CN219180632U - 电芯、电池包和车辆 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电芯、电池包和车辆，属于电池制造技术领域。所述电芯包括：外壳，所述外壳具有焊缝；极芯和侧托板，所述极芯和所述侧托板安装于所述外壳内，且所述侧托板位于所述极芯与所述焊缝之间；盖板组件，所述盖板组件安装于所述外壳的端部。根据本申请的电芯方法，通过侧托板的设置，有效地避免了极芯结构的受损，同时也降低了因极芯内正负极短路导致热失控的风险，保证了电芯的正常运行。

Description

电芯、电池包和车辆

相关申请的交叉引用

本申请要求北京新能源汽车股份有限公司、北京新能源汽车股份有限公司蓝谷动力系统分公司于2022年6月20日提交的，发明名称为“动力电池盖板和电池”的中国专利申请号“202221547710.2”的优先权，其全部内容通过引用结合在本申请中。

技术领域

本申请属于电池制造技术领域，尤其涉及一种电芯、电池包和车辆。

背景技术

一些电芯会采用保护膜包裹极芯的方法，相关技术中，极芯在装配入壳过程中极易与电池壳体发生磕碰，导致极芯外观损伤，磕碰严重时极芯发生正负极间物理接触短路；电池壳体的成型有冲压拉伸、激光焊接、高频焊接、搅拌摩擦焊等加工工艺，这些加工工艺均会造成电池壳体内部残留部分金属屑或焊缝毛刺，电池极芯在装配入壳后，这些残留金属屑或焊缝毛刺极易导致电池极芯发生正负极间物理接触短路，增加充放电时发生热失控的风险。

实用新型内容

本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请提出一种电芯、电池包和车辆，在极芯装配入壳时保护极芯不受外壳焊缝侧的影响。

第一方面，本申请提供了一种电芯，该电芯包括：

外壳，所述外壳具有焊缝；

极芯和侧托板，所述极芯和所述侧托板安装于所述外壳内，且所述侧托板位于所述极芯与所述焊缝之间；

盖板组件，所述盖板组件安装于所述外壳的端部。

根据本申请的电芯，本申请实施例则通过侧托板的设置，有效地避免了极芯结构的受损，同时也降低了因极芯内正负极短路导致热失控的风险，保证了电芯的正常运行。

根据本申请的一个实施例，该电芯还包括：

保护膜，所述保护膜包覆于所述极芯外，且位于所述外壳内，所述保护膜与所述侧托板固定连接。

根据本申请的一个实施例，所述保护膜与所述侧托板通过热熔固定连接。

根据本申请的电芯，通过侧托板结合保护膜的形式，最大限度地保护了极芯不受外壳焊缝侧的倒刺和金属碎屑的干扰，而且保护膜对极芯的包覆方式，也使极芯整体更加牢固。极芯内部多个最小极芯单元也可以通过保护膜的包裹形成稳定可靠的整体结构。

根据本申请的一个实施例，所述侧托板位于所述保护膜外侧；

或者，

所述保护膜包覆于所述极芯及所述侧托板外。

根据本申请的电芯，通过保护膜包覆于所述极芯及所述侧托板外的方式，极芯和侧托板之间无其他结构，保护膜的包覆使极和侧托板固定为协调统一的整体，提升了极芯和侧托板之间的牢靠性。

根据本申请的一个实施例，所述保护膜设有保护膜第二定位结构，所述侧托板设有侧托板定位结构，且所述侧托板定位结构与所述保护膜第二定位结构配合。

根据本申请的一个实施例，所述保护膜第二定位结构和所述侧托板定位结构均为通孔。(结合上述，内侧的一个可以是槽，以防止热熔时，烧坏极芯)

根据本申请的电芯，通过侧托板定位结构与保护膜第二定位结构的配合，极芯、侧托板、保护膜三者间的联系更加紧密，同时侧托板和保护膜作为极芯的第一层保护设置和第二次设置，在和极芯成为协调统一的整体后，对极芯的保护作用也有所增强。

根据本申请的一个实施例，所述盖板组件包括：

集流体保护支架，所述集流体保护支架的夹持区域夹持所述极芯的集流体，且所述侧托板与所述集流体保护支架相连。

根据本申请的电芯，通过特定的尺寸和形状可将侧托板与集流体保护支架进行固定，侧托板可以先与极芯、保护膜紧密结合成为一个整体，然后可再与集流体保护支架固定连接，此种连接形式降低了电池极芯在电池内部发生位移的可能性，增加了极芯在颠簸、振动等恶劣工况下正常充放电的稳定性。

根据本申请的一个实施例，所述集流体保护支架，包括：

第一支架和第二支架，所述第一支架与所述第二支架相对设置，且可拆卸地连接，所述夹持区域位于所述第一支架与所述第二支架之间，所述第一支架与所述第二支架均包括支架限位部，所述侧托板的端部设有侧托板限位部，所述第一支架的支架限位部与所述第二支架的支架限位部卡接所述侧托板限位部。

根据本申请的电芯，集流体保护支架的分体化设计，将结构合理拆分，第一支架和第二支架的设置提高了集流体保护支架的灵活性，使结构在富有层次的同时，更加方便制作成型；而上述侧托板限位部与支架限位部的耦合连接，可以实现侧托与集流体保护支架连接固定，同时通过巧妙设计特定形状的限位部，也让侧托板与集流体保护支架的连接更加实用且灵活，便于安装和拆解。

根据本申请的一个实施例，所述集流体保护支架的外侧设有支架定位结构，所述保护膜设有保护膜第一定位结构，所述支架定位结构与所述保护膜第一定位结构配合。

根据本申请的电芯，集流体保护支架通过定位的方式与保护连接，固定了保护膜的具体位置，保证了加工工艺的精准性，同时集流体保护支架通过保护膜固定了极芯的位置，减少了极芯结构在壳体内的位移，提升了整体结构的统一性和稳定性，降低了电芯充放电失效和热失控的可能性。

根据本申请的一个实施例，所述盖板组件为两个，两个所述盖板组件分别安装于所述外壳的两端，且两个所述盖板组件均包括防爆阀。

根据本申请的电芯，通过多个极柱并联和两侧设置防爆阀，既可以在确保电流强度的情况下提高能量密度，又可以在不影响体积利用率的情况下，提高电芯的安全性。

第二方面，本申请提供了一种电池模组，该电池模组包括：多个如上述中的任一种电芯。

根据本申请的电池模组，通过使用上述电芯，增加了动力电池在颠簸、振动等恶劣工况下正常充放电的稳定性，降低了电池充放电失效和热失控的可能性。

第三方面，本申请提供了一种电池包，该电池包包括：多个如上述中任一种电芯。

根据本申请的电池包，结构极大简化，利用空间得到释放，同等尺寸的电池包容量得以扩展，电池组质量得以减轻，有效地提高了电池能量密度，降低了成本。

第四方面，本申请提供了一种车辆，该车辆包括：如上述中的电池包。

根据本申请的车辆，拥有高功率的承载能力，快速充电，深度放电，续航能力提高；同时延长车辆的使用寿命。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本申请的实践了解到。

附图说明

本申请的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本申请实施例提供的电芯的结构示意图；

图2是本申请实施例提供的电芯的局部结构爆炸示意图；

图3是本申请实施例提供的电芯的极芯单元的结构示意图；

图4是本申请实施例提供的电芯的正极盖板组件的结构示意图；

图5是本申请实施例提供的电芯的负极盖板组件的结构示意图；

图6是本申请实施例提供的电芯的泄压时的原理示意图；

图7是本申请实施例提供的电芯的盖板组件的爆炸示意图；

图8是本申请实施例提供的电芯的侧托板的结构示意图；

图9是本申请实施例提供的电芯的侧托板与盖板组件的装配示意图；

图10是本申请实施例提供的电芯的侧托板与盖板组件的装配结构局部示意图；

图11是本申请实施例提供的电芯的集流体保护支架的局部结构爆炸示意图；

图12是本申请实施例提供的电芯的集流体保护支架的结构示意图；

图13是本申请实施例提供的电芯的集流体保护支架的爆炸示意图；

图14是本申请实施例提供的电芯的保护膜的展开结构示意图；

图15是本申请实施例提供的电芯的集流体保护支架与保护膜的装配示意图；

图16是本申请实施例提供的电芯的集流体保护支架与保护膜的装配结构局部示意图。

附图标记：

外壳100；

极芯300，正极片310，负极片320，隔膜330；

侧托板440，侧托板定位结构441，侧托板限位部446；

盖板组件500，正极盖板组件500a，负极盖板组件500b；

盖板510，正极盖板510a，负极盖板510b，防爆阀511，正极防爆阀511a，负极防爆阀511b，极柱512，正极柱512a，负极柱512b，注液孔514，正极注液孔514a，负极注液孔514b；

第一绝缘件520，第一泄压孔521，第一凹槽522，第一弱化结构523，第二避让孔524，第一卡接件527；

集流体保护支架530，第一支架530a，第二支架530b，夹持臂531，连接部532，支架定位结构533，加强筋534，第二卡接件535，支架限位部536，卡接公头537，卡接母头538，第二泄压孔539，减重孔540；

