CN215451570U - 单体电池和电池模组 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种单体电池和电池模组。本申请的单体电池包括方形壳体、设置在第一壳体两端的第一顶盖和第二顶盖、电芯、设置在电芯两端的第一支架和第二支架，第一顶盖上设置有第一极柱，第二顶盖上设置有第二极柱，电芯的第一端设置有第一极耳，电芯的第二端设置有第二极耳，第一极耳穿设于第一贯通孔并与第一极柱电连接，第二极耳穿设于第二贯通孔并与第二极柱电连接，本申请的单体电池能够在组装的过程中，避免顶盖对电芯的损伤，进而提高单体电池的合格率。

Description

单体电池和电池模组

技术领域

本申请涉及锂电池技术领域，尤其是涉及一种单体电池和电池模组。

背景技术

随着新能源动力锂电池的广泛应用，锂电池技术不断发展和进步，市场对动力电池的能量密度、空间利用率和安全性要求越来越高。电池的结构呈多样化发展，由原来的圆柱发展到现在的方壳、软包等形态。电池模组和电池包的形式也有不同技术路线，目前采用由方形长电芯直接成组成电池包的方式为现阶段一种较为热门的技术路线。采用该类长电芯结构电池，具有比其他以往小尺寸电芯具有更高的能量密度、更大的散热面积、更高的安全性等优点。但长电芯由于电芯尺寸较长，厚度一般设计较薄，其电芯制备工艺相对复杂。另外，在装配长电芯结构的电池时，顶盖容易与电芯接触，造成装配产品合格率低且电池的安全隐患大。

实用新型内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种安全性高的单体电池，适用于长电芯的生产制备，在单体电池组装的过程中，能够防止顶盖刺破电芯，提高单体电池的合格率。

本申请还提出一种具有上述单体电池的电池模组。

根据本申请的第一方面实施例的单体电池，包括壳体、顶盖组件、电芯和支架组件，其中，所述壳体包括相对设置的第一端部和第二端部；所述顶盖组件包括第一顶盖和第二顶盖，所述第一顶盖设置在所述第一端部，所述第二顶盖设置在所述第二端部，所述第一顶盖上设置有第一极柱，所述第二顶盖上设置有第二极柱；电芯包括相对设置的第一端和第二端，所述第一端设置有第一极耳，所述第二端设置有第二极耳；所述支架组件包括第一支架和第二支架，所述第一支架上设置有第一贯通孔，所述第二支架上设置有第二贯通孔，所述第一顶盖与所述电芯之间设置有所述第一支架，所述第二顶盖与所述电芯之间设置有所述第二支架，所述第一极耳穿设于所述第一贯通孔并与所述第一极柱电连接，所述第二极耳穿设于所述第二贯通孔并与所述第二极柱电连接。

根据本申请实施例的单体电池，至少具有如下有益效果：本申请的单体电池采用双顶盖的设计，特别适用于长电芯的生产制备，方便长电芯制备过程中装配、焊接等工序；另外，通过在电芯的两端与顶盖之间均设置支架，在组装的过程中能够避免顶盖直接接触电芯，减少顶盖对电芯的损害，提高产品的安全性能及合格率；另外，通过在电芯两端的支架上均开设贯通孔，电芯两端的极耳分别穿过贯通孔与顶盖上的极柱电连接，从而使得支架贯通孔能够收拢固定极耳的根部，方便极耳与极柱的连接。

根据本申请的一些实施例，所述第一支架包括两个间隔设置的第一阻挡板，两个所述第一阻挡板之间的间隔限定出所述第一贯通孔，所述第二支架包括两个间隔设置的第二阻挡板，两个所述第二阻挡板之间的间隔限定出所述第二贯通孔。

根据本申请的一些实施例，所述单体电池还包括第一连接件和第二连接件，所述第一极耳通过所述第一连接件与所述第一极柱电连接，所述第二极耳通过所述第二连接件与所述第二极柱电连接。

