CN114665203A - 一种电池组及用电装置 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电池组及用电装置，其中电池组包括多个电芯，多个电芯层叠设置，相邻两个电芯之间设有弹性绝缘膜，所述弹性绝缘膜内部形成有容置腔，所述容置腔容纳有绝缘剂。当电芯穿钉时，弹性绝缘膜发生弹性变形，弹性绝缘膜包裹于穿刺物，仍能够将相邻两个电芯隔离，降低了相邻两个电芯因穿刺物的穿刺而发生电连接的可能，能够有效降低电芯之间因为穿钉发生短路的概率，提高了电池组的安全性。

Description

一种电池组及用电装置

技术领域

本申请涉及电池技术领域，特别涉及一种电池组及用电装置。

背景技术

可再充电电芯，是指在电芯放电后可通过充电的方式使活性物质激活而继续使用的电池。可再充电电芯广泛用于电子设备，例如手机、笔记本电脑等等。

电池组通常包括多个电芯，以满足电子设备对电压的要求。在电池技术的发展中，如何提高电池组的安全性，一直是业内的研究方向。

发明内容

鉴于上述问题，本申请提供一种电池组，该电池组能够加强对内部电芯的保护，有利于提高电池组的安全性。

为了实现上述目的，本申请采取了如下技术方案：

第一方面，本申请提供了一种电池组，包括层叠设置的多个电芯和弹性绝缘膜。至少设置于相邻两个电芯之间，弹性绝缘膜内部形成有容置腔，容置腔容纳有绝缘剂。当外部穿刺物将弹性绝缘膜围成的容置腔刺破时，绝缘剂会涂覆于外部穿刺物的表面，在外部穿刺物表层形成一层绝缘层，使穿刺物具有绝缘性。

通过上述方案，当电芯穿钉时，弹性绝缘膜发生弹性变形，弹性绝缘膜包裹于穿刺物，仍能够将相邻两个电芯隔离，降低了相邻两个电芯因穿刺物的穿刺而发生电连接的可能，能够有效降低电芯之间因为穿钉发生短路的概率，提高了电池组的安全性。

在本申请的一些实施例中，绝缘剂包括绝缘漆或绝缘胶。绝缘漆或绝缘胶具有良好的绝缘性和一定的粘附能力，能够涂覆于外部穿刺物的表面形成一层绝缘层。

在本申请的一些实施例中，电池组还包括缓冲件，缓冲件设置于相邻两个电芯之间，缓冲件与弹性绝缘膜相连。缓冲件夹设于相邻两个电芯之间，不仅能够对电芯在使用过程中产生的膨胀力进行缓冲，还能对电芯起到保护作用，有利于提高电池组的安全性。缓冲件与弹性绝缘膜相连，还使得操作人员能够通过持拿缓冲件拿取弹性绝缘膜，便于弹性绝缘膜的装入。

在本申请的一些实施例中，缓冲件置于容置腔中且与容置腔的壁面连接，或缓冲件设置于电芯和弹性绝缘膜之间，使得缓冲件能够从容置腔内或容置腔外与弹性绝缘膜连接。

在本申请的一些实施例中，缓冲件采用泡棉制成，使得缓冲件具有弹性、重量轻、使用方便、体积超薄、性能可靠等一系列特点。

在本申请的一些实施例中，弹性绝缘膜包括聚丙烯、聚乙烯、尼龙中的至少一种，使得弹性绝缘膜不仅具有良好的绝缘性，还具有较好的耐腐蚀性，能够满足绝缘、耐腐蚀的要求，还使弹性绝缘膜能够满足延伸率、拉伸强度的要求。

在本申请的一些实施例中，弹性绝缘膜的延伸率大于50％，能够使得弹性绝缘膜具有足够的延伸率，从而使得外部穿刺物刺至弹性绝缘膜时，弹性绝缘膜能够变形包覆于外部穿刺物的表面，以将相邻两个电芯进行隔离。