压板560，正极压板560a，负极压板560b，第一避让孔564；

保护膜700，保护膜第一定位结构710，保护膜第二定位结构720。

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。

本申请公开了一种电芯。

下面参考图1-图7描述根据本申请实施例的电芯。

在一些实施例中，如图1-2所示，电芯包括：外壳100、极芯300(因极芯300包裹在外壳100内部，图1和图2中并未标出)和两个盖板组件500。

如图1所示，外壳100可以为薄壁壳体，比如外壳100的厚度可以为0.3mm-0.8mm，在一些实施例中，外壳100的厚度可以为0.5mm或0.7mm。外壳100可以采用铝合金板材或钢板，外壳100的形状可以制成长条扁平化的形状。

比如，在实际的执行中，可以将一整片完整的铝皮卷成长方体筒状，并在重叠的两个侧边上焊接，形成两端敞开，四周封闭的中空方管。其中，该焊接可以为折弯焊接或者高频焊接成型。在焊接完成后，可以经过两次或其他次数的拉伸，得到长而薄的外壳100。铝合金壳体质量轻，在应用中一旦出现电池爆炸的现象，铝壳可减小爆炸冲击力。

或者外壳100可以用两片相同的铝皮进行焊接，将两片铝皮的其中一个侧边焊接相连，并将两片铝皮的另外一侧也焊接相连，形成如同上述的两端敞开，四周封闭的中空方管，可以经过两次或其他次数的拉伸，得到长而薄的外壳100。以此为例制作出的外壳100在两侧分别均留有焊缝，而上述采用一整块铝皮进行加工的外壳100则只在被焊接的一侧留有焊缝。

极芯300设于外壳100内，极芯300可以包括正极片310、负极片320、隔膜330和电解液，极芯300可采用叠片或卷绕方式成型，极芯300可以包含一个或多个最小极芯单元。

下面介绍极芯300通过叠片方式成型的示例。

如图3所示，在隔膜330上放置一层负极片320，再在负极片320上又放置一层隔膜330，然后在负极片320上的隔膜330上放置正极片310，最后在正极片310上再放置一层隔膜330，以此制备出最小极芯单元。需要说明的是，一个最小极芯单元并不能组成完整的极芯300，制作完整的极芯300需要将上述最小极芯单元在厚度方向上逐层叠加。

下面介绍极芯300通过卷绕方式成型的示例。

在隔膜330上放置一层负极片320，再在负极片320上又放置一层隔膜330，然后在负极片320上的隔膜330上放置正极片310，最后在正极片310上再放置一层隔膜330，将上述最小极芯单元通过卷针的转动，卷成一个层层包裹的卷芯状，卷芯可以为圆柱形或者椭圆柱形，卷针可以为棱形、椭圆形或者圆形等。

正极集流体从极芯300的一端导出，并通过焊接的方式与正极柱512a连接，负极集流体从极芯300的另一端导出，并通过焊接的方式与负极柱512b连接。

在实际的执行中，可以将集流体通过点焊的方式焊成一个金属板，再以极柱512作为内层焊接件，极片集流体位于极柱512两面，可采用电磁脉冲焊接方式将极柱512的两面分别与金属板进行焊接。可以理解的是，电流通过集流体导入极柱512，再经由伸出外壳100的多个极柱512输出放电。

如图1-图2所示，两个盖板组件500分别安装于外壳100的两端，盖板组件500与外壳100可以通过激光焊接相连，两个盖板组件500分别为正极盖板组件500a和负极盖板组件500b。

如图4所示，正极盖板组件500a可以包括正极柱512a和正极防爆阀511a。

如图5所示，负极盖板组件500b可以包括负极柱512b和负极防爆阀511b。

正极柱512a可以是导电材料，或者正极柱512a也可以是多材质复合材料，比如正极柱512a可以采用三元正极材料，三元正极材料可以包括镍、钴、锰三种材料，或者三元正极材料也可以包括镍、钴、铝三种材料，且正极柱512a也可以设置保护片。

正极柱512a可以设置为多个，其中，多个表示两个或两个以上，正极柱512a可以做成圆形、方形或者其他形状，正极柱512a的其中一端可以与电池内部的极芯300通过一体化焊接连接，另一端伸出壳体与外部电路连接，从而达到充放电的作用。

负极柱512b可以是导电材料，比如负极柱512b可以采用铝、铜铝摩擦焊或其他材质，且负极柱512b也可以设置保护片。

负极柱512b可以设置为多个，其中，多个表示两个或两个以上，负极柱512b可以做成圆形、方形或者其他形状，负极柱512b的其中一端可以与电池内部的极芯300通过一体化焊接连接，另一端伸出壳体与外部电路连接，从而达到充放电的作用。

相关技术中，极柱512只设置为一个，从而导致电池容量小，允许的电流强度也相应降低。

可以理解的是，上述技术会减小电流强度，影响能量密度的大小，特别是对于电池供能的设备，充满电后能完成的工作量较小，同样质量下，电池组的电容量也达不到需求。本申请实施例的电芯由于设有多个极柱512，允许的电流更强，能量密度更大，与此同时同等重量的电池组电池容量也更大。

正极防爆阀511a可以设置在正极盖板组件500a的第二端(图4中右端)，正极防爆阀511a可以采用铝合金材料，且正极防爆阀511a可以运用一体成型的方式与正极盖板510a相连接。正极防爆阀511a可以采用圆形、椭圆形或者其他形状，且正极防爆阀511a的上方可覆盖保护片。

在实际的执行中，当电池包壳体内部压强小于正极防爆阀511a所设定的爆破值时，热气从压强高的一方流向压强低的一方，气体通过正极防爆阀511a向外排放，而当壳体内部压强小于外部压强时，气体将从正极防爆阀511a进入内腔，从而实现内外气压平衡。

负极防爆阀511b可以设置在负极盖板组件500b的第二端(图4中右端)，负极防爆阀511b可以采用铝合金材料，且负极防爆阀511b可以运用一体成型的方式与负极盖板510b相连接。负极防爆阀511b可以采用圆形、椭圆形或者其他形状，且负极防爆阀511b的上方可覆盖保护片。

在实际的执行中，当电池包壳体内部压强小于负极防爆阀511b所设定的爆破值时，热气从压强高的一方流向压强低的一方，气体通过负极防爆阀511b向外排放，而当壳体内部压强小于外部压强时，气体将从负极防爆阀511b进入内腔，从而实现内外气压平衡。

需要说明的是，防爆阀511在电芯内部需要设置塑料或其他材质的保护件，占用一定电芯内部空间。本电芯在两侧引出极柱512，盖板510下需设置塑胶件及保护支架等，已占据一定空间，因而在两侧的盖板组件500上设置防爆阀511，不会浪费电芯内部空间。

如图6所示，本申请实施例通过设置两个防爆阀511，如果电芯发生热失控，热气可以通过较短的泄压路径到达指定地点，上述实施例可以有效缩短泄压传输的路径，引导压力在防爆阀511位置喷发，有效降低了安全风险。

需要说明的是，防爆阀511的设置可以是镜像对称布置或者中心对称布置，镜像对称布置是两端的防爆阀511位置对应、两端的注液孔514位置对应，中心对称布置则是一端的防爆阀511与另一端的注液孔514位置对应。

在本申请实施例中将正极防爆阀511a和负极防爆阀511b都镜像对称布置，即都设置在第一端，镜像对称布置可以让防爆阀511和注液孔514两端相互对应，同时使电芯内部空间布局合理灵活。

如图4所示，正极盖板组件500a还可以包括正极注液孔514a。正极注液孔514a是位于正极盖板组件500a的第一端(图4中左端)的圆形凹槽中间开的小孔，正极注液孔514a的上方可以包括封堵洞口的孔盖，孔盖可以是铝帽，形状可以是圆形或者其他形状。在实际的执行中，电解液可以通过正极注液孔514a注入，预充、老化等过程产生的气体可以从正极注液孔514a排出，在完成电池所需的全部电解液注入后，可将正极注液孔514a用橡胶塞塞住，并用铝帽焊接封死。

如图5所示，负极盖板组件500b还可以包括负极注液孔514b。负极注液孔514b是位于负极盖板组件500b的第一端(图5中左端)的圆形凹槽中间开的小孔，负极注液孔514b的上方可以包括封堵洞口的孔盖，孔盖可以是铝帽，形状可以是圆形或者其他形状。在实际的执行中，电解液可以通过负极注液孔514b注入，预充、老化等过程产生的气体可以从负极注液孔514b排出，在完成电池所需的全部电解液注入后，可将负极注液孔514b用橡胶塞塞住，并用铝帽焊接封死。

根据本申请实施例提供的电芯，通过多个极柱512并联和两侧设置防爆阀511，既可以在确保电流强度的情况下提高能量密度，又可以在不影响体积利用率的情况下，提高电芯的安全性。

