CN209981295U - 一种电池模块及电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电池模块及电池包，电池模块包括电池单体排列结构以及模块壳体，所述模块壳体包括第一框架以及第二框架，所述第一框架与所述第二框架为分体式结构；所述第一框架包括第一限位部以及第二限位部，所述第二框架包括第三限位部以及第四限位部；所述电池单体包括模块壳体以及电极组件，所述电极组件容纳于所述模块壳体内，所述第一限位部、所述第二限位部、所述第三限位部、所述第四限位部均避开第一活性物质与第二活性物质设置。区别现有技术，本实用新型可以避免电池单体的最大膨胀受到第一框架与第二框架的挤压，因此可选用体积更小的端板，从而提高电池模块的能量密度。

Description

一种电池模块及电池包

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，特别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、储能电站等不同领域。

在使用时，通常会将多个电池单体排列并通过汇流排相互电连接。为了固定多个电池单体，通常会设置端板和侧板，端板和侧板相互连接形成模块框架，多个电池单体固定于模块框架内。

由于电池单体在使用过程中会发生膨胀变形，并且膨胀变形在电池单体的活性物质区域上尤为明显。现有的电池模块中，为了限制电池单体的活性物质区域上发生过大的膨胀变形量，电池模块的端板需要加厚从而造成端板体积较大，从而导致电池模块的能量密度偏低，且不利于电池模块轻量化。

实用新型内容

为此，需要提供一种电池模块及电池包，用于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模块，包括：

电池单体排列结构，所述电池单体排列结构包括沿长度方向排列的多个电池单体以及电连接所述多个电池单体的多个汇流排；以及

模块框架，所述模块框架包括第一框架，所述第一框架包括第一限位部以及第二限位部，所述第一限位部和所述第二限位部分别位于所述电池单体排列结构的顶面与底面；

其中，所述电池单体包括电池壳体以及电极组件，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，所述第一极片涂覆有第一活性物质，所述第二极片涂覆有第二活性物质；

所述第一限位部和所述第二限位部沿竖直方向的投影均与所述第一活性物质沿竖直方向的投影不重叠，并且所述第一限位部和所述第二限位部沿竖直方向的投影均与所述第二活性物质沿竖直方向的投影不重叠。

作为本实用新型的一种优选结构，所述模块框架还包括第二框架，所述第一框架与所述第二框架为分体式结构，所述第二框架包括第三限位部(141)以及第四限位部；

其中，所述电池模块包括沿宽度方向排列的两个以上的所述电池单体排列结构，其中一个所述电池单体排列结构为第一电池单体排列结构，另一个所述电池单体排列结构为第二电池单体排列结构；

所述第一限位部和所述第二限位部分别位于所述第一电池单体排列结构的顶面与底面，所述第三限位部和所述第四限位部分别位于所述第二电池单体排列结构的顶面与底面；

所述第三限位部和所述第四限位部沿竖直方向的投影均与所述第一活性物质沿竖直方向的投影不重叠，所述第三限位部和所述第四限位部沿竖直方向的投影均与所述第二活性物质沿竖直方向的投影不重叠。

作为本实用新型的一种优选结构，所述电池单体还包括盖板以及电极端子，所述盖板连接于所述电池壳体，所述电极端子设置于所述盖板上且电连接于所述汇流排；

所述第一电池单体排列结构的所述电极端子朝向或背向所述第二电池单体排列结构；和/或，

所述第二电池单体排列结构的所述电极端子朝向或背向所述第一电池单体排列结构。

作为本实用新型的一种优选结构，所述第一电池单体排列结构的所述电极端子朝向所述第二电池单体排列结构；

所述第二电池单体排列结构的所述电极端子朝向所述第一电池单体排列结构。

作为本实用新型的一种优选结构，所述第一框架还包括第一连接部，所述第一限位部通过所述第一连接部与所述第二限位部相连接，所述第一连接部位于所述第一电池单体排列结构的远离所述第二电池单体排列结构的一侧；和/或，

所述第二框架还包括第二连接部，所述第三限位部通过第二连接部与所述第四限位部相连接，所述第二连接部位于所述第二电池单体排列结构的远离所述第一电池单体排列结构的一侧。

