CN209447946U - 一种电池模块及电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及储能设备技术领域，提供了一种电池模块及电池包，电池模块，包括：电池单体组件，电池单体组件包括多个电池单体，多个电池单体通过汇流排电连接；两个端板，两个端板分别设置在电池单体组件的两个端面；两个护板，两个护板设置于电池单体组件的两个侧表面，两个侧表面在两个端面之间延伸且相互面对设置；固定带，环绕两个端板和两个护板的外周。本电池模块可减小了电池单体单位面积的作用力，有效避免了电池单体表面受力不均导致的变形，以及由变形造成对电池单体的性能与寿命的影响。

Description

一种电池模块及电池包

技术领域

本实用新型涉及储能设备技术领域，特别是涉及一种电池模块及电池包。

背景技术

二次电池具有能量密度大，使用寿命长、节能环保等优点，被广泛应用于新能源汽车、储能电站等不同的技术领域。

在使用时，通常会将多个电池单体堆叠并通过汇流排相互电连接形成电池模块。在现有技术中，电池模块中的多个电池单体通过端板与侧板围成的框架固定，或通过固定带环绕在多个电池单体的外周。然而，由于电池模块中的固定带与电池单体直接接触并且接触面积较小，当电池单体在使用过程发生膨胀时，固定带对电池单体的作用力会集中在电池单体的局部表面，从而易造成电池单体变形，且影响电池单体的性能与寿命。

实用新型内容

为此，需要提供一种电池模块，用于解决上述电池模块中固定带易造成电池单体变形，影响电池单体的性能与寿命的技术问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种电池模块，包括：

电池单体组件，所述电池单体组件包括多个电池单体，所述多个电池单体通过汇流排电连接；

两个端板，所述两个端板分别设置在所述电池单体组件的两个端面；

两个护板，所述两个护板设置于所述电池单体组件的两个第一侧表面；

固定带，环绕所述两个端板和所述两个护板的外周。

进一步的，所述电池单体组件还包括两个第二侧表面，所述两个第一侧表面沿竖直方向相互面对设置，所述两个第二侧表面相互面对设置，并且所述第一侧表面与所述第二侧表面相互垂直；

所述多个电池单体的电极端子位于所述第二侧表面。

进一步的，所述电池单体包括壳体和电极组件，所述壳体包括两个第一表面和两个第二表面，所述第一表面与所述第一侧表面面对，所述第二表面与所述第二侧表面面对，所述第一表面的面积大于所述第二表面的面积；所述电池组件设置于所述壳体内，所述电极组件包括第一极片、第二极片和设置于所述第一极片和所述第二极片之间的隔膜；

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，两个所述扁平面沿所述竖直方向相互面对；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所述竖直方向层叠。

进一步的，所述护板为矩形状平板结构，所述护板的尺寸与所述护板面对的所述侧表面的面积相当。

进一步的，所述护板为绝缘材质。

进一步的，所述电池模块包括两条以上的所述固定带，两条以上的所述固定带间隔设置，并且两条以上的所述固定带的内表面均与所述护板相互面对。

进一步的，所述固定带的宽度大于所述固定带的厚度，所述固定带为非金属材质，并且固定带的一端与另一端层叠形成接合部。

进一步的，所述端板远离所述电池单体组件的表面设置有固定带限位槽，所述固定带限位槽沿竖直方向延伸，所述固定带的一部分容纳于所述固定带限位槽内。

进一步的，所述多个电池单体沿水平方向和竖直方向排列，并且沿所述竖直方向堆叠两层以上的所述电池单体。

为解决上述技术问题，本实用新型还提供了另一技术方案：

一种电池包，包括

箱体，具有容置腔；以及

多个如以上任意一项技术方案所述的电池模块，多个所述电池模块位于所述容置腔内。

区别于现有技术，上述技术方案在电池单体组件与固定带之间增设了护板，固定带的作用力通过护板作用在电池单体上，从而减小了电池单体单位面积的作用力，有效避免了电池单体表面受力不均导致的变形，从而消除由于变形造成的对电池单体的性能与寿命的影响。

