CN217641680U - 一种模块化电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种模块化电池，包括：电芯单元，所述电芯单元包括电极组件和极柱组件，所述极柱组件包括至少一个极柱，所述极柱的一端与电极组件连接，所述极柱的另一端为可压缩弹性触头；保护板单元，所述保护板单元包括电路板主体，所述电路板主体的表面设置有至少一个插孔元件，所述插孔元件中具有适于所述可压缩弹性触头插入的插孔，所述插孔元件与所述极柱可拆卸连接。本实用新型的模块化电池，提高了关键物料的重复利用率的同时提高极柱和插孔元件连接的紧密性。

Description

一种模块化电池

技术领域

本实用新型涉及电池领域，具体涉及一种模块化电池。

背景技术

现有的电池分为电芯、保护板组件和外壳三个部分组成，电芯通过极柱和保护板组件固定连接，而后电芯和保护板组件封装在外壳内。

现有的电池无法兼顾提高关键物料的重复利用率的同时提高连接的紧密性。

实用新型内容

本实用新型所要解决的技术问题在于如何提高关键物料的重复利用率的同时提高极柱和插孔元件连接的紧密性的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种模块化电池，包括：电芯单元，所述电芯单元包括电极组件和极柱组件，所述极柱组件包括至少一个极柱，所述极柱的一端与电极组件连接，所述极柱的另一端为可压缩弹性触头；保护板单元，所述保护板单元包括电路板主体，所述电路板主体的表面设置有至少一个插孔元件，所述插孔元件中具有适于所述可压缩弹性触头插入的插孔，所述插孔元件与所述极柱可拆卸连接。

可选的，所述电极组件包括正极极耳和负极极耳；所述极柱组件包括两个极柱，两个极柱中一个为正极极柱、另一个为负极极柱；所述电路板主体的表面设置有两个插孔元件，两个插孔元件分别为第一插孔元件和第二插孔元件；所述正极极柱的一端与所述正极极耳连接，所述正极极柱的另一端适于插入第一插孔元件中的插孔；所述第一插孔元件与所述正极极柱可拆卸连接；所述负极极柱的一端与所述负极极耳连接，所述负极极柱的另一端适于插入第二插孔元件中的插孔；所述第二插孔元件与所述负极极柱可拆卸连接。

可选的，所述插孔元件为贴片插孔元件。

可选的，所述极柱包括：底座；位于所述底座一侧的柱帽，所述柱帽包括柱帽本体和与所述柱帽本体的侧壁连接的凸台；弹簧，置于所述柱帽本体内，所述弹簧的一端和所述底座抵接，所述弹簧的另一端和所述柱帽本体的顶壁抵接；限位件，所述限位件与所述底座固定连接且位于所述柱帽的外侧，所述限位件延伸至凸台背离所述底座的一侧。

可选的，所述限位件包括：第一环状区、第二环状区和第三连接区，第三连接区至所述底座的距离大于或等于所述柱帽的伸缩行程；所述第一环状区的一端与底座连接，所述第一环状区的另一端与第三连接区的一端连接，所述第一环状区内径大于所述凸台的外径；所述第二环状区的一端与所述第三连接区的另一端连接；第二环状区的内径大于柱帽本体的内径且小于所述凸台的外径。

可选的，所述电芯单元还包括卷芯主体和主壳框体；所述电极组件与所述卷芯主体连接；所述卷芯主体和电极组件嵌入主壳框体；所述主壳框体中具有自主壳框体的内壁延伸至主壳框体的外壁的开孔；所述保护板单元设置于部分所述主壳框体背离卷芯主体的一侧且于所述电极组件相对设置；所述极柱穿过所述开孔插入所述插孔中。

