CN113764789A - 一种电池、电池包及汽车 - Google Patents

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Abstract

本申请提供了一种电池，包括金属壳体和封装于所述金属壳体内的多个极芯组，所述极芯组之间串联，所述极芯组包括封装膜和至少一个极芯，所述至少一个极芯位于所述封装膜包围形成的容纳腔内；串联连接的两个极芯组之间设有绝缘隔件，所述绝缘隔件上设有通孔，所述极芯组含有用于引出电流的第一电极和第二电极，串联连接的两个极芯组中的其中一个极芯组的第一电极与另一个极芯组的第二电极连接且连接部位容纳于所述通孔中；所述绝缘隔件包括面对金属壳体内表面的外周面，所述绝缘隔件的外周面上设置有金属件，所述金属件与所述金属壳体连接以将所述绝缘隔件和金属壳体固定。同时，本申请还提供了基于本申请提供的电池的电池包和汽车。

Description

一种电池、电池包及汽车
技术领域
本申请涉及电池领域，尤其涉及一种电池、电池包及汽车。
背景技术
现有技术中，为提高电池的容量，在电池的金属壳体内串联有多个极芯，在电池使用过程中极芯间的连接部位容易发生扭曲、折断等；另外，在振动、颠簸情况下，多个极芯容易在金属壳体里窜动，极芯与极芯之间会发生相对位移，对极芯产生损伤，例如，集流体破损，隔膜打皱、极片上活性材料层脱落，电池的稳定性较差，也容易发生安全问题。
发明内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
为解决上述技术问题，本申请的技术方案是：
本申请第一方面提供一种电池，包括金属壳体和封装于所述金属壳体内的多个极芯组，所述极芯组之间串联，所述极芯组包括封装膜和至少一个极芯，所述至少一个极芯位于所述封装膜包围形成的容纳腔内；串联连接的两个极芯组之间设有绝缘隔件，所述绝缘隔件上设有通孔，所述极芯组含有用于引出电流的第一电极和第二电极，串联连接的两个极芯组中的其中一个极芯组的第一电极与另一个极芯组的第二电极连接且连接部位容纳于所述通孔中；所述绝缘隔件包括面对金属壳体内表面的外周面，所述绝缘隔件的外周面上设置有金属件，所述金属件与所述金属壳体连接以将所述绝缘隔件和金属壳体固定。
本申请一个实施例中，所述绝缘隔件的外周面上设置有卡槽，所述金属件包括配合部和与所述配合部连接的连接部，所述配合部卡设于所述卡槽内，所述连接部外露于外周面上以与所述金属壳体连接。
本申请一个实施例中，所述金属件为凹槽结构，所述卡槽的形状与所述凹槽结构的开口形状相适配；所述凹槽结构的侧壁作为所述配合部卡入所述卡槽内，所述凹槽结构的凹槽底壁作为所述连接部与所述金属壳体连接。
本申请一个实施例中，所述卡槽与所述配合部过盈配合而相互固定。
本申请一个实施例中，所述金属件通过嵌件成型的方式与所述绝缘隔件一体成型，所述金属件为铝材料制成。
本申请一个实施例中，所述金属件与金属壳体通过焊接方式固定。
本申请一个实施例中，所述电池的长度沿第一方向延伸，所述极芯组的长度沿第一方向延伸，多个所述极芯组沿第一方向排列，串联连接的两个极芯组为相邻两个极芯组，所述绝缘隔件位于相邻两个极芯组之间。
本申请一个实施例中，所述绝缘隔件包括第一嵌件和第二嵌件，所述第一嵌件和第二嵌件间隔所述连接部位设置，以共同夹持所述连接部位，所述第一嵌件和第二嵌件之间的空隙构成所述通孔。
本申请一个实施例中，所述第一嵌件和第二嵌件分别与极芯组粘结固定。
本申请第二方面提供一种电池包，包括上述电池。
本申请第三方面提供一种汽车，包括上述电池包。
与现有技术相比，本申请的有益效果在于：
本申请中，通过在串联连接的两个极芯组之间设有绝缘隔件，并使串联连接的两个极芯组的连接部位设置在绝缘隔件内，由此利用绝缘隔件可以更好地将各极芯组更好的固定，防止极芯组之间的窜动，保持极芯组之间连接的有效性地固定，并且还可增强连接部位的强度，从而可防止在电池使用过程中极芯组之间的连接部位发生扭曲、断裂等情况，提高极芯组之间连接的可靠性，同时，所述绝缘隔件包括面对金属壳体的内表面的外周面，所述绝缘隔件的外周面上设置有金属件，所述金属件与所述金属壳体连接以将所述绝缘隔件和金属壳体固定，从而可以防止极芯组之间在第一方向上的窜动，保持极芯组之间连接的有效性，增加电池的机械强度，防止电池在使用过程中发生扭曲、断裂等情况。
附图说明
