CN218472099U - 电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池，电池包括：外壳和极芯，极芯包括极片，极片设于外壳内，其中，外壳的一部分向内凹陷以在外壳的外表面形成凹陷区，且在外壳的内表面形成配合面，凹陷区与极片位置对应，极芯的外表面适于与配合面的至少一部分相贴合。根据本实用新型实施例的电池，通过设置具有凹陷区的外壳，使极芯的外表面与凹陷区对应的配合面贴合，由此可以保障初始极片的接触状态，在保证装配的情况下，可以实现电池的高群预度设计，提高了极芯的固定效果，进而提高了电池整体的结构可靠性，保障了极芯削薄区的界面接触状态，同时极芯的膨胀时极芯的大面可以始终均匀受力，保证了极芯界面的接触状态，提高了电池的循坏性能。

Description

电池

技术领域

本实用新型涉及储能设备技术领域，尤其是涉及一种电池。

背景技术

锂离子电池广泛用于动力电池领域，但锂离子电池的石墨负极、硅碳、硅等负极材料在循环使用过程中会热，并发生体积膨胀，降低了电芯及模组的循环性能，在相关技术中，为了提高电芯及模组的循环性能，要防止电池堆叠导致的热扩散，一般采用在电池间增加泡棉、气凝胶、回型框等物质的技术方案，可以给电芯预留一定的膨胀空间，降低循环过程膨胀力的增加，然而这些设计难以保证极芯大面受力的均匀性，因而存在改进的空间。

实用新型内容

本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种电池，所述电池中的极芯固定效果好，且可以保证极芯外表面均匀受力。

根据本实用新型实施例的电池，包括：外壳和极芯，所述极芯包括极片，所述极片设于所述外壳内，其中，所述外壳的一部分向内凹陷以在所述外壳的外表面形成凹陷区，且在所述外壳的内表面形成配合面，所述凹陷区与所述极片位置对应，所述极芯的外表面适于与所述配合面的至少一部分相贴合。

根据本实用新型实施例的电池，通过设置具有凹陷区的外壳，使极芯的外表面与凹陷区对应的配合面贴合，由此可以保障初始极片的接触状态，在保证装配的情况下，可以实现电池的高群预度设计，即减小了极芯和外壳之间的间隙，提高了极芯的固定效果，进而提高了电池整体的结构可靠性，保障了极芯削薄区的界面接触状态；同时极芯的膨胀时极芯的大面可以始终均匀受力，保证了极芯界面的接触状态，提高了电池的循坏性能。

根据本实用新型的一些实施例，所述凹陷区包括平整段和两个过渡段，两个所述过渡段分别靠近所述外壳的两端，每个所述过渡段从所述外壳的外表面向内圆弧过渡，所述平整段位于两个所述过渡段之间，所述极片的活性区与所述平整段位置对应。

在一些示例中，所述平整段与所述外壳的外表面之间的深度差值在0.05～2.5mm。

在一些示例中，所述极片的活性区边缘至所述外壳的第一端的距离为A，所述过渡段的靠近所述平整段的一端至所述外壳的第一端的距离为B，其中，A≥B。

在一些示例中，所述极芯还包括两个极耳，两个所述极耳分别设于所述极片的端部，其中，两个所述极耳邻近所述外壳的同一端，或，两个所述极耳分别邻近所述外壳的两端。

在一些示例中，一个所述极耳邻近所述外壳的第一端，所述过渡段包括邻近所述外壳的第一端的第一过渡段，所述第一过渡段的远离所述平整段的一端至所述外壳的第一端的距离大于或等于0，所述第一过渡段的靠近所述平整段的一端至所述外壳的第一端的距离小于等于20mm。

在一些示例中，另一个所述极耳邻近所述外壳的第一端，所述过渡段包括邻近所述外壳的第二端的第二过渡段，所述第二过渡段的远离所述平整段的一端至所述外壳的第二端的距离等于0。

在一些示例中，另一个所述极耳邻近所述外壳的第二端，所述过渡段包括邻近所述外壳的第二端的第二过渡段，所述第二过渡段的远离所述平整段的一端至所述外壳的第二端的距离大于或等于0，所述第二过渡段的靠近所述平整段的一端至所述外壳的第二端的距离小于等于20mm。

