本技术涉及电池,特别是涉及一种电池单体、电池和用电装置。
背景技术:
1、节能减排是汽车产业可持续发展的关键,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。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。
2、在电池的制造工艺中,电池单体的壳体和端盖之间通过焊接方式连接,可能会存在焊接强度不足的问题。
技术实现思路
1、本技术实施例提供了一种电池单体、电池和用电装置,能够增强壳体和端盖之间的焊接强度。
2、在第一方面,提供了一种电池单体,包括:壳体;端盖,包括相互连接的端盖本体和第一连接部,第一连接部设置在端盖的端部,端盖与壳体连接,第一连接部的厚度大于端盖本体的厚度。
3、在该实施例中,通过将设置在端盖的端部且与壳体连接的第一连接部相较于端盖本体增厚,有利于在不增加成本的情况下,提高壳体与端盖之间的焊接强度。
4、在一种可能的实现方式中,第一连接部与壳体的侧壁的内表面连接。
5、在该实施例中,通过将第一连接部与壳体的侧壁的内表面连接,能够在第一连接部相较于端盖本体的厚度增厚的情况下,增大第一连接部与壳体之间的熔深,从而可以提高壳体与端盖之间的焊接强度。
6、在一种可能的实现方式中,壳体设置有容纳空间,壳体与端盖之间的熔池暴露于第一连接部在第一方向上远离容纳空间的表面,第一方向为端盖的厚度方向。
7、在该实施例中,通过将壳体与端盖之间的熔池暴露于第一连接部在第一方向上远离容纳空间的表面,使得焊头可以沿厚度方向上施焊,能够在第一连接部相较于端盖本体的厚度增厚的情况下,增大熔池的深度,从而可以提高壳体与端盖之间的焊接强度。
8、在一种可能的实现方式中,第一连接部包括相互连接的第一部分和第二部分,第一部分在第一方向上与端盖本体齐平,第二部分相对于第一部分朝向靠近容纳空间的方向凸起。
9、在该实施例中,第一连接部的第二部分相比于第一部分朝向靠近容纳空间的方向凸起,使得端盖与壳体连接后的电池单体的外表面更平整一些。
10、在一种可能的实现方式中,端盖本体在第一方向的尺寸为h,第二部分在第一方向的尺寸为h1,其中,其中,h1满足以下条件中的任一种条件:h≥1.5mm,h1≤3h;h<1.5mm,h1≤10mm。
11、在该实施例中,对于端盖本体的厚度大于或等于1.5mm的厚端盖而言,将第二部分在第一方向的尺寸设置为小于或等于端盖本体厚度的2倍,有利于在增强壳体与端盖之间的焊接强度的同时最大化降低成本,并提升壳体的空间利用率。另外,对于端盖本体的厚度小于1.5mm的薄端盖而言,若将第二部分在第一方向的尺寸设置为大于10mm,不仅对增强壳体与端盖之间的焊接强度的影响不大,而且还会增加成本且降低壳体的空间利用率,故将第二部分在第一方向的尺寸设置为小于或等于10mm,有利于均衡壳体与端盖之间的焊接强度和壳体的空间利用率。
12、在一种可能的实现方式中,第二部分在第二方向的尺寸为d1,端盖在第二方向的尺寸为d,其中,d1/d≤45%,第二方向垂直于第一方向。
13、在该实施例中,若第二部分在第二方向的尺寸与端盖在第二方向的尺寸的比值大于45%,不仅对增强壳体与端盖之间的焊接强度的影响不大,而且还会增加成本且降低壳体的空间利用率,故将第二部分在第二方向的尺寸与端盖在第二方向的尺寸的比值设置为小于45%,有利于在增强壳体与端盖之间的焊接强度的同时降低成本,并提升壳体的空间率用率。
14、在一种可能的实现方式中,第二部分与端盖本体之间通过过渡部连接。
15、在该实施例中,该第一连接部的第二部分与端盖本体之间通过过渡部连接,能够提高第一连接部的第二部分与顶盖本体之间的连接强度和抗开裂的能力。
16、在一种可能的实现方式中,过渡部为r角,r角的半径为r,r≥h1,h1为第二部分在第一方向的尺寸。
17、在该实施例中,第一连接部的第二部分与顶盖本体之间的r角的半径越大,越有利于端盖的冲压生产,尤其是在r大于或等于h1时,能够更好地加工r角。
18、在一种可能的实现方式中,过渡部为c角,c角满足以下条件中的至少一种条件:50%≤h2/h1≤100%;d2>h2;其中,h1为第二部分在第一方向的尺寸,h2为c角在第一方向的尺寸,d2为c角在第二方向的尺寸,第二方向垂直于第一方向。
19、在该实施例中,若h2与h1之间的比值小于50%,则可能会导致c角起不到过渡作用,并且不易加工,若h2与h1之间的比值大于100%,则可能会导致第二部分呈尖角,进而可能会破坏电池单体内部的组件,而将h2与h1之间的比值设置在50%~100%之间,一方面有利于加工c角,另一方面还能够降低对电池单体损坏的可能性。另外,将c角在第二方向的尺寸d2设置为大于c角在第一方向的尺寸h2,有利于c角的加工,以起到增强第二部分与端盖本体之间的连接强度和抗开裂能力。
