CN115799725A - 电池结构及其装配方法、电动设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种电池结构及其装配方法、电动设备，所述电池结构包括壳体、极芯及弹性体，所述壳体设有安装腔，所述极芯设于所述安装腔内，并与所述安装腔的腔壁间隔以形成间隙，所述弹性体设于所述间隙内，所述弹性体设有弹性腔，所述弹性腔内用于填充液体，使所述弹性体填充所述间隙，并与所述极芯和所述安装腔的腔壁抵接。本发明旨在降低电池结构中极芯与壳体之间的接触热阻。

Description

电池结构及其装配方法、电动设备

技术领域

本发明涉及电池技术领域，特别涉及一种电池结构、该电池结构的装配方法以及应用该电池结构的电动设备。

背景技术

相关技术中，电池的极芯与壳体之间会预留部分装配间隙，方便极芯极芯入壳。但是，极芯装入壳体后，极芯与壳体之间仍会存在间隙，导致极芯和壳体之间存在较大的接触热阻。

发明内容

本发明的主要目的是提供一种电池结构及其装配方法、电动设备，旨在降低电池结构中极芯与壳体之间的接触热阻。

为实现上述目的，本发明提出一种电池结构，所述电池结构包括：

壳体，所述壳体设有安装腔；

极芯，所述极芯设于所述安装腔内，并与所述安装腔的腔壁间隔以形成间隙；及

弹性体，所述弹性体设于所述间隙内，所述弹性体设有弹性腔，所述弹性腔内用于填充液体，使所述弹性体填充所述间隙，并与所述极芯和所述安装腔的腔壁抵接。

在一实施例中，所述弹性体的材质为PI、PA、PET或铝塑膜中的至少一种；

且/或，所述弹性体采用热压工艺封装形成所述弹性腔；

且/或，所述弹性体的壁厚为0.05mm～0.2mm；

且/或，所述液体为电解液或绝缘液体。

在一实施例中，所述弹性体面向所述极芯的一侧通过黏胶层粘结于所述极芯的外壁；

或，所述弹性体面向所述壳体的一侧通过黏胶层粘结于所述安装腔的腔壁。

在一实施例中，所述黏胶层为无纺布基材双面胶、无基材双面胶、PET基材双面胶中的一种；

且/或，所述黏胶层的厚度小于等于0.1mm。

在一实施例中，所述弹性体还设有连通所述弹性腔的入口，所述壳体对应所述入口设有注液口；

所述电池结构还包括封堵件，所述封堵件穿设于所述注液口内，并封堵密封所述入口。

在一实施例中，所述弹性体还设有连通所述弹性腔的排气孔，所述壳体对应所述排气孔设有出气孔，所述电池结构还包括堵塞件，所述堵塞件穿设于所述出气孔处，并封堵密封所述排气孔。

在一实施例中，所述封堵件通过激光焊接于所述注液口处；

且/或，所述封堵件与所述入口通过黏胶剂密封粘结，所述黏胶剂为聚氨酯、环氧树脂、UV光固化胶中的一种；

且/或，所述堵塞件通过激光焊接于所述出气孔处；

且/或，所述堵塞件与所述排气孔通过黏胶剂密封粘结，所述黏胶剂为聚氨酯、环氧树脂、UV光固化胶中的一种。

在一实施例中，所述弹性体包括底部和连接于所述底部的侧部，所述侧部与所述底部围合形成容槽，所述极芯容纳于所述容槽内，所述底部设有第一弹性腔，所述侧部设有第二弹性腔，所述第一弹性腔与所述第二弹性腔连通，并形成所述弹性腔。

在一实施例中，所述极芯呈方形，所述底部呈方形；所述侧部包括两个，两个所述侧部连接于所述底部的相对两侧；或，所述侧部包括四个，四个所述侧部分别连接于所述底部的四个侧边；或，所述侧部包括四个，四个所述侧部首尾相连形成方形筒状结构，四个所述侧部的一端与所述底部连接；

