CN219457823U - 一种方形电池壳体及方形电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种方形电池壳体及方形电池，主要解决现有方形电池散热较差以及无法持续抑制电池膨胀的问题。上述方形电池壳体包括上盖板、下盖板以及筒体；所述筒体宽度方向的至少一个侧面上设置有至少一个第一构件，第一构件凸出于筒体侧面，不仅能够为方形电池提供散热通道，还能够增加方形电池壳体的刚度以及承压能力，避免方形电池膨胀变形导致的安全隐患。

Description

一种方形电池壳体及方形电池

技术领域

本实用新型属于电池领域，具体涉及一种方形电池壳体及方形电池。

背景技术

方形电池通常应用于动力或储能领域，一般采用塑料或金属壳体。塑料壳体受其成型工艺影响，塑壳退模后，壳体侧壁在应力作用下易发生内凹变形。采用金属壳体时，为节省成本，壳体侧壁的壁厚较薄，较薄的侧壁在方形电池被挤压或高温时会发生膨胀变形。特别是在方形电池组成电池组时，某个单体电池发生膨胀变形后会使其他电池受到影响。

现有方式都是通过对电池或电池组施加外力，从而抑制方形电池的膨胀，例如：中国专利CN103594745A公开了一种提高锂离子电池性能的方法及其装置，该提高锂离子电池性能的装置包括用于加压电池的上下夹板，所述上夹板上方设有一刚性板，刚性板与上夹板之间设有压力传感器，所述压力传感器下端作用于上夹板，所述刚性板与下夹板通过螺栓固定。同时，所述上夹板与下夹板之间设有多个用于加压电池的中间夹板。

以上装置通过上夹板与下夹板的加压抑制了电池膨胀，同时也可防止电池组中单体电池发生膨胀。但是经过实际使用发现，通过上夹板、下夹板和中间夹板将多个单体电池挤压在一起抑制膨胀的方式具有以下缺陷：

1、首先，螺母无法实现可靠的锁紧，其次，使用过一段时间后，上述螺母会产生松动，从而造成锁紧结构失效，进而上夹板与下夹板的加压失效，无法持续抑制电池膨胀。

2、电池组中单体电池紧密接触，使得单体电池产生的热量无法散出，较差的散热性影响了整个电池系统的使用寿命，甚至会加剧升温使单体电池产生热失控。

发明内容

为解决现有方式无法持续抑制电池或电池组膨胀以电池组散热较差的问题，本实用新型提供一种方形电池壳体及方形电池。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案是：

本实用新型提供一种方形电池壳体，包括上盖板、下盖板以及筒体；所述筒体主要由宽度方向的两个侧面和厚度方向的两个侧面围合构成；所述筒体宽度方向的至少一个侧面上设置有至少一个第一构件，所述第一构件凸出于筒体侧面，不仅能够增加方形电池壳体的刚度以及承压能力，避免膨胀变形带来的安全隐患，而且还可向采用该壳体的方壳电池构成的电池组提供散热通道。

优选的，所述筒体宽度方向的两个侧面上均设置有至少一个第一构件，所述第一构件为细长柱状体，细长柱状体的结构使得方形电池壳体制造工艺简单，刚度较好、质量相对较轻，从而能够兼顾电池壳体的结构刚度好及成本低的特点。

更进一步的，上述第一构件为沿筒体高度方向延伸的柱状体，第一构件沿筒体高度方向延伸，使得筒体可以通过挤压成型，制作工艺简单，若第一构件为多个，多个第一构件平行设置，可确保方形电池壳体侧面受力均衡。

此外，还可在筒体厚度方向的两个侧面上均设置至少一个第二构件，所述第二构件可为沿筒体高度方向延伸的细长柱状体，该第二构件可增强筒体厚度方向侧面的刚度，使得整个方形电池壳体的承压性更好。

在本实用新型中，还可对以上方形电池壳体进行进一步改进，具体的，在所述筒体内设置至少一个分隔板，所述分隔板与筒体厚度方向的两个侧面的内壁连接。该分隔板不仅能够对方形电池内部产生的热量进行传递，将方形电池内部产生热量由壳体内传递至壳体外，避免壳体内热量对电池性能产生影响，同时还能够对整个方形电池壳体的刚度进行进一步提升，使得该方形电池壳体能够承受更大的压力。

更进一步的，上述筒体和分隔板为一体挤压成型件，一体成型不仅能够使得筒体的刚度和承压能力进一步增加，还避免了分隔板的安装过程，同时还能够减小成本。

优选的，上述分隔板的高度小于筒体内腔的高度，使得被划分的多个内腔压力一致，同时，分隔板的高度小于筒体内腔的高度，还能够避免方形电池壳体内电极组件或软包电芯的极耳安装时与分隔板产生干涉。