20、在一种可能的实现方式中,第二部分在靠近内表面的一侧设置有引导结构,引导结构用于引导端盖装配至壳体的开口处。
21、在该实施例中,在第一连接部的第二部分在靠近壳体的侧壁的内表面的一侧设置有引导结构,有利于端盖与壳体之间的装配。
22、在一种可能的实现方式中,引导结构为倒角,倒角满足以下条件中的至少一种条件:h3/(h1+h)≤60%;d1-d3≥0.2mm;其中,h3为倒角在第一方向的尺寸,h1为第二部分在第一方向的尺寸,h为端盖本体在第一方向的尺寸,d3为倒角在第二方向的尺寸,d1为第二部分在第二方向的尺寸,第二方向垂直于第一方向。
23、在该实施例中,通过设置h3/(h1+h)≤60%,可以降低对第一连接部与壳体的侧壁的内表面连接时焊接熔深的影响,从而可以降低对第一连接部与壳体之间的焊接强度的影响。另外,通过将第二部分在第二方向的尺寸与倒角在第二方向的尺寸之间的差值设置为大于或等于0.2mm,有利于降低形成尖角的概率,从而可以降低对电池单体内部组件的影响。
24、在一种可能的实现方式中,第二部分至少设置在端盖在第二方向的两端,第二方向垂直于第一方向,第二方向为端盖的长度方向,或,第二方向为端盖的宽度方向;或者,第二部分围绕端盖本体的一周设置在端盖的端部。
25、在该实施例中,将第一连接部的第二部分至少设置在端盖沿长度方向或者宽度方向的两端,或者将第一连接部的第二部分围绕端盖本体的一周设置在端盖的端部,能够增大端盖与壳体之间的连接面,进而能够提高端盖与壳体的连接强度。
26、在一种可能的实现方式中,电池单体还包括:电极组件,设置在容纳空间内;其中,电极组件的极耳和/或部分活性物质容纳于第二部分与端盖本体形成的容纳部内。
27、在该实施例中,通过将电极组件的一部分容纳于第二部分与端盖本体形成的容纳部内,能够充分利用电池单体内的空间,从而能够提高电池单体的能量密度和空间利用率。
28、在一种可能的实现方式中,电池单体还包括:电极组件,设置在容纳空间内;绝缘件,设置在电极组件和端盖之间,且至少部分绝缘件设置在容纳部内。
29、在该实施例中,将绝缘件设置在第一连接部的第二部分与端盖本体形成的容纳部内,可以进一步提高电池单体的能量密度和空间利用率。
30、在一种可能的实现方式中,壳体包括壳体本体和第二连接部,第二连接部设置在壳体的侧壁的开口处,第二连接部的至少部分与第一连接部连接,第二连接部的厚度大于壳体本体的厚度。
31、在该实施例中,将壳体的第二连接部的厚度设置为大于壳体本体的厚度,能够进一步增强壳体与端盖之间的焊接强度,并且能够进一步提高电池单体的空间利用率,提高能量密度。
32、在一种可能的实现方式中,第二连接部的内表面设置有避让部,避让部用于容纳至少部分第二部分。
33、在该实施例中,通过在第二连接部的内表面设置有避让部,有利于避让第一连接部的第二部分,从而便于端盖与壳体的装配。
34、在一种可能的实现方式中,避让部将第二连接部的内表面分成第一表面和第二表面,第二表面相比于第一表面靠近容纳空间,第一连接部的至少部分与第一表面连接,第一表面在第一方向的尺寸为h4,第一连接部在第一方向的尺寸为h5,其中,0.1mm<h4-h5<0.5mm。
35、在该实施例中,若h4与h5之间的差值小于0.1mm,则可能会影响第一连接部与第二连接部的内表面之间的焊接;若h4与h5之间的差值大于0.5,则可能对避让效果的影响不大,还可能对电池单体内部的部件造成影响;故将h4与h5之间的差值设置在0.1mm~0.5mm之间,在不影响第一连接部与第二连接部的内表面之间的焊接的同时还能够起到对第二部分避让的效果。
36、在一种可能的实现方式中,壳体本体的厚度为a1,第一表面至第二连接部的外表面的距离为a3,其中,0.85≤a3/a1≤1.3。
37、在该实施例中,若a3与a1的比值小于0.85,则对于提高壳体与端盖之间的焊接强度的影响不大;若a3与a1的比值大于1.3,则可能会增加壳体的制造难度;而将a3与a1的比值设置在0.85~1.3之间,能够兼顾焊接强度的提高和可制造性。
38、在一种可能的实现方式中,壳体本体的厚度为a1,第二连接部的厚度为a2,(a2-a1)/a1≤1。
39、在该实施例中,若(a2-a1)与a1的比值大于1,可能会导致壳体难以生产,并且还可能会增加成本;将(a2-a1)与a1的比值设置为小于或等于1,能够在增强壳体与端盖之间的焊接强度的同时,降低成本。
40、在一种可能的实现方式中,第二连接部在第一方向的尺寸为b1,壳体在第一方向的尺寸为l,b1/l≤70%。
41、在该实施例中,若第二连接部在第一方向的尺寸b1与壳体在第一方向的尺寸l之比大于70%,可能会对提升壳体与端盖之间的焊接强度的影响较小,还会增加成本,降低空间利用率;将第二连接部在第一方向的尺寸b1与壳体在第一方向的尺寸l之比设置为小于或等于70%,有利于在增强壳体与端盖之间的焊接强度的同时,降低成本,提升电池单体的空间利用率。