作为本实用新型的一种优选结构，所述电池模块还包括固定构件，所述第一框架通过所述固定构件与所述第二框架相连接。

作为本实用新型的一种优选结构，所述固定构件为水冷板，所述第一框架与所述第二框架分别通过导热胶与所述固定构件相固定。

作为本实用新型的一种优选结构，所述电池模块还包括两个以上的采集板，其中一个所述采集板为第一采集板，另一个所述采集板为第二采集板；

所述第一采集板位于所述第一电池单体排列结构的一侧且竖直设置，所述第一采集板与所述第一电池单体排列结构中的所述电池单体相连接，所述第二采集板位于所述第二电池单体排列结构的一侧且竖直设置，所述第一采集板与所述第二电池单体排列结构中的所述电池单体相连接。

作为本实用新型的一种优选结构，所述电池模块还包括防火构件，所述防火构件竖直设置，所述电池单体排列结构的每个所述电池单体)均设置有防爆阀；

所述第一电池单体排列结构的所述防爆阀和所述第二电池单体排列结构的所述防爆阀均面向所述防火构件，所述防火构件位于所述第一电池单体排列结构的所述防爆阀和所述第二电池单体排列结构的所述防爆阀之间。

作为本实用新型的一种优选结构，所述防火构件包括防火构件主体以及连接于所述防火构件主体上端的第一延伸部，所述第一延伸部朝靠近所述第一电池单体排列结构的方向延伸；和/或，

所述防火构件包括防火构件主体以及连接于所述防火构件主体上端的第二延伸部，所述第二延伸部朝靠近所述第二电池单体排列结构的方向延伸。

作为本实用新型的一种优选结构，所述防火构件包括防火构件主体、连接于所述防火构件主体上端的第一延伸部以及连接于所述防火构件主体上端的第二延伸部；

所述第一延伸部朝靠近所述第一电池单体排列结构的方向延伸，所述第二延伸部朝靠近所述第二电池单体排列结构的方向延伸；

所述第一延伸部和第二延伸部沿竖直方向的投影均与所述第一活性物质沿竖直方向的投影不重叠，所述第一延伸部和第二延伸部沿竖直方向的投影均与所述第二活性物质沿竖直方向的投影不重叠。

作为本实用新型的一种优选结构，所述电池模块包括沿所述竖直方向排列的两个以上的所述第一电池单体排列结构；

所述电池模块还包括沿所述竖直方向排列的两个以上的所述第二电池单体排列结构。

区别于现有技术，上述技术方案的模块框架包括第一框架；所述第一框架包括第一限位部以及第二限位部，所述第一限位部、所述第二限位部分别位于所述电池单体排列结构的顶面与底面；所述第一限位部和所述第二限位部沿竖直方向的投影均与所述第一活性物质沿竖直方向的投影不重叠，所述第一限位部和所述第二限位部沿竖直方向的投影均与所述第二活性物质沿竖直方向的投影不重叠。如此，通过第一限位部以及第二限位部对电池单体排列结构进行限位。而第一限位部、所述第二限位部沿竖直方向的投影均与第一活性物质、第二活性物质沿竖直方向的投影不重叠，可以避免电池单体的正极活性物质和负极活性物质受到第一框架的挤压而产生应力集中，从而导致电池单体循环寿命急剧下降的问题。并且可选用体积更小的端板，从而提高电池模块的能量密度。

为实现上述目的，发明人还提供了一种电池包，包括：

容纳箱，以及

设置在所述容纳箱内的多个如上述发明人提供的任意一项所述的电池模块。

区别于现有技术，上述技术方案通过第一限位部以及第二限位部对电池单体排列结构进行限位。而第一限位部、所述第二限位部沿竖直方向的投影均与第一活性物质、第二活性物质沿竖直方向的投影不重叠。可以避免电池单体的活性物质受到第一框架的挤压而产生应力集中，从而导致电池单体循环寿命急剧下降的问题。并且可选用体积更小的端板，从而提高电池模块的能量密度。

