电池单体、电池装置、用电设备和储能设备的制作方法

    技术2025-04-30  7


    本技术涉及电池,更为具体地,涉及一种电池单体、电池装置、用电设备和储能设备。


    背景技术:

    1、节能减排是汽车产业可持续发展的关键。在这种情况下,电动车辆由于其节能环保的优势成为汽车产业可持续发展的重要组成部分。而对于电动车辆而言,电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。

    2、在电池技术的发展中,电解液是维持电池单体正常工作不可或缺的重要成分,为了实现电池单体的正常运行,电解液需要在电池单体的电极组件中均匀分布,以使得电解液能够对电极组件进行有效浸润。在电池单体的使用过程中会不断地消耗电解液,若不能及时地补充电解液,会降低电池单体的循环性能,影响电池单体的使用寿命。


    技术实现思路

    1、本技术实施例提供了一种电池单体、电池装置、用电设备和储能设备,能够提高电解液对电极组件的浸润效果,并提高电池单体的使用性能。

    2、第一方面,提供了一种电池单体,包括:壳体,包括第一容纳腔,该第一容纳腔内填充有电解液;电极组件,容纳于该第一容纳腔;绝缘件,容纳于该第一容纳腔,该绝缘件设置于该电极组件与该壳体之间;其中,该绝缘件包括第二容纳腔和设置于该第二容纳腔内的吸附结构,该吸附结构用于吸附所该电解液,该电池单体还包括连通结构,该第二容纳腔通过该连通结构与该第一容纳腔连通。

    3、在本技术实施例中,通过在该壳体的第一容纳腔的内部设置绝缘件,该绝缘件设置于该电极组件和该壳体之间,且该绝缘件包括第二容纳腔和设置于该第二容纳腔内的吸附结构,该吸附结构用于吸附所该电解液,该第二容纳腔通过该连通结构与该第一容纳腔连通,即第二容纳腔内存储的电解液可以通过该连通结构流入第一容纳腔,以对该电池单体内部的电解液进行补充,提高电解液的浸润效率,并改善电解液对电极组件的浸润效果,从而提高电池单体的使用寿命和使用性能。

    4、在一些实现方式中,该绝缘件还包括靠近该电极组件的第一壁,该第一壁设置有沿该第一壁的厚度方向贯穿该第一壁的第一通孔,该连通结构为该第一通孔。

    5、本技术实施例中,通过在该壳体的第一容纳腔的内部设置绝缘件,该绝缘件设置于该电极组件和该壳体之间,且该绝缘件包括第二容纳腔和设置于该第二容纳腔内的吸附结构,该吸附结构用于吸附所该电解液,该绝缘件的第一壁设置有沿该第一壁的厚度方向贯穿该第一壁的第一通孔,连通结构为该第一通孔,该第二容纳腔通过该第一通孔与该第一容纳腔连通,即第二容纳腔内存储的电解液可以通过该第一壁上的第一通孔流入第一容纳腔,以对该电池单体内部的电解液进行补充,提高电解液的浸润效率,并改善电解液对电极组件的浸润效果,从而提高电池单体的使用寿命和使用性能。

    6、在一些实现方式中,该吸附结构沿第一方向延伸,且与该绝缘件的朝向该第二容纳腔的表面固定连接,该第一方向垂直于该第一壁的厚度方向。

    7、本技术实施例中,通过将该吸附结构设置为沿第一方向延伸,且与该绝缘件的朝向该第二容纳腔的表面固定连接,以使得该吸附结构固定在该绝缘件的第二容纳腔的内部,以兼顾该绝缘件的结构强度和该绝缘件的存储电解液的能力。

    8、在一些实现方式中,该吸附结构包括第三容纳腔,该吸附结构的朝向该第二容纳腔的表面设置有贯穿该吸附结构的第二通孔,该第三容纳腔通过该第二通孔与该第二容纳腔连通。

    9、本技术实施例中,通过将该吸附结构设置为包括第三容纳腔,且该吸附结构的朝向该第二容纳腔的表面设置有贯穿该吸附结构的第二通孔,该第三容纳腔通过该第二通孔与该第二容纳腔连通,即该第三容纳腔的内部可用于存储电解液,以提高该绝缘件内部的储存电解液的能力,从而改善电解液对电极组件的浸润效果,并提高电池单体的使用寿命和使用性能。

    10、在一些实现方式中,该第三容纳腔还包括沿该第一方向的一端或两端设置的第一开口,该第三容纳腔通过该第一开口与该第一容纳腔连通。这样,本技术实施例中,通过将该第三容纳腔设置为包括沿该第一方向的一端或两端设置的第一开口,且该第三容纳腔通过该第一开口与该第一容纳腔连通,在第一容纳腔内的电解液的量减小或者电极组件发生膨胀挤压该绝缘件的第一壁的情况下,该绝缘件内部的电解液可以通过第一通孔流向该第一容纳腔,也可以通过第三容纳腔上的第一开口流入第一容纳腔,以对该电池单体内部的电解液进行有效补充,提高电解液的浸润效率,并有效改善电解液对电极组件的浸润效果,从而提高电池单体的使用寿命和使用性能。