图1为本申请一实施例提供的一种电池的结构示意图。
图2为本申请一实施例提供的一种电池的部分结构的拆解示意图。
图3为本申请一实施例中的极芯组的结构示意图。
图4为图3在IV-IV处的剖面示意图。
图5为本申请的极芯组与绝缘隔件配合的装配示意图。
图6为本申请的极芯组与绝缘隔件配合的结构示意图。
图7为本申请一实施例图1中的电池在VII-VII上的剖面示意图的局部放大图。
图8为本申请一实施例中的电池包的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”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”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更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请中，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，或成一体；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或两个元件的相互作用关系。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申请中的具体含义。
本申请提供了一种电池，包括金属壳体和封装于所述金属壳体内的多个极芯组，所述极芯组之间串联，所述极芯组包括封装膜和至少一个极芯，所述至少一个极芯位于所述封装膜包围形成的容纳腔内；串联连接的两个极芯组之间设有绝缘隔件，所述绝缘隔件上设有通孔，所述极芯组含有用于引出电流的第一电极和第二电极，串联连接的两个极芯组中的其中一个极芯组的第一电极与另一个极芯组的第二电极连接且连接部位容纳于所述通孔中；所述绝缘隔件包括面对金属壳体内表面的外周面，所述绝缘隔件的外周面上设置有金属件，所述金属件与所述金属壳体连接以将所述绝缘隔件和金属壳体固定。
与现有技术相比，本申请的有益效果在于：
本申请中，通过在串联连接的两个极芯组之间设有绝缘隔件，并使串联连接的两个极芯组的连接部位设置在绝缘隔件内，由此利用绝缘隔件可以更好地将各极芯组更好的固定，防止极芯组之间的窜动，保持极芯组之间连接的有效性地固定，并且还可增强连接部位的强度，从而可防止在电池使用过程中极芯组之间的连接部位发生扭曲、断裂等情况，提高极芯组之间连接的可靠性，同时，所述绝缘隔件包括面对金属壳体的内表面的外周面，所述绝缘隔件的外周面上设置有金属件，所述金属件与所述金属壳体连接以将所述绝缘隔件和金属壳体固定，可以进一步防止极芯组之间产生窜动，提高防窜动效果。
请参考图1至图2，所述电池100包括金属壳体10和封装于所述金属壳体10内的多个极芯组20，所述极芯组20之间串联。请参考图3和图4，所述极芯组20包括封装膜201和至少一个极芯202，所述至少一个极芯202位于所述封装膜201包围形成的容纳腔内。在本申请的一些实例中，所述封装膜201为铝塑复合膜或高分子材料复合膜。请再次参考图2，串联连接的两个极芯组20之间设有绝缘隔件30。请参考图5和图6，所述绝缘隔件30上设有通孔301，所述极芯组20含有用于引出电流的第一电极21和第二电极22，第一电极21和第二电极22中的其中一个为正电极，另一个为负电极，串联连接的两个极芯组20中的其中一个极芯组20的第一电极21与另一个极芯组20的第二电极22连接且连接部位容纳于所述通孔301中。请参考图2和图7，所述绝缘隔件30包括面对金属壳体10的内表面101的外周面302，所述绝缘隔件30的外周面302上设置有金属件303，所述金属件303与所述金属壳体10连接以将所述绝缘隔件30和金属壳体10固定。
其中，极芯组20之间的连接部位是指两个极芯组20中的其中一个极芯组20的第一电极21与另一个极芯组20的第二电极22相连接的连接部位，由此，通过在串联连接的两个极芯组20之间设有绝缘隔件30，并使串联连接的两个极芯组20的连接部位设置在绝缘隔件30内，由此利用绝缘隔件30可以更好地将各极芯组20更好的固定，防止极芯组20之间的窜动，保持极芯组20之间连接的有效性地固定，并且还可增强连接部位的强度，从而可防止在电池使用过程中极芯组20之间连接部位发生扭曲、断裂等情况，提高极芯组20之间连接的可靠性，此外，所述绝缘隔件30包括面对金属壳体10的内表面101的外周面302，所述绝缘隔件30的外周面302上设置有金属件303，所述金属件303与所述金属壳体10连接以将所述绝缘隔件30和金属壳体10固定，可以进一步防止极芯组20之间产生窜动，提高防窜动效果。
