CN209843858U - 大容量单体电池 - Google Patents

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Abstract

本实用新型提供了一种大容量单体电池，涉及电池技术领域。本实用新型提供的大容量单体电池包括设置有多个容纳腔的基体，各容纳腔内均设置有极组模块，各极组模块相连接；极组模块包括中心轴和卷绕于中心轴的极组，极组包括正极片、负极片和隔膜，隔膜用于隔离正极片和负极片。该大容量单体电池通过使极片卷绕于中心轴和多个极组模块并联的方式，有效增大了单体电池的容量。

Description

大容量单体电池
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域，尤其是涉及一种大容量单体电池。
背景技术
随着电动汽车的不断发展，为电动汽车提供能源的动力电池成为研究的热点。目前，依据动力电池的封装形式，可以将动力电池分为圆柱形、方形和软包三种类型。其中，圆柱形电池由于发展时间较长，在一致性上具有较大优势，且其制造工艺成熟、成本低，所以在很多车型上都得以应用。
现有技术中，圆柱形电池的极组为卷绕式。生产过程中，通过将极片和隔膜卷绕在卷片机的卷芯上，待达到卷绕半径后，将极片和隔膜卷绕成的极组从卷芯上抽拔下来，以用于组装电池。但是，极组的卷绕半径越大，往往卷绕得越紧实，抽拔极组时，极组与卷芯之间的摩擦力越大，将极组从卷芯上抽拔下来施加的力也越大，从而各层极片之间越容易发生错位，极组内部的隔膜也越容易被拉伤，进而容易导致短路和产生安全隐患。所以，极组卷绕式的单体电池，极组的卷绕半径往往较小，即极片的总长度往往较短，而极片的长度与电池的容量成正比，故极组卷绕式的单体电池的容量通常比较小。
实用新型内容
本实用新型的目的在于提供一种大容量单体电池，以缓解现有技术中存在的极组卷绕式的单体电池的容量比较低的技术问题。
本实用新型提供的大容量单体电池，包括设置有多个容纳腔的基体，各所述容纳腔内均设置有极组模块，各所述极组模块并联；
所述极组模块包括中心轴和卷绕于所述中心轴的极组，所述极组包括正极片、负极片和隔膜，所述隔膜用于隔离所述正极片和所述负极片。
进一步的，所述容纳腔贯通所述基体，所述极组模块的正极端和负极端分别位于所述容纳腔的两端；
所述极组模块包括正极盖和负极盖，所述正极盖盖设于所述极组的正极端，所述负极盖盖设于所述极组的负极端，所述正极盖和所述负极盖均固接于所述基体。
进一步的，所述极组模块的数量为两个，两个所述极组模块并联，且在所述容纳腔内的放置方向相同；
两个所述极组模块的正极盖为一体结构，两个所述极组模块的负极盖为一体结构。
进一步的，所述极组模块还包括正极端盖和负极端盖，所述正极端盖设置于所述正极盖和所述极组的正极端之间，所述负极端盖设置于所述负极盖和所述极组的负极端之间；
所述正极端盖与所述正极盖固接，且与所述中心轴绝缘连接；所述负极端盖与所述负极盖固接，且与所述中心轴绝缘连接。
进一步的，所述中心轴的两端均设置有螺纹孔，所述正极端盖与所述中心轴通过第一螺纹紧固件连接，且所述第一螺纹紧固件和所述正极端盖之间设置有绝缘件；
和/或，所述负极端盖与所述中心轴通过第一螺纹紧固件连接，且所述第一螺纹紧固件和所述负极端盖之间设置有绝缘件。
进一步的，所述极组模块还包括正极极耳和负极极耳，所述正极极耳设置于所述正极端盖和所述极组的正极端之间，所述负极极耳设置于所述负极端盖和所述极组的负极端之间；
所述正极极耳与所述正极端盖固接，且与所述中心轴绝缘连接；所述负极极耳与所述负极端盖固接，且与所述中心轴绝缘连接。
进一步的，所述正极盖的外侧设置有第一散热肋，所述负极盖的外侧设置有第二散热肋。
进一步的，所述基体的形状为长方体，所述容纳腔为通孔且所述通孔的轴向与所述基体的高度方向一致。
进一步的，所述基体的外侧壁设置有第三散热肋。
