21-壳体;211-开口;22-电极组件;221-极耳;221a-正极极耳;221b-负极极耳;23-端盖;231-注液孔;232-电极引出孔;2321-电极引出孔的孔壁;24-端子组件;241-电极端子;2411-主体部;2411a-第一表面;2411b-第二表面;2412-第一凸出部;2413-凸台;2414-第二凹陷部;25-集流构件;251-连接部;26-泄压机构;27-固定件;271-第一限位部;272-凹槽;273-凸缘;274-固定本体;28-第一绝缘件;281-第一绝缘部;282-第二绝缘部;283-第一凹陷部;284-第二限位部;29-密封件;210-第二绝缘件;2101-绝缘本体;2102-延伸部;200-控制器;300-马达;2000-电池单体的制造设备;2100-提供装置;2200-组装装置。
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例,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,都属于本申请保护的范围。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
应注意到:相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项,因此,一旦某一项在一个附图中被定义,则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本申请实施例的描述中,需要说明的是,指示方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,或者是该申请产品使用时惯常摆放的方位或位置关系,或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
目前,从市场形势的发展来看,动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源***,而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具,以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大,其市场的需求量也在不断地扩增。
电池单体包括壳体、电极组件、端盖、端子组件和集流构件。壳体具有开口。电极组件容纳于壳体内。端盖用于封盖壳体的开口。端盖设有电极引出孔,端子组件包括电极端子,电极端子用于输出电池单体的电能。电极端子与电极引出孔对应设置,集流构件的连接部伸入电极引出孔内并与电极端子连接,从而通过集流构件将电极端子和电极组件的极耳电连接。
发明人发现,沿电极引出孔的径向,端盖的电极引出孔的孔壁与位于电极引出孔内的集流构件的连接部距离的较近,使得端盖和集流构件之间具有较小的爬电距离(爬电距离是沿绝缘表面测得的两个导电零部件之间或导电零部件与设备防护界面之间的最短路径,这里指端盖的电极引出孔的孔壁在径向上与集流构件的连接部之间的距离),导致端盖在高压下容易被击穿,从而导致电池单体短路。
基于上述考虑,为了降低端盖被高压击穿导致电池单体短路的风险,发明人经过深入研究,设计了一种电池单体,通过使电极引出孔的孔壁与连接部的外周壁沿电极引出孔的径向的最小距离H满足:H≥2mm,以使端盖和集流构件之间具有较大的爬电距离,降低端盖被高电压击穿的风险,从而降低电池单体因高压击穿短路。
本申请实施例公开的电池单体可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电设备中。可以使用具备本申请公开的电池单体、电池等组成该用电设备的电源***,这样,有利于降低电池单体的 端盖因高压击穿导致电池单体短路的风险,提升电池性能的稳定性和电池安全性。
本申请实施例描述的技术方案适用于电池以及使用电池的用电设备。
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。本申请实施例对上述用电设备不做特殊限制。
以下实施例为了方便说明,以用电设备为车辆1000为例进行说明。
请参照图1,车辆1000的内部设置有电池100,电池100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池100可以用于车辆1000的供电,例如,电池100可以作为车辆1000的操作电源。
车辆1000还可以包括控制器200和马达300,控制器200用来控制电池100为马达300供电,例如,用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
在本申请一些实施例中,电池100不仅仅可以作为车辆1000的操作电源,还可以作为车辆1000的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。
请参照图2,电池100包括箱体10和电池单体20,电池单体20收容于箱体10内。
箱体10用于为电池单体20提供安装空间11。在一些实施例中,箱体10可以包括第一部分12和第二部分13,第一部分12与第二部分13相互盖合,以限定出用于容纳电池单体20的安装空间11。当然,第一部分12与第二部分13的连接处可通过密封件29(图未示出)来实现密封,密封件29可以是密封圈、密封胶等。
