System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 电池单体、电池和用电装置制造方法及图纸_技高网

电池单体、电池和用电装置制造方法及图纸

技术编号:44739028 阅读:2 留言:0更新日期:2025-03-21 18:06
本申请公开了电池单体、电池和用电装置。电池单体包括壳体;至少一个电极组件,电极组件置于壳体内;至少一个弹性缓冲垫,弹性缓冲垫设在电极组件的至少部分表面和/或电极组件内部,弹性缓冲垫沿其厚度方向的压缩率满足以下关系:‑5%≤P≤5%,弹性缓冲垫在0.1Mpa压力下的压缩率≤20%,在0.5Mpa压力下的压缩率≤60%;或者,P>5%,弹性缓冲垫在0.5Mpa压力下的压缩率≥50%;其中,至少一个电极组件和至少一个弹性缓冲垫沿第一方向层叠设置,P为在第一方向上,电极组件在满充电状态下的总距离和在满放电状态下的总距离的差值与壳体内壁面之间的距离的比值。由此,针对不同膨胀体系的电池单体,均有利于使弹性缓冲垫发挥较好的效果,降低其膨胀变形或性能恶化的风险。

【技术实现步骤摘要】

本申请属于电池,具体而言,涉及电池单体、电池和用电装置


技术介绍

1、电池作为储能装置,广泛应用于各个领域。以锂离子电池为例,其具有绿色、环保、高能、低碳等特点,不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统,还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车、船舶等电动交通工具,以及军事装备和航空航天等多个领域。随着当前社会的发展,人们对于电池的要求也越来越高。


技术实现思路

1、鉴于
技术介绍
中存在的技术问题,本申请提供一种电池单体,旨在改善缓冲垫的效果发挥,降低电池单体膨胀变形或性能恶化的风险。

2、为了实现上述目的,本申请的第一方面提供一种电池单体,其包括:

3、壳体;

4、至少一个电极组件,所述电极组件置于所述壳体内;

5、至少一个弹性缓冲垫,所述弹性缓冲垫设在所述电极组件的至少部分表面和/或所述电极组件内部,所述弹性缓冲垫沿其厚度方向的压缩率满足以下关系:

6、-5%≤p≤5%,所述弹性缓冲垫在0.1mpa压力下的压缩率≤20%,在0.5mpa压力下的压缩率≤60%;或者,

7、p>5%,所述弹性缓冲垫在0.5mpa压力下的压缩率≥50%;

8、其中,至少一个所述电极组件和至少一个所述弹性缓冲垫沿第一方向层叠设置,p为在所述第一方向上,所述电极组件在满充电状态下的总距离和在满放电状态下的总距离的差值与所述壳体内壁面之间的距离的比值。

9、本申请第一方面的电池单体具有以下有益效果:可以适用于不同膨胀体系的电池单体,针对低膨胀体系(-5%≤p≤5%),电极组件在充放电过程中产生的体积形变相对较小,选择沿其厚度方向的压缩率满足所给条件的弹性缓冲垫,一方面可以缓冲电极组件在充放电过程中产生的体积膨胀力,抑制电池单体变形,另一方面还能使弹性缓冲垫具有一定的支撑强度,在弹性缓冲垫未被过度压缩的状态下也有利于实现电极组件与壳体内壁的直接贴合或通过弹性缓冲垫与壳体内壁贴合,实现相互作用力,从而既有利于改善极片的受力均匀性,还有利于抑制电极组件晃动;而针对高膨胀体系(p>5%),电极组件在充放电过程中产生的体积形变相对较大,选择沿其厚度方向的压缩率满足所给条件的弹性缓冲垫,可以在电极组件膨胀过程中被充分压缩,将其厚度方向的空间让渡给到电极组件,降低电极组件的膨胀力。由此,针对不同膨胀体系的电池单体,均有利于使弹性缓冲垫发挥较好的效果,改善电池单体在长期使用过程中的体积稳定性,降低其膨胀变形或性能恶化的风险,提高长期使用性能。

10、在本申请的一些实施方式中,所述电极组件与所述壳体之间设有所述弹性缓冲垫,和/或相邻两个所述电极组件之间设有所述弹性缓冲垫。满足所给条件有利于改善电池单体在长期使用过程中的体积稳定性。

11、在本申请的一些实施方式中,当-5%≤p≤5%时,所述弹性缓冲垫在0.1mpa压力下的压缩率≤15%,可选≤10%;和/或,所述弹性缓冲垫在0.5mpa压力下的压缩率≤55%,可选≤50%。满足所给条件既有利于改善低膨胀体系的电池单体在长期使用过程中的体积稳定性,还有利于改善极片的受力均匀性,降低电池单体膨胀变形或性能恶化的风险。

