CN212571170U - 一种电芯壳体和电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电芯壳体和电池，涉及电池技术领域。该电芯壳体包括底面和多个侧面，多个侧面首尾连接形成两端具有开口的环状结构，底面用于封闭两个开口中的任一个；多个侧面和底面中的任一个面包括位于中部位置的减薄区和围设于减薄区周向边缘的非减薄区，减薄区的厚度小于非减薄区的厚度，且减薄区设有加强组件。该电芯壳体的位于中部位置的减薄区的设置可减轻壳体重量，从而可降低电芯的整体重量，提升电芯的能力密度；同时，减薄区还设有加强组件，可保证减薄区可维持原有的强度和变形量；并且，非减薄区位于减薄区的周向边缘，可充分满足焊接加工需求和各面的连接强度需求，从而有效地保证电芯的使用寿命。

Description

一种电芯壳体和电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体而言，涉及一种电芯壳体和电池。

背景技术

锂电池以其高能量密度、长寿命等优点，被广泛应用于电动汽车、备用电源系统、微电网储能系统中。并且，锂电池的电芯通常包括卷芯、电解液、铝壳、盖板等结构；其中，铝壳通常包含三种面，分别为大面、侧面和底面，且通常而言，为了保证加工需求，将底面的厚度设置为大于小面厚度，将小面的厚度设置为大于大面的厚度。但是，以上厚度设计的铝壳的虽然能有效地满足加工需求，但会影响电芯的能力密度以及使用寿命。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电芯壳体，其通过位于中部位置的减薄区的设置可有效地减轻其重量，从而可降低电芯的整体重量，提升电芯的能力密度；同时，减薄区还设有加强组件，可保证减薄区可维持原有的强度和变形量；并且，非减薄区位于减薄区的周向边缘，可充分满足焊接加工需求和各面的连接强度需求，从而有效地保证电芯的使用寿命。

本实用新型的另一目的在于提供一种电池，其包括上述的电芯壳体，因此该电池具有质量轻，寿命长的优点。

本实用新型的实施例是这样实现的：

第一方面，本实用新型实施例提供一种电芯壳体，包括：

底面和多个侧面，多个侧面首尾连接形成两端具有开口的环状结构，底面用于封闭两个开口中的任一个；

多个侧面和底面中的任一个面包括位于中部位置的减薄区和围设于减薄区周向边缘的非减薄区，减薄区的厚度小于非减薄区的厚度，且减薄区设有加强组件。

在可选的实施方式中，每个侧面以及底面均包括减薄区和非减薄区。

在可选的实施方式中，加强组件包括多个加强筋，多个加强筋呈并排、间隔或者网状交叉设置于减薄区。

在可选的实施方式中，减薄区的厚度为0.01-5mm，加强筋的厚度为0.1-5mm；非减薄区的厚度为0.5-3mm。

在可选的实施方式中，多个侧面分别为依次首尾连接的第一侧面、第二侧面、第三侧面以及第四侧面，第一侧面与第三侧面平行且相对设置，第二侧面与第四侧面平行且相对设置，且第一侧面和第三侧面的面积大于第二侧面和第四侧面的面积。

在可选的实施方式中，第一侧面和第三侧面的非减薄区的厚度为0.5-1mm，第二侧面和第四侧面的非减薄区的厚度为0.6-1.2mm，底面的非减薄区的厚度为0.8-3mm。

在可选的实施方式中，加强筋呈四方柱状、圆柱状或三角锥状。

在可选的实施方式中，侧面以及底面均呈薄片板状结构，且减薄区为覆盖薄片板状结构的中心的长方形、三角形、正方形或菱形的规则区域，或不规则区域。

在可选的实施方式中，减薄区距离在宽度方向上距离非减薄区域的边缘的宽度大于2mm且小于减薄区所在面的总宽度的1/2，减薄区距离在长度方向上距离非减薄区域的边缘的宽度大于2mm且小于减薄区所在面的总长度的1/2。

第二方面，本实用新型实施例提供一种电池，包括前述实施方式中任一项的电芯壳体。

本实用新型的实施例至少具备以下优点或有益效果：

本实用新型的实施例提供了一种电芯壳体，其包括多个首尾连接的侧面，以及设置于侧面端部的底面，多个侧面首尾连接后形成两端具有开口的环状结构，底面用于封闭两个开口中的任一个；其中，多个侧面和底面中的任一个面包括位于中部位置的减薄区和围设于减薄区周向边缘的非减薄区，减薄区的厚度小于非减薄区的厚度，且减薄区设有加强组件。该电芯壳体的多个面中的至少一个面的位于中部位置的减薄区的设置可有效地减轻壳体重量，从而可降低电芯的整体重量，提升电芯的能力密度；同时，减薄区还设有加强组件，可保证减薄区可维持原有的强度和变形量；并且，非减薄区位于减薄区的周向边缘，可充分满足焊接加工需求和各面的连接强度需求，从而有效地保证电芯的使用寿命。