第一部分12和第二部分13可以是多种形状,比如,长方体、圆柱体等。第一部分12可以是一侧开口以形成容纳电池单体20的容纳腔的空心结构,第二部分13也可以是一侧开口以形成容纳电池单体20的容纳腔的空心结构,第二部分13的开口侧盖合于第一部分12的开口侧,则形成具有安装空间11的箱体10。当然,也可以是第一部分12为一侧开口以形成容纳电池单体20的容纳腔的空心结构,第二部分13为板状结构,第二部分13盖合于第一部分12的开口侧,则形成具有安装空间11的箱体10。
在电池100中,电池单体20可以是一个、也可以是多个。若电池单体20为多个,多个电池单体20之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池单体20中既有串联又有并联。多个电池单体20之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池单体20构成的整体容纳于箱体10内;当然,也可以是多个电池单体20先串联或并联或混联组成电池模块,多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体10内。电池单体20可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。图2示例性的示出了电池单体20呈长方体的情况。
在一些实施例中,电池100还可以包括汇流部件(图未示出),多个电池单体20之间可通过汇流部件实现电连接,以实现多个电池单体20的串联或并联或混联。
请参照图3,电池单体20可以包括壳体21、电极组件22、端盖23、端子组件24和集流构件25。壳体21具有开口211,电极组件22容纳于壳体21内,端盖23用于封盖于开口211。
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22的具体形状来确定。比如,若电极组件22为圆柱体结构,壳体21则可选用为圆柱体结构;若电极组件22为长方体结构,壳体21则可选用长方体结构。图3示例性的示出了壳体21和电极组件22为长方体的情况。
壳体21的材质也可以是多种,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金等,本申请实施例对此不作特殊限制。
电极组件22可以包括正极片(图未示出)、负极片(图未示出)和隔离膜(图未示出)。电极组件22可以是由正极片、隔离膜和负极片通过卷绕形成的卷绕式结构,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。电极组件22还包括正极极耳221a和负极极耳221b,可以是正极片中未涂覆正极活性物质层的正极集流体作为正极极耳221a,可以是负极片中未涂覆负极活性物质层的负极集流体作为负极极耳221b。
端盖23用于封盖壳体21的开口211,以形成一密闭的容纳空间(图未示出),容纳空间用于容纳电极组件22。容纳空间还用于容纳电解质,例如电解液。
端子组件24作为输出电池单体20的电能的部件,端子组件24包括电极端子241。
电极端子241用于与电极组件22电连接,即电极端子241与电极组件22的极耳221电连接,电极端子241与极耳221通过集流构件25连接,以实现电极端子241与极耳221的电连接。
需要说明的,壳体21的开口211可以是一个,也可以是两个。若壳体21的开口211为一个,端盖23也可以为一个,端盖23中则可设置两个电极端子241,两个电极端子241分别用于与电极组件22正极极耳221a和负极极耳221b电连接,端盖23上的两个电极端子241分别为正极电极端子241和负极电极端子241。若壳体21的开口211为两个,比如,两个开口211设置在壳体21相对的两侧,端盖23也可以为两个,两个端盖23分别盖合于壳体21的两个开口211处。在这种情况下,端子组件24的两个电极端子241可以分别设置于两个端盖23,可以是一个端盖23上的电极端子241为正极电极端子241,用于与电极组件22的正极极耳221a电连接;另一个端盖23上的电极端子241为负极电极端子241,用于与电极组件22的负极片电连接。
在一些实施例中,如图3所示,端盖23上还可以设有注液孔231,可以通过注液孔231向壳体21内注入电解液。
在一些实施例中,如图3所示,端盖23上还可以设有泄压机构26,泄压机构26用于在电池单体20的内部压力或温度达到阈值时致动以泄放电池单体20的内部的压力。该阈值设计根据设计需求不同而不同。所述阈值可能取决于电池单体20中的正极片、负极片、电解液和隔离膜中一种或几种的材料。泄压机构26可以采用诸如防爆阀、防爆片、气阀、泄压阀或安全阀等的形式,并可以具体采用压敏或温敏的元件或构造,即,当电池单体20的内部压力或温度达到预定阈值时,泄压机构26执行动作或者泄压机构26中设有的薄弱结构被破坏,从而形成可供内部压力或温度泄放的开口211或通道。
本申请中所提到的“致动”是指泄压机构26产生动作或被激活至一定的状态,从而使得电池单体20的内部压力及温度得以被泄放。泄压机构26产生的动作可以包括但不限于:泄压机构26中的至少一部分破裂、破碎、被撕裂或者打开,等等。
在一些实施例中,如图3、图4、图5所示,电池单体20包括壳体21、电极组件22、端盖23、端子组件24和集流构件25;壳体21具有开口211;电极组件22容纳于壳体21内,电极组件22具有极耳221;端盖23用于封盖开口211,端盖23设有电极引出孔232;端子组件24包括电极端子241,电极端子241与电极引出孔232对应设置,电极端子241用于输出电池单体20的电能;集流构件25被配置为连接于电极端子241和极耳221之间,以实现电极端子241和极耳221电连接;其中,集流构件25具有位于电极引出孔232内的连接部251,连接部251用于连接电极端子241,沿电极引出孔232的径向,电极引出孔的孔壁2321与连接部251的外周壁之间的最小距离H,满足H≥2mm。
