CN218385498U - 电池及用电设备 - Google Patents

Abstract

本申请提供了一种电池及用电设备，用以解决现有技术中电池内部的电芯与汇流部件连接处及焊接处容易损坏的问题。本申请提供一种电池，包括箱体、电池模组、上盖及压条，箱体具有收容部；电池模组收容于收容部，电池模组包括沿第一方向排列的电芯；上盖盖合于箱体；压条沿第一方向设置于电池模组与上盖之间，压条连接于电芯靠近上盖的一面。在上述方案中，压条位于电池模组与上盖之间且与电芯的顶部连接，在电池振动时抵压于电芯的压条能降低电芯上下振动的幅度，进而降低电芯的汇流部件连接处及焊接处的应力，使得压条稳固地限位于上盖与电池模组之间，避免压条跑偏。

Description

电池及用电设备

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池及用电设备。

背景技术

电池广泛用于电瓶车、电动汽车、电动飞机、电动轮船、电动玩具汽车、电动玩具轮船、电动玩具飞机和电动工具等。

电池在出厂测试及实际使用时常处于振动工况，在振动过程中，电池内部结构的连接处及焊接处容易损坏，因此，如何提高电池的振动情况下的稳定性及安全性，也是本领域的研究重点之一。

实用新型内容

有鉴于此，本申请提供了一种电池，用以解决现有技术中电池在震动工况下稳定性及安全性较差的问题。

第一方面，本申请提供一种电池，包括箱体、电池模组、上盖及压条，所述箱体具有收容部；所述电池模组收容于所述收容部，所述电池模组包括沿第一方向排列的电芯；所述上盖盖合于所述箱体；所述压条沿所述第一方向设置于所述电池模组与所述上盖之间，所述压条连接于所述电芯靠近所述上盖的一面。

在上述方案中，压条位于电池模组与上盖之间，在电池振动时抵压于电芯的压条能降低电芯上下振动的幅度，进而降低电芯的汇流部件连接处及焊接处的应力，使得压条稳固地限位于上盖与电池模组之间，避免压条跑偏。

在一种可能的设计中，所述电池还包括第一连接件，所述压条与所述上盖通过所述第一连接件连接。

在上述方案中，压条与上盖通过第一连接件连接固定，以限制压条与上盖之间的相对位置并提高二者的整体性，同时还能避免电池模组与上盖周期性接触产生异响。

在一种可能的设计中，所述电池还包括设置于所述上盖与所述压条之间的密封圈，所述第一连接件依次穿过所述上盖及所述密封圈与所述压条连接。

在上述方案中，利用密封圈提高了上盖的密封性，避免外界杂质、水分沿上盖的开口处侵入电池内部，进而提高电池的寿命及安全性。

在一种可能的设计中，所述第一连接件为紧固件。

在上述方案中，采用螺栓或铆钉作为第一连接件能保证上盖与压条之间的连接强度。

在一种可能的设计中，所述箱体相对的两侧设置有固定梁，所述压条的两端分别与两个所述固定梁连接。

在上述方案中，压条的两端连接于两个固定梁，当电池模组膨胀并向两个固定梁施加膨胀力使得二者相互远离时，压条能限制两个固定梁的相对位置，降低电池模组过膨胀的风险。

在一种可能的设计中，所述电池还包括第二连接件，所述压条与所述固定梁通过所述第二连接件连接。

在上述方案中，第二连接件能提高压条与固定梁之间的连接强度。

在一种可能的设计中，所述第二连接件为紧固件。

在上述方案中，采用螺栓、铆钉或压铆螺钉作为第二连接件能保证压条与固定梁之间的连接强度。

在一种可能的设计中，所述压条为绝缘材料制成。

在上述方案中，压条绝缘能降低电池的短路风险。

在一种可能的设计中，所述压条胶粘连接于所述电芯靠近所述上盖的表面。

在上述方案中，压条胶粘于电芯，能使得压条的固定更为牢靠，且能避免压条晃动撞击电极端子，从而保证电极端子与导电结构的稳定电连接。

第二方面，本申请还提供一种用电装置，包括上述任一项所述的电池，所述电池用于为所述用电设备提供电能，用电装置显然具有上述电池的优点。

本申请实施例的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本申请实施例而了解。本申请实施例的目的和其他优点在说明书以及附图所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例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它的附图。

