CN218957858U - 电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，提出了一种电池，包括：电池壳体，电池壳体相邻内表面之间形成有拐角，拐角曲面过渡，曲面的曲率半径为R；电芯，电芯设置于电池壳体内，电芯包括正极极片、负极极片以及隔膜，隔膜位于正极极片和负极极片之间，隔膜的外边缘超出正极极片和负极极片设置，且隔膜超出负极极片的长度为L1；绝缘件，绝缘件位于电池壳体和电芯之间，绝缘件的厚度为L2，0.6≤(L1+L2)/R≤5，不仅可以实现电解液的快速浸润，在保证电池壳体和电芯之间可靠绝缘的基础上，也可以保证电池壳体的空间利用率，从而来改善电池的使用性能。

Description

电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池。

背景技术

相关技术中，电池的电池壳体内设置有电芯，电芯的周向拐角处容易与电池壳体形成干涉，从而导致电芯与电池壳体之间存在安全风险。

实用新型内容

本实用新型提供一种电池，以改善电池的使用性能。

本实用新型提供了一种电池，包括：

电池壳体，电池壳体相邻内表面之间形成有拐角，拐角曲面过渡，曲面的曲率半径为R；

电芯，电芯设置于电池壳体内，电芯包括正极极片、负极极片以及隔膜，隔膜位于正极极片和负极极片之间，隔膜的外边缘超出正极极片和负极极片设置，且隔膜超出负极极片的长度为L1；

绝缘件，绝缘件位于电池壳体和电芯之间，绝缘件的厚度为L2，0.6≤(L1+L2)/R≤5。

本实用新型实施例的电池包括电池壳体、电芯以及绝缘件，电芯设置于电池壳体内，绝缘件位于电池壳体和电芯之间，从而实现对电芯和电池壳体的绝缘。电池壳体相邻内表面之间的拐角曲面过渡，曲面的曲率半径为R，电芯包括正极极片、负极极片以及隔膜，隔膜位于正极极片和负极极片之间，隔膜的外边缘超出正极极片和负极极片设置，且隔膜超出负极极片的长度为L1，绝缘件的厚度为L2，通过使得0.6≤(L1+L2)/R≤5，不仅可以实现电解液的快速浸润，在保证电池壳体和电芯之间可靠绝缘的基础上，也可以保证电池壳体的空间利用率，从而来改善电池的使用性能。

附图说明

为了更好地理解本公开，可参考在下面的附图中示出的实施例。在附图中的部件未必是按比例的，并且相关的元件可能省略，以便强调和清楚地说明本公开的技术特征。另外，相关要素或部件可以有如本领域中已知的不同的设置。此外，在附图中，同样的附图标记在各个附图中表示相同或类似的部件。

其中：

图1是根据一示例性实施方式示出的一种电池的结构示意图；

图2是根据一示例性实施方式示出的一种电池的负极极片和隔膜的结构示意图；

图3是根据一示例性实施方式示出的一种电池的负极极片、隔膜以及正极极片的结构示意图。

附图标记说明如下：

10、电池壳体；11、曲面；20、电芯；21、正极极片；22、负极极片；23、隔膜；30、绝缘件。

具体实施方式

下面将结合本公开示例实施例中的附图，对本公开示例实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。本文中的描述的示例实施例仅仅是用于说明的目的，而并非用于限制本公开的保护范围，因此应当理解，在不脱离本公开的保护范围的情况下，可以对示例实施例进行各种修改和改变。

在本公开的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个或两个以上；术语“和/或”包括一个或多个相关联列出项目的任何组合和所有组合。特别地，提到“该/所述”对象或“一个”对象同样旨在表示可能的多个此类对象中的一个。

除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接，或信号连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

进一步地，本公开的描述中，需要理解的是，本公开的示例实施例中所描述的“上”、“下”、“内”、“外”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本公开的示例实施例的限定。还需要理解的是，在上下文中，当提到一个元件或特征连接在另外元件一个或多个“上”、“下”、或者“内”、“外”时，其不仅能够直接连接在另外一个或多个元件“上”、“下”或者“内”、“外”，也可以通过中间元件间接连接在另外一个或多个元件“上”、“下”或者“内”、“外”。

