【专利下载】【专利代理】【商标和版权申请】Tel:18215660330

电池单体、电池及用电设备的制作方法

专利查询6月前  27

【专利下载】【专利代理】【商标和版权申请】Tel:18215660330



1.本技术涉及电池制造技术领域,具体而言,涉及一种电池单体、电池及用电设备。


背景技术:

2.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。
3.在电池技术的发展中,除了提高电池的性能外,安全问题也是一个不可忽视的问题。如何增强电池的安全性,是电池技术中一个亟待解决的技术问题。


技术实现要素:

4.本技术的目的在于提供一种电池单体、电池及用电设备,能够增强电池的安全性。
5.本技术是通过下述技术方案实现的:
6.第一方面,本技术提供了一种电池单体,包括:
7.壳体,具有开口;
8.端盖组件,用于封闭所述开口,所述端盖组件设有注液孔,所述注液孔包括第一孔段;
9.铆钉,包括钉帽和钉体,所述钉体穿过所述第一孔段,所述钉帽位于所述第一孔段的远离所述壳体内部的一侧;
10.密封件,设于所述钉帽和所述端盖组件之间,用于密封所述第一孔段;
11.其中,所述钉帽靠近所述第一孔段的一侧形成有限位凸台,所述限位凸台用于与所述端盖组件抵接,以限制所述密封件的压缩量;或,所述端盖组件形成有限位凸台,所述限位凸台与所述钉帽靠近所述第一孔段的一侧抵接,以限制所述密封件的压缩量。
12.根据本技术实施例的电池单体,通过在钉帽的靠近第一孔段的一侧形成限位凸台,限位凸台与端盖组件抵接,或者,通过在端盖组件形成限位凸台,限位凸台与钉帽靠近第一孔段的一侧抵接;在铆接时,限位凸台能够起到限制密封件的压缩量的作用,调整因钉体倾斜而导致的安装误差,保证钉帽与端盖组件密封配合;在保证钉体不倾斜时,保证密封件的不同位置的压缩量一致,提高了长期密封性能。该电池单体,基于钉帽和端盖组件的密封配合,能够减小壳体内部的电解液从注液孔泄漏的风险,以免引起安全隐患,提高了安全性。
13.根据本技术的一些实施例,所述限位凸台的高度小于所述密封件的原始厚度。
14.在上述方案中,限位凸台的高度小于密封件的原始厚度,以便于钉帽与端盖组件配合压缩密封件,使密封件发生形变而进一步填满钉帽与端盖组件之间的间隙,从而封堵钉体和第一孔段之间的间隙,保证电池单体的密封效果。
15.根据本技术的一些实施例,所述限位凸台围绕所述密封件设置。
16.在上述方案中,限位凸台围绕密封件设置,使得限位凸台能够在密封件的周向的
不同位置对钉帽提供支撑,防止钉帽倾斜,以控制密封件的压缩量,保证密封件的不同位置的压缩量一致,保证钉帽与端盖组件之间的密封效果。
17.根据本技术的一些实施例,所述限位凸台为围绕所述铆钉的中心轴线设置的环形凸台;或,所述限位凸台包括围绕所述铆钉的中心轴线间隔分布的多个子凸台。
18.在上述方案中,在限位凸台为围绕铆钉的中心轴线设置的环形凸台的实施例中,限位凸台能够在铆钉的周向的任意位置起到支撑的作用,防止钉帽倾斜,控制密封件的压缩量,以保证密封件的不同位置的压缩量一致。在限位凸台包括围绕铆钉的中心轴线间隔分布的多个子凸台的实施例中,多个子凸台能够在铆钉的周向具有多个支撑位置,防止钉帽倾斜,以便于控制密封件的压缩量,保证密封件的不同位置的压缩量一致。
19.根据本技术的一些实施例,所述限位凸台形成在所述钉帽的边缘。
20.在上述方案中,相对于限位凸台设置于钉帽的靠近铆钉中心轴线的其他设置位置,限位凸台位于钉帽的边缘,能够使得钉帽与密封件具有较大的接触面积,便于控制密封件的压缩量,保证钉帽与端盖组件之间的密封效果。
21.根据本技术的一些实施例,所述端盖组件包括端盖和电极端子,所述端盖覆盖所述开口,所述电极端子设于所述端盖,所述注液孔设于所述端盖或所述电极端子。
22.在上述方案中,注液孔可以设置于端盖,也可以设置于电极端子;在注液孔设置于端盖的实施例中,注液孔可以设置在端盖的任意适合位置,具有较多的选择位置,只需保证注液孔不与其他部件干涉即可;在注液孔设置于电极端子的实施例中,电极端子的厚度相对于端盖的厚度大,能够为铆钉铆接提供较好的支撑,便于铆接作业。
23.根据本技术的一些实施例,所述注液孔还包括与所述第一孔段连通的第二孔段,所述第二孔段位于所述第一孔段远离所述壳体内部的一侧,所述电池单体还包括密封钉,所述密封钉与所述第二孔段密封配合。
24.在上述方案中,第二孔段位于第一孔段的远离壳体内部的一侧,避免占用壳体的内部空间;通过密封钉与第二孔段密封配合,进一步提高密封效果。
25.根据本技术的一些实施例,所述注液孔设于所述端盖,所述密封钉远离所述壳体内部的一侧不超出所述端盖远离所述壳体内部的一侧;
26.或,所述注液孔设于所述电极端子,所述密封钉远离所述壳体内部的一侧不超出所述电极端子远离所述壳体内部的一侧。
