CN212011154U - 软包电芯及电池包和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了软包电芯及电池包和车辆。其中软包电芯包括铝塑膜壳体和极组串联体，铝塑膜壳体具有容纳空间；极组串联体位于容纳空间内，极组串联体包括多个串联连接的极芯组，每个极芯组分别独立地包括正极耳、负极耳和至少一个极芯，极芯组的正极耳/负极耳与与其串联连接的另一个极芯组的负极耳/正极耳固定连接，且每个固定连接处分别独立地设有结构胶，结构胶与铝塑膜壳体粘合并将容纳空间分隔为多个相对独立的容纳腔，每个容纳腔容纳一个极芯组。该软包电芯利用结构胶使极芯组容纳空间分隔为多个独立的容纳腔，不仅无需设置其他间隔部件，还能避免出现多个极芯组共用电解液时电解液因电位差过高而发生分解进而导致电池失效的问题。

Description

软包电芯及电池包和车辆

技术领域

本实用新型属于电池领域，具体而言，涉及软包电芯及电池包和车辆。

背景技术

随着新能源汽车的不断普及，用户对新能源汽车续时里程要求不断提高，目前新能源汽车动力电池包无论在长度还是宽度方向都超过1米。而目前市面上，电芯的长度一般在0.3米左右，在动力电池包中需要设置至少3个甚至更多电池模块。而设置多个电池模块，对每个电池模块均需要添加固定结构，组装复杂，同时相邻两个电池模块之间需要通过外设的动力连接件进行动力连接，从而导致电池模块安装结构较多，不仅成本提高，而且导致电池包整体重量上升；同时，由于短电芯组装附件多，安装结构占用了较多的内部空间，造成动力电池模块和电池包整体容量降低，并且电池包内电池模块设置越多，空间浪费就越多。

基于上述问题，发明人设想可以通过极芯组串联的方式来提高软包电芯的长度，进而提高电池模块及电池包的空间利用率及电池容量。然而，发明人发现，串联后电芯内部的的电位差较高，若多个极芯组共用电解液可能会导致电解液因电位差过高而发生分解，进而导致电池失效。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出软包电芯及电池包和车辆。该软包电芯通过利用结构胶使极芯组容纳空间分隔为多个独立的容纳腔，不仅分隔结构更为简单，无需设置其他间隔部件，还可以避免出现多个极芯组共用电解液时电解液因电位差过高而发生分解进而导致电池失效的问题。

根据本实用新型的第一个方面，本实用新型提出了一种软包电芯。根据本实用新型的实施例，该软包电芯包括：

铝塑膜壳体，所述铝塑膜壳体具有容纳空间；

极组串联体，所述极组串联体位于所述容纳空间内，所述极组串联体包括多个串联连接的极芯组，每个所述极芯组分别独立地包括正极耳、负极耳和至少一个极芯，所述极芯组的正极耳/负极耳与与其串联连接的另一个所述极芯组的负极耳/正极耳固定连接，且每个所述固定连接处分别独立地设有结构胶，所述结构胶与所述铝塑膜壳体粘合并将所述容纳空间分隔为多个相对独立的容纳腔，每个所述容纳腔容纳一个所述极芯组。

根据本实用新型上述实施例的软包电芯，通过将多个极芯组串联形成极组串联体可以显著提高软包电芯的长度；此外，通过利用结构胶使极芯组的容纳空间分隔为多个独立的容纳腔，不仅分隔结构更为简单，无需设置其他间隔部件，还可以避免出现多个极芯组共用电解液时电解液因电位差过高而发生分解进而导致电池失效的问题。由此该软包电芯不仅结构更为简单且可靠性高，而且利用该软包电芯组装电池包时还能显著降低单位体积所需的电池模块数量、模块成组附件及模块安装结构，从而能够显著提高电池包的空间利用率及电池容量，同时降低电池包的整体重量及成本。

另外，根据本实用新型上述实施例的软包电芯还可以具有如下附加的技术特征：

任选地，所述固定连接为焊接或铆接，且所述焊接区或铆接区位于相邻两个所述极芯组之间的正负极耳重叠区域内。

任选地，所述焊接区或铆接区在所述软包电芯宽度方向上的距离大于所述焊接区或铆接区在所述软包电芯长度方向上的距离。

任选地，在所述软包电芯的宽度方向上，所述焊接区或铆接区的距离与所述重叠区域的距离比为(0.8～0.9)：1；在所述软包电芯的长度方向上，所述焊接区或铆接区的距离与所述重叠区域的距离比为(0.5～0.8)：1。

