CN219610538U - 方壳电池及电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及锂电池技术领域，尤其涉及方壳电池及电池模组。该电池模组内的方壳电池包括电池壳体、电池电芯、电池盖板及电池测温组件，电池电芯包括多个极片经卷绕或叠片形成的卷芯，电池电芯容置在电池壳体中，电池盖板用于密封电池壳体，电池电芯上设置有正极耳与负极耳，电池盖板上设置有正极柱与负极柱，正极耳与正极柱连接，负极耳与负极柱连接，电池盖板上开设有第一通孔，电池测温组件与第一通孔密封固定，电池测温组件的一端伸入电池壳体内部并和正极耳与正极柱的连接部和/或负极耳与负极柱的连接部相接触，电池测温组件的另一端与显示组件线束连接，电池测温组件实时检测连接部的温度，显示组件实时显示电池测温组件的检测信息。

Description

方壳电池及电池模组

技术领域

本实用新型涉及锂电池技术领域，尤其涉及方壳电池及电池模组。

背景技术

随着科学技术的不断发展，锂电池技术也越来越成熟。在方壳电池的充放电过程中，方壳电池容易出现发热现象，尤其是极耳与极柱连接部位发热最为严重。而且随着方壳电池温度的升高，方壳电池中的各种副反应被触发，产生无法释放的热量，从而在方壳电池内部引发连锁反应，如无法及时处理，可能会导致方壳电池热失控。最终，可能会发生灾难性的后果，如燃烧和爆炸。因此，在方壳电池在使用过程中的温度检测尤为重要

在现有技术中，在使用过程中对方壳电池内部的温度检测主要有两种方式，第一种检测方式是在进行方壳电池的组装前，对电池电芯的极耳通入电流进行温度测试，通过测试极耳温度来评估电池电芯的质量好坏，提前分选出发热异常的电池电芯，但是这种检测方式与方壳电池中的电池电芯在实际工作时的工作环境不同，容易出现错检或漏检的情况。第二种检测方式是在方壳电池的使用过程中通过电池测温组件直接对方壳电池上的极柱进行温度检测，但是由于电池极柱通常采用铝制成，铝的散热效果好，针对电池极柱的检测温度与电池电芯的实际温度差距较大，检测精度低。

因此，亟需发明方壳电池及电池模组，以解决上述问题。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供方壳电池及电池模组，以实现对电池极耳的精准测温，提高检测精度，并提高对方壳电池及电池模组的保护。

为达此目的，本实用新型采用以下技术方案：

方壳电池，包括：

电池壳体；

电池电芯，所述电池电芯包括多个极片经卷绕或叠片形成的卷芯，所述电池电芯容置在所述电池壳体中；

电池盖板以及电池测温组件，所述电池盖板用于密封所述电池壳体，所述电池电芯上设置有正极耳与负极耳，所述电池盖板上设置有正极柱与负极柱，所述正极耳与所述正极柱连接，所述负极耳与所述负极柱连接，所述电池盖板上开设有第一通孔，所述电池测温组件与所述第一通孔密封固定，所述电池测温组件的一端伸入所述电池壳体的内部并和所述正极耳与所述正极柱的连接部和/或所述负极耳与所述负极柱的连接部相接触，所述电池测温组件的另一端与显示组件线束连接，所述电池测温组件用于实时检测所述连接部的温度，所述显示组件能够实时显示所述电池测温组件的检测信息。

作为优选方案，所述电池测温组件包括：

弹性密封件，与所述第一通孔过盈配合；以及

检测线束，所述检测线束的一端贯穿所述弹性密封件后伸入所述电池壳体中并与所述连接部相接触，所述检测线束的另一端与所述显示组件线束连接，所述检测线束用于实时检测所述正极耳与所述正极柱的连接部和/或所述负极耳与所述负极柱的连接部的温度。

