CN219498005U - 电芯组件、电池单体、电池及用电装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种电芯组件，电芯组件包括裸电芯、框架组件及绝缘片。框架组件包括两个边框，每个边框包括两个相对的短边及两个相对的长边，短边与长边交替连接并围成环形，两个边框相互连接并将裸电芯夹持于两个边框之间，极耳穿过两个边框的短边之间。两个边框能够对裸电芯提供可靠的支撑，从而维持电芯组件的结构稳定，使得电芯组件在入壳过程中不易发生形变。而且，环形的边框结构稳定，即使在入壳过程中绝缘片与壳体的内壁摩擦而发生打皱，边框也不会因绝缘片的拉扯下变形，故不会对两个边框之间的极耳造成拉扯。因此，上述电芯组件方便入壳。此外，本实用新型还提供一种电池单体、电池及用电装置。

Description

电芯组件、电池单体、电池及用电装置

技术领域

本实用新型涉及新能源技术领域，特别涉及一种电芯组件、电池单体、电池及用电装置。

背景技术

二次电池一般包括壳体及电芯组件，电芯组件收容于壳体内并由壳体提供保护。由于长条形的电池在提升能量密度，以及改善安全性等方面具有优势，故针对长条形电池的研究愈发得到重视。

应用于长条形电池的电芯组件一般通过支架固定裸电芯两端，并通过侧边条固定裸电芯一侧，再由绝缘膜包裹成一体。电芯组件可从壳体一端的开口入壳，由于其长度较长，故入壳过程中容易与壳体的内壁摩擦，从而导致绝缘膜打皱并拉扯极耳。因此，传统的电芯组件存在入壳困难的问题。

实用新型内容

基于此，有必要针对上述问题，提供一种方便入壳的电芯组件。

一种电芯组件，包括：

裸电芯，所述裸电芯长度方向的两端分别设置有极耳；

框架组件，包括两个边框，每个所述边框包括两个相对的短边及两个相对的长边，所述短边与所述长边交替连接并围成环形，两个所述边框相贴合，以将所述裸电芯夹持于两个所述边框之间，所述极耳从两个所述边框的所述短边之间穿过；及

绝缘片，包覆于所述框架组件的外周侧，并暴露出所述极耳。

在其中一个实施例中，两个所述边框可拆卸地连接。

在其中一个实施例中，两个所述边框通过凸部与凹槽相卡持的方式进行连接。

在其中一个实施例中，每个所述边框上均设置有所述凸部及所述凹槽，所述凸部的数量与所述凹槽的数量相同，一个所述边框上的所述凸部与另一个边框上的所述凹槽相卡持。

在其中一个实施例中，所述长边包括沿所述长边的长度方向延伸的底托板及由所述底托板一侧的边缘朝所述边框的中部弯折的侧挡板，所述底托板及所述侧挡板分别与所述裸电芯相邻的两个侧壁抵接。

在其中一个实施例中，每个所述短边形成有沿所述短边长度方向延伸的开口槽，两个所述边框的所述开口槽配合构成供所述极耳穿过的通道。

在其中一个实施例中，所述长边与所述短边的连接处形成有倒角。

上述电芯组件，框架组件将裸电芯夹持于两个边框之间，两个边框能够对裸电芯提供可靠的支撑，从而维持电芯组件的结构稳定，使得电芯组件在入壳过程中不易发生形变。而且，环形的边框结构稳定，即使在入壳过程中绝缘片与壳体的内壁摩擦而发生打皱，边框也不会因绝缘片的拉扯下变形，故不会对两个边框之间的极耳造成拉扯。因此，上述电芯组件方便入壳。

此外，本实用新型还提供一种电池单体、电池及用电装置。

一种电池单体，包括：

壳体，所述壳体长度方向的两侧设有开口；

如上述优选实施例中任一项所述的电芯组件，所述电芯组件收容于所述壳体内；及

顶盖组件，所述顶盖组件密封设置于所述壳体的开口。

一种电池，包括多个如上述优选实施例所述的电池单体。

一种用电装置，包括如上述优选实施例所述的电池单体或如上述优选实施例所述的电池。

附图说明

为了更清楚地说明本申请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申请的一些实施例，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为本实用新型较佳实施例中电池单体的爆炸图；

