电池壳、电池单体、电池及用电装置的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池壳、电池单体、电池及用电装置。


背景技术：

2.目前，随着社会经济的发展，电池的应用也越加广泛。电池包括电池单体，电池单体通常包括电池壳及电芯，电池壳包括壳主体及焊接于壳主体上的盖体，且壳主体与盖体围设形成收容电芯的收容腔。
3.电芯在充放电的过程中，电芯反复膨胀容易导致壳主体未被端板固定的顶端反复摆动，进而造成壳主体与盖体的焊接处容易开裂。


技术实现要素：

4.鉴于上述问题，本技术提供一种壳主体与盖体焊接处不易开裂的电池壳、电池单体、电池及用电装置。
5.一种电池壳，其特征在于，所述电池壳包括：
6.壳主体，包括一体成型的底部，侧部及顶部，所述底部与所述顶部相对且间隔设置，所述侧部连接于所述底部及所述顶部之间，并与所述底部及所述顶部共同围设形成收容腔，所述顶部上开设有与所述收容腔连通的安装口，所述安装口与所述侧部间隔设置；以及
7.盖体，焊接于所述安装口处。
8.上述电池壳，工作时，在电芯的作用下，壳主体的侧部的顶端沿电池模组内电池单体的并排方向反复摆动。由于侧部与顶部之间是一体成型的，因此，当侧部的顶端发生摆动时，侧部与顶部之间仍具有较好的连接可靠性，侧部与顶部之间不易开裂。进一步地，由于顶部的设置，且安装口能够在电池壳的宽度方向及厚度方向上与侧部间隔设置，则当盖体焊接于安装口处时，盖体与壳主体的焊接处形成的热影响区，与侧部的顶端在电池壳的宽度方向与厚度方向上也是间隔设置的，即侧部的顶端与热影响区不存在重叠区域，因此，即使侧部的顶端反复摆动，壳主体与盖体的焊接处也不容易开裂。
9.在其中一实施例中，所述安装口为阶梯口，所述盖体搭接于所述阶梯口的壁缘。因此，在无需使用装夹工具的前提线并可实现盖体的定位，从而使得电池壳具有较佳的装配简易性。
10.在其中一实施例中，所述盖体的外周面为能够与所述阶梯口的壁缘完全配合的台阶面。则在盖体搭接于安装口的壁缘时，盖体的外周面能够与安装口的壁缘贴合，从而使得盖体具有较佳的定位可靠性。
11.在其中一实施例中，所述盖体及所述顶部分别具有面向所述收容腔的第一底面及第二底面，所述第一底面与所述第二底面平齐。因此，盖体不占用壳主体内多余的空间，从而使得电池壳具有较大的空间可容纳电芯，以便于提升电池壳的空间利用率。
12.在其中一实施例中，所述盖体具有背向所述第一底面的第一顶面，所述顶部具有背向所述第二底面的第二顶面，所述第一顶面与所述第二顶面平齐。因此，电池壳具有较佳的美观性，而且，还可方便电池壳进行堆叠及运输。
13.在其中一实施例中，所述侧部包括多个板件，全部所述板件沿所述底部的周向依次首尾连接并形成所述侧部，任意相邻并连接的两个所述板件的连接处形成有圆角。因此，在运输的过程中，当多个电池壳紧密进行堆叠的过程中，当任意相邻并连接的两个板件的连接处与其他电池壳发生碰撞时，被碰撞的电池壳受到的冲击力较小，从而可降低电池壳在运输过程中的损伤，使得电池壳具有较佳的运输可靠性。
14.在其中一实施例中，全部所述板件一体成型。如此，有效降低了侧部的成型难度。而且，由于全部的板件是一体成型的，因此，在侧部的顶端反复摆动的过程中，任意相邻并连接的两个板件之间仍可稳定地连接，从而使得全部板件之间具有较佳的连接可靠性。
15.在其中一实施例中，所述壳主体及所述盖体均为铝构件、或者铝合金构件、或者不锈钢构件。铝构件、或者铝合金构件、或者不锈钢构件均具有较佳的机械强度，可防止电池壳在运输及使用的过程中变形断裂。
16.一种电池单体，包括上述任意一项实施例所述的电池壳。
17.一种电池，包括如上述实施例所述的电池单体。
18.一种用电装置，包括如上述实施例所述的电池，所述电池用于提供电能。
19.上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能够更清楚的了解本技术的技术手段，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他目的、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
20.图1为本实用新型的现有技术中电池壳的主视剖面图；
21.图2为本实用新型一实施例中电池壳的主视剖面图；
