CN218586135U - 壳体、电芯、电池和用电设备 - Google Patents

Abstract

一种壳体，包括沿第一方向连接的框体和第一盖体。框体包括侧壁，侧壁环绕设置形成容纳空间。侧壁朝向第一盖体的一端设有第一台阶部，第一台阶部形成于侧壁朝向容纳空间的一侧或形成于侧壁背离容纳空间的一侧。第一盖体包括底壁和连接壁。沿第一方向，底壁和侧壁间隔设置，且底壁的投影位于容纳空间内。连接壁包括第一部分和第二部分，第一部分自底壁的边缘朝向第一台阶部延伸设置且位于第一台阶部外，第二部分自第一部分延伸至第一台阶部内。第一部分在第一方向上呈弧形延伸设置，第二部分抵接于第一台阶部。上述壳体便于适配具有圆角拐角的电池仓，提高壳体的通用性。本申请还提供包括上述壳体的电芯、电池和用电设备。

Description

壳体、电芯、电池和用电设备

技术领域

本申请涉及储能技术领域，特别涉及一种壳体、电芯、电池和用电设备。

背景技术

现有的电芯壳体一般采用金属片材经拉伸或冲压工艺制成。壳体的侧壁和底壁的连接处会形成多个直角拐角，导致壳体无法适配多种形状拐角的电池仓。

实用新型内容

鉴于上述状况，有必要提供一种壳体，能够适配具有多种形状拐角的电池仓，提高壳体的通用性。

本申请的实施例提供一种壳体，包括沿第一方向依次连接的框体和第一盖体。框体包括侧壁，侧壁环绕设置且形成容纳空间。侧壁朝向第一盖体的一端设有第一台阶部，第一台阶部形成于侧壁朝向容纳空间的一侧或形成于侧壁背离容纳空间的一侧。第一盖体包括底壁和连接壁。沿第一方向，底壁和侧壁间隔设置，且底壁的投影位于侧壁及容纳空间的投影范围内。连接壁包括第一部分和第二部分，第一部分自底壁的边缘朝向第一台阶部延伸设置且位于第一台阶部外，第二部分自第一部分延伸至第一台阶部内。第一部分在第一方向上呈弧形延伸设置，第二部分抵接于第一台阶部。

上述壳体中，第一部分在第一方向上呈弧形延伸设置，以使连接壁在底壁和侧壁之间形成呈弧形面延伸的过渡面，进而便于适配具有圆角拐角的电池仓，提高壳体的通用性。第二部分抵接于第一台阶部，以提高第一盖体和框体之间的连接强度。

本申请的一些实施例中，沿第一方向，连接壁的投影位于侧壁及容纳空间的投影范围内，以提高壳体的空间利用率。

本申请的一些实施例中，第一部分在第一方向上呈圆弧延伸设置，圆弧所在圆的半径R满足：R≥0.2mm。，以便于适配目前使用率较高的具有圆角拐角且圆角半径大于或等于2mm的电池仓，提高壳体的通用性。

本申请的一些实施例中，第二部分的延伸方向和第一方向之间的夹角β满足：0°≤β≤5°。当β＝0°时，第二部分朝向第一台阶面的端面与第一台阶面平行，以便于第二部分朝向第一台阶面的端面完全抵接于第一台阶面，进而提高第二部分和第一台阶面之间抵接的稳定性。当0°＜β≤5°时，第二部分朝向第一台阶面的端面相对第一台阶面倾斜，第二部分朝向第一台阶面的端面部分抵接于第一台阶面，以便于形成填充焊接材料或粘接材料的间隙，进而提高第二部分和第一台阶面之间抵接的稳定性。

本申请的一些实施例中，底壁和连接壁的厚度相同且定义为第一盖体的第一厚度T1，第一盖体的第一厚度T1和侧壁的第二厚度T2之间的关系满足：T1＜T2。与现有的壳体的侧壁和底壁的厚度相同的方式相比，能够在第一盖体和框体满足密封条件的同时降低第一盖体占用的空间和质量，便于提高包括壳体的电芯的能量密度。