图2为图1所示电池单体中电芯组件省略绝缘片的结构示意图；

图3为图2所示电芯组件的爆炸图；

图4为图2所示电芯组件中边框的结构示意图。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

本实用新型公开了一种用电装置、电池及电池单体，上述用电装置包括上述电池或上述电池单体，并能够由上述电池或上述电池单体提供电能。其中，上述用电装置可以是车辆、手机、便携式设备、笔记本电脑、轮船、航天器、电动玩具、电动工具、储能设备、游乐设备、电梯和升降设备等等。车辆可以是燃油汽车、燃气汽车或新能源汽车，新能源汽车可以是纯电动汽车、混合动力汽车或增程式汽车等；航天器包括飞机、火箭、航天飞机和宇宙飞船等等；电动玩具包括固定式或移动式的电动玩具，例如，游戏机、电动汽车玩具、电动轮船玩具或电动飞机玩具等等；电动工具包括金属切削电动工具、研磨电动工具、装配电动工具和铁道用电动工具，例如，电钻、电动砂轮机、电动扳手、电动螺丝刀、电锤、冲击电钻、混凝土振动器和电刨等等；储能设备可以是储能墙、基站储能、集装箱储能等等；游乐设备可以是旋转木马、跳楼机等等。本申请对上述用电装置不做特殊限制。

对于纯电动汽车而言，上述电池可以作为驱动电源，从而替代化石燃料提供驱动动力。

上述电池可以是电池包或电池模组。当上述电池为电池包时，电池包具体包括电池管理系统(BMS)及多个上述电池单体。多个电池单体之间可通过串联、并联或者串联与并联混合的方式电连接，并与电池管理系统进行通讯连接，以组成电池包，上述电池管理系统对各个电池单体的工作状态进行控制和监测。此外，多个电池单体也可先进行串联和/或并联，并与模组管理系统组成电池模组，再由多个电池模组通过串联、并联或者串联与并联混合的方式电连接，并与电池管理系统共同构成电池包。

其中，上述电池包或电池模组中的多个电池单体可安装于箱体、框架、支架等支撑结构上，各个电池单体之间、电池单体与电池管理系统之间可通过汇流部件进行电连接。上述电池单体可以是锂离子电池、钠离子电池或镁离子电池，其外部轮廓可呈圆柱体、扁平体、长方体或其它形状，但均不局限于此。具体在本实施例中，上述电池单体为锂离子方形电池。

请参阅图1，本实用新型较佳实施例中的电池单体10包括壳体100、电芯组件200及顶盖组件300。

壳体100为中空结构，其内部具有用于容纳电芯组件200、电解液以及其他部件的收容空间。由于本实施例中的电池单体10为方形电池，故壳体100的外部轮廓呈长方体形。而且，壳体100的长度较长，以适用于长条形的电池单体10。壳体100长度方向的两侧均设有开口(图未标)，通过壳体100的开口能够将电芯组件200装入壳体100内。

电芯组件200是电池单体10的核心部件，收容于壳体100内。为了适配壳体100的形状，电芯组件200呈长方体形。其中，电芯组件200包括裸电芯210、绝缘片220及框架组件230。

请一并参阅图2及图3，每个电芯组件200可以包括一个或多个裸电芯210。裸电芯210可以由正极片、负极片及在负极片与正极片之间起绝缘作用的隔膜通过卷绕或叠片的方式成型，通过卷绕成型的裸电芯210可压制成扁平状。裸电芯210长度方向的两端分别设置有极耳211，两个极耳211分别为正极耳及负极耳，正极耳及负极耳分别用于将裸电芯210的正极片及负极片引出。

