发明内容
本申请提供一种储能装置、电池组及用电设备,以解决极耳过度弯折而发生断裂的问题。
第一方面,本申请提供一种储能装置,所述储能装置包括极芯组件、转接片和缓冲件,所述极芯组件包括第一极芯组以及从所述第一极芯组伸出的第一极耳、第二极芯组以及从所述第二极芯组伸出的第二极耳;所述转接片包括依次相连的第一极耳连接部、中心部和第二极耳连接部,所述第一极耳连接部连接所述第一极耳,所述第二极耳连接部连接所述第二极耳;沿第一方向,所述缓冲件位于所述转接片朝向所述第一极芯组和所述第二极芯组的一侧,所述第一方向为所述转接片和所述极芯组件的排布方向;所述缓冲件包括依次连接的第一延伸部、主体部和第二延伸部,所述第一延伸部和所述第二延伸部位于所述主体部背离所述转接片的一侧;所述主体部与所述中心部粘接。
本申请中,通过在储能装置中设置缓冲件,第一极耳和第二极耳能够绕缓冲件翻转并弯折,一方面,缓冲件对第一极耳和第二极耳起到支撑作用,以避免第一极耳和第二极耳沿第一方向过度弯折而发生断裂,提高储能装置的产品良率。另一方面,一个缓冲件可以支撑两个极耳,提高了缓冲件的利用率,减少了缓冲件的数量,便于储能装置的组装。再一方面,缓冲件与转接片的中心部粘接,提升了缓冲件与转接片的连接强度,缓冲件能够较好的被固定,以保证缓冲件更好地发挥支撑第一极耳和第二极耳的作用。
在一种实现方式中,所述第一极耳包括相连接的第一连接部和第二连接部,所述第一连接部与所述第一极芯组连接,所述第二连接部与所述第一极耳连接部连接;所述第二极耳包括相连接的第三连接部和第四连接部,所述第三连接部与所述第二极芯组连接,所述第四连接部与所述第二极耳连接部连接;沿所述第一方向,至少部分所述第一延伸部和至少部分所述主体部位于所述第一连接部和所述第二连接部之间,至少部分所述第二延伸部和至少部分所述主体部位于所述第三连接部和所述第四连接部之间。
缓冲件能够阻止第一连接部和第二连接部沿第一方向过度靠近,第一连接部和第二连接部之间保持一定的距离,以使得在第一连接部和第二连接部的连接处的弯折程度不会过大。同时,缓冲件能够阻止第三连接部和第四连接部沿第一方向过度靠近,第三连接部和第四连接部之间保持一定的距离,以使得在第三连接部和第四连接部的连接处的弯折程度不会过大。第一极耳和第二极耳不易被折断,提高了储能装置的安全性和产品良率。
在一种实现方式中,所述储能装置还包括胶层,所述主体部与所述中心部通过所述胶层粘接。通过设置胶层,提升了缓冲件与转接片的连接强度,避免在第一极耳和第二极耳弯折的过程中造成缓冲件发生移位,进而保证缓冲件能够较好的被固定,以使得缓冲件更好地发挥支撑第一极耳和第二极耳的作用。
在一种实现方式中,所述储能装置还包括第一绝缘膜和第二绝缘膜,沿所述第一方向,所述第一绝缘膜粘接并覆盖在所述第二连接部背离所述第一极耳连接部的一侧上,所述第二绝缘膜粘接并覆盖在所述第四连接部背离所述第二极耳连接部的一侧上。第二连接部焊接在第一极耳连接部靠近第一极芯组的一侧,第四连接部焊接在第二极耳连接部靠近第二极芯组的一侧,可避免发生短路。另外,第一绝缘膜和第二绝缘膜位于缓冲件和转接片之间可以防止焊渣、生锈的碎渣等金属屑沿第一方向自转接片一侧掉落至第一极耳和第二极耳一侧,或者可以防止焊渣、生锈的碎渣等金属屑沿第一方向自第一极耳和第二极耳一侧掉落至转接片一侧,而造成储能装置内部短路。第一绝缘膜和第二绝缘膜提高了储能装置的安全性能。
在一种实现方式中,沿着所述第三方向,所述第一绝缘膜的长度大于所述第一极耳的长度;所述第二绝缘膜的长度大于所述第二极耳的长度,所述第三方向为与所述第一方向和第二方向垂直的方向,所述第二方向为所述第一极芯组和所述第二极芯组的排布方向。第一绝缘膜和第二绝缘膜的长度较长,可具有更好的绝缘防护效果。
在一种实现方式中,沿第二方向,所述第一延伸部的宽度和所述第二延伸部的宽度之和小于所述主体部的宽度,所述第二方向为所述第一极芯组和所述第二极芯组的排布方向。第一延伸部和第二延伸部相对主体部翻折后,第一延伸部和第二延伸部之间不会相互接触,第一延伸部和第二延伸部可避免组装干涉,另外,缓冲件可以防止极耳过度弯折的同时,还能节约缓冲件的材料,以降低成本。
在一种实现方式中,沿所述第二方向,所述第一延伸部和所述第二延伸部之间具有第一间隙,所述第一极芯组和所述第二极芯组之间具有第二间隙;所述第一间隙正对所述第二间隙。一方面,自第一间隙流下的电解液可以直接流入第二间隙,以使得电解液快速供应并循环到第一极芯组和第二极芯组,另外,第一间隙正对第二间隙可减少电解液对第一极芯组和第二极芯组的冲击,以保护第一极芯组和第二极芯组。
在一种实现方式中,所述第一间隙沿所述第二方向的宽度为2mm-5mm。缓冲件对第一极耳和第二极耳起到较好的支撑作用,以对第一极耳和第二极耳起到良好的保护作用,且顺着第一延伸部和第二延伸部流下的电解液不会集中冲击第一极芯组或第二极芯组,提高了储能装置的安全性能。在第一间隙沿第二方向的宽度小于2mm时,顺着第一延伸部和第二延伸部流下的电解液容易集中冲击第一极芯组或第二极芯组;在第一间隙沿第二方向的宽度大于5mm,缓冲件的支撑作用较差,且容易出现剐蹭第一极耳和第二极耳的问题。
在一种实现方式中,沿所述第二方向,所述第一延伸部的宽度等于所述第二延伸部的宽度。在第一延伸部的宽度等于第二延伸部的宽度时,缓冲件整体受力均匀,对第一极耳和第二极耳具有良好的支撑作用。
在一种实现方式中,沿所述第二方向,所述第一延伸部的宽度大于所述第二延伸部的宽度。在第一延伸部的宽度大于第二延伸部的宽度,第一延伸部靠近所述第二延伸部的边缘靠近极芯组件的中心,以更好实现对电解液导流作用。