    11、在一些实现方式中,该第一方向为该电池单体的高度方向。这样,在本技术实施例中,通过将该第一方向设置为该电池单体的高度方向,以在第一容纳腔内的电解液的量减小或者电极组件发生膨胀挤压绝缘件的第一壁的情况下,该绝缘件内部的电解液可以沿电池单体的高度方向通过该第三容纳腔的开口流入第一容纳腔,例如,可以对该第一容纳腔的端部的电解液进行及时补充,以提高电解液的浸润效率,并有效改善电解液对电极组件的浸润效果,从而提高电池单体的使用寿命和使用性能。

    12、在一些实现方式中,该吸附结构的壁厚d1满足:1μm≤d1≤100μm。这样,本技术实施例中,通过将该吸附结构的壁厚d1设置为大于或等于1μm且小于或等于100μm,以兼顾该吸附结构的结构强度以及吸附电解液的能力。

    13、在一些实现方式中,该第一壁为该绝缘件的与第二方向垂直的壁,该第二方向为该电极组件内极片的层叠方向。

    14、本技术实施例中,通过将该第一壁设置为该绝缘件的与第二方向垂直的壁,且该第二方向为该电极组件内极片的层叠方向,即该第二方向为该电极组件的膨胀方向,在该电极组件发生膨胀的情况下,可以通过挤压该绝缘件,使得绝缘件通过该第一通孔向第一容纳腔内补充电解液,使得电解液朝向该电极组件的附近流动,有效改善电解液对电极组件的浸润效果,从而提高电池单体的使用寿命和使用性能。

    15、在一些实现方式中,该绝缘件包括多个该吸附结构,多个该吸附结构沿与该第一方向垂直的方向间隔设置。这样,本技术实施例中,通过将该绝缘件设置为沿与该第一方向垂直的方向间隔设置的多个吸附结构,以在提升绝缘件存储电解液的能力的同时,提高该绝缘件的结构强度,并通过该绝缘件有效改善电解液对电极组件的浸润效果,从而提高电池单体的使用寿命和使用性能。

    16、在一些实现方式中,多个该吸附结构中的任意相邻两个该吸附结构之间的距离d2满足:0.1mm≤d2≤10mm。

    17、本技术实施例中,通过将多个该吸附结构中的任意相邻两个该吸附结构之间的距离d2设置为大于或等于0.1mm且小于或等于10mm,以使得相邻两个吸附结构之间的空间可以存储部分电解液,以兼顾该绝缘件的容纳电解液的能力与该绝缘件的结构强度。

    18、在一些实现方式中,该第一壁设置有沿该电池单体的高度方向间隔排列的多个该第一通孔,多个该第一通孔中的任意相邻两个该第一通孔之间的最小距离d3满足:0.2mm≤d3≤10mm。

    19、本技术实施例中,通过在该第一壁上设置有沿该电池单体的高度方向间隔排列的多个该第一通孔,且将多个该第一通孔中的任意相邻两个该第一通孔之间的最小距离d3设置为大于或等于0.2mm且小于或等于10mm,以有效改善该绝缘件的补充电解液的能力,使得绝缘件通过多个该第一通孔同时向第一容纳腔内补充电解液,有效改善电解液对电极组件的浸润效果,从而提高电池单体的使用寿命和使用性能。

    20、在一些实现方式中,该第一通孔的孔径d4满足:0.1mm≤d4≤5mm。这样,本技术实施例中,通过将该第一通孔的孔径d4设置为大于或等于0.1mm且小于或等于5mm,以兼顾该绝缘件的向第一容纳腔内补充电解液的能力以及该绝缘件的存储电解液的能力。

    21、在一些实现方式中,该绝缘件在该第一壁的厚度方向上的尺寸d5满足:0.1mm≤d5≤10mm。这样,本技术实施例中,通过将该绝缘件在该第一壁的厚度方向上的尺寸d5设置为大于或等于0.1mm且小于或等于10mm,以兼顾该绝缘件的储存电解液的能力和该电池单体的能量密度。

    22、在一些实现方式中,该吸附结构的材料包括:陶瓷材料或高分子聚丁二烯材料。这样,在本技术实施例中,通过将该吸附结构的材料设置为包括陶瓷材料或高分子聚丁二烯材料,以有效提高该吸附结构的吸附电解液的能力,提高该绝缘件内部存储的电解液的容量。

