CN105336900B - 一种电池隔圈、电芯保护组件及动力电池 - Google Patents

Abstract

为克服现有技术中电池隔圈难以对电芯进行稳定定位的问题，本发明提供了一种电池隔圈，所述电池隔圈的外表面内凹形成多个从电池隔圈内表面凸出的竖梁，所述竖梁沿电池隔圈长度方向延伸；所述内凹处形成凹槽；所述电池隔圈的外表面还具有从所述凹槽延伸至电池隔圈边缘的导液槽。同时，本发明还公开了具有该电池隔圈的电芯保护组件以及动力电池。本发明提供的电池隔圈可对电芯实现稳定有效的定位。

Description

一种电池隔圈、电芯保护组件及动力电池

技术领域

本发明涉及动力电池技术领域，更具体地说，是涉及一种电池隔圈、具有该电池隔圈的电芯保护组件以及动力电池。

背景技术

在石油等不可再生资源日渐枯竭，环境污染越发严重的背景下，人们对新能源汽车所寄予很大的期望。而动力电池则是新能源汽车的心脏，由于汽车具有较高的机动性，其在使用过程中会经常发生振动、撞击等现象，这就对动力电池的安全性和可靠性提出了极高的要求。

在现有技术中，动力电池通常包括由多层柔性体叠合而成的电芯、电解液、电池盖板以及电池壳等电芯与电池盖板和/或电池壳体绝缘。

现有采用的结构较优的电芯结构一般为极片在宽度方向含有敷料区和未敷料区，将正、负极片的敷料区相对夹持隔膜卷绕形成电芯，同时未辅料区也会卷绕，在电芯的端部形成卷绕极耳，能引出大电流，后将卷绕极耳的中间部分压合，便于与电极端子焊接引出电流。

动力电池的容量高，体积大，其内部的电芯也具有体积大的特点。同时由于电芯是由多层柔性体叠合而成的，其在周转过程容易受到损伤；对于包含多个电芯的电池，电芯之间的组合定位也存在困难；在电池装配过程中，特别是将电池壳套设于电芯上时，电芯与电池壳壁之间的摩擦也会给电芯带来很大的伤害；在电池使用过程中，汽车的振动、颠簸会使电芯在电池壳内产生窜动，对电芯也会产生很大损伤，致使集流体破损，隔膜打皱，极片掉料，对焊点的冲击等，从而给电池的使用带来很大的安全隐患。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中的电池隔圈难以对电芯进行稳定定位的问题，提供一种电池隔圈。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案如下：

提供一种电池隔圈，所述电池隔圈的外表面内凹形成多个从电池隔圈内表面凸出的竖梁，所述竖梁沿电池隔圈长度方向延伸；所述内凹处形成凹槽；所述电池隔圈的外表面还具有从所述凹槽延伸至电池隔圈边缘的导液槽。

本发明提供的电池隔圈尤其适用于一端引出的方形锂离子二次电池。此时，本发明提供的电池隔圈一方面可通过其内表面的多个竖梁有效的对电芯的极耳进行保护和定位；另一方面，电池隔圈可将极耳与电池的壳体隔绝开，避免极耳与电池壳体直接接触而出现的短路问题，可大大提高电池的安全性。

同时上述电池隔圈外表面的内凹处形成的凹槽利于减轻电池隔圈的重量。在实际生产过程中，当上述电池隔圈装配于电池中并注液后，电解液会进入电池隔圈和电池壳体之间，尤其是在上述电池隔圈外表面的内凹处形成的凹槽内产生聚集。为避免电解液在上述凹槽内产生聚集，本发明提供的电池隔圈的外表面还具有从所述凹槽延伸至电池隔圈边缘的导液槽，处于上述凹槽内的电解液可沿该导液槽流出，提高了电解液的利用率。

进一步的，所述导液槽沿所述电池隔圈的长度方向延伸。

进一步的，所述凹槽内设置有加强片。

进一步的，所述加强片沿所述电池隔圈的宽度方向设置；所述加强片的上表面由内至外斜向下延伸。

进一步的，所述加强片的下表面由内至外斜向上延伸。

当凹槽内设置有加强片时，加强片将凹槽分割为多个独立的小腔体。电解液极易在上述小腔体内产生聚集。本发明中，上述结构的加强片利于电解液沿凹槽和加强板表面流至凹槽底部，进而通过导液槽流出。