本申请的一些实施例中，台阶部包括在第一方向上设置的第一台阶面、以及在侧壁的厚度方向上设置的第二台阶面，第一台阶面和第二台阶面相邻设置且形成容纳第二部分的空间。

本申请的一些实施例中，沿侧壁的厚度方向，第一台阶面的第一长度d1和第一盖体的第一厚度T1之间的关系满足：T1＜d1，以使第一台阶部和第二部分之间设有间隙。

本申请的一些实施例中，沿侧壁的厚度方向，第一台阶面的第一长度d1和侧壁的第二厚度T2之间的关系满足：0.15mm＜T2＜2mm，且0.05mm≤d1≤0.5T2，以限制的侧壁对应第二台阶面部分的厚度，使第二台阶面具备足够的结构强度以连接第二部分。

本申请的一些实施例中，沿第一方向，第二台阶面的第二长度d2和第二部分的高度h1之间的关系满足：d2＞0.2mm，且d2＜h1，以使第二部分至少部分抵接于第一台阶面。

本申请的一些实施例中，侧壁包括多个壁部和倒角部，壁部环绕设置，倒角部连接于相邻两个壁部之间，沿第一方向观察，倒角部呈弧形延伸设置，以降低侧壁碰刮伤电池仓的风险

本申请的一些实施例中，壳体还包括第二盖体，第二盖体密封连接于侧壁远离第一盖体的一端。

本申请的实施例还提供一种电芯，包括上述任一实施例中的壳体，电极组件设于容纳空间中。

本申请的实施例还提供一种电池，包括上述实施例中的电芯。

本申请的实施例还提供一种用电设备，包括上述实施例中的电池。

本申请的壳体、电芯、电池和用电设备中，第一部分在第一方向上呈弧形延伸设置，以使连接壁在底壁和侧壁之间形成呈弧形面延伸的过渡面，进而便于适配具有圆角拐角的电池仓，提高壳体的通用性。第二部分抵接于第一台阶部，以提高第一盖体和框体之间的连接强度。

附图说明

图1是本申请的一个实施例中壳体的第一结构示意图。

图2是本申请的一个实施例中壳体的拆分结构示意图。

图3是本申请的一个实施例中壳体的第二结构示意图。

图4是图1沿剖面线A-A的剖视图。

图5是图3沿剖面线B-B的剖视图。

图6是本申请的一个实施例中壳体的第二部分的延伸方向示意图。

图7是本申请的一个实施例中电芯的结构示意图。

图8是本申请的一个实施例中电池的结构示意图。

图9是本申请的一个对比例中用电设备的结构示意图。

主要元件符号说明

壳体 100

电芯 200

电池 300

用电设备 400

框体 10

容纳空间 10a

侧壁 11

壁部 11a

倒角部 11b

第一台阶部 111

第一台阶面 111a

第二台阶面 111b

第一表面 112

第二表面 113

第三表面 114

注液孔 115

连通孔 116

第一盖体 20

底壁 21

连接壁 22

第一部分 221

第二部分 222

间隙 23

第二盖体 30

电极组件 41

密封件 42

电连接件 43

第一方向 Z

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本申请。

具体实施方式

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描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

需要说明的是，当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中设置的元件。当一个元件被认为是“设置在”另一个元件，它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中设置的元件。

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。本文中在本申请的说明书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。本文所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

应理解的是，考虑实际加工公差的因素，本申请的技术方案中当两元件平行/垂直设置时沿同一方向设置，两元件之间可存在一定的夹角，两元件之间的允许存在0-±10％的公差，两元件大于、等于或小于允许存在0-±10％的公差。

