CN209822776U - 单体电池、电池模组及电动汽车 - Google Patents

Abstract

本公开涉及一种单体电池、电池模组及电动汽车，该单体电池包括壳体、容纳在壳体内的电芯、封装壳体的电池盖板、以及极柱，壳体和/或电池盖板与电芯电连接，以用作该单体电池的正极或负极，极柱与所述电芯电连接且与所述壳体和/或电池盖板的极性相反，并且所述极柱绝缘布置在所述电池盖板上，所述极柱具有相反的第一端和第二端，所述第一端与所述电池盖板连接，所述第二端用于与另一个所述单体电池的所述壳体和/或所述电池盖板电连接。该单体电池能够增大其正负极柱的过流面积，保证大电流过流能力，且单体电池的正负极柱辨识度高。另外，通过巧妙的结构设计，在将多个单体电池连接成模组时，相邻两个单体电池之间不需要额外设置连接片。

Description

单体电池、电池模组及电动汽车

技术领域

本公开涉及电池领域，具体地，涉及一种单体电池、包括该单体电池的电池模组以及包括该电池模组的电动汽车。

背景技术

如图1所示，现有单体电池101的外壳包括壳体10和电池盖板20，通常电池盖板上布置有防爆阀60、注液孔罩70、正极柱80和负极柱90等多个部件。现有单体电池101存在以下缺点：第一、正负极柱、防爆阀、注液孔罩等多个部件均布置电池盖板。由于布置空间拥挤，使得正负极柱尺寸受限，导致正负极柱的载流面积小，过流能力有限，大电流过电发热量大，导致单体电池的循环能力降低。第二、由于正极柱的标识81和负极柱的标识91过小，导致正负极柱区分不明确，将现有单体电池连接成模组时易出现排序错误，易出现因错连单体电池的正负而极造成放电异常的情况。第三、多个单体电池布置在模组中时，单体电池之间需要额外设置连接结构300(如连接片)。

实用新型内容

本公开的目的是提供一种单体电池，该单体电池能够增大其正负极柱的过流面积，保证大电流过流能力，且单体电池的正负极柱辨识度高。另外，通过巧妙的结构设计，在将多个该单体电池连接成模组时，相邻两个单体电池之间不需要额外设置连接片。

根据本公开的另一个目的，提供一种电池模组，该电池模组使用上述单体电池。

根据本公开的再一个目的，提供一种电动汽车，该电动汽车使用上述的电池模组。

为了实现上述目的，本公开提供一种单体电池，包括壳体、容纳在所述壳体内的电芯、封装所述壳体的电池盖板、以及极柱，所述壳体和/或所述电池盖板与所述电芯电连接，以用作该单体电池的正极或负极，所述极柱与所述电芯电连接且与所述壳体和/或所述电池盖板的极性相反，并且所述极柱绝缘布置在所述电池盖板上，所述极柱具有相反的第一端和第二端，所述第一端与所述电池盖板连接，所述第二端用于与另一个所述单体电池的所述壳体和/或所述电池盖板电连接。

可选地，所述极柱的第二端形成有安装平面，在所述单体电池的长度方向所述安装平面与所述电池盖板的外表面齐平。

可选地，所述极柱的纵截面呈向上凹陷的弧形，所述弧形的一端与所述电池盖板相连，所述安装平面形成在所述弧形的另一端。

可选地，所述极柱位于所述电池盖板外侧的部分为平直面开设有凹槽的半圆柱体，所述半圆柱体沿所述单体电池的宽度方向布置，所述安装平面为所述平直面的一部分。

可选地，所述单体电池为方形电池，所述极柱的所述第二端沿所述单体电池的厚度方向凸出于所述壳体的侧壁，在所述单体电池的宽度方向上，所述极柱的长度与所述电池盖板的长度之比为1：5～1：2。

通过上述技术方案，将壳体和/或电池盖板作为单体电池的正极或负极，布置在电池盖板上的极柱作为另一个与壳体和/或电池盖板极性相反的电极。基于此，相较于现有单体电池，本公开提供的单体电池具有以下优点：