附图说明

图1为具体实施方式所述电池包的爆炸图；

图2为第一种实施例所述两个电池单体排列结构的爆炸图；

图3为第一种实施例所述两个电池单体排列结构的装配示意图；

图4为第一种实施例所述电池模块与固定构件的装配示意图；

图5为第二种实施例所述四个电池单体排列结构的爆炸图；

图6为第二种实施例所述四个电池单体排列结构的装配示意图；

图7为具体实施方式所述电池单体排列结构的爆炸图；

图8为具体实施方式所述防火构件的结构示意图；

图9为具体实施方式所述电池单体的剖视图；

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，

10、电池单体排列结构，

101、第一电池单体排列结构，

102、第二电池单体排列结构，

11、电池单体，

111、电极组件，

1111、第一极片，

1112、第二极片，

1113、隔膜，

1114、扁平面，

112、电池壳体，

1121、第一表面，

1122、第二表面，

113、电极端子连接件，

114、盖板，

115、电极端子，

116、防爆阀，

12、汇流排，

13、第一框架，

131、第一限位部，

132、第二限位部，

133、第一连接部，

134、第一固定部，

14、第二框架，

141、第三限位部，

142、第四限位部，

143、第二连接部，

144、第二固定部，

15、采集板，

151、第一采集板；

152、第二采集板；

16、端板，

17、固定构件，

18、防火构件，

181、防火构件主体，

182、第一延伸部，

183、第二延伸部，

184、第三延伸部，

185、第四延伸部，

2、箱盖，

3、箱体，

31、第一固定梁，

32、第二固定梁，

4、压条，

5、活性物质。

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”是指两个以上包括两个；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。

本说明书的描述中，需要理解的是，本申请实施例所描述的“上”、“下”、“左”、“右”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请实施例的限定。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

请参阅图1以及图2，本实施例涉及一种电池包，该电池包包括容纳箱以及设置在容纳箱内的多个电池模块1，多个电池模块1可以沿箭头y所指的宽度方向排列。

可选的，容纳箱包括箱盖2以及箱体3，箱体3上设置有多个第一固定梁31以及第二固定梁32，第一固定梁31与第二固定梁32凸出于箱体3的表面，第一固定梁31与第二固定梁32大致平行。

在其他实施例中，第一固定梁31与第二固定梁32可以设置在箱盖2上。本实施例中，第一固定梁31与第二固定梁32可以为箱体3的底部向上凸起的凸起梁或者单独作为零部件焊接在箱体3的底部。

可选的，电池包还包括压条4，压条4将电池模块1的两端分别压紧在第一固定梁31和第二固定梁32上，以将电池模块1固定在箱体3上。此时，通过压条4对电池模块1进行固定。

本实施例中，电池模块1的第一框架13包括第一固定部134，第一固定部134朝远离第二电池单体排列结构102的方向延伸，电池模块1的第二框架14包括第二固定部144，第二固定部144朝远离第一电池单体排列结构101的方向延伸。第一固定部134与第一固定梁31相对设置，第一固定部134固定在第一固定梁31上，第二固定部144与第二固定梁32相对设置，第二固定部144固定在第二固定梁32上。

如图1所示，第一固定部134压紧在压条4和第一固定梁31之间，以将电池模块1的一端固定在箱体3上。第二固定部144压紧在压条4和第二固定梁32之间，以将电池模块1的另一端固定在箱体3上。需要说明的是，电池模块1固定在箱体3上的固定方式并不局限于通过本实施例中压条4压紧的方式，也可以通过螺栓、焊接、铆接等固定方式。

如图2至图4所示，第一种实施例中，电池模块1包括两个以上的电池单体排列结构10以及模块框架，其中一个电池单体排列结构10为第一电池单体排列结构101，另一个电池单体排列结构10为第二电池单体排列结构102。

模块框架包括第一框架13以及第二框架14，第一框架13与第二框架14为分体式结构，第一框架13包括第一限位部131以及第二限位部132，第二框架14包括第三限位部141以及第四限位部142；

第一限位部131和第二限位部132分别位于第一电池单体排列结构101的顶面与底面，第三限位部141和第四限位部142分别位于与第二电池单体排列结构102的顶面与底面；

第一框架13用于对第一电池单体排列结构101进行限位，第二框架14用于对第二电池单体排列结构102进行限位。

第一框架13与第二框架14为分体式结构，这里所说的分体式结构，指的是第一框架13与第二框架14不是同一个板材加工而成，即第一框架13与第二框架14是两个单独的部件。

如图2所示，电池单体排列结构10包括沿长度方向(如箭头x所指方向)排列的多个电池单体11以及电连接多个电池单体11的多个汇流排12。采集板15位于电池单体排列结构10的一侧且竖直设置(箭头z所指方向设置)，采集板15与电池单体排列结构10中的电池单体11相连接。

