一种电芯、电池组及用电设备

文档序号:275322 发布日期:2021-11-19 浏览:24次 >En<

阅读说明:本技术 一种电芯、电池组及用电设备 (Battery cell, battery pack and electric equipment ) 是由 王隆兴 芦林 于 2021-08-09 设计创作,主要内容包括:本申请实施例涉及电池技术领域,特别公开了一种电芯、电池组及用电设备,包括电极组件、容纳电极组件的壳体、第一极耳和第二极耳,壳体包括容纳部和自容纳部延伸得到的顶封边,第一极耳和第二极耳的一端均与电极组件连接,第一极耳的另一端沿第一方向从顶封边伸出,第一极耳的另一端朝壳体的第一侧面的方向弯折延伸有第一延伸部,第二极耳的另一端朝壳体的第二侧面的方向弯折延伸有第二延伸部,其中,第一侧面和第二侧面沿第二方向相对设置,并且顶封边位于第一侧面和第二侧面之间,第一延伸部相对于第三方向呈倾斜设置,第二延伸部相对于第三方向呈倾斜设置。通过上述方式,本申请实施例能够降低相邻电芯串联时发生短路的风险。(The embodiment of the application relates to the technical field of batteries, and particularly discloses a battery core, a battery pack and electric equipment, which comprise an electrode assembly, a shell for accommodating the electrode assembly, a first tab and a second tab, wherein the shell comprises an accommodating part and a top seal edge obtained by extending from the accommodating part, one end of the first tab and one end of the second tab are both connected with the electrode assembly, the other end of the first tab extends out from the top seal edge along a first direction, the other end of the first tab is bent and extended towards the direction of a first side surface of the shell to form a first extending part, the other end of the second tab is bent and extended towards the direction of a second side surface of the shell to form a second extending part, the first side face and the second side face are arranged oppositely along the second direction, the top sealing edge is located between the first side face and the second side face, the first extending portion is arranged in an inclined mode relative to the third direction, and the second extending portion is arranged in an inclined mode relative to the third direction. Through the mode, the risk of short circuit when adjacent electric cores are connected in series can be reduced.)

一种电芯、电池组及用电设备

技术领域

本申请实施例涉及电池技术领域,特别是涉及一种电芯、电池组及用电设备。

背景技术

目前市场上,常用的电池组含有单个电芯,为了满足日常用电设备需要,通常将多个电芯串联/并联形成一个新的电池组,新的电池组可带动额定电压较大的用电设备或增大电流更好的带动用电设备等。其中,电芯通常包括电极组件、容纳电极组件的壳体以及连接电极组件的极耳,多个电芯之间通常利用从壳体垂直伸出的极耳相互串联/并联连接,且根据壳体的顶封边位置不同,极耳的位置存在差异,若壳体的顶封边位于靠近壳体侧面,则极耳位于靠近壳体的侧面。通常,为便于极耳连接,在相邻电芯串联时,相邻电芯的极性相反极耳位于同一侧,在相邻电芯并联时,相邻电芯的极性相同极耳位于同一侧。

本申请的发明人在实现本申请的过程中,发现:极耳位于靠近侧面的相邻电芯在进行串联时,由于相邻电芯的极性相反极耳位于同一侧,且相邻电芯上极性相反极耳靠近的同一侧面相对设置,相邻电芯的极耳之间间隔距离较小,从而使得电池组易发生短路,非常危险。

发明内容

鉴于上述问题,本申请实施例提供了一种电芯、电池组及用电设备,克服了上述相邻电芯进行串联时,相邻电芯的极耳之间间隔距离较小,电池组易发生短路等问题。

根据本申请实施例的一个方面,提供了一种电芯,包括:电极组件、容纳所述电极组件的壳体、第一极耳和第二极耳,所述壳体包括容纳部和自所述容纳部延伸得到的顶封边,所述第一极耳和第二极耳的一端均与所述电极组件连接,所述第一极耳和第二极耳的另一端沿第一方向从所述顶封边伸出,所述第一极耳的另一端朝所述壳体的第一侧面的方向弯折延伸有第一延伸部,所述第二极耳的另一端朝所述壳体的第二侧面的方向弯折延伸有第二延伸部,其中,所述第一侧面和第二侧面沿第二方向相对设置,并且所述顶封边位于所述第一侧面和第二侧面之间,所述第一延伸部相对于第三方向呈倾斜设置,所述第二延伸部相对于第三方向呈倾斜设置,所述第一方向、第二方向以及第三方向之间两两相互垂直。在相邻电芯串联时,利用一电芯的第一延伸部与另一电芯的第二延伸部连接,相邻电芯的极性相同极耳位于同一侧,此时,相邻电芯的不同极性极耳之间间隔距离较大,从而减少电池组发生短路,较为安全。