进一步的，所述电池隔圈具有多个所述加强片。

进一步的，所述电池隔圈的顶部设有用于与绝缘件卡扣连接的卡接部。

进一步的，所述卡接部包括两个卡齿，所述两个卡齿沿所述电池隔圈的宽度方向相对设置；所述两个卡齿所在平面与所述电池隔圈的外表面所在平面垂直。

通过上述卡齿，可将电池隔圈与绝缘件稳定的固定，利于进一步提高对电芯定位的稳定性。

同时，本发明还提供了一种电芯保护组件，包括绝缘件和如前所述的电池隔圈；所述电池隔圈的顶部与所述绝缘件卡扣连接。

进一步的，所述电池隔圈的顶部设有两个卡齿，所述两个卡齿沿所述电池隔圈的宽度方向相对设置；所述两个卡齿所在平面与所述电池隔圈的外表面所在平面垂直；所述绝缘件端部上表面向下凹陷形成两个相对的卡槽；所述卡齿与卡槽配合卡接。

此时，电池隔圈与绝缘件稳定的固定，二者不会出现相对运动，进一步提高了对电芯定位的稳定性。

进一步的，所述卡槽沿所述电池隔圈宽度方向朝内的侧壁为圆弧面，所述圆弧面沿所述电池隔圈宽度方向朝外凸出；所述卡齿形状与所述卡槽形状相配合。

此时，在装配绝缘片和电池隔圈时，上述卡槽的圆弧面可对卡齿进行初定位，在保证装配稳定性的同时，可提高装配的效率。

另外，本发明还提供了一种动力电池，包括壳体、位于壳体内部的多个并排设置的电芯和前述的电池隔圈；所述电芯末端具有极耳，所述电池隔圈位于极耳与壳体之间；所述电池隔圈的多个竖梁之间形成定位区，所述电芯的极耳位于所述定位区内，并被两个相邻的竖梁夹持定位。

进一步的，所述极耳为卷绕极耳；所述电池隔圈上相邻两个竖梁之间的定位区与所述卷绕极耳的形状相配合。

本发明还提供了一种动力电池，包括壳体、位于壳体内部的多个并排设置的电芯、将电芯封装于壳体内部的盖板组件和前述的电芯保护组件，所述绝缘件位于盖板组件与电芯之间；所述电芯末端具有极耳，所述电池隔圈位于极耳与壳体之间，所述电池隔圈的多个竖梁之间形成定位区，所述电芯的极耳位于所述定位区内，并被两个相邻的竖梁夹持定位。

进一步的，所述盖板组件包括第一电极端子和第二电极端子；所述动力电池包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件穿过绝缘件将第一电极端子和极耳电连接；所述第二连接件穿过绝缘件将第二电极端子和极耳电连接。

附图说明

图1是本发明优选实施方式提供的电池隔圈的前侧立体图；

图2是本发明优选实施方式提供的电池隔圈的后侧立体图；

图3是本发明优选实施方式提供的电池隔圈的剖视立体图；

图4是本发明优选实施方式提供的电池隔圈与电芯配合状态爆炸图；

图5是本发明优选实施方式提供的电芯保护组件中的绝缘件的局部立体图；

图6是本发明优选实施方式提供的电芯保护组件的装配状态示意图。

说明书附图中的附图标记如下：

1、电池隔圈；10、凹槽；11、竖梁；12、导液槽；13、加强片；14、卡齿；

2、电芯；21、极耳；22、过渡区；

3、绝缘件；31、卡槽。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。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。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图1或2所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置”、“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。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发明中的具体含义。

本发明提供的电池隔圈的外表面内凹形成多个从电池隔圈内表面凸出的竖梁，所述竖梁沿电池隔圈长度方向延伸；所述内凹处形成凹槽；所述电池隔圈的外表面还具有从所述凹槽延伸至电池隔圈边缘的导液槽。

根据本发明，上述电池隔圈用于方形电池中，其内表面上的竖梁用于对方形电池的卷绕电芯的卷绕极耳进行定位。

如本领域技术人员所知晓的，卷绕电芯通过将正极极片和负极极片在长度方向上以一边为基准对齐放置，在宽度方向上错开放置，露出正极极片和负极极片上不含电极材料的极耳区，并且在正极极片和负极极片中间含有隔膜、负极极片上含有电极材料部分完全覆盖正极极片上含有电极材料部分的情况下进行卷绕制得上述电芯。通过将不含电极材料的极耳区即分别卷绕形成在电芯一端的未辅料正极片和电芯另一端的未辅料的负极片中间部分压合，形成正极极耳和负极极耳，此时，上述正极极耳和负极极耳均为卷绕极耳，为防止极耳边缘折损，同时降低压合对电芯的圆弧边缘的影响，一般优选仍保留电芯两端部的圆弧结构作为过渡区。