在一种实现方式中,所述储能装置还包括第三绝缘膜,所述第三绝缘膜位于所述第一极芯组靠近所述第二极芯组的一侧面,沿着第三方向,所述第三绝缘膜设置于所述第一极芯组的中部,所述第三方向为与所述第一方向和第二方向垂直的方向,所述第二方向为所述第一极芯组和所述第二极芯组的排布方向。第三绝缘膜设置在第一极芯组和第二极芯组之间,从而可以将第一极芯组和第二极芯组分隔以形成第二间隙,便于电解液自第二间隙注入储能装置内部。
在一种实现方式中,所述储能装置还包括第四绝缘膜,所述第四绝缘膜位于所述第二极芯组靠近所述第一极芯组的一侧面,沿着第三方向,所述第四绝缘膜设置于所述第二极芯组的中部;所述第三方向为与所述第一方向和第二方向垂直的方向,所述第二方向为所述第一极芯组和所述第二极芯组的排布方向。第四绝缘膜设置在第一极芯组和第二极芯组之间,从而可以将第一极芯组和第二极芯组分隔以形成第二间隙,便于电解液自第二间隙注入储能装置内部。
在一种实现方式中,沿着所述第三方向,所述第三绝缘膜的长度为1cm-4cm。第三绝缘膜的长度较大,可以更好的分隔第一极芯组和第二极芯组,以便于电解液的注入与扩散。若第三绝缘膜的长度小于1cm,则第三绝缘膜所起的分隔第一极芯组和第二极芯组的作用不明显。若第三绝缘膜的长度大于4cm,所使用的第三绝缘膜材料越多,提高了储能装置的成本。
在一种实现方式中,沿着所述第三方向,所述第四绝缘膜的长度为1cm-4cm。第四绝缘膜的长度较大,可以更好的分隔第一极芯组和第二极芯组,以便于电解液的注入与扩散。若第四绝缘膜的长度小于1cm,则第四绝缘膜所起的分隔第一极芯组和第二极芯组的作用不明显。若第四绝缘膜的长度大于4cm,所使用的第四绝缘膜材料越多,提高了储能装置的成本。
在一种实现方式中,沿所述第二方向,所述第三绝缘膜的厚度为1mm-5mm。第三绝缘膜的厚度在1mm-5mm的范围,不仅有利于电解液的注入和扩散,还能提高储能装置的空间利用率,以提高储能装置的能量密度。第三绝缘膜厚度大于5mm,第一极芯组和第二极芯组分隔太远,浪费空间,降低了储能装置的空间利用率。第三绝缘膜的厚度小于1mm,不利于电解液的注入和扩散。
在一种实现方式中,沿所述第二方向,所述第四绝缘膜的厚度为1mm-5mm。第四绝缘膜的厚度在1mm-5mm的范围,不仅有利于电解液的注入和扩散,还能提高储能装置的空间利用率,以提高储能装置的能量密度。第四绝缘膜厚度大于5mm,第一极芯组和第二极芯组分隔太远,浪费空间,降低了储能装置的空间利用率。第四绝缘膜的厚度小于1mm,不利于电解液的注入和扩散。
在一种实现方式中,沿所述第二方向,所述第一延伸部的宽度大于或等于所述第一连接部的宽度,所述第二延伸部的宽度大于或等于所述第三连接部的宽度,所述第二方向为所述第一极芯组和所述第二极芯组的排布方向。第一延伸部和第二延伸部的宽度较大,可以更好地将极耳撑开。第一延伸部和第二延伸部的宽度较大,也可避免边缘翘起刺破极耳。若延伸部的宽度较短,回弹缓冲力较大,从而极耳受到向外的力而容易损坏。
在一种实现方式中,沿第三方向,所述主体部的长度大于或等于所述第二连接部的长度和所述第四连接部的长度,所述第三方向为与所述第一方向垂直且与所述第一极芯组和所述第二极芯组排布方向垂直的方向。主体部的长度较长,提高了缓冲件的整体强度,且便于主体部与第一极耳、第二极耳和转接片的连接。
在一种实现方式中,沿第三方向,所述第一延伸部的长度大于或等于所述第一连接部的长度,所述第二延伸部的长度大于或等于所述第三连接部的长度,所述第三方向为与所述第一方向垂直且与所述第一极芯组和所述第二极芯组排布方向垂直的方向。第一延伸部和第二延伸部的长度较长,提高了缓冲件的整体强度,且便于第一延伸部与第一极耳和转接片的连接、第二延伸部与第二极耳和转接片的连接。
第二方面,本申请提供一种电池组,所述电池组包括多个如上任一项所述的储能装置,提升了电池组的安全性和可靠性。
第三方面,本申请提供一种用电设备,所述用电设备包括如上任一项所述的储能装置或如上所述的电池组,所述储能装置或所述电池组为所述用电设备提供电能,提升了用电设备的安全性和可靠性。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图,对本申请实施例中的技术方案进行描述,显然,所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。
本文中,术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中,除非另有说明,“多个”的含义是两个或两个以上。
此外,本文中,“上”、“下”等方位术语是相对于附图中的结构示意置放的方位来定义的,应当理解到,这些方向性术语是相对的概念,它们用于相对于的描述和澄清,其可以根据结构所放置的方位的变化而相应地发生变化。
由于人们所需要的能源都具有很强的时间性和空间性,为了合理利用能源并提高能量的利用率,需要通过一种介质或者设备,把一种能量形式用同一种或者转换成另外一种能量形式存储起来,基于未来应用需要再以特定能量形式释放出来。众所周知,要实现碳中和的大目标,目前绿色电能的产生主要途径是发展光伏、风电等绿色能源来替代化石能源,目前绿色电能的产生普遍依赖于光伏、风电、水势等,而风能和太阳能等普遍存在间歇性强、波动性大的问题,会造成电网不稳定,用电高峰电不够,用电低谷电太多,不稳定的电压还会对电力造成损害,因此可能因为用电需求不足或电网接纳能力不足,引发“弃风弃光”问题,要解决这些问题须依赖储能。即将电能通过物理或者化学的手段转化为其他形式的能量存储起来,在需要的时候将能量转化为电能释放出来,简单来说,储能就类似一个大型“充电宝”,在光伏、风能充足时,将电能储存起来,在需要时释放储能的电力。
以电化学储能为例,本方案提供一种储能装置,储能装置内设有化学电池,主要是利用化学电池内的化学元素做储能介质,充放电过程伴随储能介质的化学反应或者变化,简单说就是把风能和太阳能产生的电能存在化学电池中,在外部电能的使用达到高峰时再将存储的电量释放出来使用,或者转移给电量紧缺的地方再使用。
