CN214313442U - 一种电池结构及电池包 - 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，包括顶盖片(1)，安装有极柱；转接件，连接于所述极柱；若干个电芯(2)，设置有极耳，所述极耳通过所述转接件连接于所述极柱；其中，转接件包括依次相连的固定部(301)、弯折部(302)及延伸部(303)，所述固定部(301)连接于所述极柱，所述延伸部(303)沿长度方向(X)延伸，并与所述极耳连接。本实用新型省去了组装成模组结构，有助于提高电池的能量密度，还有助于提高散热性能，从而提高电池的安全性。
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包。
背景技术
如今，各国都在大力发展绿色、高效二次电池。锂离子电池作为一种新型二次电池，具有能量密度和功率密度大、工作电压高、重量轻、体积小、循环寿命长、安全性好、绿色环保等优点，在便携式电器、电动工具、大型贮能、电动交通动力电源等方面具有广阔的应用前景。常规锂离子电池经串并联组装模组，而后组装成电池包。
但在现有的电池结构中，能量密度较低；电芯散热性能较差，在使用过程中，温度较高，易导致性能快速衰减和安全问题的发生；电芯易于振动，容易造成短路等安全风险。
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，省去了组装成模组结构，有助于提高电池的能量密度，还有助于提高散热性能，从而提高电池的安全性。
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，包括顶盖片，安装有极柱；转接件，连接于所述极柱；若干个电芯，设置有极耳，所述极耳通过所述转接件连接于所述极柱；其中，转接件包括依次相连的固定部、弯折部及延伸部，所述固定部连接于所述极柱，所述延伸部沿长度方向延伸，并与所述极耳连接。
优选的，所述极柱包括第一极柱和第二极柱，所述转接件包括第一转接件和第二转接件，所述第一极柱与所述第一转接件电连接，所述第二极柱和所述第二转接件电连接，所述第一转接件和所述第二转接件分别设置在所述顶盖片宽度方向的两端。
优选的，在高度方向上，所述第一转接件的所述延伸部与所述顶盖片之间的距离大于所述第二转接件的所述延伸部与所述顶盖片之间的距离。
优选的，在宽度方向上，所述第一转接件和所述第二转接件之间的距离为2mm-5mm。
优选的，所述极耳包括第一极耳和第二极耳，所述第一极耳和所述第二极耳沿长度方向间隔设置，所述第一极耳和所述第二极耳分别设置在所述电芯的宽度方向的两端。
优选的，所述第二极耳的高度大于所述第一极耳的高度，所述第二极耳和所述第一极耳之间的高度差为5mm-10mm。
优选的，所述转接件和所述顶盖片之间设置有上绝缘块，所述转接件和所述电芯之间设置有下绝缘块。
优选的，所述弯折部为凹型结构、U型结构、V型结构或W型结构，在高度方向上，所述第二转接件的所述固定部与所述第一转接件的延伸部之间的距离为2mm-15mm。
优选的，所述转接件的表面设置有绝缘胶，所述极耳的表面和根部设置有绝缘胶。
优选的，所述转接件的表面设置有绝缘胶，所述极耳的表面和根部设置有绝缘胶。
本实用新型的目的之二在于提供一种电池包，包括上述的电池结构。
本实用新型的有益效果在于，本实用新型包括顶盖片，安装有极柱；转接件，连接于所述极柱；若干个电芯，设置有极耳，所述极耳通过所述转接件连接于所述极柱；其中，转接件包括依次相连的固定部、弯折部及延伸部，所述固定部连接于所述极柱，所述延伸部沿长度方向延伸，并与所述极耳连接。