第一、减少了布置在电池盖板的部件的数量，增大了极柱的布置空间，允许增大极柱的过流面积。同时，由于壳体和电池盖板的尺寸较大，作为电极，无疑能够增大电极的过流面积。因此，该单体电池能够增大其正负极柱的过流面积，保证大电流过流能力，保证单体电池的循环能力。

第二、单体电池的正负极柱辨识度高，将多个该单体电池连接成模组时，能够避免单体电池出现排序错位，从而避免错连单体电池之间的正负极。

第三，由于极柱能够用作单体电池之间的连接片，因此，在将多个该单体电池连接成模组时，相邻两个单体电池之间不需要额外设置连接片，节省元件，有利于简化电池模组的结构。并能够避免出现现有技术中连接片焊接不良的情况。

根据本公开的另一方面，提供了一种电池模组，包括模组外壳和多个容纳在所述模组外壳内的上述的单体电池，相邻两个所述单体电池之间通过其中一个所述单体电池的所述极柱电连接。

可选地，相邻两个所述单体电池的极柱所在的一端分别位于所述电池模组的相对两侧，其中一个所述单体电池的极柱与另一个所述单体电池的壳体直接相连。

可选地，相邻两个所述单体电池的极柱所在的一端位于所述电池模组的同一侧，其中一个所述单体电池的极柱与另一个所述单体电池的电池盖板直接相连。

可选地，相邻两个所述单体电池之间、所述单体电池与所述模组外壳之间设置有绝缘层。

根据本公开的再一方面，提供了一种电动汽车，该电动汽车设置上述的电池模组。

本公开的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本公开的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本公开，但并不构成对本公开的限制。在附图中：

图1是现有技术提供的单体电池的立体结构示意图；

图2是现有技术提供的电池模组的立体结构示意图；

图3是本公开提供的一示例性实施例的单体电池的立体结构示意图；

图4是本公开提供的一示例性实施例的电池模组的结构示意图；

图5是图4的局部结构示意图。

附图标记说明

100 单体电池 101 现有单体电池

10 壳体 20 电池盖板

30 极柱 31 安装平面

40 平直面 50 凹槽

60 防爆阀 70 注液孔罩

80 正极柱 81 正极柱的标识

90 负极柱 91 负极柱的标识

200 模组外壳

210 侧板 220 端板

300 连接结构 400 绝缘层

1000 电池模组

具体实施方式

以下结合附图对本公开的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本公开，并不用于限制本公开。

在本公开中，在未作相反说明的情况下，单体电池100的长度方向是指电池盖板20与壳体10上和电池盖板20相对的一端之间连线的方向，单体电池100的宽度方向是指如图3所示的电池盖板20的两条短边连线的方向，单体电池100的厚度方向是指如图3所示的电池盖板20的两条长边连线的方向。“内、外”是指相关零部件轮廓的内、外。

如图3至图5所示，本公开提供了一种单体电池，该单体电池100包括壳体10、容纳在壳体10内的电芯(图中未示出)、封装壳体10的电池盖板20、以及极柱30，壳体10和/或电池盖板20与电芯电连接，以用作该单体电池100的正极或负极，极柱30与电芯电连接且与壳体10和/或电池盖板20的极性相反，并且极柱30绝缘布置在电池盖板20上，极柱30具有相反的第一端和第二端，第一端与电池盖板20连接，第二端用于与另一个单体电池100的壳体10和/或电池盖板20电连接。即，极柱30能够用作该单体电池100与另一个单体电池100的壳体10和/或电池盖板20电连接的连接片。也就说是，相较于如图1所示的呈常规圆柱状的正负极柱，本公开提供的单体电池100的极柱30呈异形，能够伸出壳体10的侧壁，使得其可以用作两个单体电池100之间的连接片。

