CN113131061A - 电池包及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电池技术领域，公开一种电池包及用电设备，其中，电池包包括壳体、电芯模组、包覆膜和模组缓冲垫。壳体设置有容纳腔，电芯模组容纳于容纳腔。电芯模组包括多个堆叠设置的电芯，电芯包括主体部和与主体部连接的顶封部。包覆膜包覆电芯模组的外侧壁，并固定多个堆叠设置的电芯。模组缓冲垫设置于壳体和电芯模组之间。通过以上设置，使得壳体和电芯模组之间具有缓冲作用，防止振动、撞击等动作对电芯模组造成破坏，保证电池包的结构稳定性，提高电池包的安全性能，且方便对电池包进行组装，提高电池包的生产效率。

Description

电池包及用电设备

技术领域

本申请实施方式涉及电池技术领域，特别涉及一种电池包及用电设备。

背景技术

在电池生产和使用过程中，电池包内部电芯的固定方式十分重要，其将影响电池使用的安全可靠性以及生产组装的可行性与效率。

在电动摩托车和电动自行车中，由于使用过程中振动环境较为恶劣，若电池包内部电芯固定不牢靠，则在振动过程中容易发生电芯移位。因此，电池包内部电芯的固定显得尤为重要。

目前，电池包内部电芯的固定方式主要有灌胶和涂胶。其中，当胶体固化后，电池包内部电芯将不可拆卸，无法维修，且生产过程中需要等待胶体固化，普遍用时较长，生产效率低。

申请内容

本申请实施方式主要解决的技术问题是提供一种电池包及用电设备，以至少解决现有技术中存在的问题。

为解决上述技术问题，本申请实施方式采用的一个技术方案是：

一方面，本申请实施例提供一种电池包，电池包包括：

壳体，设置有容纳腔；

电芯模组，容纳于容纳腔，电芯模组包括多个堆叠设置的电芯，电芯包括主体部和与主体部连接的顶封部；

包覆膜，包覆电芯模组的外侧壁；

模组缓冲垫，设置于壳体和电芯模组之间。

在一些实施例中，电芯模组还包括：

限位结构，限位结构安装于多个堆叠设置的电芯的外周，并限制多个堆叠设置的电芯彼此发生相对移位。

在一些实施例中，限位结构包括导热框，导热框套设于多个堆叠设置的电芯的外侧壁。

在一些实施例中，限位结构还包括散热板，散热板设置于多个堆叠设置的电芯的主体部远离顶封部的一端，且散热板至少部分外露于包覆膜。

在一些实施例中，限位结构还包括导热板，导热板连接导热框和散热板，且导热板位于包覆膜和多个堆叠设置的电芯之间。

在一些实施例中，限位结构还包括压板，压板设置于多个堆叠设置的电芯的顶封部远离主体部的一端。

在一些实施例中，包覆膜的一端包覆压板的至少部分，包覆膜的另一端包覆散热板的边沿。

在一些实施例中，电芯模组还包括压缩垫，相邻两个电芯之间设置有压缩垫。

在一些实施例中，电芯模组还包括顶封缓冲垫，相邻两个电芯之间设置顶封缓冲垫，顶封缓冲垫与压板抵接。

在一些实施例中，电池包还包括：

电源控制板，电源控制板设置于电芯模组远离主体部的一端，电源控制板设置有连接部；

电芯还包括极耳，极耳的一端与主体部的内部连接，极耳的另一端延伸出顶封部并与连接部连接；

电芯模组还包括板缓冲垫，板缓冲垫抵接于连接部。

在一些实施例中，相邻的两个电芯的极耳相对设置形成容置空间，板缓冲垫置于容置空间内。

在一些实施例中，模组缓冲垫包括第一缓冲垫，第一缓冲垫间隔设置于包覆膜的外侧壁。

在一些实施例中，第一缓冲垫包括棱角缓冲垫和侧缓冲垫，棱角缓冲垫包覆包覆膜的外侧壁的棱角边，侧缓冲垫设置于相邻两个棱角缓冲垫之间，并与相邻棱角缓冲垫间隔设置。

在一些实施例中，模组缓冲垫还包括第二缓冲垫，包覆膜的两端面的边角分别设置有第二缓冲垫。

在一些实施例中，包覆膜为热缩膜。

另一方面，本申请实施例还提供一种用电设备，用电设备包括：

负载；以及

如上所述的电池包，负载与电池包电连接。

