CN219393657U - 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，电池壳体的长度≥400mm，电池壳体的容积为a，电池壳体上设置有注液孔；自由空间，自由空间为电池壳体内部的空隙，自由空间的体积为b，b/a为0.01‑0.2，从而可以使得电池壳体内部的自由空间实现对气体的存储和容纳，由此来满足电池充分电过程中的产气量需求，从而改善电池的安全使用性能。

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，电池包括电池壳体和设置在电池壳体内的内部结构，内部结构至少包括了电芯，电池壳体内的自由空间的大小决定了气体的存储量，从而影响电池的安全使用性能。

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，电池壳体的长度≥400mm，电池壳体的容积为a，电池壳体上设置有注液孔；

自由空间，自由空间为电池壳体内部的空隙，自由空间的体积为b，b/a为0.01-0.2。

本实用新型实施例的电池包括电池壳体和自由空间，自由空间为电池壳体内部的空隙，即除电池内部结构之外，电池壳体内部可以具有的充气空间为自由空间。电池壳体10的容积为a，自由空间的体积为b，通过使得电池壳体的长度≥400mm，且b/a为0.01-0.2，从而可以使得电池壳体内部的自由空间实现对气体的存储和容纳，由此来满足电池充分电过程中的产气量需求，从而改善电池的安全使用性能。

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是根据另一示例性实施方式示出的一种电池的一个视角的结构示意图；

图3是根据另一示例性实施方式示出的一种电池的另一个视角的结构示意图；

图4是根据另一示例性实施方式示出的一种电池的分解结构示意图。

附图标记说明如下：

10、电池壳体；11、凹陷；12、注液孔；20、电芯；30、极柱组件；40、转接件；50、绝缘支架；51、间隙。

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4，电池包括：电池壳体10，电池壳体10的长度≥400mm，电池壳体10的容积为a，电池壳体10上设置有注液孔12；自由空间，自由空间为电池壳体10内部的空隙，自由空间的体积为b，b/a为0.01-0.2。

本实用新型一个实施例的电池包括电池壳体10和自由空间，自由空间为电池壳体10内部的空隙，即除电池内部结构之外，电池壳体10内部可以具有的充气空间为自由空间。电池壳体10的容积为a，自由空间的体积为b，通过使得电池壳体10的长度≥400mm，且b/a为0.01-0.2，从而可以使得电池壳体10内部的自由空间实现对气体的存储和容纳，由此来满足电池充分电过程中的产气量需求，从而改善电池的安全使用性能。

需要说明的是，电池壳体10的长度≥400mm，即电池的长度相对较大，相应的，电池壳体10的内部结构的尺寸也会相应进行提升，例如，电芯20的尺寸也会相对较大，以此来适应电池壳体10的长度，提升电池的容量，而为了保证电池壳体10内能够存储相应数量的气体，需要保证电池壳体10内的自由空间具有一定的大小，由此才能满足电池尺寸做长时对于电池充放电的产气量较大时的需求，进而来提高电池的安全性能，本实施例中，通过使得电池壳体10的容积为a，自由空间的体积为b，且b/a为0.01-0.2，不仅可以保证电池的容量需求和能量密度要求，也可以保证电池壳体10内部能够具有足够的自由空间来存储气体等，实现电池的安全性能提升。

自由空间为电池壳体10内部的空隙，即在电池可以投入使用之后，例如，对电池完成了充放电测试，利用抽真空系统将电池壳体10内部的气体吸出之后，向电池壳体10内部注入气体，此时，注入气体的体积可以认为是自由空间的体积b；或者，利用抽真空系统将电池壳体10内部的气体吸出之后，向电池壳体10内部注入液体，此时，注入液体的体积可以认为是自由空间的体积b。

当然，在电池已经安装于车辆上进行使用之后(不限制电池已经完成的充放电次数，不考虑电池已经消耗的电解液量)，将电池取下，利用抽真空系统将电池壳体10内部的气体吸出之后，向电池壳体10内部注入气体，此时，注入气体的体积可以认为是自由空间的体积b；或者，利用抽真空系统将电池壳体10内部的气体吸出之后，向电池壳体10内部注入液体，此时，注入液体的体积可以认为是自由空间的体积b。