或，所述极芯呈圆柱形或椭圆柱形，所述底部呈圆形或椭圆形，所述侧部环绕所述底部周缘设置，并形成圆形或椭圆形筒状。

在一实施例中，所述壳体包括：

底壳，所述底壳设有安装槽，所述极芯和所述弹性体设于所述安装槽内；和

盖板，所述盖板盖合于所述安装槽的槽口，以围合形成所述安装腔。

本发明还提出一种上述所述的电池结构的装配方法，所述装配方法包括：

提供壳体，所述壳体包括底壳和盖板，所述底壳具有安装槽，所述盖板设有注液口和通口；

制备弹性体，所述弹性体具有弹性腔和连通所述弹性腔的入口；

制备极芯，将所述弹性体贴附于所述极芯的外壁；

将所述极芯和所述弹性体装入所述安装槽内，且所述极芯与所述安装槽的槽壁间隔以形成间隙，所述弹性体位于所述间隙内；

将所述盖板与所述底壳焊接密封，以盖合所述安装槽的槽口，使所述注液口和所述入口对应连通；

通过所述通口向所述极芯注入电解液，并密封所述通口；

通过所述注液口和所述入口向所述弹性腔内注入液体，使所述弹性体膨胀以填充所述间隙，并与所述极芯和所述底壳抵接，密封所述入口和所述注液口。

在一实施例中，所述将所述盖板与所述底壳焊接密封的步骤之前，还包括：

对所述极芯进行测试；

焊接所述极芯和连接片。

在一实施例中，所述将所述极芯和所述弹性体装入所述安装槽内的步骤之前，还包括：

通过所述入口对所述弹性体抽负压，以排干所述弹性腔内的空气；

其中，所述负压为0.5个大气压以上。

在一实施例中，所述通过所述通口向所述极芯注入电解液，并密封所述通口的步骤包括：

通过所述通口向所述极芯注入电解液；

将所述电池结构进行高温老化；

通过所述通口向所述极芯二次注入电解液；

通过铝片激光焊接密封所述通口。

在一实施例中，所述通过所述注液口和所述入口向所述弹性腔内注入液体，使所述弹性体膨胀以填充所述间隙，并与所述极芯和所述底壳抵接的步骤包括：

通过所述注液口和所述入口对所述弹性体抽负压，以排干所述弹性腔内的空气；

通过所述注液口和所述入口向所述弹性腔内注入液体；

根据注液平衡压力或所述间隙体积控制注入所述弹性腔内的液体量；

达到预设目标值时，停止注液；

将封堵件穿设于所述注液口内，并封堵密封所述入口，通过激光焊接或胶粘剂进行密封，以密封所述入口和所述注液口；

其中，所述注液平衡压力大于大气压的3％～10％。

本发明还提出一种电动设备，包括设备主体和上述所述的电池结构，所述电池结构设于所述设备主体，并与所述设备主体电连接。

本发明技术方案的电池结构通过在壳体内设置安装腔，从而方便利用安装腔安装、固定和保护极芯；同时，在极芯和壳体之间形成的间隙内设置弹性体，并在弹性体内设有弹性腔，利用弹性体的弹性腔内填充液体，使得弹性体膨胀而填充间隙，以使弹性体的外壁与极芯和安装腔的腔壁抵接，从而大幅度减少极芯与壳体之间的接触热阻，如此可快速将极芯的热量传递至壳体外壁，从而通过冷却装置对电池结构进行冷却散热，以提供电池结构的使用寿命。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明一实施例中电池结构的结构示意图；

图2为本发明一实施例中电池结构的分解示意图；

图3为本发明一实施例中电池结构的剖面示意图；

图4为图3中A处的放大示意图；

图5为本发明一实施例中弹性体的结构示意图；

图6为图5中B处的放大示意图；

图7为图6的剖面示意图；

图8为本发明另一实施例中弹性体的结构示意图；

图9为图8中C处的放大示意图；

图10为本发明另一实施例中盖板的俯视结构示意图。

附图标号说明：

标号	名称	标号	名称
				100	电池结构	3	弹性体
1	壳体	31	弹性腔
				11	安装腔	32	入口
12	底壳	33	排气孔
				121	安装槽	34	底部
13	盖板	35	侧部
				131	注液口	36	容槽
132	出气孔	4	封堵件
				133	通口	5	堵塞件
2	极芯	6	黏胶层
				21	间隙

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

同时，全文中出现的“和/或”或“且/或”的含义为，包括三个方案，以“A和/或B”为例，包括A方案，或B方案，或A和B同时满足的方案。

另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

相关技术中，电池的极芯与壳体之间会预留部分装配间隙，方便极芯极芯入壳。但是，极芯装入壳体后，极芯与壳体之间仍会存在间隙，导致极芯和壳体之间存在较大的接触热阻。

目前，使用的电池通常为方壳电池，例如电池的长度L为150mm，热导率为15～20W/mk，电池的厚度D为50mm，热导率为1W/mk，电池的高度h为110mm，热导率15～20W/mk，通常选择对电池的底部进行冷却的方案，从而简化电池导热热阻网络。

通常情况下，电池底部的间隙d1预留0.5mm，受极芯重力作用，底部间隙会变小，电池侧边预留间隙为1mm，此时底部间隙(电池内部气体填充，按照0.25mm间隙空气估算)的面积热阻R2约为0.0093m²K/W，而极芯本体顶部最高温到底部的面积热阻R1仅约为0.0073m²K/W，底部热阻占比电池高度方向热阻的56％。考虑到极芯还存在通过大面和侧面壳体传热到冷板，但是受限于侧部面积热阻R3约为0.037m²K/W，以及电池在厚度方向热导率仅约1W/mk，界面间隙热阻占比为电池整个换热热阻约10～40％。

同时，相关技术中，由于极芯和壳体之间预留装配间隙，通过会在底部放置绝缘垫片，导致阻碍极芯通过壳体向电池外部冷板散热。

基于上述构思和问题，本发明提出一种电池结构100。可以理解的，电池结构100指盛有电解质溶液和金属电极以产生电流的杯、槽或其他容器或复合容器的部分空间，能将化学能转化成电能的装置。电池结构100具有正极、负极之分。随着科技的进步，电池泛指能产生电能的小型装置，如太阳能电池。按电解液种类划分，电池可以是碱性电池，如碱性锌锰电池等；电池也可以是酸性电池，如锌锰干电池等；电池还可以是有机电解液电池，如锂电池等，在此不做限定。