电池隔圈上多个竖梁之间形成定位区，使用时，卷绕极耳设置于该定位区内。所以，对于上述竖梁的长度，只需满足相邻两个竖梁之间形成的定位区可对卷绕极耳实现定位即可，根据不同尺寸的极耳，本领域技术人员可对上述竖梁的长度和间距进行调整。

本发明提供的电池隔圈尤其适用于一端引出的方形电池。为避免电芯的极耳与电池壳体接触导通，该电池隔圈需将极耳与电池壳体隔绝。本发明中，上述对于该电池隔圈，在竖梁所对应的外表面处为凹槽，可以理解，该凹槽为盲槽。

本发明中，电池隔圈的内侧和外侧被隔离。当具有该电池隔圈的电池装配完成后进行注液时，位于电池隔圈外侧的电解液难以自由流通至电池隔圈内侧。尤其是在电池隔圈的凹槽处，极易形成积液。根据本发明，电池隔圈的外表面还具有从所述凹槽延伸至电池隔圈边缘的导液槽。此时，处于凹槽内的电解液会沿上述导液槽流出，避免电解液的聚积。

根据本发明，优选情况下，上述导液槽沿所述电池隔圈的长度方向延伸。

针对上述凹槽，为提高其强度，优选情况下，所述凹槽内设置有加强片。加强片的个数可以为多个，本领域技术人员可根据实际情况对加强片的个数及分布位置进行调整，在实现较佳强度的前提下，适当减少加强片的数量，从而减轻电池隔圈的重量。

上述加强片可沿各个方向设置，优选情况下，所述加强片沿所述电池隔圈的宽度方向设置。即，所述加强片所在平面与凹槽或竖梁的延伸方向垂直。

根据本发明，在所述凹槽内设置加强片后，加强片将凹槽划分为多个更小的空间，从而大大增加了电解液在上述多个小空间内聚积的几率。本发明中，对于上述加强片，优选情况下，所述加强片的上表面由内至外斜向下延伸。此时，落于加强片上表面的电解液在重力作用下，会沿加强片上表面流动至凹槽的槽口并流下。一定程度上减小了电解液聚积的几率。

本发明中，更优选情况下，所述加强片的下表面由内至外斜向上延伸。此时，加强片整体呈梯形或三角形。在电池隔圈从内至外的方向上，加强片的厚度递减。位于加强片上表面的电解液在重力作用下，沿向下倾斜的加强片上表面向外运动至加强片边缘并从加强片边缘流动至加强片下表面。然后沿倾斜的加强片下表面向内流动。再沿凹槽内壁流动至下一加强片的上表面。依次不断往下流动，直至流动到凹槽底部，再经连通至凹槽底部的导液槽向下流出，从而避免电解液在凹槽内聚积。

本发明提供的电池隔圈用于对电芯的极耳进行定位，避免极耳发生窜动而出现损伤，影响电池性能。该电池隔圈使用时，通常与绝缘件共同装配于电池壳体内。为避免电池隔圈与绝缘件的相对运动对电芯及极耳产生损伤，优选情况下，所述电池隔圈的顶部设有用于与绝缘件卡扣连接的卡接部。

上述卡接部用于实现电池隔圈和绝缘件的相互固定，其具体结构可以为常规的各种，例如，可在电池隔圈顶部设置卡脚，在绝缘片上设置与该卡脚相配合的卡槽；或者，可在绝缘片上设置卡脚，在电池隔圈顶部设置与该卡脚相配合的卡槽。

本发明中，优选情况下，所述卡接部包括两个卡齿，所述两个卡齿沿所述电池隔圈的宽度方向相对设置；所述两个卡齿所在平面与所述电池隔圈的外表面所在平面垂直。

通过上述卡齿，可将电池隔圈与绝缘件稳定的固定，避免电池隔圈与绝缘件的相对运动对电芯及极耳产生损伤，利于进一步提高对电芯定位的稳定性。

本发明还提供了一种电芯保护组件，包括绝缘件和如前所述的电池隔圈；所述电池隔圈的顶部与所述绝缘件卡扣连接。

如前所述，可通过多种方式和结构实现电池隔圈的顶部与所述绝缘件卡扣连接。本发明中，所述电池隔圈的顶部设有两个卡齿，所述两个卡齿沿所述电池隔圈的宽度方向相对设置；所述两个卡齿所在平面与所述电池隔圈的外表面所在平面垂直；所述绝缘件端部上表面向下凹陷形成两个相对的卡槽；所述卡齿与卡槽配合卡接。

