端盖、电池单体、电池及用电装置的制作方法

allin2026-01-31  11


本技术涉及电池,尤其涉及一种端盖、电池单体、电池及用电装置。


背景技术:

1、电池单体广泛用于电子设备,例如手机、笔记本电脑、电瓶车、电动汽车、电动飞机、电动轮船、电动玩具汽车、电动玩具轮船、电动玩具飞机和电动工具等等。电池单体可以包括镉镍电池单体、氢镍电池单体、锂离子电池单体和二次碱性锌锰电池单体等。

2、但是在使用过程中,电池单体内的电极组件会产生膨胀,从而导致外壳出现破裂的风险,影响电池单体的可靠性。


技术实现思路

1、鉴于上述问题,本技术提供了一种端盖、电池单体、电池及用电装置,能够提高电池单体的可靠性。

2、一方面,本技术实施例提供了一种电池单体的端盖,包括主体部和突出部,突出部突出于主体部背离电池单体的电极组件的表面,突出部的至少部分用于插入电池单体的壳体的开口并与壳体固定。

3、在上述方案中,通过在端盖上增设有突出部,借助突出部可以增大由于端盖与壳体焊接所形成的焊接区域的尺寸,以此降低焊接区域因电极组件膨胀而被完全拉扯开的风险。并且突出部的存在可以在电极组件发生膨胀时,借助突出部的弯折变形实现对部分膨胀力的释放,从而进一步降低电池单体发生开裂的风险,提高电池单体的使用可靠性。

4、在一些实施例中,突出部呈环形结构,环形结构设置于主体部的边缘。

5、在上述方案中,通过将突出部设置呈环形结构,从而有助于提高突出部与壳体之间的接触面积,这样在壳体与端盖固定过程中,可以进一步提高端盖与壳体所形成的焊接区域的尺寸。并且当电极组件出现膨胀时,壳体可以将更多膨胀应力传递至突出部处,以此增大突出部对应的形变量,实现对更多膨胀力的释放,进一步降低电池单体发生开裂的风险,提高电池单体的使用可靠性。

6、在一些实施例中,在垂直于主体部的厚度方向上,突出部至少部分突出于主体部的外周面。

7、在上述方案中,由于突出部至少部分超出主体部的外周面设置,因此在端盖与壳体盖合过程中,在对应于突出部超出主体部的部分结构位置处,需要借助更大的压力,以使突出部能够插入至壳体开口内,满足外壳的装配需要。进一步地,在外壳装配完成后,在对应于突出部超出主体部的部分结构位置处,端盖与壳体之间会存在有较大的挤压力,以此降低端盖脱离壳体的风险,提高电池单体的使用可靠性。

8、在一些实施例中,在垂直于主体部厚度方向且远离主体部的方向上,突出部的外表面向远离端盖中轴线的方向倾斜。

9、在上述方案中,在端盖与壳体装配过程中,随着端盖逐渐插入至至壳体内,突出部与壳体内壁之间的挤压力会逐渐增大,端盖移动入壳所需要的压力也就越大,进而端盖与壳体之间的装配强度也会逐渐增大。这样有助于进一步增强壳体与端盖之间的装配强度,降低端盖脱离壳体的风险,提高电池单体的使用可靠性。

10、在一些实施例中,突出部的外表面与主体部的外表面位于同一平面。

11、在上述方案中,突出部的外表面与主体部的外表面平齐设置,这样在端盖制备过程中,可以在同一工序中同时对突出部以及主体部的外表面进行加工处理,在有助于提高端盖和壳体之间装配强度的前提下,降低端盖的制备难度,提高端盖的制备效率。

12、在一些实施例中,突出部包括周向设置的第一直线段、第二直线段以及连接第一直线段和第二直线段的连接段,连接段包括弧线结构。在垂直于主体部厚度方向上,连接段至少部分超出主体部设置。

13、在上述方案中,在垂直于主体部厚度方向上,连接段至少部分超出主体部设置,而连接部的尺寸通常小于第一直线段和第二直线段的尺寸,因此相较于第一直线段和第二直线段中至少一者超出主体部设置的方案,这种将连接段至少部分设置成超出主体部的设计,可以在提高壳体与端盖装配强度的同时,提高端盖入壳时的难度,有助于提高端盖与壳体之间的装配效率。

