CN219626849U - 一种电池单体、储能装置及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请公开一种电池单体，包括：电芯、极柱和转接件，电芯包括：芯体，具有相交的第一表面和第二表面；第一极耳，设于第一表面；第二极耳，设于第二表面；转接件包括：基部，连接极柱，基部与第一表面相对设置，且设有连接第一极耳的第一极耳连接部，引脚，连接基部，引脚与第二表面相对设置，且设有连接第二极耳的第二极耳连接部。通过多个极耳和多个极耳连接部相互配合的设计，使得电芯与转接件之间的过流区域面积增加，进而增大接触面积，这样可降低转接件、电芯的连接位置之间的电流密度及对应产生的欧姆热，进而降低电池单体的整体产热，并降低转接件、极耳等处发生熔融的风险，提高电池单体安全性能。本申请还公开一种储能装置和用电设备。

Description

一种电池单体、储能装置及用电设备

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池单体、储能装置及用电设备。

背景技术

相关技术中的电池通常设置转接件进行电芯和极耳之间的连接，进而实现电传导。而电池通常装配在储能装置中，以便为用电设备供电。而随着大功率用电设备的不断出现，需要增大储能装置的电容量以与大功率用电设备匹配。

但是由于电池中转接件、极耳等导电部件的尺寸和规格的限制，这样随之而来的问题是：第一、储能装置的电容量增大有所限制，影响与用电设备之间的匹配度；第二、功率的提高伴随过流需求的增大，这样转接件和极耳的连接处、以及电芯的内部的电流密度和热量将会急剧升高，进而导致转接件、极耳等位置发生熔融风险的概率提高，带来安全隐患，降低电池的安全性能。

实用新型内容

本申请公开一种电池单体、储能装置及用电设备，以解决相关技术中电池工作容易出现熔融等安全隐患，导致电池安全性能降低的问题。

第一方面，本申请公开一种电池单体，包括：电芯、极柱和转接件，极柱设置两个，且分别为正极极柱和负极极柱，转接件设置两个，且分别为正极转接件和负极转接件，电芯包括：芯体，具有相交的第一表面和第二表面；间隔设置的正极耳组和负极耳组，正极耳组和负极耳组均连接芯体，正极耳组、正极转接件和正极极柱依次相连，负极耳组、负极转接件和负极极柱依次相连；正极耳组和负极耳组中的至少一者包括第一极耳和第二极耳，第一极耳设于第一表面，第二极耳设于第二表面；与正极耳组和负极耳组中包括第一极耳和第二极耳的一者对应相连的转接件包括：基部，连接极柱，基部与第一表面相对设置，且设有连接第一极耳的第一极耳连接部，引脚，连接基部，引脚与第二表面相对设置，且设有连接第二极耳的第二极耳连接部。

可选地，第一表面与基部沿第一方向相对设置，第一方向为电芯的高度方向，引脚与第二表面沿第二方向相对设置，第二方向为电芯的长度方向，电芯设置多个，多个电芯沿第三方向依次设置，第三方向为电芯的厚度方向。

可选地，引脚包括沿第三方向依次设置的多个子引脚，相邻子引脚之间间隔设置且具有缝隙，子引脚设有第二极耳连接部，电芯沿第三方向设置多个，电芯与子引脚对应相连。

可选地，子引脚共两个，且分别为沿第三方向依次设置的第一子引脚和第二子引脚，第一子引脚和第二子引脚之间间隔设置以形成缝隙，第一子引脚和第二子引脚均设有第二极耳连接部，基部具有沿第三方向相对设置的第一侧边和第二侧边，第一侧边和第二侧边均设置第一极耳连接部，电芯共设置四个，四个电芯两两成组分别为第一组电芯和第二组电芯，第一子引脚、基部的第一侧边分别连接第一组电芯，第二子引脚、基部的第二侧边分别连接第二组电芯。

