CN117477162A - 一种大容量电池 - Google Patents

Abstract

本发明属于电池领域，具体为一种大容量电池。解决现有大容量电池将共享管作为泄爆管易引发爆炸的问题。包括多个并联的单体电池以及第一中空构件和第二中空构件；各个单体电池包括电解液区和气体区；第一中空构件沿多个单体电池的排布方向延伸，固定在各个单体电池壳体的底部，并与各个单体电池内腔贯通，各个单体电池的电解液区均与第一中空构件连通；第二中空构件沿多个单体电池的排布方向延伸，固定在各个单体电池壳体的顶部，并覆盖各个单体电池顶部的泄爆部；在任意单体电池内腔压力过大时，内腔气体或热失控烟气冲破各个单体电池上的泄爆部进入第二中空构件后排出，相对较为安全。

Description

一种大容量电池

技术领域

本发明属于电池领域，具体为一种大容量电池。

背景技术

目前市场上多通过并联或串联单体电池，如圆柱电池、方壳电池、软包电池使其成为大容量电池。

现有的一种大容量电池(也可称之为电池模组或电池组)，包括并联的若干单体电池以及位于各个单体电池底部的共享管路组件；共享管路组件，用于将若干单体电池的内腔全部贯通，以使该大容量电池中所有单体电池均处于一个电解液体系下；通过共享管路组件能够加强该大容量电池内各个单体电池电解液的均一性，提高循环寿命，还能通过该共享管路组件补充电解液，延长该大容量电池的使用寿命。

另外，该共享管路组件还可以作为泄爆管使用，作为泄爆管使用时，需要在该共享管路组件的任一端设置泄爆膜。当任一单体电池发生热失控时，热失控烟气挤压电解液使得共享管路组件端部的压力大于泄爆膜能够承受的压力，泄爆膜被顶破，热失控烟气从该共享管组件排出。

针对此类大容量电池，当某一单体电池发生热失控时，其内部的热失控烟气需要将该单体电池内部以及共享管内部的部分电解液挤出后才可以排出，又因为各个单体电池的底部和共享管组件是连通的，因此排出共享管组件内电解液的同时，其余单体电池内的电解液因重力作用会流入共享管组件，所以，热失控烟气还可能需要挤出其余单体电池内的电解液之后才可以排出。

综上可以看出，此类大容量电池热失控发生时，憋压时间较长，泄爆效果不理想。

发明内容

本发明的目的是提供一种大容量电池，解决现有大容量电池将共享管组件作为泄爆管，因憋压时间长，泄爆效果不理想的问题。

本发明的技术方案是提供一种大容量电池，其特殊之处在于：包括第二中空构件和多个并联的单体电池；各个单体电池内腔包括电解液区和气体区；

上述第二中空构件包括顶部敞口的第二中空箱体以及用于覆盖敞口的第二盖板；上述第二中空构件沿多个单体电池的排布方向延伸，通过第二中空箱体底部与各个单体电池的顶部固定连接，且覆盖各个单体电池顶部的泄爆部；任一单体电池泄爆部被内腔烟气冲破时，该单体电池的气体区与第二中空构件连通。

进一步地，为了减小各个单体电池之间的差异性，提高大容量电池循环性能，上述大容量电池还包括第一中空构件，上述第一中空构件沿多个单体电池的排布方向延伸，与各个单体电池壳体的底部固定连接，且与各个单体电池的电解液区均连通。

进一步地，上述各个单体电池的壳体底部设有一个第一通孔；上述第一中空构件设有多个与第一通孔一一对应且贯通的第二通孔。

进一步地，为了实现批量化生产，上述第一中空构件包括底部敞口的第一中空箱体以及用于覆盖敞口端的第一盖板；上述第二通孔开设在第一中空箱体顶部；上述第二通孔在各个单体电池壳体底部的正投影完全覆盖与之对应的第一通孔；

第一中空构件通过下述步骤固定在各个单体电池壳体底部：

将第一中空箱体定位于各个单体电池壳体底部，使得各个第一通孔与各个第二通孔一一对应；

将焊接头从第一中空箱体底部敞口端伸入第二通孔边沿部位，将各个第二通孔边沿与相应单体电池的壳体底部密封焊接；

将第一盖板密封焊接在第一中空箱体底部敞口端。

上述第一通孔和第二通孔还可以通过第三中空构件贯通；上述第一中空构件包括底部敞口的第一中空箱体以及用于覆盖敞口端的第一盖板；上述第二通孔开设在第一中空箱体顶部；

上述第二通孔的口径大于第三中空构件与第二通孔连接端的口径，使得第三中空构件能够插入第二通孔；

第一中空构件通过下述步骤固定在各个单体电池壳体底部：

将各个第三中空构件分别焊接在各个第一通孔处；

将第一中空箱体定位于各个单体电池壳体底部，使得各个第三中空构件与各个第二通孔一一对应，且确保各个第三中空构件插入第二通孔；

将焊接头从第一中空箱体底部敞口端伸入第二通孔边沿部位，将各个第二通孔边沿与对应第三中空构件的外壁焊接实现密封；

将第一盖板密封焊接在第一中空箱体底部敞口端。

进一步地，第二中空构件可以采用和第一中空构件相同的结构，如第二中空构件也包括顶部敞口的第二中空箱体以及用于覆盖敞口的第二盖板；第二中空箱体底部开设与各个泄爆部一一对应的第三通孔；上述第三通孔在各个单体电池壳体顶部的正投影完全覆盖对应泄爆部；