可选的，本实施例中，电池模块1包括两个以上的采集板15，其中一个采集板15为第一采集板151，另一个采集板为第二采集板152；

第一采集板151位于第一电池单体排列结构101的一侧且竖直设置(箭头z所指方向设置)，第一采集板151与第一电池单体排列结构101中的电池单体11相连接，第二采集板152位于第二电池单体排列结构102的一侧且竖直设置(箭头z所指方向设置)，第一采集板151与第二电池单体排列结构102中的电池单体11相连接。第一采集板151与第二采集板152分别采集第一电池单体排列结构101中的电池单体11的电压信号以及第二电池单体排列结构102中的电池单体11的电压信号。

电池单体11包括电池壳体112、盖板114和电极端子115，盖板114连接于电池壳体112，电极端子115设置于盖板114上且电连接于汇流排12。第一电池单体排列结构101的电极端子115可以朝向或背向第二电池单体排列结构102；第二电池单体排列结构102的电极端子115可以朝向或背向第一电池单体排列结构101。

优选地，如图2所示，第一电池单体排列结构101的电极端子115朝向第二电池单体排列结构102，而第二电池单体排列结构102的电极端子115朝向第一电池单体排列结构101。此时，可以便于第一电池单体排列结构101以及第二电池单体排列结构102的多个电池单体11之间的汇流排12的焊接，可有效减少第一电池单体排列结构101的电极端子115与第二电池单体排列结构102的电极端子115之间的距离，提高电池模块1的能量密度。

可选的，电池模块1还包括防火构件18，防火构件18竖直设置，电池单体排列结构10的每个电池单体11均设置有防爆阀116。

第一电池单体排列结构101的防爆阀116和第二电池单体排列结构102的防爆阀116均面向防火构件18，防火构件18位于第一电池单体排列结构101的防爆阀116和第二电池单体排列结构102的防爆阀116之间。如此，第一电池单体排列结构101与第二电池单体排列结构102可以共用一个防火构件18，避免已发生热失控的第一电池单体排列结构101的电池单体11引发与第二电池单体排列结构102的电池单体11也发生热失控。

电池模块1的装配过程中，将第一电池单体排列结构101的多个电池单体11依次沿箭头x所指的长度方向排列，通过第一框架13与端板16对第一电池单体排列结构101进行固定。将第二电池单体排列结构102的多个电池单体11依次沿箭头x所指的长度方向排列，通过第二框架14与端板16对第二电池单体排列结构102进行固定。

将第一电池单体排列结构101与第二电池单体排列结构102之间通过防火构件18固定，完成对电池模块1的装配，装配完成后的电池模块1如图3所示。

此时，第一电池单体排列结构101与第二电池单体排列结构102两侧分别共用一个端板16，其中一个端板16设置有容第一采集板151与第二采集板152通过的凹槽，而另一个端板16设置有容连接片12通过的凹槽。

可选的，第一框架13还包括第一连接部133，第一限位部131通过第一连接部133与第二限位部132相连接，第一连接部133位于第一电池单体排列结构101的远离第二电池单体排列结构102的一侧。

可选的，第二框架14还包括第二连接部143，第三限位部141通过第二连接部与第四限位部142相连接，第二连接部143位于第二电池单体排列结构102的远离第一电池单体排列结构101的一侧。

本实施例中，第一电池单体排列结构101的电极端子115背向第一连接部133；第二电池单体排列结构102的电极端子115背向第二连接部143。

可选的，如图4所示，电池模块1还包括固定构件17，第一框架13通过固定构件17与第二框架14相连接。如此，通过固定构件17，可以将第一框架13与第二框架14连接在一起。

可选的，固定构件17为水冷板，第一框架13与第二框架14分别通过导热胶与固定构件17相固定。此时，固定构件17为水冷板，第一框架13与第二框架14分别通过导热胶与固定构件17固定连接，将电池单体11产生的热量通过第一限位部132(或第二限位部142)、导热胶传递至水冷板上，通过水冷板对电池单体11进行冷却。需要说明的是，固定构件17并不局限于水冷板的实施方式，也可以有其他的实施方式。

如图5、图6所示，电池模块1包括两个第一电池单体排列结构101和两个第二电池单体排列结构102，两个第一电池单体排列结构101沿竖直方向(箭头z所指方向)排列，两个第二电池单体排列结构102沿竖直方向(箭头z所指方向)排列。