目前的储能(即能量存储)应用场景较为广泛,包括发电侧储能、电网侧储能、可再生能源并网储能以及用户侧储能等方面,对应的储能装置的种类包括有:
(1)应用在电网侧储能场景的大型储能集装箱,其可作为电网中优质的有功无功调节电源,实现电能在时间和空间上的负荷匹配,增强可再生能源消纳能力,并在电网系统备用、缓解高峰负荷供电压力和调峰调频方面意义重大;
(2)应用在用户侧的工商业储能场景(银行、商场等)的中小型储能电柜以及应用在用户侧的家庭储能场景的户用小型储能箱,主要运行模式为“削峰填谷”。由于根据用电量需求在峰谷位置的电费存在较大的价格差异,用户有储能设备后,为了减少成本,通常在电价低谷期,对储能柜/箱进行充电处理;电价高峰期,再将储能设备中的电放出来进行使用,以达到节省电费的目的。另外,在边远地区,以及地震、飓风等自然灾害高发的地区,家用储能装置的存在,相当于用户为自己和电网提供了备用电源,免除由于灾害或其他原因导致的频繁断电带来的不便。
本申请实施例以用户侧储能中的家用储能场景为例进行说明,图1为本申请一实施方式提供的户用储能系统的示意图,本申请储能装置并不限定于家用储能场景。
本申请提供一种户用储能系统,该户用储能系统包括电能转换装置3(光伏板)、用户负载以及储能装置10。用户负载可以为路灯1、家用电器2等。储能装置10为一小型储能箱,可通过壁挂方式安装于室外墙壁。具体的,光伏板3可以在电价低谷时期将太阳能转换为电能,储能装置10用于储存该电能并在电价高峰时供给路灯1和家用电器2进行使用,或者在电网断电/停电时进行供电。
可以理解的是,储能装置10可包括但不限于单体电池、电池模组、电池包、电池系统等。当该储能装置为单体电池时,其可为方形电池。
下面详细介绍本申请中的储能装置10。
请一并参阅图2、图3、图4和图5,图2为本申请一实施方式提供的储能装置10的分解图;图3为本申请一实施方式提供的储能装置10的组装图;图4为本申请一实施方式提供的转接片200、第一极耳310、第二极耳320和缓冲件100的连接示意图;图5为本申请一实施方式提供的第一极耳310、第二极耳320和缓冲件100的连接示意图。
本申请提供一种储能装置10,储能装置10包括极芯组件300、转接片200和缓冲件100,极芯组件300包括第一极芯组330以及从第一极芯组330伸出的第一极耳310、第二极芯组340以及从第二极芯组340伸出的第二极耳320;转接片200包括依次相连的第一极耳连接部210、中心部240和第二极耳连接部220,第一极耳连接部210连接第一极耳310,第二极耳连接部220连接第二极耳320;沿第一方向X,缓冲件100位于转接片200朝向第一极芯组330和第二极芯组340的一侧,第一方向X为转接片200和极芯组件300的排布方向;缓冲件100包括依次连接的第一延伸部110、主体部130和第二延伸部120,第一延伸部110和第二延伸部120位于主体部130背离转接片200的一侧;主体部130与中心部240粘接。
其中,第一极芯组330包括至少一个极芯,第二极芯组340也至少包括一个极芯。如图2所示的实施方式中,第一极芯组330和第二极芯组340均包括两个极芯。一般的,极芯由极性相反的第一极片、第二极片以及位于第一极片和第二极片之间的隔膜共同卷绕形成。第一极耳310和第二极耳320位于极芯组件300的同一侧,且第一极耳310和第二极耳320沿第一方向X位于极芯组件300和转接片200之间。
第一极耳310的两端分别电连接第一极芯组330和转接片200的第一极耳连接部210,第二极耳320的两端分别电连接第二极芯组340和转接片200的第二极耳连接部220。第一极耳310和第二极耳320电连接于同一个转接片200。
缓冲件100由绝缘材料制得,示例性的,缓冲件100的材质可以为塑料,塑料不仅具有绝缘性,且塑料较轻,不会过多的增加储能装置10的重量。缓冲件100与转接片200、第一极耳310和第二极耳320均绝缘隔离。沿第二方向Y,缓冲件100位于第一极耳310和第二极耳320之间(如图5所示),第二方向Y为第一极芯组330和第二极芯组340的排布方向。
缓冲件100中第一延伸部110和第二延伸部120相对主体部130翻折;缓冲件100中的第一延伸部110和第二延伸部120位于主体部130的同一侧。沿第一方向X第一延伸部110与主体部130至少部分重叠,第二延伸部120与主体部130至少部分重叠。第一极耳310绕缓冲件100翻转并弯折,第二极耳320绕缓冲件100翻转并弯折。第一延伸部110和第二延伸部120的外侧分别位于第一极耳310和第二极耳320的内侧。主体部130的外侧固定于转接片200的中心部,提升了缓冲件100与转接片200的连接强度,避免在第一极耳310和第二极耳320弯折的过程中造成缓冲件100发生移位,进而缓冲件100能够较好的被固定。
在一实施方式中,主体部130沿第一方向X靠近转接片200的一侧还与第一极耳310和第二极耳320连接。缓冲件100的外侧与转接片200、第一极耳310和第二极耳320均为连接关系,以更好地固定缓冲件100。在一实施方式中,第一延伸部110靠近第一极耳310的一侧与第一极耳310连接,第二延伸部120靠近第二极耳320的一侧与第二极耳连接,增强了缓冲件100的连接稳固性。
第一极耳310和第二极耳320沿第一方向X弯折,以减小第一极耳310和第二极耳320占用的第一方向X的空间,便于储能装置10的小尺寸化。第一极耳310和第二极耳320均围绕缓冲件100翻转并弯折,缓冲件100位于第一极耳310和第二极耳320的弯折部位,且能够支撑第一极耳310和第二极耳320的弯折部位,且对第一极耳310和第二极耳320起到缓冲作用,以避免第一极耳310和第二极耳320过度弯折而发生断裂,提高储能装置10的产品良率。