与现有技术相比，本申请的电池包还包括包覆膜和模组缓冲垫。包覆膜包覆电芯模组的外侧壁，以限制多个电芯彼此发生相对移位，使得多个电芯相对彼此固定。模组缓冲垫设置于壳体和电芯模组之间，以在壳体和电芯模组之间起缓冲作用。当电池包的外部出现振动、撞击等时，模组缓冲垫降低、甚至抵消外部对电芯模组的作用力，防止振动、撞击等动作对电芯模组造成破坏，保证电池包的结构稳定性，提高电池包的安全性能。且该电池包无需通过胶水粘接等固定方式，即可实现对电池包进行及时的组装，提高电池包的生产效率，且实现电芯模组和壳体的可拆卸连接。

附图说明

一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明且不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1是本申请其中一实施例提供电池包结构立体图；

图2是图1的电池包的结构分解图；

图3是图1的电池包省去壳体的结构分解图；

图4是图3的电芯模组的单个电芯的结构立体图；

图5是图3的部分结构立体图；

图6是图5的结构分解图。

具体实施方式

为了便于理解本申请，下面结合附图和具体实施例，对本申请进行更详细的说明。需要说明的是，当元件被表述“固定于”/“安装于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。当一个元件被表述“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件、或者其间可以存在一个或多个居中的元件。本说明书所使用的术语“上”、“下”、“内”、“外”、“垂直的”、“水平的”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申请和简化描述，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申请的限制。此外，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。

除非另有定义，本说明书所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是用于限制本申请。本说明书所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

此外，下面所描述的本申请不同实施例中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本申请实施例提供一种电池包100，该电池包100可以是动力电池，也可以是储能电池，其电池包100放电时将化学能转化成电能，以向外部负载供电，充电时将电能转化成化学能，以在电池包100内部进行储能。

请参阅图1-图3，图1为本申请其中一实施例提供电池包100结构立体图，图2为图1的电池包100的结构分解图，图3为图1的电池包省去壳体10的结构分解图。电池包100包括壳体10和电芯模组20，壳体10设置有容纳腔101，电芯模组20容纳于容纳腔101，电芯模组20包括多个堆叠设置的电芯21。

可以理解的是，在电池包100的生产和使用过程中，电芯21和壳体10的固定方式直接影响着生产效率和电池使用的安全可靠性。其中，在生产过程中，常采用灌胶和涂胶的方式固定电芯21和壳体10，由于生产过程中需等待胶体固化，导致生产效率较低，且胶体固化后电芯21和壳体10无法拆卸；在使用过程中，若电芯21和壳体10固定不牢靠，则在振动、撞击等过程中容易对电芯21造成破坏，从而造成安全隐患。

为提高电池包100的生产效率和安全性能，本申请实施例提供的电池包100还包括包覆膜30和模组缓冲垫40。包覆膜30包覆电芯模组20的外侧壁，并固定所述多个堆叠设置的电芯21，以限制多个电芯21彼此发生相对移位，使得多个电芯21相对彼此固定。模组缓冲垫40设置于壳体10和电芯模组20之间，模组缓冲垫40用于在壳体10和电芯模组20之间起缓冲作用。