而对于电池壳体10的容积a的测试方式较为简单，将内部结构清空之后，通过注入液体即可获得。

在一个实施例中，b/a为0.04-0.15，在保证电池的容量需求和能量密度要求的基础上，也可以保证电池壳体10内部能够具有足够的自由空间来存储气体等，实现电池的安全性能提升。

在一个实施例中，自由空间的体积b与电池壳体10的容积a之间的比值可以为0.01、0.015、0.02、0.025、0.03、0.035、0.04、0.045、0.05、0.055、0.06、0.07、0.08、0.09、0.1、0.11、0.12、0.13、0.14、0.15、0.16、0.18、0.19或者0.2等等。

在一个实施例中，注液孔12可以通过密封结构进行密封，密封结构可以是密封钉，也可以是金属帽等结构，此处不作限定。注液孔12可以作为抽真空系统的抽真空口。

在一个实施例中，电池还包括内部结构，内部结构设置于电池壳体10内，内部结构之外的空隙形成自由空间；其中，内部结构包括电芯20，即排出了内部结构占用的电池壳体10的空间之外，即为自由空间，从而可以使得自由空间用于形成气体的存储。

电池壳体10的容积为a，即电池壳体10内部可以容纳物质的体积为a，例如，将电池壳体10内的内部结构清空，向电池壳体10内部注入液体，注入液体的量即为电池壳体10的容积a。内部结构的体积可以表示为c，b＝a-c。c可以认为是内部结构占用的电池壳体10的容积a的大小，例如，将内部结构放入到充满液体的电池壳体10内时，电池壳体10内溢流出的液体的量即为内部结构的体积c，当然，在测量内部结构的体积c时，可以将内部结构放入到非电池壳体10内的部件之中，通过溢流液体的量来得到内部结构的体积c，此处不作限定。

电池的内部结构包括电芯20，电芯20内部浸润的电解液属于电芯20的一部分，因此，电芯20内部浸润的电解液属于内部结构，此处可以理解为是，将一个电芯20从电池壳体10内取出之后，电芯20本身附带的电解液属于内部结构，且遗留在电池壳体10内的电解液也属于电池的内部结构。

电池的内部结构实际上至少是包括了电芯20，例如，内部结构仅包括电芯20时，电芯20的两个极耳可以分别与电池壳体10的第一部分和第二部分电连接，而第一部分和第二部分之间绝缘设置，此时，电池壳体10的第一部分和第二部分作为了电池的两个电极输出端。

电池的内部结构还可以包括其他结构，例如，电池的内部结构还可以包括极柱组件、转接件、绝缘支架、密封结构等等，此类结构均会占用电池壳体10的内部空间。

电池壳体10的容积a与内部结构的体积c的差值为电池壳体10内部的自由空间大小，自由空间大小的确定，可以采用上述差值进行确定，例如，先确定了电池壳体10的容积a，再确定了内部结构的体积c，通过a-c获取到自由空间的体积b，在对内部结构的体积c进行确定时，不排除电芯20会出现电解液的溢流或者电芯20内部会吸收一部分的液体，电解液的溢流或者电芯20内部吸收的液体量均可以忽略不计，例如，就是将内部结构放入到一个容器中，溢流出的液体体积即为内部结构的体积c，而不用考虑是否出现了电解液的溢流或者电芯20内部是否吸收了液体。

在一个实施例中，电池壳体10的容积为a，500mm³≤a≤5000mm³，从而可以有效保证电池的容量，由此来提高电池的使用性能，进而提高电池的循环寿命。

在一个实施例中，电池壳体10的容积为a，1000mm³≤a≤1500mm³，不仅可以避免电池壳体10的容积过大而造成电池壳体10结构强度变弱的问题，也可以保证电池壳体10的容积能够满足电池的能量需求，由此来提高电池的使用性能。

