CN212907981U

CN212907981U - 单体电芯、电池模组和电动车

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Publication number: CN212907981U
Application number: CN202021757576.XU
Authority: CN
Inventors: 黄传涛; 郭信信; 王保全; 黄秋桦; 周鹏
Original assignee: Sinoev Hefei Technologies Co Ltd
Current assignee: Sinoev Hefei Technologies Co Ltd
Priority date: 2020-08-20
Filing date: 2020-08-20
Publication date: 2021-04-06
Anticipated expiration: 2030-08-20

Abstract

本实用新型提供了一种单体电芯、电池模组和电动车，单体电芯包括电芯本体和电芯极柱；所述电芯极柱包括正极极柱和负极极柱，所述电芯本体包括正极和负极；所述电芯本体的正极与所述正极极柱焊接连接，所述电芯本体的负极与所述负极极柱焊接连接。将电芯本体的正极和负极分别与电芯极柱的正极极柱和负极极柱焊接连接，即可将电芯的正极和负极均设置在电芯的同一端，即形成正极和负极位于同一侧的单体电芯。在单体电芯成组过程中，仅需要在电芯极柱一侧进行焊接，无需翻面焊接，成组方式简单，提升了电芯的成组效率。

Description

单体电芯、电池模组和电动车

技术领域

本实用新型涉及动力电池领域，具体而言，涉及一种单体电芯、电池模组和电动车。

背景技术

在新能源电动汽车行业中,由于锂电池对环境污染小、噪音小、能量高等优点，被大部分的新能源电动车作为动力源使用。为了达到给电动汽车供电所需的电压，通常需要将多个单体电芯串联或并联组成电池模组，在多个单体电芯成组过程中，需要通过电极片将单体电芯的正负极与集流板连接。

目前，圆柱电芯的正负极分别位于圆柱电芯的两个端面，在实际的焊接过程中，电极片与圆柱电芯的正极(或负极)焊接后，需要将成组后的整个电池模组翻面，再焊接负极(或正极)，此种焊接方式的焊接过程复杂，焊接效率较低，且需要在电池模组的两侧均设置电极汇流排，与单侧焊接相比，焊接材料的成本更高，且成组后的电池模组的尺寸也比较大。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种单体电芯、电池模组和电动车，将正极极柱和负极极柱设置在电芯的同一侧，提升了焊接成组的效率。

本实用新型提供一种技术方案：

第一方面，本实用新型实施例提供一种单体电芯，所述单体电芯包括电芯本体和电芯极柱；

所述电芯极柱包括正极极柱和负极极柱，所述电芯本体包括正极和负极；

所述电芯本体的正极与所述正极极柱焊接连接，所述电芯本体的负极与所述负极极柱焊接连接。

在可选的实施方式中，所述电芯本体还包括圆柱形的外壳；

所述正极和所述负极设置于所述外壳内。

在可选的实施方式中，所述电芯极柱还包括绝缘挡板及环形外壁；

所述绝缘挡板设置在所述环形外壁内，将所述环形外壁分隔为两个容置区域。

在可选的实施方式中，所述环形外壁和所述绝缘挡板一体成型。

在可选的实施方式中，所述环形外壁的外直径与所述电芯本体的外壳的外直径相同。

在可选的实施方式中，所述正极极柱和所述负极极柱分别设置于所述环形外壁的两个容置区域内。

在可选的实施方式中，所述绝缘挡板的高度大于所述环形外壁的高度。

在可选的实施方式中，所述环形外壁及所述绝缘挡板的材料包括塑料。

第二方面，本实用新型实施例提供一种电池模组，包括集流板及多个如前述实施方式任意一项所述的单体电芯；

多个所述单体电芯排列设置，且每个所述单体电芯的电芯极柱朝向同一方向；

所述正极极柱通过正极极片与所述集流板连接，所述负极极柱通过负极极片与所述集流板连接。

第三方面，本实用新型实施例提供一种电动车，包括控制系统及前述实施方式所述的电池模组，所述电池模组与所述控制系统电性连接，用于为所述控制系统提供电能。

本实用新型提供的有益效果是：

本实用新型提供了一种单体电芯、电池模组和电动车，单体电芯包括电芯本体和电芯极柱；所述电芯极柱包括正极极柱和负极极柱，所述电芯本体包括正极和负极；所述电芯本体的正极与所述正极极柱焊接连接，所述电芯本体的负极与所述负极极柱焊接连接。将电芯本体的正极和负极分别与电芯极柱的正极极柱和负极极柱焊接连接，即可将电芯的正极和负极均设置在电芯的同一端，即形成正极和负极位于同一侧的单体电芯。在单体电芯成组过程中，仅需要在电芯极柱一侧进行焊接，无需翻面焊接，成组方式简单，提升了单体电芯的成组效率。

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为本实用新型实施例提供的单体电芯的示意图；

图2为本实用新型实施例提供的电芯极柱的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的电池模组的结构示意图；

