一种单体电池

技术领域

本发明涉及动力电池技术领域，特别是涉及一种单体电池。

背景技术

随着电动汽车的高速发展，现有的电池不仅要求续航高，还需要能够满足人们快充的需求，因此需要不断地改进电池结构，以获得更优越的性能。

目前，现有的单体电池，通过设置连接片来连接极柱与电芯极耳，因此在进行装配的过程中，需要先将极耳和连接片焊接，再将连接片和极柱焊接，焊接之后再进行合芯入壳，最后将顶盖和壳体焊接固定。现有技术的装配方式装配工序复杂，加工难度大，装配效率低，装配良率有待提高。

发明内容

本发明的目的是：提供一种单体电池，其不仅能降低装配难度，提升装配良率，还能够有效提高空间利用率，提高单体电池的能量密度。

为了实现上述目的，本发明提供了一种单体电池，

一种单体电池，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体具有容纳腔，所述壳体具有第一方向、第二方向和第三方向，所述第一方向、所述第二方向和所述第三方向两两相交，所述壳体在所述第一方向的一侧具有连通所述容纳腔的开口；

电芯，设置于所述容纳腔内，所述电芯包括本体和连接于所述本体的极耳；

顶盖组件，包括盖体、连接片、极柱；所述盖体设置于所述壳体的开口，以封盖所述容纳腔，所述盖体设有沿所述第一方向贯穿所述盖体的第一开窗和第一穿孔，所述第一开窗和所述第一穿孔间隔设置；所述极柱穿设于所述第一穿孔，所述极柱连接于所述连接片，所述连接片远离所述极柱的一端连接于所述极耳；所述连接片与所述极耳沿第一方向在所述盖体上的投影至少部分与所述第一开窗重叠。

可选的，所述顶盖组件还包括第一封堵件，所述第一封堵件设于所述第一开窗且遮盖于所述第一开窗。

可选的，所述连接片包括沿所述第二方向连接的第一连接部和第二连接部，所述极柱连接于所述第二连接部，所述极耳连接于所述第一连接部；所述极柱包括沿所述第一方向相连的第一极柱部和第二极柱部，所述第二连接部上设有通孔，所述第二极柱部穿设于所述通孔，所述第二极柱部的外周面与所述通孔的内周面贴合连接。

可选的，所述极柱还包括凸台，所述凸台连接于所述第二极柱部背离所述盖体的一侧，所述凸台背离所述电芯的一侧与所述第二连接部背离所述盖体的一侧相贴合。

可选的，所述顶盖组件还包括绝缘板，所述绝缘板夹设于所述盖体与所述连接片之间；所述绝缘板具有间隔设置的第二开窗和第二穿孔，所述第二开窗和所述第一开窗沿所述第一方向对应设置，所述第二穿孔和所述第一穿孔沿所述第一方向对应设置；

可选的，所述顶盖组件还包括第二封堵件，所述第二封堵件设于所述第二开窗且遮盖于所述第二开窗。

可选的，所述盖体上设有第一凹槽，在所述第一凹槽的底面中心开设有第一连接孔以形成所述第一开窗。

可选的，所述第一开窗与所述第一凹槽连接的边角为倒角结构，所述倒角结构为倒圆角或倒钝角。

可选的，所述第一封堵件包括第一封堵部和设置在所述第一封堵部顶端的第二封堵部，所述第一封堵部与所述第一开窗相适配，所述第二封堵部与所述第一凹槽相适配。

可选的，在所述第二方向上，所述第二封堵部的尺寸大于所述第一开窗的尺寸，且小于所述第一凹槽的底面尺寸。

可选的，沿所述第三方向，所述盖体具有相对设置的第一边缘和第二边缘，其中所述第一开窗与所述第一边缘在所述第三方向上的最小距离为L

可选的，所述第一开窗在所述第二方向与所述第三方向相交平面的投影面积为Smm

本发明实施例一种单体电池与现有技术相比，其有益效果在于：由于在盖体上设置了第一开窗，且第一开窗与第一连接部对应设置，使得在进行顶盖组件与壳体的装配时，能够先将顶盖组件组装好后，再通过第一开窗完成连接片与极耳的连接，不仅减少了顶盖组件安装时的装配工序，还能够通过第一开窗实现连接片与极耳的准确定位，降低加工难度，提高装配良率。