根据本实用新型的一些实施例，所述极片的活性区边缘至所述外壳的第一端的距离小于等于20mm。

根据本实用新型的一些实施例，所述外壳外侧设有包裹件，所述包裹件为气凝胶或泡棉。

本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。

附图说明

本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本实用新型一个实施例的电池的结构示意图，其中，极芯处于未膨胀状态；

图2是图1中A结构的局部放大图；

图3是根据本实用新型一个实施例的电池的结构示意图，其中，极芯处于膨胀状态；

图4是图3所示实施例中极芯膨胀示意图；

图5是根据本实用新型另一个实施例的电池的结构示意图；

图6是根据本实用新型又一个实施例的电池的结构示意图。

附图标记：

电池100，

外壳10，外壳的第一端11，外壳的第二端12，凹陷区13，第一过渡段131，第二过渡段132，平整段133，

极芯20，极片的活性区21，

膨胀空间30。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

下面参考图1-图6描述根据本实用新型实施例的电池100。

如图1-图6所示，根据本实用新型实施例的电池100包括：外壳10和极芯20，外壳10可以罩设在极芯20的外周，极芯20包括极片，极片设置在外壳10内，其中，外壳10的一部分向内(如图1所示的内向)凹陷，以在外壳10的外表面形成凹陷区13，且对应在外壳10的内表面形成配合面。

凹陷区13与极片位置对应，极芯20的外表面可以与配合面的至少一部分相贴合，由此可以使极芯20与外壳10接触，可保障极片的接触状态，使得极芯的稳定性好，避免了极耳焊点撕扯断裂等，提高了结构的可靠性，同时随着极芯20的膨胀，凹陷的外壳10可以使得极芯20的大面可以贴合配合面，极芯20的大面始终均匀受力，避免了电解液分布不均等，保证了极芯20界面的接触状态，提高了电池的循坏性能。

根据本实用新型实施例的电池100，通过设置具有凹陷区13的外壳10，使极芯20的外表面与凹陷区13对应的配合面贴合，由此可以保障初始极片的接触状态，在保证装配的情况下，可以实现电池100的高群预度设计，减小了极芯20和外壳之间的间隙，提高了极芯20的固定效果，进而提高了电池100整体的结构可靠性，保障了极芯20削薄区的界面接触状态；同时极芯20膨胀时极芯20大面始终均匀受力，保证了极芯20界面的接触状态，提高了电池的循坏性能。

在一些示例中，极芯20可以是方柱形，也可以是一个圆柱形，相应地，外壳10可以是长方体，也可以是圆柱体，其中，极芯20的形状和外壳10的形状相对应，方便极芯20与外壳10内表面的配合面的贴合；极片包括多个，多个极片可层叠布置。

需要说明的是，由于极芯20的外表面和外壳10的内表面直接接触，使得外壳10可以对极芯20起到一定的束缚作用，有利于保障极芯20内部各个极片之间的接触状态，提高结构的稳定性，同时便于各个极片之间相互受力均匀，使得电解液在极芯20中均匀分布，提高电池100的使用寿命。

如图3和图4所示，随着极芯20的膨胀，外壳10形变形成膨胀空间30，极芯膨胀厚度增加，增加的部分位于膨胀空间30，保证极芯20的大面与外壳10的配合面相贴合，极芯20的大面始终均匀受力。

如图1和图3所示，根据本实用新型的一些实施例，凹陷区13包括平整段133和两个过渡段，两个过渡段分别靠近外壳10的两端，每个过渡段从外壳10的外表面向内圆弧过渡，使整个凹陷区13光滑过渡连接，减少棱角，整个平整段133相较于外壳10向内凹陷一定的距离，平整段133位于两个过渡段之间，极片的活性区21与平整段133位置对应，极芯20与平整段133相贴合，使得极片的活性区21对应的极芯20外表面在膨胀时与外壳10的平整段133保持接触，以便极片的活性区21对应的部分可以均匀地受力，提高极芯20使用寿命。

可以理解的是，通过在外壳10的大面上设置凹陷区13，在不影响电池100的长度尺寸的同时，增加了外壳10的外表面面积，增加了外壳10的可变形量，在外壳10随同极芯20外壁面向外膨胀时，便于外壳10发生变形，此时，过渡段和平整段133相互配合，在不损伤外壳10的情况下，使得变形后的外壳10可以更加紧密地包裹住极芯20外表面，有利于极芯20均匀受力。

