CN211743285U - 单体电芯、电池模组、电池包及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及车辆技术领域，提供一种单体电芯、电池模组、电池包及车辆。本实用新型所述的单体电芯包括电芯本体，所述电芯本体包括正极极耳、负极极耳、正极集流体和负极集流体，正极集流体的一端连接于正极极耳，正极集流体的另一端与另一个单体电芯的负极集流体相连接，负极集流体的一端连接于负极极耳，负极集流体的另一端与另一个单体电芯的正极集流体相连接。本实用新型的单体电芯通过将正极集流体和负极集流体相互连接，从而能够利用集流体替代传统电芯的正负极柱和汇流排直接将电芯的正负极相连，以通过降低内阻避免不必要的能量损失，同时由于集流体具有一定的柔性，可以避免因电芯膨胀导致的电芯极柱损坏，延长电池模组的使用寿命。

Description

单体电芯、电池模组、电池包及车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，特别涉及一种单体电芯、电池模组、电池包及车辆。

背景技术

目前，电池行业基本采用汇流排(铝排)来实现电池模组中电芯的串并联连接，而汇流排在使用过程中往往会受到电芯膨胀的影响，对电芯上盖板正负极极柱产生较大的拉力，损坏电芯；同时汇流排在电芯膨胀时会发生变形或者断裂，一定程度上影响了整个电池模组的使用寿命，导致电池模组寿命降低；另外，由于汇流排存在一定的内阻，当电芯之间通过汇流排连接时，还会造成不必要的能量损失，导致电芯能量的使用率降低。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型旨在提出一种降低内阻、提高能量的使用率且能够延长使用寿命的单体电芯、电池模组、电池包及车辆。

为达到上述目的，本实用新型一方面提供一种单体电芯，包括电芯本体，所述电芯本体包括正极极耳、负极极耳、正极集流体和负极集流体，所述正极集流体的一端连接于所述正极极耳，所述正极集流体的另一端与另一个单体电芯的所述负极集流体相连接，所述负极集流体的一端连接于所述负极极耳，所述负极集流体的另一端与另一个单体电芯的所述正极集流体相连接。

可选地，所述正极集流体和所述负极集流体分别设置为沿所述电芯本体向外延伸，同一个所述单体电芯的所述正极集流体和所述负极集流体的延伸方向设置为彼此相反。

可选地，所述单体电芯包括壳体和设置在所述壳体顶部的盖板，所述电芯本体设置在所述壳体内，所述正极集流体和所述负极集流体设置为能够穿过所述盖板向外延伸。

可选地，所述正极集流体和所述负极集流体分别与所述盖板注塑为一体。

可选地，所述正极集流体和所述负极集流体分别包括注塑在所述盖板内部的正极转接部和负极转接部，所述正极转接部与所述正极极耳相连，所述负极转接部与所述负极极耳相连。

本实用新型第二方面提供一种电池模组，包括多个并排设置的单体电芯，所述单体电芯为上述任意方案所述的单体电芯，相邻所述单体电芯的所述正极集流体和所述负极集流体焊接在一起。

可选地，所述正极集流体和所述负极集流体设置为沿所述单体电芯排列方向延伸。

可选地，所述正极集流体和所述负极集流体之间形成焊接部，所述焊接部设置为沿所述单体电芯的顶面向上拱起。

本实用新型第三方面提供一种电池包，包括上述方案所述的电池模组。

本实用新型第四方面提供一种车辆，包括上述方案所述的电池包。

相对于现有技术，本实用新型所述的单体电芯具有以下优势：

本实用新型的单体电芯通过将正极集流体和负极集流体之间相互连接，从而能够利用集流体替代传统电芯的正负极柱和汇流排直接将电芯的正负极相连，以降低内阻，避免不必要的能量损失，提高电芯能量的使用率，同时由于集流体具有一定的柔性，能够随电芯膨胀发生适应性形变，可以避免因电芯膨胀导致的电芯极柱损坏，从一定程度上延长了电池模组的使用寿命。

本实用新型的其它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

构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：

图1为本实用新型一种实施方式所述的单体电芯的结构示意图；

图2为本实用新型的两个单体电芯连接状态下的结构示意图。

附图标记说明：

1—电芯本体、2—正极集流体、3—负极集流体、4—壳体、5—盖板、6—焊接部。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本实用新型。