本申请实施例提供的电池包100，在生产过程中，通过包覆电芯模组20的包覆膜30以及设置于壳体10和电芯模组20之间的模组缓冲垫40，无需通过胶水粘接等固定方式，即可实现对电池包100进行及时的组装，提高电池包100的生产效率，且实现电芯模组20和壳体10的可拆卸连接；在使用过程中，包覆膜30限制了多个电芯21彼此发生相对移位，且模组缓冲结构在壳体10和电芯模组20之间起缓冲作用，当电池包100的外部出现振动、撞击等时，模组缓冲垫40降低、甚至抵消外部对电芯模组20的作用力，防止振动、撞击等动作对电芯模组20造成破坏，保证电池包100的结构稳定性，提高电池包100的安全性能。

对于上述的壳体10，壳体10呈长方体状。壳体10包括外壳11和上盖12，上述的容纳腔101设置于外壳11，上盖12安装在壳体10上并盖设于容纳腔101的腔口。其中，上盖12设置有出线接口121，出线接口121允许容纳腔101内的电芯模组20向外引出电连接线。

在本申请的一些其他实施例中，壳体10的形状结构可以根据实际需要设置，例如，壳体10的横截面呈圆角矩形，本申请实施例不对壳体10的形状结构进行限定。

在本申请的一些其他实施例中，上盖12也可以设置有用于与外部插头实现电性连接的插座。

对于上述的电芯模组20，多个电芯21沿单个电芯21的厚度方向堆叠，形成电芯模组20的主体结构部分。

请一并参阅图4，图4为单个电芯21的结构立体图，电芯21包括主体部211、顶封部212和极耳213，顶封部212连接于主体部211的一端，朝背离主体部211的方向延伸，极耳213的一端与主体部211连接，极耳213的另一端朝背离主体部211的方向延伸出顶封部212。

具体地，主体部211包括第一极片、第二极片、隔离膜和第一包装袋，第一极片、第二极片和隔离膜层叠并卷绕设置或叠片设置，隔离膜位于第一极片和第二极片之间，第一包装袋包覆第一极片、第二极片、隔离膜。顶封部212包括第二包装袋和密封胶，第二包装袋与第一包装袋的一端连接，其中，第一包装袋和第二包装袋可以为一体结构。极耳213包括第一极耳2131和第二极耳2132，第一极耳2131和第二极耳2132分别与第一极片和第二极片连接，并分别延伸出第二包装袋，密封胶密封第一极耳2131和第二极耳2132与第二包装袋的连接处。

其中，第一极片可以是正极极片，第二极片为负极极片，第一极耳2131为正极极耳，第二极耳2132为负极极耳。第一极片也可以是负极极片，第二极片为正极极片，第一极耳2131为负极极耳，第二极耳2132为正极极耳。

请一并参阅图5和图6，图5为图3的部分结构立体图，图6为图5的结构分解图，为加强多个电芯21之间的连接，防止多个电芯21彼此发生相对移位，电芯模组20还包括限位结构22，限位结构22安装于多个电芯21的外周，并限制多个电芯21彼此发生相对移位，实现多个电芯21相对彼此固定。

具体地，限位结构22包括导热框221，导热框221套设于多个电芯21的外侧壁，且导热框221位于包覆膜30和多个电芯21之间。导热框221呈矩形框状，导热框221围绕每个电芯21的外侧壁，并箍住多个电芯21，以阻止多个电芯21彼此朝向导热框221的任一侧壁的方向发生移位，导热框221还可限制电芯21沿堆叠的方向发生过度膨胀。其中，导热框221具有导热作用，导热框221可以包括具有导热作用的材料，例如但不限于镀锌钢。

限位结构22还包括散热板222，散热板222设置于电芯21主体部211远离顶封部212的一端，且散热板222至少部分外露于包覆膜30。散热板222呈板状结构，散热板222抵接于电芯21的主体部211远离顶封部212的端面，以阻止多个电芯21彼此朝向散热板222的方向发生移位。其中，散热板222具有散热作用，散热板222可以包括具有散热作用的材料，例如但不限于镀锌铜。

