CN220569871U - 电池单体、电池和用电设备 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种电池单体、电池和用电设备。该电池单体包括:外壳,该外壳的第一壁设置有电极端子;电极组件,容纳于该外壳,该电极组件包括极耳;连接构件,该连接构件包括第一区域和多个第二区域,该第一区域用于与该电极端子电连接,该多个第二区域用于与该极耳电连接。本申请实施例的电池单体、电池和用电设备,能够提高连接构件和极耳之间的连接强度,进而提高电池单体的性能和安全性。
Description
本申请要求享有于2022年07月27日提交中国专利局的名称为“电池单体、电池和用电设备”的PCT申请PCT/CN2022/108208的优先权,该申请的全部内容通过引用并入本文中。
技术领域
本申请涉及电池技术领域,特别是涉及一种电池单体、电池和用电设备。
背景技术
节能减排是汽车产业可持续发展的关键。在这种情况下,电动车辆由于其节能环保的优势成为汽车产业可持续发展的重要组成部分。而对于电动车辆而言,电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。
随着电池技术的发展,如何提高电池的生产加工效率已经成为电池技术发展中尤为重要的问题。
实用新型内容
本申请实施例提供了一种电池单体、电池和用电设备,能够提高连接构件和极耳之间的连接强度,进而提高电池单体的性能和安全性。
第一方面,提供了一种电池单体,包括:外壳,该外壳的第一壁设置有电极端子;电极组件,容纳于该外壳,该电极组件包括极耳;连接构件,该连接构件包括第一区域和多个第二区域,该第一区域用于与该电极端子电连接,该多个第二区域用于与该极耳电连接。
因此,本申请实施例的电池单体,包括连接构件,该连接构件可以包括一个或者多个第一区域以及多个第二区域,这样可以提高连接构件和极耳之间的连接强度,进而保证电池单体的稳定性;并且多个第二区域可以使得连接构件与极耳之间的电流分布可以更加均匀,进而可以降低该连接构件的温升。
在一些实施例中,该第一区域和该多个第二区域不重叠,该第一区域位于该多个第二区域中的两个第二区域之间。该第一区域和该多个第二区域不重叠,可以减少连接构件和极耳之间的连接与连接构件和电极端子之间的连接的相互影响,进而提高电池单体的稳定性。另外,连接构件的第一区域位于多个第二区域中两个第二区域之间,即连接构件中存在至少一个第一区域位于两个第二区域之间,这样,在连接构件尺寸有限的情况下,可以更加灵活地设置第二区域的位置,并且尽可能增加第二区域的面积大小,即可以增加连接构件与极耳之间的连接区域的面积大小,进而提高连接构件与极耳之间的连接强度,以保证电池单体的稳定性和安全性。
在一些实施例中,该第一区域与该第二区域之间的最小距离大于或者等于0.5mm,从而可以防止由于装配公差或者焊接熔宽导致该第一区域与第二区域之间相互影响,即可以避免连接构件与电极端子之间的焊接影响连接构件与极耳之间的连接,进而导致连接构件局部强度不足,影响电池单体的稳定性。
在一些实施例中,该第二区域的周长大于或者等于8mm,可以避免由于连接构件与极耳的连接区域过小导致局部强度不足的问题,还可以避免局部电阻太大的问题。
在一些实施例中,该第二区域的面积的取值范围为[0.16mm2,240mm2]。若第二区域的面积设置过大,则每个第二区域占用连接构件的区域较大,进而会降低第一区域的面积,减小连接构件和电极端子的连接强度。相反地,若第二区域的面积过小,则会影响连接构件与极耳之间的连接强度,还会降低电池单体的过流面积。
在一些实施例中,该第二区域的面积S满足:S/L的取值范围为[0.8mm,5mm],和/或,S/W1的取值范围为[0.8mm,8mm];其中,L表示该第二区域的在该第二区域的长度方向上的尺寸,W1表示该第二区域的在该第二区域的宽度方向上的尺寸。
若S/L设置过小,那么在连接构件的第二区域的长度方向上,该第二区域的尺寸L一定的情况下,第二区域的面积会过小,这样会降低连接构件与极耳之间的连接强度,并且也会降低电池单体的过流面积,进而影响电池单体的安全性和稳定性。相反地,若S/L设置过大,那么在连接构件的第二区域的长度方向上,该第二区域的尺寸L一定的情况下,第二区域的面积S会过大,或者,第二区域的沿其宽度方向上的尺寸W1也可能过大,进而导致连接构件的体积过大,影响电池单体内部的空间利用率,进而降低了电池单体的能量密度。
若S/W1设置过小,那么第二区域的宽度方向上的尺寸W1一定的情况下,第二区域的面积S会过小,这样会降低连接构件与极耳之间的连接强度,并且也会降低电池单体的过流面积,进而影响电池单体的安全性和稳定性。相反地,若S/W1过大,第二区域的面积S会过大,或者,第二区域的沿长度方向上的尺寸L也可能过大,进而导致连接构件的体积过大,影响电池单体内部的空间利用率,进而降低了电池单体的能量密度。
在一些实施例中,该连接构件包括两个该第一区域和两个该第二区域,两个该第一区域均位于两个该第二区域之间;或者,该连接构件包括两个该第一区域和三个该第二区域,三个该第二区域中每相邻两个第二区域之间设置有两个该第一区域中的一个该第一区域。
既可以提高连接构件与电极端子之间的连接区域的面积大小,以保证二者之间的连接强度,又可以提高连接构件与极耳之间的连接区域的面积大小,保证二者之间的连接强度。另外,第一区域和第二区域较为均匀的分布在连接构件上,也可以使得连接构件的温度分布均匀,避免局部区域温度过高而影响电池单体的安全性;还可以使得第一区域与第二区域之间相互不影响,保证了电池单体的稳定性。
在一些实施例中,该连接构件为片状结构,以节省空间。
在一些实施例中,该外壳包括:壳体,该壳体为具有开口的中空结构;盖板,该盖板用于盖合该开口。可以通过开口安装该电池单体内部的结构,再将盖板盖合壳体的开口,以使外壳形成封闭的中空结构,并将电池单体的内部环境与外部环境隔绝。
在一些实施例中,该盖板为该电池单体的面积最大的壁。对应的,壳体的开口的面积较大,便于壳体内部的部件的组装,例如,便于将电极组件快速安装于壳体内,提高电池单体的安装效率。
在一些实施例中,该盖板为该第一壁,即盖板设置有至少一个电极端子,以便于安装。
在一些实施例中,该电极端子位于靠近该盖板的第一边的区域。由于电极端子通常凸出于盖板的表面,在组装多个电池单体时,通常需要考虑避让电极端子所在区域。因此,将电极端子设置于第一边的周围区域,相比于设置于盖板的中心区域,便于避让,也便于实现多个电池单体之间的电连接。并且,将电极端子设置于第一边的周围区域,也便于实现该电极端子与对应极耳的电连接。
在一些实施例中,该第一边为该盖板的长度最小的边。考虑到每个电极端子占用盖板的面积较小,将电极端子设置在靠近最短边的区域,可以尽量减少电极端子、连接构件以及极耳占用的空间,提高电池单体的空间利用率。
在一些实施例中,靠近该第一边的区域设置有多个电极端子,该多个电极端子通过同一个该连接构件与该极耳电连接。通过设置多个电极端子与同一个连接构件电连接,相比仅设置一个电极端子与连接构件电连接,可以增加正极电极端子与连接构件之间或者负极电极端子与连接构件之间的连接区域的面积大小,增加过流面积。
在一些实施例中,该电极端子与第二边之间的最小距离大于该电极端子与该第一边之间的最小距离,该第二边与该第一边相交。即电极端子更加靠近第一边,尤其在该盖板设置有多个电极端子时,该多个电极端子均靠近第一边,多个电极端子相对更加集中,可以尽量减少电极端子、连接构件以及极耳占用的空间,提高电池单体的空间利用率。
在一些实施例中,靠近该第一边的区域设置的全部电极端子相对于垂直于该第一边的中心轴线对称分布。
