CN217589191U - 一种电芯壳体、电池电芯和大容量电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电芯壳体、电池电芯和大容量电池，主要解决大容量电池内的电解液与电芯内的电解液不能相互流通、电解液性能不均匀的问题。该电芯壳体包括壳体本体和密封组件；壳体本体上设置有与其内腔连通的开口；密封组件包括密封层和磁性装置；密封层设置在壳体本体上，且密封开口；磁性装置与密封层连接，且位于密封层远离壳体本体的一侧；磁性装置被磁性件吸引时，至少部分密封层与壳体本体分离，开口打开，使得电解液通过开口注入，电池箱内的电解液与电池电芯内的电解液相互流通，使整个电池内部的电解液性能均匀一致，同时便于电池进行预充分容后的补液，提高了电池的使用寿命、生产效率以及成品率。

Description

一种电芯壳体、电池电芯和大容量电池

技术领域

本实用新型属于电池领域，具体涉及一种电芯壳体、电池电芯和大容量电池。

背景技术

现有锂电池最大容量的方形电池为300Ah，而最大容量的圆柱电池不大于100Ah，在“碳达峰”和“碳中和”的背景下，储能行业得到长足发展，但受电池容量的影响，锂电池在储能应用时需进行多个电池的串并联，使得连接零配件繁多，电池管理系统和线材、电池箱的用量较大，储能成本较高。使用软包电芯并联组合成大容量锂离子电池结构简单、操作方便，但如何为组成大容量锂离子电池的各个电芯提供一个相同工作环境，是一个难以解决的问题。

中国专利CN108336283A提供了一种超大容量单体电池及其制备方法，电池包括电池壳体和若干个电池极组，若干个电池极组设于电池壳体中，电池壳体外侧设有若干个正极柱和负极柱，正极柱与负极柱穿过电池壳体，正极柱的底部与第一导电材料连接，负极柱的底部与第二导电材料连接，电池壳体中填充有电解液。但是，上述方案并未解决大容量电池内的电解液与电芯内的电解液不能相互流通、电解液性能不均匀的问题。

中国专利CN202695666U提供了一种储能用串联大容量电池组，包括装有电解液的外壳，外壳内安装有至少6个依次串联的电芯，各单体电芯之间用含微孔的隔板隔开，各电池之间电解液是共享的。但是，该方案是对串联电芯内的电解液实现共享，且该结构无法保证各单体电芯的电性能一致性，多个电芯的电容量、内阻、充放电特性的误差较大。

发明内容

为解决大容量电池内的电解液与电芯内的电解液不能相互流通、电解液性能不均匀的问题，本实用新型提供一种电芯壳体、电池电芯和大容量电池。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：

一种电芯壳体，包括壳体本体和密封组件；所述壳体本体上设置有与其内腔连通的开口；所述密封组件包括密封层和磁性装置；所述密封层设置在壳体本体上，且密封所述开口；所述磁性装置与密封层连接，且位于密封层远离壳体本体的一侧；所述磁性装置被磁性件吸引时，至少部分密封层与壳体本体分离，所述开口打开，使得电解液通过所述开口注入。

