集流件、电池单体、储能设备及用电装置的制作方法

本技术涉及二次电池的，特别是涉及一种集流件、电池单体、储能设备及用电装置。

背景技术：

1、圆柱电池是使用较为广泛的一种二次电池，在圆柱电池中，电芯是通过集流盘实现极耳与顶盖电连接的，具体而言，极耳与集流盘之间采用超声波焊接固定，集流盘与顶盖之间采用激光焊接固定。集流盘分为正极集流盘和负极集流盘，安装时电芯的正极极耳通过正极集流盘与壳体焊接，电芯的负极极耳通过负极集流盘与顶盖焊接，但考虑到实际生产中因存在尺寸误差，不同电芯的高度并非完全一致，为了避免负极集流盘无法适配不同高度的电芯，导致电芯高度过大造成顶盖无法与壳体焊接密封，通常会对负极集流盘设计柔性可弯折结构。

2、然而，当电芯组装成模组并在振动测试或者运输使用过程中时，电芯会受振动，此时负极集流盘容易发生形变，进而电芯会发生较大幅度的位移，导致电芯对正极极耳造成拉扯，致使正极极耳容易发生撕裂，引起电池短路，影响圆柱电池工作性能和使用寿命。

技术实现思路

1、基于此，有必要针对电芯位移导致正极极耳拉扯撕裂而引起电池短路，影响电池工作性能和使用寿命的问题，提供一种集流件、电池单体、储能设备及用电装置。

2、本技术的第一方面，提供一种集流件，其包括：

3、集流盘；

4、弹性连接件，所述弹性连接件设置于所述集流盘；以及

5、至少一个弹性支撑件，所述弹性支撑件与所述弹性连接件连接，且所述弹性支撑件远离所述弹性连接件的一端与所述集流盘抵接；

6、其中，所述弹性支撑件为z形结构。

7、本方案的集流件具体作为负极集流件用于电芯的负极极耳与顶盖连接的场合中，与此同时电芯的正极极耳通过正极集流件与壳体连接；在电池进行振动测试或者运输使用过程中，由于电芯存在高度差，使得在z向（即电芯的轴向）振动力的作用下电芯会发生位移，此时安装于集流盘上的弹性连接件会通过自身弹性伸缩变形来吸收振动，以实现控制电芯沿z向位移的大小，保证电池结构安全；但当电芯的高度差较大，弹性连接件的伸缩变形不足以吸收振动，导致电芯沿z向位移过大，存在电芯拉扯正极极耳，导致正极极耳存在被撕裂风险时，由于本方案的弹性连接件上还进一步加装了弹性支撑件，弹性支撑件与集流盘抵接，并且弹性支撑件采用了z形结构设计，因此弹性支撑件更难以被压缩变形，也就对弹性连接件的伸缩变形起到一定的抑制作用，使得当电芯沿z向往复振动时，由于集流件的整体变形量得到抑制，进而能减小电芯的位移量，防止电芯位移过大对正极极耳造成拉扯，致使正极极耳发生撕裂损坏，避免引发电池短路问题，保证电池的工作性能与使用寿命。

8、下面对本技术的技术方案作进一步的说明：

9、在其中一个实施例中，所述弹性连接件为z形结构，所述弹性连接件包括第一连接片、第二连接片和第三连接片，所述第一连接片与所述集流盘连接，所述第二连接片的一端与所述第一连接片连接，且所述第二连接片的另一端朝远离所述第一连接片的方向折弯并悬置于所述第一连接片的上方，所述第三连接片的一端与所述第二连接片的另一端连接，且所述第三连接片的另一端朝远离所述第二连接片的方向折弯并悬置于第二连接片的上方。采用z形结构设计的弹性连接件的结构简单，制造方便，第一连接片与第二连接片以及第二连接片与第三连接片之间产生弹性伸缩变形叠加，可起到更优的缓冲吸振效果。

10、在其中一个实施例中，所述弹性支撑件包括第一支撑片、第二支撑片和第三支撑片，所述第一支撑片设置于所述第三连接片的侧边，以使所述弹性支撑件和所述弹性连接件位于所述集流盘上的正投影不重合，所述第二支撑片的一端与所述第一支撑片连接，且所述第二支撑片的另一端朝远离所述第一支撑片的方向折弯并悬置于所述第一支撑片的下方，所述第三支撑片的一端与所述第二支撑片的另一端连接，且所述第三支撑片的另一端朝远离所述第二支撑片的方向折弯并悬置于所述第二支撑片的下方，所述第三支撑片与所述集流盘抵接。弹性支撑件采用z形结构设计，结构简单，易于制造获得，并且第一支撑片与第二支撑片之间以及第二支撑片与第三支撑片之间的弹性变形叠加，可起到更佳的消振及抑制变形量的效果。

11、在其中一个实施例中，所述第一连接片与所述第二连接片之间形成有第一弯折部，所述第二连接片与所述第三连接片之间形成有第二弯折部，所述第一弯折部与所述第二弯折部之间的力臂设为l1；

12、所述第一支撑片与所述第二支撑片之间形成有第三弯折部，所述第二支撑片与所述第三支撑片之间形成有第四弯折部，所述第三弯折部与所述第四弯折部之间的力臂设为l2；其中，l2<l1。处于z形结构下的弹性支撑件的由第三弯折部与第四弯折部限定形成的弯折部分的长度更小，因此更难以发生压缩变形；而处于z形结构下的弹性连接件的由第一弯折部与第二弯折部限定形成的弯折部分的长度更大，因此会更容易发生压缩变形。

