本技術(shù)涉及電池,尤其是涉及一種殼體組件、電池單體、電池和用電裝置。
背景技術(shù):
1、近些年,新能源汽車有了飛躍式的發(fā)展,在電動(dòng)汽車領(lǐng)域,電池作為電動(dòng)汽車的動(dòng)力源,起著不可替代的重要作用。通常,電池包括多個(gè)電池單體,以便為電動(dòng)汽車提供合適的電壓和容量;然而,電池單體的能量密度提升困難,使得電動(dòng)汽車的續(xù)航里程提升困難,易使得電池單體和電動(dòng)汽車的使用場(chǎng)景受限。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本技術(shù)提出一種殼體組件、電池單體、電池和用電裝置,有利于提高電池單體的能量密度。
2、第一方面,本技術(shù)實(shí)施例提供一種殼體組件,包括:殼體,殼體包括第一殼壁,第一殼壁形成有第一容納槽,第一容納槽的槽口形成在第一殼壁的外表面或內(nèi)表面上,第一容納槽的底壁形成有安裝通孔;第一極柱,第一極柱包括穿設(shè)于安裝通孔的極柱本體、以及與極柱本體相連且相對(duì)極柱本體朝向遠(yuǎn)離安裝通孔的中心軸線的方向延伸的第一延伸臺(tái),第一延伸臺(tái)設(shè)置于第一殼壁形成有第一容納槽的一側(cè);和絕緣密封結(jié)構(gòu),絕緣密封結(jié)構(gòu)包括第一配合結(jié)構(gòu),第一配合結(jié)構(gòu)配合在第一殼壁和第一延伸臺(tái)之間,且第一配合結(jié)構(gòu)的至少部分容納于第一容納槽內(nèi)。
3、上述技術(shù)方案中,通過(guò)設(shè)置第一延伸臺(tái),可以增大第一極柱的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度和安裝可靠性;通過(guò)將第一配合結(jié)構(gòu)的至少部分容納于第一殼壁的第一容納槽內(nèi),以便在殼體為電池單體的電芯組件提供足夠的布置空間的前提下,殼體可以另外為第一配合結(jié)構(gòu)的至少部分也提供布置空間,第一配合結(jié)構(gòu)位于第一容納槽內(nèi)的部分不會(huì)占用殼體為電芯組件提供的布置空間、或可以減小殼體組件的占用空間,可以提升電池單體的體積能量密度。
4、在一些實(shí)施例中,第一延伸臺(tái)的至少部分容納于第一容納槽內(nèi)。
5、上述技術(shù)方案中,通過(guò)設(shè)置第一延伸臺(tái)的至少部分容納于第一容納槽內(nèi),以便于殼體為電芯組件提供足夠的布置空間的前提下,殼體還可以另外為第一延伸臺(tái)的至少部分也提供布置空間,有利于進(jìn)一步提升電池單體的體積能量密度。
6、在一些實(shí)施例中,在垂直于安裝通孔的中心軸線的平面上,第一延伸臺(tái)的正投影位于第一容納槽的周壁的正投影外輪廓范圍內(nèi)。
7、上述技術(shù)方案中,通過(guò)設(shè)置在垂直于安裝通孔的軸向的平面上,第一延伸臺(tái)的正投影位于第一容納槽的周壁的正投影外輪廓范圍內(nèi),以便于第一延伸臺(tái)的至少朝向第一容納槽底壁的部分容納于第一容納槽內(nèi),且第一延伸臺(tái)不易與第一容納槽的槽壁發(fā)生干涉,方便第一極柱和第一殼壁的組裝;而且,上述設(shè)置還能在第一延伸臺(tái)全部容納于第一容納槽內(nèi)時(shí),提升第一延伸臺(tái)與第一殼壁的組裝便利性。
8、在一些實(shí)施例中,第一延伸臺(tái)位于極柱本體的軸向端部,第一容納槽的深度大于第一配合結(jié)構(gòu)的至少部分和第一延伸臺(tái)在安裝通孔的軸向上的厚度之和。