此时，相互卡接的电池隔圈和绝缘件在水平面四个维度及电池隔圈向下的维度被限制，极大程度上保证了电池隔圈和绝缘件之间的相对稳定性。

根据本发明，优选情况下，所述卡槽沿所述电池隔圈宽度方向朝内的侧壁为圆弧面，所述圆弧面沿所述电池隔圈宽度方向朝外凸出；所述卡齿形状与所述卡槽形状相配合。在此结构下，当电池隔圈和绝缘件装配时，上述卡槽的圆弧面可对卡齿进行初定位，在保证装配稳定性的同时，可提高装配的效率。

另外，本发明还提供了一种动力电池，包括壳体、位于壳体内部的多个并排设置的电芯和前述的电池隔圈；所述电芯末端具有极耳，所述电池隔圈位于极耳与壳体之间；所述电池隔圈的多个竖梁之间形成定位区，所述电芯的极耳位于所述定位区内，并被两个相邻的竖梁夹持定位。

根据本发明，优选情况下，所述电池隔圈上相邻两个竖梁之间的定位区与所述卷绕极耳的形状相配合。以便对极耳更好的定位。

基于上述电芯保护组件，本发明还提供了一种动力电池，包括壳体、位于壳体内部的多个并排设置的电芯、将电芯封装于壳体内部的盖板组件和前述的电芯保护组件，所述绝缘件位于盖板组件与电芯之间；所述电芯末端具有极耳，所述电池隔圈位于极耳与壳体之间，所述电池隔圈的多个竖梁之间形成定位区，所述电芯的极耳位于所述定位区内，并被两个相邻的竖梁夹持定位。

对于上述盖板组件，可采用现有的各种结构，例如，所述盖板组件包括第一电极端子和第二电极端子；所述动力电池包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件穿过绝缘件将第一电极端子和极耳电连接；所述第二连接件穿过绝缘件将第二电极端子和极耳电连接。

下面结合图1-图6对本发明优选实施方式提供的电池隔圈1以及电芯保护组件进行说明。

参见图1-图3，该电池隔圈1大体呈顶端和内侧壁开口的框体。电池隔圈1的外表面部分区域向内凹陷，在其外表面上形成三个凹槽10，在其内表面上形成三个竖梁11。竖梁11沿电池隔圈1的长度方向延伸。三个竖梁11的长度与电芯2的卷绕极耳21的压合部分长度相匹配，竖梁11之间的间距与电芯2的卷绕极耳21的压合部分厚度相适应。三个竖梁11之间形成定位区，用于对电芯2的极耳21进行定位。

电池隔圈1外表面上设置有导液槽12。导液槽12从电池隔圈1外表面中部的凹槽10的底部向下延伸至电池隔圈1底部边缘。

上述三个凹槽10内均设置有多个加强片13。加强片13沿电池隔圈1的宽度方向设置。

具体参见图3，加强片13整体呈梯形。沿电池隔圈1从内到外的方向上，加强片13的厚度递减，并且，加强片13的上表面由内至外斜向下延伸，加强片13的下表面由内至外斜向上延伸。

电池隔圈1顶部设有两个卡齿14，所述两个卡齿14沿所述电池隔圈1的宽度方向相对设置；所述两个卡齿14所在平面与所述电池隔圈1的外表面所在平面垂直。

参见图4，多个电芯2并列设置。电芯2为卷绕电芯，在其端部形成极耳21，上述极耳21为卷绕极耳。极耳21两端为呈圆弧状的过渡区22。

该电池隔圈1与多个电芯2装配时，多个并列设置的电芯2的多个极耳21插入电池隔圈1的竖梁11之间的定位区内，被竖梁11夹持定位。

参见图5，本发明优选实施方式提供的电芯保护组件中，绝缘件3用于与电池隔圈1连接的端部上表面向下凹陷形成两个相对的卡槽31。

卡槽31沿所述电池隔圈1宽度方向朝内的侧壁为圆弧面，所述圆弧面沿所述电池隔圈1宽度方向朝外凸出。

参见图6，电池隔圈1顶部的卡齿14形状与所述卡槽31形状相配合。卡齿14卡入上述卡槽31内，实现绝缘件3和电池隔圈1的相对固定。

上述电池隔圈1一方面可有效的对电芯2的极耳21进行定位，防止电芯2窜动而出现损伤；另一方面可有效的避免电解液在电池隔圈1内的聚积；同时，该电池隔圈1可与绝缘件3稳定牢固的连接，避免电池隔圈1与绝缘件3出现相对运动而损伤电芯2。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (15)

