CN212209634U - 电池及具有其的电池模组 - Google Patents

Abstract

本公开涉及电池技术领域，提出了一种电池及具有其的电池模组。电池包括壳体、电芯以及隔离膜，电芯设置在壳体内；隔离膜设置在壳体与电芯之间，电芯和电解液均通过隔离膜与壳体隔离。通过在壳体和电芯之间设置有隔离膜，从而实现了电芯和电解液均与壳体的完全隔离，避免了电解液对于壳体的腐蚀，且由于隔离膜设置于壳体内部，可以防止其他部件对隔离膜造成的损伤，从而保证隔离膜的绝缘功能。

Description

电池及具有其的电池模组

技术领域

本公开涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池及具有其的电池模组。

背景技术

传统锂离子电池的绝缘是采用外壳包覆蓝膜实现的，而位于外壳外侧的蓝膜容易出现损坏，从而影响绝缘效果。此外，外壳内部的电解液容易对外壳造成腐蚀。

实用新型内容

本公开提供一种电池及具有其的电池模组，以使电芯和电解液均与壳体可靠隔离。

根据本公开的第一个方面，提供了一种电池，包括：

壳体；

电芯，电芯设置在壳体内；

隔离膜，隔离膜设置在壳体与电芯之间，电芯和电解液均通过隔离膜与壳体隔离。

本公开实施例的电池通过在壳体和电芯之间设置有隔离膜，从而实现了电芯和电解液均与壳体的完全隔离，避免了电解液对于壳体的腐蚀，且由于隔离膜设置于壳体内部，可以防止其他部件对隔离膜造成的损伤，从而保证隔离膜的绝缘功能。

根据本公开的第二个方面，提供了一种电池模组，包括上述的电池。

本公开实施例的电池模组通过在电池的壳体和电芯之间设置有隔离膜，从而实现了电芯和电解液均与壳体的完全隔离，避免了电解液对于壳体的腐蚀，且由于隔离膜设置于壳体内部，可以防止其他部件对隔离膜造成的损伤，从而保证隔离膜的绝缘功能。

附图说明

通过结合附图考虑以下对本公开的优选实施方式的详细说明，本公开的各种目标，特征和优点将变得更加显而易见。附图仅为本公开的示范性图解，并非一定是按比例绘制。在附图中，同样的附图标记始终表示相同或类似的部件。其中：

图1是根据一示例性实施方式示出的一种电池的分解结构示意图；

图2是根据一示例性实施方式示出的一种电池的部分剖面结构示意图；

图3是图2中A处的放大结构示意图；

图4是图2中B处的放大结构示意图；

图5是图2中C处的放大结构示意图；

图6是根据一示例性实施方式示出的一种电池的剖面结构示意图；

图7是图6中D处的放大结构示意图；

图8是图6中E处的放大结构示意图；

图9是根据一示例性实施方式示出的一种电池模组的分解结构示意图；

图10是根据另一示例性实施方式示出的一种电池模组的分解结构示意图。

附图标记说明如下：

10、壳体；11、底部；12、侧部；13、端部；20、电芯；21、电极；30、隔离膜；31、容纳槽；311、槽口；40、盖板组件；41、盖板；42、隔离板； 421、注液孔；43、极柱；44、密封盖；45、密封钉；46、连接柱；47、导电排；48、绝缘圈；49、绝缘座；50、导热部；51、第一导热部；52、第二导热部；60、侧板；70、模组外壳；80、端板；90、结构胶层。

具体实施方式

体现本公开特征与优点的典型实施例将在以下的说明中详细叙述。应理解的是本公开能够在不同的实施例上具有各种的变化，其皆不脱离本公开的范围，且其中的说明及附图在本质上是作说明之用，而非用以限制本公开。