将电极端子相对均匀的设置在靠近第一边的区域,便于实现不同电池单体之间的电连接,例如,可以不需要形状太过复杂的汇流部件即可实现多个电池单体的电连接。另外,考虑到电池单体的充放电过程中,电极端子所在区域温度较高,将电极端子相对均匀的设置在靠近第一边的区域,可以使该第一边的温度分布较为均匀,以尽可能避免该第一边的局部区域过热,影响电池单体的安全性。
在一些实施例中,该电池单体包括正极电极端子和负极电极端子,该正极电极端子和该负极电极端子位于该盖板的长度方向的两端,以使正极电极端子和负极电极端子相距较远,避免相互影响而发生短路。
在一些实施例中,该壳体包括凹部,该凹部与该电极端子对应设置,该凹部自该壳体的底壁向该开口凹陷,该凹部用于容纳与该底壁相邻的电池单体的电极端子。
考虑到电极端子通常凸出于盖板的外表面,为了节省空间,多个电池单体沿厚度方向堆叠时,将电极端子容纳于相邻电池单体的凹部内,可以减少相邻电池单体之间距离,在电池的箱体内的有限空间内,可以设置更多的电池单体,进而提高电池的能量密度和空间利用率。
在一些实施例中,该凹部沿该壳体的宽度方向贯穿该壳体。一方面,便于加工制造,另一方面,对于盖板上分布的电极端子,尤其是沿宽度方向上分布多个电极端子时,通过该凹部即可容纳多个电极端子,而无需针对每个电极端子分别设置凹部,便于提高电池中多个电池单体的组装效率。
在一些实施例中,该多个第二区域用于与该电极组件的同一个极耳电连接。这样可以使得连接构件与该极耳之间的电流分布可以更加均匀,进而可以降低该连接构件的温升。
第二方面,提供了一种电池,包括:多个第一方面所述的电池单体。
在一些实施例中,多个该电池单体沿该电池单体的厚度方向排列。
第三方面,提供了一种用电设备,包括:多个第一方面所述的电池单体,该电池单体用于为该用电设备提供电能。
在一些实施例中,所述用电设备为车辆、船舶或航天器。
附图说明
图1是本申请一实施例公开的一种车辆的结构示意图;
图2是本申请一实施例公开的一种电池的分解结构示意图;
图3是本申请一实施例公开的一种电池单体的结构示意图;
图4是本申请一实施例公开的一种电池单体的至少部分分解结构示意图;
图5是本申请一实施例公开的一种电池单体的部分结构示意图;
图6至图14是本申请实施例公开的电池单体的几种局部结构放大示意图;
图15是本申请一实施例公开的一种电池单体的局部截面结构示意图;
图16至图17是本申请实施例公开的电池单体的另几种局部结构放大示意图。
在附图中,附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本申请的原理,但不能用来限制本申请的范围,即本申请不限于所描述的实施例。
在本申请的描述中,需要说明的是,除非另有说明,“多个”的含义是两个以上;术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示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”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。“垂直”并不是严格意义上的垂直,而是在误差允许范围之内。“平行”并不是严格意义上的平行,而是在误差允许范围之内。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向,并不是对本申请的具体结构进行限定。在本申请的描述中,还需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可视具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
在本申请的实施例中,相同的附图标记表示相同的部件,并且为了简洁,在不同实施例中,省略对相同部件的详细说明。应理解,附图示出的本申请实施例中的各种部件的厚度、长宽等尺寸,以及集成装置的整体厚度、长宽等尺寸仅为示例性说明,而不应对本申请构成任何限定。
本申请中,电池单体可以包括锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等,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。电池单体一般按封装的方式分成三种: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。
本申请的实施例所提到的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。
电池单体包括电极组件和电解液,电极组件由正极极片、负极极片和隔离膜组成。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,未涂敷正极活性物质层的正极集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的正极集流体,未涂敷正极活性物质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。
电池技术的发展要同时考虑多方面的设计因素,例如,能量密度、循环寿命、放电容量、充放电倍率等性能参数,另外,还需要考虑电池的安全性。例如,对于电池单体,其一般包括电极组件、电解液、容纳电极组件和电解液的壳体及装配在壳体上的盖板,盖板上通常装配有用于输入或输出电能的电极端子。电池单体在进行组装时,电极组件和盖板上电极端子的连接一般是通过连接构件来间接连接,即需要将连接构件分别与电极组件和电极端子进行电连接。考虑到电池单体内部的空间有限,为了提高电池单体的能量密度,连接构件的设置十分受限。因此,如何在有限空间内,合理安排连接构件上与电极端子的连接区域以及与极耳的连接区域,以保证连接构件与电极端子之间以及连接构件与极耳之间的连接稳定性,是目前亟待解决的问题。
本申请实施例提供了一种电池单体、电池和用电设备,能够解决上述问题。本申请实施例的电池单体的外壳的第一壁设置有电极端子,外壳内部容纳有电极组件,电极端子与电极组件之间通过连接构件实现电连接。具体地,该连接构件包括第一区域和多个第二区域,其中,第一区域用于与电极端子电连接,第二区域用于与极耳电连接。通过设置多个第二区域,可以在连接构件尺寸有限的情况下,更加灵活地设置用于与极耳电连接的区域的位置,并且尽可能增加连接构件与极耳之间的连接区域的面积大小,进而提高连接构件与极耳之间的连接强度,以保证电池单体的稳定性和安全性;并且多个第二区域可以使得连接构件与极耳之间的电流分布可以更加均匀,进而可以降低该连接构件的温升。
本申请实施例描述的技术方案均适用于各种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,以用电设备为车辆为例进行说明。
例如,如图1所示,为本申请一个实施例的一种车辆1的结构示意图,车辆1可以为燃油汽车、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。车辆1的内部可以设置马达40,控制器30以及电池10,控制器30用来控制电池10为马达40的供电。例如,在车辆1的底部或车头或车尾可以设置电池10。电池10可以用于车辆1的供电,例如,电池10可以作为车辆1的操作电源,用于车辆1的电路***,例如,用于车辆1的启动、导航和运行时的工作用电需求。在本申请的另一实施例中,电池10不仅仅可以作为车辆1的操作电源,还可以作为车辆1的驱动电源,替代或部分地替代燃油或天然气为车辆1提供驱动动力。
为了满足不同的使用电力需求,电池可以包括多个电池单体,其中,多个电池单体之间可以串联或并联或混联,混联是指串联和并联的混合。电池也可以称为电池包。在一些实施例中,多个电池单体可以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组成电池。也就是说,多个电池单体可以直接组成电池,也可以先组成电池模块,电池模块再组成电池。
