CN210129547U - 电池组件及电化学装置 - Google Patents

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Abstract

本申请实施例是关于电池组件及电化学装置。根据一实施例提供的电池组件，包括：第一端；第一电芯；第二电芯，与第一电芯相堆叠，第一电芯和第二电芯均包括第一极耳和第二极耳；其中，第一电芯的第一极耳和第二极耳中的一者经配置与第二电芯的第一极耳和第二极耳中的一者电连接以形成第一串联极耳组件，或第一电芯的第一极耳和第二极耳经配置分别与第二电芯的第一极耳和第二极耳电连接以形成第一并联极耳组件；及极耳绝缘体，具有第一部分及从第一部分延伸的第二部分，第二部分位于第一串联极耳组件或第一并联极耳组件在第一端的间隙。本申请实施例提供的电池组件及电化学装置能够通过简单的结构实现软包电池与外部的连接，同时以简单的结构实现极耳之间的绝缘，同时保证电池组件具有较轻的重量。

Description

电池组件及电化学装置
技术领域
本申请实施例涉及电池领域，特别是涉及电池组件及电化学装置。
背景技术
软包电池已广泛应用于各种电子产品以及电动汽车等领域。现有技术通常是采用转接板或支架与铜排相结合的结构实现软包电池的极耳与软包电池外部的连接。然而，这样的技术方案具有物料成本高、结构复杂、生产工艺繁琐及生产效率低等诸多缺点。
因此，针对如何以较为简单的结构和制程实现软包电池的极耳与外部的连接，业内仍存在相当多的技术问题亟需解决。
实用新型内容
本申请的实施例的目的之一在于提供一种电池组件及电化学装置，其能够通过简单的结构实现软包电池与外部的连接，同时以简单的结构实现极耳之间的绝缘，同时保证电池组件具有较轻的重量。
根据本申请的一实施例提供的一种电池组件，其包括：第一端；第一电芯；第二电芯，与所述第一电芯相堆叠，所述第一电芯和所述第二电芯均包括第一极耳和第二极耳；其中，所述第一电芯的第一极耳和第二极耳中的一者经配置与所述第二电芯的第一极耳和第二极耳中的一者电连接以形成第一串联极耳组件，或所述第一电芯的第一极耳和第二极耳经配置分别与所述第二电芯的第一极耳和第二极耳电连接以形成第一并联极耳组件；及极耳绝缘体，具有第一部分及从所述第一部分延伸的第二部分，所述第二部分位于所述第一串联极耳组件或第一并联极耳组件在所述第一端的间隙。
在本申请的一些实施例中，所述第一极耳和所述第二极耳中的每一者包括第一部分及与所述第一部分连接的经弯折的第二部分，所述第一电芯的第二部分电连接所述第二电芯的第二部分形成连接区域。
在本申请的一些实施例中，所述连接区域的面积为所述第二部分的面积的30％-95％；或所述连接区域的边界距离所述第二部分的边界的距离小于1mm。
在本申请的一些实施例中，所述第一电芯的第一极耳和第二极耳中的一者与所述第二电芯的第一极耳和第二极耳中的一者通过焊接实现电连接。
在本申请的一些实施例中，还包括第一连接件和第二连接件；所述电池组件进一步包括与所述第一串联极耳组件串联连接的一或多个第二串联极耳组件，所述第一串联极耳组件与所述第二串联极耳组件之间，或多个所述第二串联极耳组件之间通过其上各自的极耳电连接；或所述电池组件进一步包括与所述第一并联极耳组件串联连接的一或多个第二并联极耳组件，所述第一并联极耳组件与所述第二并联极耳组件之间，或多个所述第二并联极耳组件之间通过所述第一连接件电连接；相互堆叠的所述电芯中处于最外侧的两个电芯的第一极耳和第二极耳中的一者连接至所述第二连接件。
在本申请的一些实施例中，所述电池组件进一步包括位于每一所述连接区域上的电压侦测构件。
在本申请的一些实施例中，所述电池组件进一步包括包覆所述第一端的第一绝缘体，所述极耳绝缘体的单位质量比所述第一绝缘体的单位质量小。
在本申请的一些实施例中，所述极耳绝缘体是一体式结构。
在本申请的一些实施例中，所述极耳绝缘体是分体式结构，其包括第一极耳绝缘体部分和第二极耳绝缘体部分，所述第一极耳绝缘体部分和所述第二极耳绝缘体部分各自具有第一部分、从所述第一部分延伸的一或多个第二部分，所述第一极耳绝缘体部分的第二部分与所述第二极耳绝缘体部分的第二部分相邻。
根据本申请的另一实施例提供的一种电化学装置，其包括前述任一实施例所述的电池组件。
本申请实施例提供的电池组件及电化学装置，其能够通过简单的结构实现软包电池与外部的连接，同时能够保证软包电池具有良好的电流过载能力。此外，本申请实施例提供的电池组件及电化学装置能够以简单的结构实现极耳之间的绝缘，同时保证电池组件具有较轻的重量，且具有物料成本低、生产工艺简单及生产效率高等诸多优点。
附图说明
在下文中将简要地说明为了描述本申请实施例或现有技术所必要的附图以便于描述本申请实施例。显而易见地，下文描述中的附图仅只是本申请中的部分实施例。对本领域技术人员而言，在不需要创造性劳动的前提下，依然可以根据这些附图中所例示的结构来获得其他实施例的附图。
图1示出了根据本申请一实施例的电池组件的部分结构示意图；
图2示出了根据图1所示的电池组件的A-A部分的局部放大结构示意图；
图3示出了根据本申请又一实施例的电池组件的部分结构示意图；
图4示出了根据图3所示的电池组件的A-A部分的局部放大结构示意图；
图5示出了根据图3所示的电池组件的B-B部分的局部放大结构示意图；
图6示出了根据本申请另一实施例的电池组件的部分结构示意图；
图7示出了根据本申请又一实施例的电池组件的部分结构示意图；
图8示出了根据本申请另一实施例的电池组件的部分结构示意图；
图9示出了根据图8所示的电池组件的A-A部分的局部放大结构示意图；
图10示出了根据本申请又一实施例的电池组件的部分结构示意图；
图11示出了根据图10所示的电池组件的A-A部分的局部放大结构示意图；
图12示出了根据本申请又一实施例的电池组件的部分结构示意图；
图13示出了根据图12所示的电池组件的A-A部分的局部放大结构示意图；
图14示出了根据本申请另一实施例的电池组件的部分结构示意图；
图15示出了根据图14所示的电池组件的A-A部分的局部放大结构示意图；
图16示出了根据本申请又一实施例的电池组件的部分结构示意图；
图17示出了根据图16所示的电池组件的A-A部分的局部放大结构示意图；
图18示出了根据本申请另一实施例的电池组件的结构示意图；
图19示出了根据图18所示的电池组件的A-A部分的局部放大结构示意图；
图20示出了根据本申请又一实施例的电池组件的结构示意图；
图21示出了根据本申请另一实施例的电池组件的结构示意图；
图22示出了根据图21所示的实施例的极耳绝缘体未被组装至电池组件前的示意图；
图23示出了根据本申请又一实施例的极耳绝缘体未被组装至电池组件前的示意图；
图24示出了根据图23所示的实施例的极耳绝缘体被组装至电池组件之后的示意图。
具体实施方式
本申请的实施例将会被详细的描示在下文中。在本申请说明书全文中，将相同或相似的组件以及具有相同或相似的功能的组件通过类似附图标记来表示。在此所描述的有关附图的实施例为说明性质的、图解性质的且用于提供对本申请的基本理解。本申请的实施例不应所述被解释为对本申请的限制。
在本说明书中，除非经特别指定或限定之外，相对性的用词例如：“中央的”、“纵向的”、“侧向的”、“前方的”、“后方的”、“右方的”、“左方的”、“内部的”、“外部的”、“较低的”、“较高的”、“水平的”、“垂直的”、“高于”、“低于”、“上方的”、“下方的”、“顶部的”、“底部的”以及其衍生性的用词(例如“水平地”、“向下地”、“向上地”等等)应该解释成引用在讨论中所描述或在附图中所描示的方向。这些相对性的用词仅用于描述上的方便，且并不要求将本申请以特定的方向建构或操作。