在本实施例中，电池结构100可应用于电动设备中，电动设备可以是装设有电池结构100的各类电子设备、电动车或智能设备等，在此不做限定。

请结合参照图1至图10所示，在本发明实施例中，该电池结构100包括壳体1、极芯2及弹性体3，其中，壳体1设有安装腔11，极芯2设于安装腔11内，并与安装腔11的腔壁间隔以形成间隙21，弹性体3设于间隙21内，弹性体3设有弹性腔31，弹性腔31内用于填充液体，使弹性体3填充间隙21，并与极芯2和安装腔11的腔壁抵接。

在本实施例中，电池结构100的壳体1为电池结构100的外壳结构，用于安装、固定和保护极芯2。极芯2用于将化学能转化成电能。为了方便将极芯2产生的电能利用在电动设备中，壳体1设有正极和负极，正极和负极贯穿壳体1，并与极芯2连接。可以理解的，极芯2是电池结构100的主要产生电能的部件，具体结构可以参照现有技术，在此不做限定。

需要说明的是，壳体1需要将极芯2封装在壳体1的内部，也即壳体1具有安装腔11，安装腔11可选为密封腔体。为了使得电池结构100在组装过程中方便将极芯2顺利装入壳体1内，壳体1的体积相对大于极芯2的体积，也即壳体1预留有装配间隙，使得极芯2装入壳体1内后，极芯2的外壁与壳体1的内壁之间存在间隙21。

由于极芯2的外壁与壳体1的内壁之间存在间隙21，所以存在较大的接触热阻，从而影响电池结构100的使用寿命。在本实施例中，通过设置弹性体3，并在弹性体3内设置弹性腔31，如此将弹性体3装设于该间隙21内，并在弹性腔31内填充液体，使弹性体3膨胀后填充于间隙21，使得膨胀后的弹性体3与极芯2和安装腔11的腔壁抵接，从而大幅度减少极芯2与壳体1之间的接触热阻，如此可将极芯2产生的热量快速通过弹性体3传到至壳体1，从而通过电池结构100外部的冷却装置对电池结构100进行冷却散热，以提供电池结构的使用寿命。

本发明的电池结构100通过在壳体1内设置安装腔11，从而方便利用安装腔11安装、固定和保护极芯2；同时，在极芯2和壳体1之间形成的间隙21内设置弹性体3，并在弹性体3内设有弹性腔31，利用弹性体3的弹性腔31内填充液体，使得弹性体3膨胀而填充间隙21，以使弹性体3的外壁与极芯2和安装腔11的腔壁抵接，从而大幅度减少极芯2与壳体1之间的接触热阻，如此可快速将极芯2的热量传递至壳体1外壁，从而通过冷却装置对电池结构100进行冷却散热，以提供电池结构100的使用寿命。

在本实施例中，壳体1可选为铝壳。为了避免极芯2与壳体1之间接触导电，弹性体3可选为绝缘材料制成。可以理解的，弹性体3具有弹性收缩性能或柔性，例如弹性薄膜材料。可选为，弹性体3的材质为PI、PA、PET或铝塑膜中的至少一种。如此可通过PI、PA、PET或铝塑膜加工形成弹性体3，使得弹性体3既可以具有弹性收缩性能、柔性，又具有绝缘特性。

可选地，弹性体3采用热压工艺封装形成弹性腔31。可以理解的，弹性体3采用两端开口的薄带材料，通过热压或者胶粘工艺，形成具有弹性腔31的薄带结构。在本实施例中，弹性腔31内的液体为电解液或绝缘液体。可选地，绝缘液体可选为绝缘油液或者氟化液等，在此不做限定。

在本实施例中，为了确保弹性腔31内的液体不外泄，采用PI、PA、PET或铝塑膜材质加工形成的弹性体3的弹性腔31为具有密封性能的腔体结构。可以理解的，为了使得弹性体3能够方便填充于间隙21内，弹性体3的厚度小于间隙21的间距(也即极芯2的外壁至壳体1内壁的距离)。

可选地，弹性体3的壁厚为0.05mm～0.2mm。可以理解的，弹性体3的壁厚为弹性体3的单侧壁厚，也即弹性体3的外壁至弹性腔31内壁之间的厚度。可选地，弹性体3的壁厚为0.05mm、0.08mm、0.1mm、0.13mm、0.15mm、0.18mm、0.2mm等，在此不做限定。在本实施例中，间隙21的间距可选为0.5mm～1.5mm。

为了避免弹性体3在装配过程中出现移位或装配不到位的情况，同时影响弹性体3的膨胀效果。在一实施例中，弹性体3面向极芯2的一侧通过黏胶层6粘结于极芯2的外壁。

可以理解的，在电池结构100的装配过程中，先将弹性体3通过黏胶层6粘结于极芯2的外壁，然后将极芯2和弹性体3一体装设于壳体1的安装腔11内。可选地，黏胶层6为无纺布基材双面胶、无基材双面胶、PET基材双面胶中的一种，在此不做限定。在本实施例中，黏胶层6的厚度小于等于0.1mm，在此不做限定。

当然，在另一实施例中，弹性体3面向壳体1的一侧通过黏胶层6粘结于安装腔11的腔壁。可以理解的，在电池结构100的装配过程中，先将弹性体3通过黏胶层6粘结于安装腔11的腔壁，然后将极芯2装设于壳体1的安装腔11内。可选地，黏胶层6为无纺布基材双面胶、无基材双面胶、PET基材双面胶中的一种，在此不做限定。在本实施例中，黏胶层6的厚度小于等于0.1mm，在此不做限定。