本实用新型的实施例还提供了一种电池，其包括上述的电芯壳体，因此该电池具有质量轻，寿命长的优点。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本实用新型的实施例提供的电芯壳体在第一视角下的结构示意图；

图2为本实用新型的实施例提供的电芯壳体在第二视角下的结构示意图；

图3为本实用新型的实施例提供的电芯壳体的局部结构示意图。

图标:100-电芯壳体；101-第一侧面；103-第二侧面；105-第三侧面；107-第四侧面；108-侧面；109-底面；111-减薄区；113-非减薄区；115-加强组件；117-加强筋；119-开口。

具体实施方式

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

图1为本实施例提供的电芯壳体100在第一视角下的结构示意图；图2为本实施例提供的电芯壳体100在第二视角下的结构示意图。请参阅图1与图2，本实施例提供了一种电芯壳体100，其一般称之为铝壳，其主要用于安装或容纳卷芯、电解液等电芯结构，且与盖板焊接形成电芯，以进一步地加工制备得到锂电池。

详细地，请再次参阅图1与图2，在本实施例中，电芯壳体100包括底面109以及多个侧面108；其中，多个侧面108首尾相连，底面109设置于首尾连接后的多个侧面108端部。

具体地，多个侧面108具体包括依次首尾连接的第一侧面101、第二侧面103、第三侧面105以及第四侧面107，其中，第一侧面101与第三侧面105平行且相对设置，第二侧面103与第四侧面107平行且相对设置，且第一侧面101和第三侧面105的面积大于第二侧面103和第四侧面107的面积，以使得第一侧面101、第二侧面103、第三侧面105以及第四侧面107依次首尾连接后形成两端具有开口119的空心的长方体环状结构。此时，底面109用于封闭两个开口119中的任一个，另一个开口119可用于在成型过程中与盖板焊接。

现有技术中，由于第一侧面101和第三侧面105的面积通常大于第二侧面103以及第四侧面107的面积，因而第一侧面101和第三侧面105通常被称之为铝壳大面，第二侧面103和第四侧面107通常被称之为铝壳小面。并且，为了保证铝壳各面的连接强度，以及整个电芯的能量密度，现有技术中往往将大面的厚度设计为小于小面的厚度，将小面的厚度设计为小于底面109的厚度。但是，在经过多次对电池打压测试中，却发现铝壳大面、小面和底面109连接处先于铝壳中部破坏，因而，为了进一步地节约成分、减轻重量、保证电芯的能量密度，在本实施例中，还将多个侧面108和底面109中的任一个面设计为包括位于中部位置(也即覆盖于该面的中心位置处)的减薄区111和围设于减薄区111周向边缘的非减薄区113(也即该面除开减薄区111的其他区域)，并且减薄区111的厚度小于非减薄区113的厚度，减薄区111还设有加强组件115。

也即，在本实施例中，该电芯壳体100通过上述的设置，可通过位于中部位置的减薄区111的设置可有效地减轻其重量，从而可降低电芯的整体重量，提升电芯的能力密度；同时，由于减薄区111还设有加强组件115，可保证减薄区111可维持原有的强度和变形量；并且，非减薄区113位于减薄区111的周向边缘，可充分满足焊接加工需求和各面的连接强度需求，从而有效地保证电芯的使用寿命，进而满足各方面的制造需求。换言之，通过上述设计，可以使电芯壳体100在满足焊接工序需求、保持原有结构强度和变形量的基础上，有效地降低电芯重量，提升电芯能量密度。

需要说明的是，在本实施例中，减薄区111的厚度是相对于非减薄区113的厚度而言更薄，而非减薄区113的厚度可与现有技术中各面的常规厚度保持一致即可，当然也可以根据需求进行细微调节，本实施例不做限定。

还需要说明的是，本实施例具体采用与现有技术相同的四个侧面108，且四个侧面108两两相对形成环状结构，但在其他实施例中，侧面108的数量还可以根据需求进行调整，只要满足其可首尾相连形成两端具有开口119的环状结构即可。