进一步地，所述密封层与壳体本体通过胶粘剂连接。

进一步地，所述密封层为PP、PE、聚四氟乙烯中的一种。

进一步地，所述密封层为不干胶带。

进一步地，所述磁性装置为磁性棒，所述磁性棒通过缠绕的方式与密封层连接。

进一步地，所述磁性装置为磁性块，所述磁性块通过粘接的方式与密封层固连。

进一步地，所述开口为矩形开口，且设置在远离极耳的壳体本体一侧。

进一步地，所述磁性装置通过铁、钴或镍材料制成。

同时，本实用新型还提供一种电池电芯，包括电极组件、电解液以及上述的电芯壳体；所述电极组件、电解液均设置在电芯壳体内，且电极组件被电解液浸泡。

此外，本实用新型还提供一种大容量电池，包括电池箱以及是上述的电池电芯；所述电池电芯设置在电池箱内，所述电池箱内的电解液与电芯壳体的电解液通过开口相互流通。

进一步地，多个电芯壳体的开口的位置、形状和大小相同。

进一步地，多个电芯壳体的磁性装置固定连接或多个电芯壳体的磁性装置设置为一体结构。

和现有技术相比，本实用新型技术方案具有如下优点：

1.本实用新型电芯壳体上设置有密封层和磁性装置，在使用多个电池电芯组装大容量电池时，能够使电池箱内的电解液与电池电芯内的电解液通过开口相互流通，使整个电池内部的电解液性能均匀一致，也便于电池进行预充分容后的补液，提高了电池的使用寿命，操作性强，经济实用，提高了电池的生产效率以及成品率。

2.本实用新型在电池电芯并联成组后，通过对每个电池电芯进行开孔及快速密封并移入电池箱腔体内，用磁吸力进行脱胶，进而释放及畅通每个电池电芯与电池箱内环境的通道，使得每个电池电芯均共同浸润于电池箱内环境的电解液中，从而大幅度提高各电池电芯储能性能的一致性，并提高各电池电芯的使用寿命。同时，该种设置可有效防止电芯壳体被打通时与空气中的水气接触，操作方法简单可靠，隔绝水气良好，不增加电池其它制作工艺，便于操作。

附图说明

图1为本实用新型实施1中大容量电池的结构示意图；

图2为本实用新型实施1中多个电池电芯并联的示意图；

图3为本实用新型实施1中电芯壳体设置矩形开口的示意图；

图4为本实用新型实施1中各电芯壳体体浸润于电解液的示意图；

图5为本实用新型实施2中大容量电池的结构示意图；

图6为本实用新型实施2中多个电池电芯并联的示意图；

图7为本实用新型实施2中电芯壳体设置圆形开口的示意图。

附图标记：1-电芯壳体，2-电池电芯，3-电池箱，4-磁性件，11-壳体本体，12-密封层，13-磁性装置，14-开口。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用来解释本实用新型的技术原理，目的并不是用来限制本实用新型的保护范围。

本实用新型提出一种解决组成大容量锂离子电池的各个电池电芯工作环境一致性的电芯壳体、电池电芯和大容量电池，能够使电池箱及电池电芯内的电解液共享，达到电解液性能均匀一致的目的，提高电池寿命，操作性强，经济实用。

实施例1

如图1、图2和图3所示，本实施例提供的电芯壳体1包括壳体本体11和密封组件；壳体本体11上设置有与其内腔连通的开口14，该开口14可为矩形开口；密封组件包括密封层12和磁性装置13，密封层12设置在壳体本体11上，且密封开口14；磁性装置13与密封层12连接，且位于密封层12远离壳体本体11的一侧；磁性装置13被磁性件4吸引时，至少部分密封层12与壳体本体11分离，开口14打开，使得电解液通过开口14注入。

该实施例中，磁性装置13通过铁、钴或镍材料制成。电芯壳体1的密封层12与壳体本体11通过胶粘剂连接，该密封层12为PP、PE、聚四氟乙烯中的一种，上述磁性装置13为磁性棒，磁性棒通过缠绕的方式与密封层12连接，同时，也可在密封层12与磁性棒之间设置胶粘剂进行进一步固定。

如图2和图3所示，本实施例还提供一种电池电芯2，该电池电芯2包括电极组件、电解液以及上述的电芯壳体1；电极组件、电解液均设置在电芯壳体1内，且电极组件被电解液浸泡。电芯壳体1上的开口14可在制作电芯壳体1时加工，加工后采用密封层12进行密封，随后再进行注液形成电池电芯2，或者也可在电池电芯2制作完成后，在电芯壳体1上进行开口14，随后快速采用密封层12进行密封。