22.图3为图2所示的电池中壳主体的结构示意图；
23.图4为图3所示的壳主体的主视图；
24.图5为图3所示的壳主体的主视剖面图；
25.图6为图3所示的壳主体的左视剖面图；
26.图7为图6所示的壳主体中局部结构b的放大示意图；
27.图8为本实用新型另一实施例中壳主体的结构示意图；
28.图9为图8所示的壳主体的主视图；
29.图10为图8所示的壳主体的主视剖面图；
30.图11为图8所示的壳主体的左视剖面图；
31.图12为图11所示的壳主体中局部结构a的放大示意图。
32.附图标号：
33.1、电池壳；10、壳主体；11、底部；12、顶部；121、安装口；122、第二台阶面；123、第二底面；124、第二顶面；13、侧部；131、顶端；132、板件；133、圆角；14、熔池；15、热影响区；16、收容腔；20、盖体；21、第一底面；22、第一顶面。
具体实施方式
34.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
35.在本实用新型的描述中，需要理解的是，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。
36.此外，术语“第一”、“第二”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。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
37.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，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；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，除非另有明确的限定。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实用新型中的具体含义。
38.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
39.需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。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元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
40.目前，随着社会经济的发展，电池的应用也越加广泛。电池不仅被广泛应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具，以及军事装备和航空航天等多个领域。随着电池应用领域的不断扩大，其市场的需求量也在不断地扩增。
41.请参阅图1，在实际使用的过程中，为保证电池具有较大的储电量及放电量，电池内通常设置有多个电池包，每个电池包包括多个电池模组，每个电池模组包括多个电池单体及两个端板。在每个电池模组中，全部电池单体沿电池单体的宽度方向依次并排设置并相互抵接，两个端板沿并排方向间隔设置，并分别与该电池模组内首尾两个电池单体相互
远离的一侧抵接，以固定电池单体。具体地，以每个电池模组内包括3个并排设置的电池单体为例，在并排方向上，第一个电池单体即为电池模组的首端电池单体，最后一个电池单体即为末端电池单体，两个端板分别抵接于首端电池单体及末端电池单体相互远离的一侧。
42.具体地，电池单体包括电池壳1及位于电池壳1内的电芯，且电池壳1一般包括壳主体10及盖体20，传统的壳主体10包括底部11及围绕底部11设置的侧部13，盖体20位于壳主体10内，且被焊接于侧部13远离底部11的顶端131。当全部电池单体与两个端板组合形成电池模组时，为保证具有一定的爬电距离，两个端板电池单体的并排方向间隔设置，且其中一个端板与首端电池单体的侧部13的底端抵接，另一个端板与末端电池单体的侧部13的底端抵接。
