CN218919073U - 单体电池及电池包 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种单体电池及电池包。单体电池的极柱安装于壳体的顶面，使得极柱本身的高度不占据单体电池长度方向的空间，极片的长度能够做到与壳体的长度相适应，进而在单体电池的尺寸固定的情况下，增大了单体电池的裸电芯的容量，提高了裸电芯对单体电池空间的利用率。由于极柱位于单体电池的顶面，因此，可以将单体电池放置于电池包的箱体内进行焊接，省略掉了将多个单体电池的极柱与汇流排焊接后的整体吊装放入电池包的箱体的这个工序，还方便所有极柱与汇流排的焊接，简化了焊接工艺。并且，壳体的顶面沿壳体长度方向的两端分别具有凹陷部，通过凹陷部来容纳极柱，使得极柱不占据电池包整包高度方向的空间，提高了整包的空间利用率。

Description

单体电池及电池包

技术领域

本申请涉及动力电池技术领域，具体而言，涉及一种单体电池及电池包。

背景技术

为了提高电池包的空间利用率，当前动力电池都往电芯做长的方向发展，例如刀片电池短刀电池等，其原因之一就是长电芯电池在放置于电池包内时可以起到对电池包结构强度的加强作用，从而减少电池包内部加强筋的使用。当电芯做长时，为了提高电芯内部的空间利用率，现有的动力电池通常选择将端子做在电芯左右侧面的两端，这种方式能在一定程度上提高电池的空间利用率，但端子还是占据了整包的宽度方向的空间，整包的空间利用率不高，且电池单体无法在电池包的箱体内直接焊接；还有一些动力电池选择将端子集成在电芯的大面上，虽然端子不占据整包的宽度方向的空间，但是，此种结构的整包的汇流排的焊接将更为困难，且汇流排还是会牺牲掉整包长度或宽度方向的空间，整包的空间利用率不高。

实用新型内容

本申请实施例的目的在于提供一种单体电池及电池包，用以解决现有技术都将端子放在电池左右侧面的两端或将端子集成在电池的大面上，导致汇流排焊接困难，电池单体无法在电池包的箱体内直接焊接，以及整包的空间利用率不高的问题。

本申请实施例提供的一种单体电池，包括壳体和极片；

极片设置于壳体内，并被壳体包围；极片的长度与壳体的长度相适应；其中，壳体的长度L满足400mm≤L≤1500mm；

壳体的顶面沿壳体长度方向的两端分别具有凹陷部，两个凹陷部分别设置有极柱。

上述技术方案中，单体电池包括壳体和极片，单体电池的极柱安装于壳体的顶面，使得极柱本身的高度不占据单体电池长度方向的空间，极片的长度能够做到与壳体的长度相适应，进而在单体电池的尺寸固定的情况下，增大了单体电池的裸电芯的容量，提高了裸电芯对单体电池空间的利用率。由于极柱位于单体电池的顶面，因此，可以将单体电池放置于电池包的箱体内进行焊接，省略掉了将多个单体电池的极柱与汇流排焊接后的整体吊装放入电池包的箱体的这个工序，还方便所有极柱与汇流排的焊接，简化了焊接工艺。并且，壳体的顶面沿壳体长度方向的两端分别具有凹陷部，通过凹陷部来容纳极柱，使得极柱不占据电池包整包高度方向的空间，提高了整包的空间利用率。

在一些可选的实施方式中，壳体包括主壳体和壳体盖板；

壳体盖板为弯折片状结构；

主壳体的顶部与壳体盖板相适应，壳体盖板与主壳体连接时，在壳体盖板的两端形成凹陷部。

在一些可选的实施方式中，还包括连接片和密封绝缘件；

连接片为弯折结构，连接片一端连接极柱，连接片另一端连接极片；

密封绝缘件设置于壳体盖板和连接片之间；

极柱穿过密封绝缘件并伸出壳体盖板。

上述技术方案中，单体电池还包括了用于极柱与极片连接的连接片，由于极柱在壳体顶端，极片的极耳位于壳体长度方向的一端，该连接片为L型的弯折结构，以连接极柱和极片端部的极耳。并且，单体电池还包括了在壳体盖板与连接片之间起绝缘作用的密封绝缘件。

