CN212587687U - 一种电池结构及电池模组 - 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，具体涉及一种电池结构及电池模组，包括若干个两端导通的壳体(1)，相邻的所述壳体(1)之间固定有导电的连接件(2)，所述壳体(1)和所述连接件(2)围成若干个用于容置电芯(3)的密封腔，相邻的所述电芯(3)之间通过所述连接件(2)电连接。本实用新型能够避免电池组之间的电解液流通，解决电池两端电压较高导致电池内部电解液存在分解的问题，有助于提高电池的性能。
Description
技术领域
本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种电池结构及电池模组。
背景技术
如今，锂离子电池由于具有能量密度高，循环寿命长，自放电低，环境友好等特点。随着国家大力推广纯电动汽车，锂离子电池在纯电动汽车中的应用也呈现爆发式增长。为了促进动力电池相关产业的快速发展，实现汽车行业弯道超车，国家出台了新能源行业的相关补贴政策，其中补贴政策的重要目标是不断引导并提升电池系统的能量密度。当前，动力电池系统能量密度的提升主要依靠动力电芯能量密度的提升，但是在动力电池正负极材料未获得较大突破之前，电芯能量密度提升幅度极为有限。考虑到电芯是电池系统的部件，提升能量密度不能片面考虑电芯，要从电池系统层级综合考虑。电芯在尺寸上如何更好的契合电池系统尺寸也是提高电芯系统能量密度的有效方法。因此合理的增加电芯厚度，长度，高度可以在一定程度上提高电芯能量密度，但是增加电芯厚度不利于电芯散热，影响电芯性能，而电芯高度受限于电池包系统的高度，而增加电芯长度有利于电芯散热，还能提升电芯能量密度。
当电芯长度增加到一定程度，电芯制造工艺将难以实现，因此将多个裸电芯通过串联的方式组合在一起形成一个较长的裸电芯，再将其封装到相应的容器中，该方法较容易实现批量制造
但是发明人发现现有方案至少还存在以下缺陷：电池组是以串联的方式连接，电池的电压会随着电池内部电芯数量的增加，导致电池两端电压较高，电池内部电解液存在分解的风险，会影响电芯性能甚至导致电池安全问题。
实用新型内容
本实用新型的目的之一在于：针对现有技术的不足，提供一种电池结构，能够避免电池组之间的电解液流通，解决电池两端电压较高导致电池内部电解液存在分解的问题，有助于提高电池的性能。
为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
一种电池结构，包括若干个两端导通的壳体，相邻的所述壳体之间固定有导电的连接件，所述壳体和所述连接件围成若干个用于容置电芯的密封腔，相邻的所述电芯之间通过所述连接件电连接。
作为本实用新型所述的一种电池结构的一种改进，所述连接件包括本体及设置在所述本体两侧的连接部，所述电芯与所述连接部对应的侧部形成有极耳，所述极耳与所述连接部电连接。
作为本实用新型所述的一种电池结构的一种改进，所述连接部包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部和所述第二连接部分别连接相邻的所述电芯的所述极耳。
作为本实用新型所述的一种电池结构的一种改进，所述第一连接部和所述第二连接部错开设置于所述本体的两侧，相应的，所述电芯两侧的所述极耳错开设置。
作为本实用新型所述的一种电池结构的一种改进，所述壳体和所述连接件之间通过焊接固定连接，所述本体和所述连接部通过焊接固定连接。
作为本实用新型所述的一种电池结构的一种改进，所述连接部的材质与其电连接的所述电芯的极片的集流材料相同。
作为本实用新型所述的一种电池结构的一种改进，所述壳体两端均设置有开口，相邻的所述壳体的开口依次对应设置，所述连接件设置在两个所述开口之间。
作为本实用新型所述的一种电池结构的一种改进，所述壳体设置有与所述密封腔连通的注液孔和防爆阀中的至少一种，所述注液孔和所述防爆阀的下方均设置有绝缘片，所述绝缘片设置有镂空结构。
作为本实用新型所述的一种电池结构的一种改进，所述电池结构的首尾两端的连接件外侧设置有极柱、注液孔和防爆阀中的至少一种。
本实用新型的目的之二在于提供一种电池模组，包括上述的电池结构。