进一步的，所述基体设置有安全阀，所述安全阀用于排出所述容纳腔内的气体。
本实用新型提供的大容量单体电池能够获得以下有益效果：
本实用新型提供的大容量单体电池，包括用于容纳和安装各部件的基体，基体设置有多个容纳腔，各容纳腔内均设置有极组模块，各极组模块并联；极组模块包括极组和用于极组卷绕的中心轴，极组包括正极片、负极片和用于隔离正极片和负极片的隔膜。
该大容量单体电池的极组生产过程中，正极片、负极片和隔膜卷绕于中心轴，待卷径达到要求后，无需将极片和隔膜从中心轴抽拔下来，中心轴作为极组的组成部分，用于该大容量单体电池的生产。由于无需从中心轴抽拔卷绕的极片和隔膜，所以各层极片和隔膜的两侧能够保持良好的整齐性，极组内部隔膜拉伤的情况也能够减少，而以上两点均能够大大降低该大容量单体电池极组内部发生短路的安全隐患，从而允许该大容量电池增大极组卷径，增长极片长度，故该大容量单体电池容量比较大。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本实用新型实施例提供的大容量单体电池采用极组并联方式时的结构示意图；
图2为本实用新型实施例提供的大容量单体电池采用极组并联方式时的局部结构示意图；
图3为本实用新型实施例提供的大容量单体电池采用极组并联方式时的正视剖视图；
图4为本实用新型实施例提供的大容量单体电池采用极组串联方式时的正视剖视图。
图标：100-基体；110-容纳腔；120-第三散热肋；200-极组模块；210-极组；220-正极盖；221-第一散热肋；230-负极盖；231-第二散热肋；240-正极端盖；250-负极端盖；260-正极极耳；270-负极极耳；280-中心轴。
具体实施方式
下面将结合实施例对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术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，都属于本实用新型保护的范围。
本实施例提供一种大容量单体电池，包括设置有多个容纳腔110的基体100，各容纳腔110内均设置有极组模块200，各极组模块200并联；极组模块200包括中心轴280和卷绕于中心轴280的极组210，极组210包括正极片、负极片和隔膜，隔膜用于隔离正极片和负极片。
本实施例提供的大容量单体电池，包括用于容纳和安装各部件的基体100，基体100设置有多个容纳腔110，各容纳腔110内均设置有极组模块200，各极组模块200并联；极组模块200包括极组210，极组模块200包括极组210和用于极组210卷绕的中心轴280，极组210包括正极片、负极片和用于隔离正极片和负极片的隔膜。
该大容量单体电池的极组210生产过程中，正极片、负极片和隔膜卷绕于中心轴280，待卷径达到要求后，无需将极片和隔膜从中心轴280抽拔下来，中心轴280作为极组210的组成部分，用于该大容量单体电池的生产。由于无需从中心轴280抽拔卷绕的极片和隔膜，所以各层极片和隔膜的两侧能够保持良好的整齐性，极组210内部隔膜拉伤的情况也能够减少，而以上两点均能够大大降低该大容量单体电池极组210内部发生短路的安全隐患，从而允许该大容量电池增大极组210卷径，增长极片长度，故该大容量单体电池容量比较大。
此外，该大容量单体电池中，极组模块200除了采用并联的连接方式外，也可以采用其他连接方式。当极组模块200并联时，该大容量单体电池的放电电流增加，从而电池容量得到提高；而当极组模块200串联时，该大容量单体电池的电压增加，对于相同的负载而言，该大容量单体电池的放电时长增加；此外，该大容量单体电池的极组模块200还可以混联，从而综合利用以上两种方式提高电池的容量和电压。而无论是极组模块200并联、串联还是混联，该大容量单体电池与普通单体电池并联、串联或混联相比，生产工艺得以简化，且能够有效避免普通单体电池外部连接时短路情况的发生。
