CN217062458U - 电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及能源装置技术领域，具体提供一种电池，旨在解决现有电池通过后期补液方式克服电池使用循环寿命较短的缺陷、方案实现较为复杂、可行性较低的问题。为此目的，本实用新型的电池的壳体内布置有用于安装电池的卷芯模块的第一腔槽以及能够容纳电解液的第二腔槽，以便通过电池内部的第二腔槽提升电池容液能力、为第一腔槽内补液，使得卷芯模块的容纳部位能够长期充满电解液，提升电池内的整体电解液容量，从电池自身壳体结构进行改进，直接通过优化电池自身保液系数的方式提升电池的使用循环寿命，无需后期补液。

Description

电池

技术领域

本实用新型涉及能源装置技术领域，具体提供一种电池。

背景技术

锂离子电池具有能量密度高、功率性能好、循环寿命长等诸多优点，近年来在新能源汽车领域推广应用越来越广泛。在众多锂电子电池结构类型中，无论是圆柱型锂离子电池，还是方型锂电池，一般设计的保液系数都会明显偏低，例如，圆柱型锂电池的保液系数通常为1.4～1.8g/Ah,方型锂电池的保液系数通常为2.3～2.6g/Ah，较低的保液系数会严重缩短电池的使用循环寿命，降低新能源汽车的能源配置性能。

目前，部分锂电池上被设计能够用于后期补液的注液孔，以便在锂电池被使用到生命末期时，能够通过打开注液孔进行补液的方式重新激活锂电池，使得锂电池能够被二次梯次利用。但这种后期补液方法操作起来比较复杂，可行性较低。

相应地，本领域需要一种新的电池来解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型旨在改善或在一定程度上解决上述技术问题，即，解决现有电池通过后期补液方式克服电池使用循环寿命较短的缺陷、方案实现较为复杂、可行性较低的问题。

本实用新型提供一种电池，所述电池包括壳体以及设置于所述壳体内的卷芯模块和电解液，所述壳体内部设置有用于容纳所述卷芯模块的第一腔槽以及能够容纳所述电解液的第二腔槽，所述第一腔槽与所述第二腔槽彼此连通。

在采用上述技术方案的情况下，本实用新型的电池的壳体内能够通过第二腔槽容纳电解液，使得电解液不仅充满卷芯模块的容纳部位，还能流通于另外的腔槽内，为卷芯模块位置不断补充电解液，提升电池内的整体电解液容量，从电池自身壳体结构进行改进，无需后期补液，直接通过优化电池的保液系数的方式提升电池的使用循环寿命。

在上述电池的优选技术方案中，所述第二腔槽设置于所述第一腔槽的侧部，并且第二腔槽的侧部与所述第一腔槽的侧部彼此连通。

在采用上述技术方案的情况下，第二腔槽不至于第一腔槽的侧部、沿第一腔槽的槽深方向布置，优化了第二腔槽容纳电解液的能力，并且第二腔槽与第一腔槽之间的连通部位位于槽侧部，更便于电解液在第一腔槽和第二腔槽之间流通，保证了第二腔槽内的电解液向第一腔槽内补充时的良好流动效果。

在上述电池的优选技术方案中，所述第二腔槽的数量为多个，多个所述第二腔槽围绕所述第一腔槽的侧部周向布置，所述第一腔槽的侧壁沿周向设置有多个开口，每个所述第二腔槽分别通过至少一个所述开口连通至所述第一腔槽。

在采用上述技术方案的情况下，多个第二腔槽内的电解液能够从周向多处补充至容纳有卷芯模块的第一腔槽内，进一步提升电池内部的电解液容量的同时保证了对第一腔槽的补液可靠性。

在上述电池的优选技术方案中，所述第二腔槽的槽深尺寸不小于所述第一腔槽的槽深尺寸。

在上述电池的优选技术方案中，所述卷芯模块为圆柱形卷芯模块，所述第一腔槽的横截面形状为圆形，所述壳体的横截面形状为方形，所述第一腔槽的径向尺寸与所述壳体的边长尺寸相等，以便使所述壳体内部的每个棱边位置均能形成一个所述第二腔槽，在组装好的情形下，所述圆柱形卷芯模块的外侧壁与所述第一腔槽的内侧壁沿周向抵接配合。

