CN219203360U - 一种单体电芯封装结构及电芯模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种单体电芯封装结构及电芯模组，包括箱体，其一端面开口设置，箱体内部空间用于放置单体电芯；箱体与电芯之间内填充有导热胶层；箱体的外表面上均涂覆有导热胶层；通过箱体的内外部设置的两个导热胶层进一步提高电芯的抗震抗摔落冲击能力。

Description

一种单体电芯封装结构及电芯模组

技术领域

本实用新型涉及新能源电池技术领域，尤其涉及一种单体电芯封装结构及电芯模组。

背景技术

现有的方形电芯组成模组的方式是预先在电芯外壳的表面上缠绕PE蓝膜或者喷涂绝缘漆后，在相邻电芯之间通过打胶固定并进一步通过扎箍进行扎紧形成电池模组结构，再将电芯成组整体封装在防护壳体内，再将防护壳体密封而成。但是，现有电芯抗震效果一般，电池模组通常不能适用于工矿环境等特殊行业的抗震、抗摔落的需求，在这种环境下长期使用，电芯存在损坏的风险。

公开号为CN215911526U的实用新型公开了一种电芯模组，其通过压紧块抵紧相邻的两组排列的电芯表面，可以避免各电芯在底板的左、右方向移动，底板上的限位翻边与电芯的前后方向的表面接触，相邻的电芯之间设置弹性垫片，弹性垫片与相邻电芯的端面之间涂覆导热胶层，电芯的底面与底板之间也涂覆导热胶层。该方案披露的分别成组的两组电芯与限位翻边之间没有固定，而且缺乏相应的缓冲结构，在受到冲击或者碰撞后，不仅两组电芯的姿态或者高度可能发生前后方向的相对扭转，而且每组电芯内的各单体电芯，在其非设置弹性垫片的表面与限位翻边之间缺乏相应的缓冲功能，可能会在惯性作用下导致表面变形，不适用于抗震抗摔落的环境。基于上述技术问题，有必要提供一种对单体电芯进行可靠全方位减震的封装结构。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提出了一种全方位抗震抗摔落的单体电芯封装结构及电芯模组。

本实用新型的技术方案是这样实现的：一方面，本实用新型提供了一种单体电芯封装结构，包括

箱体，其一端面开口设置，用于放置电芯；

所述箱体与电芯之间、箱体的外表面上均涂覆有导热胶层。

在以上技术方案的基础上，优选的，所述箱体相对设置的两端面上对应设置有贴合组件，所述贴合组件朝着箱体的边缘延伸，且还从所述箱体的第一端面或者第二端面向外伸出；贴合组件表面涂覆有导热胶层。

优选的，所述贴合组件包括公共部和延伸部，公共部固定设置在箱体端面的中心处，延伸部的一端与公共部固定连接，延伸部的另一端朝向箱体端面的顶点方向延伸；公共部与延伸部还朝着远离所述箱体端面的方向伸出。

进一步优选的，所述公共部的轮廓形状为四边形、圆形、圆环形或者多边形中的一种。

优选的，还包括若干第一定位组件，间隔的设置在所述箱体设置贴合组件的端面上，并向着箱体的端面外伸出；所述若干第一定位组件伸出箱体端面的距离，不小于两贴合组件伸出箱体端面的距离；不同的箱体端面上的若干第一定位组件轮廓一一对应吻合设置，若干第一定位组件的表面也涂覆有导热胶层。

优选的，位于箱体同一侧端面的所述若干第一定位组件的端部均设置有第一凸起部；位于箱体另一侧端面的各若干第一定位组件的端部对应设置有第一凹陷部；所述第一凸起部与所述第一凹陷部的形状相吻合。

进一步优选的，所述第一凸起部与第一凹陷部均设置有磁性材料，第一凸起部与第一凹陷部的磁性材料的极性相反；所述两贴合组件由磁性材料制成，位于箱体不同端面的贴合组件的磁性相反。

