CN111916642A

CN111916642A - 一种电池、电池模组及电动车

Info

Publication number: CN111916642A
Application number: CN202010681460.0A
Authority: CN
Inventors: 邹武俊; 姜斌
Original assignee: Dongguan Tafel New Energy Technology Co Ltd; Jiangsu Tafel New Energy Technology Co Ltd; Shenzhen Tafel New Energy Technology Co Ltd
Current assignee: Jiangsu Zenio New Energy Battery Technologies Co Ltd
Priority date: 2020-07-15
Filing date: 2020-07-15
Publication date: 2020-11-10
Anticipated expiration: 2040-07-15
Also published as: CN111916642B

Abstract

本发明属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种电池，包括若干个电芯(1)，所述电芯(1)的至少一个侧部设置有极耳(2)，相邻的所述电芯(1)之间通过所述极耳(2)并联形成电芯组(3)，设置有所述极耳(2)的所述侧部的数量为X，1≤X≤4，所述极耳(2)的数量为Y，1≤Y≤100，设置有所述极耳(2)的所述侧部的数量X和所述极耳(2)的数量Y满足关系式：0.01≤X/Y≤4。本发明采用电芯并联的结构，提升电芯容量，还避免电压过高导致电解液分解，同时，能使得电芯之间连接达到最优匹配，保证电池具有较高的充放电能力。此外，本发明还公开了一种电池模组及电动车。

Description

一种电池、电池模组及电动车

技术领域

本发明属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种电池、电池模组及电动车。

背景技术

如今，锂离子电池作为一种新型二次电池，具有能量密度和功率密度大、工作电压高、重量轻、体积小、循环寿命长、安全性好、绿色环保等优点，在便携式电器、电动工具、大型贮能、电动交通动力电源等方面具有广阔的应用前景。电芯能量密度的要求越来越高，在化学体系相近的情况下，提升单体电芯容量是一种有效的方式，单体电芯通过增加壳体尺寸达到提升容量的目的，由于乘用车高度有限，提升电芯壳体尺寸一般通过增加厚度或增加长度，但增加厚度会导致电芯散热性能变差，循环性能变差。因此通过增加电芯长度，是一种有效的方式。

但是发明人发现现有方案至少还存在以下缺陷：在电芯串联时，电压过高，导致电解液分解。

发明内容

本发明的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种电池，采用电芯并联的结构，提升电芯容量，还避免电压过高导致电解液分解，同时，能使得电芯之间连接达到最优匹配，保证电池具有较高的充放电能力。

为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种电池，包括若干个电芯，所述电芯的至少一个侧部设置有极耳，相邻的所述电芯之间通过所述极耳并联形成电芯组，设置有所述极耳的所述侧部的数量为X，1≤X≤4，所述极耳的数量为Y，1≤Y≤100，设置有所述极耳的所述侧部的数量X和所述极耳的数量Y满足关系式：0.01≤X/Y≤4。