在本申请的一些实施例中，弹性绝缘膜的拉伸强度大于100gf，使得弹性绝缘膜能够在较大范围内发生均匀塑性变形，使得弹性绝缘膜具有较大的承载能力。

在本申请的一些实施例中，弹性绝缘膜的两个侧面通过粘接剂分别粘接于相邻两个电芯的侧面，使得弹性绝缘膜连接于相邻两个电芯的侧面之间，实现对两个电芯侧面的覆盖。

第二方面，本申请提供了一种电池组，该电池组包括上述任一技术方案所提供的电池组。

本公开的实施例提供的技术方案至少带来以下有益效果：

本申请提供了一种电池组，该电池组包括多个电芯，多个电芯层叠设置，相邻两个电芯之间设有弹性绝缘膜，弹性绝缘膜被配置为在外部穿刺物刺至弹性绝缘膜时弹性变形，以包覆穿刺物。当电芯穿钉时，弹性绝缘膜发生弹性变形，弹性绝缘膜包裹于穿刺物，仍能够将相邻两个电芯隔离，降低了相邻两个电芯因穿刺物的穿刺而发生电连接的可能，能够有效降低电芯之间因为穿钉发生短路的概率，提高了电池组的安全性。

本申请还提供了一种用电装置，该用电装置由于包括前述技术方案所提供的的电池组，具有较高的安全性。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。

附图说明

通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：

图1为本申请一些实施例所提供的电池组的部分结构示意图；

图2为一些实施例中图1中A处的剖视图；

图3为再一些实施例中图1中A处的剖视图；

图4为图1为本申请一些实施例所提供的用电装置的结构示意图。

图中：1、电芯；2、弹性绝缘膜；3、容置腔；4、电路板；5、极耳；7、缓冲件；2000、电池组；3000、用电装置。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本申请的保护范围。

需要注意的是，除非另有说明，本申请实施例使用的技术术语或者科学术语应当为本申请实施例所属领域技术人员所理解的通常意义。

在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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实施例和简化描述，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实施例的限制。

此外，技术术语“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或者隐含指明所指示的技术特征的数量。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“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；也可以是机械连接，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实施例中的具体含义。

在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，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”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

目前，从市场形势的发展来看，电池组的应用越加广泛。电池组不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统，而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具，以及通讯设备、军事装备和航空航天等多个领域。随着电池组应用领域的不断扩大，其市场的需求量也在不断地扩增。

下面通过具体实施方式对本申请所提供的一种电池组及用电装置的技术方案进行进一步说明。

请参照图1，图1为本申请一些实施例所提供的电池组的部分结构示意图，该电池组包括电芯和弹性绝缘膜，电芯设有多个，多个电芯层叠设置，弹性绝缘膜至少设置于相邻两个电芯之间，弹性绝缘膜被配置为在外部穿刺物刺至弹性绝缘膜时，弹性绝缘会发生弹性变形以包覆外部穿刺物，弹性绝缘膜能够将相邻两个电芯之间的接触面全部覆盖，使得穿过电芯的外部穿刺物均能够作用于弹性绝缘膜上，防止因弹性绝缘膜覆盖面积过小而发生遗漏。

通过上述技术方案，电芯穿钉时，当外部穿刺物穿刺至弹性绝缘膜时，绝缘膜发生弹性变形，弹性绝缘膜包裹于外部穿刺物，弹性绝缘膜仍能够将相邻两个电芯进行隔离，降低了相邻两个电芯因外部穿刺物的穿刺而发生的电连接的可能，能够有效降低电芯之间因为穿钉发生短路的概率，提高了电池组的安全性。