本申请的实施例提供一种壳体，包括沿第一方向依次连接的框体和第一盖体。框体包括侧壁，侧壁环绕设置且形成容纳空间。侧壁朝向第一盖体的一端设有第一台阶部，第一台阶部形成于侧壁朝向容纳空间的一侧或形成于侧壁背离容纳空间的一侧。第一盖体包括底壁和连接壁。沿第一方向，底壁和侧壁间隔设置，且底壁的投影位于侧壁及容纳空间的投影范围内。连接壁包括第一部分和第二部分，第一部分自底壁的边缘朝向第一台阶部延伸设置且位于第一台阶部外，第二部分自第一部分延伸至第一台阶部内。第一部分在第一方向上呈弧形延伸设置，第二部分抵接于第一台阶部。

上述壳体中，第一部分在第一方向上呈弧形延伸设置，以使连接壁在底壁和侧壁之间形成呈弧形面延伸的过渡面，进而便于适配具有圆角拐角的电池仓，提高壳体的通用性。第二部分抵接于第一台阶部，以提高第一盖体和框体之间的连接强度。

结合附图，对本申请的实施例作进一步的说明。

请一并参阅图1和图2，本申请的实施例提供一种壳体100，壳体100可以但不限于用于容纳电极组件形成电芯结构。

壳体100包括沿第一方向Z依次连接的框体10和第一盖体20。框体10包括侧壁11，侧壁11环绕设置且形成容纳空间10a。第一盖体20密封连接于侧壁11朝向第一盖体20的一端，用于密封框体10一侧连通容纳空间10a开口。可选地，侧壁11可以为同一厚度的板材加工制成，或为多个同样厚度的板材通过焊接等连接方式制成。

请一并参阅图2和图3，侧壁11朝向第一盖体20的一端设有第一台阶部111，第一台阶部111形成于侧壁11朝向容纳空间10a的一侧或形成于侧壁11背离容纳空间10a的一侧。沿第一方向Z观察，第一台阶部111环绕设置，且第一台阶部111的在第一方向Z的投影位于侧壁11的投影范围内。

请一并参阅图4和图5，具体地，侧壁11厚度方向与第一方向Z垂直。侧壁11包括第一表面112、第二表面113和第三表面114。第一表面112位于侧壁11在第一方向Z上朝向第一盖体20的一侧。第二表面113和第三表面114在侧壁11厚度方向上相对设置，第二表面113位于侧壁11在侧壁11厚度方向上朝向容纳空间10a的一侧，第三表面114位于侧壁11在侧壁厚度方向背离容纳空间10a的一侧。第一台阶部111包括在第一方向Z上设置的第一台阶面111a、以及在侧壁11的厚度方向上设置的第二台阶面111b，第一台阶面111a和第二台阶面111b相邻设置。

当第一台阶部111形成于侧壁11朝向容纳空间10a的一侧时，第一台阶部111位于第一表面112和第二表面113的连接处，且第一台阶面111a相对第一表面112凹陷且平行于第一表面112，第二台阶面111b相对第二表面113凹陷且平行于第二表面113。当第一台阶部111形成于侧壁11背离容纳空间10a的一侧时，第一台阶部111位于第一表面112和第三表面114的连接处，且第一台阶面111a相对第一表面112凹陷且平行于第一表面112，第二台阶面111b相对第三表面114凹陷且平行于第三表面114。

请继续参阅图4和图5，第一盖体20包括底壁21和连接壁22。可选地，底壁21和连接壁22可以为同一厚度的板材加工制成，或为同样厚度的板材通过焊接等连接方式制成。

沿第一方向Z，底壁21和侧壁11间隔设置，以使底壁21位于容纳空间10a外。底壁21的投影位于侧壁11及容纳空间10a的投影范围内。连接壁22包括第一部分221和第二部分222，第一部分221自底壁21的边缘朝向第一台阶部111延伸设置且位于第一台阶部111外，第二部分222自第一部分221延伸至第一台阶部111内，第一台阶面111a和第二台阶面111b之间形成容纳第二部分222的空间。

第一部分221在第一方向Z上呈弧形延伸设置，以使连接壁22在底壁21和侧壁11之间形成呈弧形面延伸的过渡面，进而便于适配具有圆角拐角的电池仓，提高壳体100的通用性。第二部分222抵接于第一台阶部111，以提高第一盖体20和框体10之间的连接强度。