27.在上述方案中,在注液孔设于端盖的实施例中,密封钉的表面与端盖的表面平齐,使得电池单体的外观美观,并且避免密封钉凸出端盖的表面而与其他部件干涉。在注液孔设于电极端子的实施例中,密封钉的表面与电极端子的表面平齐,使得电池单体的外观美观,并且避免密封钉凸出于端盖的表面而与其他部件干涉。
28.根据本技术的一些实施例,所述注液孔还包括与所述第一孔段连通的第三孔段,所述第三孔段位于所述第一孔段的靠近所述壳体内部的一侧,所述钉体的远离所述钉帽的一端位于所述第三孔段内且不超出所述第三孔段。
29.在上述方案中,第三孔段位于第一孔段的靠近壳体内部的一侧,也即第三孔段相对于第一孔段靠近电极组件,钉体的远离钉帽的一端位于第三孔段内且不超出第三孔段,避免占用壳体的内部空间,提高了电池单体的能量密度。
30.第二方面,本技术实施例还提供了一种电池,包括上述的电池单体。
31.第三方面,本技术实施例还提供了一种用电设备,包括上述的电池,所述电池用于提供电能。
32.上述说明仅是本技术技术方案的概述,为了能够更清楚了解本技术的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本技术的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本技术的具体实施方式。
附图说明
33.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,而并不认为是对本技术的限制。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:
34.图1为本技术一些实施例提供的车辆的结构示意图;
35.图2为本技术一些实施例提供的电池的爆炸图;
36.图3为本技术一些实施例提供的电池单体的结构示意图;
37.图4为图3的端盖组件的结构示意图;
38.图5为本技术一些实施例提供的铆钉与端盖组件铆接前的装配示意图;
39.图6为本技术一些实施例提供的铆钉的结构示意图;
40.图7为本技术另一些实施例提供的铆钉的结构示意图;
41.图8为本技术另一些实施例提供的电池单体的结构示意图;
42.图9为图8的端盖组件的结构示意图。
43.图标:100-电池;101-箱体;1011-第一部分;1012-第二部分;10-电池单体;11-壳体;111-开口;12-端盖组件;120-注液孔;1201-第一孔段;1202-第二孔段;1203-第三孔段;1204-第一台阶面;1205-台阶;121-端盖;122-电极端子;13-铆钉;131-钉帽;132-钉体;1321-限位结构;133-拉杆;14-密封件;15-限位凸台;151-子凸台;152-缺口;16-电极组件;17-密封钉;200-马达;300-控制器;1000-车辆。
具体实施方式
44.下面将结合附图对本技术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技术的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本技术的保护范围。
45.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技术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,不是旨在于限制本技术;本技术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。
46.在本技术实施例的描述中,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。在本技术实施例的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。
47.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技术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。
48.在本技术实施例的描述中,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。
49.在本技术实施例的描述中,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)。
50.在本技术实施例的描述中,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技术实施例和简化描述,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技术实施例的限制。