根据本申请的一些实施例，所述第一极耳具有第一弯折部，所述第一弯折部由所述第一极耳在所述第一支架处弯折而形成，所述第二极耳具有第二弯折部，所述第二弯折部由所述第二极耳在所述第二支架处弯折而形成。

根据本申请的一些实施例，所述第一连接件具有第一极耳夹持部，所述第二连接件具有第二极耳夹持部，所述第一极耳夹持部用于夹持所述第一极耳，所述第二极耳夹持部用于夹持所述第二极耳，所述第一极耳还具有第三弯折部，所述第三弯折部由所述第一极耳在所述第一极耳夹持部的开口端弯折而形成，所述第二极耳还具有第四弯折部，所述第四弯折部由所述第二极耳在所述第二极耳夹持部的开口端弯折而形成。

根据本申请的一些实施例，所述第一连接件包括第五弯折部，所述第五弯折部由所述第一连接件在所述第一极耳夹持部的封闭端弯折而形成，所述第二连接件包括第六弯折部，所述第六弯折部由所述第二连接件在所述第二极耳夹持部的封闭端部弯折而形成。

根据本申请的一些实施例，所述第一支架朝向所述第一顶盖的一侧设置有第一容纳腔，所述第一容纳腔用于容纳弯折的所述第一极耳和弯折的所述第一连接件，所述第二支架朝向所述第二顶盖的一侧设置有第二容纳腔，所述第二容纳腔用于容纳弯折的所述第二极耳和弯折的所述第二连接件。

根据本申请的一些实施例，所述单体电池呈细长型，所述第一支架和所述第二支架均设置有注液孔。

根据本申请的一些实施例，所述第一支架的所述注液孔位于所述第一贯通孔的两侧，所述第二支架的所述注液孔位于所述第二贯通孔的两侧。

根据本申请的第二方面实施例的电池模组，包括上述第一方面实施例的单体电池。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

下面结合附图和实施例对本申请做进一步的说明，其中：

图1为本申请实施例单体电池的去除部分壳体后的结构示意图；

图2为图1中Ⅰ处的放大图；

图3为本申请实施例单体电池的俯视图；

图4为图3中A-A截面的剖视图；

图5为图4中Ⅱ处的放大图；

图6为本实施例单体电池中第一连接件的侧视图；

图7为本实施例单体电池中第一支架结构示意图。

附图标记：

壳体100第一顶盖210第一极柱211第二顶盖220第二极柱221电芯300第一极耳310第一弯折部311第三弯折部312第二极耳320第二弯折部321第四弯折部322

第一支架410第一贯通孔411注液孔412第一阻挡板413第一容纳腔414第二支架420第二贯通孔421第二容纳腔422第二阻挡板423第一连接件510第一极耳夹持部511开口端5111封闭端5112第五弯折部512第二连接件520第二极耳夹持部521第六弯折部522

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右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申请和简化描述，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申请的限制。

在本申请的描述中，若干的含义是一个以上，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

本申请的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。

本申请的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

下面结合附图1至附图7来描述本申请第一方面实施例的单体电池。

单体电池包括壳体100、顶盖组件、电芯300和支架组件，其中壳体100为方形壳体，壳体100包括相对设置的第一端部和第二端部，顶盖组件包括第一顶盖210和第二顶盖220，第一顶盖210设置在第一端部，第二顶盖220设置在第二端部，第一顶盖210上设置有第一极柱211，第二顶盖220上设置有第二极柱221，电芯300包括相对设置的第一端和第二端，第一端设置有第一极耳310，第二端设置有第二极耳320，支架组件包括第一支架410和第二支架420，第一支架410上设置有第一贯通孔411，第二支架420上设置有第二贯通孔421，第一顶盖210和电芯300之间设置有第一支架410，第二顶盖220和电芯300之间设置有第二支架420，第一极耳310穿设于第一贯通孔411并与第一极柱211电连接，第二极耳320穿设于第二贯通孔421并与第二极柱221电连接。