第二中空构件通过下述步骤固定在各个单体电池壳体顶部：

将第二中空箱体定位于各个单体电池壳体顶部，使得各个泄爆部与各个第三通孔一一对应；

将焊接头从第二中空箱体顶部敞口端伸入第三通孔边沿部位，将各个第三通孔边沿与相应单体电池的壳体顶部密封焊接；单体电池顶部的泄爆部被内腔烟气冲破后，使得各个单体电池的泄爆部与对应第三通孔贯通；

将第二盖板密封焊接在第二中空箱体顶部敞口端。

进一步地，第二中空构件包括顶部敞口的第二中空箱体以及用于覆盖敞口的第二盖板；第二中空箱体底部开设与各个泄爆部一一对应的第三通孔；

还包括第四中空构件；

上述第四中空构件用于连接泄爆部与第三通孔；上述第三通孔的口径大于第四中空构件与第三通孔连接端的口径，使得第四中空构件能够插入第三通孔；

第二中空构件通过下述步骤固定在各个单体电池壳体顶部：

将各个第四中空构件分别焊接在各个单体电池的泄爆部处；

将第二中空箱体定位于各个单体电池壳体顶部，使得各个第四中空构件与各个第三通孔一一对应，且确保各个第四中空构件插入第三通孔；

将焊接头从第二中空箱体顶部敞口端伸入第三通孔边沿部位，将各个第三通孔边沿与对应第四中空构件的外壁焊接实现密封；

将第二盖板密封焊接在第二中空箱体顶部敞口端。

进一步地，第二中空箱体底部开设与各个泄爆部一一对应的第三通孔；

还包括第四中空构件；

所述第四中空构件用于连接泄爆部与第三通孔；所述第三通孔的口径大于第四中空构件与第三通孔连接端的口径，使得第四中空构件能够插入第三通孔，且第四中空构件插入第三通孔的一段为螺纹段；

第二中空构件通过下述步骤固定在各个单体电池顶部：

将各个第四中空构件分别焊接在各个单体电池的泄爆部周边区域处；

将第二中空箱体定位于各个单体电池顶部，使得各个第四中空构件与各个第三通孔一一对应，且确保各个第四中空构件插入第三通孔；

将锁紧螺母拧紧在第四中空构件的螺纹段，使得第二中空箱体固定在各个单体电池顶部；

将第二盖板固定在第二中空箱体顶部敞口端。

本发明的有益效果是：

1、本发明通过在大容量电池的顶部设置第二中空构件作为泄爆管，在任意单体电池内腔压力过大时，内腔气体或热失控烟气冲破各个单体电池上的泄爆部进入第二中空构件，从第二中空构件排出；因每个单体电池均具有泄爆部，且泄爆部位于各个单体电池的气体区，热失控烟气无需克服电解液压力可直接冲破泄爆部，进入泄爆管，憋压时间较短，具有较高的安全性。且通过将第二中空构件设置为分体结构，便于将其从第二中空箱体的敞口端固定在各个单体电池顶部，降低加工难度及加工成本，成品率较高。

2、本发明通过增设第一中空构件，使得各单体电池电解液共享来保障各单体电池的一致性，即，将各单体电池的电解液腔连通，使所有单体电池的电解液处于同一体系下，减少了各单体电池电解液之间的差异，一定程度上提升了各单体电池之间的一致性，从而一定程度上提升了大容量电池的循环寿命。

3、本发明将第一中空构件设计为分体件，其中一部分为一端敞口的第一中空箱体，另一部分为覆盖第一中空箱体敞口的第一盖板；在具体焊接时，焊接头从敞口端伸入，将开设在第一中空箱体顶部的第二通孔的边沿与各个单体电池底部焊接，实现第一通孔与第二通孔的贯通，同时完成第一中空箱体与各个单体电池的连接，最后将第一盖板焊接在敞口端。本发明只需要确保第二通孔在各个单体电池底部的正投影覆盖对应第一通孔，各个第一通孔尽量位于同一平面，各个第二通孔尽量位于同一平面即可，无需考虑第一通孔和第二通孔的同心度、各个第一通孔及第二通孔的一致性，对加工精度及装配精度要求较低，弱化加工精度及装配精度对产品成品率的影响；且焊接时，焊接头从敞口端伸入，没有任何遮挡，可以一次性完成第二通孔边沿与各个单体电池底部的焊接，过程简单，且密封效果好，可实现批量化生产。

4、本发明还可以利用第三中空构件连通第一通孔和第二通孔，在具体焊接时，焊接头从敞口端伸入，将第二通孔的边沿与第三中空构件焊接，实现第一通孔与第二通孔的贯通，同时完成第一中空构件与各个单体电池的连接，最后将第一盖板焊接在敞口端。本发明只需要使得第三中空构件与第二通孔配合的一端口径小于第二通孔，确保第三中空构件能够插入第二通孔即可，不要求插入后二者之间的密封性，通过焊接实现二者的密封，因此对第三中空构件和第二通孔的同心度要求不高，对加工及装配精度要求较低，弱化加工装配精度对产品成品率的影响；且焊接时，焊接头从敞口端伸入，没有遮挡，可以一次性完成第二通孔边沿与第三中空构件侧壁或端面的焊接，过程简单，且密封效果好，可实现批量化生产。

且当因加工误差而导致各个单体电池在高度方向的尺寸存在差异，若各个单体电池的上盖板位于同一平面，必然导致各个单体电池的下盖板无法保持在同一平面时，本发明通过第三中空构件将第一通孔和第二通孔连通，第三中空构件在高度方向上可以补偿各个下盖板之间的高度差，所以本发明对各个下盖板即各个第一通孔的平面度要求较低，当各个单体电池下盖板存在一定的高度差时，通过第三中空构件也可确保第一通孔和第二通孔的密封连通。