具体的，本实施例中，如图3和图4所示，容纳腔110可以贯通基体100，极组模块200的正极端和负极端分别位于容纳腔110的两端；极组模块200包括正极盖220和负极盖230，正极盖220盖设于极组210的正极端，负极盖230盖设于极组210的负极端，正极盖220和负极盖230均固接于基体100。极组模块200的正极端和负极端分别位于容纳腔110的两端，有效减少了正极端和负极端短路情况的发生，降低了安全隐患。该大容量单体电池的正极端和负极端分别位于基体100相对的两端，电池内部产生的热量可以从两端导出并散发，从而提高了该大容量单体电池的散热性能。此外，正极盖220与极组210的正极端、负极盖230与极组210的负极端均为面接触式连接，从而使得该大容量单体电池的内阻较小，进而该大容量单体电池内部产生的热量较少，且由于内阻较小，该大容量单体电池的散热速度较快，散热性进一步提高。
需要说明的是，容纳腔110也可以不贯通基体100，极组模块200的正极端和负极端位于容纳腔110的同一端，即均位于容纳腔110的开口端。
具体的，正极盖220和负极盖230均可以通过第二螺纹紧固件固接于基体100。通过第二螺纹紧固件进行连接，可以方便地对正极盖220和负极盖230进行拆装，且对正极盖220、负极盖230和基体100均无破坏。
本实施例中，如图3所示，极组模块200的数量可以为两个，两个极组模块200可以并联，且在容纳腔110内的放置方向相同；两个极组模块200的正极盖220可以为一体结构，两个极组模块200的负极盖230可以为一体结构。该大容量单体电池通过两个正极盖220一体连接、两个负极盖230一体连接，从而实现两个极组模块200并联在一起，放电电流增大，从而该大容量单体电池的电池容量提高。
具体的，多个正极盖220可以一体成型，多个负极盖230可以一体成型，不仅简化了装配工艺，而且装配精度得到提高，从而提高了正极盖220与基体100、负极盖230与基体100的连接稳定性，进而提高了该大容量单体电池的稳定性。
此外，该大容量单体电池的极组模块200进行并联时，也可以通过连接件对正极盖220或负极盖230进行连接。具体的，连接件可以包括第一连接件和第二连接件。可以使用第一连接件将所有正极盖220连接起来，使用第二连接件将所有负极盖230连接起来，从而达到并联极组模块200的效果。
本实施例中，如图4所示，极组模块200的数量可以为两个，两个极组模块200可以串联，且在容纳腔110内的放置方向相反；其中一个极组模块200的正极盖220与另一个极组模块200的负极盖230可以为一体结构。该大容量单体电池通过连接其中一个极组模块200的正极盖220与另一个极组模块200的负极盖230，从而实现两个极组模块200串联在一起，针对相同的负载，两个极组模块200串联后的大容量单体电池电压增加，放电时长增长。
此外，该大容量单体电池的极组模块200进行串联时，也可以通过连接件对正极盖220和负极盖230进行连接。连接件还包括第三连接件，使用第三连接件将一个极组模块200的正极盖220和另一个极组模块200的负极盖230连接起来，从而达到串联极组模块200的效果。
需要说明的是，本实施例中，参与并联或串联的极组模块200还可以为三个、四个、五个……根据实际需要进行并联或串联即可，同时基体100、基体100的容纳腔110、正极盖220和负极盖230等也相应改变。
当极组模块200的数量为三个或三个以上时，极组模块200之间还可以进行混联，即采取同时增大电流和增长放电时长的方式提高电池容量和电池电压。
本实施例中，如图2-图4所示，极组模块200还可以包括正极端盖240和负极端盖250，正极端盖240设置于正极盖220和极组210的正极端之间，负极端盖250设置于负极盖230和极组210的负极端之间；正极端盖240与正极盖220固接，且与中心轴280绝缘连接；负极端盖250与负极盖230固接，且与中心轴280绝缘连接。