本申请的单体电池采用双顶盖的设计，特别适用于长电芯的生产制备，方便长电芯制备过程中装配、焊接等工序；另外，通过在电芯的两端与顶盖之间均设置支架，在组装的过程中能够避免顶盖直接接触电芯，减少顶盖对电芯的损害，提高产品的安全性能及合格率；另外，通过在电芯两端的支架上均开设贯通孔，电芯两端的极耳分别穿过贯通孔与顶盖上的极柱电连接，从而使得支架贯通孔能够收拢固定极耳的根部，方便极耳与极柱的连接

具体的，如图1至图7所示，壳体100为左右两端均为开口的空壳结构，壳体100的左端和右端相对设置，壳体100的左端为第一端部，壳体100的右端为第二端部，电芯300放置在壳体100内。电芯300包括相对设置的第一端和第二端，电芯300的第一端位于壳体100的左侧，电芯300的第二端位于壳体100的右侧，电芯300的第一端设置有第一极耳310，电芯300的第二端设置有第二极耳320，第一支架410位于电芯300的第一端所在侧。第一支架410上的贯通孔为第一贯通孔411，第一极耳310穿过第一贯通孔411并与第一顶盖210上的第一极柱211电连接。第一极耳310穿设于第一贯通孔411中，第一贯通孔411与第一极耳310之间具有一定的间隙，如此设置既能确保单体电池组装的过程中，第一极耳310容易穿过第一贯通孔411，从而提高装配的效率，并且第一贯通孔411对第一极耳310的根部具有收拢固定的作用。在本实施例中，该间隙的大小大致为0.5mm，可以理解的是，在其他一些实施例中，根据第一极耳310的大小来确定第一贯通孔411的大小(即设置第一贯通孔411与第一极耳310之间的间隙)。第一极耳310与第一极柱211电连接后，第一顶盖210封装壳体100的左端，第一顶盖210与壳体100通过焊接固定连接。同样的，电芯300的第二端设置有第二极耳320，第二支架420位于电芯300的第二端所在侧，第二支架420上的贯通孔为第二贯通孔421，第二极耳320穿过第二贯通孔421并与第二顶盖220的第二极柱221电连接。第二极耳320穿设于第二贯通孔421中，第二贯通孔421与第二极耳320之间具有一定的间隙。第二极耳320与第二极柱221电连接后，第二顶盖220封装壳体100的右端，第二顶盖220与壳体100通过焊接固定。通过将支架设置在电芯和顶盖之间，在组装的过程中能够避免顶盖接触电芯，减少顶盖对电芯的损害，提高产品的合格率，进而节约成本。此外通过第一贯通孔411和第二贯通孔421的尺寸设置，能够确保单体电池组装的过程中，第一极耳310容易穿过第一贯通孔411，第二极耳320容易穿过第二贯通孔421，从而提高装配效率。此外第一贯通孔411对第一极耳310的根部，第二贯通孔421对第二极耳320的根部具有收拢固定的作用，进而能够提高电芯的集流效果，从而提高单体电池的导电性能。

在本申请的一些具体实施例中，第一支架410包括两个间隔设置的第一阻挡板413，两个第一阻挡板413之间的间隔限定出第一贯通孔411，第二支架420包括两个间隔设置的第二阻挡板423，两个第二阻挡板423之间的间隔限定出第二贯通孔421。

具体的，如图7所示，第一支架410上包括两个间隔设置的第一阻挡板413，两个第一阻挡板413沿单体电池的厚度方向具有间隔，该间隔形成了第一贯通孔411，第一极耳310从两个第一阻挡板413之间的间隔穿过第一支架410从而与第一顶盖210的第一极柱211电连接。第一阻挡板413能够将电芯300和第一顶盖210隔开，在组装的过程中，第一顶盖210无法作用于电芯300，能够有效的避免第一顶盖210刺破电芯300，从而提高单体电池装配的合格率。第二支架420与第一支架410的结构相同，此处不再赘述。