任选地，所述焊接区或铆接区的面积与所述重叠区域面积比不低于30％。

任选地，所述结构胶环绕所述固定连接的正极耳和负极耳布置，且在所述软包电芯的宽度方向上所述结构胶延伸至所述正极耳和负极耳边缘外。

任选地，在所述软包电芯的长度方向上，所述结构胶的至少一部分与所述焊接区或铆接区重合。

任选地，所述结构胶完全覆盖所述固定连接的正负极耳重叠区域。

根据本实用新型的第二个方面，本实用新型提出了一种电池包。根据本实用新型的实施例，该电池包包括上述软包电芯。该电池包不仅可靠性更高，而且单位体积内所需的电池模块数量、电池模块成组附件及电池模块安装结构相对较少，电池包空间利用率高，具有整体重量小、成本低以及电池容量大的优点，将其作为动力电池应用于新能源汽车中能大大提高续行里程。

根据本实用新型的第三个方面，本实用新型提出了一种车辆。根据本实用新型的实施例，该车辆包括上述电池包或上述软包电芯。与现有车辆相比，该车辆的驱动性能更稳定，且续航里程更长。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型一个实施例的软包电芯的结构示意图。

图2是根据本实用新型一个实施例的极组串联体的结构示意图。

图3是根据本实用新型一个实施例的铝塑膜壳体的结构示意图。

图4是根据本实用新型一个实施例的固定连接后的正负极耳的结构示意图。

图5是根据本实用新型一个实施例的固定连接前的正负极耳的结构示意图。

图6是根据本实用新型再一个实施例的固定连接前的正负极耳的结构示意图。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，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，或成一体；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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。在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

根据本实用新型的第一个方面，本实用新型提出了一种软包电芯。根据本实用新型的实施例，如图1～3所示，该软包电芯包括：极组串联体100和铝塑膜壳体200。其中，铝塑膜壳体200具有容纳空间210；极组串联体100位于容纳空间210内，极组串联体100包括多个串联连接的极芯组110，每个极芯组110分别独立地包括正极耳111、负极耳112和至少一个极芯(未示出)，极芯组110的正极耳111/负极耳112与与其串联连接的另一个极芯组110的负极耳112/正极耳111固定连接，且每个固定连接处114分别独立地设有结构胶115，结构胶115与铝塑膜壳体200粘合并将容纳空间210分隔为多个相对独立的容纳腔211，每个容纳腔211容纳一个极芯组110。其中，位于极组串联体100两端的两个极芯组的正极耳111/负极耳112和负极耳112/正极耳111穿出铝塑膜壳体200作为软包电芯的正负极耳。该软包电芯通过利用结构胶使极芯组容纳空间分隔为多个独立的容纳腔，不仅分隔结构更为简单，无需设置其他间隔部件，还可以避免出现多个极芯组共用电解液时电解液因电位差过高而发生分解进而导致电池失效的问题。

下面参考图1～6对本实用新型上述实施例的软包电芯进行详细描述。

根据本实用新型的一个具体实施例，串联极芯组之间的固定连接结构可以为焊接或铆接，其中焊接又可以为激光焊接或超声波焊接等，如图4所示，焊接区或铆接区116可以位于相邻两个极芯组110之间的正负极耳重叠区域117内，由此可以进一步提高串联极芯组之间的稳定性。

根据本实用新型的再一个具体实施例，如图4所示，正负极耳重叠区域117在软包电芯宽度方向上的距离可以大于正负极耳重叠区域117在软包电芯长度方向上的距离。进一步地，焊接区或铆接区116在软包电芯宽度方向上的距离可以大于焊接区或铆接区116在软包电芯长度方向上的距离，由此可以进一步提高串联极芯组之间的串联固定效果以及软包电芯的整体强度，从而更有利于电池包的组装及电池包性能的提升。

根据本实用新型的又一个具体实施例，在软包电芯的宽度方向上，焊接区或铆接区116的距离与重叠区域117的距离比可以为(0.8～0.9)：1；在软包电芯的长度方向上，焊接区或铆接区116的距离与重叠区域117的距离比可以为(0.5～0.8)：1，发明人发现，通过控制上述焊接区或铆接区为上述尺寸比，可以进一步确保极芯组之间的串联效果及连接强度，从而能够进一步提高软包电芯的整体强度及可靠性，从而更有利于电池包的组装及电池包性能的提升。