通过上述技术方案，将壳体10和/或电池盖板20作为单体电池100的正极或负极，布置在电池盖板20上的极柱30作为另一个与壳体10和/或电池盖板20极性相反的电极。基于此，相较于现有单体电池101，本公开提供的单体电池100具有以下优点：

第一、减少了布置在电池盖板20的部件的数量，增大了极柱30的布置空间，允许增大极柱30的过流面积。同时，由于壳体10和电池盖板20的尺寸较大，作为电极，无疑能够增大电极的过流面积。因此，该单体电池100能够增大其正负极柱的过流面积，保证大电流过流能力，保证单体电池100的循环能力。

第二、单体电池100的正负极柱辨识度高，将多个该单体电池100连接成模组时，能够避免单体电池100出现排序错位，从而避免错连单体电池100之间的正负极。

第三，由于极柱30能够用作单体电池100之间的连接片，因此，在将多个该单体电池100连接成模组时，相邻两个单体电池100之间不需要额外设置连接片，节省元件，有利于简化电池模组的结构。并能够避免出现现有技术中连接片焊接不良的情况。

需要说明的是，在本公开中，壳体10和/或电池盖板20既可以用作单体电池100的正极，也可以用作单体电池100的负极。同样，极柱30既可以用作单体电池100的正极，也可以用作单体电池100的负极，本公开对此不作限制。当壳体10和/或电池盖板20用作正极时，极柱30用作负极，反之极柱30用作正极。

通常，壳体10和电池盖板20的材质为铝，电芯的正极材料附在铝箔上，负极材料附在铜箔上。基于此，可选地，在本公开的一种实施方式中，可将壳体10和/或电池盖板20与附着有正极材料的铝箔相连，带正电，将极柱30与附着有负极材料的铝铜箔相连，带负电。这样，同种材料相连有利于避免腐蚀，有利于延长单体电池100的使用寿命。

另外，在本公开中，可以使壳体10单独作为单体电池100的正极或负极，此时，壳体10与电芯电连接，电池盖板20绝缘盖合在壳体10上且与不与电芯电连接，壳体10可带正电或负电。或者可以使电池盖板20单独作为单体电池100的正极或负极，此时，电池盖板20与电芯电连接，壳体10不与电芯电连接，电池盖板20绝缘盖合在壳体10上，电池盖板20可带正电或负电。再或者，可以使壳体10和电池盖板20一起作为单体电池100的正极或负极，此时，壳体10和电池盖板20与电芯均形成电连接，壳体10和电池盖板20两者等电位，可带正电或负电。

其中，极柱30可通过嵌设在电池盖板20上的绝缘件(图中未示出)与电池盖板20形成绝缘连接。该绝缘件可以是现有技术中常用的陶瓷绝缘衬套。

在本公开中，为了在将单体电池100连接成电池模组时，便于极柱30与另一个单体电池100的壳体10或电池盖板20相连。在一种实施方式中，如图3所示，极柱30的第二端形成有用于与另一个单体电池100的壳体10和/或电池盖板20电连接的安装平面31，在单体电池100的长度方向安装平面31与电池盖板20的外表面21齐平。这样，将多个单体电池100连接成模组时，如图4所示，位于图面方向右侧的单体电池100的极柱30的安装平面31贴合在位于左侧的与之相邻的单体电池100的壳体10上，便于两者的焊接。在本公开的其他实施方式中，在单体电池100的长度方向安装平面31与电池盖板20的外表面21也可以具有一定距离的高度差，只要保证该距离在可焊接距离范围内即可。

本公开对极柱30的形状和结构不做任何限制，其可以形成为任意适当的结构和形状。在本公开的一种实施方式中，如图3所示，极柱30的纵截面呈向上凹陷的弧形，弧形的一端与电池盖板20相连，安装平面31形成在弧形的另一端。弧形结构能够起到缓冲效果，避免受力损坏的能力较强，能够避免因车辆振动、颠簸而导致极柱30出现断裂损坏，起到对极柱30的有效保护，有利于提升单体电池100工作的可靠性。