在本申请的一些具体实施例中，还包括第一连接件510和第二连接件520，第一极耳310通过第一连接件510与第一极柱211电连接，第二极耳320通过第二连接件520与第二极柱221电连接。

具体的，如图4至图6所示，第一连接件510和第二连接件520均为片状结构，第一连接件510的一端部与第一极耳310固定连接，第二连接件520的一端部与第二极耳320固定连接，第一连接件510与第一极耳310、第二连接件520与第二极耳320可通过超声波焊机焊接固定。第一极耳310穿过第一贯通孔411，使第一支架410位于第一极耳310的根部，第一极耳310远离根部的一端与第一连接件510连接；第二极耳320穿过第二贯通孔421，使第二支架420位于第二极耳320的根部，第二极耳320远离根部的一端与第二连接件520连接。第一连接件510的另一端与第一极柱211固定连接，第二连接件520的另一端与第二极柱221固定连接，第一连接件510与第一极柱211、第二连接件520与第二极柱221可通过激光焊接固定连接。通过上述设置方式，能够通过连接件来汇集电芯的电流，提高单体电池的导电性能。

在本申请的一些具体实施例中，第一极耳310具有第一弯折部311，第一弯折部311由第一极耳310在第一支架410处弯折而形成，第二极耳320具有第二弯折部321，第二弯折部321由第二极耳320在第二支架420处弯折而形成。

具体的，如图4和图5所示，第一极耳310和第二极耳320均为弯折结构，第一极耳310具有第一弯折部311，第一弯折部311由第一极耳310在第一支架410的第一贯通孔411处弯折而形成；第二极耳320具有第二弯折部321，第二弯折部321由第二极耳320在第二支架420的第二贯通孔421处弯折而形成。第一弯折部311和第二弯折部321可以如图4中所示的沿同一方向弯折。第一弯折部311和第二弯折部321还可以沿相反的方向弯折。通过将极耳在支架的贯通孔处弯折，能够在封装电芯的过程中，避免拉扯极耳，造成极耳的断裂或与连接件的脱落，从而提高单体电池的可靠性。

在本申请的一些具体实施例中，第一连接件510具有第一极耳夹持部511，第二连接件520具有第二极耳夹持部521，第一极耳夹持部511用于夹持第一极耳310，第二极耳夹持部521用于夹持第二极耳320，第一极耳310还具有第三弯折部312，第三弯折部312由第一极耳310在第一极耳夹持部511的开口端弯折而形成，第二极耳320还具有第四弯折部322，第四弯折部322由第二极耳320在所述第二极耳夹持部的开口端弯折耳形成。

具体的，如图4至图6所示，第一极耳夹持部511具有开口端5111和封闭端5112，第一极耳310远离根部的一端通过第一极耳夹持部511的开口端5111放入第一极耳夹持部511内，然后采用超声波焊接将第一极耳夹持部511与第一极耳310固定连接，第一极耳310在第一极耳夹持部511的开口端5111处弯折形成第三弯折部312。第二极耳320的第四弯折部322与第一极耳310的第三弯折部312形成方式相同，此处不再赘述。对于细长型的单体电池而言，电芯的宽度尺寸和厚度尺寸均较小，连接片设置在电芯的端部，连接片的长度尺寸对应电芯的宽度尺寸，连接片的宽度尺寸对应电芯的厚度尺寸，因此，连接片的长度尺寸和宽度尺寸均较小。通过在连接件中设置极耳夹持部，对于细长型的单体电池而言，能够在连接片长、宽尺寸有限的情况下，提高连接片和极耳的连接面积，进而增加电流传导的面积且能够增加二者连接的可靠性，此外将极耳在夹持部的开口端弯折，能够进一步的避免极耳与连接件脱落，进而进一步的提高单体电池的可靠性。