42、第二方面,提供了一种电池,包括第一方面的任一种可能的实现方式中的电池单体。
43、第三方面,提供了一种用电装置,包括第二方面的电池,该电池用于为用电装置提供电能。
1.一种电池单体,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述第一连接部与所述壳体的侧壁的内表面连接。
3.根据权利要求2所述的电池单体,其特征在于,所述壳体设置有容纳空间,所述壳体与所述端盖之间的熔池暴露于所述第一连接部在第一方向上远离所述容纳空间的表面,所述第一方向为所述端盖的厚度方向。
4.根据权利要求3所述的电池单体,其特征在于,所述第一连接部包括相互连接的第一部分和第二部分,所述第一部分在所述第一方向上与所述端盖本体齐平,所述第二部分相对于所述第一部分朝向靠近所述容纳空间的方向凸起。
5.根据权利要求4所述的电池单体,其特征在于,所述端盖本体在所述第一方向的尺寸为h,所述第二部分在所述第一方向的尺寸为h1,其中,h1满足以下条件中的任一种条件:
6.根据权利要求4或5所述的电池单体,其特征在于,所述第二部分在第二方向的尺寸为d1,所述端盖在所述第二方向的尺寸为d,所述第二方向垂直于所述第一方向,其中,d1/d≤45%。
7.根据权利要求4至6中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述第二部分与所述端盖本体之间通过过渡部连接。
8.根据权利要求7所述的电池单体,其特征在于,所述过渡部为r角,所述r角的半径为r,r≥h1,h1为所述第二部分在所述第一方向的尺寸。
9.根据权利要求7所述的电池单体,其特征在于,所述过渡部为c角,所述c角满足以下条件中的至少一种条件:
10.根据权利要求4至9中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述第二部分在靠近所述壳体的内表面的一侧设置有引导结构,所述引导结构用于引导所述端盖装配至所述壳体的开口处。
11.根据权利要求10所述的电池单体,其特征在于,所述引导结构为倒角,所述倒角满足以下条件中的至少一种条件:
12.根据权利要求4至11中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述第二部分至少设置在所述端盖在第二方向的两端,所述第二方向垂直于所述第一方向;或者,
13.根据权利要求4至12中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述电池单体还包括:
14.根据权利要求4至13中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述电池单体还包括:
15.根据权利要求4至14中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述壳体包括壳体本体和第二连接部,所述第二连接部设置在所述壳体的侧壁的开口处,所述第二连接部的至少部分与所述第一连接部连接,所述第二连接部的厚度大于所述壳体本体的厚度。
16.根据权利要求15所述的电池单体,其特征在于,所述第二连接部的内表面设置有避让部,所述避让部用于容纳至少部分所述第二部分。
17.根据权利要求16所述的电池单体,其特征在于,所述避让部将所述第二连接部的内表面分成第一表面和第二表面,所述第二表面相比于所述第一表面靠近所述容纳空间,所述第一连接部的至少部分与所述第一表面连接,所述第一表面在所述第一方向的尺寸为h4,所述第一连接部在所述第一方向的尺寸为h5,其中,0.1mm<h4-h5<0.5mm。
18.根据权利要求17所述的电池单体,其特征在于,所述壳体本体的厚度为a1,所述第一表面至所述第二连接部的外表面的距离为a3,其中,0.85≤a3/a1≤1.3。
19.根据权利要求15至18中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述壳体本体的厚度为a1,所述第二连接部的厚度为a2,(a2-a1)/a1≤1。
20.根据权利要求15至19中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述第二连接部在所述第一方向的尺寸为b1,所述壳体在所述第一方向的尺寸为l,b1/l≤70%。
21.一种电池,其特征在于,包括如权利要求1至20中任一项所述的电池单体。
22.一种用电装置,其特征在于,包括如权利要求21所述的电池,所述电池用于为所述用电装置提供电能。