具体地，如图3所示，极柱30位于电池盖板20外侧的部分为平直面40开设有凹槽50的半圆柱体，半圆柱体沿单体电池100的宽度方向布置，其中，安装平面31为平直面40的一部分，即安装平面31位于凹槽50的远离该单体电池100的电池盖板20一侧。在本实施方式中，极柱30结构简单，且容易加工，且利用现成的平直面40作为安装平面31，不用额外加工安装平面，在简化极柱30结构的同时能够省去加工步骤。

需要说明的是，上述“平直面40”为半圆柱体的半圆形纵截面的直径所在的平面，与电池盖板20的外表面平行设置。

本公开对单体电池100的形状不作限制，可以是圆形电池，也可以为方形电池。在本公开的一种实施方式中，单体电池100可为方形电池，此时，极柱30的第二端沿单体电池100的厚度方向凸出于壳体10的侧壁，朝着方形单体电池的厚度方向延伸。

为了尽可能增大极柱30的过流截面，极柱30在单体电池100的宽度方向上的尺寸可尽可能的大。可选地，在本公开的一种实施方式中，在单体电池100的宽度方向上极柱30的长度与电池盖板20的长度之比可为1：5～1：2。

这里需要说明的是，上述比值范围仅为一个优选的范围，本公开对极柱30与电池盖板20的长度的比值范围不作限制。基于电池盖板20上布置的其他零部件(例如防爆阀60、注液孔罩70)的数量及尺寸等因素的考虑，极柱30的长度与电池盖板20的长度之比可以根据设计需要设置在任意适当的范围。

另外，如图3所示，电池盖板20上还设置有防爆阀60、注液孔(图中未示出)及罩设在该注液孔上的注液孔罩70。在单体电池100的宽度方向上，极柱30位于电池盖板20的一侧，防爆阀60和注液孔罩70位于电池盖板20的另一侧。

如图4和图5所示，根据本公开的另一方面，提供一种电池模组，该电池模组1000包括模组外壳200和多个容纳在模组外壳200内的上述的单体电池100，相邻两个单体电池100之间通过其中一个单体电池100的极柱30电连接，即极柱30充当相邻两个单体电池100之间的连接片。

在本公开提供的电池模组1000中，相邻两个单体电池100之间既可以相对布置，即该两个单体电池100的极柱30所在的一端位于电池模组1000的同一侧，也可以相反布置，即，该两个单体电池100的极柱30所在的一端分别位于电池模组1000的相对两侧。

如图4所示，当相邻两个单体电池100之间为相反布置时，在这种布置方式中，相邻两个单体电池100之间其中一个单体电池100的极柱30与另一个单体电池100的壳体10电连接。具体地，如图4所示，位于左侧的单体电池100的壳体10与位于右侧的单体电池100的极柱30电连接，以将多个单体电池100串联。此时，壳体10可通过连接件与电芯电连接且作为单体电池100的正极或负极，极柱30可作为单体电池100的另一个与该壳体10的极性相反的电极。

在本公开的另一种实施方式中，当相邻两个单体电池100之间为相对布置时，在这种布置方式中，相邻两个单体电池100之间其中一个单体电池100的极柱30与另一个单体电池100的电池盖板20电连接，以将多个单体电池100串联。此时，电池盖板20可通过连接件与电芯电连接且作为单体电池100的正极或负极，极柱30可作为单体电池100的另一个与该电池盖板20的极性相反的电极。

另外，如图4和图5所示，在本公开中，相邻单体电池100之间，以及单体电池100与模组外壳200之间还设置有绝缘层400，以避免相邻单体电池100之间通过各自的壳体10形成导电接触，避免单体电池100与模组外壳200之间形成导电接触。其中绝缘层400可以直接包覆在单体电池100的壳体10的侧壁外表面，或者作为单独件布置在模组外壳200的内壁和相邻两个单体电池100之间。