如本文中所使用，术语“约”、“大致”、“大体上”、“实质”及“相近”用以描述及说明小的变化。当与事件或情形结合使用时，所述术语可指代其中事件或情形精确发生的例子以及其中事件或情形极近似地发生的例子。举例来说，当结合数值使用时，术语可指代小于或等于所述数值的±10％的变化范围，例如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％、或小于或等于±0.05％。举例来说，如果两个数值之间的差值小于或等于所述值的平均值的±10％(例如小于或等于±5％、小于或等于±4％、小于或等于±3％、小于或等于±2％、小于或等于±1％、小于或等于±0.5％、小于或等于±0.1％、或小于或等于±0.05％)，那么可认为所述两个数值“大体上”相同。
再者，为便于描述，“第一”、“第二”、“第三”等等可在本文中用于区分一个图或一系列图的不同组件。“第一”、“第二”、“第三”等等不意欲描述对应组件。
在本申请中，除非经特别指定或限定之外，“设置”、“连接”、“耦合”、“固定”以及与其类似的用词在使用上是广泛地，而且本领域技术人员可根据具体的情况以理解上述的用词可以是，比如，固定连接、可拆式连接或集成连接；其也可以是机械式连接或电连接；其也可以是直接连接或通过中介结构的间接连接；也可以是两个组件的内部通讯。
在具体实施方式及权利要求书中，由术语“中的一者”、“中的一个”、“中的一种”或其他相似术语所连接的项目的列表可意味着所列项目中的任一者。例如，如果列出项目A及B，那么短语“A及B中的一者”意味着仅A或仅B。在另一实例中，如果列出项目A、B及C，那么短语“A、B及C中的一者”意味着仅A；仅B；或仅C。项目A可包含单个元件或多个元件。项目B可包含单个元件或多个元件。项目C可包含单个元件或多个元件。
在具体实施方式及权利要求书中，由术语“中的至少一者”、“中的至少一个”、“中的至少一种”或其他相似术语所连接的项目的列表可意味着所列项目的任何组合。例如，如果列出项目A及B，那么短语“A及B中的至少一者”意味着仅A；仅B；或A及B。在另一实例中，如果列出项目A、B及C，那么短语“A、B及C中的至少一者”意味着仅A；或仅B；仅C；A及B(排除C)；A及C(排除B)；B及C(排除A)；或A、B及C的全部。项目A可包含单个元件或多个元件。项目B可包含单个元件或多个元件。项目C可包含单个元件或多个元件。
图1示出了根据本申请一实施例的电池组件10的部分结构示意图。图2示出了根据图1所示的电池组件10的A-A部分的局部放大结构示意图。如图1所示，根据本申请一实施例的电池组件10包括：第一电芯100及第二电芯120，第二电芯120与第一电芯100相堆叠。
第一电芯100包括第一极耳101和第二极耳103。
第一电芯100的第一极耳101包括与第一电芯100的长度方向(即，图1中所示的Y方向)平行的第一部分101a，及与第一部分101a连接的经弯折的第二部分101b，第二部分101b大体上垂直于第一部分101a。在本申请的其它实施例中，第二部分101b与第一部分101a成任意合适的角度。在图1所示的实施例中，第二部分101b仅经过一次弯折工序而形成。在本申请的其它实施例中，第二部分101b可经过多次弯折工序而形成，即，第二部分101b包括多个弯折区段。第一电芯100的第一极耳101经配置通过第一部分101a和/或第二部分101b与电池组件10的外部电连接。
第一电芯100的第二极耳103包括与第一电芯100的长度方向(即，图1中所示的Y方向)平行的第一部分103a，及与第一部分103a连接的经弯折的第二部分103b，第二部分103b大体上垂直于第一部分103a。在本申请的其它实施例中，第二部分103b与第一部分103a成任意合适的角度。在图1所示的实施例中，第二部分103b仅经过一次弯折工序而形成。在本申请的其它实施例中，第二部分103b可经过多次弯折工序而形成，即，第二部分103b包括多个弯折区段。
第二电芯120包括第一极耳121和第二极耳123。
第二电芯120的第一极耳121包括与第二电芯120的长度方向(即，图1中所示的Y方向)平行的第一部分121a，及与第一部分121a连接的经弯折的第二部分121b，第二部分121b大体上垂直于第一部分121a。在本申请的其它实施例中，第二部分121b与第一部分121a成任意合适的角度。在图1所示的实施例中，第二部分121b仅经过一次弯折工序而形成。在本申请的其它实施例中，第二部分121b可经过多次弯折工序而形成，即，第二部分121b包括多个弯折区段。
第二电芯120的第二极耳123包括与第二电芯120的长度方向(即，图1中所示的Y方向)平行的第一部分123a，及与第一部分123a连接的经弯折的第二部分123b，第二部分123b大体上垂直于第一部分123a。在本申请的其它实施例中，第二部分123b与第一部分123a成任意合适的角度。在图1所示的实施例中，第二部分123b仅经过一次弯折工序而形成。在本申请的其它实施例中，第二部分123b可经过多次弯折工序而形成，即，第二部分123b包括多个弯折区段。第二电芯120的第二极耳123经配置通过第一部分123a和/或第二部分123b与电池组件10的外部电连接。
第一电芯100的第二极耳103通过焊接的方式与第二电芯120的第一极耳121电连接以形成第一串联极耳组件，第一串联极耳组件包括：第一电芯100的第一极耳101、第二极耳103及第二电芯120的第一极耳121和第二极耳123。在本申请的其它实施例中，第一电芯100的第二极耳103可以通过其它任意合适的方式与第二电芯120的第一极耳121电连接以形成第一串联极耳组件。在本申请的其它实施例中，第一电芯100的第一极耳101和第二极耳103中的一者经配置与第二电芯120的第一极耳121和第二极耳123中的一者电连接以形成第一串联极耳组件。
如图2所示，第一电芯100的第二极耳103的第二部分103b和第二电芯120的第一极耳121的第二部分121b通过焊接实现电连接，第一电芯100的第二极耳103的第二部分103b电连接第二电芯120的第一极耳121的第二部分121b形成连接区域S1。在本申请的其它实施例中，第一电芯100的第一极耳101和第二极耳103中的一者与第二电芯120的第一极耳121和第二极耳123中的一者通过焊接实现电连接。该连接区域S1的面积为第二极耳103的第二部分103b的面积的90％，其中第一电芯100的第二极耳103的第二部分103b和第二电芯120的第一极耳121的第二部分121b具有相同的面积。此处以第二极耳103的第二部分103b为例，第二部分103b具有沿X1方向的长度L，及沿Y1方向上的宽度W，第二部分103b的面积等于长度L与宽度W的乘积。在本申请的其它实施例中，该连接区域S1的面积为第二极耳103的第二部分103b的面积的30％-95％，优选地，60％-90％；或者，该连接区域S1的边界距离第二部分103b沿X1和Y1方向上的边界距离小于1mm，例如，0.7mm，0.5mm，或0.3mm。可通过使用超声焊接的方式焊接第一电芯100的第二极耳103的第二部分103b和第二电芯120的第一极耳121的第二部分121b，以实现焊接面积S1的最大化。相较于激光线性焊接、激光点式焊接及电阻焊接等其它焊接方式，超声焊接可实现焊接面积S1的最大化，从而极大地提高极耳折叠区域的利用率，从而提升电池组件10的连接区域S1的电流过载能力。此外，第二极耳103的第二部分103b沿X1方向上的边界与第一极耳121的第一部分121a沿图1所示的Y方向上的边界具有距离D，该距离D为预留的装配间隙。
