CN111430652B - 电池及电池模组 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电池及电池模组，包括芯包组件和两个连接件，芯包组件包括若干芯包，芯包包括芯包本体、第一极耳和第二极耳，第一极耳和第二极耳分别设置在芯包本体两端，若干芯包本体连接形成呈长方体状的组件本体，第一极耳和第二极耳均设置在组件本体的高度方向上的两个侧面，两个连接件分别设置在组件本体长度方向上的一端。若干芯包的第一极耳和第二极耳均位于组件本体的高度方向上的两侧，通过连接件将芯包组件的正极和负极分别引至组件本体长度方向上的一端，芯包的尺寸较小，因而成本较低，由于芯包以直立的姿态设置在电池内部，若干芯包的侧面可以紧密排列，电池内部的空间利用率高。

Description

电池及电池模组

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种成本较低的电池及电池模组。

背景技术

对于目前采用两端开口形式外壳的动力电池，外壳长度方向的两端开口上均设置盖板，盖板上设置端子、防爆结构和注液孔结构等。由于此种外壳的长度较长，通常采用较长长度的芯包沿着外壳的长度方向串联的方式进行排布，且芯包的极耳为了方便与盖板上的端子连接，其设置在芯包的长度方向的两端，此种长度较长的芯包具有较高的制造成本。较长的外壳长度使电池外壳具有两个面积较大的容易发生形变的侧面，较长的芯包在循环过程中的膨胀使这两个面积较大的侧面易在局部发生较为集中的变形。此外，由于外壳的长度过长，从位于电池侧面的盖板上的注液孔注入的电解液不便于浸润内部的芯包。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电池及电池模组，由于采用了若干较小的芯包取代常规的大长度大尺寸芯包，降低了芯包的制造难度和成本，壳体和盖板均可由金属片直接弯折成型，工艺简单、成本低。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一方面，提供一种电池，包括芯包组件和两个连接件，所述芯包组件包括若干芯包，所述芯包包括芯包本体、第一极耳和第二极耳，所述第一极耳和所述第二极耳分别设置在所述芯包本体两端，若干所述芯包本体连接形成呈长方体状的组件本体，若干所述第一极耳均位于所述组件本体高度方向上的同一侧或分开设置在所述组件本体高度方向上的两侧，若干所述第二极耳均位于所述组件本体高度方向上的同一侧或分开设置在所述组件本体高度方向上的两侧，两个所述连接件分别设置在所述组件本体长度方向上的一端，一个所述连接件仅直接与位于所述组件本体长度方向上一端的一个所述第一极耳连接，另一个所述连接件仅直接与位于所述组件本体长度方向上另一端的一个所述第二极耳连接。

作为本发明的一种优选方案，还包括盖板组件和壳体，所述盖板组件包括基板，所述基板包括顶板和分别设置在所述顶板长度方向两端的两个侧板，两个所述侧板与所述顶板垂直，所述壳体呈U型，所述壳体三面开口，所述基板设置在所述壳体的开口上并与所述壳体的边缘连接，形成容纳所述芯包组件的腔体。

作为本发明的一种优选方案，所述连接件包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部与所述侧板连接，所述第二连接部与所述第一极耳或所述第二极耳连接。

作为本发明的一种优选方案，所述第二连接部包括两个间隔设置的夹片，两个所述夹片的一端均与所述第一连接部连接，所述第一极耳或所述第二极耳可插入两个所述夹片之间。

作为本发明的一种优选方案，所述第一连接部上开设有通孔，所述通孔内设置有固定件，所述侧板背离所述第一连接部的一侧设置有绝缘塑胶和连接块，所述固定件的一端穿过所述侧板及所述绝缘塑胶并与所述连接块连接。

作为本发明的一种优选方案，所述第一极耳及所述第二极耳均呈L型，均包括垂直分段和平行分段，所述垂直分段与所述芯包本体的端面垂直，所述平行分段与所述芯包本体的端面平行。

作为本发明的一种优选方案，相邻两个所述第一极耳由一连接卡扣连接，相邻两个所述第二极耳由一所述连接卡扣连接；

或，相邻的所述第一极耳和所述第二极耳由一所述连接卡扣连接；

所述连接卡扣呈U型，所述连接卡扣上开设有通槽，所述平行分段可卡入所述通槽内。

作为本发明的一种优选方案，所述芯包组件的两侧分别设置有第一绝缘件和第二绝缘件，所述第一绝缘件和所述第二绝缘件均为中空结构并在靠近所述芯包组件的一侧均开设有供所述垂直分段插入的缺口槽，若干所述平行分段及若干所述连接卡扣均设置在所述第一绝缘件或所述第二绝缘件内部。