图1为本申请实施例提供的用电设备的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的电池的结构示意图；

图3为本申请实施例提供的第一连接件与压条的连接示意图；

图4为本申请实施例提供的压条与电池模组的组装示意图；

图5为本申请实施例提供的压条与固定梁的连接示意图。

附图标记：

100、电池；200、用电设备；1、箱体；11、收容部；12、固定梁；2、电池模组；21、电芯；221、肩部平面；222、电极端子；22、第一方向；3、上盖；31、第一连接件；32、密封圈；4、压条；41、第二连接件；42、胶水层；5、线束隔离板。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

为了更好的理解本申请的技术方案，下面结合附图对本申请实施例进行详细描述。

应当明确，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。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它实施例，都属于本申请保护的范围。

应当理解，本文中使用的术语“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。

在本申请实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本申请。在本申请实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其它含义。

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。

在本申请中提及“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“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。此外，在上下文中，还需要理解的是，当提到一个元件连接在另一个元件“上”或者“下”时，其不仅能够直接连接在另一个元件“上”或者“下”，也可以通过中间元件间接连接在另一个元件“上”或者“下”。

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。

为了下述各实施例的描述清楚简洁，首先给出相关概念或技术的简要介绍：

本申请的实施例所提到的电池是指包括一个或多个电芯以提供更高的电压和容量的单一的物理模块。例如，本申请中所提到的电池可以包括电池模组或电池包等。电池一般包括用于封装一个或多个电芯的箱体。箱体可以避免液体或其他异物影响电芯的充电或放电。电池可以是锂离子二次电池、锂离子一次电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池等，本申请实施例对此并不限定。

具体地，电池可以包括箱体和电芯，电芯容纳于箱体内。其中，箱体用于为电芯提供容纳空间，箱体可以采用多种结构。在一些实施例中，箱体可以包括第一部分和第二部分，第一部分与第二部分相互盖合，第一部分和第二部分共同限定出用于容纳电芯的容纳空间。第二部分可以为一端开口的空心结构，第一部分可以为板状结构，第一部分盖合于第二部分的开口侧，以使第一部分与第二部分共同限定出容纳空间；第一部分和第二部分也可以是均为一侧开口的空心结构，第一部分的开口侧盖合于第二部分的开口侧。当然，第一部分和第二部分形成的箱体可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。电芯可以是多个，多个电芯之间可串联或并联或混联，混联是指多个电芯中既有串联又有并联。多个电芯之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电芯构成的整体容纳于箱体内；当然，电池也可以是多个电芯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，并容纳于箱体内。电池还可以包括其他结构，例如，该电池还可以包括汇流部件，用于实现多个电芯之间的电连接。其中，每个电芯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。电芯可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等。

电芯包括电极组件和电解液，电极组件由正极极片、负极极片和隔离膜组成。电芯主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。正极极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面，未涂敷正极活性物质层的正极集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的正极集流体，未涂敷正极活性物质层的正极集流体作为正极极耳。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极极片包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面，未涂敷负极活性物质层的负极集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的负极集流体，未涂敷负极活性物质层的负极集流体作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质可以为碳或硅等。为了保证通过大电流而不发生熔断，正极极耳的数量为多个且层叠在一起，负极极耳的数量为多个且层叠在一起。隔离膜的材质可以为PP(polypropylene，聚丙烯)或PE(polyethylene，聚乙烯)等。此外，电极组件可以是卷绕式结构，也可以是叠片式结构，本申请实施例并不限于此。

电芯可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状等，本申请实施例对此也不限定。电芯一般按封装的方式分成三种：柱形电芯、方形电芯和软包电芯，本申请实施例对此也不限定。