限位结构22还包括导热板223，导热板223连接导热框221和散热板222，且导热板223位于包覆膜30和电芯21之间。导热板223呈矩形板状，导热板223的一端连接导热框22，导热板223的另一端沿电芯21的外侧壁，朝向散热板222的方向延伸并与散热板222连接。其中，导热板223具有导热作用，导热板223可以包括具有导热作用的材料，例如但不限于镀锌铜。

导热框221和导热板223用于吸收电芯21工作时产生的热量，并将该热量传递至散热板222，散热板222用于将该热量进行散发，防止包覆膜30内的多个电芯21过热，解决了由于包覆膜30包覆多个电芯21而产生的电芯21散热问题。其中，散热板222也可以直接从电芯21的主体部211远离顶封部212的端面吸收热量，以直接进行散热。

在具体实施过程中，导热框221、散热板222和导热板223之间实现连接的方式可以根据实际情况选择，例如但不限于焊接。当然，导热框221、散热板222和导热板223也可以为一体成型，且均由相同材料制成。

在本申请的一些其他实施例中，导热板223可以省略，导热框221沿电芯21的外侧壁，朝向散热板222的方向延伸并与散热板222相接。

限位结构22还包括压板224，压板224设置于电芯21的顶封部212远离主体部211的一端。压板224呈长条板状，压板224抵接于电芯21的顶封部212远离主体部211的一端，以阻止多个电芯21相对彼此朝向压板224的方向发生移位。其中，压板224可以包括具有耐热性能较好的材料，例如但不限于环氧树脂。

电芯模组20还包括压缩垫23，相邻两个电芯21之间设置有压缩垫23。压缩垫23具有弹性压缩性能，压缩垫23为多个电芯21之间预留膨胀空间，允许电芯21的内部发生一定程度的膨胀，且压缩垫23可对电芯21之间的鼓胀应力起到缓冲作用，此外，压缩垫23还具有阻燃作用，抑制电芯21之间的热扩散，延缓事故发生。其中，压缩垫23可以包括具有弹性压缩性能的材料，例如但不限于改性聚丙烯。

为了防止振动、撞击等作动导致电芯21的顶封部212出现变形、甚至断裂，电芯模组20还包括顶封缓冲垫24，相邻两个电芯21之间设置顶封缓冲垫24。

具体地，每个顶封部212的相背两侧分别设置有顶封缓冲垫24，顶封缓冲垫24用于在相邻两个顶封部212之间起缓冲作用。多个电芯21堆叠后，顶封部212的相背两侧形成容纳空间2121，顶封缓冲垫24容纳于容纳空间2121。其中，当电池包100的外部出现振动、撞击等时，顶封部212在外力的作用下，可能朝向容纳空间2121弯折而出现变形、甚至断裂，通过在容纳空间2121设置顶封缓冲垫24，可降低、甚至抵消外部对顶封部212的作用力，防止振动、撞击等动作对顶封部212造成破坏，提高了电池包100的安全性能。其中，顶封缓冲垫24可以包括具有缓冲性能的材料，例如但不限于改性聚丙烯。

进一步地，为防止压板224抵接于顶封部212时对顶封部212造成压迫，而导致顶封部212发生形变，顶封缓冲垫24与压板224抵接，顶封缓冲垫24朝向压板224的方向延伸并抵接于压板224，顶封缓冲垫24还可对压板224起缓冲作用，可防止振动、撞击等动作导致压板224对顶封部212造成破坏，提高了电池包100的安全性能。

对于上述的包覆膜30，包覆膜30的一端包覆压板224的至少部分，包覆膜30的另一端包覆散热板222的边沿，以对电芯模组20整体起固定作用，使得限位结构22和多个堆叠设置的电芯21相互固定，以及将顶封缓冲垫24限制于顶封部212的两侧，无需通过其他方式(例如，粘接)以固定限位结构22和顶封部212。