此时，第一框架13用于对两个第一电池单体排列结构101进行限位，第二框架14用于对两个第二电池单体排列结构102进行限位。电池模块1并不局限于两个第一电池单体排列结构101与两个第二电池单体排列结构102的情况，也可以包括三个或四个第一电池单体排列结构101的情况，也可以包括三个或四个第二电池单体排列结构102的情况。

如图7所示，本实施例中，电池单体排列结构10包括多个电池单体11以及电连接多个电池单体11的多个汇流排12，多个电池单体11沿长度方向(如箭头x所指方向)排列。采集板15位于电池单体排列结构10的一侧且竖直设置，采集板15与电池单体排列结构10中的电极端子115相连接。

如图8所示，可选的，防火构件18包括防火构件主体181以及连接于防火构件主体181上端的第一延伸部182，第一延伸部182朝靠近第一电池单体排列结构101的方向延伸。

可选的，防火构件18包括防火构件主体181以及连接于防火构件主体181上端的第二延伸部183，第二延伸部183朝靠近第二电池单体排列结构102的方向延伸。

可选的，防火构件18包括防火构件主体181以及连接于防火构件主体181下端的第三延伸部184，第三延伸部184朝靠近第一电池单体排列结构101的方向延伸。

可选的，防火构件18包括防火构件主体181以及连接于防火构件主体181下端的第四延伸部185，第四延伸部185朝靠近第二电池单体排列结构102的方向延伸。

具体的，本实施例中，防火构件18包括防火构件主体181、第一延伸部182、第二延伸部183、第三延伸部184以及第四延伸部185。第一延伸部182与第二延伸部183用于防止电池单体11发生热失控时，电池单体11的防爆阀116不直接朝向电池包上方的乘客，提高了乘客的安全性；第三延伸部184与第四延伸部185用于防止电池单体11发生热失控时，产生的高温火焰和高温颗粒向下喷射。

如图9至图12所示，电池单体11包括电池壳体112以及电极组件111，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涂覆有第一活性物质，第二极片1112涂覆有第二活性物质。

如图9所示，第三限位部141和第四限位部142沿竖直方向(箭头z所指方向)的投影与第一活性物质沿竖直方向(箭头z所指方向)的投影均不重叠，第三限位部141和第四限位部142沿竖直方向(箭头z所指方向)的投影与第二活性物质沿竖直方向(箭头z所指方向)的投影均不重叠。

同样的，在第一电池单体排列结构101的剖视图中，第一限位部131和第二限位部132沿竖直方向(箭头z所指方向)的投影与第一活性物质沿竖直方向(箭头z所指方向)的投影均不重叠，第一限位部131和第二限位部132沿竖直方向(箭头z所指方向)的投影与第二活性物质沿竖直方向(箭头z所指方向)的投影均不重叠。

其中，第一活性物质为正极活性物质，第二活性物质为负极活性物质，反之，亦可。电池单体11的充放电主要是依靠离子在正极活性物质和负极活性物质之间往返嵌入和脱嵌实现。

其中，正极活性物质可以是磷酸铁锂、钴酸锂等；负极活性物质可以是碳、硅材料。正极活性物质是涂覆在正极片上，负极活性物质是涂覆在负极片上。

电池单体11在充放电过程中，由于正极活性物质以及负极活性物质嵌入或脱出离子，因此正极片和负极片会发生膨胀。如果第一限位部131和第二限位部132沿竖直方向(箭头z所指方向)的投影与第一活性物质、第二活性物质重叠，由于第一限位部131和第二限位部132会对活性物质限位；因此，在第一限位部131和活性物质重叠的地方，活性物质变形小；而不重叠的地方，活性物质变形大。变形大和变形小的活性物质交界处会产生应力集中出现压痕，从而导致电池单体11循环寿命急剧下降。第三限位部141和第四限位部142沿竖直方向(箭头z所指方向)的投影与第一活性物质和第二活性物质重叠的话，也会导致电池单体11循环寿命急剧下降。