51.在本技术实施例的描述中,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技术实施例中的具体含义。
52.在本技术中,所提及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,本技术中所提及的电池可以包括电池模块或电池包等。
53.本技术中,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,本技术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,本技术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:圆柱电池单体、方形电池单体和软包电池单体,本技术实施例并不限于此。
54.本技术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,本技术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。
55.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集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的集流体,未涂敷正极活性物质层的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集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的集流体,未涂敷负极活性物质层的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pp(polypropylene,聚丙烯)或pe(polyethylene,聚乙烯)等。此外,电极组件可以是卷绕式结构,也可以是叠片式结构,本技术实施例并不限于此。
56.电池单体还包括壳体和端盖组件,壳体具有开口,以供电极组件放置于壳体的内
部,端盖组件用于封闭开口,以与壳体连接形成容纳电极组件的腔体。通常,壳体的内部需要填充电解液,端盖组件设有注液孔,以供电解液进入壳体的内部。
57.在电池生产过程中,注液孔的密封效果好坏将会影响电解液是否泄漏,如果注液孔的密封效果较差,则会容易引起电解液泄漏,进而造成安全隐患,影响电池的安全性。
58.现有技术中,通常采用铆钉和密封件的配合方式来对注液孔进行密封。发明人发现,在铆接的过程中,铆钉的安装精度会影响注液孔的密封效果,如果钉体倾斜,钉帽施加于密封件的挤压力不均衡,则会导致密封件的不同位置的压缩量不一致,密封件不能完全封闭注液孔与钉体之间的间隙,进而使得密封失效,电解液容易泄漏,影响电池的安全。
59.基于上述考虑,为了解决注液孔密封效果较差的问题,发明人经过深入研究,设计了一种电池单体,该电池单体包括壳体、端盖组件、铆钉及密封件;壳体具有开口,端盖组件用于封闭开口,端盖组件设有注液孔,注液孔包括第一孔段;铆钉包括钉帽和钉体,钉体穿过第一孔段,钉帽位于第一孔段的远离壳体内部的一侧;密封件设于钉帽和端盖组件之间,用于密封第一孔段。其中,钉帽靠近第一孔段的一侧形成有限位凸台,限位凸台用于与端盖组件抵接,以限制密封件的压缩量;或者,端盖组件形成有限位凸台,限位凸台与钉帽靠近第一孔段的一侧抵接,以限制密封件的压缩量。
60.在这样的电池单体中,在钉帽的靠近第一孔段的一侧形成有限位凸台的实施例中,限位凸台与端盖组件抵接,或者,在端盖组件形成有限位凸台的实施例中,限位凸台与钉帽靠近第一孔段的一侧抵接;在铆钉与端盖组件铆接时,限位凸台能够起到限制密封件的压缩量的作用,调整因钉体倾斜而导致的安装误差,保证钉帽与端盖组件密封配合;在保证钉体不倾斜时,使得钉帽施加于密封件的不同位置的作用力均衡,保证密封件的不同位置的压缩量一致,提高了长期密封性能。
61.由于钉帽与端盖组件的密封配合,使得钉帽与端盖组件之间具有较好的密封效果,能够有效减小壳体内部的电解液从注液孔泄漏的风险,以免引起安全隐患,提高了安全性。
62.本技术实施例公开的电池单体可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电设备中。可以使用具备本技术公开的电池单体、电池等组成该用电设备的电源系统。
63.本技术实施例提供一种使用电池作为电源的用电设备,用电设备可以为但不限于手机、平板电脑、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电动自行车、电动摩托车、电动汽车、船舶、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。