9、上述技術(shù)方案中,通過(guò)設(shè)置第一延伸臺(tái)位于極柱本體的朝向殼體內(nèi)部的一端,且第一容納槽的深度大于第一配合結(jié)構(gòu)的上述至少部分和第一延伸臺(tái)在安裝通孔的軸向上的厚度之和,有利于進(jìn)一步提升第一容納槽的容納空間,提升第一容納槽的容納能力,從而在殼體組件用于電池單體時(shí),第一容納槽還可以為設(shè)于第一延伸臺(tái)的背離極柱本體的一側(cè)的電池單體的其他部件或其他部件設(shè)于第一延伸臺(tái)的背離極柱本體的一側(cè)的一部分等提供布置空間,以便使得上述其他部件或上述其他部件的一部分容納于第一容納槽內(nèi),以便于為電芯組件或殼體外的其他部件騰出更多布置空間,以有利于進(jìn)一步提升電池單體的體積能量密度或提升電池的體積能量密度。
10、在一些實(shí)施例中,第一殼壁包括本體部和容納部,本體部環(huán)繞容納部設(shè)置,容納部包括端壁和側(cè)壁,端壁和側(cè)壁圍設(shè)形成第一容納槽,安裝通孔形成在端壁上,端壁的背離側(cè)壁的一側(cè)表面凸出于本體部的表面設(shè)置。
11、上述技術(shù)方案中,通過(guò)設(shè)置第一殼壁包括本體部和容納部,本體部環(huán)繞容納部設(shè)置,容納部限定出第一容納槽,使得第一容納槽與第一殼壁的外周沿間隔開設(shè)置,以便通過(guò)夾持、固定本體部的方式對(duì)容納部進(jìn)行加工,提升加工便利性;同時(shí),由于端壁的背離側(cè)壁的一側(cè)表面凸出于本體部的表面設(shè)置,有利于適當(dāng)增大端壁的厚度,提升端壁的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度,從而提升第一極柱的安裝可靠性,同時(shí)還可以減小端壁的厚度與本體部的厚度之間的差異,提升第一殼壁結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的均衡性。
12、在一些實(shí)施例中,端壁的厚度和側(cè)壁的厚度均大于或等于本體部的厚度。
13、上述技術(shù)方案中,通過(guò)設(shè)置端壁的厚度和側(cè)壁的厚度均大于或等于本體部的厚度,以便進(jìn)一步減小容納部的壁厚與本體部壁厚之間的差異,同時(shí)可以使得第一殼壁對(duì)應(yīng)的材料的分布更加合理,有利于提升第一極柱的安裝可靠性。
14、在一些實(shí)施例中,本體部和容納部為通過(guò)沖壓成型或拉伸成型的一體結(jié)構(gòu)。
15、上述技術(shù)方案中,通過(guò)設(shè)置本體部和容納部為通過(guò)沖壓成型和拉伸成型的一體結(jié)構(gòu),方便了第一殼壁的加工成型,同時(shí)本體部和容納部之間無(wú)需設(shè)置連接結(jié)構(gòu)等,以便簡(jiǎn)化第一殼壁的結(jié)構(gòu),同時(shí)減小第一殼壁對(duì)殼體內(nèi)部空間或外部空間的占用。
16、在一些實(shí)施例中,容納部的外周沿與本體部的外周沿之間的最小距離大于0.5mm。
17、上述技術(shù)方案中,通過(guò)設(shè)置容納部的外周沿與本體部的外周沿之間的最小距離大于0.5mm,在容納部的成型過(guò)程中,可以對(duì)本體部進(jìn)行壓邊操作,以便實(shí)現(xiàn)足夠的壓邊寬度,提升容納部拉伸或沖壓的操作可行性,同時(shí)有利于提升容納部形狀的規(guī)則程度,不易使得本體部發(fā)生變形。
18、在一些實(shí)施例中,殼體還包括與第一殼壁鄰接的第二殼壁,本體部的外表面的至少部分形成為圓角面,圓角面與第二殼壁的外表面連接。
19、上述技術(shù)方案中,通過(guò)設(shè)置本體部的外表面的至少部分形成為圓角面,便于使得本體部的內(nèi)周沿與外周沿在安裝通孔的徑向上的最小距離大于或等于圓角面的徑向?qū)挾?,以便于使得本體部的與容納部相連且環(huán)繞容納部的部分為容納部預(yù)留出圓角面徑向?qū)挾?,從而在容納部的成型過(guò)程中,可以對(duì)本體部進(jìn)行壓邊操作,以便實(shí)現(xiàn)足夠的壓邊寬度,提升容納部拉伸或沖壓的操作可行性。
20、在一些實(shí)施例中,本體部包括平坦部和圓角部,平坦部通過(guò)圓角部與第二殼壁相連,圓角部的外表面形成為圓角面。
