CN217768574U - 电池模组、电池及用电设备 - Google Patents

电池模组、电池及用电设备 Download PDF

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CN217768574U CN202222145578.9U CN202222145578U CN217768574U CN 217768574 U CN217768574 U CN 217768574U CN 202222145578 U CN202222145578 U CN 202222145578U CN 217768574 U CN217768574 U CN 217768574U
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赵钱
杨晨林
曹俊琪
邹启凡
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Abstract

本申请涉及一种电池模组、电池及用电设备,包括多个并排设置的电池单体、连接构件及胶层,各电池单体均具有顶面及位于不同侧且相邻的侧面,连接构件通过胶层与全部电池单体粘连,其中,连接构件具有连接的第一壁和第二壁,胶层包括第一粘连区和第二粘连区,第一壁通过第一粘连区与顶面粘连,第二壁通过第二粘连区与侧面粘连,且第一粘连区和第二粘连区连接。使得连接构件能够与电池单体的顶面和侧面均粘连,从而增大了电池单体与连接构件的粘接面积的同时,还能够将连接构件上受到的作用力分散到电池单体的侧面和顶面上,避免应力集中,从而提高了电池的密封可靠性。

Description

电池模组、电池及用电设备
技术领域
本申请涉及电池技术领域,特别是涉及电池模组、电池及用电设备。
背景技术
节能减排是汽车产业可持续发展的关键,电动车辆由于其节能环保的优势成为汽车产业可持续发展的重要组成部分。对于电动车辆而言,电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。
在电池制作过程中,首先生产电池单体,电池单体的端盖盖合于壳体的一端且与壳体焊接连接,多个电池单体通过并联和串联的方式相连接,并配以相应的端板和侧板来固定多个电池单体,侧板或端板通过涂胶形成胶层粘接到多个电池单体的侧面上。
然而,侧板或端板作为电池与车辆直接连接的连接构件,其会直接受到车辆振动的影响,车辆振动过程胶层会对电池单体的端盖与壳体之间的焊缝产生拉扯作用力,导致焊缝裂开造成电池单体失效漏液,极大破坏电池的密封可靠性。
实用新型内容
基于此,有必要提供一种电池模组、电池及用电设备,有效避免胶层拉扯对电池单体造成的失效漏液现象,提升电池的密封可靠性。
第一方面,本申请提供了一种电池模组,包括多个并排设置的电池单体、连接构件及胶层,各电池单体均具有顶面及位于不同侧且相邻的侧面,连接构件通过胶层与全部电池单体粘连,其中,连接构件具有连接的第一壁和第二壁,胶层包括第一粘连区和第二粘连区,第一壁通过第一粘连区与顶面粘连,第二壁通过第二粘连区与侧面粘连,且第一粘连区和第二粘连区连接。
如此,使得连接构件能够与电池单体的顶面和侧面均粘连,从而增大了电池单体与连接构件的粘接面积的同时,还能够将连接构件上受到的作用力分散到电池单体的侧面和顶面上,避免应力集中。可以降低电池模组振动过程中电池模组侧面胶层对焊缝处的作用力,避免振动过程中胶层撕扯电池单体上的焊缝造成电池单体失效漏液的现象,从而提高了电池的密封可靠性。
在一些实施例中, 侧面与顶面的连接位置具有焊缝位,第一粘连区和第二粘连区连接,以覆盖焊缝位。通过将第一粘连区和第二粘连区连接并覆盖焊缝位,避免胶层在侧面产生应力集中,将一部分受到的作用力转移至顶面上,从而降低了焊缝位所受到的作用力,有效避免胶层拉扯对电池单体造成的失效漏液现象,提升电池的密封可靠性。
在一些实施例中, 第一粘连区和第二粘连区被构造为通过一次涂敷形成胶层。使得第一粘连区和第二粘连区对应力的承受能力相当,不会由于涂胶工艺产生承受能力的差异,以保证第一粘连区和第二粘连区彼此之间能够均匀地进行应力的传递和分散。
在一些实施例中,胶层的最大厚度记为N1,胶层的最小厚度差值记为N2,胶层的平均厚度记为N3,N1-N3<60%* N2,N3-N2<60%* N2。限定出胶层厚度的公差范围,以保证胶层整体的厚度分布不会产生过大差异,当连接构件受力并将作用力传递到胶层上之后,能够均匀的分散到胶层的各处,避免出现胶层某一处过薄或者过厚导致此处应力集中的情况,从而使得侧面和顶面的受力均衡,以进一步避免电池单体开裂。
在一些实施例中,连接构件还包括挡胶段,挡胶段位于第一壁远离第二壁的一端,挡胶段、第一壁与第二壁共同界定形成容置腔,第一粘连区设于容置腔内且与容置腔的腔壁粘连,且挡胶段的至少局部与顶面接触。设置挡胶段能够避免胶层中的胶溢出至顶面的其他位置,从而影响电池模组的外观,且对连接构件和电池单体的粘连产生负面效果。
