CN209249497U - 一种电池单体及电池模块 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电池单体，包括盖板，盖板设置有第一通孔和第二通孔；第一电极端子，覆盖第一通孔且与第一极片电连接；以及，第二电极端子，覆盖第二通孔且与第二极片电连接；其中，第一通孔的中心线与第二通孔的中心线位于盖板的宽度中心线的同一侧。通过在盖板上开设的第一通孔和第二通孔的中心线位于盖板的宽度中心线的同一侧上，因此使得电池单体的第一电极端子位于第一通孔处与第二电极端子位于第二通孔处位于盖板的中心线一侧，即使电池单体平躺放置，也能减少密封件与电解液的接触面积，从而增加电池单体的使用寿命和安全性。

Description

一种电池单体及电池模块

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池单体及电池模块。

背景技术

电池单体包括电池壳体、电极组件、盖板以及电解液(电解液并不是灌满电池壳体)，电池壳体提供一个密闭空间容纳电极组件以及电解液，电极组件的电能通过电极端子从密闭空间内引出到密闭空间外。

当电池单体平躺放置时，会使得用于密封盖板通孔的密封件被电解液长期浸泡，进而引发密封件被电解液腐蚀、加速老化，影响了电池单体的气密性和使用寿命。

实用新型内容

为此，需要提供一种电池单体及电池模块，解决现有技术的技术问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种电池单体，包括：

电池壳体，所述电池壳体设置有开口；

电极组件，所述电极组件容纳于所述电池壳体内，所述电极组件包括第一极片、第二极片以及设置于所述第一极片和所述第二极片之间的隔膜；

盖板，覆盖所述开口且与所述电池壳体密封连接，所述盖板设置有第一通孔和第二通孔；

第一电极端子，覆盖所述第一通孔且与所述第一极片电连接；以及，

第二电极端子，覆盖所述第二通孔且与所述第二极片电连接；

其中，所述第一通孔的中心线与所述第二通孔的中心线位于所述盖板的宽度中心线的同一侧。

作为本实用新型的一种优选结构，所述第一电极端子与所述盖板之间设置有第一密封件，以密封所述第一通孔；

所述第二电极端子与所述盖板之间设置有第二密封件，以密封所述第二通孔。

作为本实用新型的一种优选结构，所述电极组件为卷绕式结构且为扁平状，所述电极组件的外表面包括两个扁平面，两个所述扁平面沿竖直方向相互面对；或，所述电极组件为叠片式结构，所述第一极片、所述隔膜和所述第二极片沿竖直方向层叠；

所述电池壳体包括两个第一表面和两个第二表面，所述第一表面的面积大于所述第二表面的面积；所述两个第二表面沿所述水平方向相互面对，所述两个第一表面沿所述竖直方向相互面对；

所述第一通孔的中心线与所述第二通孔的中心线位于所述盖板的宽度中心线的上方。

作为本实用新型的一种优选结构，所述第一通孔的中心线与所述盖板的宽度中心线垂直；所述第一通孔的中心线与所述盖板的宽度中心线之间的距离为d1，所述盖板的宽度尺寸为H，0.125<d1/H<0.4；和/或，

所述第二通孔的中心线与所述盖板的宽度中心线垂直；所述第二通孔的中心线与所述盖板的宽度中心线之间的距离为d2，所述盖板的宽度尺寸为H，0.125<d2/H<0.4。