5、本发明将第二中空构件设计为分体件，其中一部分为一端敞口的第二中空箱体，另一部分为覆盖第二中空箱体敞口的第二盖板；在具体焊接时，焊接头从敞口端伸入，将开设在第二中空箱体底部的第三通孔的边沿与各个单体电池上盖板焊接，最后将第二盖板焊接在敞口端。本发明只需要确保第三通孔在各个单体电池顶部的正投影覆盖对应泄爆部，各个泄爆部尽量位于同一平面，各个第三通孔尽量位于同一平面即可，无需考虑泄爆部和第三通孔的同心度、各个第三通孔的一致性，对加工精度及装配精度要求较低，弱化加工精度及装配精度对产品成品率的影响；且焊接时，焊接头从敞口端伸入，没有任何遮挡，可以一次性完成第三通孔边沿与各个单体电池顶部的焊接，过程简单，且密封效果好，可实现批量化生产。

6、本发明还可以利用第四中空构件连接泄爆部和第三通孔，在具体焊接时，焊接头从敞口端伸入，将第三通孔的边沿与第四中空构件焊接，最后将第二盖板焊接在敞口端。本发明只需要使得第四中空构件与第三通孔配合的一端口径小于第三通孔，确保第四中空构件能够插入第三通孔即可，不要求插入后二者之间的密封性，通过焊接实现二者的密封，因此对第四中空构件和第三通孔的同心度要求不高，对加工及装配精度要求较低，弱化加工装配精度对产品成品率的影响；且焊接时，焊接头从敞口端伸入，没有遮挡，可以一次性完成第三通孔边沿与第四中空构件侧壁或端面的焊接，过程简单，且密封效果好，可实现批量化生产。

且当因加工误差而导致各个单体电池在高度方向的尺寸存在差异，若各个单体电池的下盖板位于同一平面，必然导致各个单体电池的上盖板无法保持在同一平面时，本发明通过第四中空构件连接泄爆部和第三通孔，第四中空构件在高度方向上可以补偿各个上盖板之间的高度差，所以本发明对各个上盖板的平面度要求较低，当各个单体电池上盖板存在一定的高度差时，通过第四中空构件也可确保泄爆部和第三通孔的连接。

附图说明

图1为实施例1大容量电池的结构示意图；

图2为实施例2大容量电池的结构示意图；

图3为实施例2中单体电池的结构示意图；

图4为实施例2中第一中空构件的结构示意图，其中a图和b图为不同视角的示意图；

图5为实施例2中各个单体电池与第一中空构件的一种装配示意图；

图6为实施例2中各个单体电池与第一中空构件的另一种装配示意图；

图7为实施例2中第二中空构件的部分结构示意图；

图8为实施例2中单体电池的另一视角示意图；

图9为实施例2中各个单体电池与第二中空构件的装配过程图一；

图10为实施例2中各个单体电池与第二中空构件的装配过程图二；

图11为实施例2中各个单体电池与第二中空构件的一种装配示意图；

图12为实施例2中各个单体电池与第二中空构件的另一种装配示意图；

图13为实施例3中各个单体电池的示意图；

图中附图标记为：

1、单体电池；2、第一中空构件；3、第二中空构件；4、泄爆部；5、第一通孔；6、第二通孔；7、第一中空箱体；8、第一盖板；9、第一中空箱体顶部；10、敞口端；11、第二通孔边沿；12、第三中空构件；13、第二中空箱体；14、第二盖板；15、第三通孔；16、第四中空构件；17、上盖板；18、下盖板；19、定位槽；20、第三通孔边沿；21、注液口；22、外壳；23、第五通孔；24、成品电池；25、螺母。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本发明的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明的保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

在本说明书中不同地方出现的“其他实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。

同时在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“顶、底、内和外”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，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。此外，术语“第一至第六”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种大容量电池，包括第二中空构件3以及多个并联的单体电池1；各个单体电池1内腔包括气体区和电解液区；第二中空构件3沿多个单体电池1的排布方向延伸，固定在各个单体电池1的顶部，且覆盖各个单体电池1顶部的泄爆部；当任意单体电池1泄爆部被冲破时，该单体电池1的气体区与第二中空构件3连通。将第二中空构件3作为泄爆管，在任意单体电池1内腔压力过大时，内腔气体或热失控烟气冲破各个单体电池1上的泄爆部进入第二中空构件3，并从第二中空构件3排出。

本发明第二中空构件3为中空箱体，可以采用截面为矩形的中空箱体，也可以采用截面为半圆形的中空箱体。具体第二中空构件3采用分体结构，包括顶部敞口的第二中空箱体以及用于覆盖敞口端的第二盖板，便于将其从第二中空箱体的敞口端固定在各个单体电池顶部，如可以采用焊接的方式固定，也可以采用螺纹连接配合密封圈密封的方式固定。

需要说明的是，本发明所述的泄爆部包括设置在单体电池顶部的具有泄爆膜的泄爆口或防爆口，也可以为泄爆阀等。

实施例2

如图2所示，本实施例大容量电池在实施例1的基础上增加第一中空构件2。具体大容量电池包括9个并联的单体电池1，其他实施例中数量可根据实际需求进行调整。结合图3，该单体电池1为单体方壳电池，单体方壳电池包括上盖板17、下盖板18、筒体和电芯组件；此处所述电芯组件也可以称之为电极组件，由正极、隔膜、负极顺序排列，采用叠片或卷绕工艺装配而成。上盖板17、筒体、下盖板18组成了电池壳体，电芯组件设置在电池壳体内。结合图4，为了便于后续的加工装配，本实施例第一中空构件2的截面为矩形，沿多个单体电池1的排布方向延伸，固定在各个单体电池1的底部，此处的底部可以理解为各个单体电池1的下盖板18。各个单体电池1的电解液区通过第一中空构件2连通。具体可以通过以下方案实现：