43.在每个电池模组中，在首端电池单体与末端电池单体各自的电芯充放电并反复膨胀的过程中，首端电池单体内的侧部13的顶端131，与末端电池单体内的侧部13的顶端131，由于均缺乏端板的束缚而容易沿并排方向反复摆动(如图1中的双向箭头n所指的方向)。以首端电池单体为例，电池单体中的盖体20与壳主体10是焊接成型的，在焊接处的熔池14下方会形成一个强度降低的热影响区15，且热影响区15与侧部13的顶端131在该电池单体的长度方向上存在重叠区域。因此，当壳主体10的侧部13的顶端131反复摆动时，由于热影响区15强度降低，且在侧部13摆动的作用下，热影响区15容易开裂，导致电池壳1内的盖体20与壳主体10连接失效。可以理解地，末端电池单体内的盖体20与壳主体10同样存在连接失效的风险。
44.请参阅图2，基于以上考虑，为了解决电池单体在使用的过程中壳主体10与盖体20焊接处容易开裂的问题，发明人经过深入研究，设计了一种电池壳1，通过设计壳主体10包括一体成型的底部11，侧部13及顶部12，且顶部12上开设的安装口121与侧部13在电池壳1的宽度方向以及厚度方向上均为间隔设置，则当盖体20焊接于安装口121处后，形成的热影响区15与侧部13的顶端131将在宽度方向以及厚度方向上均为间隔设置，如此，即使侧部13反复摆动(如图2中的双向箭头m所指的方向)，也无法导致热影响区15域开裂，从而能够有效提升盖体20与壳主体10连接的可靠性。
45.需要说明的是，本技术中提及的电池单体可以为锂电池单体、纽扣电池单体、镍镉电池单体等等，其具体电池单体类型不做限定。
46.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装置中。可以使用具备本技术公开的电池壳1、电池单体等组成该用电装置的电源系统，这样，有利于提升电池单体及电池壳1的安全性及使用寿命。
47.请一并参阅图3及图4，本技术提供了一种电池单体，电池单体包括电池壳1及设于电池壳1内的电芯。本技术中的电池壳1包括壳主体10及盖体20，壳主体10包括底部11，侧部13及顶部12，底部11、侧部13及顶部12为一体成型。底部11与顶部12沿电池壳1的长度方向相对且间隔设置，侧部13连接于底部11及顶部12之间，并与底部11及顶部12共同围设形成收容腔16，顶部12上开设有与收容腔16连通的安装口121，安装口121与侧部13间隔设置，具体地，安装口121与侧部13在电池壳1的宽度方向及厚度方向上均为间隔设置，盖体20焊接于安装口121处。
48.具体地，侧部13具有在沿电池单体的长度方向相互设置并连接的顶端131及底端，侧部13的顶端131远离底端的端尾与顶部12连接，侧部13的底端远离顶端131的端尾与底部
11连接。在电池模组中，当电池单体作为首端电池单体或者末端电池单体时，在电池单体的电芯充放电并反复膨胀的过程中，其侧部13的底端由于端板的固定而静止，而其侧部13的顶端131则由于缺乏端板的束缚容易沿电池单体的并排方向反复摆动。而在本技术中，首先，由于侧部13与顶部12之间是一体成型的，因此，当侧部13的顶端131发生摆动时，侧部13与顶部12之间仍具有较好的连接可靠性，侧部13与顶部12之间不易开裂。进一步地，由于顶部12的设置，且安装口121能够在宽度方向及厚度方向上与侧部13间隔设置，则当盖体20焊接于安装口121处时，在熔池14下方形成的热影响区15与侧部13的顶端131在电池壳1的宽度方向及厚度方向上也为间隔设置。因此，当侧壁的顶端131反复摆动时，侧部13的顶端131与热影响区15在电池壳1的宽度方向及厚度方向上均不存在重叠区域，则盖体20与壳主体10的焊接处也不容易开裂，从而使得盖体20与壳主体10具有较好的连接可靠性。
49.请一并参阅图5、图6及图7及图8，具体地，安装口121可以为圆柱口、阶梯口或者其他形状的开口。在一实施例中，安装口121可以为圆柱口，对应地，盖体20为圆板，盖体20至少部分伸入至安装口121内，且盖体20的外周面与安装口121的壁缘熔合。
50.请一并参阅图9、图10、图11及图12，在另一实施例中，安装口121为阶梯口，盖体20搭接于阶梯口的壁缘。通过设置安装口121为阶梯口，在装配的过程中，可先将盖体20搭接于安装口121的壁缘进行固定及定位，而后，在焊接装置的作用下，盖体20的外周面与安装口121的壁缘融合，以实现盖体20与壳主体10的连接。由此可见，通过设置阶梯口，在无需使用装夹工具的前提线并可实现盖体20的定位，从而使得电池壳1具有较佳的装配简易性。
