CN115764088A - 电池单体、电池包及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电池单体、电池包及用电设备，涉及动力电池技术领域。电池单体包括：壳体组件，其具有一容纳腔，且壳体组件的左端和/或右端设置有延伸部，以形成配合空间，配合空间被配置为用于相邻的两个壳体组件进行套设；电芯极片，其被配置于容纳腔。壳体组件的左端和/右端设置有延伸部，且电芯极片设置于组件的容纳腔内以形成电池单体，当电池单体之间进行装配时，相邻的两个电池单体能够通过延伸部形成的配合空间进行套设，使得其中的一个电池单体能够作为另一个电池单体的受力点，保证电池单体进行装配后形成的电池组，能够具备较高的结构强度。

Description

电池单体、电池包及用电设备

技术领域

本申请涉及动力电池技术领域，具体而言，涉及一种电池单体、电池包及用电设备。

背景技术

节能减排是汽车产业可持续发展的关键，电动车辆由于其节能环保的优势成为汽车产业可持续发展的重要组成部分。对于电动车辆而言，电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。

在电池技术的发展中，除了提高电池的安全性能以及能量密度以外，电池的结构强度也是一个不可忽视的问题。因此，如何提高电池的结构强度，是电池技术中一个亟需解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种电池单体、电池包及用电设备，具有较高的结构强度。

为达上述目的，本申请采用以下技术方案：

第一方面，本申请提供一种电池单体，包括：壳体组件，其具有一容纳腔，且所述壳体组件的左端和/或右端设置有延伸部，以形成配合空间，所述配合空间被配置为用于相邻的两个所述壳体组件进行套设；电芯极片，其被配置于所述容纳腔。

在上述实现的过程中，壳体组件的左端和/右端设置有延伸部，且电芯极片设置于组件的容纳腔内以形成电池单体，当电池单体之间进行装配时，相邻的两个电池单体能够通过延伸部形成的配合空间进行套设，使得其中的一个电池单体能够作为另一个电池单体的受力点，保证电池单体进行装配后形成的电池组，能够具备较高的结构强度。

在一些实施例中，所述壳体组件包括电池盖板及电池外壳，所述电池盖板与所述电池外壳进行连接，所述电池外壳靠近所述电池盖板的一侧延伸出翻边结构，且所述电池盖板位于所述翻边结构的内缘，以使得所述电池盖板与所述翻边结构围合形成所述配合空间。

在上述实现的过程中，电池外壳的外缘设置有翻边结构，电池盖板与电池外壳连接，且位于翻边结构的内缘，以用于与该翻边结构围合形成配合空间，以保证若干个电池单体进行装配时，能够实现相邻的两个电池单体进行套设，从而提高整体的结构强度。

在一些实施例中，所述翻边结构设置有至少两个，其中一个所述翻边结构位于所述电池外壳的上端，另一个所述翻边结构位于所述电池外壳的下端，且位于上端的所述翻边结构的高度高于所述电池外壳的上端高度，位于下端的所述翻边结构的高度低于所述电池外壳的下端高度。

在上述实现的过程中，上端的翻边结构高于电池外壳的表面，下端的翻边结构低于电池外壳的表面，使得相邻的两个电池单体进行装配时，其中一个电池单体的翻边结构能够位于另一个电池单体的外缘，保证相邻的两个电池单体之间的正常装配，提高装配效率的同时，也保证了整体的结构强度。

在一些实施例中，所述电池盖板包括盖板本体及连接结构，所述连接结构连接于所述盖板本体远离所述电芯极片的一侧，且所述连接结构与所述翻边结构的内缘进行连接。

在上述实现的过程中，连接结构与盖板本体进行连接，使得电池盖板与电池外壳进行连接时，能够通过连接结构与翻边结构进行连接，将电池盖板连接于电池外壳上，从而保证对电芯极片的密封，保证电池单体的一致性和结构性，为整个电池包的刚性和强度提供贡献。