    23、在一些实现方式中,该吸附结构的形状为以下中的一种:圆柱、方柱或板状结构。这样,在本技术实施例中,通过将该吸附结构的形状设置为圆柱、方柱或板状结构,以便于该吸附结构与绝缘件的加工及制造,提高该电池单体的装配效率,并降低制造成本。

    24、第二方面,提供了一种电池装置,包括:多个电池单体,该电池单体为上述第一方面或其各实现方式中的电池单体。

    25、第三方面,提供了一种用电设备,包括第二方面中所述的电池装置,该电池装置用于为该用电设备提供电能。

    26、在一些实现方式中,该用电设备可为车辆、船舶或航天器等。

    27、第四方面,提供了一种储能设备,包括第二方面中所述的电池装置,该电池装置用于为该储能设备储存电能。


    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,所述绝缘件(24)还包括靠近所述电极组件(22)的第一壁(70),所述第一壁(70)设置有沿所述第一壁(70)的厚度方向贯穿所述第一壁(70)的第一通孔(710),所述连通结构为所述第一通孔(710)。

    3.根据权利要求2所述的电池单体,其特征在于,所述吸附结构(610)沿第一方向延伸,且与所述绝缘件(24)的朝向所述第二容纳腔(60)的表面固定连接,所述第一方向垂直于所述第一壁(70)的厚度方向。

    4.根据权利要求3所述的电池单体,其特征在于,所述吸附结构(610)包括第三容纳腔(80),所述吸附结构(610)的朝向所述第二容纳腔(60)的表面设置有贯穿所述吸附结构(610)的第二通孔(810),所述第三容纳腔(80)通过所述第二通孔(810)与所述第二容纳腔(60)连通。

    5.根据权利要求4所述的电池单体,其特征在于,所述第三容纳腔(80)还包括沿所述第一方向的一端或两端设置的第一开口(820),所述第三容纳腔(80)通过所述第一开口(820)与所述第一容纳腔(50)连通。

    6.根据权利要求5所述的电池单体,其特征在于,所述第一方向为所述电池单体的高度方向。

    7.根据权利要求4所述的电池单体,其特征在于,所述吸附结构(610)的壁厚d1满足:1μm≤d1≤100μm。

    8.根据权利要求2所述的电池单体,其特征在于,所述第一壁(70)为所述绝缘件(24)的与第二方向垂直的壁,所述第二方向为所述电极组件(22)内极片的层叠方向。

    9.根据权利要求6所述的电池单体,其特征在于,所述绝缘件(24)包括多个所述吸附结构(610),多个所述吸附结构(610)沿与所述第一方向垂直的方向间隔设置的。

    10.根据权利要求9所述的电池单体,其特征在于,多个所述吸附结构(610)中的任意相邻两个所述吸附结构(610)之间的距离d2满足:0.1mm≤d2≤10mm。

    11.根据权利要求2至10中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述第一壁(70)设置有沿所述电池单体的高度方向间隔排列的多个所述第一通孔(710),多个所述第一通孔(710)中的任意相邻两个所述第一通孔(710)之间的最小距离d3满足:0.2mm≤d3≤10mm。

    12.根据权利要求2至10中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述第一通孔(710)的孔径d4满足:0.1mm≤d4≤5mm。

    13.根据权利要求2至10中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述绝缘件(24)在所述第一壁(70)的厚度方向上的尺寸d5满足:0.1mm≤d5≤10mm。

    14.根据权利要求1至10中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述吸附结构(610)的材料包括:陶瓷材料或高分子聚丁二烯材料。

    15.根据权利要求1至10中任一项所述的电池单体,其特征在于,所述吸附结构(610)的形状为以下中的一种:圆柱、方柱或板状结构。

    16.一种电池装置,其特征在于,包括:

    17.一种用电设备,其特征在于,包括:如权利要求16所述的电池装置,所述电池装置用于为所述用电设备提供电能。

    18.一种储能设备,其特征在于,包括:如权利要求16所述的电池装置,所述电池装置用于为所述储能设备储存电能。


    技术总结
    本申请实施例提供了一种电池单体、电池装置、用电设备和储能设备,能够电解液对电极组件的浸润效果,并提高电池单体的使用性能。该电池单体包括:壳体、电极组件和绝缘件,壳体包括第一容纳腔,第一容纳腔内填充有电解液;电极组件容纳于第一容纳腔;绝缘件容纳于第一容纳腔,绝缘件设置于电极组件与壳体之间;其中,绝缘件包括第二容纳腔和设置于第二容纳腔内的吸附结构,吸附结构用于吸附电解液,电池单体还包括连通结构,该第二容纳腔通过该连通结构与该第一容纳腔连通。

    技术研发人员:张纪正,张哲,陈祥斌,李志凌
    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:20240725
    技术公布日:2024/10/24
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