电池单体、电池及用电装置的制作方法

专利2026-09-22  10


本技术涉及电池,具体而言,涉及一种电池单体、电池及用电装置。


背景技术:

1、近些年,新能源汽车有了飞跃式的发展,在电动汽车领域,动力电池作为电动汽车的动力源,起着不可替代的重要作用。随着新能源汽车的大力推广,对动力电池产品的需求也日益增长,其中,电池作为新能源汽车核心零部件在使用可靠性方面和使用寿命方面均有着较高的要求。

2、在电池技术中,为了保证电池单体的安全性,一般会在电池单体的外壳上设置用于泄放电池单体内部压力的泄压区域,使得在电池单体内部压力或温度达到阈值时,泄压区域能够打开并泄放电池单体内部的压力。然而,现有的电池单体的泄压区域常常在使用的过程中出现提前开阀的现象,以造成电池单体的使用稳定性较差,从而不利于提升电池单体的使用寿命和使用可靠性。


技术实现思路

1、本技术实施例提供一种电池单体、电池及用电装置,能够有效提升电池单体的使用寿命和使用可靠性。

2、第一方面,本技术实施例提供一种电池单体,包括壳体和端盖;所述壳体具有开口;所述端盖封闭所述开口,所述端盖包括一体成型的本体部和泄压部,所述本体部的边缘与所述壳体连接,所述泄压部被配置为泄放所述电池单体的内部压力;其中,所述本体部的边缘包括第一边缘,所述本体部上设置有应力释放槽,所述应力释放槽位于所述泄压部和所述第一边缘之间。

3、在上述技术方案中,端盖具有本体部和泄压部,且本体部和泄压部为一体成型结构,泄压部被配置为泄放电池单体的内部压力,通过在端盖的本体部上设置应力释放槽,且应力释放槽位于泄压部和本体部的第一边缘之间,使得应力释放槽能够对泄压部和本体部的第一边缘起到分隔作用,从而通过应力释放槽能够对壳体与端盖的本体部相互连接时产生的应力进行释放和吸收,以减少壳体与端盖相互连接产生的应力对泄压部造成的影响,有利于缓解泄压部在应力的拉扯作用下出现开裂或结构强度下降的现象,进而能够有效降低泄压部在使用的过程中出现提前开阀的情况,以提升泄压部的使用稳定性和使用寿命,有利于提升电池单体的使用寿命和使用可靠性。

4、在一些实施例中,沿所述端盖的厚度方向,所述应力释放槽设置于所述本体部背离所述壳体内部的一侧。

5、在上述技术方案中,通过将应力释放槽设置于端盖的本体部背离壳体内部的一侧,采用这种结构的电池单体一方面便于在端盖的本体部上设置应力释放槽,有利于降低应力释放槽的加工难度,另一方面使得应力释放槽能够更好地吸收和释放壳体与端盖的本体部相互连接时产生的应力,以进一步减少壳体与端盖相互连接产生的应力对泄压部造成的影响。

6、在一些实施例中,沿所述端盖的厚度方向,所述本体部面向所述壳体内部的一侧且对应所述应力释放槽的位置形成有凸起。

7、在上述技术方案中,通过在本体部一侧设置应力释放槽,并在另一侧对应应力释放槽的位置形成凸起,以使应力释放槽为通过冲压形成的结构,采用这种结构的电池单体便于制造,有利于降低应力释放槽的加工难度,且能够提高应力释放槽的加工效率。

8、在一些实施例中,沿所述端盖的厚度方向,所述本体部的两侧均设置有所述应力释放槽。

9、在上述技术方案中,通过在本体部的两侧均设置应力释放槽,有利于提升应力释放槽对壳体与端盖的本体部相互连接时产生的应力进行释放和吸收的效果,以减少壳体与端盖相互连接产生的应力对泄压部造成的影响,从而能够有效缓解泄压部在应力的拉扯作用下出现开裂或结构强度下降的现象。

10、在一些实施例中,沿所述端盖的厚度方向,设置于所述本体部的两侧的两个所述应力释放槽的投影不重叠。

11、在上述技术方案中,通过将位于本体部的两侧的两个应力释放槽设置为在端盖的厚度方向上的投影不重叠,以使位于本体部的两侧的两个应力释放槽错位设置,一方面能够缓解两个应力释放槽之间的干涉影响,另一方面能够缓解因两个应力释放槽对应设置后造成本体部的结构强度下降的现象,有利于降低端盖的本体部在使用过程中出现断裂或变形破损的风险。