在采用上述技术方案的情况下，通过在壳体边角位置布置第二腔槽的方式优化圆柱型电池的保液系数，将圆柱型电池组中紧邻彼此排列的圆柱型电池之间的间隙转化为各电池的电解液存储空间，结合圆柱型电池的单体保液系数优化方案和电池组的排列空隙的合理利用方案，深度优化圆柱型电池组的整体使用循环寿命。

在上述电池的优选技术方案中，所述开口为沿所述第一腔槽的槽深方向延伸的条形通孔。

在上述电池的优选技术方案中，所述第一腔槽的内侧壁沿周向设置有多条限位竖筋，在组装好的情形下，所述卷芯模块的外侧壁通过各条所述限位竖筋抵接至所述内侧壁。

在采用上述技术方案的情况下，卷芯模块能够通过周向抵接方式被稳定安装于第一腔槽内，同时，第一腔壁与卷芯模块之间还留设有一定间隙，该间隙能够允许电解液流入第一腔槽，从而使得卷芯模块被电解液可靠浸润，也便于提升第一腔槽与第二腔槽之间的电解液流动效果。

在上述电池的优选技术方案中，所述卷芯模块包括卷芯以及与所述卷芯相连的极柱，所述壳体包括一端开口的壳筒以及封闭于所述壳筒的筒口的顶盖，所述顶盖上设置有极柱口，在组装好的情形下，所述卷芯抵接至所述顶盖内侧，所述极柱通过所述极柱口延伸至外部，并且所述极柱口与所述极柱密封连接。

在上述电池的优选技术方案中，所述电池还包括用于密封所述极柱口的密封构件，所述密封构件设置于所述卷芯与所述极柱口边缘之间。

在上述电池的优选技术方案中，所述壳筒的内筒底或者所述顶盖内侧设置有防爆结构。

附图说明

下面结合附图来描述本实用新型的优选实施方式，附图为：

图1是本发明的电池的整体结构示意图；

图2是本发明的电池的壳体的横向剖视图。

附图中：

1、壳体；11、壳筒；111、第一腔槽；112、第二腔槽；113、开口；12、顶盖；121、极柱口；2、卷芯模块；21、卷芯；22、极柱。

具体实施方式

本领域技术人员应当理解的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“竖”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，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”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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

首先参阅图1和图2，图1是本发明的电池的整体结构示意图，图2是本发明的电池的壳体的横向剖视图。如图1和图2所示，本实用新型的电池包括壳体1以及设置于壳体1内的卷芯模块2和电解液。其中，壳体1内部设置有用于容纳卷芯模块2的第一腔槽111以及能够容纳电解液的第二腔槽112，并且第一腔槽111与第二腔槽112彼此连通，以便第一腔槽111被电解液渗入从而浸泡卷芯模块2的同时，还能够通过第二腔槽112内存储的电解液为第一腔槽111进行补液，提升电池整体的电解液容纳能力，优化电池的保液系数，延长电池的使用循环寿命。其中，第一腔槽111和第二腔槽112均为在壳体1内腔中通过设置壁结构的方式所分隔形成的腔槽结构，并且在满足第一腔槽111和第二腔槽112之间的连通需求时，可对上述壁结构做连通处理(如调整壁结构的结构形状或者在壁结构上设置连通结构)，以便使第一腔槽111和第二腔槽112连通。

在本实用新型的一种具体实施方式中，上述卷芯模块2包括卷芯21和极柱22，卷芯21的正极端和负极端设置有正极极耳和负极极耳，正极极耳与正极集流片相连，负极极耳与负极集流片相连，示例性地，正极极耳和负极极耳分别设置于卷芯21的相对两端，上述极柱22为与正极集流片相连的正极极柱22。