例如,图2示出了本申请一个实施例的一种电池10的结构示意图,电池10可以包括多个电池单体20。电池10还可以包括箱体11,箱体11内部为中空结构,多个电池单体20容纳于箱体11内。图2示出了本申请实施例的箱体11的一种可能的实现方式,如图2所示,箱体11可以包括两部分,这里分别称为第一箱体部111和第二箱体部112,第一箱体部111和第二箱体部112扣合在一起。第一箱体部111和第二箱体部112的形状可以根据电池模块200组合的形状而定,第一箱体部111和第二箱体部112中至少一个具有一个开口。例如,如图2所示,第一箱体部111和第二箱体部112中可以仅有一个为具有开口的中空长方体,而另一个为板状,以盖合开口。例如,这里以第二箱体部112为中空长方体且只有一个面为开口面,第一箱体部111为板状为例,那么第一箱体部111盖合在第二箱体部112的开口处以形成具有封闭腔室的箱体11,该腔室可以用于容纳多个电池单体20。多个电池单体20相互并联或串联或混联组合后置于第一箱体部111和第二箱体部112扣合后形成的箱体11内。
再例如,不同于图2所示,该第一箱体部111和第二箱体部112均可以为中空长方体且各自只有一个面为开口面,第一箱体部111的开口和第二箱体部112的开口相对设置,并且第一箱体部111和第二箱体部112相互扣合形成具有封闭腔室的箱体11,该腔室可以用于容纳多个电池单体20。
在一些实施例中,电池10还可以包括其他结构,在此不再一一赘述。例如,该电池10还可以包括汇流部件12,汇流部件12用于实现多个电池单体20之间的电连接,例如并联或串联或混联。具体地,汇流部件12可通过连接电池单体20的电极端子214实现电池单体20之间的电连接。进一步地,汇流部件12可通过焊接固定于电池单体20的电极端子214。多个电池单体20的电能可进一步通过导电机构穿过箱体11而引出。
图3示出了本申请实施例的电池单体20的结构示意图,图4示出了本申请实施例的电池单体20的至少部分的分解结构示意图。例如,图4中的电池单体20可以为图3所示的电池单体20,并且,图3和图4所示的电池单体20可以为如图2所示的电池10包括的任意一个电池单体20。图5示出了本申请实施例的电池单体20的部分结构示意图,例如,为了更加清楚地示出电池单体20内部结构,该图5所示的电池单体20至少没有包括电池单体20的壳体211,并且,该图5仅示出了电池单体20的设置有电极端子214的局部结构示意图。图6示出了本申请实施例的电池单体20的局部结构放大图,例如,图6可以为图5所示的电池单体20的局部结构放大图。
具体地,如图3至图6所示,本申请实施例的电池单体20包括:外壳21,该外壳21的第一壁213设置有电极端子214;电极组件22,容纳于该外壳21,该电极组件22包括极耳222;连接构件23,该连接构件23包括第一区域231和多个第二区域232,该第一区域231用于与该电极端子214电连接,该多个第二区域232用于与该极耳222电连接。
应理解,本申请实施例的电池单体20可以根据实际应用,设置为任意多面体结构。例如,电池单体20可以为长方体或者圆柱体。多面体的电池单体20的外壳21包括多个壁,其中,该第一壁213可以为多个壁中的任意一个壁。
本申请实施例的电池单体20可以包括多个电极端子214,并且,该多个电极端子214可以位于外壳21的同一个壁或者不同的壁,例如,图3至图6以电池单体20包括四个电极端子214为例,并且该四个电极端子214位于同一个壁,但本申请实施例并不限于此。为了便于描述,本申请实施例主要以多个电极端子214中任意一个电极端子214为例,该电极端子214所在的壁为第一壁213。
本申请实施例的连接构件23用于实现电极端子214和对应的极耳222之间的电连接。具体地,连接构件23包括至少一个第一区域231,即连接构件23可以包括一个第一区域231或者包括至少两个间隔设置的第一区域231。每个第一区域231用于与电极端子214电连接,例如,在该第一区域231可以通过焊接的方式实现连接构件23与电极端子214之间的电连接。另外,连接构件23还包括多个第二区域232,即连接构件23包括至少两个间隔设置的第二区域232,其中,每个第二区域232用于与极耳222电连接,例如,在该第二区域232可以通过焊接的方式实现连接构件23与极耳222之间的电连接。这样,可以在连接构件23尺寸有限的情况下,更加灵活地设置用于与极耳222电连接的区域的位置,尽可能增加连接构件23与极耳222之间的连接区域的面积大小,可以保证连接构件23和极耳222之间的连接强度,进而保证电池单体20的稳定性;并且多个第二区域232可以使得连接构件23与极耳222之间的电流分布可以更加均匀,进而可以降低该连接构件23的温升。
本申请实施例的外壳21可以为中空的多面体结构。具体地,该外壳21可以包括壳体211和盖板212,其中,该壳体211可以是至少一端形成开口2111的空心结构,而盖板212的形状可以与壳体211的形状相适配,盖板212用于盖合于壳体211的开口2111,以使外壳21将电池单体20的内部环境与外部环境隔绝。若壳体211为一端形成开口2111的空心结构,盖板212则可以设置为一个,例如图3和图3所示;或者,若壳体211也可以为相对的两端形成开口2111的空心结构,盖板212则可以设置为两个,两个盖板212分别盖合于壳体211两端的开口2111,本申请实施例并不限于此。
本申请实施例的壳体211的材质可以是多种,比如,铜、铁、铝、钢、铝合金等。盖板212的材质也可以是多种,比如,铜、铁、铝、钢、铝合金等。并且,盖板212的材质与壳体211的材质可以相同,也可以不同。
本申请实施例的外壳21可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。壳体211和盖板212的形状相互配合,例如,如图3和图4所示,壳体211可以为长方体结构,盖板212为与壳体211相适配的矩形板状结构。为了便于说明,本申请以外壳21为长方体为例。
具体地,如图3和图4所示,外壳21包括:壳体211,壳体211为具有开口2111的中空结构;盖板212,盖板212用于盖合开口2111。这样,可以通过开口2111安装该电池单体20内部的结构,再将盖板212盖合壳体211的开口2111,以使外壳21形成封闭的中空结构,并将电池单体20的内部环境与外部环境隔绝。
在本申请实施例中,如图3和图4所示,盖板212为电池单体的面积最大的壁,这样,壳体211的开口2111面积较大,便于壳体211内部的部件的组装,例如,便于将电极组件22快速安装于壳体211内,提高电池单体20的安装效率。
在本申请实施例中,如图3和图4所示,外壳21用于容纳电极组件22。本申请实施例的电极组件22是电池单体20中发生电化学反应的部件。在该电池单体20中,根据实际使用需求,壳体211内的电极组件22可设置为1个,也可以是多个。电极组件22可以是圆柱体、长方体等。例如,若电极组件22为圆柱体结构,壳体211也可以为圆柱体结构,若电极组件22为长方体结构,壳体211也可以为长方体结构。例如,本申请实施例主要以电池单体20包括一个近似为长方体的电极组件22为例进行说明。
对于任意一个电极组件22,电极组件22可以包括极耳222和主体部分221。具体地,如图3和图4所示,电极组件22可以包括至少两个极耳222,该至少两个极耳222可以包括至少一个正极极耳222a和至少一个负极极耳222b。正极极耳222a可以由正极极片上未涂覆正极活性物质层的部分层叠形成,负极极耳222b可以由负极极片上未涂覆负极活性物质层的部分层叠形成。该电极组件22的主体部分221可以由正极极片上涂覆有正极活性物质层的部分和负极极片上涂覆有负极活性物质层的部分层叠形成或者卷绕形成。