在本申请的其它实施例中，第一电芯100的第二极耳103的第二部分103b和第二电芯120的第一极耳121的第二部分121b通过其它任意合适的方式连接，以共同限定连接区域。该连接区域的面积为第二极耳103的第二部分103b的面积的30％-95％，优选地，60％-90％；或者，该连接区域的面积为第二电芯120的第二部分121b的面积的30％-95％，优选地，60％-90％；或该连接区域的边界距离第二部分103b或第二部分121b的边界的距离小于1mm，例如，0.7mm，0.5mm，或0.3mm。
第一电芯100的第二极耳103的主要材质为铝(即，第二极耳103中铝的质量含量超过90％，此种第二极耳103也称铝极耳)，第二电芯120的第一极耳121的主要材质为铜(即，第一极耳121中铜的质量含量超过90％，此种第一极耳121也称铜极耳)。第一电芯100的第二极耳103的硬度大于第二电芯120的第一极耳121的硬度(即，铝极耳的硬度大于铜极耳)。第一电芯100的第二极耳103的第二部分103b的焊印比第二电芯120的第一极耳121的第二部分121b的焊印深。可采用超声焊接，将第二极耳103的第二部分103b设置位于第一极耳121的第二部分121b之上，以有利于实现最佳的焊接效果。原因在于超声焊接是一种能量的传递，使用超声波机器焊接时，靠近焊头一侧的极耳所需的焊接能量小于远离焊头一侧的极耳所需的焊接能量，因此将所需焊接能量较小的铝极耳放置于铜极耳之上，有利于将能量传递到远离焊头一侧的铜极耳。并且，焊接完成后，靠近焊头一侧的极耳的焊印深，远离焊头一侧的焊印浅。
第一电芯100的第一极耳101和第二极耳103，以及
Figure BDA0002096569030000081
Figure BDA0002096569030000082
Figure BDA0002096569030000083
其中，对于铜极耳而言，经验值E为8A/mm2；对于铝极耳而言，经验值E为5A/mm2。对于大电芯储能或EV(Electric Vehicles，电动汽车)电芯，极耳厚度T≤0.5mm；对于小电芯电动工具，E-drive(Electric drive，电动摩托车)、农用无人机，极耳厚度T≤0.3mm，例如，0.1mm，0.15mm，0.2mm，0.3mm。
Figure BDA0002096569030000091
其中，对于铜极耳而言，经验值E为8A/mm2；对于铝极耳而言，经验值E为5A/mm2。极耳的承载比和连接区域S1的过流比均大于40％。
相较于使用激光线性焊接、激光点式焊接及电阻焊接等其它焊接方式，本申请实施例通过采用超声焊接来焊接极耳不仅可以实现焊接面积的最大化，从而提升电池组件的电流过载能力，而且只需要简单地考虑焊接时两种不同材质的极耳的焊接位置关系，便能实现较为简单的极耳结构的连接方式。再者，本申请的实施例通过超声焊接方式使得每一电芯上的极耳与该电芯相邻的电芯上的极耳之间相连接，从而实现多个相互堆叠的电芯之间的串联连接，然后通过相互堆叠的电芯中处于最外侧的两个电芯的各自的极耳中的一者便可直接连接至电池组件的外部，因而能够通过简单的工艺制得简单的结构，以实现软包电池组件与外部的连接。因此，本申请的实施例提供的电池组件10具有物料成本低、生产工艺简单及生产效率高等诸多优点。
图3示出了根据本申请又一实施例的电池组件20的部分结构示意图。图4示出了根据图3所示的电池组件20的A-A部分的局部放大结构示意图。图5示出了根据图3所示的电池组件20的B-B部分的局部放大结构示意图。如图3至图5所示，根据本申请又一实施例的电池组件20包括：第一电芯200及第二电芯220，第二电芯220与第一电芯200相堆叠。
第一电芯200包括第一极耳201和第二极耳203。
第一电芯200的第一极耳201包括与第一电芯200的长度方向(即，图3中所示的Y方向)平行的第一部分201a，及与第一部分201a连接的经弯折的第二部分201b，第二部分201b大体上垂直于第一部分201a。在本申请的其它实施例中，第二部分201b与第一部分201a成任意合适的角度。在图3所示的实施例中，第二部分201b仅经过一次弯折工序而形成。在本申请的其它实施例中，第二部分201b可经过多次弯折工序而形成，即，第二部分201b包括多个弯折区段。
第一电芯200的第二极耳203包括与第一电芯200的长度方向(即，图3中所示的Y方向)平行的第一部分203a，及与第一部分203a连接的经弯折的第二部分203b，第二部分203b大体上垂直于第一部分203a。在本申请的其它实施例中，第二部分203b与第一部分203a成任意合适的角度。在图3所示的实施例中，第二部分203b仅经过一次弯折工序而形成。在本申请的其它实施例中，第二部分203b可经过多次弯折工序而形成，即，第二部分203b包括多个弯折区段。
第二电芯220包括第一极耳221和第二极耳223。
第二电芯220的第一极耳221包括与第二电芯220的长度方向(即，图3中所示的Y方向)平行的第一部分221a，及与第一部分221a连接的经弯折的第二部分221b，第二部分221b大体上垂直于第一部分221a。在本申请的其它实施例中，第二部分221b与第一部分221a成任意合适的角度。在图1所示的实施例中，第二部分221b仅经过一次弯折工序而形成。在本申请的其它实施例中，第二部分221b可经过多次弯折工序而形成，即，第二部分221b包括多个弯折区段。
第二电芯220的第二极耳223包括与第二电芯220的长度方向(即，图3中所示的Y方向)平行的第一部分223a，及与第一部分223a连接的经弯折的第二部分223b，第二部分223b大体上垂直于第一部分223a。在本申请的其它实施例中，第二部分223b与第一部分223a成任意合适的角度。在图3所示的实施例中，第二部分223b仅经过一次弯折工序而形成。在本申请的其它实施例中，第二部分223b可经过多次弯折工序而形成，即，第二部分223b包括多个弯折区段。
第一电芯200的第一极耳201通过焊接的方式与第二电芯220的第一极耳221电连接，且第一电芯200的第二极耳203通过焊接的方式与第二电芯220的第二极耳223电连接，以形成第一并联极耳组件，第一并联极耳组件包括第一电芯200的第一极耳201和第二极耳203，以及第二电芯220的第一极耳221和第二极耳223，其中第一电芯200的第一极耳201与第二电芯220的第一极耳221为铝极耳，第一电芯200的第二极耳203与第二电芯220的第二极耳223为铜极耳。在本申请的其它实施例中，第一电芯200的第一极耳201可通过其它任意合适的方式与第二电芯220的第一极耳221电连接，第一电芯200的第二极耳203可通过其它任意合适的方式与第二电芯220的第二极耳223电连接，以形成第一并联极耳组件。在本申请的其它实施例中，第一电芯200的第一极耳201与第二电芯220的第一极耳221为铜极耳，第一电芯200的第二极耳203与第二电芯220的第二极耳223为铝极耳。