结合图1和图2，根据本实用新型的一个方面，提供一种单体电芯，包括电芯本体1，所述电芯本体1包括正极极耳、负极极耳、正极集流体2和负极集流体3，所述正极集流体2的一端连接于所述正极极耳，所述正极集流体2的另一端与另一个单体电芯的所述负极集流体3相连接，所述负极集流体3的一端连接于所述负极极耳，所述负极集流体3的另一端与另一个单体电芯的所述正极集流体2相连接。

本实用新型的单体电芯中，电芯本体1的正极极耳和负极极耳分别连接有正极集流体2和负极集流体3，通过将该电芯本体1的正极集流体2与另一个单体电芯的负极集流体3相连，并将该电芯本体1的负极集流体3与另一个单体电芯的正极集流体2相连，从而能够利用集流体替代传统电芯的正负极柱和汇流排直接将电芯的正负极相连，省去了极柱和汇流排的设计，以达到降低内阻的目的，避免不必要的能量损失，提高电芯能量的使用率，同时由于集流体相对于极柱和汇流排来说，具有一定的柔性，当电芯发生膨胀时，集流体能够随膨胀发生适应性形变，进而可以避免因电芯膨胀导致的电芯极柱损坏，从一定程度上延长了电池模组的使用寿命。

另外，由于传统电芯的正负极柱分别需要与汇流排焊接，而本实用新型的单体电芯连接过程中只需将正极集流体2和负极集流体3焊接在一起即可，进而优化焊接次数，有效降低焊接成本。

需要说明的是，为了实现正极集流体2和负极集流体3之间的焊接，所述正极集流体2和所述负极集流体3分别设置为沿所述电芯本体1向外延伸。进一步地，同一个所述单体电芯的所述正极集流体2和所述负极集流体3的延伸方向设置为彼此相反，以实现该单体电芯与两侧相邻单体电芯之间的连接。

一般来说，所述单体电芯包括壳体4和设置在所述壳体4顶部的盖板5，所述电芯本体1设置在所述壳体4内，所述正极集流体2和所述负极集流体3设置为能够穿过所述盖板5向外延伸，由此既能够实现正极集流体2和负极集流体3与正极极耳和负极极耳之间的连接，同时又能够便于正极集流体2和负极集流体3与其他单体电芯负极集流体3和正极集流体2之间的连接。并且，由于集流体的柔性较好，当电芯发生膨胀时，正极集流体2和负极集流体3会发生一定弯曲形变来吸收电芯膨胀带来的尺寸公差，克服传统电芯中极柱和汇流排对盖板5产生较大拉力的问题，避免对盖板5造成损坏，从而有效延长电池模组的使用寿命。

作为其中一种优选的实施方式，正极集流体2、负极集流体3与盖板5为一体化设计，具体而言，所述正极集流体2和所述负极集流体3分别与所述盖板5注塑为一体，以简化单体电芯结构设计。其中，壳体4内为电芯正负极片，正极极耳和负极极耳分别与正极集流体2和负极集流体3相连，正极集流体2和负极集流体3的一部分注塑在盖板5内部，另一部分则通过外延用于与其他电芯的集流体相连。

在本实施方式中，所述正极集流体2和所述负极集流体3分别包括注塑在所述盖板5内部的正极转接部和负极转接部，正极转接部的一端与所述正极极耳相连，正极转接部的另一端与外延的正极集流体2相连，同样地，负极转接部的一端与所述负极极耳相连，负极转接部的另一端与与外延的负极集流体3相连。需要说明的是，正极转接部和负极转接部均分别由两种材料组成，以便于与极耳连接的同时保证暴露在电芯外部的集流体的材质的一致性，而由于由两种材料组成的转接部注塑在盖板5内部，进而能够尽可能避免铜铝之间的电化学腐蚀。

本实用新型第二方面提供一种电池模组，包括多个并排设置的单体电芯，所述单体电芯为上述任意方案所述的单体电芯，相邻所述单体电芯的所述正极集流体2和所述负极集流体3焊接在一起。