51.进一步地，盖体20的外周面为能够与阶梯口的壁缘完全配合的台阶面。则在盖体20搭接于安装口121的壁缘时，盖体20的外周面能够与安装口121的壁缘贴合，从而使得盖体20具有较佳的定位可靠性。
52.具体地，在本实施例中，定义盖体20的外周面形成第一台阶面，安装口121的壁缘形成第二台阶面122，装配时，先操作第一台阶面与第二台阶面122贴合，而后操作焊接装置向第一台阶面与第二台阶面122的连接处喷射激光，以融合第一台阶面及第二台阶面122。由于第一台阶面及第二台阶面122的设置，使得第一台阶面与第二台阶面122之间的接触路径更复杂，因此，当使用焊接装置向第一台阶面与第二台阶面122的接触位置喷射激光时，可防止激光从第一台阶面与第二台阶面122的连接处进入至收容腔16内，从而可防止电芯受损。此外，由于第一台阶面及第二台阶面122的设置，还可提升盖体20与顶部12之间的接触面积，从而使得盖体20与壳主体10之间具有较佳的焊接牢固性。
53.请再次参阅图7及图12，具体地，盖体20及顶部12分别具有面向收容腔16的第一底面21及第二底面123，第一底面21与第二底面123平齐。也就是说，当盖体20焊接于安装口121处时，盖体20的第一底面21位于安装口121的壁缘所囊括的空间内，因此，盖体20不占用壳主体10内多余的空间，从而使得电池壳1具有较大的空间可容纳电芯，以便于提升电池壳1的空间利用率。
54.进一步地，盖体20具有背向第一底面21的第一顶面22，顶部12具有背向第二底面123的第二顶面124，第一顶面22与第二顶面124平齐。也就是说，当盖体20焊接于安装口121处时，盖体20的第一顶面22亦位于安装口121的壁缘所囊括的空间内，使得盖体20在电池壳1的长度方向上并不突出于壳主体10，因此，电池壳1具有较佳的美观性，而且，还可方便电池壳1进行堆叠及运输。
55.可以理解地，由于第一底面21与第二底面123平齐，且第一顶面22与第二顶面124平齐，则表示盖体20的厚度与顶部12的厚度相同。此外，为降低成型难度，还应设置侧部13及底部11的厚度均与盖体20的厚度相同，以便于电池壳1的成型。值得一提的是，在保证电池壳1具有较佳的机械强度的前提下，可以设置盖体20的厚度、顶部12的厚度、侧部13的厚度及底部11的厚度均在1mm至4mm的范围内。
56.具体地，底部11、侧部13、顶部12及盖体20可以均为铝构件、或者均为铝合金构件、或者均为不锈钢构件等等，其具体可根据需求进行设置。例如，为降低电池壳1的重量，可以设置底部11、侧部13、顶部12及盖体20均为铝构件，而为提升电池壳1的熔点，则可以设置底部11、侧部13、顶部12及盖体20均为不锈钢构件。值得一提的是，铝构件、或者铝合金构件、或者不锈钢构件均具有较佳的机械强度，可防止电池壳1在运输及使用的过程中变形断裂。
57.请再次参阅图3及图8，具体地，侧部13包括多个板件132，全部板件132沿底部11的周向依次首尾连接并形成侧部13，任意相邻并连接的两个板件132的连接处形成有圆角133，则任意沿底部11的周向设置的两个相邻的板件132能够圆滑的进行过渡。因此，在运输的过程中，当多个电池壳1紧密进行堆叠的过程中，当任意相邻并连接的两个板件132的连接处与其他电池壳1发生碰撞时，被碰撞的电池壳1受到的冲击力较小，从而可降低电池壳1在运输过程中的损伤，使得电池壳1具有较佳的运输可靠性。
58.进一步地，全部板件132一体成型，如此，有效降低了侧部13的成型难度。而且，由于全部的板件132是一体成型的，因此，在侧部13的顶端131反复摆动的过程中，任意相邻并连接的两个板件132之间仍可稳定地连接，从而使得全部板件132之间具有较佳的连接可靠性。
59.上述电池、电池单体及电池壳1，电池单体工作时，在电芯的作用下，壳主体10的侧部13的顶端131沿电池单体的并排方向反复摆动。由于侧部13与顶部12之间是一体成型的，因此，当侧部13的顶端131发生摆动时，侧部13与顶部12之间仍具有较好的连接可靠性，侧部13与顶部12之间不易开裂。进一步地，由于顶部12的设置，且安装口121能够在电池壳1的宽度方向及厚度方向上与侧部13间隔设置，则当盖体20焊接于安装口121处时，盖体20与壳主体10的焊接处形成的热影响区15，与侧部13的顶端131在电池壳1的宽度方向及厚度方向上也是间隔设置的，即侧部13的顶端131与热影响区15不存在重叠区域，因此，即使侧部13的顶端131反复摆动，壳主体10与盖体20的焊接处不容易开裂。