作为优选方案，所述第一通孔为圆形通孔，所述圆形通孔的孔径为D₁，所述弹性密封件为圆柱结构，所述圆柱结构的直径为D₂，D₂-D₁≥0.05mm。

作为优选方案，所述第一通孔为圆形通孔，所述圆形通孔的孔径为D₁，所述弹性密封件为圆锥结构，所述圆锥结构的最大直径为D₃，D₃-D₁≥0.05mm。

作为优选方案，方壳电池还包括正极耳引脚与负极耳引脚，所述正极耳引脚的一端与所述正极柱连接，所述正极耳引脚的另一端与所述正极耳连接，所述负极耳引脚的一端与所述负极柱连接，所述负极耳引脚的另一端与所述负极耳连接。

作为优选方案，所述电池盖板上设置有注液通孔，所述注液通孔用于向所述电池壳体中灌注电解液。

作为优选方案，所述注液通孔包括：

第一连接部，所述第一连接部从所述电池盖板的上端面向下延伸；以及

第二连接部，所述第一连接部的孔径大于所述第二连接部的孔径，所述第一连接部与所述第二连接部同轴心设置，所述第二连接部从所述电池盖板的下端面向上延伸并与所述第一连接部相导通。

作为优选方案，所述电池盖板上还设置有防爆阀，所述防爆阀的爆炸压强阈值低于所述电池壳体的爆炸压强阈值。

作为优选方案，所述电池盖板上还设置有绝缘层，所述电池盖板上开设有正极柱孔和负极柱孔，所述正极柱与所述正极柱孔之间以及所述负极柱与所述负极柱孔之间均夹设有所述绝缘层，所述绝缘层能够将所述电池盖板与所述正极柱和所述负极柱相隔离；

所述电池盖板上还设置有绝缘板，所述绝缘板设置在所述电池盖板的下端面，所述绝缘板能够将所述电池电芯与所述电池盖板相隔离。

电池模组，包括散热组件以及如上所述的方壳电池，多个所述方壳电池串联和/或并联在一起。

本实用新型的有益效果：

本实用新型提供的方壳电池，通过将电池电芯容置在电池壳体中，并将电池盖板上的正极柱与电池电芯上的正极耳连接，电池盖板上的负极柱与电池电芯上的负极耳连接，保证方壳电池的正常工作，通过将电池测温组件的一端与正极耳与正极柱的连接部和/或所述负极耳与负极柱的连接部相接触，将电池测温组件的另一端与显示组件线束连接，能够实时检测并显示正极耳和/或负极耳的温度，检测位置准确，检测精度高。此外，通过在电池盖板上开设第一通孔并将电池测温组件与第一通孔密封固定，能够避免方壳电池内的电解液沿第一通孔流出，保护方壳电池。

本实用新型还提供了电池模组，通过应用上述方壳电池，能够实时检测单个方壳电池内部的温度，检测位置准确，检测精度高，可有效预防电池模组使用过程中因单个方壳电池出现温度异常出现的安全问题。

附图说明

图1是本实用新型实施例提供的隐藏电池壳体的方壳电池的结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的电池盖板与电池测温组件的俯视图；

图3是本实用新型实施例提供的电池盖板与电池测温组件的剖面示意图；

图4是图3中A处的局部放大示意图；

图5是图3中B处的局部放大示意图。

图中：

1000、方壳电池；

100、电池测温组件；110、检测线束；120、弹性密封件；

200、电池盖板；210、防爆阀；220、注液通孔；221、第一连接部；222、第二连接部；230、第一通孔；240、正极柱孔；250、负极柱孔；

300、电池电芯；310、正极耳；320、负极耳；

400、正极耳引脚；

500、负极耳引脚。

具体实施方式

为使本实用新型解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本实用新型的技术方案。

在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连接”、“固定”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。对于本领域的普通技术人员而言，可以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之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实施例的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述和简化操作，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”仅仅用于在描述上加以区分，并没有特殊的含义。

在方壳电池的充放电过程中，方壳电池容易出现发热现象，尤其是极耳与极柱连接部位发热最为严重。为避免方壳电池过热而产生的危险，需要在使用过程中对方壳电池内部的稳定进行实时检测。