如图1所示，由于极芯20在其寿命周期中会不断地膨胀，因此需要考虑不同极芯20在其生命周期内的膨胀程度来确定凹陷区13凹陷的深度，若凹陷的深度过大，则外壳10难以匹配合适的极芯20，若凹陷的深度过小，则外壳10难以承受膨胀量较大的极芯20，易损伤外壳10，进而易使得极芯20外壁面受力不均，由此将平整段133与外壳10的外表面之间的深度差值限定为α，其中，α的取值范围为0.05mm～2.5mm，即平整段133的尺寸L3与外壳10的端部的尺寸L1或L2之间的差值为2α，例如，L1-L3为0.1mm-5mm，具体可以是为0.1mm、1mm、2.5mm、5mm等；L2-L3为0.1mm-5mm，具体可以是0.1mm、1mm、2.5mm、5mm等。

可以理解的是，在电池为圆柱形时，这里的L1和L2为外壳10端部的外径，L3为平整段133的外径，在电池为方柱形时，这里的L1和L2为外壳10端部的厚度尺寸，L3为相对两个平整段133之间的距离。

如图5-图6所示，在一些示例中，极片的活性区21边缘至外壳的一端的距离为A(A1、A2)，过渡段的靠近平整段133的一端至该端的距离为B(B1、B2)，其中，A≥B，由此保证外壳10的平整段133能覆盖极芯20，使得极芯20在膨胀后，极芯20外表面的各个区域都能贴合外壳10的平整段133，平整段133为平直状态，有利于极芯20均匀受力，提高极芯20的循坏性能。

在一些示例中，极芯20还包括两个极耳，两个极耳分别设置在极片的端部，且两个极耳连接极柱，极柱伸出外壳10，其中，两个极耳可以邻近外壳10的同一端，两个极耳也可以分别邻近外壳10的两端，便于适应不同的需求，提高用户使用体验。

如图5所示，在一些示例中，两个极耳邻近外壳10的同一端，具体而言，两个极耳均邻近外壳的第一端11(如图5所示的上端)，过渡段包括第一过渡段131和第二过渡段132，第一过渡段131邻近外壳的第一端11，第二过渡段132邻近外壳的第二端12(如图5所示的下端)。

其中，第一过渡段131的上端至外壳上端的距离大于或等于0，即第一过渡段131的上端既可以设置在距离外壳10端部一定距离处，也可以设置在外壳10的端部，第一过渡段131的下端至外壳的上端的距离为B，B小于或等于20mm，第二过渡段132的下端至外壳的第二端12的距离为0，即第二过渡段132的下端既可以设置在外壳10的端部，以保证两个过渡段之间的平整段131可以与极片的活性区位置对应，进而保证极片活性区对应的外表面可以与平整段131相互贴合。

在一些示例中，极片的活性区21边缘至外壳的第一端11的距离A小于等于20mm，第一过渡段131的上端至外壳的第一端11的距离小于或等于20mm，且第二过渡段132上端至外壳的第二端12的距离小于或等于20mm，使得外壳10凹陷区13的平整段133可以覆盖极芯20，保证极片的活性区21边缘位于平整段133内，保证了极芯20外表面均匀受力，保障电芯削薄区的界面接触状态，提高了极芯20的循环性能。

如图6所示，在另一些示例中，两个极耳也可以分别邻近外壳10的两端，具体而言，一个极耳邻近外壳的第一端11(如图6所示的左端)，另一个极耳邻近外壳的第二端12(如图6所示的左端)，过渡段包括第一过渡段131和第二过渡段132，第一过渡段131邻近外壳的第一端11，第二过渡段132邻近外壳的第二端12。

其中，第一过渡段131的左端至外壳的第一端11的距离大于或等于0，第二过渡段132的右端至外壳的第二端12的距离大于或等于0，即两个过渡段的外端既可以设置在距离外壳10端部一定距离处，也可以设置在外壳10的端部；第一过渡段131的右端至外壳的第一端11的距离为B1，第二过渡段132的左端至外壳的第二端12的距离为B2，B1和B2均小于或等于20mm，以保证两个过渡段之间的平整段131可以与极片的活性区位置对应，进而保证极片的活性区21对应的外表面可以与平整段131相互贴合。