在一实施方式中,缓冲件100具有弹性,第一延伸部110与主体部130之间、第二延伸部120与主体部130之间能够发生弹性形变。缓冲件100在自然状态下即不受外力下,第一延伸部110远离主体部130的一端和第二延伸部120远离主体部130的一端均远离主体部130设置(如图6所示),即第一延伸部110和第二延伸部120相对主体部130翻折程度较小,缓冲件100相对展开。缓冲件100安装至储能装置10用于支撑第一极耳310和第二极耳320时,第一延伸部110远离主体部130的一端和第二延伸部120远离主体部130的一端均靠近主体部130设置(如图7所示),此时第一延伸部110和第二延伸部120相对主体部130翻折程度较大,此时缓冲件100相对压缩,缓冲件100抵接至第一极耳310和第二极耳320的弯折部位,以将第一极耳310和第二极耳320的弯折部位撑开,从而避免了第一极耳310和第二极耳320弯折疲劳而发生断裂的问题。另外,储能装置10在使用过程中可能会发生震动,第一极耳310和第二极耳320的弯折程度会发生变化,由于缓冲件100具有弹性,可以较好地支撑第一极耳310和第二极耳320的弯折部位,以避免第一极耳310和第二极耳320过度弯折而发生断裂。
本申请中,通过在储能装置10中设置缓冲件100,一方面,缓冲件100对第一极耳310和第二极耳320起到支撑作用,以避免第一极耳310和第二极耳320沿第一方向X过度弯折而发生断裂,提高储能装置10的产品良率。另一方面,一个缓冲件100可以支撑两个极耳,提高了缓冲件100的利用率,减少了缓冲件100的数量,便于储能装置10的组装。再一方面,缓冲件100与转接片200、第一极耳310和第二极耳320均绝缘且缓冲件100与中心部240粘接,在不影响第一极耳310、第二极耳320与转接片200之间的电连接的同时,缓冲件100能够较好的被固定,避免在第一极耳310和第二极耳320弯折的过程中造成缓冲件100发生移位,以保证缓冲件100更好地发挥支撑第一极耳310和第二极耳320的作用。
请参阅图3和图5,在一种实现方式中,第一极耳310包括相连接的第一连接部311和第二连接部312,第一连接部311与第一极芯组330连接,第二连接部312与第一极耳连接部210连接;第二极耳320包括相连接的第三连接部321和第四连接部322,第三连接部321与第二极芯组340连接,第四连接部322与第二极耳连接部220连接;沿第一方向X,至少部分第一延伸部110和至少部分主体部130位于第一连接部311和第二连接部312之间,至少部分第二延伸部120和部至少分主体部130位于第三连接部321和第四连接部322之间。缓冲件100能够阻止第一连接部311和第二连接部312沿第一方向X过度靠近,第一连接部311和第二连接部312之间保持一定的距离,以使得在第一连接部311和第二连接部312的连接处的弯折程度不会过大。同时,缓冲件100能够阻止第三连接部321和第四连接部322沿第一方向X过度靠近,第三连接部321和第四连接部322之间保持一定的距离,以使得在第三连接部321和第四连接部322的连接处的弯折程度不会过大。第一极耳310和第二极耳320不易被折断,提高了储能装置10的安全性和产品良率。
在一实施方式中,第一极耳310还包括第一弯折部313(如图5所示),第一弯折部313的两端分别连接第一连接部311和第二连接部312;第二极耳320还包括第二弯折部323,第二弯折部323的两端分别连接第三连接部321和第四连接部322。第一弯折部313相对第一连接部311和第二连接部312弯折,第一连接部311和第二连接部312通过第一弯折部313连接。第二弯折部323相对第三连接部321和第四连接部322弯折,第三连接部321和第四连接部322通过第二弯折部323连接。采用这种结构,使第一极耳310尽可能有规律地弯折,从而增大储能装置10内部的空间利用率。
在一实施方式中,缓冲件100还包括第一弯折段141和第二弯折段142(如图4和图5所示),第一弯折段141连接第一延伸部110和主体部130,第二弯折段142连接主体部130和第二延伸部120。沿第二方向Y,第一弯折段141靠近第一弯折部313设置,第二弯折段142靠近第二弯折部323设置。通过增设第一弯折段141和第二弯折段142,第一延伸部110和主体部130之间的连接经过两次弯折后的弯折角度较小,主体部130和第二延伸部120之间的连接也经过两次弯折后的弯折角度较小,不仅可以提高缓冲件100的使用寿命,还可以避免缓冲件100沿第二方向Y的两端由于弯折角度过大形成尖端而损坏极耳。另外,第一极耳310依次绕第一延伸部110、第一弯折段141延伸至主体部130,第二极耳320依次绕第二延伸部120、第二弯折段142延伸至主体部130,极耳需要弯折两次,从而缓解了极耳各次的弯折程度,防止极耳在弯折处断裂,进而提高储能装置10的安全性。
在一种实现方式中,储能装置10还包括胶层400(如图8所示),主体部130和中心部240通过胶层400粘接。胶层400具有粘性和绝缘性。主体部130和中心部240之间具有胶层400,主体部130通过胶层粘接于中心部240。通过设置胶层400,提升了缓冲件100与转接片200的连接强度,避免在第一极耳310和第二极耳320弯折的过程中造成缓冲件100发生移位,进而保证缓冲件100能够较好的被固定,以使得缓冲件100更好地发挥支撑第一极耳310和第二极耳320的作用。
