CN117878499A - 一种大容量电池及其外壳 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电池领域，具体为一种大容量电池及其外壳。克服现有大容量电池气路通道难以组装的问题。大容量电池包括外壳及多个单体电池，多个单体电池依次以串联或并联的方式排布在外壳内腔；各个单体电池内腔包括气体区；外壳顶部设有气体共享腔室；气体共享腔室与各个单体电池内腔的气体区连通。本发明将多个单体电池置于顶部具有气体共享腔室的一个外壳内部，气体共享腔室无需拼接，无需考虑拼接件的同轴问题，对加工精度以及组装精度要求较低；大大降低了此类具有共享体系大容量电池的加工难度及加工成本，可实现批量化生产。

Description

一种大容量电池及其外壳
技术领域
本发明涉及电池领域，具体为一种大容量电池及其外壳。
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(也可称之为电池模组或电池组)。
中国专利CN115411422A公开一种大容量电池，包括电芯组，如图1所示，其电芯壳体设置有突出壳体本体的导管01(导管01通过开设在单体电池壳体上的通孔与单体电池内腔连通)，汇流管02设置有若干通孔03，组成电芯组时，导管01通过通孔03与汇流管02密封连接；导管01和汇流管02形成电芯组的气路通道，且汇流管02至少一端设有烟气出口。当电芯组内任意电芯发生热失控时，通过导管01和通孔03将热失控烟气排至汇流管02内，再由汇流管02上设置的烟气出口将热失控烟气排放到指定处处理。
该专利中，每个单体电池内腔气体区均与气路通道连通，热失控烟气可直接从该通道排出，具有较高的安全性。但是，在组装该通道时，要求单体电池上的通孔、导管与对应汇流管上的通孔均同轴，才能实现有效连接，对加工及组装精度要求较高。
发明内容
本发明的目的是提供一种大容量电池，克服现有大容量电池气路通道难以组装的问题。
本发明的技术方案是：
一种大容量电池，其特殊之处在于：包括外壳及多个单体电池，多个单体电池依次以串联或并联的方式排布在外壳内腔；各个单体电池内腔包括气体区；
上述外壳顶部设有气体共享腔室；
上述气体共享腔室与各个单体电池内腔的气体区连通。
进一步地，各个单体电池壳体顶部开设贯通单体电池内腔的第五通孔；
上述外壳包括筒体、第一盖板和第二盖板；
上述筒体底部和顶部敞口；
上述第一盖板覆盖在上述筒体底部敞口端，并与该敞口端密封连接；
上述第二盖板开设能够使各个单体电池极柱伸出的第三通孔；上述气体共享腔室设置在第二盖板上；
上述第二盖板覆盖在上述筒体顶部敞口端，并与该敞口端密封连接；各个单体电池极柱伸出第三通孔且第三通孔对应的外壳区域与单体电池壳体固定密封；气体共享腔室内腔通过第五通孔与各个单体电池内腔气体区连通。
进一步地，第二盖板上设有沿第二盖板长度方向延伸的第二通道作为气体共享腔室；
或，气体共享腔室为沿第二盖板长度方向延伸的中空管，与第二盖板为一体件，管壁和第二盖板上开设第四通孔。
进一步地，上述筒体还包括设置在筒体内腔的多个隔板，将筒体内腔分割为多个单体电池安装腔；每个单体电池安装腔内至少固定有一个单体电池。
进一步地，上述筒体采用挤压工艺一体成型；
或，上述筒体通过至少两个子筒体拼接形成；每个子筒体采用挤压工艺一体成型。
进一步地，各个单体电池壳体顶部开设贯通单体电池内腔的第五通孔；
上述外壳包括U形壳体、第一盖板、第二盖板和第三盖板；
上述第一盖板和第三盖板分别覆盖在U形壳体两个相对的敞口端；
上述第二盖板上开设能够使各个单体电池极柱伸出的第三通孔；上述气体共享腔室设置在第二盖板上；
第二盖板覆盖在U形壳体顶部敞口端，并与该敞口端密封连接；各个单体电池极柱伸出第三通孔且第三通孔对应的外壳区域与单体电池壳体固定密封；气体共享腔室内腔通过第五通孔与各个单体电池内腔气体区连通。
进一步地，第二盖板上设有沿第二盖板长度方向延伸的第二通道作为气体共享腔室；
或，气体共享腔室为沿第二盖板长度方向延伸的中空管，与第二盖板为一体件，管壁和第二盖板上开设第四通孔。