在一些可选的实施方式中，密封绝缘件包括密封圈和下塑胶；

下塑胶与壳体盖板贴合；密封圈套设于极柱上。

上述技术方案中，密封绝缘件包括与壳体盖板贴合的下塑胶，以及套设于极柱上的密封圈，下塑胶与密封圈的弹性挤压能够提高密封效果。

在一些可选的实施方式中，还包括导通块和上塑胶；

上塑胶与壳体盖板贴合，极柱穿过上塑胶与导通块连接。

上述技术方案中，单体电池还包括导通块和上塑胶，上塑胶起到绝缘以及对导通块进行限位的作用，导通块与极柱一端连接，极柱另一端与连接片连接，导通块和连接片共同挤压上塑胶和下塑胶，提高了密封效果。

考虑到单体电池的极柱所在的端子需要一定的面积来满足单体电池和电池包整包的过流需求，需要将端子适当做长，因此，凹陷部的凹陷深度和长度都具有一定的要求。

在一些可选的实施方式中，凹陷部的长度L₁满足10mm≤L₁≤80mm。

在一些可选的实施方式中，凹陷部的凹陷深度h满足5mm≤h≤20mm。

在一些可选的实施方式中，还包括防爆阀和/或注液孔；

防爆阀和/或注液孔设置于凹陷部上。

在一些可选的实施方式中，极片的顶部两端具有缺口部，缺口部与凹陷部相适应。

上述技术方案中，由于凹陷部的凹陷深度和长度会导致单体电池内部极片的空间受限，因此，将极片的形状与单体电池的凹陷部相适应，即在极片的顶部两端具有缺口部，这种具有缺口部的极片能够提高单体电池内部的极片的空间利用率。

本申请实施例提供的一种电池包，包括主箱体、箱体顶盖、汇流排以及多个如以上任一的单体电池；主箱体和箱体顶盖连接时形成内腔；

多个单体电池放置于内腔；

单体电池放置于内腔时，单体电池的极柱朝向上设置，多个极柱与汇流排连接。

上述技术方案中，由于极柱位于单体电池的顶面，在对电池包的单体电池进行焊接时，可以先将单体电池放置于电池包的主箱体内，然后对每个单体电池的极柱进行与汇流排的焊接，最后进行主箱体与箱体顶盖的连接，省略掉了将多个单体电池的极柱与汇流排焊接后的整体吊装放入电池包内这个工序，还方便所有极柱与汇流排的焊接，简化了焊接工艺。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请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申请的某些实施例，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为本申请实施例提供的一种单体电池的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的壳体的结构示意图；

图3为本申请另一实施例提供的壳体的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的连接片与壳体盖板的结构示意图；

图5为本申请实施例提供的极片的示意图；

图6为对比例1的正极片尺寸示意图；

图7为实施例1的正极片尺寸示意图；

图8为实施例2的正极片尺寸示意图；

图9为实施例3的正极片尺寸示意图；

图10为实施例4的正极片尺寸示意图。

图标：1-壳体，2-凹陷部，3-壳体盖板，4-主壳体，5-凸型面板，6-主壳体侧板，71-导通块，72-上塑胶，73-下塑胶，74-密封圈，75-极柱，76-连接片，81-正极片，82-负极片，83-隔膜，84-极耳，85-缺口部。

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描述。

请参照图1，图1为本申请实施例提供的一种单体电池的结构示意图，单体电池包括壳体1和极片；

极片设置于壳体1内，并被壳体1包围；极片的长度与壳体1的长度相适应；其中，壳体1的长度L满足400mm≤L≤1500mm；壳体1的顶面沿壳体长度方向的两端分别具有凹陷部2，两个凹陷部2分别设置有极柱75。

本申请实施例中，单体电池包括壳体1和极片，单体电池的极柱75安装于壳体1的顶面，使得极柱75本身的高度不占据单体电池长度方向的空间，极片的长度能够做到与壳体1的长度相适应，进而在单体电池的尺寸固定的情况下，增大了单体电池的裸电芯的容量，提高了裸电芯对单体电池空间的利用率。由于极柱75位于单体电池的顶面，因此，可以将单体电池放置于电池包的箱体内进行焊接，省略掉了将多个单体电池的极柱75与汇流排焊接后的整体吊装放入电池包的箱体的这个工序，还方便所有极柱75与汇流排的焊接，简化了焊接工艺。并且，壳体1的顶面沿壳体长度方向的两端分别具有凹陷部2，通过凹陷部2来容纳极柱75，使得极柱75不占据电池包整包高度方向的空间，提高了整包的空间利用率。