如图2所示，密封层12及磁性棒位于电芯壳体1远离极耳的顶部外侧面，处于高势能状态，且不受各电池电芯2重力的影响，磁性棒能够自由地移动。电芯壳体1被密封后，用强力磁铁从大容量电池的外部迅速接近与密封层12相连的磁性棒，利用磁吸力将内部磁性棒吸向电池腔的外侧内壁，利用内部磁性棒因吸附运动而产生的冲击动能撕开密封层12，使得电芯壳体1的开口14打开。

如图1和图2所示，本实施例还提供一种大容量电池，包括电池箱3以及多个电池电芯2，该大容量电池主要由多个经挑选、电性能相同的软包电芯并联组成，组成大容量锂离子电池的各软包电芯在成组之前，电容量、内阻、充放电特性进行测试，各软包电芯以上三种参数的误差在1％以内才能进入同一组进行匹配。将选定的电性能相同(忽略挑选误差)的多个软包电芯层叠，用压板压紧，用困扎带困扎压紧组成大容量电池。

大容量电池在注入电解液前，在所有软包电芯的远离极耳的壳体本体11外侧面统一设置一个长条形的开口14，长条形开口的有效长度不小于10MM，开口14后迅速用密封层12密封各开口14，而后将大容量电池装入电池箱3内，将各软包电芯的密封层12与磁性棒进行可靠连接，焊接及并联每个电池电芯2的导电连接片、极柱或极板，最后密封电池箱3。

对大容量电池进行预充分容后的补液时，用强力磁铁从大容量电池的外部迅速接近位于电池腔内与密封层12固定连接的磁性棒，利用磁吸力将内部磁性棒吸向电池腔的外侧内壁，利用磁性棒因吸附运动而产生的冲击动能撕开密封层12对各开口14的密封，各电池电芯2的开口14打开。在进行磁吸过程中，密封层12及磁性棒处于壳体本体11的顶部，以避免内部电芯的重力压在磁性棒上而影响磁性棒的移动。

将开口打开后，随后对电池箱3的内环境进行负压抽吸，通过压力差扩张每个电池电芯2的开口14，而后向大容量电池腔内注入电解液，安装泄压阀。每个电池电芯2内部通过前述的长条形开口与电池箱3的内环境打通为一体，使得每个电池电芯2均共同浸润于电池箱3内的电解液中，从而大幅度提高各电池电芯2储能性能的一致性，并提高大容量电池的使用寿命。

大容量电池正常工作后，在温升膨胀和内部产气的共同作用下，更进一步畅通长条孔的通道，从而将电池电芯2内部与电池箱3的内环境打通为一体。多个电池电芯2上的开口14的位置、长度、深度可以保持一致，当负压抽吸及完成电解液注入后，在安放大容量电池时，须确保各电芯的开口14处于电池腔的最低位，以便于每个电芯可以被电解液充分浸润。

实施例2

如图6和图7所示，本实施例提供的电芯壳体1包括壳体本体11和密封组件；壳体本体11上设置有与其内腔连通的开口14，该开口14可为圆形开口；密封组件包括密封层12和磁性装置13；密封层12设置在壳体本体11上，且密封开口14；磁性装置13与密封层12连接，且位于密封层12远离壳体本体11的一侧；磁性装置13被磁性件4吸引时，至少部分密封层12与壳体本体11分离，开口14打开，使得电解液通过开口14注入。

该实施例中的磁性装置13通过铁、钴或镍材料制成。上述密封层12为具有粘结性能的不干胶带，每个电芯壳体1的开口14制成后，迅速用不干胶带直接粘接在壳体上，密封上述圆形开口。上述磁性装置13为磁性块，磁性块通过粘接的方式与密封层12固连，此时，磁性块与密封层12粘接的可靠性必须强于不干胶带的可靠性。

