CN114914591A - 一种电芯 - Google Patents

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Abstract

本发明属于电芯技术领域，公开了一种电芯，包括电芯内部固定结构、壳体和顶盖，所述电芯内部固定结构包括下绝缘塑胶以及安装于所述下绝缘塑胶上的保持架，所述下绝缘塑胶设置有抵接面，所述抵接面用于抵接芯包；所述壳体内设置有所述芯包，所述芯包连接有极耳；所述顶盖设置有端子，所述顶盖连接于所述壳体的端头，所述顶与所述电芯内部固定结构的所述下绝缘塑胶连接；所述下绝缘塑胶的所述抵接面和所述壳体分别抵接于所述芯包外壁。提高芯包在电芯内部固定的稳定性，防止芯包在电芯内部发生位移，保证电芯内部结构的稳定性，提高电芯的安全性能。

Description

一种电芯
技术领域
本发明涉及电芯技术领域，尤其涉及一种电芯。
背景技术
电芯作为电动汽车的主要动力源，已成为电动汽车的关键部件之一，电芯通常采用塑胶材质的绝缘件隔离顶盖和极柱，防止顶盖和极柱导通，绝缘件包括位于电芯外部的上绝缘塑胶和位于电芯内部的下绝缘塑胶，下绝缘塑胶上设置有极柱等部件，从芯包引出的极耳需要与极柱焊接，为了避免电芯内部的芯包碰触到下绝缘塑胶上的极柱而发生短路，在下绝缘塑胶上设置保持架，以隔离芯包和极柱，保持架避免由于电芯内部下绝缘塑胶装配空间过大，导致的电芯内部结构不稳定。
现有的电芯中，装配保持架时，通常采用将保持架直接盖合在下绝缘塑胶上的方式，同时要避免保持架与弯折的极耳产生干涉，装配非常复杂繁琐，也容易出现装配不到位的情况，保持架连接不稳定，使得电芯内部结构极其不稳定，芯包容易产生晃动，降低了电芯的稳定性，电芯的安全性能无法保证。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电芯，使得保持架便于安装，提高芯包在电芯内部固定的稳定性，防止芯包在电芯内部发生位移，保证电芯内部结构的稳定性，提高电芯的安全性能。
为达此目的，本发明采用以下技术方案：
一种电芯，包括：
电芯内部固定结构，所述电芯内部固定结构包括下绝缘塑胶以及安装于所述下绝缘塑胶上的保持架，所述下绝缘塑胶设置有抵接面，所述抵接面用于抵接芯包；
壳体，所述壳体内设置有所述芯包，所述芯包连接有极耳；
顶盖，所述顶盖设置有端子，所述顶盖连接于所述壳体的端头，所述顶盖与所述电芯内部固定结构的所述下绝缘塑胶连接；
所述下绝缘塑胶的所述抵接面和所述壳体分别抵接于所述芯包外壁。
作为优选，所述保持架设置有第一侧推连接部，所述下绝缘塑胶设置有第二侧推连接部，所述保持架通过所述第一侧推连接部沿电芯的厚度方向侧推安装于所述第二侧推连接部上。
作为优选，所述第一侧推连接部设置于所述保持架的两侧边缘处，所述第二侧推连接部包括开设在所述下绝缘塑胶上的侧推滑槽，所述侧推滑槽端头开设有侧推口，所述第一侧推连接部通过所述侧推口滑入所述侧推滑槽。
作为优选，所述第一侧推连接部设置有滑块，所述滑块与所述保持架固定连接，所述第二侧推连接部包括设置在保持架上的缺角结构，所述缺角结构与所述侧推口相连，所述第一侧推连接部滑入所述侧推滑槽内时，所述第一侧推连接部带动所述滑块伸入所述缺角结构内。
作为优选，所述滑块与所述缺角结构之间设置有卡扣组件，所述卡扣组件包括卡槽以及能够与所述卡槽卡扣配合的卡块，所述滑块和所述缺角结构二者中的一个设置所述卡槽，另一个设置所述卡块。