进一步地，上述U形壳体与第二盖板为一体件。
进一步地，在U形壳体底部和各个单体电池底部之间设有支撑筋，所述支撑筋的高度需要满足：利用支撑筋支撑各个单体电池后，需确保各个单体电池的极柱伸出开设在第二盖板上的第三通孔。
进一步地，所述第三通孔周边区域设有薄弱部。
进一步地，还包括设置在U形壳体内腔的多个隔板，将U形壳体内腔分割为多个单体电池安装腔；每个单体电池安装腔内至少固定有一个单体电池。
进一步地，上述的大容量电池，还包括传热连接件，上述传热连接件为一根细长构件，该细长构件用于和各个单体电池的正极或负极连接；且，细长构件上沿着轴向方向设置有用于安装传热管的装夹部。
本发明还提供一种外壳，用于容纳多个单体电池，其特殊之处在于：包括筒体、第四盖板和第五盖板；
上述筒体底部和顶部敞口；
上述第四盖板覆盖在上述筒体底部敞口端，并与该敞口端密封连接；
上述第五盖板设有用于与各个单体电池内腔气体区贯通的气体共享腔室；上述第五盖板开设能够使各个单体电池极柱伸出的第三通孔；
上述第五盖板覆盖在上述筒体顶部敞口端，并与该敞口端密封连接。
进一步地，所述第五盖板上设有沿第五盖板长度方向延伸的第二通道作为气体共享腔室；
或，气体共享腔室为沿第五盖板长度方向延伸的中空管，与第五盖板为一体件，中空管管壁和第五盖板上开设第四通孔。
本发明还提供另一种外壳，用于容纳多个单体电池，其特殊之处在于：包括U形壳体、第一盖板、第二盖板和第三盖板；
上述第一盖板和第三盖板分别覆盖在U形壳体两个相对的敞口端；
上述第二盖板上设有用于与各个单体电池内腔气体区贯通的气体共享腔室；上述第二盖板上开设能够使各个单体电池极柱伸出的第三通孔；第二盖板覆盖在U形壳体顶部敞口端，并与该敞口端密封连接。
进一步地，上述第二盖板上设有沿第二盖板长度方向延伸的第二通道作为气体共享腔室；
或，气体共享腔室为沿第二盖板长度方向延伸的中空管，与第二盖板为一体件，管壁和第二盖板上开设第四通孔。
进一步地，所述U形壳体与第二盖板采用铝挤压工艺一体成型。
本发明的有益效果是：
1、本发明将多个单体电池置于顶部具有气体共享腔室的一个外壳内部，利用该气体共享腔室和位于外壳内的各个单体电池内腔气体区贯通，使得各单体电池气体共享来保障各单体电池的一致性，一定程度上提升了大容量电池的循环寿命；
本发明气体共享腔室无需拼接，无需考虑拼接件的同轴问题，对加工精度以及组装精度要求较低；大大降低了此类具有共享体系大容量电池的加工难度及加工成本，可实现批量化生产。
2、本发明外壳为分体结构，包括可以容纳多个单体电池的筒体，以及密封筒体敞口端的第一盖板和第二盖板。将外壳设为分体结构，将第一盖板固定在筒体底部敞口端后，可以将各个单体电池从筒体顶部敞口端放置在外壳内腔，之后将第二盖板固定在筒体顶部敞口端，组装方便，另外，筒体可以采用挤压工艺一体成型，第二盖板和气体共享腔室也可采用挤压工艺一体成型，便于加工的同时具有较低的加工成本；另外整个外壳的易漏点仅仅位于盖板与筒体的连接部位，通过选择可靠的连接手段，可以使得整个外壳为一个较优的密闭体系，确保各个单体电池内部电解液不受外部环境影响。
3、本发明外壳还可以由U形壳体以及覆盖U形壳体三个敞口端的盖板构成，U形壳体与顶部盖板可以采用铝挤压工艺一体成型；气体共享腔室也可一体挤压成型；便于加工的同时具有较低的加工成本。同时，易漏点也较少，可以使得整个外壳为一个较优的密闭体系，确保各个单体电池内部电解液不受外部环境影响。
4、本发明通过增设隔板将内腔分割为多个单体电池安装腔，当各个单体电池固定在对应单体电池安装腔内时，侧壁与隔板直接接触，第一方面可提高各个单体电池在壳体内的安装稳定性；第二方面，可以防止各个单体电池鼓胀，而导致大容量电池循环性能降低的问题出现；第三方面，各个单体电池充放电过程中产生的热量可以通过隔板传输至外部，降低热失控发生的风险；第四方面还可以增强筒体强度。
附图说明
图1为背景技术中大容量电池结构示意图；
图2为实施例1大容量电池结构示意图；
图3为实施例1大容量电池爆炸示意图；
图4为实施例1中市售方壳电池结构示意图；
图5为实施例1中外壳爆炸结构示意图；