如图3和图4所示，第一电芯200的第一极耳201的第二部分201b和第二电芯220的第一极耳221的第二部分221b通过焊接实现电连接，第一电芯200的第一极耳201的第二部分201b电连接第二电芯220的第一极耳221的第二部分221b形成连接区域S2。在本申请的其它实施例中，第一电芯200的第一极耳201和第二极耳203中的一者与第二电芯220的第一极耳221和第二极耳223中的一者通过焊接实现电连接。该连接区域S2的面积为第一极耳201的第二部分201b的面积的90％，其中第一电芯200的第一极耳201的第二部分201b和第二电芯220的第一极耳221的第一部分221b具有相同的面积。此处以第二极耳201的第二部分201b为例，第二部分201b具有沿X1方向的长度L，及沿Y1方向上的宽度W，第二部分201b的面积等于长度L与宽度W的乘积。在本申请的其它实施例中，该连接区域S2的面积为第二极耳201的第二部分201b的面积的30％-95％，优选地，60％-90％；或者，该连接区域S2的边界距离第二部分201b沿X1和Y1方向上的边界距离小于1mm，例如，0.7mm，0.5mm，或0.3mm。可通过使用超声焊接的方式焊接第一电芯200的第一极耳201的第二部分201b和第二电芯220的第一极耳221的第二部分221b，以实现焊接面积S2的最大化。相较于激光线性焊接、激光点式焊接及电阻焊接等其它焊接方式，超声焊接可实现焊接面积S2的最大化，从而极大地提高极耳折叠区域的利用率，从而提升电池组件20的连接区域S2的电流过载能力。此外，第二极耳201的第二部分201b沿X1方向上的边界与第一极耳221的第一部分221a沿图3所示的Y方向上的边界具有距离D，该距离D为预留的装配间隙。
在本申请的其它实施例中，第一电芯200的第一极耳201的第二部分201b和第二电芯220的第一极耳221的第二部分221b通过任意合适的其它方式连接，以共同限定连接区域。该连接区域的面积为第一极耳201的第二部分201b的面积的30％-95％，优选地，60％-90％；或者，该连接区域的面积为第二电芯220的第一极耳221的第二部分221b的面积的30％-95％，优选地，60％-90％；或该连接区域的边界距离第二部分201b或第二部分221b的边界的距离小于1mm，例如，0.7mm，0.5mm，或0.3mm。
如图3和图5所示，第一电芯200的第二极耳203的第二部分203b和第二电芯220的第二极耳223的第二部分223b通过焊接实现电连接，第一电芯200的第二极耳203的第二部分203b电连接第二电芯220的第二极耳223的第二部分223b形成连接区域S3。在本申请的其它实施例中，第一电芯200的第一极耳201和第二极耳203中的一者与第二电芯220的第一极耳221和第二极耳223中的一者通过焊接实现电连接。该连接区域S3的面积为第二极耳203的第二部分203b的面积的90％，其中第一电芯200的第二极耳203的第二部分203b和第二电芯220的第二极耳223的第二部分223b具有相同的面积。此处以第二极耳203的第二部分203b为例，第二部分203b具有沿X1方向的长度L，及沿Y1方向上的宽度W，第二部分203b的面积等于长度L与宽度W的乘积。该连接区域S3的面积为第二极耳203的第二部分203b的面积的30％-95％，优选地，60％-90％；或者，该连接区域S3的边界距离第二部分203b沿X1和Y1方向上的边界距离小于1mm，例如，0.7mm，0.5mm，或0.3mm。可通过使用超声焊接的方式焊接第一电芯200的第二极耳203的第二部分203b和第二电芯220的第二极耳223的第二部分223b，以实现焊接面积S3的最大化。相较于激光线性焊接、激光点式焊接及电阻焊接等其它焊接方式，超声焊接可实现焊接面积S3的最大化，从而极大地提高极耳折叠区域的利用率，从而提升电池组件20的连接区域S3的电流过载能力。此外，第二极耳203的第二部分203b沿X1方向上的边界与第二极耳223的第一部分223a沿图3所示的Y方向上的边界具有距离D，该距离D为预留的装配间隙。
在本申请的其它实施例中，第一电芯200的第二极耳203的第二部分203b和第二电芯220的第二极耳223的第二部分223b通过其它任意合适的方式连接，以共同限定连接区域。该连接区域的面积为第二极耳203的第二部分203b的面积的30％-95％，优选地，60％-90％；或者，该连接区域的面积为第二电芯220的第二极耳223的第二部分223b的面积的30％-95％，优选地，60％-90％；或该连接区域的边界距离第二部分203b或第二部分223b的边界的距离小于1mm，例如，0.7mm，0.5mm，或0.3mm。
相较于激光线性焊接、激光点焊接及电阻焊接等焊接方式，超声焊接可以实现连接区域S2和S3的面积最大化，以提高极耳折叠区域的利用率，从而提升电池组件20的连接区域S2和S3的电流过载能力。
第一电芯200的第一极耳201和第二极耳203，以及
Figure BDA0002096569030000131
Figure BDA0002096569030000132
Figure BDA0002096569030000133
其中，对于铜极耳而言，经验值E为8A/mm2；对于铝极耳而言，经验值E为5A/mm2。对于大电芯储能或EV(Electric Vehicles，电动汽车)电芯，极耳厚度T≤0.5mm；对于小电芯电动工具，E-drive(Electric drive，电动摩托车)农用无人机，极耳厚度T≤0.3mm，例如，0.1mm，0.15mm，0.2mm，或0.3mm。
Figure BDA0002096569030000134
其中，对于铜极耳而言，经验值E为8A/mm2；对于铝极耳而言，经验值E为5A/mm2。极耳的承载比和连接区域S2和S3过流比均大于40％。
可设置第一电芯200的第一极耳201和第二电芯220的第一极耳221的中的任一者与外部电连接，且设置第一电芯200的第二极耳203和第二电芯220的第二极耳223中的任一者与外部电连接，从而实现图3所示的电池组件20与外部的电连接。
在图3的实施例中，由于第一电芯200的第一极耳201和第二电芯220的第一极耳221具有相同的极性，且第一电芯200的第二极耳203和第二电芯220的第二极耳223具有相同的极性，因此超声焊接时，不需要考虑焊接在一起的极耳的焊接位置关系。因此，本申请实施例能够通过简单的工艺制得简单的结构，以实现软包电池组件与外部的连接。
图6示出了根据本申请另一实施例的电池组件60的部分结构示意图。如图6所示，根据本申请另一实施例的电池组件60包括：相互堆叠的第一电芯600、第二电芯620、第三电芯640、第四电芯660和第五电芯680。
第一电芯600包括第一极耳601和第二极耳603。
第二电芯620包括第一极耳621和第二极耳623。
第三电芯640包括第一极耳641和第二极耳643。
第四电芯660包括第一极耳661和第二极耳663。
第五电芯680包括第一极耳681和第二极耳683。
第一电芯600、第二电芯620、第三电芯640、第四电芯660和第五电芯680的极耳的形状设置原则与图1所示的实施例中的极耳的设置原则相同。
第一电芯600的第一极耳601经配置与电池组件60的外部电连接。第一电芯600的第二极耳603通过与图1所示的实施例相同的焊接方式与第二电芯620的第一极耳621电连接，以形成第一串联极耳组件，该第一串联极耳组件包括第一电芯600的第一极耳601和第二极耳603，及第二电芯620的第一极耳621和第二极耳623。在本申请的其它实施例中，第一电芯600的第二极耳603可以通过其它任意合适的方式与第二电芯620的第一极耳621电连接，以形成第一串联极耳组件。在本申请的其它实施例中，第一电芯600的第一极耳601和第二极耳603中的一者经配置与第二电芯620的第一极耳621和第二极耳623中的一者电连接，以形成第一串联极耳组件。
第三电芯640的第二极耳643通过与图1所示的实施例相同的焊接方式与第四电芯660的第一极耳661电连接，以形成第二串联极耳组件，第二串联极耳组件包括第三电芯640的第一极耳641和第二极耳643，及第四电芯660的第一极耳661和第二极耳663。在本申请的其它实施例中，第三电芯640的第二极耳643可以通过其它任意合适的方式与第四电芯660的第一极耳661电连接，以形成第二串联极耳组件。在本申请的其它实施例中，第三电芯640的第一极耳641和第二极耳643中的一者经配置与第四电芯660的第一极耳661和第二极耳663中的一者电连接，以形成第二串联极耳组件。
