CN114122572A - 单体电池与电池模组 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种单体电池与电池模组，单体电池包括电芯与绝缘套，电芯包括电芯主体与极耳，沿电芯主体的长度方向，电芯主体的两侧均设置有极耳，且沿电芯主体的宽度方向，各极耳窄于电芯主体，以在各极耳的至少一侧形成限位空间；绝缘套限定出用于容纳电芯的腔体，包括至少两个限位部，限位部位于对应限位空间内，用于沿长度方向抵持电芯主体，以使绝缘套至少限制电芯沿长度方向的位移。本申请例通过绝缘套上的限位部对电芯主体的抵持实现电芯在长度方向上的限位，与仅依靠转接片约束电芯的方式相比，能够减少减少电芯发生位移与转接片发生变形的几率，有助于提高电池的安全性能，降低安全隐患。

Description

单体电池与电池模组
技术领域
本申请涉及动力电池技术领域，尤其是涉及一种单体电池与电池模组。
背景技术
相关技术中，一种典型的单体电池包括顶盖、转接片与电芯，电芯的两侧设置有极耳，转接片连接在极耳与顶盖之间，由于电芯仅依靠极耳与转接片进行限位，转接片强度有限，在振动或冲击工况下容易导致电芯位移与转接片变形，进而引发安全问题。
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。为此，本申请提出一种单体电池，能够减少装配步骤与构件数量。
本申请还公开了应用上述单体电池的电池模组。
根据本申请第一实施例的单体电池，包括：
电芯，包括电芯主体与极耳，沿所述电芯主体的长度方向，所述电芯主体的两侧均设置有所述极耳，且沿所述电芯主体的宽度方向，各所述极耳窄于所述电芯主体，以在各所述极耳的至少一侧形成限位空间；
绝缘套，限定出用于容纳所述电芯的腔体，包括至少两个限位部，所述限位部位于对应所述限位空间内，用于沿长度方向抵持所述电芯主体，以使所述绝缘套至少限制所述电芯沿所述长度方向的位移。
根据本申请实施例的单体电池，至少具有如下有益效果：
本实施例通过绝缘套上的限位部对电芯主体的抵持实现电芯在长度方向上的限位，与仅依靠转接片约束电芯的方式相比，能够减少减少电芯发生位移与转接片发生变形的几率，有助于提高电池的安全性能，降低安全隐患。
根据本申请的一些实施例，所述绝缘套包括两个壳体，两个壳体沿所述宽度方向设置，共同限定出所述腔体，至少一个所述壳体的壳壁向所述电芯凹陷以形成所述限位部。
根据本申请的一些实施例，沿所述宽度方向，各所述极耳的两侧均形成有所述限位空间，各所述壳体均形成有对应两侧所述极耳的所述限位部。
根据本申请的一些实施例，所述单体电池还包括顶盖与两个转接片，两个所述转接片分别位于所述电芯主体的长度方向的两侧，沿所述电芯主体的高度方向，所述转接片的一端连接于所述顶盖，另一端连接于对应的所述极耳，沿所述电芯主体的宽度方向，所述转接片与对应所述极耳依次设置，且位于两个所述壳体的对应两个所述限位部之间。
根据本申请的一些实施例，所述绝缘套包括两个壳体，两个壳体沿所述宽度方向设置，共同限定出所述腔体，至少一个所述壳体连接有所述限位部。
根据本申请的一些实施例，所述限位部分别与所述壳体的相邻两侧壁连接。
根据本申请的一些实施例，沿所述宽度方向，各所述极耳的两侧均形成有所述限位空间，各所述壳体均连接有对应两侧所述极耳的所述限位部。
根据本申请的一些实施例，所述壳体还包括卡扣结构，两个所述壳体通过所述卡扣结构相互卡接。
根据本申请的一些实施例，沿所述宽度方向，所述绝缘套与所述电芯主体抵持，以限制所述电芯沿所述宽度方向的位移。
根据本申请第二实施例的电池模组，包括：
箱体；
所述的单体电池，所述单体电池位于所述箱体内。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。
附图说明
下面结合附图和实施例对本申请做进一步的说明，其中：
图1为本申请实施例中单体电池的立体示意图；
图2为图1中单体电池的分解示意图；
图3为图1中单体电池的分解示意图；
图4为图1中电芯、转接片与顶盖连接的侧视图；
图5为本申请其他实施例中第一壳体的立体示意图。
附图标记：
电芯100、电芯主体110、极耳120、限位空间130；
绝缘套200、限位部210、第一壳体220、第一侧板221、第二侧板222、第三侧板223、第四侧板224、第二壳体230；
顶盖300；
转接片400；
外壳500。