作为本实用新型的一种优选结构，所述第一密封件和所述第二密封件均位于所述盖板的外侧。

作为本实用新型的一种优选结构，所述盖板的外表面设置有用于分别容纳所述第一密封件与所述第二密封件的第一凹槽与第二凹槽。

作为本实用新型的一种优选结构，所述第一电极端子与所述第一密封件通过第一固定件固定在所述盖板上，所述第二电极端子与所述第二密封件通过第二固定件固定在所述盖板上。

作为本实用新型的一种优选结构，所述第一固定件包括第一绝缘件以及第一焊接片，所述第一绝缘件、所述第一焊接片与所述第一电极端子通过一体注塑成型；

所述第二固定件包括第二绝缘件以及第二焊接片，所述第二绝缘件、所述第二焊接片与所述第二电极端子通过一体注塑成型。

作为本实用新型的一种优选结构，所所述电池单体还包括电解液。

区别于现有技术，上述技术方案通过第一电极端子穿过第一通孔与第一极片电连接，使用第二电极端子穿过第二通孔与第二极片电连接，而第一极片与第二极片之间通过隔膜进行隔离，避免两极片之间接触短路。由于在盖板上开设的第一通孔和第二通孔的中心线位于盖板的宽度中心线的同一侧上，因此使得电池单体的第一电极端子位于第一通孔处与第二电极端子位于第二通孔处位于盖板的中心线一侧，即使电池单体平躺放置，也能减少密封件与电解液的接触面积，从而增加电池单体的使用寿命和安全性。

附图说明

图1为具体实施方式所述电池模块的结构示意图；

图2为具体实施方式所述电池单体与汇流排电连接的结构示意图；

图3为具体实施方式所述电池单体的三维结构示意图；

图4为具体实施方式所述电池单体的正视图；

图5为具体实施方式所述电池单体的剖视图；

图6为图5中A处的放大图；

图7为具体实施方式所述盖板的爆炸图；

图8为其他实施例所述盖板的爆炸图；

图9为其他实施例所述剖视图；

图10为具体实施方式所述电池单体的爆炸图；

图11为具体实施方式所述电极组件为卷绕式结构的截面图；

图12为具体实施方式所述电极组件为叠片式结构的截面图.

附图标记说明：

1、电池模块，

11、电池单体，12、第一密封件，13、第二密封件，

111、电极组件，112、电池壳体，113、电极端子连接件，

114、盖板，115、第一电极端子，116、第二电极端子，

1111、第一极片，1112、第二极片，1113、隔膜，

1114、扁平面，1121、第一表面，1122、第二表面，

1141、第一通孔，1142、第二通孔，1143、第一凹槽，

1144、第二凹槽，1145、盖板的宽度中心线；

11411、第一通孔的中心线；11421、第二通孔的中心线；

16、防爆阀，

17、第一固定件，

171、第一绝缘件，172、第一焊接片，

18、第二固定件，

181、第二绝缘件，182、第二焊接片，

2、汇流排。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”、仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个以上；术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本申请的描述中，所有附图中箭头X所指方向为长度方向，箭头Y所指方向为宽度方向，箭头Z所指方向为竖直方向。水平方向为平行于水平面的方向，既可以是上述长度方向也可以是上述宽度方向。另外，水平方向不仅包括绝对平行于水平面的方向，也包括了工程上常规认知的大致平行于水平面的方向。竖直方向为垂直于水平面的方向，竖直方向不仅包括绝对垂直于水平面的方向，也包括了工程上常规认知的大致垂直于水平面的方向。此外，本申请描述的“上”、“下”、“顶”、“底”等方位词均是相对于竖直方向来进行理解的。

为了便于理解和说明，下文中会根据附图内的X、Y、Z坐标系进行方向的描述。

请参阅图1以及图2，本实施例提供一种电池模块，包括电池单体排列结构1和汇流排2，电池单体排列结构1具有两个以上的电池单体11，两个以上的电池单体11沿着水平方向(例如，X轴方向)排列设置，汇流排2沿水平方向(例如，X轴方向)将两个以上的电池单体11串联在一起，电池单体排列结构1竖直方向(Z轴方向)上的高度小于电池单体排列结构1在水平方向(X轴方向)上的长度。

