CN114744340A - 单体电池及电池包 - Google Patents

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CN114744340A CN202210542308.3A CN202210542308A CN114744340A CN 114744340 A CN114744340 A CN 114744340A CN 202210542308 A CN202210542308 A CN 202210542308A CN 114744340 A CN114744340 A CN 114744340A
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battery
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邓芳泽
李一乐
刘超
廖程
宁大雕
邓咏丽
吴承仁
黄志彬
李进
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Abstract

本申请提供一种单体电池及电池包。单体电池包括壳体和极片；极片设置于壳体内，并被壳体包围；极片的长度与壳体的长度相适应；以及壳体的两端具有凹陷部，凹陷部包括设置于其上的极柱和/或防爆阀和/或注液孔。由于壳体的两端具有凹陷部，单体电池的极柱和/或防爆阀和/或注液孔设置于壳体两端的凹陷部，使得极柱或防爆阀或注液孔这些构件本身的高度不占据单体电池长度方向的空间，极片的长度能够做到与壳体的长度相适应，进而在单体电池的尺寸固定的情况下，增大了单体电池的裸电芯的容量，提高了裸电芯对空间的利用率。

Description

单体电池及电池包
技术领域
本申请涉及动力电池技术领域，具体而言，涉及一种单体电池及电池包。
背景技术
为了提高电池的空间利用率，当前动力电池都往电芯做长的方向发展，例如刀片电池短刀电池等。
当电芯做长时，端子在电池两侧比在电池上侧的结构对电池内部空间的利用率更高。现有技术都将端子放在电池左右侧面的两端，但端子本身的高度还是占据了电池的长度方向的空间，导致电池的空间利用率不高。
发明内容
本申请实施例的目的在于提供一种单体电池及电池包，用以解决现有技术都将端子放在电池左右侧面的两端，但端子本身的高度还是占据了电池的长度方向的空间，导致电池的空间利用率不高的问题。
本申请实施例提供的一种单体电池，包括壳体和极片；
极片设置于壳体内，并被壳体包围；极片的长度与壳体的长度相适应；以及
壳体的两端具有凹陷部，凹陷部包括设置于其上的极柱和/或防爆阀和/或注液孔。
上述技术方案中，单体电池包括壳体和极片，壳体的两端具有凹陷部，单体电池的极柱和/或防爆阀和/或注液孔设置于壳体两端的凹陷部，使得极柱或防爆阀或注液孔这些构件本身的高度不占据单体电池长度方向的空间，极片的长度能够做到与壳体的长度相适应，进而在单体电池的尺寸固定的情况下，增大了单体电池的裸电芯的容量，提高了裸电芯对空间的利用率。
在一些可选的实施方式中，壳体包括包围极片的侧边的侧边壳体、以及设置于壳体的两端的盖板；
侧边壳体在壳体的两端分别形成两个开口部；
两个盖板分别覆盖两个开口部。
上述技术方案中，壳体分为三个部分，即两端具有开口部的侧边壳体，以及两个盖板。两个盖板分别覆盖侧边壳体的两个开口部。盖板和侧边壳体焊接连接。需明确的是，其中一个盖板可与侧边壳体一体成型。
在一些可选的实施方式中，一个或两个盖板为弯折片状结构；
开口部与盖板相适应；弯折片状结构与对应开口部连接时，形成凹陷部。
上述技术方案中，侧边壳体可以是一定厚度的铝板弯折、拼焊而成，形成左右两个开口部。凸起部可以是底板整板的一部分通过冲压形成一个用于容纳极片端部的弯折极耳的凸起部。该实施例中，侧边壳体与盖板的连接处的四条焊缝处于同一平面，因此，更容易将侧边壳体与盖板焊接连接。