作为优选，所述端子设置有至少一个极柱，所述端子上至少有一个所述极柱与所述极耳焊接。
作为优选，所述极耳包括第一连接部、弯折部以及第二连接部，所述第一连接部与所述芯包连接，所述弯折部连接所述第一连接部和所述第二连接部，所述第二连接部与所述端子连接,所述第一侧推连接部侧推安装于所述第二侧推连接部上时，所述保持架插入所述第一连接部与所述弯折部之间。
作为优选，所述极耳设置有空槽，所述空槽位于所述弯折部上，所述极耳的所述空槽边缘处形成过流薄弱区域，所述保持架靠近所述下绝缘塑胶的一侧设置有凸起，所述凸起能够穿过所述空槽。
作为优选，所述电芯内部固定结构设置有两个，两个所述电芯内部固定结构设置于所述电芯的异侧，所述芯包位于两个所述电芯内部固定结构之间，所述芯包的一端与一个所述下绝缘塑胶的所述抵接面抵接，所述芯包的另一端与另一个所述下绝缘塑胶的所述抵接面抵接。
作为优选，单位所述电芯长度所需的所述极耳过流面积为S，所述极耳宽度为W，所述极耳层数为N，S＝W×N，所述电芯长度为L，所述极耳过流面积S与所述电芯长度L之比为2-25；所述芯包长度为l，所述芯包长度l与所述电芯长度L之比为0.93-0.99。
作为优选，所述壳体与所述芯包之间固定设置有底托片。
作为优选，所述底托片间隔式的设置有若干开孔。
本发明的有益效果：
本发明中电芯，当电芯的正负极端子在同一侧时，电芯内部固定结构设置有一个，下绝缘塑胶的抵接面与壳体配合，将芯包抵在中间，使得芯包固定，防止芯包发生位移；当电芯的正负极端子在相对的两侧时，电芯内部固定结构相应的设置有两个，下绝缘塑胶的抵接面与异侧下绝缘塑胶的抵接面相配合，将芯包抵在中间，将芯包固定，提高电芯的稳定性，提高电芯的安全性能。
附图说明
图1是本发明中电芯的剖视图；
图2是本发明中电芯的局部结构示意图；
图3是本发明中电芯的局部剖视图；
图4是本发明中电芯内部固定结构的结构示意图；
图5是本发明中电芯内部固定结构的爆炸示意图；
图6是图5中A处的局部放大意图；
图7是图5中B处的局部放大意图；
图8是本发明中保持架的结构示意图；
图9是本发明中极耳的结构示意图；
图10是本发明中底托片的结构示意图。
图中：
1、下绝缘塑胶；11、抵接面；12、安装槽；2、保持架；21、凸起；3、第一侧推连接部；31、滑块；311、卡块；4、第二侧推连接部；41、侧推滑槽；411、侧推口；42、缺角结构；421、卡槽；5、极耳；51、第一连接部；52、弯折部；521、空槽；53、第二连接部；6、顶盖；7、端子；71、极柱；8、壳体；81、底托片；811、开孔；9、芯包。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。
下面结合附图2-8并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1、图2和图3所示，本实施例提供了一种电芯，包括电芯内部固定结构，电芯内部固定结构包括下绝缘塑胶1和保持架2，下绝缘塑胶1设置有抵接面11，抵接面11用于抵接芯包9，电芯包9括壳体8和顶盖6，壳体8内设置有芯包9，芯包9连接有极耳5，顶盖6设置有端子7，顶盖6连接于壳体8的端头，顶盖6与电芯内部固定结构的下绝缘塑胶1连接，下绝缘塑胶1的抵接面11和壳体8分别抵接于芯包9的外壁。