框架组件230包括两个边框231。而且，每个边框231包括两个相对的短边(图未标)及两个相对的长边(图未标)，短边与长边交替连接并围成环形。可见，每个边框231大致呈矩形。两个边框231相贴合，以将裸电芯210夹持于两个边框231之间，并使极耳211从两个边框231的短边之间穿过。边框231的长边及短边的尺寸一般略大于裸电芯210的长度及宽度，从而能够使裸电芯210的边缘位于边框231的范围内。

边框231可由树脂、塑料等具有一定结构强度的材料成型，两个边框231能够对裸电芯210提供可靠的支撑，从而维持电芯组件200的结构稳定，使得电芯组件200在入壳过程中不易发生形变。为了提升边框231的结构强度，本实施例中的边框231的短边与长边为一体成型的结构。

绝缘片220包覆于框架组件230的外周侧并暴露出极耳211。绝缘片220能够保护裸电芯210，并在裸电芯210与壳体100的内壁之间起到较好的绝缘作用。具体的，绝缘片220的材质可以是聚酰亚胺、聚乙烯及聚偏二氟乙烯等。由于环形的边框231自身的结构稳定，在电芯组件200入壳过程中，即使绝缘片220与壳体100的内壁摩擦而发生打皱，边框231也不会因绝缘片220的拉扯下变形，故不会对两个边框231之间的极耳211造成拉扯。

在电芯组件200组装过程中，先将两个边框231扣在裸电芯210的两侧，再在最外侧包覆绝缘膜构成绝缘片220即可。在本实施例中，两个边框231可拆卸地连接。如此，在电芯组件200组装过程中，当装配出现瑕疵时可将边框231拆卸并调整后重新装配，从而能够节省物料、降低成本。

进一步的，请一并参阅图4，在本实施例中，两个边框231通过凸部2311与凹槽2312相卡持的方式进行连接。凸部2311可以是凸柱、凸条等，凹槽2312与凸部2311的形状相匹配。针对凸部2311与凹槽2312进行卡持或分离的操作简单，从而方便装配。

而且，每个边框231上均设置有数量相同的凸部2311及凹槽2312，一个边框231上的凸部2311与另一个边框231上的凹槽2312相卡持，以使两个边框231可拆卸地连接。也就是说，组成框架组件230的两个边框231的结构相同，故装配过程中不需要对边框231进行区分，有助于提升效率。凸部2311及凹槽2312可设置于边缘231长边、短边或顶角处。譬如，本实施例中的凸部2311及凹槽2312均为两个，两个凸部2311分别设于其中两个顶角，两个凹槽2312则分别设于另外两个顶角。

需要指出的是，在其他实施例中，两个边框231也可采用其他方式实现连接。譬如，两个边框231还可通过热熔、粘接、焊接或螺接的方式连接。

在本实施例中，每个短边形成有沿短边长度方向延伸的开口槽2313，两个边框231的开口槽2313配合构成供极耳211穿过的通道(图未标)。两个边框231贴合时，其短边上的开口槽2313相对设置，从而便可形成上述通道。上述通道能够对裸电芯210两端的极耳211避位，从而能够避免两个边框231贴合时挤压极耳211，进而防止对极耳211造成损伤。

在本实施例中，长边包括沿长边的长度方向延伸的底托板2314及由底托板2314一侧的边缘朝边框231的中部弯折的侧挡板2315，底托板2314及侧挡板2315分别与裸电芯210相邻的两个侧壁抵接。

底托板2314及侧挡板2315大致垂直，沿垂直于长边长度的方向进行截面，长边的截面呈L形。如此，在框架组件230夹紧裸电芯210时，底托板2314及侧挡板2315能够从两个方向对裸电芯210进行限位，故针对裸电芯210的夹紧效果更佳。

侧挡板2315可以是连续的板状结构，也可是多个间隔设置的挡板形成的非连续结构。具体在本实施例中，侧挡板2315为连续的板状结构，对裸电芯210的限位效果更好。

需要指出的是，在其他实施例中，也可将侧挡板2315设置于短边上，或在长边及短边均设置侧挡板2315，又或者将侧挡板2315设置于边框231的四个顶角处。

在本实施例中，长边与短边的连接处形成有倒角(图未示)。如此，边框组件230的末端还可起到导向作用，从而进一步方便电芯组件200入壳。

顶盖组件300密封设置于壳体100的开口，以在壳体100的内部形成相对封闭的环境，从而将电极组件200与外部环境隔绝。电芯组件200入壳完成后，将两个顶盖组件300分别盖设于壳体100两端的开口并焊接即可。