在本申请的一些实施例中，弹性绝缘膜的两个侧面通过粘接剂粘接于相邻两个电芯的侧面，使得弹性绝缘膜连接于相邻两个电芯的侧面之间，实现对两个电芯侧面的覆盖。粘接剂种类没有限制，可以是双面胶等有粘接作用的物质。弹性绝缘膜的两个侧面可以通过粘接剂粘接于相邻两个电芯的侧面，实现对两个电芯侧面的连接覆盖；弹性绝缘膜的两个侧面可以通过粘接剂粘接于相邻两个电芯的侧面上，使得弹性绝缘膜粘接于相邻两个电芯之间，粘接剂可以为胶水，实现弹性绝缘膜与电芯的连接。

在一些实施例中，弹性绝缘膜的延伸率大于50％，或，弹性绝缘膜的拉伸强度大于100gf。

延伸率δ为试样拉伸断裂后标距段的总变形ΔL与原标距长度L之比的百分数：δ＝ΔL/L×100％。弹性绝缘膜的延伸率大于50％，能够使得弹性绝缘膜具有足够的延伸率，从而使得外部穿刺物刺至弹性绝缘膜时，弹性绝缘膜能够变形包覆于外部穿刺物的表面，以将相邻两个电芯进行隔离。弹性绝缘膜的延伸率可以设置为60％、70％或80％，弹性绝缘膜的延伸率的具体数值本领域技术人员可以根据实际情况进行选择，只要满足弹性绝缘膜能够变形包覆于外部穿刺物的表面而不易破裂即可。

在本申请的一些实施例中，弹性绝缘膜的延伸率大于缓冲件的延伸率，使得电池组发生穿钉时，缓冲件在外部穿刺物的穿刺下破裂后，弹性绝缘膜不会破裂而是变形包覆于外部穿刺物的表面。

拉伸强度的本质为材料最大均匀塑性变形的抗力，为静拉伸条件下的最大承载能力。弹性绝缘膜的拉伸强度大于100gf，使得弹性绝缘膜能够在较大范围内发生均匀塑性变形，使得弹性绝缘膜具有较大的承载能力，同样能够使得外部穿刺物刺至弹性绝缘膜时，弹性绝缘膜能够变形包覆于外部穿刺物的表面，以将相邻两个电芯进行隔离。弹性绝缘膜的拉伸强度可以设置为110gf、120gf或130gf，弹性绝缘膜的拉伸强度的具体数值本领域技术人员可以根据实际情况进行选择，只要满足弹性绝缘膜能够变形包覆于外部穿刺物的表面而不易破裂即可。

在一些实施例中，弹性绝缘膜配置为在外部穿刺物刺入2mm时不发生破裂，使得弹性绝缘膜能够包裹于外部穿刺物将相邻两个电芯进行隔离，降低了相邻两个电芯因外部穿刺物的穿刺而发生的电连接的可能，能够有效降低电芯之间因为穿钉发生短路的概率。

优选地，弹性绝缘膜采用聚丙烯、聚乙烯、尼龙中的一种制成，聚丙烯、聚乙烯和尼龙不仅具有良好的绝缘性，还具有较好的耐腐蚀性，能够满足绝缘、耐腐蚀的要求，还使弹性绝缘膜能够满足延伸率、拉伸强度的要求。

如图2和图3所示，在本申请的一些实施例中，弹性绝缘膜内部形成有容置腔，容置腔内容纳有绝缘剂。容置腔为一个腔体，其用于容纳绝缘剂，容置腔通过弹性绝缘膜围成。

在一些实施例中，容置腔可以在弹性绝缘膜加工成形时，随弹性绝缘膜的加工一同加工形成，具体可以通过在加工弹性绝缘膜时，加工两层弹性绝缘膜，两层弹性绝缘膜之间形成容纳绝缘剂的容置腔；还可以是在形成的弹性绝缘膜时，在单层弹性绝缘膜中形成腔体，将此腔体作为容纳绝缘剂的容置腔。在一些实施例中，容置腔可以在形成的弹性绝缘膜上再连接一层弹性绝缘膜，使两层弹性绝缘膜之间形成容置腔，容置腔的形成方法本领域技术人员可以根据实际情况进行选择。