包覆膜30为热缩膜，热缩膜遇热收缩，并可紧密地包覆于电芯模组20，该热缩膜具有柔韧性好、抗撞击、抗撕裂性强、不易破损、不怕潮、收缩率大地特点，有利于固定整个电芯模组20。其中，热缩膜可以包括聚乙烯，热缩膜的厚度可以为2mm，热缩膜的抗张强度≥10MPa。其中，电芯21的膨胀力约0.2MPa，热缩膜的抗张强度远大于电芯21的膨胀力，有利于热缩膜固定整个电芯模组20。

电池包100还包括电源控制板50，电源控制板50设置于电芯模组20远离主体部211的一端，电源控制板50设置有连接部51，连接部51与极耳213连接。电芯模组20还包括板缓冲垫25，板缓冲垫25位于连接部51和主体部211之间，且板缓冲垫25抵接于连接部51，板缓冲垫25用于对连接部51起缓冲作用，防止振动、撞击等动作使得连接部51拉扯极耳213，而导致极耳213断裂。

相邻的两个电芯21的极耳213相对设置形成容置空间2133，板缓冲垫25置于容置空间内。

具体地，一个电芯21的第一极耳2131和第二极耳2132分别与相邻的一个电芯21的第二极耳2132和第一极耳2131相对，相对的第一极耳2131和第二极耳2132形成容置空间，板缓冲垫25置于容置空间2133内，相对的第一极耳2131和第二极耳2132分别朝向板缓冲垫25远离主体部211的一侧延伸并相互连接形成连接处，连接部51伸入连接处和板缓冲垫25之间，并与连接处连接，同时抵接于板缓冲垫25。其中，板缓冲垫25可以包括具有缓冲性能的材料，例如但不限于改性聚丙烯，板缓冲垫25和顶封缓冲垫24可以为一体结构，板缓冲垫25由顶封缓冲垫24朝向连接部51的方向延伸并抵接于连接部51。

其中，板缓冲垫25和顶封缓冲垫24可以为一体结构。

对于上述模组缓冲垫40，模组缓冲垫40包括第一缓冲垫41，第一缓冲垫41间隔设置于包覆膜30的外侧壁，第一缓冲垫41用于在电芯模组20和壳体10之间起缓冲作用，当电池包100的外部出现振动、撞击等时，第一缓冲垫41降低、甚至抵消外部对电芯模组20作用力，防止振动、撞击等动作对电芯模组20造成破坏，此外，第一缓冲垫41还可防止包覆膜30的外侧壁和壳体10的内侧壁出现摩擦，而导致包覆膜30受损。其中，模组缓冲垫40可以包括具有缓冲性能的材料，例如但不限于改性聚丙烯。

具体地，第一缓冲垫41包括棱角缓冲垫411和侧缓冲垫412，棱角缓冲垫411包覆包覆膜30的外侧壁的棱角边，棱角缓冲垫411用于在电芯模组20的外侧壁的棱角和壳体10之间起缓冲作用，侧缓冲垫412设置于相邻两个棱角缓冲垫411之间，并与相邻棱角缓冲垫411间隔设置，侧缓冲垫412用于在电芯模组20的外侧壁的平面和壳体10之间起缓冲作用。通过以上设置，一方面，在保证对电芯模组20的外侧壁起到有效的防护效果的前提下，减少了第一缓冲垫41的用量，降低了电池包100的生产成本；另一方面，避免第一缓冲垫41过大遮覆包覆膜30的面积，有利于电芯21的散热。

模组缓冲垫40还包括第二缓冲垫42，包覆膜30的两端面的边角分别设置有第二缓冲垫42，第二缓冲垫42用于在电芯模组20的端面和壳体10之间起缓冲作用。通过以上设置，一方面，在保证对电芯模组20的端面起到有效的防护效果的前提下，减少了第二缓冲垫42的用量，降低了电池包100的生产成本；另一方面，避免第二缓冲垫42过大遮覆电芯模组20的端面的面积，有利于电芯21的散热。