如图4所示，保持架2设置有第一侧推连接部3，下绝缘塑胶1设置有第二侧推连接部4，保持架2通过第一侧推连接部3沿电芯的厚度方向侧推安装于第二侧推连接部4上。保持架2通过侧推的方式与下绝缘塑胶1安装固定，使得保持架2安装非常方便，其侧推方向沿电芯的厚度方向，不会与极耳5产生干涉，使得电芯内部结稳定，避免芯包9产生晃动，提高了电芯的稳定性，提高电芯的安全性能。
在本实施例中，壳体8选用铝壳，采用铝或铝合金材料制成的壳体8具有高容量、重量轻、比能量高、安全性高、生产设计灵活等多种优点。
如图5和图6所示，下绝缘塑胶1上设置有凹槽，保持架2呈板状结构，安装于凹槽内，第一侧推连接部3设置于保持架2的两侧边缘处，第二侧推连接部4包括开设在下绝缘塑胶1的凹槽内壁的侧推滑槽41，侧推滑槽41端头开设有侧推口411，第一侧推连接部3通过侧推口411滑入侧推滑槽41。为了便于保持架2的安装，保持架2及其第一侧推连接部3靠近滑槽的槽底的边缘均设置倒圆角结构，侧推口411的边缘也设置倒圆角结构，圆滑的倒圆角结构具有一定的引导作用，使得保持架2带动第一侧推连接部3滑入侧推滑槽41时更为顺滑，降低装配难度，也降低对于加工精度的要求。保持架2通过侧推的方式装配固定在下绝缘塑胶1上，也增加了下绝缘塑胶1的结构强度。
优选地，侧推口411的朝向以及侧推滑槽41的长度方向均与电芯的厚度方向平行，使得保持架2侧推的更加方便、顺滑。
如图6和图7所示，第一侧推连接部3设置有滑块31，滑块31与保持架2固定连接，本实施例这个滑块31与保持架2一体成型。第二侧推连接部4包括设置在保持架2上的缺角结构42，缺角结构42与侧推口411相连，第一侧推连接部3滑入侧推滑槽41内时，第一侧推连接部3带动滑块31正好伸入缺角结构42内，缺角结构42与滑块31的配合进一步的提高保持架2与下绝缘塑胶1的连接稳定。设置缺角结构42，更加便于操作者从缺角结构42的缺角处观察侧推口411位置，且缺角结构42对滑块31有一定的引导安装作用。
如图6和图8所示，为了进一步的加强保持架2与下绝缘塑胶1之间的连接关系稳定性，滑块31与缺角结构42之间设置有卡扣组件，卡扣组件包括卡槽421以及能够与卡槽421卡扣配合的卡块311，滑块31和缺角结构42二者中的一个设置卡槽421，另一个设置卡块311。本实施例中，卡块311固定连接在滑块31上，卡槽421开设在缺角结构42的内壁上。当第一侧推连接部3与第二侧推连接部4连接时，卡块311卡扣在卡槽421内，防止第一侧推连接部3从侧推滑槽41滑出，具有加固效果。
保持架2通过侧推的方式与下绝缘塑胶1安装固定，第一侧推连接部3通过侧推口411滑入第一滑槽内，同时滑块31也伸入缺角结构42，滑块31外壁抵接在缺角结构42的内壁上，卡块311卡扣在卡槽421内，完成保持架2的安装固定，侧推的安装方式使得保持架2的安装非常方便，其侧推方向沿电芯的厚度方向，不会与极耳5产生干涉，使得电芯内部结稳定，避免芯包9产生晃动，提高了电芯的稳定性，提高电芯的安全性能。
如图2和图3所示，端子7设置有至少一个极柱71，端子7上至少有一个极柱71与极耳5焊接，本实施例中一个端子7设置有两个极柱71。结合图9，极耳5包括第一连接部51、弯折部52以及第二连接部53，第一连接部51与芯包9连接，弯折部52连接第一连接部51和第二连接部53，第二连接部53与端子7连接,第一侧推连接部3侧推安装于第二侧推连接部4上时，保持架2插入第一连接部51与弯折部52之间。