在一实施例中，弹性体3还设有连通弹性腔31的入口32，壳体1对应入口32设有注液口131；电池结构100还包括封堵件4，封堵件4穿设于注液口131内，并封堵密封入口32。

在本实施例中，如图1至图10所示，通过在弹性体3上设置入口32，并在壳体1上对应入口32设有注液口131，从而方便利用注液口131和入口32向弹性腔31内注入液体。可以理解的，入口32的形状与注液口131的形状可以相同，也可以不同。入口32的大小与注液口131的大小可以相同，也可以不同。

可以理解的，为了密封注液口131和入口32，通过设置封堵件4，使得封堵件4穿设于注液口131内，并封堵密封入口32。需要说明的是，注液口131可以是开设于壳体1上的通孔结构，也可以是嵌设于壳体1上的注塑结构或金属件，该注塑结构或金属件具有连通入口32的腔体或通道等结构，在此不做限定。

在本实施例中，壳体1上设有通孔结构，可采用金属铝挤压加工成型为结构件，该结构件具有注液口131，该结构件嵌设于壳体1的通孔结构内，并部分伸入入口32内。为了密封注液口131，封堵件4通过激光焊接于注液口131处，如此可提高注液口131处的密封效果。为了密封入口32，结构件与入口32通过黏胶剂密封粘结，如此可提高入口32处的密封效果。可选地，黏胶剂为聚氨酯、环氧树脂、UV光固化胶中的一种。

当然，在另一实施例中，注液口131为开设于壳体1上的通孔结构，封堵件4的一端依次穿过注液口131，并伸入入口32内。为了密封入口32，封堵件4与入口32通过黏胶剂密封粘结，如此可提高入口32处的密封效果。可选地，黏胶剂为聚氨酯、环氧树脂、UV光固化胶中的一种。

为了提高向弹性体3内的注液速度和效率，弹性体3设有多个入口32，壳体1对应多个入口32设有多个注液口131，封堵件4包括多个，封堵件4与注液口131为一一对应设置。当然，也可将注液口131设置为条形孔，弹性体3设有多个入口32，多个入口32均与注液口131对应连接，在此不做限定。

为了进一步方便向弹性体3内注液，提高注液效率和速度，在一实施例中，弹性体3还设有连通弹性腔31的排气孔33，壳体1对应排气孔33设有出气孔132，电池结构100还包括堵塞件5，堵塞件5穿设于出气孔132处，并封堵密封排气孔33。

在本实施例中，如图8至图10所示，通过在弹性体3上同时设置排气孔33，并在壳体1上对应排气孔33设有出气孔132，从而方便利用排气孔33和出气孔132将弹性腔31内的气体排出，以便于弹性腔31注入液体的同时，避免注液压力过大而损坏弹性体3。可以理解的，排气孔33的形状与出气孔132的形状可以相同，也可以不同。排气孔33的大小与出气孔132的大小可以相同，也可以不同。

可以理解的，为了密封排气孔33和出气孔132，通过设置堵塞件5，使得堵塞件5穿设于出气孔132处，并封堵密封排气孔33。需要说明的是，出气孔132可以是开设于壳体1上的通孔结构，也可以是嵌设于壳体1上的注塑结构或金属件，该注塑结构或金属件具有连通排气孔33的腔体或通道等结构，在此不做限定。

在本实施例中，壳体1上设有通孔结构，可采用金属铝挤压加工成型为结构件，该结构件具有出气孔132，该结构件嵌设于壳体1的通孔结构内，并部分伸入排气孔33内。为了密封出气孔132，堵塞件5通过激光焊接于出气孔132处，如此可提高出气孔132处的密封效果。为了密封排气孔33，结构件与排气孔33通过黏胶剂密封粘结，如此可提高排气孔33处的密封效果。可选地，黏胶剂为聚氨酯、环氧树脂、UV光固化胶中的一种。

当然，在另一实施例中，出气孔132为开设于壳体1上的通孔结构，堵塞件5的一端依次穿过出气孔132，并伸入排气孔33内。为了密封排气孔33，堵塞件5与排气孔33通过黏胶剂密封粘结，如此可提高排气孔33处的密封效果。可选地，黏胶剂为聚氨酯、环氧树脂、UV光固化胶中的一种。

为了提高向弹性体3内的注液速度和效率，弹性体3设有多个排气孔33，壳体1对应多个排气孔33设有多个出气孔132，堵塞件5包括多个，堵塞件5与出气孔132为一一对应设置。当然，也可将出气孔132设置为条形孔，弹性体3设有多个排气孔33，多个排气孔33均与出气孔132对应连接，在此不做限定。

在一实施例中，壳体1包括底壳12和盖板13，底壳12设有安装槽121，极芯2和弹性体3设于安装槽121内，盖板13盖合于安装槽121的槽口，以围合形成安装腔11。

在本实施例中，如图1至图4所示，为了方便电池结构100的装配，通过将壳体1设置为底壳12和盖板13两部分结构。可以理解的，底壳12呈一端具有开口，另一端封闭的筒状结构，使得底壳12具有安装槽121。盖板13连接于底壳12具有开口的一端，以密封底壳12的安装槽121的槽口，使得底壳12和盖板13围合形成安装腔11。

