CN211670234U - 一种电芯缓冲垫及电池模组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种电芯缓冲垫，包括垫本体(1)及设置于所述垫本体(1)的连接孔(2)，所述垫本体(1)包括顶边(11)、两个侧边(12)及底边(13)，所述顶边(11)、两个所述侧边(12)及所述底边(13)围成所述连接孔(2)，所述顶边(11)的宽度大于所述底边(13)的宽度，用于匹配电芯的顶部的削薄区。本实用新型能够使电池大面受力均匀，解决电池大面受力不均导致电池顶端内部削薄区的电化学极化异常，产生的阳极削薄区析锂的问题，有利于提升模组的使用寿命和安全性能。
Description
技术领域
本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种电芯缓冲垫及电池模组。
背景技术
如今，各国都在大力发展绿色、高效二次电池。锂离子电池作为一种新型二次电池，具有能量密度和功率密度大、工作电压高、重量轻、体积小、循环寿命长、安全性好、绿色环保等优点，在便携式电器、电动工具、大型贮能、电动交通动力电源等方面具有广阔的应用前景。为了适应方壳电芯外形尺寸的不确定性，需要设计缓冲结构，确保模组外形尺寸为定值，以避免电芯在使用过程中存在的安全隐患，同时可以保证模组安装时的准确性。
发明人发现现有方案至少还存在以下缺陷：由于缓冲结构未能覆盖到锂电池削薄区，在使用过程中电池鼓胀受力不均，内部电化学极化增大，导致阳极削薄区析锂，使得模组使用寿命和安全性受到很大影响。
实用新型内容
本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种电芯缓冲垫，能够使电池大面受力均匀，解决电池大面受力不均导致电池顶端内部削薄区的电化学极化异常，产生的阳极削薄区析锂的问题，有利于提升模组的使用寿命和安全性能。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种电芯缓冲垫，包括垫本体及设置于所述垫本体的连接孔，所述垫本体包括顶边、两个侧边及底边，所述顶边、两个所述侧边及所述底边围成所述连接孔，所述顶边的宽度大于所述底边的宽度，用于匹配电芯的顶部的削薄区。
作为本实用新型所述的一种电芯缓冲垫的一种改进，至少一个所述垫本体的外拐角为直角或弧形角，至少一个所述垫本体的内拐角为直角或弧形角。
作为本实用新型所述的一种电芯缓冲垫的一种改进，所述弧形角的半径为0.1mm～100mm。
作为本实用新型所述的一种电芯缓冲垫的一种改进，所述底边的宽度小于或等于所述侧边的宽度。
作为本实用新型所述的一种电芯缓冲垫的一种改进，所述顶边的宽度为21mm～80mm，所述底边和所述侧边的宽度为1mm～20mm。
作为本实用新型所述的一种电芯缓冲垫的一种改进，所述顶边和所述底边的长度为10mm～1000mm，所述侧边的长度为10mm～1000mm。
作为本实用新型所述的一种电芯缓冲垫的一种改进，所述垫本体的厚度为为0.1mm～10mm。
作为本实用新型所述的一种电芯缓冲垫的一种改进，所述连接孔设置有填充物，所述填充物的厚度小于所述垫本体的厚度，所述填充物和所述垫本体之间的厚度差为0.1mm～3mm。
作为本实用新型所述的一种电芯缓冲垫的一种改进，所述垫本体的材质为PP、PET或PBT，所述填充物的材质为PP、PBT、PET或硅胶。
一种电池模组，包括多个电芯、两个端板、两个侧板、绝缘罩及如上述的电芯缓冲垫，两个所述端板、两个所述侧板及所述绝缘罩围成用于容置多个电芯的空间，所述电芯缓冲垫设置于相邻的所述电芯之间。