作为本发明所述的一种电池的一种改进，设置有所述极耳的所述侧部的数量X和所述极耳的数量Y满足关系式：0.02≤X/Y≤2。

作为本发明所述的一种电池的一种改进，设置有所述极耳的所述侧部的数量X为2。

作为本发明所述的一种电池的一种改进，所述电芯的相对的两侧设置所述极耳。

作为本发明所述的一种电池的一种改进，所述电芯的相邻的两侧设置所述极耳。

作为本发明所述的一种电池的一种改进，设置有所述极耳的所述侧部的数量X和所述极耳的数量Y满足关系式：0.03≤X/Y≤3。

作为本发明所述的一种电池的一种改进，设置有所述极耳的所述侧部的数量X为3。

作为本发明所述的一种电池的一种改进，设置有所述极耳的所述侧部的数量X和所述极耳的数量Y满足关系式：0.04≤X/Y≤4。

作为本发明所述的一种电池的一种改进，设置有所述极耳的所述侧部的数量X为4。

作为本发明所述的一种电池的一种改进，若干个所述电芯沿相同方向依次并联连接形成所述电芯组。

作为本发明所述的一种电池的一种改进，若干个所述电芯沿环形方向依次并联连接形成所述电芯组。

作为本发明所述的一种电池的一种改进，相邻的所述极耳的极性相异，相邻的所述电芯之间按相同极性的所述极耳互相连接，所述电芯组两端的闲置的所述极耳设置有绝缘结构。

作为本发明所述的一种电池的一种改进，所述极耳包括正极耳和负极耳，所述极耳以正负极性交错方式排列。

作为本发明所述的一种电池的一种改进，至少一个所述电芯的侧部所述极耳连接有总电极，所述总电极设置在所述电芯组的一端或两端。

作为本发明所述的一种电池的一种改进，所述极耳和所述总电极之间设置有盖板。

作为本发明所述的一种电池的一种改进，所述电池还包括壳体，所述壳体设置有开口，所述盖板安装于所述开口，所述电芯通过所述开口容置于所述壳体。

作为本发明所述的一种电池的一种改进，所述电池包括若干个电芯组，相邻的所述电芯组之间通过隔板串联连接，所述隔板用于将所述壳体分成多个密封腔。

本发明的目的之二在于提供一种电池模组，包括上述的电池。

本发明的目的之三在于提供一种电动车，包括上述的电池模组。

本发明的有益效果在于，本发明包括若干个电芯，所述电芯的至少一个侧部设置有极耳，相邻的所述电芯之间通过所述极耳并联形成电芯组，设置有所述极耳的所述侧部的数量为X，1≤X≤4，所述极耳的数量为Y，1≤Y≤100，设置有所述极耳的所述侧部的数量X和所述极耳的数量Y满足关系式：0.01≤X/Y≤ 4。由于在电芯串联时，电压过高，导致电解液分解，因此，将若干个所述电芯依次并联连接形成电芯组，不仅能在维持电压不变的前提下，提升电池的容量，还能避免对电芯进行串联导致电压过高，造成电解液分解的情况；同时，只需将多个电芯依次并联，简化生产工序，有助于降低电池的生产工艺难度，从而降低电池的生产成本；电芯设置有多个极耳，通过增加电芯内极耳引出的数量，减少电芯内阻，提高电池的过流能力，此外，电芯相当于基本部件，与其它电芯进行组合成直线形、方形或环形的电池，设有极耳的侧部的数量X和极耳的数量Y，影响最终形成的电芯组，即，改变设有极耳的侧部的数量X，即改变该电芯可连接其它电芯的数量，如电芯的两侧均设置有极耳，可连接两个其它电芯，或将其中一侧的极耳作为总电极，通过更换部分的电芯即可改变电池的结构，使电芯之间达到最优匹配，不仅保证电池具有较高的充放电能力，还有助于扩展电池的适用面，匹配不同乘用车的内部空间。本发明采用电芯并联的结构，提升电芯容量，还避免电压过高导致电解液分解，同时，能使得电芯之间连接达到最优匹配，保证电池具有较高的充放电能力。

附图说明

图1为本发明中实施方式一的结构示意图。

图2为本发明中实施方式一的电芯组的结构示意图。

图3为本发明中实施方式一的电芯组切除极耳后的结构示意图。

图4为本发明中实施方式一的电芯的结构示意图。

图5为本发明中实施方式二的电芯组的结构示意图。

图6为本发明中实施方式二的电芯的结构示意图。

图7为本发明中实施方式三的结构示意图。

图8为本发明中实施方式三的电芯组的结构示意图。

图9为本发明中实施方式三的电芯的结构示意图。

图10为本发明中实施方式四的电芯的结构示意图。

图11为本发明中实施方式五的电芯组的结构示意图。

图12为本发明中实施方式六的电芯组的结构示意图。

其中：1-电芯；2-极耳；3-电芯组；4-总电极；5-壳体；21-正极耳；22- 负极耳。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”等指示的方位或位置关系为基于附图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。