第二电芯620的第二极耳623通过与图1所示的实施例相同的焊接方式与第三电芯640的第一极耳641电连接，也就是说，第一串联极耳组件和第二串联极耳组件之间通过连接在一起的第二电芯620的第二极耳623与第三电芯640的第一极耳641而实现电连接。类似地，第二串联极耳组件通过使得第四电芯660的第二极耳663与第五电芯680的第一极耳681连接而实现第二串联极耳组件与第三串联极耳组件的电连接，第三串联极耳组件包括第五电芯680的第一极耳681和第二极耳683。
因此，本申请实施例可以将一或多个电芯组合成一或多个串联极耳组件，使得多个第二串联极耳组件之间通过其上各自的极耳焊接在一起而实现多个串联极耳组件之间的电连接。
图7示出了根据本申请又一实施例的电池组件70的部分结构示意图。如图7所示，根据本申请又一实施例的电池组件70包括：相互堆叠的第一电芯700、第二电芯710、第三电芯720、第四电芯730、第五电芯740、第六电芯750、第七电芯760、第八电芯770、第九电芯780和第十电芯790。
第一电芯700包括第一极耳701和第二极耳703。
第二电芯710包括第一极耳711和第二极耳713。
第三电芯720包括第一极耳721和第二极耳723。
第四电芯730包括第一极耳731和第二极耳733。
第五电芯740包括第一极耳741和第二极耳743。
第六电芯750包括第一极耳751和第二极耳753。
第七电芯760包括第一极耳761和第二极耳763。
第八电芯770包括第一极耳771和第二极耳773。
第九电芯780包括第一极耳781和第二极耳783。
第十电芯790包括第一极耳791和第二极耳793。
第一电芯700、第二电芯710、第三电芯720、第四电芯730、第五电芯740、第六电芯750、第七电芯760、第八电芯770、第九电芯780和第十电芯790的极耳的形状设置原则与图3所示的实施例中的极耳的设置原则相同。
第一电芯700的第一极耳701通过与图3所示的实施例相同的焊接方式与第二电芯710的第一极耳711电连接，且第一电芯700的第二极耳703通过与图3所示的实施例相同的焊接方式与第二电芯710的第二极耳713电连接，以形成第一并联极耳组件，第一并联极耳组件包括第一电芯700的第一极耳701和第二极耳703，以及第二电芯710的第一极耳711和第二极耳713。
第三电芯720的第一极耳721通过与图3所示的实施例相同的焊接方式与第四电芯730的第一极耳731电连接，且第三电芯720的第二极耳723通过与图3所示的实施例相同的焊接方式与第四电芯730的第二极耳733电连接，以形成第二并联极耳组件，第二并联极耳组件包括第三电芯720的第一极耳721和第二极耳723，以及第四电芯730的第一极耳731和第二极耳733。
第一并联极耳组件与第二并联极耳组件之间通过连接件Q1电连接。连接件Q1为铜条、镍条、铜镍合金条或铝条等本领域常用的金属条。
第五电芯740的第一极耳741通过与图3所示的实施例相同的焊接方式与第六电芯750的第一极耳751电连接，且第五电芯740的第二极耳743通过与图3所示的实施例相同的焊接方式与第六电芯750的第二极耳753电连接，以形成第三并联极耳组件，第三并联极耳组件包括第五电芯740的第一极耳741和第二极耳743，以及第六电芯750的第一极耳751和第二极耳753。
第二并联极耳组件与第三并联极耳组件之间通过连接件Q2电连接。连接件Q2为铜条、镍条、铜镍合金条或铝条等本领域常用的金属条。
第七电芯760的第一极耳761通过与图3所示的实施例相同的焊接方式与第八电芯770的第一极耳771电连接，且第七电芯760的第二极耳763通过与图3所示的实施例相同的焊接方式与第八电芯770的第二极耳773电连接，以形成第四并联极耳组件，第四并联极耳组件包括第七电芯760的第一极耳761和第二极耳763，以及第八电芯770的第一极耳771和第二极耳773。
第三并联极耳组件与第四并联极耳组件之间通过连接件Q3电连接。连接件Q3为铜条、镍条、铜镍合金条或铝条等本领域常用的金属条。
第九电芯780的第一极耳781通过与图3所示的实施例相同的焊接方式与第十电芯790的第一极耳791电连接，且第九电芯780的第二极耳783通过与图3所示的实施例相同的焊接方式与第十电芯790的第二极耳793电连接，以形成第五并联极耳组件，第五并联极耳组件包括第九电芯780的第一极耳781和第二极耳783，以及第十电芯790的第一极耳791和第二极耳793。
第四并联极耳组件与第五并联极耳组件之间通过连接件Q4电连接。连接件Q4为铜条、镍条、铜镍合金条或铝条等本领域常用的金属条。
可设置第一电芯700的第二极耳703和第二电芯710的第二极耳713中的任一者与外部电连接，且设置第十电芯790的第一极耳791和第九电芯780的第一极耳781中的任一者与外部电连接，从而实现图7所示的电池组件70与外部的电连接。
因此，本申请实施例可以通过一或多个电芯上的极耳焊接在一起以组合成并联极耳组件，然后通过连接件将多个并联极耳组件串联在一起，而实现多个并联极耳组件之间的电连接。
图8示出了根据本申请另一实施例的电池组件80的结构示意图。图9示出了根据图8所示的电池组件80的A-A部分的局部放大结构示意图。如图8和图9所示，图8所示的电池组件80与图1和图6所示的多个电芯串联的实施例相类似，区别在于：电池组件80所包含的电芯数量与图1和图6所示的电芯数量不同；以及电池组件80还包括焊接连接至相互堆叠的电芯中处于最外侧的电芯800的第一极耳801的连接件830，及焊接连接至相互堆叠的电芯中处于最外侧的电芯810的第一极耳811的连接件840。在本申请的其它实施例中，连接件830和连接件840可通过任意合适的方式分别连接至第一极耳801和第一极耳811。连接件830和连接件840是带线铜钯，通过连接件830和连接件840可将电池组件80与外部进行电连接。在本申请的其它实施例中，连接件830和连接件840是任意合适的材料制成的带线钯件，例如，镍合金、铜合金或铝合金等。连接件830包括圆柱部分830a和水平部分830b，水平部分830b位于第一极耳801的第二部分801b之下。连接件840包括圆柱部分840a和水平部分840b，水平部分840b位于第一极耳811的第二部分811b之下。考虑到水平部分830b和水平部分840b面积较大、水平程度较好，且具有相对于第一极耳801和第一极耳811更大的厚度，因此可使用超声焊接将连接件830的水平部分830b和连接件840的水平部分840b分别焊接至第二部分801b和第二部分811b之下，以方便焊接且实现最佳的焊接效果。
因此，本申请实施例可以通过设置连接件以连接至电池组件中处于最外侧的电芯上的极耳，从而实现本申请提供的电池组件与外部的电连接。并且，采用超声焊接进行连接件与电芯上的极耳的连接，也能够保证焊接处具有较好的过流比及较好的焊接强度，且焊接工艺较为简单，有利于提高生产效率。