在一些实施例中，所述电池单体还包括输出极，所述输出极配置于所述壳体组件的前端和/或后端，且所述输出极与所述电芯极片连接。

在上述实现的过程中，通过将电池单体的输出极设置于壳体组件的前端和/或后端，有利于输出极后续与线束隔离组件的连接，提高整体空间的利用率。

在一些实施例中，所述电池单体还包括防爆阀，所述防爆阀配置于所述壳体组件的前端和/或后端。通过在壳体组件的前端和/或后端设置防爆阀，使得在电池单体发生热失控后，能够将其产生的热气流等从该防爆阀排出，减少相邻的电池单体风险，提高产品的安全性。

第二方面，本申请还提供一种电池包，包括：电池箱体，其具有一装配腔；和如上述任一项所述电池单体，所述电池单体设置有若干个，且若干个所述电池单体沿左右方向进行依次套设，以形成电池组，所述电池组被配置于所述装配腔。

在上述实现的过程中，电池箱体设置有装配腔，若干个电池单体进行套设形成的电池组装配于该装配腔，增强了电池组的一致性和结构性，同时电池组与电池箱体形成一个整体后，为整个电池包的刚性和强度提供贡献。

在一些实施例中，所述电池包还包括液冷板，所述液冷板配置于所述电池单体的左端和/右端，以用于所述电池单体的导热。通过在电池单体的左端和/或右端设置液冷板，能够对电池单体的大面进行导热，解决了异性电池组热管理效率低的问题。

在一些实施例中，所述电池包还包括结构胶，所述结构胶配置于所述电池组的上端和/或下端，以用于所述电池组与所述电池箱体进行连接。

第三方面，本申请还提供一种用电设备，包括如上述任一项所述的电池包。

因本申请第三方面实施例提供的用电设备，因包括第二方面技术方案中所述的电池包，因而具有上述实施例所具有的一切技术效果，在此不再赘述。

本申请的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例了解。本申请的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

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使用者来讲，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是本申请实施例公开的一种电池单体的结构示意图。

图2是本申请实施例公开的一种电池单体的爆炸示意图。

图3是本申请实施例公开的一种电池包的结构示意图。

图4是本申请实施例公开的一种电池包的剖视图。

图5是本申请实施例公开的一种电池包的电池组的结构示意图。

附图标记

100、电池单体；101、电池盖板；1011、盖板本体；1012、连接结构； 102、电池外壳；1021、翻边结构；103、电芯极片；104、输出极；105、防爆阀；200、电池箱体；201、箱体上盖；202、箱体本体；300、液冷板； 400、结构胶。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术使用者在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，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的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术使用者而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

实施例

本申请中，电池单体可以是包括锂离子二次电池单体、锂离子一次电池单体、锂硫电池单体、钠锂离子电池单体、钠离子电池单体或镁离子电池单体等，本申请实施例对此并不限定。

电池单体包括电极组件和电解质，电极组件包括正极极片、负极极片和隔离件。电池单体主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。正极极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面；正极集流体包括正极集流部和凸出于正极集流部的正极极耳，正极集流部涂覆有正极活性物质层，正极极耳的至少部分未涂覆正极活性物质层。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质层包括正极活性物质，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极极片包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面；负极集流体包括负极集流部和凸出于负极集流部的负极极耳，负极集流部涂覆有负极活性物质层，负极极耳的至少部分未涂覆负极活性物质层。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质层包括负极活性物质，负极活性物质可以为碳或硅等。隔离件的材质可以为PP(polypropylene，聚丙烯)或PE(polyethylene，聚乙烯)等。

目前的动力电池集成，不论是方壳电芯、软包电芯、刀片电芯及圆柱电芯等，电芯与电芯之间是没有结构耦合加强的，常规的电芯成组为模组和电池包之后，要靠电池包下箱体来承重，对整包的结构强度是一种负担，不能加强整包的强度。

