CN115347283A - 电池和电池组 - Google Patents

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张勇杰
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Abstract

本公开提供了一种电池和电池组，属于电池技术领域。该电池包括电芯，所述电芯包括电芯本体和极耳部，所述极耳部从所述电芯本体的一侧延伸而出；壳体，所述壳体为中空结构，所述中空结构形成壳体内，所述电芯设置于所述壳体内，所述壳体包括相对设置的第一面和第二面，所述第一面设置有注液孔，所述注液孔贯穿所述第一面且不贯穿所述第二面，所述电芯本体在所述第一面上的正投影不与所述注液孔重叠。本公开提供的电池，电解液进入时不会对电芯本体造成冲击，能够有效避免对电芯本体造成冲击损伤，保证注液效果，提升电池的综合性能。

Description

电池和电池组
技术领域
本公开涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池和电池组。
背景技术
电池包括壳体和电芯，电芯设置在壳体内，电芯设置有正极耳和负极耳，正极耳和负极耳通过电极连接片与壳体上的正负极柱连接。电解液注入是电池制备工艺中重要的环节。目前，通常在壳体上设置注液孔，以完成注液过程。现有技术中，电解液经过注液孔进入壳体时，往往会对电芯极片产生冲击，影响电池的综合性能。
所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。
发明内容
本公开的目的在于提供一种电池和电池组，在进行注液时，能够有效避免对电芯本体造成冲击损伤，保证注液效果，提升电池的综合性能。
为实现上述发明目的，本公开采用如下技术方案：
根据本公开的第一个方面，提供一种电池，包括：
电芯，所述电芯包括电芯本体和极耳部，所述极耳部从所述电芯本体的一侧延伸而出；
壳体，所述电芯设置于所述壳体内，所述壳体包括相对设置的第一面和第二面，所述第一面设置有注液孔，所述注液孔贯穿所述第一面且不贯穿所述第二面，所述电芯本体在所述第一面上的正投影不与所述注液孔重叠。
根据本公开的第二个方面，提供一种电池组，包括上述第一方面所述的电池。
本公开提供的电池，包括电芯和壳体。电芯包括电芯本体和极耳部。壳体上设置有注液孔，且电芯本体在第一面的正投影与注液孔不重叠。注液时，电解液经过注液孔进入壳体，由于电芯本体在第一面的正投影与注液孔不重叠，因此，电解液进入时不会对电芯本体造成冲击，能够有效避免对电芯本体造成冲击损伤，保证注液效果，提升电池的综合性能。
附图说明
通过参照附图详细描述其示例实施方式，本公开的上述和其它特征及优点将变得更加明显。
图1是本公开示例性实施例中电池分解结构示意图；
图2是本公开示例性实施例中电芯放置于壳体内的结构示意图；
图3是图2的俯视图；
图4是本公开示例性实施例中壳体结构示意图；
图5是本公开示例性实施例中保持架结构示意图；
图6是本公开又一示例性实施例中保持架结构示意图；
图7是本公开再一示例性实施例中保持架结构示意图；
图8是图2中A部分放大图；
图9是图5中B部分放大图；
图10是图6中C部分放大图；
图11是图7中D部分放大图；
图12是本公开示例性实施例中极耳部从电芯本体延伸而出结构示意图；
图13是本公开示例性实施例中壳体第一面平面图；
图14为本公开示例性实施例中电池组结构示意图。
图中主要元件附图标记说明如下：
10-电池；100-壳体；101-第一面；1011-第一边；1012-第二边；102-第二面；103-第三面；110-底壳；120-顶盖；130-注液孔；140-第一凹槽；100a-极耳部段；100b-电芯本体段；200-电芯；210-电芯本体；211-极耳部延伸面；220-极耳部；221-单片极耳；300-保持架；310-极耳部避让区；320-进液通道；330-第一连接板；331-进液孔；332-第二凹槽；333-第一区段；334-第二区段；340-第二连接板；342-极耳部容纳段；341-支撑段；350-支撑件；370-导流件；371-第二连接面；372-导流面。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施例。然而，示例实施例能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施例使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施例的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。