在本申请的一些实例中，所述电池100的长度沿第一方向L延伸，电池100的厚度沿第二方向W延伸，所述极芯组20的长度沿第一方向L延伸。其中，多个极芯组20可以构成两个极芯串，即电池100内可以含有两个极芯串，两个极芯串可以为串联的关系，例如两个极芯串的连接方式可以是“U”形连接，即两个极芯串位于第一方向L的同一端的相应电极串联，而两个极芯串位于第一方向L的另一端上的相应电极分别为电池的正负极。
每个极芯串有多个极芯组20，两个极芯串沿第二方向W排列，而每个极芯串中的多个所述极芯组20沿第一方向L排列。另外，极芯组20的第一电极21和第二电极22设置在极芯组20沿第一方向L的相对两端，并且，串联连接的两个极芯组20为相邻两个极芯组20。即本申请实施例中，对于每个极芯串中的多个极芯组20，相邻两个极芯组20为串联，因此，每个极芯串的多个极芯组20采用“头对头”的排布方式，此排布方式可以较为方便地实现极芯组20之间的两两串联，连接结构简单。另外该种排布方式可以较为方便的制造长度较长的电池100，由此在将电池100安装进电池包外壳内时，可以不需要设置横梁和纵梁等支撑结构，而是利用电池100本身的金属壳体10作支撑而将电池100直接安装在电池包外壳上，由此可以节省电池包内部空间，提高电池包的体积利用率，且有利于降低电池包的重量。
当然，在其他实施例中，电池100也可以仅是设置一个极芯串，即电池100内的所有极芯组20均是沿第一方向L依次排列，所有极芯组20串联形成一个极芯串。
多个极芯组20串联时，极芯组20之间的连接部位成了整个电池的薄弱部，在电池使用过程中容易发生扭曲或断裂等，从而导致连接失效，同时由于电池内串联了多个极芯组20，增加电池在第一方向L上窜动的风险。所以，本申请中，通过在串联连接的两个极芯组20之间设有绝缘隔件30，两个极芯组20的连接部位设置在绝缘隔件30的通孔301内，这样可增强连接部位的强度，同时，所述绝缘隔件30包括面对金属壳体10的内表面101的外周面302，所述绝缘隔件30的外周面302上设置有金属件303，所述金属件303与所述金属壳体10连接以将所述绝缘隔件30和金属壳体10固定，防止极芯组20之间在第一方向L上发生窜动，保持极芯组20之间连接的有效性，增加电池100的机械强度，防止电池100在使用过程中发生扭曲、断裂等情况。
本申请的一个实施例中，金属壳体10可以是铝壳等；当然，根据需要也可以选择其他金属制成。从而，所述金属壳体10具有足够的强度，避免被撞坏或者变形，提高电池100的安全性。
在本申请的一些实例中，所述封装膜201为铝塑复合膜或高分子材料复合膜。所述极芯组20的第一电极21和第二电极22伸出封装膜201外。即本申请实施例中，绝缘隔件30是设置在封装膜201之外的绝缘隔件30，通过膜外设绝缘隔件30以提高极芯组20之间连接的可靠性。
在本申请的一些实例中，所提到的极芯202，也可以理解为动力电池领域常用的极芯，极芯以及极芯组20为电池100的金属壳体10内部的组成部分，而不能被理解为电池本身；极芯202可以是卷绕形成的极芯，极芯202一般是指未完全密封的组件。因而，在本申请提到的电池，不能因其包含多个极芯202，而将其简单的理解为电池模组或电池组。在本申请中，极芯组20可以是由一个单独的极芯组成；也可以包括多个极芯，且多个极芯并联连接，构成所述极芯组20。
在本申请的其中一些实施例中，当电池100中含有两个极芯串时，也就是说，位于绝缘隔件30在第一方向L的每一侧都设置有两个极芯组20，可以增加极芯组20的数量，从而增加电池100的电容量。
在本申请的另一些实施例中，在第二方向W上仅设置一个极芯组20，多个极芯组20均沿第一方向L延伸，也就是说，位于绝缘隔件30在第一方向L的每一侧仅设置一个极芯组20，此种情况可以理解为电池100内仅设置一个极芯串的情况。
在本申请的其中一些实施例中，为了便于金属件303与绝缘隔件30的固定，所述绝缘隔件30的外周面302上设置有卡槽3021，所述金属件303包括配合部3031和与所述配合部3031连接的连接部3032，所述配合部3031卡设于所述卡槽3021内，所述连接部3032外露于外周面302上以与所述金属壳体10连接。