鉴于此，如图1-图2所示，第一方面，本申请提供一种电池单体100，包括：壳体组件及电芯极片103，所述电芯极片103设置于所述壳体组件的容纳腔内，以形成所述电池单体100，且所述壳体组件的外缘设置有延伸部，通过该延伸部，使得相邻的两个所述电池单体100可以进行耦合，

也即是，其中一个所述电池单体100的延伸部贴合于另一个所述电池单体 100的外缘，保证相邻的两个所述电池单体100之间能够进行套设，从而当所述电池单体100进行组装成电池组时，该电池组具有较高的结构强度。

具体而言，壳体组件，其具有一容纳腔，且所述壳体组件的左端和/ 或右端设置有延伸部，以形成配合空间，所述配合空间被配置为用于相邻的两个所述壳体组件进行套设；电芯极片103，其被配置于所述容纳腔。

示例性的，所述壳体组件的长度被配置为沿前后方向设置，所述电芯极片103的长度方向与所述壳体组件的长度方向一致，所述延伸部位于所述壳体组件左端和/或右端的外缘，且所述延伸部的长度方向与所述壳体组件的长度方向一致，以使得若干个所述电池单体100沿左右方向组装成电池组时，在相邻的两个所述电池单体100中，其中的一个所述电池单体 100的延伸部套设于另一个所述电池单体100，以此类推。

可以理解的是，所述电芯极片103是电池单体100中发生电化学反应的部件，所述壳体组件包括一个或多个所述电芯极片103；其中所述电芯极片103主要由正极极片和负极极片卷绕或层叠放置形成，并且通常在正极极片与负极极片之间设有隔离膜，正极极片和负极极片不具有活性物质的部分各自构成极耳，在电池单体100进行充放电过程中，正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应，并与电池单体100上的输出极104形成电流回路。

在上述实现的过程中，壳体组件的左端和/右端设置有延伸部，且电芯极片103设置于组件的容纳腔内以形成电池单体100，当电池单体100 之间进行装配时，相邻的两个电池单体100能够通过延伸部形成的配合空间进行套设，使得其中的一个电池单体100能够作为另一个电池单体100 的受力点，保证电池单体100进行装配后形成的电池组，能够具备较高的结构强度。

如图2所示，所述壳体组件包括电池盖板101及电池外壳102，所述电池盖板101与所述电池外壳102进行连接，所述电池外壳102靠近所述电池盖板101的一侧延伸出翻边结构1021，且所述电池盖板101位于所述翻边结构1021的内缘，以使得所述电池盖板101与所述翻边结构1021围合形成所述配合空间。

示例性的，所述翻边结构1021与所述电池外壳102的连接可采用一体成型方式，当然也可采用焊接等方式，所述翻边结构1021的长度方向与所述电池外壳102的长度方向一致，且所述翻边结构1021沿所述左右方向进行延伸，也即是，例如所述电池盖板101连接于所述电池外壳102 的右端，所述翻边结构1021的一端与所述电池外壳102连接，另一端沿远离所述电池外壳102的方向进行延伸，以使得所述电池盖板101位于所述翻边结构1021的内缘；其中所述电池盖板101设置于所述电池外壳102 的右端，且所述电池盖板101与通过焊接等方式与所述电池外壳102形成固定，以围合形成具有密封性能的容纳腔。

在上述实现的过程中，电池外壳102的外缘设置有翻边结构1021，电池盖板101与电池外壳102连接，且位于翻边结构1021的内缘，以用于与该翻边结构1021围合形成配合空间，以保证若干个电池单体100进行装配时，能够实现相邻的两个电池单体100进行套设，从而提高整体的结构强度。

在一些实施例中，所述翻边结构1021设置有至少两个，其中一个所述翻边结构1021位于所述电池外壳102的上端，另一个所述翻边结构 1021位于所述电池外壳的下端，且位于上端的所述翻边结构1021的高度高于所述电池外壳102的上端高度，位于下端的所述翻边结构1021的高度低于所述电池外壳102的下端高度。