在一实施方式中,缓冲件100包括相对设置的第一表面151和第二表面152,第一延伸部110与第二延伸部120呈弯折设置,第二表面152位于缓冲件100的弯折内侧,胶层400覆盖第一表面151。其中,主体部130朝向转接片200的一侧具有胶层400,第一极耳310与第一延伸部110朝向第一极芯组330的一侧之间具有胶层400,第一极耳310通过胶层400粘接于第一延伸部110朝向第一极芯组330的一侧。第二极耳320与第二延伸部120朝向第二极芯组340的一侧之间具有胶层400,第二极耳320通过胶层400粘接于第二延伸部120朝向第二极芯组340的一侧。通过设置胶层400,缓冲件100与转接片200、第一极耳310和第二极耳320的连接更为便捷。且有利于更好地固定缓冲件100,以使得缓冲件100更好地发挥支撑第一极耳310和第二极耳320的作用。
在一种实现方式中,储能装置10还包括第一绝缘膜510和第二绝缘膜520(如图8所示),沿第一方向X,第一绝缘膜510粘接并覆盖在第二连接部312背离第一极耳连接部210的一侧上,第二绝缘膜520粘接并覆盖在第四连接部322背离第二极耳连接部220的一侧上。其中,转接片200还包括与中心部240连接的极柱连接部230,极柱连接部230背离缓冲件100的一侧用于与极柱600连接,本申请中,将第二连接部312焊接在第一极耳连接部210靠近第一极芯组330的一侧,第四连接部322焊接在第二极耳连接部220靠近第二极芯组340的一侧,可避免转接片200在与极柱600、第一极耳310和第二极耳320连接时发生短路。
第一绝缘膜510的数量可以选择为是单层,也可以是多层。第一绝缘膜510位于缓冲件100和转接片200之间可以防止焊渣、生锈的碎渣等金属屑沿第一方向X自转接片200一侧掉落至第一极耳310和第二极耳320一侧,或者可以防止焊渣、生锈的碎渣等金属屑沿第一方向X自第一极耳310和第二极耳320一侧掉落至转接片200一侧,而造成储能装置10内部短路。第一绝缘膜510提高了储能装置10的安全性能。此外,第一绝缘膜510和第二绝缘膜520与胶层400的粘接性能不好,因此本申请将中心部240暴露于第一绝缘膜510和第二绝缘膜520之间的间隙处,以使得中心部240与主体部130之间通过胶层400直接粘接,进而保证中心部240与主体部之130间的连接强度,以降低缓冲件100在储能装置10掉落、振动等场景下发生移位的风险,以使得缓冲件100更好地发挥支撑第一极耳310和第二极耳320的作用。
由于缓冲件100具有弹性,且第一绝缘膜510和第二绝缘膜520位于主体部130朝向转接片200的一侧,因此在缓冲件100的弹性力的作用下,第一绝缘膜510和第二绝缘膜520能够被夹持于缓冲件100和转接片200之间,从而避免第一绝缘膜510和第二绝缘膜520发生移位,以更好发挥第一绝缘膜510和第二绝缘膜520的作用。
在一种实现方式中,沿着第三方向Z,第一绝缘膜510的长度大于第一极耳310的长度;第二绝缘膜520的长度大于第二极耳320的长度,第三方向Z为与第一方向X和第二方向Y垂直的方向,第二方向Y为第一极芯组330和第二极芯组340的排布方向。其中,第一绝缘膜510的长度为图10中的L51,第一极耳310的长度为图10中的L6,第二绝缘膜520的长度为图10中的L52,第二极耳320的长度为图10中的L7。第一绝缘膜510和第二绝缘膜520的长度较长,具有更好的绝缘防护效果。
在一实施方式中,第一绝缘膜510和第二绝缘膜520的厚度为0.05mm-0.5mm。第一绝缘膜510和第二绝缘膜520的厚度需要根据实际产品设计进行确定,第一绝缘膜510和第二绝缘膜520过薄可能容易损坏,而第一绝缘膜510和第二绝缘膜520过厚又会增加储能装置10的重量,降低储能装置10的能量密度。本申请中,第一绝缘膜510和第二绝缘膜520的厚度在0.05-0.5mm的范围内,既不容易损坏也不会过多增加储能装置10的重量。
在一种实现方式中,沿第二方向Y,第一延伸部110的宽度和第二延伸部120的宽度之和小于主体部130的宽度,第二方向Y为第一极芯组330和第二极芯组340的排布方向。其中,第一延伸部110的宽度是指第一延伸部110沿第二方向Y的两侧边之间的距离,例如图7中的W1。第二延伸部120的宽度是指第二延伸部120沿第二方向Y的两侧边之间的距离,例如图7中的W2。主体部130的宽度是指主体部130沿第二方向Y的两侧边之间的距离,例如图7中的W3。本申请中,W1+W2<W3,使得第一延伸部110和第二延伸部120相对主体部130翻折后,第一延伸部110和第二延伸部120之间不会相互接触,第一延伸部110和第二延伸部120沿第一方向X不重叠,缓冲件100可以防止第一极耳310和第二极耳320过度弯折的同时,还能节约缓冲件100的材料,以降低成本。
在一种实现方式中,沿第二方向Y,第一延伸部110和第二延伸部120之间具有第一间隙101(如图2和图4所示),第一极芯组330和第二极芯组340之间具有第二间隙301(如图2所示),第二方向Y为第一极芯组330和第二极芯组340的排布方向;第一间隙101正对第二间隙301。本申请中,第一间隙101正对第二间隙301是指第一间隙101正对第二间隙301在第一方向X上至少部分重叠。通过这种设计,一方面,自第一间隙101流下的电解液可以直接流入第二间隙301,以使得电解液快速供应并循环到第一极芯组330和第二极芯组340,且可减少电解液对第一极芯组330和第二极芯组340的冲击,以保护第一极芯组330和第二极芯组340。另外,第一间隙101正对第二间隙301可以更好地保持储能装置10的平衡性。