如图6所示，本实施例还提供一种电池电芯2，该电池电芯2包括电极组件、电解液以及上述电芯壳体1；电极组件、电解液均设置在电芯壳体1内，且电极组件被电解液浸泡。电芯壳体1上的开口14可在制作电芯壳体1时加工，加工后采用密封层12进行密封，随后再进行注液形成电池电芯2，或者也可在电池电芯2制作完成后，在电芯壳体1上开口14，随后快速采用密封层12进行密封。

如图5和图6所示，本实施例还提供一种大容量电池，包括电池箱3以及多个电池电芯2，该电池电芯2可为软包电芯。软包电芯组成大容量电池之前，先对每个软包电芯的电容量、内阻、充放电特性进行测试，各软包电芯以上三种参数的误差在1％以内才能进入同一组进行匹配。随后，将软包电芯装入电池箱3内，在已经粘附于各软包电芯的不干胶带上粘附磁性块，最后密封电池箱3的腔体。

对大容量电池进行预充分容后的补液时，用强力磁铁从电池箱3的外部迅速接近位于电池箱3腔内与不干胶带相连的磁性块，利用磁吸力将内部磁性块吸向电池腔的外侧内壁，利用内部磁性块因吸附运动而产生的冲击动能撕开不干胶带对各开口14的密封。

上述多个电芯壳体1的磁性装置13可以固定连接，或者多个电芯壳体1的磁性装置13设置为一体结构，即多个壳体本体11采用一个磁性装置13，该种设置可以同时打开多个开口14，当然，也可采用多个磁性装置13，分别打开开口14。

在各开口14被打开后，对电池箱3的内环境进行-40mmHg抽吸，在电芯壳体内外层之间形成压力差，利用负压抽吸的压力差进一步扩张电芯壳体体上的开口14。负压抽吸完成后，再充入电解液。这样就确保各电芯共同浸润于电解液中，从而将电池电芯2内部与电池箱3的内环境打通为一体。进一步保证了每个电池电芯2不仅电性能相同(通过前期测试分组保证)，而且工作环境及浸润电解液的环境也相同，这样就确保了所有电池电芯2的电性能及工况的一致性，从而大幅度地提高了大容量电池的使用寿命。

Claims (10)

1.一种电芯壳体，其特征在于，包括壳体本体和密封组件；

所述壳体本体上设置有与其内腔连通的开口；

所述密封组件包括密封层和磁性装置；

所述密封层设置在壳体本体上，且密封所述开口；

所述磁性装置与密封层连接，且位于密封层远离壳体本体的一侧；

所述磁性装置被磁性件吸引时，至少部分密封层与壳体本体分离，所述开口打开，使得电解液通过所述开口注入。

2.根据权利要求1所述的电芯壳体，其特征在于，所述密封层与壳体本体通过胶粘剂连接。

3.根据权利要求2所述的电芯壳体，其特征在于，所述密封层为PP、PE、聚四氟乙烯中的一种。

4.根据权利要求1所述的电芯壳体，其特征在于，所述密封层为不干胶带。

5.根据权利要求1所述的电芯壳体，其特征在于，所述磁性装置为磁性棒，所述磁性棒通过缠绕的方式与密封层连接。

6.根据权利要求1所述的电芯壳体，其特征在于，所述磁性装置为磁性块，所述磁性块通过粘接的方式与密封层固连。

7.根据权利要求1所述的电芯壳体，其特征在于，所述开口为矩形开口，且设置在壳体本体远离极耳的一侧。

8.一种电池电芯，其特征在于，包括电极组件、电解液以及权利要求1至7任一所述的电芯壳体；

所述电极组件、电解液均设置在电芯壳体内，且电极组件被电解液浸泡。

9.一种大容量电池，其特征在于，包括电池箱以及多个权利要求8所述的电池电芯；

所述电池电芯设置在电池箱内，所述电池箱内的电解液与电芯壳体的电解液通过开口相互流通。

10.根据权利要求9所述的大容量电池，其特征在于，多个电芯壳体的开口的位置、形状和大小相同，多个电芯壳体的多个磁性装置固定连接。

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