在一些可选的实施方式中，请参照图2，图2为本申请实施例提供的壳体的结构示意图。其中，壳体包括主壳体4和壳体盖板3，壳体盖板3为弯折片状结构；主壳体4的顶部与壳体盖板3相适应，壳体盖板3与主壳体4连接时，在壳体盖板3的两端形成凹陷部2。

本实施例中，壳体盖板3可以是通过将长条形的片状板进行弯折得到。主壳体4可以是将两个凸型面板5和弯折结构的主壳体侧板6进行焊接得到。

在一些可选的实施方式中，请参照图3，图3为本申请另一实施例提供的壳体的结构示意图。其中，两个凸型面板5和壳体盖板3为一体成型的整体结构，该整体结构可以是由一整块面板在其中间区域冲压一定深度，再将整块面板左右两边进行弯折，得到该整体结构。或者，在另一实施例中该整体结构是由一整块面板先将整块面板两大面弯折形成U型面板，然后将此U型面板的底部冲坑形成中间凸起两侧凹陷的状态。将该整体结构与主壳体侧板6进行焊接，得到壳体。

在一些可选的实施方式中，请参照图4，图4为本申请实施例提供的连接片76与壳体盖板3的结构示意图。单体电池还包括连接片76和密封绝缘件；连接片76为弯折结构，连接片76一端连接极柱75，连接片76另一端连接极片；密封绝缘件设置于壳体盖板3和连接片76之间；极柱75穿过密封绝缘件并伸出壳体盖板3。

本申请实施例中，单体电池还包括了用于极柱75与极片连接的连接片76，由于极柱75在壳体顶端，极片的极耳位于壳体长度方向的一端，该连接片76为L型的弯折结构，以连接极柱75和极片端部的极耳。并且，单体电池还包括了在壳体盖板3与连接片76之间起绝缘作用的密封绝缘件。

在一些可选的实施方式中，密封绝缘件包括密封圈74和下塑胶73；下塑胶73与壳体盖板3贴合；密封圈74套设于极柱75上。

本申请实施例中，密封绝缘件包括与壳体盖板3贴合的下塑胶73，以及套设于极柱75上的密封圈74，下塑胶73与密封圈74的弹性挤压能够提高密封效果。

在一些可选的实施方式中，还包括导通块71和上塑胶72；上塑胶72与壳体盖板3贴合，极柱75穿过上塑胶72与导通块71连接。

本申请实施例中，单体电池还包括导通块71和上塑胶72，上塑胶72起到绝缘以及对导通块71进行限位的作用，导通块71与极柱75一端连接，极柱75另一端与连接片76连接，导通块71和连接片76共同挤压上塑胶72和下塑胶73，提高了密封效果。

考虑到单体电池的极柱75所在的端子需要一定的面积来满足单体电池和电池包整包的过流需求，需要将端子适当做长，因此，凹陷部2的凹陷深度和长度都具有一定的要求。

在一些可选的实施方式中，凹陷部2的长度L₁满足10mm≤L₁≤80mm。

在一些可选的实施方式中，凹陷部2的凹陷深度h满足5mm≤h≤20mm。

在一些可选的实施方式中，还包括防爆阀，防爆阀设置于壳体盖板3的凸起位置或者主壳体4的侧壁或底面。单体电池充电时如果过充，电池内部由于反应会产生气体，使得电池内的压力增大，当压力增大到防爆阀的开启值时，将导致防爆阀开启，从而将电池包内部的气体排出以泄压。