可选的，所述极柱与开孔周围的所述主壳框体焊接连接。

可选的，所述电芯单元还包括后盖，所述后盖与所述主壳框体扣合连接使得卷芯主体和电极组件位于所述后盖与所述主壳框体构成的腔体中。

可选的，所述保护板单元还包括：封装层，所述封装层包裹所述电路板主体和插孔元件且暴露出所述插孔。

可选的，所述封装层包括热熔胶封装层。

可选的，所述保护板单元还包括：柔性电路板，所述柔性电路板与所述电路板主体连接；所述封装层还包裹部分所述柔性电路板。

可选的，还包括外壳组件，所述外壳组件呈环状结构；所述外壳组件环绕所述保护板单元和所述电芯单元；所述保护板单元位于所述电芯单元和部分外壳组件之间。

可选的，所述电芯单元具有相对设置的第一侧和第二侧以及相对设置的第三侧和第四侧，第一侧至第二侧的方向平行于所述电芯单元的正面和背面，自第三侧至第四侧的方向平行于所述电芯单元的正面和背面；所述保护板单元设置在所述电芯单元的第一侧；所述外壳组件包括：边框和底壳；所述边框围绕所述保护板单元背离电芯单元的一侧、以及所述电芯单元的第三侧和第四侧设置；所述底壳围绕所述电芯单元第二侧设置。

可选的，所述边框为金属边框、橡胶边框或塑料边框。

可选的，所述底壳为金属底壳、橡胶底壳或塑料底壳。

可选的，所述边框和所述底壳可拆卸连接。

可选的，所述边框与所述保护板单元扣合连接。

可选的，所述封装层背离所述电芯单元的一侧表面的边缘设置台阶，所述边框在通过台阶与所述封装层扣合连接。

可选的，所述边框背离所述底壳的外侧设置第一定位凸件，所述第一定位凸件中设置第一定位孔；和/或，所述底壳背离所述边框的外侧设置第二定位凸件，所述第二定位凸件中设置第二定位孔。

本实用新型的有益效果在于：

本实用新型提供的模块化电池，电路板主体的表面设置有至少一个插孔元件，所述插孔元件中具有插孔，所述插孔元件与所述极柱可拆卸连接，这样使得模块化电池的拆卸性及替换性大大增强，当电芯单元损坏时，可以单独更换新的电芯单元而对保护板单元进行重复利用，当保护板单元损坏时，可以单独更换新的保护板单元而对电芯单元进行重复利用，因此提高关键物料的重复利用率。其次，插孔适于所述极柱的可压缩弹性触头插入，在长度满足标准的情况下，设计上给极柱预留压缩空间，这样能够保证可压缩弹性触头与插孔实现紧密连接，即便在震动的环境下，也有足够的弹性空间保证极柱和插孔元件的紧密连。

进一步，电芯单元及保护板单元以模块化的设计，电芯单元与保护板单元连接后，在外围设计边框及底壳，通过边框以及底壳将保护板单元与电芯单元紧密的压合在一起，实现模块化电池整合的稳定性，方便模块化电池的安装与拆卸，同时，无需繁多的胶纸封装，极大地缩减了工艺复杂性。

进一步，所述封装层背离所述电芯单元的一侧表面的边缘设置台阶，所述边框在通过台阶与所述封装层扣合连接，有效防止保护板单元和电芯单元晃动。

进一步，所述边框背离所述底壳的外侧设置第一定位凸件，所述第一定位凸件中设置第一定位孔；和/或，所述底壳背离所述边框的外侧设置第二定位凸件，所述第二定位凸件中设置第二定位孔。这样有益于模块化电池和终端设备安装的稳定性。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型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实用新型的一些实施方式，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为本实用新型的模块化电池结构的爆炸图；

图2为本实用新型的极柱的结构示意图；

图3为本实用新型的电芯单元的爆炸图；

图4为本实用新型的电路板主体和插孔元件的示意图；

附图标记：

1-电芯单元；2-电路板主体；3-封装层；4-边框；5-底壳；6-螺钉；7-极柱组件；8-主壳框体；9-卷芯主体；10-后盖；11-柔性电路板；14-柱帽；15-弹簧；16-底座；17-限位件；18-凸台；23-保护板单元；71-正极极柱；72-负极极柱；131-第一插孔元件；132-第二插孔元件。

具体实施方式

下面将结合附图对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。此外，下面所描述的本实用新型不同实施方式中所涉及的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互结合。