在一些实施例中，如图1-2所示，本申请实施例提供的电芯，长度为L，高度为H，厚度为T，满足：500mm≤L≤620mm，70mm≤H≤130mm，14mm≤T≤25mm。比如，在一些实施例中，电芯的具体尺寸为：L＝580mm，H＝80mm，T＝20mm。在本申请实施例中，电芯的具体尺寸为：L＝600mm，H＝112mm，T＝15.5mm。

在实际的执行中，多个极芯300单元堆叠出的极芯300可以输出强大的电流，以供充电的需求，较薄的壳体也减小了体积利用率，即使电芯发生热失控，热气也可以从两侧的防爆阀511排出。

上述这种长薄化设计，增加了极芯300堆叠层数，从而加大了能量体积密度，且在缩小体积的前提下，结合多极柱512的结构设计，可以增大允许的电流强度，且结合两端防爆阀511的结构设计，又可减小热失控的危害性。

在一些实施例中，如图7所示，盖板组件500还可以包括：盖板510、第一绝缘件520和集流体保护支架530。

盖板510设置于壳体空心的两侧，盖板510可以通过铆接或者铆接和焊接相结合的方式与极柱512进行密封固定，防爆阀511设置于盖板510上用于防止热失控，且注液孔514设置于盖板510上可以用于注液取样，盖板510封住镂空的外壳100，以保护内部的极芯300或者其他零部件。

第一绝缘件520安装于盖板510靠近极芯300的一侧，第一绝缘件520可以是橡胶、塑料或者其他绝缘材质，且在与防爆阀511相对的位置设有第一泄压孔521，第一泄压孔521在保证结构强度的前提下，有利于泄压，且第一泄压孔521起到保护防爆阀511的作用，防止因电芯内部可能存在的异物使防爆阀511物理失效。

如图7所示，第一绝缘件520还可以包括第二避让孔524，第二避让孔524是设置在第一绝缘件520靠近中部位置的镂空孔，第二避让孔524可以是与极柱512相对应的圆形、方形或者其他形状，第二避让孔524可以是与极柱512相对应的多个，比如，在一些实施例中，第一绝缘件520的第二避让孔524是三个。

集流体保护支架530可以用于夹持集流体，换句话说，集流体在装配焊接时容易发生震动导致焊条被震断，集流体保护支架530则可以通过对集流体施加一定的夹持力，从而减小集流体的震动力。

集流体保护支架530安装于第一绝缘件520靠近极芯300的一侧，并与第一绝缘件520相连。如图7所示，第一绝缘件520可以设置第一卡接件527，第一卡接件527位于第一绝缘件520靠近集流体保护支架530的一侧，第一卡接件527可以设置四个，且可以设置于第一绝缘体靠近集流体保护支架530夹持壁的两边，一边则可以分别设置两个，第一卡接件527可以是弯曲弧度小于90°的悬臂挂钩形状。

集流体保护支架530可以设置第二卡接件535，集流体保护支架530的第二卡接件535和第一绝缘件520的第一卡接件527相连接，从而可以实现集流体保护支架530和第一绝缘件520的相互卡接。

如图7所示，集流体保护支架530还可以包括第二泄压孔539，第二泄压孔539可以设置于集流体保护支架530靠近防爆阀511的一端，且与上述第一绝缘件520的第一泄压孔521位置相对应。第二泄压孔539在保证结构自身强度的前提下，提高了泄压的效率。

如图7所示，集流体保护支架530可以包括夹持臂531和连接部532，夹持臂531可以设置于集流体保护支架530的中部，连接部532则可以设置于集流体保护支架530的两端。在实际的执行中，极柱512可以穿过集流体保护支架530的夹持区域，且集流体保护支架530的夹持臂531可以将集流体紧密固定，在外壳100与盖板组件500装配焊接的过程中，集流体在集流体保护支架530的夹持下不再震动，降低了因集流体震动导致焊条撕断的风险。

集流体保护支架530的具体零部件和细节在后文详述其方案时再作赘述，此处则不进行逐一拆解说明。

在一些实施例中，如图7所示，第一绝缘件520在与防爆阀511相对的位置设有第一弱化结构523，第一弱化结构523环绕第一泄压孔521设置。第一弱化结构523可以是镂空孔或者是凹槽，且第一弱化结构523的数量可以是多个。

在实际的执行中，当电芯内热失控严重时，短时间散发大量热气体，气体需要通过第二泄压孔539和第一泄压孔521才能到达位于电芯两端的防爆阀511，而第二泄压孔539和第一泄压孔521的面积有限也同样降低了散热的效率。

第一弱化结构523在大量气体通过第一泄压孔521的时候，通过弱化泄压孔的周边结构，使泄压孔周边易于被大量热气冲毁，从而加大泄压孔面积，加快泄压速率，使爆炸的风险下降，保障了电芯的安全性。

在一些实施例中，如图7所示，第一绝缘件520在朝向盖板510的一侧设有阶梯型的第一凹槽522，防爆阀511突出于盖板510的部分位于第一凹槽522内。第一凹槽522可以为圆形阶梯凹槽、方形阶梯凹槽或者其他形状。

防爆阀511在与盖板510连接后，在靠近第一绝缘件520的一侧留有突出的一部分，第一绝缘件520的第一凹槽522与防爆阀511突出盖板510的部分耦合，即第一凹槽522的形状与防爆阀511的形状相对应。第一凹槽522的设置在保证了第一绝缘件520和集流体保护支架530的紧密连接的情况下，也增强了防爆阀511的耐久性。

在一些实施例中，如图7所示，第一绝缘件520在与防爆阀511相对的位置设有第一弱化结构523，第一弱化结构523包括多个镂空孔，且至少部分镂空孔位于第一凹槽522的多个阶梯面。第一凹槽522的多个阶梯面的任意一个阶梯面，其刚度都不尽相同，在热气震碎第一凹槽522时，刚度不同的阶梯面也导致震碎程度不同。

在实际的执行中，第一弱化结构523的部分镂空孔横跨多个阶梯面，即第一弱化结构523同时弱化了第一凹槽522的多个阶梯面，当热失控严重时，热气在第一弱化结构523的帮助下，轻松震碎第一凹槽522的所有阶梯面，增大气体流动面积，保证了安全性。

需要说明的是，第一绝缘件520的第一泄压孔521、第一凹槽522和第一弱化结构523可以是中心对称布置，也就是说，在第一绝缘件520上与第一泄压孔521相对的一端也设有相同形状的孔，在第一绝缘件520上与第一凹槽522相对的一端也设有相同形状的凹槽，在第一绝缘件520上与第一弱化结构523相对的一端也设有相同形状的结构，这样可以形成防呆设计，便于装配。

在一些实施例中，如图7所示，集流体保护支架530还包括加强筋534，向内侧突出的加强筋534位于集流体保护支架530的夹持区域的端部，加强筋534可以是与集流体保护支架530一体成型，加强筋534可以分别设置在集流体保护支架530的夹持区域的4个端部。

加强筋534的设置可以增大集流体保护支架530对集流体的夹持力，减少集流体的震动，而且设置在端部的加强筋534也提高了集流体保护支架530自身的强度和刚度。

上述第二泄压孔539可以设置于加强筋534上，第二泄压孔539可以设置为长方形或其他形状，且相对应的加强筋534上可以设置多个第二泄压孔539。

在实际的执行中，壳体内的高压强气体穿过集流体保护支架530的第二泄压孔539，到达第一绝缘件520，穿过第一绝缘件520的第一泄压孔521到达盖板510，最后从盖板510的防爆阀511导出，上述这种方式确保了高压强气体的顺利流通。

需要说明的是，集流体保护支架530的第二泄压孔539可以是中心对称布置，也就是说，在集流体保护支架530上与第二泄压孔539相对的一端也设有相同形状的孔，这样可以形成防呆设计，便于装配。

在一些实施例中，如图7所示，盖板组件500还包括：压板560。

压板560安装于盖板510背离极芯300的一侧，压板560可以采用铝材质、钢材质或者其他材质，压板560未闭合的下沿焊接在盖板510上，如图7所示，压板560还包括第一避让孔564。

第一避让孔564是设置在盖板510靠近中部位置的镂空孔，第一避让孔564可以是与极柱512相对应的圆形、方形或者其他形状，第一避让孔564可以是与极柱512相对应的多个，比如，在一些实施例中，盖板510的第一避让孔564是三个。需要说明的是，第一绝缘体的第二避让孔524与盖板510的第一避让孔564，两者之间的数量相等，且两者之间位置也一一对应。

上述中第一绝缘件520可设有多个第二避让孔524，极柱512可以贯穿第二避让孔524，且可以伸入第一避让孔564，盖板510上设有注液孔514，防爆阀511和注液孔514位于压板560的两侧，其中，压板560的高度可以设置与注液孔514的高度一致，方便在系统成组时进行焊接。

可以理解的是，第一避让孔564可以使两个及两个以上的极柱512，通过压板560实现多极柱512间的连接，保证大倍率充放电时极柱512的过流能力，降低极柱512在充放电时的温升。