两个盖板可均为弯折片状结构，并且侧边壳体的开口部与盖板的弯折片状结构相适应，在两个盖板均与对应开口部连接时，形成壳体两端的两个凹陷部，两个凹陷部分别设置有正极柱和负极柱，在一些实施例中，两个凹陷部还设置有注液孔或防爆阀。
或者，只有一个盖板为弯折片状结构，另一盖板为非弯折的片状结构。弯折片状结构的盖板与对应开口部连接时，形成壳体一端的一个凹陷部，该凹陷部上可设置有正极柱和/或负极柱和/或注液孔和/或防爆阀。
在一些可选的实施方式中，一个或两个盖板包括：底板和凸起部；
底板上设置有极柱和/或防爆阀和/或注液孔；
凸起部放置极片的端部；
壳体的长度等于凸起部的凸起高度与侧边壳体的长度之和。
上述技术方案中，两个盖板可均包括底板和凸起部，两个底板上分别设置有正极柱和负极柱，两个盖板在与侧边壳体连接时，两个凸起部的凸起高度与侧边壳体长度之和即为壳体的长度，凸起部内部具有容纳极片端部的空间。
或者，也可以是只有一个盖板包括底板和凸起部，在该底板上设置有正极柱和负极柱，另一盖板为平面板，此时，壳体的长度等于一个凸起部的凸起高度与侧边壳体长度之和。
在一些实施方式中，底板上设置有极柱，凸起部上设置有防爆阀。
上述技术方案中，由于防爆阀本身具有一定的面积，并且防爆阀通常不具有厚度，其不占据单体电池长度方向的空间，因此，将防爆阀设置于凸起部上，可以节约底板上的空间，此时，底板有更多空间用来容纳极柱。
在一些可选的实施方式中，盖板还包括连接片、极柱和密封绝缘件；
连接片为弯折结构，连接片一端连接极柱，连接片另一端连接极片；
密封绝缘件设置于底板和连接片之间；
极柱穿过密封绝缘件并伸出底板。
上述技术方案中，盖板包括连接极柱和极片的连接片，连接片为Z型的弯折结构，以连接不在同一平面上的极柱和极片端部的极耳。并且，在底板和连接片之间，凸起部和连接片之间，设置有密封绝缘件。
在一些可选的实施方式中，密封绝缘件包括密封圈和下塑胶；
下塑胶与底板贴合；密封圈套设于极柱上。
上述技术方案中，密封绝缘件包括与底板和凸起部内表面贴合的下塑胶，以及套设于极柱上的密封圈，下塑胶与密封圈的弹性挤压能够提高密封效果。
在一些可选的实施方式中，盖板还包括导通块和上塑胶；
上塑胶与底板贴合，极柱穿过上塑胶与导通块连接。
上述技术方案中，盖板还包括到导通块和上塑胶，上塑胶起到绝缘以及对导通块进行限位的作用，导通块与极柱一端连接，极柱另一端与连接片连接。
在一些可选的实施方式中，还包括极片支架，极片支架设置于壳体内，极片支架用于固定极片的端部。
上述技术方案中，壳体内部还具有两个用于固定极片端部的极片支架，两个极片支架将极片架设并固定于壳体内，以避免极片撞击壳体内侧。
在一些可选的实施方式中，极片组成的裸电芯通常由mylar保护膜进行包裹，在mylar保护膜的至少一个侧面安装有侧边支架，侧边支架用于保护极片组成的裸电芯不被壳体内侧边毛刺损伤。
在一些可选的实施方式中，还包括防爆阀和注液孔；防爆阀和注液孔设置于壳体上。
在一些可选的实施方式中，防爆阀和注液孔分别设置于壳体的两端的凹陷部。
在一些可选的实施方式中，防爆阀设置于侧边壳体的顶面或底面。
上述技术方案中，由于防爆阀本身具有一定的面积，并且防爆阀通常不具有厚度，其不占据单体电池宽度方向的空间，因此，将防爆阀设置于侧边壳体的顶面或底面上，可以节约盖板上的空间，此时，盖板有更多空间用来容纳极柱。
本申请实施例提供的一种电池包，包括安装支架和如以上任一项所述的单体电池；
所述单体电池安装在所述安装支架上。
上述技术方案中，电池包内的单体电池包括壳体和极片，壳体的两端具有凹陷部，单体电池的极柱和/或防爆阀和/或注液孔设置于壳体两端的凹陷部，使得极柱或防爆阀或注液孔这些构件本身的高度不占据单体电池长度方向的空间，极片的长度能够做到与壳体的长度相适应，在单体电池的尺寸固定的情况下，增大了单体电池的裸电芯的容量，提高了裸电芯对空间的利用率。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的一种单体电池结构示意图；
