CN218731569U - 电池及电池包 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电池及电池包。所述电池包括壳体、顶盖组件以及多个电芯组件；所述壳体具有内腔，且内腔具有开口；所述顶盖组件包括顶盖板以及多组极柱组，所述顶盖板与所述壳体固定连接且封闭所述开口，多组极柱组安装于所述顶盖板上且沿第一方向(X)间隔布置，多组极柱组均与所述顶盖板绝缘；其中，所述多个电芯组件设于所述壳体的内腔并沿所述第一方向(X)间隔排列，且一个所述电芯组件与一组所述极柱组对应电连接。本申请所公开的技术方案有效解决了现有的电池包的空间利用率低、结构件用量大，从而限制了能量密度的提升以及增加了生产成本的问题。

Description

电池及电池包

技术领域

本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池及电池包。

背景技术

随着电动汽车的不断普及，人们对电动汽车续航里程的需求也在不断提高，而动力电池作为新能源汽车的主要动力源，是满足新能源汽车长续航需求的关键。

传统的动力电池通常由“电芯-模组-整包”的三级结构组成，即由若干个电芯组合在一起成为模组；再由若干个模组组合在一起，再加上配电模块等零部件成为电池包；然而这样三级结构较为复杂，结构件较多，从而造成电池能量密度无法提升，为了降低电池成本，提高能量密度，CTP(电芯-整包)技术应运而生。CTP技术也称为无模组技术，其直接将多个电芯与配电模块等零部件集成为电池包，以省略模组的结构，进而提高能量密度；但是CTP技术中单个电芯的电压未改变，需要将众多电芯串联在一起来提升整个电池包的电压，这种成组方式难以高效利用电池包的内部空间，同时结构件的用量也依然较多，依然需要连接线缆等将各个电芯串联起来，造成无法降低生产成本以及限制能量密度提升的问题。

实用新型内容

本申请实施例提供一种电池及电池包，以有效解决现有电池包的空间利用率低、结构件用量大，从而限制了能量密度的提升、增加了生产成本的问题。

根据本申请的一方面，本申请提供一种电池，包括壳体、顶盖组件以及多个电芯组件；

所述壳体具有内腔，且内腔具有开口；

所述顶盖组件包括顶盖板以及多组极柱组，所述顶盖板与所述壳体固定连接且封闭所述开口，多组极柱组安装于所述顶盖板上且沿第一方向(X)间隔布置，所述多个极柱组均与所述顶盖板绝缘；

其中，所述多个电芯组件设于所述壳体的内腔并沿所述第一方向(X)间隔排列，且一个所述电芯组件与一组所述极柱组对应电连接。

进一步地，所述顶盖组件还包括汇流片，相邻两组所述极柱组通过所述汇流片串联连接以在所述顶盖组件沿第一方向的两端分别形成极性相反的第一端子和第二端子。

进一步地，所述极柱组包括极性相反的第一极柱和第二极柱，多组极柱组的所述第一极柱与所述第二极柱均在所述第一方向(X)上顺次排布。

进一步地，所述极柱组还包括第一转接件和第二转接件，所述第一转接件和所述第二转接件位于所述顶盖板朝向所述内腔的一侧，所述第一转接件一端与所述第一极柱电连接，另一端与所述电芯组件电连接，所述第二转接件一端与所述第二极柱电连接，另一端与所述电芯组件电连接。

进一步地，所述电芯组件包括至少两个沿第二方向(Y)间隔排布的电芯，所述第二方向(Y)与所述第一方向(X)相交，每个所述电芯设有极性相反的第一极耳和第二极耳，同一所述电芯组件的所述第一极耳电连接至同一所述极柱组的所述第一极柱，同一所述电芯组件的所述第二极耳电连接至同一所述极柱组的所述第二极柱。

进一步地，所述电芯组件包括一个电芯，所述电芯为卷绕式结构或叠片式结构。

进一步地，所述电池还包括防爆阀，所述顶盖板的中部至少设有一个所述防爆阀。

根据本申请的另一方面，本申请提供一种电池包，包括如前所述的电池，所述多个电池沿第二方向(Y)并排布置，其中，所述第二方向(Y)与所述第一方向(X)相交。

进一步地，所述电池包还包括连接排，每个所述电池内的多个极柱组串联连接并形成所述第一端子和所述第二端子，多个所述电池的所述第一端子和所述第二端子通过所述连接排串联连接。