图4为本实用新型实施例提供的电动车的示意图。

图标：1-电动车；10-电池模组；11-单体电芯；110-电芯本体；120-电芯极柱；121-正极极柱；122-负极极柱；123-环形外壁；124-绝缘挡板；12-固定板；20-控制系统。

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，需要理解的是，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，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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设备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。

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。

锂电池具有对环境污染小、无噪音、能量高等优点，因此在新能源电动汽车中，被用作动力源。锂电池作为动力源，主要采用锂电池组来向电动机组供电，驱动电动机组运转，从而推动汽车前进。为了达到电动车运行所需要的电压及电流，通常需要将多个单体电芯串联或并联组合形成电池模组，再通过电池模组给电动车供电。

在电池组的串并联结构中，主要通过电极片来将单体电芯和集流板连接。目前，圆柱形的单体电芯的正极和负极分别位于单体电芯的两端，在组合形成电池模组的过程(即电芯的成组过程)中，多个单体电芯的正极通过正极极片与集流板连接，负极通过负极极片与集流板连接。

由于正极和负极位于单体电芯的两端，因此，在焊接完单体电芯的一侧之后，需要对单体电芯进行翻面，再焊接另一侧，此种方式的焊接效率较低，同时，集流板也需要同时设置在单体电芯的两侧，这不仅会导致电池模组的材料成本偏高，也会使成组后的电池模组的尺寸偏大，能力密度低。

为了解决至少一个上述问题，发明人研究后提出了一种单体电芯、电池模组和电动车。下面对单体电芯进行详细地描述。

请参照图1，图1为本实用新型实施例提供的单体电芯11的示意图。在本实施例中，单体电芯11包括电芯本体110和电芯极柱120。

电芯极柱120包括正极极柱121和负极极柱122，电芯本体110包括正极和负极；电芯本体110的正极与正极极柱121焊接连接，电芯本体110的负极与负极极柱122焊接连接。

上述实施例通过电芯极柱120将电芯本体110的正极和负极设置在同一侧，电芯成组时，只需在电芯的电芯极柱120所在的一侧焊接集流板，无需对整个电池模组10翻面，成组方式简单，提升了电芯的成组效率。

同时，由于仅在电芯的电芯极柱120所在的一侧焊接集流板，降低了集流板的材料成本，另外，在对电池模组10进行安全防护时，也只需要对焊接了集流板的一侧进行安全防护，进一步降低了材料成本。

另外，将电芯本体110与电芯极柱120焊接后形成单体电芯11，该单体电芯11的正极和负极位于同一侧，无需通过转接件的方式将单体电芯11的正负极转接至同一侧。

可选地，在本实施例中，电芯本体110的正极、负极可通过激光焊接、超声波焊接、电阻焊焊接等方法分别与正极极柱121、负极极柱122连接。

进一步地，在本实施例中，电芯本体110还包括圆柱形的外壳，正极和负极设置于外壳内，其中，外壳由金属材料制成。

具体地，在本实施例中，正极的材料通常包括钴酸锂、锰酸锂、磷酸铁锂等，负极的材料通常包括锡基负极材料(锡的氧化物和锡基复合氧化物)、纳米级负极材料(例如纳米碳管、纳米合金材料)、碳负极材料(例如石墨、石油焦、碳纤维、热解树脂碳)等。

电芯本体110除了外壳、正极、负极之外，还包括有薄膜和电解质，其中，薄膜和电解质均设置于外壳的内部，薄膜用于将正极和负极分离，防止正极和负极接触造成单体电芯11短路。

进一步地，请参照图2，图2为本实用新型实施例提供的电芯极柱120的结构示意图。在本实施例中，电芯极柱120还包括绝缘挡板124及环形外壁123。

所述绝缘挡板124设置在所述环形外壁123内，将所述环形外壁123分隔为两个容置区域。

如图2所示，两个容置区域分别用于容置正极极柱121和负极极柱122，其中，正极极柱121和负极极柱122由金属材料制成。绝缘挡板124将正极极柱121和负极极柱122分离，避免正极极柱121和负极极柱122接触造成单体电芯11的正极和负极短路。

进一步地，在本实施例中，环形外壁123和绝缘挡板124一体成型。

在具体的实施过程中，环形外壁123和绝缘挡板124可以通过注塑的方式一体成型，此种成型方式简单快捷，且可以大批量生产，提升了电芯极柱120的生产效率。

进一步地，在本实施例中，环形外壁123的外直径和电芯本体110的外壳的外直径相同。

由于电芯本体110需要和电芯极柱120焊接连接以形成单体电芯11，因此需要保证环形外壁123的外直径和电芯本体110的外壳的外直径相同，从而使得焊接后形成的单体电芯11外壁平整，无凸起的部分。

