CN218414807U - 电池单体、电池及用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电池单体、电池及用电装置，该电池单体包括壳体、电极组件和端盖。壳体具有开口，电极组件容纳于所述壳体内，所述端盖包括盖体以及连接于所述盖体的筒体，所述盖体用于覆盖所述开口，所述筒体环绕在所述壳体的外侧并连接于所述壳体。在本申请实施例提供的电池单体中，端盖包括盖体以及连接于盖体的筒体，盖体用于覆盖开口以与壳体形成容纳电极组件的容纳空间，而筒体环绕在壳体的外侧并连接于壳体，在有助于端盖对壳体进行密封的同时，还可以减少电池单体由于端盖对壳体进行密封时而导致短路的发生，从而实现提高电池单体的安全性能，使电池单体具有良好的安全性能。

Description

电池单体、电池及用电装置

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体涉及一种电池单体、电池及用电装置。

背景技术

电池由于具有高能量密度等特点，因而被广泛应用于各领域中提供电能，例如手机、电动交通工具等领域。

随着电池技术的发展，电池的能量密度已经得到一定的提高，已使其可以为各领域中的设备提供较高的续航里程，伴随着电池的能量密度的提高，其安全性能也是一个需要考虑的问题。因此，如何提高电池的安全性能，已成为电池技术中一个亟待解决的问题。

实用新型内容

本申请提供了一种电池单体、电池及用电装置，该电池单体具有良好的安全性能。

第一方面，本申请实施例提供了一种电池单体，包括壳体、电极组件和端盖。壳体具有开口，电极组件容纳于所述壳体内，所述端盖包括盖体以及连接于所述盖体的筒体，所述盖体用于覆盖所述开口，所述筒体环绕在所述壳体的外侧并连接于所述壳体。

在本申请实施例提供的电池单体中，端盖包括盖体以及连接于盖体的筒体，盖体用于覆盖开口以与壳体形成容纳电极组件的容纳空间，而筒体环绕在壳体的外侧并连接于壳体，在有助于端盖对壳体进行密封的同时，还可以减少电池单体由于端盖对壳体进行密封时而导致短路的发生，从而实现提高电池单体的安全性能，使电池单体具有良好的安全性能。

在本申请的一些实施例中，所述壳体的外侧具有外螺纹，所述筒体具有与所述外螺纹相匹配的内螺纹，所述筒体和所述壳体通过所述内螺纹和所述外螺纹连接。

在上述这些实施例中，壳体的外侧具有外螺纹，筒体具有与该外螺纹相匹配的内螺纹，这样不仅能够使壳体和端盖匹配，以减少端盖和壳体之间的间隙。而且在筒体和壳体通过内螺纹和外螺纹进行连接或拆卸时，能够减少筒体和壳体在上述操作时所产生的金属屑掉入壳体内而导致电池单体短路的发生。

在本申请的一些实施例中，所述筒体与所述壳体粘接连接或焊接连接。

在上述这些实施例中，筒体和壳体可以通过粘接连接或焊接连接，有助于端盖密封壳体，以降低外部因素对电池单体的影响和减少壳体的漏气和漏液的发生。

在本申请的一些实施例中，所述端盖由绝缘材料制成。

在上述这些实施例中，绝缘材料制成的端盖，能够降低电解液对其的腐蚀，并且还能够防止壳体与电极组件导通而发生短路。

在本申请的一些实施例中，所述绝缘材料包括塑料和树脂中的至少一种。

在上述这些实施例中，绝缘材料包括塑料和树脂中的至少一种，能够有助于降低端盖的重量和制造成本。

在本申请的一些实施例中，所述电池单体还包括绝缘膜，所述绝缘膜包覆于所述壳体和所述筒体。

在上述这些实施例中，绝缘膜包覆于壳体和筒体，能够进一步防止壳体与电极组件导通而发生短路。

在本申请的一些实施例中，所述壳体具有围绕所述开口的端面；所述电池单体还包括密封圈，夹持于所述端面和所述盖体之间。

在上述这些实施例中，密封圈的设置能够有助于端盖密封壳体，以进一步降低外部因素对电池单体的影响和减少壳体的漏气和漏液的发生。

在本申请的一些实施例中，所述密封圈为氟橡胶密封圈。

在上述这些实施例中，氟橡胶密封圈由于具有耐腐蚀、耐老化、耐高低温、耐电解液等优点，使其能够更有助于端盖密封壳体。

在本申请的一些实施例中，所述密封圈的外径D1小于或等于所述盖体的内径d2，所述密封圈的内径d1、所述端面的内径d和外径D满足如下关系：d≤d1≤D。

在上述这些实施例中，密封圈的尺寸设置可方便安装的同时，还可更好的使端盖密封壳体。

第二方面，本申请实施例提供了一种电池，包括上述任一项实施例中所述的电池单体。由于该电池包含上述任一项实施例中的电池单体，因此，该电池具有上述电池单体所具有的技术效果，在此不再赘述。