12、在本申请的一些实施方式中,当p>5%时,所述弹性缓冲垫在0.5mpa压力下的压缩率≥60%,可选≥70%。满足所给条件进一步有利于降低高膨胀体系的电池单体中电极组件对壳体产生的膨胀力,改善电池单体在长期使用过程中的体积稳定性。

13、在本申请的一些实施方式中,所述电极组件为卷绕电极组件,且包括平直部和拐角部,所述弹性缓冲垫设在所述平直部和/或所述拐角部的至少部分表面。

14、在本申请的一些实施方式中,所述电池单体为棱柱状电池单体。

15、在本申请的一些实施方式中,所述棱柱状电池单体包括:至少一个第一弹性缓冲垫和/或至少一个第二弹性缓冲垫,所述第一弹性缓冲垫和所述电极组件沿所述电池单体的厚度方向层叠设置,和/或,所述第二弹性缓冲垫和所述电极组件沿所述电池单体的长度方向层叠设置。满足所给条件有利于降低电极组件在使用过程中产生的膨胀力。

16、在本申请的一些实施方式中,所述棱柱状电池单体满足以下条件中的至少之一:在所述电池单体的厚度方向上,所述第一弹性缓冲垫在自由状态下的总厚度与所述电极组件在满放电状态下的总厚度之和为所述壳体内壁面之间的距离的80%~99%,可选为85%~98%,再可选为90%~95%;在所述电池单体的厚度方向上,所述第一弹性缓冲垫在自由状态下的总厚度与所述电极组件在满充电状态下的总厚度之和为所述壳体内壁面之间的距离的95%~110%,可选为98%~105%,再可选为99%~102%;在所述电池单体的长度方向上,所述第二弹性缓冲垫在自由状态下的总厚度与所述电极组件在满放电状态下的长度之和为所述壳体内壁面之间的距离的80%~99%,可选为85%~98%,再可选为90%~95%;在所述电池单体的长度方向上,所述第二弹性缓冲垫在自由状态下的总厚度与所述电极组件在满充电状态下的长度之和为所述壳体内壁面之间的距离的95%~110%,可选为98%~105%,再可选为99%~102%。满足所给条件有利于弹性缓冲垫顺利入壳,和/或改善电池单体的体积稳定性和极片的受力均匀性。

17、在本申请的一些实施方式中,所述第一弹性缓冲垫在自由状态下的总厚度与所述电极组件在满放电状态下的总厚度的比值为2%~25%,可选为5%~20%,再可选为8%~15%。满足所给条件既有利于维持电池单体的体积稳定,还可以兼顾电池单体的能量密度。

18、在本申请的一些实施方式中,所述第一弹性缓冲垫在自由状态下,在所述电极组件长度方向上的延伸距离与所述电极组件长度的比值为0.8~1.2,可选为0.85~1.1,再可选为0.9~1.05;和/或,所述第一弹性缓冲垫在自由状态下,在所述电极组件高度方向上的延伸距离与所述电极组件高度的比值为0.8~1.2,可选为0.85~1.1,再可选为0.9~1.05。满足所给条件有利于使弹性缓冲垫能够覆盖电极组件的大部分区域,既有利于改善电池单体的体积稳定性,还有利于进一步改善极片的受力均匀性。

19、在本申请的一些实施方式中,所述第一弹性缓冲垫在所述电极组件上的正投影位于所述电极组件所在的区域内。满足所给条件,既有利于弹性缓冲垫在装配过程中顺利入壳,还有利于进一步兼顾电池的能量密度。

20、在本申请的一些实施方式中,所述电池单体为圆柱形电池单体,至少一个所述弹性缓冲垫和所述电极组件沿所述电极组件的半径方向层叠设置,所述壳体内壁面之间的距离等于所述壳体内腔直径。

21、在本申请的一些实施方式中,所述圆柱形电池单体中,所述弹性缓冲垫在自由状态下的总厚度与所述电极组件在满放电状态下的总厚度之和为所述壳体内腔直径的80%~99%,可选为85%~98%,再可选为90%~95%;和/或,所述弹性缓冲垫在自由状态下的总厚度与所述电极组件在满充电状态本文档来自技高网...

