CN218887363U - 一种电池外壳及大容量电池 - Google Patents

Abstract

本申请涉及电池领域，提供了一种电池外壳及大容量电池。所述电池外壳，包括：壳体，由多块侧板围设组成；盖板组件，所述盖板组件封闭所述壳体的开口，使所述壳体内部形成容纳仓；多块分隔板，设于所述容纳仓中，多块所述分隔板沿所述电池外壳的长度方向或宽度方向间隔设置，以分隔所述容纳仓为多个用于容纳电芯的子容纳仓。当电池外壳被用于组成大容量电池时，多个子容纳仓被用于容纳多个电芯。使相邻的电芯被分隔板隔开。一方面避免了电芯因膨胀而导致互相挤压，另一方面抑制了相邻电芯之间的热扩散。

Description

一种电池外壳及大容量电池

技术领域

本申请涉及电池领域，尤其涉及一种电池外壳及大容量电池。

背景技术

锂离子电池的应用领域十分广泛，近年来随着锂离子电池的进一步发展，通过将多个锂离子电池串联组装为大容量电池，以应用在储能及动力电池等领域。这种大容量电池不仅能规模化降低成本，且能降低组装电池储能系统的管控难度。

目前的大容量电池内部一般封装有多块互相并联或串联的电芯(锂离子电池)，由于相邻的电芯之间贴合较为紧密导致散热困难，在电芯工作温度较高或者出现热失控时，会产生高温高压气体，使得电池壳体内部的压力增大，此时电池将鼓胀变形，甚至爆开。特别是对处于大容量电池最中间的电芯而言，其两侧都设置有若干个发热的电芯，而其处于中间，温度最高，最容易出现失效情况。另外，由于电芯受热时不可避免地产生热膨胀，将挤压相邻的电芯，使原本有序堆叠在一起的电芯发生错位，导致电池壳体内部应力增大，影响电池模组的机械安全性。

综上所述，现有的大容量电池安全性能较差，使用寿命较短，需要对其作进一步改良。

实用新型内容

为克服现有技术中的不足，本申请提供一种电池外壳及大容量电池。

本申请提供的一种电池外壳，包括：

壳体，由多块侧板围设组成；

盖板组件，所述盖板组件封闭所述壳体的开口，使所述壳体内部形成容纳仓；

多块分隔板，设于所述容纳仓中，多块所述分隔板沿所述电池外壳的长度方向或宽度方向间隔设置，以分隔所述容纳仓为多个用于容纳电芯的子容纳仓。

在一种可能的实施方式中，所述分隔板与所述盖板组件之间存在缺口，所述缺口连通所述多个子容纳仓。

在一种可能的实施方式中，所述多块分隔板平行且等距设置，使所述容纳仓被分隔为多个大小相同的所述子容纳仓。

在一种可能的实施方式中，所述多块分隔板由导热耐电解液腐蚀材料制成，且连接所述壳体。

本申请还提供一种大容量电池，包括上述的电池外壳，还包括电芯组；所述电芯组包括多个电芯，所述多个电芯分别布置于对应的所述子容纳仓中。

在一种可能的实施方式中，所述电芯与相邻的所述分隔板之间设置有膨胀间隙。

在一种可能的实施方式中，所述盖板组件包括：

盖板，密封连接于所述壳体的开口处；

集流片，嵌设于所述盖板上，所述集流片的端面上设有通槽，所述通槽与所述电芯的极耳对应设置；

所述电芯的极耳从所述通槽中延伸出所述容纳仓外，且延伸出的所述极耳部分固接于所述集流片背离所述容纳仓的端面上。

在一种可能的实施方式中，所述盖板组件包括：

盖板，密封连接于所述壳体的开口处；

集流片，所述集流片和所述盖板通过密封圈采用注塑和铆压工艺连接成一体件。

在一种可能的实施方式中，所述电芯的正极极耳与负极极耳处于所述电芯的同一侧；所述集流片包括设于同一片所述盖板上的正极集流片与负极集流片；所述多个电芯的正极极耳连接所述正极集流片，所述多个电芯的负极极耳连接所述负极集流片。

在一种可能的实施方式中，所述电芯的正极极耳与负极极耳分处于所述电芯的相对两侧；所述盖板包括设于所述电池外壳两个相对开口处的第一盖板与第二盖板；所述第一盖板上设有正极集流片，所述多个电芯的正极极耳连接所述正极集流片；所述第二盖板上设有负极集流片，所述多个电芯的负极极耳连接所述负极集流片。