第三方面，本申请实施例提供了一种用电装置，包括上述实施例中所述的电池，所述电池用于提供电能。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

通过阅读对下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中，用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图；

图2示出了本申请一些实施例提供的电池的***图；

图3示出了本申请一些实施例提供的电池单体的结构示意图；

图4示出了本申请一些实施例提供的电池单体的***图；

图5示出了本申请一些实施例提供的电池单体的结构示意图；

图6示出了本申请又一些实施例提供的电池单体的结构示意图；

图7示出了本申请另一些实施例提供的电池单体的结构示意图。

具体实施方式中的附图标号如下：

1000-车辆；

100-电池，200-控制器，300-马达；

10-箱体，11-第一部分，12-第二部分；

20-电池单体；

21-壳体，211-开口，2111-端面，212-外螺纹；

22-电极组件；

23-端盖，231-盖体，232-筒体，2321-内螺纹；

24-绝缘膜；

25-密封圈。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请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。

在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”、“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本文中提及“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申请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。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在本申请实施例的描述中，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，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上(包括两个)，同理，“多组”指的是两组以上(包括两组)，“多片”指的是两片以上(包括两片)。

在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，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实施例的限制。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；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或两个元件的相互作用关系。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申请实施例中的具体含义。

在本申请中，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，本申请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。

电池单体可以包括锂离子二次电池单体、锂离子一次电池单体、锂硫电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体等，本申请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，本申请实施例对此也不限定。电池单体一般分成三种：柱形电池单体、方形电池单体和软包电池单体，本申请实施例对此也不限定。

电池单体或多个电池单体构成的电池能够提供高电压、高容量及高能量密度，因而被广泛应用于消费电子设备或动力设备等中。

在电池单体在组装过程中，发明人发现，端盖和壳体在进行连接或拆卸时会产生金属屑，而这些金属可能会导致电池单体发生短路，并引发安全问题。

鉴于此，本申请实施例提供了一种电池单体、电池及用电装置，该电池单体具有良好的安全性能。

在本申请中，用电装置可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、航天器等等。其中，电动玩具可以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，航天器可以包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等。

以下实施例为了方便说明，以本申请一实施例的一种用电装置为车辆为例进行说明。

图1示出了本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图。

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。

图2示出了本申请一些实施例提供的电池的***示意图。

请参照图2，电池100包括箱体10和电池单体20，箱体10用于容纳电池单体20。

其中，箱体10是容纳电池单体20的部件，箱体10为电池单体20提供容纳空间，箱体10可以采用多种结构。在一些实施例中，箱体10可以包括第一部分11、第二部分12和第三部分13，第一部分11和第二部分12、第三部分13相互盖合，以限定出用于容纳电池单体20的容纳空间。第一部分11、第二部分12和第三部分13可以是多种形状，比如，长方体、圆柱体等。第一部分11可以是二侧开放的空心结构，第二部分12和第三部分13也可以是一侧开放的空心结构，第二部分12和第三部分13的开放侧盖合于第一部分11的开放侧，则形成具有容纳空间的箱体10。也可以是第一部分11为一侧开放的空心结构，第二部分12为板状结构，第三部分13也为板状结构，第二部分12和第三部分13盖合于第一部分11的开放侧，则形成具有容纳空间的箱体10。第一部分11与第二部分12、第三部分13可以通过密封元件来实现密封，密封元件可以是密封圈、密封胶等。

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。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。也可以是所有电池单体20之间直接串联或并联或混联在一起，再将所有电池单体20构成的整体容纳于箱体10内。

图3示出了本申请一些实施例提供的电池单体的结构示意图。图4示出本申请一些实施例提供的电池单体的***图。

请参照图3和4，本申请实施例提供了一种电池单体，包括壳体21、电极组件22和端盖23。壳体21具有开口211，电极组件22容纳于壳体21内，端盖23包括盖体231以及连接于盖体231的筒体232，盖体231用于覆盖开口211，筒体232环绕在壳体21的外侧并连接于壳体21。

壳体21为一侧开口211的空心结构，也可以是两侧开口211的空心结构。端盖23盖合于壳体21的开口211处并形成密封连接，以形成用于容纳电极组件22、电解液以及其他部件的容纳腔。

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，则可选用为圆柱体壳体21；若电极组件22为长方体结构，则可选用长方体壳体21。