绝缘剂为具有良好绝缘性能的试剂，其具有一定的粘附能力，能够附着于物体的表面，使物体的表层形成一层绝缘层，从而使物体具有绝缘能力。当外部穿刺物将弹性绝缘膜围成的容置腔刺破时，绝缘剂会涂覆于外部穿刺物的表面，在外部穿刺物表层形成一层绝缘层，使穿刺物具有绝缘性，使得无论穿刺物本身是否具有绝缘性，在经过容置腔中绝缘剂的涂覆后均具有绝缘性，从而使外部穿刺物即使穿过相邻两个电芯，仍不能将相邻电芯电连接，减小了相邻电芯之间发生短路的可能。

在一些实施例中，绝缘剂包括绝缘漆或绝缘胶。绝缘漆是一种具有优良电绝缘性的涂料。它有良好的电化性能、热性能、机械性能和化学性能，是漆类中的一种特种漆。绝缘漆是以高分子聚合物为基础，能在一定的条件下固化成绝缘膜或绝缘整体的重要绝缘材料。绝缘漆通常由基料、阻燃剂、固化剂、颜填料和溶剂等组成。

绝缘胶是具有良好电绝缘性能的一种复合胶。其可以用于浇注器件接头，浸渍于器件的表面，用作变压器、电容器或无线电装置等的密封绝缘，以及电工及电子部件的表面护层。

如图2和图3所示，在一些实施例中，电池组还包括缓冲件，缓冲件设置于相邻两个电芯之间，缓冲件与弹性绝缘膜相连。缓冲件夹设于相邻两个电芯之间，不仅能够对电芯在使用过程中产生的膨胀力进行缓冲，还能对电芯起到保护作用，有利于提高电池组的安全性；操作人员还能够通过持拿缓冲件拿取弹性绝缘膜，便于弹性绝缘膜的装入。

在本申请的一些实施例中，缓冲件采用泡棉制成，泡棉配置为层状，层状泡棉夹设于相邻两个电芯之间，便于多个电芯的层叠设置。缓冲件采用泡棉制成，用于缓冲电芯之间的作用力，使得缓冲件具有弹性、重量轻、使用方便、体积超薄、性能可靠等一系列特点。

如图2所示，在一些实施例中，缓冲件置于容置腔中且与容置腔的内壁面连接，使得缓冲件连接于容置腔中的壁面上，缓冲件能够对容置腔起到支撑作用，便于利用缓冲件将带有容置腔的弹性绝缘膜安装在相邻两个电芯之间，使得弹性绝缘膜的安装方便。如图3所示，在一些实施例中，还可以是缓冲件设置于电芯和弹性绝缘膜之间，缓冲件位于容置腔外并与形成容置腔的弹性绝缘膜外壁面连接，使得缓冲件能够对弹性绝缘膜起到支撑作用，便于利用缓冲件将带有容置腔的弹性绝缘膜安装在相邻两个电芯之间，使得弹性绝缘膜的安装方便。

在一些实施例中，如图1所示，电池组还包括电路板，电路板与电芯的极耳电连接，电路板能够智能化管理及维护各个电芯。

本申请还提供一种电池组的组装方式，下面通过具体实施方式对本申请所提供的电池组的组装方式的技术方案进行进一步说明。

示例性地，对于缓冲件设置于电芯和弹性绝缘膜之间的电池组的组装方式包括如下步骤：

S1.对电芯进行检测。

即，对获得的成品电芯进行检测。

S2.在电芯的侧面连接支撑件。

即，在电芯与其他电芯连接的侧面上贴设支撑件。

S3.连接弹性绝缘膜。

即，通过双面胶将弹性绝缘膜连接于支撑件上，以实现弹性绝缘膜在相邻两个电芯之间的设置。

S4.多个电芯堆叠形成电芯模组。

即，多个电芯堆叠设置形成电芯模组。

S5.电芯模组组装形成电池组。

即，对电芯模组进行加工组装以形成电池模组。具体步骤有：在电芯模组的两端面上设置泡棉，再将电芯模组置于激光焊夹具上，电芯的极耳弯折辊平后通过第一次激光焊接与铜片连接，进行焊点清理和内阻检测，将总正极耳和总负极耳辊平后与电路板通过第二次激光焊接连接，进行焊点清理和内阻检测，对连接有电路板的电芯模组进行检测，在对电芯模组锁紧加压后装入壳体，经过线束整理、壳体组装和高温静置后形成电池组。