在本申请实施例中,电极组件22的不同极耳222可以位于同一个端面或者不同的端面。例如,如图3和图4所示,本申请实施例主要以电极组件22的两个极耳222分别位于相对设置的两端为例进行描述,但本申请实施例并不限于此。
本申请实施例的外壳21上还设置有电极端子214,电极端子214用于与电极组件22电连接,以输出电池单体20的电能。例如,如图3和图4所示,该电池单体20还可以包括至少两个电极端子214,且该至少两个电极端子214可以设置在电池单体20的同一个壁或者不同壁上。具体地,该至少两个电极端子214分别包括至少一个正极电极端子214a和至少一个负极电极端子214b,其中,正极电极端子214a与正极极耳222a电连接,例如,每个正极电极端子214a可以与至少一个正极极耳222a电连接;负极电极端子214b与负极极耳222b电连接,例如,每个负极电极端子214b可以与至少一个负极极耳222b电连接。
在本申请实施例中,电池单体20包括的多个电极端子214可以位于同一壁或者不同壁。例如,多个电极端子214可以均位于第一壁213;或者,多个电极端子214也可以分别位于电池单体20相对设置的两个壁,本申请实施例并不限于此。
如图3和图4所示,盖板212为第一壁213,即盖板212设置有至少一个电极端子214,以便于安装。例如,该盖板212可以包括电池单体20的全部电极端子214,以便于安装和加工,例如,若盖板212的面积较大,可以将全部电极端子214均设置于盖板212,以提高加工效率。再例如,盖板212也可以设置有部分电极端子214,而与盖板212相对的另一个壁设置有其他电极端子214。为了便于描述,下文将以该盖板212上设置的任意一个电极端子214为例进行描述。
如图3和图4所示,盖板212通常是平板形状,电极端子214固定在盖板212的平板面上。例如,该电池单体20还包括以下至少一个部件:铆接快2141、第一绝缘结构2142、密封件2143和第二绝缘结构2144,以实现盖板212与电极端子214之间的固定。具体地,铆接快2141可以用于固定电极端子214,以避免该电极端子214与盖板212之间相对移动。第一绝缘结构2142和第二绝缘结构2144可以分别设置于盖板212的两侧,以实现电极端子214与盖板212之间的电绝缘,避免短路。密封件2141可以用于实现电极端子214与盖板212之间的密封,避免壳体211内部的电解液沿电极端子214与盖板212之间的缝隙泄漏。
应理解,如图3至图6所示,电极端子214位于靠近盖板212的第一边2121的区域,其中,该第一边2121可以为该盖板212的任意一条边。由于电极端子214通常凸出于盖板212的表面,在组装多个电池单体20时,通常需要考虑避让电极端子214所在区域。因此,将电极端子214设置于第一边2121的周围区域,相比于设置于盖板212的中心区域,便于避让,也便于实现多个电池单体20之间的电连接。并且,将电极端子214设置于第一边2121的周围区域,也便于实现该电极端子214与对应极耳222的电连接。
在本申请实施例中,第一边2121为盖板212的长度最小的边。考虑到每个电极端子214占用盖板212的面积较小,将电极端子214设置在靠近最短边的区域,可以尽量减少电极端子214、连接构件23以及极耳222占用的空间,提高电池单体20的空间利用率。
在本申请实施例中,如图3至图6所示,靠近第一边2121的区域设置有多个电极端子214,多个电极端子214通过同一个连接构件23与极耳222电连接。例如,该多个电极端子214可以为正极电极端子214a,则该多个正极电极端子214a均靠近第一边2121,并且可以通过同一个连接构件23与正极极耳222a电连接。再例如,该多个电极端子214也可以为负极电极端子214b,则该多个负极电极端子214b均靠近第一边2121,并且可以通过同一个连接构件23与负极极耳222b电连接。通过设置多个电极端子214与同一个连接构件23电连接,相比仅设置一个电极端子214与连接构件23电连接,可以增加正极电极端子214a与连接构件23之间或者负极电极端子214b与连接构件23之间的连接区域的面积大小,增加过流面积。
如图3至图6所示,电极端子214与第二边2122之间的最小距离D2大于电极端子214与第一边2121之间的最小距离D1,第二边2122与第一边2121相交。本申请实施例中电极端子214与第二边2122之间的最小距离D2是指该电极端子214的不同区域到第二边2122的距离中的最小值,或者说D2是指该电极端子214的与第二边2122距离最近的点到该第二边2122的直线距离。类似的,电极端子214与第一边2121之间的最小距离D1是指该电极端子214的不同区域到第一边2121的距离中的最小值,或者说D1是指该电极端子214的与第一边2121距离最近的点到该第一边2121的直线距离。将距离D1设置为小于D2可以使得电极端子214更加靠近第一边2121,尤其在该盖板212设置有多个电极端子214时,该多个电极端子214均靠近第一边2121,多个电极端子214相对更加集中,可以尽量减少电极端子214、连接构件23以及极耳222占用的空间,提高电池单体20的空间利用率。
应理解,电极端子214与第二边2122之间的最小距离D2以及电极端子214与第一边2121之间的最小距离D1均可以根据实际应用进行设置。例如,可以根据靠近该第一边2121的电极端子214的个数,合理设置距离D1和D2。例如,距离D1的取值范围可以设置为大于或者等于3mm,或者,也可以设置为[5mm,10mm]。再例如,距离D2的取值范围可以设置为大于或者等于3mm,其中,在靠近该第一边2121的电极端子214的个数较多时,该距离D2相对较小,而在靠近该第一边2121的电极端子214的个数较少时,该距离D2相对较大。
在本申请实施例中,如图3至图6所述,靠近第一边2121的区域设置的全部电极端子214相对于垂直于第一边2121的中心轴线2121a对称分布。将电极端子214相对均匀的设置在靠近第一边2121的区域,便于实现不同电池单体20之间的电连接,例如,可以不需要形状太过复杂的汇流部件12即可实现多个电池单体20的电连接。另外,考虑到电池单体20的充放电过程中,电极端子214所在区域温度较高,将电极端子214相对均匀的设置在靠近第一边2121的区域,可以使该第一边2121的温度分布较为均匀,以尽可能避免该第一边2121的局部区域过热,影响电池单体20的安全性。
如图3至图6所述,电池单体20包括正极电极端子214a和负极电极端子214b,正极电极端子214a和负极电极端子214b位于盖板212的长度方向X的两端。具体地,该电池单体20可以包括一个或者多个正极电极端子214a,以及一个或者多个负极电极端子214b,该正极电极端子214a和负极电极端子214b可以均位于盖板212,以便于加工。例如,该正极电极端子214a和负极电极端子214b可以分别位于盖板212的长度方向X的两端,其中,由于盖板212为平板状结构,该盖板212的长度方向X为垂直于盖板212的最短边的方向,以使正极电极端子214a和负极电极端子214b相距较远,避免相互影响而发生短路。
应理解,本申请实施例中的盖板212的长度方向X与壳体211的长度方向X一致,也与电池单体20的长度方向一致。