从而，通过卡槽3021与配合部3031的卡扣配合，增加了所述绝缘隔件30与所述金属件303的连接稳定性。
在本申请的其中一些实施例中的，配合部3031为自所述连接部3032的周缘垂直伸出的若干配合片3033，配合片3033之间具有间隙，例如，本实施例中，配合片3033为6片，且两两配合片3033之间具有间隙。同样地，卡槽3021内部设置有与每个配合片3033相对应的卡合槽3022，例如，本实施例中，卡槽3021内部可以设置6个卡合槽3022，且六个卡合槽3022贴合卡槽3021的侧壁设置。每个配合片3033对应插入一个卡合槽3022。
从而，配合片3033使得配合部3031的互换性好，更容易与对应的卡合槽3022配合。
在本申请的其中一些实施例中，所述金属件303为凹槽结构，所述卡槽3021的形状与所述凹槽结构的开口形状相适配；所述凹槽结构的侧壁作为所述配合部3031卡入所述卡槽3021内，所述凹槽结构的凹槽底壁作为所述连接部3032与所述金属壳体10连接。
从而，使得所述金属件303的所占空间更少，使得电池100的整体结构更紧凑。
在本申请的其中一些实施例中，所述卡槽3021与所述配合部3031过盈配合而相互固定。
从而，通过卡槽3021与配合部3031的卡扣配合，增加了所述绝缘隔件30与所述金属件303的连接稳定性。
在本申请的其中一些实施例中，所述金属件303通过嵌件成型的方式与所述绝缘隔件30一体成型，所述金属件为铝材料制成。
从而，减少了安装金属件303的工序，且金属件303与绝缘隔件30的连接稳定性更好。
在本申请的其中一些实施例中，请参考图7，所述金属件303与金属壳体30通过焊接方式固定，例如，激光焊接。如图7中所示，在金属件303与金属壳体30之间形成激光焊缝40。
从而，金属件303与金属壳体30之间的连接稳定性更好，可以防止极芯组20之间在第一方向L上的窜动，保持极芯组20之间连接的有效性，增加电池100的机械强度，防止电池100在使用过程中发生扭曲、断裂等情况。
进一步地，参阅图7，当电池100内含有两个极芯串，即位于绝缘隔件30在第一方向L的每一侧均有两个极芯组20时，所述绝缘隔件30包括沿第二方向W依次设置的第一绝缘部分311、第二绝缘部分312和第三绝缘部分313，其中，第二绝缘部分312位于第一绝缘部分311和第三绝缘部分313之间，第一绝缘部分311和第三绝缘部分313的外侧分别设置有所述卡槽3021，并且在所述第一绝缘部分311和所述第二绝缘部分312之间形成所述通孔301用于供其中一极芯串的连接部位穿设其中，所述第二绝缘部分312和所述第三绝缘部分313之间形成另一所述通孔301用于供其中另一极芯串的连接部位穿设其中。
在本申请的其中一些实施例中，串联连接的两个极芯组20为相邻两个极芯组20，所述绝缘隔件30位于相邻两个极芯组20之间。
从而，每相邻的两个极芯组20之间都设置有绝缘隔件30，绝缘隔件30可以间隔相邻两个极芯组20，绝缘隔件30与金属壳体10相互定位，防止极芯组20在其第一方向L上发生窜动。
在本申请的一些实例中，请参考图5和图6，所述绝缘隔件30为分体式的绝缘隔件，通过将绝缘隔件预先成型，然后再安装到极芯组20之间。其中，绝缘隔件30包括第一嵌件31和第二嵌件32，所述第一嵌件31和第二嵌件32间隔相邻两个极芯组20的连接部位而设置，以共同夹持所述连接部位，所述第一嵌件31和第二嵌件32之间的空隙构成所述通孔301，即第一嵌件31和第二嵌件32分别位于极芯组20之间的连接部位的两侧，且第一嵌件31和第二嵌件32与该连接部位抵压接触，以共同夹持连接部位，并实现将连接部位固定在绝缘隔件30中，连接部位在绝缘隔件30中所占的空间即为绝缘隔件30上的通孔301。
所述第一嵌件31和第二嵌件32是事先成型好之后再进行组装，例如，在组装时，可以在极芯组20之间进行连接之后，将第一嵌件31和第二嵌件32分别固定极芯组20间的连接部位两侧，以实现绝缘隔件30与极芯组20的装配。
在本申请的一些实施例中，所述第一嵌件31和第二嵌件32分别与极芯组20粘结固定，即在绝缘隔件30和极芯组20之间的空隙可以设置黏胶层，以将绝缘隔件30和极芯组20相固定，从而，有利于将各极芯组20进行固定，能够更好地防止极芯组20间发生窜动，保证极芯组20间的连接，提高电池的安全性。
