CN214254550U - 一种电池及电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，公开了一种电池及电池模组。其中电池包括电芯、壳体、正极柱片和负极柱片。电芯为正极片、负极片和隔膜卷绕而成的正六棱柱结构，在正六棱柱结构的延伸方向上，正极片超出隔膜的部分形成正极全极耳，负极片超出隔膜的部分形成负极全极耳，壳体为两端开口的空心正六棱柱结构，电芯穿设于壳体内，正极柱片盖设于壳体的一端，且正极柱片能够电连接于正极全极耳，负极柱片盖设于壳体的另一端，且负极柱片能够电连接于负极全极耳。壳体采用正六棱柱结构，可以在保证电池结构强度的前提下，减小壳体壁厚，减轻电池质量，提高电池的能量密度。本实用新型还提供一种电池模组，包括上述电池，具有较高的结构强度以及能量密度。

Description

一种电池及电池模组

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池及电池模组。

背景技术

锂电池因其电压高、比能量大、充放电寿命长、放电性能稳定、自放电率低和无污染等优点，在新能源汽车、储能等领域得到了广泛的应用。但是针对不同的应用场景，对于电池的性能要求也有所不同，其中动力锂电池作为移动电源，在安全的前提下对于体积(和质量)、能量密度尽可能有高的要求，以到达更为持久的续航能力，因此，需要综合考虑结构强度、重量、制成工艺等多个方面。

但是，目前市场上锂电池主要以方壳电池、圆柱电池和软包电池为主，其中，电池结构强度大的方壳电池(厚铝壳)，因为结构件的重量较大，导致能量密度不足，而结构件重量小的方壳电池(薄铝壳)，则因结构强度不够，导致电池容易损坏。另外，圆柱电池大多以钢壳为主，钢材密度大，不易减重，因此较难提高电芯能量密度，而软包电池则因采用铝塑膜包装，也存在结构强度不足的问题。

因此，亟需一种电池及电池模组，不仅具有较高的结构强度高，还可有效提高电池的能量密度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电池及电池模组，不仅具有较高的结构强度高，还可有效提高电池的能量密度。

如上构思，本实用新型所采用的技术方案是：

一种电池，包括：

电芯，为正极片、负极片和隔膜卷绕而成的正六棱柱结构，在所述正六棱柱结构的延伸方向上，所述正极片超出所述隔膜的部分形成正极全极耳，所述负极片超出所述隔膜的部分形成负极全极耳；

壳体，为两端开口的空心正六棱柱结构，所述电芯穿设于所述壳体内；

正极柱片，盖设于所述壳体的一端，且所述正极柱片能够电连接于所述正极全极耳；

负极柱片，盖设于所述壳体的另一端，且所述负极柱片能够电连接于所述负极全极耳。

进一步地，所述壳体的材质为高分子塑胶。

进一步地，所述正极全极耳抵接于所述正极柱片，所述负极全极耳抵接于所述负极柱片。

进一步地，所述正极全极耳为铝全极耳，所述正极柱片为铝片，所述负极全极耳为铜全极耳，所述负极柱片为铜片或铜铝复合片，且当所述负极柱片为铜铝复合片时，所述铜铝复合片抵接于所述铜全极耳的面的材质为铜。

进一步地，所述电池还包括能够导电的卡簧，所述卡簧设有两个，一个所述卡簧夹设于所述正极全极耳与所述正极柱片之间，另一个所述卡簧夹设于所述负极全极耳与所述负极柱片之间。

进一步地，所述正极全极耳为铝全极耳，所述正极柱片为铝片，夹设于所述正极全极耳与所述正极柱片之间的所述卡簧为铝卡簧；所述负极全极耳为铜全极耳，所述负极柱片为铜片或铜铝复合片，夹设于所述负极全极耳与所述负极柱片之间的所述卡簧为铜卡簧，且当所述负极柱片为铜铝复合片时，所述铜铝复合片抵接于与所述铜卡簧的面的材质为铜。

进一步地，所述卡簧包括第一卡簧片和第二卡簧片，所述第一卡簧片和所述第二卡簧片上均设有卡槽，且所述第一卡簧片和所述第二卡簧片通过所述卡槽交叉设置。

进一步地，所述第一卡簧片和第二卡簧片均为与所述壳体相匹配的正六边形结构。

进一步地，所述正极柱片与所述壳体之间为超声波焊接，所述负极柱片与所述壳体之间为超声波焊接。

进一步地，还提供一种电池模组，包括如上任一项所述的电池。

本实用新型的有益效果为：

本实用新型提出的一种电池，其包括电芯、壳体、正极柱片和负极柱片。电芯为正极片、负极片和隔膜卷绕而成的正六棱柱结构，在正六棱柱结构的延伸方向上，正极片超出隔膜的部分形成正极全极耳，负极片超出隔膜的部分形成负极全极耳，壳体为两端开口的空心正六棱柱结构，电芯穿设于壳体内，正极柱片盖设于壳体的一端，且正极柱片能够电连接于正极全极耳，负极柱片盖设于壳体的另一端，且负极柱片能够电连接于负极全极耳。具体地，全极耳的设置可以简化电池的制造工艺，而正六棱柱结构的壳体因为具有更高的结构强度，则可以在保证电池结构强度的前提下，减小壳体壁厚，减轻电池质量，可有效提高电池的能量密度。