应理解,如图3至图6所述,壳体211包括凹部2113,凹部2113与电极端子214对应设置,凹部2113自壳体211的底壁2112向开口2111凹陷,凹部2113用于容纳与底壁2112相邻的电池单体的电极端子214。具体地,电池10可以包括多个电池单体20,该多个电池单体20可以沿电池单体20的厚度方向Z排列,其中,若盖板212为电池单体20的面积最大的壁,则该厚度方向Z垂直于该电池单体20的盖板212。考虑到电极端子214通常凸出于盖板212的外表面,为了节省空间,多个电池单体20沿厚度方向Y堆叠时,将电极端子214容纳于相邻电池单体20的凹部2113内,可以减少相邻电池单体20之间距离,在电池10的箱体11内的有限空间内,可以设置更多的电池单体20,进而提高电池10的能量密度和空间利用率。
应理解,本申请实施例中电池单体20的厚度方向Z垂直于外壳21的面积最大的壁。例如,若盖板212为电池单体20的面积最大的壁,该电池单体20的厚度方向Z与盖板212的厚度方向Z一致,也与壳体211的厚度方向Z一致。并且,该厚度方向Z垂直于长度方向X。
应理解,该凹部2113的具***置和尺寸可以根据电极端子214的分布位置进行设置。例如,若电极端子214靠近盖板212的第一边2121与第二边2122相交的角落时,则该凹部2113可以对应位于壳体211的角落,以容纳相邻的电池单体20的电极端子214。
再例如,如图3至图6所示,凹部2113沿壳体211的宽度方向Y贯穿壳体211。这样,一方面,便于加工制造,另一方面,对于盖板212上分布的电极端子214,尤其是沿宽度方向Y上分布多个电极端子214时,通过该凹部2113即可容纳多个电极端子214,而无需针对每个电极端子214分别设置凹部2113,便于提高电池10中多个电池单体20的组装效率。
应理解,本申请实施例中壳体211的宽度方向Y与电池单体20的宽度方向Y一致,也与盖板212的宽度方向Y一致;并且,该宽度方向Y、厚度方向Z和长度方向X相互垂直。
在本申请实施例中,凹部2113占用的空间可以通过多种方式设置。例如,如图3至图6所示,极耳222的至少部分区域用于与连接构件23相连,该至少部分区域可以面向盖板212设置,以使该连接构件23位于该盖板212与极耳222的至少部分之间,也就是说,将极耳222的至少部分、连接构件23和盖板212相互平行设置,以尽可能减少三者占用的空间。这样,当极耳222与连接构件23均靠近盖板212设置时,壳体211的侧壁与极耳222所在端面之间存在空间,可以设置壳体211的底壁2112的对应区域向盖板212的方向凹陷,进而形成凹部2113。另外,该电池单体20还可以包括支架25,以用于支撑极耳222,该支架25的体积可以根据实际应用进行设置,以使壳体211的侧壁与极耳222所在端面之间具有足够空间,以形成凹部2113。
在本申请实施例中,正极电极端子214a可以通过连接构件23与电极组件22的正极极耳222a电连接,例如,如图3至图6所示,一个或者多个正极电极端子214a可以通过同一个连接构件23与正极极耳222a电连接。类似地,负极电极端子214b也可以通过连接构件23与负极极耳222b电连接,例如,如图3至图6所示,一个或者多个负极电极端子214b可以通过同一个连接构件23与正极极耳222a电连接。
应理解,本申请实施例的连接构件23的形状可以根据实际应用进行设置,例如,该连接构件23为片状结构,以节省空间。再例如,该连接构件23的至少部分为片状结构,以根据电极端子214和极耳222的位置,设置对应形状的连接构件23。为了便于说明,本申请实施例主要以片状结构的连接构件23为例。
下面将结合附图,对本申请实施例中电池单体20中的任意一个连接构件23进行详细描述。
应理解,本申请实施例的多个第二区域232的位置可以根据实际应用进行设置;本申请实施例的第一区域231的位置也可以根据实际应用进行设置,以适应不同尺寸以及不同应用场景的需求。
在一些实施例中,该第一区域231和该多个第二区域232不重叠,该第一区域231位于该多个第二区域232中的两个第二区域232之间。具体地,本申请实施例的连接构件23可以包括一个或者多个第一区域以及多个第二区域232,且该多个第二区域232中每个第二区域232与每个第一区域231均不重叠。这样,在提高连接构件23与电极端子214之间的连接强度,以及提高连接构件23和极耳222之间的连接强度的情况下,也可以使得连接构件23的温度分布均匀,降低局部区域温度过高而影响电池单体20的稳定性的可能;还可以减少第一区域231与第二区域232之间相互影响,进而提高电池单体20的稳定性。
在一些实施例中,本申请实施例的连接构件23的第一区域231可以位于多个第二区域232中两个第二区域232之间,即连接构件23中存在至少一个第一区域231位于两个第二区域232之间,这样,在连接构件23尺寸有限的情况下,可以更加灵活地设置第二区域232的位置,并且尽可能增加第二区域232的大小,即可以增加连接构件23与极耳222之间的连接区域的面积大小,进而提高连接构件23与极耳222之间的连接强度,以保证电池单体20的稳定性和安全性。
应理解,本申请实施例的第一区域231位于多个第二区域232中的两个第二区域232之间可以包括多种情况;并且本申请实施例中的第一区域231位于多个第二区域232中的两个第二区域232之间是指该连接构件23包括的至少一个第一区域231中存在至少一个第一区域231满足:该至少一个第一区域231中每个第一区域231位于多个第二区域232中的两个第二区域232之间。具体地,以图6为例,且以多个第二区域232沿第一方向排列为例,图6中以该第一方向为电池单体20的宽度方向Y为例,那么对应的,该多个第二区域232中的任意两个第二区域232的排列方向为第一方向Y。对于任意一个第一区域231,该第一区域231位于多个第二区域232中的两个第二区域232之间包括:沿该两个第二区域232的排列方向Y,例如,以第一方向Y为例,该第一区域231的至少部分区域位于该两个第二区域232之间的区域,或者说,第一区域231的沿第一方向Y的正投影与该两个第二区域232的沿第一方向Y的正投影至少部分重叠。
在一些实施例中,该第一区域231和第二区域232之间还可以存在其他位置关系。图7至图11分别示出了本申请实施例的电池单体20的另几种可能的局部结构放大图,例如,图7至图11可以分别为本申请实施例的电池单体20的其他几种可能的局部结构放大图。如图7至图11所示,第一区域231与多个第二区域232之间还可以具有不同于图6所示的其他位置关系。
在一些实施例中,如图7至图9所示,该连接构件23可以包括沿第一方向排列的至少一组第二区域232,每组第二区域232包括沿第二方向排列的多个第二区域232,该第一方向垂直于第二方向。例如,图7至图9仍然以该第一方向为电池单体20的宽度方向Y为例,以该第二方向为电池单体20的长度方向X为例,但本申请实施例并不限于此。
例如,如图7至图8所示,若该连接构件23包括多个第一区域231,该多个第一区域231可以沿第一方向排列,而至少一组第二区域232可以与该多个第一区域231沿第一方向排列。再例如,如图9所示,若该连接构件23包括一个第一区域231,则该第一区域231可以与至少一组第二区域232沿第一方向排列。具体地,图9中所示的一个第一区域231可以位于多组第二区域232中任意两组第二区域232之间;或者不同于图9,该第一区域231也可以位于至少一组第二区域232的任意一侧。
在另一些实施例中,如图10至图11所示,该连接构件23可以包括沿第一方向排列的多个第二区域232,但与图6不同的是,连接构件23包括至少一个第一区域231与多个第二区域232沿第二方向排列,第一方向垂直于第二方向,即至少一个第一区域231并没有位于多个第二区域232之间的区域。这里仍然以该第一方向为电池单体20的宽度方向Y为例,以该第二方向为电池单体20的长度方向X为例,但本申请实施例并不限于此。