在一种可选的方式中,所述第一延伸部与所述第三方向之间的夹角,与,所述第二延伸部与所述第三方向的相反方向之间的夹角相同。说明所述第一延伸部和第二延伸部两者之间呈平行设置。

在一种可选的方式中,所述第一延伸部凸出于所述第一侧面,和/ 或,所述第二延伸部凸出于所述第二侧面。这样设置,可增大相邻电芯的第一延伸部和第二延伸部之间的连接面积,从而使得第一延伸部和第二延伸部之间的连接更稳定、牢固。

在一种可选的方式中,所述第一延伸部具有沿其延伸的方向的第一长边和第二长边,所述第一长边的长度大于所述第二长边的长度,且所述第二长边的长度为h1;所述顶封边靠近所述第一极耳的一侧与所述第一极耳的弯折边之间的垂直距离为h2,且所述10mm≤(h1+h2)≤ 40mm。

根据本申请实施例的另一个方面,提供了一种电池组,包括:多个如上所述的电芯,多个所述电芯沿所述第二方向依次堆叠,相邻两个所述电芯中一电芯的第一延伸部和另一电芯的第二延伸部连接。

在一种可选的方式中,沿垂直于所述第一延伸部的延伸方向的一方向为第四方向,所述第一延伸部沿所述第四方向的宽度为w1;沿垂直于所述第一延伸部的延伸方向的另一方向为第五方向,所述第一延伸部沿所述第五方向上的厚度为t,所述第五方向和第四方向相互垂直;所述第一延伸部和所述第二延伸部连接处形成重合区域,所述重合区域的重合面积S≥k×w1×t,其中,k为经验系数。

在一种可选的方式中,所述经验系数k为1.2。

在一种可选的方式中,所述w1的取值范围为:5mm≤w1≤50mm。

在一种可选的方式中,所述t的取值范围为:0.05mm≤t≤0.5mm。

根据本申请实施例的另一个方面,提供了一种用电设备,包括:如上所述的电池组。

本申请实施例的有益效果是:区别于现有技术的情况,本申请实施例通过设置有电极组件、容纳所述电极组件的壳体、第一极耳和第二极耳,所述壳体包括容纳部和自所述容纳部延伸得到的顶封边,所述第一极耳和第二极耳的一端均与所述电极组件连接,所述第一极耳和第二极耳的另一端沿第一方向从所述顶封边伸出,所述第一极耳的另一端朝所述壳体的第一侧面的方向弯折延伸有第一延伸部,所述第二极耳的另一端朝所述壳体的第二侧面的方向弯折延伸有第二延伸部,其中,所述第一侧面和第二侧面沿第二方向相对设置,并且所述顶封边位于所述第一侧面和第二侧面之间,所述第一延伸部相对于第三方向呈倾斜设置,所述第二延伸部相对于第三方向呈倾斜设置,所述第一方向、第二方向以及第三方向之间两两相互垂直,这样设置,在相邻电芯串联时,利用一所述电芯的第一延伸部与另一电芯的第二延伸部连接,相邻电芯的极性相同极耳位于同一侧,此时,相邻电芯的不同极性极耳之间间隔距离较大,从而减少电池组发生短路,较为安全。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施例或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中,类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中,各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。

图1是本申请一实施例电池组的整体结构示意图;

图2是本申请实施例单个电芯的内部结构示意图;

图3是本申请实施例电芯的俯视结构示意图;

图4是本申请实施例电芯在未使用之前的一状态示意图;

图5是本申请实施例电芯在未使用之前的又一状态示意图;

图6是本申请实施例电芯在未使用之前的又一状态示意图;

图7是本申请实施例电芯在未使用之前的另一状态示意图;

图8是图5中A处结构放大示意图;

