CN216054849U - 电芯及电池模组 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种电芯及电池模组。该电芯包括：电芯本体，设于电芯本体相对两侧的第一电极组和第二电极组，第一电极组和第二电极组分别用于和外部负载电性连接；第一电极组和第二电极组分别包括正极和负极；电芯本体包括若干正极片和负极片，正极片和负极片相对的两侧分别设有极耳，正极片相对两侧的极耳用于构成第一电极组和第二电极组的正极，负极片相对两侧的极耳用于构成第一电极组和第二电极组的负极。本申请提供的方案，能够简化电芯与外部负载或者多个电芯之间的连接结构，多个电芯能够灵活排布组合，有利于使电芯满足标准化的设计需求。

Description

电芯及电池模组

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及电芯及电池模组。

背景技术

电芯是锂离子电池的核心部件。

相关技术中，电芯通常在单侧设置极柱，并通过单侧设置的极柱进行充放电。然而，这样的电芯在电池包内成组后难以适应前后双电机的高压输出要求，并且，这样的电芯的排布组合方式少，不利于标准化电芯的推行，无法实现一款电芯适配多样性电压、容量的电池包要求。

实用新型内容

为解决或部分解决相关技术中存在的问题，本申请提供一种电芯及电池模组，有利于电芯的设计标准化，实现电芯的多种组合排布。

本申请第一方面提供一种电芯，包括：电芯本体，设于所述电芯本体相对两侧的第一电极组和第二电极组，所述第一电极组和所述第二电极组分别用于和外部负载电性连接；

所述第一电极组和所述第二电极组分别包括正极和负极；

所述电芯本体包括若干正极片和负极片，所述正极片和所述负极片相对的两侧分别设有极耳，所述正极片相对两侧的所述极耳用于构成所述第一电极组和所述第二电极组的正极，所述负极片相对两侧的所述极耳用于构成所述第一电极组和所述第二电极组的负极。

在其中一个实施方式中，所述电芯本体由多个所述正极片和所述负极片叠压而成；

所述正极片相对两侧的极耳叠压构成所述第一电极组和所述第二电极组的正极；

所述负极片相对两侧的极耳叠压构成所述第一电极组和所述第二电极组的负极。

在其中一个实施方式中，所述第一电极组的正极和负极相间隔设置；

所述第二电极组的正极和负极相间隔设置；

所述第一电极组的正负极布置方向和所述第二电极组的正负极布置方向相反。

在其中一个实施方式中，所述电芯本体呈矩形体；

所述第一电极组的正极和所述第二电极组的正极沿所述矩形体的其中一组对角方向设置；

所述第一电极组的负极和所述第二电极组的负极沿所述矩形体的另一组对角方向设置。

在其中一个实施方式中，所述正极片和所述负极片呈矩形；

所述正极片相对两侧的所述极耳沿所述矩形的其中一组对角方向设置；

所述负极片相对两侧的所述极耳沿所述矩形的另一组对角方向设置。

在其中一个实施方式中，所述正极片和所述负极片通过对片状基体冲压或模切成型。

本申请第二方面提供一种电池模组，包括如上所述的电芯，多个所述电芯串联连接或并联连接。

在其中一个实施方式中，在并联连接的多个所述电芯中，任意一所述电芯的所述第一电极组的正极和相邻所述电芯的所述第二电极组的正极相连，负极和相邻所述电芯的所述第二电极组的负极相连。

在其中一个实施方式中，在串联连接的多个所述电芯中，任意一所述电芯的所述第一电极组的正极和相邻所述电芯的所述第二电极组的负极相连。

在其中一个实施方式中，多个所述电芯呈线性排布，通过所述第一电极组和所述第二电极组依次首尾相连。

本申请提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本申请提供的电芯，包括电芯本体，设于电芯本体相对两侧的第一电极组和第二电极组，第一电极组和第二电极组分别用于和外部负载电性连接；第一电极组和第二电极组分别包括正极和负极；电芯本体包括正极片和负极片，正极片和负极片相对的两侧分别设有极耳，正极片相对两侧的极耳用于构成第一电极组和第二电极组的正极，负极片相对两侧的极耳用于构成第一电极组和第二电极组的负极。这样设置后，能够简化电芯与外部负载或者多个电芯之间的连接结构，多个电芯能够灵活排布组合，有利于使电芯满足标准化的设计需求；此外，极片相对的两侧分别设有极耳，相较于相关技术中的极片，极耳的数量更多，能够降低电芯的内阻，并且，极片相对两侧的极耳能够对大电流起到分流的作用，如此，能够有效降低电芯内部极片电流密度的差异导致的极化影响。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。

