CN217361744U - 叠片电池用耐压壳以及使用该耐压壳的大容量锂离子电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种叠片电池用耐压壳以及使用该耐压壳的大容量锂离子电池，属于电池领域，其中，叠片电池用耐压壳包括顶盖、底盖和壳体，壳体为双层壳体，内壳体横截面为方形，用于容纳叠片电池，外壳体横截面为圆形。双层壳体的内外壳体由相同或不同材质组成，通过一次挤压或铸造成型。使用该耐压壳的大容量锂离子电池，顶盖设有极柱孔，电池单元的极柱从极柱孔伸出，极柱与顶盖接触处有注塑密封件。本实用新型的技术方案结构美观简单，易于生产装配，且壳体之间的支撑板以及顶盖、底盖中心向内凹陷的防胀槽都提高了壳体的耐压性，当壳体内气压增大时，可有效防止壳体破裂、变形等风险，大幅提高了电池的结构稳定性、安全性和使用寿命。

Description

叠片电池用耐压壳以及使用该耐压壳的大容量锂离子电池

技术领域

本实用新型涉及电池领域，尤其涉及一种叠片电池用耐压壳以及使用该耐压壳的大容量锂离子电池。

背景技术

截至2020年底在各类电化学储能技术中，锂离子电池的累计装机规模最大，约为2.9GW。“碳达峰”和“碳中和”目标的提出更加推动了我国储能应用的广泛发展，“十四五”期间，我国的电化学储能市场将正式跨入规模化发展阶段。

我国在大容量储能电池的研发上基本上是空白，主要受限于生产设备、安全技术、废品率高、量产成本等因素，储能成本的高低是储能系统发展的关键。在现有的锂电池应用中，常涉及超大容量电池的使用。目前市场上主流的大容量单体方形锂电池为300Ah，最大容量的单体圆柱电池不大于100Ah，受到单体电池容量的影响，锂电池在储能应用时需要将多个单体电池进行并联来实现所需容量要求的，对于超大容量储能电池系统，为了实现其超大的容量需求，就需要使用大量的单体电池进行并联组成电池模块，再与其他的电池模块串联以提高整体电池系统的电压进行多个单体电池的串并联。大容量锂电池在制作时需要将多组电芯并联，多组电芯在并联过程中如果存在连接、对位不当，很容易出现电芯的容量、电阻、电压等性能参数参差不齐，或者如果其中一个电芯有质量问题，将会影响整个大容量电池的性能，导致各个电芯并联后一致性差，使得大容量电池性能不稳定且废品率高；同时现有的大容量锂电池大都是各自独立充注、使用电解液，导致大容量锂电池整体工作性能差。

目前现有的大容量锂离子电池，在实际的电池生产过程中，注入电解液后，电池内部多余的空间很小，在后期的化成检测中，电池充电会发热，热量会使电解液分解产生气体，另外过充过放，以及注液后电解液会和正负极物质发生反映，会产生大量的气体造成电池内部压强明显改变，从而造成壳体发生鼓胀等严重变形的现象，严重时会发生短路起火，增加了许多安全隐患。

CN202839759U提供了一种防膨胀大容量动力锂离子电池壳体结构，用于解决大容量动力锂离子电池壳体易出现胀气、鼓肚、泄漏的问题。它包括长方体的外壳本体和扣装在外壳本体上部的盖板，盖板上设有极柱、注液孔和防爆阀。但其并不能解决电池整体结构稳定性弱的问题，也不适用于叠片电池。本实用新型适用于叠片电池，在外壳本体的大面上设置防胀槽，该防胀槽不仅增强了壳体的强度，而且会将锂电池的内部极片压紧，降低膨胀率和电池内阻，使其在发生震动、碰撞以及外力作用下不易受损泄漏。

CN102074662B公开了一种锂离子电池壳体结构，包括电芯和壳体，所述电芯放置于所述壳体中，在所述壳体上设有凹槽，所述电芯产生的热量和气泡直接通过所述凹槽传送至所述壳体外部。但其凹槽并无防膨胀的效果，且电池的整体结构稳定性较弱，也无法适用于叠片电池。本实用新型适用于叠片电池，电池壳体结构以及电池壳体组合成的电池包通过在壳体上设有凹槽，该凹槽提高壳体的抗形变力，增加了壳体耐压强度。