可选地，第一子引脚背离第二子引脚的一侧，以及第二子引脚背离第一子引脚的一侧均设有第二极耳连接部。

可选地，极柱与基部的连接点位于基部的中心，并且基部的中心与第一侧边的距离、基部的中心与第二侧边的距离相等。

可选地，基部设有过孔，极柱的至少部分穿设过孔以连接基部。

可选地，第二极耳包括相互连接的第一部分和第二部分，第二极耳的第一部分与第二极耳连接部的第二部分避让第二极耳连接部。

可选地，还包括端盖本体和绝缘件，端盖本体、绝缘件和转接件朝靠近电芯的方向依次设置，极柱依次穿设端盖本体、绝缘件以连接转接件。

可选地，还包括壳体，壳体设有内腔和连通内腔的开口，电芯设于内腔，端盖本体封盖开口。

第二方面，本申请公开一种储能装置，包括电池单体。

第三方面，本申请公开一种用电设备，包括储能装置。

与现有技术相比，本申请的有益效果是：

本申请公开的电池单体包括：电芯、极柱和转接件，极柱设置两个，且分别为正极极柱和负极极柱，转接件设置两个，且分别为正极转接件和负极转接件，电芯包括：芯体，具有相交的第一表面和第二表面；间隔设置的正极耳组和负极耳组，正极耳组和负极耳组均连接芯体，正极耳组、正极转接件和正极极柱依次相连，负极耳组、负极转接件和负极极柱依次相连；正极耳组和负极耳组中的至少一者包括第一极耳和第二极耳，第一极耳设于第一表面，第二极耳设于第二表面；与正极耳组和负极耳组中包括第一极耳和第二极耳的一者对应相连的转接件包括：基部，连接极柱，基部与第一表面相对设置，且设有连接第一极耳的第一极耳连接部，引脚，连接基部，引脚与第二表面相对设置，且设有连接第二极耳的第二极耳连接部。

如此，通过多个极耳和多个极耳连接部相互配合的设计，使得电芯与转接件之间的过流区域面积增加，进而增大接触面积，这样可以有效降低转接件、电芯的连接位置之间的电流密度及对应产生的欧姆热，进而降低电池单体的整体产热，并降低转接件、极耳等处发生熔融的风险，提高电池单体安全性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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的附图。

图1为本申请公开的一种转接件的结构图；

图2为本申请公开的一种电池单体内部结构图；

图3为本申请公开的一种图2的I处放大图；

图4为本申请公开的一种电池单体整体结构图；

图5为本申请公开的一种图4的II处放大图。

附图标记说明：

X-第一方向、Y-第二方向、Z-第三方向、

100-电芯、

110-芯体、111-第一表面、112-第二表面、

121-第一极耳、122-第二极耳、122a-第一部分、122b-第二部分、

300-极柱、

200-转接件、

220-基部、

221-过孔、220a-第一侧边、220b-第二侧边、

230-引脚、

231-第一子引脚、232-第二子引脚、233-缝隙、

211-第一极耳连接部、212-第二极耳连接部、

400-端盖本体、

500-绝缘件、

600-壳体。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“竖直”、“水平”、“横向”、“纵向”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。这些术语主要是为了更好地描述本实用新型及其实施例，并非用于限定所指示的装置、元件或组成部分必须具有特定方位，或以特定方位进行构造和操作。

并且，上述部分术语除了可以用于表示方位或位置关系以外，还可能用于表示其他含义，例如术语“上”在某些情况下也可能用于表示某种依附关系或连接关系。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解这些术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“安装”、“设置”、“设有”、“连接”、“相连”应做广义理解。例如，可以是固定连接，可拆卸连接，或整体式构造；可以是机械连接，或电连接；可以是直接相连，或者是通过中间媒介间接相连，又或者是两个装置、元件或组成部分之间内部的连通。对于本领域普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

此外，术语“第一”、“第二”等主要是用于区分不同的装置、元件或组成部分(具体的种类和构造可能相同也可能不同)，并非用于表明或暗示所指示装置、元件或组成部分的相对重要性和数量。除非另有说明，“多个”的含义为两个或两个以上。

相关技术中，电池的容量越大，所需要的过流能力越大，而较大的过流量带来的问题是：转接件和极耳的连接处、以及电芯的内部的电流密度和热量将会急剧升高，进而导致转接件、极耳等位置发生熔融风险的概率提高，带来安全隐患，降低电池的安全性能。为解决这个问题，故设计本申请装置，下面结合图1～图5进行详述。

本申请公开的电池单体包括：电芯100、极柱300和转接件200。其中，极柱300设置两个，且分别为正极极柱和负极极柱，转接件200设置两个，且分别为正极转接件和负极转接件。