为进一步增加方形电池壳体的承压能力，在上盖板和下盖板上均设置至少一个加劲条。

为进一步增加方形电池壳体的散热能力，在上盖板、下盖板以及筒体上设置散热条，该散热条可与筒体一体设置，既具备散热能力还增加壳体刚度。

本实用新型还提供一种方形电池，包括上述方形电池壳体、以及设置在方形电池壳体内的电极组件。

本实用新型还提供另一种方形电池，包括上述方形电池壳体、以及设置在方形电池壳体内的至少一个软包电芯。

和现有技术相比，本实用新型技术方案具有如下优点：

本实用新型方形电池壳体设置有第一构件，在方形电池形成电池组时，相邻的方形电池通过第一构件不仅能够对壳体自身的刚度进行提升，使得方形电池壳体本身能够承受较大的压力，同时第一构件还能够相互挤压抑制相邻电池膨胀产生的形变，从而延长电池使用寿命，保证电池组运行的稳定性。

本实用新型方形电池壳体设置有第一构件，该第一构件能够在相邻电池之间产生散热通道，将方形电池产生的热量通过散热通道传导至电池外侧，使得电池能够安全可靠工作。

本实用新型方形电池壳体整体结构简单，制造工艺简单，刚度较大，质量相对较轻，能够兼顾结构刚度、轻量化以及成本低等多个特点。

本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。

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为本实用新型实施例1中方形电池壳体的结构示意图；

图2为本实用新型实施例2中方形电池壳体的结构示意图；

图3为本实用新型实施例3中方形电池的结构示意图一；

图4为本实用新型实施例3中方形电池的结构示意图二。

附图标记：1-筒体，2-上盖板，3-下盖板，4-第一构件，5-第二构件，6-分隔板，7-加劲条，8-散热条，9-软包电芯，10-连接管，11-极柱，12-汇流板。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用来解释本实用新型的技术原理，目的并不是用来限制本实用新型的保护范围。

本实用新型方形电池壳体包括上盖板、下盖板以及筒体；筒体主要由宽度方向的两个侧面和厚度方向的两个侧面围合构成；筒体宽度方向的至少一个侧面上设置有至少一个第一构件，第一构件凸出于筒体侧面。该第一构件一方面能够有效提高方形电池壳体自身的结构强度，使方形电池壳体受到外力冲击时具有较好的稳定性，保护了电池壳体内的电极组件和软包电芯，另一方面，该第一构件能够避免膨胀变形带来的安全隐患，提升了电池的使用安全性；最后，该第一构件还能够提供散热通道，提高方形电池壳体的散热能力。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种方形电池壳体，该方形电池壳体包括上盖板2、下盖板3以及筒体1，上盖板2和下盖板3设置在筒体1敞口的两端，可通过焊接、胶粘等方式与筒体1实现连接。筒体1为四个侧面组成的矩形壳体，其中，宽度方向的两个侧面为长侧面，厚度方向的侧面为短侧面。

为保证方形电池壳体的刚度和承压能力，在上述筒体1宽度方向的至少一个侧面设置有至少一个第一构件4，即在长侧面上设置有第一构件4，该第一构件4凸出于筒体1侧面，可采用不同结构实现。例如，可采用圆形凸台、环形凸起、细长柱状体等。具体设置时，将圆形凸台或环形凸起设置在长侧面的中心处，或者，将多个圆形凸起均布在长侧面上，再或者，将细长柱状体均布在长侧面上。

在本实施例中，第一构件4优选为细长柱状体，该细长柱状体可沿筒体1高度方向延伸，或者，沿宽度方向延伸，再或者呈网格状分布。考虑成本因素，该筒体1优选为挤压成型件，所以上述第一构件4最好沿筒体1高度方向设置，方便筒体1与第一构件4一次挤压成型，同时，为保证受力均衡，在宽度方向的两个侧面上均设置第一构件4，且两个长侧面的第一构件4位置相一致。上述第一构件4的数量可根据需求设置，满足刚度和承压性的前提下，数量尽量安排合理，数量优选为1至4个。

进一步地对上述方形电池壳体的结构进行优化，在筒体1厚度方向的一个侧面或两个侧面上设置至少一个第二构件5，即在方形电池壳体的短侧面上设置第二构件5，第二构件5同样也可为细长柱状体，用于增强筒体1厚度方向的刚度，使得整个方形电池壳体的承压性更好。在筒体1厚度方向设置第二构件5时，其数量也可根据需求设置，由于厚度方向的侧面较窄，故其数量可少于长侧面上第一构件4的数量。同样的，该第二构件5可沿筒体1高度方向延伸或沿厚度方向延伸，由于该筒体1优选为挤压成型件，所以第二构件5最好也沿者筒体1高度方向设置，方便筒体1与第一构件4、第二构件5一次挤压成型，同时，为保证受力均衡，两个短侧面的加强筋位置最好保持相一致。

为进一步增加方形电池壳体的承压能力，可在方形电池壳体上盖板2和下盖板3均设置至少一个加劲条7。同时，为进一步提升方形电池壳体的散热能力，上盖板2、下盖板3以及筒体1上设置有散热条8，筒体1上的散热条8沿着筒体1高度方向延伸，使得筒体1可以一次挤压成型。

