CN214848728U - 一种单体电池、电池模组及车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及动力电池技术领域，公开了一种单体电池、电池模组及车辆。其中单体电池包括：电池壳体和叠片电芯。电池壳体的横截面呈方形，且电池壳体的拐角处设置有圆角。叠片电芯置于电池壳体内部，叠片电芯的四个拐角处分别设置有避让部，避让部的两个末端分别连接叠片电芯的相邻两侧壁，相邻两侧壁分别与电池壳体的两个对应侧壁贴合。本实用新型提高了单体电池的电池壳体内部的空间利用率，从而能够提高能量密度，提高了实用性。

Description

一种单体电池、电池模组及车辆

技术领域

本实用新型涉及动力电池技术领域，尤其涉及一种单体电池、电池模组及车辆。

背景技术

动力电池发展突飞猛进，动力电池能量密度和安全已成为大家的主要关注点。在现阶段，方形铝壳动力电池依然为主流类型。目前，电芯类型主要分为卷绕结构和叠片结构。其中，叠片结构相比于卷绕结构，其单体电池的能量密度提升约10％；同时，其内阻大小、循环寿命等性能大大改善，叠片结构的电芯日益成为主流结构。在确保能量密度提升的同时，电芯安全不可忽视，两者同时兼顾，才能设计制造出安全可靠的动力电池。如图1-图2所示，为现有的方形铝壳单体电池，包括电池壳体1和叠片电芯2，电池壳体1呈长方形且四周拐角处设置有圆角11，圆角11的半径为R，能够减小电池壳体1的应力集中，保证电池壳体1的耐压强度。由于存在电池壳体1四周的圆角11，限制了叠片电芯2的尺寸。其中电池壳体1内部的宽度为L1，内部的厚度为W1。如图2所示，为了避开电池壳体1的圆角11，叠片电芯2宽度为L2＝L1-2R，厚度为W1。导致叠片电芯2沿宽度方向的两侧与电池壳体1的内壁之间存在间隙无法有效利用，从而限制了电池能量密度，降低了电池壳体1内部的空间利用率，降低了实用性。

基于此，亟需一种单体电池、电池模组及车辆用来解决如上提到的问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种单体电池，提高了单体电池的电池壳体内部的空间利用率，从而能够提高能量密度，提高了实用性。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种单体电池，包括：

电池壳体，所述电池壳体的横截面呈方形，且所述电池壳体的拐角处设置有圆角；

叠片电芯，所述叠片电芯置于所述电池壳体内部，所述叠片电芯的四个拐角处分别设置有避让部，所述避让部的两个末端分别连接所述叠片电芯的相邻两侧壁，所述相邻两侧壁分别与所述电池壳体的两个对应侧壁贴合。

作为一种单体电池的优选技术方案，所述圆角的两个末端分别与相对应的所述避让部的两个末端相接

作为一种单体电池的优选技术方案，所述叠片电芯包括呈镜像对称的第一分支电芯和第二分支电芯，所述第一分支电芯与所述第二分支电芯之间的对称基准面与所述电池壳体的侧壁平行设置。

作为一种单体电池的优选技术方案，所述叠片电芯还包括第三分支电芯，所述第三分支电芯置于所述第一分支电芯和所述第二分支电芯之间。

作为一种单体电池的优选技术方案，所述电池壳体的所述圆角的内壁上凸设有滑动条，所述避让部形成为避让槽，所述滑动条置于所述避让槽内。

作为一种单体电池的优选技术方案，所述单体电池还包括电芯支架，所述电芯支架置于所述叠片电芯和所述电池壳体之间。

作为一种单体电池的优选技术方案，所述单体电池还包括两个极柱，两个所述极柱分别与所述叠片电芯的正极极耳和负极极耳电连接。

作为一种单体电池的优选技术方案，所述单体电池还包括两个盖板，所述电池壳体的两端开口，两个所述盖板分别封堵在两个所述开口处，两个盖板上分别设置一个所述极柱。

本实用新型的另一目的在于提供一种电池模组，能够提高能量密度，提高了实用性。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种电池模组，包括如上所述的单体电池。

本实用新型的另一目的在于提供一种车辆，提高了实用性。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

一种车辆，包括如上所述的电池模组。

本实用新型的有益效果：在叠片电芯的拐角处设置避让部，且避让部的两个末端分别连接叠片电芯的相邻两侧壁，相邻两侧壁分别与电池壳体的两个对应侧壁贴合，能够使叠片电芯避免受到圆角的限制，叠片电芯沿宽度方向的两端朝向电池壳体延伸，减小了叠片电芯沿宽度方向的两侧与电池壳体的内壁之间的间隙，提高了电池壳体内部的空间利用率，增大了电池能量密度，提高了实用性。

附图说明

图1是现有技术中的单体电池的结构示意图；

图2是现有技术中的电池壳体的结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的单体电池的结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的叠片电芯的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的第一分支电芯的结构示意图。