另外，本公开对绝缘层400的材料不作限制，可以是任意适当的材料，如陶瓷层、橡胶层等。

另外，在本公开中，模组外壳200可形成为任意适当的结构和形状。在一种实施方式中，如图4和图5所示，模组外壳200包括构造成长方体结构的一对侧板210和一对端板220，电池模组1000的内部空间的呈长方体，以便于装配本公开呈方形的单体电池100。其中，根据设计需要模组外壳200还可以包括用于封闭图4和图5中长方体结构的开口的上盖板和下盖板。

根据本公开的又一方面，提供了一种电动汽车，该电动汽车设置有上述的电池模组1000。

以上结合附图详细描述了本公开的优选实施方式，但是，本公开并不限于上述实施方式中的具体细节，在本公开的技术构思范围内，可以对本公开的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本公开的保护范围。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本公开对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本公开的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本公开的思想，其同样应当视为本公开所公开的内容。

Claims (10)

1.一种单体电池，其特征在于，包括壳体(10)、容纳在所述壳体(10)内的电芯、封装所述壳体(10)的电池盖板(20)、以及极柱(30)，所述壳体(10)和/或所述电池盖板(20)与所述电芯电连接，以用作该单体电池(100)的正极或负极，所述极柱(30)与所述电芯电连接且与所述壳体(10)和/或所述电池盖板(20)的极性相反，并且所述极柱(30)绝缘布置在所述电池盖板(20)上，所述极柱(30)具有相反的第一端和第二端，所述第一端与所述电池盖板(20)连接，所述第二端用于与另一个所述单体电池(100)的所述壳体(10)和/或所述电池盖板(20)电连接。

2.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，所述极柱(30)的第二端形成有安装平面(31)，在所述单体电池(100)的长度方向所述安装平面(31)与所述电池盖板(20)的外表面(21)齐平。

3.根据权利要求2所述的单体电池，其特征在于，所述极柱(30)的纵截面呈向上凹陷的弧形，所述弧形的一端与所述电池盖板(20)相连，所述安装平面(31)形成在所述弧形的另一端。

4.根据权利要求3所述的单体电池，其特征在于，所述极柱(30)位于所述电池盖板(20)外侧的部分为平直面(40)开设有凹槽(50)的半圆柱体，所述半圆柱体沿所述单体电池(100)的宽度方向布置，所述安装平面(31)为所述平直面(40)的一部分。

5.根据权利要求1-4中任一项所述的单体电池，其特征在于，所述单体电池(100)为方形电池，所述极柱(30)的所述第二端沿所述单体电池(100)的厚度方向凸出于所述壳体(10)的侧壁，

在所述单体电池(100)的宽度方向上，所述极柱(30)的长度与所述电池盖板(20)的长度之比为1：5～1：2。

6.一种电池模组，其特征在于，包括模组外壳(200)和多个容纳在所述模组外壳(200)内的根据权利要求1-5中任一项所述的单体电池(100)，相邻两个所述单体电池(100)之间通过其中一个所述单体电池(100)的所述极柱(30)电连接。

7.根据权利要求6所述的电池模组，其特征在于，相邻两个所述单体电池(100)的极柱(30)所在的一端分别位于所述电池模组(1000)的相对两侧，其中一个所述单体电池(100)的极柱(30)与另一个所述单体电池(100)的壳体(10)直接相连。

8.根据权利要求6所述的电池模组，其特征在于，相邻两个所述单体电池(100)的极柱(30)所在的一端位于所述电池模组(1000)的同一侧，其中一个所述单体电池(100)的极柱(30)与另一个所述单体电池(100)的电池盖板(20)直接相连。

9.根据权利要求6所述的电池模组，其特征在于，相邻两个所述单体电池(100)之间、所述单体电池(100)与所述模组外壳(200)之间设置有绝缘层(400)。

10.一种电动汽车，其特征在于，该电动汽车设置有权利要求6-9中任一项所述的电池模组(1000)。