发明内容

针对上述技术问题，本实用新型采用的具体技术方案如下：

本实用新型公开了一种叠片电池用耐压壳，包括顶盖、底盖和壳体，所述壳体为双层壳体，内壳体横截面为方形，用于容纳叠片电池。

进一步限定，所述壳体为内方外圆的双层壳体，外壳体横截面为圆形。

进一步限定，所述双层壳体通过一次挤压或铸造成型。

进一步限定，所述双层壳体之间通过支撑板连接。

进一步限定，所述双层壳体的内外壳体由相同或不同材质组成。

进一步限定，所述双层壳体是铝合金、不锈钢、铸钢、碳钢中的一种或多种通过一次铸造或挤压成型。

进一步限定，所述双层壳体由铝合金一次挤压成型。

进一步限定，所述内壳体材料为不锈钢，所述外壳体材料为碳钢。

进一步限定，所述双层壳体之间形成由所述支撑板分隔的吸附腔。

进一步限定，所述支撑板上设有至少一个通孔，使所述支撑板两侧的吸附腔相连通，以增强吸附效果。

进一步限定，所述吸附腔内有吸附材料。

进一步限定，所述吸附材料为活性炭、水合硅酸铝钠、多孔二氧化硅、分子筛、碱石灰、吸附树脂中的至少一种。

进一步限定，所述顶盖与所述底盖的中心设有防胀槽。

进一步限定，所述防胀槽为向内凹陷的方形凸台。

进一步限定，所述顶盖上设有泄爆阀。

进一步限定，所述内壳体的壁上部设有泄爆口。

进一步限定，所述外壳体的外壁设有燕尾槽。

进一步限定，所述壳体与所述顶盖、所述底盖的连接处设有密封环，用螺栓连接使密封环压紧。

进一步限定，所述密封环材料为氟硅橡胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶中的一种。

本实用新型还公开了一种大容量锂离子电池，包括上述任意一项所述的叠片电池用耐压壳。

进一步限定，所述顶盖设有极柱孔，所述电池单元的极柱从所述极柱孔伸出，所述极柱与所述顶盖接触处有注塑密封件。

进一步限定，所述注塑密封件的材料为聚四氟乙烯、三元乙丙橡胶、POK、全氟醚橡胶、氢化丁腈橡胶、氟橡胶、硅橡胶中的一种。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于：

1、本实用新型公开了一种叠片电池用耐压壳，包括顶盖、底盖和壳体，所述壳体为双层壳体，内壳体横截面为方形，用于容纳叠片电池，外壳体横截面可以为圆形，双层壳体之间通过支撑板连接，双层壳体通过一次挤压或铸造成型。这种结构美观简单，易于生产装配，且壳体之间的支撑板以及顶盖、底盖中心向内凹陷的防胀槽都提高了壳体的耐压性，当壳体内气压增大时，可有效防止壳体破裂、变形等风险，大幅提高了电池的结构稳定性、安全性和使用寿命。

2、双层壳体的内外壳体可以由相同或不同材质组成，材质可以为铝合金、不锈钢、铸钢、碳钢中的一种或多种，通过一次铸造或挤压成型。通过壳体材料的选择，可以在保证结构强度的情况下，节约生产成本。

3、双层壳体之间形成由所述支撑板分隔的吸附腔，吸附腔内有吸附材料，支撑板上设有至少一个通孔，使所述支撑板两侧的吸附腔相连通，以增强吸附效果。将双层壳体之间的空间设为吸附腔，充分利用了空间；在支撑板上设孔，增大了吸附面积，提高了吸附效果。

4、顶盖与底盖的中心设有防胀槽，不仅增强了壳体的强度，提高了壳体耐压性，而且可将锂电池的内部极片压紧，降低膨胀率和电池内阻，使其在发生震动、碰撞以及外力作用下不易受损泄漏。