1)、可以通过在各个单体电池1下盖板18以及第一中空构件2开孔的方式实现，具体为在各个单体电池1的下盖板18设有第一通孔5(见图3)；相对应在第一中空箱体7顶部上开设与各个单体电池1第一通孔5一一对应的第二通孔6(见图4中a图)。第一通孔5和第二通孔6贯通后，各个单体电池1内的电解液即可通过第一通孔5和第二通孔6进入第一中空构件2。

2)、还可以通过在各个单体电池筒体任一侧壁上以及第一中空构件开孔的方式实现，具体为在各个单体电池的筒体任一侧壁上设有第一通孔；相对应在第一中空箱体顶部开设与各个单体电池第一通孔一一对应的第二通孔。第一通孔和第二通孔通过外置的管道贯通后，各个单体电池内的电解液即可通过第一通孔和第二通孔进入第一中空构件。但是该方案相对较为复杂，因此本实施例优选方案1)。

当采用方案1)时，第一通孔5和第二通孔6的贯通可采用以下方案：

方案一、第一中空构件2由多段第一子管路相互间过盈配合直接进行密封插接形成；此时多段第一子管路一一设置在单体电池1下盖板18上，第一子管路沿单体电池1排布方向延伸，且与下盖板18一体挤压成型，并与下盖板18第一通孔5相通。

装配时，首先在下盖板18一体成型第一子管路，为了便于两个第一子管路之间的插接，第一子管路的长度需要大于下盖板18的长度，也就是说，此时第一子管路作为连接端的至少一端需要伸出下盖板18，才能保证两个第一子管路之间的有效连接。之后将该下盖板18与筒体焊接，之后装电芯组件，焊接上盖板17，完成单体电池1的组装。按照该方法，装配所有单体电池1。之后将第一子管路的两端作为与另一子管路的连接端，两个单体电池1连接时，一个单体电池1上的第一子管路一端挤入另一个单体电池1第一子管路中，二者之间为过盈配合，确保挤压完成后的密封性。之后通过注液口向内腔注入电解液。此处的注液口可以为各个单体电池1上的注液口，也可以为在第一中空构件2上开设的注液口21，以便于注液。另外，需要注意的是，在向内腔注入电解液前，需要保证内腔环境为露点标准-25到40℃间、湿度≤1％、温度23℃±2℃、洁净度10万级的环境。可通过在注液前，可通过抽真空的方式使内腔达到上述环境标准。

该方案通过插接式的第一中空构件2，将各单体电池1的电解液腔连通，使所有单体电池1的电解液处于同一体系下，减少了各单体电池1电解液之间的差异，一定程度上提升了各单体电池1之间的一致性，从而一定程度上提升了大容量电池的循环寿命。

该方案在插接过程中要求各个第一子管路同轴，才能实现有效连接，但是，由于以下原因使得各个第一子管路的同轴度难以保证：

1)第一子管路与下盖板18为一体件，若各个一体件上，第一子管路在下盖板18的位置略有偏差，或各个第一子管路自身尺寸略有偏差，则会导致，插接时，各个第一子管路的同轴度出现偏差；

2)将上述一体件与筒体焊接时，会因为焊接过程的差异，有可能会出现第一子管路相对于筒体的位置出现不一致的情况，进而导致插接时，各个第一子管路同轴度出现偏差；

3)该方案，在插接时，需要利用专用工装，由于工装使用不当，或者因施工人员操作问题，稍有不慎，就会使得各个第一子管路的同轴度出现偏差；

另外，在插接时，各个第一子管路之间的偏差会随着插接数量的增多而加大，导致插接数量越多，各个第一子管路之间的同轴度越难以保证；导致装配过程中，成品率随着插接数量的增多而降低。

综上，该方案因相邻两个单体电池1的子管路很难同轴所以在插接时，可能会导致第一子管路相对于下盖板18发生位移，或导致下盖板18相对于筒体发生位移，进而导致电池损坏。

同时，该方案采用插接式的第一中空构件，由于各个插接部位的挤压强度不同，在热失控发生时，因内腔压力增大，有可能会使得挤压强度较弱的部位出现缝隙，压力进一步增大时，该部位会出现断开的风险，进而导致内腔电解液泄露，引发较严重的安全事故。

方案二、第一中空构件2包括截面为矩形的中空箱体，其中中空箱体为分体结构，由顶部为敞口端10的第一中空箱体7以及用于覆盖敞口端10的第一盖板8构成；在第一中空箱体7顶部开设第二通孔6，见图4所示；

装配时，第一，焊接筒体与下盖板18，将电芯组件装入，之后焊接上盖板17，完成备用单体电池装配，此处所述的备用单体电池可以理解为未注入电解液的单体电池1；第二，如图5所示，将第一中空箱体7顶部与各个单体电池1底部定位，使得各个第一通孔5与各个第二通孔6一一对应，且确保各个第二通孔6在各个单体电池1底部的投影完全覆盖对应第一通孔5，具体可通过图4所示的定位槽19实现定位；将焊接头从第一中空箱体7底部敞口端10伸入第二通孔边沿11部位，将各个第二通孔边沿11与相应单体电池1的下盖板18密封焊接；使得各个单体电池1的第一通孔5与对应第二通孔6贯通；将第一盖板8密封焊接在第一中空箱体7底部敞口端10。最后通过注液口21向内腔注入电解液。此处的注液口21在第一中空构件2上开设，以便于注液，后期还可以通过该注液口21实现换液。需要说明的是，该注液口21，在不注液的情况，需要通过堵头进行密封。另外，需要注意的是，在向内腔注入电解液前，需要保证内腔环境为露点标准-25到40℃间、湿度≤1％、温度23℃±2℃、洁净度10万级的环境。可通过在注液前，可通过抽真空的方式使内腔达到上述环境标准。需要说明的是，此处所述的焊接头指的是焊接设备伸入待焊接部位的构件，如若采用电弧焊或氩弧焊，那么此处的焊接头指焊条端部，如若采用激光焊，那么此处所述的焊接头指激光束。