在一个实施例中，电池壳体10的容积a可以为500mm³、520mm³、530mm³、550mm³、580mm³、600mm³、650mm³、700mm³、800mm³、900mm³、1000mm³、1100mm³、1200mm³、1300mm³、1400mm³、1500mm³、1800mm³、1900mm³、2000mm³、2500mm³、3000mm³、3500mm³、4000mm³、4500mm³、4800mm³、4900mm³或者5000mm³等等。在一个实施例中，如图2所示，电池壳体10上设置有凹陷11，凹陷11的容积与电池壳体10的容积之比为0.1％-1％，从而可以有效控制凹陷11的容积大小，避免凹陷11的容积过大时，会影响到电池整体的能量密度，或者，避免凹陷11的容积过小时，凹陷11无法形成对电池其他结构的收纳，不利于提高电池成组时的空间利用率。

电池壳体10上设置有凹陷11，凹陷11可以是通过冲压电池壳体10形成的，此时，电池壳体10内部会具有一个凸起，此凸起时间上也占用了电池壳体10的内部空间，因此，凹陷11的容积过大时，一定程度上会导致电池壳体10内部空间被凸起占用的量较多，由此会降低电池整体的能量密度。或者，电池壳体10上设置有凹陷11，凹陷11是通过对电池壳体10进行材料去除形成的，此时，凹陷11的容积过大时，为了保证电池壳体10的结构强度，则会出现电池壳体10壁厚过大的问题，因此，会导致电池壳体10整体重量增加，也会影响到电池整体的能量密度。因此，通过使得凹陷11的容积与电池壳体10的容积之比为0.1％-1％，可以有效保证电池整体的能量密度。

相应的，凹陷11的容积过小时，例如，凹陷11用于收纳极柱组件，则可能会出现无法可靠收纳极柱组件30的问题，此时，在多个电池进行成组堆叠时，就会使得极柱组件30增加电池成组时的空间，一定程度上会降低电池成组时的空间利用率。因此，通过使得凹陷11的容积与电池壳体10的容积之比为0.1％-1％，可以有效保证电池成组时的空间利用率。

凹陷11的容积与电池壳体10的容积之比可以为0.1％、0.2％、0.25％、0.3％、0.4％、0.5％、0.55％、0.6％、0.7％、0.75％、0.8％、0.85％、0.9％、0.95％或者1％等等。

在一个实施例中，电池还包括极柱组件30，极柱组件30设置于凹陷11内，即凹陷11实现了对极柱组件30的收纳，一定程度上降低了电池成组时，极柱组件30需要额外增加电池包的空间，从而可以提高电池成组时的空间利用率。

极柱组件30可以穿过电池壳体10与电芯20的极耳电连接，极柱组件30的顶端可以不超出凹陷11，由此来使得极柱组件30可靠收纳于凹陷11内；或者，极柱组件30的顶端可以超出凹陷11，在电池成组时，极柱组件30也可以利用电池之间的其他结构占用的空间，一定程度上也可以保证电池成组时的空间利用率。

在一个实施例中，如图3所示，电池还包括极柱组件30，极柱组件30设置于电池壳体10背离凹陷11的一侧，以使得凹陷11用于容纳另一个电池的极柱组件，从而可以在电池进行成组时，相邻两个电池中，一个电池的凹陷11用于容纳另一个电池的极柱组件，也可以有效提高电池成组时的空间利用率。

需要说明的是，电池在成组时，相邻两个电池的大表面可以相对设置，而凹陷11和极柱组件30可以分别设置在相对的两个大表面上；或者，凹陷11可以设置在一个大表面上，而极柱组件30可以设置在凹陷11内。电池壳体10上可以设置有两个凹陷11，相应的，电池壳体10上可以设置有两个极柱组件30。

