CN218456143U - 一种电池与电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池与电池包，电池包括：壳体，包括底壁与设置于底壁边沿的侧壁，侧壁在开口处扩张形成外扩口，侧壁在外扩口的内侧设置配合部，配合部设置有螺纹；电芯，电芯的一端引出有第一极耳单元，电芯容纳于壳体；第一汇流件，包括主体部、连接部与焊接部，连接部设置于主体部并且设置有与配合部匹配连接的螺纹，焊接部与第一极耳单元固定连接。由于连接部与配合部通过螺纹配合连接使第一汇流件与壳体固定连接，因此第一汇流件与壳体的固定连接不需要使用激光进行焊接，避免了焊接时壳体倾角的波动带来焊渣飞溅掉入卷芯引发电芯安全问题。

Description

一种电池与电池包

技术领域

本实用新型属于电池生产制造的技术领域，具体涉及一种电池与电池包。

背景技术

如今，随人口的急剧增长和社会经济的迅速发展，资源和能源日渐短缺，环境保护日益受到重视，能源的开发和节省成为当今世界的一个重要课题。能源是人类社会存在和发展的基础，以矿物能源为基础的当今社会愈来愈频繁地遭遇能源匮乏以及环境污染危机。同时，伴随着信息化高科技时代的来临，能源应用形态正在发生变化，可再生、无污染、小型分立的可移动高性能电源需求快速增长。各国都在大力发展绿色、高效二次电池。

现有的4680圆柱电池的全极耳电芯需将极耳揉平与板状的汇流盘焊接，极耳揉平会导致金属屑残留在电池内部造成内部短路，且揉平端面紧实，注液困难，同时汇流盘需要与外扩口壳壁倾角焊接，由于壳体存在倾角，影响焊接激光的轨迹扫描，增大焊接难度和焊接生产效率，同时倾角的波动会带来焊渣飞溅掉入卷芯引发电芯安全问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对现有技术的不足，提供一种电池与电池包，解决了壳体与汇流盘焊接产生的金属屑残留在电池内部导致电池短路的问题。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

第一方面，本实用新型公开了一种电池，包括：

壳体，包括底壁与设置于所述底壁边沿的侧壁，所述侧壁在开口处扩张形成外扩口，所述侧壁在所述外扩口的内侧设置配合部，所述配合部设置有螺纹；

电芯，所述电芯的一端引出有第一极耳单元，所述电芯容纳于所述壳体；

第一汇流件，包括主体部、连接部与焊接部，所述连接部设置于所述主体部并且设置有与所述配合部匹配连接的螺纹，所述焊接部与所述第一极耳单元固定连接。

优选的，所述主体部在靠近所述电芯的一面均匀分布n个所述连接部，所述侧壁在所述外扩口的内侧均匀分布n个所述配合部，所述连接部与所述配合部的位置相匹配且螺纹连接，其中，n≧3。

优选的，所述连接部为具有外螺纹的螺钉，所述配合部为具有内螺纹的螺帽。

优选的，所述焊接部设置于所述主体部背离所述电芯的一面，所述焊接部的与所述第一极耳单元焊接，所述焊接部或所述第一极耳单元贴设于所述主体部。

优选的，所述主体部设置有避空孔，所述焊接部为片状结构，所述焊接部位于所述避空孔的边沿，所述焊接部与穿出所述避空孔的所述第一极耳单元固定连接。

优选的，所述电芯引出多个所述第一极耳单元，多个所述第一极耳单元分别穿出所述主体部设置的多个所述避空孔，且分别与多个所述焊接部焊接。

优选的，还包括盖板，所述侧壁在所述外扩口设置有限位部，所述限位部用于限位所述盖板，所述盖板与所述限位部配合用于密封所述壳体。

优选的，还包括第二汇流件、极柱组件与所述电芯一端引出的第二极耳单元，所述第二汇流件设置于所述电芯与所述底壁之间，所述底壁设置有通孔，所述极柱组件穿过所述通孔并固定连接于所述壳体，所述第二汇流件用于将第二极耳单元与所述极柱组件电连接。