本实用新型的一个实施例提供了一种电池，请参考图1至图3，电池包括：电池壳体10，电池壳体10相邻内表面之间形成有拐角，拐角曲面11过渡，曲面11的曲率半径为R；电芯20，电芯20设置于电池壳体10内，电芯20包括正极极片21、负极极片22以及隔膜23，隔膜23位于正极极片21和负极极片22之间，隔膜23的外边缘超出正极极片21和负极极片22设置，且隔膜23超出负极极片22的长度为L1；绝缘件30，绝缘件30位于电池壳体10和电芯20之间，绝缘件30的厚度为L2，0.6≤(L1+L2)/R≤5。

本实用新型一个实施例的电池包括电池壳体10、电芯20以及绝缘件30，电芯20设置于电池壳体10内，绝缘件30位于电池壳体10和电芯20之间，从而实现对电芯20和电池壳体10的绝缘。电池壳体10相邻内表面之间的拐角曲面11过渡，曲面11的曲率半径为R，电芯20包括正极极片21、负极极片22以及隔膜23，隔膜23位于正极极片21和负极极片22之间，隔膜23的外边缘超出正极极片21和负极极片22设置，且隔膜23超出负极极片22的长度为L1，绝缘件30的厚度为L2，通过使得0.6≤(L1+L2)/R≤5，不仅可以实现电解液的快速浸润，在保证电池壳体10和电芯20之间可靠绝缘的基础上，也可以保证电池壳体10的空间利用率，从而来改善电池的使用性能。

需要说明的是，结合图3所示，电芯20可以包括正极极片21、负极极片22以及隔膜23，隔膜23位于正极极片21和负极极片22之间。正极极片21、负极极片22以及隔膜23可以组成堆叠部，堆叠部通过卷绕或者叠片形成电芯20，而隔膜23的外边缘超出正极极片21和负极极片22设置，此时，隔膜23可以形成对电芯20的绝缘保护，即隔膜23可以使得正极极片21和负极极片22与电池壳体10之间可靠绝缘设置，而进一步设置有绝缘件30，可以提高电芯20和电池壳体10之间的绝缘能力。

隔膜23的外边缘超出正极极片21和负极极片22设置，即可以理解为隔膜23的尺寸相对较大，使得电解液实现快速浸润，(L1+L2)/R小于0.6时，电池壳体10相邻内表面之间的曲面11与正极极片21和负极极片22之间直接触碰的可能性增加，从而会导致电芯内部的正极极片21和负极极片22掉料，存在电池壳体10与电芯20短路的风险。当(L1+L2)/R大于5时，此时由于绝缘件30的厚度较大或隔膜23超负极极片22较多，此时，绝缘件30或者隔膜23会占用较大的电池内部空间，从而导致电池内部整体空间利用率不足。

结合图1所示，电池壳体10相邻内表面之间形成有拐角，且拐角曲面11过渡，会使得曲面11与电芯20之间的距离变近，此时，通过使得隔膜23超出负极极片22设置，并且设置有绝缘件30，可以降低曲面11和电芯20之间电接触的可能性，以此来提高电池的安全使用性能，避免电池使用过程中出现安全风险。

结合图1和图3所示，曲面11的曲率半径表示为R，隔膜23超出负极极片22的长度表示为L1，绝缘件30的厚度表示为L2。

如图1所示，电池壳体10相邻内表面之间形成有拐角，且拐角曲面11过渡，即电池壳体10的拐角区域包括曲面11，此时，电池壳体10的拐角区域与电芯20之间的距离会变小，因此，通过使得隔膜23超出负极极片22设置，可以有效降低电芯20与电池壳体10之间的电路风险，从而来保证电池的安全性能。

电池壳体10相邻内表面之间曲面11过渡，例如，电池壳体10的上表面和侧表面之间具有曲面11过渡，或者，电池壳体10的下表面与侧表面之间具有曲面11过渡，或者，电池壳体10的侧表面之间可以具有曲面11过渡，而电池壳体10的拐角区域可以是相邻两个表面之间的过渡表面，或者，电池壳体10可以是相邻三个表面之间的过渡表面，拐角区域包括曲面11，不仅可以消除电池壳体10的拐角区域的应力集中，且可以增加电池壳体10的结构稳定性。

结合图1所示，电池壳体10可以大致为矩形体，此时，图1中示出的四个曲面11可以是电池壳体10的四个拐角区域，进一步的，电池壳体10可以包括八个拐角区域。或者，图1中示出的四个曲面11可以是电池壳体10相邻两个内表面之间形成的四个曲面。