上述壳体1包括壳筒11和顶盖12，壳筒11的一端设置有筒底，另一端开设有筒口，上述第一腔槽111和第二腔槽112设置于壳筒11内、将壳筒11内部空间分隔成卷芯模块2的安装空间和电解液的储备空间，第一腔槽111和第二腔槽112的槽深方向均沿壳筒11的筒高方向(即从筒底至筒口的方向)布置，使得第二腔槽112设置于第一腔槽111的侧部，并且第二腔槽112的侧部与第一腔槽111的侧部彼此连通，以便卷芯模块2和电解液能够通过筒口分别被组装至第一腔槽111和第二腔槽112内，并且，第二腔槽112的槽深尺寸优选不小于第一腔槽111的槽深尺寸，以便在卷芯模块2侧部充分延伸布置第二腔槽112，通过提升第二腔槽112的槽深尺寸的方式有效增大第二腔槽112内部的容纳空间，便于第二腔槽112内存储更多电解液。

上述顶盖12上设置有极柱口121，在上述电池组装好的情形下，卷芯21的一端抵接至壳筒11的筒底，另一端抵接至顶盖12内侧，极柱22通过极柱口121延伸至外部，并且顶盖12与壳筒11密封连接，极柱口121与极柱22密封连接，以便将卷芯21和电解液封闭于壳体1内。其中，顶盖12与壳筒11和/或极柱口121与极柱22之间的密封连接方式为焊接或粘接等任意能够可靠密封连接装配接缝位置的连接方式。其中，卷芯21的端部抵接至筒底/顶盖12的情形既可以包括卷芯21的端部通过卷芯本体端/集流片直接抵接至筒底/顶盖12的情形，也可以包括卷芯21的端部通过密封圈、密封胶层等密封结构或焊接结构等装配固定结构间接抵接至筒底/顶盖12的情形。

进一步地，上述第二腔槽112的数量为多个，多个第二腔槽112围绕第一腔槽111的侧部周向布置，第一腔槽111的侧壁沿周向设置有多个开口113，每个第二腔槽112分别通过至少一个开口113连通至第一腔槽111，以便分布的多个第二腔槽112能够沿第一腔槽111的周向进行补液。通过上述布置，一方面，能够使卷芯模块2被封装于壳体1中部，保证电池的重量分布均匀性。另一方面，能够围绕卷芯模块2周向存储电解液，容液多且补液效果好。

在一种可能的实施方式中，上述多个第二腔槽112之间两两依次连通，使得电池内部的电解液能够在第一腔槽111和多个第二腔槽112之间流动。

继续参阅图2，图2中示出了壳体1沿横向剖切后的横剖结构的示意形状，在一种优选的实施方式中，卷芯模块2为圆柱形卷芯模块2，即卷芯21为圆柱形卷芯21，上述第一腔槽111的横截面形状设置为圆形，使壳体1内部形成圆柱形的、用于容纳圆柱形卷芯21的腔槽结构，在电池组装好的情形下，圆柱形卷芯模块2的外侧壁与第一腔槽111的内侧壁沿周向抵接配合。上述壳体1的横截面形状为方形，将壳体1内部形成四棱柱形空腔，并且第一腔槽111的径向尺寸与壳体1的边长尺寸相等，以便使壳体1内部的四个棱边位置能够分别形成一个第二腔槽112，使得卷芯21侧部周围能够形成四个存储电解液的腔槽为其所在部位补液。

第一腔槽111侧壁上设置的开口113为沿第一腔槽111的槽深方向延伸的条形通孔，该条形通孔可以从第一腔槽111的侧壁上部延伸至下部，也可以包括分别在侧壁上部和下部的两个口部分，以便电解液能够从卷芯模块2的正负极附近进行补液。当然，本领域技术人员还可以根据电解液流动需求调整上述开口113的具体设置位置和形状。