本申请中提到的用电设备可以是但不限于：笔记本电脑、笔输入型计算机、移动电脑、电子书播放器、便携式电话、便携式传真机、便携式复印机、便携式打印机、头戴式立体声耳机、录像机、液晶电视、手表、运动手环、手提式清洁器、便携CD机、收发机、电子记事本、计算器、便携式录音机、收音机、备用电源、电机、汽车、摩托车、助力自行车、照明器具、玩具、游戏机、电动工具、闪光灯和锂离子电容器等。当用电设备为车辆时，车辆可以为燃油汽车、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。车辆的内部设置有电池，电池可以设置在车辆的底部或头部或尾部。电池可以用于车辆的供电，例如，电池可以作为车辆的操作电源。车辆还可以包括控制器和马达，控制器用来控制电池为马达供电，例如，用于车辆的启动、导航和行驶时的工作用电需求。

目前，新能源汽车市场发展迅速，电池作为新能源汽车的动力来源，其安全可靠程度对整个系统至关重要。

在某些情况下，会采用CTP(Cell To Pack)方案将电池模组一体成型装入箱体中再加上盖板以组成电池。电池在出厂测试及使用中存在振动工况，当电池结构发生振动时，通常不会是以某一个频率振动，而是有多个振动频率，通常在这些振动频率中，能量最大的振动频率称为主频。通常电池在竖直方向上的主频最大，如此，会导致电池模组的汇流部件及电芯焊接处的应力增大，使汇流部件的连接处及焊接处容易损坏，进而影响电池整体的稳定性及安全性。

以下实施例为了方便说明，以本申请实施例提供的一种用电设备200为车辆为例进行说明。请参阅图1，为本申请实施例提供的用电设备的结构示意图，在本申请一些实施例中，电池不仅可以作为车辆的操作电源，还可以作为车辆的驱动电源，代替或部分地代替燃油或天然气为车辆提供驱动动力。

下面根据本申请实施例提供的电池的结构，对其具体实施例进行说明。请参阅图2，为本申请实施例提供的电池的结构示意图。本申请提供一种电池100，包括箱体1、电池模组2、上盖3及压条4，箱体1具有收容部11；电池模组2收容于收容部11，电池模组2包括沿第一方向22排列的电芯21；上盖3盖合于箱体1；压条4沿第一方向22设置于电池模组2与上盖3之间，压条4连接于电芯21靠近上盖3的一面，进一步地，压条4可以连接于相邻两排电芯21靠近上盖3的一面。

箱体1用于为电池模组2提供容纳空间，箱体1的外形可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。箱体1具有收容部11，收容部11可以是顶部具有开口的空腔结构，其具有一定容纳空间，该容纳空间的大小与形状可以与电池模组2相适应，如此，电池模组2可以稳固地收容于收容部11内。

电池模组2可以沿第一方向22设置多个，每一电池模组2可以包括多排电芯21，每排电芯21包括多个沿第一方向22排列设置的电芯21，且电芯21之间可以通过胶粘方式粘合。多排电芯21可以沿垂直于第一方向22的第二方向排列设置，多排电芯21之间同样可以通过胶粘方式粘合，从而形成结构强度高、整体性好的电池模组2结构。多个电芯21之间可串联或并联或混联，混联是指多个电芯21中既有串联又有并联，多个电芯21之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电芯21构成的电池模组2安装于箱体1内。本实施例中所述的电芯21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。电芯21可呈长方体、圆柱体、扁平体或其它形状等。

上盖3可以为平板状结构，上盖3的边缘可以设置一圈凸起的密封边结构以方便上盖3与箱体1的连接。上盖3能够盖合于箱体1的收容部11的开口侧，上盖3与箱体1可以采用铝合金等金属材料以提高电池100的结构强度。