本实用新型的有益效果在于，本实用新型包括若干个两端导通的壳体，相邻的所述壳体之间固定有导电的连接件，所述壳体和所述连接件围成若干个用于容置电芯的密封腔，相邻的所述电芯之间通过所述连接件电连接。由于电池组是以串联的方式连接，电池的电压会随着电池内部电芯数量的增加，导致电池两端电压较高，电池内部电解液存在分解的风险，会影响电芯性能甚至导致电池安全问题，因此，相邻的壳体之间固定有导电的连接件，连接件采用金属板状结构，通过焊接固定于壳体的两端，相比绝缘板固定在相邻的壳体之间，壳体和连接件均为金属材质，壳体和连接件的焊接后的机械强度更高，即，壳体和连接件之间的稳固性更好，同时，采用焊接的固定方式，连接件在受压后不易发生移位或产生缝隙，有助于提高密封腔的密封性；位于电池两个端面的连接件的一面与电芯连接，另一面设置有正极输出极或负极极柱，便于对电池进行充电和放电，或与其他电池结构进行串联或并联，其中，壳体为中空结构，连接件采用金属材料制成，两个连接件分别固定于壳体两侧的开口，相邻的两个壳体之间共用连接件，即，连接件的一侧固定于其中一个壳体，且与该壳体内的电芯电连接，连接件的另一侧固定于另一个壳体，且与该壳体内的电芯电连接，从而实现若干个电芯之间的串联连接，此外，由于连接件本身具有导电性，省去了在连接件内部设置导电连接孔，有助于提高密封腔的密封性，防止电解液在各壳体腔室之间形成离子通路。若干个两端导通的壳体通过连接件形成若干个密封腔，密封腔能够防止电解液在各壳体腔室之间形成离子通路，而且，密封腔起到隔离各个电芯的作用，能够在其中一个密封腔内的电芯发生热失控时，不会立即扩散到其它密封腔，防止其它密封腔内的电芯受影响，有助于降低电池内部发生短路的概率。本实用新型能够避免电池组之间的电解液流通，解决电池两端电压较高导致电池内部电解液存在分解的问题，有助于提高电池的性能。
附图说明
图1为本实用新型的实施方式一的结构示意图。
图2为本实用新型的实施方式一的分解示意图。
图3为本实用新型的实施方式二的结构示意图。
图4为本实用新型的实施方式二的分解示意图。
图5为本实用新型的实施方式二的电池端部的连接件的结构示意图。
其中：1-壳体；2-连接件；3-电芯；21-本体；22-连接部；221-第一连接部；222-第二连接部；31-极耳；4-注液孔；5-防爆阀、6-极柱。
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1～5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。
实施方式一
一种电池结构，包括若干个两端导通的壳体1，相邻的壳体1之间固定有导电的连接件2，壳体1和连接件2围成若干个用于容置电芯3的密封腔，相邻的电芯3之间通过连接件2电连接。由于电池组是以串联的方式连接，电池的电压会随着电池内部电芯数量的增加，导致电池两端电压较高，电池内部电解液存在分解的风险，会影响电芯性能甚至导致电池安全问题，如图1～2所示，因此，相邻的壳体1之间固定有导电的连接件2，连接件2采用金属板状结构，通过焊接固定于壳体1的两端，相比绝缘板固定在相邻的壳体1之间，壳体1和连接件2均为金属材质，壳体1和连接件2的焊接后的机械强度更高，即，壳体1和连接件2之间的稳固性更好，同时，采用焊接的固定方式，连接件2在受压后不易发生移位或产生缝隙，有助于提高密封腔的密封性；位于电池两个端面的连接件2的一面与电芯3连接，另一面设置有正极输出极或负极极柱6，便于对电池进行充电和放电，或与其他电池结构进行串联或并联，其中，壳体1为中空结构，连接件2采用金属材料制成，两个连接件2分别固定于壳体1两侧的开口，相邻的两个壳体1之间共用连接件2，即，连接件2的一侧固定于其中一个壳体1，且与该壳体1内的电芯3电连接，连接件2的另一侧固定于另一个壳体1，且与该壳体1内的电芯3电连接，从而实现若干个电芯3之间的串联连接，此外，由于连接件2本身具有导电性，省去了在连接件2内部设置导电连接孔，有助于提高密封腔的密封性，防止电解液在各壳体1腔室之间形成离子通路。若干个两端导通的壳体1通过连接件2形成若干个密封腔，密封腔能够防止电解液在各壳体1腔室之间形成离子通路，而且，密封腔起到隔离各个电芯3的作用，能够在其中一个密封腔内的电芯3发生热失控时，不会立即扩散到其它密封腔，防止其它密封腔内的电芯3受影响，有助于降低电池内部发生短路的概率。