作为本发明的一种优选方案，所述第一绝缘件或所述第二绝缘件远离所述芯包组件的一侧开设有若干过液孔，所述顶板或所述壳体上设置有注液孔。

作为本发明的一种优选方案，所述电池的长度L为10mm～590mm，所述电池的高度H满足：3≤L/H≤13，所述电池的宽度W满足：5≤L/W≤48，且H>W；

所述第一极耳和所述第二极耳的长度均为L1，且0.5≤L1/H≤1，所述第一极耳和所述第二极耳的高度均为H1，4mm≤H1≤20mm。

作为本发明的一种优选方案，所述芯包组件表面设置有绝缘层，所述绝缘层至少为一层，所述绝缘层由所述芯包本体内延伸至所述芯包本体外的隔膜卷绕而成。

另一方面，还提供一种电池模组，包括若干上述任一技术方案所述的电池。

本发明的有益效果：

本发明电池的芯包的第一极耳和第二极耳均位于组件本体的高度方向上的两侧，通过连接件将芯包组件的正极和负极分别引至组件本体长度方向上的一端，从而使芯包在以直立的姿态设置在电池内部的情况下还能适应长度较长的双开口外壳电池的结构特点，避免了采用大长度芯包串联的常规结构，降低了芯包的制作成本，且若干芯包的侧面可以紧密排列，电池内部的空间利用率高。

附图说明

图1为本发明实施例的电池的立体示意图；

图2为图1的爆炸图；

图3为本发明实施例的芯包组件和连接件的立体示意图；

图4为发明实施例的芯包组件、连接件、第一绝缘件和第二绝缘件的立体示意图；

图5为本发明实施例的芯包及连接件的立体示意图；

图6为图5的主视图；

图7为图5的侧视图；

图8为本发明实施例的盖板组件的爆炸图。

图中：

1、芯包组件；10、芯包本体；11、第一极耳；111、第一垂直分段；112、第一平行分段；12、第二极耳；121、第二垂直分段；122、第二平行分段；13、连接卡扣；

2、盖板组件；20、连接件；201、第一连接部；202、第二连接部；2021、第一夹片；2022、第二夹片；21、顶板；211、注液孔；212、防爆阀；22、侧板；23、固定件；24、绝缘塑胶；25、连接块；

3、壳体；41、第一绝缘件；411、第一缺口槽；42、第二绝缘件；421、第二缺口槽；422、过液孔。

具体实施方式

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征之“上”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征之“下”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

此外，术语“第一”、“第二”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多个该特征。

如图1至图3所示，本实施例的电池包括芯包组件1和两个连接件20，芯包组件1设置在盖板组件2和壳体3连接后形成的容纳腔内部，芯包组件1包括四个芯包，每个芯包包括芯包本体10、第一极耳11和第二极耳12，第一极耳11和第二极耳12分别设置在芯包本体10两端，四个芯包本体10连接形成呈长方体状的组件本体，组件本体的长度方向与壳体3的长度L的方向相同，两个连接件20分别设置在组件本体长度方向的两端，四个第一极耳11均位于组件本体高度方向上的一侧，四个第二极耳12均位于组件本体高度方向上相对的另一侧，一个连接件20与第一极耳11连接，另一个连接件20与第二极耳12电连接。

本实施例电池的芯包的第一极耳11和第二极耳12均位于组件本体的高度方向上的两侧，通过连接件20将芯包组件1的正极和负极分别引至组件本体长度方向上的一端，从而使芯包在以直立的姿态设置在电池内部的情况下还能适应长度较长的双开口外壳电池的结构特点，避免了采用大长度芯包串联的常规结构，显著降低了芯包的制作成本，且芯包的侧面可以紧密排列，电池内部的空间利用率高。

当然，芯包组件1包含的芯包数量并不限定为四个，芯包组件1包含的芯包的数量仅限定为两个以上。

在本实施例中，第一极耳11为正极耳，第二极耳12为负极耳，全部第一极耳11均与一个连接件20电连接，全部第二极耳12均与另一个连接件20电连接，使各个芯包以并联的形式连接。当然，第一极耳11也可以为负极耳，第二极耳12此时为正极耳。

在另外一些实施例中，第一极耳11和第二极耳12可以错开设置，即相邻两个芯包中一个芯包的第一极耳11与另外一个芯包的第二极耳12位于同一侧，以实现芯包的串联连接。

如图3至图5所示，优选的，第一极耳11及第二极耳12均呈L型，第一极耳11包括第一垂直分段111和第一平行分段112，第二极耳12包括第二垂直分段121和第二平行分段122，第一垂直分段111及第二垂直分段121均与芯包本体10的端面垂直，第一平行分段112及第二平行分段122均与芯包本体10的端面平行，相邻两个第一极耳11由一连接卡扣13连接，相邻两个第二极耳12由一连接卡扣13连接，或者相邻的第一极耳11与第二极耳12由一连接卡扣13连接，连接卡扣13呈U型，连接卡扣13上开设有通槽，第一平行分段112及第二平行分段122可卡入该通槽内，因而使连接卡扣13可以将相邻的两个第一极耳11或将相邻的两个第二极耳12连接在一起，实现芯包的并联。或者连接卡扣13可以将相邻的第一极耳11与第二极耳12连接，实现芯包的串联。