64.应理解,本技术实施例描述的技术方案不仅仅局限适用于上述所描述的设备,还可以适用于所有使用电池的设备,但为描述简洁,下述实施例以一种用电设备为车辆为例进行说明。
65.请参照图1,图1为本技术一些实施例提供的车辆1000的结构示意图。车辆1000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1000的内部设置电池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,用于车辆1000的电路系统,例如用于车辆1000的启动、导航和运行时的工作用电需求。
66.车辆1000的内部还可以设置马达200以及控制器300,控制器300用来控制电池100为马达200的供电,例如,用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
67.在本技术的另一实施例中,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,替代或部分替代燃油或天然气为车辆1000提供驱动力。
68.请参照图2,图2为本技术一些实施例提供的电池100的爆炸图。电池100包括箱体101和电池单体10,电池单体10容纳于箱体101中。
69.其中,箱体101用于为电池单体10提供容纳空间,箱体101可以采用多种结构。在一些实施例中,箱体101可以包括第一部分1011和第二部分1012,第一部分1011与第二部分1012相互盖合,第一部分1011和第二部分1012共同限定出用于容纳电池单体10的容纳空间。第二部分1012可以为一端开口的空心结构,第一部分1011可以为板状结构,第一部分1011盖合于第二部分1012的开口侧,以使第一部分1011与第二部分1012共同限定出容纳空间;第一部分1011和第二部分1012也可以是均为一侧开口的空心结构,第一部分1011的开口侧盖合于第二部分1012的开口侧。当然,第一部分1011和第二部分1012形成的箱体101可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。
70.在电池100中,电池单体10可以是多个,多个电池单体10之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池单体10中既有串联又有并联。多个电池单体10之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池单体10构成的整体容纳于箱体101内;当然,电池100也可以是多个电池单体10先串联或并联或混联组成电池100模块形式,多个电池100模块再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体101内。
71.电池100还可以包括其他结构,例如,该电池100还可以包括汇流部件,用于实现多个电池单体10之间的电连接。
72.其中,每个电池单体10可以为二次电池或一次电池;还可以是锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池,但不局限于此。电池单体10可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。为便于描述,本技术下述实施例以电池单体10呈圆柱体为例进行说明。
73.请参照图3和图4,图3为本技术一些实施例提供的电池单体10的结构示意图,图4为图3的端盖组件12的结构示意图。电池单体10是指组成电池100的最小单元。如图3所示,电池单体10包括有壳体11、端盖组件12、电极组件16及其他功能性部件。
74.壳体11具有开口,以供电极组件16放置于壳体11的内部。壳体11是用于配合端盖组件12以形成电池单体10的内部环境的组件,其中,形成的内部环境可以用于容纳电极组件16、电解液以及其他部件。壳体11可以是多种形状和尺寸的,例如,长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。本技术实施例以壳体11为圆柱体形为例进行介绍。壳体11的材质可以是多种,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等,本技术实施例以壳体11的材质为铝合金为例进行介绍。