在一个实施例中，1≤(L1+L2)/R≤3。

在一个实施例中，(L1+L2)/R可以为0.6、0.7、0.8、0.9、1、1.1、1.2、1.5、2、2.5、3、3.5、3.8、4、4.1、4.2、4.5、4.8、4.9或者5等等。

在一个实施例中，L1+L2的范围可以在0.5mm-3mm之间，不仅可以使得隔膜23实现对正极极片21和负极极片22与电池壳体10之间的靠绝缘，且可以使得隔膜23能够有助于电解液实现快速浸润，由此来提高电解液的浸润速率。

R的范围可以在0.5mm-2mm之间，不仅可以避免曲面11过于影响电池壳体10的内部空间，且可以保证曲面11能够实现电池壳体10拐角的应力释放，避免电池壳体10出现应力过于集中而损伤的问题。

L1+L2可以为0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.75mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm、1.9mm、2mm、2.2mm、2.4mm、2.5mm、2.8mm、2.9mm、2.95mm或者3mm等等。

R可以为0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.75mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm、1.9mm或者2mm等等。

在一个实施例中，正极极片21的面积小于负极极片22的面积，以使得负极极片22超出正极极片21设置，从而可以使得正极极片21和负极极片22能够可靠实现电芯20的充电和放电性能，而隔膜23超出负极极片22可以有效实现电芯20与电池壳体10之间的绝缘保护。

在一个实施例中，曲面11可以为圆弧面，不仅可以提高电池壳体10的结构强度，并且圆弧面的设置可以降低电池壳体10出现应力集中的问题，由此可以提高电池的安全性能。

需要说明的是，电池包括电芯和电解质，能够进行诸如充电/放电的电化学反应的最小单元。电芯是指将堆叠部卷绕或层压形成的单元，该堆叠部包括正极极片21、隔膜23以及负极极片22。正极极片21设置有正极活性物质，负极极片22设置有负极活性物质。

在一个实施例中，电池可以为方形电池，即电池可以为四棱柱型电池，四棱柱型电池主要是指外形为棱柱形状，但不严格限定棱柱每条边是否一定为严格意义的直线，边与边之间的拐角不一定为直角，可以为圆弧过渡。

电池可以为叠片式电池，不仅成组方便，且可以加工得到长度较长的电池。具体的，电芯为叠片式电芯，电芯具有相互层叠的正极极片21、与正极极片21电性相反的负极极片22以及设置在正极极片21和负极极片22之间的隔膜23，从而使得多对正极极片21和负极极片22堆叠形成叠片式电芯。

或者，电池可以为卷绕式电池，即将正极极片21、与正极极片21电性相反的负极极片22以及设置在正极极片21和负极极片22之间的隔膜23进行卷绕，得到卷绕式电芯。

在一个实施例中，隔膜23超出负极极片22的长度L1≥1.5mm，从而可以使得隔膜23有效实现对正极极片21和负极极片22与电池壳体10之间的绝缘保护，从而来提高电池的安全使用性能。

且，隔膜23超出负极极片22尺寸较大可以取消电芯底部的底托板，在使得隔膜23超出负极极片22尺寸较大时，底托板的设置影响了电解液的充分浸润，而通过隔膜23超出负极极片22尺寸较大，在取消了底托板时，电解液可通过隔膜23渗透进入电芯20，此外，由于隔膜23之间具有一定间隙，相比于底托板可容纳更多电解液，提升电池整体的循环寿命。

例如，电芯20为叠片式电芯，每个隔膜23的面积大于负极极片22的面积，负极极片22可以位于隔膜23的中间位置，即隔膜的周向外边缘均可以超出负极极片22设置，从而使得负极极片22与正极极片21与电池壳体10之间也可以是通过隔膜23实现绝缘保护的，进而有效避免正极极片21和负极极片22与电池壳体10出现短接风险。

隔膜23超出负极极片22的长度表示为L1，此时，对于隔膜23的四周超出负极极片22相应四周的尺寸可以均相一致，但也可以不相一致，此处L1为一个范围值。

在一个实施例中，绝缘件30为绝缘膜，不仅可以用于实现对电芯20和电池壳体10之间的绝缘保护，并且绝缘膜的质量较小，不仅可以方便绝缘膜的设置，也可以提高电池的能量密度，从而来改善电池的使用性能。

