CN217426784U - 单侧双极柱电芯 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电池包技术领域，尤其是涉及一种单侧双极柱电芯，包括壳体以及设置于壳体内的正、负U型极片，正U型极片的开口位置具有第一端部和第二端部，第一端部具有正极耳；负U型极片的开口位置具有第三端部和第四端部，第四端部具有负极耳；正、负U型极片及负沿厚度方向堆叠，U型开口位置部分重合，正U型极片的第一端部与负U型极片的第三端部贴合，正U型极片的第二端部与负U型极片的第四端部贴合；正、负U型极片之间具有隔膜；正、负U型极片堆叠后通过绝缘包覆；正U型极片的正极耳与壳体上设置的正输出极柱电连接；负U型极片负极耳与壳体上设置的负输出极柱电连接。可见，此结构能够改善电芯内部载流分布，又便于电池包布置。

Description

单侧双极柱电芯

技术领域

本申请涉及电池包技术领域，尤其是涉及一种单侧双极柱电芯。

背景技术

目前，硬壳方型电芯一般采用矮点设计：即电芯长>高>厚，例如电芯极柱在长度和厚度所在棱边构成的平面也即顶面布置正、负输出极，例如VDA和MEB电芯；或者采用长电芯设计两侧分别布置极柱或者单侧布置两个极柱，例如刀片电芯。

上述电芯均存在问题：针对VDA和MEB电芯而言，其尺寸较小，输出极占用电芯空间较多，不利于电芯卷芯，电芯整体的体积利用率降低；针对刀片长电芯而言，若两侧布置输出极柱，不便于成组电压采集，不利于电池包布置，如采用单侧布置双输出极柱，则存在正、负输出位于同侧，电芯极片的载流密度分布不均，局部过热，不能充分释放电芯能量等问题。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种单侧双极柱电芯，在一定程度上解决了现有技术中存在的急需一款极柱分布位置合理，而且便于电压采集，且电芯极片的载流密度分布均匀，能充分释放电芯能量的电芯结构的技术问题。

本申请提供了一种单侧双极柱电芯，包括：壳体以及设置于所述壳体内的正U型极片和负U型极片；其中，所述正U型极片的开口位置具有第一端部和第二端部，其中第一端部具有正极耳；

所述负U型极片的开口位置具有第三端部和第四端部，其中第四端部具有负极耳；

所述正U型极片以及所述负U型极片沿厚度方向堆叠，其中U型开口位置部分重合，且所述正U型极片的第一端部与所述负U型极片的第三端部贴合，所述正U型极片的第二端部与所述负U型极片的第四端部贴合；所述正U型极片和所述负U型极片之间具有隔膜；

所述正U型极片以及所述负U型极片堆叠完成后通过绝缘包覆；

所有正U型极片的正极耳与所述壳体上设置的正输出极柱的内侧电连接；

所有负U型极片负极耳与壳体上设置的负输出极柱的内侧电连接。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述壳体包括主壳体、第一端盖以及第二端盖；

其中，所述主壳体为内部且两端开口的结构，且所述主壳体的内部形成有分隔部，以使得所述主壳体的内部形成U型腔；

所述第一端盖设置于所述主壳体的一侧，所述第二端盖设置于所述主壳体的相对的另一侧；所述正输出极柱和所述负输出极柱均设置于所述第一端盖。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述分隔部与所述主壳体为一体式结构，且通过挤压成型。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述分隔部与所述主壳体通过焊接相连接。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述主壳体为长方形壳体。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述分隔部具有平板的结构。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述分隔部位于所述壳体的沿着堆叠方向设置的中平面上。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述第一端盖和所述第二端盖均与所述主壳体通过焊接相连接。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述单侧双极柱电芯还包括防爆阀，所述防爆阀设置于所述壳体的与所述正输出极柱和所述负输出极柱相对的一侧。

在上述任一技术方案中，进一步地，所述壳体的长度为mm200～800mm；所述壳体的高度为60mm～250mm；所述壳体的厚度为10mm～60mm。

与现有技术相比，本申请的有益效果为：

本申请提供的单侧双极柱电芯中，通过将内部极片设计成U型，并且设计相匹配的U型腔，多个极片堆叠在U型腔后，则能够实现单侧双输出电极的结构，既能够改善电芯内部载流分布，又便于PACK也即电池包的布置。

此外，通过分隔部对电芯中间部位进行约束，减小电芯鼓胀，并且分隔部可以将中部热量快速散出，提升电芯的安全性以及可靠性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式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，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，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为本申请实施例提供的单侧双极柱电芯的爆炸结构示意图；

图2为本申请实施例提供的单侧双极柱电芯的组装结构示意图；

图3为本申请实施例提供的单侧双极柱电芯的另一组装结构示意图；

图4为本申请实施例提供的单侧双极柱电芯的又一组装结构示意图；

图5为图4沿着A-A截面的剖视图；

图6为本申请实施例提供的主壳体的结构示意图；

图7为本申请实施例提供的主壳体的另一结构示意图。

附图标记：

1-壳体，11-主壳体，111-U型腔，112-日字形开口，113-口字形开口，12-第一端盖，13-第二端盖，14-分隔部，2-正输出极柱，3-负输出极柱，4-极组，5-防爆阀，10-单侧双极柱电芯。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。