附图说明

通过结合附图对本申请示例性实施方式进行更详细地描述，本申请的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显，其中，在本申请示例性实施方式中，相同的参考标号通常代表相同部件。

图1是本申请实施例示出的电芯的结构示意图；

图2是本申请实施例示出的电芯的正极片的结构示意图；

图3是本申请实施例示出的电芯的负极片的结构示意图；

图4是本申请实施例示出电池模组的结构示意图；

图5是本申请实施例示出电池模组的另一结构示意图。

附图标记：

电芯本体100；第一电极组200；第二电极组300；正极片110；负极片120；极耳130；正极41；负极42。

具体实施方式

下面将参照附图更详细地描述本申请的实施方式。虽然附图中显示了本申请的实施方式，然而应该理解，可以以各种形式实现本申请而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了使本申请更加透彻和完整，并且能够将本申请的范围完整地传达给本领域的技术人员。

应当理解，尽管在本申请可能采用术语“第一”、“第二”、“第三”等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本申请范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“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，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。

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，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

相关技术中，电芯的正负极通常在同一侧引出极柱或分别由两侧各引出一个极柱，在电池包内成组后为适应前后双电机高压输出要求下，往往需要在电池包内采用贯穿前后的长铝巴作为高压输出，增加了排布设计复杂度及高压回路零件复杂度。

因此，相关技术中的电芯在电池包内成组后难以适应前后双电机的高压输出要求，并且，这样的电芯的排布组合方式少，不利于标准化电芯的推行，无法实现一款电芯适配多样性电压、容量的电池包要求。

针对上述问题，本申请实施例提供一种电芯及电池模组，有利于电芯的设计标准化，实现电芯的多种组合排布。

以下结合附图详细描述本申请实施例的技术方案。

请一并参见图1-图3，本申请实施例提供一种电芯，包括电芯本体100，设于电芯本体100相对两侧的第一电极组200和第二电极组300，第一电极组200和第二电极组300分别用于和外部负载电性连接；第一电极组200和第二电极组300分别包括正极41和负极42；电芯本体100包括若干正极片110和负极片120，正极片110和负极片120相对的两侧分别设有极耳130，正极片110相对两侧的极耳130用于构成第一电极组200和第二电极组300的正极41，负极片120相对两侧的极耳130用于构成第一电极组200和第二电极组300的负极42。

从该实施例可以看出，电芯能够通过第一电极组200和/或第二电极组300与外部负载电性连接，多个电芯之间也能通过各自的第一电极组200和/或第二电极组300电性连接，这样，能够简化电芯与外部负载或者多个电芯之间的连接结构，多个电芯能够灵活排布组合，有利于使电芯满足标准化的设计需求，使得一款电芯适配多种配置标准的电池包成为可能，极大提升电池包排布配置的兼容性。此外，极片相对的两侧分别设有极耳130，相较于相关技术中的极片，极耳130的数量更多，能够降低电芯的内阻，并且，极片相对两侧的极耳130能够对大电流起到分流的作用，如此，能够有效降低电芯内部极片电流密度的差异导致的极化影响。

在一实施方式中，电芯本体100由多个正极片110和负极片120叠压而成；正极片110相对两侧的极耳130叠压构成第一电极组200和第二电极组300的正极41；负极片120相对两侧的极耳130叠压构成第一电极组200和第二电极组300的负极42。本实施方式中，电芯本体100也可以称为裸电芯，正极41也可以称为正极柱，负极42也可以称为负极柱。极片相对的两侧的极耳130分别与顶盖结构通过超声焊接等连接方式连接，电芯相对的两侧能够分别形成一对正负极柱。这样，通过电芯相对的两侧的正负极柱对外充放电，进而可实现电芯的相对的两侧同时对外负载工作，实现电池包前后端高压输出的便利，使得本申请提供的电芯能够适应前后双电机的高压输出要求。

此外，相较于相关技术中使用长铝巴贯穿电芯前后以将分设于电芯两侧的极柱进行连接的设计，本申请的电芯的相对的两侧分别设有正负极柱，省去了长铝巴的设计，能够有效优化电池的内部结构，并且能够减少电芯排布设计的复杂度及高压回路零件的复杂度，有效简化电池包的结构排布设计。