附图说明

图1为具体实施方式所述电池包的爆炸图；

图2为具体实施方式所述电池模块的结构示意图；

图3为具体实施方式所述电池模块的爆炸图；

图4为具体实施方式所述固定带接合部的剖面图；

图5为具体实施方式所述电池单体的剖面图；

图6为具体实施方式所述电极组件的剖面图；

图7为具体实施方式所述电极组件的剖面图；

附图标记说明：

100、电池模块；

101、电池单体组件；

102、端面；

103、第一侧表面；

104、第二侧表面；

10、电池单体；

11、电极组件；

111、第一极片；

112、第二极片；

113、隔膜；

114、扁平面；

115、窄面；

12、壳体；

120、第一表面；

130、第二表面；

20、端板；

21、固定带限位槽；

30、固定带；

31、固定带内表面；

310、第一端部；

320、第二端部；

330、接合部；

40、汇流排；

50、护板；

200、电池包；

201、箱体；

210、下箱体；

220、上箱盖；

230、容置腔；

具体实施方式

为详细说明技术方案、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。

需要说明的是，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。

请参阅图1，为一实施例中电池包200的爆炸图，电池包200包括箱体201和多个电池模块100，其中，箱体201包括下箱体210和上箱盖220。其中，下箱体210和上箱盖220配合形成具有容置腔230的密闭的箱体，多个电池模块100位于容置腔230内。箱体201可以由铝、铝合金或其他金属材料制成。多个电池模块100可以沿电池包200的长度方向(即图中箭头X所指的方向)并排设置，多个电池模块100也可以沿电池包200的宽度方向(即图中箭头Y所指的方向)并排设置。

请参阅图2和图3，图2为一实施例中电池模块100的结构示意图，图3为电池模块100的爆炸图。电池模块100包括电池单体组件101、两个端板20、两个护板50以及固定带30。

其中，电池单体组件101包括多个电池单体10以及与多个电池单体10电连接的多个汇流排40。其中，电池单体10为可重复充放电使用的二次电池，多个电池单体10通过汇流排40实现串联、并联或混联。电池单体10可以为六面体结构，多个电池单体10沿水平方向排列，并且电池单体10在竖直方向上(图中箭头Z所指的方向)可以层叠两层以上。当然，在一些实施例中电池单体10在竖直方向上也可以只设置一层。

两个端板20设置于电池单体组件101长度方向(图中箭头X所指的方向)上的两个端面102，其中，端板20可以由铝、铝合金等金属材料制成。在另一些实施例中，端板20可采用塑料等非金属材料通过模具注塑工艺制成。塑料等非金属材料端板20可减轻端板20的质量，提高电池模块100的能量密度。

两个护板50设置于电池单体组件101的两个侧表面，两个侧表面在两个端面102之间延伸且相互面对设置。固定带30环绕电池单体组件101、两个端板20、两个护板50的外周，使电池单体组件101、两个端板20以及两个护板50连接在一起。

如图2和图3所示，在上述实施例中，电池单体组件101为六面体结构，电池单体组件101的两个端面102之间的侧表面包括第一侧表面103和第二侧表面104，第一侧表面103和第二侧表面104相互垂直。其中，第一侧表面103具有两个，且两个第一侧表面103相互面对设置，第一侧表面103与电池单体10的第一表面120相对，第一侧表面103与电池单体10的第一表面120大致平行。第二侧表面104具有两个，且两个第二侧表面104相互面对设置。电池单体10的电极端子位于第二侧表面104。两个端面102、两个第一侧表面103和两个第二侧表面104分别为六面体结构的六个表面。

在本实施例中，多个电池单体10沿长度方向(即箭头X所指的方向)排列，护板50位于电池单体组件101的第一侧表面103，即第一侧表面103与电池单体10的第一表面120相互面对。

在上述实施例中，固定带30环绕两个端板20和两个护板50的外周，即护板50以及端板20分别设置于固定带30与电池单体10之间，固定带30的作用力通过护板50和端板20作用于电池单体10上。护板50可以为平板且由具有一定刚度的材料制成，护板50与电池单体组件101相对的表面可以为平面，从而将固定带30的作用力均匀的分散至与护板50相接触的表面上，减小电池单体10单体面积内所受到的作用力，有效避免了电池单体10表面因受力不均而导致的变形，从而消除由变形造成的对电池单体10的性能与寿命的影响。