通常在此处附图中描述和显示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。

基于本申请中的实施例，本领域普通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，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“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。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申请中的具体含义。

下面参照图1至图7描述根据本申请一些实施例所述的单侧双极柱电芯。

参见图1至图7所示，本申请的实施例提供了一种单侧双极柱电芯10，包括：壳体1以及设置于壳体1内的正U型极片和负U型极片；其中，正U型极片的开口位置具有第一端部和第二端部，其中第一端部具有正极耳；

负U型极片的开口位置具有第三端部和第四端部，其中第四端部具有负极耳；

正U型极片以及负U型极片沿厚度方向堆叠，其中U型开口位置部分重合，且正U型极片的第一端部与负U型极片的第三端部贴合，正U型极片的第二端部与负U型极片的第四端部贴合；正U型极片和负U型极片之间具有隔膜；

正U型极片以及负U型极片堆叠完成后通过绝缘包覆；

所有正U型极片的正极耳与壳体1上设置的正输出极柱2的内侧也即靠近壳体1的内部的一侧电连接；

所有负U型极片负极耳与壳体1上设置的负输出极柱3的内侧也即靠近壳体1的内部的一侧电连接。

基于以上描述的结构可知，通过将内部极片设计成U型，堆叠后，能够实现单侧双输出电极的结构，既能够改善电芯内部的载流分布(可参见图5所示)，又便于PACK也即电池包的布置。

此外，通过极片的U型口可以将中部热量快速散出，提升电芯的安全性以及可靠性。

进一步，优选地，如图1和图6所示，壳体1内设置有分隔部14，以使得壳体1的内部形成U型腔，壳体1的沿其长度方向的一侧部设置有正输出极柱2和负输出极柱3，且正输出极柱2和负输出极柱3与U型腔111的位于同一侧的两个开口(此两个开口形成了日字形开口112)相对设置，U型腔111的另一侧则形成口字形开口113；正U型极片的极耳均集中在形成日字形开口112的一个开口处，且与正输出极柱2相连接，负U型极片的极耳均集中在形成日字形开口112的另一个开口处，且与负输出极柱3相连接。可见，通过分隔部14对电芯中间部位进行约束，减小电芯鼓胀，并且分隔部14可以将中部热量快速散出，提升电芯的安全性以及可靠性；

且优选地，壳体1形成有沿着堆叠方向设置的中平面，壳体1的U型腔111关于中平面对称，且分隔部14设置于中平面处，形状规则，对应地，极片的形状也可设计得较规则，便于装配，而且使得电芯内部的载流分布得更均匀。

进一步，优选地，壳体1的长度为mm200～800mm；壳体1的高度为60mm～250mm；壳体1的厚度为10mm～60mm。可见，采用上述尺寸的壳体1，能够容纳足够的极片，保证能量密度。

在该实施例中，优选地，如图1所示，正输出极柱2和负输出极柱3沿着壳体1的高度方向间隔设置，采用上述结构，有助于充分、合理地利用壳体1的侧部空间，有效降低电芯的厚度。注意：不仅限于沿着壳体1的高度方向，正输出极柱2在上，负输出极柱3在下，还可正输出极柱2在下，负输出极柱3在上。

对应地，U型腔111的同一端部的两个开口也就是形成日字形开口112的两个开口沿着壳体1的高度方向间隔设置，全部正U型极片的正极耳均位于U型腔111的端部的一个开口处，作为正极耳组；全部负U型极片的负极耳均位于U型腔111的同一端部的另一个开口处，作为负极耳组，正极耳组和负极耳组也是沿着壳体1的高度方向间隔设置的，并且正极耳组与正输出极柱2相对设置，负极耳组与负输出极柱3相对设置。

在该实施例中，优选地，如图1、图5和图6所示，壳体1包括主壳体11、第一端盖12以及第二端盖13；

其中，主壳体11为内部且两端开口的结构，分隔部14形成于主壳体11的内部，且沿着主壳体11的长度方向延伸，也就是说沿着壳体1的长度方向，主壳体11的一侧形成有日字形开口112，主壳体11的相对的另一侧形成有口字形开口113；

沿着主壳体11的长度方向，第一端盖12设置于主壳体11的一侧，第二端盖13设置于主壳体11的相对的另一侧；正输出极柱2和负输出极柱3均设置于第一端盖12。

根据以上描述的结构可知，壳体1采用分体式的结构，有助于装配将正U型极片和负U型极片装配进U型腔111内，具体地，可通过主壳体11的口字形开口113向U型腔111内嵌入正U型极片和负U型极片(注意，包括两个安装方案，第一个方案：将正U型极片和负U型极片堆叠好，形成一个U型的极组4，将其作为一个整体装配进U型腔111内；第二个方案：将正U型极片和负U型极片按照顺序交替地放置到U型腔111内，根据实际需要选择)，而后再安装第二端盖13例如后端盖以及第一端盖12例如前端盖，从而将正U型极片和负U型极片封闭在主壳体11内，当然，不仅限于此，还可先将第一端盖12安装在主壳体11上，再安装正U型极片和负U型极片，最后安装第二端盖13，具体操作顺序，根据实际需要选择。