值得说明的是，电芯按照制造工艺通常分为叠片式电芯和卷绕式电芯，本申请提供的电芯，能够适用于叠片式电芯和卷绕式电芯，无论是叠片式电芯，还是卷绕式电芯，电芯的相对的两侧分别设置有正极和负极。

在一实施方式中，裸电芯与顶盖结构可以通过焊接等连接方式组装形成防壳电芯。对于软包电芯，可以通过热熔焊等连接方式将裸电芯的两侧的极耳130封装成型。

在一实施方式中，第一电极组200的正极41和负极42相间隔设置；第二电极组300的正极41和负极42相间隔设置；第一电极组200的正负极布置方向和第二电极组300的正负极布置方向相反。这样的设置能够便于多个电芯之间通过各自的正极41和/或负极42进行对位连接，多个电芯之间的连接结构简单，使多个电芯能够以类似拼接乐高积木的方式拼接组合，以满足整车端的多种性能需求，有利于使单个电芯模块化与标准化。乐高积木是一种益智玩具，通过将多个模块化的积木进行简单拼接组合，能够组成丰富多变的造型。优选地，第一电极组200的正极41和第二电极组300的负极42相对设置；第一电极组200的负极42和第二电极组300的正极41相对设置。

为了便于多个电芯之间的拼接组合，第一电极组200的正极41和负极42的间距大小与第二电极组300的正极41和负极42的间距大小相等。

在一实施方式中，电芯本体100呈矩形体；第一电极组200的正极41和第二电极组300的正极41沿矩形体的其中一对角方向设置；第一电极组200的负极42和第二电极组300的负极42沿矩形体的另一对角方向设置。这样设置后，多个电芯在进行拼接时，通过翻转或者旋转其中的部分电芯能够灵活转换各电芯之间的串并联连接方式，有利于通过单一电芯配置组成多样性的电池包，从而满足整车端性能上的多种需求方案。

在一实施方式中，正极片110和负极片120呈矩形；正极片110相对两侧的极耳130沿矩形的其中一对角方向设置；负极片120相对两侧的极耳130沿矩形的另一对角方向设置。

这样的设置，有利于极耳130均匀分流正极片110或负极片120上的电流，有效降低正极片110和负极片120不同区域的极化差异。此外，相较于正极片110或负极片120相对两侧的极耳130对位设置，在保证有效降低正极片110和负极片120不同区域的极化差异的同时，这样正极片110和负极片120的组成的电芯，能够在电芯的相对的两侧构成正极41与负极42，使多个电芯能够易于排布组合，有利于使电芯的设计标准化。

此外，通过将相关技术中的极片单侧引出极耳的设计改变为相对两侧引出极耳的设计，电子传导路径得以缩短，降低了极片的内阻。同时电流分布更加均匀，降低了极片不同区域的极化差异，提高了电池的安全性能和使用寿命。而且，通过极片的每个极耳的电流降低了，可以防止电流太大时极耳熔化产生安全事故。

在一实施方式中，正极片110和负极片120通过对片状基体冲压或模切成型。通过对片状基体上的光箔区进行激光模切成型或者机械模冲压成型，以在正极片110和负极片120上成型出极耳130。

在一实施方式中，正极片110相对的两侧的极耳130以正极片110的中心线为对称轴呈旋转对称结构，负极片120相对的两侧的极耳130以负极片120的中心线为对称轴呈旋转对称结构。这样设置后，正极片110或负极片120相对的两侧的极耳130的尺寸一致，并且，能够使这样的正极片110与负极片120组成的电芯的相对的两侧上形成间距大小一致的正极41与负极42，有利于简化各电芯之间的拼接组装方式。

本申请第二方面提供一种电池模组，包括如上实施例中的电芯，多个电芯串联连接或并联连接。

图4是本申请实施例示出电池模组的结构示意图。

请参见图4，在一实施方式中，在并联连接的多个电芯中，任意一电芯的第一电极组200的正极41和相邻电芯的第二电极组300的正极41相连，任意一电芯的第一电极组200的负极42和另一相邻电芯的第二电极组300的负极42相连，通过将相邻电芯中的其中一个电芯翻转或者旋转设置，以便相邻的电芯彼此的正极41能够对位连接、负极42能够对位连接，以形成多个电芯相并联的电池模组。

图5是本申请实施例示出电池模组的另一结构示意图。

请参见图5，在一实施方式中，在串联连接的多个电芯中，任意一电芯的第一电极组200的正极41和相邻电芯的第二电极组300的负极42相连，通过将多个电芯首尾对位设置，使相邻的电芯彼此的正极41能够对位连接、负极42能够对位连接，以形成多个电芯相并联的电池模组。