在一种实现方式中,第一间隙101沿第二方向Y的宽度为2mm-5mm。其中,第一间隙101沿第二方向Y的宽度为如图7中的L3。可以理解的是,电解液自转接片200流向极芯组件300时,部分电解液自主体部130顺着第一延伸部110和第二延伸部120流向第一极芯组330和第二极芯组340。若第一间隙101的宽度太小,则顺着第一延伸部110和第二延伸部120流下的电解液会集中冲击第一极芯组330和第二极芯组340的同一个位置,可能会造成极芯损坏。若第一间隙101的宽度太大,则第一延伸部110和第二延伸部120沿第二方向Y的宽度较小,不利于缓冲件100对第一极耳310和第二极耳320起到较好的支撑作用,且容易出现第一延伸部110和第二延伸部120分别剐蹭第一极耳和第二极耳的问题。而在本申请中,将第一间隙101沿第二方向Y的宽度设置在2mm-5mm范围内,顺着第一延伸部110和第二延伸部120流下的电解液不会冲击第一极芯组330和第二极芯组340,提高了储能装置10的安全性能,且可以对第一极耳310和第二极耳320起到良好的保护作用。
在一实施方式中,第一间隙101沿第二方向Y的宽度可以为2mm、2.5mm、3mm、3.5mm、4mm、4.5mm或5mm。
在一种实现方式中,沿第二方向Y,第一延伸部110的宽度等于所述第二延伸部120的宽度。缓冲件100整体受力均匀,对第一极耳310和第二极耳320具有良好的支撑作用。
在一种实现方式中,第一延伸部110的宽度大于第二延伸部120的宽度。第一延伸部110靠近第二延伸部120的边缘靠近极芯组件300的中心,以更好实现对电解液导流作用。
在一种实现方式中,储能装置10还包括第三绝缘膜530(如图9所示),第三绝缘膜530位于第一极芯组330靠近第二极芯组340的一侧面,沿着第三方向Z,第三绝缘膜530设置于第一极芯组330的中部,第三方向Z为与第一方向X和第二方向Y垂直的方向,第二方向Y为第一极芯组330和第二极芯组340的排布方向。其中,第三绝缘膜530可粘接于第一极芯组330靠近第二极芯组340的一侧面。第三绝缘膜530设置在第一极芯组330和第二极芯组340之间,第三绝缘膜530具有一定厚度,可以将第一极芯组330和第二极芯组340分隔以形成第二间隙301,便于电解液自第二间隙301注入储能装置10内部。
可以理解的是,第三绝缘膜530在第一极芯组330在第三方向Z的中部位置或靠近中部位置将第一极芯组330和第二极芯组340间隔,电解液自中部注入储能装置10内,可以快速向四周扩散。另外,中部耗液快,周向耗液少,在储能装置发生震动、晃动等情况下,溢出所述第一极芯组330和所述第二极芯组340的电解液可以通过第二间隙301及时重新分配电解液至中部。本申请中,第三绝缘膜530设置在第一极芯组330沿第三方向Z的中部位置,便于电解液的注入与扩散。
在一种实现方式中,储能装置10还包括第四绝缘膜540,第四绝缘膜540位于第二极芯组340靠近第一极芯组330的一侧面,沿着第三方向Z,第四绝缘膜540设置于第二极芯组340的中部,第三方向Z为与第一方向X和第二方向Y垂直的方向,第二方向Y为第一极芯组330和第二极芯组340的排布方向。其中,第四绝缘膜540可粘接于第二极芯组340靠近第一极芯组330的一侧面。第四绝缘膜540设置在第一极芯组330和第二极芯组340之间,第四绝缘膜540具有一定厚度,可以将第一极芯组330和第二极芯组340分隔以形成第二间隙301,便于电解液自第二间隙301注入储能装置10内部。
可以理解的是,第四绝缘膜540在第二极芯组340在第三方向Z的中部位置或靠近中部位置将第一极芯组330和第二极芯组340间隔,电解液自中部注入储能装置10内,可以快速向四周扩散。另外,中部耗液快,周向耗液少,在储能装置发生震动、晃动等情况下,溢出所述第一极芯组330和所述第二极芯组340的电解液可以通过第二间隙301及时重新分配电解液至中部。本申请中,第四绝缘膜540设置在第一极芯组330沿第三方向Z的中部位置,便于电解液的注入与扩散。
在一实施方式中,沿第二方向Y,第二极芯组340与第一极芯组330相互靠近的两个侧面分别具有第三绝缘膜530和第四绝缘膜540。
在一种实现方式中,第二绝缘膜520的延伸方向与第一方向X平行。
在一实施方式中,第一方向X为储能装置10的高度方向,第二方向Y为储能装置10的宽度方向,第三方向Z为储能装置10的长度方向。
在一种实现方式中,储能装置10包括两个缓冲件100和两个转接片200,沿着第三方向Z,两个缓冲件100间隔设置,且分别设置于两个转接片200对应的位置处;第三绝缘膜530和第四绝缘膜540位于两个缓冲件100之间,第三方向Z为与第一方向X垂直且与第一极芯组330和第二极芯组340排布方向垂直的方向。
其中,储能装置10还包括两个第一极耳310和两个第二极耳320(如图2和图3所示),两个第一极耳310分别为第一正极耳和第一负极耳;两个第二极耳320分别为第二正极耳和第二负极耳;两个缓冲件分别位于第一正极耳和第二正极耳之间、第一负极耳和第二负极耳之间。其中一个转接片200中的第一极耳连接部和第二极耳连接部分别连接第一正极耳和第二正极耳,另一个转接片200中的第一极耳连接部和第二极耳连接部分别连接第一负极耳和第二负极耳。
本申请中,在每个极耳的弯折部位均设置有缓冲件100,以支撑、保护极耳,防止极耳断裂,提高了储能装置10的安全性能。另外,第三绝缘膜530和/或第四绝缘膜540均位于两个缓冲件100之间,第三绝缘膜530和/或第四绝缘膜540沿第三方向Z靠近或位于第一极芯组330和第二极芯组340的中部设置,便于电解液的注入与扩散。