具体的，正极端盖240和正极盖220可以通过第三螺纹紧固件进行连接，负极端盖250和负极盖230也可以通过第三螺纹紧固件进行连接。
具体的，本实施例中，正极端盖240和正极盖220可以为一体结构，负极端盖250和负极盖230可以为一体结构，从而能够进一步简化该大容量单体电池的结构。
具体的，如图3和图4所示，中心轴280的两端均设置有螺纹孔，正极端盖240与中心轴280可以通过第一螺纹紧固件连接，且第一螺纹紧固件和正极端盖240之间设置有绝缘件；负极端盖250与中心轴280也可以通过第一螺纹紧固件连接，且第一螺纹紧固件和负极端盖250之间也设置有绝缘件。
绝缘件用于避免极组210内部由于第一螺纹紧固件而发生短路。具体的，绝缘件可以套接于第一螺纹紧固件，且位于第一螺纹紧固件与正极端盖240或第一螺纹紧固件与负极端盖250之间。
本实施例中，基体100的材质可以为工程塑料。工程塑料具有绝缘性，从而能够有效避免正负极之间的短路。
本实施例中，极组模块200还包括正极极耳260和负极极耳270，正极极耳260设置于正极端盖240和极组210的正极端之间，负极极耳270设置于负极端盖250和极组210的负极端之间；正极极耳260与正极端盖240固接，且与中心轴280绝缘连接；负极极耳270与负极端盖250固接，且与中心轴280绝缘连接。正极极耳260连接正极片和正极端盖240，负极极耳270连接负极片和负极端盖250。正极端盖240和中心轴280螺纹连接，增加连接牢固性的同时，能够使正极极耳260与正极片之间、正极极耳260与正极端盖240之间紧密接触，从而减小虚接带来的内阻，并保证良好的导电性能。同理，负极端盖250和中心轴280螺纹连接，增加连接牢固性的同时，能够使负极极耳270与负极片之间、负极极耳270与负极端盖250之间紧密接触，从而减小虚接带来的内阻，并保证良好的导电性能。
本实施例中，如图1所示，正极盖220的外侧可以设置有第一散热肋221，负极盖230的外侧可以设置有第二散热肋231。第一散热肋221和第二散热肋231增大了正极盖220和负极盖230的散热面积，从而增强了该大容量单体电池的散热性能。
本实施例中，基体100的形状可以为长方体，容纳腔110可以为通孔且通孔的轴向与基体100的高度方向一致。外形为长方体，在使用该大容量单体电池组成动力电池或其他储能电池时，便于布置，且多个大容量单体电池间的整齐性好。
本实施例中，基体100的外侧壁可以设置有第三散热肋120，从而进一步增强该大容量单体电池的散热性能。
此外，本实施例中，第一螺纹紧固件、第二螺纹紧固件和第三螺纹紧固件均增大了被连接件之间的紧密性，从而能够减小该大容量单体电池的内阻，降低电池内部的温度，同时使得电池内部的热量能够快速导出。
具体的，第一螺纹紧固件、第二螺纹紧固件和第三螺纹紧固件均可以为螺栓。
本实施例中，基体100设置有安全阀，所述安全阀用于排出所述容纳腔110内的气体。具体的，并联的极组模块200所处的容纳腔110可以是连通的，而安全阀可以设置于连通通道，从而相邻的两个容纳腔110内的气体可以通过一个共用的安全阀排出。
此外，安全阀的数量也可以与每个大容量单体电池中极组模块200的数量一致，各安全阀与各极组模块200的正极端一一对应，或各安全阀与各极组模块200的负极端一一对应；安全阀的数量还可以为每个大容量单体电池中极组模块200的数量的二倍，每个极组模块200对应两个安全阀，且两个安全阀中的一个与极组模块200的正极端对应，两个安全阀中的另一个与极组模块200的负极端对应。
需要说明的是，安全阀在基体100上的具体位置不作限制，只要能够起到排出电池内部的气体、降低安全隐患的作用即可。