具体地,如图10至图11所示,多个第二区域232沿第一方向Y排列,但第一区域231的沿第一方向Y的正投影与多个第二区域232的沿第一方向Y的正投影不重叠。例如,如图10所示,若该连接构件23包括多个第一区域231,该多个第一区域231可以沿第一方向Y和/或沿第二方向X排列,以使得多个第一区域231与多个第二区域232沿第二方向X排列。图10中以多个第一区域231位于多个第二区域232的一侧为例,这样可以节省连接构件23的面积;或者不同于图10,也可以设置多个第二区域232的两侧均设置有第一区域231,以使得第一区域231的设置位置更加灵活。如图11所示,若该连接构件23包括一个第一区域231,该第一区域231可以与多个第二区域232沿第二方向X排列,例如,可以位于多个第二区域232的任意一侧。并且,如图10至图11所示,对于连接构件23包括的任意一个第一区域231,沿第二方向X,该第一区域231可以与任意一个第二区域232相对应,或者也可以与两个第二区域232之间的区域相对应。
应理解,本申请实施例的第一区域231与第二区域232之间的各个方向的尺寸可以根据实际应用灵活设置。
在本申请实施例中,第一区域231与第二区域232之间的最小距离D大于或者等于0.5mm。具体地,第一区域231与第二区域232之间的最小距离D可以指任意一个第一区域231与任意一个第二区域232之间,相距最近的两个点之间的距离。例如,如图6至图11所示,本申请实施例的连接构件23上的每个第一区域231与每个第二区域232之间不重叠,则对于任意一个第一区域231与任意一个第二区域232而言,二者之间的最小距离大于零。
进一步地,可以设置第一区域231与第二区域232之间的最小距离D大于或者等于0.5mm,从而可以防止由于装配公差或者焊接熔宽导致该第一区域231与第二区域232之间相互影响,即可以避免连接构件23与电极端子214之间的焊接影响连接构件23与极耳222之间的连接,进而导致连接构件23局部强度不足,影响电池单体20的稳定性。例如,图6中以连接构件23包括两个第一区域231和三个第二区域232为例,而每个第一区域231距离与该第一区域231相邻的两个第二区域232的最小距离D均满足:D大于或者等于0.5mm。
应理解,如图6至图11所示,本申请实施例的任意一个第一区域231与不同第二区域232之间的最小距离D可以相等也可以不相等;本申请实施例的任意一个第二区域232与不同第一区域231之间的最小距离D也可以相等或者不相等。但每个最小距离D均可以满足:D大于或者等于0.5mm。
在本申请实施例中,第二区域232的周长C大于或者等于8mm。对于连接构件23上的多个第二区域232,通过设置每个第二区域232的周长C大于或者等于8mm,可以避免由于连接构件23与极耳222的连接区域过小导致局部强度不足的问题,还可以避免局部电阻太大的问题。其中,该连接构件23包括的多个第二区域232的周长C可以相等或者不相等,以满足不同的应用场景。
应理解,本申请实施例的每个第二区域232的为连接构件23上与极耳222的连接区域,例如,若连接构件23与极耳222通过焊接的方式电连接,则第二区域232为连接构件23上与极耳222进行焊接的区域。
连接构件23上每个第二区域232的形状可以根据实际应用进行设置,并且,不同的第二区域232的形状可以相同或者不同。例如,可以根据连接构件23与极耳222之间的焊接方式确定每个第二区域232的形状。例如,如图6至图11所示,每个第二区域232可以为矩形,对应的,每个第二区域232的周长C则满足:C=2(L+W1),其中,L为该第二区域232的长度,例如,该第二区域232的长度方向可以与连接构件23的长度方向一致,或者说该第二区域232的长度方向可能为连接构件23上多个第二区域232的排列方向,例如图6至图11中以该第二区域232的长度方向为电池单体20的宽度方向Y为例;W1为该第二区域232的宽度,该第二区域232的宽度方向垂直于该第二区域232的长度方向,例如,图6至图11以该第二区域232的宽度方向为电池单体20的长度方向X为例。再例如,第二区域232的形状也可以为圆形或者其他形状,则第二区域232的周长C为对应形状的周长。
与之类似的,连接构件23上每个第一区域231的形状也可以根据实际应用进行设置,并且,不同的第一区域231的形状可以相同或者不同,第一区域231与第二区域232的形状也可以相同或者不同。例如,可以根据连接构件23与电极端子214之间的焊接方式确定每个第一区域231的形状。例如,考虑到电极端子214的形状通常为圆柱体,因此,图6至图11以第一区域231为圆形为例,以与电极端子214的端面的形状一致;并且图6至图11以第一区域231的形状与第二区域232的形状不同为例。再例如,该第一区域231也可以设置为矩形或者其他形状,本申请实施例并不限于此。
图12示出了本申请实施例的电池单体20的另一种可能的局部结构放大图,例如,图12可以为图5所示的电池单体20的一种可能的局部结构放大图,并且图7中第一区域231与第二区域232的排列方式与图6类似,但本申请实施例并不限于此,相关描述同样适用于图7至图11。如图12所示,不同于图6至图11所示,本申请实施例的第二区域232还可以为环形,例如方环或者圆环,即连接构件23与极耳222之间通过环形的第二区域232连接。对应的,以第二区域232为方环形为例,则该第二区域232的周长C满足:C=2(L+W1),其中,L为该第二区域232的长度方向上的最大尺寸,W1为该第二区域232的宽度方向上的最大尺寸,即以方环形的第二区域232的最大周长为准。
与之类似地,如图12所示,本申请实施例的每个第一区域231的形状也可以为环形,例如,第一区域231可以为圆环或者方环。具体地,以第一区域231的形状为圆环为例。图13示出了本申请实施例的电池单体20的局部截面示意图,该截面可以为垂直于电池单体20的长度方向X的截面。如图12和图13所示,该连接构件23上可以设置有通孔,该电极端子214的至少部分穿过该通孔并容纳于该通孔内,通过对缝焊接的方式将连接构件23与电极端子214进行焊接,则可以环绕该连接构件23的通孔的周围区域以形成圆环形的第一区域231。
再例如,通过其他连接方式或者设置其他通孔的形状,该第一区域231也可以为方环或者其他形状,本申请实施例并不限于此。
在本申请实施例中,第二区域232的面积S的取值范围为[0.16mm2,240mm2]。本申请实施例中每个第二区域232的面积S可以根据第二区域232的实际形状进行计算。例如,如图6至图11所示,若第二区域232为矩形,则该第二区域232的面积S满足:S=L*W1;如图12和图13所述,若第二区域232为方环形,则第二区域232的面积S满足:S=2*(W1+L-2W2)*W2,其中,W2表示方环的环形的宽度,该W2与焊接熔宽有关,并且本申请实施例以该方环的长度方向的环形区域的宽度和宽度方向上的环形区域的宽度相等为例。
若第二区域232的面积S设置过大,则每个第二区域232占用连接构件23的区域较大,进而会降低第一区域231的面积,减小连接构件23和电极端子214的连接强度。相反地,若第二区域232的面积S过小,则会影响连接构件23与极耳222之间的连接强度,还会降低电池单体20的过流面积。因此,应合理设置第二区域232的面积S,例如,第二区域232的面积S可以等于0.16mm2、1mm2、20mm2、40mm2、60mm2、80mm2、100mm2、120mm2、140mm2、160mm2、180mm2、200mm2、220mm2和240mm2。