优选的，护板50的材质可以为塑料等具有一定刚度的绝缘材料，绝缘材质的护板既能防止电池单体10受外力变形，同时也可起到与电池包的箱体201与电池单体10之间的绝缘作用。如图2和图3所示，护板50可以为矩形状平板结构，并且护板50的尺寸与护板50所面对的电池单体组件101的侧表面的面积相当，因此通过护板50可将电池单体10单位面积内所受到的作用力降至最低。

如图2和图3所示，固定带30可以为宽度大于厚度的扁平带状结构，固定带30至少环绕电池单体组件101、两个端板20、两个护板50的外周一圈，且固定带30的两端相互连接。优选的，固定带30由尼龙、铁氟龙等高分子化合物制成，从而使固定带30具有一定的柔韧性，可适用于环绕两个端板20、两个护板50的外周，并且具有足够的强度。

如图4所示，为一实施例中，固定带30首尾相互连接的接合部的剖面图，固定带30具有第一端部310和第二端部320(其中，第一端部310和第二端部320分别是指固定带03首尾未连接时的一端和另一端)，第一端部310和第二端部320层叠以形成接合部330，固定带30的接合部330可以与护板50相互面对，也可以与端板20相互面对。其中，固定带30的第一端部310和第二端部320可通过热熔的方式使两者表面熔化后连接在一起。在其他实施例中，第一端部310和所述第二端部320也可通过胶或固定钉连接在一起。当然，在其他实施例中，固定带30也可使用铝、铝合金等金属材质制成，固定带30的第一端部310和第二端部320可通过焊接、铆接、螺栓连接等机械连接方式连接在一起。

如图2和图3所示实施例中，电池模块100具有两条以上的固定带30，各固定带30沿宽度方向(即箭头Y所指的方向)间隔排列，并且两条以上的固定带30的内表面31均与护板50相互面对。两条以上的固定带30可以使端板20以及护板50与电池单体组件101连接的更加紧密，有利于保证电池模块的整体性。当然，在另一些实施例中，电池模块100也可仅设置一条固定带30。

如图2和图3所示，端板20设置有固定带限位槽21，其中，固定带限位槽21设置于端板20的远离电池单体组件101的表面，即端板2的外表面。固定带限位槽21可由端板20的表面向中部内凹形成，固定带限位槽21沿竖直方向延伸，且固定带限位槽21的宽度与固定带3的宽度相当。固定带30环绕两个护板50和两个端板20的外周，使固定带30在竖直方向的部分容纳于固定带限位槽内，从而可防止外力导致固定带30相对端板20移位。

如图5至图7所示，图5为一实施例中，电池单体沿X轴方向的剖面图；图6为卷绕式结构电极组件的剖面图；图7为叠片式结构电极组件的剖面图。电池单体10包括壳体12以及电极组件11，壳体12可由铝、铝合金或镀镍钢等金属材料制成，壳体12可以为六面体形状或其他形状，且具有开口。电极组件11容纳于壳体12内，且壳体12的开口覆盖有盖板组件。壳体12具有两个第一表面120和两个第二表面130，其中，两个第一表面120与电池单体组件101的第一侧表面103相互面对，两个第二表面130与电池单体组件101的端面102相互面对，并且，壳体12的第一表面面积大于第二表面面积。

在图5所示实施例中，壳体12内设置有一个电极组件11。当然，在其他实施例中，在壳体12内也可设置有两个以上的电极组件11，两个以上的电极组件11沿竖直方向(箭头Z所指的方向)堆叠。

电极组件11包括第一极片111、第二极片112以及设置于所述第一极片111和所述第二极片112之间的隔膜113。其中，第一极片111可以为正极片，第二极片112为负极片。在其他的实施例中，第一极片111还可以为负极片，而第二电极为正极片。其中，隔膜113是介于第一极片111和第二极片112之间的绝缘体。正极活性物质可被涂覆在正极片的涂覆区上，负极活性物质可被涂覆到负极片的涂覆区上。从正极片的涂覆区延伸出的未涂覆区则作为正极极耳；从负极片的涂覆区延伸出的未涂覆区则作为负极极耳。正极极耳电连接于盖板组件上的正电极端子，同样地，负极极耳电连接于盖板组件上的负电极端子。