可以理解的是，壳体100也能适配于具有直角拐角的电池仓，连接壁22在底壁21和侧壁11之间形成呈弧形面延伸的过渡面能够降低碰刮伤电池仓的风险。

在一些实施例中，沿第一方向Z，连接壁22的投影位于侧壁11及容纳空间10a的投影范围内，以提高壳体100的空间利用率。

在一些实施例中，第一部分221在第一方向Z上呈圆弧延伸设置，圆弧所在圆的半径R大于或等于0.2mm，以便于适配目前使用率较高的具有圆角拐角且圆角半径大于或等于0.2mm的电池仓，提高壳体100的通用性。

可选地，半径R可以为0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.4mm、0.6mm等满足大于或等于0.2mm范围内其他任意数值中的一个。

请继续参阅图4和图5，在一些实施例中，第一台阶部111和第二部分222之间设有间隙23，间隙23用于填充焊接材料或粘接材料形成对应的焊接层或粘接层，以提高第一台阶部111和第二部分222之间的连接强度。

请一并参阅图6，在一些实施例中，第二部分222的延伸方向和第一方向Z之间的夹角β满足：0°≤β≤5°。可选地，夹角β可以为0°、1°、2°、3°、4°、5°等满足0°≤β≤5°范围内其他任意数值中的一个。

当β＝0°时，第二部分222朝向第一台阶面111a的端面与第一台阶面111a平行，以便于第二部分222朝向第一台阶面111a的端面完全抵接于第一台阶面111a，进而提高第二部分222和第一台阶面111a之间抵接的稳定性。此时，间隙23形成于第二台阶面111b和第二部分222朝向第二台阶面111b的侧面之间。

当0°＜β≤5°时，第二部分222朝向第一台阶面111a的端面相对第一台阶面111a倾斜，第二部分222朝向第一台阶面111a的端面部分抵接于第一台阶面111a。此时，间隙23形成于第二台阶面111b和第二部分222朝向第二台阶面111b的侧面之间，以及第二部分222朝向第一台阶面111a的端面和第一台阶面111a之间。通过上述设置使第二部分222相邻的两面分别通过焊接层或粘接层连接第一台阶部111，以提高第二部分222和第一台阶面111a之间抵接的稳定性。

可以理解的是，当0°＜β≤5°时，第二部分222的延伸方向相对第一方向Z倾斜设置，在壳体100的制备过程中，能够便于将第二部分222伸入第一台阶部111中且使第二部分222抵接于第一台阶部111。

请再次参阅图4，在一些实施例中，底壁21和连接壁22的厚度相同且定义为第一盖体20的第一厚度T1，第一盖体20的第一厚度T1和侧壁11的第二厚度T2之间的关系满足：T1＜T2。与现有的壳体的侧壁和底壁的厚度相同的方式相比，能够在第一盖体20和框体10满足密封条件的同时降低第一盖体20占用的空间和质量，便于提高包括壳体100的电芯的能量密度。

在一些实施例中，沿侧壁11的厚度方向，第一台阶面111a的第一长度d1和第一盖体20的第一厚度T1之间的关系满足：T1＜d1，以使第一台阶部111和第二部分222之间设有间隙23。

在一些实施例中，沿侧壁11的厚度方向，第一台阶面111a的第一长度d1和侧壁11的第二厚度T2之间的关系满足：0.15mm＜T2＜2mm，且0.05mm≤d1≤0.5T2，以限制的侧壁11对应第二台阶面111b部分的厚度，使第二台阶面111b具备足够的结构强度以连接第二部分222。

可选地，第二厚度T2可以为0.15mm、0.16mm、0.17mm、0.18mm、0.19mm、2mm等满足0°≤β≤5°范围内其他任意数值中的一个。

在一些实施例中，沿第一方向Z，第二台阶面111b的第二长度d2和第二部分222的高度h1之间的关系满足：d2＞0.2mm，且d2＜h1，以使第二部分222至少部分抵接于第一台阶面111a。