优选的，还包括第二定位组件；所述延伸部远离公共部的末端设置有第一通孔，所述箱体的顶点处分别设置有第二通孔；两贴合组件的各第一通孔与箱体的第二通孔相互连通；所述第二定位组件穿置在所述两贴合组件的第一通孔与箱体的第二通孔内。

进一步优选的，所述第二定位组件轴向延伸方向的一端设置有第二凸起部，第二凸起部朝相邻的贴合组件的第一通孔外伸出；第二定位组件轴向延伸方向的另一端设置有第二凹陷部，第二凸起部与第二凹陷部的形状相适应。

优选的，所述箱体远离开口的内表面还设置有至少一对垫块，所述至少一对垫块与电芯伸入箱体的外表面的不同位置相抵持。

另一方面，本实用新型提供了一种电芯模组，包括至少两个上述的单体电芯封装结构，一单体电芯封装结构的箱体的一侧端面上设置的若干第一定位组件和第二定位组件，与相邻的另一单体电芯封装结构的箱体的端面上的若干第一定位组件和第二定位组件对应固定连接。

本实用新型提供的一种单体电芯封装结构及电芯模组，相对于现有技术，具有以下有益效果：

(1)本方案是在电芯的外表面与箱体内表面之间灌注导热胶层，由导热胶层整体包覆在电芯的多个外表面，还通过在箱体外表面涂覆一层导热胶层，导热胶层具备较好的传热、抗震与绝缘的功能，本方案相比现有技术在电芯的侧表面直接与限位翻边接触的结构，箱体内部及外部均具有大面积包裹的导热胶层，能有效提高电芯在各方向的对振动或者跌落的缓冲能力；

(2)进一步设置的贴合组件能够进一步增大相邻的箱体的互相接触的表面积，且向外凸出的第一定位组件实现了相邻的电芯的插接组装功能，可提高对相邻箱体组装时的定位的精度；采用箱体结合磁吸的方式取代现有的导热硅胶垫结构，有利于压缩相邻电芯的间距；

(3)进一步设置的第二定位组件穿置在箱体的顶点与贴合组件的端部位置，能够提高电芯形成模组后的整体的抗弯扭、抗摔能力，防止模组内的单体电芯在受冲击后更难与相邻的电芯相互剥离。

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简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本实用新型一种单体电芯封装结构的立体图；

图2为本实用新型一种单体电芯封装结构的前视图；

图3为本实用新型一种单体电芯封装结构的后视图；

图4为本实用新型一种单体电芯封装结构的俯视图；

图5为图4的A-A向剖面图；

图6为图4的B-B向剖面旋转示意图；

图7为本实用新型一种单体电芯封装结构的爆炸状态立体图；

图8为本实用新型一种单体电芯封装结构的两贴合组件与第二定位组件的组合状态的一种姿态的立体图；

图9为本实用新型一种单体电芯封装结构的两贴合组件与第二定位组件的组合状态的另一姿态的立体图；

图10为本实用新型一种单体电芯封装结构封装成电芯模组的立体示意图；

附图标记：1、箱体；11、第一端面；12、第二端面；2、贴合组件；3、第一定位组件；4、导热胶层；21、公共部；22、延伸部；100、第一凸起部；200、第一凹陷部；5、第二定位组件；300、第一通孔；400、第二通孔；500、第二凸起部；600、第二凹陷部；6、垫块。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施方式，对本实用新型实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。

如图1—9所示，一方面，本实用新型提供了一种单体电芯封装结构，包括箱体1、两贴合组件2和导热胶层4。

具体的，箱体1其一端面开口设置，为便于解释说明，令箱体1具有相对设置的第一端面11和第二端面12；箱体1内部用于放置电芯；电芯设置极柱的一端与箱体1开口部位平齐。

箱体1的内表面与电芯的外表面间隙设置，且间隙内填充有导热胶层4；箱体1的外表面涂覆有导热胶层4。箱体1的材质可以采用铝合金材料制成。导热胶层4具有较好的绝缘、导热和耐振动性能，本方案的箱体内部或者外部设置的导热胶层4可以使用聚氨酯导热结构胶，双层导热胶层4结构包覆了箱体或者电芯的多个表面，能够起到更好的抗振动抗摔落效果，提高电芯的适用范围。