在图中，为了清晰，可能夸大了区域和层的厚度。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结构，因而将省略它们的详细描述。
所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本公开的实施例的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本公开的技术方案而没有所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、材料等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、材料或者操作以避免模糊本公开的主要技术创意。
当某结构在其它结构“上”时，有可能是指某结构一体形成于其它结构上，或指某结构“直接”设置在其它结构上，或指某结构通过另一结构“间接”设置在其它结构上。
用语“一个”、“一”、“所述”用以表示存在一个或多个要素/组成部分/等；用语“包括”和“具有”用以表示开放式的包括在内的意思并且是指除了列出的要素/组成部分/等之外还可存在另外的要素/组成部分/等。用语“第一”和“第二”等仅作为标记使用，不是对其对象的数量限制。
如图1所示，本公开实施方式中提供一种电池10，包括电芯200和壳体100。电芯200包括电芯本体210和极耳部220，极耳部220从电芯本体210的一侧延伸而出；电芯200设置于壳体100内，壳体100包括相对设置的第一面101和第二面102，第一面101设置有注液孔130，注液孔130贯穿第一面101且不贯穿第二面102，电芯本体210在第一面101上的正投影不与注液孔130重叠。
本公开提供的电池10，包括电芯200和壳体100。电芯200包括电芯本体210和极耳部220。壳体100上设置有注液孔130，且电芯本体210在第一面101的正投影与注液孔130不重叠。注液时，电解液经过注液孔130进入壳体100，由于电芯本体210在第一面101的正投影与注液孔130不重叠，因此，电解液进入时不会对电芯本体210造成冲击，能够有效避免对电芯本体210造成冲击损伤，保证注液效果，提升电池10的综合性能。
下面结合附图对本公开实施方式提供的电池10的各部件进行详细说明。
如图1至图3所示，电池10包括电芯200和壳体100，电芯200设置于壳体100内。其中，电芯200包括电芯本体210和极耳部220，极耳部220从电芯本体210的一端。壳体100包括相对设置的第一面101和第二面102，第一面101设置有注液孔130，注液孔130贯穿第一面101且不贯穿第二面102，电芯本体210在第一面101上的正投影不与注液孔130重叠。
在本公开一些实施例中，壳体100大致为方体结构，壳体100的形状及大小可根据电池10的实际需求进行设定。此外，壳体100上也可以有其他结构的设置，如极柱，包括正极柱和负极柱。第一面101可以为壳体的底面或侧面。注液孔130可设置于壳体100的底面或侧面，只要保证电芯本体210在第一面101上的正投影不与注液孔130重合即可。
在本公开一些实施例中，电芯200设置于壳体100内，电芯200包括电芯本体210和极耳部220，极耳部220从电芯本体210的一侧延伸而出。电芯200由正极片、隔膜、负极片依次层叠而成，极耳部220包括正极耳部和负极耳部，正极耳部形成于正极片，负极耳部形成于负极片。在优选实施例中，电芯200由正极片、隔膜、负极片呈Z字形依次层叠而成。
如图2、图3和图8所示在本公开一些实施例中，极耳部220从电芯本体210的一侧延伸而出，注液孔130的中心轴线与电芯本体210的极耳部延伸面211平行。本公开中，注液孔130的中心轴线是指垂直于注液孔130所在平面且穿过注液孔130中心的轴线。注液时，电解液通常会沿注液孔130的中心轴线方向产生一定的冲击力。本公开注液孔130的中心轴线与电芯本体210的极耳部延伸面211平行，也即意味着注液时产生的冲击力也平行于电芯本体210的极耳部延伸面211，该冲击力不会直接正对电芯200的极片所在的平面，从而不会对极片造成冲击损伤，保证注液效果及电池10的合格率。