21、上述技術(shù)方案中,通過(guò)設(shè)置本體部包括平坦部和圓角部,平坦部通過(guò)圓角部與第二殼壁相連,有利于適當(dāng)增大本體部的位于容納部的外周沿與對(duì)應(yīng)第二殼壁之間的部分的最小寬度,以在壓邊操作中,使得本體部能提供較大的壓邊寬度,以便進(jìn)一步提升壓邊便利性。
22、在一些實(shí)施例中,第一殼壁包括本體部和容納部,本體部環(huán)繞容納部設(shè)置,容納部包括端壁和側(cè)壁,端壁和側(cè)壁圍設(shè)形成第一容納槽,安裝通孔形成在端壁上,端壁的背離側(cè)壁的一側(cè)表面與本體部的表面齊平設(shè)置。
23、上述技術(shù)方案中,本體部環(huán)繞容納部設(shè)置,同樣便于通過(guò)夾持、固定本體部的方式對(duì)容納部進(jìn)行加工,提升加工便利性;而由于端壁的背離側(cè)壁的一側(cè)表面與本體部的表面齊平設(shè)置,以便在第一極柱安裝可靠的前提下,節(jié)省第一殼壁的用材量,降低成本。
24、在一些實(shí)施例中,第一容納槽的槽口形成在第一殼壁的內(nèi)表面上,在安裝通孔的徑向上,第一配合結(jié)構(gòu)與第一延伸臺(tái)的外周沿間隔設(shè)置,殼體組件還包括:絕緣結(jié)構(gòu),絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)于第一延伸臺(tái)的外周沿處且至少部分配合在第一延伸臺(tái)和第一殼壁之間。
25、上述技術(shù)方案中,通過(guò)設(shè)置第一配合結(jié)構(gòu)與第一延伸臺(tái)的外周沿在安裝通孔的徑向上間隔設(shè)置,由于第一配合結(jié)構(gòu)不僅用于絕緣設(shè)置,還用于密封,以在實(shí)現(xiàn)第一極柱與第一殼壁密封設(shè)置的前提下,有利于降低第一配合結(jié)構(gòu)的安裝難度;而且在第一延伸臺(tái)的外周沿處設(shè)置絕緣結(jié)構(gòu),并使得絕緣結(jié)構(gòu)的至少部分配合在第一延伸臺(tái)和第一殼壁之間,以提升第一延伸臺(tái)和第一殼壁之間的絕緣可靠性,降低以第一配合結(jié)構(gòu)因變形較大使得第一延伸臺(tái)的外周沿與第一殼壁易接觸導(dǎo)致短路的風(fēng)險(xiǎn),提升電池單體的安全性。
26、在一些實(shí)施例中,在垂直于安裝通孔的中心軸線的平面上,第一延伸臺(tái)的正投影位于第一容納槽的周壁的正投影外輪廓范圍內(nèi),絕緣結(jié)構(gòu)包括相連的第一絕緣部和第二絕緣部,第一絕緣部配合在第一容納槽的底壁和第一延伸臺(tái)之間,第二絕緣部環(huán)繞第一延伸臺(tái)設(shè)置且覆蓋第一延伸臺(tái)的外周壁的至少部分。
27、上述技術(shù)方案中,通過(guò)設(shè)置絕緣結(jié)構(gòu)包括第一絕緣部和第二絕緣部,以便提升絕緣結(jié)構(gòu)對(duì)第一延伸臺(tái)的絕緣保護(hù)作用,降低第一延伸臺(tái)與第一容納槽的周壁、底壁接觸的風(fēng)險(xiǎn),進(jìn)一步提升第一延伸臺(tái)與第一殼壁之間的絕緣可靠性。
28、在一些實(shí)施例中,殼體組件還包括:支架,支架設(shè)于殼體內(nèi),且適于與電池單體的電芯組件配合以將電芯組件的活性物質(zhì)涂覆部與第一殼壁隔開,其中,支架與絕緣結(jié)構(gòu)為一體件;或者,支架與絕緣結(jié)構(gòu)為分體件且相連。
29、上述技術(shù)方案中,通過(guò)在殼體內(nèi)設(shè)置支架,以在殼體組件用于電池單體中時(shí),支架能將活性物質(zhì)涂覆部與第一殼壁隔開,以提升電池單體的可靠性和組裝便利性,且支架與絕緣結(jié)構(gòu)設(shè)置靈活,以更好地適應(yīng)電池單體差異化需求。