相比现有技术，本申请的有益效果：本申请提供了一种电池外壳，在壳体的内部通过多块分隔板将容纳仓分隔成多个子容纳仓。当电池外壳被用于组成大容量电池时，多个子容纳仓被用于容纳多个电芯。此时，多块分隔板与多个电芯之间沿所述大容量电池的厚度方向交错布置，使相邻的电芯被分隔板隔开，每个分隔板在其厚度方向上仅受相邻两个电芯对其产生的双向平衡的压应力。一方面避免了电芯因膨胀而导致互相挤压，便于预留出每块电芯与相邻隔离板之间定量的膨胀间隙(若不设置分隔板，则难以控制电芯的膨胀量以及相邻电芯之间的间隙，导致堆叠在一起的电芯错位)。另一方面抑制了相邻电芯之间的热扩散，有效地延缓或避免因个别电芯温度过高，而导致其相邻的电芯出现的过热风险。本申请提供的大容量电池包括电芯组与上述的电池外壳，因此也具有该电池外壳的有益效果。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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他相关的附图。

图1示出了电池外壳的俯视图；

图2示出了电池外壳的剖视图；

图3示出了电池外壳装入电芯时的剖视图；

图4示出了图3中A处的局部放大图；

图5示出了大容量电池的爆炸图；

图6示出了盖板组件的俯视图；

图7示出了另一实施例中大容量电池的爆炸图。

主要元件符号说明：

100-壳体；110-侧板；200-盖板组件；210-盖板；211-第一盖板；212-第二盖板；220-集流片；221-正极集流片；222-负极集流片；230-通槽；240-密封圈；250-防爆阀；260-注液孔；270-正极柱；280-负极柱；300-分隔板；400-容纳仓；410-子容纳仓；500-电芯组；510-电芯；511-极耳。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例，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，仅用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中，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申请和简化描述，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的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，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。由此，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。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，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；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。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

实施例一

请参阅图1-图3，本实施例提供一种电池外壳，包括壳体100、盖板组件200以及多块分隔板300。电池外壳用于容纳多块互相并联的电芯510以组成大容量电池。

所述壳体100由多块侧板110围设组成。具体的，所述壳体100为矩形壳体100，主要由四块呈方形的侧板110首尾依次连接围设组成。相邻侧板110之间的转角处为直角或者圆角。所述壳体100优选为铝制壳体100或者钢制壳体100，以使壳体100具有较好耐腐蚀性的前提下，还具备良好的导热性，便于设置于其中的电芯510散热。

所述盖板组件200大体呈与矩形壳体100的开口处相接近的方形板状，以便于封闭所述壳体100的开口，并与开口边缘处的壳体100部分密封连接，从而在所述壳体100内部形成容纳仓400。

在所述容纳仓400中设有多块板状的分隔板300，分隔板300的形状及大小和构成壳体100的其中一块侧板110接近。分隔板300的两侧连接并支撑壳体100相对的两个内侧面，以提高壳体100的抗压刚度。多块所述分隔板300沿所述电池外壳的长度方向或宽度方向间隔设置，分隔所述容纳仓400形成多个子容纳仓410，子容纳仓410中的中空区域与电芯510的大小相当，子容纳仓410的数量与要装入的电芯510数量相同。

该电池外壳结构简单且制作成本较低。当电池外壳被用于组成大容量电池时，多个子容纳仓410被用于容纳多个电芯510，将多块电芯510依次装入多个子容纳仓410中。此时，多块分隔板300与多个电芯510之间沿所述大容量电池的厚度方向交错布置，使相邻的电芯510被分隔板300隔开，每个分隔板300在其厚度方向上仅受相邻两个电芯510对其产生的双向平衡的压应力。通过以上设置，一方面避免了电芯510因膨胀而导致互相挤压，便于预留出每块电芯510与相邻隔离板之间定量的膨胀间隙(若不设置分隔板300，则难以控制电芯510的膨胀量以及相邻电芯510之间的间隙，导致堆叠在一起的电芯510因热膨胀而错位)。另一方面抑制了相邻电芯510之间的热扩散，有效地延缓或避免因个别电芯510温度过高，而导致其相邻的电芯510出现的过热风险。