12、在一些实施例中,所述电池单体还包括两个电极端子,两个所述电极端子均安装于所述本体部上,两个所述电极端子均用于与电极组件电连接;其中,所述应力释放槽设置于所述泄压部在第一方向上的一侧,两个所述电极端子沿第二方向分别位于所述泄压部的两侧,所述第一方向、所述第二方向和所述端盖的厚度方向两两垂直。

13、在上述技术方案中,通过将两个电极端子沿第二方向排布并分别设置于泄压部的两侧,使得本体部设置电极端子的区域能够较好的吸收和释放壳体与端盖的本体部相互连接时产生的应力,以使降低泄压部在第二方向上受到的应力影响,而泄压部在第一方向上受到的应力影响较大,从而只需将应力释放槽在第一方向设置于泄压部的一侧以降低泄压部在第一方向上受到的应力影响即可,进而无需在泄压部的外侧环绕设置应力释放槽,有利于降低加工成本,且能够提升本体部的结构强度。

14、在一些实施例中,所述端盖为矩形结构,所述端盖的宽度方向为第一方向,所述端盖的长度方向为第二方向,所述第一方向、所述第二方向和所述端盖的厚度方向两两垂直;其中,所述应力释放槽设置于所述泄压部在所述第一方向上的一侧。

15、在上述技术方案中,由于第二方向为端盖的长度方向,由此使得泄压部在第二方向上距离本体部的边缘较远,受到的应力影响较小,而泄压部在第一方向上受到的应力影响较大,从而只需将应力释放槽在第一方向设置于泄压部的一侧以降低泄压部在第一方向上受到的应力影响即可,进而无需在泄压部的外侧环绕设置应力释放槽,有利于降低加工成本,且能够提升本体部的结构强度。

16、在一些实施例中,所述本体部的边缘包括两个所述第一边缘,两个所述第一边缘沿所述第一方向相对设置,所述泄压部在所述第一方向上的两侧均设置有所述应力释放槽。

17、在上述技术方案中,通过在泄压部沿第一方向上的两侧均设置有应力释放槽,使得泄压部与两个第一边缘之间均设置有应力释放槽,以实现泄压部在受应力影响较大的方向上的两侧均设置有应力释放槽,有利于进一步降低壳体与端盖的本体部相互连接产生的应力对泄压部造成的影响。

18、在一些实施例中,所述应力释放槽沿所述第二方向延伸。

19、在上述技术方案中,通过将应力释放槽设置为沿第二方向延伸的结构,即应力释放槽为条形槽,且沿第二方向延伸,采用这种结构的应力释放槽一方面便于制造,有利于降低应力释放槽的加工难度和加工成本,另一方面能够对在第一方向上位于应力释放槽的两侧的泄压部和第一边缘起到更好的分隔作用,以提升应力释放槽对壳体与端盖的本体部相互连接时产生的应力进行释放和吸收的效果。

20、在一些实施例中,所述本体部的边缘与所述壳体焊接连接。

21、在上述技术方案中,采用焊接的方式连接端盖的本体部与壳体,以提升端盖与壳体之间的连接强度和连接稳定性,且通过设置于本体部上的应力释放槽能够吸收壳体与端盖的本体部焊接连接时产生的焊接应力,以减少焊接应力对泄压部造成的影响,从而在提升端盖与壳体之间的连接强度的同时还能够有效缓解泄压部在焊接应力的拉扯作用下出现开裂或结构强度下降的现象,以降低泄压部在使用的过程中出现提前开阀的情况,进而有利于提升电池单体的使用稳定性和可靠性。

22、在一些实施例中,沿第一方向,所述应力释放槽设置于所述泄压部与所述第一边缘之间,所述第一方向垂直于所述端盖的厚度方向;其中,沿所述第一方向,所述应力释放槽与相邻的所述第一边缘之间的距离为l1,满足,2mm≤l1≤10mm。

23、在上述技术方案中,通过将应力释放槽在第一方向上与本体部相邻的第一边缘之间的距离设置为2mm到10mm,从而一方面能够缓解因距离过小而造成应力释放槽在加工的过程中影响本体部的边缘成型,以导致本体部的边缘与壳体之间的连接强度不足的现象,另一方面能够缓解因距离过大而造成应力释放槽吸收和释放壳体与端盖的本体部相互连接时产生的应力的效果不佳的现象。