本实用新型实施例提供了一种模块化电池，如图1、图2、图3和图4所示，包括：

电芯单元1，所述电芯单元1包括电极组件和极柱组件7，所述极柱组件7包括至少一个极柱，所述极柱的一端与电极组件连接，所述极柱的另一端为可压缩弹性触头；保护板单元23，所述保护板单元23包括电路板主体2，所述电路板主体2的表面设置有至少一个插孔元件，所述插孔元件中具有适于所述可压缩弹性触头插入的插孔，所述插孔元件与所述极柱可拆卸连接。

本实施例中，模块化电池的拆卸性及替换性大大增强，当电芯单元损坏时，可以单独更换新的电芯单元而对保护板单元进行重复利用，当保护板单元损坏时，可以单独更换新的保护板单元而对电芯单元进行重复利用，因此提高关键物料的重复利用率；极柱的一端为可压缩弹性触头，插孔适于所述极柱的可压缩弹性触头插入，可以实现电芯单元和保护板单元的弹性连接，在长度满足标准的情况下，设计上给极柱预留压缩空间，这样能够保证可压缩弹性触头与插孔实现紧密连接，即便在震动的环境下，也有足够的弹性空间保证极柱和插孔元件的紧密连。

所述电极组件包括正极极耳和负极极耳；所述极柱组件7包括两个极柱，两个极柱中一个为正极极柱71、另一个为负极极柱72；所述电路板主体12的表面设置有两个插孔元件，两个插孔元件分别为第一插孔元件131和第二插孔元件132；所述正极极柱71的一端与所述正极极耳连接，所述正极极柱71的另一端适于插入第一插孔元件131中的插孔；所述第一插孔元件131与所述正极极柱71可拆卸连接；所述负极极柱72的一端与所述负极极耳连接，所述负极极柱72的另一端适于插入第二插孔元件132中的插孔；所述第二插孔元件132与所述负极极柱72可拆卸连接；当电芯单元或保护板单元损坏时，仅需要更换损坏部件，方便返修维护，降低维修成本。

所述电芯单元1包括卷芯主体9，所述卷芯主体9由层叠的的正极极片、隔膜、负极极片卷绕而成。所述电极组件与所述卷芯主体9连接，具体的，所述正极极耳与所述正极极片连接，所述负极极耳与所述负极极片连接。

在一实施例中，所述插孔元件为贴片插孔元件。贴片插孔元件与电路板主体2连接的面为平面，有益于贴片插孔元件和电路板主体2连接的稳定性。

所述极柱包括：底座16；位于所述底座16一侧的柱帽14，所述柱帽14包括柱帽本体和与所述柱帽本体的侧壁连接的凸台18；弹簧15，置于所述柱帽本体内，所述弹簧15的一端和所述底座16抵接，所述弹簧15的另一端和所述柱帽本体的顶壁抵接；限位件17，所述限位件17与所述底座16固定连接且位于所述柱帽14的外侧，所述限位件17延伸至所述凸台18背离所述底座16的一侧。所述限位件17包括：第一环状区和第二环状区和第三连接区，第三连接区至所述底座16的距离满足柱帽14的伸缩行程；所述第一环状区的一端与所述底座16连接，所述第一环状区的另一端与第三连接区的一端连接，所述第一环状区内径大于所述凸台18的外径；所述第二环状区的一端与所述第三连接区的另一端连接；第二环状区的内径大于柱帽本体的内径且小于所述凸台18的外径。采用这种结构的极柱，在卷芯的长度方向上可压缩，在长度满足标准的情况下，预留了压缩空间，这个压缩空间就体现在可压缩弹弹性触头的压缩空间上，这样能够保证可压缩弹弹性触头与保护板单元的插孔元件实现紧密连接，保证连接的稳定性。

所述电芯单元1还包括主壳框体8和后盖10。所述卷芯主体9和电极组件嵌入主壳框体8；所述主壳框体中具有自主壳框体8的内壁延伸至主壳框体8的外壁的开孔；所述保护板单元23设置于部分所述主壳框体8背离卷芯主体9的一侧且于所述电极组件相对设置；所述极柱穿过所述开孔插入所述插孔中；所述后盖10与所述主壳框体8扣合连接使得卷芯主体9和电极组件位于所述后盖10与所述主壳框体8构成的腔体中。