极耳5设置有空槽521，空槽521位于弯折部52上，极耳5的空槽521边缘处形成过流薄弱区域，极耳5过流截面积不大于15mm2，过流薄弱区域起到保护装置的作用，当电流过大时，此区域会自动熔断，对电芯起到保护作用。保持架2靠近下绝缘塑胶1的一侧设置有凸起21，保持架2插入第一连接部51与弯折部52之间时，凸起21能够穿过空槽521。保持架2通过凸起21对极耳5起到固定作用，保持架2将极耳5与芯包9隔离，同时防止极耳5外短路保护装置作用时损伤芯包9，引发安全事故。可以理解的是，在其他实施例中，空槽521的数量可以是多个，对应地，凸起21的数量也为多个，空槽521和凸起21一一对应。
电芯内部固定结构的结构设计不限制于电池的类型，也不限制于电池端子7在同一侧还是在异侧，电芯内部固定结构设置有一个或两个。在本实施例中，如图1所示，电芯内部固定结构设置有两个，两个电芯内部固定结构设置于电芯的异侧，极耳5在异侧，芯包9位于两个电芯内部固定结构之间，芯包9的一端与一个下绝缘塑胶1的抵接面11抵接，芯包9的另一端与另一个下绝缘塑胶1的抵接面11抵接。如图1和图10所示，为了增加对芯包9的的固定效果，在壳体8和芯包9之间固定设置有底托片81，本实施例中的底托片81设置有两个且分别置于芯包9两侧，底托片81间隔式的设置有若干开孔811，且表面涂胶用于固定，底托片81对芯包9起到保护支撑作用的同时，使电解液与芯包9极片得到更好的浸润。
在另一个实施例中，电芯内部固定结构可以设置为一个，极耳5在同侧，电芯的正负极端子7在同一侧，下绝缘塑胶1的抵接面11与壳体8配合，将芯包9抵在中间，使得芯包9固定，防止芯包9发生位移。
本实施例中，单位电芯长度所需的极耳5过流面积为S，极耳5宽度为W，极耳5层数为N，S＝W×N，电芯长度为L，极耳5过流面积S与电芯长度L之比为2-25，例如2、6、10、20、25等；芯包9长度为l，芯包9长度l与电芯长度L之比为0.93-0.99，例如0.93、0.95、0.97、0.98、0.99等。
下面介绍一下本实施例的电芯的实施原理：设置电芯内部固定结构的电芯，保持架2通过侧推的方式安装于下绝缘塑胶1上，下绝缘塑胶1的抵接面11将芯包9抵住，与壳体8或异侧的下绝缘塑胶1配合，将芯包9固定，防止其发生位移；下绝缘塑胶1装配后，将保持架2侧推进下塑胶，将极耳5与芯包9隔绝，同时保持架2上表面凸起21穿过极耳5的薄弱过流区域处的空槽521，起固定作用，同时防止极耳5外短路保护装置作用时损伤芯包9，引发安全事故。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种电芯，其特征在于，包括：
电芯内部固定结构，所述电芯内部固定结构包括下绝缘塑胶(1)以及安装于所述下绝缘塑胶(1)上的保持架(2)，所述下绝缘塑胶(1)设置有抵接面(11)，所述抵接面(11)用于抵接芯包(9)；
壳体(8)，所述壳体(8)内设置有所述芯包(9)，所述芯包(9)连接有极耳(5)；
顶盖(6)，所述顶盖(6)设置有端子(7)，所述顶盖(6)连接于所述壳体(8)的端头，所述顶盖(6)与所述电芯内部固定结构的所述下绝缘塑胶(1)连接；
所述下绝缘塑胶(1)的所述抵接面(11)和所述壳体(8)分别抵接于所述芯包(9)外壁。
2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，所述保持架(2)设置有第一侧推连接部(3)，所述下绝缘塑胶(1)设置有第二侧推连接部(4)，所述保持架(2)通过所述第一侧推连接部(3)沿电芯的厚度方向侧推安装于所述第二侧推连接部(4)上。