本实用新型还提出一种电池模组，正六棱柱结构的电池组装而成的类似蜂窝结构的电池模组，不仅具有好的稳定性，还能够有效减少电池之间的空隙，提高电池模组的能量密度。

附图说明

图1是本实用新型实施例一提供的电池的分解结构示意图；

图2是本实用新型实施例二提供的电池的分解结构示意图。

图中：

1、壳体；

2、电芯；21、正极全极耳；22、负极全极耳；

3、正极柱片；

4、负极柱片；

5、卡簧；51、第一卡簧片；52、第二卡簧片。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型，而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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。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。

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之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

实施例一

如图1所示，本实施例提供一种电池，其包括电芯2、壳体1、正极柱片3和负极柱片4。电芯2为正极片、负极片和隔膜卷绕而成的正六棱柱结构，在正六棱柱结构的延伸方向上，正极片超出隔膜的部分形成正极全极耳21，负极片超出隔膜的部分形成负极全极耳22，壳体1为两端开口的空心正六棱柱结构，电芯2穿设于壳体1内，正极柱片3盖设于壳体1的一端，且正极柱片3能够电连接于正极全极耳21，负极柱片4盖设于壳体1的另一端，且负极柱片4能够电连接于负极全极耳22。

具体地，因为正六棱柱结构的壳体1具有更高的结构强度，这样在结构强度一致的情况下，采用正六棱柱结构的壳体1就可使用相对较少的材料，即可有效的解决实际生产中需要较高的电池结构强度以及较小的电池重量这两个相矛盾的问题，提高电池的能量密度。

而且，壳体1的材质为高分子塑胶。在此设置之下，本实施例提供的电池的外壳将由材质为高分子塑胶的壳体1和金属极柱片复合而成，其质量更轻，这也将有效提高电池的能量密度。

进一步地，本实施例提供的电池为一种全极耳电池，其电芯2是按照隔膜、正极片、隔膜、负极片的顺序卷绕而成的，在此设置之下，极耳无须再焊接于正极片和负极片之上。具体地，全极耳是电池正负极片涂布时预留的部分未涂布活性物质的侧边卷绕后形成的。另外，如图1所示，在垂直于电芯2的轴向方向上，全极耳的横截面为正六边形，正极柱片3和负极柱片4也均为与壳体1的两端相匹配的正六边形结构。因此，在实际装配过程中，只需保证电芯2轴向方向的长度与壳体1相匹配，即正极柱片3和负极柱片4盖设于壳体1的两端时，其可以与全极耳抵接。具体地，正极全极耳21抵接于正极柱片3，负极全极耳22抵接于负极柱片4。

更进一步地，在上述情况下，负极全极耳22与负极柱片4以及正极全极耳21与正极柱片3之间并不需要设置多余的焊接或其他连接关系，即只需要将正极柱片3和负极柱片4分别焊接连接于壳体1上，就可完全通过位置限定来实现负极全极耳22与负极柱片4以及正极全极耳21与正极柱片3之间的电连接。具体地，在本实施例中，正极柱片3与壳体1之间为超声波焊接，负极柱片4与壳体1之间为超声波焊接。

根据电池设计要求，在本实施例中，正极全极耳21为铝全极耳，正极柱片3为铝片，即正极全极耳21是通过在铝片上设置空箔区而形成的。而负极全极耳22为铜全极耳，负极柱片4为铜片或铜铝复合片，即负极全极耳22是通过在铜片上设置空箔区而形成的。

另外，需要说明的是，当负极柱片4选用铜铝复合片时，根据电池设计需要，铜铝复合片抵接于铜全极耳的面的材质应为铜。通过将铜铝复合片设置于电池负极可在电芯2内部将负极的铜转接为铝，在此设置之下，电芯2外部的电连接线路可选择铝线，而铝线的质量小于铜线的质量，不仅能够减小电池的整体重量，还可以降低成本，也更具有经济性。

本实施例还提供一种电池模组，包括上述电池。具体地，正六棱柱结构的电池在组成电池模组时，每个电池都能够以面面贴合的方式和相邻的电池接触，可有效减少电池之间的空隙，提高电池模组的能量密度，而且正六棱柱结构的电池组装而成的类似蜂窝结构的电池模组相比一般的圆柱结构的电池模组也具有更高的结构强度。

