CN218827659U - 电池和用电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电池和用电设备，所述电池包括：外壳，所述外壳限定出容纳腔；电芯，所述电芯设于所述容纳腔；控制电路板，所述控制电路板设于所述容纳腔，并与所述电芯电连接；接头组件，所述接头组件设于所述外壳，且被构造为分别与所述控制电路板以及外部电路电连接。根据本实用新型的电池，将控制电路板设在电池的内部，可以提高其空间利用率，且能量密度较高。

Description

电池和用电设备

技术领域

本实用新型涉及蓄能技术领域，尤其是涉及一种电池和用电设备。

背景技术

随着电池技术的发展，越来越多的电器设备采用电池作为储能供能装置。

但是现有的电池在组合成电池包的电池模组使用时，通常需要单独为电池模组配置控制电路板，来控制调节模组内部各个单体电池的充放电工作，而随着模组内电池的数量越多，控制电路板的体积也越大，占用的空间越多，不利于电池模组的布局优化和电池包能量密度的提高。因此需要对控制电路板的设置提供新的方案，来提高电池模组以及电池的空间利用率。

实用新型内容

本实用新型提供一种电池和用电设备，可以提高电池的空间利用率，电池能量密度较高。

本实用新型提供一种电池，包括：外壳，所述外壳限定出容纳腔；电芯，所述电芯设于所述容纳腔；控制电路板，所述控制电路板设于所述容纳腔，并与所述电芯电连接；接头组件，所述接头组件设于所述外壳，所述接头组件与所述控制电路板电连接。

根据本实用新型的电池，由于将控制电路板设在电池的内部，可以通过调整控制电路板的位置，来充分地利用电池内部的空间，提高其空间利用率，而且，在使用本实施例的电池组成电池包的电池模组时，相较于相关技术中为电池模组的多个单体电池配置一个共用的独立控制电路板，可以节省控制电路板所占用的空间，从而提高电池包整体的能量密度。此外，外壳可以为电芯提供保护作用，增强软包电池结构强度，同时电芯本身在化成工序时能够较好地控制压力形成致密交界面，进而防止漏液，有助于提高电池的综合性能。

根据本实用新型的一些实施例，所述电芯包括：电芯本体，所述电芯本体包括芯主体和极耳；膜壳，所述膜壳包覆所述芯主体，所述极耳自所述膜壳的顶封边伸出，所述控制电路板设于所述膜壳的外侧，所述控制电路板与所述极耳电连接。

可选地，所述控制电路板上还设有接头连接部，所述接头连接部与所述接头组件电连接。

可选地，所述极耳的至少部分向靠近所述芯主体的方向翻折，所述控制电路板叠设于所述顶封边。

可选地，所述电池还包括：灌胶件，所述灌胶件包裹所述顶封边与所述控制电路板。

可选地，所述灌胶件包覆所述顶封边的与所述控制电路板连接的部分和所述极耳。

进一步地，所述灌胶件具有第一避让槽和第二避让槽，所述第一避让槽设于所述灌胶件的朝向所述电芯的一侧，所述第二避让槽设于灌胶件的背向所述电芯的一侧，所述第一避让槽与所述第二避让槽相连通，所述接头连接部位于所述第一避让槽和所述第二避让槽的连通处，以连接所述接头组件。

可选地，所述灌胶件为导热胶件。

根据本实用新型的一些实施例，所述外壳的朝向所述控制电路板的一侧侧壁设有装配孔，所述接头组件包括：绝缘固定件，所述绝缘固定件插设于所述装配孔，且所述绝缘固定件开设有插孔；导电件，所述导电件的至少部分设于所述插孔内，且其余部分与所述控制电路板相连。

可选地，所述导电件包括插接部和焊接部，所述插接部插入所述插孔，并与外部线路电连接，所述焊接部与所述控制电路板焊接。

在一些实施例中，所述电池还包括：第一散热胶层，所述第一散热胶层设于所述电芯的顶壁和所述外壳的顶壁之间；和/或，第二散热胶层，所述第二散热胶层设于所述电芯的底壁和所述外壳的底壁之间。

在一个具体的示例中，所述外壳为金属件，所述膜壳为铝塑膜。

本实用新型第二方面提供一种用电设备，包括：设备主体，所述设备主体具有电池容纳部；根据本实用新型第二方面所述的电池，所述电池设于所述电池容纳部，且与所述设备主体电连接以向所述设备主体供电。

根据本实用新型的用电设备，通过设置上述第一方面的电池，可以提高续航能力，并且，安全性更高。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