进一步地，请继续参照图2，在本实施例中，正极极柱121和负极极柱122分别设置于环形外壁123的两个容置区域内。

正极极柱121和负极极柱122通过环形外壁123内设置的绝缘挡板124分隔，实现绝缘效果，避免正极极柱121和负极极柱122接触造成单体电芯11内部短路。

进一步地，请继续参照图2，在本实施例中，绝缘挡板124的高度大于环形外壁123的高度。

在本实施例中，将绝缘挡板124的高度设置为大于环形外壁123的高度，可以进一步避免正极极柱121和负极极柱122接触造成的单体电芯11短路。

进一步地，在本实施例中，环形外壁123及绝缘挡板124的材料包括塑料。

塑料是重要的有机合成高分子材料，应用非常广泛。大多数的塑料质量轻，化学性稳定，不会锈蚀，耐冲击性好，且具有较好的透明性和耐磨耗性，另外，塑料材料绝缘性较好，且加工成本低。

考虑到塑料的高绝缘性和较低的加工成本，本实施例通过采用塑料材质制作环形外壁123和绝缘挡板124，既能避免正极极柱121和负极极柱122接触短路，也能降低单体电芯11的制作成本，从而降低整个电池模组10的制作成本。

请参照图3，图3为本实用新型实施例提供的电池模组10的结构示意图。在本实施例中，电池模组10包括集流板及多个单体电芯11。

如图3所示，多个单体电芯11排列设置，且每个单体电芯11的电芯极柱120朝向同一方向。

正极极柱121通过正极片与集流板连接，负极极柱122通过负极极片与所述集流板连接。

在本实施例中，电池模组10还可以包括固定板12，固定板12上设置有多个与单体电芯11的外直径相同的圆形凹槽，各个单体电芯11固定在圆形凹槽内，从而可以将多个单体电芯11固定排列。具体地，固定板12设置在单体电芯11远离电芯极柱120的一侧。

集流板则设置在单体电芯11靠近电芯极柱120的一侧，在焊接时，每个单体电芯11的正极极柱121通过正极极片与集流板连接，每个单体电芯11的负极极柱122通过负极极片与集流板连接，从而实现多个单体电芯11的串并联。

上述电池模组10的焊接成组方式简单，无需在焊接完正极(或负极)后翻面再进行另一面的焊接，节省焊接时间，提升了焊接效率。

同时，上述的电池模组10由于只在其中一侧设置集流板，因此可以将电池的水冷板(用于对使用中的电池模组10进行散热)设置在电池模组10的另一侧(即远离集流板的一侧)，与现有技术从多个单体电芯11中间绕设水冷板的方式相比，能够在一定程度上降低水冷板的材料成本，进而降低电池模组10的制作成本。另外，由于电池模组10远离集流板的一侧设置的是固定板12，因此，电池模组10的安全防护也可只设置在集流板所在的一侧，进一步降低了电池模组10的制作成本。

请参照图4，图4为本实用新型实施例提供的电动车1的示意图，在本实施例中，该电动车1包括控制系统20及电池模组10，电池模组10可拆卸地安装与该电动车1上，且与控制系统20电性连接，用于为控制系统20提供电能，以控制电动车1启停。

综上所述，本实用新型提供了一种单体电芯11、电池模组10和电动车1，单体电芯11包括电芯本体110和电芯极柱120；所述电芯极柱120包括正极极柱121和负极极柱122，所述电芯本体110包括正极和负极；所述电芯本体110的正极与所述正极极柱121焊接连接，所述电芯本体110的负极与所述负极极柱122焊接连接。将电芯本体110的正极和负极分别与电芯极柱120的正极极柱121和负极极柱122焊接连接，即可将电芯的正极和负极均设置在电芯的同一端，即形成单体电芯11。在单体电芯11成组过程中，仅需要在电芯极柱120一侧进行焊接，无需翻面焊接，成组方式简单，提升了电芯的成组效率。

以上所述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

1.一种单体电芯，其特征在于，所述单体电芯包括电芯本体和电芯极柱；

2.根据权利要求1所述的单体电芯，其特征在于，所述电芯本体还包括圆柱形的外壳；

所述正极和所述负极设置于所述外壳内。

3.根据权利要求2所述的单体电芯，其特征在于，所述电芯极柱还包括绝缘挡板及环形外壁；

4.根据权利要求3所述的单体电芯，其特征在于，所述环形外壁和所述绝缘挡板一体成型。

5.根据权利要求3所述的单体电芯，其特征在于，所述环形外壁的外直径与所述电芯本体的外壳的外直径相同。

6.根据权利要求3所述的单体电芯，其特征在于，所述正极极柱和所述负极极柱分别设置于所述环形外壁的两个容置区域内。

7.根据权利要求3所述的单体电芯，其特征在于，所述绝缘挡板的高度大于所述环形外壁的高度。

8.根据权利要求3-7任意一项所述的单体电芯，其特征在于，所述环形外壁及所述绝缘挡板的材料包括塑料。

9.一种电池模组，其特征在于，包括集流板及多个如权利要求1-8任意一项所述的单体电芯；

10.一种电动车，其特征在于，包括控制系统及权利要求9所述的电池模组，所述电池模组与所述控制系统电性连接，用于为所述控制系统提供电能。