壳体21内的电极组件22可以是一个，也可以是多个，本申请实施例在此也不做特别限定。

电极组件22是电池单体20中发生电化学反应的部件，电极组件22包括正极极片、负极极片和隔离膜组成。电池单体20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材料层，正极活性材料层涂覆于正极集流体的表面，未涂敷正极活性材料层的正极集流体凸出于已涂覆正极活性材料层的正极集流体，未涂敷正极活性材料层的正极集流体作为正极极耳。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，未涂敷负极活性物质层的负极集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的负极集流体，未涂敷负极活性物质层的负极集流体作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜，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。

隔离膜的材质可以为聚丙烯(polypropylene，PP)或聚乙烯(polyethylene，PE)等。此外，电极组件22可以是卷绕式结构，也可以是叠片式结构，本申请实施例并不限于此。

端盖23是盖合于壳体21的开口211以将电池单体20的内部环境与外部环境隔绝的部件。端盖23包括盖体231以及连接于盖体231的筒体232，端盖23盖合于壳体21的开口211，筒体232环绕在壳体21的外侧并与壳体21连接，以使端盖23与壳体21共同限定出用于容纳电极组件22、电解液以及其他部件的容纳腔。筒体232的形状可以与壳体21的形状适配，比如，壳体21为长方体结构，筒体232为与壳体21相适配的方筒结构，再如，壳体21为圆柱体结构，筒体232为与壳体21相适配的圆筒结构。

端盖23的材质也可以是多种，比如，铜、铁、铝、钢、铝合金、塑胶等，端盖23的材质与壳体21的材质可以相同，也可以不同。

本申请实施例不限制筒体232与壳体21的连接方式。示例性地，筒体232与壳体21可通过焊接、卡接、粘接、螺纹连接或其它的连接方式连接。

在本申请实施例提供的电池单体20中，端盖23包括盖体231以及连接于盖体231的筒体232，盖体231用于覆盖开口211以与壳体21形成容纳电极组件22的容纳空间，而筒体232环绕在壳体21的外侧并连接于壳体21，能够有助于端盖23对壳体21进行密封。此外，筒体环绕在壳体的外侧并与其连接，这样能够减少筒体和壳体在过程中所产生的金属屑掉入壳体内的风险，即还能够减少电池单体20由于端盖23对壳体21进行密封时而导致短路的发生，从而实现提高电池单体20的安全性能，使电池单体20具有良好的安全性能。

在本申请的一些实施例中，盖体231上可以设置电极端子，电极端子用于与电极组件22电连接，以输出电池单体20的电能。电极端子可以包括正极电极端子和负极电极端子，正极电极端子用于与正极极耳电连接，负极电极端子用于与负极极耳电连接。正极电极端子与正极极耳可以直接连接，也可以间接连接，负极电极端子与负极极耳可以直接连接，也可以间接连接。

图5示出了本申请一些实施例提供的电池单体的结构示意图。

请参照图5，在本申请的一些实施例中，壳体21的外侧具有外螺纹212，筒体232具有与外螺纹212相匹配的内螺纹2321，筒体232和壳体21通过内螺纹2321和外螺纹212连接。

在上述这些实施例中，壳体21的外侧具有外螺纹212，筒体232具有与该外螺纹212相匹配的内螺纹2321，这样不仅能够使壳体21和端盖23匹配，以减少端盖23和壳体21之间的间隙。而且在筒体232和壳体21通过内螺纹2321和外螺纹212进行连接或拆卸时，能够减少筒体232和壳体21在上述操作时所产生的金属屑掉入壳体21内而导致电池单体20短路的发生。

在本申请的一些实施例中，筒体232与壳体21粘接连接或焊接连接。

筒体232和壳体21的粘接连接可以采用密封胶实现，即将密封胶涂抹在筒体232和壳体21之间的缝隙边缘处，将该缝隙密封起来，以防止外部水汽等进入壳体21内以及壳体21内产生的气体和电解液泄漏。

筒体232和壳体21的焊接可以通过激光点焊机进行密封连接，即使用激光电焊机将筒体232靠近壳体21的端部与壳体21进行焊接，从而实现密封连接。

在上述这些实施例中，筒体232和壳体21可以通过粘接连接或焊接连接，有助于端盖23密封壳体21，以降低外部因素对电池单体20的影响和减少壳体21的气体和电解液泄漏的发生。

在本申请的另一些实施例中，还可以在筒体232和壳体21螺纹连接的基础上，对壳体21和端盖23之间进行密封连接，例如粘接或焊接连接等，这样能够进一步有助于端盖23密封壳体21。

此外，在本申请的实施例中，盖体231上还可以设置有用于在电池单体20的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构。在泄压的过程中，部分电解液在内部压力作用下溢出壳体21并残留在端盖23上，端盖23上的电解液不仅会对端盖23产生腐蚀，甚至其含有的金属盐还有可能会导致电极组件22与壳体21导通而发生短路。

