CN115360464B - 一种端板及储能装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种端板和储能装置，所述端板包括：板体，所述板体具有相对的第一面和第二面，所述第一面与电芯相对，所述第二面背离所述电芯，且所述第一面的中心区域上设置有远离所述电芯凹陷的凹槽，所述凹槽的槽口直径R₁与所述端板的高度尺寸L₁满足：4％≤R₁/L₁≤9％。由此，能够为电芯膨胀提供空间，使电芯的膨胀部分膨胀至凹槽内，能够缓冲电芯循环产生的膨胀力，提升电芯的循环寿命，还能够减小端板承受的膨胀力，减小端板变形的几率；将凹槽的直径R₁与端板的高度尺寸L₁的比值设置在此范围内，既能够为电芯膨胀提供充足的空间，又能够保证电芯与端板的接触面积，能够提高电芯的安全性。

Description

一种端板及储能装置

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其是涉及一种端板及储能装置。

背景技术

现有技术中，通常使用板状的端板对电芯进行固定，电芯在循环过程中会产生膨胀，若电芯的膨胀力无法有效释放，会降低电芯的使用寿命，影响电芯的使用安全性，并且在一定的膨胀力下，与电芯接触的端板会发生变形。如何减小电芯的膨胀力及避免端板变形成为亟待解决的问题。

发明内容

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种端板，所述端板能够缓冲电芯的膨胀力，延长电芯的使用寿命。

本发明进一步提出了一种采用上述端板的储能装置。

根据本发明实施例的端板，包括：板体，所述板体具有相对的第一面和第二面，所述第一面与电芯相对，所述第二面背离所述电芯，且所述第一面的中心区域上设置有远离所述电芯凹陷的凹槽，所述凹槽的槽口直径R₁与所述端板的高度尺寸L₁满足：4％≤R₁/L₁≤9％。

根据本发明实施例的端板，通过在第一面的中心区域设置远离电芯凹陷的凹槽，能够为电芯膨胀提供空间，使电芯的膨胀部分膨胀至凹槽内，能够缓冲电芯循环产生的膨胀力，提升电芯的循环寿命，还能够减小端板承受的膨胀力，减小端板变形的几率；将凹槽的直径R₁与端板的高度尺寸L₁的比值设置在此范围内，既能够为电芯膨胀提供充足的空间，又能够保证电芯与端板的接触面积，使端板具有足够的强度，能够提高电芯的安全性。

在一些实施例中，所述第二面上具有沿所述板体的宽度方向延伸的第一加强筋、沿所述板体的高度方向延伸的第二加强筋，所述第一加强筋与所述第二加强筋的交点与所述凹槽的圆心同轴。这样，能够提高端板的结构强度，减小端板变形的几率。

具体地，所述第二面上还设置有环形加强筋，所述环形加强筋与所述第一加强筋、所述第二加强筋相交，且所述环形加强筋的圆心与所述凹槽的圆心同轴。这样设置，能够进一步提高端板中心区域的结构强度，可以稳定吸收电芯产生的膨胀力，避免端板出现变形。

进一步地，所述环形加强筋的内径R₂与所述端板的高度尺寸L₁满足：10％≤R₂/L₁≤30％。这样，能够确保环形加强筋的内径大于凹槽的直径，确保环形加强筋围设在凹槽的外部，以避免环形加强筋对凹槽的开设造成影响。

在一些实施例中，所述第一加强筋与所述第二加强筋将所述第二面划分为第一象限区、第二象限区、第三象限区以及第四象限区，所述第一象限区、所述第二象限区、所述第三象限区以及所述第四象限区内均设置有贯通所述板体的散热孔。这样，通过设置散热孔，能够提高端板的散热效果，将散热孔布置在四个象限区内且对称设置，能够提高电芯的均温性。