图6为实施例1中第二盖板的一种结构示意图；
图7为实施例1中第二盖板的另一种结构示意图；
图8为实施例1中第二盖板的第三种结构示意图；
图9为实施例1中传热连接件的结构示意图；
图10为实施例1中安装传热连接件后大容量电池的结构示意图；
图11为实施例2中大容量电池结构示意图；
图12为实施例3中大容量电池的筒体结构示意图；
图13为实施例4中增设隔板后的第一种筒体结构示意图；
图14为实施例4中增设隔板后的第二种筒体结构示意图；
图15为实施例4中增设隔板后的第三种筒体剖视图；
图16为实施例4中工字形隔板和单体电池配合的结构示意图；
图中附图标记为：01、导管；02、汇流管；03、通孔；
1、外壳；2、单体电池；3、泄爆部；4、筒体；5、第一盖板；6、第二盖板；7、第五通孔；8、加强筋；9、第三通孔；10、气体共享腔室；11、第三盖板；12、U形壳体；13、传热连接件；15、隔板；41、第一子方形筒体；42、第二子方形筒体；17、竖梁；18、横梁；19、第四盖板；20第五盖板；
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。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语中的“顶、底”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、第二、第三、第四、第五”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
本发明提供一种大容量电池，包括外壳及排布在外壳内的多个并联或串联的单体电池；此处所述的单体电池可以为方壳电池，也可以为市售的多个并联的软包电池。各个单体电池内腔包括电解液区和气体区。
以下实施例主要以方壳电池作为单体电池进行详述。
外壳结构以及各个单体电池在外壳内的具体排布方式可以根据具体需求设置，如外壳可以为方形壳体，各个单体电池可以沿外壳的长度方向依次排布；外壳还可以为圆柱形中空壳体，各个单体电池可以以沿圆柱形中空壳体周向排布在外壳内。但是相对于方形壳体，方壳电池在圆柱形中空壳体内的稳定性较难保证，另外，由此类大容量电池形成的储能设备能量密度一般，但是该结构的大容量电池具有较好的散热性能。
本发明在外壳顶部设有气体共享腔室；
该气体共享腔室与各个单体电池内腔的气体区直接连通。
本发明外壳可以采用以下几种结构形式，以方形外壳为例：
一、外壳为分体结构，包括只有顶部敞口的筒体以及设有气体共享腔室的盖板；
该筒体结构可通过压铸或冲压方式成型：
将单体电池置于筒体后，通过盖板密封筒体顶部敞口端(需要使得各个单体电池极柱伸出盖板，盖板上的气体共享腔室与各个单体电池内腔气体区连通)。
二、外壳为分体结构，包括顶部和底部均敞口的筒体、第四盖板和第五盖板；
此类筒体结构可通过铝挤压方式成型：
首先采用铝挤压方式成型顶部和底部均敞口的筒体，之后加工具有气体共享腔室的第五盖板，可采用铝挤压方式或冲压方式一体成型第五盖板与气体共享腔室；气体共享腔室和第五盖板也可以为分体结构，但是相对于采用铝挤压一体成型方式，加工较为复杂。
也可以将四块方形板焊接成型顶部和底部均敞口的筒体，但是，由于焊缝较多，使得筒体的整体强度以及密封性相对较差。
组装时，首先将第四盖板固定在筒体底部敞口端，之后将单体电池置于筒体，最后通过第五盖板密封筒体顶部敞口端(需要使得各个单体电池极柱伸出第五盖板，第五盖板上的气体共享腔室与各个单体电池内腔气体区连通)。
三、外壳为分体结构，包括U形壳体以及第一盖板、第二盖板和第三盖板；U形壳体指的是，横截面为U形的壳体，即具有三个连续敞口端的壳体，需要说明的是，因本发明选优方形壳体，因此，此处U形壳体的底部应该为平面。
在第二盖板设有气体共享腔室；气体共享腔室与各个单体电池内腔的气体区连通。需要说明的是，本发明第二盖板与U形壳体可以分体设置，也可以为一体结构；