在一些实施例中,在电池单体的排列方向上,每个电池单体的侧面上的第二粘连区、距离所在的电池单体的两侧边缘之间具有预留间距。为胶层的外溢预留一定的空间,避免胶层流动到所在电池单体的两侧边缘进入电池单体和电池单体之间,从而影响电池的外观及性能。
在一些实施例中,预留间距的范围为大于等于5mm。在此范围内,能够为胶层的外溢提供足够的预留空间,有效避免胶层流动到所在电池单体的两侧边缘进入电池单体和电池单体之间。
在一些实施例中,每个电池单体的侧面上的第二粘连区、在对应侧面上的投影面积大于所在侧面面积的50%,保证连接构件与每个电池单体的侧面的粘连面积不会过小,从而提高了连接构件与电池单体的侧面的连接强度,进而提升了电池单体的结构刚度。
在一些实施例中,定义顶面的长度方向为第一延伸方向,第一延伸方向与电池单体的排列方向相交,第一粘连区沿第一延伸方向延伸,且,第一粘连区在第一延伸方向上的延伸长度的范围为1mm-200mm,能够保证第一粘连区在第一延伸方向上尺寸足够,保证连接构件与每个电池单体的顶面的粘连面积不会过小,从而提高了连接构件与电池单体的顶面的连接强度,进而提升了电池单体的结构刚度。
在一些实施例中,顶面上还具有电连接区,电连接区被构造为外部装置能够通过自身与电池单体电连接,第一粘连区与电连接区之间的最短距离大于等于2mm。一方面避免连接构件会对电池单体的电连接功能造成影响,另一方面避免电连接区与第一壁粘贴至顶面上形成干涉,从而影响电池的装配的情况。
在一些实施例中,每个电池单体上的第一粘连区和第二粘连区在电池单体的排列方向上的最小延伸长度、大于电池单体在电池单体的排列方向上的尺寸的30%。如此,能够保证第一粘连区和第二粘连区在电池单体的排列方向上尺寸足够,保证连接构件与每个电池单体的顶面和侧面的粘连面积不会过小,从而提高了连接构件与电池单体的顶面的连接强度,进而提升了电池单体的结构刚度。
在一些实施例中,第一粘连区和第二粘连区均呈矩形状设置。以适应大多数的长方体状的电池模组,并且,矩形状的胶层,能够更加轻易地将连接构件稳定的固定于电池单体上。
第二方面,本申请提供了一种电池,包括以上的电池模组。
第三方面,本申请提供了一种用电设备,包括以上的电池,电池用于提供电能;或者包括以上的电池模组,电池模组用于提供电能。
上述说明仅是本申请技术方案的概述,为了能够更清楚了解本申请的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
通过阅读对下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本申请的限制。而且在全部附图中,用相同的附图标号表示相同的部件。在附图中:
图1为本申请一些实施例提供的车辆的结构示意图;
图2为本申请一些实施例提供的电池的结构爆炸图;
图3为本申请一些实施例提供的电池单体的结构爆炸图;
图4为本申请一些实施例提供的电池模组的结构爆炸图;
图5为本申请一些实施例提供的连接构件的结构示意图一;
图6为本申请一些实施例提供的连接构件的结构示意图二;
图7为本申请一些实施例提供的连接构件的结构示意图三;
图8为本申请一些实施例提供的连接构件的结构示意图四;
图9为本申请一些实施例提供的连接构件的结构示意图五;
图10为本申请一些实施例提供的连接构件的结构示意图六。
附图标记:
1000、车辆;100、电池;200、控制器;300、马达;10、箱体;11、第一部分;12、第二部分;20、电池单体;21、端盖;22、壳体;23、电极组件;24、泄压机构;25、电极端子;40、汇流部件;30、电池模组;26、侧面;27、顶面;28、气凝胶;31、连接构件;311、第一壁;312、第二壁;313、容置腔;314、挡胶段;32、胶层;321、第一粘连区;322、第二粘连区;33、第一端板;34、第二端板;35、第一侧板;36、第二侧板;L1、第一延伸方向;L2、排列方向。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请;本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中,技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中,术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如A和/或B,可以表示:单独存在A,同时存在A和B,单独存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中,术语“多个”指的是两个以上(包括两个),同理,“多组”指的是两组以上(包括两组),“多片”指的是两片以上(包括两片)。