S6.对电芯进行检测；

即，对电芯进行穿钉测试。穿钉测试的具体方法可以为：

1.以3.9A的电流对电池组恒流充电至54.2V，然后再以54.2V的电压进行恒压充电至电流为0.26A截止。

也就是说，在测试前先对电池组进行充电，使电池组中的电芯处于预设状态。先以3.9A的恒定电流对电池组进行恒流充电，直到电池组的电压达到54.2V，再以54.2V的恒定电压对电池组进行恒压充电，直到充电电流达到0.26A截止。

2.在电池组的外壳上布置感温线，并记录感温线在测量过程中的温度。

即，在电池组外壳的表面上布置感温线，并将测量过程中感温线测得的温度记录下来。

3.将直径为5mm的钢针以25mm/s的速度针刺电芯，使钢针刺入的深度为36mm。

即，利用针刺装置将直径为5mm的钢针以25mm/s的速度从电芯的侧面刺入，钢针刺入的深度为36mm，以使钢针刺穿至少两个电芯，以确保钢针刺至弹性绝缘膜。

4.观察2h。

即，使电芯保持静置2h，并观察记录电芯的状态，以便获知电芯是否发生热失效。

通过上述技术方案，电芯在穿钉时，当外部穿刺物穿刺至两个电芯之间的弹性绝缘膜时，绝缘膜发生弹性发生变形，即使外部穿刺物继续向电芯穿刺，弹性绝缘膜仍包裹于外部穿刺物，弹性绝缘膜仍能够将相邻两个电芯进行隔离，降低了相邻两个电芯因外部穿刺物的穿刺而发生的电连接的可能，能够有效降低电芯之间因为穿钉发生短路的概率，提高了电池组的安全性。

本申请的一些实施例还提供一种用电装置，该用电装置包括上述技术方案所提供的电池组，电池组用于为用电装置提供电能。

如图4所示，本申请实施例还提供一种使用电池组2000作为电源的用电装置3000，用电装置3000可以是手机、便携式设备、笔记本电脑、电动玩具和电动工具等等。电动工具包括金属切削电动工具、清洁工具等，例如，电钻、电动扳手、吸尘器、扫地机器人等等。本申请实施例对上述用电装置3000不做特殊限制。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (10)

1.一种电池组，其特征在于，包括：

层叠设置的多个电芯；

弹性绝缘膜，至少设置于相邻两个所述电芯之间，所述弹性绝缘膜内部形成有容置腔，所述容置腔容纳有绝缘剂。

2.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述绝缘剂包括绝缘漆或绝缘胶。

3.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述电池组还包括缓冲件，所述缓冲件设置于相邻两个所述电芯之间，所述缓冲件与所述弹性绝缘膜相连。

4.根据权利要求3所述的电池组，其特征在于，所述缓冲件置于所述容置腔中且与所述容置腔的壁面连接，或所述缓冲件设置于所述电芯和所述弹性绝缘膜之间。

5.根据权利要求3所述的电池组，其特征在于，所述缓冲件采用泡棉制成。

6.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述弹性绝缘膜包括聚丙烯、聚乙烯、尼龙中的至少一种。

7.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述弹性绝缘膜的延伸率大于50％。

8.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述弹性绝缘膜的拉伸强度大于100gf。

9.根据权利要求1所述的电池组，其特征在于，所述弹性绝缘膜的两个侧面通过粘接剂分别粘接于相邻两个所述电芯的侧面。

10.一种用电装置，其特征在于，包括如权利要求1至9任一项所述的电池组。

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