在本申请的一些具体实施例中，第一连接件510包括第五弯折部512，第五弯折部512由第一连接件510在第一极耳夹持部511的封闭端5112弯折而形成，第二连接件520包括第六弯折部522，第六弯折部522由第二连接件520在第二极耳夹持部521的封闭端弯折而形成。

具体的，如图4和图5所示，第一连接件510为弯折结构，具有第五弯折部512，第五弯折部512由第一连接件510在第一极耳夹持部511的封闭端5112弯折而形成。第二连接件520上的第六弯折部522与第一连接件510上的第五弯折部512形成方式相同，此处不再赘述。通过上述设置方式，能够避免电流在夹持部汇集传递给极柱，能够提高连接片的集电功能，从而提高单体电池的导电性能。

在本申请的一些具体实施例中，第一支架410朝向第一顶盖210的一侧设置有第一容纳腔414，第一容纳腔414用于容纳弯折的第一极耳310和弯折的第一连接件510，第二支架420朝向第二顶盖220的一侧设置有第二容纳腔422，第二容纳腔422用于容纳弯折的第二极耳320和弯折的第二连接件520。具体的，如图4、图5和图7所示，第一支架410内设置第一容纳腔414，具体的，第一支架410的侧部和第一阻挡板413限定出第一容纳腔414，第一阻挡板413为第一容纳腔414的底部，在封装第一顶盖210的过程中对第一极耳310和第一连接件510进行弯折，使弯折后的第一极耳310和第一连接件510均能够放置在第一容纳腔414中。第二支架420上的第二容纳腔422的形成方式与第一支架410的第一容纳腔414相同，此处不再赘述。通过上述设置方式，能够使单体电池的一致性且能够使单体电池的结构更加紧凑。

在本申请的一些具体的实施例中，第一支架410和第二支架420均设置有注液孔。具体的，如图7所示，第一支架410上设置有注液孔412，当向封装好的单体电池中注入电解液时，电解液能够通过第一支架上的注液孔412进入壳体100内部。在另外一些实施例中，第一贯通孔411的两侧均设置有注液孔412。第二支架420的结构与第一支架410的结构相同，此处不再赘述。

结合上述第一方面实施例的单体电池结构来描述单体电池的组装过程。首先，将电芯300的第一极耳310穿过第一支架410的第一贯通孔411并使第一支架410位于第一极耳310的根部，将电芯300的第二极耳320穿过第二支架420的第二贯通孔421并使第二支架420位于第二极耳320的根部；然后，将第一极耳310远离根部的一端夹持在第一连接件510的第一极耳夹持部511内，将第二极耳320远离根部的一端夹持在第二连接件520的第二极耳夹持部521内，并通过焊接工艺将第一极耳310远离根部的一端与第一极耳夹持部511固定连接，通过焊接工艺将第二极耳320远离根部的一端与第二极耳夹持部521固定连接；然后，将绝缘膜包覆在电芯300的表面，并采用胶带将电芯300及第一支架410、电芯300及第二支架420固定；将装配好的电芯放入壳体100内；然后，将第一顶盖210的第一极柱211与第一连接件510通过激光焊接固定，将第二顶盖220的第二极柱221与第二连接件520通过激光焊接固定；对第一连接件510及第一极耳310进行弯折，从而将第一顶盖210放入壳体100内，对第二连接件520及第二极耳320进行弯折，从而将第二顶盖220放入壳体100内，由于设置了第一支架410和第二支架420，第一连接件510和第二连接件520在弯折的过程中，不会刮蹭到电芯300，能够有效的避免弯折过程中第一连接件510和第二连接件520刺破电芯300。第一顶盖210和第二顶盖220入壳后，通过焊接工艺将第一顶盖210与壳体100固定连接，并通过焊接工艺将第二顶盖220与壳体100固定连接，最后在第一顶盖210的注液孔和第二顶盖220的注液孔处焊接密封钉，完整单体电池的封装。可以理解的是，也可以根据实际的情况对其中的一个或几个步骤进行调整，从而得到单体电池结构。