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，仅用于解释本申请，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，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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。
在本申请的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，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或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。
本申请的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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申请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。
参照图1至图3，本申请实施例中的单体电池包括电芯100、绝缘套200、顶盖300、转接片400与外壳500，外壳500可以是图示立方体结构，其上侧设置有开口，顶盖300连接于外壳500的开口处，从而限定出封闭的内腔，电芯100可以是对应的方形电芯，其安装在上述内腔中。
电芯100具体包括电芯主体110与极耳120，为便于直观描述，本申请结合图1、图2进行以下定义：电芯主体110的长度方向为左右方向，宽度方向为前后方向，高度方向为上下方向。如图所示，电芯100包括两个极耳120，分别设置于电芯主体110的左右两侧，且沿上下方向延伸。参照图4，极耳120的厚度(即沿前后方向上的尺寸)小于电芯主体110的厚度，从而在极耳120的至少一侧形成限位空间130，也即，电芯主体110的左侧面与右侧面均有部分区域未被极耳120遮挡。
顶盖300设置于电芯100的上方，其通过两个沿上下方向延伸的转接片400分别与两个极耳120连接，能够想象的是，由于电芯100仅通过转接片400与顶盖300连接，受限于外壳500的内腔大小，转接片400不能过厚，导致转接片400强度有限，当单体电池面临冲击或者振动时，电芯100可能会在外壳500内发生位移，同时转接片400发生变形甚至开裂，从而导致内部短路等问题。
基于上述，本实施例的单体电池设置有绝缘套200，绝缘套200大致为筒状结构(如图2所示)，其套接在电芯100的外侧，可以实现电芯100的整体绝缘，同时，外壳500位于绝缘套200的外侧，二者的各侧面(例如前侧面、后侧面、左侧面、右侧面等)对应贴合，使得外壳500与绝缘套200之间相对固定。绝缘套200还包括限位部210，限位部210的数量及设置位置与限位空间130对应，当电芯100装配至绝缘套200内时，限位部210位于限位空间130内，使得绝缘套200至少能够限制电芯100沿左右方向的位移，从而在一定程度上实现减少电芯100发生位移与转接片400发生变形的目的。需要说明的是，当单体电池处于正常状态时，限位部210可以沿宽度方向直接与电芯主体110的左侧面或者右侧面上未被遮挡的部位保持抵持，即完全限制电芯100与绝缘套200之间沿左右方向的相对位移，进而使得电芯100在左右方向上完全固定。作为上述方式的替代，当单体电池处于正常状态时，限位部210与电芯主体110的左侧面或者右侧面之间允许具有一定的间隙，也即，电芯100能够相对绝缘套200沿左右方向发生小幅度的位移，转接片400相应会产生小幅度的变形，在此基础上，只需限制电芯100的位移幅度与转接片400的变形幅度在允许的范围之内，同样可以认为绝缘套200在该方向上起到了限位作用。
综上，本实施例通过绝缘套200上的限位部210对电芯主体110的抵持实现电芯100在长度方向上的限位，与仅依靠转接片400约束电芯100的方式相比，能够减少减少电芯100发生位移与转接片400发生变形的几率，有助于提高电池的安全性能，降低安全隐患。
此外，通常电芯100的外侧本身需要设置绝缘件进行绝缘，本实施例通常在绝缘套200上设置限位部，在实现电芯100整体绝缘的同时实现电芯100的限位，无需增加单独的限位构件，能够简化单体电池的结构。