其中：

图1为本实用新型的电池的爆炸图；

图2为本实用新型的电池的电芯的结构示意图；

图3为本实用新型的电芯的电芯本体的结构示意图；

图4为本实用新型的灌胶件的一个角度的结构示意图；

图5为本实用新型的灌胶件的另一个角度的结构示意图；

图6为本实用新型的灌胶件的又一个角度的结构示意图；

图7为本实用新型的接头组件的结构示意图；

图8为本实用新型的接头组件的爆炸图；

图9为本实用新型的电池的局部示意图；

图10为图9中圈示部位的放大图；

图11a为本实用新型的电池的制造过程中连接控制电路板与极耳的工序示意图；

图11b为本实用新型的电池的制造过程中折叠极耳的工序示意图；

图11c为本实用新型的电池的制造过程中灌胶的工序示意图；

图11d为本实用新型的电池的制造过程中涂胶以及封装的工序示意图。

附图标记说明：

100-电池；

1-外壳；11-壳主体；111-装配孔；12-壳盖；13-容纳腔；

2-电芯；

21-电芯本体；211-芯主体；212-极耳；212a-正极极耳；212b-负极极耳；

22-膜壳；221-上膜壳；2211-顶封边；222-下膜壳；

3-控制电路板；

4-灌胶件；41-第一避让槽；42-第二避让槽；

5-接头组件；51-绝缘固定件；52-导电件；521-插接部；522-焊接部；6-第一散热胶层；7-第二散热胶层。

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。

现有的电池在组合成电池包的电池模组使用时，通常需要单独为电池模组配置控制电路板，来控制调节模组内部各个单体电池的充放电工作，而随着模组内电池的数量越多，控制电路板的体积也越大，占用的空间越多，不利于电池模组的布局优化和电池包能量密度的提高。因此需要对控制电路板的设置提供新的方案，来提高电池模组以及电池的空间利用率。

有鉴于此，本实用新型提供一种电池和用电设备，将控制电路板设于电池的内部，从而能够提升电池的空间利用率，且能量密度高。

下面参考图1-图11d具体描述根据本实用新型第一方面实施例的电池100。

首先，参考图1和图10，本实用新型实施例的电池100，既可以用作车辆的动力电池，也可以用作电子设备如手机、平板电脑等的电池，还可以作为其他设备或装置的供能电池。电池100可以包括：外壳1、电芯2、控制电路板3和接头组件5。

其中，外壳1限定出容纳腔13，外壳1可以为硬质外壳1，外壳1可以为方形，也可以为圆柱形，当然，外壳1的形状可以根据实际需要合理选择。电芯2设于容纳腔13内，控制电路板3设于容纳腔13，例如，控制电路板3可以设于电芯2和外壳1之间的空隙中，也可以设于贴附于电芯2或者外壳1的内壁设置，并且，控制电路板3与电芯2电连接，控制电路板3可以用于控制和调整电芯2的电流输出以及工况。接头组件5设于外壳1，接头组件5可以分别与控制电路板3以及外部电路电连接，从而将电芯2输出的电流传输给外部电路。

根据本实用新型实施例的电池100，由于将控制电路板3设在电池100的内部，可以通过调整控制电路板3的位置，来充分地利用电池100内部的空间，提高其空间利用率，而且，在使用本实施例的电池100组成电池包的电池模组时，相较于相关技术中为电池模组的多个单体电池配置一个共用的独立控制电路板，可以节省控制电路板所占用的空间，从而提高电池包整体的能量密度。此外，外壳1可以为电芯2提供保护作用，增强软包电池100结构强度，同时电芯2本身在化成工序时能够较好地控制压力形成致密交界面，进而防止漏液，有助于提高电池100的综合性能。

根据本实用新型的一些实施例，参考图2和图3，电芯2可以包括:电芯本体21和膜壳22。其中，电芯本体21可以包括芯主体211和极耳212，极耳212包括正极极耳212a和负极极耳212b，正极极耳212a和负极极耳212b可以设于芯主体211沿长度方向的同一侧，并且，正极极耳212a和负极极耳212b可以沿芯主体211的宽度方向间隔布置。或者，正极极耳212a和负极极耳212b也可以分别设于芯主体211沿长度方向的两侧。

膜壳22可以包覆芯主体211，膜壳22可以为铝塑膜，极耳212从膜壳22的顶封边2211处伸出以便于与外部电路交换电流。控制电路板3设于膜壳22且与极耳212电连接，例如，控制电路板3可以设于正极极耳212a和负极极耳212b之间，控制电路板3上设有正极连接部和负极连接部，正极连接部与正极极耳212a连接例如焊接，负极连接部与负极极耳212b连接例如焊接。如此，通过为电芯本体21设置膜壳22，可以在电池进行化成工艺时，较好地控制化成压力形成致密交界面，防止电解液泄露腐蚀外壳1，保护电池100内部结构的完整性，进而有利于提高电池100可靠性。