由于现有的电池结构中，能量密度较低；电芯散热性能较差，在使用过程中，温度较高，易导致性能快速衰减和安全问题的发生；电芯易于振动，容易造成短路等安全风险，因此，将极耳通过转接件连接于极柱，实现将转接件和若干个电芯的极耳电连接，同时，转接件包括第一转接件和第二转接件，便于将若干个电芯依次并联，不仅能在维持电压不变的前提下，提升电池的容量，还能避免对电芯进行串联导致电压过高，造成电解液分解的情况，而且若干个电芯组装到同一个电池结构内，省去了将每个电芯组装在单独的外壳后，再组装成模组结构，不仅简化生产工序，有助于降低电池的生产工艺难度，降低电池的生产成本，还有助于提高电池总体的能量密度，而且各个电芯间隔设置，没有重叠在一起，且电芯的大面朝向壳体的大面，有助于提高电池的散热性能，防止温度过高导致性能快速衰减和安全问题的发生，其中，转接件包括依次相连的固定部、弯折部及延伸部，固定部用于与极柱电连接，延伸部沿长度方向延伸，便于与各个电芯的极耳电连接，弯折部不仅起到连接固定部和延伸部的作用，还起到间隔顶盖片和延伸部的作用，即防止与极耳连接的延伸部直接与顶盖片发生接触，导致电池发生短路的情况，保证转接件和电池内其它部件之间具有足够的安全距离，降低电池内发生短路的风险。本实用新型省去了组装成模组结构，有助于提高电池的能量密度，还有助于提高散热性能，从而提高电池的安全性。
附图说明
下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施方式的特征、优点和技术效果。
图1为本实用新型中实施方式一的结构示意图。
图2为本实用新型中实施方式一的电芯的正视图。
图3为本实用新型中实施方式一的电芯的俯视图。
图4为本实用新型中实施方式一的电芯和顶盖片组装后的侧视图。
其中，附图标记说明如下：
1-顶盖片；
2-电芯；
31-第一极柱；32-第二极柱；301-固定部；302-弯折部；303-延伸部；
41-第一转接件；42-第二转接件；
51-第一极耳；52-第二极耳；
61-上绝缘块；62-下绝缘块；
X-长度方向；Y-宽度方向；Z-高度方向。
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。
此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
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1～4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，包括顶盖片1，安装有极柱；转接件，连接于极柱；若干个电芯2，设置有极耳，极耳通过转接件连接于极柱；其中，转接件包括依次相连的固定部301、弯折部302及延伸部303，固定部301连接于极柱，延伸部303沿长度方向X延伸，并与极耳连接。
由于现有的电池结构中，能量密度较低；电芯散热性能较差，在使用过程中，温度较高，易导致性能快速衰减和安全问题的发生；电芯易于振动，容易造成短路等安全风险，因此，将极耳通过转接件连接于极柱，实现将转接件和若干个电芯2的极耳电连接，同时，转接件包括第一转接件41和第二转接件42，便于将若干个电芯2依次并联，不仅能在维持电压不变的前提下，提升电池的容量，还能避免对电芯2进行串联导致电压过高，造成电解液分解的情况，而且若干个电芯2组装到同一个电池结构内，省去了将每个电芯2组装在单独的外壳后，再组装成模组结构，不仅简化生产工序，有助于降低电池的生产工艺难度，降低电池的生产成本，还有助于提高电池总体的能量密度，而且各个电芯2间隔设置，没有重叠在一起，且电芯2的大面朝向壳体的大面，有助于提高电池的散热性能，防止温度过高导致性能快速衰减和安全问题的发生，其中，转接件包括依次相连的固定部301、弯折部302及延伸部303，固定部301用于与极柱电连接，延伸部303沿长度方向X延伸，便于与各个电芯2的极耳电连接，弯折部302不仅起到连接固定部301和延伸部303的作用，还起到间隔顶盖片1和延伸部303的作用，即防止与极耳连接的延伸部303直接与顶盖片1发生接触，导致电池发生短路的情况，保证转接件和电池内其它部件之间具有足够的安全距离，降低电池内发生短路的风险。
于本实施方式中，固定部301和延伸部303平行，弯折部302设置在两者之间，确保弯折部302与电池的顶盖片1、壳体之间具有足够的安全距离，但本实用新型不以此为限，弯折部302的结构可以根据实际电池的结构进行调整。