本申请的另一些实施例中，所述第一嵌件31和第二嵌件32可以通过卡扣的形式相互固定，或者所述第一嵌件31和所述第二嵌件32也可以是相互粘结固定，或者还可以将第一嵌件31和第二嵌件32分别通过粘结的方式与极芯组20间的连接部位粘结固定。
从而，第一嵌件31和第二嵌件32可以相互定位，第一嵌件31和第二嵌件32的配合效果更好，更有利于其它元件的组装。
在本申请的一些实施例中，电池100大体为长方体，电池100具有长度L、厚度W和高度H，长度L大于高度H，高度H大于厚度W。其中，电池100的长度为400-2500mm。电池100的长度与高度的比值为4-21。
需要说明的是，电池100大体为长方体，可以理解为，电池100可为长方体形、正方体形，或局部存在异形，但大致为长方体形、正方体形；或部分存在缺口、凸起、倒角、弧度、弯曲但整体呈近似长方体形、正方体形。
本发明还提供了一种电池模组，包括多个本发明提供的电池100。
本发明还提供了一种电池包，包括多个本发明提供的电池100或者本发明提供的电池模组。
请参阅图8，本发明提供的电池包200，包括托盘22和排布在托盘22上的电池100。
综上所述可知本申请乃具有以上所述的优良特性，得以令其在使用上，增进以往技术中所未有的效能而具有实用性，成为一极具实用价值的产品。
以上所述仅为本申请的较佳实施例而已，并不用以限制本申请，凡在本申请的思想和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种电池，其特征在于，包括金属壳体和封装于所述金属壳体内的多个极芯组，所述极芯组之间串联，所述极芯组包括封装膜和至少一个极芯，所述至少一个极芯位于所述封装膜包围形成的容纳腔内；
串联连接的两个极芯组之间设有绝缘隔件，所述绝缘隔件上设有通孔，所述极芯组含有用于引出电流的第一电极和第二电极，串联连接的两个极芯组中的其中一个极芯组的第一电极与另一个极芯组的第二电极连接且连接部位容纳于所述通孔中；
所述绝缘隔件包括面对金属壳体内表面的外周面，所述绝缘隔件的外周面上设置有金属件，所述金属件与所述金属壳体连接以将所述绝缘隔件和金属壳体固定。
2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述绝缘隔件的外周面上设置有卡槽，所述金属件包括配合部和与所述配合部连接的连接部，所述配合部卡设于所述卡槽内，所述连接部外露于外周面上以与所述金属壳体连接。
3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述金属件为凹槽结构，所述卡槽的形状与所述凹槽结构的开口形状相适配；所述凹槽结构的侧壁作为所述配合部卡入所述卡槽内，所述凹槽结构的凹槽底壁作为所述连接部与所述金属壳体连接。
4.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述卡槽与所述配合部过盈配合而相互固定。
5.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述金属件通过嵌件成型的方式与所述绝缘隔件一体成型，所述金属件为铝材料制成。
6.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述金属件与金属壳体通过焊接方式固定。
7.根据权利要求1至6任何一项所述的电池，其特征在于，所述电池的长度沿第一方向延伸，所述极芯组的长度沿第一方向延伸，多个所述极芯组沿第一方向排列，串联连接的两个极芯组为相邻两个极芯组，所述绝缘隔件位于相邻两个极芯组之间。
8.根据权利要求1至6任何一项所述的电池，其特征在于，所述绝缘隔件包括第一嵌件和第二嵌件，所述第一嵌件和第二嵌件间隔所述连接部位设置，以共同夹持所述连接部位，所述第一嵌件和第二嵌件之间的空隙构成所述通孔。
9.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，所述第一嵌件和第二嵌件分别与极芯组粘结固定。
10.一种电池包，其特征在于，包括多个权利要求1-9任意一项所述的电池。
11.一种汽车，其特征在于，包括权利要求10所述的电池包。
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