优选的，所述极柱组件包括极柱本体与绝缘件，所述极柱本体穿出所述通孔，所述绝缘件设置于所述极柱本体与所述壳体之间，用于所述极柱本体与所述壳体之间的绝缘。

第二方面，本实用新型提供了一种电池包，包括箱体与如上述第一方面所述的电池。

本实用新型的有益效果在于：侧壁在外扩口的内侧设置具有螺纹的配合部，连接部设置于主体部并且设置有与配合部匹配连接的螺纹，连接部与配合部通过螺纹配合连接使第一汇流件与壳体固定连接，由于是通过螺纹连接，因此第一汇流件与壳体的固定连接不需要使用激光进行焊接，避免了焊接时壳体倾角的波动带来焊渣飞溅掉入卷芯引发电芯安全问题，同时减少了设备的投入，也降低了第一汇流件与壳体的连接难度。

附图说明

下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施方式的特征、优点和技术效果。

图1为本实用新型中一实施例的电池的结构示意图。

图2为本实用新型中一实施例的未盖合盖板的电池的结构示意图。

图3为本实用新型中一实施例的第一汇流件的正视图。

图4为本实用新型中一实施例的第一汇流件的俯视图之一。

图5为本实用新型中一实施例的第一汇流件的俯视图之二。

图6为本实用新型中一实施例的第一汇流件的俯视图之三。

图7为本实用新型中一实施例的第一汇流件的俯视图之四。

图8为本实用新型中一实施例的电池包的立体结构示意图。

1-壳体；11-底壁；110-通孔；12-侧壁；121-第一侧部；122-第二侧部；123-限位部；13-外扩口；14-配合部；

2-电芯；21-第一极耳单元；22-第二极耳单元；

3-第一汇流件；31-主体部；310-避空孔；32-连接部；33-焊接部；

4-盖板；

5-极柱组件；51-极柱本体；52-绝缘件；

6-第二汇流件；

7-电池包；71-箱体；711-第一箱体部；712-第二箱体部；713-第三箱体部；72-电池。

具体实施方式

如在说明书及权利要求当中使用了某些词汇来指称特定组件。本领域技术人员应可理解，硬件制造商可能会用不同名词来称呼同一个组件。本说明书及权利要求并不以名称的差异来作为区分组件的方式，而是以组件在功能上的差异来作为区分的准则。如在通篇说明书及权利要求当中所提及的“包含”为一开放式用语，故应解释成“包含但不限定于”。“大致”是指在可接受的误差范围内，本领域技术人员能够在一定误差范围内解决技术问题，基本达到技术效果。

此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在实用新型中，除非另有明确的规定和限定，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，或一体的连接；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，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

以下结合附图对本实用新型作进一步详细说明，但不作为对本实用新型的限定。

如图1至图7所示，本实用新型中一实施的电池72包括壳体1、电芯2与第一汇流件3。其中，壳体1包括底壁11与设置于底壁11边沿的侧壁12，侧壁12在开口处扩张形成外扩口13，侧壁12在外扩口13的内侧设置配合部14，配合部14设置有螺纹；电芯2的一端引出有第一极耳单元21，电芯2容纳于壳体1；第一汇流件3包括主体部31、连接部32与焊接部33，连接部32设置于主体部31并且设置有与配合部14匹配连接的螺纹，焊接部33与第一极耳单元21固定连接。

具体的，侧壁12包括第一侧部121与第二侧部122，第一侧部121与底壁11固定连接，第二侧部122与第一侧部121固定连接，第一侧部121与第二侧部122一体成型，第一侧部121的半径小于第二侧部122的半径，第二侧部122的开口为外扩口13。

具体的，电芯2可以由正极极片、隔膜与负极极片依次卷绕形成。电池72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；正极集流体包括正极涂覆区和连接于正极涂覆区的正极极耳，正极涂覆区涂覆有正极活性物质层，正极极耳未涂覆正极活性物质层。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质层包括正极活性物质，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；负极集流体包括负极涂覆区和连接于负极涂覆区的负极极耳，负极涂覆区涂覆有负极活性物质层，负极极耳未涂覆负极活性物质层。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质层包括负极活性物质，负极活性物质可以为碳或硅等。隔离件的材质可以为PP(polypropylene，聚丙烯)或PE(polyethylene，聚乙烯)等。

具体的，正极极片、隔膜与负极极片依次卷绕形成电芯2后，正极极片与负极极片分别引出多层正极极耳与多层负极极耳，第一极耳单元21与第二极耳单元22中任意一个为多层正极极耳或多层负极极耳，第二极耳单元22需要多层正极极耳或多层负极极耳经过揉平或抚平处理使面向底壁11的一侧为平面结构。