在根据本实用新型的电池结构中，极柱包括第一极柱31和第二极柱32，转接件包括第一转接件41和第二转接件42，第一极柱31与第一转接件41电连接，第二极柱32和第二转接件42电连接，第一转接件41和第二转接件42分别设置在顶盖片1宽度方向Y的两端。具体的，第一极柱31和第二极柱32安装在顶盖片1上，通过第一极柱31和第二极柱32下方的第一转接件41和第二转接件42，分别与各个电芯2的第一极耳51和第二极耳52连接，即实现若干个电芯2依次并联连接，同时，为了防止第一转接件41和第二转接件42相互接触，将第一转接件41和第二转接件42分别设置在顶盖片1宽度方向Y的两端，确保两个转接件之间具有足够的安全距离，有助于降低两个转接件发生短路的概率，其中，第一转接件41和第二转接件42均为片状结构，厚度均为0.5-2mm，转接件的宽度小于电芯2宽度的一半，两者的差值为1mm-2mm，第一转接件41和第二转接件42在宽度方向Y上的距离为2mm-5mm，但本实用新型不以此微信，根据实际电池的型号和尺寸，可以调整第一转接件41和第二转接件42的位置。
于本实施方式中，第一转接件41可通过铆接、螺接或激光焊接的方式与第一极柱31固定连接，同理，第二转接件42也可通过铆接、螺接或激光焊接的方式与第二极柱32固定连接，第一转接件41材质和第二转接件42的材质分别与其电连接的电芯2的极片的集流材料相同，具体的，第一转接件41为铝材质，第二转接件42为铜材质，即与正、负极片对应的金属材料相同，能够保证电池的质量不受影响，降低连接片5的生产成本，从而保证没有因材料差异导致的压降。
其中，电池的厚度在10mm-100mm之间，长度在400mm-2000mm之间，第一极柱31可以为正极柱也可以为负极柱，相应地，第二极柱32可以为负极柱或正极柱，于本实施方式中，第一极柱31作为正极，第二极柱32作为负极，电芯2包括正极片、隔膜及负极片，可以顺序堆叠并卷绕，也可以采用叠片工艺形成电芯2，正极片包括正极集流体，以及涂覆于正极集流体表面的正极活性材料，负极片包括负极集流体，以及涂覆于负极集流体表面的负极活性材料，第一极耳51连接于正极集流体，第二极耳52连接于负极集流体，正极集流体的边缘处可具有未被正极活性材料覆盖的空白区，第一极耳51可直接通过裁切空白区形成，同样的，第二极耳52可直接通过裁切负极集流体的空白区，此外，第一极耳51和第二极耳52也可以通过焊接分别固定于正极片和负极片的空白区。
在根据本实用新型的电池结构中，极耳包括第一极耳51和第二极耳52，第一极耳51和第二极耳52沿长度方向X间隔设置，第一极耳51和第二极耳52分别设置在电芯2的宽度方向Y的两端。由于第一转接件41和第二转接件42分别设置在顶盖片1宽度方向Y的两端，为了与第一转接件41和第二转接件42配合，将第一极耳51和第二极耳52分别设置在电芯2的宽度方向Y的两端，使得第一极耳51和第二极耳52分别处于第一转接件41和第二转接件42的正下方，便于对转接件和极耳进行焊接，同时，第一极耳51和第二极耳52沿长度方向X间隔设置，使得第一极耳51和第二极耳52具有足够的安全距离，降低第一极耳51和第二极耳52发生短路的概率，还使得第一转接件41和若干个电芯2的第一极耳51之间的连接，与第二转接件42和若干个电芯2的第二极耳52，在焊接时和焊接后，空间上互相错开，降低相互接触或短路的风险。
在根据本实用新型的电池结构中，转接件和顶盖片1之间设置有上绝缘块61，转接件和电芯2之间设置有下绝缘块62。具体的，上绝缘块61和下绝缘块62可以为绝缘橡胶或塑料块，可通过铆接固定在转接件上，上绝缘块61抵在顶盖片1的底部，下绝缘块62抵在电芯2的顶部，对电芯2进行固定，进而防止电芯2在使用中，发生上下抖动导致短路，至少一个转接件采用上绝缘块61和下绝缘块62的固定方式，另一个转接件可在表面进行包胶或贴胶的方式进行固定，满足固定转接件即可。
在根据本实用新型的电池结构中，转接件的表面设置有绝缘胶，极耳的表面和根部设置有绝缘胶。具体的，转接件的表面全部进行贴胶处理，防止电芯抖动过程中接触造成短路，导致安全风险；极耳焊接后根部及表面贴或涂绝缘胶，防止极耳与极片或其它金属件接触导致短路。