于本实施方式中，电芯3包括但不限于卷绕结构或叠片结构，电芯3的数量可根据实际电池的长度进行调整，可把电芯的数量限定为1-50个，防止电芯过多，导致电池过长，增加电池的运输成本，为了避免正、负极柱6短路，负极极柱6与壳体1绝缘连接，包括但不限于在位于电池两个端面的连接件2与壳体1之间设置绝缘部，也可将负极极柱6与连接件2绝缘连接，即在负极极柱6和连接件2的本体21之间设置绝缘塑胶，并在本体21设置负极极柱6贯穿孔，使得负极极柱6直接与连接部22电连接，此外，正极极柱6和壳体1之间可根据实际电池设计，采用绝缘连接或电连接，满足避免正、负极柱6短路即可。
优选的，连接件2包括本体21及设置在本体21两侧的连接部22，电芯3与连接部22对应的侧部形成有极耳31，极耳31与连接部22电连接。连接部22固定在本体21的表面，连接部22包括但不限于垂直固定于本体21设置，也可以平行固定于本体21，满足本体21和连接部22之间的固定连接即可，电芯3的极耳31与连接部22电连接，实现电芯3和连接件2的电连接，相应的，相邻的电芯3也和连接件2电连接，从而实现两个电芯3之间的电连接。
优选的，连接部22包括第一连接部221和第二连接部222，第一连接部221和第二连接部222分别连接相邻的电芯3的极耳31。连接部22分为第一连接部221和第二连接部222，设置在本体21两侧，分别与相邻的电芯3的正负极耳31对应，此外，电池两个端面通过连接件2密封，连接件2的一面设置有第一连接部221或第二连接部222，连接件2的另一面设置有正极输出极或负极极柱6，便于对电池进行充电和放电，或与其它电池结构进行串联或并联。
优选的，壳体1和连接件2之间通过焊接固定连接，本体21和连接部22通过焊接固定连接。于本实施方式中，壳体1和连接件2通过激光焊接进行密封，有助于提高密封腔的密封性能，且在电池碰撞或震荡过程中，连接件2不易发生移位或从壳体1脱落，防止电解液通过缝隙在各壳体1腔室之间形成离子通路，有助于提高电池整体的稳定性，从而提高电池安全性；本体21和连接部22通过焊接固定连接，有助于提高本体21和连接部22之间的稳固性，防止连接部22脱落导致电池短路，此外，连接部22和极耳31之间，包括但不限于超声波焊接，有助于提高连接部22和极耳31之间的稳固性，防止连接部22脱落导致电池短路。
优选的，壳体1设置有与密封腔连通的注液孔4和防爆阀5中的至少一种。注液孔4便于将电解液注入到电池内部；防爆阀5能够在电池由于过充、过放、过流及电池内部短路导致电池内压上升时，使电池自动快速泄压，避免电池爆炸导致安全事故的发生。于本实施方式中，注液孔4和防爆阀5设在每个壳体1的顶部，确保对每个密封腔进行单独注液，避免因电芯过长而导致电池内部电解液分布不均的情况，但本实用新型不以此为限，注液孔4和防爆阀5在壳体1的位置可根据实际电池结构进行调整，满足注液孔4和防爆阀5正常工作即可。
本实用新型的工作原理是：
由于电池组是以串联的方式连接，电池的电压会随着电池内部电芯数量的增加，导致电池两端电压较高，电池内部电解液存在分解的风险，会影响电芯性能甚至导致电池安全问题，因此，若干个两端导通的壳体1通过连接件2形成若干个密封腔，密封腔能够防止电解液在各壳体1腔室之间形成离子通路，而且，密封腔起到隔离各个电芯3的作用，能够在其中一个密封腔内的电芯3发生热失控时，不会立即扩散到其它密封腔，防止其它密封腔内的电芯3受影响，有助于降低电池内部发生短路的概率；相邻的壳体1通过连接件2固定连接，使得若干个壳体1形成密封腔，连接件2起到阻隔相邻的壳体1内的电解液流动，壳体1内的电解液不会互相影响，且不会因电位过大而分解，有助于提高电池的安全性和使用寿命；位于电池两个端面的连接件2的一面与电芯3连接，另一面设置有正极输出极或负极极柱6，便于对电池进行充电和放电，或与其他电池结构进行串联或并联，其中，壳体1为中空结构，连接件2采用金属材料制成，两个连接件2分别固定于壳体1两侧的开口，相邻的两个壳体1之间共用连接件2，即，连接件2的一侧固定于其中一个壳体1，且与该壳体1内的电芯3电连接，连接件2的另一侧固定于另一个壳体1，且与该壳体1内的电芯3电连接，从而实现若干个电芯3之间的串联连接，此外，由于连接件2本身具有导电性，省去了在连接件2内部设置导电连接孔，有助于提高密封腔的密封性，防止电解液在各壳体1腔室之间形成离子通路。