根据本实用新型的又一个具体实施例，焊接区或铆接区116的面积与重叠区域117的面积比可以不低于30％，优选不低于40％，由此可以进一步确保相连极芯组之间的串联及固定效果，并提高整个软包电芯的整体强度及可靠性，从而更有利于电池包的组装及电池包性能的提升；更优选地，所述焊接区或所述铆接区的面积可以为100～300mm²，由此可以进一步确保相连极芯组之间的串联及固定效果。

根据本实用新型的又一个具体实施例，如图2所示，结构胶115可以环绕固定连接的正极耳111和负极耳112布置，且在软包电芯的宽度方向上结构胶115可以延伸至正极耳和负极耳边缘外。由此可以进一步提高对极芯组容纳空间的分隔效果，使每个容纳腔内的电解液相互独立，从而能够进一步避免多个极芯组共用电解液时因电位差过高而导致电解液发生分解进而导致电池失效的问题。

根据本实用新型的又一个具体实施例，如图2所示，穿出铝塑膜壳体200的正极耳111和负极耳112上也可以分别独立地环绕有结构胶115，且结构胶115可以位于极耳与铝塑膜壳体200的封边区域内并与铝塑膜壳体200粘连，并且封装后结构胶位于铝塑膜壳体的封边内，由此可以进一步提高软包电芯的封装效果。

根据本实用新型的又一个具体实施例，在软包电芯的长度方向上，结构胶115的至少一部分可以与焊接区或铆接区116重合，由此可以进一步提高极芯组之间的串联及固定效果。更优选地，在软包电芯的长度方向上，结构胶115可以环绕在正负极耳的焊接区或铆接区116，以更进一步地确保极芯组之间的串联及固定效果。

根据本实用新型的又一个具体实施例，结构胶115结构胶完全覆盖固定连接的正负极耳重叠区域117。发明人发现，相对于采用多道结构胶，采用该布置方式不仅可以进一步确保相邻极芯组之间的串联及固定效果，还能进一步提高封装过程中对极芯组容纳空间的分隔效果，确保每个容纳腔内的电解液相互独立。

根据本实用新型的又一个具体实施例，铝塑膜壳体200可以为一体式铝塑膜(如图3所示)，一体式铝塑膜上具有两个冲压凹坑210；或者铝塑膜壳体可以包括两片独立地铝塑膜，每片铝塑膜上具有一个冲压凹坑210。该两种方式均可以实现软包电芯的封装。

根据本实用新型的又一个具体实施例，如图5所示，固定连接的正极耳111和负极耳112上可以分别独立地设有至少一条垂直于软包电芯长度方向的定位线118，可以基于定位线118的长度以及定位线118与串联连接的两个极芯组110之间的距离确定正负极耳的固定连接位置，由此可以更有利于极芯组之间的串联与固定，同时提高固定连接的稳定性。优选地，位于正极耳111和负极耳112上的定位线118可以分别设在正极耳111和负极耳112不相互重叠的表面上。进一步地，如图6所示，固定连接的正极耳111和负极耳112上还可以分别独立的设有至少一条平行于软包电芯长度方向的第二定位线119，由此可以更有利于限定正负极耳之间的固定连接区，从而更有利于提高串联极芯组的串联及固定效果。

根据本实用新型的又一个具体实施例，软包电芯的长度不低于600mm，软包电芯的厚度可以为10～15mm。基于现有的电芯结构及组装电池包时因电池模块多，电芯及电池模块组装附件和安装结构较多，进而导致电池包成本高、重量大且空间利用率低、容量密度小的问题，发明人设想可以通过极芯组串联的方式来提高电芯的长度，从而提高电池模块及电池包的空间利用率及容量，优选通过极芯组串联获得长度不低于600mm的软包电芯来形成软包电芯并组装电池模块及电池包。进一步地，发明人发现，软包电芯厚度越薄，软包电芯越软，电池模块的组装难度也越大，增加软包电芯的厚度可以在一定程度上提高电芯强度，但若软包电芯厚度过大，对铝塑膜进行冲坑制备封装外壳时需要的冲坑深度也较大，极易导致铝塑膜外壳开裂，本实用新型中通过控制软包电芯为上述厚度范围，不仅更有利于组装电池模块，还能有效避免铝塑膜在冲压过程中开裂，从而提高软包电芯的成品率。优选地，软包电芯的长度可以为600～1300mm，每个软包电芯的厚度可以分别独立地为11～14mm，更优选为12mm、13mm或14mm等，由此可以进一步提高软包电芯的成品率，并降低电池模块的组装难度。