本实施例中，第一限位部131和第二限位部132沿竖直方向(箭头z所指方向)的投影与第一电池单体排列结构101的电池单体11的第一活性物质、第二活性物质沿竖直方向(箭头z所指方向)的投影不重叠。第三限位部141和第四限位部142沿竖直方向(箭头z所指方向)的投影与第二电池单体排列结构102的电池单体11的第一活性物质、第二活性物质沿竖直方向(箭头z所指方向)的投影不重叠。此时，可以避免电池单体11的第一活性物质、第二活性物质受到第一框架13或第二框架14的挤压而产生应力集中，从而导致电池单体11循环寿命急剧下降的问题。并且可选用体积更小的端板16，从而提高电池模块的能量密度。

可选的，在第一电池单体排列结构101与第二电池单体排列结构102之间的防火构件18，防火构件18包括防火构件主体181、连接于防火构件主体181上端的第一延伸部182以及连接于防火构件主体181上端的第二延伸部183；第一延伸部182朝靠近第一电池单体排列结构101的方向延伸，第二延伸部183朝靠近第二电池单体排列结构102的方向延伸。

第一延伸部182和第二延伸部183沿竖直方向的投影与第一活性物质沿竖直方向的投影不重叠，第一延伸部182和第二延伸部183沿竖直方向的投影与第二活性物质沿竖直方向的投影不重叠。如此，可以防止避免电池单体11的第一活性物质、第二活性物质受到第一延伸部182与第二延伸部183的挤压。

如图10所示，电池单体11包括电极组件111、电池壳体112、电极端子连接件113、盖板114以及电极端子115。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，电极组件111与电极端子115之间通过电极端子连接件113电连接。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115之间通过正极端子连接件113电连接，负极耳与负电极端子115之间通过负极端子连接件113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。在电池模块1中，每个电池单体11的两个第二表面1122沿长度方向x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以及图12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沿水平方向堆叠，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，而竖直方向上堆叠的电池单体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。

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 (13)

1.一种电池模块，其特征在于,包括：

电池单体排列结构(10)，所述电池单体排列结构(10)包括沿长度方向排列的多个电池单体(11)以及电连接所述多个电池单体(11)的多个汇流排(12)；以及

模块框架，所述模块框架包括第一框架(13)，所述第一框架(13)包括第一限位部(131)以及第二限位部(132)，所述第一限位部(131)和所述第二限位部(132)分别位于所述电池单体排列结构(10)的顶面与底面；

其中，所述电池单体(11)包括电池壳体(112)以及电极组件(111)，所述电极组件(111)容纳于所述电池壳体(112)内，所述电极组件(111)包括第一极片(1111)、第二极片(1112)以及设置于所述第一极片(1111)和所述第二极片(1112)之间的隔膜(1113)，所述第一极片(1111)涂覆有第一活性物质，所述第二极片(1112)涂覆有第二活性物质；

所述第一限位部(131)和所述第二限位部(132)沿竖直方向的投影均与所述第一活性物质沿竖直方向的投影不重叠，并且所述第一限位部(131)和所述第二限位部(132)沿竖直方向的投影均与所述第二活性物质沿竖直方向的投影不重叠。

2.根据权利要求1所述的电池模块，其特征在于：所述模块框架还包括第二框架(14)，所述第一框架(13)与所述第二框架(14)为分体式结构，所述第二框架(14)包括第三限位部(141)以及第四限位部(142)；

其中，所述电池模块(1)包括沿宽度方向排列的两个以上的所述电池单体排列结构(10)，其中一个所述电池单体排列结构(10)为第一电池单体排列结构(101)，另一个所述电池单体排列结构(10)为第二电池单体排列结构(102)；

所述第一限位部(131)和所述第二限位部(132)分别位于所述第一电池单体排列结构(101)的顶面与底面，所述第三限位部(141)和所述第四限位部(142)分别位于所述第二电池单体排列结构(102)的顶面与底面；

所述第三限位部(141)和所述第四限位部(142)沿竖直方向的投影均与所述第一活性物质沿竖直方向的投影不重叠，所述第三限位部(141)和所述第四限位部(142)沿竖直方向的投影均与所述第二活性物质沿竖直方向的投影不重叠。

3.根据权利要求2所述的电池模块，其特征在于：所述电池单体(11)还包括盖板(114)以及电极端子(115)，所述盖板(114)连接于所述电池壳体(112)，所述电极端子(115)设置于所述盖板(114)上且电连接于所述汇流排(12)；