电极引出孔232可以是圆孔、方形孔、矩形孔或者其他异形孔。在本实施例中,电极引出孔232为圆孔,电极引出孔232贯穿端盖23位于厚度方向的两侧。电极引出孔232的轴向与端盖23的厚度方向一致。
集流构件25的连接部251沿电极引出孔232的轴向伸入电极引出孔232内。连接部251的外周面可以为圆柱面,也可以为圆锥面。任意形状的电极引出孔232和任意形状的连接部251的外周件,H均是指电极引出孔的孔壁2321与连接部251的外周壁在径向上的最小距离。
端盖23上的电极引出孔的孔壁2321与集流构件25延伸至电极引出孔232中的连接部 251沿径向的最小距离不小于2mm,则端盖23和集流构件25之间具有较大的爬电距离,降低端盖23被高电压击穿的风险,从而降低电池单体20因高压击穿短路而引发安全问题的风险。
根据实际情况,电极引出孔的孔壁2321与连接部251的外周壁之间的最小距离H可以有不同的取值范围,比如,在一些实施例中,H满足:H≥3mm。
在另一些实施例中,H的取值范围的下限值也可以是其他,比如H≥2.5mm、H≥3.5mm、H≥4mm,等等。
端盖23上的电极引出孔的孔壁2321与集流构件25延伸至电极引出孔232中的连接部251沿径向的最小距离不小于3mm,进一步增大端盖23和集流构件25之间的爬电距离,降低端盖23被高电压击穿的风险,从而降低电池单体20因高压击穿短路而引发安全问题的风险。
电极引出孔的孔壁2321与连接部251的外周壁之间的距离越大,工艺难度越大,考虑到加工工艺能够做到的尺寸和实际中端盖23的结构尺寸,在一些实施例中,H满足:H≤10mm。
当然,在另一些实施例中,H的上限值也可以是其他取值。比如,H≤9mm、H≤9.5mm、H≤11mm,等等。
端盖23上的电极引出孔的孔壁2321与集流构件25延伸至电极引出孔232中的连接部251沿径向的距离不超过10mm,能够降低制造难度,且保证端盖23的结构强度。
请参照图5,在一些实施例中,沿电极引出孔232的轴向,电极端子241在端盖23上的投影位于电极引出孔232内。
电极引出孔232和电极端子241同轴布置。电极端子241在端盖23上的投影位于电极引出孔232内,则电极引出孔232的孔径大于电极端子241沿其轴向在端盖23上的投影的外径。在另一些实施例中,电极引出孔232的孔径可以小于或者等于电极端子241沿其轴向在端盖23上的投影的外径。
电极端子241在端盖23上的投影位于电极引出孔232内,则电极引出孔232的孔径大于电极端子241的外径,以使沿电极引出孔232的径向电极引出孔的孔壁2321和电极端子241之间具有较大的距离,以使端盖23和集流构件25之间具有较大的爬电距离,降低端盖23被高电压击穿的风险,从而降低电池单体20因高压击穿短路而引发安全问题的风险。
电极端子241可以直接固定在端盖23上,也可以通过间接连接的方式固定在端盖23上。请参照图5、图6,在一些实施例中,端子组件24还包括固定件27,固定件27连接于端盖23,固定件27沿电极端子241的周向包覆于电极端子241的外侧,以将电极端子241固定于端盖23。
固定件27的一端固定于端盖23。固定件27的另一端位于端盖23背离电池单体20的内部的一侧,换句话说,固定件27从端盖23延伸至端盖23背离电池单体20的内部的一侧并凸出端盖23背离电池单体20的内部的表面。固定件27为沿电极引出孔232的周向延伸的封闭结构。固定件27与端盖23连接的一端沿电极引出的孔壁的延伸方向延伸,以形成封闭结构的固定件27。可以理解为,电极端子241通过固定件27间接固定于端盖23。
沿电极引出孔232的轴向,电极端子241可以全部位于固定件27围成的空间内并位于端盖23背离电池单体20的内部的一侧;电极端子241也可以部分位于固定件27围成的空间内,电极端子241的部分延伸至电极引出孔232内与集流构件25的连接部251连接。
设置固定件27,方便将电极端子241固定于端盖23。固定件27周向包覆于电极端子241的外侧,能够提高电极端子241安装的稳定性。且固定件27延伸至端盖23背离电池单体20的内部的一侧,固定件27的至少部分能够位于固定件27围成的空间内,能够减少电极端子241对电池单体20内部空间的占用,有利于提高能量密度。
在一些实施例中,固定件27与端盖23一体成型。
固定件27与端盖23一体成型,是指固定件27与端盖23采用一体成型的工艺制造而成,比如通过冲压、浇筑等一体成型工艺制造成型。
在另一些实施例中,固定件27和端盖23也可以分体设置后,通过焊接等方式将固定件27和端盖23连接为整体。
固定件27和端盖23一体成型,方便制造;且使得固定件27和端盖23成型后的结构具有较强的结构强度。
请参照图5、图6,在一些实施例中,端子组件24还包括第一绝缘件28,第一绝缘件28设置于固定件27与电极端子241之间,以分隔固定件27和电极端子241。
第一绝缘件28为沿电极引出孔232的轴向延伸的封闭结构。第一绝缘件28可以是被挤压在固定件27和电极端子241之间,第一绝缘件28也可以是与固定件27和电极端子241均形成连接关系,以使电极端子241通过第一绝缘件28间接连接于固定件27。
第一绝缘件28分隔固定件27和电极端子241,是指第一绝缘件28使得固定件27和电极端子241不接触,从而使得固定件27和电极端子241之间不导电。在固定件27和电极端子241之间设置第一绝缘件28,能够避免固定件27与电极端子241接触导致电池单体20短路。