75.如图4所示,端盖组件12包括端盖121和电极端子122,电极端子122设置于端盖121上。端盖121是指盖合于壳体11的开口处以将电池100的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地,端盖121的形状可以与壳体11的形状相适应以配合壳体11。可选地,端盖121可以由具有一定硬度和强度的材质(如铝合金)制成,这样,端盖121在受挤压碰撞时就不易发生形变,使电池单体10能够具备更高的结构强度,安全性能也可以有所提高。电极端子122可以用于与电极组件16电连接,以用于输出或输入电池单体10的电能。在一些实施例中,端盖
121上还可以设置有用于在电池单体10的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构。端盖121的材质也可以是多种的,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等,本技术实施例以端盖121的材质为铝合金为例介绍。
76.电极组件16是电池单体10中发生电化学反应的部件。壳体11内可以包含一个或更多个电极组件16。电极组件16主要由正极极片和负极极片卷绕或层叠放置形成,并且通常在正极极片与负极极片之间设有隔膜。正极极片和负极极片具有活性物质的部分构成电极组件16的主体部,正极极片和负极极片不具有活性物质的部分各自构成极耳。正极极耳和负极极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池100的充放电过程中,正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应,极耳连接电极端子122以形成电流回路。
77.根据本技术的一些实施例,本技术提供了一种电池单体10,如图3和图4所示,该电池单体10包括壳体11、端盖组件12、铆钉13以及密封件14。壳体11具有开口111。端盖组件12用于封闭开口111,端盖组件12设有注液孔120,注液孔120包括第一孔段1201。铆钉13包括钉帽131和钉体132,钉体132穿过第一孔段1201,钉帽131位于第一孔段1201的远离壳体11内部的一侧。密封件14设于钉帽131和端盖组件12之间,密封件14用于密封第一孔段1201。其中,钉帽131靠近第一孔段1201的一侧形成有限位凸台15,限位凸台15用于与端盖组件12抵接,以限制密封件14的压缩量;或,端盖组件12形成有限位凸台15,限位凸台15与钉帽131靠近第一孔段1201的一侧抵接,以限制密封件14的压缩量。
78.需要指出的是,壳体11内部是指端盖组件12封装壳体11的开口111后,壳体11与端盖组件12围成的区域。端盖组件12设有注液孔120,注液孔120连通壳体11内部和外部空间,以便于电解液经由注液孔120流入壳体11内部。
79.如图4所示,端盖组件12形成有第一台阶面1204,第一台阶面1204位于第一孔段1201的远离壳体11内部的一侧,也即,第一孔段1201开设于第一台阶面1204。密封件14设置于第一台阶面1204上,且密封件14被第一台阶面1204和钉帽131夹持。
80.钉体132穿过第一孔段1201是指,钉体132的一端与钉帽131连接,钉帽131位于第一孔段1201的远离壳体11内部的一侧,钉体132的另一端穿过第一孔段1201后,位于第一孔段1201的靠近壳体11内部的一侧。铆钉13的材质可以为铝、不锈钢、铁、黄铜、紫铜等。请参照图5,图5为本技术一些实施例提供的铆钉13与端盖组件12铆接前的装配示意图。如图5所示,铆钉13通常还包括拉杆133,在铆接时,铆钉13的拉杆133被外部部件夹持并从钉帽131和钉体132中拉出,以将钉帽131和钉体132固定于端盖组件12,该种铆接操作称为拉铆操作。在拉铆操作的过程中,钉体132的远离钉帽131的一端在拉杆133的作用下变形以形成限位结构1321,通过钉帽131和该限位结构1321将钉体132与端盖组件12固定。在铆接过程中,钉帽131被施加挤压密封件14的作用力,以使密封件14压缩变形,当钉帽131和钉体132配合固定于端盖组件12后,密封件14被钉帽131压于端盖组件12,从而形成钉帽131和端盖组件12之间的密封。
81.在钉帽131的靠近第一孔段1201的一侧形成有限位凸台15的实施例中,如图4所示,限位凸台15与端盖组件12(第一台阶面1204)抵接,或者,在端盖组件12形成有限位凸台15的实施例中,限位凸台15与钉帽131靠近第一孔段1201的一侧抵接;在铆钉13与端盖组件12铆接时,限位凸台15能够起到限制密封件14的压缩量的作用,调整因钉体132倾斜而导致
的安装误差,保证钉帽131与端盖组件12密封配合;在保证钉体132不倾斜时,使得钉帽131施加于密封件14的不同位置的作用力均衡,保证密封件14的不同位置的压缩量一致,提高了长期密封性能。
82.由于钉帽131与端盖组件12的密封配合,使得钉帽131与端盖组件12之间具有较好的密封效果,能够有效减小壳体11内部的电解液从注液孔120泄漏的风险,以免引起安全隐患,提高了安全性。