可以理解的，为了提高安装腔11的密封效果，盖板13与底壳12采用激光焊接连接。可选地，壳体1的底壳12和盖板13可采用金属铝冲压形成。在本实施例中，为了方便电池结构100的正极、负极等结构与极芯2连接装配，在盖板13与极芯2之间形成的间隙21内部不设置弹性体3。

在本实施例中，为了方便向极芯2内填充电解液，盖板13上开设有用于注入电解液的通口133。注液口131/出气孔132均开设于盖板13。弹性体3邻近盖板13的端部设置有入口32/排气孔33。

需要说明的是，壳体1的形状轮廓与极芯2的形状轮廓相同。可以理解的，壳体1可以是方形结构，也可以是圆柱形结构，在此不做限定。

为了进一步减小壳体1与极芯2之间的接触热阻，在一实施例中，弹性体3包括底部34和连接于底部34的侧部35，侧部35与底部34围合形成容槽36，极芯2容纳于容槽36内，底部34设有第一弹性腔，侧部35设有第二弹性腔，第一弹性腔与第二弹性腔连通，并形成弹性腔31。

在本实施例中，如图2至图10所示，通过将弹性体3设置为底部34和侧部35，使得弹性体3的底部34位于壳体1与极芯2形成的底面间隙21内，侧部35位于壳体1与极芯2形成的侧面间隙21内，如此可使得极芯2的底壁和侧壁均通过弹性体3实现快速传热，从而减小壳体1与极芯2之间的接触热阻。

可以理解的，壳体1与极芯2形成的底面间隙21位于壳体1的底壳12远离盖板13的一端，也即极芯2背向盖板13的一侧与底壳12之间形成的间隙21。壳体1与极芯2形成的侧面间隙21位于极芯2周侧与底壳12之间形成的间隙。

在本实施例中，弹性体3的底部34和侧部35为一体成型结构。为了方便向弹性腔31内注液，底部34内设有第一弹性腔，侧部35内设有第二弹性腔，且第一弹性腔与第二弹性腔相连通，并形成弹性腔31。侧部35远离底部34的一端设有入口32/排气孔33。

在一实施例中，极芯2呈方形，弹性体3的底部34可选地呈方形。可选地，弹性体3的侧部35包括两个，两个侧部35连接于底部34的相对两侧，如图2、图3、图5和图8所示。

在另一实施例中，极芯2呈方形，弹性体3的底部34可选地呈方形。可选地，侧部35包括四个，四个侧部35分别连接于底部34的四个侧边。可以理解的，四个侧部35为独立的结构，且每一侧部35的一端与底部34连接，且每一侧部35的第二弹性腔与底部34的第一弹性腔相连通。

在又一实施例中，极芯2呈方形，弹性体3的底部34可选地呈方形。可选地，侧部35包括四个，四个侧部35首尾相连形成方形筒状结构，四个侧部35的一端与底部34连接。可以理解的，四个侧部35围合形成一个筒状结构，也即四个侧部35的第二弹性腔依次连通，并与底部34的第一弹性腔相连通。

当然，在另一实施例中，极芯2呈圆柱形或椭圆柱形，弹性体3的底部34可选地呈圆形或椭圆形，侧部35环绕底部34周缘设置，并形成圆形或椭圆形筒状。可以理解的，侧部35内的第二弹性腔与底部34的第一弹性腔相连通。或者，侧部35包括多个，多个侧部35沿底部34的周缘间隔设置，多个侧部35之间相互不连接，或多个侧部35的第二弹性腔之间相互不连通，只通过底部34的第一弹性腔连通，在此不做限定。

可以理解的，弹性体3的设置安装贴合于极芯2和壳体1的侧面和地面间隙内，取消了传动底面间隙内设置的绝缘垫片。弹性体3安装后极芯2与壳体1之间还是存在部分装配间隙，然后通过注液口131和入口32注入绝缘油液或者氟化液，使弹性体3膨胀贴合壳体1和极芯2。需要说明的是，弹性体3的弹性腔31内的注液量通过加注压力控制和空隙理论量共同控制，在此不做限定。

本发明还提出一种上述的电池结构100的装配方法，该电池结构100的具体结构参照前述实施例，由于本装配方法采用了前述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有前述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

在一实施例中，该装配方法包括：

提供壳体1，壳体1包括底壳12和盖板13，底壳12具有安装槽121，盖板13设有注液口131和通口133；

制备弹性体3，弹性体3具有弹性腔31和连通弹性腔31的入口32；

制备极芯2，将弹性体3贴附于极芯2的外壁；

将极芯2和弹性体3装入安装槽121内，且极芯2与安装槽121的槽壁间隔以形成间隙21，弹性体3位于间隙21内；

将盖板13与底壳12焊接密封，以盖合安装槽121的槽口，使注液口131和入口32对应连通；

通过通口133向极芯2注入电解液，并密封通口133；

通过注液口131和入口32向弹性腔31内注入液体，使弹性体3膨胀以填充间隙21，并与极芯2和底壳12抵接，密封入口32和注液口131。

在本实施例中，壳体1可以是金属壳体，也可以是非金属壳体。可以理解的，壳体1可采用金属材质制成，例如采用铝材质加工成型。当然，壳体1也可采用塑胶材质注塑成型，在此不做限定。