可选地，参考图2和图11a-图11d，膜壳22可以包括：上膜壳221和下膜壳222。其中，上膜壳221和下膜壳222共同限定出包覆腔，芯主体211设于包覆腔内，极耳212从上膜壳221和下膜壳222的连接处伸出，例如，上膜壳221和下膜壳222可以均形成为朝向彼此的一侧开口的槽状，然后上膜壳221和下膜壳222沿上下方向对接以构成完整的包覆腔；或者，也可以是上膜壳221和下膜壳222中的其中一个形成为朝向另一个开口的槽状，另一个形成为盖板状，上膜壳221和下膜壳222沿向下方向对接从而共同限定出包覆腔。如此，膜壳22结构简单，便于制造，同时也便于将膜壳22和电芯本体21的装配。

或者，在另一些实施例中，膜壳22也可以构造为一体成型件，以简化结构，进一步提高密封性。

可选地，参考图11a-图11d，上膜壳221的其中一侧侧壁的底端形成有顶封边2211，顶封边2211沿水平方向向外延伸，控制电路板3叠设于顶封边2211的上侧。在极耳212的伸出方向上，极耳212的长度大于顶封边2211的长度，极耳212的至少部分翻折以与控制电路板3相连，这样，在控制电路板3装配到位后，极耳212、控制电路板3和顶封边2211沿上下方向依次叠置，顶封边2211可以起到支撑控制电路板3以及极耳212的作用，有助于提高控制电路板3在电池100内部的稳定性，以及控制电路板3和极耳212电连接的可靠性。

在一些实施例中，参考图4-图6以及图11a-图11d，控制电路板3上还设有接头连接部，接头连接部与极耳212错开，接头组件5可以与接头连接部电连接例如焊接。

电池100还可以包括：灌胶件4。具体地，灌胶件4包裹电芯2的顶封边2211与控制电路板3。更具体地，灌胶件4包裹顶封边2211的与控制电路板3连接的部分以及控制电路板3的除接头连接部的部分，同时，灌胶件4还可以包裹极耳212，这样，灌胶件4可以进一步固定支撑控制电路板3以及极耳212。可选地，灌胶件4为导热件，具体可以采用低温注塑技术、SIP(系统级封装，System In a Package)技术将导热材料浇灌到顶封边2211、控制电路板3以及极耳212上，从而形成灌胶件4。此时，灌胶件4可以对控制电路板3起到支撑、散热以及绝缘的作用，更好地保护电池100内部的电路，提高电池100的安全性和可靠性。

进一步地，参考图4、图5和图6，灌胶件4具有第一避让槽41和第二避让槽42，其中，第一避让槽41设于灌胶件4的朝向电芯2的一侧，第一避让槽41可以沿电芯2的宽度方向延伸并贯穿灌胶件4，第二避让槽42设于灌胶件4的背向电芯2的一侧，第二避让槽42可以沿软包本体的厚度方向延伸并贯穿灌胶件4。第一避让槽41与第二避让槽42相连通，接头连接部位于第一避让槽41和第二避让槽42的连通处，这样，接头组件5可以从外壳1处向内延伸至第一避让槽41和第二避让槽42的连通处来连接控制电路板3，如此，灌胶件4既可以支撑控制电路板3，又不影响控制电路板3与接头组件5的电连接，同时，结构简单，易于成型。

可以理解地，灌胶件4为导热胶件，灌胶件4由导热胶浇灌成型，成型后的灌胶件4分别与电芯2以及外壳1抵接，如此，灌胶件4既可以更好地支撑控制电路板3，同时又可以固定电芯2在容纳腔13内的位置，有助于提升电池100的稳定性和可靠性。

根据本实用新型的一些实施例，参考图1，外壳1的朝向控制电路板3的一侧侧壁设有装配孔111，装配孔111可以为两个，两个装配孔111中的一个对应电池100正极，另一个对应电池100的负极。

参考图7和图8，接头组件5可以包括：绝缘固定件51和导电件52。其中，绝缘固定件51插设于装配孔111，绝缘固定件51可以为绝缘件，绝缘固定件51开设有插孔。导电件52的至少部分设于插孔内，且其余部分与控制电路板3相连。这样，当需要电池100供电时，可以将外部线路插入插孔内，即可实现与导电件52的电连接。而且便于电池100之间的串并联，结构简单。此外，由于不需要在外壳1上焊接正负极柱，减少了焊接极柱和控制电路板3的工序，还可以有效避免电池100外短路等情况的发生。