实施例二

本实施例公开了一种电池，本实施例中的电池与实施例一中的电池的不同之处在于：该电池还包括能够导电的卡簧5，卡簧5设有两个，一个卡簧5夹设于正极全极耳21与正极柱片3之间，另一个卡簧5夹设于负极全极耳22与负极柱片4之间。卡簧5的设置，可以相对降低对电芯2轴向方向的长度与壳体1的匹配度要求，只要保证负极全极耳22可以通过一个卡簧5抵接于负极柱片4，正极全极耳21可以通过另一个卡簧5抵接于正极柱片3即可。因为卡簧5为弹性件，所以设置卡簧5就可以在保证能够电连接的基础上，允许电芯2轴向方向的长度存在一定的偏差，这可有效较低对电芯2尺寸的制备要求，降低工艺难度。

如图2所示，卡簧5包括第一卡簧片51和第二卡簧片52，第一卡簧片51和第二卡簧片52上均设有卡槽，且第一卡簧片51和第二卡簧片52通过卡槽交叉设置。优选地，为了保证装配的效果，第一卡簧片51上的卡槽设置的位置是从第一卡簧片51的质心延伸至第一卡簧片51的边缘，第二卡簧片52上的卡槽设置的位置与上述情况相同。另外，卡槽的宽度，可以根据实际选用的第一卡簧片51和第二卡簧片52的厚度而定，即只需要保证可以实现卡簧5的功能即可，在此不做赘述。

具体地，为保证正极柱片3与正极全极耳21、负极柱片4与负极全极耳22有良好的电连接效果，在本实施例中，第一卡簧片51和第二卡簧片52均为与壳体1相匹配的正六边形结构。

而且，因为卡簧5是夹设于正极全极耳21与正极柱片3以及负极全极耳22与负极柱片4之间，则为保证电连接通路能够实现。在本实施例中，夹设于正极全极耳21与正极柱片3之间的卡簧5为铝卡簧，夹设于负极全极耳22与负极柱片4之间的卡簧5为铜卡簧。最后，需要说明的是，当负极柱片4选用铜铝复合片时，则铜铝复合片抵接于铜卡簧的面的材质应为铜。

除此之外，本实施例提供的电池的其余结构与实施例一中的电池均相同，在此不再赘述。

本实施例还提供一种电池模组，该电池模组包括上述电池。具体地，正六棱柱结构的电池组成的电池模组，具有更高的能量密度以及结构强度。

以上实施方式只是阐述了本实用新型的基本原理和特性，本实用新型不受上述实施方式限制，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还有各种变化和改变，这些变化和改变都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.一种电池，其特征在于，包括：

电芯(2)，为正极片、负极片和隔膜卷绕而成的正六棱柱结构，在所述正六棱柱结构的延伸方向上，所述正极片超出所述隔膜的部分形成正极全极耳(21)，所述负极片超出所述隔膜的部分形成负极全极耳(22)；

壳体(1)，为两端开口的空心正六棱柱结构，所述电芯(2)穿设于所述壳体(1)内；

正极柱片(3)，盖设于所述壳体(1)的一端，且所述正极柱片(3)能够电连接于所述正极全极耳(21)；

负极柱片(4)，盖设于所述壳体(1)的另一端，且所述负极柱片(4)能够电连接于所述负极全极耳(22)。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述壳体(1)的材质为高分子塑胶。

3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述正极全极耳(21)抵接于所述正极柱片(3)，所述负极全极耳(22)抵接于所述负极柱片(4)。

4.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述正极全极耳(21)为铝全极耳，所述正极柱片(3)为铝片，所述负极全极耳(22)为铜全极耳，所述负极柱片(4)为铜片或铜铝复合片，且当所述负极柱片(4)为铜铝复合片时，所述铜铝复合片抵接于所述铜全极耳的面的材质为铜。

5.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池还包括能够导电的卡簧(5)，所述卡簧(5)设有两个，一个所述卡簧(5)夹设于所述正极全极耳(21)与所述正极柱片(3)之间，另一个所述卡簧(5)夹设于所述负极全极耳(22)与所述负极柱片(4)之间。

6.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，所述正极全极耳(21)为铝全极耳，所述正极柱片(3)为铝片，夹设于所述正极全极耳(21)与所述正极柱片(3)之间的所述卡簧(5)为铝卡簧；所述负极全极耳(22)为铜全极耳，所述负极柱片(4)为铜片或铜铝复合片，夹设于所述负极全极耳(22)与所述负极柱片(4)之间的所述卡簧(5)为铜卡簧，且当所述负极柱片(4)为铜铝复合片时，所述铜铝复合片抵接于与所述铜卡簧的面的材质为铜。

7.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，所述卡簧(5)包括第一卡簧片(51)和第二卡簧片(52)，所述第一卡簧片(51)和所述第二卡簧片(52)上均设有卡槽，且所述第一卡簧片(51)和所述第二卡簧片(52)通过所述卡槽交叉设置。

8.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，所述第一卡簧片(51)和第二卡簧片(52)均为与所述壳体(1)相匹配的正六边形结构。

9.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述正极柱片(3)与所述壳体(1)之间为超声波焊接，所述负极柱片(4)与所述壳体(1)之间为超声波焊接。

10.一种电池模组，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的电池。

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