在对本公开的不同示例性实施方式的下面描述中，参照附图进行，附图形成本公开的一部分，并且其中以示例方式显示了可实现本公开的多个方面的不同示例性结构，系统和步骤。应理解的是，可以使用部件，结构，示例性装置，系统和步骤的其他特定方案，并且可在不偏离本公开范围的情况下进行结构和功能性修改。而且，虽然本说明书中可使用术语“之上”，“之间”，“之内”等来描述本公开的不同示例性特征和元件，但是这些术语用于本文中仅出于方便，例如根据附图中的示例的方向。本公开所述的多个为至少两个。本说明书中的任何内容都不应理解为需要结构的特定三维方向才落入本公开的范围内。

本公开的一个实施例提供了一种电池，请参考图1至图8，电池包括：壳体10；电芯20，电芯20设置在壳体10内；隔离膜30，隔离膜30设置在壳体10与电芯20之间，电芯20和电解液均通过隔离膜30与壳体10隔离。

本公开一个实施例的电池通过在壳体10和电芯20之间设置有隔离膜 30，从而实现了电芯20和电解液均与壳体10的完全隔离，避免了电解液对于壳体10的腐蚀，且由于隔离膜30设置于壳体10内部，可以防止其他部件对隔离膜30造成的损伤，从而保证隔离膜30的绝缘功能。

需要说明的是，位于壳体10内部的隔离膜30属于内部绝缘，即隔离膜 30保证可靠隔离电芯20和壳体10以及电解液和壳体10。

在一个实施例中，如图1和图2所示，隔离膜30形成有用于容纳电芯 20和电解液的容纳槽31，从而保证了电芯20和壳体10，以及电解液和壳体 10的完全隔离。

具体的，容纳槽31为一端开口，电芯20和电解液通过容纳槽31的槽口 311进入到容纳槽31内，电解液不会由容纳槽31的槽口311溢出，从而保证良好的隔离。

在一个实施例中，如图1和图6所示，电池还包括：盖板组件40，盖板组件40与壳体10相连接，且封闭容纳槽31的槽口311，从而保证容纳槽31 内的电芯20以及电解液均密封于容纳槽31内。

需要说明的是，盖板组件40实现了对容纳槽31的密封，且盖板组件40 与壳体10相连接，从而构成了电池的外部构架。

在一个实施例中，壳体10为一端开口的结构，盖板组件40也对壳体10 进行了封闭。

在一个实施例中，壳体10的外形结构可以与隔离膜30的外形结构相一致。当然，壳体10的外形结构可以与隔离膜30的外形结构不一致，只要保证隔离膜30可以设置于壳体10内即可。

在一个实施例中，隔离膜30与壳体10相贴合，或隔离膜30与电芯20 相贴合，也不排除隔离膜30与壳体10以及电芯20同时贴合，或者隔离膜 30与壳体10以及电芯20均不贴合。

在一个实施例中，隔离膜30可以采用绝缘且耐电解液腐蚀的材料，如 PP(Polypropylene，聚丙烯)、PE(polyethylene，聚乙烯)、PI(Polyimide，聚酰亚胺)等，或者隔离膜30也可以采用铝塑膜。此处对于隔离膜30所采用的材料不作特定限定。

在一个实施例中，如图1和图6所示，盖板组件40包括：盖板41，盖板41与壳体10相连接；隔离板42，隔离板42与隔离膜30相连接，以封闭容纳槽31的槽口311；其中，盖板41位于隔离板42远离隔离膜30的一侧。盖板41实现了对壳体10的封闭，而隔离板42实现了对隔离膜30的封闭。

在一个实施例中，隔离板42可以采用绝缘且耐电解液腐蚀的材料，可以采用但不限于PP、PE、PI等，或者也可以采用铝塑膜。

在一个实施例中，如图1所示，盖板41上设置有极柱43，隔离板42上设置有连接柱46，极柱43与连接柱46相连接。其中，盖板41上设置两个极柱43，两个极柱43分别为正极柱和负极柱，相应的，连接柱46为两个，两个连接柱46分别为正连接柱和负连接柱，正极柱和负极柱分别与正连接柱和负连接柱电连接，用于电池的能量输入和输出。