可选的，电池模块可以沿着竖直方向(Z轴方向)堆叠两层以上的电池单体排列结构1。

如图3至图7所示，电池单体11包括电极组件111、电池壳体112、电解液以及盖板114。电池壳体112可具有六面体形状或其他形状。电池壳体112具有容纳电极组件111和电解液的内部空间，并且电池壳体112具有开口。电极组件111容纳在电池壳体112内，盖板114覆盖开口，并用于将电极组件111封闭在电池壳体112内。

本实施例中，盖板114上开设第一通孔1141和第二通孔1142，第一电极端子115覆盖第一通孔1141且与第一极片1111电连接，第二电极端子116覆盖第二通孔1142且与第二极片1112电连接。

如图3以及图4所示，在优选的实施例中，第一通孔的中心线11411与第一电极端子115的中心线重叠或相互平行，第二通孔的中心线11412与第二电极端子116的中心线重叠或相互平行。在竖直方向(Z轴方向)，第一通孔的中心线11411与第二通孔的中心线11421都位于盖板中心线1145的上方(如图3所示)。如图4所示，第一通孔1141和第二通孔1142的整个通孔都位于盖板中心线1145的上方，如此，即使电池单体11平躺放置，也可以极大的减少密封件与电解液的接触面积。

可选的，第一通孔的中心线11411与盖板的宽度中心线1145垂直关系；第一通孔的中心线11411与盖板的宽度中心线1145之间的距离为d1，盖板的宽度尺寸为H，0.125<d1/H<0.4；和/或，

第二通孔的中心线11412与盖板的宽度中心线1145垂直关系；第二通孔的中心线11412与盖板的宽度中心线1145之间的距离为d2，盖板114的宽度尺寸为H，0.125<d2/H<0.4。

本实施例中，第一通孔1141的中心线到盖板114的宽度中心线之间的距离是盖板114的宽度的四分之一，第二通孔1142的中心线到盖板114的宽度中心线之间的距离是盖板114的宽度的四分之一，如此，即使电池单体11平躺放置，电解液始终在第一通孔1141的中心线与第二通孔1142的中心线的下方，可以进一步减少密封件与电解液的接触面积。

如图5至图7所示，第一电极端子115与盖板114之间设置有第一密封件12，以密封第一通孔1141；第二电极端子116与盖板114之间设置有第二密封件13，以密封第二通孔1142。

可选的，第一密封件12和/或第二密封件13位于盖板114的外侧。而在其他实施例中，第一密封件12和第二密封件13可以一个位于盖板114的外侧，而另一个位于盖板114的内侧。

如图7所示，第一密封件12和第二密封件13均位于盖板114的外侧。盖板114上设置有用于分别容纳第一密封件12与第二密封件13的第一凹槽1143与第二凹槽1142，第一凹槽1143与第二凹槽1142分别用于对第一密封件12与第二密封件13进行定位。第一电极端子115与第一密封件12通过第一固定件17固定在盖板114上，第二电极端子116与第二密封件13通过第二固定件18固定在盖板114上。

可选的，第一固定件17包括第一绝缘件171以及第一焊接片172，第一绝缘件171、第一焊接片172与第一电极端子115通过一体注塑成型；第二固定件18包括第二绝缘件181以及第二焊接片182，第二绝缘件181、第二焊接片182与第二电极端子116通过一体注塑成型，如此，便于加工。

在其他实施例中，第一固定件17与第二固定件18只包括一个绝缘件即可，另一个电极端子可直接与盖板114相连接。

如图8以及图9所示，在其他实施例中，第一密封件12和第二密封件13均位于盖板114的内侧，第一电极端子115与第二电极端子116穿过第一密封件12与第二密封件13的通孔，以及第一通孔1141、第二通孔1142，与盖板114上方的固定件铆接。

如图10至图12所示，本实施例中，电极端子连接件113有两个，即分别为正极端子连接件113和负极端子连接件113。电池壳体112可以由例如铝、铝合金或塑料等材料制造。