83.根据本技术的一些实施例,可选地,请参照图5,限位凸台15的高度h小于密封件14的原始厚度d。
84.密封件14的原始厚度d是指密封件14在铆接操作前的厚度;限位凸台15的高度h是指限位凸台15在沿铆钉13的中心轴线方向上的尺寸,也即限位凸台15在沿第一孔段1201的中心轴线方向上的尺寸。在铆接操作前,限位凸台15的高度h小于密封件14的原始厚度d。在钉帽131的靠近第一孔段1201的一侧形成有限位凸台15的实施例中,如图5所示,在铆接操作前,密封件14的厚度方向的两侧分别与钉帽131和端盖组件12(第一台阶面1204)接触,限位凸台15的靠近第一孔段1201的一侧的表面与端盖组件12(第一台阶面1204)之间具有间隙;在铆接过程中,钉帽131朝向第一孔段1201移动,移动至限位凸台15与端盖组件12(第一台阶面1204)抵接,在钉帽131的移动过程中,钉帽131挤压密封件14,密封件14逐渐被压缩变形,密封件14的最终状态的厚度减小至与限位凸台15的高度d相同。同理,在端盖组件12形成有限位凸台15的实施例中,在铆接操作前,密封件14的厚度方向的两侧分别与钉帽131和端盖组件12(第一台阶面1204)接触,限位凸台15的朝向钉帽131的一端的表面与钉帽131之间具有间隙;在铆接的过程中,钉帽131朝向第一孔段1201移动,移动至钉帽131与限位凸台15抵接,在钉帽131的移动过程中,密封件14逐渐被压缩变形,密封件14的最终状态的厚度减小至与限位凸台15的高度d相同。
85.限位凸台15的高度h小于密封件14的原始厚度d,以便于钉帽131与端盖组件12配合压缩密封件14,使密封件14发生形变而进一步填满钉帽131与端盖组件12之间的间隙,从而封堵钉体132和第一孔段1201之间的间隙,保证电池单体10的密封效果。
86.根据本技术的一些实施例,可选地,如图4和图5所示,限位凸台15围绕密封件14设置。
87.由于钉体132为圆柱状结构,为了便于保证密封件14(请参照图5)的密封效果,密封件14为环状结构,也即密封圈,密封件14套设于钉体132的外部,以便于在钉体132的周向的任意位置实现钉帽131和端盖组件12的密封配合,保证钉帽131与端盖组件12之间的密封效果。限位凸台15围绕密封件14设置,是指沿铆钉13的径向,密封件14相对于限位凸台15靠近铆钉13的中心轴线,换句话说,密封件14位于限位凸台15和钉体132之间。
88.在钉帽131靠近第一孔段1201的一侧形成有限位凸台15的实施例中,如图4所示,限位凸台15围绕密封件14设置,可以为钉帽131罩设于密封件14的外部。在端盖组件12形成有限位凸台15的实施例中,限位凸台15围绕密封件14设置,可以为限位凸台15的朝向钉体132的表面、端盖组件12的开设第一孔段1201的表面(第一台阶面1204)、钉体132及钉帽131的靠近第一孔段1201的表面围成限定密封件14的区域。
89.密封件14的材质为氟橡胶、丁晴橡胶、三元乙丙橡胶、硅胶、氟硅橡胶等。
90.限位凸台15围绕密封件14设置,使得限位凸台15能够在密封件14的周向的不同位
置对钉帽131提供支撑,防止钉帽131倾斜,以控制密封件14的压缩量,保证密封件14的不同位置压缩量一致,保证钉帽131与端盖组件12之间的密封效果。
91.限位凸台15的形状可以根据钉帽131的轮廓确定,以便于实现对密封件14的约束,保证钉帽131与端盖组件12之间的密封效果。
92.请参照图6和图7,图6为本技术一些实施例提供的铆钉13的结构示意图,图7为本技术另一些实施例提供的铆钉13的结构示意图。根据本技术的一些实施例,可选地,如图6所示,限位凸台15为围绕铆钉13的中心轴线设置的环形凸台;或,如图7所示,限位凸台15包括围绕铆钉13的中心轴线间隔分布的多个子凸台151。
93.由于钉体132为圆柱体,铆钉13的中心轴线也即钉体132的中心轴线。密封件14为环形结构,密封件14套设于钉体132的外部,以便于密封件14与钉体132配合,保证钉帽131与端盖组件12之间的密封效果。钉帽131的轮廓可以为圆形,以便于钉帽131与密封件14具有较大的接触面积。如图7所示,限位凸台15包括围绕铆钉13的中心轴线间隔分布的多个子凸台151,可以为在环形凸台的基础上,绕铆钉13的中心轴线在环形凸台上开设多个间隔分布的缺口152,使得环形凸台为间断式结构,相邻的两个缺口152之间形成一个子凸台151。
94.在限位凸台15为围绕铆钉13的中心轴线设置的环形凸台的实施例中,限位凸台15能够在铆钉13的周向的任意位置起到支撑的作用,防止钉帽131倾斜,控制密封件14的压缩量,以保证密封件14的不同位置的压缩量一致。在限位凸台15包括围绕铆钉13的中心轴线间隔分布的多个子凸台151的实施例中,多个子凸台151能够在铆钉13的周向具有多个支撑位置,防止钉帽131倾斜,以便于控制密封件14的压缩量,保证密封件14的不同位置的压缩量一致。