本申请第二方面实施例的电池模组，包括上述第一方面实施例的单体电池，通过上述设置方式，能够改变电池模组的布置方式，使电池模组能够适用于其他应用场景。

上面结合附图对本申请实施例作了详细说明，但是本申请不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本申请宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

Claims (10)

1.单体电池，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体包括相对设置的第一端部和第二端部；

顶盖组件，所述顶盖组件包括第一顶盖和第二顶盖，所述第一顶盖设置在所述第一端部，所述第二顶盖设置在所述第二端部，所述第一顶盖上设置有第一极柱，所述第二顶盖上设置有第二极柱；

电芯，包括相对设置的第一端和第二端，所述第一端设置有第一极耳，所述第二端设置有第二极耳；及

支架组件，所述支架组件包括第一支架和第二支架，所述第一支架上设置有第一贯通孔，所述第二支架上设置有第二贯通孔，所述第一顶盖与所述电芯之间设置有所述第一支架，所述第二顶盖与所述电芯之间设置有所述第二支架，所述第一极耳穿设于所述第一贯通孔并与所述第一极柱电连接，所述第二极耳穿设于所述第二贯通孔并与所述第二极柱电连接。

2.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，所述第一支架包括两个间隔设置的第一阻挡板，两个所述第一阻挡板之间的间隔限定出所述第一贯通孔，所述第二支架包括两个间隔设置的第二阻挡板，两个所述第二阻挡板之间的间隔限定出所述第二贯通孔。

3.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，所述单体电池还包括第一连接件和第二连接件，所述第一极耳通过所述第一连接件与所述第一极柱电连接，所述第二极耳通过所述第二连接件与所述第二极柱电连接。

4.根据权利要求3所述的单体电池，其特征在于，所述第一极耳具有第一弯折部，所述第一弯折部由所述第一极耳在所述第一支架的第一贯通孔处弯折而形成，所述第二极耳具有第二弯折部，所述第二弯折部由所述第二极耳在所述第二支架的第二贯通孔处弯折而形成。

5.根据权利要求4所述的单体电池，其特征在于，所述第一连接件具有第一极耳夹持部，所述第二连接件具有第二极耳夹持部，所述第一极耳夹持部用于夹持所述第一极耳，所述第二极耳夹持部用于夹持所述第二极耳，所述第一极耳还具有第三弯折部，所述第三弯折部由所述第一极耳在所述第一极耳夹持部的开口端弯折而形成，所述第二极耳还具有第四弯折部，所述第四弯折部由所述第二极耳在所述第二极耳夹持部的开口端弯折而形成。

6.根据权利要求5所述的单体电池，其特征在于，所述第一连接件包括第五弯折部，所述第五弯折部由所述第一连接件在所述第一极耳夹持部的封闭端弯折而形成，所述第二连接件包括第六弯折部，所述第六弯折部由所述第二连接件在所述第二极耳夹持部的封闭端部弯折而形成。

7.根据权利要求6所述的单体电池，其特征在于，所述第一支架朝向所述第一顶盖的一侧设置有第一容纳腔，所述第一容纳腔用于容纳弯折的所述第一极耳和弯折的所述第一连接件，所述第二支架朝向所述第二顶盖的一侧设置有第二容纳腔，所述第二容纳腔用于容纳弯折的所述第二极耳和弯折的所述第二连接件。

8.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，所述单体电池呈细长型，所述第一支架和所述第二支架均设置有注液孔。

9.根据权利要求8所述的单体电池，其特征在于，所述第一支架的所述注液孔位于所述第一贯通孔的两侧，所述第二支架的所述注液孔位于所述第二贯通孔的两侧。

10.电池模组，其特征在于，包括权利要求1-9中任一项所述的单体电池。

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