本实用新型的电池模组通过采用上述方案中的单体电芯，且多个单体电芯之间通过正极集流体2和负极集流体3相连，从而能够利用集流体替代传统电芯的正负极柱和汇流排直接将电芯的正负极相连，以降低内阻，避免不必要的能量损失，同时由于集流体具有一定的柔性，当电芯膨胀时，集流体能够随膨胀发生适应性形变，可以避免因电芯膨胀导致的电芯极柱损坏，从一定程度上延长了电池模组的使用寿命。

具体而言，所述电池模组中多个单体电芯依次排列，任一所述单体电芯的所述正极集流体2与其一侧相邻的所述单体电芯的所述负极集流体3相连，而上述任一单体电芯的所述负极集流体3与其另一侧相邻的所述单体电芯的所述正极集流体2相连。由此，为适应上述连接，所述正极集流体2和所述负极集流体3设置为沿所述单体电芯排列方向延伸，且正极集流体2和负极集流体3暴露于电芯本体1外部的外延部分延伸方向彼此相反，从而便于与相邻电芯的集流体之间的连接。

可以理解地，所述正极集流体2和所述负极集流体3之间形成有焊接部6，为利于电芯膨胀过程中集流体发生弯曲形变，所述焊接部6设置为沿所述单体电芯的顶面向上拱起，从而为集流体形变预留充足的空间，便于通过集流体的弯曲来吸收电芯膨胀带来的尺寸公差，避免对盖板5产生较大的拉力、对盖板5造成损坏，从而有效延长电池模组的使用寿命。

本实用新型第三方面提供一种电池包，包括上述方案所述的电池模组。该电池包通过采用上述电池模组，因此具有上述电池模组的全部优点，能够有效延长电池包的使用寿命。

本实用新型第四方面提供一种车辆，包括上述方案所述的电池包。该车辆通过设置上述电池包，因此具有上述电池包的全部优点，通过延长电池包的使用寿命，进而有效减少车辆的维修制造成本。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种单体电芯，其特征在于，包括电芯本体(1)，所述电芯本体(1)包括正极极耳、负极极耳、正极集流体(2)和负极集流体(3)，所述正极集流体(2)的一端连接于所述正极极耳，所述正极集流体(2)的另一端与另一个单体电芯的所述负极集流体(3)相连接，所述负极集流体(3)的一端连接于所述负极极耳，所述负极集流体(3)的另一端与另一个单体电芯的所述正极集流体(2)相连接。

2.根据权利要求1所述的单体电芯，其特征在于，所述正极集流体(2)和所述负极集流体(3)分别设置为沿所述电芯本体(1)向外延伸，同一个所述单体电芯的所述正极集流体(2)和所述负极集流体(3)的延伸方向设置为彼此相反。

3.根据权利要求2所述的单体电芯，其特征在于，所述单体电芯包括壳体(4)和设置在所述壳体(4)顶部的盖板(5)，所述电芯本体(1)设置在所述壳体(4)内，所述正极集流体(2)和所述负极集流体(3)设置为能够穿过所述盖板(5)向外延伸。

4.根据权利要求3所述的单体电芯，其特征在于，所述正极集流体(2)和所述负极集流体(3)分别与所述盖板(5)注塑为一体。

5.根据权利要求3或4所述的单体电芯，其特征在于，所述正极集流体(2)和所述负极集流体(3)分别包括注塑在所述盖板(5)内部的正极转接部和负极转接部，所述正极转接部与所述正极极耳相连，所述负极转接部与所述负极极耳相连。

6.一种电池模组，其特征在于，包括多个并排设置的单体电芯，所述单体电芯为权利要求1-5中任意一项所述的单体电芯，相邻所述单体电芯的所述正极集流体(2)和所述负极集流体(3)焊接在一起。

7.根据权利要求6所述的电池模组，其特征在于，所述正极集流体(2)和所述负极集流体(3)设置为沿所述单体电芯排列方向延伸。

8.根据权利要求6所述的电池模组，其特征在于，所述正极集流体(2)和所述负极集流体(3)之间形成焊接部(6)，所述焊接部(6)设置为沿所述单体电芯的顶面向上拱起。

9.一种电池包，其特征在于，包括权利要求6-8中任意一项所述的电池模组。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求9所述的电池包。

Images