CN220358169U - 硬壳电池单体、电池和用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种硬壳电池单体、电池和用电装置。硬壳电池单体包括电极组件、壳体和顶盖组件，壳体包括底板和侧板，底板和侧板围合成容纳腔，顶盖组件盖合于容纳腔的开口，电极组件容纳于容纳腔内边进行电化学反应，电极组件通过顶盖组件和外界电连接，底板和侧板中的至少一者上设置有透明区域，通过透明区域在容纳腔外部能够看到容纳腔内的电极组件，以使可以从外界直接观测到容纳腔内部电极组件的状态和电化学反应过程，方便用户及时确定硬壳电池单体的状态，预判该硬壳电池单体的使用寿命，提高了硬壳电池单体的可靠性。

Description

硬壳电池单体、电池和用电装置

技术领域

本申请涉及电池技术领域，特别涉及一种硬壳电池单体、电池和用电装置。

背景技术

目前，由于离子电池具有能量密度高、循环使用次数多、存储时间长等优点，在移动电话、数码摄像机和手提电脑等便携式电子设备上得到了广泛使用。随着消费类电子产品的成熟应用，用户对整机应用风险越来越关注。而电池作为电子产品中的重要组成部分，用户对其可靠性的要求也日益增高。

现有技术中，在电池的使用过程中，其内部部件的老化、受损等情况并不能被及时预判并处理，很容易造成损伤的进一步扩大，其可靠性并不能满足用户需要，亟需改进。

实用新型内容

鉴于上述问题，本申请提供一种硬壳电池单体、电池和用电装置，能够观测到电池单体容纳腔内的电极组件状态及电化学反应过程，以方便用户及时确定电池状态，有助于提高硬壳电池单体的可靠性。

第一方面，本申请提供一种硬壳电池单体，包括：电极组件，包括第一极片和第二极片，第一极片和第二极片极性相反；壳体，包括底板和连接于底板的侧板，底板和侧板围合成具有在第一方向一端开口的容纳腔；顶盖组件，盖合于容纳腔的开口，电极组件容纳于容纳腔内，顶盖组件和电极组件电连接，以使电极组件能够通过顶盖组件和外界电连接，其中，底板和侧板中的至少一者上设置有透明区域，通过透明区域在容纳腔外部能够看到容纳腔内的电极组件。

进一步地，侧板包括第一侧板和第二侧板，两个第一侧板沿第二方向相对设置，两个第二侧板沿第三方向相对设置，第一侧板的表面积大于第二侧板的表面积，透明区域设置于第一侧板，第一方向、第二方向和第三方向两两相交。

进一步地，透明区域设置于整个第一侧板。

进一步地，透明区域覆盖于整个侧板。

进一步地，透明区域覆盖于整个壳体。

进一步地，侧板背离容纳腔的一侧表面凹陷设置有若干防滑槽。

进一步地，顶盖组件和开口之间设置有密封件，以使顶盖组件和壳体密封连接。

进一步地，壳体由ITO制备，壳体电连接于第一极片和第二极片中的一者，顶盖组件电连接于第一极片和第二极片中的另一者。

第二方面，本申请实施例提供了一种电池，包括上述第一方面实施例的硬壳电池单体。

第三方面，本申请实施例提供了一种用电装置，包括上述第二方面实施例的电池。

在本申请实施例的技术方案中，硬壳电池单体包括电极组件、壳体和顶盖组件，壳体包括底板和侧板，底板和侧板围合成容纳腔，顶盖组件盖合于容纳腔的开口，电极组件容纳于容纳腔内边进行电化学反应，电极组件通过顶盖组件和外界电连接，底板和侧板中的至少一者上设置有透明区域，通过透明区域在容纳腔外部能够看到容纳腔内的电极组件，以使可以从外界直接观测到容纳腔内部电极组件的状态和电化学反应过程，方便用户及时确定硬壳电池单体的状态，预判该硬壳电池单体的使用寿命，提高了硬壳电池单体的可靠性。

附图说明

通过阅读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。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请一实施例提供的硬壳电池单体的结构示意图；

图2位本申请一实施例提供的硬壳电池单体的***图；

图3为本申请一实施例提供的硬壳电池单体的壳体的结构示意图；

图4为本申请另一实施例提供的硬壳电池单体的壳体的结构示意图；

图5为本申请一实施例提供的硬壳电池单体的结构示意图。

具体实施方式中的附图标号如下：

1、硬壳电池单体；

11、电极组件；

12、壳体；122、侧板；123、透明区域；1221、第一侧板；1222、第二侧板；124、防滑槽；

13、顶盖组件。

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。

需要注意的是，除非另有说明，本申请实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请实施例所属领域技术人员所理解的通常意义。

此外，技术术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，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。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。