具有螺纹的连接件32设置于主体部31并与侧壁12在外扩口13的内侧设置的具有螺纹的配合件14通过螺纹匹配连接，使第一汇流件3与壳体1固定连接，由于是通过连接件32与配合件14的螺纹连接，进而不需要使用激光进行焊接，避免了焊接时倾角的波动带来焊渣飞溅掉入卷芯引发电芯2安全问题，同时减少了设备的投入，也降低了第一汇流件3与壳体1的连接难度。

具体的，主体部31为圆盘状结构，使得第一汇流件3能够很好地装入壳体1，同时将主体部31设置为圆盘状能够将设置于主体部31的多个连接部32与设置于外扩口13的配合部14更好地进行螺纹连接。在第一汇流件3与第一极耳单元21焊接前，焊接部33可以竖直设置在主体部31远离电芯2或者靠近电芯2的一面，在电芯2装入壳体1前，将焊接部33与第一极耳单元21进行焊接。

具体的，电池72还包括盖板4，侧壁12在外扩口13设置有限位部123，限位部123用于限位盖板4，盖板4与限位部123配合用于密封壳体1。通过将盖板4与限位部123配合用于密封壳体1形成一个用于容纳电芯2的密封腔，同时侧壁12在外扩口13设置限位部123，用于限位盖板4，防止盖板4在墩封过程中对第一汇流件3造成挤压。需要说明的是，限位部123可以为滚槽。

具体的，电池72还包括第二汇流件6、极柱组件5与电芯2一端引出的第二极耳单元22，第二汇流件6设置于电芯2与底壁11之间，底壁11设置有通孔110，极柱组件5穿过通孔110并固定连接于壳体1，第二汇流件6用于将第二极耳单元22与极柱组件5电连接。

可选的，第二汇流件6为圆盘状结构，第二汇流件6设置在电芯2与底壁11之间，第二汇流件6的一面贴设在具有平面结构的第二极耳单元22，实现了第二汇流件6与第二极耳单元22的电连接，第二汇流件6的另一面与极柱组件5进行激光焊接、电阻焊接或超声扭矩焊，实现了第二汇流件6与极柱组件5的电连接。

在本申请可选的实施例中，极柱组件5包括极柱本体51与绝缘件52，极柱本体51穿出通孔110，绝缘件52设置于极柱本体51与壳体1之间，用于极柱本体51与壳体1之间的绝缘。通过将与第二汇流件6电连接的极柱本体51穿出通孔110，进而外部电路能够通过极柱本体51与电芯2进行电连接，同时因为壳体1设置的配合部14与第一汇流件3的连接部32进行螺纹连接，因此壳体1与第一极耳单元21的极性相同，而极柱本体51与第二汇流件6进行电连接，因此极柱本体51与第二极耳单元22的极性相同，所以在极柱本体51与壳体1之间设置绝缘件52能够将极柱本体51与壳体1进行绝缘。其中，通过将第二极耳单元22进行揉平或抚平形成揉平面，进而将原本直立的第二极耳单元22压倒，使各圈的极耳相互接触，以起到更好的集流作用，同时也降低第二极耳单元22在高度空间占据的高度。

一些可选的实施例中，主体部31在靠近电芯2的一面均匀分布n个连接部32，侧壁12在外扩口13的内侧均匀分布n个配合部14，连接部32与配合部14的位置相匹配且螺纹连接，其中，n≧3。通过将3个及3个以上的连接部32与3个及3个以上的配合部14相互配合进行螺纹连接，使第一汇流件3与壳体1的连接点具有3个或3个以上，从而使第一汇流件3与壳体1的连接强度得到提升。

一些可选的实施例中，连接部32为具有外螺纹的螺钉，配合部14为具有内螺纹的螺帽。通过将连接部32设置为具有外螺纹的螺钉，将配合部14设置为具有内螺纹的螺帽，在第一极耳单元21与第一汇流件3的焊接部33焊接后，拧动螺钉，使螺钉与螺帽的螺纹配合连接，整个连接过程中，第一汇流件3不会发生转动，进而不会破坏第一极耳单元21与焊接部33的焊接结构，拧完螺丝后，第一汇流件3固定在壳体1的外扩口13。

优选的，焊接部33设置于主体部31背离电芯2的一面，焊接部33与第一极耳单元21焊接，焊接部33或第一极耳单元21贴设于主体部31。由于在第一汇流件3与第一极耳单元21焊接前后，焊接部33竖直设置在主体部31会占据电池72的高度空间，从而减少电池72的能量密度，因此通过将焊接部33未与第一极耳单元21焊接的一面贴设于主体部31，或者将第一极耳单元21未与焊接部33焊接的一面贴设于主体部31，即将焊接部33与第一极耳单元21焊接后形成的焊接结构进行弯折使焊接部33或第一极耳单元21贴合在主体部31，进而减少了焊接部33在电池72的高度空间的占比。