1.一种电池隔圈，其特征在于，所述电池隔圈(1)的外表面内凹形成多个从电池隔圈(1)内表面凸出的竖梁(11)，所述竖梁(11)沿电池隔圈(1)长度方向延伸；

所述内凹处形成凹槽(10)；

所述电池隔圈(1)的外表面还具有从所述凹槽(10)延伸至电池隔圈(1)边缘的导液槽(12)。

2.根据权利要求1所述的电池隔圈，其特征在于，所述导液槽(12)沿所述电池隔圈(1)的长度方向延伸。

3.根据权利要求1所述的电池隔圈，其特征在于，所述凹槽(10)内设置有加强片(13)。

4.根据权利要求3所述的电池隔圈，其特征在于，所述加强片(13)沿所述电池隔圈(1)的宽度方向设置；所述加强片(13)的上表面由内至外斜向下延伸。

5.根据权利要求4所述的电池隔圈，其特征在于，所述加强片(13)的下表面由内至外斜向上延伸。

6.根据权利要求3所述的电池隔圈，其特征在于，所述电池隔圈(1)具有多个所述加强片(13)。

7.根据权利要求1-6中任意一项所述的电池隔圈，其特征在于，所述电池隔圈(1)的顶部设有用于与绝缘件(3)卡扣连接的卡接部。

8.根据权利要求7所述的电池隔圈，其特征在于，所述卡接部包括两个卡齿(14)，所述两个卡齿(14)沿所述电池隔圈(1)的宽度方向相对设置；所述两个卡齿(14)所在平面与所述电池隔圈(1)的外表面所在平面垂直。

9.一种电芯保护组件，其特征在于，包括绝缘件(3)和如权利要求1-8中任意一项所述的电池隔圈(1)；

所述电池隔圈(1)的顶部与所述绝缘件(3)卡扣连接。

10.根据权利要求9所述的电芯保护组件，其特征在于，所述电池隔圈(1)的顶部设有两个卡齿(14)，所述两个卡齿(14)沿所述电池隔圈(1)的宽度方向相对设置；所述两个卡齿(14)所在平面与所述电池隔圈(1)的外表面所在平面垂直；

所述绝缘件(3)端部上表面向下凹陷形成两个相对的卡槽(31)；

所述卡齿(14)与卡槽(31)配合卡接。

11.根据权利要求10所述的电芯保护组件，其特征在于，所述卡槽(31)沿所述电池隔圈(1)宽度方向朝内的侧壁为圆弧面，所述圆弧面沿所述电池隔圈(1)宽度方向朝外凸出；

所述卡齿(14)形状与所述卡槽(31)形状相配合。

12.一种动力电池，其特征在于，包括壳体、位于壳体内部的多个并排设置的电芯(2)和如权利要求1-8中任意一项所述的电池隔圈(1)；

所述电芯(2)末端具有极耳，所述电池隔圈(1)位于极耳与壳体之间；所述电池隔圈(1)的多个竖梁(11)之间形成定位区，所述电芯(2)的极耳位于所述定位区内，并被两个相邻的竖梁(11)夹持定位。

13.根据权利要求12所述的动力电池，其特征在于，所述极耳为卷绕极耳(21)，所述电池隔圈(1)上相邻两个竖梁(11)之间的定位区与所述卷绕极耳(21)的形状相配合。

14.一种动力电池，其特征在于，包括壳体、位于壳体内部的多个并排设置的电芯(2)、将电芯(2)封装于壳体内部的盖板组件和如权利要求9-11中任意一项所述的电芯保护组件，

所述绝缘件(3)位于盖板组件与电芯(2)之间；

所述电芯(2)末端具有极耳，所述电池隔圈(1)位于极耳与壳体之间，所述电池隔圈(1)的多个竖梁(11)之间形成定位区，所述电芯(2)的极耳位于所述定位区内，并被两个相邻的竖梁(11)夹持定位。

15.根据权利要求14所述的动力电池，其特征在于，所述盖板组件包括第一电极端子和第二电极端子；所述动力电池包括第一连接件和第二连接件，所述第一连接件穿过绝缘件(3)将第一电极端子和极耳电连接；所述第二连接件穿过绝缘件(3)将第二电极端子和极耳电连接。