在发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

以下结合附图1～12对本发明作进一步详细说明，但不作为对本发明的限定。

实施方式一

如图1～2所示，一种电池，包括若干个电芯1，电芯1的至少一个侧部设置有极耳2，相邻的电芯1之间通过极耳2并联形成电芯组3，设置有极耳2的侧部的数量为X，1≤X≤4，极耳2的数量为Y，1≤Y≤100，设置有极耳2的侧部的数量X 和极耳2的数量Y满足关系式：0.01≤X/Y≤4。由于在电芯串联时，电压过高，导致电解液分解，因此，将若干个电芯1依次并联连接形成电芯组3，不仅能在维持电压不变的前提下，提升电池的容量，还能避免对电芯1进行串联导致电压过高，造成电解液分解的情况；同时，只需将多个电芯1依次并联，简化生产工序，有助于降低电池的生产工艺难度，从而降低电池的生产成本；电芯1设置有多个极耳2，通过增加电芯1内极耳2引出的数量，减少电芯内阻，提高电池的过流能力，此外，电芯1相当于基本部件，与其它电芯1进行组合成直线形、方形或环形的电池，设有极耳2的侧部的数量X和极耳2的数量Y，影响最终形成的电芯组3，即，改变设有极耳2的侧部的数量X，即改变该电芯1可连接其它电芯1的数量，如电芯1的两侧均设置有极耳2，可连接两个其它电芯1，或将其中一侧的极耳2连接总电极4，通过更换部分的电芯1即可改变电池的结构，使电芯1之间达到最优匹配，不仅保证电池具有较高的充放电能力，还有助于扩展电池的适用面，匹配不同乘用车的内部空间。

设置有极耳2的侧部的数量X和极耳2的数量Y满足关系式：0.02≤X/Y≤2，设置有极耳2的侧部的数量X为2，电芯1的相对的两侧设置极耳2。如图4所示，于本实施方式中，将若干个两侧设置极耳2的电芯1依次串联，相邻的电芯1之间通过极耳2连接形成电芯组3，电芯组3两端的闲置的极耳2可设置绝缘结构或切除，以满足电芯组3一端或两端输出，由于位于电芯组3端部的电芯1也是两侧设有极耳2的结构，且为了避免该电芯1闲置的极耳2互相接触，或与壳体5发生接触，导致电池短路的情况，因此，将该电芯1闲置的极耳2设置绝缘结构，又或将该极耳2切除，有助于降低电芯1闲置的极耳2发生短路的概率，从而提高电池的安全性能，但本发明不以此为限，如图3所示，也可在制造该电芯1时，只在该电芯1的一侧设置极耳2，省去了后期对极耳2进行折叠或切割，有助于提高生产效率，其中，绝缘结构包括但不限于贴结缘胶纸、或往极耳2套上绝缘套。

若干个电芯1沿相同方向依次并联连接形成电芯组3。若干个电芯1沿相同方向依次并联连接形成电芯组3，没有重叠在一起，相比现有叠放的电池，能够降低电芯组3整体的厚度，有效利用电芯组3在水平面方向的空间利用率，在相同的电芯能量密度的前提下，增加电芯组3的散热面，还有利于电芯散热。

相邻的极耳2的极性相异，相邻的电芯1之间按相同极性的极耳2互相连接。于本实施方式中，每个电芯1的两侧均设置有两个极耳2，每侧的极耳2包括正极耳21和负极耳22，相邻的电芯1通过正极耳21与正极耳21相连，负极耳22与负极耳22相连，使得相邻的电芯1并联连接形成电芯组3，但本发明不以此为限，电芯1包括但不限于卷绕结构或叠片结构，电芯1的数量为1-100个，可根据实际电池型号和过流需求进行调整。