图2为第一种盖板与侧边壳体组合连接的结构示意图；
图3为第二种盖板与侧边壳体组合连接的结构示意图；
图4为本申请另一实施例的单体电池的结构示意图；
图5为第二种盖板与侧边壳体组合连接的结构中的盖板结构示意图；
图6为本申请另一实施例的单体电池的结构示意图；
图7为本申请另一实施例的单体电池的结构示意图。
图标：1-壳体，2-凹陷部，3-盖板，31-导通块，32-上塑胶，33-底板，34-下塑胶，35-密封圈，36-极柱，37-连接片，4-侧边壳体，5-裸电芯，51-极耳，6-极片支架，7-mylar保护膜，8-侧边支架，9-防爆阀。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行描述。
本申请的一个或多个实施例的目的在于提供一种单体电池及电池包，针对长电芯电池，在电池的长度方向设计有用于设置极柱和/或防爆阀和/或注液孔的凹陷部，避免了端子(即极柱、防爆阀、注液孔等)本身的高度占据电池的长度方向的空间，提高了电池的空间利用率。
请参照图1，图1为本申请实施例提供的一种单体电池结构示意图，包括壳体1和极片。其中，极片设置于壳体1内，并被壳体1包围；极片的长度与壳体1的长度相适应。以及，壳体1的两端具有凹陷部2，凹陷部2包括设置于其上的极柱36和/或防爆阀和/或注液孔。
本申请实施例中，单体电池包括壳体1和极片，壳体1的两端具有凹陷部2，单体电池的极柱36和/或防爆阀和/或注液孔设置于壳体1两端的凹陷部2，使得极柱36或防爆阀或注液孔这些构件本身的高度不占据单体电池长度方向的空间，极片的长度能够做到与壳体1的长度相适应，进而在单体电池的尺寸固定的情况下，增大了单体电池的裸电芯5的容量，提高了裸电芯5对空间的利用率。
在一个具体的实施例中，以固定的单体电池外形尺寸(620×91×24.7)来计算裸电芯5在单体电池中的体积利用率，其中裸电芯5(参照图5)包括极片，裸电芯5的长度为极片长度，极片端部还包括极耳51，具体对比如下表1所示：
表1
Figure BDA0003650725360000061
通过三个对比例和本申请实施例的对比，在相同的外形尺寸及铝壳厚度的条件下，本实施例的极片长度能增加6.4mm，进而裸电芯5的体积利用率也提高了0.4％，进而提高了单体电芯的容量。
需明确的是，壳体1的两端可均设计为具有凹陷部2的结构，也可以仅将壳体1的一端设计为具有凹陷部2的结构。通常来说，在壳体1的两端均具有凹陷部2时，两个凹陷部2分别设置有正极柱和负极柱。壳体1仅在一端具有凹陷部2时，该凹陷部2上设置有正极柱和负极柱。
在一些可选的实施方式中，壳体1包括包围极片的侧边的侧边壳体4、以及设置于壳体1的两端的盖板3；
侧边壳体4在壳体1的两端分别形成两个开口部；
两个盖板3分别覆盖两个开口部。
本申请实施例中，壳体1分为三个部分，即两端具有开口部的侧边壳体4，以及两个盖板3。两个盖板3分别覆盖侧边壳体4的两个开口部。需明确的是，其中一个盖板3可与侧边壳体4一体成型。
在以下的一个或多个实施例中，提供两种盖板3与侧边壳体4组合连接的结构。
请参照图2，图2为第一种盖板3与侧边壳体4组合连接的结构示意图。其中，盖板3为弯折片状结构；开口部与盖板3相适应；弯折片状结构与对应开口部连接时，形成凹陷部2。
本申请实施例中，两个盖板3均为弯折片状结构，并且侧边壳体4的开口部与盖板3的弯折片状结构相适应，在两个盖板3均与对应开口部连接时，形成壳体1两端的两个凹陷部2，两个凹陷部2分别设置有正极柱和负极柱，在一些实施例中，两个凹陷部2还设置有注液孔或防爆阀。
或者，在另一实施例中，只有一个盖板3为弯折片状结构，另一盖板3为非弯折的片状结构。弯折片状结构的盖板3与对应开口部连接时，形成壳体1一端的一个凹陷部2，该凹陷部2上可设置有正极柱和/或负极柱和/或注液孔和/或防爆阀。