具体地，所述散热孔位于所述环形加强筋外。这样，避免散热孔影响凹槽对电芯膨胀力的吸收，确保凹槽能够吸收电芯循环产生的膨胀力，从而避免端板变形损坏。

在一些实施例中，所述第一象限区、所述第二象限区、所述第三象限区以及所述第四象限区内的所述散热孔为多个且呈阵列排布，每排和每列相邻的所述散热孔之间的间距为10mm-30mm。这样设置，能够对电芯的不同位置进行降温散热，从而提高电芯的均温性。

具体地，所述第一象限区、所述第二象限区、所述第三象限区以及所述第四象限区内的所述散热孔与所述交点的最大距离L₂与所述端板的高度尺寸L₁满足：29％≤L₂/L₁≤51％。这样，能够确保每个象限区内的散热孔位于环形加强筋外，且能够保证在同一象限区内尽量设置更多的散热孔，以提高散热效果。

进一步地，所述环形加强筋、所述第一加强筋、所述第二加强筋投影于所述第二面的外形轮廓的宽度尺寸均为1mm～3mm。这样，能够在保证端板重量的前提下有效加强端板的结构强度。

根据本发明实施例的储能装置，包括：至少一个电芯组和上述实施例中任一项所述的端板，所述电芯组内包括依次设置的多个电芯，所述端板设置于所述电芯组的两端。这样设置，能够延长储能装置的使用寿命，提高储能装置的安全性。

本发明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，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的端板的第一面的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的端板的第二面的结构示意图；

图3是根据本发明实施例的端板的一个侧视图；

图4是根据本发明实施例的端板的另一侧视图。

附图标记：

端板100，

板体10，

第一面11，凹槽111，

第二面12，第一加强筋121，第二加强筋122，环形加强筋123，

第一象限区124，第二象限区125，第三象限区126，第四象限区127，

散热孔20。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1-图4描述根据本发明实施例的端板100及储能装置。

如图1-图3所示，根据本发明实施例的端板100，包括：板体10，板体10具有相对的第一面11和第二面12，第一面11与电芯相对，第二面12背离电芯，且第一面11的中心区域上设置有远离电芯凹陷的凹槽111，凹槽111的槽口直径R₁与端板100的高度尺寸L₁满足：4％≤R₁/L₁≤9％。

具体而言，第一面11与电芯接触，第一面11上的凹槽111朝向远离电芯的方向凹陷，其为电芯膨胀提供了空间，电芯在循环过程中会发生膨胀，且电芯的膨胀部分集中在电芯的中心区域，因此，在第一面11的中心区域设置凹槽111，当电芯发生膨胀时，可使电芯的膨胀部分膨胀至凹槽111内，为电芯提供缓冲空间。

需要说明的是，凹槽111的直径R₁与端板100的高度尺寸L₁满足4％≤R₁/L₁≤9％的比例关系，将凹槽111的直径R₁与端板100的高度尺寸L₁的比值设置在此范围内，既能够为电芯膨胀提供充足的空间，以缓冲电芯循环产生的膨胀力，又能够保证电芯与端板100的接触面积，使端板100具有一定的强度，还能够确保二者的接触压强在合理范围内。若凹槽111的直径R₁与端板100的高度尺寸L₁的比值小于4％，凹槽111的直径过小，无法为电芯膨胀提供充足的空间，不利于缓冲电芯循环产生的膨胀力；若凹槽111的直径R₁与端板100的高度尺寸L₁的比值大于9％，凹槽111的直径过大，端板100与电芯的接触面积过小，端板100的强度小，且二者之间的接触压强过大，危险性增大。

根据本发明实施例的端板100，通过在第一面11的中心区域设置远离电芯凹陷的凹槽111，能够为电芯膨胀提供空间，使电芯的膨胀部分膨胀至凹槽111内，能够缓冲电芯循环产生的膨胀力，提升电芯的循环寿命，还能够减小端板100承受的膨胀力，减小端板100变形的几率；将凹槽111的直径R₁与端板100的高度尺寸L₁的比值设置在此范围内，既能够为电芯膨胀提供充足的空间，又能够保证电芯与端板100的接触面积，使端板100具有足够的强度，能够提高电芯的安全性。