进一步地，所述电池包还包括连接排，多个所述电池中的多个极柱组通过所述连接排并联连接。

本申请的优点在于，通过多个电芯组件共用一个顶盖板，并且将多个电芯组件封装在同一外壳中，省去连接线缆等结构件，从而节省电池内部空间，提高电池能量密度，优化装配工序，降低生产成本。同时，多个电芯组件间隔排列，中间无隔板，不仅提高了空间利用率，还降低了电池的总体重量；另外，多个电芯组件相对独立地设置，可以方便制造过程中的化成分容，以对每个电芯组件进行电压均衡，从而提升电池的安全性能。示例性地，通过相对应的极柱组和汇流片将电芯组件串联在一起，满足不同的电压需求，从而提升电池的输出电压，满足输出功率的要求。另外，通过同一电芯组件的极耳电连接至同一极柱，使同一电芯组件的多个电芯实现并联，从而增加电池容量。

附图说明

下面结合附图，通过对本申请的具体实施方式详细描述，将使本申请的技术方案及其它有益效果显而易见。

图1为本实用新型一实施例提供的电池的结构示意图；

图2为图1中实施例提供的电池在壳体部分剖切时的结构示意图；

图3为图1中实施例提供的电芯组件与顶盖组件的连接示意图；

图4为本实用新型一实施例提供的电池包的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，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，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，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，也可以是电连接或可以相互通讯；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中的具体含义。

本申请至少一实施例提供的电池，该电池包括壳体、顶盖组件以及多个电芯组件；

所述壳体具有内腔，且内腔具有开口；

所述顶盖组件包括顶盖板以及多组极柱组，所述顶盖板与所述壳体固定连接且封闭所述开口，所述多个极柱组安装于所述顶盖板上且沿第一方向(X)间隔布置，所述多个极柱组均与所述顶盖板绝缘；

其中，所述多个电芯组件设于所述壳体的内腔并沿所述第一方向(X)间隔排列，且一个所述电芯组件与一组所述极柱组对应电连接。

由上可见，通过多个电芯组件共用一个顶盖板，并且将多个电芯组件封装在同一外壳中，省去连接线缆等结构件，从而节省电池内部空间，提高电池能量密度，优化装配工序，降低生产成本。同时，多个电芯组件间隔排列，中间无隔板，不仅提高了空间利用率，还降低了电池的总体重量。

图1为本实用新型一实施例提供的电池的结构示意图，图2为图1中实施例提供的电池在壳体部分剖切时的结构示意图，图3为图1中实施例提供的电芯组件与顶盖组件的连接示意图。

如图1、图2所示，电池包括壳体10、顶盖组件20以及多个电芯组件30；

壳体10设有内腔，且内腔具有开口；

顶盖组件20包括顶盖板210以及多组极柱组220，顶盖板210与壳体10固定连接且封闭开口，多组极柱组220安装于顶盖板210上且沿第一方向(X)间隔布置，多组极柱组220均与顶盖板210绝缘；

其中，多个电芯组件30设于壳体10的内腔并沿第一方向(X)间隔排列，且一个电芯组件30与一组极柱组220对应电连接。

需要说明的是，壳体10包括但不限于铝壳体，通过铝壳体既可以减轻电池的重量，也可以保证刚度，避免电芯组件30受到破坏。还需要说明的是，为了方便连接，极柱组220的位置与其相应电连接的电芯组件30的位置相对应。还需要说明的是，电芯组件30的数量按需设置，串联的电芯组件30越多，形成的电池的电压越大，但是如果电芯组件30的数量过多，会增加电池的尺寸，所以，电芯组件30的数量优选为2-10个。

在本实施例中，顶盖组件20还包括汇流片40，相邻两组极柱组220通过汇流片40串联连接以在顶盖组件20沿第一方向(X)的两端分别形成极性相反的第一端子50和第二端子60。需要说明的是，汇流片40是金属汇流片，例如，汇流片40可以是铝汇流片、或铜汇流片。通过相对应的极柱组220和汇流片40将电芯组件30串联在一起，满足不同的电压需求，从而提升电池的输出电压，满足输出功率的要求，解决了现有技术中单个电池的电压未改变的问题，通过第一端子50与第二端子60实现电能的输出；另外，在串联多个电芯组件30之前，可对每个电芯组件30进行化成分容，从而均衡每个电芯组件30的电压，以提高电池的安全性能。