请参照图3，图3为第二种盖板3与侧边壳体4组合连接的结构示意图。其中，盖板3包括：底板33和凸起部。底板33上设置有极柱36和/或防爆阀和/或注液孔。凸起部放置极片的端部。壳体1的长度等于凸起部的凸起高度与侧边壳体4的长度之和。
本申请实施例中，侧边壳体4可以是一定厚度的铝板弯折、拼焊而成，形成左右两个开口部。凸起部可以是底板33整板的一部分通过冲压形成一个用于容纳极片端部极耳51的凸起部。该实施例中，侧边壳体4与盖板3的连接处的四条焊缝处于同一平面，因此，更容易将侧边壳体4与盖板3焊接连接。
在一个实施例中，两个盖板3均包括底板33和凸起部，两个底板33上分别设置有正极柱和负极柱，两个盖板3在与侧边壳体4连接时，两个凸起部的凸起高度与侧边壳体4长度之和即为壳体1的长度，凸起部内部具有容纳极片端部的空间。
或者，在另一实施例中，只有一个盖板3包括底板33和凸起部，在该底板33上设置有正极柱和负极柱，另一盖板3为平面板，此时，壳体1的长度等于一个凸起部的凸起高度与侧边壳体4长度之和。
请参照图4，图4为本申请实施例提供的另一种单体电池的结构示意图。其中，底板上设置有极柱，凸起部上设置有防爆阀9。本申请实施例中，由于防爆阀9本身具有一定的面积，并且防爆阀9通常不具有厚度，其不占据单体电池长度方向的空间，因此，将防爆阀9设置于凸起部上，可以节约底板上的空间，此时，底板有更多空间用来容纳极柱。
在一些可选的实施方式中，图3中的盖板3请参照图5，图5为第二种盖板3与侧边壳体4组合连接的结构中的盖板3结构示意图。该盖板3还包括连接片37、极柱36和密封绝缘件。连接片37为弯折结构，连接片37一端连接极柱36，连接片37另一端连接极片；密封绝缘件设置于底板33和连接片37之间；极柱36穿过密封绝缘件并伸出底板33。
本申请实施例中，盖板3包括连接极柱36和极片的连接片37，连接片37为Z型的弯折结构，以连接不在同一平面上的极柱36和极片端部的极耳51。并且，在底板33和连接片37之间，凸起部和连接片37之间，设置有密封绝缘件。
在一些可选的实施方式中，密封绝缘件包括密封圈和下塑胶34；下塑胶34与底板33贴合；密封圈35套设于极柱36上。
本申请实施例中，密封绝缘件包括与底板33和凸起部内表面贴合的下塑胶34，以及套设于极柱36上的密封圈35，下塑胶34与密封圈35的弹性挤压能够提高密封效果。
在一些可选的实施方式中，盖板3还包括导通块31和上塑胶32；上塑胶32与底板33贴合，极柱36穿过上塑胶32与导通块31连接。
本申请实施例中，盖板3还包括到导通块31和上塑胶32，上塑胶32起到绝缘以及对导通块31进行限位的作用，导通块31与极柱36一端连接，极柱36另一端与连接片37连接。
需明确的是，上述给出了两种盖板3与侧边壳体4组合连接的结构，一些实施例中，单体电池的两端采用第一种盖板3与侧边壳体4组合连接的结构；一些实施例中，单体电池的一端采用第一种盖板3与侧边壳体4组合连接的结构，另一端采用平面板替代盖板3；一些实施例中，单体电池的两端采用第二种盖板3与侧边壳体4组合连接的结构；一些实施例中，单体电池的一端采用第二种盖板3与侧边壳体4组合连接的结构，另一端采用平面板替代盖板3；还有一些实施例中，甚至可以是，单体电池的一端采用第一种盖板3与侧边壳体4组合连接的结构，另一端采用第二种盖板3与侧边壳体4组合连接的结构。
在一些可选的实施方式中，请参照图6，图6为本申请另一实施例的单体电池的结构示意图，该单体电池中还包括极片支架6，极片支架6设置于壳体1内，极片支架6用于固定极片的端部。
本申请实施例中，壳体1内部还具有两个用于固定极片端部的极片支架6，两个极片支架6将极片架设并固定于壳体1内，以避免极片撞击壳体1内侧。
在一些可选的实施方式中，极片组成的裸电芯通常由mylar保护膜7进行包裹，在mylar保护膜7的至少一个侧面安装有侧边支架8，侧边支架8用于保护极片组成的裸电芯不被壳体内侧边毛刺损伤。
在一些可选的实施方式中，还包括防爆阀9和注液孔；防爆阀9和注液孔设置于壳体上。