本申请还公开了一种电池模组，该电池模组包括：多个电芯，该电芯为上述任一种电芯。

多个上述电芯经过串并联方式组合并加保护线路板及外壳100后可以组成电池模组，多个电芯可以用同一个外壳100框架封装在一起，然后可以通过统一的边界与外部联系其中，多个表示2个或2个以上。多个电芯组成的电池模组可以直接为相关设备提供电能。

本申请实施例的电池模组通过使用上述电芯，在保证自身能量密度的同时，还可减小热失控带来的危害，提高模组的使用安全性，加强其过流能力。

本申请还公开了一种电池包，该电池包包括：多个电芯，该电芯为上述任一种电芯。

电池包可以通过电芯直接组装电池包的方式制成，或者电池包可以通过电芯组成电池模组后再组装成电池包的方式制成。

下面分别从两种不同的实现角度，对本申请实施例进行具体说明。

其一，电芯直接组装电池包。

在该实施方式中，多个电芯排列在一起，通过特定的技术处理手段直接集成为一个完整的电池包，并且上述电池包作为相关设备结构的一部分集成到设备地板上。

在实际的执行中，该电池包结构极大简化，利用空间得到释放，同等尺寸的电池包容量得以扩展，电池组质量得以减轻，有效地提高了电池能量密度，降低了成本。

其二，电芯组成电池模组后再组装成电池包。

在该实施方式中，多个上述电芯经过串并联方式组合并加保护线路板及外壳100后可以组成电池模组，多个电芯可以用同一个外壳100框架封装在一起，然后可以通过统一的边界与外部联系。其中，多个表示2个或2个以上，多个上述电池模组经过电池管理系统和热管理系统共同控制或者管理后后可以组成电池包。

在实际的执行中，即使电池包外壳100受损，电池模组可以提供保护；电池模组受损，电芯本体也有自我保护能力。上述组装方式，通过微观组成宏观，实现了电池包结构的精巧性和安全性，而且每个模组都有单独壳体保护和控制单元，便于电池的控制和热管理。

本申请还公开了一种车辆，该车辆包括：电池包，该电池包为上述任一种电池包。

上述一个电池包可以安装在车辆的底盘上，在车辆行驶和运行中提供动力，在实际的执行中，当车辆发动机启动时，电池包可以在短时间内提供大量电流，使车辆正常启动和行驶。

安装有上述电池包的车辆，拥有高功率的承载能力，启动、加速方便，充放电能力和续航能力提高；同时也可以提升安全性能。

本申请还公开了另一种电芯。

下面参考图1-图10描述根据本申请实施例的电芯。

在一些实施例中，如图1-图2所示，电芯包括：外壳100、极芯300(因极芯300包裹在外壳100内部，图1和图2中并未标出)、侧托板440(因侧托板440包裹在外壳100内部，图1和图2中并未标出)和盖板组件500。

如图1所示，外壳100可以为薄壁壳体，比如外壳100的厚度可以为0.3mm-0.8mm，在一些实施例中，外壳100的厚度可以为0.5mm或0.7mm。外壳100可以采用铝合金板材或钢板，外壳100的形状可以制成长条扁平化的形状。

比如，在实际的执行中，可以将一整片完整的铝皮卷成长方体筒状，并在重叠的两个侧边上焊接，形成两端敞开，四周封闭的中空方管。其中，该焊接可以为折弯焊接或者高频焊接成型。在焊接完成后，可以经过两次或其他次数的拉伸，得到长而薄的外壳100。铝合金壳体质量轻，在应用中一旦出现电池爆炸的现象，铝壳可减小爆炸冲击力。

或者外壳100可以用两片相同的铝皮进行焊接，将两片铝皮的其中一个侧边焊接相连，并将两片铝皮的另外一侧也焊接相连，形成如同上述的两端敞开，四周封闭的中空方管，可以经过两次或其他次数的拉伸，得到长而薄的外壳100。以此为例制作出的外壳100在两侧分别均留有焊缝，而上述采用一整块铝皮进行加工的外壳100则只在被焊接的一侧留有焊缝。

极芯300设于外壳100内，极芯300可以包括正极片310、负极片320、隔膜330和电解液，极芯300可采用叠片或卷绕方式成型，极芯300可以包含一个或多个最小极芯单元。

下面介绍极芯300通过叠片方式成型的示例。

如图3所示，在隔膜330上放置一层负极片320，再在负极片320上又放置一层隔膜330，然后在负极片320上的隔膜330上放置正极片310，最后在正极片310上再放置一层隔膜330，以此制备出最小极芯单元。需要说明的是，一个最小极芯单元并不能组成完整的极芯300，制作完整的极芯300需要将上述最小极芯单元在厚度方向上逐层叠加。

下面介绍极芯300通过卷绕方式成型的示例。

在隔膜330上放置一层负极片320，再在负极片320上又放置一层隔膜330，然后在负极片320上的隔膜330上放置正极片310，最后在正极片310上再放置一层隔膜330，将上述最小极芯单元通过卷针的转动，卷成一个层层包裹的卷芯状，卷芯可以为圆柱形或者椭圆柱形等，卷针可以为棱形、椭圆形或者圆形。

正极集流体从极芯300的一端导出，并通过焊接的方式与正极柱512a连接，负极集流体从极芯300的另一端导出，并通过焊接的方式与负极柱512b连接。

在实际的执行中，可以将集流体通过点焊的方式焊成一个金属板，再以极柱512作为内层焊接件，极片集流体位于极柱512两面，可采用电磁脉冲焊接方式将极柱512的两面分别与金属板进行焊接。可以理解的是，电流通过集流体导入极柱512，再经由伸出外壳100的多个极柱512输出放电。

盖板组件500与外壳100可以通过激光焊接相连，极芯300的极耳可以通过盖板组件500伸出电芯，盖板组件500可以将极芯300和上述侧托板440封闭在电芯的外壳100内，对极芯300起到了保护作用。

如图7所示，盖板组件500可以包括注液孔514。注液孔514是位于盖板组件500的第一端(图7中左端)的圆形凹槽中间开的小孔，注液孔514的上方可以包括封堵洞口的孔盖，孔盖可以是铝帽，形状可以是圆形、方形或者其他形状。

在实际的执行中，电解液可以通过正极注液孔514a注入，预充、老化等过程产生的气体可以从注液孔514排出，在完成电池所需的全部电解液注入后，可将注液孔514用橡胶塞塞住，并用铝帽焊接封死。

侧托板440设置于极芯300与上述外壳100的焊缝之间，侧托板440可以采用塑胶材质，比如PP(聚丙烯)、PC(聚碳酸酯)、PPS(聚苯硫醚)、PEI(聚醚酰亚胺)、PFA(少量全氟丙基全氟乙烯基醚与聚四氟乙烯的共聚物)或者氟橡胶等。侧托板440的形状可以是长条状。相关技术中，极芯300在装配入壳过程中极易与壳体发生磕碰，导致极芯300外观受损，磕碰严重时极芯300发生正负极间物理接触短路，而且外壳100的成型有冲压拉伸、高频焊接、搅拌摩擦焊等加工工艺，这些加工工艺均会造成壳体内部残留部分金属屑或焊缝毛刺，极芯300在装配入壳时，这些残留金属屑或焊缝毛刺极易导致极芯300发生正负极间物理接触短路。

在实际的执行中，极芯300的侧边可以与侧托板440相连接，侧托板440对应外壳100的焊缝一侧，将装配好侧托板440的极芯300插入外壳100内，在此过程中，侧托板440可以代替极芯300，与外壳100的焊缝侧摩擦接触，避免极芯300与焊缝侧的尖锐物质和残留物质摩擦接触。

本申请实施例则通过侧托板440的设置，有效地避免了极芯300结构的受损，同时也降低了因极芯300内正负极短路导致热失控的风险，保证了电芯的正常运行。

在一些实施例中，如图14所示，电芯还包括：保护膜700。

保护膜700包覆于极芯300外，且保护膜700设置于外壳100内，上述侧托板440与极芯300连接，保护膜700则与侧托板440固定连接。保护膜700和侧托板440的连接方式可以是热熔固定连接或者其他连接方式。保护膜700的形状可以是长方形或者其他形状。保护膜700可以采用绝缘材料，比如聚酰亚胺、聚乙烯、聚四氟乙烯或者其他材料。

相关技术中，设置保护膜700来防护极芯300，本申请的发明人发现，在实践上，保护膜700更多的是起到隔离外壳100内残留的微小物质的作用，在外壳100的焊缝侧有倒刺的情况下，保护膜700极易被刺破，从而导致极芯300受损严重、正负极短路。

本申请通过侧托板440结合保护膜700的形式，最大限度地保护了极芯300不受外壳100焊缝侧的倒刺和金属碎屑的干扰，而且保护膜700对极芯300的包覆方式，也使极芯300整体更加牢固。极芯300内部多个最小极芯单元也可以通过保护膜700的包裹形成稳定可靠的整体结构。

在一些实施例中，如图8和图14所示，保护膜700设有保护膜第二定位结构720，侧托板440设有侧托板定位结构441，且侧托板定位结构441与保护膜第二定位结构720配合。