上述实施方式中，多个电芯之间不仅可以通过各自的第一电极组200和第二电极组300进行串并联，还可以通过各自的第一电极组200和第一电极组200进行串并联。

通过翻转或者旋转多个电芯中特定位置的电芯，使多个电芯的电性连接在串并联之间进行切换，如此，多个电芯间的串并联组合能够既高效又便捷，且能够根据性能的需要进行随意配组，以实现一款电芯适配多样性电压、容量的电池包要求。

在一实施方式中，多个电芯呈线性排布，通过第一电极组200和第二电极组300依次首尾相连。这样的设置，能够有效减少电池模组内的空间浪费，能够优化电池模组内各零部件的结构布局。

在一实施方式中，多个电芯的正极41和/或负极42之间通过转接模块(图未示)电连接。转接模块上设有快速连接结构，例如可以是分别与正极41和负极42相配合的卡扣结构，如此，多个电芯的正极41和/或负极42能够通过转接模块快速连接，增加了各电芯连接组合的便捷性与高效性。在本实施方式中，相邻的电芯之间的不需要进行连接的电极可以通过物理方式断开连接。

上文中已经参考附图详细描述了本申请的方案。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。本领域技术人员也应该知悉，说明书中所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必需的。另外，可以理解，本申请实施例方法中的步骤可以根据实际需要进行顺序调整、合并和删减，本申请实施例装置中的模块可以根据实际需要进行合并、划分和删减。

以上已经描述了本申请的各实施例，上述说明是示例性的，并非穷尽性的，并且也不限于所披露的各实施例。在不偏离所说明的各实施例的范围和精神的情况下，对于本技术领域的普通技术人员来说许多修改和变更都是显而易见的。本文中所用术语的选择，旨在最好地解释各实施例的原理、实际应用或对市场中的技术的改进，或者使本技术领域的其他普通技术人员能理解本文披露的各实施例。

Claims (10)

1.一种电芯，其特征在于，包括：

电芯本体，设于所述电芯本体相对两侧的第一电极组和第二电极组，所述第一电极组和所述第二电极组分别用于和外部负载电性连接；

所述第一电极组和所述第二电极组分别包括正极和负极；

所述电芯本体包括若干正极片和负极片，所述正极片和所述负极片相对的两侧分别设有极耳，所述正极片相对两侧的所述极耳用于构成所述第一电极组和所述第二电极组的正极，所述负极片相对两侧的所述极耳用于构成所述第一电极组和所述第二电极组的负极。

2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于：

所述电芯本体由多个所述正极片和所述负极片叠压而成；

所述正极片相对两侧的所述极耳叠压构成所述第一电极组和所述第二电极组的正极；

所述负极片相对两侧的所述极耳叠压构成所述第一电极组和所述第二电极组的负极。

3.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于：

所述第一电极组的正极和负极相间隔设置；

所述第二电极组的正极和负极相间隔设置；

所述第一电极组的正负极布置方向和所述第二电极组的正负极布置方向相反。

4.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于：

所述电芯本体呈矩形体；

所述第一电极组的正极和所述第二电极组的正极沿所述矩形体的其中一组对角方向设置；

所述第一电极组的负极和所述第二电极组的负极沿所述矩形体的另一组对角方向设置。

5.根据权利要求2所述的电芯，其特征在于：

所述正极片和所述负极片呈矩形；

所述正极片相对两侧的所述极耳沿所述矩形的其中一组对角方向设置；

所述负极片相对两侧的所述极耳沿所述矩形的另一组对角方向设置。

6.根据权利要求1-5任一项所述的电芯，其特征在于：

所述正极片和所述负极片通过对片状基体冲压或模切成型。

7.一种电池模组，其特征在于：

所述电池模组包括多个如权利要求1-6任一项所述的电芯；

多个所述电芯串联连接或并联连接。

8.根据权利要求7所述的电池模组，其特征在于：

在并联连接的多个所述电芯中，任意一所述电芯的所述第一电极组的正极和相邻所述电芯的所述第二电极组的正极相连，负极和相邻所述电芯的所述第二电极组的负极相连。

9.根据权利要求7所述的电池模组，其特征在于：

在串联连接的多个所述电芯中，任意一所述电芯的所述第一电极组的正极和相邻所述电芯的所述第二电极组的负极相连。

10.根据权利要求7所述的电池模组，其特征在于：

多个所述电芯呈线性排布，通过所述第一电极组和所述第二电极组首尾相连。

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