优选的，主体部31设置有避空孔310，焊接部33为片状结构，焊接部33位于避空孔310的边沿，焊接部33与穿出避空孔310的第一极耳单元21固定连接。

在第一汇流件3与第一极耳单元21焊接时，第一极耳单元21穿过避空孔310，与竖直设置在主体部31焊接部33紧密贴合，通过焊头将焊接部33与第一极耳单元21进行焊接；在第一汇流件3与第一极耳单元21焊接后，将焊接部33与第一极耳单元21向主体部31进行弯折，进而减少焊接部33与第一极耳单元21在电池72占据的高度空间。

通过在第一汇流件3的主体部31设置有避空孔310，电芯2一端引出的第一极耳单元21穿过避空孔310，穿过的第一极耳单元21与焊接部33进行焊接，进而使第一汇流件3与第一极耳单元21完成电连接，该过程中第一极耳单元21并不需要进行揉平处理，因此避免了极耳揉平产生的金属屑残掉落在电池72内部造成内部短路，同时第一极耳单元21与焊接部33是在电池72外部进行焊接，焊接时产生的金属碎屑受到第一汇流件3的阻挡，从而避免了第一极耳单元21与焊接部33焊接产生的碎屑掉落到电池72内部，且因为第一极耳单元21为多层极耳，因此第一极耳单元21与焊接部33进行焊接，因此并不会影响电池72的过流能力。

由于焊接部33后续需要进行弯折处理，因此将焊接部33设置为片状结构能够减少后续弯折后的焊接部33在电池72的空间占比，同时焊接部33需要与第一极耳单元21进行焊接，为了增加焊接部33与第一极耳单元21的焊接面积，进而增加连接强度与过流能力，因此将焊接部33设置为片状结构，增加了焊接部33与第一极耳单元21的接触面积。由于焊接部33设置在避空孔310的边沿，因此第一极耳单元21穿过避空孔310后，可以直接与避空孔310边沿的焊接部33进行超声波焊接，通过将第一极耳单元21的一面与焊接部33的一面贴合进行超声波焊接，使得第一极耳单元21与焊接部33之间的焊接面积增加，同时由于是将第一极耳单元21穿过避空孔310与焊接部33进行超声波焊接，因此能够防止超声波焊接产生的焊渣掉落到电池72内部引起电池72的内短路。此外，因为第一极耳单元21穿出避空孔310进行焊接，还简化了焊接的操作难度。需要说明的是，本申请实施例对片状结构的形状可以为方形、三角形，圆形等，在本申请实施例中优选为方形。

一些可选的实施例中，电芯2引出多个第一极耳单元21，多个第一极耳单元21分别穿出主体部31设置的多个避空孔310，且分别与多个焊接部33焊接。通过将本体部21引出多个第一极耳单元21，并且分别与多个焊接部33焊接，进而能够增加过流能力。需要说明的是，优选的，本体部21可以引出三个、四个或五个第一极耳单元21，对应的主体部31可以设置的三个、四个或五个避空孔310，焊接部33的数量也可以为三个、四个或五个。通过增加引出的第一极耳单元21数量进行增加过流能力。

如图6所示，本申请实施例的电池包7包括箱体71和上述实施例中的电池72，电池72容纳于箱体71内。

箱体71用于容纳电池72，箱体71可以是多种结构。在一些实施例中，箱体71可以包括第一箱体部711、第二箱体部712和第三箱体部713，第一箱体部711与第二箱体部712盖合于第三箱体部713，第一箱体部711、第二箱体部712和第三箱体部713共同限定出用于容纳电池72的容纳空间。第三箱体部713可以是两端开口的空心结构，第一箱体部711和第二箱体部712为板状结构，第一箱体部711盖合于第三箱体部713的开口侧，第二箱体部712盖合于第三箱体部713的另一开口侧，以形成具有容纳空间的箱体71；第一箱体部711和第二箱体部712也均可以是一侧开口的空心结构，第一箱体部711的开口侧盖合于第三箱体部713的开口侧，第二箱体部712的开口侧盖合于第三箱体部713，以形成具有容纳空间的箱体71。当然，第一箱体部711、第二箱体部712和第三箱体部713可以是多种形状，比如，圆柱体、长方体等。