若为分体结构，则可以采用折弯或者冲压方式一体成型U形壳体，采用折弯或铝挤压工艺成型具有气体共享腔室的第二盖板；组装时，将各个单体电池置于U形壳体内腔，将第二盖板固定在U形壳体顶部敞口端(需要使得各个单体电池极柱伸出第二盖板，第二盖板上的气体共享腔室与各个单体电池内腔气体区连通)，最后通过第一盖板和第三盖板密封相对两个敞口端。
若为一体结构，则可以采用铝挤压方式一体成型第二盖板与U形壳体，同时可一体成型气体共享腔室；
组装时，从U形壳体的两个相对敞口端，将各个单体电池置于壳体内腔(需要使得各个单体电池极柱伸出第二盖板，第二盖板上的气体共享腔室与各个单体电池内腔气体区连通)，最后通过第一盖板和第三盖板密封相对两个敞口端。
以下结合附图及具体实施例对本发明做进一步地描述。
以下实施例主要以上述第二种和第三种结构形式的外壳为例进行详细说明。
实施例1
如图2及图3所示，本实施例大容量电池，包括9个并联的单体电池2，其他实施例中数量可根据实际需求进行调整。结合图4，该单体电池2为方壳电池，方壳电池包括上盖板、下盖板、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、筒体、下盖板组成了单体电池2壳体，电芯组件设置在单体电池2壳体内。
结合图5，本实施例外壳1为方形壳体，包括顶部和底部为敞口端的截面为方形的筒体4以及覆盖筒体4底部敞口端的第四盖板19及覆盖顶部敞口端的第五盖板20。第五盖板20上设有气体共享腔室10。
本实施例第五盖板20为一个平板，在其上开设能够使各个单体电池2极柱伸出的第三通孔9(参见图5)；第五盖板20覆盖在所述筒体4顶部敞口端，并与该敞口端密封连接；各个单体电池2极柱伸出第三通孔9后，第三通孔9对应的外壳区域与单体电池2壳体固定密封。
可以将第三通孔9边沿与极柱周边区域的单体电池壳体焊接实现密封；
若各个单体电池2沿z方向的尺寸不完全相等，部分z方向尺寸较小的单体电池2的壳体与大容量电池外壳可能存在虚焊甚至无法焊接的问题，而难以保证第三通孔9与单体电池壳体密封性。
为了克服此类问题，可以在第三通孔9的周边区域设置薄弱部，在焊接过程中，通过薄弱部的变形，补偿各个单体电池在z方向的尺寸差，使得所有单体电池2的极柱伸出第三通孔9。本实施例中的薄弱部可以为以第三通孔9中心为中心点，沿第三通孔9周边区域开设的环形凹槽。其他实施例中，薄弱部还可以为开设在第三通孔9周边区域的长条形凹槽。在其他实施例中，若存在类似的问题，即所有单体电池2极柱不能同时完全伸出第三通孔9，均可采用在第三通孔9周边区域增设薄弱部的方案来解决。
也可以在第三通孔9和极柱之间增设密封连接件，该密封连接件包括中空构件；该中空构件的底部用于和单体电池的第一区域密封连接，中空构件的顶部与所述外壳的第二区域密封连接；第一区域为位于所述任一单体电池的上盖板中任一极柱周边的区域；所述第二区域为位于外壳上任一一个第三通孔对应的区域。第三通孔对应的区域为外壳外表面上对应任一一个第三通孔的周边区域；或者第三通孔对应的区域为第三通孔孔壁。其中，极柱周边的区域即为极柱上绝缘密封垫周边的区域。该绝缘密封垫为单体电池上用于使极柱和上盖板之间绝缘的零件。
第五盖板20的形状与筒体4顶部敞口端形状相适配，本实施例中为方形筒体4，因此该平板为方形平板，面积可以略大于筒体4顶部敞口端面积，通过熔焊的方式将其固定在筒体4顶部敞口端；面积也可以略小于筒体4顶部敞口端面积，通过嵌焊的方式将其固定在筒体4顶部敞口端。
如图6所示，本实施例在第五盖板20上开设沿第五盖板20长度方向(x方向)延伸的第二通道作为气体共享腔室10，可采用冲压工艺一次成型；如图7所示，在第五盖板20宽度方向(y方向)，将平板折弯，形成沿x方向延伸的第二通道，整体第五盖板20的结构可以理解为是横截面为“几”字形的盖板。图6和图7中的第二通道均向远离筒体4底部的方向凸起。
本实施例气体共享腔室10还可以为管状，与第五盖板20为一体件，与筒体4一样可以也采用铝挤压工艺成型该一体件。气体共享腔室10的截面可以为方形，也可以为圆形，如图5及图8所示。
需要说明的是，在运行过程中，若气体共享腔室10相对两端为敞口端，则需要封堵两端敞口，避免外部环境对各个单体电池内腔的电解液造成影响。