在本申请实施例的描述中,技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”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实施例和简化描述,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实施例的限制。
在本申请实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;也可以是机械连接,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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
目前,从市场形势的发展来看,动力电池的应用越加广泛。动力电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统,而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具,以及军事装备和航空航天等多个领域。随着动力电池应用领域的不断扩大,其市场的需求量也在不断地扩增。
在动力电池的制作过程中,需要先形成电池单体,将电池单体的端盖与壳体进行密封焊接,再将多个电池单体的四周配以侧板和端板来固定多个电池单体形成电池模组。
本申请人注意到,一般地,在侧板或端板与电池单体之间涂胶形成胶层以将侧板和端板与多个电池单体进行固定连接形成电池整体之后,需要通过侧板或端板将电池连接于用电装置如车辆上,作为电池与用电装置直接连接的连接构件,侧板或端板会直接受到用电装置振动的影响,在用电装置振动过程中,胶层会对电池单体的端盖与壳体之间的焊缝产生拉扯作用力,导致焊缝裂开,进而造成电池单体失效漏液,极大破坏电池的密封可靠性。
基于此,为了解决连接构件与电池单体之间连接的胶层对电池的密封可靠性造成的影响,本申请人经过深入研究,设计了一种电池模组,将用于侧板粘贴于电池单体上的胶层从电池单体的侧面延伸至电池单体的端盖形成的顶面上,并对应设置连接构件覆盖于胶层上,从而将连接构件上承受到的作用力通过整体的胶层传递至电池单体的顶面连接的结构上,将焊缝处的应力分散到端盖或者与端盖连接的如铝壳主体上,避免振动过程中产生电池单体的焊缝开裂。
本申请实施例公开的电池单体可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电装置中。可以使用具备本申请公开的电池单体、电池等组成该用电装置的电源系统。
以下实施例为了方便说明,以本申请一实施例的一种用电装置为车辆1000为例进行说明。
请参照图1,图1为本申请一些实施例提供的车辆1000的结构示意图。车辆1000可以为燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车,新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等。车辆1000的内部设置有电池100,电池100可以设置在车辆1000的底部或头部或尾部。电池100可以用于车辆1000的供电,例如,电池100可以作为车辆1000的操作电源。车辆1000还可以包括控制器200和马达300,控制器200用来控制电池100为马达300供电,例如,用于车辆1000的启动、导航和行驶时的工作用电需求。
在本申请一些实施例中,电池100不仅可以作为车辆1000的操作电源,还可以作为车辆1000的驱动电源,代替或部分地代替燃油或天然气为车辆1000提供驱动动力。
请参照图2,图2为本申请一些实施例提供的电池100的爆炸图。电池100包括箱体10和电池单体20,电池单体20容纳于箱体10内。其中,箱体10用于为电池单体20提供容纳空间,箱体10可以采用多种结构。在一些实施例中,箱体10可以包括第一部分11和第二部分12,第一部分11与第二部分12相互盖合,第一部分11和第二部分12共同限定出用于容纳电池单体20的容纳空间。第二部分12可以为一端开口的空心结构,第一部分11可以为板状结构,第一部分11盖合于第二部分12的开口侧,以使第一部分11与第二部分12共同限定出容纳空间;第一部分11和第二部分12也可以是均为一侧开口的空心结构,第一部分11的开口侧盖合于第二部分12的开口侧。当然,第一部分11和第二部分12形成的箱体10可以是多种形状,比如,圆柱体、长方体等。
在电池100中,电池单体20可以是多个,多个电池单体20之间可串联或并联或混联,混联是指多个电池单体20中既有串联又有并联。多个电池单体20之间可直接串联或并联或混联在一起,再将多个电池单体20构成的整体容纳于箱体10内;当然,电池100也可以是多个电池单体20先串联或并联或混联组成电池模块形式,多个电池模块再串联或并联或混联形成一个整体,并容纳于箱体10内。电池100还可以包括其他结构,例如,该电池100还可以包括汇流部件,用于实现多个电池单体20之间的电连接。