30、在一些實(shí)施例中,第一極柱還包括與極柱本體相連且相對(duì)極柱本體朝向遠(yuǎn)離安裝通孔的中心軸線的方向延伸的第二延伸臺(tái),第二延伸臺(tái)與第一延伸臺(tái)分別延伸至第一殼壁的內(nèi)外兩側(cè),絕緣密封結(jié)構(gòu)包括第二配合結(jié)構(gòu),第二配合結(jié)構(gòu)配合在第一殼壁和第二延伸臺(tái)之間。
31、上述技術(shù)方案中,通過(guò)設(shè)置第一極柱還包括與極柱本體相連且相對(duì)極柱本體朝向遠(yuǎn)離安裝通孔的中心軸線的方向延伸的第二延伸臺(tái),第二延伸臺(tái)與第一延伸臺(tái)分別延伸至第一殼壁的內(nèi)外兩側(cè),便于使得第一極柱通過(guò)第一延伸臺(tái)和第二延伸臺(tái)限位配合于安裝通孔處,有利于提升第一極柱的安裝可靠性,同時(shí)通過(guò)第二配合結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)第一殼壁與第二延伸臺(tái)之間的絕緣與密封,提升電池單體的可靠性。
32、在一些實(shí)施例中,第一殼壁還形成有第二容納槽,第一容納槽的槽口形成在第一殼壁的內(nèi)表面,第二容納槽的槽口形成在第一殼壁的外表面,第二延伸臺(tái)延伸至第一殼壁的外表面外側(cè),第二配合結(jié)構(gòu)的至少部分容納于第二容納槽。
33、上述技術(shù)方案中,通過(guò)將第二配合結(jié)構(gòu)的至少部分容納于第二容納槽內(nèi),有利于同時(shí)減小第一配合結(jié)構(gòu)和第二配合結(jié)構(gòu)對(duì)殼體內(nèi)部為電芯組件提供的布置空間的占用、減小第一配合結(jié)構(gòu)和第二配合結(jié)構(gòu)對(duì)殼體外部空間的占用,從而便于進(jìn)一步提升電池單體的體積能量密度。
34、第二方面,本技術(shù)實(shí)施例提供一種電池單體,包括上述的殼體組件和電芯組件,電芯組件包括活性物質(zhì)涂覆部和導(dǎo)電部,活性物質(zhì)涂覆部設(shè)于殼體內(nèi),導(dǎo)電部將活性物質(zhì)涂覆部與第一極柱電連接。
35、上述技術(shù)方案中,電池單體采用上述的殼體組件,能提升電池單體的體積能量密度和使用可靠性。
36、在一些實(shí)施例中,活性物質(zhì)涂覆部包括集流體和設(shè)于集流體上的活性物質(zhì)層,導(dǎo)電部包括與集流體電連接的極耳部,極耳部包括多個(gè)極耳片,多個(gè)極耳片靠近集流體的位置匯聚形成第一收攏部,多個(gè)極耳片遠(yuǎn)離集流體的位置匯聚且連接形成第二收攏部,第一收攏部連接第二收攏部和活性物質(zhì)涂覆部,第一容納槽的槽口形成在第一殼壁的內(nèi)表面上,第二收攏部的至少部分容納于第一容納槽內(nèi)。
37、上述技術(shù)方案中,通過(guò)設(shè)置多個(gè)極耳片靠近集流體的位置匯聚形成第二收攏部,并將第二收攏部的至少部分容納于第一容納槽內(nèi),以減小極耳部對(duì)殼體內(nèi)部為電芯組件提供的布置空間的占用,有利于進(jìn)一步提升電池單體的體積能量密度。
38、在一些實(shí)施例中,導(dǎo)電部還包括轉(zhuǎn)接片,轉(zhuǎn)接片與第二收攏部連接,導(dǎo)電部通過(guò)轉(zhuǎn)接片與第一極柱電連接,轉(zhuǎn)接片的至少部分容納于第一容納槽內(nèi)。
39、上述技術(shù)方案中,通過(guò)設(shè)置第二收攏部通過(guò)轉(zhuǎn)接片與第一極柱間接電連接,并將轉(zhuǎn)接片的至少部分容納于第一容納槽內(nèi),以減小導(dǎo)電部對(duì)殼體內(nèi)部為電芯組件提供的布置空間的占用,有利于進(jìn)一步提升電池單體的體積能量密度。
40、在一些實(shí)施例中,第一收攏部的一部分容納于第一容納槽內(nèi)。