本实用新型的有益效果在于，本实用新型包括垫本体及设置于所述垫本体的连接孔，所述垫本体包括顶边、两个侧边及底边，所述顶边、两个所述侧边及所述底边围成所述连接孔，所述顶边的宽度大于所述底边的宽度，用于匹配电芯的顶部的削薄区。由于电池在使用过程中，模组中电芯内部在充放电循环中，内部极片脱嵌锂不均使得电芯大面发生不同程度的鼓胀，甚至出现鼓包，使得模组中电芯的大面受力不均，这使得模组中电芯的边缘，尤其是电芯顶端出现受力较小的情况，对应的极片削薄区域嵌锂路径增加，使得电化学极化增大，并导致负极界面出现析锂异常，使得电池模组使用寿命和安全性受到很大影响，因此，对垫本体的顶边进行加宽，即完全覆盖住模组中电芯内部极片的削薄区，在模组充放电过程中，能够缓解模组中电芯大面受力不均的情况，减弱削薄区的电化学极化，缓解阳极片削薄区析锂的异常，提升电池模组的安全性能和使用寿命，相对于上下对称的缓冲结构，垫本体的顶边的宽度大于底边的宽度，满足对垫本体的顶边进行加宽，起到对电芯内部极片的削薄区缓冲作用，顶边的宽度大于底边的宽度，根据实际电芯的结构，顶边的宽度还可以大于侧边，其中，电芯为方形电芯、软包电芯或叠片电芯，可以在电池模组中放置不同电芯，再根据电芯结构质检的差异，调整顶边、两个侧边及底边的宽度，在保证缓冲垫的缓冲作用不影响下，满足对垫本体的顶边进行加宽，从而，延长电芯的使用寿命。本实用新型能够使电池大面受力均匀，解决电池大面受力不均导致电池顶端内部削薄区的电化学极化异常，产生的阳极削薄区析锂的问题，有利于提升模组的使用寿命和安全性能。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2为本实用新型的连接孔填充示意图。
图3为本实用新型的电池模组的结构示意图。
其中：1-垫本体；2-连接孔；3-填充物；11-顶边；12-侧边；13-底边；4-端板；5-侧板；6-绝缘罩。
具体实施方式
如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
在实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。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实用新型中的具体含义。
以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。
实施例1
如图1～3所示，一种电芯缓冲垫，包括垫本体1及设置于垫本体1的连接孔2，垫本体1包括顶边11、两个侧边12及底边13，顶边11、两个侧边12及底边13围成连接孔2，顶边11的宽度大于底边13的宽度，用于匹配电芯的顶部的削薄区。由于电池在使用过程中，模组中电芯内部在充放电循环中，内部极片脱嵌锂不均使得电芯大面发生不同程度的鼓胀，甚至出现鼓包，使得模组中电芯的大面受力不均，这使得模组中电芯的边缘，尤其是电芯顶端出现受力较小的情况，对应的极片削薄区域嵌锂路径增加，使得电化学极化增大，并导致负极界面出现析锂异常，使得电池模组使用寿命和安全性受到很大影响，因此，对垫本体1的顶边进行加宽，即完全覆盖住模组中电芯内部极片的削薄区，在模组充放电过程中，能够缓解模组中电芯大面受力不均的情况，减弱削薄区的电化学极化，缓解阳极片削薄区析锂的异常，提升电池模组的安全性能和使用寿命，相对于上下对称的缓冲结构，垫本体1的顶边11的宽度大于底边13的宽度，满足对垫本体1的顶边11进行加宽，起到对电芯内部极片的削薄区缓冲作用，于本实施例中，顶边11的宽度大于底边13的宽度，但本实用新型不以此为限，根据实际电芯的结构，顶边11的宽度还可以大于侧边12，其中，电芯为方形电芯、软包电芯或叠片电芯，可以在电池模组中放置不同电芯，再根据电芯结构质检的差异，调整顶边11、两个侧边12及底边13的宽度，在保证缓冲垫的缓冲作用不影响下，满足对垫本体1的顶边11进行加宽，从而，延长电芯的使用寿命。