图10示出了根据本申请又一实施例的电池组件90的结构示意图。图11示出了根据图10所示的电池组件90的A-A部分的局部放大结构示意图。如图10和图11所示，图10所示的电池组件90与图8所示的实施例的区别在于：电池组件90的相互堆叠的电芯中处于最外侧的电芯900的第一极耳901，及与第一极耳901焊接连接的连接件930的水平部分930b沿着电池组件90的长度方向(即，图10中的Y方向)设置，以及处于最外侧的电芯910的第一极耳911，及与第一极耳911焊接连接的连接件940的水平部分940b沿着电池组件90的长度方向(即，图10中的Y方向)设置。可采用竖直焊接的方式分别将连接件930的水平部分930b和连接件940的水平部分940b焊接至第一极耳901和第一极耳911。或者，可采用水平焊接的方式先形成图8所示的电池组件80，随后在焊接处弯折第一极耳801的第二部分801b以使得弯折之后第一极耳801和连接件830的平面部分830b平行于第一极耳801的第一部分801a。在焊接空间较小时，水平焊接的操作相较于竖直焊接更加方便。然而，通过竖直焊接形成电池组件90比水平焊接形成电池组件90则少一道折弯工序。可根据具体的操作条件选择水平焊接和竖直焊接。
图12示出了根据本申请又一实施例的电池组件1000的结构示意图。图13示出了根据图12所示的电池组件1000的A-A部分的局部放大结构示意图。如图12和图13所示，图12所示的电池组件1000与图8所示的实施例的区别在于：连接件1030和连接件1040为铜芯线；连接件1030包括圆柱部分1030a和条状部分1030b，条状部分1030b位于第一极耳1010的第二部分1011b之上；连接件1040包括圆柱部分1040a和条状部分1040b，条状部分1040b位于第一极耳1021的第二部分1021b之上。在本申请的其它实施例中，连接件1030和连接件1040为任意合适材料的连接线，例如，镍合金、铜合金或铝合金等。考虑到条状部分1030b和条状部分1040b相对于第一极耳1011和第一极耳1021具有较小的面积，因此，使用超声焊接将连接件1030的条状部分1030b和连接件1040的条状部分1040b分别焊接至第一极耳1011的第二部分1011b和第一极耳1021的第二部分1021b之上，从而利于焊接。焊接后的条状部分1030b和条状部分1040b的焊印比第二部分1011b和第二部分1021b的焊印深。
图14示出了根据本申请另一实施例的电池组件1100的结构示意图。图15示出了根据图14所示的电池组件1100的A-A部分的局部放大结构示意图。如图14和图15所示，图14所示的电池组件1100与图12所示的实施例的区别在于：电池组件1100的相互堆叠的电芯中处于最外侧的电芯1110的第一极耳1111，及与第一极耳1111焊接连接的连接件1130的条状部分1130b沿电池组件1110的长度方向(即，图14中的Y方向)设置，以及处于最外侧的电芯1120的第一极耳1121，及与第一极耳1121焊接连接的连接件1140的条状部分(图中未示出)沿电池组件1120的长度方向(即，图14中的Y方向)设置。可采用竖直焊接的方式分别将连接件1130的条状部分1130b和连接件1140的条状部分(图中未示出)焊接至第一极耳1111和第一极耳1121。或者，可采用水平焊接的方式先形成图12所示的电池组件1000，随后在焊接处弯折第一极耳1011的第二部分1011b，以使得弯折之后第一极耳1011和连接件1030的平面部分1030b平行于第一极耳1011的第一部分1011a。在焊接空间较小时，水平焊接的操作相较于竖直焊接更加方便。然而，通过竖直焊接形成电池组件1100比水平焊接形成电池组件1100则少一道折弯工序。可根据具体的操作条件选择水平焊接和竖直焊接。
图16示出了根据本申请又一实施例的电池组件1200的结构示意图。图17示出了根据图16所示的电池组件1200的A-A部分的局部放大结构示意图。如图16和图17所示，图16所示的电池组件1200与图14所示的实施例的区别在于：电池组件1200还包括位于电池组件1200的连接区域上的电压侦测构件1201。
该电压侦测构件1201包括第一部分1201a和第二部分1201b。第一部分1201a覆盖有绝缘材料，第二部分1201b为铜片。该电压侦测构件1201为柔性印刷电路板。该电压侦测构件1201为柔性印刷电路板可为方形或任意合适的形状。在本申请的其它实施例中，第二部分1201b为任何合适材料制成的片材。该电压侦测构件1201的第二部分1201b至少覆盖电池组件1200的每一连接区域的至少一部分。参见图17，以连接区域S12为例，电压侦测构件1201的第二部分1201b至少覆盖电池组件1200的连接区域S12的至少一部分。该连接区域S12由极耳1211的第二部分1211b和极耳1213的第二部分1213b共同限定。极耳1211是铜极耳，极耳1213是铝极耳。可使用超声焊接将电压侦测构件1201的第二部分1201b、极耳1213和极耳1211从上至下依次设置而一次性完成焊接。
因此，本申请实施例可以通过设置电压侦测构件以连接至电池组件的连接区域，从而实现对本申请提供的电压侦测。并且，采用超声焊接进行电压侦测构件与连接区域连接，能够以较为简单的工艺得到具有电压侦测功能的电池组件。
图18示出了根据本申请另一实施例的电池组件1300的结构示意图。图19示出了根据图18所示的电池组件1300的A-A部分的局部放大结构示意图。如图18和图19所示，图18所示的电池组件1300与图16所示的实施例的区别在于：电池组件1300包括位于电池组件1300的连接区域上的端子线1301。
端子线1301包括第一部分1301a和第二部分1301b，该第一部分1301a覆盖有绝缘材料，该第二部分1301b为圆柱形金属线。在本申请的其它实施例中，第二部分1301b为任何合适材料制成的圆柱形金属线，例如，镍合金、铜合金或铝合金等该端子线1301的第二部分1301b至少覆盖电池组件1200的每一连接区域的至少一部分。参见图19，以连接区域S13为例，电压侦测构件1301的第二部分1301b至少覆盖电池组件1300的连接区域S13的至少一部分。该连接区域S13由极耳1311的弯折的第二部分和极耳1323的弯折的第二部分共同限定。极耳1311是铜极耳，极耳1323是铝极耳，可使用超声焊接先将极耳1323和极耳1311从上至下完成一次焊接，然后再将端子线1301的第二部分1301b焊接至极耳1323。
本申请实施例可先通过超声焊接方式实现相互堆叠的电芯的极耳之间的连接，以形成串联极耳组件、并联极耳组件或串并联极耳组件。随后，通过超声焊接方式将诸如带线钯件或连接线的连接件焊接至所形成的串联极耳组件、并联极耳组件或串并联极耳组件的极耳上，以实现所形成的串联极耳组件、并联极耳组件或串并联极耳组件与外部的电连接。最后，使得诸如柔性印刷电路板或端子线的电压侦测构件覆盖所形成的串联极耳组件、并联极耳组件或串并联极耳组件的连接区域的一部分，从而实现电压侦测。因而，本申请通过采用超声焊接方式，通过简单的制造工艺便能得到能够实现软包电池与外部的连接的简单结构。同时，进一步使得该结构包含电压侦测构件以完成电压侦测功能。因此，本申请实施例提供的电池组件具有生产成本低、生产工艺简单、生产效率高、电流承载能力强等诸多优点。
实际上，软包电池组件本体较软，且在充放电过程中容易产生膨胀。因此，软包电池组件的抗机械性能和耐机械工况性能均较差。本申请实施例提供的电池组件包括极耳的连接区域，可设计特殊的结构以保护极耳的连接区域，从而更好地固定和保护极耳以及极耳的连接区域，使得本申请实施例提供的极耳和极耳的连接区域在结构上更为稳定，且具有良好的耐环境性能，例如，耐盐雾、耐酸碱、耐腐蚀和防水性能等。同时，更小的电池组件的整体重量、更低的生产成本及更高的生产效率也是在设计保护极耳以及极耳的连接区域的特殊结构时需要考虑的重要因素。
鉴于上述情况，申请人对本申请实施例提供的电池组件进行了特殊保护，以进一步提高软包电池组件的安全性能、使用寿命及且保证较高的生产效率。