41、上述技術(shù)方案中,通過(guò)將第一收攏部的一部分容納于第一容納槽內(nèi),以進(jìn)一步減小極耳部對(duì)殼體內(nèi)部為電芯組件提供的布置空間的占用,有利于再次進(jìn)一步提升電池單體的體積能量密度。
42、在一些實(shí)施例中,活性物質(zhì)涂覆部包括集流體和設(shè)于集流體上的活性物質(zhì)層,導(dǎo)電部包括極耳部和轉(zhuǎn)接片,極耳部包括多個(gè)與集流體電連接的極耳片,多個(gè)極耳片靠近集流體的位置匯聚形成第一收攏部,多個(gè)極耳片遠(yuǎn)離集流體的位置匯聚且連接形成第二收攏部,轉(zhuǎn)接片與第二收攏部電連接,第一容納槽的槽口形成在第一殼壁的內(nèi)表面上,轉(zhuǎn)接片的至少部分容納于第一容納槽內(nèi),且與第一極柱電連接。
43、上述技術(shù)方案中,將轉(zhuǎn)接片的至少部分容納于第一容納槽內(nèi),以減小導(dǎo)電部對(duì)殼體內(nèi)部為電芯組件提供的布置空間的占用,有利于進(jìn)一步提升電池單體的體積能量密度。
44、在一些實(shí)施例中,第一極柱形成有第三容納槽,第三容納槽的槽口形成在第一極柱的背離活性物質(zhì)涂覆部的一側(cè)表面上,第三容納槽通過(guò)穿孔與殼體的內(nèi)部連通,導(dǎo)電部穿設(shè)于穿孔且至少部分容納于第三容納槽內(nèi)。
45、上述技術(shù)方案中,通過(guò)設(shè)置第三容納槽,有利于減輕第一極柱的重量,以提高電池單體的重量能量密度,同時(shí)由于第三容納槽的槽口形成在極柱外端面上,將導(dǎo)電部的至少部分容納于第三容納槽內(nèi)時(shí),便于通過(guò)第三容納槽的槽口實(shí)現(xiàn)對(duì)導(dǎo)電部的收納整理,或者對(duì)導(dǎo)電部與第一極柱電連接的操作等,進(jìn)而可以降低電池單體的生產(chǎn)難度。同時(shí),由于第三容納槽朝能通過(guò)穿孔與殼體內(nèi)部連通,使得第三容納槽還可以作為電解液的緩沖和暫存結(jié)構(gòu),使得殼體內(nèi)可容納更多電解液,由于電池單體充放電過(guò)程中會(huì)損耗電解液,因而當(dāng)電解液更多時(shí),可延長(zhǎng)電池單體的使用壽命;且也是因?yàn)榈谌菁{槽能通過(guò)穿孔與殼體內(nèi)部連通,第三容納槽也可以作為電芯組件內(nèi)部產(chǎn)氣的容納和緩沖結(jié)構(gòu),減少電池單體的膨脹。
46、第三方面,本技術(shù)實(shí)施例提供一種電池,包括上述的電池單體。
47、上述技術(shù)方案中,電池采用上述的電池單體,可以提升電池的能量密度和可靠性。
48、在一些實(shí)施例中,電池單體為多個(gè),第一極柱凸出于第一殼壁的外表面設(shè)置,電池還包括匯流部件,匯流部件包括緩沖部和兩個(gè)連接部,兩個(gè)連接部分別與兩個(gè)電池單體的第一極柱電連接,緩沖部連接于兩個(gè)連接部之間,且緩沖部的至少部分相對(duì)于連接部朝向殼體凸出且可拉伸變形。
49、上述技術(shù)方案中,通過(guò)設(shè)置緩沖部的至少部分可拉伸變形,使得匯流部件能緩解電池使用過(guò)程中因電池單體膨脹等帶來(lái)的應(yīng)力,緩沖部的至少部分可以跟隨電池單體的膨脹發(fā)生一定拉伸變形,以減小匯流部件對(duì)第一極柱的拉扯,也可以減小匯流部件承受的拉力,從而降低匯流部件倍拉扯斷裂的風(fēng)險(xiǎn),提升電池可靠性;而且通過(guò)設(shè)置緩沖部的至少部分相對(duì)于連接部朝向殼體凸出,以便使得兩個(gè)電池單體中每個(gè)的第一極柱凸出于對(duì)應(yīng)殼體的部分所對(duì)應(yīng)的空間用于共同容納緩沖部的至少部分,有利于減小電池的占用空間,便于進(jìn)一步提升電池的體積能量密度。
50、第四方面,本技術(shù)實(shí)施例提供一種用電裝置,包括上述的電池。
51、上述技術(shù)方案中,用電裝置采用上述的電池,能提升用電裝置的續(xù)航能力和可靠性。