电池单体包括电极组件和电解液，电极组件包括正极极片、负极极片和隔离件。软包电池单体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物质层，正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面；正极集流体包括正极集流部和连接于正极集流部的正极极耳，正极集流部涂覆有正极活性物质层，正极极耳未涂覆正极活性物质层。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质层包括正极活性物质，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；负极集流体包括负极集流部和连接于负极集流部的负极极耳，负极集流部涂覆有负极活性物质层，负极极耳未涂覆负极活性物质层。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质层包括负极活性物质，负极活性物质可以为碳或硅等。隔离件的材质可以为PP(polypropylene，聚丙烯)或PE(polyethylene，聚乙烯)等。

由于离子电池具有能量密度高、循环使用次数多、存储时间长等优点，在移动电话、数码摄像机和手提电脑等便携式电子设备上得到了广泛使用。随着消费类电子产品的成熟应用，用户对整机应用风险越来越关注。而电池作为电子产品中的重要组成部分，用户对其可靠性的要求也日益增高。

本申请发明人注意到，现有技术中，在电池的生产和使用过程中，电池内部组件，尤其是电极组件，会产生诸如极片褶皱或极片破损等的一些损伤，这些损伤在初期可能并不会对电池的使用造成太大影响。但这些故障如果不能被及时处理，随着时间推移，会渐渐引发电池短路或电池爆燃等严重事故。而在实际使用过程中，用户也很难预判电池内部是否产生了极片褶皱等问题，也就无法及时采取处理措施。

基于上述问题，发明人对硬壳电池单体进行了改进，硬壳电池单体包括电极组件、壳体和顶盖组件，壳体包括底板和侧板，底板和侧板围合成容纳腔，顶盖组件盖合于容纳腔的开口，电极组件容纳于容纳腔内边进行电化学反应，电极组件通过顶盖组件和外界电连接，底板和侧板中的至少一者上设置有透明区域，通过透明区域在容纳腔外部能够看到容纳腔内的电极组件，以使可以从外界直接观测到容纳腔内部电极组件的状态和电化学反应过程，方便用户及时确定硬壳电池单体的状态，预判该硬壳电池单体的使用寿命，提高了硬壳电池单体的可靠性。

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装置。

请参阅图1、图2和图3，图1为本申请一实施例提供的硬壳电池单体的结构示意图；图2位本申请一实施例提供的硬壳电池单体的***图；图3为本申请一实施例提供的硬壳电池单体的结构示意图。

第一方面，如图1至图3所示，本申请提供一种硬壳电池单体1，硬壳电池单体1包括电极组件11、壳体12和顶盖组件13，电极组件11包括第一极片(图未示出)和第二极片(图未示出)，第一极片和第二极片极性相反；壳体12包括底板和连接于底板(图未示出)的侧板122，底板和侧板122围合成具有在第一方向X一端开口的容纳腔(图未示出)；顶盖组件13盖合于容纳腔的开口，电极组件11容纳于容纳腔内，顶盖组件13和电极组件11电连接，以使电极组件11能够通过顶盖组件13和外界电连接，其中，底板和侧板122中的至少一者上设置有透明区域123，通过透明区域123在容纳腔外部能够看到容纳腔内的电极组件11。

本申请中的硬壳电池单体1可以是一次电池单体也可以是二次电池单体。本申请中的硬壳电池单体1可以是锂离子电池单体或者钠离子电池单体或者镁离子电池单体或者锂硫电池单体等。本申请中的硬壳电池单体1可以呈圆柱状或扁平体或者长方体或其它形状。

硬壳电池单体1包括电极组件11、壳体12和顶盖组件13，电极组件11是硬壳电池单体1中发生电化学反应的部分。电极组件11主要由第一极片和第二极片卷绕或层叠放置而成，极片分为正极极片和负极极片，并且通常在正极极片与负极极片之间设有隔膜。

电极组件11容纳于容纳腔内，容纳腔内灌注有电解液，在硬壳电池单体1的充放电过程中，正极极片与负极极片会与电解液发生电化学反应。第一极片和第二极片的极性相反，第一极片和第二极片中的一者为正极极片，另一者为负极极片，

顶盖组件13上设置有电极端子，电极组件11和电极端子电连接以形成电流回路。

壳体12包括底板和侧板122，底板和侧板122一体成型设置，或者底板和侧板122分体制备，并通过焊接或粘接的方式固定连接。

底板和侧板122中的至少一者上设置有透明区域123，通过透明区域123在容纳腔外部能够看到容纳腔内的电极组件11，以使用户可以不经过专业设备，仅通过目视即可初步确定容纳腔内电极组件11的状态，在发现极片褶皱或破损或其它故障点时，可以预判其使用寿命，或者在故障初期对其采取处理措施，以降低将小故障拖成安全事故的风险。