在一些可能实现的实施例中，该壳体100的外壁还设置有若干条加劲肋，加劲肋增加了该壳体100的承压能力，有效避免因压力过大导致壳体100变形、翘曲，甚至是结构破坏。

在一些可能实现的实施例中，相邻两个侧板110转角连接处的壁厚大于侧板110的壁厚，从而增加壳体100的承压能力。

请参阅图2-图3，在一些优选的实施例中，分隔板300的长度小于容纳仓400的长度，使分隔板300与盖板组件200之间存在连通多个子容纳仓410的缺口。这样设置一方面能够均衡多个子容纳仓410中的压力，避免个别子容纳仓410中的压力过高导致电池失效，另一方面便于向每个子容纳仓410中注入电解液，使从壳体100一侧注入的电解液能够顺着处于同一侧的多个缺口流入到每个子容纳仓410中。

在一些优选的实施例中，多块分隔板300平行且等间距设置，使所述容纳仓400被分隔为多个大小相同的所述子容纳仓410，以便于后续电芯510的模块化安装与拆卸。

在一些优选的实施例中，所述多块分隔板300由导热耐电解液腐蚀材料制成。具体的，所述分隔板300为铝制的方形板，且与壳体100一体成型。铝制的分隔板300具有较好的导热性与耐腐蚀性。一方面能够避免电解液对其进行腐蚀；另一方面，当子容纳仓410中的电芯510温度较高时，铝制的分隔板300能够传导热量，并通过壳体100表面发散至外界，因此有利于降低容纳仓400中的温度，延长电芯510的使用寿命。

实施例二

请参阅图2、图3与图5，本实施例提供一种大容量电池，包括实施例一中的电池外壳，还包括电芯组500；所述电芯组500包括与所述多个子容纳仓410对应设置的多个电芯510，所述多个电芯510分别布置于所述多个子容纳仓410中，以形成抽屉式的分层结构。其中，电芯510由正极片、负极片和隔膜通过卷绕或叠片的方式组合而成，电芯组500中电芯510的数量一般不超过10块。需要说明的是，本申请中的大容量电池因为包括实施例一中的电池外壳，因此也具有该电池外壳的所有技术效果。

在一些实施例中，所述电芯510与相邻的所述分隔板300之间设置有膨胀间隙。需要说明的是，电芯510在工作过程中将不可避免地发生热膨胀。因此在电芯510与分隔板300之间预留膨胀间隙，可以避免电芯510在膨胀过程中被分隔板300挤压。膨胀间隙的宽度在1mm～10mm之间，例如膨胀间隙的宽度可以为2mm、3mm或者5mm。

请参阅图4及图6，在一些实施例中，所述盖板组件200包括盖板210与集流片220。所述盖板210密封连接于所述矩形壳体100的开口处。所述集流片220嵌设于所述盖板210上，且所述集流片220的端面与所述盖板210的端面大致处于同一个平面内。

请参阅图4-图6，在所述集流片220的端面上布置有若干条通槽230，通槽230的数量与位置和所述电芯510的极耳511数量与位置相对应。其中，通槽230的宽度大于单个电芯510的极耳511的整体厚度1mm以上，通槽230的长度大于单个电芯510的极耳511的宽度2mm以上，以使得电芯510的极耳511能够穿过通槽230。

请参考图2-图4，所述电芯510的极耳511从所述通槽230中延伸出所述容纳仓400外，且延伸出的所述极耳511部分固接于所述集流片220背离所述容纳仓400的端面上。

需要说明的是，极耳511通常是激光焊接于集流片220上，而现有技术中，集流片220通常设置在盖板210的下侧面(即容纳仓400内)，再将极耳511焊接于集流片220上，这样容易导致激光焊接产生的焊渣掉入容纳仓400内，增加了电芯510的安全风险。而本申请中，通过使极耳511从通槽230中穿出，使容纳仓400外焊接于集流片220上，减少了焊接产生的焊渣进入电芯510内部的风险。另一方面，由于极耳511部分伸出了容纳仓400外，也有利于容纳仓400内的电芯510散热。

请参考图4-图5，在一些实施例中，所述集流片220与所述盖板210通过密封圈240采用注塑和铆压工艺连接成一体件，以避免壳体100内部的电解液流出。密封圈240由绝缘材料(如橡胶材料)制成，以在增加盖板组件200密封性的同时，还增加其绝缘性。