95.根据本技术的一些实施例,可选地,如图6和图7所示,限位凸台15形成在钉帽131的边缘。
96.限位凸台15形成于钉帽131的靠近第一孔段1201的一侧,且位于钉帽131的边缘,沿铆钉13的径向,密封件14位于限位凸台15与钉体132之间。相对于限位凸台15不设置于钉帽131的边缘的其他设置方式,例如限位凸台15设置于钉帽131的靠近铆钉13的中心轴线的设置方式,限位凸台15形成在钉帽131的边缘,能够使得钉帽131与密封件14具有较大的接触面积,便于控制密封件14的压缩量,保证钉帽131与端盖组件12之间的密封效果。
97.请参照图8和图9,图8为本技术另一些实施例提供的电池单体10的结构示意图,图9为图8的端盖组件12的结构示意图。根据本技术的一些实施例,可选地,如图8和图9所示,端盖组件12包括端盖121和电极端子122,端盖121覆盖开口111,电极端子122设于端盖121,注液孔120设于端盖121或电极端子122。
98.端盖121覆盖开口111,且与壳体11密封连接,以封闭开口111,形成容纳电极组件16的腔室。电极端子122设置于端盖121上,电极端子122与电极组件16的极耳电连接,以用于输出或输入电池单体10的电能。
99.注液孔120可以设置于端盖121,也可以设置于电极端子122。在注液孔120设置于端盖121的实施例中,注液孔120可以设置在端盖121的任意适合位置,具有较多的选择位置,只需保证注液孔120不与其他部件干涉即可;在注液孔120设置于电极端子122的实施例中,如图9所示,电极端子122的厚度相对于端盖121的厚度大,能够为铆钉13铆接提供较好的支撑,便于铆接操作。
100.根据本技术的一些实施例,可选地,如图9所示,注液孔120还包括与第一孔段1201连通的第二孔段1202,第二孔段1202位于第一孔段1201远离壳体11内部的一侧,电池单体10还包括密封钉17,密封钉17与第二孔段1202密封配合。
101.第二孔段1202与第一孔段1201连通且位于第一孔段1201远离壳体11内部的一侧,注液孔120向第一孔段1201远离壳体11内部的一侧延伸,避免占用壳体11的内部空间;通过密封钉17与第二孔段1202密封配合,进一步提高密封效果,在密封件14失效的情况下,能够保证注液孔120仍然处于密封状态,减小电解液泄漏的风险。
102.可选地,第二孔段1202的直径大于第一孔段1201的直径,以便于铆钉13的安装;第二孔段1202与第一孔段1201之间形成第一台阶面1204。为了便于铆钉13安装导向,第一台阶面1204设置有导向部,导向部可以为形成在第一孔段1201与第一台阶面1204连接处的倒角,以便于引导钉体132进入第一孔段1201。
103.可选地,密封钉17为铝钉,密封钉17与第二孔段1202的孔壁焊接,以保证密封钉17与第二孔段1202的孔壁连接强度,进一步保证密封钉17与第二孔段1202之间的密封效果。
104.根据本技术的一些实施例,注液孔120设于端盖121,密封钉17远离壳体11内部的一侧不超出端盖121远离壳体11内部的一侧;或,如图9所示,注液孔120设于电极端子122,密封钉17远离壳体11内部的一侧不超出电极端子122远离壳体11内部的一侧。
105.密封钉17远离壳体11内部的一侧可以为密封钉17远离电极组件16的一侧;端盖121远离壳体11内部的一侧可以为端盖121远离电极组件16的一侧;电极端子122远离壳体11内部的一侧可以为电极端子122远离电极组件16的一侧。
106.在注液孔120设于端盖121的实施例中,第二孔段1202的远离第一孔段1201的一端开口处设置有朝向第一孔段1201凹陷的台阶,密封钉17设置于该台阶处,以便于密封钉17在端盖121的定位,密封钉17与端盖121焊接固定,以使得密封钉17的外表面不超出端盖121的外表面,例如,密封钉17的外表面与端盖121的外表面平齐,或者,密封钉17的外表面相对于端盖121的外表面靠近第一孔段1201。在注液孔120设于电极端子122的实施例,如图9所示,第二孔段1202的远离第一孔段1201的一端开口处设置有凹陷的台阶1205,密封钉17设置于该台阶1205处,以便于密封钉17在电极端子122的定位,密封钉17与电极端子122焊接固定,以使得密封钉17的外表面与电极端子122的外表面平齐。
107.在注液孔120设于端盖121的实施例中,密封钉17远离壳体11内部的一侧与端盖121远离壳体11内部的一侧平齐,可以为密封钉17的外表面与端盖121的外表面平齐,使得电池单体10的外观美观,并且能够避免密封钉17凸出于端盖121的外表面而与其他部件干涉。在注液孔120设于电极端子122的实施例中,密封钉17远离壳体11内部的一侧与电极端子122远离壳体11内部的一侧平齐,可以密封钉17的外表面与电极端子122的外表面平齐,使得电池单体10的外观美观,并且能够避免密封钉17凸出于电极端子122的外表面而与其他部件干涉。