在一个实施例中，如图1所示，隔离板42上设置有导电排47，电芯20 上设置有电极21，电极21可由多层铝箔或铜箔等形成，导电排47与电极21 相连接。其中，电极21为两个，导电排47为两个，两个电极21分别为正电极和负电极，分别与两个导电排47连接。两个导电排47分别为正极导电排和负极导电排，正极导电排和负极导电排嵌入隔离板42内。正极导电排由铝材质构成，负极导电排由铜材质构成，导电排47上设置有连接柱46，可参见图5。两个连接柱46可均采用铝材质，连接柱46的一端与导电排47之间通过激光焊接连接，连接柱46的另一端与盖板41上的极柱43通过铆接或激光焊接等方式电连接。

具体的，导电排47与电极21可采用超声波焊接或激光焊接，也不排除其他焊接方式或者连接方式。

在一个实施例中，隔离板42与隔离膜30通过超声焊、粘接或热熔的至少一种进行连接；和/或，盖板41与壳体10通过焊接或粘接的至少一种进行连接。

具体的，如图2所示，隔离膜30包覆电芯20，隔离膜30上方的开口(即容纳槽31的槽口311)与隔离板42封接(例如，超声焊、粘接或热熔等方式)，形成容纳电芯20和电解液的腔体。

在一个实施例中，壳体10容纳隔离膜30和电芯20，盖板41与壳体10 上方开口部封接(例如，激光焊接或粘接等方式)，通过激光焊接盖板41 与壳体10时，可以在隔离板42的周向设置有隔热材料，或者盖板41与隔离板42之间具有一定距离，且壳体10与隔离膜30之间具有一定距离，以此避免焊接能量影响隔离膜30和隔离板42。

在一个实施例中，如3所示，隔离板42上设置有注液孔421，注液孔421 内设置有密封钉45，密封钉45采用绝缘且耐电解液腐蚀的材料如PP、PE、 PI等，密封钉45与隔离板42的连接采用过盈、粘接或热熔等。

在一个实施例中，如图4所示，电极21折弯贴在导电排47上，通过超声焊接、激光焊接等方式电连接在一起。

在一个实施例中，如图5所示，隔离板42与隔离膜30封接，可采用热熔、粘接、超声焊等方式连接。

在一个实施例中，如图6至图8所示，隔离板42上的注液孔421与盖板 41上的注液口相连通，通过注液口和注液孔421直接将电解液注入隔离板42 与隔离膜30形成的腔体内，注液完成后，用密封钉45将隔离板42上的注液孔421密封，此时，腔体完全密封，将电芯20以及电解液与壳体10隔离。然后用密封盖44将盖板41上的注液口封闭，进一步提高密封效果。

如图7所示，连接柱46与极柱43电连接，连接柱46与盖板41间通过绝缘圈48隔离，极柱43与盖板41通过绝缘座49隔离，其中，正极柱和负极柱均采用铝材质构成。

如图8所示，密封钉45安装在隔离板42上的注液孔421内，通过过盈、粘接、热熔等方式连接，密封盖44安装在盖板41上，通过激光焊接与盖板 41连接。

在一个实施例中，容纳槽31的槽深不低于电芯20的高度，以使电芯20 和电解液均位于容纳槽31，即隔离膜30完全包覆电芯20，从而保证内部绝缘以及隔离的可靠性。

需要说明的是，容纳槽31的槽深可以等于电芯20的高度，或者容纳槽 31的槽深大于电芯20的高度，只要保证隔离膜30完全包覆电芯20即可，此处的包覆并不特指隔离膜30贴合于电芯20，只是强调电芯20与壳体10 之间通过隔离膜30完全隔离。