针对上述任一种实施方式，优选地，上述第一腔槽111的内侧壁沿周向设置有多条限位竖筋，在组装好的情形下，卷芯21的外侧壁通过各条限位竖筋抵接至第一腔槽111的内侧壁。通过上述设置，能够在可靠限制卷芯21移动的同时，使卷芯21与第一腔槽111的侧壁之间留设有一定的允许电解液浸入的间隙，以便提升电解液浸润卷芯21的效果，优化电解液在第一腔槽111和第二腔槽112之间流动时的顺畅性。

另外，电池还包括用于密封极柱口121的密封构件和防爆结构。其中，密封构件设置于卷芯21与极柱口121边缘之间，该密封构件围绕极柱22设置，以便在极柱22与极柱口121之间需要被密封连接的组装缝隙位置的内侧增设第二道密封防线。示例性地，上述密封构件可以为套设于极柱22底部的密封圈，以便在顶盖12封装于筒壳上时被顶盖12和卷芯21挤压变形进而围绕极柱22形成密封效果，或者，上述密封构件还可以为灌注与极柱22的底部周围与顶盖12之间的密封胶层。上述防爆结构为设置于壳筒11的内筒底位置(如第一腔槽111的槽内端部)或者顶盖12内侧的防爆片，以便在电池出现故障时通过爆破方式为电池泄压，提升电池的安全系数。

关于上述，需要说明的是，虽然本实用新型的优选实施例中是结合方形筒壳以及圆柱形的第一腔槽111来描述的，但这并不是限定的，本领域技术人员可以根据卷芯21的具体形状以及电池壳体1的形状设置需求调整第一腔槽111的具体形状、第二腔槽112的具体形状以及第二腔槽112相对于第一腔槽111的布置位置，如设置第二腔槽112分布于第一腔槽111的侧部以及端部，上述具体形状的改变并未超出本实用新型的保护范围。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种电池，其特征在于，所述电池包括壳体以及设置于所述壳体内的卷芯模块和电解液，

所述壳体内部设置有用于容纳所述卷芯模块的第一腔槽以及能够容纳所述电解液的第二腔槽，所述第一腔槽与所述第二腔槽彼此连通。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述第二腔槽设置于所述第一腔槽的侧部，并且第二腔槽的侧部与所述第一腔槽的侧部彼此连通。

3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述第二腔槽的数量为多个，多个所述第二腔槽围绕所述第一腔槽的侧部周向布置，所述第一腔槽的侧壁沿周向设置有多个开口，每个所述第二腔槽分别通过至少一个所述开口连通至所述第一腔槽。

4.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述第二腔槽的槽深尺寸不小于所述第一腔槽的槽深尺寸。

5.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述卷芯模块为圆柱形卷芯模块，所述第一腔槽的横截面形状为圆形，所述壳体的横截面形状为方形，

所述第一腔槽的径向尺寸与所述壳体的边长尺寸相等，以便使所述壳体内部的每个棱边位置均能形成一个所述第二腔槽，

在组装好的情形下，所述圆柱形卷芯模块的外侧壁与所述第一腔槽的内侧壁沿周向抵接配合。

6.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述开口为沿所述第一腔槽的槽深方向延伸的条形通孔。

7.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述第一腔槽的内侧壁沿周向设置有多条限位竖筋，

在组装好的情形下，所述卷芯模块的外侧壁通过各条所述限位竖筋抵接至所述内侧壁。

8.根据权利要求1至7中任一项所述的电池，其特征在于，所述卷芯模块包括卷芯以及与所述卷芯相连的极柱，所述壳体包括一端开口的壳筒以及封闭于所述壳筒的筒口的顶盖，所述顶盖上设置有极柱口，

在组装好的情形下，所述卷芯抵接至所述顶盖内侧，所述极柱通过所述极柱口延伸至外部，并且所述极柱口与所述极柱密封连接。

9.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，所述电池还包括用于密封所述极柱口的密封构件，所述密封构件设置于所述卷芯与所述极柱口边缘之间。

10.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，所述壳筒的内筒底或者所述顶盖内侧设置有防爆结构。

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