在本申请实施例中,第二区域232的面积S满足:S/L的取值范围为[0.8mm,5mm],和/或,S/W1的取值范围为[0.8mm,8mm];其中,L表示第二区域232的在该第二区域232的长度方向上的尺寸,W1表示第二区域232的在该第二区域232的宽度方向上的尺寸。例如,如图6至图13所示,对于不同形状的第二区域232,该第二区域232的长度方向可以为该第二区域232的尺寸较大的方向,对应的,该第二区域232的宽度方向可以为该第二区域232的尺寸较小的方向,其中,该第二区域232的长度方向的尺寸L大于该第二区域232的宽度方向的尺寸W1。例如,本申请实施例主要以该第二区域232的长度方向为电池单体20的宽度方向Y为例,以该第二区域232的宽度方向为电池单体20的长度方向X为例。
若S/L设置过小,那么在该第二区域232的长度方向的尺寸L一定的情况下,第二区域232的面积会过小,这样会降低连接构件23与极耳222之间的连接强度,并且也会降低电池单体20的过流面积,进而影响电池单体20的安全性和稳定性。相反地,若S/L设置过大,那么在该第二区域232的长度方向的尺寸L一定的情况下,第二区域232的面积会过大,或者,第二区域232的沿第二区域232的宽度方向上的尺寸W1也可能过大,进而导致连接构件23的体积过大,影响电池单体20内部的空间利用率,进而降低了电池单体20的能量密度。因此,S/L不宜设置过大或者过小,例如,该S/L的值可以设置为0.8mm、1.4mm、2mm、2.6mm、3.2mm、3.8mm、4.4mm和5mm。
类似地,S/W1也不宜设置过大或者过小。若S/W1设置过小,那么第二区域232的宽度方向上的尺寸W1一定的情况下,第二区域232的面积会过小,这样会降低连接构件23与极耳222之间的连接强度,并且也会降低电池单体20的过流面积,进而影响电池单体20的安全性和稳定性。相反地,若S/W1过大,第二区域232的面积会过大,或者,第二区域232的沿长度方向上的尺寸L也可能过大,进而导致连接构件23的体积过大,影响电池单体20内部的空间利用率,进而降低了电池单体20的能量密度。因此,S/W1不宜设置过大或者过小,例如,该S/W1的值可以设置为0.8mm、1.4mm、2mm、2.6mm、3.2mm、3.8mm、4.4mm、5mm、5.6mm、6.2mm、6.8mm、7.4mm和8mm。
在本申请实施例中,连接构件23可以包括至少一个第一区域231和多个第二区域232,该至少一个第一区域231和多个第二区域232的排列方式可以根据实际应用进行设置。例如,如图6所示,当连接构件23包括n个第一区域231时,可以对应设置n+1个第二区域232,并且n个第一区域231和n+1个第二区域232间隔排列,以使每个第一区域231均位于两个第二区域232之间,并且每相邻两个第二区域232之间设置有一个第一区域231。
例如,如图12至图13所示,连接构件23包括两个第一区域231和三个第二区域232,三个第二区域232中每相邻两个第二区域232之间设置有两个第一区域231中的一个第一区域231,以使得第一区域231和第二区域232相互间隔设置,既可以提高连接构件23与电极端子214之间的连接区域的面积大小,以保证二者之间的连接强度,又可以提高连接构件23与极耳222之间的连接区域的面积大小,保证二者之间的连接强度。另外,第一区域231和第二区域232较为均匀的分布在连接构件23上,也可以使得连接构件23的温度分布均匀,避免局部区域温度过高而影响电池单体20的安全性;还可以使得第一区域231与第二区域232之间相互不影响,保证了电池单体20的稳定性。
再例如,图14示出了本申请实施例的电池单体20的再一种可能的局部结构放大图,例如,图14可以为图5所示的电池单体20的一种可能的局部结构放大图。如图14所示,连接构件23包括两个第一区域231和两个第二区域232,两个第一区域231均位于两个第二区域232之间,既可以提高连接构件23与电极端子214之间的连接区域的面积大小,以保证二者之间的连接强度,又可以提高连接构件23与极耳222之间的连接区域的面积大小,保证二者之间的连接强度。并且,在两个第一区域231之间未设置第二区域232,可以降低连接构件23与极耳222之间的连接难度,提高加工效率。
不同于图6至图14所示的设置方式,连接构件23还可以采用其他设置方式。例如,图15和图16分别示出了本申请实施例的电池单体20的其他可能的局部结构放大图,例如,图15和图16可以为图5所示的电池单体20的可能的局部结构放大图。对于连接构件23包括两个第一区域231和两个第二区域232的情况,也可以采用如图15和图16所示的方式设置连接构件23,以使得第一区域231和第二区域232的位置设置可以更加灵活。
再例如,不同于图6至图16所示的连接构件23包括两个第一区域231的情况,本申请实施例的连接构件23还可以包括更多或者更少的第一区域231。例如,图17示出了本申请实施例的电池单体20的再一种可能的局部结构放大图,例如,图17可以为图5所示的电池单体20的一种可能的局部结构放大图。如图17所示,连接构件23可以仅包括一个第一区域231,则连接构件23可以包括分别位于该第一区域231两侧的两个第二区域232,以提高连接构件23与极耳222之间的连接区域的面积大小,保证二者之间的连接强度,本申请实施例并不限于此。
在本申请实施例中,同一连接构件23可以与至少一个电极端子214电连接,例如,该连接构件23可以用于与至少一个正极电极端子214a电连接,或者用于与至少一个负极电极端子214b电连接。具体地,以电池单体20的任一连接构件23为例,该连接构件23可以包括至少一个第一区域232,该至少一个第一区域231用于实现与至少一个电极端子214之间的连接件。例如,连接构件23与任意一个电极端子214之间可以通过至少一个第一区域231电连接。本申请实施例中主要以连接构件23与任意一个电极端子214之间通过一个第一区域231电连接为例进行描述,但本申请实施例并不限于此。
在本申请实施例中,本申请实施例的同一连接构件23可以与至少一个极耳222电连接,例如,该连接构件23可以用于与至少一个正极极耳222a电连接,或者,用于与至少一个负极极耳222b电连接。因此,本申请实施例的连接构件23包括的多个第二区域232可以用于与电极组件22的相同的或者不同的极耳222电连接。
在一些实施例中,多个第二区域232用于与电极组件22的同一个极耳222电连接。具体地,以电池单体20的任一连接构件23为例,该连接构件23可以包括多个第二区域232,本申请实施例主要以该多个第二区域232用于实现与同一个极耳222之间的电连接为例进行描述,即对于该电极组件22的任意一个极耳222,其与连接构件23之间可以通过多个第二区域232实现电连接。这样可以使得连接构件23与该极耳222之间的电流分布可以更加均匀,进而可以降低该连接构件23的温升。
在一些实施例中,多个第二区域232也可以用于与不同极耳222电连接。具体地,以电池单体20的任一连接构件23为例,该连接构件23可以与多个极耳222电连接,例如该连接构件23可以与多个正极极耳222a电连接或者与多个负极极耳222b电连接。对于连接于同一个连接构件23的多个极耳222,该多个极耳222可以对应多个第二区域232,其中每个极耳222可以对应至少一个第二区域232,以使得该连接构件23包括多个第二区域232。即本申请实施例的连接构件23包括的多个第二区域232也可以用于与多个极耳222电连接,例如,该多个第二区域223可以与多个正极极耳222a电连接或者与多个负极极耳222b电连接。