在一些可选的实施方式中，防爆阀9和注液孔分别设置于壳体的两端的凹陷部。
在另一些实施例中，防爆阀9和注液孔也可以设置于同一个凹陷部2上。
在一些可选的实施方式中，请参照图7，图7为本申请实施例提供的另一单体电池的结构示意图，其中，防爆阀9设置于侧边壳体的顶面或底面。
上述技术方案中，由于防爆阀9本身具有一定的面积，并且防爆阀9通常不具有厚度，其不占据单体电池宽度方向的空间，因此，将防爆阀9设置于侧边壳体的顶面或底面上，可以节约盖板上的空间，此时，盖板有更多空间用来容纳极柱。
本申请实施例提供的一种电池包，包括安装支架和如以上任一项所述的单体电池；所述单体电池安装在所述安装支架上。
本申请实施例中，电池包内的单体电池包括壳体1和极片，壳体1的两端具有凹陷部2，单体电池的极柱36和/或防爆阀和/或注液孔设置于壳体1两端的凹陷部2，使得极柱36或防爆阀或注液孔这些构件本身的高度不占据单体电池长度方向的空间，极片的长度能够做到与壳体1的长度相适应，在单体电池的尺寸固定的情况下，增大了单体电池的裸电芯5的容量，提高了裸电芯5对空间的利用率。
在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。
在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。
以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (13)

1.一种单体电池，其特征在于，包括壳体和极片；
所述极片设置于所述壳体内，并被所述壳体包围；所述极片的长度与所述壳体的长度相适应；以及
所述壳体的两端具有凹陷部，所述凹陷部包括设置于其上的极柱和/或防爆阀和/或注液孔。
2.如权利要求1所述的单体电池，其特征在于，所述壳体包括包围所述极片的侧边的侧边壳体、以及设置于所述壳体的两端的盖板；
所述侧边壳体在所述壳体的两端分别形成两个开口部；
两个所述盖板分别覆盖两个所述开口部。
3.如权利要求2所述的单体电池，其特征在于，一个或两个所述盖板为弯折片状结构；
所述开口部与所述盖板相适应；所述弯折片状结构与对应开口部连接时，形成所述凹陷部。
4.如权利要求2所述的单体电池，其特征在于，一个或两个所述盖板包括：底板和凸起部；
所述底板上设置有所述极柱和/或防爆阀和/或注液孔；
所述凸起部放置极片的端部；
所述壳体的长度等于凸起部的凸起高度与所述侧边壳体的长度之和。
5.如权利要求4所述的单体电池，其特征在于，所述底板上设置有所述极柱，所述凸起部上设置有所述防爆阀。
6.如权利要求4所述的单体电池，其特征在于，所述盖板还包括连接片、极柱和密封绝缘件；
所述连接片为弯折结构，所述连接片一端连接所述极柱，所述连接片另一端连接所述极片；
所述密封绝缘件设置于所述底板和连接片之间；
所述极柱穿过所述密封绝缘件并伸出底板。
7.如权利要求6所述的单体电池，其特征在于，所述密封绝缘件包括密封圈和下塑胶；
所述下塑胶与所述底板贴合；所述密封圈套设于所述极柱上。
8.如权利要求6所述的单体电池，其特征在于，所述盖板还包括导通块和上塑胶；
所述上塑胶与所述底板贴合，所述极柱穿过所述上塑胶与所述导通块连接。
9.如权利要求1所述的单体电池，其特征在于，还包括极片支架，所述极片支架设置于所述壳体内，所述极片支架用于固定所述极片的端部。
10.如权利要求2所述的单体电池，其特征在于，还包括防爆阀和注液孔；
所述防爆阀和注液孔设置于所述壳体上。
11.如权利要求10所述的单体电池，其特征在于，所述防爆阀和注液孔分别设置于所述壳体的两端的凹陷部。
12.如权利要求10所述的单体电池，其特征在于，所述防爆阀设置于所述侧边壳体的顶面或底面。
13.一种电池包，其特征在于，包括安装支架和如权利要求1-12任一项所述的单体电池；
所述单体电池安装在所述安装支架上。
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