其中,每个电池单体20可以为二次电池或一次电池;还可以是锂硫电池、钠离子电池或镁离子电池,但不局限于此。电池单体20可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。
请参照图3,图3为本申请一些实施例提供的电池单体20的分解结构示意图。电池单体20是指组成电池的最小单元。如图3,电池单体20包括有端盖21、壳体22、电极组件23以及其他的功能性部件。
端盖21是指盖合于壳体22的开口处以将电池单体20的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地,端盖21的形状可以与壳体22的形状相适应以配合壳体22,端盖21可通过焊接的方式与壳体22开设有开口的边缘进行焊接从而实现电池单体20的密封。可选地,端盖21可以由具有一定硬度和强度的材质(如铝合金)制成,这样,端盖21在受挤压碰撞时就不易发生形变,使电池单体20能够具备更高的结构强度,安全性能也可以有所提高。端盖21上可以设置有如电极端子等的功能性部件。电极端子可以用于与电极组件23电连接,以用于输出或输入电池单体20的电能。在一些实施例中,端盖21上还可以设置有用于在电池单体20的内部压力或温度达到阈值时泄放内部压力的泄压机构泄压机构24即上述描述中提到的泄压机构。端盖21的材质也可以是多种的,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等,本申请实施例对此不作特殊限制。在一些实施例中,在端盖21的内侧还可以设置有绝缘件,绝缘件可以用于隔离壳体22内的电连接部件与端盖21,以降低短路的风险。示例性的,绝缘件可以是塑料、橡胶等。
壳体22是用于配合端盖21以形成电池单体20的内部环境的组件,其中,形成的内部环境可以用于容纳电极组件23、电解液以及其他部件。壳体22和端盖21可以是独立的部件,可以于壳体22上设置开口,通过在开口处使端盖21盖合开口以形成电池单体20的内部环境。不限地,也可以使端盖21和壳体22一体化,具体地,端盖21和壳体22可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面,当需要封装壳体22的内部时,再使端盖21盖合壳体22。壳体22可以是多种形状和多种尺寸的,例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。具体地,壳体22的形状可以根据电极组件23的具体形状和尺寸大小来确定。壳体22的材质可以是多种,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等,本申请实施例对此不作特殊限制。
电极组件23是电池单体20中发生电化学反应的部件。壳体22内可以包含一个或更多个电极组件23。电极组件23主要由阳极极片和阴极极片卷绕或层叠放置形成,并且通常在阳极极片与阴极极片之间设有隔膜。阳极极片和阴极极片具有活性物质的部分构成电极组件的主体部,阳极极片和阴极极片不具有活性物质的部分各自构成极耳。阳极极耳和阴极极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电池的充放电过程中,阳极活性物质和阴极活性物质与电解液发生反应,极耳连接电极端子以形成电流回路。
根据本申请的一些实施例,请参照图4至图6,本申请提供了一种电池模组30,包括多个并排设置的电池单体20、连接构件31及胶层32,各电池单体20均具有位于顶面27及不同侧且相邻的侧面26,连接构件31通过胶层32与全部电池单体20粘连,其中,连接构件31具有连接的第一壁311和第二壁312,胶层32包括第一粘连区321和第二粘连区322,第一壁311通过第一粘连区321与顶面27粘连,第二壁312通过第二粘连区322与侧面26粘连,且第一粘连区321和第二粘连区322连接。
每个电池单体20的端盖21与壳体22连接之后,形成背离电池单体20的内部环境的外表面,其中,每个电池单体20的端盖21背离电池单体20内部环境的表面形成顶面27,多个电池单体20并排设置使得全部顶面27连通,进一步地,全部顶面27可共面设置。
每个电池单体20的端盖21与壳体22连接之后,形成背离电池单体20的内部环境的外表面,其中,每个壳体22背离电池单体20内部环境的至少一侧表面形成侧面26,可以理解地,全部的侧面26包围顶面27设置且均与顶面27相交设置,而顶面27与侧面26的相交位置,即为端盖21与壳体22的焊接连接位置。
进一步地,多个电池单体20并排设置使得朝向同一侧的侧面26连通,相互连通的侧面26可共面设置以实现电池单体20的侧面26与端板和侧板的固定连接。