在各个单体电池2壳体顶部开设贯通单体电池2内腔的第五通孔7(见图3，图3中第五通孔7与泄爆部3位于单体电池2顶部的不同位置，需要说明的是，此处的第五通孔7也可以为直接打开泄爆部3形成的通孔)。
当选用管状气体共享腔室10时，需要在第五盖板20和气体共享腔室10上开设有与第五通孔7贯通的第四通孔，气体共享腔室10通过第四通孔和第五通孔7与各个单体电池2内腔的气体区连通。此处需要注意的是，第四通孔可以为多个，且数量与各个单体电池2相等，各个第四通孔与第五通孔7一一对应且贯通；也可以直接在第五盖板20和气体共享腔室10开设一个沿气体共享腔室10长度方向延伸的长条状的第四通孔，该第四通孔的尺寸需要确保，当将第五盖板20固定在筒体4顶部敞口端时，使得该第四通孔与所有单体电池2的第五通孔7贯通。
若气体共享腔室10为第二通道状，即图6和图7所示的结构时，将第五盖板20固定在筒体4顶部敞口端时，第二通道内腔通过第五通孔7直接和各个单体电池2内腔气体区贯通。
可以在气体共享腔室10上设置排气阀和泄爆膜，或只设置排气阀；排气阀可手动或自动开启，定期开启排气阀，各单体电池2中气体区内的气体可经气体共享腔室10及排气阀后排出；当设置泄爆膜时，排气阀和泄爆膜位于气体共享腔室10的两端，泄爆膜用于在任意单体电池2发生热失控时，热失控烟气冲破泄爆膜排出中空构件，使得此类大容量电池具有较高的安全性能。
可通过以下过程制备：
步骤一、加工外壳1，包括筒体4、带有气体共享腔室10的第五盖板20、第四盖板19。
步骤二、将带有第四盖板19密封焊接在筒体4底部敞口端。
步骤三、分容分选，筛选满足要求的多个单体电池；在各个单体电池顶部开设第五通孔7后利用密封组件密封；将多个第五通孔7处具有密封组件的单体电池排布在筒体4内；将第五盖板20密封焊接在筒体4顶部敞口端，确保利用外力或电解液自身打开密封组件后，各个单体电池2内腔的气体区和气体共享腔室10内腔连通；密封组件可以采用中国专利CN218525645U、CN218525614U公开的密封组件，焊接第三通孔9与单体电池壳体极柱周边部位，实现密封。也可以先完成第三通孔9与单体电池2壳体的密封，之后再将第五盖板20密封焊接在筒体4顶部敞口端；在其他实施例中，第五盖板20与筒体4顶部敞口端以及第四盖板19与筒体4底部敞口端，还可以采用粘接或者螺钉连接方式实现固定，但是相对于焊接的方式，密封性或连接可靠性相对较弱。
步骤四、利用外力或电解液自身打开密封组件，气体共享腔室10内腔和各个单体电池2内腔的气体区连通。
之后将所有单体电池2并联或串联。在其他实施例中，可以在步骤三和步骤四之间，将各个单体电池2并联或串联。
具体可以采用图9和图10所示的传热连接件13将所有单体电池2并联，传热连接件13为一根细长构件，该细长构件用于和各个单体电池2的正极或负极连接；且，细长构件上沿着轴向方向设置有用于安装传热管的装夹部。通过传热连接件13将多个单体电池2的正极或负极连接起来，并且在传热连接件13上装夹传热管，可以对每个单体电池2上极柱局部温度的控制，降低了极柱温度过高而导致热失控现象的发生。
实施例2
如图11所示，与实施例1不同的是，本实施例外壳1包括U形壳体12以及第一盖板5、第二盖板6和第三盖板11；其中U形壳体12与第二盖板6分体设置。
在第二盖板6设有沿x方向延伸的气体共享腔室10，其结构与实施例1相同。
可通过以下过程制备：
步骤一、加工U形壳体12、第一盖板5、第二盖板6和第三盖板11。
步骤二、分容分选，筛选满足要求的多个单体电池；在各个单体电池顶部开设第五通孔7后利用密封组件密封；将多个第五通孔7处具有密封组件的单体电池排布在步骤一的U形壳体12内，将第二盖板6密封焊接在U形壳体12顶部敞口端，确保利用外力或电解液自身打开密封组件后，各个单体电池内腔的气体区与气体共享腔室10贯通；密封组件可以采用中国专利CN218525645U、CN218525614U公开的密封组件，将第三通孔9边沿区域与极柱周边区域壳体焊接，将第一盖板5和第三盖板11焊接在U形壳体12另外两个相对的敞口端，实现密封。此处需要注意的是，若气体共享腔室10位于yz平面的两端敞口，则需要利用第一盖板5和第三盖板11同时密封气体共享腔室10位于yz平面的两个敞口端。还可以采用螺钉紧固或者胶粘的方式将第一盖板5、第二盖板6以及第三盖板11固定在U形壳体12的敞口端，但是相对于焊接方式，密封性或连接可靠性相对较弱。