图9是本申请一实施例电池组的整体结构俯视图;

图10是本申请实施例单个电芯侧视图。

具体实施方式

为了便于理解本申请,下面结合附图和具体实施例,对本申请进行更详细的说明。需要说明的是,当元件被表述“固定于”另一个元件,它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义,本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本说明书中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是用于限制本申请。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外,下面所描述的本发明不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实施例中,以所述电芯10应用于电池组为例进行说明,应当理解的是,所述电芯10可应用于除电池组以外的其他产品中。

为了更好的对电池组的结构进行说明,将结合X、Y、Z坐标轴对电池组的结构进行叙述,其中,X、Y、Z坐标轴两两垂直,第一方向为Z 轴的正方向,第二方向为X轴的正方向,第三方向为Y轴的正方向。

请参阅图1-图3,电池组01包括多个沿第二方向依次堆叠设置的电芯10,且相邻所述电芯10相互串联。

具体的,如图2所示,每个所述电芯10包括电极组件101、用于容纳所述电极组件101的壳体102、以及电连接于所述电极组件101的第一极耳103和第二极耳104。所述壳体102包括容纳部1021和自所述容纳部1021延伸得到的顶封边1022,所述第一极耳103和第二极耳104 的一端均与所述电极组件101连接,所述第一极耳103和第二极耳104 的另一端沿第一方向从所述顶封边1022伸出。所述容纳部1021用于收容所述电极组件101,所述顶封边1022将收容于所述壳体102内的电极组件101进行密封,限制外部水汽进入所述壳体102内。可选的,所述第一极耳103为正极耳,所述第二极耳104为负极耳。可以理解的是,所述第一极耳103和第二极耳104的极性不作限定,只要满足所述第一极耳103和第二极耳104的极性相反即可。

在一些实施例中,如图3所示,所述第一极耳103的另一端朝所述壳体102的第一侧面102a的方向弯折延伸有第一延伸部103a,且所述第一延伸部103a相对于第三方向呈倾斜设置,所述第一延伸部103a可用于相邻电芯10之间的连接。

在一些实施例中,所述第二极耳104的另一端朝所述壳体102的第二侧面102b的方向弯折延伸有第二延伸部104a,且所述第二延伸部 104a相对于所述第三方向呈倾斜设置,在相邻电芯10进行串联时,相邻两个所述电芯10中一电芯10的第一延伸部103a和另一电芯10的第二延伸部104a连接,从而实现相邻电芯10的串联。

应当理解的是,由于壳体102通常设置有多个侧壁,对应的,所述壳体102包括多个侧面,其中,所述壳体102的第一侧面102a和第二侧面102b为沿第二方向相对设置的一对侧面,且所述顶封边1022位于所述第一侧面102a和第二侧面102b之间。可以理解的是,在所述壳体 102设置成圆柱型或其他形状时,在所述电芯10上设置第一延伸部103a 和第二延伸部104a用于所述相邻电芯10的串联同样适用。

在一些实施例中,所述第一延伸部103a与所述第三方向之间的夹角K1,与,所述第二延伸部104a与所述第三方向的相反方向之间的夹角K2相同,即K1=K2,说明所述第一延伸部103a和第二延伸部104a 两者之间呈平行设置。可以理解的是,所述第一延伸部103a与所述第三方向之间的夹角,以及所述第二延伸部104a与所述第三方向的相反方向之间的夹角,可根据实际情况进行设定,且不限于K1=K2的情况。

需要说明的是:在实际生产过程中,所述第一极耳103和第二极耳 104从所述顶封边1022沿第一方向伸出,此时,所述第一延伸部103a 相对于所述第一方向处于弯折状态,存在弯折角a,之后,根据实际需要将所述第一延伸部103a朝所述第一侧面102a弯折,同样的,所述第二延伸部104a相对于所述第一方向同样处于弯折状态,存在弯折角b,之后,根据实际需要将所述第二延伸部104a朝所述第二侧面102b弯折。由此可知,所述第一延伸部103a和第二延伸部104a在相对于所述第一侧面102a和第二侧面102b弯折之前存在多种情况,例如:如图4所示,所述第一延伸部103a和第二延伸部104a同时朝第三方向弯折,或者,如图5所示,所述第一延伸部103a和第二延伸部104a同时朝与所述第三方向相反方向弯折,或者,如图6所示,所述第一延伸部103a和第二延伸部104a相向弯折,或者,如图7所示,所述第一延伸部103a和第二延伸部104a背向弯折。应当理解的是,所述第一延伸部103a和第二延伸部104a在相对于所述第一侧面102a和第二侧面102b弯折之前虽然存在多种情况,但只要满足所述第一延伸部103a相对于所述第一侧面102a弯折后与所述第三方向呈所述第三方向呈倾斜设置即可,以及,满足所述第二延伸部104a相对于所述第二侧面102b弯折后与所述第三方向呈倾斜设置即可。