在一些实施例中,第一绝缘件28为注塑于固定件27和电极端子241之间的注塑件。
在注塑的过程中,液态的第一绝缘件28具有高温,与固定件27和电极端子241接触后,使得固定件27的内表面和电极端子241的外表面能够处于熔融状态,则固定件27的分子和液态的第一绝缘件28的分子会相互渗透、电极端子241的分子和液态的第一绝缘件28的分子会相互渗透,在第一绝缘件28凝固为固态后,则第一绝缘件28和固定件27、第一绝缘件28和电极端子241均形成连接关系。
在另一些实施例中,第一绝缘件28也可以是成型后再放置在固定件27和电极端子241之间。
第一绝缘件28为注塑件,换句话说,第一绝缘件28通过注塑的方式成型在固定件27和电极端子241之间,方便第一绝缘件28的成型和安装。通过注塑的方式成型还能提高固定件27和第一绝缘件28以及电极端子241和第一绝缘件28之间的连接稳定性。
为了提高第一绝缘件28和固定件27的连接稳定性,请继续参照图5、图6,在一些实施例中,固定件27的内周面设有向内凸出的第一限位部271,第一绝缘件28设有供第一限位部271***的第一凹陷部283,第一限位部271被配置为插设于第一凹陷部283,以固定固定件27和第一绝缘件28。
第一限位部271可以是沿电极引出孔232的周向延伸形成的封闭结构,相应地,第一凹陷部283也可以是与第一限位部271匹配的沿电极引出孔232的周向延伸形成的封闭结构;第一限位部271也可以沿电极引出孔232的周向形成非封闭结构,这种实施例中,第一凹陷部283可以是与第一限位部271匹配的非封闭结构,也可是沿电极引出孔232的周向延伸形成的封闭结构。
在另一些实施例中,也可以是在固定件27的内表面设有第一凹陷部283,第一绝缘件28面向固定件27的内表面的表面形成有能够***固定件27的内表面的第一凹陷部283的第一限位部271。
第一限位部271和第一凹陷部283插接配合能够提高第一绝缘件28与固定件27的连接稳定性。
第一限位部271的数量可以是一个,也可以是多个,其中,多个是指两个及两个以上。如图6所示,在一些实施例中,固定件27的内周面设有间隔布置的多个第一限位部271,第一绝缘件28设有间隔布置的多个第一凹陷部283,第一限位部271与第一凹陷部283一一对应设置。
多个第一限位部271可以共圆设置,也可以分布在不同的圆周。多个第一限位部271沿电极引出孔232的周向间隔布置。
在另一些实施例中,多个第一限位部271也可以沿电极引出孔232的轴向间隔布置。
多个第一限位部271和多个第一凹陷部283插接配合能够进一步提高第一绝缘件28与固 定件27的连接稳定性。且多个第一限位部271沿电极引出孔232的周向间隔布置,则多个第一限位部271和多个第一凹陷部283配合后还能对第一绝缘件28周向限位,防止第一绝缘件28相对固定件27周向转动。
如图6所示,在一些实施例中,固定件27的外周面设有凹槽272,并在固定件27的内周面与凹槽272相对应的位置形成有凸出于固定件27的内周面的第一限位部271。
凹槽272从固定件27的外周面向固定件27的围成的内部空间内凹陷,则固定件27的内表面在凹槽272的对应位置向固定件27的围成的内部空间内凸出,以形成第一限位部271。
在另一些实施例中,第一限位部271也可以直接在固定件27的内表面设置。
在固定件27的外周面形成凹槽272的过程中在固定件27的内表面的形成第一限位部271,能够降低制造难度和提高制造效率。
为了提高第一绝缘件28和电极端子241的连接稳定性,请继续参照图6,在一些实施例中,沿电极引出孔232的径向,第一绝缘件28面向电极端子241的表面设有第二限位部284,电极端子241面向第一绝缘件28的表面设有供第二限位部284***的第二凹陷部2414,第二限位部284被配置为插设于第二凹陷部2414,以固定第一绝缘件28和电极端子241。
第二限位部284可以是沿电极引出孔232的周向延伸形成的封闭结构,相应地,第二凹陷部2414也可以是与第二限位部284匹配的沿电极引出孔232的周向延伸形成的封闭结构;第二限位部284也可以沿电极引出孔232的周向形成非封闭结构,这种实施例中,第二凹陷部2414可以是与第二限位部284匹配的非封闭结构,也可是沿电极引出孔232的周向延伸形成的封闭结构。
在另一些实施例中,也可以是在第一绝缘件28面向电极端子241的表面设有第二凹陷部2414,电极端子241面向第一绝缘件28的表面的形成有能够***第一绝缘件28的第二凹陷部2414的第二限位部284。
第二限位部284和第二凹陷部2414插接配合能够提高第一绝缘件28与电极端子241的连接稳定性。
第二限位部284的数量可以是一个,也可以是多个,其中,多个是指两个及两个以上。在一些实施例中,第一绝缘件28设有间隔布置的多个第二限位部284,电极端子241设有间隔布置的多个第二凹陷部2414,第二限位部284与第二凹陷部2414一一对应设置。
多个第二限位部284可以共圆设置,也可以分布在不同的圆周。多个第二限位部284沿电极引出孔232的周向间隔布置。
在另一些实施例中,多个第二限位部284也可以沿电极引出孔232的轴向间隔布置。
多个第二限位部284和多个第二凹陷部2414插接配合能够进一步提高第一绝缘件28与电极端子241的连接稳定性。且多个第二限位部284沿电极引出孔232的周向间隔布置,则多个第二限位部284和多个第二凹陷部2414配合后还能对第一绝缘件28周向限位,防止电极端子241相对第一绝缘件28周向转动。