请再次参阅图1与图2，在本实施例中，每个侧面108以及底面109均包括减薄区111和非减薄区113。也即，第一侧面101、第二侧面103、第三侧面105、第四侧面107以及底面109均设置有减薄区111，且每个减薄区111均对应设置有加强组件115，从而可在满足电芯壳体100的焊接工序需求、保持原有结构强度和变形量的基础上，有效地降低电芯重量，提升电芯能量密度。当然，在其他实施例中，也可以在第一侧面101、第二侧面103、第三侧面105以及底面109中任一选取一个面、两个面、三个面或四个面进行上述设计，可知无论是在几个面上设置减薄区111和非减薄区113，均可以相对现有技术有效地减轻电芯壳体100的质量，从而减轻电芯的质量，以提升其电芯能量密度。

需要说明的是，由于每个面均设置有减薄区111和非减薄区113，同时由于第一侧面101和第三侧面105的形状相同，第二侧面103和第四侧面107的形状相同，因此为了工业化批量生产，可将第一侧面101和第三侧面105的减薄区111和非减薄区113的形状、大小均设置为相同，且加强组件115的结构也设置为相同，同时将第二侧面103和第四侧面107的减薄区111和非减薄区113的形状、大小也设置为相同。当然，在其他实施例中，每个面的减薄区111和非减薄区113均可以设置为不同，本实施例不做限定。

图3为本实施例提供的电芯壳体100的局部结构示意图。请参阅图1至图3，在本实施例中，加强组件115包括多个加强筋117，通过多个加强筋117的设置，可有效地保证减薄区111的强度，从而补偿其由于厚度减薄带来的强度下降的问题，从而在保证强度的同时，显著降低电芯壳体100的重量，进而保证电芯的能量密度和使用寿命。

详细地，在本实施例中，减薄区111的形状可设置为长方体状，由于第一侧面101、第二侧面103、第三侧面105、第四侧面107以及底面109的截面形状均为长方形，因而非减薄区113为除去减薄区111后的规则环状结构。此时，加强筋117呈圆柱长条结构，多个加强筋117可以为图2所示的沿减薄区111的长度或宽度方向间隔设置排布，也可以为图3所示的沿减薄区111的整个范围呈网状交叉设置，值得注意的是，无论多个加强筋117如何排布其均可有效地提高减薄区111的强度即可。也即，在其他实施例中，只要能提高减薄区111的强度，加强筋117也可以选择为四方柱状结构或三角锥状结构甚至其他竖条或条纹状结构，并且多个加强筋117还可以呈并排或者无规则排布设置于减薄区111内等，本实施例均不做限定。

另外，需要说明的是，在其他实施例中，侧面108以及底面109还可以设置为其他形状的呈薄片板状结构，且减薄区111还可以设置为覆盖薄片板状结构的中心的三角形、正方形或菱形等规则区域，甚至可以设置为不规则区域等，本实施例均不做限定。

当然，还需要说明的是，在本实施例中，加强筋117均设置于侧面108或底面109的内侧，在其他实施例中，加强筋117也可以设置于侧面108或底面109的背面等，其同样可起到提高强度的作用，本实施例不做限定。

请再次参阅图1至图3，由于每个侧面108的原始厚度均不通过，且减薄区111的厚度相对较薄，非减薄区113的厚度与原始厚度保持一致，因而在本实施例中，可具体将减薄区111的厚度为0.01-5mm，加强筋117的厚度为0.1-5mm；非减薄区113的厚度为0.5-3mm。并且，更具体地，第一侧面101和第三侧面105的非减薄区113的厚度为0.5-1mm，第二侧面103和第四侧面107的非减薄区113的厚度为0.6-1.2mm，底面109的非减薄区113的厚度为0.8-3mm。通过上述的尺寸设置，可使得电芯壳体100在满足焊接工序需求、保持原有结构强度和变形量的基础上，降低电芯重量，提升电芯能量密度。当然，在其他实施例中，还可以对各侧面108和底面109、各减薄区111和非减薄区113甚至各加强筋117的厚度尺寸进行调整，本实施例不做限定。

同时，请再次参阅图3，在本实施例中，为了进一步地保证电芯壳体100可在保持原有强度的同时其质量最大程度的降低，从而以最大程度化的提升电芯的能量密度，在本实施例中，每个侧面108和底面109的减薄区111距离在宽度方向上距离非减薄区113域的边缘的宽度大于2mm且小于减薄区111所在面的总宽度的1/2，减薄区111距离在长度方向上距离非减薄区113域的边缘的宽度大于2mm且小于减薄区111所在面的总长度的1/2。