如图6所示，其中，电极组件11为卷绕式结构。其中，第一极片111、隔膜113以及第二极片112均为带状结构，第一极片111、隔膜113以及第二极片112依次层叠并卷绕两圈以上形成电极组件11，电极组件11的外形呈扁平状。如图5中所示，电极组件11的外表面包括两个扁平面114和两个窄面115，其中，扁平面114的面积大于窄面115，两个扁平面114沿竖直方向(箭头Z所指的方向)相互面对，两个窄面115沿水平方向(箭头X所指的方向)相互面对，扁平面114与壳体12的第一表面120相互面对设置，窄面115与壳体12的第二表面130相互面对设置。扁平面114大致平行于卷绕轴线且为面积最大的外表面。

如图7所示，其中，电极组件11为叠片式结构，即电极组件11中具有多个第一极片111以及多个第二极片112，隔膜113设置在第一极片111和第二极片112之间。第一极片111、隔膜113、第二极片112依次层叠设置。其中，第一极片111、隔膜113和第二极片112沿竖直方向层叠(箭头Z所指的方向)。

由于电极组件11在充放电过程中不可避免的会沿极片的厚度方向发生膨胀(在卷绕式结构的电极组件11中，沿垂直于扁平面114的方向膨胀力最大；在叠片式结构的电极组件11中，沿第一极片111和第二极片112的堆叠方向膨胀力最大)。而由于固定带30环绕电池单体组件101的外周，限制了电池单体10膨胀。而在本实施例中，护板50与电池单体10的壳体12的第一表面120相互面对，即护板50设置于电池单体组件101的最大膨胀方向，从而可有效避免电池单体10膨胀而导致的局部受力，提高电池单体10的使用寿命。

Claims (10)

1.一种电池模块，包括：

电池单体组件，所述电池单体组件包括多个电池单体，所述多个电池单体通过汇流排电连接；

两个端板，所述两个端板分别设置在所述电池单体组件的两个端面；

两个护板，所述两个护板分别设置于所述电池单体组件的两个第一侧表面；

固定带，环绕所述两个端板和所述两个护板的外周。

2.根据权利要求1所述的电池模块，所述电池单体组件还包括两个第二侧表面，所述两个第一侧表面沿竖直方向相互面对设置，所述两个第二侧表面相互面对设置，并且所述第一侧表面与所述第二侧表面相互垂直；

所述多个电池单体的电极端子位于所述第二侧表面。

3.根据权利要求2所述的电池模块，所述电池单体包括壳体和电极组件，所述壳体包括两个第一表面和两个第二表面，所述第一表面与所述第一侧表面面对，所述第二表面与所述第二侧表面面对，所述第一表面的面积大于所述第二表面的面积；

所述电极组件设置于所述壳体内，所述电极组件包括第一极片、第二极片和设置于所述第一极片和所述第二极片之间的隔膜；

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，两个所述扁平面沿所述竖直方向相互面对；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所述竖直方向层叠。

4.根据权利要求1所述的电池模块，所述护板为矩形状平板结构，所述护板的尺寸与所述护板面对的所述侧表面的面积相当。

5.根据权利要求1所述的电池模块，所述护板为绝缘材质。

6.根据权利要求1或2所述的电池模块，所述电池模块包括两条以上的所述固定带，两条以上的所述固定带间隔设置，并且两条以上的所述固定带的内表面均与所述护板相互面对。

7.根据权利要求1或2所述的电池模块，所述固定带的宽度大于所述固定带的厚度，所述固定带为非金属材质，并且固定带的一端与另一端层叠形成接合部。

8.根据权利要求1所述的电池模块，所述端板远离所述电池单体组件的表面设置有固定带限位槽，所述固定带限位槽沿竖直方向延伸，所述固定带的一部分容纳于所述固定带限位槽内。

9.根据权利要求1或2所述的电池模块，所述多个电池单体沿水平方向和竖直方向排列，并且沿所述竖直方向堆叠两层以上的所述电池单体。

10.一种电池包，包括

箱体，具有容置腔；以及

多个如权利要求1至9任一项所述的电池模块，多个所述电池模块位于所述容置腔内。