步骤三、利用外力或电解液自身打开密封组件，气体共享腔室10内腔和各个单体电池内腔的气体区贯通。
之后将所有单体电池2并联或串联，在其他实施例中也可以在步骤二和步骤三之间执行该操作。
实施例3
与实施例2不同的是，本实施例U形壳体12与第二盖板6为一体件，该一体件的结构如图12所示。
可以理解为本实施例的外壳1包括图12所示的筒体以及用于覆盖筒体相对两个敞口端的第一盖板5和第三盖板11；第一盖板5和第三盖板11位于yz平面(可参见图11)。
本实施例筒体可以采用铝挤压工艺一体成型；因筒体沿x方向延伸，其敞口端位于yz平面，挤压方向沿x方向进行，因此，可以一次挤压成型满足目标长度的筒体。
为了与筒体一体挤压成型，本实施例气体共享腔室10优选采用以下两种结构形式：
一、在第二盖板6顶部外表面成型截面为方形或者圆形的管段作为气体共享腔室10，之后需在管壁和第二盖板6开设贯通管内腔，且与第五通孔7对应的第四通孔；
二、在第二盖板6成型沿x方向延伸的第二通道；其中第二通道向远离U形壳体12底部的方向凸起。
本实施例的大容量电池可通过以下过程制备：
步骤一、加工图12所示筒体、第一盖板5和第三盖板11。
步骤二、分容分选，筛选满足要求的多个单体电池；在单体电池壳体顶部开设第五通孔7后利用密封组件密封；将多个具有密封组件的单体电池排布在步骤一的筒体内，使得具有密封组件的第五通孔7与第四通孔或第二通道对应，确保利用外力或电解液自身打开密封组件后，各个单体电池2内腔的气体区和气体共享腔室10内腔连通；密封组件可以采用中国专利CN218525645U、CN218525614U公开的密封组件。各个单体电池2极柱伸出第二盖板6上对应的第三通孔9，并焊接第三通孔9周边区域与极柱周边区域的壳体部位，实现密封；此处需要注意的是，为了各个单体电池2能够顺利排布在图12所示筒体内，筒体沿z方向的最小尺寸需要大于单体电池2沿z方向的尺寸，同时为了确保各个单体电池2的极柱能够伸出筒体顶部的第三通孔9，需要在各个单体电池2底部增设支撑筋；
可通过以下三种方式将多个具有密封组件的单体电池排布在步骤一的筒体内：
1)、选用长条状等高支撑筋；
将多个单体电池2固定为一个整体，从筒体任意敞口端，推入筒体内腔；此时，各个单体电池2的底部与筒体底部接触，各个单体电池2的极柱与相应第三通孔9对应，但没有伸出第三通孔9；之后利用工装从底部支撑多个单体电池2，使各个单体电池2的底部脱离筒体底部，各个单体电池2的极柱伸出相应第三通孔9；之后，沿x方向，插入长条状等高支撑筋，取出工装即可。
另外，若各个单体电池2沿z方向的尺寸不完全相等，那么此时，即使增设长条状等高支撑筋，部分z方向尺寸较小的单体电池2的极柱也有可能无法完全伸出对应的第三通孔9，为了克服此类问题，可以在第三通孔9的周边区域设置薄弱部，在焊接过程中，通过薄弱部的变形，补偿各个单体电池在z方向的尺寸差，使得所有单体电池2的极柱伸出第三通孔9。本实施例中的薄弱部可以为以第三通孔9中心为中心点，沿第三通孔9周边区域开设的环形凹槽。其他实施例中，薄弱部还可以为开设在第三通孔9周边区域的长条形凹槽。
2)、选用多个与单体电池2一一对应的支撑筋；
将多个单体电池2依次从筒体任意敞口端，推入筒体内腔，将每个单体电池2推入到位后，需要在其底部与筒体底部之间插入支撑筋，确保该单体电池2的极柱完全伸出对应第三通孔9。
3)、各个单体电池2倒置推入筒体内腔；
将筒体翻转，使筒体顶部朝下，将多个单体电池2固定为一个整体，从筒体任意敞口端，推入筒体内腔；或将多个单体电池2依次从筒体任意敞口端，推入筒体内腔；在重力作用下，各个单体电池2的极柱伸出对应第三通孔9，在各个单体电池2底部和筒体底部之间插入支撑筋；翻转筒体，使筒体顶部朝上。
步骤三、将第一盖板5和第三盖板11焊接在U形壳体12另外两个相对的敞口端。