图20示出了根据本申请又一实施例的电池组件1400的结构示意图。如图20所示，图20所示的电池组件1400与图18所示的实施例的区别在于：电池组件1400进一步包括：第一绝缘体1401，其包覆电池组件1400的第一端1403。
第一端1403为第一电芯1410的第一端1411、第二电芯1420的第一端1421、第三电芯1430的第一端1431、第四电芯1440的第一端1441和第五电芯1450的第一端1451共同所在的端面。第一电芯1410、第二电芯1420、第三电芯1430、第四电芯1440和第五电芯1450的主体共同构成电池组件1400的主体1406。如图20所示，电池组件1400具有沿X1方向延伸的长度方向、沿Y方向延伸的与长度方向垂直的宽度方向，及沿Z方向延伸的与长度方向和宽度方向垂直的厚度方向，其中第一端1403位于主体1406的第一侧，即图20中所示的沿X1方向上的主体1406的最外侧，所在的端面D。
第一电芯1410的第一极耳和第二极耳以及第二电芯1420的第一极耳和第二极耳组成第一串联极耳组件，第三电芯1430的第一极耳和第二极耳以及和第四电芯1440的第一极耳和第二极耳组成第二串联极耳组件，第五电芯1450的第一极耳和第二极耳组成第三串联极耳组件。
第一绝缘体1401位于第一串联极耳组件、第二串联极耳组件和第三串联极耳组件在第一端1403的间隙，以使得第一电芯1410、第二电芯1420、第三电芯1430、第四电芯1440和第五电芯1450在第一端1403的间隙能够得到第一绝缘体1401的填充，使得第一电芯1410、第二电芯1420、第三电芯1430、第四电芯1440和第五电芯1450在第一端1403受到良好的机械支撑。并且，每一极耳和极耳的连接区域都能够得到第一绝缘体1401的包覆，以提供对每一极耳和极耳的连接区域的机械支撑和与外界的隔离保护。因此。电池组件1400的整体结构都较为稳定，且电池组件1400的每一极耳和极耳的连接区域具有良好的耐环境性能。
第一电芯1410、第二电芯1420、第三电芯1430、第四电芯1440和第五电芯1450的极耳在第一端1403的延伸方向界定为第一方向，且第一方向平行于第一电芯1410、第二电芯1420、第三电芯1430、第四电芯1440和第五电芯1450长度延伸方向，即图20中的X1方向。与第一方向相反的方向界定为第二方向，即图20中的X2方向。
在图20所示的实施例中，第一绝缘体1401包覆第一端1403，且沿第二方向延伸超过第一端1403具有3mm的尺寸。在本申请的其他实施例中，第一绝缘体1401恰好包覆电池组件1400的第一端1403。在本申请的其他实施例中，第一绝缘体1401包覆电池组件1400的第一端1403，且沿第二方向延伸超过第一端1403至少1mm，以包覆电池组件1400的主体1406的一部分。
第一绝缘体1401沿Z方向的尺寸C＝2×电芯的数量×电芯沿Z方向的尺寸×膨胀系数+电池组件在Z方向的尺寸。在图20所示的实施例中，电芯的数量为5，第一电芯1410、第二电芯1420、第三电芯1430、第四电芯1440和第五电芯1450中的每一者沿Z方向上的尺寸为4.7mm，可设定膨胀系数为0.1。图20所示的实施例的第一绝缘体1401沿电池组件1400的Z方向上的尺寸C＝2×5×4.7mm×0.1+5×4.7mm＝23.5mm。膨胀系数的选择可根据不同电芯而设定。在本申请的其它实施例中，膨胀系数为0.05至0.3，优选地，0.1至0.2。
第一电芯1410、第二电芯1420、第三电芯1430、第四电芯1440和第五电芯1450中的每一者具有封边。以第一电芯1410为例，第一电芯1410具有第一封边1412，第一封边1412平行于电池组件1400的宽度方向。
第一绝缘体1401具有沿X1方向上尺寸E、与Z方向平行的第一边缘1041a，及与Z方向平行的第二边缘1041b。第一边缘1041a和第二边缘1041b在沿X1方向之间的距离等于尺寸E。第一边缘1041a沿X1方向上至第一封边1412之间的距离为E1，第一封边1412沿X1方向上至第二边缘1041b的距离为E2，E＝E1+E2。由于极耳、极耳的连接区域，及位于极耳的连接区域之上的连接件在X1方向上的尺寸较小，第一绝缘体1401只需稍微覆盖住每一极耳、极耳的连接区域，及位于极耳的连接区域之上的连接件，即可保证对每一极耳、极耳的连接区域，及位于极耳的连接区域之上的连接件的保护。并且，考虑到第一电芯1410、第二电芯1420、第三电芯1430、第四电芯1440和第五电芯1450中的每一者的质量以及实际使用工况，可设置E1大于E2，以保证第一电芯1410、第二电芯1420、第三电芯1430、第四电芯1440和第五电芯1450中的每一者得到来自第一绝缘体1401较好的机械支撑。可设置E2＝极耳沿X1方向上的尺寸F(如图20所示)+安全系数，其中安全系数为1mm。图2所示的实施例中，E2＝2mm+1mm＝3mm。安全系数可根据具体的电芯尺寸而设置。
第一绝缘体1401包含第一高分子绝缘材料，例如，环氧树脂、有机硅树脂，或聚氨酯等本领域常用的绝缘材料。可通过灌封工艺使第一绝缘体1401包覆第一端1403。值得注意的是，虽然图20所示的第一绝缘体1401呈现透明状态，但是此仅仅是为方便展示出电池组件1400的内部结构。在使用灌封工艺包覆电池组件1400的第一端1403后，处于第一端1403上的被第一绝缘体1401所包覆的极耳及连接区域等元件均是不可见的。
可通过设置第一绝缘体1401包覆本申请任一实施例所示的电池组件的第一端，以使得每一电芯在第一端的间隙得到填充，且极耳和极耳的连接区域也得到机械支撑和与外界的隔离，从而提高本申请实施例提供的电池组件的安全性能和使用寿命。此外，由于使用诸如环氧树脂、有机硅树脂，或聚氨酯等本领域常用的绝缘材料的第一高分子绝缘材料可以方便地使用本领域常用的灌封工艺实现对极耳和极耳的连接区域的保护。因而，本申请实施例提供的电池组件还具有制造工艺简单、制造成本低和生产效果高等诸多优点。
图20所示的电池组件1400还可包括：第二绝缘体1404，其包覆与第一端1403相对设置的第二端。
第二端是第一电芯1410的第二端、第二电芯1420的第二端、第三电芯1430的第二端、第四电芯1440的第二端和第五电芯1450的第二端共同所在的端面。尽管图20中未显示，本领域技术人员可以理解，第二端位于主体1406的第二侧，即图20中所示的沿X2方向上的主体1406的最外侧，所在的端面。
在图20所示的实施例中，第二绝缘体1404包覆第二端，且沿第一方向延伸超过第二端具有1mm的尺寸。在本申请的其它实施例中，第二绝缘体1404恰好包覆电池组件1400的第二端。在本申请的其他实施例中，第二绝缘体1404包覆电池组件1400的第二端，且沿第一方向延伸超过第二端至少1mm，以包覆电池组件1400的主体1406的另一部分(即，被第二绝缘体1404包覆的部分)。可设置第二绝缘体1404沿X1方向上延伸超过第二端具有安全长度，例如，1mm。该安全长度可根据具体的电芯尺寸而设置。可设置第二绝缘体1404沿X2方向上延伸超过第二端具有安全长度，例如，1mm。该安全长度可根据具体的电芯尺寸而设置。
第二绝缘体1404与第一绝缘体1401的材质相同，例如，环氧树脂、有机硅树脂，或聚氨酯等本领域常用的绝缘材料。可通过灌封工艺使第二绝缘体1404包覆第二端。在本申请的其它实施例中，第二绝缘体1404包含第二高分子绝缘材料，例如，硅胶。第二绝缘体1404可通过例如胶水构成的粘接层(图中未示出)连接至电池组件1400的第二端。使用粘接层将第二绝缘体1404连接至电池组件1400的第二端可避免采用灌胶工艺，有利于提高生产效率。然而，相较于使用灌胶工艺使第二绝缘体1404连接至电池组件1400的第二端，使用粘接层将第二绝缘体1404连接至电池组件1400的第二端则会具有稍差的密封性，这是因为细小的缝隙可能会填充不完全。