电极组件111容纳于电池壳体112内，电极组件111包括第一极片1111、第二极片1112以及设置于第一极片1111和第二极片1112之间的隔膜1113。第一极片1111可以是正极片或负极片，第二极片1112与第一极片1111的极性相反，相应地，第二极片1112为负极片或正极片。其中，隔膜1113是介于第一极片1111和第二极片1112之间的绝缘体。电极组件111可以是卷绕式结构(如图11)，也可以是叠片式结构(如图12)。

示例性地以第一极片1111为正极片，第二极片1112为负极片进行说明。同样地，在其他的实施例中，第一极片1111还可以为负极片，而第二极片1112为正极片。另外，正极活性物质被涂覆在正极片的涂覆区上，而负极活性物质被涂覆到负极片的涂覆区上。从涂覆区延伸出的未涂覆区则作为极耳，电极组件111包括两个极耳，即正极耳和负极耳，正极耳从正极片的涂覆区延伸出；负极耳从负极片的涂覆区延伸出。正极耳与正电极端子之间通过正极连接件电连接，负极耳与负电极端子之间通过负极连接件电连接。

电池壳体112大致为六面体结构，电池壳体112包括两个第一表面1121和两个第二表面1122，第一表面1121的面积大于第二表面1122的面积。在第一电池模块1与第二电池模块2中，每个电池单体11的两个第二表面1122沿水平方向(例如箭头x所指方向的长度方向)相互面对，每个电池单体11的两个第一表面1121沿竖直方向(箭头z所指方向)相互面对。

如图11所示，当电极组件111为卷绕式结构时，电极组件111为扁平状，并且电极组件111的外表面包括两个扁平面1114，两个扁平面1114均沿竖直方向(箭头z所指方向)相互面对，即扁平面1114与第一表面1121相互面对。电极组件111大致为六面体结构，扁平面1114大致平行于卷绕轴线且为面积最大的外表面。扁平面1114可以是相对平整的表面，并不要求是纯平面。

如图12所示，当电极组件111为叠片式结构时，第一极片1111、隔膜1113和第二极片1112沿竖直方向(箭头z所指方向)层叠，即第一极片1111的表面与第一表面1121相互面对。

电极组件111在充放电过程中不可避免的会沿第一极片1111的厚度方向发生膨胀(在卷绕式结构的电极组件111中，沿垂直于扁平面1114的方向膨胀力最大；在叠片式结构的电极组件111中，沿第一极片1111和第二极片1112的堆叠方向膨胀力最大)。

本实施例中，电极组件111可以选用卷绕式结构或者叠片式结构。当电极组件111为卷绕式结构时，扁平面1114朝向竖直方向(箭头z所指方向)。当电极组件111为叠片式结构时，第一极片1111和第二极片1112沿竖直方向(箭头z所指方向)层叠。可见，电极组件111无论是采用卷绕式结构还是采用叠片式结构，电极组件111对电池壳体112施加最大膨胀力的方向都朝向竖直方向。

而现有技术中，电池模块1的电池单体11中，电极组件111对电池壳体112施加最大膨胀力的方向都是朝向水平方向，由于电池模块1沿水平方向的尺寸相比于竖直方向的尺寸大的多(例如，受到车辆的底盘高度尺寸限制，需要有更多的电池单体11沿水平方向排列，膨胀力累积大)，因此，现有电池模块1在水平方向上受到的膨胀力非常大，因此需要在电池模块1的水平方向两侧设置非常厚的端板以抵抗膨胀力，而端板加厚会降低电池模块1的能量密度。而本实施例中，电极组件111对电池壳体112施加最大膨胀力的方向是朝向竖直方向，而竖直方向上排列的电池单体11个数较少，因此相比于现有技术，可以大大减少电池模块1的最大膨胀力。