本申请实施例的连接构件23用于实现电极端子214和对应的极耳222之间的电连接。具体地,连接构件23包括至少一个第一区域231,即连接构件23可以包括一个第一区域231或者包括至少两个间隔设置的第一区域231。每个第一区域231用于与电极端子214电连接,例如,在该第一区域231可以通过焊接的方式实现连接构件23与电极端子214之间的电连接。另外,连接构件23还包括多个第二区域232,即连接构件23包括至少两个间隔设置的第二区域232,其中,每个第二区域232用于与极耳222电连接,例如,在该第二区域232可以通过焊接的方式实现连接构件23与极耳222之间的电连接。这样,可以在连接构件23尺寸有限的情况下,更加灵活地设置用于与极耳222电连接的区域的位置,尽可能增加连接构件23与极耳222之间的连接区域的面积大小,可以保证连接构件23和极耳222之间的连接强度,进而保证电池单体20的稳定性;并且多个第二区域232可以使得连接构件23与极耳222之间的电流分布可以更加均匀,进而可以降低该连接构件23的温升。
进一步地,本申请实施例的连接构件23可以包括一个或者多个第一区域以及多个第二区域232,且该多个第二区域232中每个第二区域232与每个第一区域231均不重叠,这样可以保证连接构件23与电极端子214之间的连接强度,也可以保证连接构件23和极耳222之间的连接强度,进而保证电池单体20的稳定性。
进一步地,本申请实施例的连接构件23的第一区域231位于多个第二区域232中两个第二区域232之间,即连接构件23中存在至少一个第一区域231位于两个第二区域232之间,这样,在连接构件23尺寸有限的情况下,可以更加灵活地设置第二区域232的位置,并且尽可能增加第二区域232的大小,即可以增加连接构件23与极耳222之间的连接区域的面积大小,进而提高连接构件23与极耳222之间的连接强度,以保证电池单体20的稳定性和安全性。
虽然已经参考优选实施例对本申请进行了描述,但在不脱离本申请的范围的情况下,可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。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 (23)
1.一种电池单体,其特征在于,包括:
外壳(21),所述外壳(21)的第一壁(213)设置有电极端子(214);
电极组件(22),容纳于所述外壳(21),所述电极组件(22)包括极耳(222);
连接构件(23),所述连接构件(23)包括第一区域(231)和多个第二区域(232),所述第一区域(231)用于与所述电极端子(214)电连接,所述多个第二区域(232)用于与所述极耳(222)电连接。
2.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述第一区域(231)和所述多个第二区域(232)不重叠,所述第一区域(231)位于所述多个第二区域(232)中的两个第二区域(232)之间。
3.根据权利要求2所述的电池单体,其特征在于,所述第一区域(231)与所述第二区域(232)之间的最小距离大于或者等于0.5mm。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述第二区域(232)的周长大于或者等于8mm。
5.根据权利要求1至3中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述第二区域(232)的面积的取值范围为[0.16mm2,240mm2]。
6.根据权利要求1至3中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述第二区域(232)的面积S满足:
S/L的取值范围为[0.8mm,5mm],和/或,
S/W1的取值范围为[0.8mm,8mm];
其中,L表示所述第二区域(232)的在所述第二区域(232)的长度方向上的尺寸,W1表示所述第二区域(232)的在所述第二区域(232)的宽度方向上的尺寸。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述连接构件(23)包括两个所述第一区域(231)和两个所述第二区域(232),两个所述第一区域(231)均位于两个所述第二区域(232)之间;或者,
所述连接构件(23)包括两个所述第一区域(231)和三个所述第二区域(232),三个所述第二区域(232)中每相邻两个第二区域(232)之间设置有两个所述第一区域(231)中的一个所述第一区域(231)。
8.根据权利要求1至3中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述连接构件(23)为片状结构。
9.根据权利要求1至3中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述外壳(21)包括:
壳体(211),所述壳体(211)为具有开口(2111)的中空结构;
盖板(212),所述盖板(212)用于盖合所述开口(2111)。
10.根据权利要求9所述的电池单体,其特征在于,所述盖板(212)为所述电池单体的面积最大的壁。
11.根据权利要求9所述的电池单体,其特征在于,所述盖板(212)为所述第一壁(213)。
12.根据权利要求11所述的电池单体,其特征在于,所述电极端子(214)位于靠近所述盖板(212)的第一边(2121)的区域。
13.根据权利要求12所述的电池单体,其特征在于,所述第一边(2121)为所述盖板(212)的长度最小的边。
14.根据权利要求12或13所述的电池单体,其特征在于,靠近所述第一边(2121)的区域设置有多个电极端子(214),所述多个电极端子(214)通过同一个所述连接构件(23)与所述极耳(222)电连接。
15.根据权利要求12或13所述的电池单体,其特征在于,所述电极端子(214)与第二边(2122)之间的最小距离大于所述电极端子(214)与所述第一边(2121)之间的最小距离,所述第二边(2122)与所述第一边(2121)相交。
16.根据权利要求12或13所述的电池单体,其特征在于,靠近所述第一边(2121)的区域设置的全部电极端子(214)相对于垂直于所述第一边(2121)的中心轴线(2121a)对称分布。
17.根据权利要求11至13中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述电池单体包括正极电极端子(214a)和负极电极端子(214b),所述正极电极端子(214a)和所述负极电极端子(214b)位于所述盖板(212)的长度方向的两端。
18.根据权利要求9所述的电池单体,其特征在于,所述壳体(211)包括凹部(2113),所述凹部(2113)与所述电极端子(214)对应设置,所述凹部(2113)自所述壳体(211)的底壁(2112)向所述开口(2111)凹陷,所述凹部(2113)用于容纳与所述底壁(2112)相邻的电池单体的电极端子(214)。
19.根据权利要求18所述的电池单体,其特征在于,所述凹部(2113)沿所述壳体(211)的宽度方向贯穿所述壳体(211)。
20.根据权利要求1至3中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述多个第二区域(232)用于与所述电极组件(22)的同一个极耳(222)电连接。
21.一种电池,其特征在于,包括:
多个根据权利要求1至20中任一项所述的电池单体。
22.根据权利要求21所述的电池,其特征在于,多个所述电池单体沿所述电池单体的厚度方向排列。
23.一种用电设备,其特征在于,包括:
多个根据权利要求1至20中任一项所述的电池单体,所述电池单体用于为所述用电设备提供电能。
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GR01 | Patent grant | ||
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