作为上述实施例的改进，绝缘套200可以是分体结构，从而允许绝缘套200从侧向进行装配，避免沿上下方向装配时限位部210对电芯100造成阻碍。具体地，参照图1，绝缘套200主要包括两个壳体，为便于描述，分别将其命名为第一壳体220与第二壳体230，第一壳体220与第二壳体230能够拼接以限定出容置电芯100的腔体，本实施例中，限位部210为壳体的一部分，具体地，壳体的部分壳壁向电芯100凹陷形成限位部，如此能够保证壳体各部分壁厚均匀，便于壳体通过注塑成型等方式一体成型，具体至图示实施例，第一壳体220与第二壳体230的形状大致相同，以第一壳体220为例说明，第一壳体220包括第一侧板221、第二侧板222、第三侧板223与第四侧板224，分别对应于电芯主体110的后侧面、左侧面、右侧面与下侧面，两个限位部210分别形成于第一侧板221与第二侧板222的连接处，以及第一侧板221与第三侧板223的连接处，从而对应于电芯主体110左右两侧的限位空间130，此外，凹陷设置的限位部210也有助于提升壳体的强度。
需要说明的是，壳体结构并非限制为图示的立方体结构，当电芯主体110的底部为图示的弧形结构时，壳体的底部形状可以适应性的调整，以使绝缘套200能够更好地贴合电芯主体110。
以图示结构中，电芯主体110长度方向(即图中左右方向)的尺寸远大于宽度方向(即图中前后方向)的尺寸，基于此，第一壳体220与第二壳体230沿电芯100的宽度方向设置时，只需移动较小的距离便能够实现壳体的拼接。
本实施例中，极耳120位于电芯主体110左侧面或者右侧面的中心位置，从而使得极耳120的前后两侧均形成有限位空间130，基于此，第一壳体220与第二壳体230上均设置有对应两侧极耳120的两个限位部210，从而能够提高限位部210对于电芯100的限位能力。
需要说明的是，也可以只在第一壳体220或者第二壳体230上设置对应两侧极耳120的两个限位部210，或者，在第一壳体220上设置对应于一侧极耳120的一个限位部210，在第二壳体230上设置对应于另一侧极耳120的一个限位部210，上述替代方式均能够实现对电芯100的左右限位。
参照图4，作为转接片400与极耳120连接的一种具体实现方式，转接片400的下端与对应极耳120贴合，且二者沿前后方向设置，相应的，沿前后方向，第一壳体220的限位部210与第二壳体230的限位部210之间的距离，大于转接片400与极耳120在该方向上的尺寸，使得转接片400与极耳120能够放置于对应的两个限位部210之间。基于上述结构，当极耳120位于电芯主体110左侧面或者右侧面的中心时，转接片400的前侧面至电芯主体110前侧面的距离A，小于极耳120的后侧面至电芯主体110后侧面的距离B，基于此，一些实施例中第一壳体220与第二壳体230可以是非对称结构，具体是两个壳体的第二侧板222、第三侧板223与第四侧板224的宽度均对应相同，但是第二壳体230上限位部210的凹陷深度，小于第一壳体220上限位部210的凹陷深度，使得第二壳体230能够对转接片400进行避让。
在本申请的一个替代实施例中，绝缘套200同样包括两个壳体，限位部210则可以作为独立构件连接于至少一个壳体之上，具体参照图5，以第一壳体220为例，限位部210可以是片状结构，其连接于第一壳体220的内表面，同样能够与电芯主体110的左侧面或者右侧面抵持以实现限位。为加强限位效果，第一壳体220的一侧可以设置多个限位部210，多个限位部210沿上下方向依次设置，相邻限位部210之间间隔一定的距离。类似的，当极耳120的前后两侧均形成有限位空间130时，第一壳体220与第二壳体230上均可以连接限位部210，以加强限位效果。
作为上述实施例的改进，限位部210分别与壳体的相邻两侧壁连接，以图5中右侧所示的限位部210为例，限位部210的一部分连接于第一侧板221上，另一部分连接于相邻的第三侧板223上，可以增加限位部210与第一壳体220的整体强度。
在本申请的一些实施例中，当绝缘套200采用分体结构时，壳体还包括未示出的卡扣结构，例如，一个壳体上设置弹性卡钩，另一个壳体上设置扣位，两个壳体通过上述弹性卡钩与扣位相互扣接，从而实现壳体间的可拆卸连接。除此之外，两个壳体之间也可以通过胶带进行粘接。
在本申请的一些实施例中，沿宽度方向，绝缘套200与电芯主体110抵持，以限制电芯100沿宽度方向的位移，结合前述限位部210对电芯100的限位，绝缘套200能够实现电芯100前后左右各方向的限，通常而言，单体电池多数按照顶盖300朝上的方式放置，由于底部能够通过外壳500支撑，且外部的冲击多数来自于水平方向，因此通过绝缘套200进行前后左右限位可以进一步减少电芯100移位及转接片400变形。以上述分体式的绝缘套200为例，第一壳体220的第一侧板221可以与电芯主体110的后侧面抵持，从而限制电芯主体110向后的移动，第二壳体230的第一侧板221可以与电芯主体110的前侧面抵持，从而限制电芯主体110向前的移动。本实施例中的，电芯100的限位主要通过绝缘套200实现，转接片400主要用于电流传输，无需承担约束电芯100的功能，因此避免转接片400发生变形。