为了方便实现电池结构100的装配，壳体1包括底壳12和盖板13两部分。可以理解的，壳体1的底壳12呈一端具有开口，另一端封闭的筒状结构，使得底壳12具有安装槽121。盖板13连接于底壳12具有开口的一端，以密封底壳12的安装槽121的槽口，使得底壳12和盖板13围合形成安装腔11。

可以理解的，为了提高安装腔11的密封效果，在将盖板13与底壳12焊接密封，以盖合安装槽121的槽口时，盖板13与底壳12采用激光焊接连接。可选地，壳体1的底壳12和盖板13可采用金属铝冲压形成。在本实施例中，为了方便电池结构100的正极、负极等结构与极芯2连接装配，在盖板13与极芯2之间形成的间隙21内部不设置弹性体3。

在本实施例中，盖板13的注液口131用于向弹性体3的弹性腔31内注入液体，盖板13的通口133用于向极芯2注入电解液。可以理解的，壳体1的形状轮廓与极芯2的形状轮廓相同。可以理解的，壳体1可以是方形结构，也可以是圆柱形结构，在此不做限定。

可以理解的，弹性体3可采用压工艺封装形成弹性腔31。弹性体3采用两端开口的薄带材料，通过热压或者胶粘工艺，形成具有弹性腔31的薄带结构。在本实施例中，弹性腔31内的液体为电解液或绝缘液体。可选地，绝缘液体可选为绝缘油液或者氟化液等，在此不做限定。

在本实施例中，为了确保弹性腔31内的液体不外泄，采用PI、PA、PET或铝塑膜材质加工形成的弹性体3的弹性腔31为具有密封性能的腔体结构。可以理解的，为了使得弹性体3能够方便填充于间隙21内，弹性体3的厚度小于间隙21的间距(也即极芯2的外壁至壳体1内壁的距离)。

可选地，弹性体3的壁厚为0.05mm～0.2mm。可以理解的，弹性体3的壁厚为弹性体3的单侧壁厚，也即弹性体3的外壁至弹性腔31内壁之间的厚度。可选地，弹性体3的壁厚为0.05mm、0.08mm、0.1mm、0.13mm、0.15mm、0.18mm、0.2mm等，在此不做限定。在本实施例中，间隙21的间距可选为0.5mm～1.5mm。

在本实施例中，弹性体3包括底部34和连接于底部34的侧部35，侧部35与底部34围合形成容槽36，极芯2容纳于容槽36内，底部34设有第一弹性腔，侧部35设有第二弹性腔，第一弹性腔与第二弹性腔连通，并形成弹性腔31。

可以理解的，弹性体3的底部34和侧部35为一体成型结构。为了方便向弹性腔31内注液，底部34内设有第一弹性腔，侧部35内设有第二弹性腔，且第一弹性腔与第二弹性腔相连通，并形成弹性腔31。侧部35远离底部34的一端设有入口32/排气孔33。

在本实施例中，经过正、负极配料，涂布，辊压，分切，卷绕/叠片，压芯，贴绝缘胶纸等一系列生产工艺后获得极芯2。为了避免弹性体3在装配过程中出现移位或装配不到位的情况，同时影响弹性体3的膨胀效果。在一实施例中，弹性体3面向极芯2的一侧通过黏胶层6粘结于极芯2的外壁，也即先将弹性体3装配至极芯2的外壁，然后将极芯2和弹性体3一体装入底壳12的安装槽121内。

可以理解的，弹性体3具有柔软、收缩特性，将弹性体3的底部34和侧部35分别通过黏胶层6粘结于极芯2的底壁和侧壁上，确保弹性体3与极芯2或底壳12之间为紧密接触，无滑移、无气泡。

当然，在其他实施例中，也可先将弹性体3装设于底壳12的安装槽121内，使得弹性体3面向壳体1的一侧通过黏胶层6粘结于安装腔11的腔壁。也即先将弹性体3通过黏胶层6粘结于安装槽121的内壁，然后将极芯2装设于壳体1的安装腔11内。

为了方便弹性体3和极芯2的装配，在一实施例中，将极芯2和弹性体3装入安装槽121内的步骤之前，还包括：

通过入口32对弹性体3抽负压，以排干弹性腔31内的空气；

其中，负压为0.5个大气压以上。

可以理解的，通过抽负压的方式，以减小弹性体3的厚度，使得弹性体3紧贴于极芯2的外壁或安装槽121的内壁面，不仅方便装配，还有利于向弹性体3内注液。可选地，抽负压操作中负压为0.5个大气压以上。

为了确保制备的极芯2能够，在一实施例中，将盖板13与底壳12焊接密封的步骤之前，还包括：

对极芯2进行测试；

焊接极芯2和连接片。

可以理解的，将极芯2装入底壳12的安装槽121内，封盖盖板13前需要先对极芯2的性能测试，例如测试极芯2的内阻，极芯2的内阻测试达标后，激光焊接极芯2、连接片、盖板13。

在本实施例中，将盖板13与底壳12焊接密封时，盖板13的注液口131与弹性体3的入口32对接连通，并通过激光焊接密封，然后将盖板13与底壳12焊接密封。

在一实施例中，通过通口133向极芯2注入电解液，并密封通口133的步骤包括：

通过通口133向极芯2注入电解液；

将电池结构100进行高温老化；

通过通口133向极芯2二次注入电解液；

通过铝片激光焊接密封通口133。

可以理解的，在盖板13与底壳12焊接密封后，需要先将电解液注入极芯2，也即通过盖板13自身的电解液通口133往极芯2注入电解液，随后将电池结构100进行高温老化。在结构100高温老化完毕后，二次往极芯2注入电解液，随后通过铝片激光封口等形式堵上通口133。