在一实施例中，所述极柱与开孔周围的所述主壳框体8焊接连接，保证极柱和主壳框体固定连接不晃动，从而使极柱和电极组件紧密连接。电芯单元作为一个独立整体通过极柱插入保护板单元的插孔元件，实现电芯单元和保护板单元的可拆卸连接，使得模块化电池的拆卸性及替换性大大增强。

所述保护板单元23还包括：封装层3，所述封装层3包裹所述电路板主体2和插孔元件且暴露出所述插孔；柔性电路板11，所述柔性电路板11与所述电路板主体2连接；所述封装层3还包裹部分所述柔性电路板11。

在一实施例中，所述封装层3采用热熔胶封装；如此可以将保护板单元完全封装为一个独立的整体，可以实现保护板单元与电芯单元的独立性，元器件完全包裹在热熔胶内，仅漏出插孔和柔性电路板，柔性电路板漏出端有连接器，模块化电池通过柔性电路板上的连接器和终端设备实现供电连接。

模块化电池还包括外壳组件，所述外壳组件呈环状结构；所述外壳组件环绕所述保护板单元23和所述电芯单元1；所述保护板单元23位于所述电芯单元1和部分外壳组件之间。

所述电芯单元1具有相对设置的第一侧和第二侧以及相对设置的第三侧和第四侧，第一侧至第二侧的方向平行于所述电芯1单元的正面和背面，自第三侧至第四侧的方向平行于所述电芯单元1的正面和背面。所述保护板单元23设置在所述电芯单元1的第一侧。

所述外壳组件包括：边框4和底壳5；所述边框4围绕所述保护板单元23背离电芯单元1的一侧、以及所述电芯单元1的第三侧和第四侧设置；所述底壳5围绕所述电芯单元1第二侧设置。

所述边框4和所述底壳5可拆卸连接。

所述边框4背离所述底壳5的外侧设置第一定位凸件，所述第一定位凸件中设置第一定位孔；和/或，所述底壳5背离所述边框的外侧设置第二定位凸件，所述第二定位凸件中设置第二定位孔。

在一实施例中，所述边框4为金属边框，所述底壳5为金属底壳。

在一实施例中，所述边框4为塑料边框，所述底壳5为塑料底壳。

在一实施例中，所述边框4为橡胶边框，所述底壳5为橡胶底壳。

在一实施例中，所述边框4与所述保护板单元扣合连接。具体的，所述封装层背离所述电芯单元的一侧表面的边缘设置台阶，所述边框在通过台阶与所述封装层扣合连接。

所述边框4和所述底壳5通过螺钉6连接，将保护板单元和电芯单元紧密压合在一起，实现模块化电池整合的稳定性，方便模块化电池的安装与拆卸，同时，无需繁多的胶纸封装，极大地缩减了工艺复杂性。

在一实施例中，所述第一定位凸件通过第一定位孔与终端设备安装固定和/或所述第二定位凸件通过第二定位孔与终端设备安装固定，有益于模块化电池和终端设备安装的稳定性。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。

Claims (10)

1.一种模块化电池，其特征在于，包括：

电芯单元，所述电芯单元包括电极组件和极柱组件，所述极柱组件包括至少一个极柱，所述极柱的一端与电极组件连接，所述极柱的另一端为可压缩弹性触头；

保护板单元，所述保护板单元包括电路板主体，所述电路板主体的表面设置有至少一个插孔元件，所述插孔元件中具有适于所述可压缩弹性触头插入的插孔，所述插孔元件与所述极柱可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的模块化电池，其特征在于，所述电极组件包括正极极耳和负极极耳；所述极柱组件包括两个极柱，两个极柱中一个为正极极柱、另一个为负极极柱；所述电路板主体的表面设置有两个插孔元件，两个插孔元件分别为第一插孔元件和第二插孔元件；