此外，与同等容量的极组卷绕式单体电池相比，该大容量单体电池采用极组模块200并联、串联或混联的方式，所以单个极组210的卷径小，散热性能相应更好；与同等容量的由单体电池组成的电池组相比，该大容量单体电池由于采用内部连接的方式，所以体积更小、能量密度更大；与极组210是非圆柱形卷绕的单体电池相比，该大容量单体电池的极组210为圆柱形卷绕，极组210轴向的抗压性能更优越。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种大容量单体电池，其特征在于，包括设置有多个容纳腔(110)的基体(100)，各所述容纳腔(110)内均设置有极组模块(200)，各所述极组模块(200)并联；
所述极组模块(200)包括中心轴(280)和卷绕于所述中心轴(280)的极组(210)，所述极组(210)包括正极片、负极片和隔膜，所述隔膜用于隔离所述正极片和所述负极片。
2.根据权利要求1所述的大容量单体电池，其特征在于，所述容纳腔(110)贯通所述基体(100)，所述极组模块(200)的正极端和负极端分别位于所述容纳腔(110)的两端；
所述极组模块(200)还包括正极盖(220)和负极盖(230)，所述正极盖(220)盖设于所述极组(210)的正极端，所述负极盖(230)盖设于所述极组(210)的负极端，所述正极盖(220)和所述负极盖(230)均固接于所述基体(100)。
3.根据权利要求2所述的大容量单体电池，其特征在于，所述极组模块(200)的数量为两个，两个所述极组模块(200)并联，且在所述容纳腔(110)内的放置方向相同；
两个所述极组模块(200)的正极盖(220)为一体结构，两个所述极组模块(200)的负极盖(230)为一体结构。
4.根据权利要求2或3所述的大容量单体电池，其特征在于，所述极组模块(200)还包括正极端盖(240)和负极端盖(250)，所述正极端盖(240)设置于所述正极盖(220)和所述极组(210)的正极端之间，所述负极端盖(250)设置于所述负极盖(230)和所述极组(210)的负极端之间；
所述正极端盖(240)与所述正极盖(220)固接，且与所述中心轴(280)绝缘连接；所述负极端盖(250)与所述负极盖(230)固接，且与所述中心轴(280)绝缘连接。
5.根据权利要求4所述的大容量单体电池，其特征在于，所述中心轴(280)的两端均设置有螺纹孔，所述正极端盖(240)与所述中心轴(280)通过第一螺纹紧固件连接，且所述第一螺纹紧固件和所述正极端盖(240)之间设置有绝缘件；
和/或，所述负极端盖(250)与所述中心轴(280)通过第一螺纹紧固件连接，且所述第一螺纹紧固件和所述负极端盖(250)之间设置有绝缘件。
6.根据权利要求5所述的大容量单体电池，其特征在于，所述极组模块(200)还包括正极极耳(260)和负极极耳(270)，所述正极极耳(260)设置于所述正极端盖(240)和所述极组(210)的正极端之间，所述负极极耳(270)设置于所述负极端盖(250)和所述极组(210)的负极端之间；
所述正极极耳(260)与所述正极端盖(240)固接，且与所述中心轴(280)绝缘连接；所述负极极耳(270)与所述负极端盖(250)固接，且与所述中心轴(280)绝缘连接。
7.根据权利要求2所述的大容量单体电池，其特征在于，所述正极盖(220)的外侧设置有第一散热肋(221)，所述负极盖(230)的外侧设置有第二散热肋(231)。
8.根据权利要求1-3任一项所述的大容量单体电池，其特征在于，所述基体(100)的形状为长方体，所述容纳腔(110)为通孔且所述通孔的轴向与所述基体(100)的高度方向一致。
9.根据权利要求1-3任一项所述的大容量单体电池，其特征在于，所述基体(100)的外侧壁设置有第三散热肋(120)。
10.根据权利要求1-3任一项所述的大容量单体电池，其特征在于，所述基体(100)设置有安全阀，所述安全阀用于排出所述容纳腔(110)内的气体。
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