电芯100为电池单体的储能部件，电芯100可以包括：芯体110、正极耳组和负极耳组。芯体110具有相交的第一表面111和第二表面112。正极耳组和负极耳组间隔设置，正极耳组和负极耳组均连接芯体110，正极耳组、正极转接件和正极极柱依次相连，负极耳组、负极转接件和负极极柱依次相连；从而分别形成导电回路，以实现电池单体的电能传输。

电芯100从制作工艺来讲是包括芯体110以及正极耳组以及负极耳组的，优选的，芯体110是采用叠片工艺制作而成，为了让芯体110跟正极耳组以及负极耳组进行电连接，往往会在芯体110外沿设计一段极耳，可以理解的是，极耳与芯体110是一体式连接。

正极耳组和负极耳组中的至少一者包括第一极耳121和第二极耳122，第一极耳121设于第一表面111，第二极耳122设于第二表面112；比如仅正极耳组包括第一极耳121和第二极耳122，或者，仅负极耳组包括第一极耳121和第二极耳122，或者，正极耳组、负极耳组均包括第一极耳121和第二极耳122。第一极耳121可以设于第一表面111，第二极耳122可以设于第二表面112。

以叠片电池为例，第一表面111可以理解为芯体110的端面，而第二表面112可以理解为芯体110的窄面，第一表面111和第二表面112各设置两个，两个第一表面111和两个第二表面112交替设置，且首尾相连围成芯体110的周面。

与正极耳组和负极耳组中包括第一极耳121和第二极耳122的一者对应相连的转接件200可以包括相互连接的基部220和引脚230。比如，仅正极耳组包括第一极耳121和第二极耳122时，正极转接件设置包括基部220和引脚230；仅负极耳组包括第一极耳121和第二极耳122时，负极转接件设置包括基部220和引脚230；正极耳组、负极耳组均包括第一极耳121和第二极耳122时，正极转接件、负极转接件均设置包括基部220和引脚230。

其中，基部220与第一表面111相对设置且连接极柱300，基部220设有连接第一极耳121的第一极耳连接部211，引脚230与第二表面112相对设置，引脚230设有连接第二极耳122的第二极耳连接部212。如此，极柱300、转接件200和电芯100依次相连形成导电回路，从而实现电池单体的电能传输。

本申请中，通过多个极耳和多个极耳连接部相互配合的设计，使得电芯100与转接件200之间的过流区域面积增加，进而增大接触面积，这样可以有效降低转接件200、电芯100的连接位置之间的电流密度及对应产生的欧姆热，进而降低电池单体的整体产热，并降低转接件200、极耳等处发生熔融的风险，提高电池单体安全性能。

可选地，第一表面111与基部220可以沿第一方向X相对设置，第一方向X为电芯100的高度方向。引脚230与第二表面112沿第二方向Y相对设置，第二方向Y为电芯100的长度方向。电芯100设置多个，多个电芯100沿第三方向Z依次设置，第三方向Z为电芯100的厚度方向。

此种设置尤其适用于叠片电池的堆叠，而多个电芯100的设置可以提高电池单体的电容量，而本申请多个极耳，多个极耳连接部的设计也更适配大容量电池单体的过流需要。

可选地，电芯100的极耳，即第一极耳121和第二极耳122通常需要连接在转接件200的一侧，那么多个电芯100的设置，其中的部分电芯100就需要增加其上极耳的长度，以集中连接在转接件200上的特定位置。为了降低极耳所需要绕远的距离，以减少极耳的长度，本申请采用如下设置：

引脚230包括沿所述第三方向Z依次设置的多个子引脚，相邻所述子引脚之间间隔设置且具有缝隙233，子引脚设有第二极耳连接部212，电芯100沿所述第三方向Z设置多个，电芯100与子引脚对应相连，比如子引脚仅连接一个电芯100，或者子引脚连接两个电芯100或者更多个。如此，通过多个子引脚的设置，使得多个电芯100无需连接同一引脚，进而无需将各电芯100上的极耳留长绕远，以利于降低极耳留白的长度。

如图2所示，开设缝隙形成子引脚除了降低极耳留白的长度之外，引脚如果设计成一整个大片的话，因为极耳是在第三方向Z部分跟引脚进行连接，正是由于极耳无需太长，所以引脚真正起到跟极耳的过流区域只有引脚在沿第三方向Z的两侧，所以引脚中间部分区域过流密度并不高，而在一整个引脚上存在不同程度的过流密度会加剧引脚的损耗以及不必要的物料成本，所以选择开设缝隙。