“底板和侧板122中的至少一者上设置有透明区域123”，指的是透明区域123可以设置在底板上，也可以设置在侧板122上，或者侧板122和底板上均设置有透明区域123。以侧板122上设置透明区域123为例，侧板122包括相互连接的透明区域123和非透明区域，侧板122的非透明区域可以为金属板件或塑胶板件等，侧板122的透明区域123可以为采用PP或PE或钢化玻璃等制备的板件，透明区域123内的板件和非透明区域内的板件以熔接或粘接的方式实现密封连接。在底板上设置透明区域123的方案和上述在侧板122上设置透明区域123的方案实质相同，在此不再赘述。可选的，透明区域123可以为圆形或矩形或其它形状。

可选的，容纳腔呈长方体状或者圆柱状等。

在本申请实施例的技术方案中，硬壳电池单体1包括电极组件11、壳体12和顶盖组件13，壳体12包括底板和侧板122，底板和侧板122围合成容纳腔，顶盖组件13盖合于容纳腔的开口，电极组件11容纳于容纳腔内并进行电化学反应，电极组件11通过顶盖组件13和外界电连接，底板和侧板122中的至少一者上设置有透明区域123，通过透明区域123在容纳腔外部能够看到容纳腔内的电极组件11，以使可以从外界直接观测到容纳腔内部电极组件11的状态和电化学反应过程，方便用户及时确定硬壳电池单体1的状态，预判该硬壳电池单体1的使用寿命，提高了硬壳电池单体1的可靠性。

请参阅图4，图4为本申请一实施例提供的硬壳电池单体的壳体的结构示意图。

在一些实施例中，如图2和图4所示，侧板122包括第一侧板1221和第二侧板1222，两个第一侧板1221沿第二方向Y相对设置，两个第二侧板1222沿第三方向Z相对设置，第一侧板1221的表面积大于第二侧板1222的表面积，透明区域123设置于第一侧板1221，第一方向X、第二方向Y和第三方向Z两两相交。

壳体12呈长方形，其中壳体12的第一侧板1221的表面积大于第二侧板1222的表面积，因此在第一侧板1221上设置透明区域123时，由于第一侧板1221的表面积相对较大，因此其操作空间大，加工难度低。且由于第一侧板1221的表面积相对较大，因此在第一侧板1221上设置透明区域123时，透明区域123的面积也可以做的更大一些，方便用户通过该透明区域123观测容纳腔的内部情况。

为了方便统计和计算，第一侧板1221的表面积可以认为是，第一侧板1221在其厚度方向上的两侧表面的面积和；第二侧板1222的表面积可以认为是，第二侧板1222在其厚度方向上的两侧表面的面积和。

在这些实施例中，侧板122包括第一侧板1221和第二侧板1222，第一侧板1221的表面积大于第二侧板1222的表面积，透明区域123设置于第一侧板1221，以降低透明区域123的设置难度，并提高了透明区域123的设置面积，使用户可以更方便的从多角度观测到容纳腔内部，提高了硬壳电池单体1的实用性。

在一些实施例中，如图2和图4所示，透明区域123设置于整个第一侧板1221。

透明区域123覆盖整个第一侧板1221，也就是第一侧板1221整体由透明材料制备，透明材料可以为PP或PE或钢化玻璃等。

在这些实施例中，透明区域123设置于整个第一侧板1221，以方便用户能够从更大范围内观测到容纳腔内的状况，方便用户充分了解容纳腔内的情况，以使用户能更准确的判断容纳腔内的状况，提高了硬壳电池单体1的实用性和可靠性。

请参阅图5，图5为本申请另一实施例提供的硬壳电池单体的壳体的结构示意图。

在一些实施例中，如图2和图5所示，透明区域123设置于整个侧板122。

壳体12可以呈圆柱状或者长方体状或者扁平状等，透明区域123设置于整个侧板122，也就是侧板122整体采用透明材料制备。

通常情况下，壳体12底板的面积小于壳体12侧板122的面积，因此相比将透明区域123设置底板，将透明区域123设置在侧板122时的观测效果更好。并且在电池使用过程中，壳体12的底壁一般都安置于目标安装位置，在不对电池进行拆卸的情况下，很难从壳体12的底板观测到容纳腔内部。

在这些实施例中，透明区域123设置于侧板122，以降低透明区域123的设置成本，且透明区域123设置于整个侧板122，以方便用户能够从更大范围内观测到容纳腔内的状况，方便用户充分了解容纳腔内的情况，以使用户能更准确的判断容纳腔内的状况，提高了硬壳电池单体1的实用性和可靠性。