需要说明的是，当所述电池盖板101连接于所述电池外壳102的右端，所述翻边结构1021沿左右方向的长度大于所述电池盖板101的长度，以使得所述翻边结构1021多出的结构能够用于与相邻的电池外壳102进行贴合，保证相邻的两个电池单体100进行连接后的结构强度。

同时还可以理解的是，所述翻边结构1021的前端以及后端均可相对于所述电池外壳102进行凸出设置，当然在其他的实施例中，为了方便后续若干个所述电池单体100进行组装形成的所述电池组与线束隔离组件进行连接，所述翻边结构1021的前后两端可与所述电池外壳102的前后两端平齐或者所述电池外壳102的前后两端相对于所述翻边结构1021的前后两端凸出设置等。

在上述实现的过程中，上端的翻边结构1021高于电池外壳102的表面，下端的翻边结构1021低于电池外壳102的表面，使得相邻的两个电池单体100进行装配时，其中一个电池单体100的翻边结构1021能够位于另一个电池单体100的外缘，保证相邻的两个电池单体100之间的正常装配，提高装配效率的同时，也保证了整体的结构强度。

请再参照图2，所述电池盖板101包括盖板本体1011及连接结构 1012，所述连接结构1012连接于所述盖板本体1011远离所述电芯极片 103的一侧，且所述连接结构1012与所述翻边结构1021的内缘进行连接。示例性的，所述连接结构1012设置有至少两个，其中一个所述连接结构 1012位于所述盖板本体1011的上端，另一个所述连接结构1012位于所述盖板本体1011的下端，且所述连接结构1012与所述盖板本体1011的连接方式可采用一体成型或者焊接等。

在上述实现的过程中，连接结构1012与盖板本体1011进行连接，使得电池盖板101与电池外壳102进行连接时，能够通过连接结构1012与翻边结构1021进行连接，将电池盖板101连接于电池外壳102上，从而保证对电芯极片103的密封，保证电池单体100的一致性和结构性，为整个电池包的刚性和强度提供贡献。

在一些实施例中，所述电池单体100还包括输出极104，所述输出极 104配置于所述壳体组件的前端和/或后端，且所述输出极104与所述电芯极片103连接，以形成正负极，其中所述输出极104设置于所述电池外壳 102的前端和/后端，所述输出极104的长度可设置沿沿上下方向分布，且所述输出极104的长度可根据实际的应用情况进行设定，在此不做特殊的限定。

在上述实现的过程中，通过将电池单体100的输出极104设置于壳体组件的前端和/或后端，有利于输出极104后续与线束隔离组件的连接，提高整体空间的利用率。

在一些实施例中，所述电池单体100还包括防爆阀105，所述防爆阀 105配置于所述壳体组件的前端和/或后端；也即是，所述防爆阀105位于所述电池外壳102的前端和/或右端，通过在壳体组件的前端和/或后端设置防爆阀105，使得在电池单体100发生热失控后，能够将其产生的热气流等从该防爆阀105排出，减少相邻的电池单体100风险，提高产品的安全性。

如图3-图5所示，第二方面，本申请还提供一种电池包，包括：电池箱体200，其具有一装配腔；和如上述任一项所述电池单体100，所述电池单体100设置有若干个，且若干个所述电池单体100沿左右方向进行依次套设，以形成电池组，所述电池组被配置于所述装配腔。可以理解的是，所述电池箱体200包括箱体上盖201及箱体本体202，所述箱体上盖201与所述箱体本体202围合形成所述装配腔，所述电池单体100可以是多个，多个电池单体100之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池单体100 中既有串联又有并联；多个所述电池单体100之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个所述电池单体100构成的电池组容纳于所述电池箱体 200的装配腔内；当然，所述电池包也可以是多个所述电池单体100先串联或并联或混联组成电池组形式，多个电池组再串联或并联或混联形成一个整体，并容纳于所述电池箱体200的装配腔内。所述电池包还可以包括其他的结构，例如，该电池包还可以包括汇流部件，用于实现多个电池单体100之间的电连接等。