请再次参阅图2，在一些实施例中，侧壁11包括多个壁部11a和倒角部11b。壁部11a环绕设置，倒角部11b连接于相邻两个壁部11a之间。沿第一方向Z观察，倒角部11b呈弧形延伸设置，以降低侧壁11碰刮伤电池仓的风险。

请参阅图7，在一些实施例中，壳体100还包括第二盖体30，第二盖体30密封连接于侧壁11远离第一盖体20的一端，用于密封框体10另一侧连通容纳空间10a开口。

在一些实施例中，第二盖体30与侧壁11远离第一盖体20的端面密封连接。

在一些实施例中，侧壁11朝向第二盖体30的一端设有第二台阶部，第二台阶部和第一台阶部111结构类似，第二盖体30和第一盖体20结构类似，第二台阶部和第二盖体30的结构和连接关系可参照上文第一台阶部111和第一盖体20的描述，在此不作赘述。

下面通过具体实施方式说明本申请：

实施例1

请一并参阅图1和图4，第一台阶部111形成于侧壁11朝向容纳空间10a的一侧；第一盖体20的第一厚度T1满足：T1＝0.075mm；侧壁11的第二厚度T2满足：T2＝0.2mm；第一台阶面111a的第一长度d1满足：d1＝0.1mm；第二台阶面111b的第二长度d2满足：d2＝0.2mm；第二部分222的高度h1满足：h1＝0.3mm；第二部分222的延伸方向和第一方向Z之间的夹角β满足：β＝5°；第一部分221在第一方向Z上呈圆弧延伸设置，圆弧所在圆的半径等于0.6mm；第一台阶部111和第二部分222之间设有间隙23，焊接材料填充于间隙23中形成焊接层。

实施例2

请一并参阅图3和图5，第一台阶部111形成于侧壁11背离容纳空间10a的一侧；第一盖体20的第一厚度T1满足：T1＝0.05mm；侧壁11的第二厚度T2满足：T2＝0.3mm；第一台阶面111a的第一长度d1满足：d1＝0.1mm；第二台阶面111b的第二长度d2满足：d2＝0.3mm；第二部分222的高度h1满足：h1＝0.5mm；第二部分222的延伸方向和第一方向Z之间的夹角β满足：β＝0°；第一部分221在第一方向Z上呈圆弧延伸设置，圆弧所在圆的半径等于0.4mm；第一台阶部111和第二部分222之间设有间隙23，焊接材料填充于间隙23中形成焊接层。

请参阅图7，本申请的实施例还提供一种电芯200，电芯200包括上述任一实施例中的壳体100。电芯200还包括电极组件41、密封件42和电连接件43。电极组件41容纳于容纳空间10a中，用于充放电反应。可选地，电极组件41由依序设置的正极极片、隔离膜和负极极片堆叠或卷绕而成。侧壁11上设有连通容纳空间10a的注液孔115和连通孔116。注液孔115用于供电解液注入容纳空间10a中，密封件42密封连接于注液孔115中。电连接件43连接于连通孔116中，电连接件43一端与电极组件41电性连接，另一端用于与壳体100外的电路板组件等电性连接。

请参阅图8，本申请的实施例还提供一种电池300，电池300包括上述任一实施例中的电芯200。电池300还包括设于壳体100外的电路板组件，电路板组件与电极组件41电性连接。电路板组件可以但不限于为BMS(Battery Management System)，能够实现对电极组件的数据采集、控制、保护、通讯、电量计算、信号传输、电能传输等模块功能。

请参阅图9，本申请的实施例还提供一种用电设备400，用电设备400包括上述任一实施例中的电池300。用电设备400可以为手机、平板电脑等电子设备，或无人机、电动汽车等移动设备。在一些实施例中，用电设备具有圆角拐角的电池仓，连接壁22在底壁21和侧壁11之间形成呈弧形面延伸的过渡面与该圆角拐角适配。