附图说明

图1是本发明实施例的所述单体电池的主体结构示意图；

图2是本发明实施例的所述单体电池的所述顶盖的分解图；

图3是本发明实施例的所述单体电池的截面示意图；

图4为图3中A处放大图；

图5为图3中B处放大图；

图6是本发明实施例的所述连接片的主体结构示意图；

图7是本发明实施例的所述极柱的主体结构示意图；

图8是本发明实施例的所述盖体的俯视图。

图中，1、壳体；11、容纳腔；12、开口；2、电芯；21、极耳；3、顶盖组件；31、盖体；311、第一开窗；312、第一穿孔；313、第一凹槽；314、第一连接孔；315、倒角结构；316、第一边缘；317、第二边缘；318、中线；32、连接片；321、第一连接部；322、第二连接部；3221、通孔；33、极柱；331、第一级柱部；332、第二极柱部；333、凸台；34、第一封堵件；341、第一封堵部；342、第二封堵部；35、绝缘板；351、第二开窗；352、第二穿孔；353、第二凹槽；354、第二连接孔；36、第二封堵件；X、第一方向；Y、第二方向；Z、第三方向。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

需要说明的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，以区分同一类型的技术特征，而不能理解为指示或暗示这些技术特征的相对重要性、顺序以及数量，也即，“第一”技术特征可以被称为“第二”技术特征，“第二”技术特征也可以被称为“第一”技术特征，并且，限定有“第一”、“第二”的技术特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该技术特征。另外，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

需要强调的是，在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

如图1－图6所示，本发明实施例的一种单体电池，包括：壳体1、电芯2和顶盖组件3；

壳体1具有容纳腔11，壳体1具有第一方向X、第二方向Y和第三方向Z，第一方向X、第二方向Y和第三方向Z两两相交，在本实施例中，第一方向X对应壳体1的高度方向，第二方向Y对应壳体1的长度方向，第三方向Z对应壳体1的宽度方向，壳体1在第一方向X的一侧具有连通容纳腔11的开口12；电芯2设置于容纳腔11内，电芯2包括本体和连接于本体的极耳21；顶盖组件3包括盖体31、连接片32、极柱33；盖体31设置于壳体1的开口12，以封盖容纳腔11，盖体31设有沿第一方向X贯穿盖体31的第一开窗311和第一穿孔312，第一开窗311和第一穿孔312间隔设置；极柱33穿设于第一穿孔312，极柱33连接于连接片32；其中，连接片32远离极柱33的一端连接于极耳21；连接片32与极耳21沿第一方向X在盖体31上的投影至少部分与第一开窗311重叠。

基于上述方案，该单体电池在盖体31上设置了第一开窗311，第一开窗311、第一连接部321与极耳21在第一方向X上的投影至少部分重叠，使得在进行顶盖组件3与壳体1的装配时，能够先将顶盖组件3组装好后，再通过第一开窗311完成连接片32与极耳21的连接，不仅减少了顶盖组件3安装时的装配工序，降低加工难度，提高装配良率。

在一些实施例中，顶盖组件3还包括第一封堵件34，第一封堵件34设于第一开窗311且遮盖于第一开窗311，通过设置第一封堵件34密封第一开窗，可以使壳体更好的密封，提升单体电池的安全性能。

在一些实施例中，如图7所示，为了便于装配，极柱33包括沿第一方向X相连的第一极柱部331和第二极柱部332，连接片32包括沿第二方向Y连接的第一连接部321和第二连接部322，极柱33连接于第二连接部322，极耳21连接于第一连接部321；第二连接部322上设有通孔3221，第二极柱部332穿设于通孔3221，第二极柱部332的外周面与通孔3221的内周面贴合连接。本实施例中，通过在第二连接部上设置通孔3221，第二极柱部332穿设于通孔，可以将第二极柱部332和第二连接部缝焊焊接，能够增加单体电池高度方向上的空间利用率，提高单体电池的能量密度。

在一些实施例中，如图7所示，为了便于装配，极柱33还包括凸台333，凸台333连接于第二极柱部332背离盖体31的一侧，凸台333背离电芯2的一侧与第二连接部322背离盖体31的一侧相贴合，通过设置凸台可以对连接片的第二连接部322进行限位，避免连接片在第一方向X上移动，在一些实施例中，第二极柱部332可以和第二连接部322焊接固定。