本方案的箱体结构可以直接与空气散热，当然也适用于液冷环境中，由附图可知，箱体1的顶点处设置有圆弧状隆起，相邻隆起的边缘处形成了一定的间隙，通过进一步在单体电芯或电芯形成的电芯模组外设置液冷板或者液冷通道，能够更好的实现与电芯或电芯模组的间接换热效果。

为了提高相邻箱体1间的散热效果，在箱体1的第一端面11与第二端面12上进一步设置有两个贴合组件2；贴合组件2朝着箱体1的边缘延伸，且从箱体1的第一端面12或者第二端面12向外伸出；两贴合组件2分别将箱体1的表面区域向外扩展一定范围，形成若干个凸起区域，这样一方面使相邻的箱体1之间形成间隔，还增大了箱体1与空气的接触面积，更好的提高了箱体1的换热效果。两贴合组件2的表面也涂覆有导热胶层4。

两贴合组件2均包括公共部21和延伸部22，公共部21固定设置在第一端面11或者第二端面12的中心处，延伸部22的一端与公共部21固定连接，延伸部22的另一端朝向第一端面11或者第二端面12的顶点方向延伸；公共部21与延伸部22还从所述箱体1的第一端面11或者第二端面12向外伸出。贴合组件2是一体式结构，延伸部22的一端与公共部21的侧边固定，且延伸部22的另一端向这箱体1的端面边缘延伸而成。贴合组件2的厚度建议不超过0.5mm。

作为优选，公共部21的轮廓形状为四边形、圆形、圆环形或者多边形中的一种。公共部21设置在第一端面11或者第二端面12的几何中心位置，并呈规则图案设置，公共部21及延伸部22的这种组合结构增大了与箱体1的接触面积，并且也能增大与相邻电芯表面的平面贴合效果。公共部21及延伸部22均为薄板结构。为了提高贴合后的定位功能，两贴合组件2可以进一步选用磁性材料制成，位于第一端面11的贴合组件2与位于第二端面12的贴合组件2的磁性相反。这样两相邻电芯外侧的箱体上的贴合组件2具有较大的磁吸面积和贴附效果。

若干第一定位组件3间隔的设置在箱体1的第一端面11或者第二端面12上，并向着第一端面11或者第二端面12外伸出；第一端面11上设置的贴合组件2及若干第一定位组件3的端面轮廓与所述第二端面12上设置的贴合组件2及若干第一定位组件3的端面轮廓对应吻合；第一定位组件3能够在相邻的电芯组成模组时起到预定位功能，还能够防止相邻的电芯的表面发生相对扭转，提高相邻电芯在结合后的稳定性。各第一定位组件3的表面也涂覆有导热胶层4。

在这种结构下，为了保证不同电芯相邻的第一端面11或者第二端面12上的第一定位组件3能够顺利抵持，若干第一定位组件3向着所述第一端面11或者第二端面12外伸出的距离，不小于两贴合组件2向着所述第一端面11或者第二端面12外伸出的距离。由于贴合组件2本身有一定厚度，为了使相邻电芯的端面上的第一定位组件3能够吻合抵接，各第一定位组件3从第一端面或者第二端面伸出的距离与贴合组件2的厚度是相适应的。

进一步优选的，为了实现止相邻的电芯发生扭转或者偏移的功能，位于第一端面11的若干第一定位组件3远离箱体1的端部均设置有第一凸起部100；位于第二端面12的各若干第一定位组件3远离箱体1的端部设置有第一凹陷部200；第一凸起部100与第一凹陷部200的形状相吻合。第一凸起部100超出同一端面的贴合组件2的厚度，第一凹陷部200朝着箱体1表面方向压缩，形成容纳第一凸起部100的空间。为了提高第一凸起部100与第一凹陷部200结合的可靠性，可以在第一凸起部100与第一凹陷部200设置磁性材料，第一凸起部100与第一凹陷部200的磁性材料的极性相反；如图7所示，第一凸起部100整体为柱状的磁性材料，第一凹陷部200内可以设置圆形板状磁性材料或者圆环形磁性材料。图示的各第一定位组件3相对于贴合组件2的延伸部22是交错设置的，图示的延伸部22有四个，对应的第一定位组件3可以设置为4个，当然可以根据箱体1的尺寸进一步增设或者减设第一定位组件3的数量。第一凸起部100与第一凹陷部200可以采用过盈配合方式插接配合。