当然，第一极耳11及第二极耳12也可以为仅包含第一垂直分段111和第二垂直分段121这样的形态，通过设置第一平行分段112和第二平行分段122，可以使其他部件与第一极耳11或第二极耳12产生更多的更为灵活的连接方式，以满足某些特定情形下的连接需要。

进一步的，第一极耳11和/或第二极耳12与连接卡扣13焊接。通过将通槽的槽壁间距离设定为比第一平行分段112及第二平行分段122的厚度稍小，可以使连接卡扣13可以靠摩擦力固定在第一极耳11及第二极耳12上，从而可以避免产生焊接操作。但当电池需要在较为恶劣的工况下使用使，例如电池受到较强烈的震动等情况时，连接卡扣13仍然存在掉落的风险，此种情况下，通过将第一极耳11或第二极耳12与连接卡扣13焊接，可以时连接更为稳固，保证电池性能得以正常发挥。

如图1和图2所示，优选的，盖板组件2包括基板，基板包括顶板21和分别设置在顶板21长度方向两端的两个侧板22，两个侧板22与顶板21垂直侧，壳体3呈U型，壳体3三面开口，基板设置在壳体3的开口上并与壳体3的边缘连接，形成容纳芯包组件1的腔体。基板和壳体3采用的结构形式使其均可由金属片直接弯折成型，相较于常规的电池外壳冲压、挤压或焊接成型，制造难度小、成本低。

如图4和图8所示，优选的，连接件20包括第一连接部201和第二连接部202，第一连接部201与侧板22连接，第二连接部202与第一极耳11或第二极耳12连接，连接方式可以选用焊接。

进一步的，第二连接部202包括间隔设置的第一夹片2021和第二夹片2022，第一夹片2021和第二夹片2022的一端均与第一连接部201连接，第一平行分段112或第二平行分段122可插入第一夹片2021和第二夹片2022之间，从而实现连接件20与芯包组件1的电连接。为了保证连接的稳固，也可选择将第一夹片2021和第二夹片2022焊接在第一极耳11或第二极耳12上。

如图2至图4所示，若干第一极耳11和若干第二极耳12上分别设置有第一绝缘件41和第二绝缘件42，第一绝缘件41和第二绝缘件42均为中空结构并在靠近芯包组件1的一侧分别开设有供第一垂直分段111插入的第一缺口槽411和供第二垂直分段121插入的第二缺口槽421，若干第一平行分段112、若干第二平行分段122、若干连接卡扣13及第二连接部202均设置在第一绝缘件41或第二绝缘件42内部，因此使第一极耳11和第二极耳12与基板及壳体3隔离，实现良好地绝缘。

进一步的，第二绝缘件42远离芯包组件1的一侧与顶板21间隔设置且开设有若干过液孔422，顶板21上设置有注液孔211。注液孔211也可以设置在在壳体3上，此时注液孔211位于与顶板21相对的一侧，第一绝缘件41上开孔。在上述两个实施例中，电解液可以在重力的作用下通过第一绝缘件41上的开孔或第二绝缘件42上的过液孔422较好地浸润芯包组件1。

在一个具体的实施例中，过液孔422周围还环绕开设有若干小孔，用于增加电解液的通过速度。

在一些实施例中，顶板21上还设置有防爆阀212。在成组后，由于顶板21上未设置正负极的端子，因此顶板21的外侧在电池成组后不会有汇流排等部件，防爆阀212的开启时不会受到汇流排等部件的阻碍。

如图8所示，优选的，第一连接部201上开设有通孔，通孔内设置有固定件23，侧板22背离第一连接部201的一侧设置有绝缘塑胶24和连接块25，固定件23的一端穿过侧板22及绝缘塑胶24并与连接块25连接。连接块25作为正极端子或负极端子，固定件23使第一连接部201、绝缘塑胶24及连接块25均固定在侧板22上，也使第一极耳11及第二极耳12与连接块25电连接。

固定件23可以为铆钉，固定件23与连接块25铆接。固定件23也可以为螺钉，固定件23与连接块25螺纹连接。固定件23也可以选择与连接块25焊接。

如图1所示，优选的，电池的长度L为10mm～590mm，电池的高度H满足：3≤L/H≤13，电池的宽度W满足：5≤L/W≤48，且H>W。

如图6和图7所示，进一步的，第一极耳11和第二极耳12的长度均为L1，且0.5≤L1/H≤1，第一极耳11和第二极耳12的高度均为H1，4mm≤H1≤20mm。因此，在本实施例中，芯包的数量最少为3个，最多为26个。