在一种实现方式中,沿第三方向Z,第三绝缘膜530或第四绝缘膜540的长度与两个缓冲件100之间的距离的比值大于或等于2/3。第三绝缘膜530的长度是指第三绝缘膜530沿第三方向Z的两个侧边之间的距离,第三绝缘膜530的长度为图9中的L4a。第四绝缘膜540的长度是指第四绝缘膜540沿第三方向Z的两个侧边之间的距离,第四绝缘膜540的长度为图9中的L4b。两个缓冲件100之间的距离是指两个缓冲件100沿第三方向Z相互靠近的两条侧边之间的距离,如图3中的L5。可以理解的是,若第三绝缘膜530或第四绝缘膜540的长度过小,则第三绝缘膜530或第四绝缘膜540所起的分隔第一极芯组330和第二极芯组340的作用不明显。本申请中,设置第三绝缘膜530或第四绝缘膜540的长度与两个缓冲件100之间的距离的比值大于或等于2/3,第三绝缘膜530或第四绝缘膜540的长度较大,可以更好的分隔第一极芯组330和第二极芯组340,以便于电解液的注入与扩散。
在一种实现方式中,第三绝缘膜530或第四绝缘膜540的长度小于或等于缓冲件100沿第三方向Z的宽度。可以理解的是,第三绝缘膜530或第四绝缘膜540沿第三方向Z的长度越大,所使用的第三绝缘膜530或第四绝缘膜540材料越多,提高了储能装置10的成本。本申请中,通过设置第三绝缘膜530或第四绝缘膜540的长度小于或等于缓冲件100的长度,在保证第三绝缘膜530或第四绝缘膜540可以更好的分隔第一极芯组330和第二极芯组340的同时,节约第三绝缘膜530或第四绝缘膜540材料,以降低储能装置10的成本。
在一种实现方式中,沿着所述第三方向Z,第三绝缘膜530的长度为1cm-4cm。可以理解的是,若第三绝缘膜530的长度过小,则第三绝缘膜530所起的分隔第一极芯组330和第二极芯组340的作用不明显。若第三绝缘膜530的长度越大,所使用的第三绝缘膜530材料越多,提高了储能装置10的成本。而本申请中,将第三绝缘膜530的长度设置在1cm-4cm范围内,不仅可以保证第三绝缘膜530可以更好的分隔第一极芯组330和第二极芯组340,以便于电解液的注入和扩散,且还能节约第三绝缘膜530材料,以降低储能装置10的成本。
在一实施方式中,第三绝缘膜530沿第三方向Z的长度可以为1cm、1.5cm、2cm、2.5cm、3cm、3.5cm或4cm。
在一种实现方式中,沿着所述第三方向Z,第四绝缘膜540的长度为1cm-4cm。可以理解的是,若第四绝缘膜540的长度过小,则第四绝缘膜540所起的分隔第一极芯组330和第二极芯组340的作用不明显。若第四绝缘膜540的长度越大,所使用的第四绝缘膜540材料越多,提高了储能装置10的成本。而本申请中,将第四绝缘膜540的长度设置在1cm-4cm范围内,不仅可以保证第四绝缘膜540可以更好的分隔第一极芯组330和第二极芯组340,以便于电解液的注入和扩散,且还能节约第四绝缘膜540的材料,以降低储能装置10的成本。
在一实施方式中,第四绝缘膜540的长度可以为1cm、1.5cm、2cm、2.5cm、3cm、3.5cm或4cm。
在一种实现方式中,沿第二方向Y,第三绝缘膜530的厚度为1mm-5mm,第二方向为第一极芯组330和第二极芯组340的排布方向。第三绝缘膜530为图9中的T1,第三绝缘膜530的厚度大小与第一极芯组330和第二极芯组340之间的第二间隙301的宽度相关。可以理解的是,若第三绝缘膜530的厚度太小,则第三绝缘膜530的宽度过小,不利于电解液的注入和扩散。若第三绝缘膜530的厚度过大,则第二间隙301的宽度过大,降低了储能装置10的空间利用率。本申请中,将第三绝缘膜530的厚度设置在1mm-5mm的范围内,不仅有利于电解液的注入和扩散,还能提高储能装置10的空间利用率,以提高储能装置10的能量密度。
在一种实现方式中,沿第二方向Y,第四绝缘膜540的厚度为1mm-5mm,第二方向为第一极芯组330和第二极芯组340的排布方向。第四绝缘膜540为图9中的T2,第四绝缘膜540的厚度大小与第一极芯组330和第二极芯组340之间的第二间隙301的宽度相关。可以理解的是,若第四绝缘膜540的厚度太小,则第四绝缘膜540的宽度过小,不利于电解液的注入和扩散。若第四绝缘膜540的厚度过大,则第二间隙301的宽度过大,降低了储能装置10的空间利用率。本申请中,将第四绝缘膜540的厚度设置在1mm-5mm的范围内,不仅有利于电解液的注入和扩散,还能提高储能装置10的空间利用率,以提高储能装置10的能量密度。
在一种实现方式中,沿第二方向Y,第一延伸部110的宽度大于或等于第一连接部311的宽度,第二延伸部120的宽度大于或等于第三连接部321的宽度,第二方向Y为第一极芯组330和第二极芯组340的排布方向。其中,第一延伸部110的宽度为图7中的W1,第一连接部311的宽度为图5中的W4,第二延伸部120的宽度为图7中的W2,第三连接部321的宽度为图5中的W5。本申请中,第一延伸部110和第二延伸部120的宽度较大可以更好地将第一极耳310和第二极耳320撑开。另外,第一延伸部110和第二延伸部120的宽度较大,可避免边缘翘起刺破极耳。若第一延伸部110和第二延伸部120的宽度较短,第一延伸部110和第二延伸部120回弹缓冲力较大,从而使得第一极耳310和第二极耳320受到向外的力而容易损坏。
在一种实现方式中,沿第三方向Z,主体部130的长度大于或等于第二连接部312的长度和第四连接部322的长度,第三方向Z为与第一方向X垂直且与第一极芯组330和第二极芯组340排布方向垂直的方向。其中,主体部130的长度为图5中的L13,第二连接部312的长度为图5中的L32,第四连接部322的长度为图5中的L34。主体部130的长度较长,提高了缓冲件100的整体强度,且便于主体部130与第一极耳310、第二极耳320和转接片200的连接。