绝缘套200可以采用具有一定壁厚的塑胶件，在实现绝缘功能的同时能够具有一定的强度，从而能够起到对电芯100限位的作用。
本申请还公开了一种电池模组，包括箱体与上述各实施例的单体电池，单体电池安装于箱体内。
上面结合附图对本申请实施例作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.单体电池，其特征在于，包括：
电芯，包括电芯主体与极耳，沿所述电芯主体的长度方向，所述电芯主体的两侧均设置有所述极耳，且沿所述电芯主体的宽度方向，各所述极耳窄于所述电芯主体，以在各所述极耳的至少一侧形成限位空间；
绝缘套，限定出用于容纳所述电芯的腔体，包括至少两个限位部，所述限位部位于对应所述限位空间内，用于沿长度方向抵持所述电芯主体，以使所述绝缘套至少限制所述电芯沿所述长度方向的位移。
2.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，所述绝缘套包括两个壳体，两个壳体沿所述宽度方向设置，共同限定出所述腔体，至少一个所述壳体的壳壁向所述电芯凹陷以形成所述限位部。
3.根据权利要求2所述的单体电池，其特征在于，沿所述宽度方向，各所述极耳的两侧均形成有所述限位空间，各所述壳体均形成有对应两侧所述极耳的所述限位部。
4.根据权利要求3所述的单体电池，其特征在于，所述单体电池还包括顶盖与两个转接片，两个所述转接片分别位于所述电芯主体的长度方向的两侧，沿所述电芯主体的高度方向，所述转接片的一端连接于所述顶盖，另一端连接于对应的所述极耳，沿所述电芯主体的宽度方向，所述转接片与对应所述极耳依次设置，且位于两个所述壳体的对应两个所述限位部之间。
5.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，所述绝缘套包括两个壳体，两个壳体沿所述宽度方向设置，共同限定出所述腔体，至少一个所述壳体连接有所述限位部。
6.根据权利要求5所述的单体电池，其特征在于，所述限位部分别与所述壳体的相邻两侧壁连接。
7.根据权利要求5所述的单体电池，其特征在于，沿所述宽度方向，各所述极耳的两侧均形成有所述限位空间，各所述壳体均连接有对应两侧所述极耳的所述限位部。
8.根据权利要求2至8中任一项所述的单体电池，其特征在于，所述壳体还包括卡扣结构，两个所述壳体通过所述卡扣结构相互卡接。
9.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，沿所述宽度方向，所述绝缘套与所述电芯主体抵持，以限制所述电芯沿所述宽度方向的位移。
10.电池模组，其特征在于，包括：
箱体；
权利要求1至9任一项所述的单体电池，所述单体电池位于所述箱体内。
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WO2023185279A1 (zh) * 2022-03-26 2023-10-05 珠海冠宇电池股份有限公司 电池

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Address after: 518000 1-2 Floor, Building A, Xinwangda Industrial Park, No. 18 Tangjianan Road, Gongming Street, Guangming New District, Shenzhen City, Guangdong Province

Applicant after: Xinwangda Power Technology Co.,Ltd.

Address before: 518000 Xinwangda Industrial Park, No.18, Tangjia south, Gongming street, Guangming New District, Shenzhen City, Guangdong Province

Applicant before: SUNWODA ELECTRIC VEHICLE BATTERY Co.,Ltd.

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