顶盖组件300上一般还开设有沿厚度方向贯通的注液孔(图未标)，注液孔一般为圆形孔。在顶盖组件300密封壳体100的开口后，可通过注液孔将电解液注入壳体100内部。注液完成后，一般还将通过激光焊接的方式将注液孔封堵。顶盖组件300的形状与壳体100的开口的形状相适配，具体在本实施例中，顶盖组件300大致呈矩形。

此外，顶盖组件300上设置有极柱310，极柱310伸入壳体100内的一端可通过转接片(图未示)与极耳211电连接，故极柱310能够作为电池单体10的正极端子或负极端子。具体的，作为正极端子的极柱310可以是铝柱，而作为负极端子的极柱310可以是铜柱。

在本实施例中，壳体100两端均设置有开口，故顶盖组件300需设置两个，两个顶盖组件300分别用于密封壳体100两端的开口。其中，每个顶盖组件300上仅需设置一个极柱310，且一个顶盖组件300上的极柱310与正极耳连接，从而作为正极端子，另一个顶盖组件300上的极柱310则与负极耳连接，以作为负极端子。

上述电池单体10及电芯组件200，框架组件230将裸电芯210夹持于两个边框231之间，两个边框231能够对裸电芯210提供可靠的支撑，从而维持电芯组件200的结构稳定，使得电芯组件200在入壳过程中不易发生形变。而且，环形的边框231结构稳定，即使在入壳过程中绝缘片220与壳体100的内壁摩擦而发生打皱，边框231也不会因绝缘片220的拉扯下变形，故不会对两个边框231之间的极耳211造成拉扯。因此，上述电芯组件200方便入壳。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种电芯组件，其特征在于，包括：

裸电芯，所述裸电芯长度方向的两端分别设置有极耳；

框架组件，包括两个边框，每个所述边框包括两个相对的短边及两个相对的长边，所述短边与所述长边交替连接并围成环形，两个所述边框相贴合，以将所述裸电芯夹持于两个所述边框之间，所述极耳从两个所述边框的所述短边之间穿过；及

绝缘片，包覆于所述框架组件的外周侧，并暴露出所述极耳。

2.根据权利要求1所述的电芯组件，其特征在于，两个所述边框可拆卸地连接。

3.根据权利要求2所述的电芯组件，其特征在于，两个所述边框通过凸部与凹槽相卡持的方式进行连接。

4.根据权利要求3所述的电芯组件，其特征在于，每个所述边框上均设置有所述凸部及所述凹槽，且所述凸部的数量与所述凹槽的数量相同，一个所述边框上的所述凸部与另一个边框上的所述凹槽相卡持。

5.根据权利要求1所述的电芯组件，其特征在于，所述长边包括沿所述长边的长度方向延伸的底托板及由所述底托板一侧的边缘朝所述边框的中部弯折的侧挡板，所述底托板及所述侧挡板分别与所述裸电芯相邻的两个侧壁抵接。

6.根据权利要求1所述的电芯组件，其特征在于，每个所述短边形成有沿所述短边长度方向延伸的开口槽，两个所述边框的所述开口槽配合构成供所述极耳穿过的通道。

7.根据权利要求1所述的电芯组件，其特征在于，所述长边与所述短边的连接处形成有倒角。

8.一种电池单体，其特征在于，包括：

壳体，所述壳体长度方向的两侧设有开口；

如上述权利要求1至7任一项所述的电芯组件，所述电芯组件收容于所述壳体内；及

顶盖组件，所述顶盖组件密封设置于所述壳体的开口。

9.一种电池，其特征在于，包括多个如上述权利要求8所述的电池单体。

10.一种用电装置，其特征在于，包括如上述权利要求8所述的电池单体或如上述权利要求9所述的电池。