使用粘接层使第二绝缘体1404恰好包覆电池组件1400的第二端时，粘接层与电池组件1400的第二端之间的粘接力大于第一绝缘体1401与电池组件1400的第一端1403之间的粘接力。
使用粘接层使第二绝缘体1404包覆电池组件1400的第二端，且第二绝缘体1404沿第一方向延伸超过第二端时，粘接层与第二绝缘体1404共同延伸，以包覆电池组件1400的主体1406的另一部分，且粘接层与电池组件主体1400的主体1406的另一部分之间的粘接力大于第一绝缘体1401与电池组件1400的主体1406的被第一绝缘体1401所包覆的一部分之间的粘接力。
通过设置第二绝缘体1404包覆电池组件1400的第二端可进一步提升电池组件1400整体的耐机械性能。并且，由于第一绝缘体1401和第二绝缘体1404的材料单位质量小，因此，电池组件1400的整体重量较轻。
图21示出了根据本申请另一实施例的电池组件1500的结构示意图。如图21所示，图21所示的电池组件1500与图20所示的实施例的区别在于：电池组件1500进一步包括：极耳绝缘体1510，其具有第一部分1510a、从第一部分1510a延伸的第二部分1510b。
极耳绝缘体1510的第二部分1510b位于第一电芯1510、第二电芯1520、第三电芯1530、第四电芯1540和第五电芯1550在第一端1503的间隙，以使得极耳之间的间隙能够得到第二部分1510b的填充，且能够使每一极耳之间绝缘。极耳绝缘体1510的材质为聚丙烯。极耳绝缘体1510的单位质量比第一绝缘体1501的单位质量小，因此，使第一电芯1510、第二电芯1520、第三电芯1530、第四电芯1540和第五电芯1550的极耳之间的间隙被第二部分1510b填充，可以减少第一绝缘体1501的用量，且进一步减轻电池组件1500的整体重量。
在采用灌胶工艺将第一绝缘体1501设置在第一端1503之前，极耳绝缘体1510可先被设置在第一端1503，因而采用灌胶工艺将第一绝缘体1501设置在第一端1503之后，第一绝缘体1501中的一部分可渗透至极耳绝缘体1510中。
本申请的实施例通过设置第一绝缘体1501至少包覆电池组件1500的第一端1503、极耳绝缘体1510及由第一电芯1510、第二电芯1520、第三电芯1530、第四电芯1540和第五电芯1550各自的极耳所组成的串联极耳组件，可在提高电池组件1500的耐机械性能和耐环境性能的同时，实现电池组件更小的重量。
图22示出了根据图21所示的实施例的极耳绝缘体1510未被组装至电池组件1500前的示意图。
参见图21和图22，极耳绝缘体1510的第二部分1510b位于第一电芯1510、第二电芯1520、第三电芯1530、第四电芯1540和第五电芯1550在第一端1503的间隙，以使得极耳之间的间隙能够得到第二部分1510b的填充，从而使每一极耳之间绝缘。
本申请的实施例，通过设置单位质量比第一绝缘体1501的单位质量小的极耳绝缘体1510，不仅可使得第一电芯1510、第二电芯1520、第三电芯1530、第四电芯1540和第五电芯1550的极耳之间绝缘，还可以减少第一绝缘体1501的用量，从而减轻电池组件1500的重量。
图23示出了根据本申请又一实施例的极耳绝缘体1610未被组装至电池组件1600前的示意图。图24示出了根据图23所示的实施例的极耳绝缘体1610被组装至电池组件1600之后的示意图。
如图23和图24所示，极耳绝缘体1610是分体式结构，其包括第一极耳绝缘体部分1610A和第二极耳绝缘体部分1610B。第一极耳绝缘体部分1610A和第二极耳绝缘体部分1610B各自具有第一部分1610a、从第一部分1610a延伸的第二部分1610b，第一极耳绝缘体部分1610A的第二部分1610b与第二极耳绝缘体部分1610B的第二部分1610b相邻。在将第一极耳绝缘体部分1610A和第二极耳绝缘体部分1610B安装至电池组件1600后，电池组件1600的极耳之间的在第一端1603的间隙被极耳绝缘体1610的第二部分1610b填充，因此极耳之间能够绝缘。本申请实施例通过使用单位质量比第一绝缘体的单位质量小的极耳绝缘体，可以减少第一绝缘体的用量，从而减轻电池组件的重量。
本申请还提供一种电化学装置，其包括本申请任一实施例所述的电池组件。
本申请的技术内容及技术特点已揭示如上，然而熟悉本领域的技术人员仍可能基于本申请的教示及揭示而作种种不背离本申请精神的替换及修饰。因此，本申请的保护范围应不限于实施例所揭示的内容，而应包括各种不背离本申请的替换及修饰，并为本申请的权利要求书所涵盖。

Claims (10)

1.一种电池组件，其特征在于，包括：
第一端；
第一电芯；
第二电芯，与所述第一电芯相堆叠，所述第一电芯和所述第二电芯均包括第一极耳和第二极耳；
其中，所述第一电芯的第一极耳和第二极耳中的一者经配置与所述第二电芯的第一极耳和第二极耳中的一者电连接以形成第一串联极耳组件，或所述第一电芯的第一极耳和第二极耳经配置分别与所述第二电芯的第一极耳和第二极耳电连接以形成第一并联极耳组件；及
极耳绝缘体，具有第一部分及从所述第一部分延伸的第二部分，所述第二部分位于所述第一串联极耳组件或第一并联极耳组件在所述第一端的间隙。
2.根据权利要求1所述的电池组件，其特征在于，所述第一极耳和所述第二极耳中的每一者包括第一部分及与所述第一部分连接的经弯折的第二部分，所述第一电芯的第二部分电连接所述第二电芯的第二部分形成连接区域。
3.根据权利要求2所述的电池组件，其特征在于，所述连接区域的面积为所述第二部分的面积的30％-95％；或所述连接区域的边界距离所述第二部分的边界的距离小于1mm。
4.根据权利要求1所述的电池组件，其特征在于，所述第一电芯的第一极耳和第二极耳中的一者与所述第二电芯的第一极耳和第二极耳中的一者通过焊接实现电连接。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的电池组件，其特征在于，还包括第一连接件和第二连接件；所述电池组件进一步包括与所述第一串联极耳组件串联连接的一或多个第二串联极耳组件，所述第一串联极耳组件与所述第二串联极耳组件之间，或多个所述第二串联极耳组件之间通过其上各自的极耳电连接；或所述电池组件进一步包括与所述第一并联极耳组件串联连接的一或多个第二并联极耳组件，所述第一并联极耳组件与所述第二并联极耳组件之间，或多个所述第二并联极耳组件之间通过第一连接件电连接；相互堆叠的所述电芯中处于最外侧的两个电芯的第一极耳和第二极耳中的一者连接至第二连接件。
6.根据权利要求2或3所述的电池组件，其特征在于，所述电池组件进一步包括位于每一所述连接区域上的电压侦测构件。
7.根据权利要求1所述的电池组件，其特征在于，所述电池组件进一步包括包覆所述第一端的第一绝缘体，所述极耳绝缘体的单位质量比所述第一绝缘体的单位质量小。
8.根据权利要求1所述的电池组件，其特征在于，所述极耳绝缘体是一体式结构。
9.根据权利要求1所述的电池组件，其特征在于，所述极耳绝缘体是分体式结构，其包括第一极耳绝缘体部分和第二极耳绝缘体部分，所述第一极耳绝缘体部分和所述第二极耳绝缘体部分各自具有第一部分、从所述第一部分延伸的一或多个第二部分，所述第一极耳绝缘体部分的第二部分与所述第二极耳绝缘体部分的第二部分相邻。
10.一种电化学装置，其包括权利要求1-9中任一项所述的电池组件。
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