在本实施例中，极柱组220包括极性相反的第一极柱2201和第二极柱2202，多组极柱组220的第一极柱2201与第二极柱2202均在第一方向(X)上顺次排布。需要说明的是，第一极柱2201可以是正极极柱，第二极柱2202可以是负极极柱。还需要说明的是，为了方便连接，第一极柱2201、第二极柱2202的位置分别与其相应电连接的第一极耳3101、第二极耳3102的位置相对应。

在本实施例中，极柱组220还包括第一转接件2203和第二转接件2204，第一转接件2203和第二转接件2204位于顶盖板210朝向内腔的一侧，第一转接件2203一端与第一极柱2201电连接，另一端与电芯组件30电连接，第二转接件2204一端与第二极柱2202电连接，另一端与电芯组件30电连接。需要说明的是，第一转接件2203、第二转接件2204分别与电芯组件30的第一极耳3101、第二极耳3102电连接。还需要说明的是，当转接件与正极极性的极耳电连接时，转接件可以是铝转接件，当转接件与负极极性的极耳电连接时，转接件可以是铜转接件，即优选地，转接件的材质与极耳的材质相同，从而提高连接稳定性。

如图3所示，在本实施例中，电芯组件30包括至少两个沿第二方向(Y)间隔排布的电芯310，第二方向(Y)与第一方向(X)相交，更具体地，第二方向(Y)与第一方向(X)相垂直，每个电芯310设有极性相反的第一极耳3101和第二极耳3102，同一电芯组件30的第一极耳3101电连接至同一极柱组220的第一极柱2201，同一电芯组件30的第二极耳3102电连接至同一极柱组220的第二极柱2202。通过同一电芯组件30的极耳电连接至同一极柱，使同一电芯组件30的多个电芯310实现并联，从而增加电池容量。

需要说明的是，同一电芯组件30的电芯数量可以是2个，也可以是4个，根据不同的电池容量需求进行设置。还需要说明的是，一个电芯组件30对应一个极柱组，同一个电芯组件30的多个电芯310的极耳对应同一极柱，以使同一个电芯组件30的多个电芯310并联，以使得电芯组件连接成一个整体，从而减少结构件的使用并提高能量密度。

在本实施例中，电芯组件30包括电芯310，电芯310为卷绕式结构或叠片式结构，优选为卷绕式结构。通过采用卷绕式结构的电芯310，生产工艺简单，成品率高，另外，通过多个电芯组件30串联形成一个长电芯，以提升电压，解决了现有的卷绕设计不能完成长电池制作、需要足够长的卷针和卷绕空间的技术问题。

如图1所示，在本实施例中，电池还包括防爆阀70，顶盖板210的中部至少设有一个防爆阀70。需要说明的是，防爆阀70的数量可以与壳体10内的电芯组件30的数量相同，并且防爆阀70与电芯组件30一一对应，以使得电池发生过热燃烧时内部气体可以及时排除。

由上可见，通过多个电芯组件30共用一个顶盖板210，并且将多个电芯组件30封装在同一外壳中，省去部分的外壳以及连接线缆等结构件，从而节省电池内部空间，提高电池能量密度，优化装配工序，降低生产成本。同时，多个电芯组件30间隔排列，中间无隔板，不仅提高了空间利用率，还降低了电池的总体重量。示例性地，通过相对应的极柱组220和汇流片40将电芯组件30串联在一起，满足不同的电压需求，从而提升电池的输出电压，满足输出功率的要求，解决了现有技术中单个电池的电压未改变的问题。另外，通过同一电芯组件30的极耳电连接至同一极柱，使同一电芯组件30的多个电芯实现并联，从而增加电池容量。

本申请至少一实施例还提供一种电池包，包括本申请任一实施例所述的多个电池，所述多个电池沿第二方向(Y)并排布置，其中，所述第二方向(Y)与所述第一方向(X)相交。需要说明的是，第二方向(Y)与第一方向(X)垂直。

由上可见，通过多个电池形成电池包，以按需提升电池包的输出电压或容量。

图4为本实用新型一实施例提供的电池包的结构示意图(部分电气零部件未示意)。

如图4所示，电池包括本申请任一实施例所述的多个电池1，多个电池1沿第二方向(Y)并排布置，其中，第二方向(Y)与第一方向(X)相交。需要说明的是，电池1的数量按需设置，串联的电池1越多，形成的电池包的电压越大，但是如果电池1的数量过多，会增加电池包的尺寸，不利于电池包的管理，所以，电池1的数量一般为2-20个。