在一个实施例中，如图2所示，凹陷11与电池壳体10相对的两端不相交，从而可以避免凹陷11过大的问题，一定程度上可以避免凹陷11过大而造成电池能量密度较小的问题。

凹陷11可以与电池壳体10的一端相交，如图2所示，即凹陷11可以与电池壳体10的一个周向外表面相交；或者，凹陷11可以位于电池壳体10的中间位置，此时，凹陷11可以不与电池壳体10的任何一端相交。

在一个实施例中，电池还包括极柱组件30，极柱组件30设置于电池壳体10上，极柱组件30与电芯20电连接；其中，内部结构包括部分的极柱组件30，即极柱组件30可以穿设于电池壳体10内，由此可以方便地实现极柱组件30与电芯20的极耳的电连接，提高了电池组装的效率，也可以提高组装的良品率。

极柱组件30的一部分位于电池壳体10的外侧，极柱组件30的一部分穿过电池壳体10位于电池壳体10的内侧，因此，极柱组件30也会占用电池壳体10内部空间，故，内部结构包括部分的极柱组件30。

需要说明的是，在某些实施例中，不排除极柱组件30可以不用占用电池壳体10的内部空间。

在一个实施例中，结合图4所示，电池还包括极柱组件30，极柱组件30设置于电池壳体10上，内部结构还包括转接件40，极柱组件30通过转接件40与电芯20电连接，不仅可以方便地实现极柱组件30与电芯20的电连接，且可以使得极柱组件30和电芯20连接的适应能力增加，一定程度上可以提高电池的组装效率。

转接件40可以位于电池壳体10内，转接件40占用电池壳体10内部空间，因此，内部结构包括了转接件40。

转接件40为金属结构，转接件40的两部分可以分别连接极柱组件30和电芯20，转接件40的具体结构形式不作限定，只要保证转接件40能够方便地实现对极柱组件30和电芯20的连接即可。

在一个实施例中，如图4所示，内部结构还包括绝缘支架50，绝缘支架50设置于电池壳体10与电芯20之间，从而形成对电池壳体10与电芯20之间的绝缘保护，避免电池壳体10与电芯20形成短路，由此提高电池的安全使用性能。

结合图4所示，电池壳体10上可以设置有两个极柱组件30，电芯20的两端均设置有绝缘支架50，绝缘支架50不仅形成了对电池壳体10与电芯20之间的绝缘保护，也形成了对电芯20的固定限位，一定程度上提高了电芯20的安全稳定性能，由此也增加了电池的安全使用性能。

转接件40的一部分也可以收纳于绝缘支架50内，不仅可以提高电池壳体10的空间利用率，也可以使得绝缘支架50形成对转接件40的绝缘保护。

在一个实施例中，如图4所示，绝缘支架50具有与电池壳体10内部相连通的间隙51，即间隙51为电池壳体10的自由空间的一部分，间隙51内可以用于存储电解液、气体等。

间隙51可以是孔、凹槽、或者缺口等，此处不作限定，绝缘支架50上可以具有多个不同类型的间隙51。

在一个实施例中，电池壳体10的厚度可以为0.1mm-0.5mm。电池壳体10的厚度可以为0.1mm、0.15mm、0.2mm、0.25mm、0.3mm、0.35mm、0.4mm、0.45mm或者0.5mm等等。

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，该堆叠部包括第一极片、分隔物以及第二极片。当第一极片为正极片时，第二极片为负极片。其中，第一极片和第二极片的极性可以互换。第一极片和第二极片涂布活性物质。

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第一极片、与第一极片电性相反的第二极片以及设置在第一极片和第二极片之间的隔膜片，从而使得多对第一极片和第二极片堆叠形成叠片式电芯。

或者，电池可以为卷绕式电池，即将第一极片、与第一极片电性相反的第二极片以及设置在第一极片和第二极片之间的隔膜片进行卷绕，得到卷绕式电芯。

在一个实施例中，电池可以为圆柱电池。电池可以为卷绕式电池，即将第一极片、与第一极片电性相反的第二极片以及设置在第一极片和第二极片之间的隔膜片进行卷绕，得到卷绕式电芯。