也即，如图3所示，减薄区111离非减薄区113的上端面的距离为L1，离非减薄区113下端面的距离为L3，离左端面的距离为L2，离右端面的距离为L4，且该面的长度为H1，宽度为H2，此时侧面108和底面109边缘部分的最窄尺寸需满足以下要求：2mm＜L1＜1/2H2，2mm＜L3＜1/2H2，2mm＜L2＜1/2H1，2mm＜L4＜1/2H1。当然，其具体的范围可以根据作业需求进行改进，本实施例不再赘述，同时，减薄区111的边缘部分与非减薄区113的交线既可以是直线，也可以是斜线和曲线，由中间部分的形状来决定，本实施例也不做限定。

本实施例还提供了一种电池，其包括上述的电芯壳体100，当然也包括卷芯、电解液、铝壳、盖板等必须结构，其通过上述具有高能量密度、长寿命的电芯壳体100的设置，也可以有效地保证其整体重量满足需求，同时保证其使用寿命。

下面对本实用新型的实施例提供的电芯壳体100的制备过程和工作原理进行详细地说明：

在制备上述的电芯壳体100的过程中，可首先确定是够需要对每个侧面108以及底面109的进行减薄设计；若均需要进行减薄设计，则需要确定每个侧面108和底面109的减薄区111的区域范围、减薄的厚度、形状以及加强筋117的数量、布置方式，加强筋117的形状即可；若只是部分面需要进行减薄设计，则其他面按照现有技术的厚度和形状进行设计，将需要进行减薄设计的面按照上述的减薄处理的过程进行处理即可。

在上述方法制备得到的电芯壳体100中，由于至少一个面具有减薄区111，且减薄区111具有加强筋117。因此，该电芯壳体100通过位于中部位置的减薄区111的设置可有效地减轻其重量，从而可降低电芯的整体重量，提升电芯的能力密度；同时，减薄区111还设有加强组件115，可保证减薄区111可维持原有的强度和变形量；并且，非减薄区113位于减薄区111的周向边缘，可充分满足焊接加工需求和各面的连接强度需求，从而有效地保证电芯的使用寿命。

综上所述，本实用新型的实施例提供的电芯壳体100和电池可以在满足焊接工序需求、保持原有结构强度和变形量的基础上，降低电芯重量，提升电芯能量密度。

以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。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)

1.一种电芯壳体，其特征在于，包括：

底面和多个侧面，多个所述侧面首尾连接形成两端具有开口的环状结构，所述底面用于封闭两个所述开口中的任一个；

多个所述侧面和所述底面中的任一个面包括位于中部位置的减薄区和围设于所述减薄区周向边缘的非减薄区，所述减薄区的厚度小于所述非减薄区的厚度，且所述减薄区设有加强组件。

2.根据权利要求1所述的电芯壳体，其特征在于：

每个所述侧面以及所述底面均包括所述减薄区和所述非减薄区。

3.根据权利要求2所述的电芯壳体，其特征在于：

所述加强组件包括多个加强筋，多个所述加强筋呈并排、间隔或者网状交叉设置于所述减薄区。

4.根据权利要求3所述的电芯壳体，其特征在于：

所述减薄区的厚度为0.01-5mm，所述加强筋的厚度为0.1-5mm；所述非减薄区的厚度为0.5-3mm。

5.根据权利要求2所述的电芯壳体，其特征在于：

多个所述侧面分别为依次首尾连接的第一侧面、第二侧面、第三侧面以及第四侧面，所述第一侧面与所述第三侧面平行且相对设置，所述第二侧面与所述第四侧面平行且相对设置，且所述第一侧面和所述第三侧面的面积大于所述第二侧面和所述第四侧面的面积。

6.根据权利要求5所述的电芯壳体，其特征在于：

所述第一侧面和所述第三侧面的所述非减薄区的厚度为0.5-1mm，所述第二侧面和所述第四侧面的所述非减薄区的厚度为0.6-1.2mm，所述底面的所述非减薄区的厚度为0.8-3mm。

7.根据权利要求3所述的电芯壳体，其特征在于：

所述加强筋呈四方柱状、圆柱状或三角锥状。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的电芯壳体，其特征在于：

所述侧面以及所述底面均呈薄片板状结构，且所述减薄区为覆盖所述薄片板状结构的中心的长方形、三角形、正方形或菱形的规则区域，或不规则区域。

9.根据权利要求8所述的电芯壳体，其特征在于：

所述减薄区距离在宽度方向上距离所述非减薄区域的边缘的宽度大于2mm且小于所述减薄区所在面的总宽度的1/2，所述减薄区距离在长度方向上距离所述非减薄区域的边缘的宽度大于2mm且小于所述减薄区所在面的总长度的1/2。

10.一种电池，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的电芯壳体。

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