可选地，对于电芯100与子引脚的具体连接方式来说，子引脚可以共两个，且分别为沿第三方向Z依次设置的第一子引脚231和第二子引脚232，第一子引脚231和第二子引脚232之间间隔设置且具有缝隙233，第一子引脚231和第二子引脚232均设有第二极耳连接部212。基部220具有相对设置的第一侧边220a和第二侧边220b，第一侧边220a和第二侧边220b均设置第一极耳连接部211。

电芯100共设置四个，四个电芯100两两成组分别为第一组电芯和第二组电芯。第一子引脚231、基部220的第一侧边220a分别连接第一组电芯，第二子引脚232、基部220的第二侧边220b分别连接第二组电芯。

具体来说，第一组电芯中，两个电芯100的第一极耳121均连接于基部220的第一侧边220a上设置的第一极耳连接部211，两个电芯100的第二极耳122均连接于第一子引脚231上设置的第二极耳连接部212。而第二组电芯中，两个电芯100的第一极耳121均连接于基部220的第二侧边220b上设置的第一极耳连接部211，两个电芯100的第二极耳122均连接于第二子引脚232上设置的第二极耳连接部212。如此，一个子引脚分别配对两个电芯100，使得本申请装置的布局更加合理。

可选地，第一子引脚231背离第二子引脚232的一侧，以及第二子引脚232背离第一子引脚231的一侧均设有第二极耳连接部212，这样可以使第一子引脚231上设置的第一子引脚231，和第二子引脚232上设置的第一子引脚231尽量间隔开，以避免对彼此的干涉。

可选地，极柱300与基部220的连接点基部220的中心，并且基部220的中心与第一侧边220a的距离、基部220的中心与第二侧边220b的距离相等，如上述，第一侧边220a与第二侧边220b均设有第一极耳连接部211，这样可以使极柱300向基部220两侧的导电距离较为一致，进而使转接件200上的电流密度分配较为均匀。

可选地，基部220可以设有过孔221，极柱300的至少部分穿设过孔221以连接基部220，通过过孔221对极柱300的约束，可以减少极柱300相对于转接件200出现晃动、位移的可能，进而提高电池单体的结构稳定性。

可选地，对于第二极耳122与第二极耳连接部212的具体连接方式来说，第二极耳122可以包括相互连接的第一部分122a和第二部分122b，第二极耳122的第一部分122a与所述第二极耳连接部212相连，第二极耳122的第二部分122b避让第二极耳连接部212。

这样在一方面，对于极耳成型工艺来说，更容易实现第二极耳122裁切成型，无需刻意将第二极耳122的长度裁切至与第二极耳连接部212的长度一致。

在另一方面，虽然第二部分122b并未参与连接第二极耳连接部212，但是第二部分122b也将用于电芯100过流，具体来说，电芯100的一部分电流经第一部分122a传递至第二极耳连接部212，电芯100的另一部分电流经第二部分122b先汇流至第一部分122a，再经第一部分122a传递至第二极耳连接部212，这样可以减小整个第二极耳122上的过流密度，提高安全性能。

可选地，电池单体还可以包括端盖本体400和绝缘件500。端盖本体400和绝缘件500构成端盖组件，端盖本体400可以作为端盖组件的安装基础，绝缘件500用于隔开端盖本体400和转接件200，以起到绝缘保护的作用，提高电池单体的安全性能，具体来说，端盖本体400、绝缘件500和转接件200朝靠近电芯100的方向依次设置，极柱300依次穿设端盖本体400、绝缘件500以连接转接件200，从而实现电传导。

可选地，电池单体还可以包括壳体600，壳体600设有内腔和连通内腔的开口，电芯100设于内腔，端盖本体400封盖开口，壳体600的设置可以为电池单体的相关部件提供遮罩保护，提高电池单体的使用寿命。

本申请还公开一种储能装置，包括上述的电池单体。储能装置可以为电池包、电池包组件等。

本申请还公开一种用电设备，包括储能装置。用电设备可以是航天器、船舶、车辆、计算器等，储能装置用于为用电设备供电。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种电池单体，其特征在于，包括：电芯(100)、极柱(300)和转接件(200)，所述极柱(300)设置两个，且分别为正极极柱和负极极柱，所述转接件(200)设置两个，且分别为正极转接件和负极转接件，