极耳2包括正极耳21和负极耳22，极耳2以正负极性交错方式排列。极耳 2以正负极性交错方式排列，即电芯1的两端极耳2均按正极耳21和负极耳22 排列，形成两端对称的电池结构，但本发明不以此为限，电芯1的一端按负极耳22、正极耳21排列，另一端按正极耳21、负极耳22排列，形成两端非对称的电池结构，电芯1的两端的极耳2的数量可根据实际电池大小和型号进行调整。

至少一个电芯1的侧部极耳2连接有总电极4，总电极4设置在电芯组3的一端或两端，极耳2和总电极4之间设置有盖板。增加总电极4，便于对电池进行充电或放电，电芯组3上任意一个电芯1闲置的极耳2均可连接总电极4，该极耳通过盖板组装成总电极4，盖板包括但不限于转接片和绝缘件，该极耳通过转接片与总电极4电连接，绝缘件起到绝缘盖板和总电极4的作用。

电池还包括壳体5，壳体5设置有开口，盖板安装于开口，电芯1通过开口容置于壳体5。增加壳体5，起到保护电芯组3的作用，有助于提高电池的安全性，其中，壳体5采用一体式或分体式结构，壳体5的整体长度大于或等于电芯组3整体的长度，壳体5的两侧设置有开口，便于将电芯组3放置到壳体5内，然后用盖板焊接于开口，用于密封壳体5，防止电解液泄露。

本发明的工作原理是：

将若干个电芯1依次并联连接形成电芯组3，不仅能在维持电压不变的前提下，提升电池的容量，还能避免对电芯1进行串联导致电压过高，造成电解液分解的情况；同时，只需将多个电芯1依次并联，简化生产工序，有助于降低电池的生产工艺难度，从而降低电池的生产成本；电芯1相当于基本部件，与其它电芯1进行组合成直线形、方形或环形的电池，设有极耳2的侧部的数量X和极耳2 的数量Y，影响最终形成的电芯组3，即，改变设有极耳2的侧部的数量X，即改变该电芯1可连接其它电芯1的数量，如电芯1的两侧均设置有极耳2，可连接两个其它电芯1，或将其中一侧的极耳2作为总电极，通过更换部分的电芯1即可改变电池的结构，使电芯1之间达到最优匹配，不仅保证电池具有较高的充放电能力，还有助于扩展电池的适用面，匹配不同乘用车的内部空间。

实施方式二

与实施方式一不同的是：电芯1的相邻的两侧设置极耳2。如图5～6所示，在电芯1的相邻的两侧设置极耳2，将4个这种电芯1沿环形的方向可形成环形的电芯组3；又或这种电芯1放在实施方式一的电芯组3的两端，并将这种电芯1其中一侧的极耳2连接总电极，使得实施方式一的电芯组3的总电极4朝相同的方向，便于根据电池模组的实际结构，改变总电极4朝向，有助于扩展电池的适用面；还可以将这种电芯1其中一侧的极耳2连接其它电芯1，从而将直线型的电芯组3变为环形的电芯组3，有助于提高电池结构的灵活性。

其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。

实施方式三

与实施方式一不同的是：本实施方式的设置有极耳2的侧部的数量X和极耳2 的数量Y满足关系式：0.03≤X/Y≤3，设置有极耳2的侧部的数量X为3。如图7～9所示，于本实施方式中，电芯1其中两侧的极耳2可用于分别连接其它的两个电芯1，另一侧的极耳2可用于连接其它电芯1，或作为总电极4，又或这种电芯1放在实施方式一的电芯组3的两端，能构成多种电芯的并联的组合，有助于提高电池结构的灵活性。

其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。

实施方式四

如图10所示，与实施方式一不同的是：本实施方式的设置有极耳2的侧部的数量X和极耳2的数量Y满足关系式：0.04≤X/Y≤4，设置有极耳2的侧部的数量X 为4。于本实施方式中，电芯1其中两侧的极耳2可用于分别连接其它的两个电芯 1，另外两侧的极耳2可用于连接其它电芯1，或连接总电极4，又或这种电芯1放在实施方式一的电芯组3的两端，能构成多种电芯的并联的组合，有助于提高电池结构的灵活性。