优选的，至少一个垫本体1的外拐角为直角或弧形角。根据不同的电池模组结构，可以将垫本体1的外拐角设计为直角或弧形角，有利于贴合电池模组结构，减少电芯间的空隙，确保电芯受力均匀；垫本体1有四个外拐角，可根据电芯结构，将其中两个外拐角设计成弧形角，另外两个外拐角设计成直角。
优选的，弧形角的半径为0.1mm。限定弧形角的半径为最小值，防止弧形角的半径过小，无法匹配电池模组结构，容易导致电芯受力不均匀。
优选的，底边13的宽度小于或等于侧边12的宽度。根据实际电芯的结构，可以将底边13的宽度设计成小于或等于侧边12的宽度，但本实用新型不以此为限，底边13的宽度还可以大于侧边12的宽度。
优选的，顶边11的宽度为21mm，底边13和侧边12的宽度为1mm。限定顶边11的宽度为最小值，防止顶边11的宽度过小，无法完全覆盖住模组中电芯内部极片的削薄区；限定底边13和侧边12的宽度为最小值，防止底边13和侧边12的宽度过小，使得垫本体1整体的机械强度下降，导致电芯间发生位移，不利于提高电池模组的稳定性。
优选的，顶边11和底边13的长度为10mm～1000mm，侧边12的长度为10mm～1000mm。限定顶边11、底边13及侧边12的长度，防止顶边11、底边13及侧边12过长，导致垫本体1的生产成本上升。
优选的，垫本体1的厚度为0.1mm。限定垫本体1的厚度为最小值，防止垫本体1的厚度过小，导致垫本体1生产工艺的难度上升，同时，使得垫本体1的机械强度下降，不利于延长垫本体1的使用寿命。
优选的，连接孔2设置有填充物3，填充物3的厚度小于垫本体1的厚度，填充物3和垫本体1之间的厚度差为0.1mm。填充物3具有一定形变量，可以有效避免由于电芯膨胀变形与电芯模块外壳不匹配的情况，防止电池模块外壳爆裂，降低安全隐患，同时，保证了公差范围内的电芯可以紧固内置于电池模块的外壳内；限定填充物3和垫本体1之间的厚度差，便于在填充物3和垫本体1之间形成与电芯配合的缓冲槽，保证了公差范围内的电芯可以紧固内置于电池模块的外壳内。
优选的，垫本体1的材质为PP、PET或PBT，填充物3的材质为PP、PBT、PET或硅胶。根据实际市场和成本的需求，采用PP、PET或PBT制作垫本体1，采用PP、PBT、PET或硅胶制作填充物3。
本实用新型的工作原理是：
由于电池在使用过程中，模组中电芯内部在充放电循环中，内部极片脱嵌锂不均使得电芯大面发生不同程度的鼓胀，甚至出现鼓包，使得模组中电芯的大面受力不均，这使得模组中电芯的边缘，尤其是电芯顶端出现受力较小的情况，对应的极片削薄区域嵌锂路径增加，使得电化学极化增大，并导致负极界面出现析锂异常，使得电池模组使用寿命和安全性受到很大影响，因此，对垫本体1的顶边11进行加宽，即完全覆盖住模组中电芯内部极片的削薄区，在模组充放电过程中，能够缓解模组中电芯大面受力不均的情况，减弱削薄区的电化学极化，缓解阳极片削薄区析锂的异常，提升电池模组的安全性能和使用寿命，相对于上下对称的缓冲结构，垫本体1的顶边11的宽度大于底边13的宽度，满足对垫本体1的顶边11进行加宽，起到对电芯内部极片的削薄区缓冲作用，顶边11的宽度大于底边13的宽度，根据实际电芯的结构，顶边11的宽度还可以大于侧边12，其中，电芯为方形电芯、软包电芯或叠片电芯，可以在电池模组中放置不同电芯，再根据电芯结构质检的差异，调整顶边11、两个侧边12及底边13的宽度，在保证缓冲垫的缓冲作用不影响下，满足对垫本体1的顶边11进行加宽，从而，延长电芯的使用寿命。
实施例2