如图2和图4所示，在一些实施例中，第二面12上具有沿板体10的宽度方向延伸的第一加强筋121、沿板体10的高度方向延伸的第二加强筋122，第一加强筋121与第二加强筋122的交点与凹槽111的圆心同轴。

具体而言，第一加强筋121、第二加强筋122与第二面12垂直，第一加强筋121、第二加强筋122一侧与第二面12连接，另一侧朝向远离电芯的方向延伸。第一加强筋121与第二加强筋122垂直且相交，二者的交点与凹槽111的圆心同轴设置，这样，能够提高端板100的结构强度，减小端板100变形的几率。

如图2和图4所示，具体地，第二面12上还设置有环形加强筋123，环形加强筋123与第一加强筋121、第二加强筋122相交，且环形加强筋123的圆心与凹槽111的圆心同轴。环形加强筋123设置在第二面12的中心区域，环形加强筋123的圆心为第一加强筋121、第二加强筋122的交点，这样设置，能够进一步提高端板100中心区域的结构强度，可以稳定吸收电芯产生的膨胀力，避免端板100出现变形。

如图4所示，进一步地，环形加强筋123的内径R₂与端板100的高度尺寸L₁满足：10％≤R₂/L₁≤30％。

具体而言，将环形加强筋123的内径R₂与端板100的高度尺寸L₁的比值设置在此范围内，能够确保环形加强筋123的内径大于凹槽111的直径，确保环形加强筋123围设在凹槽111的外部，以避免环形加强筋123对凹槽111的开设造成影响。

需要说明的是，若环形加强筋123的内径R₂与端板100的高度尺寸L₁的比值小于10％，环形加强筋123的内径可能会小于或等于凹槽111的直径，其可能会围设在正对凹槽111的区域，会影响凹槽111朝向远离电芯方向凹陷；若环形加强筋123的内径R₂与端板100的高度尺寸L₁的比值大于30％，环形加强筋123的内径过大，无法有效提高端板100中心区域的结构强度。

如图2和图4所示，在一些实施例中，第一加强筋121与第二加强筋122将第二面12划分为第一象限区124、第二象限区125、第三象限区126以及第四象限区127，第一象限区124、第二象限区125、第三象限区126以及第四象限区127内均设置有贯通板体10的散热孔20。

具体而言，第一加强筋121位于板体10宽度方向的中心线上，第二加强筋122位于板体10高度方向的中心线上，第一加强筋121与第二加强筋122垂直相交将第二面12划分为面积相等的一象限区、第二象限区125、第三象限区126以及第四象限区127，四个象限区内均设置有散热孔20，且散热孔20的位置在四个象限区内相对称。这样，通过设置散热孔20，能够提高端板100的散热效果，将散热孔20布置在四个象限区内且对称设置，能够提高电芯的均温性。

具体地，散热孔20位于环形加强筋123外，避免散热孔20影响凹槽111对电芯膨胀力的吸收，确保凹槽111能够吸收电芯循环产生的膨胀力，从而避免端板100变形损坏。

如图2和图4所示，在一些实施例中，第一象限区124、第二象限区125、第三象限区126以及第四象限区127内的散热孔20为多个且呈阵列排布，每排和每列相邻的散热孔20之间的间距为10mm-30mm。

需要说明的是，每个象限区内的散热孔20的数量一致，且排布方式相同，每个象限区内的多个散热孔20沿板体10的高度方向排布成排，沿板体10的宽度方向排布成列，每排的散热孔20数量为多个，每列的散热孔20数量也为多个，且同排的多个散热孔20位于同一高度，同列的多个散热孔20相对设置。同一象限区内的同排或同列的相邻散热孔20之间的间距均设置在10mm-30mm范围内，这样设置，能够对电芯的不同位置进行降温散热，从而提高电芯的均温性。

如图4所示，具体地，第一象限区124、第二象限区125、第三象限区126以及第四象限区127内的散热孔20与交点的最大距离L₂与端板100的高度尺寸L₁满足：29％≤L₂/L₁≤51％。每个象限区内距离交点最远的散热孔20与交点之间的距离为最大距离L₂，将最大距离L₂与端板100的高度尺寸L₁的比值设置在此范围内，能够确保每个象限区内的散热孔20位于环形加强筋123外，且能够保证在同一象限区内尽量设置更多的散热孔20，以提高散热效果。