因此，在本申请的一些实施例中，端盖23由绝缘材料制成。绝缘材料制成的端盖23，不仅能够降低电解液对其的腐蚀，并且还能够防止壳体21与电极组件22导通而发生短路，从而提高电池单体20的安全性能。

在本申请的另一些实施例中，壳体21也可以由绝缘材料制成，这样能够进一步防止电极组件22和壳体21导通而发生短路，从而进一步提高电池单体20的安全性能。

在本申请的一些实施例中，绝缘材料包括塑料层和树脂层中的至少一种。这些绝缘材料不仅能够有助于降低端盖23和壳体21的重量，以提高电池单体20的质量能量密度，而且还能够降低壳体21和端盖23的制造成本。

图6示出了本申请又一些实施例提供的电池单体的结构示意图。

请参照图6，在本申请的一些实施例中，电池单体20还包括绝缘膜24，绝缘膜24包覆于壳体21和筒体232。该绝缘膜24包覆于壳体21和筒体232，能够进一步防止壳体21与电极组件22导通而发生短路。

在上述这些实施例中，绝缘膜24也可以采用塑料和树脂等绝缘材料制成。

图7示出了本申请另一些实施例提供的电池单体的结构示意图。

请参照图7，在本申请的一些实施例中，壳体21具有围绕开口211的端面2111，电池单体20还包括密封圈25，夹持于端面2111和盖体231之间。密封圈25的设置能够有助于端盖23密封壳体21，以进一步降低外部因素对电池单体20的影响和减少壳体21的漏气和漏液的发生。

在本申请的一些实施例中，密封圈25为氟橡胶密封圈。氟橡胶密封圈由于具有耐腐蚀、耐老化、耐高低温、耐电解液等优点，使其能够更有助于端盖23密封壳体21。

在本申请的一些实施例中，密封圈25的外径D1小于或等于盖体231的内径d2，密封圈25的内径d1与端面2111的内径d和外径D满足如下关系：d≤d1≤D。

在上述这些实施例中，密封圈25的内径和外径满足上述关系，在可方便安装的同时，还可更好地实现端盖23密封壳体21。

本申请实施例提供了一种电池，包括上述任一项实施例中的电池单体。由于该电池包含上述任一项实施例中的电池单体，因此，该电池具有上述电池单体20所具有的技术效果，在此不再赘述。

本申请实施例提供了一种用电装置，包括上述实施例中的电池。

根据本申请的一些实施例，电池单体20包括壳体21、电极组件22和端盖23。壳体21具有开口211，且壳体21还具有外螺纹212。电极组件22容纳于壳体21内。端盖23包括盖体231以及连接于盖体231的筒体232，盖体231用于覆盖开口211，筒体232具有与外螺纹212相匹配的内螺纹2321，筒体232和壳体21通过内螺纹2321和外螺纹212连接。这样不仅能够使壳体21和端盖23匹配，以减少端盖23和壳体21之间的间隙。而且在筒体232和壳体21通过内螺纹2321和外螺纹212进行连接或拆卸时，能够减少筒体232和壳体21在上述操作时所产生的金属屑掉入壳体21内而导致电池单体20短路的发生，从而实现提供电池单体20的安全性能，使电池单体20具有良好的安全性能。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。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。本申请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。

Claims (11)

1.一种电池单体，其特征在于，包括：

壳体，具有开口；

电极组件，容纳于所述壳体内；

端盖，所述端盖包括盖体以及连接于所述盖体的筒体，所述盖体用于覆盖所述开口，所述筒体环绕在所述壳体的外侧并连接于所述壳体。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述壳体的外侧具有外螺纹，所述筒体具有与所述外螺纹相匹配的内螺纹，所述筒体和所述壳体通过所述内螺纹和所述外螺纹连接。

3.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述筒体与所述壳体粘接连接或焊接连接。

4.根据权利要求1-3中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述端盖由绝缘材料制成。

5.根据权利要求4所述的电池单体，其特征在于，所述绝缘材料包括塑料和树脂中的至少一种。

6.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体还包括绝缘膜，所述绝缘膜包覆于所述壳体和所述筒体。

7.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述壳体具有围绕所述开口的端面；

所述电池单体还包括密封圈，夹持于所述端面和所述盖体之间。

8.根据权利要求7所述的电池单体，其特征在于，所述密封圈为氟橡胶密封圈。

9.根据权利要求7或8中所述的电池单体，其特征在于，所述密封圈的外径D1小于或等于所述盖体的内径d2，所述密封圈的内径d1、所述端面的内径d和外径D满足如下关系：d≤d1≤D。

10.一种电池，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的电池单体。

11.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求10中所述的电池，所述电池用于提供电能。

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