步骤四、利用外力或电解液自身打开密封组件，气体共享腔室内腔和各个单体电池内腔的气体区贯通。
实施例4
本实施例在上述实施例的外壳1内腔设有多个隔板15，将内腔分割为多个单体电池2安装腔。
具体结构如图13至图15所示，在每个单体电池2安装腔内固定有一个单体电池2，靠近中间部位的每个单体电池2，其两侧的侧壁均和隔板15接触，靠近最外侧的两个单体电池2，其中一个侧壁和隔板15接触，另一侧壁和筒体侧壁接触，第一方面可提高各个单体电池2在壳体内的安装稳定性；第二方面，可以防止各个单体电池2鼓胀，而导致大容量电池循环性能降低的问题出现；第三方面，各个单体电池2充放电过程中产生的热量可以通过隔板15传输至外部，降低热失控发生的风险；第四方面还可以增强筒体强度。
每个单体电池2安装腔内也可以固定有两个或两个以上的单体电池2。
图13为在实施例1的筒体4内增设隔板15，隔板15和筒体4可以一体挤压成型，因挤压方向为z方向，当筒体4沿x方向的长度较长、难以通过一次挤压完成时，可以先挤压两个或两个以上的子方形筒体4，然后将各个子方形筒体4拼接后焊接连接形成所需尺寸的方形筒体4。针对实施例1中的大容量电池，可以挤压两个能够容纳五个单体电池2的子方形筒体，其中多出的一个单体电池2安装腔可以作为功能仓使用。也可以如图13所示，分别挤压可以容纳4个和5个单体电池2的子方形筒体，将两个子方形筒体可以分别定义为第一子方形筒体41，第二子方形筒体42。
为了确保外壳1的承重，可以在筒体4侧壁设有沿其高度方向延伸，长度方向排布的多条加强筋8，从图中可以看出，各个加强筋8位于单体电池2安装腔侧壁的中间位置。
图14和图15分别为在实施例2和实施例3的U形壳体12内增设隔板15。隔板15还可以采用如图16所示的工字形隔板，工字形隔板的竖梁17与第一盖板5和第三盖板11平行，并与两个单体电池2相邻的位于yz平面的侧壁接触，工字形隔板的一个横梁18与所述两个单体电池2位于xz平面的侧壁接触，工字形隔板的另一个横梁18与所述两个单体电池2位于xz平面的另一侧壁接触。通过增设工字形隔板可以提高各个单体电池2在单体电池2安装腔内的稳定性。

Claims (17)

1.一种大容量电池，其特征在于：包括外壳(1)及多个单体电池(2)，多个单体电池(2)依次以串联或并联的方式排布在外壳(1)内腔；各个单体电池(2)内腔包括气体区；
所述外壳(1)顶部设有气体共享腔室(10)；
所述气体共享腔室(10)与各个单体电池(2)内腔的气体区连通。
2.根据权利要求1所述的大容量电池，其特征在于：各个单体电池(2)壳体顶部开设贯通单体电池(2)内腔的第五通孔(7)；
所述外壳(1)包括筒体(4)、第四盖板(19)和第五盖板(20)；
所述筒体(4)底部和顶部敞口；
所述第四盖板(19)覆盖在所述筒体(4)底部敞口端，并与该敞口端密封连接；
所述第五盖板(20)开设能够使各个单体电池(2)极柱伸出的第三通孔(9)；所述气体共享腔室(10)设置在第五盖板(20)上；
所述第五盖板(20)覆盖在所述筒体(4)顶部敞口端，并与该敞口端密封连接；各个单体电池(2)极柱伸出第三通孔(9)且第三通孔(9)对应的外壳区域与单体电池(2)壳体固定密封；气体共享腔室(10)内腔通过第五通孔(7)与各个单体电池(2)内腔气体区连通。
3.根据权利要求2所述的大容量电池，其特征在于：第五盖板(20)上设有沿第五盖板(20)长度方向延伸的第二通道作为气体共享腔室(10)；
或，气体共享腔室(10)为沿第五盖板(20)长度方向延伸的中空管，与第五盖板(20)为一体件，管壁和第五盖板(20)上开设第四通孔。
4.根据权利要求3所述的大容量电池，其特征在于：所述筒体(4)还包括设置在筒体(4)内腔的多个隔板(15)，将筒体(4)内腔分割为多个单体电池(2)安装腔；每个单体电池(2)安装腔内至少固定有一个单体电池(2)。
5.根据权利要求2至4任一所述的大容量电池，其特征在于：所述筒体(4)采用挤压工艺一体成型；
或，所述筒体(4)通过至少两个子筒体(4)拼接形成；每个子筒体(4)采用挤压工艺一体成型。