请结合参照图5、图6,在一些实施例中,电极端子241包括主体部2411,第一绝缘件28包括相连的第一绝缘部281和第二绝缘部282,第一绝缘部281围设于主体部2411的外周,主体部2411具有面向电池单体20内部的第一表面2411a,第二绝缘部282位于第一表面2411a的一侧并与第一表面2411a接触,以限制主体部2411向靠近电池单体20的内部的方向移动。
第一绝缘部281和第二绝缘部282均为沿电极引出孔232的周向延伸的封闭结构。第一绝缘部281围设于主体部2411的外周,以使分隔主体部2411和固定件27。第二绝缘部282连接于第一绝缘部281沿电极引出孔232的轴向的一端。第二绝缘部282为圆环结构,以使第二绝缘部282形成有中心孔,集流构件25的连接部251能够伸入中心孔与电极端子241连接或者电极端子241从中心孔穿出与集流构件25的连接部251相连。
第二凹陷部2414设置与主体部2411的外周面并沿电极引出孔232的轴向贯穿主体部 2411的两端。
在另一些实施例中,第一绝缘件28可以仅包括第一绝缘部281。
第一绝缘部281围设于主体部2411的外周,能够分隔固定件27和主体部2411,避免固定件27和主体部2411接触导致电池单体20内部短路。第二绝缘部282与主体部2411的第一表面2411a接触,不仅能够起到绝缘的作用,还能限制主体部2411向靠近电池单体20的内部的方向移动,提高电极端子241安装稳定性。
请继续参照图5、图6,在一些实施例中,电极端子241还包括第一凸出部2412,第一凸出部2412从第一表面2411a凸出主体部2411,第一绝缘件28围设于第一凸出部2412的外周。
主体部2411和第一凸出部2412均为圆柱形,主体部2411的直径大于第一凸出的直径。第二绝缘部282背离电池单体20的内部的表面与主体部2411的第一表面2411a连接。沿电极引出孔232的径向,第二绝缘部282的内表面与第一凸出部2412的外周面接触。第二绝缘部282面向电池单体20的内部的表面和第一凸出部2412面向电池单体20的内部的表面可以平齐,也可以不平齐。在一些实施例中,第二绝缘部282面向电池单体20的内部的表面相对第一凸出部2412面向电池单体20的内部的表面更加靠近电池单体20的内部或者第二绝缘部282面向电池单体20的内部的表面相对第一凸出部2412面向电池单体20的内部的表面更加远离电池单体20的内部,以使两者不平齐。
电极端子241包括第一凸出部2412,第一凸出部2412相对主体部2411更加靠近电池单体20的内部,便于电极端子241与集流构件25连接。第二绝缘部282围设于第一凸出部2412的外周能够增大第一绝缘件28和电极端子241的接触面积,提高连接稳定性。
如图5、图7、图8,在一些实施例中,沿电极引出孔232的径向,电极引出孔的孔壁2321与第一凸出部2412的外周壁之间的距离C,满足:C≤8mm。
需要说明的是,在一些实施例中,固定件27与端盖23的连接位置具有拐角区,电极引出孔的孔壁2321与第一凸出部2412的外周壁之间的距离C应该减去拐角区沿电极组件22的径向的尺寸(如图8中的F),但是拐角区在电极引出孔232的径向上的尺寸很小,因此,在某些情况下可以忽略。图6中示出的C是未忽略拐角区沿电极组件22的径向的尺寸的情况。图8中示出的C是忽略拐角区沿电极组件22的径向的尺寸的情况。
当然,在另一些实施例中,C的上限值也可以是其他取值。比如,C≤7.5mm、C≤8.5mm、C≤9mm,等等。
电极引出孔的孔壁2321与第一凸出部2412的外周壁之间的距离C不超过8mm,既能增大端盖23和电极端子241之间的爬电距离,降低端盖23被高电压击穿的风险,从而降低电池单体20因高压击穿短路而引发安全问题的风险。
如图5所示,在一些实施例中,第一凸出部2412面向电池单体20的表面相对第二绝缘部282面向电池单体20的表面更加远离电池单体20的内部;其中,沿电极引出孔232的轴向,第一凸出部2412面向电池单体20的表面与第二绝缘部282面向电池单体20的表面之间的距离D,满足:0mm<D≤3mm。
当然根据实际需要,D也可以有其他的取值范围。
第一凸出部2412面向电池单体20的表面相对第二绝缘部282面向电池单体20的表面更加远离电池单体20的内部,以使第二绝缘部282能够更好的分隔固定件27和第一凸出部2412,进一步降低电池单体20短路的风险。
在另一些实施例中,电极端子241可以仅包括主体部2411,不包括第一凸出部2412。
如图8所示,在一些实施例中,固定件27包括围设于主体部2411周围的固定本体274,固定本体274的一端与端盖23背离电池单体20的内部的表面连接;沿电极引出孔232的径向,固定本体274的内表面和主体部2411的外周面之间的距离E,满足:0.3mm≤E≤2mm。
第一限位部271设置于固定本体274的内表面,凹槽272设置于固定本体274的外周面。固定本体274为圆锥形,固定本体274的外周面为圆周面,固定本体274的大端与端盖23连接,固定本体274的小端延伸至端盖23背离电池单体20的内部的一侧。
当然,在另一些实施例中,固定本体274的内表面和主体部2411的外周面之间的距离E也可以是其他取值范围。
固定本体274的内表面和主体部2411的外周面之间的距离E,满足:0.3mm≤E≤2mm,便于在固定本体274和主体部2411之间设置绝缘件,且绝缘件的厚度满足绝缘需求。
如图8所示,在一些实施例中,固定本体274的内径小于电极引出孔232的内径;沿电极引出孔232的径向,固定本体274与端盖23连接的一端的内表面与电极引出孔的孔壁2321之间的距离F,满足:0.5≤F≤4mm。