例如,可以设置在电池单体20的排列方向L2上相对两侧的两个侧面26分别与第一端板33和第二端板34连接,在与电池单体20的排列方向L2相交的方向即图4中的L1上方向上、每个电池单体20相对两侧的两个侧面26与分别与第一侧板35和第二侧板36连接,从而在电池单体20的四周形成矩形状的围框,也可以直接形成四边形中空围框,套设于电池单体20的外周。
连接构件31,可以是上述实施例中提出的第一侧板35和第二侧板35(如图4),此时,在与电池单体20的排列方向L2相交的方向上、每个电池单体20相对两侧的两侧侧面26上均涂敷有第二粘连区322(如图4)。
连接构件31,也可以是上述实施例中提出的第一侧板35、第二侧板35、第一端板33及第二端板34,此时,每个电池单体20的与顶面27相交的四个侧面26上均涂敷有第二粘连区322(图中未具体示出)。
连接构件31,也可以是上述实施例中提出的直接套设于电池单体20外周的中空围框,此时每个电池单体20的与顶面27相交的所有侧面26上均涂敷有第二粘连区322(图中未具体示出)。
连接构件31包裹于多个电池单体20的侧面26上用于紧固电池单体20且作为将电池单体20装配于用电设备上的连接结构,可以呈平板状或者其他形状。连接构件31需要具有一定的面积及强度,其面积根据电池单体20的形状和与电池单体20的连接方式进行决定。例如,连接构件31可以为用铝、钢或者高强度塑料制造的呈平板状的结构,从而被稳定的固定于电池单体20的相对两侧的侧面26上。
胶层32,是指通过在连接构件31面向电池单体20的一侧涂胶或者在侧面26上涂胶所形成的具有粘性的结构,其形成于连接构件31与电池单体20之间用于将连接构件31粘贴于电池单体20上。
进一步地,本申请将胶层32进行了改进,一部分位于顶面27上形成第一粘连区321,另一部分位于侧面26上形成第二粘连区322,相对应地,将连接构件31也对应设置为包括粘连在第一粘连区321上的第一壁311、和粘连在第二粘连区322上的第二壁312,使得连接构件31不仅能够与电池模组30的侧面26和顶面27粘连,而且连接构件31上受到的作用力,能够通过相互连接的第一粘连区321和第二粘连区322得到分散,避免应力集中。
设置在顶面27上的第一粘连区321和设置在侧面26上的第二粘连区322的大小和形状均不受限制,但是两者需要在电池单体20的某个位置实现连接,从而实现作用力的分散。进一步地,第一壁311的大小和形状需要根据第一粘连区321的大小和形状进行设置,第二壁312的大小和形状需要根据第二粘连区322的大小和形状进行设置,以保证连接构件31的任何一个位置均能够被牢固的粘连于电池单体20上。
如此,通过本申请对胶层32的不同粘连区的设置,使得连接构件31能够与电池单体20的顶面27和侧面26均粘连,从而增大了电池单体20与连接构件31的粘接面积的同时,还能够将连接构件31上受到的作用力分散到电池单体20的侧面26和顶面27上,避免应力集中。在电池模组振动过程中,可以避免胶层32撕扯电池单体20的侧面26上的焊缝造成的电池单体20失效漏液现象,从而提高了电池100的密封可靠性。
进一步地,将第一侧板35、第二侧板36、第一端板33及第二端板34分别与电池单体20的不同侧的侧面26连接之后,可以再通过激光焊接连接第一侧板35、第二侧板36、第一端板33及第二端板34形成围框,从而完整的包裹电池单体20。第一侧板35、第二侧板36、第一端板33及第二端板34的连接方式也可以采用其他方式,本申请在此不做限定。
根据本申请的一些实施例,可选地,侧面26与顶面27的连接位置具有焊缝位,第一粘连区321和第二粘连区322连接,以覆盖焊缝位。
如上所述,电池单体20包括端盖21及具有开口的壳体22,端盖21盖合于壳体22的开口且与壳体22焊接连接,两者的连接之处即形成焊缝位,此时焊缝位同时位于侧面26和顶面27的连接位置,同时将端盖21的顶面27以及壳体22上的侧面26进行连接。
具体地,焊缝位的尺寸一般较小,一般排布在端盖21与壳体22焊接的一圈,且沿电池单体20的高度方向形成有1mm-2mm的焊缝。
一些现有的方案中,仅仅将胶层32设置在侧面26,当连接构件31受到作用力时,胶层32会对焊缝位处的焊缝产生拉扯,使其很容易产生裂痕。本申请中,通过将第一粘连区321和第二粘连区322连接并覆盖焊缝位,避免胶层32在侧面26产生应力集中,将一部分受到的作用力转移至顶面27上,从而降低了焊缝位所受到的作用力,有效避免胶层32拉扯对电池单体20造成的失效漏液现象,提升电池100的密封可靠性。
根据本申请的一些实施例,可选地,第一粘连区321和第二粘连区322被构造为通过一次涂敷形成胶层32。
一次涂敷是指在对每个电池单体20进行胶层32的涂敷时,从侧面26蔓延涂敷至顶面27上结束,或者从顶面27蔓延涂敷至侧面26上结束,即完成顶面27和侧面26的涂胶,而不需要上述涂胶工作完成之前或者之后,再单独的对顶面27或者侧面26进行涂胶,此时第一粘连区321和第二粘连区322近乎在同时刻形成且连接。