绝缘膜可以设置在电芯20和电池壳体10内表面，例如，绝缘膜可以设置在电池壳体10的内表面上，从而来增加电芯20和电池壳体10之间的绝缘性能；或者，绝缘膜也可以是覆盖在电芯20上的。

隔膜23超出负极极片22的长度L1≥1.5mm时，绝缘件30可以为绝缘膜，从而提高绝缘件30和隔膜23对电芯20和电池壳体10的绝缘保护。

在一个实施例中，绝缘件30包覆电芯20，即绝缘膜可以是电芯20的绝缘膜，不仅实现了对电芯20的绝缘保护，并且形成了对正极极片21、负极极片22以及隔膜23的束缚，从而来保证电芯20的使用性能。

例如，绝缘膜位于电芯20底部的厚度可以相对较大，从而实现对电芯20底部和电池壳体10之间的有效绝缘保护，提高电池的安全使用性能。

在一个实施例中，绝缘件30包覆电芯20的至少四个表面，不仅可以使得绝缘件30可靠固定于电芯20上，并且可以使得绝缘件30能够实现对电芯20的可靠绝缘保护，进而提高了电芯20的安全使用性能，且可以使得绝缘件30有效实现对正极极片21、负极极片22以及隔膜23的束缚保护，避免电芯20出现松动。

在一个实施例中，隔膜23超出负极极片22的长度L1≥0.8mm，从而可以使得隔膜23有效实现对正极极片21和负极极片22与电池壳体10之间的绝缘保护，避免正极极片21和负极极片22与电池壳体10之间出现短路风险，从而来提高电池的安全使用性能。在一个实施例中，绝缘件30包括底托板，底托板不仅可以实现对电芯20与电池壳体10之间的绝缘保护，并且底托板也可以实现对电芯20的可靠支撑保护，提高电池的安全使用性能。

隔膜23超出负极极片22的长度L1≥0.8mm时，绝缘件30可以为底托板，从而提高绝缘件30和隔膜23对电芯20和电池壳体10的绝缘保护，并且底托板也可以实现对电芯20的支撑，提高电芯20在电池壳体10内的稳定性能。

隔膜23超出负极极片22的长度相对较小时，可以使得绝缘件30来实现对电芯20的支撑，由此可以将绝缘件30设置为底托板，从而来通过厚度相对较大的底托板实现对电芯20的有效支撑，并且也可以为电芯20和电池壳体10提供绝缘保护。需要说明的是，隔膜23超出负极极片22的长度L1≥0.8mm时，绝缘件30可以包括底托板和绝缘膜，既可以实现对电芯20的有效支撑，且可以用于实现对电芯20的束缚保护，例如，绝缘膜包覆电芯20的至少四个表面。

在一个实施例中，绝缘件30的厚度L2≤0.3mm，在绝缘件30实现对电芯20和电池壳体10之间的可靠绝缘保护的基础上，也可以避免绝缘件30的厚度过大而占用较大的电池壳体10内部空间，从而来提高电池的能量密度。

在一个实施例中，电池壳体10的厚度为0.3mm-1mm，不仅可以保证电池壳体10的结构强度，并且可以避免电池壳体10过重而影响到电池的能量密度。

电池壳体10的厚度可以为0.3mm、0.31mm、0.32mm、0.33mm、0.35mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.85mm、0.9mm、0.95mm、0.98mm、0.99mm或者1mm等等。

在一个实施例中，电池壳体10的厚度与曲面11的曲率半径R之间的比值为0.1-0.5，在曲面11可以有效保护电池壳体10的基础上，也可以保证电池壳体10的结构强度。

电池壳体10的厚度与曲面11的曲率半径R之间的比值小于0.1时，导致电池壳体10的厚度较薄，而拐角的曲面11的曲率半径较大，存在拐角处断裂的风险，且导致隔膜23超出负极极片22的尺寸或绝缘件30的尺寸较大，导致电池内部空间利用率较低，进而影响电池的整体能量密度。而电池壳体10的厚度与曲面11的曲率半径R之间的比值大于0.5，则会导致电池壳体10的厚度较大，不利于电池内部的空间利用率，且设置较小的拐角不利于电池壳体10的成型。