与实施例1不同的是：本实施例的至少一个垫本体1的内拐角为直角或弧形角，弧形角的半径为100mm，顶边11的宽度为80mm，底边13和侧边12的宽度为20mm，顶边11和底边13的长度为10～200mm，垫本体1的厚度为10mm，填充物3和垫本体1之间的厚度差为3mm。垫本体1有四个内拐角，可根据电芯结构，将其中一个内拐角设计成直角，另外三个内拐角设计成弧形角，限定弧形角的半径为最大值，防止弧形角过大，无法贴合电池模组结构，导致电芯容易受力不均匀；限定顶边11、底边13和侧边12的宽度为最大值，防止顶边11的宽度过大，导致垫本体1的生产成本上升；进一步限定顶边11和底边13的长度，防止边11和底边13的长度过长，导致垫本体1的生产成本上升，避免浪费材料；限定垫本体1的厚度为最大值，防止垫本体1过厚，不利于提高电池模组内的空间利用率，导致电芯的能量密度下降；填充物3和垫本体1之间的厚度差为最大值，防止填充物3和垫本体1之间的厚度差过大，导致填充物3无法紧固在连接孔2内，影响缓冲垫的正常使用。
其他结构与实施例1相同，这里不再赘述。
实施例3
与实施例1不同的是：本实施例的外拐角的弧形角的半径为10mm，内拐角的弧形角的半径为4mm，顶边11的宽度为30mm，底边13和侧边12的宽度为10mm，顶边11的长度为90～200mm，垫本体1的厚度为0.5mm，填充物3和垫本体1之间的厚度差为0.5mm。限定外拐角的弧形角的半径为10mm，内拐角的弧形角的半径为4mm，满足外拐角和内拐角之间的配合，避免产生异形缓冲垫；进一步限定顶边11、底边13和侧边12的宽度，满足市面电芯的需求，同时对电芯起到缓冲的作用，有利于大规模生产；进一步限定垫本体1的厚度为中间值，保证缓冲垫的机械强度，满足降低缓冲垫的成本；进一步限定填充物3和垫本体1之间的厚度差，满足防止电池模块外壳爆裂，降低安全隐患，同时，保证了公差范围内的电芯可以紧固内置于电池模块的外壳内。
其他结构与实施例1相同，这里不再赘述。
实施例4
与实施例1不同的是：本实施例的外拐角的弧形角的半径为10mm，内拐角的弧形角的半径为4mm，连接孔2为贯穿孔，不含有填充物3，顶边11的宽度为30mm，底边13和侧边12的宽度为10mm，顶边11的长度和底边13的长度为145mm，侧边12的长度为92mm，垫本体1的厚度为0.5mm。
其他结构与实施例1相同，这里不再赘述。
实施例5
一种电池模组，包括多个电芯、两个端板4、两个侧板5、绝缘罩6及如实施例1所述的电芯缓冲垫，两个端板4、两个侧板5及绝缘罩6围成用于容置多个电芯的空间，电芯缓冲垫设置于相邻的电芯之间。电池模组中，电芯的数量为2～20个，模组中电芯为100Ah铝壳方形电芯，缓冲垫在模组充放电过程中，能够缓解模组中电芯大面受力不均的情况，减弱削薄区的电化学极化，缓解阳极片削薄区析锂的异常，提升电池模组的安全性能和使用寿命。
实施例6
一种电池模组，包括多个电芯、两个端板4、两个侧板5、绝缘罩6及如实施例2所述的电芯缓冲垫，两个端板4、两个侧板5及绝缘罩6围成用于容置多个电芯的空间，电芯缓冲垫设置于相邻的电芯之间。电池模组中，电芯的数量为2～20个，模组中电芯为200Ah软包电芯，缓冲垫在模组充放电过程中，能够缓解模组中电芯大面受力不均的情况，减弱削薄区的电化学极化，缓解阳极片削薄区析锂的异常，提升电池模组的安全性能和使用寿命。
实施例7
一种电池模组，包括多个电芯、两个端板4、两个侧板5、绝缘罩6及如实施例3所述的电芯缓冲垫，两个端板4、两个侧板5及绝缘罩6围成用于容置多个电芯的空间，电芯缓冲垫设置于相邻的电芯之间。电池模组中，电芯的数量为2～20个，模组中电芯为300Ah叠片电芯，缓冲垫在模组充放电过程中，能够缓解模组中电芯大面受力不均的情况，减弱削薄区的电化学极化，缓解阳极片削薄区析锂的异常，提升电池模组的安全性能和使用寿命。