为了更好的适应矿山机械等振动大的应用领域，提高电芯模组的抗跌落或者防摔性能，提高电芯模组的整体性，本实用新型还包括第二定位组件5；所述延伸部22远离公共部21的末端设置有第一通孔300，箱体1的顶点处分别设置有第二通孔400；两贴合组件2的各第一通孔300与箱体1的第二通孔400相互连通；第二定位组件5穿置在所述两贴合组件2的第一通孔300与箱体1的第二通孔400内。通过在箱体1上设置贯通的第二定位组件5，一方面能够同时限定两个贴合组件2与箱体1的相对位置，防止两贴合组件2相对于当前箱体1发生位移，另外，还能通过多个第二定位组件5与相邻的单体电芯的封装结构进行整合，进一步防止电芯在受到碰撞或者跌落后，可能相邻的不同箱体1及贴合组件2发生相对位移，提高单体电芯及电芯模组整体的结构稳定性和可靠性。

如图8和9所示，具体的，为了便于相邻两个电芯封装结构的组装，除了多个第一定位组件3外，在第二定位组件5轴向延伸方向的一端设置有第二凸起部500，第二凸起部500朝相邻的贴合组件2的第一通孔300外伸出；第二定位组件5轴向延伸方向的另一端设置有第二凹陷部600，第二凸起部500与第二凹陷部600的形状相适应。第二凸起部500沿着第一通孔300的轴向延伸长度与第二凹陷部600沿着第一通孔300的延伸长度相适应，相邻两个电芯封装结构的第二凸起部500与第二凹陷部600相互插接在一起，形成过盈配合结构，由图可知，第二凸起部500沿第一通孔300的轴向延伸长度大于第一凸起部100沿第一通孔300轴向延伸长度，因此具有更好的抗弯扭、抗冲击效果。

如图6和7所示，为了限定电芯在箱体内居中位置，防止电芯外表面与箱体内表面的间隙不一致，在箱体1远离开口的内表面还设置有至少一对垫块6，至少一对垫块6与电芯伸入箱体1的外表面的不同位置相抵持。垫块6由柔性材料制成，其包覆在电芯远离箱体1开口的端面以及电芯的两个侧表面上，使电芯的多个表面与箱体1的内表面的间隙保持相对稳定，便于后续组装时导热胶层4的填充与流动。

另一方面，如图10所示，本实用新型提供了一种电芯模组，包括至少两个上述的单体电芯封装结构，一单体电芯封装结构的第一端面11上的若干第一定位组件3和第二定位组件5与相邻的另一单体电芯封装结构的第二端面12上的若干第一定位组件3第二定位组件5对应插接。不同单体电芯封装结构的贴合组件2相互抵持。

本实用新型使用时，预先在冲压好的箱体1外侧设置两个相对的贴合组件2，箱体1的第一端面11与第二端面12冲压形成第一凸起部100和第一凹陷部200，并在第一凸起部100和第一凹陷部200内对应设置磁性材料，在箱体1的第二通孔400及两个贴合组件2的第一通孔300内穿置第二定位组件5，并向箱体1的外表面、两个贴合组件2的外表面以及各第一定位组件3的外表面涂覆导热胶层4，待导热胶层4固化后，在电芯外表面设置至少一对垫块6，将电芯与至少一对垫块6从箱体1的开口部位放入，使电芯的外表面与箱体1的内表面呈间隙设置，虽然向箱体1内注入导热胶，形成箱体1内的导热胶层4，即完成了单体电芯的封装。如需将多个电芯编组为电芯模组，只需将一个单体电芯封装结构第一端面11的各第一定位组件3与相邻的单体电芯封装结构的第二端面上的各第一定位组件3相互插接，并使相邻的单体电芯封装结构上的第二定位组件5顺次插接，以此类推，即可实现电芯的拓展成电芯模组的工序。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种单体电芯封装结构，其特征在于，包括