另外，由于电池单体11在充放电过程中还会在电池壳体112内部产生气体，产生的气体会对电池壳体112施加作用力，从而加剧电池壳体112向外膨胀。由于本申请的第一表面1121的面积大于第二表面1122的面积，并且电池单体11中的两个第一表面1121沿竖直方向相互面对，因此产生的气体对电池壳体112施加的最大作用力方向也是朝向竖直方向。相比于现有技术，进一步减少了电池模块1的最大膨胀力。

此时，第一通孔1141的中心线与第二通孔1142的中心线位于盖板141的宽度中心线的上方。无论是第一密封件12与第二密封件13位于盖板114外侧或者内侧，都可以得在电池单体11在平躺时，第一密封件12与第二密封件13不会完全、长期的与电解液相浸泡，保证电池单体11的使用寿命和安全性。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本实用新型的专利保护范围。因此，基于本实用新型的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型专利的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池单体，包括：

电池壳体，所述电池壳体设置有开口；

电极组件，所述电极组件容纳于所述电池壳体内，所述电极组件包括第一极片、第二极片以及设置于所述第一极片和所述第二极片之间的隔膜；

盖板，覆盖所述开口且与所述电池壳体密封连接，所述盖板设置有第一通孔和第二通孔；

第一电极端子，覆盖所述第一通孔且与所述第一极片电连接；以及，

第二电极端子，覆盖所述第二通孔且与所述第二极片电连接；

其中，所述第一通孔的中心线与所述第二通孔的中心线位于所述盖板的宽度中心线的同一侧。

2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于：所述第一电极端子与所述盖板之间设置有第一密封件，以密封所述第一通孔；

所述第二电极端子与所述盖板之间设置有第二密封件，以密封所述第二通孔。

3.根据权利要求2所述的电池单体，其特征在于：所述电极组件为卷绕式结构且为扁平状，所述电极组件的外表面包括两个扁平面，两个所述扁平面沿竖直方向相互面对；或，所述电极组件为叠片式结构，所述第一极片、所述隔膜和所述第二极片沿竖直方向层叠；

所述电池壳体包括两个第一表面和两个第二表面，所述第一表面的面积大于所述第二表面的面积；所述两个第二表面沿所述水平方向相互面对，所述两个第一表面沿所述竖直方向相互面对；

所述第一通孔的中心线与所述第二通孔的中心线位于所述盖板的宽度中心线的上方。

4.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于：所述第一通孔的中心线与所述盖板的宽度中心线垂直；所述第一通孔的中心线与所述盖板的宽度中心线之间的距离为d1，所述盖板的宽度尺寸为H，0.125<d1/H<0.4；和/或，

所述第二通孔的中心线与所述盖板的宽度中心线垂直；所述第二通孔的中心线与所述盖板的宽度中心线之间的距离为d2，所述盖板的宽度尺寸为H，0.125<d2/H<0.4。

5.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于：所述第一密封件和所述第二密封件均位于所述盖板的外侧。

6.根据权利要求5所述的电池单体，其特征在于：所述盖板的外表面设置有用于分别容纳所述第一密封件与所述第二密封件的第一凹槽与第二凹槽。

7.根据权利要求5所述的电池单体，其特征在于：所述第一电极端子与所述第一密封件通过第一固定件固定在所述盖板上，所述第二电极端子与所述第二密封件通过第二固定件固定在所述盖板上。

8.根据权利要求7所述的电池单体，其特征在于：所述第一固定件包括第一绝缘件以及第一焊接片，所述第一绝缘件、所述第一焊接片与所述第一电极端子通过一体注塑成型；

所述第二固定件包括第二绝缘件以及第二焊接片，所述第二绝缘件、所述第二焊接片与所述第二电极端子通过一体注塑成型。

9.根据权利要求3所述的电池单体，其特征在于：所述电池单体还包括电解液。

10.一种电池模块，包括：

多个如权利要求1-9任意一项所述的电池单体，以及

汇流排，所述多个电池单体通过所述多个汇流排电连接。