如此,使得第一粘连区321和第二粘连区322对应力的承受能力相当,不会由于涂胶工艺产生承受能力的差异,以保证第一粘连区321和第二粘连区322彼此之间能够均匀地进行应力的传递和分散,以实现对电池100密封性保护的有效性。
并且,通过对胶层32的一次涂敷限制,使得胶层32的涂胶工艺更加的规范,且能够保证第一粘连区321和第二粘连区322连接形成一体且彼此之间能够均匀地进行应力的传递和分散。
可以理解地,当胶层32先涂敷至连接构件31上时,则从第一壁311蔓延涂敷至第二壁312上结束,或者从第二壁312蔓延涂敷至第一壁311上结束,即完成整个胶层32的涂敷。
根据本申请的一些实施例,可选地,胶层32的最大厚度记为N1,胶层32的最小厚度差值记为N2,胶层32的平均厚度记为N3,N1-N3<60%* N2,N3-N2<60%* N2。
N1-N3即为胶层32的最大厚度与平均厚度之间的差值,N3-N2即为胶层32的平均厚度与最小厚度之间之间的差值,限制上述两个差值均小于平均厚度的60%,以保证胶层32整体的厚度分布不会产生过大差异,即在公差60%* N2的数据范围内,使得胶层32在各处的厚度相当。
涉及到一具体实施例中,若限定N3为0.25mm,则公差为±0.15mm,此时胶层32的厚度范围在0.25mm±0.15mm内,N1为0.4mm,N2为0.1mm。在其他实施例中,N3也可以根据使用需求,进行适应性设计,本申请在此不做限定。
如此,通过限定胶层32的最大厚度与平均厚度之间的差值,以及平均厚度与最小厚度之间之间的差值,限定出胶层32厚度的公差范围,以保证胶层32整体的厚度分布不会产生过大差异,当连接构件31受力并将作用力传递到胶层32上之后,能够均匀的分散到胶层32的各处,避免出现胶层32某一处过薄或者过厚导致此处应力集中的情况,从而使得侧面26和顶面27的受力均衡,以进一步避免电池单体20开裂。
胶层32的厚度不易过厚,以能够将连接构件31稳定地粘连于电池单体20上即可,同时避免由于胶层32过厚影响电池模组30的尺寸,从而使得电池模组30的结构更加紧凑。
根据本申请的一些实施例,可选地,连接构件31还包括挡胶段314,挡胶段314位于第一壁311远离第二壁312的一端,挡胶段314、第一壁311与第二壁312共同界定形成容置腔313,第一粘连区321设于容置腔313内且与容置腔313的腔壁粘连,且挡胶段314的至少局部与顶面27接触。
容置腔313是指一端具有开口的容置空间,在实际操作中,当涂胶完成之后,将连接构件31覆盖于胶层32上,此时具有一定厚度的第一粘连区321通过开口进入容置空间。可以理解地,挡胶段314和第二壁312分别位于第一壁311的相对两侧,且挡胶段314与第一壁311面向顶面27设置,此时第一壁311和挡胶段314面向容置腔313的腔壁均与第一粘连区321粘连。
当涂胶完成之后,胶层32在未干之前具有一定的流动性,此时将连接构件31覆盖于胶层32上会造成胶层32部分溢出的风险,为了避免胶层32在未干之前产生四处乱溢的风险,设置挡胶段314,且挡胶段314的至少局部与顶面27接触以在连接构件31覆盖于电池单体20上之后封闭容置空间形成容置腔313,避免胶层32中的胶溢出至顶面27的其他位置,从而影响电池模组30的外观,且对连接构件31和电池单体20的粘连产生负面效果。
可以理解地,如图5至图10所示,提供了三种连接构件31的具体的设置方式,其可以形成第一侧板35、第二侧板36、第一端板33及第二端板34中的一个或多个。当连接构件31形成第一侧板35、第二侧板36、第一端板33及第二端板34中的多个时,多个连接构件31的第一壁311在顶面27上各个角的粘连位置要避免产生干涉,如当其中一个连接构件31的第一壁311粘连了顶面27的某个角落区域后,其他的连接构件31的第一壁311则需要切角或者挖空以避开该角落区域。并且,一个或多个连接构件31的第一壁311的设置,也需要与顶面27上的结构如电极端子25、汇流部件40等结构避免干涉,具体可采用局部切割、切角或者挖空等形式进行避开,本申请在此不做限定。
如图5至图6,此时连接构件31形成横截面为矩形状的容置空间,第一壁311呈平板状且与顶面27平行设置,挡胶段314设置于第一壁311的一端且与第一壁311垂直连接,形成与顶面27连接的水平端面,使得挡胶段314的挡胶效果更好。如图7至图8,此时形成横截面为三角形的容置空间,第一壁311相对顶面27倾斜设置,挡胶段314即为第一壁311倾斜到顶面27上的一端形成,此时挡胶段314具有与顶面27连接的至少一条密封线,以进行挡胶。如图9至图10所示,此时形成横截面为半圆形的容置空间,第一壁311为半圆弧板状,挡胶段314即为第一壁311一侧的水平端面,使得挡胶段314的挡胶效果更好。