由于固定本体274从与端盖23的连接位置向端盖23背离电池单体20的内部的一侧延伸,固定本体274和端盖23的连接位置存在倒角区,以使降低固定本体274和端盖23的连接位置的应力集中。倒角区的存在使得固定本体274最靠近电池单体20的内部的一端沿电极引出孔232的径向与电极引出孔的孔壁2321之间存在距离,即固定本体274与端盖23连接的一端的内表面与电极引出孔的孔壁2321之间的距离F,若是F过小,则不方便固定件27和端盖23一体成型,若F过大,则使得固定件27和集流构件25之间的距离减小,从而减小了爬电距离。
固定本体274与端盖23连接的一端的内表面与电极引出孔的孔壁2321之间的距离F满足:0.5≤F≤4mm,方便固定本体274固定成型于端盖23上。且使得集流构件25的连接部251和固定件27之间的爬电距离较大,降低固定件27被击穿而导致电池单体20短路的风险。
如图8所示,在一些实施例中,端子组件24还包括密封件29,密封件29设置于固定件27与电极端子241之间以密封连接电极端子241和固定件27。
密封件29和第一绝缘件28为彼此独立的结构。在另一些实施例中,密封件29也可以是第一绝缘件28,即第一绝缘件28即起到绝缘的作用,也起到密封的作用,这种实施例中,可以不需要在固定件27和电极端子241之间额外设置密封件29。
固定件27和电极端子241之间设置密封件29,能够提高固定件27和电极端子241之间的密封性能,从而提高电池单体20的密封性能。
请继续参见图8,在一些实施例中,电极端子241包括主体部2411;固定件27包括凸缘273,凸缘273被配置为朝靠近电极引出孔232的轴线的方向延伸并位于主体部2411的背离电池单体20内部的一侧,以限制电极端子241向背离电池单体20的内部的方向移动,至少部分密封件29位于凸缘273与主体部2411之间。
凸缘273连接于固定本体274背离端盖23的一端。凸缘273为圆环结构,以使凸缘273形成有中心孔,用电设备能够穿过凸缘273的中心孔与电极端子241连接,或者电极端子241的其他部分能够穿过凸缘273的中心孔与用电设备连接。
凸缘273位于主体部2411背离电池单体20的内部的一侧,凸缘273能够限制电极端子241向背离所述电池单体20的内部的方向移动,提高电极端子241安装的稳定性。第二绝缘部282位于主体部2411面向电池单体20的内部的一侧,凸缘273和第二绝缘部282共同实现对电极端子241在电极引出孔232的轴向上的限位,进一步提高电极端子241的安装稳定性。
在一些实施例中,主体部2411背离电池单体20的内部的一侧具有第二表面2411b,电极端子241还包括凸台2413,凸台2413从第二表面2411b凸出于主体部2411,密封件29的部分位于第二表面2411b与凸缘273之间,密封件29的部分位于凸缘273与凸台2413的外周面之间。
凸缘273背离电池单体20的内部的表面和凸台2413背离电池单体20的内部的表面可以平齐,也可以不平齐。在一些实施例中,凸缘273背离电池单体20的内部的表面相对凸台2413背离电池单体20的内部的表面更加靠近电池单体20的内部或者凸缘273背离电池单体20的内部的表面相对凸台2413背离电池单体20的内部的表面更加远离电池单体20的内部,以使两者不平 齐。如图8所示,凸缘273背离电池单体20的内部的表面相对凸台2413背离电池单体20的内部的表面更加靠近电池单体20的内部,即沿背离电池单体20的内部的方向,凸台2413凸出凸缘273背离电池单体20的内部的表面,方便电极端子241与用电设备连接,以使输出电池单体20的电能。
主体部2411和凸台2413均为圆柱形,主体部2411的直径大于凸台2413的直径在,则凸缘273的内周面于凸台2413的外周面相对。
密封件29的部分位于第二表面2411b和凸台2413之间、密封件29的部分位于凸缘273和凸台2413的外周面之间,能够增大密封件29和电极端子241的接触面积以及增大密封件29和凸缘273的接触面积,提高固定件27和电极端子241之间的密封性能。
请继续参见图8,在一些实施例中,电池单体20还包括第二绝缘件210,第二绝缘件210包括相连的绝缘本体2101部和延伸部2102,绝缘本体2101部设置于端盖23面向电池单体20的内部的一侧,沿电极引出孔232的轴向,延伸部2102从绝缘本体2101部向靠近电极端子241的方向延伸至电极引出孔232内并围设于连接部251的外侧,以分隔连接部251和电极引出孔的孔壁2321。
延伸部2102可以延伸至与电极端子241面向电池单体20的内部的一端或者第二绝缘部282面向电池单体20的内部的一端相抵,也可以与电极端子241在电极引出孔232的轴向上存在一定的间隙。
第二绝缘件210的绝缘本体2101部设置于端盖23面向电池单体20的内部的一侧,能够分隔电极组件22和端盖23,避免电极组件22和端盖23接触导致电池单体20短路。第二绝缘件210的延伸部2102延伸至电极引出孔232内并位于集流构件25的连接部251的外侧,能够分隔连接部251和电极引出孔的孔壁2321,降低连接部251和端盖23接触导致电池单体20短路的风险。
本申请实施例还提供一种电池100,电池100包括上述任意实施例提供的电池单体20。
上述任意实施例中的电池单体20的端盖23和集流构件25之间具有较大的爬电距离,降低端盖23被高电压击穿的风险,从而降低电池单体20因高压击穿短路而引发安全问题的风险,从而提高电池100的安全性能。
在本申请实施例提供一种用电设备,用电设备包括上述任意实施例提供的电池单体20。
上述任意实施例中的电池单体20的端盖23和集流构件25之间具有较大的爬电距离,降低端盖23被高电压击穿的风险,从而降低电池单体20因高压击穿短路而引发安全问题的风险,从而提高用电安全。