压条4可以为长方体结构，压条4的延伸方向与第一方向22相同，压条4连接于电池模组2中电芯21的顶部，具体连接方式可以是胶粘连接、螺栓等固定件连接或者卡接。因为压条4设置于上盖3与电池模组2之间，所以压条4背离电芯21的一面能够与上盖3抵接，如此，在电池100处于振动工况的情况下，压条4能平抑电芯21的振动幅度，当压条4连接于相邻两排电芯21上时，可以避免相邻两排电芯21在竖直方向上的主频及相对位移过大，从而避免连接相邻两排电芯21的汇流部件连接处及焊接处断裂。在某些实施例中，每两排相邻的电芯21顶部均设置有压条4，所以由多排电芯21组成的电池模组2整体的振动主频及幅度能被限制在较小的范围，进而提高电池100整体的稳定性及安全性。需要注意的是，因为电芯21的顶端通常还设置有电极端子222及汇流排等结构，压条4的宽度应被配置为避免与前述结构干涉，或者压条4也可以设置避位结构避开前述结构。在某些实施例中，为提高压条4的抗震效果及隔音效果，压条4可以采用弹性材料制作，例如，压条4可以采用塑聚苯乙烯泡沫材料应用挤塑工艺生成挤塑压条4，其表面形成的硬膜均匀平整，内部完全闭孔发泡连续均匀，呈蜂窝状结构，因此具有高抗压、轻质、高隔音、弹性好的特性。

本实施例中的压条4位于电池模组2与上盖3之间且与电芯21的顶部连接，其能降低电池100振动时电芯21上下振动的幅度，进而降低连接于各电芯21的汇流部件连接处及焊接处的应力，使得压条4稳固地限位于上盖3与电池模组2之间，避免压条4跑偏。在其中一个实施例中，电池100还包括第一连接件31，压条4与上盖3通过第一连接件31连接。

请参阅图3，为本申请实施例提供的第一连接件与压条的连接示意图，电池100还包括第一连接件31，第一连接件31可以是紧固件，例如：螺栓或铆钉等常规连接结构，采用紧固件作为第一连接件31能保证上盖3与压条4之间的连接强度。

本实施例中，压条4与上盖3通过第一连接件31连接固定，以限制压条4与上盖3之间的相对位置并提高二者的整体性，压条4还能避免电池模组2与上盖3周期性接触产生异响。

在其中一个实施例中，电池100还包括设置于上盖3与压条4之间的密封圈32，第一连接件31依次穿过上盖3及密封圈32与压条4连接。

请参阅图3，密封圈32可以为橡胶材质，其具有较好的活动性和适应性，可补偿较大的公差和角度偏差，还能防止内部油脂或油液向外漏泄，也可防止外界的溅水或尘埃的侵入。以第一连接件31为螺栓举例，螺栓的栓部依次穿过上盖3上的开口及密封圈32的内孔与压条4螺接，螺栓的头部与上盖3背离压条4的一面抵接，如此，通过拧动螺栓能使上盖3与压条4相互靠近并挤压密封圈32使其受压变形，进而封堵上盖3的开口。

本实施例利用密封圈32提高了上盖3的密封性，可以避免外界杂质、水分沿上盖3的开口处侵入电池100内部，进而提高电池100的寿命及安全性。

在某些实施例中，第一连接件31也可以是胶粘层，此时压条4与上盖3通过胶粘的方式连接，也能保证二者之间的连接稳定性，同时能提高组装效率，降低组装难度，还能避免上盖3开孔。

在其中一个实施例中，箱体1相对的两侧设置有固定梁12，压条4的两端分别与两个固定梁12连接。

请参阅图2及图5，两个固定梁12可以是箱体1上凸起设置的结构件，例如侧板。两个固定梁12的连线方向与第一方向22平行，需要说明的是，这里的“平行”指的是二者为大致平行，即，二者之间角度允许有小角度的偏差，不是严格意义上的平行。压条4与固定梁12之间可以通过螺栓连接、铆接等方式连接。本实施例中，压条4的两端连接于两个固定梁12，当电池模组2膨胀并向两个固定梁12施加膨胀力使得二者相互远离时，压条4能限制两个固定梁12的相对位置，降低电池模组2过膨胀的风险。

在其中一个实施例中，电池100还包括第二连接件41，压条4与固定梁12通过第二连接件41连接，第二连接件41为紧固件，例如：螺栓、铆钉或压铆螺钉。采用紧固件为第二连接件41能保证压条4与固定梁12之间的连接强度。