如图1和图4所示，在本公开一些实施例中，壳体100内部空间包括电芯本体容纳区和极耳部容纳区，电芯本体容纳区用于容纳电芯本体210，极耳部容纳区用于容纳极耳部220，壳体100包括电芯本体段100b和极耳部段100a，极耳部段100a位于电芯本体段100b的一侧，电芯本体段100b围成电芯本体容纳区，极耳部段100a围成极耳部容纳区，注液孔130设置于极耳部段100a。在一些实施例中，极耳部容纳区的数量为两个，分别位于电芯本体区的两侧。注液孔130设置极耳部容纳区对应的极耳部段100a，极耳部容纳区可为注液提供一定的电解液进入空间，并进一步减少对极片的影响。
如图1、图3、图4和图13所示，在本公开一些实施例中，注液孔130设置于第一面101的拐角处。第一面101的第一边1011和第二边1012的连接处形成拐角。在一些实施例中，第一边1011和第二边1012的连接处近似为直角，在另一实施例中，第一边1011和第二边1012的连接处经过倒圆角处理。注液孔130远离第一面101的第一边1011的中轴线和第二边1012的中轴线，且注液孔120的孔边缘与第一面101形成该拐角的边之间具有间隔。具体地，形成该拐角的第一边1011的长度为a，形成该拐角的第二边1012的长度为b，注液孔和第二边1012之间的距离为h1，注液孔和第一边1011之间的距离为h2，a≥b，1/600a≤h1≤1/25a，1/100b≤h2≤1/5b。在一些具体实施例中，h1和h2的取值为1-20mm。第一面101的拐角处具有较强的结构强度，在形成注液孔130工艺中，形变量较小。此外，在注液工艺中，便于电解液的注入和注液后的密封。
在本公开一些实施例中，注液孔130的数量为两个，两个注液孔130呈对角设置。具体地，其中一个注液孔130设置于第一面101的第一拐角处，另一个注液孔130设置于第一面101的第二拐角处，第一拐角和第二拐角呈对角线设置。本公开中，呈对角线设置两个注液孔130，一方面有助于提高注液效率，另一方面能够提高电芯极片的浸润效果。
如图1和图4所示，在本公开一些实施例中，壳体100包括相对设置的第一面101和第二面102，还包括围设在第一面101和第二面102四周的四个第三面103，第一面101、第二面102和第三面103形成壳体100，第一面101的面积均大于第三面103的面积，即，第一面101为壳体100的大面，注液孔130设置于壳体100的大面，大面易于成型，降低工艺难度。优选地，壳体100可大致呈长方体结构。当壳体100大致呈长方体时，该长方体呈扁平状。
如图1和图12所示，在一些实施例中，极耳部220包括两个以上从电芯本体210的侧面延伸而出的单片极耳221，当把单片极耳221分别沿垂直于电芯本体210的侧面的方向拉平时的单片极耳221的重叠方向为第一方向；第一面101为壳体100的在第一方向上相对的两个表面中的一个。在该实施例中，注液孔130设置于第一面101，当电解液经注液孔进而壳体100内时，电解液的注入方向与第一方向大致平行，该方向注入的电解液不会对多个单片极耳221叠加形成的侧面产生冲击力，从而减少对极耳部220造成的损伤。在优选实施例中，单片极耳221在第一面101上的正投影不与注液孔130重叠。在该实施例中，电解液的注入方向不直对单片极耳221，不会对单片极耳221造成冲击，有效避免对极耳部220造成损伤。
在一些具体实施例中，壳体100包括底壳110和顶盖120。底壳110包括底壁和连接于底壁的侧壁，底壁和侧壁围成顶端开口的中空结构；顶盖120密封连接于底壳110的顶端开口。底壳110的底壁形成壳体100的第一面101，底壁的面积大于侧壁。顶盖120的顶壁形成壳体100的第二面102。顶盖120与底壳110之间可采用焊接或胶粘等方式连接，具体本公开不做限定。在此需说明的是，壳体100也可以为其他结构，举例而言，壳体100同样呈长方体结构，包括底壳和侧盖，底壳为侧端开口的空间结构，底壳的底壁和顶壁即为壳体100的第一面101和第二面102，侧盖连接于底壳的侧端开口。在优选实施例中，壳体100包括底壳110和顶盖120，该结构壳体100方便电芯200装配，且装配过程中不易对电芯200造成损伤。
如图1所示，在本公开一些实施例中，电池10还包括保持架300，保持架300设置于壳体100内并位于电芯本体210的一侧，保持架300支撑于壳体100的第一面101和第二面102之间，并位于壳体100的端侧面和电芯本体210的极耳部延伸面211之间。在本公开一些实施例中，保持架300的数量为两个，分别位于电芯本体210的两侧。两个保持架300将电芯本体210稳定固定于壳体100内。保持架300支撑于壳体100的第一面101和第二面102之间，具体在实施例中，保持架300的部分表面抵接于壳体100的第一面101和第二面102之间，以对壳体100起到很好的支撑效果，保持第一面101和第二面102平稳性。