如图9所示,本申请实施例还提供一种电池单体的制造设备2000,电池单体的制造设备2000包括提供装置2100和组装装置2200;提供装置2100被配置为提供壳体21、电极组件22、端盖23、端子组件24和集流构件25,壳体21具有开口211,电极组件22具有极耳221,端盖23设有电极引出孔232;端子组件24包括电极端子241,电极端子241与电极引出孔232对应设置,电极端子241用于输出电池单体20的电能;组装装置2200被配置为将电极组件22容纳于壳体21内、将集流构件25连接于电极端子241和极耳221之间,以实现电极端子241和极耳221电连接;其中,集流构件25具有位于电极引出孔232内的连接部251,连接部251用于连接电极端子241,沿电极引出孔232的径向,电极引出孔的孔壁2321与连接部251的外周壁之间的最小距离H,满足H≥2mm。
如图10所示,本申请实施例还提供一种电池单体20的制造方法,电池单体20的制造方法包括:
S100,提供壳体21、电极组件22、端盖23、端子组件24和集流构件25,壳体21具有开口211,电极组件22具有极耳221,端盖23设有电极引出孔232;端子组件24包括电极端子241,电极端子241与电极引出孔232对应设置,电极端子241用于输出电池单体20的电能;
S200,将电极组件22容纳于壳体21内;
S300,将集流构件25连接于电极端子241和极耳221之间,以实现电极端子241和极耳221电连接;
其中,集流构件25具有位于电极引出孔232内的连接部251,连接部251用于连接电极端子241,沿电极引出孔232的径向,电极引出孔的孔壁2321与连接部251的外周壁之间的最小距离H,满足H≥2mm。
本申请实施例提供一种电池单体20,电池单体20包括壳体21、电极组件22、端盖23、端子组件24、集流构件25、固定件27、第一绝缘件28、密封件29和第二绝缘件210。
壳体21具有开口211。电极组件22容纳于壳体21内。端盖23用于封盖开口211,端盖23设有电极引出孔232。端子组件24包括电极端子241,电极端子241与电极引出孔232对应设置,电极端子241用于输出电池单体20的电能。
集流构件25用于实现电极端子241和电极组件22的极耳221的电连接,集流构件25具有位于电极引出孔232内的连接部251,连接部251用于连接电极端子241。
固定件27连接于端盖23并围设于电极端子241的外周,固定件27包括固定本体274和凸缘273,固定本体274的一端连接于端盖23,另一端连接凸缘273。
电极端子241包括主体部2411、第一凸出部2412和凸台2413。主体部2411具有沿电极引出孔232的轴向相对的第一表面2411a和第二表面2411b,第一表面2411a相对第二表面2411b更靠近电池单体20的内部。第一凸出部2412连接于第一表面2411a,凸台2413连接于第二表面2411b。第一绝缘件28的第一绝缘部281围设于主体部2411的外周,以分隔主体部2411和固定件27。第一绝缘件28的第二绝缘部282位于主体部2411面向电池单体20的内部的一侧并与第一表面2411a相连,以限制电极端子241向靠近电池单体20的内部的方向移动,第二绝缘部282还围设于第一凸出部2412的外周并与第一凸出部2412的外周面相连。
密封件29的部分密封连接于凸缘273和第二表面2411b之间,密封件29的部分密封于凸缘273的内周面和凸台2413的外周面之间。
第二绝缘件210的绝缘本体2101部设置于端盖23面向电池单体20的内部的一侧,沿电极引出孔232的轴向,第二绝缘件210的延伸部2102从绝缘本体2101部向靠近电极端子241的方向延伸至电极引出孔232内并围设于连接部251的外侧,以分隔连接部251和电极引出孔的孔壁2321。
沿电极引出孔232的径向,电极引出孔的孔壁2321与连接部251的外周壁之间的最小距离H,满足H≥2mm,则端盖23和集流构件25之间具有较大的爬电距离,降低端盖23被高电压击穿的风险,从而降低电池单体20因高压击穿短路而引发安全问题的风险。
以上仅为本申请的优选实施例而已,并不用于限制本申请,对于本领域的技术人员来说,本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本申请的保护范围之内。
Claims (25)
- 一种电池单体,包括:壳体,具有开口;电极组件,容纳于所述壳体内,所述电极组件具有极耳;端盖,用于封盖所述开口,所述端盖设有电极引出孔;端子组件,包括电极端子,所述电极端子与所述电极引出孔对应设置,所述电极端子用于输出所述电池单体的电能;集流构件,被配置为连接于所述电极端子和所述极耳之间,以实现所述电极端子和所述极耳电连接;其中,所述集流构件具有位于所述电极引出孔内的连接部,所述连接部用于连接所述电极端子,沿所述电极引出孔的径向,所述电极引出孔的孔壁与所述连接部的外周壁之间的最小距离H,满足H≥2mm。
- 根据权利要求1所述的电池单体,其中,H满足:H≥3mm。
- 根据权利要求1或2所述的电池单体,其中,H满足:H≤10mm。
- 根据权利要求1-3任一项所述的电池单体,其中,沿所述电极引出孔的轴向,所述电极端子在所述端盖上的投影位于所述电极引出孔内。
- 根据权利要求1-4任一项所述的电池单体,其中,所述端子组件还包括固定件,所述固定件连接于所述端盖,所述固定件沿所述电极端子的周向包覆于所述电极端子的外侧,以将所述电极端子固定于所述端盖。
- 根据权利要求5所述的电池单体,其中,所述固定件与所述端盖一体成型。