在一些实施例中，如图2和图5所示，透明区域123覆盖于整个壳体12。

壳体12可以呈圆柱状或者长方体状或者扁平状等，透明区域123设置于整个壳体12，也就是壳体12整体采用透明材料制备。

可选的，底板和侧板122一体成型，且均采用透明材料制备，有助于提高底板和侧板122的连接可靠性，提高侧板122和底板的密封性。

在这些实施例中，透明区域123覆盖于整个壳体12，以方便用户从壳体12各处均可以观测到容纳腔内的状况，方便用户充分了解容纳腔内的情况，以使用户能更准确的判断容纳腔内的状况，提高了硬壳电池单体1的实用性和可靠性。

在一些实施例中，如图2和图3所示，侧板122背离容纳腔的一侧表面凹陷设置有若干防滑槽124。

可选的，防滑槽124可以通过机加工或刻蚀等方式加工到侧板122上。

可选的，防滑槽124可以是间断设置的点状槽，或者防滑槽124位连续延伸的条形槽。

可选的，多个防滑槽124沿第一方向X排布设置。

可选的，防滑槽124的深度小于等于1mm，以避免防滑槽124过深导致壳体12结构强度过低的问题。

可选的，侧板122上设置由透明区域123和非透明区域，防滑槽124设置于非透明区域内，以降低防滑槽124对透明区域123透光率的影响。

在这些实施例中，侧板122背离容纳腔的一侧表面凹陷设置有若干防滑槽124，以改善由于侧板122表面光滑，容易滑脱的问题，提高了硬壳电池单体1的实用性和可靠性。

在一些实施例中，如图2所示，顶盖组件13和开口之间设置有密封件(图未示出)，以使顶盖组件13和壳体12密封连接。

可选的，密封件为密封圈或者这密封胶条。

在这些实施例中，顶盖组件13和开口之间设置密封件，以提高顶盖组件13和壳体12的密封可靠性。

在一些实施例中，如图2所示，壳体12由ITO(Indium Tin Oxide；氧化铟锡)制备，壳体12电连接于第一极片和第二极片中的一者，顶盖组件13电连接于第一极片和第二极片中的另一者。

壳体12由ITO制备，使壳体12具有导电性能。

示例性的，顶盖组件13与第一极片电连接，顶盖组件13的电极端子作为该硬壳电池单体1的正极端子；壳体12与第二极片电连接，壳体12作为该硬壳电池单体1的负极端子。

在这些实施例中，壳体12由ITO制备，以使壳体12可以和电极组件11电连接，有助于降低顶盖组件13的制备难度，提高该硬壳电池单体1的实用性。

第二方面，本申请实施例提供了一种电池，包括上述第一方面实施例的硬壳电池单体。

第三方面，本申请实施例提供了一种用电装置，包括上述第二方面实施例的电池。

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 (10)

1.一种硬壳电池单体，其特征在于，包括：

电极组件，包括第一极片和第二极片，所述第一极片和所述第二极片极性相反；

壳体，包括底板和连接于所述底板的侧板，所述底板和所述侧板围合成具有在第一方向一端开口的容纳腔；

顶盖组件，盖合于所述容纳腔的所述开口，所述电极组件容纳于所述容纳腔内，所述顶盖组件和所述电极组件电连接，以使所述电极组件能够通过所述顶盖组件和外界电连接，

其中，所述底板和所述侧板中的至少一者上设置有透明区域，通过所述透明区域在所述容纳腔外部能够看到所述容纳腔内的所述电极组件。

2.根据权利要求1所述的硬壳电池单体，其特征在于，所述侧板包括第一侧板和第二侧板，两个所述第一侧板沿第二方向相对设置，两个所述第二侧板沿第三方向相对设置，所述第一侧板的表面积大于所述第二侧板的表面积，所述透明区域设置于所述第一侧板，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两相交。

3.根据权利要求2所述的硬壳电池单体，其特征在于，所述透明区域设置于整个所述第一侧板。

4.根据权利要求1-3任一项所述的硬壳电池单体，其特征在于，所述透明区域覆盖于整个所述侧板。

5.根据权利要求4所述的硬壳电池单体，其特征在于，所述透明区域覆盖于整个所述壳体。

6.根据权利要求5所述的硬壳电池单体，其特征在于，所述侧板背离所述容纳腔的一侧表面凹陷设置有若干防滑槽。

7.根据权利要求1所述的硬壳电池单体，其特征在于，所述顶盖组件和所述开口之间设置有密封件，以使所述顶盖组件和所述壳体密封连接。

8.根据权利要求1所述的硬壳电池单体，其特征在于，所述壳体由ITO制备，所述壳体电连接于所述第一极片和所述第二极片中的一者，所述顶盖组件电连接于所述第一极片和所述第二极片中的另一者。

9.一种电池，其特征在于，包括上述权利要求1-8任一项所述的硬壳电池单体。

10.一种用电装置，其特征在于，包括权利要求9所述的电池。