实施方式二
如图3～5所示，与实施方式一不同的是：本实施方式的第一连接部221和第二连接部222错开设置于本体21的两侧，相应的，电芯3两侧的极耳31错开设置，电池结构的首尾两端的连接件2外侧设置有极柱6、注液孔4和防爆阀5中的至少一种。第一连接部221和第二连接部222错开设置于本体21的两侧，能够避免第一连接部221和第二连接部222过于应力集中在相同位置，有助于连接部22的使用寿命，相应的，为了配合第一连接部221和第二连接部222错开设置的结构，电芯3两侧的极耳31错开设置，有助于提高连接部22和极耳31之间稳固性；电池结构的首尾两端的连接件2设置有极柱6、注液孔4和防爆阀5中的至少一种，省去了在壳体1的顶部设置注液孔4或防爆阀5，同时，可根据实际需要，通过更换连接件2，即可实现增加极柱6、注液孔4或减少防爆阀5，有助于提高电池的灵活性，有助于降低电池生产成本；为了避免正、负极柱6短路，将其中一个连接件2上的极柱6与壳体1绝缘连接，包括但不限于在位于电池两个端面的连接件2与壳体1之间设置绝缘部，也可将极柱6与连接件2绝缘连接，即在极柱6和连接件2的本体21之间设置绝缘塑胶，并在本体21设置极柱6贯穿孔，使得极柱6直接与连接部22电连接。
其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。
实施方式三
与实施方式一不同的是：本实施方式的连接部22的材质与其电连接的电芯3的极片的集流材料相同，壳体1两端均设置有开口，相邻的壳体1的开口依次对应设置，连接件2设置在两个开口之间，注液孔4和防爆阀5的下方均设置有绝缘片，绝缘片设置有镂空结构。于本实施方式中，连接负极极耳31的连接部22用铜制成，连接正极极耳31的连接部22用铝制成，从而保证没有因材料差异导致的压降，还能降低连接部22的生产成本；相邻的壳体1的开口一一对应，连接件2设置在两个开口之间，连接件2的一侧固定于其中一个壳体1的开口，且与该壳体1内的电芯3电连接，连接件2的另一侧固定于另一个壳体1的开口，且与该壳体1内的电芯3电连接，从而实现若干个电芯3之间的串联连接；增加绝缘片，起到保护电芯3的作用，防止注液孔4和防爆阀5与电芯3发生摩擦，导致电芯3受损，绝缘片设置有镂空结构，便于进行电解液注入，同时在电池发生热失控时，便于高温高压气体从防爆阀5排出。
其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。
实施方式四
一种电池模组，包括实施方式一的电池结构。
需要说明的是：若干个两端导通的壳体1通过连接件2形成若干个密封腔，密封腔能够防止电解液在各壳体1腔室之间形成离子通路，而且，密封腔起到隔离各个电芯3的作用，能够在其中一个密封腔内的电芯3发生热失控时，不会立即扩散到其它密封腔，防止其它密封腔内的电芯3受影响，有助于降低电池内部发生短路的概率；此外，由于连接件2本身具有导电性，省去了在连接件2内部设置导电连接孔，有助于提高密封腔的密封性，防止电解液在各壳体1腔室之间形成离子通路。
实施方式五
一种电池模组，包括实施方式二的电池结构。
需要说明的是：电池结构的首尾两端的连接件2设置有极柱6、注液孔4和防爆阀5中的至少一种，省去了在壳体1的顶部设置注液孔4或防爆阀5，同时，可根据实际需要，通过更换连接件2，即可实现增加注液孔4或减少防爆阀5，或增加翻转片等安全组件，有助于提高电池的灵活性，有助于降低电池生产成本。
实施方式六
一种电池模组，包括实施方式三的电池结构。
需要说明的是：相邻的壳体1的开口一一对应，连接件2设置在两个开口之间，连接件2的一侧固定于其中一个壳体1的开口，且与该壳体1内的电芯3电连接，连接件2的另一侧固定于另一个壳体1的开口，且与该壳体1内的电芯3电连接，从而实现若干个电芯3之间的串联连接；增加绝缘片，起到保护电芯3的作用，防止注液孔4和防爆阀5与电芯3发生摩擦，导致电芯3受损，绝缘片设置有镂空结构，便于进行电解液注入，同时电池发生热失控时，便于高温高压气体从防爆阀5排出。
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)