60.本技术还提供了一种电池，其包括上述任一实施例中提供的电池单体。由于该电池包括上述实施例中的电池单体，因此其具备上述实施例中的所有有益效果，在此不赘述。
61.本技术还提供了一种用电装置，包括上述电池，电池用于提供电能。由于该用电装置包括上述实施例中的电池，因此其具备上述实施例中的所有有益效果，在此不赘述。
62.用电装置可以为但不限于手机、平板、笔记本电脑、电动玩具、电动工具、电瓶车、电动汽车、轮船、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。以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
63.以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实
施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
64.以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

技术特征：
1.一种电池壳(1)，其特征在于，所述电池壳(1)包括：壳主体(10)，包括一体成型的底部(11)，侧部(13)及顶部(12)，所述底部(11)与所述顶部(12)相对且间隔设置，所述侧部(13)连接于所述底部(11)及所述顶部(12)之间，并与所述底部(11)及所述顶部(12)共同围设形成收容腔(16)，所述顶部(12)上开设有与所述收容腔(16)连通的安装口(121)，所述安装口(121)与所述侧部(13)间隔设置；以及盖体(20)，焊接于所述安装口(121)处。2.根据权利要求1所述的电池壳(1)，其特征在于，所述安装口(121)为阶梯口，所述盖体(20)搭接于所述阶梯口的壁缘。3.根据权利要求2所述的电池壳(1)，其特征在于，所述盖体(20)的外周面为能够与所述阶梯口的壁缘完全配合的台阶面。4.根据权利要求1所述的电池壳(1)，其特征在于，所述盖体(20)及所述顶部(12)分别具有面向所述收容腔(16)的第一底面(21)及第二底面(123)，所述第一底面(21)与所述第二底面(123)平齐。5.根据权利要求4所述的电池壳(1)，其特征在于，所述盖体(20)具有背向所述第一底面(21)的第一顶面(22)，所述顶部(12)具有背向所述第二底面(123)的第二顶面(124)，所述第一顶面(22)与所述第二顶面(124)平齐。6.根据权利要求1至5任意一项所述的电池壳(1)，其特征在于，所述侧部(13)包括多个板件(132)，全部所述板件(132)沿所述底部(11)的周向依次首尾连接并形成所述侧部(13)，任意相邻并连接的两个所述板件(132)的连接处形成有圆角(133)。7.根据权利要求6所述的电池壳(1)，其特征在于，全部所述板件(132)一体成型。8.根据权利要求1至5任意一项所述的电池壳(1)，其特征在于，所述壳主体(10)及所述盖体(20)均为铝构件、或者铝合金构件、或者不锈钢构件。9.一种电池单体，其特征在于，包括如上述权利要求1至8任意一项所述的电池壳(1)。10.一种电池，其特征在于，包括如上述权利要求9所述的电池单体。11.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求10所述的电池，所述电池用于提供电能。

技术总结
本实用新型涉及一种电池壳、电池单体、电池及用电装置、电池壳包括壳主体及盖体，壳主体包括一体成型的底部，侧部及顶部，底部与顶部相对且间隔设置，侧部连接于底部及顶部之间，并与底部及顶部共同围设形成收容腔，顶部上开设有与收容腔连通的安装口，安装口与侧部间隔设置，盖体焊接于安装口处。本申请中提供的电池壳、电池单体、电池及用电装置的壳主体和盖体焊接处不易开裂。和盖体焊接处不易开裂。和盖体焊接处不易开裂。


技术研发人员：郑东来 陈威 史东洋 金泽林 李川
受保护的技术使用者：宁德时代新能源科技股份有限公司
技术研发日：2021.10.15
技术公布日：2022/3/8