在一种实现方式中,沿第三方向Z,第一延伸部110的长度大于或等于第一连接部311的长度,第二延伸部120的长度大于或等于第三连接部321的长度。其中,第一延伸部110的长度为图2中的L11,第一连接部311的长度为图5中的L31,第二延伸部120的长度为图2中的L12,第三连接部321的长度为图2中的L33。第一延伸部110和第二延伸部120的长度较长,提高了缓冲件100的整体强度,且便于第一延伸部110与第一极耳310和转接片200的连接、第二延伸部120与第二极耳320和转接片200的连接。
在一种实现方式中,中心部240设有沿第一方向X贯穿中心部240的通孔201(如图4所示),通孔201用于供流体通过,沿第一方向X,通孔201与主体部130重叠设置。其中,电解液可以经过通孔201流向缓冲件100。通孔201与主体部130重叠设置是指,通孔201沿第一方向X的投影位于主体部130上,主体部130沿第一方向X覆盖通孔201。
本申请中,通孔201与主体部130在第一方向X上重叠设置,可以用于防止破碎的极耳或者其他碎屑从竖直方向上穿过通孔201与光铝片接触造成储能装置10内部短路。并且,主体部130遮挡转接片200的通孔201,可以防止储能装置10意外跌落时,极芯组件300或电解液冲击储能装置10的正极的胶钉或负极的翻转片而造成误触。本申请提供的储能装置10具有良好的安全性能。
在一种实现方式中,转接片200还包括与第一极耳连接部210和第二极耳连接部220连接的极柱连接部230(如图4所示)。在本实施例中,极柱连接部230通过中心部240与第一极耳连接部210和第二极耳连接部220连接。中心部240和极柱连接部230沿第三方向Z依次排布。极柱连接部230与第一极耳连接部210和第二极耳连接部220间隔设置。极柱连接部230用于与极柱600连接;沿第一方向,极柱连接部230与主体部130重叠设置。其中,极柱连接部230与主体部130重叠设置是指极柱连接部230沿第一方向X的投影与主体部130至少部分重叠。
本申请中,极柱连接部230与主体部130重叠设置,可以防止第二连接部312与第一极耳连接部210之间、第四连接部322与第二极耳连接部220之间、极柱连接部230与极柱600之间的焊渣、生锈的碎渣等金属屑沿第一方向X自转接片200一侧掉落至第一连接部311与第一极芯组连接330之间、第三连接部321与第二极芯组340之间而造成储能装置10内部短路,或者可以防止第一连接部311与第一极芯组连接330之间、第三连接部321与第二极芯组340之间的焊渣、生锈的碎渣等金属屑沿第一方向X掉落至第二连接部312与第一极耳连接部210之间、第四连接部322与第二极耳连接部220之间、极柱连接部230与极柱600之间,而造成储能装置10内部短路,提高了储能装置10的安全性能。
在一种实现方式中,沿第二方向Y,第二连接部312的长度大于第一连接部311的长度(如图5所示),第四连接部322的长度大于第三连接部321的长度,第二方向Y为第一极芯组330和第二极芯组340的排布方向;沿第二方向Y,主体部130的长度大于第一连接部311与第三连接部321相互靠近的两端之间的距离、且小于或等于第一连接部311与第三连接部321相互远离的两端之间的距离。第二连接部312的长度是指第二连接部312沿第二方向Y的两个侧边之间的距离。第四连接部322的长度是指第四连接部322沿第二方向Y的两个侧边之间的距离。主体部130的长度为图7中的W3,第一连接部311与第三连接部321相互靠近的两端之间的距离为图5中的L1,第一连接部311与第三连接部321相互远离的两端之间的距离为图5中的L2。
本申请中,主体部130的长度大于第一连接部311与第三连接部321相互靠近的两端之间的距离,使得主体部130沿第二方向Y的两端可以分别位于第一连接部311和第二连接部312之间、第三连接部321和第四连接部322之间,以便于更好地支撑第一极耳310和第二极耳320,防止第一极耳310和第二极耳320过度弯折断裂。而主体部130的长度小于或等于第一连接部311与第三连接部321相互远离的两端之间的距离,则使得主体部130不会在第二方向X上对第一极耳310和第二极耳320造成挤压,进一步保护第一极耳310和第二极耳320。
在一种实现方式中,沿第三方向Z,主体部130的宽度大于或等于第二连接部312和第四连接部322的宽度(如图5所示),所述第三方向Z为与第一方向X垂直且与第一极芯组330和第二极芯组340排布方向垂直的方向。主体部130的宽度大于或等于第二连接部312的宽度,且主体部130的宽度大于或等于第四连接部322的宽度,一方面,主体部130的强度较大,可以更好支撑第一极耳310和第二极耳320。另一方面,主体部130较宽,可以更好的与转接片200连接。
在一种实现方式中,沿第三方向Z,第一延伸部110的宽度大于或等于第一连接部311的宽度,第二延伸部120的宽度大于或等于第三连接部321的宽度。本申请中,第一延伸部110的宽度较大,便于与第一极耳310连接。第二延伸部120的宽度较大,便于与第二极耳320连接。另外缓冲件100的整体强度较高,可以更好地起到支撑第一极耳310和第二极耳320并防止第一极耳310和第二极耳320过度弯折断裂的作用。
本申请还提供一种电池组,电池组包括多个如上所述的储能装置10。
本申请提供一种用电设备,用电设备包括如上所述的储能装置10或如上所述的电池组,储能装置10或电池组为用电设备提供电能。
以上对本申请实施例所提供的储能装置、电池组及用电设备进行了详细介绍,本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施例进行了阐述,以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想;同时,对于本领域的一般技术人员,依据本申请的思想,在具体实施例及应用范围上均会有改变之处,综上所述,本说明书内容不应理解为对本申请的限制。