108.根据本技术的一些实施例,可选地,如图8和图9所示,注液孔120还包括与第一孔段1201连通的第三孔段1203,第三孔段1203位于第一孔段1201的靠近壳体11内部的一侧,钉体132的远离钉帽131的一端位于第三孔段1203内且不超出第三孔段1203。
109.如图8所示,第三孔段1203连通第一孔段1201和壳体11内部,以便于电解液经由第一孔段1201和第三孔段1203流入壳体11内部。钉体132穿过第一孔段1201后,钉体132的远
离钉帽131的一端位于第三孔段1203内,并且钉体132的远离钉帽131的一端的端面与第三孔段1203的远离第一孔段1201的一端的端面平齐,或者,钉体132的远离钉帽131的一端端面相对于第三孔段1203的远离第一孔段1201的一端的端面靠近第一孔段1201,也即钉体132的远离钉帽131的一端位于第三孔段1203的内部。
110.第三孔段1203位于第一孔段1201的靠近壳体11内部的一侧,也即第三孔段1203相对于第一孔段1201靠近电极组件16,在注液孔120设于端盖121的实施例中,第三孔段1203位于端盖121的靠近电极组件16的一侧,钉体132的远离钉帽131的一端不超出第三孔段1203,以避免占用壳体11的内部空间,提高了电池单体10的能量密度;在注液孔120设于电极端子122的实施例中,第三孔段1203位于电极端子122的靠近电极组件16的一侧,钉体132的远离钉帽131的一端不超出第三孔段1203,避免占用壳体11的内部空间,提高了电池单体10的能量密度。
111.需要指出的是,本技术实施例中,在铆接结束后,钉体132的远离钉帽131的一端不超出第三孔段1203,且在铆钉13与端盖组件12铆接前,钉体132的远离钉帽131的一端不超出第三孔段1203,避免钉体132超出第三孔段1203而占用壳体11的内部空间,影响电池单体10的能量密度。
112.在上述任意实施例中,注液孔120均可以包括第三孔段1203,并且钉体132的远离钉帽131的一端位于第三孔段1203内且不超出第三孔段1203。
113.根据本技术的一些实施例,本技术还提供了一种电池100,包括以上任一方案所述的电池单体10。
114.根据本技术的一些实施例,本技术还提供了一种用电设备,包括以上任一方案所述的电池100,并且电池100用于为用电设备提供电能。
115.用电设备可以是前述任应用电池100的设备或系统。
116.根据本技术的一些实施例,本技术提供了一种圆柱电池,如图8和图9所示,壳体11具有开口111,端盖121覆盖开口111,电极端子122设置于端盖121上,电极组件16的极耳与电极端子122电连接,电极端子122设有注液孔120。注液孔120包括依次连通的第二孔段1202、第一孔段1201和第三孔段1203,第三孔段1203相对于第一孔段1201靠近电极组件16。铆钉13包括钉帽131和钉体132,钉帽131位于第二孔段1202内,钉体132连接于钉帽131的靠近第一孔段1201的一侧,钉体132穿过第一孔段1201后伸入第三孔段1203,钉体132的远离钉帽131的一端位于第三孔段1203内且不超出第三孔段1203。密封件14设于钉帽131和电极端子122之间,限位凸台15形成于钉帽131靠近第一孔段1201的一侧,且限位凸台15形成在钉帽131的边缘,限位凸台15为围绕铆钉13的中心轴线设置的环形凸台。限位凸台15与电极端子122抵接,用于控制密封件14的压缩量,保证密封件14的不同位置压缩量一致,保证钉帽131与端盖组件12之间的密封效果。在铆钉13与电极端子122铆接后,在第二孔段1202的远离第一孔段1201的开口处设置密封钉17,密封钉17与电极端子122焊接,以密封第二孔段1202,并且密封钉17的远离壳体11内部的一侧与电极端子122的远离壳体11内部的一侧平齐。
117.最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明,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技术各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本技术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。本技术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。

最新回复(0)