所述电芯(100)包括：

芯体(110)，具有相交的第一表面(111)和第二表面(112)；

间隔设置的正极耳组和负极耳组，所述正极耳组和所述负极耳组均连接所述芯体(110)，所述正极耳组、所述正极转接件和所述正极极柱依次相连，所述负极耳组、所述负极转接件和所述负极极柱依次相连；所述正极耳组和所述负极耳组中的至少一者包括第一极耳(121)和第二极耳(122)，所述第一极耳(121)设于所述第一表面(111)，所述第二极耳(122)设于所述第二表面(112)；

与所述正极耳组和所述负极耳组中包括所述第一极耳(121)和所述第二极耳(122)的一者对应相连的所述转接件(200)包括：

基部(220)，连接所述极柱(300)，所述基部(220)与所述第一表面(111)相对设置，且设有连接所述第一极耳(121)的第一极耳连接部(211)，

引脚(230)，连接所述基部(220)，所述引脚(230)与所述第二表面(112)相对设置，且设有连接所述第二极耳(122)的第二极耳连接部(212)。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述第一表面(111)与所述基部(220)沿第一方向(X)相对设置，所述第一方向(X)为所述电芯(100)的高度方向，

所述引脚(230)与所述第二表面(112)沿第二方向(Y)相对设置，所述第二方向(Y)为所述电芯(100)的长度方向，

所述电芯(100)设置多个，多个电芯(100)沿第三方向(Z)依次设置，所述第三方向(Z)为所述电芯(100)的厚度方向。

3.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，所述引脚(230)包括沿所述第三方向(Z)依次设置的多个子引脚，相邻所述子引脚之间间隔设置且具有缝隙(233)，所述子引脚设有所述第二极耳连接部(212)，

所述电芯(100)沿所述第三方向(Z)设置多个，所述电芯(100)与所述子引脚对应相连。

4.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于，所述子引脚共两个，且分别为沿所述第三方向(Z)依次设置的第一子引脚(231)和第二子引脚(232)，所述第一子引脚(231)和所述第二子引脚(232)之间间隔设置以形成所述缝隙(233)，所述第一子引脚(231)和所述第二子引脚(232)均设有所述第二极耳连接部(212)，

所述基部(220)具有沿所述第三方向(Z)相对设置的第一侧边(220a)和第二侧边(220b)，所述第一侧边(220a)和所述第二侧边(220b)均设置第一极耳连接部(211)，

所述电芯(100)共设置四个，四个所述电芯(100)两两成组分别为第一组电芯和第二组电芯，

所述第一子引脚(231)、所述基部(220)的第一侧边(220a)分别连接所述第一组电芯，所述第二子引脚(232)、所述基部(220)的第二侧边(220b)分别连接所述第二组电芯。

5.根据权利要求4所述的电池单体，其特征在于，所述第一子引脚(231)背离所述第二子引脚(232)的一侧，以及所述第二子引脚(232)背离所述第一子引脚(231)的一侧均设有所述第二极耳连接部(212)。

6.根据权利要求4所述的电池单体，其特征在于，所述极柱(300)与所述基部(220)的连接点位于所述基部(220)的中心，并且所述基部(220)的中心与所述第一侧边(220a)的距离、所述基部(220)的中心与所述第二侧边(220b)的距离相等。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述基部(220)设有过孔(221)，所述极柱(300)的至少部分穿设所述过孔(221)以连接所述基部(220)。

8.根据权利要求1～6中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述第二极耳(122)包括相互连接的第一部分(122a)和第二部分(122b)，所述第二极耳(122)的第一部分(122a)与所述第二极耳连接部(212)相连，所述第二极耳(122)的第二部分(122b)避让所述第二极耳连接部(212)。

9.根据权利要求1～6中任一项所述的电池单体，其特征在于，还包括端盖本体(400)和绝缘件(500)，所述端盖本体(400)、所述绝缘件(500)和所述转接件(200)朝靠近所述电芯(100)的方向依次设置，

所述极柱(300)依次穿设所述端盖本体(400)、所述绝缘件(500)以连接所述转接件(200)。

10.根据权利要求9所述的电池单体，其特征在于，还包括壳体(600)，所述壳体(600)设有内腔和连通所述内腔的开口，

所述电芯(100)设于所述内腔，所述端盖本体(400)封盖所述开口。

11.一种储能装置，其特征在于，包括权利要求1～10中任一项所述的电池单体。

12.一种用电设备，其特征在于，包括权利要求11所述的储能装置。