综上所述，根据本实用新型上述实施例的软包电芯，通过将多个极芯组串联形成极组串联体可以显著提高软包电芯的长度；此外，通过利用结构胶使极芯组的容纳空间分隔为多个独立的容纳腔，不仅分隔结构更为简单，无需设置其他间隔部件，还可以避免出现多个极芯组共用电解液时电解液因电位差过高而发生分解进而导致电池失效的问题。由此该软包电芯不仅结构更为简单且可靠性高，而且利用该软包电芯组装电池包时还能显著降低单位体积所需的电池模块数量、模块成组附件及模块安装结构，从而能够显著提高电池包的空间利用率及电池容量，同时降低电池包的整体重量及成本。

根据本实用新型的第二个方面，本实用新型提出了一种电池包。根据本实用新型的实施例，该电池包包括上述软包电芯。该电池包不仅可靠性更高，而且单位体积内所需的电池模块数量、电池模块成组附件及电池模块安装结构相对较少，电池包空间利用率高，具有整体重量小、成本低以及电池容量大的优点，将其作为动力电池应用于新能源汽车中能大大提高续行里程。需要说明的是，针对上述软包电芯所描述的特征及效果同样适用于该电池包，此处不再一一赘述。

根据本实用新型的第三个方面，本实用新型提出了一种车辆。根据本实用新型的实施例，该车辆包括上述电池包或上述软包电芯。与现有车辆相比，该车辆的驱动性能更稳定，且续航里程更长。需要说明的是，该车辆的类型并不受特别限制，本领域技术人员可以根据实际需要进行选择，例如，该车辆可以为新能源汽车等。此外，还需要说明的是，针对上述电池包或上述软包电芯所描述的特征及效果同样适用于该车辆，此处不再一一赘述。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种软包电芯，其特征在于，包括：

铝塑膜壳体，所述铝塑膜壳体具有容纳空间；

极组串联体，所述极组串联体位于所述容纳空间内，所述极组串联体包括多个串联连接的极芯组且其长度不低于600mm，每个所述极芯组分别独立地包括正极耳、负极耳和至少一个极芯，所述极芯组的正极耳/负极耳与其串联连接的另一个所述极芯组的负极耳/正极耳固定连接，且每个所述固定连接处分别独立地设有结构胶，所述结构胶与所述铝塑膜壳体粘合并将所述容纳空间分隔为多个相对独立的容纳腔，每个所述容纳腔容纳一个所述极芯组。

2.根据权利要求1所述的软包电芯，其特征在于，所述固定连接为焊接或铆接，且焊接区或铆接区位于相邻两个所述极芯组之间的正负极耳重叠区域内。

3.根据权利要求2所述的软包电芯，其特征在于，所述焊接区或铆接区在所述软包电芯宽度方向上的距离大于所述焊接区或铆接区在所述软包电芯长度方向上的距离。

4.根据权利要求2或3所述的软包电芯，其特征在于，在所述软包电芯的宽度方向上，所述焊接区或铆接区的距离与所述重叠区域的距离比为(0.8～0.9)：1；在所述软包电芯的长度方向上，所述焊接区或铆接区的距离与所述重叠区域的距离比为(0.5～0.8)：1。

5.根据权利要求4所述的软包电芯，其特征在于，所述焊接区或铆接区的面积与所述重叠区域面积比不低于30％。

6.根据权利要求2或5所述的软包电芯，其特征在于，所述结构胶环绕所述固定连接的正极耳和负极耳布置，且在所述软包电芯的宽度方向上所述结构胶延伸至所述正极耳和负极耳边缘外。

7.根据权利要求6所述的软包电芯，其特征在于，在所述软包电芯的长度方向上，所述结构胶的至少一部分与所述焊接区或铆接区重合。

8.根据权利要求6所述的软包电芯，其特征在于，所述结构胶完全覆盖所述固定连接的正负极耳重叠区域。

9.一种电池包，其特征在于，包括权利要求1～8中任一项所述的软包电芯。

10.一种车辆，其特征在于，包括权利要求9所述的电池包或权利要求1～8中任一项所述的软包电芯。

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