装配时，也可以在第一步骤中，在备用单体电池中直接注入电解液，利用密封组件密封第一通孔5；分容，选出符合要求的单体电池1。第一中空构件2和各个单体电池1完成焊接后，在外力或者电解液自身作用下，打开密封组件，使得第一通孔5与对应第二通孔6贯通。

还可以先将第一中空构件2焊接在各个下盖板18，使得各下盖板18上的第一通孔5和与之对应的第二通孔6贯通；之后将各个筒体焊接在对应下盖板18后装入电芯组件，焊接上盖板17；最后通过第一中空构件2向大容量电池内腔注入电解液后化成。下盖板18和筒体还可以为一体成型件，在将第一中空构件2焊接在各个下盖板18后，可以直接将电芯组件装入，焊接上盖板17。

本方案第一中空构件2无需插接，在单体电池1排布方向，无需考虑插接同轴问题，也无需担心内腔压力过大而破坏第一中空构件的问题，只需要各个第一通孔5尽量位于同一平面，各个第二通孔6尽量位于同一平面即可，无需考虑第一通孔5和第二通孔6的同心度、各个第一通孔5及第二通孔6的一致性，对加工精度、装配精度要求较低，弱化加工精度及装配精度对产品成品率的影响；同时无需专用工装，装配过程较为简单；且焊接时，焊接头从敞口端10伸入，没有任何遮挡，可以一次性完成第二通孔边沿11与各个单体电池1底部的焊接，过程简单，且密封效果好，可实现批量化生产。

方案三、第一中空构件2包括截面为矩形的中空箱体，其中中空箱体为分体结构，由顶部为敞口端10的第一中空箱体7以及用于覆盖敞口端10的第一盖板8构成；在第一中空箱体7底部开设第二通孔6；第一通孔5与第二通孔6通过第三中空构件12连通；

装配时，首先，焊接筒体与下盖板18，将电芯组件装入，之后焊接上盖板17，完成备用单体电池装配，此处所述的备用单体电池可以理解为未注入电解液的单体电池1；其次，将各个第三中空构件12分别焊接在各个单体电池1的第一通孔5处；将第一中空箱体7与各个单体电池1底部定位，使得各个第三中空构件12与各个第二通孔6一一对应，且确保各个第三中空构件12插入第二通孔6，如图6所示；将焊接头从第一中空箱体7底部敞口端10伸入第二通孔边沿11部位，将各个第二通孔边沿11与对应第三中空构件12的外壁焊接实现密封；当第三中空构件12的端面与第一中空箱体7内底面平齐时，可以直接将第三中空构件12的端面与第二通孔边沿11焊接，实现密封。将第一盖板8密封焊接在第一中空箱体7底部敞口端10(第一盖板8和第一中空箱体7底部敞口端还可以通过粘接，螺钉连接的方式实现密封连接，本实施例优选焊接方式连接，来确保连接部位的密封可靠性)。最后通过注液口21向内腔注入电解液。此处的注液口在第一中空构件2上开设，以便于注液，后期还可以通过该注液口实现换液。其他实施例中注液口还可以为各个单体电池的注液口。另外，需要注意的是，在向内腔注入电解液前，需要保证内腔环境为露点标准-25到40℃间、湿度≤1％、温度23℃±2℃、洁净度10万级的环境。可通过在注液前，可通过抽真空的方式使内腔达到上述环境标准。需要说明的是，无论是在各单体电池上还是在第一中空构件上开设的注液口，在不注液的情况，需要通过堵头进行密封。

装配时，第一步中也可以在备用单体电池中直接注入电解液，利用密封组件密封第一通孔5；分容，分选出符合要求的多个单体电池1。第一中空构件2和各个单体电池1完成焊接后，在外力或者电解液自身作用下，打开密封组件，使得第一通孔5与对应第二通孔6贯通。

还可以先将第一中空构件焊接在各个下盖板18，使得各下盖板18上的第一通孔5和与之对应的第二通孔6贯通；之后将各个筒体焊接在对应下盖板18后装入电芯组件，焊接上盖板17；最后通过第一中空构件2向大容量电池内腔注入电解液后化成。

本方案第一中空构件2也无需插接，在单体电池1排布方向，无需考虑插接同轴问题，也无需担心内腔压力过大而破坏第一中空构件的问题，同时对各个第一通孔5以及第二通孔6的平面度要求不高，只需要使得第三中空构件12与第二通孔6配合的一端口径小于第二通孔6，确保第三中空构件12能够插入第二通孔6即可，不要求插入后二者之间的密封性，通过焊接实现二者的密封，因此对第三中空构件12和第二通孔6的同心度要求不高，对加工装配精度要求较低，弱化加工及装配精度对产品成品率的影响；且焊接时，焊接头从敞口端10伸入，没有遮挡，可以一次性完成第二通孔边沿11与第三中空构件12侧壁或端面的焊接，过程简单，且密封效果好，可实现批量化生产。

通过对比分析上述方案，本实施例选用方案二和方案三的结构以及装配方法。

结合图7，为了便于后续的加工装配，本实施例第二中空构件3与第一中空构件2结构相同，均为截面为矩形的中空箱体，第二中空构件3沿多个单体电池1的排布方向延伸，固定在各个单体电池1的顶部，此处的顶部可以理解为各个单体电池1的上盖板17，并覆盖上盖板17上的泄爆部4，泄爆部4位置可参见图8所示。任意单体电池1泄爆部4被内腔烟气冲破时，该单体电池1的气体区与第二中空构件3连通。第二中空构件3开设与多个泄爆部4一一对应的第三通孔15；泄爆部4周边区域和第三通孔15可采用以下方案连接：