3.根据权利要求2所述的电芯，其特征在于，所述第一侧推连接部(3)设置于所述保持架(2)的两侧边缘处，所述第二侧推连接部(4)包括开设在所述下绝缘塑胶(1)上的侧推滑槽(41)，所述侧推滑槽(41)端头开设有侧推口(411)，所述第一侧推连接部(3)通过所述侧推口(411)滑入所述侧推滑槽(41)。
4.根据权利要求3所述的电芯，其特征在于，所述第一侧推连接部(3)设置有滑块(31)，所述滑块(31)与所述保持架(2)固定连接，所述第二侧推连接部(4)包括设置在保持架(2)上的缺角结构(42)，所述缺角结构(42)与所述侧推口(411)相连，所述第一侧推连接部(3)滑入所述侧推滑槽(41)内时，所述第一侧推连接部(3)带动所述滑块(31)伸入所述缺角结构(42)内。
5.根据权利要求4所述电芯，其特征在于，所述滑块(31)与所述缺角结构(42)之间设置有卡扣组件，所述卡扣组件包括卡槽(421)以及能够与所述卡槽(421)卡扣配合的卡块(311)，所述滑块(31)和所述缺角结构(42)二者中的一个设置所述卡槽(421)，另一个设置所述卡块(311)。
6.根据权利要求1-5任一项所述的电芯，其特征在于，所述端子(7)设置有至少一个极柱(71)，所述端子(7)上至少有一个所述极柱(71)与所述极耳(5)焊接。
7.根据权利要求6任一项所述的电芯，其特征在于，所述极耳(5)包括第一连接部(51)、弯折部(52)以及第二连接部(53)，所述第一连接部(51)与所述芯包(9)连接，所述弯折部(52)连接所述第一连接部(51)和所述第二连接部(53)，所述第二连接部(53)与所述端子(7)连接,所述第一侧推连接部(3)侧推安装于所述第二侧推连接部(4)上时，所述保持架(2)插入所述第一连接部(51)与所述弯折部(52)之间。
8.根据权利要求7所述的电芯，其特征在于，所述极耳(5)设置有空槽(521)，所述空槽(521)位于所述弯折部(52)上，所述极耳(5)的所述空槽(521)边缘处形成过流薄弱区域，所述保持架(2)靠近所述下绝缘塑胶(1)的一侧设置有凸起(21)，所述凸起(21)能够穿过所述空槽(521)。
9.根据权利要求1-5任一项所述的电芯，其特征在于，所述电芯内部固定结构设置有两个，两个所述电芯内部固定结构设置于所述电芯的异侧，所述芯包(9)位于两个所述电芯内部固定结构之间，所述芯包(9)的一端与一个所述下绝缘塑胶(1)的所述抵接面(11)抵接，所述芯包(9)的另一端与另一个所述下绝缘塑胶(1)的所述抵接面(11)抵接。
10.根据权利要求1-5任一项所述的电芯，其特征在于，单位所述电芯长度所需的所述极耳(5)过流面积为S，所述极耳(5)宽度为W，所述极耳(5)层数为N，S＝W×N，所述电芯长度为L，所述极耳(5)过流面积S与所述电芯长度L之比为2-25；所述芯包(9)长度为l，所述芯包(9)长度l与所述电芯长度L之比为0.93-0.99。
11.根据权利要求1-5任一项所述的电芯，其特征在于，所述壳体(8)与所述芯包(9)之间固定设置有底托片(81)。
12.根据权利要求11任一项所述的电芯，其特征在于，所述底托片(81)间隔式的设置有若干开孔(811)。
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