其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。

实施方式五

与实施方式一不同的是：如图11所示，电池包括若干个电芯组3，相邻的电芯组3之间通过隔板串联连接，隔板用于将壳体5分成多个密封腔。在电芯组3之间增加隔板，隔板不仅能够防止电解液在壳体5形成离子通路，避免电解液在高电压下分解，还能在其中一个密封腔内的电芯发生热失控时，不会立即扩散到其它密封腔，防止其它密封腔内的电芯受影响，有助于降低电池内部发生短路的概率，其中，相邻的电芯组3通过隔板串联连接，使得若干个电芯组3形成依次串联的结构，即，隔板的一侧连接其中一个电芯组3，隔板的另一侧连接另一个电芯组3，最后将若干个电芯组3装入壳体5。

其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。

实施方式六

与实施方式一不同的是：如图12所示，若干个电芯1沿环形方向依次并联连接形成电芯组3。当电芯1满足相邻的两侧设置有极耳2，均可沿环形方向依次并联连接其它电芯1，即电芯1相邻的两侧的极耳2连接其它电芯1或实施方式一的电芯组3，能构成多种电芯的并联的组合，有助于提高电池结构的灵活性。

其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。

实施方式七

一种电池模组，包括实施方式一到实施方式六的电池。

实施方式八

一种电动车，包括实施方式七的电池模组。

根据上述说明书的揭示和教导，本发明所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本发明的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本发明的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。

Claims

1.一种电池，其特征在于：包括若干个电芯(1)，所述电芯(1)的至少一个侧部设置有极耳(2)，相邻的所述电芯(1)之间通过所述极耳(2)并联形成电芯组(3)，设置有所述极耳(2)的所述侧部的数量为X，1≤X≤4，所述极耳(2)的数量为Y，1≤Y≤100，设置有所述极耳(2)的所述侧部的数量X和所述极耳(2)的数量Y满足关系式：0.01≤X/Y≤4。

2.如权利要求1所述的一种电池，其特征在于：设置有所述极耳(2)的所述侧部的数量X和所述极耳(2)的数量Y满足关系式：0.02≤X/Y≤2，所述电芯(1)的相对的两侧设置所述极耳(2)，或所述电芯(1)的相邻的两侧设置所述极耳(2)。

3.如权利要求1所述的一种电池，其特征在于：设置有所述极耳(2)的所述侧部的数量X和所述极耳(2)的数量Y满足关系式：0.03≤X/Y≤3。

4.如权利要求1所述的一种电池，其特征在于：设置有所述极耳(2)的所述侧部的数量X和所述极耳(2)的数量Y满足关系式：0.04≤X/Y≤4。

5.如权利要求1所述的一种电池，其特征在于：若干个所述电芯(1)沿相同方向或环形方向依次并联连接形成所述电芯组(3)。

6.如权利要求1所述的一种电池，其特征在于：相邻的所述极耳(2)的极性相异，相邻的所述电芯(1)之间按相同极性的所述极耳(2)互相连接，所述电芯组(3)两端的闲置的所述极耳(2)设置有绝缘结构。

7.如权利要求1所述的一种电池，其特征在于：至少一个所述电芯(1)的侧部所述极耳(2)连接有总电极(4)，所述总电极(4)设置在所述电芯组(3)的一端或两端，所述极耳(2)和所述总电极(4)之间设置有盖板。

8.如权利要求7所述的一种电池，其特征在于：所述电池还包括壳体(5)，所述壳体(5)设置有开口，所述盖板安装于所述开口，所述电芯(1)通过所述开口容置于所述壳体(5)。

9.一种电池模组，其特征在于，包括如权利要求1-8任意一项所述的电池。

10.一种电动车，其特征在于，包括如权利要求9所述的电池模组。