方案一、第二中空构件3包括截面为矩形的中空箱体，其中中空箱体为分体结构，由顶部为敞口端10的第二中空箱体13以及用于覆盖敞口端10的第二盖板14构成(可参见图7)；第三通孔15开设在第二中空箱体13底部；

装配时，第一，完成备用单体电池装配；此处的备用单体电池可以理解为未注入电解液的单体电池；第二，将第二中空箱体13与各个备用单体电池顶部定位，使得各个泄爆部4与各个第三通孔15一一对应，且确保各个第三通孔15在各个单体电池1顶部的投影完全覆盖对应泄爆部4；将焊接头从第二中空箱体13顶部敞口端10伸入第三通孔边沿20部位，将各个第三通孔边沿20与相应备用单体电池的上盖板17密封焊接；使得各个备用单体电池的泄爆部4与第三通孔15对应；将第二盖板14密封焊接在第二中空箱体13顶部敞口端10，如图9和图10所示。

本方案只需要各个泄爆部4尽量位于同一平面，各个第三通孔15尽量位于同一平面，各个第一通孔5尽量位于同一平面，各个第二通孔6尽量位于同一平面即可，无需考虑泄爆部4和第三通孔15、第一通孔5和第二通孔6的同心度；也无需考虑各个第一通孔5、第二通孔6、泄爆部4及第三通孔15的一致性，对加工精度以及装配精度要求较低，弱化加工精度以及装配精度对产品成品率的影响；同时无需专用工装，装配过程较为简单；且焊接时，焊接头从敞口端10伸入，没有任何遮挡，可以一次性完成第三通孔边沿20与各个单体电池1顶部、第二通孔边沿11与各个单体电池1底部的焊接，过程简单，且密封效果好，可实现批量化生产。

方案二、第二中空构件3包括截面为矩形的中空箱体，其中中空箱体为分体结构，由顶部为敞口端10的第二中空箱体13以及用于覆盖敞口端10的第二盖板14构成；在第二中空箱体13开设第三通孔15；泄爆部4周边区域和第三通孔15通过第四中空构件16连接。第三通孔15的口径需要略大于第四中空构件16与第三通孔15连接端的口径，使得第四中空构件16能够插入第三通孔15。

装配时，第一，焊接筒体与上盖板17，将电芯组件装入，之后焊接下盖板18，完成单体电池构件装配；第二，将第二中空箱体13与各个单体电池1顶部定位，使得各个泄爆部4与各个第三通孔15一一对应，使得各个第四中空构件16与各个第三通孔15一一对应，且确保各个第四中空构件16插入第三通孔15；将焊接头从第二中空箱体13顶部敞口端10伸入第三通孔边沿20部位，将各个第三通孔边沿20与对应第四中空构件16的外壁焊接实现密封；当第四中空构件16的端面与第二中空箱体13内底面平齐时，可以直接将第三通孔边沿20与对应第四中空构件16的端面焊接实现密封；使得各个单体电池1的泄爆部4与第三通孔15对应；将第二盖板14密封焊接在第二中空箱体13顶部敞口端10，如图11所示。

该方案对各个第三通孔15的平面度要求不高，只需要使得第四中空构件16与第三通孔15配合的一端口径小于第三通孔15，确保第四中空构件16能够插入第三通孔15即可，不要求插入后二者之间的密封性，通过焊接实现二者的密封，因此对第四中空构件16和第三通孔15的同心度要求不高，对加工精度以及装配精度要求较低，弱化加工精度以及装配精度对产品成品率的影响；同时无需专用工装，装配过程较为简单；且焊接时，焊接头从敞口端10伸入，没有遮挡，可以一次性完成第二通孔边沿11与第四中空构件16侧壁或端面的焊接，过程简单，且密封效果好，可实现批量化生产。

方案三、第二中空构件3包括截面为矩形的中空箱体，其中中空箱体为分体结构，由顶部为敞口端10的第二中空箱体13以及用于覆盖敞口端10的第二盖板14构成；在第二中空箱体13开设第三通孔15；泄爆部4周边区域和第三通孔15通过第四中空构件16连接。第三通孔15的口径需要略大于第四中空构件16与第三通孔15连接端的口径，使得第四中空构件16能够插入第三通孔15，与方案二不同的是，本方案中第四中空构件16插入第三通孔15的一段为螺纹段，可以理解为该段外壁设有螺纹。

装配时，第一，焊接筒体与上盖板17，将电芯组件装入，之后焊接下盖板18，完成单体电池构件装配；第二，将第二中空箱体13与各个单体电池1顶部定位，各个泄爆部4与各个第三通孔15一一对应，使得各个第四中空构件16与各个第三通孔15一一对应，且确保各个第四中空构件16插入第三通孔15；将锁紧螺母25拧紧在第四中空构件16的螺纹段，使得第二中空箱体13固定在各个单体电池顶部，如图12所示。

该方案对各个第三通孔15的平面度要求不高，只需要使得第四中空构件16与第三通孔15配合的一端口径小于第三通孔15，确保第四中空构件16能够插入第三通孔15即可，不要求插入后二者之间的密封性，因此对第四中空构件16和第三通孔15的同心度要求不高，对加工精度以及装配精度要求较低，弱化加工精度以及装配精度对产品成品率的影响；同时无需专用工装，装配过程较为简单；且通过螺母25与第四中空构件16配合将第二中空箱体固定在各个单体电池顶部，操作方便，过程简单，可实现批量化生产。