在该实施例中，优选地，分隔部14与主壳体11为一体式结构，且通过挤压成型。

根据以上描述的结构可知，壳体1为一体式结构，强度高，不易损坏，而且无需后期加工。

当然，不仅限于此，还可采用下述的连接方式：分隔部14与主壳体11还可通过焊接相连接，也就是说两者为分体式结构，后期采用焊接的工艺连接在一起，除了上述两种，还可采用其他的成型方式，根据实际需要选择。

在该实施例中，优选地，如图1所示，主壳体11为长方形壳体1，符合电芯的设计要求，而且形状规则，便于加工制造。

在该实施例中，优选地，如图1和图6所示，分隔部14具有平板的结构，具体是平行于长方形的主壳体11的底壁面的平板。

在该实施例中，优选地，如图7所示，单侧双极柱电芯10还包括防爆阀5，且沿着壳体1的长度方向，防爆阀5设置于壳体1的与正输出极柱2和负输出极柱3相对的一侧。

根据以上描述的结构可知，防爆阀5起到快速排气的作用，提升电芯的安全性以及可靠性。

当然，防爆阀5的位置不仅限于上述，还可根据实际需要设计。

综上，本单侧双极柱电芯10具有如下结构和优点：

主壳体11和分隔部14采用挤压成型，沿其长度方向的截面呈“日”字形，且在另一侧将中间的横筋也即分隔部14铣掉,使得截面呈“口”字形；通过横筋对电芯的中间部位进行约束，减小电芯鼓胀；横筋可以将中部热量快速散出；

正U型极片和负U型极片堆叠成U型的极组4，正U型极片的正极与正输出极的内侧相连接，负U型极片的负极与负输出极的内侧相连接；

U型的极组4从主壳体11“口”字端嵌入，嵌入后封盖也就是第二端盖13，后封盖上可以具有防爆阀5。

可见，利用上述结构实现了单侧双输出电极的结构，既能够改善电芯内部载流分布，又便于PACK也即电池包的布置。

此外，通过分隔部14对电芯中间部位进行约束，减小电芯鼓胀，并且分隔部14可以将中部热量快速散出，提升电芯的安全性以及可靠性。

注意，关于本实施例中出现的一些方向的限定，仅是本实施例中的一种举例而已，具体根据实际限定。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种单侧双极柱电芯，其特征在于，包括：壳体以及设置于所述壳体内的正U型极片和负U型极片；其中，所述正U型极片的开口位置具有第一端部和第二端部，其中第一端部具有正极耳；

所述负U型极片的开口位置具有第三端部和第四端部，其中第四端部具有负极耳；

所述正U型极片以及所述负U型极片沿厚度方向堆叠，其中U型开口位置部分重合，且所述正U型极片的第一端部与所述负U型极片的第三端部贴合，所述正U型极片的第二端部与所述负U型极片的第四端部贴合；所述正U型极片和所述负U型极片之间具有隔膜；

所有正U型极片的正极耳与所述壳体上设置的正输出极柱的内侧电连接；

所有负U型极片负极耳与壳体上设置的负输出极柱的内侧电连接。

2.根据权利要求1所述的单侧双极柱电芯，其特征在于，所述壳体包括主壳体、第一端盖以及第二端盖；

其中，所述主壳体为内部且两端开口的结构，且所述主壳体的内部形成有分隔部，以使得所述主壳体的内部形成U型腔；

所述第一端盖设置于所述主壳体的一侧，所述第二端盖设置于所述主壳体的相对的另一侧；所述正输出极柱和所述负输出极柱均设置于所述第一端盖。

3.根据权利要求2所述的单侧双极柱电芯，其特征在于，所述分隔部与所述主壳体为一体式结构，且通过挤压成型。

4.根据权利要求2所述的单侧双极柱电芯，其特征在于，所述分隔部与所述主壳体通过焊接相连接。

5.根据权利要求2所述的单侧双极柱电芯，其特征在于，所述主壳体为长方形壳体。

6.根据权利要求2所述的单侧双极柱电芯，其特征在于，所述分隔部具有平板的结构。

7.根据权利要求2所述的单侧双极柱电芯，其特征在于，所述分隔部位于所述壳体的沿着堆叠方向设置的中平面上。

8.根据权利要求2所述的单侧双极柱电芯，其特征在于，所述第一端盖和所述第二端盖均与所述主壳体通过焊接相连接。

9.根据权利要求1所述的单侧双极柱电芯，其特征在于，所述单侧双极柱电芯还包括防爆阀，所述防爆阀设置于所述壳体的与所述正输出极柱和所述负输出极柱相对的一侧。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的单侧双极柱电芯，其特征在于，所述壳体的长度为200mm～800mm；所述壳体的高度为60mm～250mm；所述壳体的厚度为10mm～60mm。

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