- 根据权利要求5或6所述的电池单体,其中,所述端子组件还包括第一绝缘件,所述第一绝缘件设置于所述固定件与所述电极端子之间,以分隔所述固定件和所述电极端子。
- 根据权利要求7所述的电池单体,其中,所述第一绝缘件为注塑于所述固定件和所述电极端子之间的注塑件。
- 根据权利要求7或8所述的电池单体,其中,所述固定件的内周面设有向内凸出的第一限位部,所述第一绝缘件设有供所述第一限位部***的第一凹陷部,所述第一限位部被配置为插设于所述第一凹陷部,以固定所述固定件和所述第一绝缘件。
- 根据权利要求9所述的电池单体,其中,所述固定件的内周面设有间隔布置的多个所述第一限位部,所述第一绝缘件设有间隔布置的多个所述第一凹陷部,所述第一限位部与所述第一凹陷部一一对应设置。
- 根据权利要求9或10所述的电池单体,其中,所述固定件的外周面设有凹槽,并在所述固定件的内周面与所述凹槽相对应的位置形成有凸出于所述固定件的内周面的所述第一限位部。
- 根据权利要求7-11任一项所述的电池单体,其中,所述电极端子包括主体部,所述第一绝缘件包括相连的第一绝缘部和第二绝缘部,所述第一绝缘部围设于所述主体部的外周,所述主体部具有面向所述电池单体内部的第一表面,所述第二绝缘部位于所述第一表面的一侧并与所述第一表面接触,以限制所述主体部向靠近所述电池单体的内部的方向移动。
- 根据权利要求12所述的电池单体,其中,所述电极端子还包括第一凸出部,所述第一凸出部从所述第一表面凸出所述主体部,所述第二绝缘部围设于所述第一凸出部的外周。
- 根据权利要求13所述的电池单体,其中,沿所述电极引出孔的径向,所述电极引出孔的孔壁与所述第一凸出部的外周壁之间的距离C,满足:C≤8mm。
- 根据权利要求13或14所述的电池单体,其中,所述第一凸出部面向电池单体的表面相对所述第二绝缘部面向所述电池单体的表面更加远离所述电池单体的内部;其中,沿所述电极引出孔的轴向,所述第一凸出部面向电池单体的表面与所述第二绝缘部面向所述电池单体的表面之间的距离D,满足:0mm<D≤3mm。
- 根据权利要求12-15任一项所述的电池单体,其中,所述固定件包括围设于所述主体部周围的固定本体,所述固定本体的一端与所述端盖背离所述电池单体的内部的表面连接;沿所述电极引出孔的径向,所述固定本体的内表面和所述主体部的外周面之间的距离E,满足:0.3mm≤E≤2mm。
- 根据权利要求16所述的电池单体,其中,所述固定本体的内径小于所述电极引出孔的内径;沿所述电极引出孔的径向,所述固定本体与所述端盖连接的一端的内表面与所述电极引出孔的孔壁之间的距离F,满足:0.5≤F≤4mm。
- 根据权利要求5-17任一项所述的电池单体,其中,所述端子组件还包括密封件,所述密封件设置于所述固定件与所述电极端子之间以密封连接所述电极端子和所述固定件。
- 根据权利要求18所述的电池单体,其中,所述电极端子包括主体部;所述固定件包括凸缘,所述凸缘被配置为朝靠近所述电极引出孔的轴线的方向延伸并位于所述主体部的背离所述电池单体内部的一侧,以限制所述电极端子向背离所述电池单体的内部的方向移动,至少部分所述密封件位于所述凸缘与所述主体部之间。
- 根据权利要求19所述的电池单体,其中,所述主体部背离所述电池单体的内部的一侧具有第二表面,所述电极端子还包括凸台,所述凸台从所述第二表面凸出于所述主体部,所述密封件的部分位于所述第二表面与所述凸缘之间,所述密封件的部分位于所述凸缘与所述凸台的外周面之间。
- 根据权利要求1-20任一项所述的电池单体,其中,所述电池单体还包括第二绝缘件,所述第二绝缘件包括相连的绝缘本体部和延伸部,所述绝缘本体部设置于所述端盖面向所述电池单体的内部的一侧,沿所述电极引出孔的轴向,所述延伸部从所述绝缘本体部向靠近所述电极端子的方向 延伸至所述电极引出孔内并围设于所述连接部的外侧,以分隔所述连接部和所述电极引出孔的孔壁。
- 一种电池,其中,包括根据权利要求1-21任一项所述的电池单体。
- 一种用电设备,其中,包括根据权利要求1-21任一项所述的电池单体。
- 一种电池单体的制造设备,其中,包括:提供装置,被配置为提供壳体、电极组件、端盖、端子组件和集流构件,所述壳体具有开口,所述电极组件具有极耳,所述端盖设有电极引出孔;所述端子组件包括电极端子,所述电极端子与所述电极引出孔对应设置,所述电极端子用于输出所述电池单体的电能;组装装置,被配置为将所述电极组件容纳于所述壳体内、将所述集流构件连接于所述电极端子和所述极耳之间,以实现所述电极端子和所述极耳电连接;其中,所述集流构件具有位于所述电极引出孔内的连接部,所述连接部用于连接所述电极端子,沿所述电极引出孔的径向,所述电极引出孔的孔壁与所述连接部的外周壁之间的最小距离H,满足H≥2mm。
- 一种电池单体的制造方法,其中,包括:提供壳体、电极组件、端盖、端子组件和集流构件,所述壳体具有开口,所述电极组件具有极耳,所述端盖设有电极引出孔;所述端子组件包括电极端子,所述电极端子与所述电极引出孔对应设置,所述电极端子用于输出所述电池单体的电能;将所述电极组件容纳于所述壳体内;将所述集流构件连接于所述电极端子和所述极耳之间,以实现所述电极端子和所述极耳电连接;其中,所述集流构件具有位于所述电极引出孔内的连接部,所述连接部用于连接所述电极端子,沿所述电极引出孔的径向,所述电极引出孔的孔壁与所述连接部的外周壁之间的最小距离H,满足H≥2mm。
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PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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