在其他实施例中,也可设置挡胶段314和容置空间为其他结构形式,本申请在此不做限定。
根据本申请的一些实施例,可选地,在电池单体20的排列方向L2上,每个电池单体20的侧面26上的第二粘连区322、距离所在的电池单体20的两侧边缘具有预留间距。
多个电池单体20沿设定方向排列之后,朝向同一侧的侧面26,会与同一个连接构件31连接,此时连接构件31上具有多个固定位置,多个固定位置与每个电池单体20的侧面26上的第二粘连区322固定,从而固定多个电池单体20。
当涂胶完成之后,胶层32在未干之前具有一定的流动性,此时将连接构件31覆盖于胶层32上会造成胶层32从固定位置向外溢出,设置第二粘连区322距离所在的电池单体20的两侧边缘具有预留间距,为胶层32的外溢预留一定的空间,避免胶层32流动到所在电池单体20的两侧边缘进入电池单体20和电池单体20之间,从而影响电池100的外观及性能。
进一步地,相邻两个电池单体20之间设置有气凝胶28的隔热垫,进行高效隔热,以避免相邻两个电池单体20之间进行传热。
根据本申请的一些实施例,可选地,预留间距的范围为大于等于5mm。
在此范围内,能够为胶层32的外溢提供足够的预留空间,有效避免胶层32流动到所在电池单体20的两侧边缘进入电池单体20和电池单体20之间。
根据本申请的一些实施例,可选地,每个电池单体20的侧面26上的第二粘连区322,在对应侧面26上的投影面积大于所在侧面26面积的50%。
在实际操作中,若将胶层32先涂敷在电池单体20的侧面26上,再将连接构件31覆盖于其上,则控制在每个电池单体20的侧面26上涂胶面积大于所在侧面26面积的50%。若将胶层32涂敷在连接构件31的一侧表面上,再将连接构件31覆盖于电池单体20的侧面26上,则控制当第二壁312与侧面26正对时,投影到每个电池单体20的侧面26上的第二粘连区322的面积,大于所在电池单体20侧面26面积的50%。
如此,保证连接构件31与每个电池单体20的侧面26的粘连面积不会过小,从而提高了连接构件31与电池单体20的侧面26的连接强度,进而提升了电池单体20的结构刚度。
根据本申请的一些实施例,可选地,定义顶面27的长度方向为第一延伸方向L1,第一延伸方向L1与电池单体20的排列方向L2相交,第一粘连区321沿第一延伸方向L1延伸,且,第一粘连区321在第一延伸方向L1上的延伸长度的范围为1mm-200mm。
第一延伸方向即为图4中标注的L1方向,电池单体20的排列方向,即为图4中标注的L2方向,优选地,L1方向和L2方向分别是电池单体20的长度方向和宽度方向。第一粘连区321的一端与侧面26上的第二粘连区322连接,另一端沿长度方向延伸涂敷,直至在第一延伸方向L1上的延伸长度在1mm-200mm的范围内。
如此,能够保证第一粘连区321在第一延伸方向L1上尺寸足够,保证连接构件31与每个电池单体20的顶面27的粘连面积不会过小,从而提高了连接构件31与电池单体20的顶面27的连接强度,进而提升了电池单体20的结构刚度。
根据本申请的一些实施例,可选地,顶面27上还具有电连接区,电连接区被构造为外部装置能够通过自身与电池单体20电连接,第一粘连区321与电连接区之间的最短距离大于等于2mm。
电连接区可以指顶面27上具有电性功能的元件或者区域,如电极端子25、汇流部件40等结构,其设置在端盖21上用于实现多个电池单体20之间的电连接或者与用电设备进行电连接。
第一粘连区321延伸到电连接区内,一方面会对电池单体20的电连接功能造成影响,另一方面也会对第一壁311粘贴至顶面27上造成干涉,从而影响电池100的装配,限制第一粘连区321与电连接区之间的最短距离大于等于2mm,可以避免上述情况的产生。
根据本申请的一些实施例,可选地,每个电池单体20上的第一粘连区321和第二粘连区322在电池单体20的排列方向L2上的最小延伸长度、大于电池单体20在电池单体20的排列方向L2上的尺寸的30%。
在每个电池单体20的顶面27上的第一粘连区321,以及每个电池单体20的侧面26上的第二粘连区322,在图4中的L2方向上的最小尺寸,需要大于所在电池单体20在L2方向上尺寸的30%,以保证连接构件31与每个电池单体20在L2方向上与每个电池单体20具有足够长的粘连面积。
如此,能够保证第一粘连区321和第二粘连区322在电池单体20的排列方向L2上尺寸足够,保证连接构件31与每个电池单体20的顶面27和侧面26的粘连面积不会过小,从而提高了连接构件31与电池单体20的顶面27的连接强度,进而提升了电池单体20的结构刚度。
根据本申请的一些实施例,可选地,第一粘连区321和第二粘连区322均呈矩形状设置。以适应大多数的长方体状的电池模组30,并且,矩形状的胶层32,能够更加轻易地将连接构件31稳定的固定于电池单体20上。