其中，电源控制板50相背于顶封部212的一面可以设置有第二缓冲垫40，以在电源控制板50和上盖12之间起到缓冲作用。

本申请实施例还提供一种用电设备，用电设备包括电池包100以及与电池包100连接的负载。其中，用电设备可以是电动摩托车、电动自行车、电动滑板、电动平衡车、电动代步车、电动设备等以电池包100作为驱动电源的设备。

以上所述仅为本申请的实施方式，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围。

Claims (16)

1.一种电池包，其特征在于，包括：

壳体，设置有容纳腔；

电芯模组，容纳于所述容纳腔，所述电芯模组包括多个堆叠设置的电芯，所述电芯包括主体部和与所述主体部连接的顶封部；

包覆膜，包覆所述电芯模组的外侧壁；

模组缓冲垫，设置于所述壳体和电芯模组之间。

2.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述电芯模组还包括：

限位结构，所述限位结构安装于所述多个堆叠设置的电芯的外周，并限制所述多个堆叠设置的电芯彼此发生相对移位。

3.根据权利要求2所述的电池包，其特征在于，所述限位结构包括导热框，所述导热框套设于所述多个堆叠设置的电芯的外侧壁。

4.根据权利要求3所述的电池包，其特征在于，所述限位结构还包括散热板，所述散热板设置于所述多个堆叠设置的电芯的主体部远离所述顶封部的一端，且所述散热板至少部分外露于所述包覆膜。

5.根据权利要求4所述的电池包，其特征在于，所述限位结构还包括导热板，所述导热板连接所述导热框和散热板，且所述导热板位于所述包覆膜和多个堆叠设置的电芯之间。

6.根据权利要求2至5中任一项所述的电池包，其特征在于，所述限位结构还包括压板，所述压板设置于所述多个堆叠设置的电芯的顶封部远离所述主体部的一端。

7.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于，所述包覆膜的一端包覆所述压板的至少部分，所述包覆膜的另一端包覆所述散热板的边沿。

8.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于，所述电芯模组还包括压缩垫，相邻两个所述电芯之间设置有所述压缩垫。

9.根据权利要求6所述的电池包，其特征在于，所述电芯模组还包括顶封缓冲垫，相邻两个所述电芯之间设置所述顶封缓冲垫，所述顶封缓冲垫与所述压板抵接。

10.根据权利要求1至5任一项所述的电池包，其特征在于，还包括：

电源控制板，所述电源控制板设置于所述电芯模组远离所述主体部的一端，所述电源控制板设置有连接部；

所述电芯还包括极耳，所述极耳的一端与所述主体部的内部连接，所述极耳的另一端延伸出所述顶封部并与所述连接部连接；

所述电芯模组还包括板缓冲垫，所述板缓冲垫抵接于所述连接部。

11.根据权利要求10所述的电池包，其特征在于，相邻的两个所述电芯的极耳相对设置形成容置空间，所述板缓冲垫置于所述容置空间内。

12.根据权利要求1至5任一项所述的电池包，其特征在于，所述模组缓冲垫包括第一缓冲垫，所述第一缓冲垫间隔设置于所述包覆膜的外侧壁。

13.根据权利要求12所述的电池包，其特征在于，所述第一缓冲垫包括棱角缓冲垫和侧缓冲垫，所述棱角缓冲垫包覆所述包覆膜的外侧壁的棱角边，所述侧缓冲垫设置于相邻两个所述棱角缓冲垫之间，并与相邻所述棱角缓冲垫间隔设置。

14.根据权利要求11所述的电池包，其特征在于，所述模组缓冲垫还包括第二缓冲垫，所述包覆膜的两端面的边角分别设置有所述第二缓冲垫。

15.根据权利要求1所述的电池包，其特征在于，所述包覆膜为热缩膜。

16.一种用电设备，其特征在于，包括：

负载；以及

如权利要求1-15任一项所述的电池包，所述负载与所述电池包电连接。

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