保护膜第二定位结构720可以设置在保护膜700的长边，两边可分别各设置多个，比如在一些实施例中，保护膜700的两个长边分别各设置2个。保护膜第二定位结构720可以是定位孔、定位柱或者其他定位结构，保护膜第二定位结构720可以是圆形、方形或者其他形状，比如，在一些实施例中，保护膜第二定位结构720是圆形通孔。

侧托板定位结构441可以在侧托板440上设置多个，比如在一些实施例中，侧托板定位结构441可以是2个。侧托板定位结构441也可以是定位柱、定位柱或者其他定位结构，侧托板定位结构441可以是圆形、方形、腰型或者其他形状，比如，在一些实施例中，侧托板定位结构441是圆形通孔。

需要说明的是，侧托板定位结构441与保护膜第二定位结构720的数量需要一一对应。

在实际的执行中，保护膜第二定位结构720可以先与侧托板定位结构441第一次定位，保护膜700包裹住极芯300绕至一定圈数后，保护膜第二定位结构720可以与侧托板定位结构441进行第二次定位，最后通过热熔的方式固定连接。其中，一定圈数表示一圈或者一圈以上的圈数。需要说明的是，热熔的熔接位置可定义在定位结构处，也可在侧托板440与绝缘膜重合后的其他极芯300位置。

可以理解的是，通过侧托板定位结构441与保护膜第二定位结构720的配合，极芯300、侧托板440、保护膜700三者间的联系更加紧密，同时侧托板440和保护膜700作为极芯300的第一层保护设置和第二次设置，在和极芯300成为协调统一的整体后，对极芯300的保护作用也有所增强。

在一些实施例中，如图7-图9所示，集流体保护支架530的夹持区域夹持极芯300的集流体，且侧托板440与集流体保护支架530相连。

集流体保护支架530可以包括夹持臂531和连接部532，夹持臂531可以设置于集流体保护支架530的中部，连接部532则可以设置于集流体保护支架530的两端。在实际的执行中，集流体可以穿过集流体保护支架530的夹持区域，且集流体保护支架530的夹持臂531可以将集流体紧密固定，在外壳100与盖板组件500装配焊接的过程中，集流体在集流体保护支架530的夹持下不再震动，降低了因集流体震动导致焊条撕断的风险。

上述极芯300设置侧托板440结构，通过特定的尺寸和形状可将侧托板440与集流体保护支架530进行固定，侧托板440可以先与极芯300、保护膜700紧密结合成为一个整体，然后可再与集流体保护支架530固定连接，此种连接形式降低了电池极芯300在电池内部发生位移的可能性，增加了极芯300在颠簸、振动等恶劣工况下正常充放电的稳定性。

在一些实施例中，如图9-图11所示，集流体保护支架530包括：第一支架530a和第二支架530b。第一支架530a和第二支架530b相对设置，且可拆卸地连接，夹持区域位于第一支架530a与第二支架530b之间，第一支架530a与第二支架530b均包括支架限位部536，侧托板440的端部设有侧托板限位部446，第一支架530a的支架限位部536与第二支架530b的支架限位部536卡接侧托板限位部446。

支架限位部536可以设置于集流体保护支架530的端部，第一支架530a和第二支架530b可以分别均设置一个限位部，第一支架530a的支架限位部536的形状可以是上端直线下端半圆弧线的形状，第一支架530a的支架限位部536的形状可以是上端直线下端半圆弧线的形状，第一支架530a的支架限位部536和第二支架530b的支架限位部536可以组合成完整的限位结构。

可以理解的是，上述集流体保护支架530的分体化设计，将结构合理拆分，第一支架530a和第二支架530b的设置提高了集流体保护支架530的灵活性，使结构在富有层次的同时，更加方便制作成型；而上述侧托板限位部446与支架限位部536的耦合连接，可以实现侧托板440与集流体保护支架530的连接固定，同时通过巧妙设计特定形状的限位部，也让侧托板440与集流体保护支架530的连接更加实用且灵活，便于安装和拆解。

需要说明的是，上述外壳100在留有一道焊缝的情况下，集流体保护支架530只需要与一个侧托板440相连接，而上述外壳100在留有两道焊缝的情况下，集流体保护支架530则需要两端分别与两个侧托板440相连接。

在一些实施例中，如图15-图16所示，集流体保护支架530的外侧设有支架定位结构533，保护膜700设有保护膜第一定位结构710，支架定位结构533与保护膜第一定位结构710配合。

集流体保护支架530的支架定位结构533可以设置于集流体保护支架530的夹持臂531，支架定位结构533可以设置多个，比如，在一些实施例中，集流体保护支架530的第一支架530a上设置了2个支架定位结构533，集流体保护支架530的第二支架530b上也设置了2个支架定位结构533。支架定位结构533可以是定位柱、定位孔或者其他定位结构，支架定位结构533的形状可以是圆形、方形或者其他形状，比如在一些实施例中，支架定位结构533是圆形定位柱。

保护膜第一定位结构710可以设置在保护膜700的短边，两边可分别各设置多个，比如在一些实施例中，保护膜700的两个短边分别各设置4个。保护膜第一定位结构710可以是定位孔、定位柱或者其他定位结构，保护膜第一定位结构710可以是圆形、方形或者其他形状，比如，在一些实施例中，保护膜第一定位结构710是圆形通孔。

需要说明的是，支架定位结构533与保护膜第一定位结构710的数量需要一一对应。

在实际的执行中，第一支架530a的支架定位结构533先与保护膜第一定位结构710进行第一次定位，保护膜700的短边可以沿着集流体保护支架530的一周进行环绕，绕满一圈的过程中，第二支架530b的支架定位结构533再与保护膜第一定位结构710进行第二次定位，最后通过热熔固定。其中，保护膜700可绕不止一次圈数。

上述集流体保护支架530通过定位的方式与保护膜700连接，固定了保护膜700的具体位置，保证了加工工艺的精准性，同时集流体保护支架530通过保护膜700固定了极芯300的位置，减少了极芯300结构在壳体内的位移，提升了整体结构的统一性和稳定性，降低了电芯充放电失效和热失控的可能性。

在一些实施例中，如图8和图14所示，侧托板440位于保护膜700外侧；或者，保护膜700包覆于极芯300及侧托板440外。

下面分别从两种不同的实现角度，对本申请实施例进行具体说明。

其一，侧托板440位于保护膜700外侧。

在该实施方式中，保护膜700可以先包裹住极芯300之后，再将侧托板440放置于极芯300侧边进行数次定位，最后热熔固定。保护膜700此时在侧托板440和极芯300之间，在侧托板440和保护膜700定位的过程中，位于内侧的保护膜第一定位结构710可以是定位槽，定位槽的设置可以防止热熔时，烧坏极芯300。

通过上述执行方式，侧托板440可以在一侧或者两侧焊缝处使保护膜700的完整性不被破坏，在保护极芯300的稳定性的情况下，还对保护膜700和外壳100的焊缝侧起到了隔离保护的作用。

其二，保护膜700包覆于极芯300及侧托板440外。

在该实施方式中，侧托板440可以先与极芯300装配完成后，再用保护膜700缠绕包裹，经过数次定位后，最后热熔固定。侧托板440此时在极芯300和保护膜700之间，在侧托板440和保护膜700定位的过程中，位于内侧的侧托板定位结构441可以是定位槽，定位槽的设置可以防止热熔时，烧坏极芯300。

通过上述执行方式，极芯300和侧托板440之间无其他结构，保护膜700的包覆使极芯300和侧托板440固定为协调统一的整体，提升了极芯300和侧托板440之间的牢靠性。

在本申请实施例中，侧托板440与保护膜700熔接固定后，也可使用其他辅助物料对极芯300进行再次固定，比如绝缘胶带等，使侧托板440、保护膜700与极芯300固定为一个整体结构。

在一些实施例中，如图1-图2中，盖板组件500为2个，两个盖板组件500分别安装于外壳100的两端，且两个盖板组件500均包括防爆阀511。

如图1-图2所示，两个盖板组件500分别安装于外壳100的两端，盖板组件500与外壳100可以通过激光焊接相连，两个盖板组件500分别为正极盖板组件500a和负极盖板组件500b。

如图4所示，正极盖板组件500a可以包括正极柱512a和正极防爆阀511a。

如图5所示，负极盖板组件500b可以包括负极柱512b和负极防爆阀511b。

正极柱512a可以是导电材料，或者正极柱512a也可以是多材质复合材料，比如正极柱512a可以采用三元正极材料，三元正极材料可以包括镍、钴、锰三种材料，或者三元正极材料也可以包括镍、钴、铝三种材料，且正极柱512a也可以设置保护片。

正极柱512a可以设置为多个，其中，多个表示两个或两个以上，正极柱512a可以做成圆形、方形或者其他形状，正极柱512a的其中一端可以与电池内部的极芯300通过一体化焊接连接，另一端伸出壳体与外部电路连接，从而达到充放电的作用。

负极柱512b可以是导电材料，比如负极柱512b可以采用铝、铜铝摩擦焊或其他材质，且负极柱512b也可以设置保护片。

负极柱512b可以设置为多个，其中，多个表示两个或两个以上，负极柱512b可以做成圆形、方形或者其他形状，负极柱512b的其中一端可以与电池内部的极芯300通过一体化焊接连接，另一端伸出壳体与外部电路连接，从而达到充放电的作用。