5、顶盖上设有泄爆阀，内壳体壁上部设有泄爆口，在电池发生热失控时，可及时将高温高压的易燃物质排出。

6、外壳体的外壁设有燕尾槽，设计美观，且便于安装把手或吊装工装。

7、壳体与所述顶盖、所述底盖的连接处设有密封环，用螺栓连接使密封环压紧，增强了密封效果，提高了安全性。

8、本实用新型公开了一种大容量锂离子电池，包括前述叠片电池用耐压壳，顶盖设有极柱孔，所述电池单元的极柱从所述极柱孔伸出，所述极柱与所述顶盖接触处有注塑密封件，加强了密封效果，确保大容量电池的安全性和稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例的壳体结构示意图。

图2为本实用新型实施例的壳体剖面示意图。

图3为本实用新型实施例的壳体截面示意图。

图4为本实用新型实施例的顶盖正面示意图。

图5为本实用新型实施例的顶盖反面示意图。

图6为本实用新型实施例的底盖正面示意图。

图7为本实用新型实施例的底盖反面示意图。

图8为本实用新型实施例的极柱结构示意图。

图9为本实用新型实施例的注塑密封件结构示意图。

图10为本实用新型实施例的泄爆阀示意图。

图11为本实用新型实施例的密封环结构结构示意图。

其中，1-壳体，11-内壳体，111-电芯腔，12-外壳体，121-吸附腔，13-螺纹连接孔，14燕尾槽，15-支撑板，16-支撑板通孔，17-泄爆口，2-顶盖，21-泄爆阀安装口，22-极柱孔，23-防胀槽，24-螺纹连接孔，25-密封槽，3-底盖，31-防胀槽，32-螺纹连接孔， 33-密封槽，4-极柱，5-注塑密封件，6-泄爆阀，7-螺栓，8-密封环。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型做进一步的详细说明，以令本领域技术人员参照说明书文字能够据以实施。

应当理解，本文所使用的诸如“具有”、“包含”以及“包括”术语并不配出一个或多个其它元件或其组合的存在或添加。

应当理解，本文所使用的诸如“上”“下”等方向名词，是根据说明书附图进行说明的，以便于更好地理解本实用新型的技术方案。

下面结合附图和具体的实施例对本实用新型的技术方案进行详细的说明，但本实用新型并不限于以下说明的实施方式。

本实用新型公开了一种叠片电池用耐压壳，包括顶盖2、底盖3和壳体1，壳体1为双层壳体，内壳体11横截面为方形，用于容纳叠片电池。壳体1为内方外圆的双层壳体，外壳体12横截面为圆形。双层壳体通过一次挤压或铸造成型。双层壳体之间通过支撑板 15连接。双层壳体的内外壳体由相同或不同材质组成。双层壳体是铝合金、不锈钢、铸钢、碳钢中的一种或多种通过一次铸造或挤压成型。双层壳体由铝合金一次挤压成型。内壳体11材料为不锈钢，外壳体12材料为碳钢。双层壳体之间形成由支撑板15分隔的吸附腔121。支撑板15上设有至少一个通孔16，使支撑板15两侧的吸附腔121相连通，以增强吸附效果。吸附腔121内有吸附材料。吸附材料为活性炭、水合硅酸铝钠、多孔二氧化硅、分子筛、碱石灰、吸附树脂中的至少一种。顶盖2与底盖3的中心设有防胀槽23/31。防胀槽23/31为向内凹陷的方形凸台。顶盖2上设有泄爆阀6。内壳体11壁上部设有泄爆口17。外壳体12的外壁设有燕尾槽14。壳体1与顶盖2、底盖3的连接处设有密封环 8，用螺栓7使密封环8压紧。密封环8材料为氟硅橡胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶中的一种。本实用新型还公开了一种大容量锂离子电池，包括前述叠片电池用耐压壳。顶盖2 设有极柱孔22，电池单元的极柱4从极柱孔22伸出，极柱4与顶盖2接触处有注塑密封件5。注塑密封件5的材料为聚四氟乙烯、三元乙丙橡胶、POK、全氟醚橡胶、氢化丁腈橡胶、氟橡胶、硅橡胶中的一种。