在一些示例中，极片的活性区21边缘至外壳的第一端11的距离为A1、A2，A1、A2小于等于20mm，第一过渡段131的右端至外壳的第一端11的距离B1小于或等于20mm，且第二过渡段132的左端至外壳的第二端12的距离B2小于或等于20mm，使得外壳10凹陷区13的平整段133可以覆盖极芯20，保证极片的活性区21边缘位于平整段133内，保证了极芯20外表面均匀受力，保障电芯削薄区的界面接触状态，提高了极芯20的循环性能。

根据本实用新型的一些实施例，外壳10外侧设置有包裹件，包裹件可以为气凝胶或泡棉等具有良好隔热性的柔性物质，可以起到缓冲作用，有利于减轻极芯20和外壳10之间的作用力，进而减小了外壳10和极芯20的变形程度，使得极芯20外表面受力均匀，同时，可以防止相邻电池100之间相互传热，提高了电池100的循坏性能。

在一些示例中，外壳10的材质可以是铝、钢等金属，使得工作人员可以根据不同极芯20的膨胀程度，来选择外壳10的材质，以满足用户的需求，提高用户的使用体验。

根据本实用新型实施例的电池100的其他构成以及操作对于本领域普通技术人员而言都是已知的，这里不再详细描述。在本实用新型的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。其中，上下方向、左右方向和前后方向以图示的上下方向、左右方向和前后方向为准。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种电池(100)，其特征在于，包括：外壳(10)和极芯(20)，所述极芯(20)包括极片，所述极片设于所述外壳(10)内，其中，所述外壳(10)的一部分向内凹陷以在所述外壳(10)的外表面形成凹陷区(13)，且在所述外壳(10)的内表面形成配合面，所述凹陷区(13)与所述极片位置对应，所述极芯(20)的外表面适于与所述配合面的至少一部分相贴合。

2.根据权利要求1所述的电池(100)，其特征在于，所述凹陷区(13)包括平整段(133)和两个过渡段，两个所述过渡段分别靠近所述外壳(10)的两端，每个所述过渡段从所述外壳(10)的外表面向内圆弧过渡，所述平整段(133)位于两个所述过渡段之间，所述极片的活性区(21)与所述平整段(133)位置对应。

3.根据权利要求2所述的电池(100)，其特征在于，所述平整段(133)与所述外壳(10)的外表面之间的深度差值在0.05mm～2.5mm。

4.根据权利要求2所述的电池(100)，其特征在于，所述极片的活性区(21)边缘至所述外壳(10)的一端的距离为A，所述过渡段的靠近所述平整段(133)的一端至所述外壳(10)的一端的距离为B，其中，A≥B。

5.根据权利要求2所述的电池(100)，其特征在于，所述极芯(20)还包括两个极耳，两个所述极耳分别设于所述极片的端部，

其中，两个所述极耳邻近所述外壳(10)的同一端，或，两个所述极耳分别邻近所述外壳(10)的两端。

6.根据权利要求5所述的电池(100)，其特征在于，一个所述极耳邻近所述外壳的第一端(11)，所述过渡段包括邻近所述外壳的第一端(11)的第一过渡段(131)，所述第一过渡段(131)的远离所述平整段(133)的一端至所述外壳的第一端(11)的距离大于或等于0，所述第一过渡段(131)的靠近所述平整段(133)的一端至所述外壳的第一端(11)的距离小于等于20mm。

7.根据权利要求6所述的电池(100)，其特征在于，另一个所述极耳邻近所述外壳的第一端(11)，

所述过渡段包括邻近所述外壳的第二端(12)的第二过渡段(132)，所述第二过渡段(132)的远离所述平整段(133)的一端至所述外壳的第二端(12)的距离等于0。

8.根据权利要求6所述的电池(100)，其特征在于，另一个所述极耳邻近所述外壳的第二端(12)，

所述过渡段包括邻近所述外壳的第二端(12)的第二过渡段(132)，所述第二过渡段(132)的远离所述平整段(133)的一端至所述外壳的第二端(12)的距离大于或等于0，所述第二过渡段(132)的靠近所述平整段(133)的一端至所述外壳的第二端(12)的距离小于等于20mm。

9.根据权利要求6-8中任一项所述的电池(100)，其特征在于，所述极片的活性区(21)边缘至所述外壳的第一端(11)的距离小于等于20mm。

10.根据权利要求1所述的电池(100)，其特征在于，所述外壳(10)外侧设有包裹件，所述包裹件为气凝胶或泡棉。

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