6.根据权利要求1所述的大容量电池，其特征在于：各个单体电池(2)壳体顶部开设贯通单体电池(2)内腔的第五通孔(7)；
所述外壳(1)包括U形壳体(12)、第一盖板(5)、第二盖板(6)和第三盖板(11)；
所述第一盖板(5)和第三盖板(11)分别覆盖在U形壳体(12)两个相对的敞口端；
所述第二盖板(6)上开设能够使各个单体电池(2)极柱伸出的第三通孔(9)；所述气体共享腔室(10)设置在第二盖板(6)上；
第二盖板(6)覆盖在U形壳体(12)顶部敞口端，并与该敞口端密封连接；各个单体电池(2)极柱伸出第三通孔(9)且第三通孔(9)对应的外壳区域与单体电池(2)壳体固定密封；气体共享腔室(10)内腔通过第五通孔(7)与各个单体电池(2)内腔气体区连通。
7.根据权利要求6所述的大容量电池，其特征在于：第二盖板(6)上设有沿第二盖板(6)长度方向延伸的第二通道作为气体共享腔室(10)；
或，气体共享腔室(10)为沿第二盖板(6)长度方向延伸的中空管，与第二盖板(6)为一体件，管壁和第二盖板(6)上开设第四通孔。
8.根据权利要求6所述的大容量电池，其特征在于：所述U形壳体(12)与第二盖板(6)为一体件。
9.根据权利要求8所述的大容量电池，其特征在于：在U形壳体底部和各个单体电池(2)底部之间设有支撑筋，所述支撑筋的高度需要满足：利用支撑筋支撑各个单体电池(2)后，需确保各个单体电池(2)的极柱伸出开设在第二盖板(6)上的第三通孔(9)。
10.根据权利要求9所述的大容量电池，其特征在于：所述第三通孔(9)周边区域设有薄弱部。
11.根据权利要求6或8所述的大容量电池，其特征在于：还包括设置在U形壳体(12)内腔的多个隔板(15)，将U形壳体(12)内腔分割为多个单体电池(2)安装腔；每个单体电池(2)安装腔内至少固定有一个单体电池(2)。
12.根据权利要求1所述的大容量电池，其特征在于：还包括传热连接件(13)，所述传热连接件(13)为一根细长构件，该细长构件用于和各个单体电池(2)的正极或负极连接；且，细长构件上沿着轴向方向设置有用于安装传热管的装夹部。
13.一种外壳，用于容纳多个单体电池(2)，其特征在于：包括筒体(4)、第四盖板(19)和第五盖板(20)；
所述筒体(4)底部和顶部敞口；
所述第四盖板(19)覆盖在所述筒体(4)底部敞口端，并与该敞口端密封连接；
所述第五盖板(20)设有用于与各个单体电池内腔气体区贯通的气体共享腔室(10)；所述第五盖板(20)开设能够使各个单体电池(2)极柱伸出的第三通孔(9)；
所述第五盖板(20)覆盖在所述筒体(4)顶部敞口端，并与该敞口端密封连接。
14.根据权利要求13所述的外壳，其特征在于：所述第五盖板(20)上设有沿第五盖板(20)长度方向延伸的第二通道作为气体共享腔室(10)；
或，气体共享腔室(10)为沿第五盖板(20)长度方向延伸的中空管，与第五盖板(20)为一体件，中空管管壁和第五盖板(20)上开设第四通孔。
15.一种外壳，用于容纳多个单体电池(2)，其特征在于：包括U形壳体(12)、第一盖板(5)、第二盖板(6)和第三盖板(11)；
所述第一盖板(5)和第三盖板(11)分别覆盖在U形壳体(12)两个相对的敞口端；
所述第二盖板(6)上设有用于与各个单体电池内腔气体区贯通的气体共享腔室(10)；所述第二盖板(6)上开设能够使各个单体电池(2)极柱伸出的第三通孔(9)；第二盖板(6)覆盖在U形壳体(12)顶部敞口端，并与该敞口端密封连接。
16.根据权利要求15所述的外壳，其特征在于：所述第二盖板(6)上设有沿第二盖板(6)长度方向延伸的第二通道作为气体共享腔室(10)；
或，气体共享腔室(10)为沿第二盖板(6)长度方向延伸的中空管，与第二盖板(6)为一体件，中空管管壁和第二盖板(6)上开设第四通孔。
17.根据权利要求15或16所述的外壳，其特征在于：所述U形壳体(12)与第二盖板(6)采用铝挤压工艺一体成型。
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