图中：

1、电池壳体；11、圆角；

2、叠片电芯；21、第一分支电芯；22、第二分支电芯；

3、避让部；31、第一槽侧壁；32、第二槽侧壁。

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，下面将结合附图对本实用新型实施例的技术方案做进一步的详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有做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。

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。

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。

如图1-图2所示，目前，现有技术中的单体电池的能量密度交底，电池壳体1内部的空间利用率较低，降低了单体电池的实用性。

本实施例提供了一种单体电池，提高了单体电池的电池壳体1内部的空间利用率，从而能够提高能量密度，提高了实用性。

需要说明的是，在图3-图5中，a方向沿水平设置，为单体电池的宽度方向；b方向沿竖直设置，为单体电池的厚度方向；c方向为单体电池的长度方向，c方向垂直于纸面设置。

具体地，如图3-图5所示，本实施例提供的单体电池包括：电池壳体1和叠片电芯2。电池壳体1的横截面呈方形，且电池壳体1的拐角处设置有圆角11。叠片电芯2置于电池壳体1内部，叠片电芯2的横截面呈长方形，叠片电芯2的四个侧壁与电池壳体1的四个侧壁一一正对设置，且叠片电芯2的四个拐角处分别设置有避让部3，避让部3的两个末端分别连接叠片电芯2的相邻两侧壁，相邻两侧壁分别与电池壳体1的两个对应侧壁贴合。在叠片电芯2的拐角处设置避让部3，且避让部3的两个末端分别连接叠片电芯2的相邻两侧壁，上述相邻两侧壁分别与电池壳体1的两个对应侧壁贴合，能够使叠片电芯2避免受到圆角11的限制，叠片电芯2沿宽度方向的两端朝向电池壳体1延伸，减小了叠片电芯2沿宽度方向的两侧与电池壳体1的内壁之间的间隙，提高了电池壳体1内部的空间利用率，增大了电池能量密度，提高了实用性。在本实施例中，避让部3形成为向叠片电芯2内部凹陷的避让槽，避让部3包括垂直连接的第一槽侧壁31和第二槽侧壁32，第一槽侧壁31和第二槽侧壁32分别与电池壳体1的两个相邻且垂直设置的侧壁平行。也就是说，避让部3的横截面呈直角形，第一槽侧壁31和第二槽侧壁32之间连接形成L型。具体地，第一槽侧壁31沿a方向设置，第二槽侧壁32沿b方向设置。由于叠片电芯2由多层叠放的极片组成，将第一槽侧壁31和第二槽侧壁32之间垂直连接，能够便于叠片电池的生产，仅需缩短避让部3处对应的极片宽度即可，简化了生产过程。在其他实施例中，避让部3还可设置为圆角或平面结构，在此不作设定。上述“避让部3的两个末端分别连接叠片电芯2的相邻两侧壁，相邻两侧壁分别与电池壳体1的两个对应侧壁贴合”，也就是说避让部3在叠片电芯2相邻两侧壁的拐角处，叠片电芯2的相邻两侧壁分别与电池壳体1的两个对应侧壁贴合，即避让部3与圆角11相对应设置。可以理解的是，为了便于将叠片电芯2与电池壳体1装配，实际上叠片电芯2与电池壳体1的内壁也可设置为间隙配合。

优选地，圆角11的两个末端分别与相对应的避让部3的两个末端相接，也就是说圆角11的两个末端分别与对应的避让槽的两个末端正对且相接触。进一步扩大了叠片电芯2的横截面积，增大了叠片电芯2的体积，提高了单体电池的能量比。

作为优选方案，叠片电芯2包括呈镜像对称的第一分支电芯21和第二分支电芯22。第一分支电芯21与第二分支电芯22之间的对称基准面与电池壳体1的侧壁平行设置，且上述对称基准面可与电池壳体1的任一侧壁平行。也就是说第一分支电芯21和第二分支电芯22上分别设置两个避让部3，使第一分支电芯21的横截面呈“凸”型，第二分支电芯22与第一分支电芯21镜像对称且其横截面呈倒“凸”型。在本实施例中，以图3-图5中的方向而言，第一分支电芯21的底面与第二分支电芯22的顶面之间贴合，从而使得叠片电芯2的横截面形成“十”字。在本实施例中，以图3-图5中的方向而言，第一分支电芯21上沿宽度方向的两个侧壁之间的距离为L1，两个第二槽侧壁32之间的距离为L2＝L1-2R，第一分支电芯21上沿厚度方向的两个侧壁之间的距离为W1/2，第一槽侧壁31与底面之间距离为W2/2＝(W1-2R)/2。第二分支电芯22与第一分支电芯21镜像对称设置，同理可得第二分支电芯22的尺寸，在此不再赘述。从而能够得到叠片电芯2的尺寸，叠片电芯2沿宽度方向上的两个侧壁之间的距离为L1，叠片电芯2沿厚度方向上的两个侧壁之间的距离为W1，同一分支电芯上的两个第二槽侧壁32之间的距离为L2＝L1-2R，第一分支电芯21与第二分支电芯22的第一槽侧壁31之间的距离为W2＝W1-2R。