24、在一些实施例中,沿所述端盖的厚度方向,所述应力释放槽的槽深为h1,所述本体部的厚度为h2,满足,h1≤0.5h2。

25、在上述技术方案中,通过将应力释放槽在端盖的厚度方向上的槽深设置为小于或等于端盖的本体部的厚度的一半,以缓解因应力释放槽的槽深过大而造成本体部的结构强度不足的现象,从而有利于降低端盖的本体部在使用过程中出现断裂或变形破损的风险。

26、在一些实施例中,沿所述端盖的厚度方向,所述应力释放槽的槽深为h1,满足,h1≥0.1mm。

27、在上述技术方案中,通过将应力释放槽在端盖的厚度方向上的槽深设置为大于或等于0.1mm,以缓解因应力释放槽的槽深过小而导致应力释放槽吸收和释放壳体与本体部相互连接时产生的应力的效果不佳的现象,从而能够提升应力释放槽对壳体与本体部相互连接时产生的应力进行吸收和释放的效果,以进一步减少壳体与端盖相互连接产生的应力对泄压部造成的影响。

28、在一些实施例中,所述端盖上设置有刻痕槽,所述端盖设置所述刻痕槽的区域形成所述泄压部。

29、在上述技术方案中,端盖上设置有刻痕槽,以在端盖上形成有薄弱区域,从而能够在端盖设置刻痕槽的区域形成用于泄放电池单体的内部压力的泄压部,结构简单,且便于制造。

30、在一些实施例中,沿第一方向,所述应力释放槽设置于所述刻痕槽与所述第一边缘之间,所述第一方向垂直于所述端盖的厚度方向;其中,沿所述第一方向,所述刻痕槽与所述第一边缘之间的距离为l2,满足,l2≤20mm。

31、在上述技术方案中,通过将刻痕槽与本体部的第一边缘在第一方向上的距离设置为小于等于20mm,从而有利于增加端盖用于设置泄压部的面积,以提升电池单体的泄压面积,有利于增加电池单体的泄压速率,且在提升电池单体的泄压面积的同时,通过设置在泄压部与本体部的第一边缘之间的应力释放槽能够有效吸收和释放壳体与端盖的本体部相互连接时产生的应力,从而在实现提升电池单体的泄压面积的同时还能够减少壳体与端盖的本体部相互连接产生的应力对泄压部造成的影响,进而既能够提升泄压部的面积,还能够提升泄压部的使用稳定性和使用寿命。

32、在一些实施例中,l2≤10mm。

33、在上述技术方案中,通过将刻痕槽与本体部的第一边缘在第一方向上的距离设置为小于等于10mm,从而有利于进一步增加端盖能够设置泄压部的面积,以进一步提升电池单体的泄压面积,从而增加电池单体的泄压速率,且在进一步提升电池单体的泄压面积的同时,通过设置在泄压部与本体部的第一边缘之间的应力释放槽能够有效减少壳体与端盖的本体部相互连接产生的应力对泄压部造成的影响,进而在实现泄压部的面积的提升的同时还能够降低泄压部在应力的拉扯作用下出现开裂或结构强度下降的风险。

34、在一些实施例中,沿第一方向,所述应力释放槽设置于所述刻痕槽与所述第一边缘之间,所述刻痕槽在第二方向上的尺寸为d1,所述应力释放槽在所述第二方向上的尺寸为d2,满足,d2/d1≥2/3,所述第一方向、所述第二方向和所述端盖的厚度方向两两垂直。

35、在上述技术方案中,通过将应力释放槽在第二方向上的尺寸设置为大于或等于刻痕槽在第二方向上的尺寸的2/3,以缓解因应力释放槽相较于刻痕槽在第二方向上的尺寸过小而造成应力释放槽无法有效吸收和释放壳体与本体部相互连接时产生的应力的现象,从而能够进一步降低壳体与端盖的本体部相互连接产生的应力对泄压部造成的影响,以降低泄压部出现开裂或结构强度下降的风险。

36、在一些实施例中,所述刻痕槽为环形槽。

37、在上述技术方案中,刻痕槽为环形槽结构,以便于对刻痕槽进行制造,且在电池单体泄压时,端盖沿着刻痕槽裂开后位于刻痕槽内侧的区域能够整体脱落,有利于提升电池单体的泄压面积和泄压速率,且由于刻痕槽为环形结构,以使端盖设置刻痕槽的区域形成的泄压部也为环形结构,而在提升泄压面积的同时环形结构的泄压部受到壳体与端盖的本体部相互连接时产生的应力的影响更大,从而通过设置在泄压部与本体部的第一边缘之间的应力释放槽能够有效减少应力对泄压部造成的影响,进而在实现泄压部的面积的提升的同时还能够降低泄压部在应力的拉扯作用下出现开裂或结构强度下降的风险。