13、在其中一个实施例中，所述第一支撑片朝向所述第二支撑片的表面设置有第一限位凸起，所述第一限位凸起用于在所述弹性支撑件产生收缩变形时与所述第二支撑片抵触限位；

14、或者，所述第二支撑片朝向所述第一支撑片的表面设置有第一限位凸起，所述第一限位凸起用于在所述弹性支撑件产生收缩变形时与所述第一支撑片抵触限位。减小第一支撑片与第二支撑片靠近移动的位移量，从而减小第三弯折部的变形量，使弹性支撑件整体更难以被压缩形变，由此达到控制电芯沿z向位移量，防止正极极耳被拉扯撕裂。

15、在其中一个实施例中，所述第二支撑片朝向所述第三支撑片的表面设置有第二限位凸起，所述第二限位凸起用于在所述弹性支撑件产生收缩变形时与所述第三支撑片抵触限位；

16、或者，所述第三支撑片朝向所述第二支撑片的表面设置有第二限位凸起，所述第二限位凸起用于在所述弹性支撑件产生收缩变形时与所述第二支撑片抵触限位。减小第三支撑片与第四支撑片靠近移动的位移量，从而减小第四弯折部的变形量，使弹性支撑件整体更难以被压缩形变，由此达到控制电芯沿z向位移量，防止正极极耳被拉扯撕裂。

17、在其中一个实施例中，所述第一限位凸起和所述第二限位凸起均设为球面体，所述第三弯折部和所述第四弯折部均设为圆弧结构；

18、其中，所述球面体的半径为r1，所述圆弧结构的半径为r2，r1=（1~1.2）r2。

19、在其中一个实施例中，所述第一限位凸起的轴心到所述第三弯折部的距离设为l3，所述第二限位凸起的轴心到所述第四弯折部的距离设为l4；其中，l3=l4=（3-4）r2。第一限位凸起与第三弯折部的距离以及第二限位凸起与第四弯折部的距离过大，则第一限位凸起和第二限位凸起能起到的限制压缩量的效果越差，而在上述限定范围内，能保证第一限位凸起和第二限位凸起的设置效果。

20、在其中一个实施例中，所述第一限位凸起的顶端与间隔相对的所述第一支撑片或所述第二支撑片之间的距离设为h1，所述第二限位凸起的顶端与间隔相对的所述第二支撑片或所述第三支撑片之间的距离设为h2；

21、其中，h1与h2相等且两者均为电芯装入壳体时预留公差的1.1~1.3倍。

22、在其中一个实施例中，所述弹性支撑件上设置有加强结构。增强弹性支撑件的结构强度，从而使弹性支撑件更不易发生变形。

23、在其中一个实施例中，所述加强结构包括第一加强筋，所述第一加强筋设置于所述第一支撑片朝向所述二支撑片的表面和/或所述第二支撑片朝向所述第一支撑片的表面上。设置在第一支撑片和/或第二支撑片上的第一加强筋可提高第一支撑片和第二支撑片的强度。

24、在其中一个实施例中，所述第一支撑片朝向所述第二支撑片的表面设置有第一限位凸起，所述第二支撑片朝向所述第一支撑片的表面设置有两个第一加强筋，两个所述第一加强筋沿着所述第二支撑片的宽度方向间隔排布，在所述弹性支撑件处于收缩变形状态时，所述第一限位凸起卡入两个所述第一加强筋之间；

25、或者，所述第二支撑片朝向所述第一支撑片的表面设置有第一限位凸起，所述第一支撑片朝向所述第二支撑片的表面设置有两个所述第一加强筋，两个所述第一加强筋沿着所述第一支撑片的宽度方向间隔排布，在所述弹性支撑件处于收缩变形状态时，所述第一限位凸起卡入两个所述第一加强筋之间。当弹性支撑件处于收缩变形状态时，第一限位凸起会卡入并限制在两个第一加强筋之间，由此达到防止弹性支撑件发生侧向滑移变形。

26、在其中一个实施例中，所述加强结构包括第二加强筋，所述第二加强筋设置于所述第二支撑片朝向所述第二支撑片的表面和/或所述第三支撑片朝向所述第二支撑片的表面。设置在第二支撑片和/或第三支撑片上的第二加强筋可提高第二支撑片和第三支撑片的强度。

27、在其中一个实施例中，所述第二支撑片朝向所述第三支撑片的表面设置有第二限位凸起，所述第三支撑片朝向所述第二支撑片的表面设置有两个第二加强筋，两个所述第二加强筋沿着所述第三支撑片的宽度方向间隔排布，在所述弹性支撑件处于收缩变形状态时，所述第二限位凸起卡入两个所述第二加强筋之间；

28、或者，所述第三支撑片朝向所述第二支撑片的表面设置有第二限位凸起，所述第二支撑片朝向所述第三支撑片的表面设置有两个所述第二加强筋，两个所述第二加强筋沿着所述第二支撑片的宽度方向间隔排布，在所述弹性支撑件处于收缩变形状态时，所述第二限位凸起卡入两个所述第二加强筋之间。当弹性支撑件处于收缩变形状态时，第二限位凸起会卡入并限制在两个第二加强筋之间，由此达到防止弹性支撑件发生侧向滑移变形。

29、本技术的第二方面，还提供一种电池单体，其包括如上所述的集流件。

30、本技术的第三方面，还提供一种储能设备，其包括如上所述的电池单体。

31、本技术的第四方面，还提供一种用电装置，其包括用电主体以及如上所述的储能设备，所述用电主体与所述储能设备电性连接。