相关技术中，极柱512只设置为一个，从而导致电池容量小，允许的电流强度也相应降低。

可以理解的是，上述技术会减小电流强度，影响能量密度的大小，特别是对于电池供能的设备，充满电后能完成的工作量较小，同样质量下，电池组的电容量也达不到需求。本申请实施例的电芯由于设有多个极柱512，允许的电流更强，能量密度更大，与此同时同等重量的电池组电池容量也更大。

该实施方式中，防爆阀511的装配形式和结构，可以参考上述实施例的描述，在此不再赘述。

正极防爆阀511a可以设置在正极盖板组件500a的第二端(图4中右端)，正极防爆阀511a可以采用铝合金材料，且正极防爆阀511a可以运用一体成型的方式与正极盖板510a相连接。正极防爆阀511a可以采用圆形、椭圆形或者其他形状，且正极防爆阀511a的上方可覆盖保护片。

在实际的执行中，当电池包壳体内部压强小于正极防爆阀511a所设定的爆破值时，热气从压强高的一方流向压强低的一方，气体通过正极防爆阀511a向外排放，而当壳体内部压强小于外部压强时，气体将从正极防爆阀511a进入内腔，从而实现内外气压平衡。

负极防爆阀511b可以设置在负极盖板组件500b的第二端(图4中右端)，负极防爆阀511b可以采用铝合金材料，且负极防爆阀511b可以运用一体成型的方式与负极盖板510b相连接。负极防爆阀511b可以采用圆形、椭圆形或者其他形状，且负极防爆阀511b的上方可覆盖保护片。

在实际的执行中，当电池包壳体内部压强小于负极防爆阀511b所设定的爆破值时，热气从压强高的一方流向压强低的一方，气体通过负极防爆阀511b向外排放，而当壳体内部压强小于外部压强时，气体将从负极防爆阀511b进入内腔，从而实现内外气压平衡。

该实施方式中，防爆阀511的装配形式和结构，可以参考上述实施例的描述，在此不再赘述。

根据本申请实施例提供的电芯，通过多个极柱512并联和两侧设置防爆阀511，既可以在确保电流强度的情况下提高能量密度，又可以在不影响体积利用率的情况下，提高电芯的安全性。

本申请还公开了一种电池模组，该电池模组包括：多个电芯，该电芯为上述任一种电芯。

多个上述电芯经过串并联方式组合并加保护线路板及外壳100后可以组成电池模组，多个电芯可以用同一个外壳100框架封装在一起，然后可以通过统一的边界与外部联系。其中，多个表示2个或2个以上，多个电芯组成的电池模组可以直接为相关设备提供电能。

本申请实施例的电池模组通过使用上述电芯，增加了动力电池在颠簸、振动等恶劣工况下正常充放电的稳定性，降低了电池充放电失效和热失控的可能性。

本申请还公开了一种电池包，该电池包包括：多个电芯，该电芯为上述任一种电芯。电池包可以通过电芯直接组装电池包的方式制成，或者电池包可以通过电芯组成电池模组后再组装成电池包的方式制成。

下面分别从两种不同的实现角度，对本申请实施例进行具体说明。

其一，电芯直接组装电池包。

在该实施方式中，多个电芯排列在一起，通过特定的技术处理手段直接集成为一个完整的电池包，并且上述电池包作为相关设备结构的一部分集成到设备地板上。

在实际的执行中，该电池包结构极大简化，利用空间得到释放，同等尺寸的电池包容量得以扩展，电池组质量得以减轻，有效地提高了电池能量密度，降低了成本。

其二，电芯组成电池模组后再组装成电池包。

在该实施方式中，多个上述电芯经过串并联方式组合并加保护线路板及外壳100后可以组成电池模组，多个电芯可以用同一个外壳100框架封装在一起，然后可以通过统一的边界与外部联系其中，多个表示2个或2个以上。多个上述电池模组经过电池管理系统和热管理系统共同控制或者管理后后可以组成电池包。

在实际的执行中，即使电池包外壳100受损，电池模组可以提供保护；电池模组受损，电芯本体也有自我保护能力。上述组装方式，通过微观组成宏观，实现了电池包结构的精巧性和安全性，而且每个模组都有单独壳体保护和控制单元，便于电池的控制和热管理。

本申请还公开了一种车辆，该车辆包括：电池包，该电池包为上述任一种电池包。

上述一个电池包可以安装在车辆的底盘上，在车辆行驶和运行中提供动力，在实际的执行中，当车辆发动机启动时，电池包可以在短时间内提供大量电流，使车辆正常启动和行驶。

安装有上述电池包的车辆，拥有高功率的承载能力，快速充电，深度放电，续航能力提高；同时延长车辆的使用寿命。

本申请还公开了一种集流体保护支架530。

下面结合下面参考图7、图10-图12和图15-图16描述根据本申请实施例的集流体保护支架530。

在一些实施例中，如图12-图13所示，集流体保护支架530的内侧限定出用于夹持极芯300的集流体的夹持区域；集流体保护支架530的外侧设有用于与极芯300的保护膜700配合的支架定位结构533。

集流体保护支架530的夹持区域用于夹持集流体，在实际的执行中，集流体可以穿过集流体保护支架530的夹持区域，且集流体保护支架530的夹持臂531可以将集流体紧密固定，在外壳100与盖板组件500装配焊接的过程中，集流体在集流体保护支架530的夹持下不再震动，降低了因集流体震动导致焊条撕断的风险。

支架定位结构533可设于集流体保护支架530的外侧，支架定位结构533可以是定位柱、定位孔或者其他定位结构，支架定位结构533的形状可以是圆形、方形、三角形、多边形或者其他形状，比如在一些实施例中，支架定位结构533是圆形定位柱。

支架定位结构533与极芯300的保护膜700可以相配合，保护膜700上同样可设有保护膜第一定位结构710，支架定位结构533和保护膜第一定位结构710可以相匹配，从而完成集流体保护支架530和保护膜700的连接。

在相关技术中，保护膜700和集流体保护支架530没有定位部件，造成保护膜700与盖板510的距离不固定，如果保护膜700与盖板510的距离太小，容易造成壳盖焊接时发生炸点异常。

而本申请实施例中，通过定位结构的设置，使保护膜700和集流体保护支架530相互配合，达到了保护膜700与盖板510距离限定的目的，而且保护膜700包裹住极芯300，因此集流体保护支架530和极芯300的连接也更加牢固可靠。

在一些实施例中，如图11-图13所示，集流体保护支架530的第一支架530a与第二支架530b相对设置，且可拆卸地连接，夹持区域位于第一支架530a与第二支架530b之间，第一支架530a背离第二支架530b的一侧与第二支架530b背离第一支架530a的一侧中的至少一处设有支架定位结构533。

集流体保护支架530采用分体式结构设计，集流体保护支架530可分为第一支架530a和第二支架530b，第一支架530a和第二支架530b相互对称，且第一支架530a和第二支架530b相对设置。第一支架530a和第二支架530b相互可以连接，并且其连接可以是非永久性灵活连接，即第一支架530a和第二支架530b的连接结构可以拆卸和组装。第一支架530a和第二支架530b连接组装后，第一支架530a和第二支架530b所围成的中间区域可以组成集流体保护支架530的夹持区域，其夹持区域可用于夹持集流体。

上述集流体保护支架530的分体化设计，将结构合理拆分，第一支架530a和第二支架530b的设置提高了集流体保护支架530的灵活性，使结构在富有层次的同时，更加方便制作成型。

第一支架530a背离第二支架530b的一侧可以设有支架定位结构533，而第二支架530b背离第一支架530a的一侧未设支架定位结构533，保护膜700的第一定位结构可与第一支架530a的支架定位结构533相配合；第二支架530b背离第一支架530a的一侧可以设有支架定位结构533，而第一支架530a背离第二支架530b的一侧未设支架定位结构533，保护膜700的第一定位结构可与第二支架530b的支架定位结构533相配合；或者上述两侧都可以同时设有支架定位结构533，此时保护膜700的第一定位结构既与第一支架530a的支架定位结构533相配合，又与第二支架530b的支架定位结构533相配合，保护膜700进行两侧定位。比如，在本申请实施例中，第一支架530a和第二支架530b都设有支架定位结构533。

本申请实施例通过在集流体保护支架530两侧设置定位结构，使保护膜700至少在集流体保护支架530的一侧可以定位，保障了定位的精准性，且多位置定位也提高了加工过程中的可操作性。

在一些实施例中，如图11-图13所示，第一支架530a设有多个支架定位结构533，第二支架530b设有多个支架定位结构533。

上述支架定位结构533可以设置在第一支架530a上、第二支架530b上或两者上，第一支架530a上可设有多个支架定位结构533，其中，多个表示2个或2个以上，第二支架530b上可设有多个支架定位结构533，其中，多个表示2个或2个以上，比如，在本申请实施例中，如图12-图13所示，第一支架530a设有2个支架定位结构533，第二支架530b也同样设有2个支架定位结构533。需要说明的是，第一支架530a的支架定位结构533与第二支架530b的支架定位结构533可以相对应。