38、在一些实施例中,沿所述端盖的厚度方向,所述端盖具有第一表面,所述第一表面设置有第一槽;其中,所述第一槽的槽底面设置有刻痕槽,所述第一槽的延伸方向与所述刻痕槽的延伸方向相同,所述端盖设置所述刻痕槽的区域形成所述泄压部。

39、在上述技术方案中,通过在端盖的第一表面设置第一槽,且在第一槽的槽底面上设置刻痕槽,以使端盖在设置有刻痕槽的区域形成泄压部,其中,刻痕槽的延伸方向与第一槽的延伸方向一致,也就是说,端盖用于设置刻痕槽形成泄压部的区域先设置有与刻痕槽的延伸方向相同的第一槽,以使刻痕槽再设置于第一槽的槽底面,从而能够对端盖的局部区域减薄后再设置刻痕槽,采用这种结构的电池单体一方面能够降低在端盖上设置刻痕槽的深度,有利于降低形成泄压部的制造难度和对制造设备的需求,以降低制造成本,另一方面能够减小端盖在加工刻痕槽形成泄压部时所受到的成型力,有利于降低端盖产生裂纹的风险,以提高电池单体的生产质量。

40、在一些实施例中,所述第一槽和所述刻痕槽均为环形槽。

41、在上述技术方案中,通过将第一槽和刻痕槽均设置为环形槽结构,采用这种结构一方面使得第一槽的形状与刻痕槽的形状相同,从而只需对端盖用于设置刻痕槽形成泄压部的区域进行局部减薄即可,有利于降低第一槽的加工难度,并减少第一槽的加工范围,另一方面通过设置环形结构的刻痕槽在电池单体泄压时,端盖沿着刻痕槽裂开后位于刻痕槽内侧的区域能够整体脱落,有利于提升电池单体的泄压面积和泄压速率。

42、在一些实施例中,沿所述端盖的厚度方向,所述第一表面背离所述壳体内部设置。

43、在上述技术方案中,第一表面为端盖背离壳体内部的表面,以使刻痕槽设置于端盖背离壳体内部的一侧,有利于降低刻痕槽的加工难度,以便于在端盖上加工形成泄压部。

44、在一些实施例中,沿所述端盖的厚度方向,所述端盖具有与所述第一表面相对的第二表面,所述第二表面对应所述第一槽的位置设置有第二槽,所述第二槽的延伸方向与所述第一槽的延伸方向相同。

45、在上述技术方案中,端盖还具有与第一表面相对的第二表面,通过在第二表面对应第一槽的位置设置与第一槽的延伸方向相同的第二槽,使得端盖用于设置刻痕槽形成泄压部的区域能够先通过第一槽和第二槽进行局部减薄,从而一方面能够进一步降低在端盖上设置刻痕槽的深度,有利于进一步降低形成泄压部的制造难度和对制造设备的需求,以降低制造成本,且能够进一步减小端盖在加工刻痕槽形成泄压部时所受到的成型力,有利于进一步降低端盖产生裂纹的风险,以提高电池单体的生产质量,另一方面能够改善刻痕槽在形成过程中的流料形态,有利于在形成刻痕槽时所产生物料的进行流动,以提升刻痕槽的结构的一致性。

46、在一些实施例中,沿所述端盖的厚度方向,所述端盖背离所述壳体内部的一侧设置有沉槽,所述泄压部形成于所述沉槽的槽底壁上。

47、在上述技术方案中,通过在端盖背离壳体内部的一侧设置沉槽,且泄压部形成于沉槽的槽底壁上,即沉槽的槽底壁上设置有用于泄放电池单体的内部压力的泄压部,从而通过沉槽能够对泄压部起到一定的保护作用,以减少设置有泄压部在外部环境的作用下出现磨损或损坏的现象,进而有利于提高电池单体的使用寿命。

48、第二方面,本技术实施例还提供一种电池,包括上述的电池单体。

49、第三方面,本技术实施例还提供一种用电装置,包括上述的电池。


技术特征:

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,沿所述端盖的厚度方向,所述应力释放槽设置于所述本体部背离所述壳体内部的一侧。