需要注意的是：

当因加工误差而导致各个单体电池1在高度方向的尺寸存在差异时，优选第一通孔5和第二通孔6通过第三中空构件12贯通，或者泄爆部4和第三通孔15通过第四中空构件16连接，当然第一通孔5和第二通孔6通过第三中空构件12贯通的同时泄爆部4和第三通孔15通过第四中空构件16连接；通过第三中空构件12和/或第四中空构件16在高度方向上可以补偿各个下盖板18或上盖板17之间的高度差，当各个单体电池1下盖板18或上盖板17存在一定的高度差时，通过第三中空构件12可确保第一通孔5和第二通孔6的密封连通，通过第四中空构件16可确保泄爆部4和第三通孔15的密封连通。

需要说明的是，可以先将第一中空构件和第二中空构件均固定在相应位置(第二中空构件位于各个单体电池顶部，第一中空构件位于各个单体电池底部)之后，再使得第一通孔5与对应第二通孔6贯通，完成电解液共享；其中第一中空构件和第二中空构件的固定没有先后顺序；

也可以先将第一中空构件固定在相应位置，使得第一通孔5与对应第二通孔6贯通，完成电解液共享后，再将第二中空构件固定在各个单体电池顶部。

实施例3

与实施例2不同的是，如图13所示，本实施例单体电池1包括外壳22以及成品电池24(此处的成品电池24包括成品市售方壳电池)，成品电池24安装于外壳22内部，且成品电池24的底部设有第五通孔23，顶部设有泄爆部4。第一通孔5设置在外壳22底部，且第一通孔5与第五通孔23相通；外壳22顶部设置第六通孔，且泄爆部4与第六通孔对应，当泄爆部4被冲破时，泄爆部4和第六通孔贯通。

本实施例第一中空构件2和第二中空构件3的结构与实施例2相同，但是基于单体电池1结构不同，其装配方式略有不同，主要在于单体电池1的装配以及后续注液过程的不同，装配方式可采用以下三种方式：

1)、装配时，第一，在成品电池24的底部开设第五通孔23，再利用密封组件密封第五通孔23备用。优选在露点标准-25到40℃间、湿度≤1％、温度23℃±2℃、洁净度10万级的环境下，开设第五通孔23，并利用相应密封组件密封。第二，将上述处理后的成品电池24装配至外壳22内部，使得具有密封组件的第五通孔23与第一通孔5对应，第六通孔与泄爆部4对应，确保打开密封组件后，第五通孔23与第一通孔5贯通，形成单体电池1。第三，按照实施例2中的装配方法，将第一中空构件2和第二中空构件3分别固定在各个单体电池1底部和顶部。最后，利用外力或电解液自身打开密封组件，使得第五通孔23与第一通孔5贯通，为了保证电解液的连续性，还可以通过第一中空构件向各个单体电池内腔注入电解液；为了进一步提高大容量电池性能，在注入电解液后还可以对其进行化成。

2)该方案与方案1)的不同在于，单体电池1的装配，其余过程保持一致。单体电池1装配如下：首先将密封组件固定在第一通孔5，密封第一通孔5；其次，在成品电池24底部开设第五通孔23，优选在露点标准-25到40℃间、湿度≤1％、温度23℃±2℃、洁净度10万级的环境下；最后，在露点标准-25到40℃间、湿度≤1％、温度23℃±2℃、洁净度10万级的环境下，将具有第五通孔23的成品电池24装配至外壳22内部，使得第五通孔23与第一通孔5对应，泄爆部4与第六通孔对应，确保打开密封组件后，第五通孔23与第一通孔5贯通，形成单体电池1。

3)首先将第一中空构件2固定在各个外壳底部，使得第一通孔5和第二通孔6一一对应；此处的外壳可以理解为顶部开口的外壳，之后，向各个外壳内装入备用成品电池之后，将外壳顶部开口密封，完成各个单体电池外壳焊接；备用成品电池通过下述过程获得：分容，筛选满足要求的多个成品电池；在筛选出的成品电池底部开设第五通孔23；最后，将第二中空构件3固定在各个外壳顶部，利用外力或者电解液自身打开密封在第一通孔5和/或第五通孔处的密封组件，使得各个单体电池内腔和第一中空构件贯通。

实施例4

与实施例3不同的是，本实施例单体电池1为市售成品方壳电池，本实施例第一中空构件2和第二中空构件3的结构与实施例3相同，但是基于单体电池1结构不同，其装配方式及后续注液过程略有不同：

装配时，首先，在成品电池24底部形成第一通孔5，优选在露点标准-25到40℃间、湿度≤1％、温度23℃±2℃、洁净度10万级的环境下开设。其次，按照实施例1中的装配方法，将第一中空构件2和第二中空构件3分别固定在各个单体电池1底部和顶部。最后，利用外力或者电解液自身打开密封在第一通孔5处的密封组件，使得第一通孔5和第二通孔6贯通。

Claims (8)

1.一种大容量电池，其特征在于：包括第二中空构件(3)和多个并联的单体电池(1)；各个单体电池(1)内腔包括电解液区和气体区；

所述第二中空构件(3)包括顶部敞口的第二中空箱体(13)以及用于覆盖敞口的第二盖板(14)；所述第二中空构件(3)沿多个单体电池(1)的排布方向延伸，通过第二中空箱体底部与各个单体电池(1)的顶部固定连接，且覆盖各个单体电池(1)顶部的泄爆部(4)；任一单体电池(1)泄爆部(4)被内腔烟气冲破时，该单体电池(1)的气体区与第二中空构件(3)连通。

2.根据权利要求1所述的大容量电池，其特征在于：还包括第一中空构件(2)，所述第一中空构件(2)沿多个单体电池(1)的排布方向延伸，与各个单体电池(1)壳体的底部固定连接，且与各个单体电池(1)的电解液区均连通。