在一实施例中，通过注液口131和入口32向弹性腔31内注入液体，使弹性体3膨胀以填充间隙21，并与极芯2和底壳12抵接的步骤包括：

通过注液口131和入口32对弹性体3抽负压，以排干弹性腔31内的空气；

通过注液口131和入口32向弹性腔31内注入液体；

根据注液平衡压力或间隙21体积控制注入弹性腔31内的液体量；

达到预设目标值时，停止注液；

将封堵件4穿设于注液口131内，并封堵密封入口32，通过激光焊接或胶粘剂进行密封，以密封入口32和注液口131；

其中，注液平衡压力大于大气压的3％～10％。

可以理解的，弹性腔31在装入底壳12前，先对弹性腔31进行抽负压操作，以排干弹性腔31内的空气，不仅缩小装入前的体积，还方便向弹性腔31内注入液体。

在本实施例中，可以直接通过注液口131和入口32向弹性腔31内注入液体。当然，也可以在注液之前，再一次通过注液口131和入口32对弹性体3抽负压，以排干弹性腔31内的空气；然后通过注液口131和入口32向弹性腔31内注入液体。或者，可以直接通过注液口131和入口32向弹性腔31内注入液体，并通过弹性体3的排气孔33和盖板13上的出气孔132将弹性腔31内的空气排出，在此不做限定。

可以理解的，向弹性体3的弹性腔31内注入的液体量可通过计算间隙21体积进行控制，例如理论弹性腔31的容量则通过注液的密度以及空隙21体积计算。当然，也可通过注液平衡压力进行控制向弹性体3的弹性腔31内注入的液体量。可选地，注液平衡压力大于大气压的3％～10％。在本实施例中，向弹性体3的弹性腔31内注入的液体量达到预设目标值时，停止注液。然后将封堵件4穿设于注液口131内，并封堵密封入口32，通过激光焊接或胶粘剂进行密封，以密封入口32和注液口131。或者，同时将堵塞件5穿设于出气孔132处，并封堵密封排气孔33，通过激光焊接或胶粘剂进行密封，以密封排气孔33和出气孔132，在此不做限定。

本发明的弹性体3使用弹性薄膜材料，形成弹性腔31，在电池结构100装配后，向弹性体3的弹性腔31内加注绝缘液体，填充电池结构100装备过程中极芯2与壳体1之间的接触间隙，从而大幅度减少极芯2与壳体1之间的接触热阻。本发明的电池结构100中，电池结构100的底部面积热阻为0.00125m²K/W(常规电芯0.0093m²K/W)，电池结构100的侧部面积热阻为0.005m²K/W(常规电芯约0.037m²K/W)，较常温方壳电池界面热阻减少约85％。限制减少极芯2的导热障碍，适合用于4C快充等高倍率使用场景电池。

可以理解的，本发明的电池结构100中，弹性体3可以变形为直接对极芯2进行三面冷却，极大减小电池结构100到冷却液的热阻，且温度更加均匀。需要说明的是，对于方形电池结构100，极芯2具有较大面积的大面，电池结构100在使用过程中极芯2在该大面会出现膨胀与壳体1(也即底壳12的内壁)抵接，为了避免极芯2膨胀而损坏弹性体3，弹性体3在极芯2的大面与壳体1的间隙21内也可以不设置弹性体3。可选地，盖板13对应极芯2的小侧面设置。

当然，由于弹性体3的弹性腔31是一个整体结构，也即底部34的第一弹性腔和侧部35的第二弹性腔连通，可通过控制向弹性腔31内注入的液体量，使得极芯2在该大面会出现膨胀与壳体1抵接时，以挤压弹性腔31内液体流动，从而为极芯2在该大面的膨胀提供膨胀空间，在此不做限定。

本发明还提出一种电动设备，该电动设备包括设备主体和上述的电池结构100，电池结构100设于设备主体，并与设备主体电连接。该电池结构100的具体结构参照前述实施例，由于本电动设备采用了前述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有前述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

可以理解的，电动设备可以是电动汽车、电子设备或其他用电池结构100的智能设置等，在此不做限定。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (16)