实施例8
一种电池模组，包括多个电芯、两个端板4、两个侧板5、绝缘罩6及如实施例4所述的电芯缓冲垫，两个端板4、两个侧板5及绝缘罩6围成用于容置多个电芯的空间，电芯缓冲垫设置于相邻的电芯之间。电池模组中，电芯的数量为2～20个，模组中电芯为400Ah叠片电芯，缓冲垫在模组充放电过程中，能够缓解模组中电芯大面受力不均的情况，减弱削薄区的电化学极化，缓解阳极片削薄区析锂的异常，提升电池模组的安全性能和使用寿命。
根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。
Claims (10)
1.一种电芯缓冲垫，其特征在于：包括垫本体(1)及设置于所述垫本体(1)的连接孔(2)，所述垫本体(1)包括顶边(11)、两个侧边(12)及底边(13)，所述顶边(11)、两个所述侧边(12)及所述底边(13)围成所述连接孔(2)，所述顶边(11)的宽度大于所述底边(13)的宽度，用于匹配电芯的顶部的削薄区。
2.如权利要求1所述的一种电芯缓冲垫，其特征在于：至少一个所述垫本体(1)的外拐角为直角或弧形角，至少一个所述垫本体(1)的内拐角为直角或弧形角。
3.如权利要求2所述的一种电芯缓冲垫，其特征在于：所述弧形角的半径为0.1mm～100mm。
4.如权利要求1所述的一种电芯缓冲垫，其特征在于：所述底边(13)的宽度小于或等于所述侧边(12)的宽度。
5.如权利要求1所述的一种电芯缓冲垫，其特征在于：所述顶边(11)的宽度为21mm～80mm，所述底边(13)和所述侧边(12)的宽度为1mm～20mm。
6.如权利要求1所述的一种电芯缓冲垫，其特征在于：所述顶边(11)和所述底边(13)的长度为10mm～1000mm，所述侧边(12)的长度为10mm～1000mm。
7.如权利要求1所述的一种电芯缓冲垫，其特征在于：所述垫本体(1)的厚度为0.1mm～10mm。
8.如权利要求1所述的一种电芯缓冲垫，其特征在于：所述连接孔(2)设置有填充物(3)，所述填充物(3)的厚度小于所述垫本体(1)的厚度，所述填充物(3)和所述垫本体(1)之间的厚度差为0.1mm～3mm。
9.如权利要求8所述的一种电芯缓冲垫，其特征在于：所述垫本体(1)的材质为PP、PET或PBT，所述填充物(3)的材质为PP、PBT、PET或硅胶。
10.一种电池模组，其特征在于：包括多个电芯、两个端板(4)、两个侧板(5)、绝缘罩(6)及如权利要求1-9任意一项所述的电芯缓冲垫，两个所述端板(4)、两个所述侧板(5)及所述绝缘罩(6)围成用于容置多个电芯的空间，所述电芯缓冲垫设置于相邻的所述电芯之间。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| WO2023226199A1 (zh) * | 2022-05-25 | 2023-11-30 | 宁德时代新能源科技股份有限公司 | 电池及用电装置 |
| WO2024198824A1 (zh) * | 2023-03-27 | 2024-10-03 | 比亚迪股份有限公司 | 电池模组和车辆 |
-
2020
- 2020-03-13 CN CN202020310921.9U patent/CN211670234U/zh active Active
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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