14、在一些实施例中,突出部的内表面包括第一表面以及连接于第一表面和主体部的过渡面,过渡面包括弧面结构;和/或,过渡面包括平面结构。

15、在上述方案中,第一表面与主体部在主体部厚度方向上间隔设置,过渡面用于连接第一表面以及主体部。进一步地,本技术实施例还将过渡面设置包括弧面结构以及平面结构中的至少一者,借助弧面结构或者斜面结构可以适度增大突出部内表面与第二表面交界位置处的夹角大小,以此提高端盖的可制造性。并且过渡面的存在有助于实现应力传递,降低应力在突出部处的集中。

16、第二方面,本技术时实施例提供了一种电池单体,电池单体包括壳体、电极组件以及端盖,壳体的端部具有开口,电极组件容纳于壳体内,端盖为前述任一实施方式中的端盖,端盖用于盖合开口,突出部与壳体固定。

17、在一些实施例中,壳体包括第一板部,第一板部与第一突出部焊接固定,在突出部与第一板部的层叠方向上,突出部的尺寸大于第一板部的尺寸。

18、在上述方案中,突出部的尺寸大小通常与外壳可靠性呈正相关,在此基础上,通过设置突出部的尺寸大于第一板部的尺寸,从而在端盖与壳体焊接过程中,确保突出部可以起到增强焊接区域强度以及尺寸的作用,以此降低电池单体在使用过程中发生开裂的风险,提高电池单体的使用可靠性。

19、在一些实施例中,在突出部与第一板部的层叠方向上,突出部的尺寸为w1,第一板部的尺寸为w2,w1和w2满足:w2+0.1mm≤w1≤15mm。

20、在上述方案中,突出部的尺寸w1设置为不小于w2+0.1mm,以确保突出部可以有效降低电池单体因电极组件膨胀而出现开裂风险的概率,并且本技术实施例还将突出部的尺寸w1设置为不大于15mm,以降低因突出部尺寸过大而导致端盖成本过高的风险,具有较强实用性。

21、在一些实施例中,突出部在主体部厚度方向上的尺寸为h,h满足:0.1mm≤h≤30mm。

22、在上述方案中,通过控制突出部在主体部厚度方向上的尺寸h不小于0.1mm,从而确保主体部可以具有一定的尺寸大小,以此提高突出部对于壳体与端盖之间焊接强度的增强效果。进一步地,通过控制突出部在主体部厚度方向上的尺寸h不大于30mm,降低因突出部尺寸过大所产生的材料浪费,实现对电池单体成本以及可靠性的综合把控,具有较强实用性。

23、在一些实施例中,壳体包括第一板部与第二板部,第一板部位于第二板部朝向开口的一侧,第一板部与端盖固定。第二板部突出于第一板部的内表面,在主体部的厚度方向上,端盖的投影与第二板部的投影交叠设置。

24、在上述方案中,通过对第一板部与第二板部内表面位置的限制,使得端盖中至少部分结构无法继续下降至第二板部位置处,从而借助第二板部可以实现对端盖相对于壳体位置的限定,以此确保端盖可以更靠近壳体端部位置,有助于提高电池单体的能量密度。

25、在一些实施例中,第一板部的厚度为w2,第二板部的厚度为w3,w2和w3满足:0.1mm≤w3-w2≤0.2mm。

26、在上述方案中,通过控制第一板部与第二板部之间的厚度差不小于0.1mm,从而有助于提高第二板部对于端盖的阻挡作用,进一步降低端盖进入深入至第二板部对应位置处的风险,提高端盖与壳体之间相对位置的可靠性。同时通过控制第一板部与第二板部之间的厚度差不大于0.2mm,从而确保第一板部可以具有一定的厚度尺寸,降低第一板部因电极组件膨胀而发生开裂的风险,提高电池单体的使用可靠性。

27、在一些实施例中,端盖背离电极组件的一侧与壳体开口平齐设置。

28、在上述方案中,端盖不会超出壳体设置,这样在主体部厚度方向上,突出部上各位置处的结构均可以与壳体接触设置,进而突出部大部分位置或全部位置均可以与壳体焊接固定,以此进一步提高端盖与壳体的焊接强度,以及所形成焊接区域的尺寸,降低电池单体因电极组件膨胀而出现开裂的风险,提高电池单体的使用可靠性。