在其中一个实施例中，压条4为绝缘材料制成，例如，橡胶等非金属材料，因为压条4与电池100的导电结构(汇流排、电极端子222等)间距较进，因此，压条4采用绝缘材料能降低电池100的短路风险。

在其中一个实施例中，压条4胶粘连接于电芯21靠近上盖3的表面，进一步地，电芯21靠近上盖3的一端具有肩部平面221，肩部平面221突出设置有电极端子222，压条4胶粘连接于肩部平面221。

请参阅图4，为本申请实施例提供的压条与电池模组的组装示意图，压条4胶粘于电芯21，能使得压条4的固定更为牢靠，且能避免压条4晃动撞击电极端子222，从而保证电极端子222与导电结构的稳定电连接。

在其中一个实施例中，压条4与电池模组2之间还设置有线束隔离板5，线束隔离板5可以为带有镂空的平板结构，其盖设于电池模组2的顶部，其能避免电池模组2上的导电结构与上盖3接触。压条4能够穿过线束隔离板5的镂空部分与电池模组2连接。

本申请还提供一种用电装置，包括上述任一项所述的电池100，电池100用于为用电设备200提供电能，用电装置显然具有上述电池100的优点。

根据本申请的一些实施例，本申请提供了一种电池100。

电池100包括箱体1、电池模组2、胶水层42、线束隔离板5、压条4、拉铆螺母、密封圈32、上盖3及螺栓。箱体1大致为长方体结构，其设置有开口朝上的多个收容腔，其长度方向的两侧设置有两个固定梁12。电池模组2能够安装于收容腔内，电池模组2包括多排沿第一方向22设置的电芯21，多排电芯21之间通过胶水粘接以组成电池模组2，且电芯21的顶部设置有胶水层42。在电池模组2的顶部设置有线束隔离板5，线束隔离板5设置有镂空，压条4透过线束隔离板5上的镂空部分与胶水层42连接，压条4的两端分别与两个固定梁12连接，压条4与固定梁12通过拉铆螺母连接。上盖3设置于压条4背离电池模组2的一面，上盖3与箱体1通过铆钉等紧固件连接，上盖3上开设有供螺栓穿过的开口，螺栓穿过开口与压条4螺接，密封圈32套设于螺栓的栓部且位于上盖3与压条4之间。

综上，本申请提供的电池100利用位于电池模组2与上盖3之间且与电芯21的顶部连接的压条4，降低电池100振动时的主频及电芯21上下振动的幅度，进而降低电芯21的汇流部件连接处及焊接处的应力。除此之外，压条4还能避免电池模组2与上盖3周期性接触产生异响。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型保护的范围之内。

Claims (10)

1.一种电池，其特征在于，包括：

箱体，所述箱体具有收容部；

电池模组，所述电池模组收容于所述收容部，所述电池模组包括沿第一方向排列的电芯；

上盖，所述上盖盖合于所述箱体；及

压条，所述压条沿所述第一方向设置于所述电池模组与所述上盖之间，所述压条连接于所述电芯靠近所述上盖的一面。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池还包括第一连接件，所述压条与所述上盖通过所述第一连接件连接。

3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述电池还包括设置于所述上盖与所述压条之间的密封圈，所述第一连接件依次穿过所述上盖及所述密封圈与所述压条连接。

4.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述第一连接件为紧固件。

5.根据权利要求1-4任一项所述的电池，其特征在于，所述箱体相对的两侧设置有固定梁，所述压条的两端分别与两个所述固定梁连接。

6.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，所述电池还包括第二连接件，所述压条与所述固定梁通过所述第二连接件连接。

7.根据权利要求6所述的电池，其特征在于，所述第二连接件为紧固件。

8.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述压条为绝缘材料制成。

9.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述压条胶粘连接于所述电芯靠近所述上盖的表面。

10.一种用电设备，其特征在于，包括根据权利要求1-9中任一项所述的电池，所述电池用于为所述用电设备提供电能。

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