如图5至图7和图9至图11所示，在本公开一些实施例中，保持架300设置有进液孔331和进液通道320，进液孔331在第一面101的投影与注液孔130至少部分重叠，保持架300设置有进液孔331的部位抵接于第一面101，进液通道320的一端连通于进液孔331。注液时，注液装置的注液嘴需插入注液孔，与壳体100紧密接触，电解液可通过注液孔130和进液孔331后，直接经过进液通道320进入电芯200。保持架300中设置有进液孔331的部位抵接于壳体100的第一面101，避免注液时壳体100的变形不利于注液过程中电池密封性，并避免电解液在进入进液孔331前液体分流，以使电解液顺利进入电芯200，并浸润电芯极片。
如图9至图11所示，在本公开一些实施例中，进液通道320处设置有导流件370。导流件370用于在注液时对电解液实现导流，使电解液顺利浸润电芯极片，并提升注液速率和浸润效果。
如图5至图7所示，在本公开一些实施例中，保持架300包括第一连接板330、第二连接板340和支撑件350。进液孔331设置于第一连接板330。第二连接板340与第一连接板330相对设置。在此需说明的是，支撑件350的结构本公开不做限定，举例而言，支撑件350可以为杆状或板状。在本公开一些具体实施例中，支撑件350为板状结构，且支撑件350的数量为多个，多个支撑件350间隔排列，并连接于第一连接板330和第二连接板340之间。
在一些实施例中，第二连接板340包括极耳部容纳段342和位于极耳部容纳段342两端的支撑段341，极耳部容纳段342朝靠近第一连接板330方向凹陷形成极耳部避让区310。极耳部避让区310用于容纳极耳部。支撑段341用于支撑壳体100的第一面101和第二面102。进液孔331在第二连接板340上的正投影位于支撑段341。
如图9至图11所示，在本公开一些实施例中，导流件370连接于第一连接板330和第二连接板340之间，导流件370在第一连接板330上的正投影与进液孔331至少部分重叠，以使进入进液孔331后的电解液顺着导流件370进入电芯本体210。此外，导流件370在第一连接板330上的正投影与进液孔331至少部分重叠，有助于减缓电解液的冲击力，进一步避免对电芯极片造成损伤。
如图10和图11所示，在本公开一些实施例中，导流件370包括导流面372，导流面372靠近第二连接板340的一端朝电芯本体210方向倾斜，使得电解液在自身重力和注液冲力的作用下，朝电芯本体210方向流动，完成对电芯200的浸润和整个注液过程。
如图5、如图9所示，在本公开另一些实施例中，导流件370连接于相邻两个支撑件350之间，导流件370在第一连接板330上的正投影覆盖进液孔331。在此需说明的是，导流件370可呈水平状态连接于相邻两个支撑件350之间，也可呈倾斜状态连接于相邻两个导流件370之间，具体本公开不做限定。导流件370的形状也可根据实际需求进行设定，在一具体实施例中，导流件370为平面板，导流件370靠近进液孔的一侧表面为导流面372。
如图6、图7、图10和图11在本公开另一些实施例中，导流件370连接于第一连接板330和第二连接板340之间，导流件370具有导流面372，导流面372一端连接于第一连接板330，另一端连接于第二连接板340，导流面372连接第二连接板340的一端朝电芯本体210方向倾斜。导流件370还包括第一连接面和第二连接面371。第一连接面连接于第一连接板330，第二连接面371连接于第二连接板340。第一连接面与第二连接面371相对设置，导流面372连接于第一连接面和第二连接面371的端部。在一些具体实施例中，导流面372为斜面，在另一些具体实施例中，导流面372为顺滑曲面。
如图4、图5所示，在本公开一些实施例中，壳体100的第一面101和第二面102相对设置，第一面101设置有第一凹槽140，注液孔130不位于第一凹槽140，第一连接板330设置有与第一凹槽140形状大小相匹配的第二凹槽332。在实际应用中，当多个电池组合成电池组时，第一凹槽140可用于容纳相邻电池10的壳体100上的相关组件，如极柱。第二凹槽332用于与第一凹槽140相匹配，为容纳极柱等提供空间。在本公开一些实施例中，第一连接板330包括第一区段333和第二区段334，进液孔331设置于第一区段333，第二区段334凹陷形成第二凹槽332。