实施例2

如图2所示，本实施例对实施例1中的方形电池壳体的结构进行进一步优化，在实施例1的基础上，本实施例提供的方形电池壳体的筒体1内设置有至少一个分隔板6，该分隔板6与筒体1厚度方向的两个侧面内壁连接。该分隔板6不仅能够对方形电池内产生的热量进行传递，将热量由壳体内传递至壳体外，避免壳体内热量对电池产生影响，还能够对整个方形电池壳体的刚度进行进一步提升，使得该方形电池壳体能够承受更大的压力。

为进一步增加本实施例中方形电池壳体的刚度，上述筒体1和分隔板6为一体挤压成型件。同时，上述分隔板6的高度小于筒体1内腔的高度，使得被划分的多个内腔压力一致，还同时解决了方形电池壳体内电极组件或软包电芯9安装时与分隔板6产生干涉的问题。

实施例3

如图3和图4所示，本实施例提供一种方形电池，包括上述方形电池壳体、以及设置在方形电池壳体内的至少一个软包电芯，多个软包电芯9并联在实施例1或实施例2中的方形电池壳体内，组装方形电池时，将多个软包电芯9的正极耳和负极耳分别与汇流板12焊接，然后将汇流板12与极柱11焊接或通过螺栓连接，汇流板12与极柱11也可为一体结构，极柱11穿过上盖板后将最为并联后的电极引出端子。

在本实施例中，将上述方形电池应用在电池组中时，还可在下盖板3上设置有连接管10，此时，下盖板3的端面上设置有通孔，通孔内设置有泄爆膜。电池组通过方形电池壳体上的连接管拼接形成泄爆通道。通过连接管10形成泄爆通道后，当任意方形电池发生热失控时，热失控烟气打开泄爆膜，通过通孔进入连接管10，并由连接管10引导热失控烟气排放至远离电池的位置或者进行相应的烟气处理。此外，上述电池组还可通过方形电池壳体上的连接管10拼接形成电解液共享通道，此时通孔上设置有可溶于电解液或在外力下打开的密封膜。通过连接管拼接形成电解液共享通道后，注液前或注液后，密封膜打开，最终，共享通道一端封闭，一端装有泄爆阀，多个方形电池通过连接管实现电解液互通，使电池组内所有的方形电池均处于统一的电解液环境下，能够有效提高电池组的均一性，从而提高整个电池组的性能和寿命。

实施例4

本实施例提供另一种结构形式的方形电池，包括上述方形电池壳体、以及设置在方形电池壳体内的电极组件，该方形电池的与现有方形电池结构类似，区别在于，方形电池壳体的不同，本实施例的方形电池壳体为实施例1或实施例2中的方形电池壳体，将市售方壳电池的电极组件放置在方形电池壳体内形成方形电池，不仅能够提高现有方形电池的散热能力，还能够提高方形电池工作时的稳定性。其中，电极组件包括正极片、负极片以及隔膜。

Claims (11)

1.一种方形电池壳体，其特征在于：包括上盖板、下盖板以及筒体；

所述筒体主要由宽度方向的两个侧面和厚度方向的两个侧面围合构成；

所述筒体宽度方向的至少一个侧面上设置有至少一个第一构件，所述第一构件凸出于筒体侧面。

2.根据权利要求1所述的方形电池壳体，其特征在于：所述筒体宽度方向的两个侧面上均设置有至少一个第一构件，所述第一构件为细长柱状体。

3.根据权利要求2所述的方形电池壳体，其特征在于：所述第一构件沿筒体高度方向延伸，多个第一构件平行设置。

4.根据权利要求1所述的方形电池壳体，其特征在于：所述筒体厚度方向的两个侧面上均设置有至少一个第二构件，所述第二构件为沿筒体高度方向延伸的细长柱状体。

5.根据权利要求1至4任一所述的方形电池壳体，其特征在于：所述筒体内设置有至少一个分隔板，所述分隔板与筒体厚度方向的两个侧面的内壁连接。

6.根据权利要求5所述的方形电池壳体，其特征在于：所述筒体和分隔板为一体挤压成型件。

7.根据权利要求6所述的方形电池壳体，其特征在于：所述分隔板的高度小于筒体内腔的高度。

8.根据权利要求7所述的方形电池壳体，其特征在于：所述上盖板和下盖板上均设置有至少一个加劲条。

9.根据权利要求8所述的方形电池壳体，其特征在于：所述上盖板、下盖板以及筒体上设置有散热条。

10.一种方形电池，其特征在于，包括权利要求1至9任一所述的方形电池壳体、以及设置在方形电池壳体内的电极组件。

11.一种方形电池，其特征在于，包括权利要求1至9任一所述的方形电池壳体、以及设置在方形电池壳体内的至少一个软包电芯。