箱体(1)，其一端面开口设置，用于放置电芯；

所述箱体(1)与电芯之间、箱体(1)的外表面上均涂覆有导热胶层(4)；

所述箱体(1)相对设置的两端面上对应设置有贴合组件(2)，所述贴合组件(2)朝着箱体(1)的边缘延伸，且还从所述箱体(1)的第一端面(11)或者第二端面(12)向外伸出；贴合组件(2)表面涂覆有导热胶层(4)。

2.根据权利要求1所述的一种单体电芯封装结构，其特征在于，所述贴合组件(2)包括公共部(21)和延伸部(22)，公共部(21)固定设置在箱体(1)端面的中心处，延伸部(22)的一端与公共部(21)固定连接，延伸部(22)的另一端朝向箱体(1)端面的顶点方向延伸；公共部(21)与延伸部(22)还朝着远离所述箱体(1)端面的方向伸出。

3.根据权利要求1所述的一种单体电芯封装结构，其特征在于，还包括若干第一定位组件(3)，间隔的设置在所述箱体(1)设置贴合组件(2)的端面上，并向着箱体(1)的端面外伸出；所述若干第一定位组件(3)伸出箱体(1)端面的距离，不小于两贴合组件(2)伸出箱体(1)端面的距离；不同的箱体(1)端面上的若干第一定位组件(3)轮廓一一对应吻合设置，若干第一定位组件(3)的表面也涂覆有导热胶层(4)。

4.根据权利要求3所述的一种单体电芯封装结构，其特征在于，位于箱体(1)同一侧端面的所述若干第一定位组件(3)的端部均设置有第一凸起部(100)；位于箱体(1)另一侧端面的各若干第一定位组件(3)的端部对应设置有第一凹陷部(200)；所述第一凸起部(100)与所述第一凹陷部(200)的形状相吻合。

5.根据权利要求4所述的一种单体电芯封装结构，其特征在于，所述第一凸起部(100)与第一凹陷部(200)均设置有磁性材料，第一凸起部(100)与第一凹陷部(200)的磁性材料的极性相反；所述两贴合组件(2)由磁性材料制成，位于箱体(1)不同端面的贴合组件(2)的磁性相反。

6.根据权利要求2所述的一种单体电芯封装结构，其特征在于，还包括第二定位组件(5)；所述延伸部(22)远离公共部(21)的末端设置有第一通孔(300)，所述箱体(1)的顶点处分别设置有第二通孔(400)；两贴合组件(2)的各第一通孔(300)与箱体(1)的第二通孔(400)相互连通；所述第二定位组件(5)穿置在所述两贴合组件(2)的第一通孔(300)与箱体(1)的第二通孔(400)内。

7.根据权利要求6所述的一种单体电芯封装结构，其特征在于，所述第二定位组件(5)轴向延伸方向的一端设置有第二凸起部(500)，第二凸起部(500)朝相邻的贴合组件(2)的第一通孔(300)外伸出；第二定位组件(5)轴向延伸方向的另一端设置有第二凹陷部(600)，第二凸起部(500)与第二凹陷部(600)的形状相适应。

8.根据权利要求1所述的一种单体电芯封装结构，其特征在于，所述箱体(1)远离开口的内表面还设置有至少一对垫块(6)，所述至少一对垫块(6)与电芯伸入箱体(1)的外表面的不同位置相抵持。

9.一种电芯模组，其特征在于，包括至少两个如权利要求5—8任一项所述的单体电芯封装结构，一单体电芯封装结构的箱体的一侧端面上设置的若干第一定位组件(3)和第二定位组件(5)，与相邻的另一单体电芯封装结构的箱体的端面上的若干第一定位组件(3)和第二定位组件(5)对应固定连接。

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