请参考图5-图6，在一些实施例中，所述盖板组件200的盖板210上还安装有防爆阀250和注液孔260。需要说明的是，注液孔260优选设置于与连通子容纳仓410的缺口同一侧，以便于从注液孔260中注入的电解液能够立即顺着多个缺口流入到每个子容纳仓410中。

在一些实施例中，所述电芯510的正极极耳511与负极极耳511处于所述电芯510的同一侧；所述集流片220共有两片，分别为设于同一片所述盖板210上的正极集流片221与负极集流片222；多个电芯510的正极极耳511连接所述正极集流片221，多个电芯510的负极极耳511连接所述负极集流片222。其中，在正极集流片221的内边缘焊接有正极柱270，正极柱270压盖正极极耳511并与其电连接。在负极集流片222的内边缘焊接有负极柱280，负极柱280压盖负极极耳511并与其电连接。

实施例三

请参考图7，本实施例提供一种大容量电池。本实施例是在实施例二的基础上所作出的同等替换，本实施例提供的大容量电池与实施例二中的大容量电池相比，区别之处在于：

所述电芯510的正极极耳511与负极极耳511分处于所述电芯510的相对两侧；所述盖板210共有两片，分别为设于所述电池外壳两个相对开口处的第一盖板211与第二盖板212；所述第一盖板211上设有正极集流片221；所述第二盖板212上设有负极集流片222。

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申请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。

尽管上面已经示出和描述了本申请的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本申请的限制，本领域的普通技术人员在本申请的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种电池外壳，其特征在于，包括：

壳体，由多块侧板围设组成；

盖板组件，所述盖板组件封闭所述壳体的开口，使所述壳体内部形成容纳仓；

多块分隔板，设于所述容纳仓中，多块所述分隔板沿所述电池外壳的长度方向或宽度方向间隔设置，以分隔所述容纳仓为多个用于容纳电芯的子容纳仓。

2.根据权利要求1所述的电池外壳，其特征在于，所述分隔板与所述盖板组件之间存在缺口，所述缺口连通所述多个子容纳仓。

3.根据权利要求1所述的电池外壳，其特征在于，所述多块分隔板平行且等距设置，使所述容纳仓被分隔为多个大小相同的所述子容纳仓。

4.根据权利要求1所述的电池外壳，其特征在于，所述多块分隔板由导热耐电解液腐蚀材料制成。

5.一种大容量电池，其特征在于，包括权利要求1-4中任一项所述的电池外壳，还包括电芯组；所述电芯组包括多个电芯，所述多个电芯分别布置于对应的所述子容纳仓中。

6.根据权利要求5所述的大容量电池，其特征在于，所述电芯与相邻的所述分隔板之间设置有膨胀间隙。

7.根据权利要求5所述的大容量电池，其特征在于，所述盖板组件包括：

盖板，密封连接于所述壳体的开口处；

集流片，嵌设于所述盖板上，所述集流片的端面上设有通槽，所述通槽与所述电芯的极耳对应设置；

所述电芯的极耳从所述通槽中延伸出所述容纳仓外，且延伸出的所述极耳部分固接于所述集流片背离所述容纳仓的端面上。

8.根据权利要求5所述的大容量电池，其特征在于，所述盖板组件包括：

盖板，密封连接于所述壳体的开口处；

集流片，所述集流片和所述盖板通过密封圈采用注塑和铆压工艺连接成一体件。

9.根据权利要求7-8中任一项所述的大容量电池，其特征在于，所述电芯的正极极耳与负极极耳处于所述电芯的同一侧；所述集流片包括设于同一所述盖板上的正极集流片与负极集流片；所述多个电芯的正极极耳连接所述正极集流片，所述多个电芯的负极极耳连接所述负极集流片。

10.根据权利要求7-8中任一项所述的大容量电池，其特征在于，所述电芯的正极极耳与负极极耳分处于所述电芯的相对两侧；所述盖板包括设于所述电池外壳两个相对开口处的第一盖板与第二盖板；所述第一盖板上设有正极集流片，所述多个电芯的正极极耳连接所述正极集流片；所述第二盖板上设有负极集流片，所述多个电芯的负极极耳连接所述负极集流片。

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