上述壳体100、电芯200、电池300和用电设备400中，第一部分221在第一方向Z上呈弧形延伸设置，以使连接壁22在底壁21和侧壁11之间形成呈弧形面延伸的过渡面，进而便于适配具有圆角拐角的电池仓，提高壳体100的通用性。第二部分222抵接于第一台阶部111，以提高第一盖体20和框体10之间的连接强度。

另外，本领域技术人员还可在本申请精神内做其它变化，当然，这些依据本申请精神所做的变化，都应包含在本申请所公开的范围。

Claims (14)

1.一种壳体，包括沿第一方向连接的框体和第一盖体，其特征在于，所述框体包括侧壁，所述侧壁环绕设置且形成容纳空间，所述侧壁朝向所述第一盖体的一端设有第一台阶部，所述第一台阶部形成于所述侧壁朝向所述容纳空间的一侧或形成于所述侧壁背离所述容纳空间的一侧，

所述第一盖体包括底壁和连接壁，沿所述第一方向，所述底壁和所述侧壁间隔设置，且所述底壁的投影位于所述容纳空间内，所述连接壁包括第一部分和第二部分，所述第一部分自所述底壁的边缘朝向所述第一台阶部延伸设置且位于所述第一台阶部外，所述第二部分自所述第一部分延伸至所述第一台阶部内，所述第一部分在所述第一方向上呈弧形延伸设置，所述第二部分抵接于所述第一台阶部。

2.如权利要求1所述的壳体，其特征在于，沿所述第一方向，所述连接壁的投影位于所述容纳空间内。

3.如权利要求1所述的壳体，其特征在于，所述第一部分在所述第一方向上呈圆弧延伸设置，所述圆弧所在圆的半径R满足：R≥0.2mm。

4.如权利要求1所述的壳体，其特征在于，所述第二部分的延伸方向和所述第一方向之间的夹角β满足：0°≤β≤5°。

5.如权利要求1所述的壳体，其特征在于，所述底壁和所述连接壁的厚度相同且定义为所述第一盖体的第一厚度T1，所述第一盖体的第一厚度T1和所述侧壁的第二厚度T2之间的关系满足：T 1＜T2。

6.如权利要求5所述的壳体，其特征在于，所述台阶部包括在所述第一方向上设置的第一台阶面、以及在所述侧壁的厚度方向上设置的第二台阶面，所述第一台阶面和所述第二台阶面相邻设置且形成容纳所述第二部分的空间。

7.如权利要求6所述的壳体，其特征在于，沿所述侧壁的厚度方向，所述第一台阶面的第一长度d1和所述第一盖体的第一厚度T1之间的关系满足：T 1＜d1。

8.如权利要求7所述的壳体，其特征在于，沿所述侧壁的厚度方向，所述第一台阶面的第一长度d1和所述侧壁的第二厚度T2之间的关系满足：0.15mm＜T2＜2mm，且0.05mm≤d1≤0.5T2。

9.如权利要求6所述的壳体，其特征在于，沿所述第一方向，所述第二台阶面的第二长度d2和所述第二部分的高度h1之间的关系满足：d2＞0.2mm，且d2＜h1。

10.如权利要求1所述的壳体，其特征在于，所述侧壁包括多个壁部和倒角部，所述壁部环绕设置，所述倒角部连接于相邻两个所述壁部之间，沿第一方向观察，所述倒角部呈弧形延伸设置。

11.如权利要求1所述的壳体，其特征在于，所述壳体还包括第二盖体，所述第二盖体密封连接于所述侧壁远离所述第一盖体的一端。

12.一种电芯，包括电极组件，其特征在于，所述电芯还包括如上述权利要求1至11中任一项所述的壳体，所述电极组件设于所述容纳空间中。

13.一种电池，其特征在于，所述电池包括如权利要求12所述的电芯。

14.一种用电设备，其特征在于，所述用电设备包括如权利要求13所述的电池。

Images