所述正极极柱的一端与所述正极极耳连接，所述正极极柱的另一端适于插入第一插孔元件中的插孔；所述第一插孔元件与所述正极极柱可拆卸连接；

所述负极极柱的一端与所述负极极耳连接，所述负极极柱的另一端适于插入第二插孔元件中的插孔；所述第二插孔元件与所述负极极柱可拆卸连接；

优选的，所述插孔元件为贴片插孔元件。

3.根据权利要求1所述的模块化电池，其特征在于，所述极柱包括：底座；位于所述底座一侧的柱帽，所述柱帽包括柱帽本体和与所述柱帽本体的侧壁连接的凸台；弹簧，置于所述柱帽本体内，所述弹簧的一端和所述底座抵接，所述弹簧的另一端和所述柱帽本体的顶壁抵接；限位件，所述限位件与所述底座固定连接且位于所述柱帽的外侧，所述限位件延伸至凸台背离所述底座的一侧。

4.根据权利要求3所述的模块化电池，其特征在于，所述限位件包括：第一环状区、第二环状区和第三连接区，第三连接区至底座的距离大于或等于所述柱帽的伸缩行程；所述第一环状区的一端与所述底座连接，所述第一环状区的另一端与第三连接区的一端连接，所述第一环状区内径大于所述凸台的外径；所述第二环状区的一端与所述第三连接区的另一端连接；第二环状区的内径大于柱帽本体的内径且小于所述凸台的外径。

5.根据权利要求1所述的模块化电池，其特征在于，所述电芯单元还包括卷芯主体和主壳框体；所述电极组件与所述卷芯主体连接；所述卷芯主体和电极组件嵌入主壳框体；所述主壳框体中具有自主壳框体的内壁延伸至主壳框体的外壁的开孔；

所述保护板单元设置于部分所述主壳框体背离卷芯主体的一侧且于所述电极组件相对设置；所述极柱穿过所述开孔插入所述插孔中；

优选的，所述极柱与开孔周围的所述主壳框体焊接连接。

6.根据权利要求5所述的模块化电池，其特征在于，所述电芯单元还包括后盖，所述后盖与所述主壳框体扣合连接使得卷芯主体和电极组件位于所述后盖与所述主壳框体构成的腔体中。

7.根据权利要求1所述的模块化电池，其特征在于，所述保护板单元还包括：封装层，所述封装层包裹所述电路板主体和插孔元件且暴露出所述插孔；

优选的，所述封装层包括热熔胶封装层；

优选的，所述保护板单元还包括：柔性电路板，所述柔性电路板与所述电路板主体连接；所述封装层还包裹部分所述柔性电路板。

8.根据权利要求1所述的模块化电池，其特征在于，还包括外壳组件，所述外壳组件呈环状结构；所述外壳组件环绕所述保护板单元和所述电芯单元；所述保护板单元位于所述电芯单元和部分外壳组件之间。

9.根据权利要求8所述的模块化电池，其特征在于，所述电芯单元具有相对设置的第一侧和第二侧以及相对设置的第三侧和第四侧，第一侧至第二侧的方向平行于所述电芯单元的正面和背面，自第三侧至第四侧的方向平行于所述电芯单元的正面和背面；所述保护板单元设置在所述电芯单元的第一侧；

所述外壳组件包括：边框和底壳；所述边框围绕所述保护板单元背离电芯单元的一侧、以及所述电芯单元的第三侧和第四侧设置；所述底壳围绕所述电芯单元第二侧设置；

优选的，所述边框为金属边框、橡胶边框或塑料边框；

优选的，所述底壳为金属底壳、橡胶底壳或塑料底壳；

优选的，所述边框和所述底壳可拆卸连接；

优选的，所述边框与所述保护板单元扣合连接。

10.根据权利要求9所述的模块化电池，其特征在于，所述边框背离所述底壳的外侧设置第一定位凸件，所述第一定位凸件中设置第一定位孔；和/或，所述底壳背离所述边框的外侧设置第二定位凸件，所述第二定位凸件中设置第二定位孔。

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