在一个实施例中，电芯20与电池壳体10之间具有缝隙，从而可以为电芯20的膨胀提高空间，提高电芯20的使用寿命，并且也可以增加自由空间的大小。

电芯20与电池壳体10的侧壁之间的距离为0.1mm-5mm，在保证自由空间大小的基础上，也可以避免电芯20与电池壳体10的侧壁之间的距离过小的问题。

电芯20与电池壳体10的侧壁之间的距离可以为0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.2mm、1.5mm、1.8mm、2mm、2.1mm、2.5mm、3mm、3.2mm、3.5mm、3.8mm、4mm、4.1mm、4.5mm、4.8mm、4.9mm或者5mm等等。

需要说明的是，在将电池水平放置时，例如，电池为四棱柱型电池时，电池壳体10的侧壁可以是环绕水平面的四个内表面，此时，至少一个内表面与电芯20的距离为0.1mm-5mm。

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和自由空间，自由空间为电池壳体10内部的空隙，即除电池内部结构之外，电池壳体10内部可以具有的充气空间为自由空间。电池壳体10的容积为a，自由空间的体积为b，通过使得电池壳体10的长度≥400mm，且b/a为0.01-0.2，从而可以使得电池壳体10内部的自由空间实现对气体的存储和容纳，由此来满足电池充分电过程中的产气量需求，从而改善电池组的安全使用性能。

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，圆柱电池可以设置在托板上，以此形成电池模组。

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 (14)

1.一种电池，其特征在于，包括：

电池壳体(10)，所述电池壳体(10)的长度≥400mm，所述电池壳体(10)的容积为a，所述电池壳体(10)上设置有注液孔(12)；

自由空间，所述自由空间为所述电池壳体(10)内部的空隙，所述自由空间的体积为b，b/a为0.01-0.2。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述电池壳体(10)上设置有凹陷(11)，所述凹陷(11)的容积与所述电池壳体(10)的容积之比为0.1％-1％。

3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述电池还包括极柱组件(30)，所述极柱组件(30)设置于所述凹陷(11)内。

4.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述电池还包括极柱组件(30)，所述极柱组件(30)设置于所述电池壳体(10)背离所述凹陷(11)的一侧，以使得所述凹陷(11)用于容纳另一个电池的极柱组件。

5.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述凹陷(11)与所述电池壳体(10)相对的两端不相交。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的电池，其特征在于，所述电池还包括内部结构，所述内部结构设置于所述电池壳体(10)内，所述内部结构之外的所述空隙形成所述自由空间；

其中，所述内部结构包括电芯(20)。

7.根据权利要求6所述的电池，其特征在于，所述电池还包括极柱组件(30)，所述极柱组件(30)设置于所述电池壳体(10)上，所述极柱组件(30)与所述电芯(20)电连接；

其中，所述内部结构包括部分的所述极柱组件(30)。

8.根据权利要求6所述的电池，其特征在于，所述电池还包括极柱组件(30)，所述极柱组件(30)设置于所述电池壳体(10)上，所述内部结构还包括转接件(40)，所述极柱组件(30)通过所述转接件(40)与所述电芯(20)电连接。

9.根据权利要求6所述的电池，其特征在于，所述内部结构还包括绝缘支架(50)，所述绝缘支架(50)设置于所述电池壳体(10)与所述电芯(20)之间；

其中，所述绝缘支架(50)具有与所述电池壳体(10)内部相连通的间隙(51)。

10.根据权利要求6所述的电池，其特征在于，所述电芯(20)与所述电池壳体(10)之间具有缝隙，所述电芯(20)与所述电池壳体(10)的侧壁之间的距离为0.1mm-5mm。

11.根据权利要求1至5中任一项所述的电池，其特征在于，所述电池为四棱柱型电池。

12.根据权利要求1至5中任一项所述的电池，其特征在于，500mm³≤a≤5000mm³。

13.根据权利要求12所述的电池，其特征在于，1000mm³≤a≤1500mm³。

14.根据权利要求1至5中任一项所述的电池，其特征在于，b/a为0.04-0.15。