如图13所示，本公开还提供一种电池组，包括至少两个上述任一种实施方式中所述的电池10。电池组可以为电池模组或电池包。其中，电池模组包括多个电池10、端板和侧板，端板和侧板用于固定多个电池10。电池包包括多个电池10和电池箱体，电池箱体用于固定多个电池10。
应可理解的是，本公开不将其应用限制到本说明书提出的部件的详细结构和布置方式。本公开能够具有其他实施方式，并且能够以多种方式实现并且执行。前述变形形式和修改形式落在本公开的范围内。应可理解的是，本说明书公开和限定的本公开延伸到文中和/或附图中提到或明显的两个或两个以上单独特征的所有可替代组合。所有这些不同的组合构成本公开的多个可替代方面。本说明书的实施方式说明了已知用于实现本公开的最佳方式，并且将使本领域技术人员能够利用本公开。

Claims (15)

1.一种电池，其特征在于，包括：
电芯，所述电芯包括电芯本体和极耳部，所述极耳部从所述电芯本体的一侧延伸而出；
壳体，所述电芯设置于所述壳体内，所述壳体包括相对设置的第一面和第二面，所述第一面设置有注液孔，所述注液孔贯穿所述第一面且不贯穿所述第二面，所述电芯本体在所述第一面上的正投影不与所述注液孔重叠。
2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述注液孔的中心轴线与所述电芯本体的极耳部延伸面平行。
3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述壳体内部空间包括电芯本体容纳区和极耳部容纳区，所述电芯容纳区用于容纳所述电芯本体，所述极耳部容纳区用于容纳所述极耳部，所述壳体包括电芯本体段和极耳部段，所述极耳部段位于所述电芯本体段的一侧，所述电芯本体段围成所述电芯本体容纳区，所述极耳部段围成所述极耳部容纳区，所述注液孔设置于所述极耳部段。
4.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述注液孔设置于所述第一面的拐角处，形成所述拐角的第一边的长度为a，形成所述拐角的第二边的长度为b，所述注液孔和所述第二边之间的距离为h1，所述注液孔和所述第一边之间的距离为h2，a≥b，1/600a≤h1≤1/25a，1/100b≤h2≤1/5b。
5.根据权利要求1或4所述的电池，其特征在于，所述极耳部包括两个以上从所述电芯本体的侧面延伸而出的单片极耳，当把所述单片极耳分别沿垂直于所述电芯本体的侧面的方向拉平时的所述单片极耳的重叠方向为第一方向；
所述第一面为所述壳体的在所述第一方向上相对的两个表面中的一个。
6.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，所述单片极耳在所述第一面上的正投影不与所述注液孔重叠。
7.根据权利要求1任一项所述的电池，其特征在于，所述注液孔的数量至少为两个，其中有两个所述注液孔呈对角设置。
8.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池还包括：
保持架，所述保持架设置于所述壳体内并位于所述电芯本体的一侧，所述保持架支撑于所述壳体的第一面和第二面之间，并位于所述壳体的端侧面和所述电芯本体的极耳部延伸面之间。
9.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，所述保持架设置有进液孔和进液通道，所述进液孔在所述第一面的投影与所述注液孔至少部分重叠，所述保持架设置有所述进液孔的部位抵接于所述第一面，所述进液通道的一端连通于所述进液孔。
10.根据权利要求9所述的电池，其特征在于，所述进液通道处设置有导流件。
11.根据权利要求10所述的电池，其特征在于，所述保持架包括：
第一连接板，所述进液孔设置于所述第一连接板；
第二连接板，所述第二连接板与所述第一连接板相对设置；
支撑件，所述支撑件连接于所述第一连接板和所述第二连接板之间。
12.根据权利要求11所述的电池，其特征在于，所述导流件设置于所述第一连接板和所述第二连接板之间，所述导流件在所述第一连接板上的正投影与所述进液孔至少部分重叠。
13.根据权利要求12所述的电池，其特征在于，所述导流件连接于相邻两个所述支撑件之间，所述导流件在所述第一连接板上的正投影覆盖所述进液孔。
14.根据权利要求12或13所述的电池，其特征在于，所述导流件包括导流面，所述导流面靠近所述第二连接板的一端朝所述电芯本体方向倾斜。
15.一种电池组，其特征在于，包括如权利要求1-14任一项所述的电池。
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