29、在一些实施例中,突出部背离主体部的一侧熔接于壳体,且突出部122朝向主体部的一侧与壳体不连接。

30、在上述方案中,由于突出部朝向主体部的一侧与壳体不连接,因此在电极组件出现膨胀时,突出部朝向主体部的一侧与壳体之间可以在膨胀应力的作用下被拉扯分开,突出部靠近主体部一侧的部分结构允许发生一定的变形,从而实现对部分应力的释放,以此降低焊接所形成的熔池结构因电极组件膨胀而被完全拉扯开的风险。

31、第二方面,本技术实施例提供了一种电池,包括前述任一实施方式中的电池单体。

32、第三方面,本技术实施例提供了一种用电装置,包括前述任一实施方式中的电池单体,电池单体用于提供电能。

33、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。


技术特征:

1.一种电池单体的端盖,其特征在于,包括主体部和突出部,所述突出部突出于所述主体部背离电池单体的电极组件的表面;

2.根据权利要求1所述的端盖,其特征在于,突出部呈环形结构,所述环形结构设置于所述主体部的边缘。

3.根据权利要求1所述的端盖,其特征在于,在垂直于所述主体部的厚度方向上,所述突出部至少部分突出所述主体部的外周面。

4.根据权利要求2所述的端盖,其特征在于,在垂直于所述主体部厚度方向且远离所述主体部的方向上,所述突出部的外表面向远离所述端盖中轴线的方向倾斜。

5.根据权利要求4所述的端盖,其特征在于,所述突出部的外表面与所述主体部的外表面位于同一平面。

6.根据权利要求3所述的端盖,其特征在于,所述突出部包括周向设置的第一直线段、第二直线段以及连接所述第一直线段与所述第二直线段的连接段,所述连接段包括弧形结构;

7.根据权利要求1至6任一项所述的端盖,其特征在于,所述突出部的内表面包括第一表面以及连接所述第一表面和所述主体部的过渡面,所述过渡面包括弧面结构;和/或,

8.一种电池单体,其特征在于,包括:

9.根据权利要求8所述的电池单体,其特征在于,所述壳体包括第一板部,所述第一板部与所述突出部焊接固定,在所述突出部与所述第一板部的层叠方向上,所述突出部的尺寸大于所述第一板部的尺寸。

10.根据权利要求9所述的电池单体,其特征在于,在所述层叠方向上,所述突出部的尺寸为w1,所述第一板部的尺寸为w2,w1和w2满足:w2+0.1mm≤w1≤15mm。

11.根据权利要求8至10任一项所述的电池单体,其特征在于,所述突出部在所述主体部厚度方向上的尺寸为h,h满足:0.1mm≤h≤30mm。

12.根据权利要求8至10任一项所述的电池单体,其特征在于,所述壳体包括第一板部和第二板部,所述第一板部位于所述第二板部朝向所述开口的一侧,所述第一板部与所述端盖固定;

13.根据权利要求12所述的电池单体,其特征在于,所述第一板部的厚度为w2,所述第二板部的厚度为w3,w2和w3满足:0.1mm≤w3-w2≤0.2mm。

14.根据权利要求8至10任一项所述的电池单体,其特征在于,所述端盖背离所述电极组件的一侧与所述壳体开口平齐设置。

15.根据权利要求8至10任一项所述的电池单体,其特征在于,所述突出部背离所述主体部的一侧熔接于所述壳体,且所述突出部朝向所述主体部的一侧与所述壳体不连接。

16.一种电池,其特征在于,包括如权利要求8至15任一项所述的电池单体。

17.一种用电装置,包括如权利要求8至15任一项所述的电池单体,所述电池单体用于提供电能。


技术总结
本申请提供了一种端盖、电池单体、电池及用电装置,电池单体的端盖包括主体部和突出部,突出部突出于主体部背离电池单体的电极组件的表面,突出部的至少部分用于插入电池单体的壳体的开口并与壳体固定。本申请实施例通过在端盖上增设有突出部,借助突出部可以增大由于端盖与壳体焊接所形成的焊接区域的尺寸,以此降低焊接区域因电极组件膨胀而被完全拉扯开的风险。并且突出部的存在可以在电极组件发生膨胀时,借助突出部的弯折变形实现对部分膨胀力的释放,从而进一步降低电池单体发生开裂的风险,提高电池单体的使用可靠性。

技术研发人员:曹梦凯,林蹬华,陈新祥,黄守君,江祥威,郑于炼,王鹏
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:20231026
技术公布日:2024/10/31
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