顶盖片1还设置防爆阀透气孔和注液孔中的至少一种，防爆阀透气孔安装有防爆阀，注液孔按照预定尺寸形成在顶盖片1上，以便在顶盖片1盖合到壳体的开口处并与壳体密封连接后，能够通过注液孔向壳体的容纳空间中注入电解液。防爆阀可以采用防爆片的方式，防爆阀设置于顶盖片1的大致中间位置，当由于过度充电、过度放电或电池过热而产生气体使电池的内部压力过大时，防爆阀中的防爆片可以被破坏，使得形成在二次电池内部的气体可以通过防爆阀透气孔排放到外部，由此能够防止电池爆炸。
本实用新型的工作原理是：
将极耳通过转接件连接于极柱，实现将转接件和若干个电芯2的极耳电连接，同时，转接件包括第一转接件41和第二转接件42，便于将若干个电芯2依次并联，不仅能在维持电压不变的前提下，提升电池的容量，还能避免对电芯2进行串联导致电压过高，造成电解液分解的情况，而且若干个电芯2组装到同一个电池结构内，省去了将每个电芯2组装在单独的外壳后，再组装成模组结构，不仅简化生产工序，有助于降低电池的生产工艺难度，降低电池的生产成本，还有助于提高电池总体的能量密度，而且各个电芯2间隔设置，没有重叠在一起，且电芯2的大面朝向壳体的大面，有助于提高电池的散热性能，防止温度过高导致性能快速衰减和安全问题的发生，其中，转接件包括依次相连的固定部301、弯折部302及延伸部303，固定部301用于与极柱电连接，延伸部303沿长度方向X延伸，便于与各个电芯2的极耳电连接，弯折部302不仅起到连接固定部301和延伸部303的作用，还起到间隔顶盖片1和延伸部303的作用，即防止与极耳连接的延伸部303直接与顶盖片1发生接触，导致电池发生短路的情况，保证转接件和电池内其它部件之间具有足够的安全距离，降低电池内发生短路的风险。
实施方式二
与实施方式一不同的是：本实施方式在高度方向Z上，第一转接件41的延伸部303与顶盖片1之间的距离大于第二转接件42的延伸部303与顶盖片1之间的距离，在宽度方向Y上，第一转接件41和第二转接件42之间的距离为2mm-5mm。于本实施方式中，第一转接件41的延伸部303与顶盖片1之间的距离大于第二转接件42的延伸部303与顶盖片1之间的距离，使得第一转接件41的延伸部303和第二转接件42的延伸部303在高度方向Z上是相互错开，避免第一转接件41和第二转接件42分别与其对应的极耳焊接时互相影响的情况，同时，保证转接件和顶盖片1之间具有足够的安全距离，降低电池内发生短路的风险，此外，在宽度方向Y上，第一转接件41和第二转接件42之间的距离为2mm-5mm，但本实用新型不以此为限，也可根据实际电池的型号和尺寸进行调整。
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：本实施方式的第二极耳52的高度大于第一极耳51的高度，第二极耳52和第一极耳51之间的高度差为5mm-10mm，弯折部302为凹型结构、U型结构、V型结构或W型结构，在高度方向Z上，第二转接件42的固定部301与第一转接件41的延伸部303之间的距离为2mm-15mm。由于第一转接件41和第二转接件42的高度不相同，为了配合第一转接件41和第二转接件42，第二极耳52和第一极耳51之间存在高度差，满足第一转接件41的位置和第一极耳51对应的位置，第二转接件42的位置和第二极耳52的位置对应，便于进行焊接，同时，在焊接时和焊接后，空间上互相错开，降低相互接触或短路的风险；根据实际电池的结构，弯折部302可以设计为凹型结构、U型结构、V型结构或W型结构，第二转接件42的固定部301与第一转接件41的延伸部303之间的距离限定为2mm-15mm，满足提供足够的安全距离，还能降低电池顶盖片1整体高度，减少侵占电池内部空间，有助于提高电池的能量密度，也可根据实际电池型号进行调整，满足小于电芯2壳体高度即可。
其他结构与实施方式一相同，这里不再赘述。
实施方式四
一种电池包，包括实施方式一的电池结构。
需要说明的是，电池结构组装具体的可以分为以下装配步骤：
1、正、负极片通过卷绕形成电芯2，电芯2顶侧形成第一极耳51和第二极耳52；
2、将铝的第一转接件41和铜的第二转接件42通过激光焊或铆接或螺栓等与顶盖片的极柱连接；
3、电芯2表面包覆高熔点绝缘层，防止电芯2之间短路，或与铝壳短路，降低发生电芯2热蔓延风险；