在其他实施例中,在电池单体20的周边侧面26均安装完成之后,在电池单体20与顶面27相对的底面设置水冷板,水冷板与电池单体20的地面之间通过导热胶粘结,而端盖21上,在电池单体20的电极端子25与电极端子25之间连接汇流部件40,以形成最终的完整的电池模组30。
根据本申请的一些实施例,本申请提供了一种电池100,包括以上的电池模组30。
根据本申请的一些实施例,本申请提供了一种用电设备,包括以上的电池100,电池100用于提供电能;或者包括以上的电池模组30,电池模组30用于提供电能。
根据本申请的一些实施例,请参考图4 至图5,本申请提供了一种电池模组30,包括多个电池单体20、第一侧板35、第二侧板36、第一端板33和第二端板34,第一端板33和第二端板34沿电池单体20的排列方向L2设于电池单体20的两端,第一侧板35和第二侧板36沿端盖21的长度方向设于电池单体20的两端。并且,在每个电池单体20的侧面26上设置有第二粘连区322,每个电池单体20的顶面27上设置有第一粘连区321,并且,第一粘连区321和第二粘连区322连接并覆盖电池单体20上的焊缝位,从而使得第一侧板35与第二侧板36能够与电池单体20的顶面27和侧面26均粘连,增大了电池单体20与连接构件31的粘接面积的同时,还能够将第一侧板35与第二侧板36上受到的作用力分散到电池单体20的侧面26和顶面27上,避免应力集中。在电池模组30振动过程中,降低侧面26的胶层32对电池单体20的侧面26焊缝处的作用力,避免振动过程中胶层32撕扯、侧面26上的焊缝造成电池单体20失效漏液的现象,从而提高了电池100的密封可靠性。
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,其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (14)

1.一种电池模组,其特征在于,包括:
多个并排设置的电池单体,各所述电池单体均具有顶面及位于不同侧且相邻的侧面;
连接构件及胶层,所述连接构件通过胶层与全部所述电池单体粘连;
其中,所述连接构件具有连接的第一壁和第二壁,所述胶层包括第一粘连区和第二粘连区,所述第一壁通过所述第一粘连区与所述顶面粘连,所述第二壁通过所述第二粘连区与所述侧面粘连,且所述第一粘连区和所述第二粘连区连接。
2.根据权利要求1所述的电池模组,其特征在于,所述侧面与所述顶面的连接位置具有焊缝位,所述第一粘连区和所述第二粘连区连接,以覆盖所述焊缝位。
3.根据权利要求1-2任一项所述的电池模组,其特征在于,所述第一粘连区和所述第二粘连区被构造为通过一次涂敷形成所述胶层。
4.根据权利要求1-2任一项所述的电池模组,其特征在于,所述胶层的最大厚度记为N1,所述胶层的最小厚度差值记为N2,所述胶层的平均厚度记为N3,N1-N3<60%* N2,N3-N2<60%* N2。
5.根据权利要求1所述的电池模组,其特征在于,所述连接构件还包括挡胶段,所述挡胶段位于所述第一壁远离所述第二壁的一端;
所述挡胶段、所述第一壁与所述第二壁共同界定形成容置腔,所述第一粘连区设于所述容置腔内且与所述容置腔的腔壁粘连,且所述挡胶段的至少局部与所述顶面接触。
6.根据权利要求1所述的电池模组,其特征在于,在所述电池单体的排列方向上,每个所述电池单体的侧面上的所述第二粘连区、距离所在的所述电池单体的两侧边缘具有预留间距。
7.根据权利要求6所述的电池模组,其特征在于,所述预留间距的范围为大于等于5mm。
8.根据权利要求1所述的电池模组,其特征在于,每个所述电池单体的侧面上的所述第二粘连区、在对应所述侧面上的投影面积大于所在所述侧面面积的50%。
9.根据权利要求1所述的电池模组,其特征在于,定义所述顶面的长度方向为第一延伸方向,所述第一延伸方向与所述电池单体的排列方向相交;
所述第一粘连区沿所述第一延伸方向延伸;且,所述第一粘连区在所述第一延伸方向上的延伸长度的范围为1mm-200mm。
10.根据权利要求1所述的电池模组,其特征在于,所述顶面上还具有电连接区,所述电连接区被构造为外部装置能够通过自身与所述电池单体电连接;
所述第一粘连区与所述电连接区之间的最短距离大于等于2mm。
11.根据权利要求1所述的电池模组,其特征在于,每个所述电池单体上的所述第一粘连区和所述第二粘连区在所述电池单体的排列方向上的最小延伸长度、大于所述电池单体在所述电池单体的排列方向上的尺寸的30%。
12.根据权利要求1所述的电池模组,其特征在于,所述第一粘连区和第二粘连区均呈矩形状设置。
13.一种电池,其特征在于,包括权利要求1-12任一项所述的电池模组。
14.一种用电设备,其特征在于,包括权利要求13所述的电池,所述电池用于提供电能;或者包括权利要求1-12 任一项所述的电池模组,所述电池模组用于提供电能。
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