在一个实施例中，隔离膜30为绝缘涂层或绝缘片。绝缘涂层可以直接涂覆在壳体10内壁上，或者电芯20的外侧。

在一个实施例中，隔离膜30可以完全覆盖壳体10内壁。

本公开的电池，将隔离膜30设置在电池内部，即壳体10内，以此将电芯20以及电解液与壳体10绝缘隔离，可以取消相关技术中的壳体10外部绝缘膜。

本公开的一个实施例还提供了一种电池模组，请参考图1至图10，电池模组包括上述的电池。

本公开一个实施例的电池模组通过在电池的壳体10和电芯20之间设置有隔离膜30，从而实现了电芯20和电解液均与壳体10的完全隔离，避免了电解液对于壳体10的腐蚀，且由于隔离膜30设置于壳体10内部，可以防止其他部件对隔离膜30造成的损伤，从而保证隔离膜30的绝缘功能。

在一个实施例中，如图9所示，电池为多个，电池模组还包括：导热部 50，导热部50与多个电池的底部11和侧部12均连接，从而使得电池产生的热量能够快速进行分散，以此达到快速降温的效果。

在一个实施例中，如图9所示，导热部50包括：第一导热部51，第一导热部51与多个电池的底部11和端部13均连接；第二导热部52，第二导热部52与第一导热部51相连接，第二导热部52连接电池的侧部12。电池的侧部12、端部13以及底部11均与导热部50相接触，以此达到快速散热的效果。

在一个实施例中，导热部50可由但不限于石墨、铜、铁、铝等导热性能良好材料制备而成。

在一个实施例中，第一导热部51可以为U型结构，第二导热部52为片状结构，例如，第一导热部51为U型石墨片，第二导热部52为矩形石墨片。

具体的，电池模组内每支电池大面(即电池的侧部12)均设置有矩形石墨片，矩形石墨片与U型石墨片热导通，用于将电池大面上的热量转移至电池模组侧面(即由多个电池的端部13组成)和底面进行散热。U型石墨片可以以石墨片的形态粘贴在模组外壳70内侧，也可以以覆层的形态涂覆在模组外壳70内表面，而矩形石墨片可以以石墨片的形态粘贴在电池大面，也可以以覆层的形态涂覆在电池大面。同时，电池的底面及侧面与U型石墨片热导通。

电池模组内每支电池除上表面外均直接与导热部50热导通，无低导热系数的绝缘膜阻碍热量的传导，可以迅速将电池产生的热量转移至模组外壳70 进行散热。同时，由第一导热部51和第二导热部52形成的热导通介质，可以将电池模组内温度高的电池的热量传递给其他电池，起到电池模组内电池温度均衡的作用，提高电池模组内部电池温度一致性，提高电池模组使用寿命。当电池模组内部发生过热时，热量可以迅速传递至导热部50，导热部50 较大的散热面积有效提高散热效率，避免局部热累积从而引发热失控。

在一个实施例中，电池模组包括多个电池，任意两个电池之间均设置第二导热部52，或者，在其中一部分电池之间设置第二导热部52，和/或，在电池与端板80之间设置第二导热部52，例如，当电池为两个时，第二导热部52可以为一个，即两个电池共用一个第二导热部52；或者每个电池也可以均对应一个第二导热部52，即电池为两个时，第二导热部52也为两个；或者每个电池的两侧均贴合有第二导热部52，即电池为两个时，第二导热部 52为三个。

在一个实施例中，如图10所示，电池为多个，电池模组还包括：侧板 60，侧板60与多个电池的端部13相贴合，以此提高多个电池的连接稳定性。

在一个实施例中，侧板60可由铝或者钢制备，电池的壳体10也可以由铝或者钢制备。

具体的，侧板60为铝侧板，电池的壳体10为铝制外壳。壳体10侧面与铝侧板通过结构胶层90粘接。由于采用内部绝缘电池(即隔离膜30设置在壳体10内)，因此壳体10和侧板60均不粘贴绝缘膜，直接由铝制外壳和铝侧板粘接。由于铝与铝之间的粘接强度远大于绝缘膜之间的粘接强度，因而采用内部绝缘电池组成的电池模组，结构强度大于传统电池模组。另外，由于电池整个侧面均为铝制表面，相比相关技术有些侧面局部漏铝电池，粘接面积更大，粘接效果更好。