【技术保护点】

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,所述电极组件与所述壳体之间设有所述弹性缓冲垫,和/或相邻两个所述电极组件之间设有所述弹性缓冲垫。

3.根据权利要求1或2所述的电池单体,其特征在于,

4.根据权利要求1~3中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述电极组件为卷绕电极组件,且包括平直部和拐角部,所述弹性缓冲垫设在所述平直部和/或所述拐角部的至少部分表面。

5.根据权利要求1~4中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述电池单体为棱柱状电池单体。

6.根据权利要求5所述的电池单体,其特征在于,所述电池单体包括:至少一个第一弹性缓冲垫和/或至少一个第二弹性缓冲垫,所述第一弹性缓冲垫和所述电极组件沿所述电池单体的厚度方向层叠设置,和/或,所述第二弹性缓冲垫和所述电极组件沿所述电池单体的长度方向层叠设置。

7.根据权利要求6所述的电池单体,其特征在于,满足以下条件中的至少之一:

8.根据权利要求6或7所述的电池单体,其特征在于,所述第一弹性缓冲垫在自由状态下的总厚度与所述电极组件在满放电状态下的总厚度的比值为2%~25%,可选为5%~20%,再可选为8%~15%。

9.根据权利要求6~8中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述第一弹性缓冲垫在自由状态下,在所述电极组件长度方向上的延伸距离与所述电极组件长度的比值为0.8~1.2,可选为0.85~1.1,再可选为0.9~1.05;和/或,

10.根据权利要求6~9中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述第一弹性缓冲垫在所述电极组件上的正投影位于所述电极组件所在的区域内。

11.根据权利要求1~3中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述电池单体为圆柱形电池单体,至少一个所述弹性缓冲垫和所述电极组件沿所述电极组件的半径方向层叠设置,所述壳体内壁面之间的距离等于所述壳体内腔直径。

12.根据权利要求11所述的电池单体,其特征在于,所述弹性缓冲垫在自由状态下的总厚度与所述电极组件在满放电状态下的总厚度之和为所述壳体内腔直径的80%~99%,可选为85%~98%,再可选为90%~95%;和/或,

13.根据权利要求11或12所述的电池单体,其特征在于,所述弹性缓冲垫设在所述电极组件与所述壳体之间,所述弹性缓冲垫在自由状态下,在所述电极组件周向上的延伸距离与所述电极组件的周长的比值为0.8~1.2,可选为0.85~1.1,再可选为0.9~1.05;和/或,

14.根据权利要求13所述的电池单体,其特征在于,所述弹性缓冲垫在自由状态下,在所述电极组件周向上的延伸距离小于或等于所述电极组件的周长;和/或,所述弹性缓冲垫在自由状态下,在所述电极组件高度方向上的延伸距离小于或等于所述电极组件的高度。

15.根据权利要求1~14中任一项所述的电池单体,其特征在于,单个所述弹性缓冲垫在自由状态下的厚度为单个所述电极组件在满放电状态下的厚度的2%~15%,可选为5%~10%;和/或,

16.一种电池,其特征在于,包括权利要求1~15中任一项所述的电池单体。

17.一种用电装置,其特征在于,包括权利要求16所述的电池。

...

【技术特征摘要】

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,所述电极组件与所述壳体之间设有所述弹性缓冲垫,和/或相邻两个所述电极组件之间设有所述弹性缓冲垫。

3.根据权利要求1或2所述的电池单体,其特征在于,

4.根据权利要求1~3中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述电极组件为卷绕电极组件,且包括平直部和拐角部,所述弹性缓冲垫设在所述平直部和/或所述拐角部的至少部分表面。

5.根据权利要求1~4中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述电池单体为棱柱状电池单体。

6.根据权利要求5所述的电池单体,其特征在于,所述电池单体包括:至少一个第一弹性缓冲垫和/或至少一个第二弹性缓冲垫,所述第一弹性缓冲垫和所述电极组件沿所述电池单体的厚度方向层叠设置,和/或,所述第二弹性缓冲垫和所述电极组件沿所述电池单体的长度方向层叠设置。

7.根据权利要求6所述的电池单体,其特征在于,满足以下条件中的至少之一:

8.根据权利要求6或7所述的电池单体,其特征在于,所述第一弹性缓冲垫在自由状态下的总厚度与所述电极组件在满放电状态下的总厚度的比值为2%~25%,可选为5%~20%,再可选为8%~15%。

9.根据权利要求6~8中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述第一弹性缓冲垫在自由状态下,在所述电极组件长度方向上的延伸距离与所述电极组件长度的比值为0.8~1.2,可选为0.85~1.1,再可选为0.9~1.05;和/或,

10.根据权利要求6~9中任一项所述的电池单体,其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员:林晨辉何建福叶永煌金海族
申请(专利权)人:宁德时代新能源科技股份有限公司
类型:发明
国别省市:

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