电池壳体10的厚度与曲面11的曲率半径R之间的比值可以为0.1、0.11、0.12、0.15、0.2、0.25、0.3、0.35、0.4、0.45、0.46、0.48、0.49或者0.5等等。

需要说明的是，电池壳体10可以包括第一壳体件和第二壳体件，第一壳体件和第二壳体件相连接。第一壳体件可以为盖板，此时，第二壳体件可以形成有容纳空间，或者第一壳体件和第二壳体件可以均形成有容纳空间。

曲面11可以是形成于第一壳体件和第二壳体件的连接位置处的，或者，第一壳体件和第二壳体件本身可以形成有曲面11。

第一壳体件和第二壳体件可以独立设置。在某些实施例中，不排除第一壳体件和第二壳体件可以是一个整体结构，通过冲压形成容纳电芯的空间，后续利用焊接进行封闭连接。

在一个实施例中，电池壳体10可以为铝、钢或者铜等等，此处不作限定。

本实用新型的一个实施例还提供了一种电池组，包括上述的电池。

本实用新型一个实施例的电池组包括电池，电池包括电池壳体10、电芯20以及绝缘件30，电芯20设置于电池壳体10内，绝缘件30位于电池壳体10和电芯20之间，从而实现对电芯20和电池壳体10的绝缘。电池壳体10相邻内表面之间的拐角曲面11过渡，曲面11的曲率半径为R，电芯20包括正极极片21、负极极片22以及隔膜23，隔膜23位于正极极片21和负极极片22之间，隔膜23的外边缘超出正极极片21和负极极片22设置，且隔膜23超出负极极片22的长度为L1，绝缘件30的厚度为L2，通过使得0.6≤(L1+L2)/R≤5，不仅可以实现电解液的快速浸润，在保证电池壳体10和电芯20之间可靠绝缘的基础上，也可以保证电池壳体10的空间利用率，从而来改善电池组的使用性能。

在一个实施例中，电池组为电池模组或电池包。

电池模组包括多个电池，电池可以是方形电池，电池模组还可以包括端板和侧板，端板和侧板用于固定多个电池。电池可以是圆柱电池，电池模组还可以包括托架，电池可以固定于托架上。

电池包包括多个电池和箱体，箱体用于固定多个电池。

需要说明的是，电池包包括电池，电池可以为多个，多个电池设置于箱体内。其中，多个电池可以形成电池模组后安装于箱体内。或者，多个电池可以直接设置在箱体内，即无需对多个电池进行成组，利用箱体对多个电池进行固定。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型创造后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和示例实施方式仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的保护范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (13)

1.一种电池，其特征在于，包括：

电池壳体(10)，所述电池壳体(10)相邻内表面之间形成有拐角，所述拐角曲面(11)过渡，所述曲面(11)的曲率半径为R；

电芯(20)，所述电芯(20)设置于所述电池壳体(10)内，所述电芯(20)包括正极极片(21)、负极极片(22)以及隔膜(23)，所述隔膜(23)位于所述正极极片(21)和所述负极极片(22)之间，所述隔膜(23)的外边缘超出所述正极极片(21)和所述负极极片(22)设置，且所述隔膜(23)超出所述负极极片(22)的长度为L1；

绝缘件(30)，所述绝缘件(30)位于所述电池壳体(10)和所述电芯(20)之间，所述绝缘件(30)的厚度为L2，0.6≤(L1+L2)/R≤5。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述曲面(11)为圆弧面。

3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池为四棱柱型电池。

4.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，L1≥1.5mm。

5.根据权利要求4所述的电池，其特征在于，所述绝缘件(30)为绝缘膜。

6.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，所述绝缘件(30)包覆所述电芯(20)；

其中，所述绝缘件(30)包覆所述电芯(20)的至少四个表面。

7.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，L1≥0.8mm。

8.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，所述绝缘件(30)包括底托板。

9.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，L2≤0.3mm。

10.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池壳体(10)的厚度为0.3mm-1mm。

11.根据权利要求10所述的电池，其特征在于，所述电池壳体(10)的厚度与所述曲面(11)的曲率半径R之间的比值为0.1-0.5。

12.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述正极极片(21)的面积小于所述负极极片(22)的面积，以使得所述负极极片(22)超出所述正极极片(21)设置。

13.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，L1+L2的范围为0.5mm-3mm；和/或，R的范围为0.5mm-2mm。

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