在一些实施例中，叠片电芯2还包括第三分支电芯，第三分支电芯置于第一分支电芯21和第二分支电芯22之间，也就是说第一分支电芯21和第二分支电芯22之间间隔设置，且第三分支电芯置于二者之间。其中，第三分支电芯的横截面呈长方形，便于第三分支电芯的生产，可根据单体电池的储存电量的需求设置有一个或多个第三分支电芯。当单体电池包括多个第三分支电芯时，多个第三分支电芯沿着由第一分支电芯21至第二分支电芯22的方向排列。将第一分支电芯21、第二分支电芯22和第三分支电芯之间分体设置，便于根据单体电池的储存电量的需求适应性增减第三分支电芯的数量，提高了实用性，扩大了适用范围。

作为优选方案，电池壳体1的圆角11的内壁上凸设有滑动条，滑动条置于作为避让部3的避让槽内。滑动条沿叠片电芯2的长度方向延伸设置，即沿c方向延伸，设置滑动条便于叠片电芯2沿长度方向安装入电池壳体1内部，便于装配。

进一步地，单体电池还包括电芯支架，电芯支架置于叠片电芯2和电池壳体1之间，设置电芯支架，避免在安装叠片电芯2时电池壳体1的内壁和滑动条对叠片电芯2的损伤。在本实施例中，电芯支架的轮廓与叠片电芯2相配合，即横截面为长方形，四个拐角处设置有两个槽侧壁呈直角连接的槽。

具体地，单体电池还包括两个极柱，两个极柱分别与叠片电芯2的正极极耳和负极极耳电连接。在本实施例中，单体电池还包括两个盖板，电池壳体1的两端开口，两个盖板分别封堵在两个开口处，两个盖板上分别设置一个极柱。在其他实施例中，单体电池的电池壳体1还可以一端开口，开口处封堵有一个盖板，两个极柱均设置在此盖板上。进一步地，盖板上设置有防爆阀，当单体电池内部的气体压力过大时，防爆阀能够及时释放压力，避免单体电池爆炸，提高了安全性。

本实施例还提供了一种电池模组。具体地，该电池模组包括如前文所述的单体电池，提高了电池模组的能量密度，也提高了实用性。电池模组包括多个沿第一方向排列的单体电池，在电池模组沿第一方向的两端分别设置一个端板，也就是说多个单体电池排列在两个端板之间。电池模组沿周向设置有用于捆扎固定的钢带，使电池模组形成一个整体。

本实施例还提供了一种车辆。具体地，该车辆包括如前文所述的电池模组，延长了每次充电后车辆能够前进的距离，提高了实用性。将电池模组固定在车底盘支架上，为整车提供动力。可将多个电池模组固定在电池包箱体内，再将电池包箱体与车底盘支架固定连接，或直接将电池模组排列并固定在车底盘支架上，在此不作限定。为了避免电池的温度过高或过低，可在电池包箱体内部设置液冷板，或直接将液冷板固定在电池模组的底面。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种单体电池，其特征在于，包括：

电池壳体(1)，所述电池壳体(1)的横截面呈方形，且所述电池壳体(1)的拐角处设置有圆角(11)；

叠片电芯(2)，所述叠片电芯(2)置于所述电池壳体(1)内部，所述叠片电芯(2)的四个拐角处分别设置有避让部(3)，所述避让部(3)的两个末端分别连接所述叠片电芯(2)的相邻两侧壁，所述相邻两侧壁分别与所述电池壳体(1)的两个对应侧壁贴合。

2.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，所述圆角(11)的两个末端分别与相对应的所述避让部(3)的两个末端相接。

3.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，所述叠片电芯(2)包括呈镜像对称的第一分支电芯(21)和第二分支电芯(22)，所述第一分支电芯(21)与所述第二分支电芯(22)之间的对称基准面与所述电池壳体(1)的侧壁平行设置。

4.根据权利要求3所述的单体电池，其特征在于，所述叠片电芯(2)还包括第三分支电芯，所述第三分支电芯置于所述第一分支电芯(21)和所述第二分支电芯(22)之间。

5.根据权利要求1-4任一项所述的单体电池，其特征在于，所述电池壳体(1)的所述圆角(11)的内壁上凸设有滑动条，所述避让部(3)形成为避让槽，所述滑动条置于所述避让槽内。

6.根据权利要求1-4任一项所述的单体电池，其特征在于，所述单体电池还包括电芯支架，所述电芯支架置于所述叠片电芯(2)和所述电池壳体(1)之间。

7.根据权利要求1-4任一项所述的单体电池，其特征在于，所述单体电池还包括两个极柱，两个所述极柱分别与所述叠片电芯(2)的正极极耳和负极极耳电连接。

8.根据权利要求7所述的单体电池，其特征在于，所述单体电池还包括两个盖板，所述电池壳体(1)的两端开口，两个所述盖板分别封堵在两个所述开口处，两个盖板上分别设置一个所述极柱。

9.一种电池模组，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的单体电池。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求9所述的电池模组。

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