在一些实施例中，如图2－图4所示，为了避免盖体31与连接片32之间电连接，顶盖组件3还包括绝缘板35，绝缘板35夹设于盖体31与连接片32之间；绝缘板35具有间隔设置的第二开窗351和第二穿孔352，第二开窗351和第一开窗311沿第一方向X对应设置，第二穿孔352和第一穿孔312沿第一方向X对应设置。在一些实施例中，第一开窗311和第二开窗351的大小和形状相同，第一穿孔312和第二穿孔352的大小和形状相同。本实施例中，设置绝缘板35能够避免连接片32和盖体31接触导致断路，同时绝缘板35上开设有第二开窗351能够方便极耳21和极柱33的焊接固定，提高装配效率，减少装配难度，进一步的，顶盖组件3还包括第二封堵件36，第二封堵件36设于第二开窗351且遮盖于第二开窗351，在第二开窗351上设置第二封堵件36封盖第二开窗，能够更好的保证绝缘板35的绝缘性能，其中，第二封堵件36可以和第二开窗351热熔固定。

在一些实施例中，如图2所示，盖体31上设有第一凹槽313，在第一凹槽313的底面中心开设有第一连接孔314以形成第一开窗311，第一凹槽313和第一连接孔314可以通过一次冲压完成加工，在本实施例中，第一连接孔形成为第一开窗311，在第一开窗311的周面形成台阶结构，方便第一开窗311的冲压成型，避免对盖体31损坏。

在一些实施例中，如图8所示，为了便于第一封堵件装配，第一凹槽313与第一连接孔314连接的边角为倒角结构315，倒角结构315为倒圆角或倒钝角。

在一些实施例中，如图5所示，为了便于装配以及保证密封性，第一封堵件34包括第一封堵部341和设置在第一封堵部341顶端的第二封堵部342，第一封堵部341与第一连接孔314的大小和形状相适配，第二封堵部342与第一凹槽313的大小和形状相适配，在一些实施例中，第一封堵部341和第二封堵部342可以一体成型。

在一些实施例中，如图5所示，为了保证密封性，在第二方向Y上，第二封堵部342的尺寸大于第一连接孔314的尺寸，且小于第一凹槽313的底面尺寸，在一些实施例中，第一封堵件34可以采用激光焊接或胶粘的方式和盖体固定以密封所述第一开窗311。

在一些实施例中，如图2所示，为了便于生产加工，绝缘板35上还设有第二凹槽353，在第二凹槽353的底面中心开设有第二连接孔354以形成第二开窗351，第二凹槽353和第二连接孔354可以通过一次冲压完成加工。

在一些实施例中，如图2所示，为了保证密封性，在第二方向Y上，第一开窗311的尺寸大于第二开窗351的尺寸。

在一些实施例中，如图8所示，为了保证密封性，沿第三方向Z，盖体31具有相对设置的第一边缘316和第二边缘317，其中第一开窗311与第一边缘316在第三方向Z上的最小距离为L

进一步提供一些实施例：

根据以上实施例可知，当满足：0＜L

在一些实施例中，特别说明的是，第一开窗311与第一边缘316在第三方向Z上的最小距离为L

在一些实施例中，第一开窗311在第二方向与第三方向Z相交平面的投影面积为Smm

其中，S和M可以使用面积测量仪测量得出。

盖体强度测量方法为：将单体电池的盖体和壳体焊接成为空壳电池，从注液孔向单体电池腔体内充气，气压表记录单体电池腔体内部压力，若在1.2Mpa以下气压下，盖体出现开裂，则单体的盖体强度不满足要求，若盖体在1.2Mpa或者更大的气压下都没有出现开裂，则单体电池的盖体强度满足要求。

进一步提供一些实施例：

0＜S/M＜0.5，设置在这个范围之内，既可以保证极耳和连接片能够进行焊接，同时，能够保证盖体31的强度。

本发明还提供一种单体电池装配方法，其具体装配过程为：

1、将电芯2安装至壳体1内的容纳腔11中；

2、将极柱33的一端穿过第一穿孔312，并与盖体31连接，极柱部33的另一端与连接片32连接，并使连接片32极耳和第一开窗311在第一方向上的投影至少部分重合；

3、将盖体31盖在壳体1上，通过第一开窗311使用穿透焊接将连接片32与极耳21焊接固定；

4、将第一封堵件34安装在第一开窗311上。

5、将第一封堵件34的周边和盖体31焊接固定。

综上，本发明实施例提供一种单体电池，由于在盖体31上设置了第一开窗311，且第一开窗311与第一连接部321对应设置，使得在进行顶盖组件3与壳体1的装配时，能够先将顶盖组件3组装好后，再通过第一开窗311完成连接片32与极耳21的连接，不仅减少了顶盖组件3安装时的装配工序，还能够通过第一开窗311实现连接片32与极耳21的准确定位，降低加工难度，提高装配良率。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。