可选地，参考图8，绝缘固定件51形成为筒状，导电件52包括插接部521和焊接部522，插接部521构造为柱状以插入插孔，并与外部线路电连接，焊接部522形成为板状，以与控制电路板3焊接，如此，导电件52的结构简单，便于制造和装配。

可选地，参考图10，在接头组件5装配到位后，绝缘固定件51的外端面可以和外壳1的外壁相互平齐，如此，既可以减小电池100整体占用空间，而且在电池100作为电池模组的单体电池时，有助于缩小相邻两个电池100的间隙，有助于提高电池模组的空间利用率。此外，使得电池100的外观更加整洁，提升了美感。

在一些实施例中，参考图1和图11a-图11d，电池100还可以包括：第一散热胶层6和第二散热胶层7。其中，第一散热胶层6设于电芯2的顶壁和外壳1的顶壁之间，第二散热胶层7设于电芯2的底壁和外壳1的底壁之间，如此，第一散热胶层6和第二散热胶层7可以提升电池100的散热性能，同时，也可以增加电芯2与外壳1之间的连接可靠性。

在一个具体的示例中，外壳1为硬壳，外壳1可以为金属件，例如，外壳1可以为钢壳、铝合金壳等，膜壳22可以为铝塑膜，如此，使得电池100兼具硬壳电池100的结构强度和软包电池100的高安全性，可以在尽可能减少能量密度损失的条件下，提高电池100的综合性能。

在一些实施例中，参考图1，外壳1可以包括壳主体11和壳盖12，壳主体11的顶部敞开，壳盖12盖设于壳主体11的顶部，壳主体11和壳盖12共同限定出活动腔，装配孔111形成于壳主体11沿长度方向的一侧侧壁，如此，使得外壳1结构较为简单，便于制造和装配。

下面描述根据本实用新型的电池100的一个具体实施例及其制造过程。

本实施例的电池100，包括：外壳1、电芯2、控制电路板3、接头组件5、灌胶件4、第一散热胶层6和第二散热胶层7。

其中，外壳1为钢壳，外壳1形成为方形，外壳1限定出方形的容纳腔13，外壳1沿长度方向的一侧侧壁开设有装配孔111。

电芯2包括：电芯本体21和膜壳22。其中，电芯本体21包括芯主体211和极耳212，极耳212包括正极极耳212a和负极极耳212b，正极极耳212a和负极极耳212b设于芯主体211沿长度方向的同一侧，并且，正极极耳212a和负极极耳212b沿芯主体211的宽度方向间隔布置。

膜壳22为铝塑膜，膜壳22可以包括:上膜壳221和下膜壳222，上膜壳221和下膜壳222中的其中一个形成为朝向另一个开口的槽状，另一个形成为盖板状，上膜壳221和下膜壳222沿向下方向对接从而共同限定出包覆腔，芯主体211设于包覆腔内，极耳212从膜壳22伸出以便于与外部交换电流。上膜壳221的其中一侧侧壁的底端形成有顶封边2211，顶封边2211沿水平方向从膜壳22内向外延伸，控制电路板3叠设于顶封边2211的上侧，在极耳212的伸出方向上，极耳212的长度大于顶封边2211的长度，极耳212的至少部分翻折以与控制电路板3相连。

控制电路板3上还设有接头连接部，接头连接部与极耳212错开，接头组件5与接头连接部相连，灌胶件4具有第一避让槽41和第二避让槽42，其中，第一避让槽41设于灌胶件4的朝向电芯2的一侧，第一避让槽41可以沿电芯2的宽度方向延伸并贯穿灌胶件4，第二避让槽42设于灌胶件4的背向电芯2的一侧，第二避让槽42可以沿软包本体的厚度方向延伸并贯穿灌胶件4，第一避让槽41与第二避让槽42相连通，控制电路板3、顶封边2211和极耳212均位于第一避让槽41，接头连接部位于第一避让槽41和第二避让槽42的连通处。

接头组件5可以包括：绝缘固定件51和导电件52。其中，绝缘固定件51插设于装配孔111，绝缘固定件51可以为绝缘件，绝缘固定件51开设有插孔。导电件52包括插接部521和焊接部522，插接部521构造为柱状以插入插孔，并与外部线路电连接，焊接部522形成为板状，以与控制电路板3焊接。

第一散热胶层6设于电芯2的顶壁和外壳1的顶壁之间，第二散热胶层7设于电芯2的底壁和外壳1的底壁之间，第一散热胶层6和第二散热胶层7可以提升电池100的散热性能，同时，也可以增加电芯2与外壳1之间的连接可靠性。