实施例1

参见图1、图2、图3，本实施例示出了一种叠片电池用耐压壳，包括顶盖2、底盖3 和壳体1，壳体1为双层壳体，内壳体11横截面为方形，内壳体11内为用于容纳叠片电池的电芯腔111，外壳体12横截面为圆形，双层壳体的材质为铝合金，通过一次挤压成型。

优选的，双层壳体之间通过支撑板15连接。

优选的，内壳体11材料为不锈钢，外壳体12材料为碳钢。

需要说明的是，双层壳体还可以是不锈钢、铸钢、碳钢中的一种或多种通过一次铸造或挤压成型。

需要说明的是，双层壳体的内外壳体可以由相同或不同材质组成，通过壳体材料的选择，可以在保证结构强度的情况下，大幅节约生产成本。

需要说明的是，本实施例的结构美观简单，易于生产装配，且壳体1之间的支撑板15以及顶盖2、底盖3中心向内凹陷的防胀槽23/31都提高了壳体1的耐压性，当壳体1 内气压增大时，可有效防止壳体1破裂、变形等风险，大幅提高了电池的结构稳定性和安全性能。

实施例2

参见图2、图3，本实施例示出了一种叠片电池用耐压壳，在实施例1的基础上，双层壳体之间形成由支撑板15分隔的吸附腔121，吸附腔121内有吸附材料，吸附材料为活性炭。

优选的，支撑板15上设有多个通孔16，使支撑板15两侧的吸附腔121相连通，以增强吸附效果。

优选的，吸附材料还可以是活性炭、水合硅酸铝钠、多孔二氧化硅、分子筛、碱石灰、吸附树脂中的一种或多种。

需要说明的是，将双层壳体之间的空间设为吸附腔，充分利用了空间；在支撑板上设孔，增大了吸附面积，提高了吸附效果。

实施例3

参见图4、图5、图6、图7，本实施例示出了一种叠片电池用耐压壳，在实施例2的基础上，顶盖2与底盖3的中心设有防胀槽23/31，防胀槽23/31为向内凹陷的方形凸台结构。

优选的，外壳体12的外壁设有燕尾槽14。

需要说明的是，防胀槽23/31不仅增强了壳体1的强度，提高了壳体1耐压性，而且可将锂电池的内部极片压紧，降低膨胀率和电池内阻，使其在发生震动、碰撞以及外力作用下不易受损泄漏。外壳体12的外壁设有燕尾槽14，设计美观，且便于安装把手或吊装工装。

实施例4

参见图1、图10本实施例示出了一种叠片电池用耐压壳，在实施例3的基础上，其顶盖2上设有泄爆阀6，泄爆阀6通过安装口21设置于顶盖2上，内壳体11壁上部设有泄爆口17。

需要说明的是，通过设置泄爆阀6和泄爆口17，在电池发生热失控时，可及时将高温高压的易燃物质排出，提高电池的安全性。

实施例5

参见图1、图11，本实施例示出了一种叠片电池用耐压壳，在实施例4的基础上，壳体1与顶盖2、底盖3的连接处设有密封槽25/33，密封槽25/33内有密封环8，密封环8 的材料为氟硅橡胶，用螺栓7通过螺纹连接孔13/24/32进行螺纹连接，使密封环8压紧，增强了密封效果，提高了安全性。

优选的，密封环8的材料也可以为丁腈橡胶、三元乙丙橡胶中的一种。

实施例6

参见图1、图8、图9，本实施例示出了一种大容量锂离子电池，其包括上述叠片电池用耐压壳，顶盖2设有极柱孔22，电池单元的极柱4从极柱孔22伸出，极柱4与顶盖 2接触处有注塑密封件5，注塑密封件5的材料为聚四氟乙烯。