1.一种电池结构，其特征在于，所述电池结构包括：

壳体，所述壳体设有安装腔；

极芯，所述极芯设于所述安装腔内，并与所述安装腔的腔壁间隔以形成间隙；及

弹性体，所述弹性体设于所述间隙内，所述弹性体设有弹性腔，所述弹性腔内用于填充液体，使所述弹性体填充所述间隙，并与所述极芯和所述安装腔的腔壁抵接。

2.根据权利要求1所述的电池结构，其特征在于，所述弹性体的材质为PI、PA、PET或铝塑膜中的至少一种；

且/或，所述弹性体采用热压工艺封装形成所述弹性腔；

且/或，所述弹性体的壁厚为0.05mm～0.2mm；

且/或，所述液体为电解液或绝缘液体。

3.根据权利要求1所述的电池结构，其特征在于，所述弹性体面向所述极芯的一侧通过黏胶层粘结于所述极芯的外壁；

或，所述弹性体面向所述壳体的一侧通过黏胶层粘结于所述安装腔的腔壁。

4.根据权利要求3所述的电池结构，其特征在于，所述黏胶层为无纺布基材双面胶、无基材双面胶、PET基材双面胶中的一种；

且/或，所述黏胶层的厚度小于等于0.1mm。

5.根据权利要求1所述的电池结构，其特征在于，所述弹性体还设有连通所述弹性腔的入口，所述壳体对应所述入口设有注液口；

所述电池结构还包括封堵件，所述封堵件穿设于所述注液口内，并封堵密封所述入口。

6.根据权利要求5所述的电池结构，其特征在于，所述弹性体还设有连通所述弹性腔的排气孔，所述壳体对应所述排气孔设有出气孔，所述电池结构还包括堵塞件，所述堵塞件穿设于所述出气孔处，并封堵密封所述排气孔。

7.根据权利要求6所述的电池结构，其特征在于，所述封堵件通过激光焊接于所述注液口处；

且/或，所述封堵件与所述入口通过黏胶剂密封粘结，所述黏胶剂为聚氨酯、环氧树脂、UV光固化胶中的一种；

且/或，所述堵塞件通过激光焊接于所述出气孔处；

且/或，所述堵塞件与所述排气孔通过黏胶剂密封粘结，所述黏胶剂为聚氨酯、环氧树脂、UV光固化胶中的一种。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的电池结构，其特征在于，所述弹性体包括底部和连接于所述底部的侧部，所述侧部与所述底部围合形成容槽，所述极芯容纳于所述容槽内，所述底部设有第一弹性腔，所述侧部设有第二弹性腔，所述第一弹性腔与所述第二弹性腔连通，并形成所述弹性腔。

9.根据权利要求8所述的电池结构，其特征在于，所述极芯呈方形，所述底部呈方形；所述侧部包括两个，两个所述侧部连接于所述底部的相对两侧；或，所述侧部包括四个，四个所述侧部分别连接于所述底部的四个侧边；或，所述侧部包括四个，四个所述侧部首尾相连形成方形筒状结构，四个所述侧部的一端与所述底部连接；

或，所述极芯呈圆柱形或椭圆柱形，所述底部呈圆形或椭圆形，所述侧部环绕所述底部周缘设置，并形成圆形或椭圆形筒状。

10.根据权利要求1至7中任一项所述的电池结构，其特征在于，所述壳体包括：

底壳，所述底壳设有安装槽，所述极芯和所述弹性体设于所述安装槽内；和

盖板，所述盖板盖合于所述安装槽的槽口，以围合形成所述安装腔。

11.一种如权利要求1至10中任一项所述的电池结构的装配方法，其特征在于，所述装配方法包括：

提供壳体，所述壳体包括底壳和盖板，所述底壳具有安装槽，所述盖板设有注液口和通口；

制备弹性体，所述弹性体具有弹性腔和连通所述弹性腔的入口；

制备极芯，将所述弹性体贴附于所述极芯的外壁；

将所述极芯和所述弹性体装入所述安装槽内，且所述极芯与所述安装槽的槽壁间隔以形成间隙，所述弹性体位于所述间隙内；

将所述盖板与所述底壳焊接密封，以盖合所述安装槽的槽口，使所述注液口和所述入口对应连通；

通过所述通口向所述极芯注入电解液，并密封所述通口；

通过所述注液口和所述入口向所述弹性腔内注入液体，使所述弹性体膨胀以填充所述间隙，并与所述极芯和所述底壳抵接，密封所述入口和所述注液口。

12.根据权利要求11所述的装配方法，其特征在于，所述将所述盖板与所述底壳焊接密封的步骤之前，还包括：

对所述极芯进行测试；

焊接所述极芯和连接片。

13.根据权利要求11所述的装配方法，其特征在于，所述将所述极芯和所述弹性体装入所述安装槽内的步骤之前，还包括：

通过所述入口对所述弹性体抽负压，以排干所述弹性腔内的空气；

其中，所述负压为0.5个大气压以上。

14.根据权利要求11所述的装配方法，其特征在于，所述通过所述通口向所述极芯注入电解液，并密封所述通口的步骤包括：

通过所述通口向所述极芯注入电解液；

将所述电池结构进行高温老化；

通过所述通口向所述极芯二次注入电解液；

通过铝片激光焊接密封所述通口。

15.根据权利要求11所述的装配方法，其特征在于，所述通过所述注液口和所述入口向所述弹性腔内注入液体，使所述弹性体膨胀以填充所述间隙，并与所述极芯和所述底壳抵接的步骤包括：

通过所述注液口和所述入口对所述弹性体抽负压，以排干所述弹性腔内的空气；

通过所述注液口和所述入口向所述弹性腔内注入液体；

根据注液平衡压力或所述间隙体积控制注入所述弹性腔内的液体量；

达到预设目标值时，停止注液；

将封堵件穿设于所述注液口内，并封堵密封所述入口，通过激光焊接或胶粘剂进行密封，以密封所述入口和所述注液口；

其中，所述注液平衡压力大于大气压的3％～10％。

16.一种电动设备，其特征在于，包括设备主体和如权利要求1至10中任一项所述的电池结构，所述电池结构设于所述设备主体，并与所述设备主体电连接。

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