3.根据权利要求2所述的大容量电池，其特征在于：所述各个单体电池(1)底部设有一个第一通孔(5)；所述第一中空构件(2)上设有多个第二通孔(6)；第二通孔(6)与第一通孔(5)一一对应且相互贯通。

4.根据权利要求3所述的大容量电池，其特征在于：所述第一中空构件(2)包括底部敞口的第一中空箱体(7)以及用于覆盖敞口端(10)的第一盖板(8)；所述第二通孔(6)开设在第一中空箱体(7)顶部；所述第二通孔(6)在各个单体电池(1)壳体底部的正投影完全覆盖与之对应的第一通孔(5)；

第一中空构件(2)通过下述步骤固定在各个单体电池(1)壳体底部：

将第一中空箱体(7)定位于各个单体电池(1)壳体底部，使得各个第一通孔(5)与各个第二通孔(6)一一对应；

将焊接头从第一中空箱体(7)底部敞口端(10)伸入第二通孔边沿(11)部位，将各个第二通孔边沿(11)与相应单体电池(1)的壳体底部密封焊接；

将第一盖板(8)密封焊接在第一中空箱体(7)底部敞口端(10)。

5.根据权利要求3所述的大容量电池，其特征在于：所述第一通孔(5)和第二通孔(6)通过第三中空构件(12)贯通；所述第一中空构件(2)包括底部敞口的第一中空箱体(7)以及用于覆盖敞口端(10)的第一盖板(8)；所述第二通孔(6)开设在第一中空箱体(7)顶部；

所述第二通孔(6)的口径大于第三中空构件(12)与第二通孔(6)连接端的口径，使得第三中空构件(12)能够插入第二通孔(6)；

第一中空构件(2)通过下述步骤固定在各个单体电池(1)壳体底部：

将各个第三中空构件(12)分别焊接在各个第一通孔(5)处；

将第一中空箱体(7)定位于各个单体电池(1)壳体底部，使得各个第三中空构件(12)与各个第二通孔(6)一一对应，且确保各个第三中空构件(12)插入第二通孔(6)；

将焊接头从第一中空箱体(7)底部敞口端(10)伸入第二通孔边沿(11)部位，将各个第二通孔边沿(11)与对应第三中空构件(12)的外壁焊接实现密封；

将第一盖板(8)密封焊接在第一中空箱体(7)底部敞口端(10)。

6.根据权利要求1-5任一所述的大容量电池，其特征在于：第二中空箱体(13)底部开设与各个泄爆部(4)一一对应的第三通孔(15)；所述第三通孔(15)在各个单体电池(1)壳体顶部的正投影完全覆盖对应泄爆部(4)；

第二中空构件(3)通过下述步骤固定在各个单体电池(1)壳体顶部：

将第二中空箱体(13)定位于各个单体电池(1)壳体顶部，使得各个泄爆部(4)与各个第三通孔(15)一一对应；

将焊接头从第二中空箱体(13)顶部敞口端(10)伸入第三通孔边沿(20)部位，将各个第三通孔边沿(20)与相应单体电池(1)的壳体顶部密封焊接；单体电池(1)顶部的泄爆部(4)被内腔烟气冲破后，使得各个单体电池(1)的泄爆部(4)与对应第三通孔(15)贯通；

将第二盖板(14)密封焊接在第二中空箱体(13)顶部敞口端(10)。

7.根据权利要求1-5任一所述大容量电池，其特征在于：第二中空箱体(13)底部开设与各个泄爆部(4)一一对应的第三通孔(15)；

还包括第四中空构件(16)；

所述第四中空构件(16)用于连接泄爆部(4)与第三通孔(15)；所述第三通孔(15)的口径大于第四中空构件(16)与第三通孔(15)连接端的口径，使得第四中空构件(16)能够插入第三通孔(15)；

第二中空构件(3)通过下述步骤固定在各个单体电池(1)壳体顶部：

将各个第四中空构件(16)分别焊接在各个单体电池(1)的泄爆部(4)周边区域处；

将第二中空箱体(13)定位于各个单体电池(1)壳体顶部，使得各个第四中空构件(16)与各个第三通孔(15)一一对应，且确保各个第四中空构件(16)插入第三通孔(15)；

将焊接头从第二中空箱体(13)顶部敞口端(10)伸入第三通孔边沿(20)部位，将各个第三通孔边沿(20)与对应第四中空构件(16)的外壁焊接实现密封；

将第二盖板(14)密封焊接在第二中空箱体(13)顶部敞口端(10)。

8.根据权利要求1-5任一所述大容量电池，其特征在于：第二中空箱体(13)底部开设与各个泄爆部(4)一一对应的第三通孔(15)；

还包括第四中空构件(16)；

所述第四中空构件(16)用于连接泄爆部(4)与第三通孔(15)；所述第三通孔(15)的口径大于第四中空构件(16)与第三通孔(15)连接端的口径，使得第四中空构件(16)能够插入第三通孔(15)，且第四中空构件(16)插入第三通孔(15)的一段为螺纹段；

第二中空构件(3)通过下述步骤固定在各个单体电池(1)顶部：

将各个第四中空构件(16)分别焊接在各个单体电池(1)的泄爆部(4)周边区域处；

将第二中空箱体(13)定位于各个单体电池(1)顶部，使得各个第四中空构件(16)与各个第三通孔(15)一一对应，且确保各个第四中空构件(16)插入第三通孔(15)；

将锁紧螺母拧紧在第四中空构件(16)的螺纹段，使得第二中空箱体(13)固定在各个单体电池顶部；

将第二盖板(14)固定在第二中空箱体(13)顶部敞口端(10)。