第一支架530a和第二支架530b的多个定位柱的设计，增加了集流体保护支架530和保护膜700的定位区域，更加精准地锁定集流体保护支架530和保护膜700之间的位置，保证了其正常连接和顺利运作。

在一些实施例中，如图11-图13所示，第一支架530a和第二支架530b均包括：位于两端的连接部532和连接在连接部532之间的夹持臂531，第一支架530a的连接部532与第二支架530b的连接部532可拆卸地连接，夹持区域位于第一支架530a的夹持臂531与第二支架530b的夹持臂531之间。

连接部532可以设置于第一支架530a的两个端部，且连接部532也同样可以设置于第二支架530b的两端，第一支架530a的连接部532与第二支架530b的连接部532可相连接，并且其连接可以是非永久性灵活连接，以此实现了第一支架530a和第二支架530b的灵活可拆卸式连接。

上述连接后的第一支架530a的夹持臂531、第二支架530b的夹持臂531、第一支架530a的连接部532和第二支架530b的连接部532，可以围成一个中间区域，中间区域即为集流体保护支架530的夹持区域。

上述夹持区域和连接区域的划分，使集流体保护支架530的功能分区鲜明易见，提升结构的精巧性；而第一支架530a和第二支架530b的可拆卸式设计，可以避免一体化结构不可拆解的弊端，同时有利于集流体保护支架530的功能分区。

在一些实施例中，如图11-图13所示，夹持臂531设有减重孔540，连接部532为盒状结构。

减重孔540可以设计为圆形、矩形、三角形、多边形或者其他形状，比如，在一些实施例中，减重孔540是矩形。减重孔540可以分布于不同方向，比如，在一些实施例中，如图12-图13所示，减重孔540一部分是长边垂直于水平方向的矩形孔，另一部分是长边平行于水平方向的矩形孔，而且，减重孔540可以设置多个，多个表示2个或2个以上。

集流体保护支架530的镂空设计可以提升排气效果，并减轻保护支架的重量，提高电池质量能量密度；同时，也可以电解液注入时憋气，方便电解液的注入。

在一些实施例中，如图11-图13所示，第一支架530a的连接部532与第二支架530b的连接部532卡接相连。

如图11所示，第一支架530a的第一个连接部532可设有卡接公头537，第一支架530a的第二个连接部532可设有卡接母头538，第二支架530b的第一个连接部532可设有卡接母头538，第二个支架的第二个连接部532可设有卡接公头537。卡接公头537可包括多个沿周向分布的弹性卡接片，卡接母头538可包括与卡接片对应的卡孔。

第一支架530a的卡接公头537与第二支架530b的卡接母头538卡接，第一支架530a的卡接母头538与第二支架530b的卡接公头537卡接，弹性卡扣与弹性卡接件相互卡合，以此实现了第一支架530a和第二支架530b的可拆卸式连接。

上述第一支架530a和第二支架530b通过卡接结构连接的方式，利用了合理的卡扣布局和结构设计，满足了组装结构的刚度要求，降低了预算成本；同时卡接公头537和卡接母头538弹性片的设计，也起到了配合紧密和方便拆卸的作用。

如图11-图13所示，集流体保护支架530还包括：加强筋534。

向内侧突出的加强筋534位于集流体保护支架530的夹持区域的端部，且与连接部532及夹持臂531相连。加强筋534可以是与集流体保护支架530一体成型，加强筋534可以分别设置在集流体保护支架530的夹持区域的4个端部。

加强筋534的设置可以增大集流体保护支架530对集流体的夹持力，减少集流体的震动，而且设置在端部的加强筋534也提高了集流体保护支架530自身的强度和刚度。

本申请还公开了另一种电芯。

下面参考图1-图7和图14-图16描述根据本申请实施例的电芯。

在一些实施例中，如图1-图2所示，电芯包括：外壳100、极芯300(因极芯300包裹在外壳100内部，图1和图2中并未标出)、保护膜700(因保护膜700包裹在外壳100内部，图1和图2中并未标出)和盖板组件500。

如图1所示，外壳100可以为薄壁壳体，比如外壳100的厚度可以为0.3mm-0.8mm，在一些实施例中，外壳100的厚度可以为0.5mm或0.7mm。外壳100可以采用铝合金板材或钢板，外壳100的形状可以制成长条扁平化的形状。

比如，在实际的执行中，可以将一整片完整的铝皮卷成长方体筒状，并在重叠的两个侧边上焊接，形成两端敞开，四周封闭的中空方管。其中，该焊接可以为折弯焊接或者高频焊接成型。在焊接完成后，可以经过两次或其他次数的拉伸，得到长而薄的外壳100。铝合金壳体质量轻，在应用中一旦出现电池爆炸的现象，铝壳可减小爆炸冲击力。

或者外壳100可以用两片相同的铝皮进行焊接，将两片铝皮的其中一个侧边焊接相连，并将两片铝皮的另外一侧也焊接相连，形成如同上述的两端敞开，四周封闭的中空方管，可以经过两次或其他次数的拉伸，得到长而薄的外壳100。以此为例制作出的外壳100在两侧分别均留有焊缝，而上述采用一整块铝皮进行加工的外壳100则只在被焊接的一侧留有焊缝。

极芯300设于外壳100内，极芯300可以包括正极片310、负极片320、隔膜330和电解液，极芯300可采用叠片或卷绕方式成型，极芯300可以包含一个或多个最小极芯单元。

下面介绍极芯300通过叠片方式成型的示例。

如图3所示，在隔膜330上放置一层负极片320，再在负极片320上又放置一层隔膜330，然后在负极片320上的隔膜330上放置正极片310，最后在正极片310上再放置一层隔膜330，以此制备出最小极芯单元。需要说明的是，一个最小极芯单元并不能组成完整的极芯300，制作完整的极芯300需要将上述最小极芯单元在厚度方向上逐层叠加。

下面介绍极芯300通过卷绕方式成型的示例。

在隔膜330上放置一层负极片320，再在负极片320上又放置一层隔膜330，然后在负极片320上的隔膜330上放置正极片310，最后在正极片310上再放置一层隔膜330，将上述最小极芯单元通过卷针的转动，卷成一个层层包裹的卷芯状，卷芯可以为圆柱形或者椭圆柱形，卷针可以为棱形、椭圆形或者圆形。

正极集流体从极芯300的一端导出，并通过焊接的方式与正极柱512a连接，负极集流体从极芯300的另一端导出，并通过焊接的方式与负极柱512b连接。

在实际的执行中，可以将集流体通过点焊的方式焊成一个金属板，再以极柱512作为内层焊接件，极片集流体位于极柱512两面，可采用电磁脉冲焊接方式将极柱512的两面分别与金属板进行焊接。可以理解的是，电流通过集流体导入极柱512，再经由伸出外壳100的多个极柱512输出放电。

如图14所示，保护膜700包覆于极芯300外，保护膜700设有保护膜第一定位结构710。

保护膜700的形状可以是长方形或者其他形状，保护膜700可以采用绝缘材料，比如聚酰亚胺、聚乙烯、聚四氟乙烯或者其他材料。需要说明的是，极芯300的两个朝向盖板组件500的端面不包覆。

保护膜第一定位结构710可以设置在保护膜700的短边，两边可分别各设置多个，比如在一些实施例中，保护膜700的两个短边分别各设置4个。保护膜第一定位结构710可以是定位孔、定位柱或者其他定位结构，保护膜第一定位结构710可以是圆形、方形或者其他形状，比如，在一些实施例中，保护膜第一定位结构710是圆形通孔。

需要说明的是，支架定位结构533与保护膜第一定位结构710的数量需要一一对应。

在实际的执行中，第一支架530a的支架定位结构533先与保护膜第一定位结构710进行第一次定位，保护膜700的短边可以沿着集流体保护支架530的一周进行环绕，绕满一圈的过程中，第二支架530b的支架定位结构533再与保护膜第一定位结构710进行第二次定位，最后通过热熔固定。其中，保护膜700可绕不止一次圈数。

如图7所示，盖板组件500安装于外壳100的端部，且包括集流体保护支架530，集流体保护支架530的夹持区域夹持极芯300的集流体，且支架定位结构533与保护膜第一定位结构710配合。

盖板组件500与外壳100可以通过激光焊接相连，极芯300的极耳可以通过盖板组件500伸出电芯，盖板组件500可以将极芯300和上述侧托板440封闭在电芯的外壳100内，对极芯300起到了保护作用。

如图7所示，盖板组件500可以包括注液孔514。注液孔514是位于盖板组件500的第一端(图7中左端)的圆形凹槽中间开的小孔，注液孔514的上方可以包括封堵洞口的孔盖，孔盖可以是铝帽，形状可以是圆形、方形或者其他形状。

在实际的执行中，电解液可以通过正极注液孔514a注入，预充、老化等过程产生的气体可以从注液孔514排出，在完成电池所需的全部电解液注入后，可将注液孔514用橡胶塞塞住，并用铝帽焊接封死。