优选的，芯包组件1的芯包本体10表面设置有绝缘层，绝缘层至少为一层，绝缘层可以由芯包本体10内延伸至芯包本体10外的隔膜卷绕而成。芯包本体10内设置有将正极片和负极片隔离的隔膜，通过增大此隔膜的尺寸，可以使该隔膜延伸至芯包本体10外部，隔膜经卷绕后作为绝缘层实现与壳体3和基板的绝缘，从而避免了另外单独设置绝缘层。当然，也可以在芯包本体10上单独设置绝缘层，当单独设置绝缘层时，在位于极耳端面的绝缘层上设置有通孔，该通孔用于电解液的渗入及排气。

本发明的实施例还提供一种电池模组，包括上述任一实施例的电池，因而具有制造成本低，易装配的特点。

作为本发明优选的实施方案，在本说明书的描述中，参考术语“优选的”、“进一步的”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上实施例仅用来说明本发明的详细方案，本发明并不局限于上述详细方案，即不意味着本发明必须依赖上述详细方案才能实施。所属技术领域的技术人员应该明了，对本发明的任何改进，对本发明产品各原料的等效替换及辅助成分的添加、具体方式的选择等，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (12)

1.一种电池，其特征在于，包括芯包组件和两个连接件，所述芯包组件包括若干芯包，所述芯包包括芯包本体、第一极耳和第二极耳，所述第一极耳和所述第二极耳分别设置在所述芯包本体两端，若干所述芯包本体连接形成呈长方体状的组件本体，若干所述第一极耳均位于所述组件本体高度方向上的同一侧或分开设置在所述组件本体高度方向上的两侧，若干所述第二极耳均位于所述组件本体高度方向上的同一侧或分开设置在所述组件本体高度方向上的两侧，两个所述连接件分别设置在所述组件本体长度方向上的一端，一个所述连接件仅直接与位于所述组件本体长度方向上一端的一个所述第一极耳连接，另一个所述连接件仅直接与位于所述组件本体长度方向上另一端的一个所述第二极耳连接。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，还包括盖板组件和壳体，所述盖板组件包括基板，所述基板包括顶板和分别连接在所述顶板长度方向两端的两个侧板，两个所述侧板与所述顶板垂直，所述壳体呈U型，所述壳体三面开口，所述基板设置在所述壳体的开口上并与所述壳体的边缘连接，形成容纳所述芯包组件的腔体。

3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述连接件包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部与所述侧板连接，所述第二连接部与所述第一极耳或所述第二极耳连接。

4.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述第二连接部包括两个间隔设置的夹片，两个所述夹片的一端均与所述第一连接部连接，所述第一极耳或所述第二极耳可插入两个所述夹片之间。

5.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述第一连接部上开设有通孔，所述通孔内设置有固定件，所述侧板背离所述第一连接部的一侧设置有绝缘塑胶和连接块，所述固定件的一端穿过所述侧板及所述绝缘塑胶并与所述连接块连接。

6.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述第一极耳及所述第二极耳均呈L型，均包括垂直分段和平行分段，所述垂直分段与所述芯包本体的端面垂直，所述平行分段与所述芯包本体的端面平行。

7.根据权利要求6所述的电池，其特征在于，相邻两个所述第一极耳由一连接卡扣连接，相邻两个所述第二极耳由一所述连接卡扣连接；

或，相邻的所述第一极耳和所述第二极耳由一所述连接卡扣连接；

所述连接卡扣呈U型，所述连接卡扣上开设有通槽，所述平行分段可卡入所述通槽内。

8.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，所述芯包组件的两侧分别设置有第一绝缘件和第二绝缘件，所述第一绝缘件和所述第二绝缘件均为中空结构并在靠近所述芯包组件的一侧均开设有供所述垂直分段插入的缺口槽，若干所述平行分段及若干所述连接卡扣均设置在所述第一绝缘件或所述第二绝缘件内部。

9.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，所述第一绝缘件或所述第二绝缘件远离所述芯包组件的一侧开设有若干过液孔，所述顶板或所述壳体上设置有注液孔。

10.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池的长度L为10mm～590mm，所述电池的高度H满足：3≤L/H≤13，所述电池的宽度W满足：5≤L/W≤48，且H>W；

所述第一极耳和所述第二极耳的长度均为L1，且0.5≤L1/H≤1，所述第一极耳和所述第二极耳的高度均为H1，4mm≤H1≤20mm。

11.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述芯包组件表面设置有绝缘层，所述绝缘层至少为一层，所述绝缘层由所述芯包本体内延伸至所述芯包本体外的隔膜卷绕而成。

12.一种电池模组，其特征在于，包括若干权利要求1至11任一项所述的电池。

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