1.一种电池结构，其特征在于：包括若干个两端导通的壳体(1)，相邻的所述壳体(1)之间固定有导电的连接件(2)，所述壳体(1)和所述连接件(2)围成若干个用于容置电芯(3)的密封腔，相邻的所述电芯(3)之间通过所述连接件(2)电连接。
2.如权利要求1所述的一种电池结构，其特征在于：所述连接件(2)包括本体(21)及设置在所述本体(21)两侧的连接部(22)，所述电芯(3)与所述连接部(22)对应的侧部形成有极耳(31)，所述极耳(31)与所述连接部(22)电连接。
3.如权利要求2所述的一种电池结构，其特征在于：所述连接部(22)包括第一连接部(221)和第二连接部(222)，所述第一连接部(221)和所述第二连接部(222)分别连接相邻的所述电芯(3)的所述极耳(31)。
4.如权利要求3所述的一种电池结构，其特征在于：所述第一连接部(221)和所述第二连接部(222)错开设置于所述本体(21)的两侧，所述电芯(3)两侧的所述极耳(31)错开设置。
5.如权利要求2所述的一种电池结构，其特征在于：所述壳体(1)和所述连接件(2)之间通过焊接固定连接，所述本体(21)和所述连接部(22)通过焊接固定连接。
6.如权利要求2所述的一种电池结构，其特征在于：所述连接部(22)的材质与其电连接的所述电芯(3)的极片的集流材料相同。
7.如权利要求1所述的一种电池结构，其特征在于：所述壳体(1)两端均设置有开口，相邻的所述壳体(1)的开口依次对应设置，所述连接件(2)设置在两个所述开口之间。
8.如权利要求1所述的一种电池结构，其特征在于：所述壳体(1)设置有与所述密封腔连通的注液孔(4)和防爆阀(5)中的至少一种，所述注液孔(4)和所述防爆阀(5)的下方均设置有绝缘片，所述绝缘片设置有镂空结构。
9.如权利要求1所述的一种电池结构，其特征在于：所述电池结构的首尾两端的连接件(2)外侧设置有极柱(6)、注液孔(4)和防爆阀(5)中的至少一种。
10.一种电池模组，其特征在于：包括如权利要求1-9任意一项所述的电池结构。
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| CN202021320457.8U CN212587687U (zh) | 2020-07-08 | 2020-07-08 | 一种电池结构及电池模组 |
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| CN202021320457.8U CN212587687U (zh) | 2020-07-08 | 2020-07-08 | 一种电池结构及电池模组 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN212587687U true CN212587687U (zh) | 2021-02-23 |
Family
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Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202021320457.8U Active CN212587687U (zh) | 2020-07-08 | 2020-07-08 | 一种电池结构及电池模组 |
Country Status (1)
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| CN (1) | CN212587687U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111883731A (zh) * | 2020-07-08 | 2020-11-03 | 东莞塔菲尔新能源科技有限公司 | 一种电池结构及电池模组 |
-
2020
- 2020-07-08 CN CN202021320457.8U patent/CN212587687U/zh active Active
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