3.根据权利要求2所述的电池单体,其特征在于,沿所述端盖的厚度方向,所述本体部面向所述壳体内部的一侧且对应所述应力释放槽的位置形成有凸起。

4.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,沿所述端盖的厚度方向,所述本体部的两侧均设置有所述应力释放槽。

5.根据权利要求4所述的电池单体,其特征在于,沿所述端盖的厚度方向,设置于所述本体部的两侧的两个所述应力释放槽的投影不重叠。

6.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述电池单体还包括两个电极端子,两个所述电极端子均安装于所述本体部上,两个所述电极端子均用于与电极组件电连接;

7.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述端盖为矩形结构,所述端盖的宽度方向为第一方向,所述端盖的长度方向为第二方向,所述第一方向、所述第二方向和所述端盖的厚度方向两两垂直;

8.根据权利要求6或7所述的电池单体,其特征在于,所述本体部的边缘包括两个所述第一边缘,两个所述第一边缘沿所述第一方向相对设置,所述泄压部在所述第一方向上的两侧均设置有所述应力释放槽。

9.根据权利要求6或7所述的电池单体,其特征在于,所述应力释放槽沿所述第二方向延伸。

10.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述本体部的边缘与所述壳体焊接连接。

11.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,沿第一方向,所述应力释放槽设置于所述泄压部与所述第一边缘之间,所述第一方向垂直于所述端盖的厚度方向;

12.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,沿所述端盖的厚度方向,所述应力释放槽的槽深为h1,所述本体部的厚度为h2,满足,h1≤0.5h2。

13.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,沿所述端盖的厚度方向,所述应力释放槽的槽深为h1,满足,h1≥0.1mm。

14.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,所述端盖上设置有刻痕槽,所述端盖设置所述刻痕槽的区域形成所述泄压部。

15.根据权利要求14所述的电池单体,其特征在于,沿第一方向,所述应力释放槽设置于所述刻痕槽与所述第一边缘之间,所述第一方向垂直于所述端盖的厚度方向;

16.根据权利要求15所述的电池单体,其特征在于,l2≤10mm。

17.根据权利要求14所述的电池单体,其特征在于,沿第一方向,所述应力释放槽设置于所述刻痕槽与所述第一边缘之间,所述刻痕槽在第二方向上的尺寸为d1,所述应力释放槽在所述第二方向上的尺寸为d2,满足,d2/d1≥2/3,所述第一方向、所述第二方向和所述端盖的厚度方向两两垂直。

18.根据权利要求14-17任一项所述的电池单体,其特征在于,所述刻痕槽为环形槽。

19.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,沿所述端盖的厚度方向,所述端盖具有第一表面,所述第一表面设置有第一槽;

20.根据权利要求19所述的电池单体,其特征在于,所述第一槽和所述刻痕槽均为环形槽。

21.根据权利要求19所述的电池单体,其特征在于,沿所述端盖的厚度方向,所述第一表面背离所述壳体内部设置。

22.根据权利要求19-21任一项所述的电池单体,其特征在于,沿所述端盖的厚度方向,所述端盖具有与所述第一表面相对的第二表面,所述第二表面对应所述第一槽的位置设置有第二槽,所述第二槽的延伸方向与所述第一槽的延伸方向相同。

23.根据权利要求1所述的电池单体,其特征在于,沿所述端盖的厚度方向,所述端盖背离所述壳体内部的一侧设置有沉槽,所述泄压部形成于所述沉槽的槽底壁上。

24.一种电池,其特征在于,包括如权利要求1-23任一项所述的电池单体。

25.一种用电装置,其特征在于,包括如权利要求24所述的电池。


技术总结
本申请提供了一种电池单体、电池及用电装置,属于电池技术领域。其中,电池单体包括壳体和端盖。壳体具有开口,端盖封闭开口,端盖包括一体成型的本体部和泄压部,本体部的边缘与壳体连接,泄压部被配置为泄放电池单体的内部压力。本体部的边缘包括第一边缘,本体部上设置有应力释放槽,应力释放槽位于泄压部和第一边缘之间。通过在泄压部与本体部的第一边缘之间设置在应力释放槽使得应力释放槽能够对壳体与端盖的本体部相互连接时产生的应力进行释放和吸收,以减少壳体与端盖相互连接产生的应力对泄压部造成的影响,从而有利于缓解泄压部在应力的拉扯作用下出现开裂或结构强度下降的现象,以提升电池单体的使用寿命和使用可靠性。

技术研发人员:郑挺,白璐璐,李全坤,庄永杰
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:
技术公布日:2024/11/11
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