所述第一电池单体排列结构(101)的所述电极端子(115)朝向或背向所述第二电池单体排列结构(102)；和/或，

所述第二电池单体排列结构(102)的所述电极端子(115)朝向或背向所述第一电池单体排列结构(101)。

4.根据权利要求3所述的电池模块，其特征在于：所述第一电池单体排列结构(101)的所述电极端子(115)朝向所述第二电池单体排列结构(102)；

所述第二电池单体排列结构(102)的所述电极端子(115)朝向所述第一电池单体排列结构(101)。

5.根据权利要求2所述的电池模块，其特征在于：所述第一框架(13)还包括第一连接部(133)，所述第一限位部(131)通过所述第一连接部(133)与所述第二限位部(132)相连接，所述第一连接部(133)位于所述第一电池单体排列结构(101)的远离所述第二电池单体排列结构(102)的一侧；和/或，

所述第二框架(14)还包括第二连接部(143)，所述第三限位部(141)通过第二连接部与所述第四限位部(142)相连接，所述第二连接部(143)位于所述第二电池单体排列结构(102)的远离所述第一电池单体排列结构(101)的一侧。

6.根据权利要求2所述的电池模块，其特征在于：所述电池模块(1) 还包括固定构件(17)，所述第一框架(13)通过所述固定构件(17)与所述第二框架(14)相连接。

7.根据权利要求6所述的电池模块，其特征在于：所述固定构件(17)为水冷板，所述第一框架(13)与所述第二框架(14)分别通过导热胶与所述固定构件(17)相固定。

8.根据权利要求2所述的电池模块，其特征在于：所述电池模块(1)还包括两个以上的采集板(15)，其中一个所述采集板(15)为第一采集板(151)，另一个所述采集板为第二采集板(152)；

所述第一采集板(151)位于所述第一电池单体排列结构(101)的一侧且竖直设置，所述第一采集板(151)与所述第一电池单体排列结构(101)中的所述电池单体(11)相连接，所述第二采集板(152)位于所述第二电池单体排列结构(102)的一侧且竖直设置，所述第一采集板(151)与所述第二电池单体排列结构(102)中的所述电池单体(11)相连接。

9.根据权利要求2所述的电池模块，其特征在于：所述电池模块(1)还包括防火构件(18)，所述防火构件(18)竖直设置，所述电池单体排列结构(10)的每个所述电池单体(11)均设置有防爆阀(116)；

所述第一电池单体排列结构(101)的所述防爆阀(116)和所述第二电池单体排列结构(102)的所述防爆阀(116)均面向所述防火构件(18)，所述防火构件(18)位于所述第一电池单体排列结构(101)的所述防爆阀(116)和所述第二电池单体排列结构(102)的所述防爆阀(116)之间。

10.根据权利要求9所述的电池模块，其特征在于：所述防火构件(18)包括防火构件主体(181)以及连接于所述防火构件主体(181)上端的第一延伸部(182)，所述第一延伸部(182)朝靠近所述第一电池单体排列结构(101)的方向延伸；和/或，

所述防火构件(18)包括防火构件主体(181)以及连接于所述防火构件主体(181)上端的第二延伸部(183)，所述第二延伸部(183)朝靠近所述第二电池单体排列结构(102)的方向延伸。

11.根据权利要求10所述的电池模块，其特征在于：所述防火构件(18)包括防火构件主体(181)、连接于所述防火构件主体(181)上端的第一延伸部(182)以及连接于所述防火构件主体(181)上端的第二延伸部(183)；

所述第一延伸部(182)朝靠近所述第一电池单体排列结构(101)的方向延伸，所述第二延伸部(183)朝靠近所述第二电池单体排列结构(102)的方向延伸；

所述第一延伸部(182)和第二延伸部(183)沿竖直方向的投影均与所述第一活性物质沿竖直方向的投影不重叠，所述第一延伸部(182)和第二延伸部(183)沿竖直方向的投影均与所述第二活性物质沿竖直方向的投影不重叠。

12.根据权利要求2-11任意一项所述的电池模块，其特征在于：所述电池模块(1)包括沿所述竖直方向排列的两个以上的所述第一电池单体排列结构(101)；

所述电池模块(1)还包括沿所述竖直方向排列的两个以上的所述第二电池单体排列结构(102)。

13.一种电池包，其特征在于，包括：

容纳箱，以及

设置在所述容纳箱内的多个如权利要求1-12任意一项所述的电池模块(1)。

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