该实施方式中，盖板组件500的结构和装配形式，可以参考上述实施例的描述，在此不再赘述。

上述电芯通过对集流体保护支架530和保护膜700的定位设计，解决了保护膜700与盖板510距离无法确定的问题，避免了电芯在壳盖焊接时发生炸点异常，提升了其安全性能。

在一些实施例中，如图1-2中，盖板组件500为2个，两个盖板组件500分别安装于外壳100的两端，且两个盖板组件500均包括防爆阀511。

如图1-图2所示，两个盖板组件500分别安装于外壳100的两端，盖板组件500与外壳100可以通过激光焊接相连，两个盖板组件500分别为正极盖板组件500a和负极盖板组件500b。

如图4所示，正极盖板组件500a可以包括正极柱512a和正极防爆阀511a。

如图5所示，负极盖板组件500b可以包括负极柱512b和负极防爆阀511b。

正极柱512a可以是导电材料，或者正极柱512a也可以是多材质复合材料，比如正极柱512a可以采用三元正极材料，三元正极材料可以包括镍、钴、锰三种材料，或者三元正极材料也可以包括镍、钴、铝三种材料，且正极柱512a也可以设置保护片。

正极柱512a可以设置为多个，其中，多个表示两个或两个以上，正极柱512a可以做成圆形、方形或者其他形状，正极柱512a的其中一端可以与电池内部的极芯300通过一体化焊接连接，另一端伸出壳体与外部电路连接，从而达到充放电的作用。

负极柱512b可以是导电材料，比如负极柱512b可以采用铝、铜铝摩擦焊或其他材质，且负极柱512b也可以设置保护片。

负极柱512b可以设置为多个，其中，多个表示两个或两个以上，负极柱512b可以做成圆形、方形或者其他形状，负极柱512b的其中一端可以与电池内部的极芯300通过一体化焊接连接，另一端伸出壳体与外部电路连接，从而达到充放电的作用。

相关技术中，极柱512只设置为一个，从而导致电池容量小，允许的电流强度也相应降低。

可以理解的是，上述技术会减小电流强度，影响能量密度的大小，特别是对于电池供能的设备，充满电后能完成的工作量较小，同样质量下，电池组的电容量也达不到需求。本申请实施例的电芯由于设有多个极柱512，允许的电流更强，能量密度更大，与此同时同等重量的电池组电池容量也更大。

该实施方式中，防爆阀511的装配形式和结构，可以参考上述实施例的描述，在此不再赘述。

正极防爆阀511a可以设置在正极盖板组件500a的第二端(图4中右端)，正极防爆阀511a可以采用铝合金材料，且正极防爆阀511a可以运用一体成型的方式与正极盖板510a相连接。正极防爆阀511a可以采用圆形、椭圆形或者其他形状，且正极防爆阀511a的上方可覆盖保护片。

在实际的执行中，当电池包壳体内部压强小于正极防爆阀511a所设定的爆破值时，热气从压强高的一方流向压强低的一方，气体通过正极防爆阀511a向外排放，而当壳体内部压强小于外部压强时，气体将从正极防爆阀511a进入内腔，从而实现内外气压平衡。

负极防爆阀511b可以设置在负极盖板组件500b的第二端(图4中右端)，负极防爆阀511b可以采用铝合金材料，且负极防爆阀511b可以运用一体成型的方式与负极盖板510b相连接。负极防爆阀511b可以采用圆形、椭圆形或者其他形状，且负极防爆阀511b的上方可覆盖保护片。

在实际的执行中，当电池包壳体内部压强小于负极防爆阀511b所设定的爆破值时，热气从压强高的一方流向压强低的一方，气体通过负极防爆阀511b向外排放，而当壳体内部压强小于外部压强时，气体将从负极防爆阀511b进入内腔，从而实现内外气压平衡。

该实施方式中，防爆阀511的装配形式和结构，可以参考上述实施例的描述，在此不再赘述。

根据本申请实施例提供的电芯，通过多个极柱512并联和两侧设置防爆阀511，既可以在确保电流强度的情况下提高能量密度，又可以在不影响体积利用率的情况下，提高电芯的安全性。

本申请还公开了一种电池模组，该电池模组包括：多个电芯，该电芯为上述任一种电芯。

多个上述电芯经过串并联方式组合并加保护线路板及外壳100后可以组成电池模组，多个电芯可以用同一个外壳100框架封装在一起，然后可以通过统一的边界与外部联系其中，多个表示2个或2个以上。多个电芯组成的电池模组可以直接为相关设备提供电能。

本申请实施例的电池模组通过使用上述电芯，在保证自身能量密度的同时，还能够提高绝缘防护结构的绝缘效果，以及提高其使用安全性，且独立单元的设计也起到了方便快捷、节约维护成本的作用。

本申请还公开了一种电池包，该电池包包括：多个电芯，该电芯为上述任一种电芯。

电池包可以通过电芯直接组装电池包的方式制成，或者电池包可以通过电芯组成电池模组后再组装成电池包的方式制成。

下面分别从两种不同的实现角度，对本申请实施例进行具体说明。

其一，电芯直接组装电池包。

在该实施方式中，多个电芯排列在一起，通过特定的技术处理手段直接集成为一个完整的电池包，并且上述电池包作为相关设备结构的一部分集成到设备地板上。

在实际的执行中，该电池包结构极大简化，利用空间得到释放，同等尺寸的电池包容量得以扩展，电池组质量得以减轻，有效地提高了电池能量密度，降低了成本。

其二，电芯组成电池模组后再组装成电池包。

在该实施方式中，多个上述电芯经过串并联方式组合并加保护线路板及外壳100后可以组成电池模组，多个电芯可以用同一个外壳100框架封装在一起，然后可以通过统一的边界与外部联系。其中，多个表示2个或2个以上，多个上述电池模组经过电池管理系统和热管理系统共同控制或者管理后可以组成电池包。

在实际的执行中，即使电池包外壳100受损，电池模组可以提供保护；电池模组受损，电芯本体也有自我保护能力。上述组装方式，通过微观组成宏观，实现了电池包结构的精巧性和安全性，而且每个模组都有单独壳体保护和控制单元，便于电池的控制和热管理。

本申请还公开了一种车辆，该车辆包括：电池包，该电池包为上述任一种电池包。

上述一个电池包可以安装在车辆的底盘上，在车辆行驶和运行中提供动力，在实际的执行中，当车辆发动机启动时，电池包可以在短时间内提供大量电流，使车辆正常启动和行驶。

安装有上述电池包的车辆，可以匹配更大输出功率的发动机，启动、加速方便，充放电能力和续航能力提高；同时也可以提升安全性能，延长使用寿命。

本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施，且“第一”、“第二”等所区分的对象通常为一类，并不限定对象的个数，例如第一对象可以是一个，也可以是多个。此外，说明书以及权利要求中“和/或”表示所连接对象的至少其中之一，字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“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。

在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“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一定指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何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种电芯，其特征在于，包括：

外壳，所述外壳具有焊缝；

极芯和侧托板，所述极芯和所述侧托板安装于所述外壳内，且所述侧托板位于所述极芯与所述焊缝之间；

盖板组件，所述盖板组件安装于所述外壳的端部。

2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，还包括：

保护膜，所述保护膜包覆于所述极芯外，且位于所述外壳内，所述保护膜与所述侧托板固定连接。

3.根据权利要求2所述的电芯，其特征在于，

所述侧托板位于所述保护膜外侧；

或者，

所述保护膜包覆于所述极芯及所述侧托板外。

4.根据权利要求2所述的电芯，其特征在于，所述保护膜设有保护膜第二定位结构，所述侧托板设有侧托板定位结构，且所述侧托板定位结构与所述保护膜第二定位结构配合。

5.根据权利要求2-4中任一项所述的电芯，其特征在于，所述盖板组件包括：

集流体保护支架，所述集流体保护支架的夹持区域夹持所述极芯的集流体，且所述侧托板与所述集流体保护支架相连。

6.根据权利要求5所述的电芯，其特征在于，所述集流体保护支架，包括：

第一支架和第二支架，所述第一支架与所述第二支架相对设置，且可拆卸地连接，所述夹持区域位于所述第一支架与所述第二支架之间，所述第一支架与所述第二支架均包括支架限位部，所述侧托板的端部设有侧托板限位部，所述第一支架的支架限位部与所述第二支架的支架限位部卡接所述侧托板限位部。

7.根据权利要求5所述的电芯，其特征在于，所述集流体保护支架的外侧设有支架定位结构，所述保护膜设有保护膜第一定位结构，所述支架定位结构与所述保护膜第一定位结构配合。

8.根据权利要求1-4中任一项所述的电芯，其特征在于，所述盖板组件为两个，两个所述盖板组件分别安装于所述外壳的两端，且两个所述盖板组件均包括防爆阀。

9.一种电池包，其特征在于，包括：多个如权利要1-8中任一项所述的电芯。

10.一种车辆，其特征在于，包括：如权利要求9所述的电池包。

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