为提高第一箱体部711、第二箱体部712与第三箱体部713连接后的密封性，第一箱体部711与第三箱体部713及第二箱体部712与第三箱体部713之间也可以设置密封件，比如，密封胶、密封圈等。

在电池包7中，电池72可以是一个，也可以是多个。若电池72为多个，多个电池72之间可串联或并联或混联，混联是指多个电池72中既有串联又有并联。多个电池72之间可直接串联或并联或混联在一起，再将多个电池72构成的整体容纳于箱体71内；当然，也可以是多个电池72先串联或并联或混联组成电池模块，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71内。

可选的，电池包7中的多个电池72之间可通过汇流部件实现电连接，以实现电池包7中的多个电池72的并联或串联或混联。

根据上述说明书的揭示和教导，本实用新型所属领域的技术人员还能够对上述实施方式进行变更和修改。因此，本实用新型并不局限于上述的具体实施方式，凡是本领域技术人员在本实用新型的基础上所作出的任何显而易见的改进、替换或变型均属于本实用新型的保护范围。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本实用新型构成任何限制。

Claims (10)

1.一种电池，其特征在于，包括：

壳体（1），包括底壁（11）与设置于所述底壁（11）边沿的侧壁（12），所述侧壁（12）在开口处扩张形成外扩口（13），所述侧壁（12）在所述外扩口（13）的内侧设置配合部（14），所述配合部（14）设置有螺纹；

电芯（2），所述电芯（2）的一端引出有第一极耳单元（21），所述电芯（2）容纳于所述壳体（1）；

第一汇流件（3），包括主体部（31）、连接部（32）与焊接部（33），所述连接部（32）设置于所述主体部（31），并且设置有与所述配合部（14）匹配连接的螺纹，所述焊接部（33）与所述第一极耳单元（21）固定连接。

2.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述主体部（31）在靠近所述电芯（2）的一面均匀分布n个所述连接部（32），所述侧壁（12）在所述外扩口（13）的内侧均匀分布n个所述配合部（14），所述连接部（32）与所述配合部（14）的位置相匹配且螺纹连接，其中，n≧3。

3.如权利要求2所述的电池，其特征在于，所述连接部（32）为具有外螺纹的螺钉，所述配合部（14）为具有内螺纹的螺帽。

4.如权利要求1所述的电池，其特征在于，所述焊接部（33）设置于所述主体部（31）背离所述电芯（2）的一面，所述焊接部（33）与所述第一极耳单元（21）焊接，所述焊接部（33）或所述第一极耳单元（21）贴设于所述主体部（31）。

5.如权利要求4所述的电池，其特征在于，所述主体部（31）设置有避空孔（310），所述焊接部（33）为片状结构，所述焊接部（33）位于所述避空孔（310）的边沿，所述焊接部（33）与穿出所述避空孔（310）的所述第一极耳单元（21）固定连接。

6.如权利要求5所述的电池，其特征在于，所述电芯（2）引出多个所述第一极耳单元（21），多个所述第一极耳单元（21）分别穿出所述主体部（31）设置的多个所述避空孔（310），且分别与多个所述焊接部（33）焊接。

7.如权利要求1所述的电池，其特征在于，还包括盖板（4），所述侧壁（12）在所述外扩口（13）设置有限位部（123），所述限位部（123）用于限位所述盖板（4），所述盖板（4）与所述限位部（123）配合用于密封所述壳体（1）。

8.如权利要求1所述的电池，其特征在于，还包括第二汇流件（6）、极柱组件（5）与所述电芯（2）一端引出的第二极耳单元（22），所述第二汇流件（6）设置于所述电芯（2）与所述底壁（11）之间，所述底壁（11）设置有通孔（110），所述极柱组件（5）穿过所述通孔（110）并固定连接于所述壳体（1），所述第二汇流件（6）用于将第二极耳单元（22）与所述极柱组件（5）电连接。

9.如权利要求8所述的电池，其特征在于，所述极柱组件（5）包括极柱本体（51）与绝缘件（52），所述极柱本体（51）穿出所述通孔（110），所述绝缘件（52）设置于所述极柱本体（51）与所述壳体（1）之间，用于所述极柱本体（51）与所述壳体（1）之间的绝缘。

10.一种电池包，其特征在于，包括箱体（71）与如权利要求1至9任意一项所述的电池（72）。

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