如图4所示，进一步地，环形加强筋123、第一加强筋121、第二加强筋122投影于第二面12的外形轮廓的宽度尺寸均为1mm～3mm。

具体而言，环形加强筋123、第一加强筋121、第二加强筋122投影于第二面12的外形轮廓的宽度尺寸即为环形加强筋123、第一加强筋121、第二加强筋122的宽窄，将环形加强筋123、第一加强筋121、第二加强筋122投影于第二面12的外形轮廓的宽度尺寸设置在此范围内，能够在保证端板100重量的前提下有效加强端板100的结构强度。若环形加强筋123、第一加强筋121、第二加强筋122投影于第二面12的外形轮廓的宽度尺寸小于此范围，无法有效加强端板100的结构强度；若环形加强筋123、第一加强筋121、第二加强筋122投影于第二面12的外形轮廓的宽度尺寸大于此范围，端板100的重量过重，不利于电池的能量密度。

根据本发明实施例的储能装置，包括：至少一个电芯组和上述实施例中的端板100，电芯组内包括依次设置的多个电芯，端板100设置于电芯组的两端。储能装置可以由至少一个电芯组组成，每个电芯组的端部设置有上述实施例中的端板100；储能装置还可直接由多个电芯串联或并联组成，位于端部的电芯分别与端板100贴合。这样设置，能够延长储能装置的使用寿命，提高储能装置的安全性。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“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发明和简化描述，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发明的限制。

在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。

在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，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。

在本发明的描述中，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。

在本说明书的描述中，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发明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。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (6)

1.一种端板，其特征在于，包括：

板体，所述板体具有相对的第一面和第二面，所述第一面与电芯相对，所述第二面背离所述电芯，且所述第一面的中心区域上设置有远离所述电芯凹陷的凹槽，所述凹槽的槽口直径R₁与所述端板的高度尺寸L₁满足：4％≤R₁/L₁≤9％；

所述第二面上具有沿所述板体的宽度方向延伸的第一加强筋、沿所述板体的高度方向延伸的第二加强筋，所述第一加强筋与所述第二加强筋的交点与所述凹槽的圆心同轴；

所述第二面上还设置有环形加强筋，所述环形加强筋与所述第一加强筋、所述第二加强筋相交，且所述环形加强筋的圆心与所述凹槽的圆心同轴；

所述环形加强筋的内径大于所述凹槽的直径，所述环形加强筋围设在所述凹槽的外部；

散热孔，所述散热孔位于所述环形加强筋外，所述散热孔为多个且呈阵列排布，每排和每列相邻的所述散热孔之间的间距为10mm-30mm。

2.根据权利要求1所述的端板，其特征在于，所述环形加强筋的内径R₂与所述端板的高度尺寸L₁满足：10％≤R₂/L₁≤30％。

3.根据权利要求1所述的端板，其特征在于，所述第一加强筋与所述第二加强筋将所述第二面划分为第一象限区、第二象限区、第三象限区以及第四象限区，所述第一象限区、所述第二象限区、所述第三象限区以及所述第四象限区内均设置有贯通所述板体的散热孔。

4.根据权利要求3所述的端板，其特征在于，所述第一象限区、所述第二象限区、所述第三象限区以及所述第四象限区内的所述散热孔与所述交点的最大距离L₂与所述端板的高度尺寸L₁满足：29％≤L₂/L₁≤51％。

5.根据权利要求1所述的端板，其特征在于，所述环形加强筋、所述第一加强筋、所述第二加强筋投影于所述第二面的外形轮廓的宽度尺寸均为1mm～3mm。

6.一种储能装置，其特征在于，包括：

至少一个电芯组，所述电芯组内包括依次设置的多个电芯；

权利要求1-5中任一项所述的端板，所述端板设置于所述电芯组的两端。