优选的，注塑密封件5的材料也可以为三元乙丙橡胶、POK、全氟醚橡胶、氢化丁腈橡胶、氟橡胶、硅橡胶中的一种。

需要说明的是，本实施例的大容量锂离子电池使用了本实用新型的叠片电池用耐压壳，耐压性强，结构稳定，不易形变，易于生产装配，可大幅节约成本；极柱4与顶盖2接触处有注塑密封件5，加强了密封效果，提高了大容量电池的安全性、稳定性和使用寿命。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，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、改进等，都应当视为属于本实用新型由所提交的权利要求书确定的专利保护范围。

Claims (22)

1.一种叠片电池用耐压壳，包括顶盖、底盖和壳体，其特征在于，所述壳体为双层壳体，内壳体横截面为方形，用于容纳叠片电池。

2.根据权利要求1所述的叠片电池用耐压壳，其特征在于，所述壳体为内方外圆的双层壳体，外壳体横截面为圆形。

3.根据权利要求1所述的叠片电池用耐压壳，其特征在于，所述双层壳体通过一次挤压或铸造成型。

4.根据权利要求1所述的叠片电池用耐压壳，其特征在于，所述双层壳体之间通过支撑板连接。

5.根据权利要求1所述的叠片电池用耐压壳，其特征在于，所述双层壳体的内外壳体由相同或不同材质组成。

6.根据权利要求1所述的叠片电池用耐压壳，其特征在于，所述双层壳体包括内壳体和外壳体，是铝合金、不锈钢、铸钢、碳钢中的一种，通过一次铸造或挤压成型。

7.根据权利要求6所述的叠片电池用耐压壳，其特征在于，所述双层壳体由铝合金一次挤压成型。

8.根据权利要求6所述的叠片电池用耐压壳，其特征在于，所述内壳体材料为不锈钢，所述外壳体材料为碳钢。

9.根据权利要求4所述的叠片电池用耐压壳，其特征在于，所述双层壳体之间形成由所述支撑板分隔的吸附腔。

10.根据权利要求9所述的叠片电池用耐压壳，其特征在于，所述支撑板上设有至少一个通孔，使所述支撑板两侧的吸附腔相连通，以增强吸附效果。

11.根据权利要求9所述的叠片电池用耐压壳，其特征在于，所述吸附腔内有吸附材料。

12.根据权利要求11所述的叠片电池用耐压壳，其特征在于，所述吸附材料为活性炭、水合硅酸铝钠、多孔二氧化硅、分子筛、碱石灰、吸附树脂中的一种。

13.根据权利要求1所述的叠片电池用耐压壳，其特征在于，所述顶盖与所述底盖的中心设有防胀槽。

14.根据权利要求13所述的叠片电池用耐压壳，其特征在于，所述防胀槽为向内凹陷的方形凸台。

15.根据权利要求1所述的叠片电池用耐压壳，其特征在于，所述顶盖上设有泄爆阀。

16.根据权利要求1所述的叠片电池用耐压壳，其特征在于，所述内壳体壁上部设有泄爆口。

17.根据权利要求2所述的叠片电池用耐压壳，其特征在于，所述外壳体的外壁设有燕尾槽。

18.根据权利要求1所述的叠片电池用耐压壳，其特征在于，所述壳体与所述顶盖、所述底盖的连接处设有密封环，用螺栓连接使密封环压紧。

19.根据权利要求18所述的叠片电池用耐压壳，其特征在于，所述密封环材料为氟硅橡胶、丁腈橡胶、三元乙丙橡胶中的一种。

20.一种大容量锂离子电池，其特征在于，包括权利要求1～19任意一项所述的叠片电池用耐压壳。

21.根据权利要求20所述的大容量锂离子电池，其特征在于，所述顶盖设有极柱孔，所述叠片电池的极柱从所述极柱孔伸出，所述极柱与所述顶盖接触处有注塑密封件。

22.根据权利要求21所述的大容量锂离子电池，其特征在于，所述注塑密封件的材料为聚四氟乙烯、三元乙丙橡胶、POK、全氟醚橡胶、氢化丁腈橡胶、氟橡胶、硅橡胶中的一种。

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