在一些可选的实施方式中，还包括注液孔，注液孔设置于凹陷部2上或主壳体4侧壁或底面左右两端。

在一些可选的实施方式中，请参照图5，图5为本申请实施例提供的极片的示意图，极片的顶部两端具有缺口部，缺口部与凹陷部2相适应。其中，正极片81与负极片82之间设置有隔膜83，正极片81和负极片82在其一端具有极耳84，正极片81和负极片82的顶部两端都具有缺口部85。本申请实施例中，由于凹陷部2的凹陷深度和长度会导致单体电池内部极片的空间受限，因此，将极片的形状与单体电池的凹陷部2相适应，即在极片的顶部两端具有缺口部，这种具有缺口部的极片能够提高单体电池内部的极片的空间利用率。例如，以固定的单体电芯外形尺寸，即长度为620mm，宽度为91mm，厚度为24.7mm，计算裸电芯在单体中的体积利用率，具体对比如下：

表1

如上表，本对比例1和实施例1、2的单体电芯外形尺寸为长度620mm，宽度为91mm，厚度为24.7mm，其正极片尺寸示意图见附图6-8。实施例3单体电芯尺寸为长度400mm，宽度为91mm，厚度为24.7mm，其正极片尺寸示意图见附图9，实施例4单体电芯尺寸为长度1500mm，宽度为91mm，厚度为24.7mm，其正极片尺寸示意图见附图10。本实施例1的单体电池的凹陷部2长度为50mm，凹陷深度为8mm，裸电芯的体积利用率为75.27％；本实施例2的单体电池的凹陷部2长度为40mm，凹陷深度为8mm，裸电芯的体积利用率为75.61％。而端子在两侧的对比例1的裸电芯体积利用率为73.39％。通过对比发现，本申请实施例的裸电芯的体积利用率较常规的端子在其两侧的裸电芯的体积利用率高1.9％-2.2％。另外，如实施例3和4，当改变单体电池的长度时，裸电芯的体积利用率也会变化，单体电芯越长，裸电芯体积利用率越高。

本申请实施例提供的一种电池包，包括主箱体、箱体顶盖、汇流排以及多个如以上任一的单体电池；主箱体和箱体顶盖连接时形成内腔；多个单体电池放置于内腔；单体电池放置于内腔时，单体电池的极柱75朝向上设置，多个极柱75与汇流排连接。

本申请实施例中，由于极柱75位于单体电池的顶面，在对电池包的单体电池进行焊接时，可以先将单体电池放置于电池包的主箱体内，然后对每个单体电池的极柱75进行与汇流排的焊接，最后进行主箱体与箱体顶盖的连接，省略掉了将多个单体电池的极柱75与汇流排焊接后的整体吊装放入电池包内这个工序，还方便所有极柱75与汇流排的焊接，简化了焊接工艺。

在一些可选的实施方式中，电池包内单体电池按照如下规则进行布置：单体电池的长度方向沿电池包宽度方向布置，多个单体电池沿电池包长度方向形成第一电池阵列，电池包内沿电池包高度方向为一层第一电池阵列。

本申请实施例中，单体电池在电池包内的第一种布置方式为：单体电池的长度方向沿电池包宽度方向布置，多个单体电池沿电池包长度方向形成第一电池阵列，电池包内沿电池包高度方向为一层第一电池阵列，单体电池能够起到加强电池包宽度方向结构强度的作用。在采用第一种布置方式时，电池包的宽度尺寸较为固定，电池包的宽度约为单体电池长度L的倍数，但是，对于电池包的长度尺寸可以灵活设置，电池包的长度尺寸由第一电池阵列中单体电池的数量及单体电池间的空隙决定。

采用第一种布置方式的电池包还分为具有纵梁和不具有纵梁的两种情况。

在一些可选的实施方式中，采用第一种布置方式的电池包具有沿电池包长度方向的纵梁，纵梁的两边分别设置有第一电池阵列，纵梁与两条边梁平行。这里的纵梁可以是多根纵梁，纵梁起到加强电池包长度方向结构强度的作用，并由于单体电池起到了加强电池包宽度方向结构强度的作用，电池包长度方向和宽度方向的强度都得到了保证。

在一些可选的实施方式中，采用第一种布置方式的电池包不具有纵梁，此时，电池包由于内部没有纵梁，电池包内部的所有单体电池组成了第一电池阵列，此时电池包的空间利用率更高。