4、将电芯2和已焊好转接件的顶盖片1平放，然后经过超声焊将电芯2的第一极耳51和第二极耳52分别与铝的第一转接件41和铜的第二转接件42相连接；
5、焊接后的电芯2入壳；
6、注液封装等工序组装成完整的电池。
实施方式五
一种电池包，包括实施方式二的电池结构。
实施方式六
一种电池包，包括实施方式三的电池结构。
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：
顶盖片(1)，安装有极柱；
转接件，连接于所述极柱；
若干个电芯(2)，设置有极耳，所述极耳通过所述转接件连接于所述极柱；
其中，转接件包括依次相连的固定部(301)、弯折部(302)及延伸部(303)，所述固定部(301)连接于所述极柱，所述延伸部(303)沿长度方向(X)延伸，并与所述极耳连接。
2.如权利要求1所述的一种电池结构，其特征在于：所述极柱包括第一极柱(31)和第二极柱(32)，所述转接件包括第一转接件(41)和第二转接件(42)，所述第一极柱(31)与所述第一转接件(41)电连接，所述第二极柱(32)和所述第二转接件(42)电连接，所述第一转接件(41)和所述第二转接件(42)分别设置在所述顶盖片(1)宽度方向(Y)的两端。
3.如权利要求2所述的一种电池结构，其特征在于：在高度方向(Z)上，所述第一转接件(41)的所述延伸部(303)与所述顶盖片(1)之间的距离大于所述第二转接件(42)的所述延伸部(303)与所述顶盖片(1)之间的距离。
4.如权利要求2所述的一种电池结构，其特征在于：在宽度方向(Y)上，所述第一转接件(41)和所述第二转接件(42)之间的距离为2mm-5mm。
5.如权利要求2所述的一种电池结构，其特征在于：所述极耳包括第一极耳(51)和第二极耳(52)，所述第一极耳(51)和所述第二极耳(52)沿长度方向(X)间隔设置，所述第一极耳(51)和所述第二极耳(52)分别设置在所述电芯(2)的宽度方向(Y)的两端。
6.如权利要求5所述的一种电池结构，其特征在于：所述第二极耳(52)的高度大于所述第一极耳(51)的高度，所述第二极耳(52)和所述第一极耳(51)之间的高度差为5mm-10mm。
7.如权利要求2所述的一种电池结构，其特征在于：所述转接件和所述顶盖片(1)之间设置有上绝缘块(61)，所述转接件和所述电芯(2)之间设置有下绝缘块(62)。
8.如权利要求2所述的一种电池结构，其特征在于：所述弯折部(302)为凹型结构、U型结构、V型结构或W型结构，在高度方向(Z)上，所述第二转接件(42)的所述固定部(301)与所述第一转接件(41)的所述延伸部(303)之间的距离为2mm-15mm。
9.如权利要求1所述的一种电池结构，其特征在于：所述转接件的表面设置有绝缘胶，所述极耳的表面和根部设置有绝缘胶。
10.一种电池包，其特征在于：包括权利要求1-9任意一项所述的电池结构。
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
| CN202023299655.3U CN214313442U (zh) | 2020-12-30 | 2020-12-30 | 一种电池结构及电池包 |
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| CN214313442U true CN214313442U (zh) | 2021-09-28 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN114447529A (zh) * | 2022-01-28 | 2022-05-06 | 天津市捷威动力工业有限公司 | 一种电芯极耳与顶盖的连接结构、装配方法及电池 |
| CN115579592A (zh) * | 2022-11-10 | 2023-01-06 | 瑞浦兰钧能源股份有限公司 | 二次电池 |
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2020
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