参考图11a-图11d，本实施例的电池100的制造过程主要包括以下步骤：

如图11a所示，首先将控制电路板3与电芯2的极耳212焊接连接；

如图11b所示，然后将极耳212翻折，使控制电路板3可以叠置于电芯2的顶封边2211的上侧；

如图11c所示，采用低温注塑技术和SIP技术，将导热材料对顶封边2211、控制电路板3以及极耳212部分进行浇灌，以成型形成灌胶件4，使得灌胶件4可以对控制电路板3起到支撑、散热和绝缘的作用；

如图11d所示，分别在电芯2的顶壁和底壁上涂敷散热胶，然后置入外壳1的容纳腔13内，此时，电芯2顶壁的散热胶与外壳1的顶壁粘合固化后形成第一散热胶层6，电芯2底壁的散热胶与外壳1的底壁粘合固化后形成第二散热胶层7，第一散热胶层6和第二散热胶层7既可以增强电芯2的散热能力，又可以增强电芯2和外壳1的连接强度，固化电芯2在容纳腔13内的位置。

下面描述根据本实用新型第二方面实施例的用电设备。

本实用新型实施例的用电设备，可以是车辆，也可以是电子设备如手机、平板电脑等，还可以是其他具有储电用电需求的用电设备或装置。

具体地，用电设备可以包括：设备主体和上述实施例中的电池100。其中，设备主体具有电池容纳部，电池100可以设于电池容纳部，且与设备主体电连接以向设备主体供电。

根据本实用新型实施例的用电设备，通过设置上述实施例中的电池100，可以提高续航能力，并且，安全性更高。

在本实用新型中，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，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；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实用新型中的具体含义。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的范围。

Claims (13)

1.一种电池，其特征在于，包括：

外壳，所述外壳限定出容纳腔；

电芯，所述电芯设于所述容纳腔；

控制电路板，所述控制电路板设于所述容纳腔，并与所述电芯电连接；

接头组件，所述接头组件设于所述外壳，所述接头组件与所述控制电路板电连接。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电芯包括：

电芯本体，所述电芯本体包括芯主体和极耳；

膜壳，所述膜壳包覆所述芯主体，所述极耳自所述膜壳的顶封边伸出，所述控制电路板设于所述膜壳的外侧，所述控制电路板与所述极耳电连接。

3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述极耳的至少部分向靠近所述芯主体的方向翻折，所述控制电路板叠设于所述顶封边。

4.根据权利要求2或3所述的电池，其特征在于，所述控制电路板上还设有接头连接部，所述接头连接部与所述接头组件电连接。

5.根据权利要求4所述的电池，其特征在于，还包括：

灌胶件，所述灌胶件包裹所述顶封边与所述控制电路板。

6.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，所述灌胶件包覆所述顶封边的与所述控制电路板连接的部分和所述极耳。

7.根据权利要求6所述的电池，其特征在于，所述灌胶件具有第一避让槽和第二避让槽，所述第一避让槽设于所述灌胶件的朝向所述电芯的一侧，所述第二避让槽设于灌胶件的背向所述电芯的一侧，

所述第一避让槽与所述第二避让槽相连通，所述接头连接部位于所述第一避让槽和所述第二避让槽的连通处，以连接所述接头组件。

8.根据权利要求5-7中任一项所述的电池，其特征在于，所述灌胶件为导热胶件。

9.根据权利要求1-3任一项所述的电池，其特征在于，所述外壳的朝向所述控制电路板的一侧侧壁设有装配孔，所述接头组件包括：

绝缘固定件，所述绝缘固定件插设于所述装配孔，且所述绝缘固定件开设有插孔；

导电件，所述导电件的至少部分设于所述插孔内，且其余部分与所述控制电路板相连。

10.根据权利要求9所述的电池，其特征在于，所述导电件包括插接部和焊接部，所述插接部插入所述插孔，并与外部线路电连接，所述焊接部与所述控制电路板焊接。

11.根据权利要求1-3任一项所述的电池，其特征在于，还包括：

第一散热胶层，所述第一散热胶层设于所述电芯的顶壁和所述外壳的顶壁之间；和/或，

第二散热胶层，所述第二散热胶层设于所述电芯的底壁和所述外壳的底壁之间。

12.根据权利要求2或3所述的电池，其特征在于，所述外壳为金属件，所述膜壳为铝塑膜。

13.一种用电设备，其特征在于，包括：

设备主体，所述设备主体具有电池容纳部；

根据权利要求1-12中任一项所述的电池，所述电池设于所述电池容纳部，且与所述设备主体电连接以向所述设备主体供电。

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