在上述实现的过程中，电池箱体200设置有装配腔，若干个电池单体 100进行套设形成的电池组装配于该装配腔，增强了电池组的一致性和结构性，同时电池组与电池箱体200形成一个整体后，为整个电池包的刚性和强度提供贡献。

请再参照图3-图4，所述电池包还包括液冷板300，所述液冷板300 配置于所述电池单体100的左端和/右端，以用于所述电池单体100的导热，通过在电池单体100的左端和/或右端设置液冷板300，能够对电池单体100的大面进行导热，解决了异性电池组热管理效率低的问题。

在一些实施例中，所述电池包还包括结构胶400，所述结构胶400配置于所述电池组的上端和/或下端，以用于所述电池组与所述电池箱体200 进行连接。

第三方面，本申请还提供一种用电设备，包括如上述任一项所述的电池包。用电装置可以是车辆、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具和电动工具等等。车辆可以是燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等；航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等；电动玩具包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具和电动飞机玩具等等；电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具，例如，电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等等。本申请实施例对上述用电装置不做特殊限制。以车辆为例，车辆还可以包括控制器和马达，控制器用来控制动力电池为马达供电，例如，用于车辆的启动、导航和行驶时的工作用电需求。

在本申请一些实施例中，动力电池不仅仅可以作为车辆的操作电源，还可以作为车辆的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆提供驱动动力。

因本申请第三方面实施例提供的用电设备，因包括第二方面技术方案中所述的电池包，因而具有上述实施例所具有的一切技术效果，在此不再赘述。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术使用者来说，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 (10)

1.一种电池单体，其特征在于，包括：

壳体组件，其具有一容纳腔，且所述壳体组件的左端和/或右端设置有延伸部，以形成配合空间，所述配合空间被配置为用于相邻的两个所述壳体组件进行套设；

电芯极片，其被配置于所述容纳腔。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述壳体组件包括电池盖板及电池外壳，所述电池盖板与所述电池外壳进行连接，所述电池外壳靠近所述电池盖板的一侧延伸出翻边结构，且所述电池盖板位于所述翻边结构的内缘，以使得所述电池盖板与所述翻边结构围合形成所述配合空间。

3.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，所述翻边结构设置有至少两个，其中一个所述翻边结构位于所述电池外壳的上端，另一个所述翻边结构位于所述电池外壳的下端，且位于上端的所述翻边结构的高度高于所述电池外壳的上端高度，位于下端的所述翻边结构的高度低于所述电池外壳的下端高度。

4.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于，所述电池盖板包括盖板本体及连接结构，所述连接结构连接于所述盖板本体远离所述电芯极片的一侧，且所述连接结构与所述翻边结构的内缘进行连接。

5.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体还包括输出极，所述输出极配置于所述壳体组件的前端和/或后端，且所述输出极与所述电芯极片连接。

6.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体还包括防爆阀，所述防爆阀配置于所述壳体组件的前端和/或后端。

7.一种电池包，其特征在于，包括：

电池箱体，其具有一装配腔；和

如权利要求1-6任一项所述电池单体，所述电池单体设置有若干个，且若干个所述电池单体沿左右方向进行依次套设，以形成电池组，所述电池组被配置于所述装配腔。

8.根据权利要求7所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括液冷板，所述液冷板配置于所述电池单体的左端和/右端，以用于所述电池单体的导热。

9.根据权利要求7所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括结构胶，所述结构胶配置于所述电池组的上端和/或下端，以用于所述电池组与所述电池箱体进行连接。

10.一种用电设备，其特征在于，包括如权利要求7-9任一项所述的电池包。

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