在本实施例中，电池包还包括连接排2，每个电池1内的多个极柱组220串联连接并形成第一端子50和第二端子60，多个电池1的第一端子50和第二端子60通过连接排2串联连接。需要说明的是，连接排2是金属排，例如，连接排2可以是铝排、或铜排。通过连接排2将电池串联在一起，满足不同的电压需求，从而进一步提升电池的输出电压，满足输出功率的要求。

在另一实施例中(未图示)，多个电池1中的多个极柱组220通过连接排2并联连接。即，可以是相邻两个电池1中的两个电芯组件30并联，通过连接排2，构成完整的电流通路。

由上可见，通过多个电池1形成电池包，以按需提升电池包的输出电压或容量。示例性地，通过多个电池1串联以形成电池包，从而提升电池包的输出电压。

在本申请的各个实施例中，如果没有特殊说明以及逻辑冲突，不同的实施例之间的术语或描述具有一致性、且可以相互引用，不同的实施例中的技术特征根据其内在的逻辑关系可以组合形成新的实施例。本申请中，“至少一个”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。

可以理解的是，在本申请的实施例中涉及的各种数字编号仅为描述方便进行的区分，并不用来限制本申请的实施例的范围。上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定。

以上对本申请实施例所提供的电池进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (10)

1.一种电池，其特征在于，包括壳体(10)、顶盖组件(20)以及多个电芯组件(30)；

所述壳体(10)设有内腔，且内腔具有开口；

所述顶盖组件(20)包括顶盖板(210)以及多组极柱组(220)，所述顶盖板(210)与所述壳体(10)固定连接且封闭所述开口，多组极柱组(220)安装于所述顶盖板(210)上且沿第一方向(X)间隔布置，多组极柱组(220)均与所述顶盖板(210)绝缘；

其中，所述多个电芯组件(30)设于所述壳体(10)的内腔并沿所述第一方向(X)间隔排列，且一个所述电芯组件(30)与一组所述极柱组(220)对应电连接。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述顶盖组件(20)还包括汇流片(40)，相邻两组所述极柱组(220)通过所述汇流片(40)串联连接以在所述顶盖组件(20)沿第一方向(X)的两端分别形成极性相反的第一端子(50)和第二端子(60)。

3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述极柱组(220)包括极性相反的第一极柱(2201)和第二极柱(2202)，多组所述极柱组(220)的所述第一极柱(2201)与所述第二极柱(2202)均在所述第一方向(X)上顺次排布。

4.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述极柱组(220)还包括第一转接件(2203)和第二转接件(2204)，所述第一转接件(2203)和所述第二转接件(2204)位于所述顶盖板(210)朝向所述内腔的一侧，所述第一转接件(2203)一端与所述第一极柱(2201)电连接，另一端与所述电芯组件(30)电连接，所述第二转接件(2204)一端与所述第二极柱(2202)电连接，另一端与所述电芯组件(30)电连接。

5.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述电芯组件(30)包括至少两个沿第二方向(Y)间隔排布的电芯(310)，所述第二方向(Y)与所述第一方向(X)相交，每个所述电芯(310)设有极性相反的第一极耳(3101)和第二极耳(3102)，同一所述电芯组件(30)的所述第一极耳(3101)电连接至同一所述极柱组(220)的所述第一极柱(2201)，同一所述电芯组件(30)的所述第二极耳(3102)电连接至同一所述极柱组(220)的所述第二极柱(2202)。

6.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电芯组件(30)包括电芯(310)，所述电芯(310)为卷绕式结构或叠片式结构。

7.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池还包括防爆阀(70)，所述顶盖板(210)的中部至少设有一个所述防爆阀(70)。

8.一种电池包，其特征在于，包括多个如权利要求1-7中任一项所述的电池(1)，所述多个电池(1)沿第二方向(Y)并排布置，其中，所述第二方向(Y)与所述第一方向(X)相交。

9.根据权利要求8所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括连接排(2)，每个所述电池(1)内的多个极柱组(220)串联连接并形成第一端子(50)和第二端子(60)，多个所述电池(1)的所述第一端子(50)和所述第二端子(60)通过所述连接排(2)串联连接。

10.根据权利要求8所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括连接排(2)，多个所述电池(1)中的多个极柱组(220)通过所述连接排(2)并联连接。

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