在一些实施例中,所述第一延伸部103a凸出于所述第一侧面102a,和/或,所述第二延伸部104a凸出于所述第二侧面102b。相邻电芯10 进行串联时,一所述电芯10的第一延伸部103a与另一电芯10的第二延伸部104a连接,在所述第一延伸部103a凸出于所述第一侧面102a 时,可便于一所述电芯10与另一电芯10的第二延伸部104a之间的连接,同时,增大第一延伸部103a和第二延伸部104a之间的连接面积,从而使得第一延伸部103a和第二延伸部104a之间的连接更稳定、牢固。相似的,在所述第二延伸部104a凸出于所述第二侧面102b时,同样可增大相邻电芯10的第一延伸部103a和第二延伸部104a之间的连接面积,从而使得第一延伸部103a和第二延伸部104a之间的连接更稳定、牢固。

在一些实施例中,如图3、图8和图9所示,所述第一延伸部103a 具有沿其延伸方向的第一长边103ab和第二长边103aa,且所述第一长边103ab的长度大于所述第二长边103aa的长度,所述第二长边103aa 的长度为h1,所述顶封边1022靠近所述第一极耳103的一侧与所述第一极耳103的弯折边之间的垂直距离为h2,且所述10mm≤(h1+ h2)≤40mm。

为了更好的对所述第一延伸部103a的尺寸进行说明,定义所述第一延伸部103a具有延伸方向、第四方向以及第五方向,其中延伸方向与所述第四方向以及第五方向两两相互垂直。

在一些实施例中,如图3、图8以及图10所示,所述第一延伸部 103a沿所述第四方向的宽度为w1,所述第一延伸部103a沿所述第五方向的厚度为t,所述第一延伸部103a和所述第二延伸部104a连接处形成重合区域,且所述重合区域的重合面积为S≥k×w1×t,其中,k为经验系数。

在一些实施例中,所述经验系数k为1.2。

在一些实施例中,所述w1的取值范围为:5mm≤w1≤50mm。

在一些实施例中,所述t的取值范围为:0.05mm≤t≤0.5mm。

在本申请实施例中,通过设置有电极组件101、容纳所述电极组件 101的壳体102、第一极耳103和第二极耳104,所述壳体102包括容纳部1021和自所述容纳部1021延伸得到的顶封边1022,所述第一极耳 103和第二极耳104的一端均与所述电极组件101连接,所述第一极耳103和第二极耳104的另一端沿第一方向从所述顶封边1022伸出,所述第一极耳103的另一端朝所述壳体102的第一侧面102a的方向弯折延伸有第一延伸部103a,所述第二极耳104的另一端朝所述壳体102的第二侧面102b的方向弯折延伸有第二延伸部104a,其中,所述第一侧面 102a和第二沿第二方向相对设置,并且所述顶封边1022位于所述第一侧面102a和第二侧面102b之间,所述第一延伸部103a相对于第三方向呈倾斜设置,所述第二延伸部104a相对于第三方向呈倾斜设置,所述第一方向、第二方向以及第三方向之间两两相互垂直,这样设置,在相邻电芯10串联时,利用一所述电芯10的第一延伸部103a与另一电芯10的第二延伸部104a连接,相邻电芯10的极性相同极耳位于同一侧,此时,相邻电芯10的不同极性极耳之间间隔距离较大,从而减少电池组发生短路,较为安全。

本申请还提供了一种用电设备的实施例,所述用电设备包括如上所述的电池组,所述电池组的功能和结构可参阅如上所述的实施例,此处不再一一赘述。

以上所述仅为本申请的实施例,并非因此限制本申请的专利范围,凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利保护范围内。

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