在一些可选的实施方式中，电池包内单体电池还可以按照如下规则进行布置：单体电池的长度方向沿电池包长度方向布置，多个单体电池沿电池包宽度方向形成第二电池阵列，电池包内沿电池包高度方向为一层第二电池阵列。

本申请实施例中，单体电池在电池包内的第二种布置方式为：单体电池的长度方向沿电池包长度方向布置，多个单体电池沿电池包宽度方向形成第二电池阵列，电池包内沿电池包高度方向为一层第二电池阵列，单体电池能够起到加强电池包长度方向结构强度的作用，并由于单体电池起到了加强电池包长度方向结构强度的作用，电池包长度方向和宽度方向的强度都得到了保证。在采用第二种布置方式时，电池包的长度尺寸较为固定，电池包的长度约为单体电池长度的倍数，但是，对于电池包的宽度尺寸可以灵活设置，电池包的宽度尺寸由第二电池阵列中单体电池的数量及单体电池间的空隙决定。

采用第二种布置方式的电池包还分为具有横梁和不具有横梁的两种情况。

在一些可选的实施方式中，电池包内具有沿电池包宽度方向的横梁，横梁的两边分别设置有第二电池阵列。

在一些可选的实施方式中，采用第二种布置方式的电池包具有沿电池包宽度方向的横梁，横梁的两边分别设置有第二电池阵列，横梁与两条边梁垂直。这里的横梁可以是多根横梁，横梁起到加强电池包宽度方向结构强度的作用，并由于单体电池起到了加强电池包长度方向结构强度的作用，电池包长度方向和宽度方向的强度都得到了保证。

在一些可选的实施方式中，采用第二种布置方式的电池包不具有横梁，此时，电池包由于内部没有横梁，电池包内部的所有单体电池组成了第二电池阵列，由此该电池包的空间利用率更高。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

另外，作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

再者，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请的保护范围，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种单体电池，其特征在于，包括壳体和极片；

所述极片设置于所述壳体内，并被所述壳体包围；所述极片的长度与所述壳体的长度相适应；其中，所述壳体的长度L满足400mm≤L≤1500mm；

所述壳体的顶面沿壳体长度方向的两端分别具有凹陷部，两个所述凹陷部分别设置有极柱。

2.如权利要求1所述的单体电池，其特征在于，所述壳体包括主壳体和壳体盖板；

所述壳体盖板为弯折片状结构；

所述主壳体的顶部与所述壳体盖板相适应，所述壳体盖板与所述主壳体连接时，在所述壳体盖板的两端形成所述凹陷部。

3.如权利要求2所述的单体电池，其特征在于，还包括连接片和密封绝缘件；

所述连接片为弯折结构，所述连接片一端连接所述极柱，所述连接片另一端连接所述极片；

所述密封绝缘件设置于所述壳体盖板和连接片之间；

所述极柱穿过所述密封绝缘件并伸出所述壳体盖板。

4.如权利要求3所述的单体电池，其特征在于，所述密封绝缘件包括密封圈和下塑胶；

所述下塑胶与所述壳体盖板贴合；所述密封圈套设于所述极柱上。

5.如权利要求4所述的单体电池，其特征在于，还包括导通块和上塑胶；

所述上塑胶与所述壳体盖板贴合，所述极柱穿过所述上塑胶与所述导通块连接。

6.如权利要求1所述的单体电池，其特征在于，所述凹陷部的长度L₁满足10mm≤L₁≤80mm。

7.如权利要求1所述的单体电池，其特征在于，所述凹陷部的凹陷深度h满足5mm≤h≤20mm。

8.如权利要求1所述的单体电池，其特征在于，还包括防爆阀和/或注液孔；

所述防爆阀和/或注液孔设置于所述凹陷部上。

9.如权利要求1所述的单体电池，其特征在于，所述极片的顶部两端具有缺口部，所述缺口部与所述凹陷部相适应。

10.一种电池包，其特征在于，包括主箱体、箱体顶盖、汇流排以及多个如权利要求1-9任一项所述的单体电池；所述主箱体和箱体顶盖连接时形成内腔；

多个所述单体电池放置于所述内腔；

所述单体电池放置于所述内腔时，所述单体电池的极柱朝向上设置，多个所述极柱与所述汇流排连接。

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