在一个实施例中，如图9和图10所示，电池模组还包括端板80，端板 80成对设置，以夹持多个电池。

在一个实施例中，端板80与电池之间夹设有第二导热部52。

本公开的电池模组，隔离板42与隔离膜30形成的腔体将电芯20和电解液包裹在内，通过密封钉45密封后，电芯20以及电解液与壳体10之间完全绝缘隔离，实现电池的内部绝缘，即壳体10外侧无需粘贴绝缘膜，从而使得电池的壳体是平整光滑的铝制外壳，避免了粘贴绝缘膜造成的气泡、褶皱、折叠等带来的尺寸误差，便于电池模组尺寸精度的控制，其中，电池模组可以为电池模块或电池包等。

将内部绝缘电池组成电池模组后，可以将电池铝制外壳直接与电池模组内布置的热传导介质接触，如与导热部50接触，避免采用绝缘膜造成的热传导系数降低，提高了电池模组内部电池的热传导效率，避免电池模组内部电池热累积，提高电池模组安全性能和循环寿命。

将内部绝缘电池组成电池模组后，可以将电池铝制外壳直接与电池模组铝制侧板通过结构胶层粘接，由于铝铝间粘接强度远大铝与绝缘膜间，绝缘膜与绝缘膜间粘接强度，故而电池模组的结构强度有较大提升，提高了电池模组结构安全性能。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的公开后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和示例实施方式仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由前面的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种电池，其特征在于，包括：

壳体(10)；

电芯(20)，所述电芯(20)设置在所述壳体(10)内；

隔离膜(30)，所述隔离膜(30)设置在所述壳体(10)与所述电芯(20)之间，所述电芯(20)和电解液均通过所述隔离膜(30)与所述壳体(10)隔离。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述隔离膜(30)形成有用于容纳所述电芯(20)和所述电解液的容纳槽(31)。

3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述电池还包括：

盖板组件(40)，所述盖板组件(40)与所述壳体(10)相连接，且封闭所述容纳槽(31)的槽口(311)。

4.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述盖板组件(40)包括：

盖板(41)，所述盖板(41)与所述壳体(10)相连接；

隔离板(42)，所述隔离板(42)与所述隔离膜(30)相连接，以封闭所述容纳槽(31)的槽口(311)；

其中，所述盖板(41)位于所述隔离板(42)远离所述隔离膜(30)的一侧。

5.根据权利要求4所述的电池，其特征在于，所述隔离板(42)与所述隔离膜(30)通过超声焊、粘接或热熔的至少一种进行连接；

和/或，所述盖板(41)与所述壳体(10)通过焊接或粘接的至少一种进行连接。

6.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述容纳槽(31)的槽深不低于所述电芯(20)的高度，以使所述电芯(20)和所述电解液均位于所述容纳槽(31)。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电池，其特征在于，所述隔离膜(30)为绝缘涂层或绝缘片。

8.一种电池模组，其特征在于，包括权利要求1至7中任一项所述的电池。

9.根据权利要求8所述的电池模组，其特征在于，所述电池为多个，所述电池模组还包括：

导热部(50)，所述导热部(50)与多个所述电池的底部(11)和侧部(12)均连接。

10.根据权利要求9所述的电池模组，其特征在于，所述导热部(50)包括：

第一导热部(51)，所述第一导热部(51)与所述多个所述电池的底部(11)和端部(13)均连接；

第二导热部(52)，所述第二导热部(52)与所述第一导热部(51)相连接，所述第二导热部(52)连接所述电池的侧部(12)。

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