实施例一

在现有技术中，在使用过程中对方壳电池内部的温度检测主要有两种方式，第一种检测方式是在进行方壳电池的组装前，对电池电芯的极耳通入电流进行温度测试，通过测试极耳温度来评估电池电芯的质量好坏，提前分选出发热异常的电池电芯，但是这种检测方式与方壳电池中的电池电芯在实际工作时的工作环境不同，容易出现错检或漏检的情况。第二种检测方式是在方壳电池的使用过程中通过电池测温组件直接对方壳电池上的极柱进行温度检测，但是由于电池极柱通常采用铝制成，铝的散热效果好，针对电池极柱的检测温度与电池电芯的实际温度差距较大，检测精度低。

为了解决上述问题，如图1所示，本实用新型实施例提供了一种方壳电池1000。该方壳电池1000包括电池壳体(图中未示出)、电池电芯300、电池盖板200以及电池测温组件100，其中，电池电芯300包括多个极片经卷绕或叠片形成的卷芯，电池电芯300容置在电池壳体中，电池盖板200用于密封电池壳体，电池电芯300上设置有正极耳310与负极耳320，电池盖板200上设置有正极柱与负极柱，正极耳310与正极柱连接，负极耳320与负极柱连接，电池盖板200上开设有第一通孔230，电池测温组件100与第一通孔230密封固定，电池测温组件100的一端伸入电池壳体的内部并和正极耳310和/或负极耳320相接触，电池测温组件100的另一端与显示组件线束连接，电池测温组件100用于实时检测正极耳310和/或负极耳320处的温度，显示组件能够实时显示电池测温组件100的检测信息。

该方壳电池1000通过将有多个电池板卷绕而成的电池电芯300容置在电池壳体中，并将电池盖板200上的正极柱与电池电芯300上的正极耳310连接，电池盖板200上的负极柱与电池电芯300上的负极耳320连接，保证方壳电池1000的正常工作，通过将电池测温组件100的一端与正极耳310与正极柱的连接部和/或负极耳320与负极柱的连接部相接触，另一端与显示组件线束连接，能够实时检测并显示正极耳310与正极柱的连接部和/或负极耳320与负极柱的连接部的温度，检测位置准确，检测精度高。此外，通过在电池盖板200上开设第一通孔230并将电池测温组件100与第一通孔230密封固定，能够避免方壳电池1000内的电解液沿第一通孔230流出，保护方壳电池1000。

在本实施例中，正极耳310与正极柱连接形成正极连接部，负极耳320与负极柱连接形成负极连接部，电池测温组件100能够与正极连接部和负极连接部接触，电池测温组件100用于实时检测正极连接部和负极连接部的温度。在其他实施例中，电池测温组件100也可以仅与正极连接部或负极连接部接触，本实施例不做具体限定。

具体而言，方壳电池1000包括两组电池测温组件100，电池盖板200上开设有两个第一通孔230，每个第一通孔230均与一个电池测温组件100对应设置，两个电池测温组件100中的任意一个电池测温组件100与正极耳310相接触，该电池测温组件100用于检测正极耳310的温度；另一个电池测温组件100与负极耳320相接触，该电池测温组件100用于检测负极耳320的温度。此外两组电池测温组件100均与显示组件线束连接，显示组件能够实时显示两组电池测温组件100的检测温度。此外，显示组件包括显示屏，显示屏能够实时显示电池测温组件100的检测温度。在其他实施例中，电池测温组件100还可以与BMS(BATTERYMANAGEMENT SYSTEM，电池管理系统)线束连接，BMS根据电池测温组件100的检测信息调节方壳电池1000的工作状态。显示屏与BMS的具体结构与工作原理属于现有技术，在此不再进行赘述。

为了进一步便于对正极耳310与正极柱的连接部和负极耳320与负极柱的连接部进行温度检测，方壳电池1000还包括正极耳引脚400与负极耳引脚500，其中，正极耳引脚400的一端与正极柱连接，正极耳引脚400的另一端与正极耳310连接，电池测温组件100伸入电池壳体的内部的一端与正极耳310相接触，负极耳引脚500的一端与负极柱连接，负极耳引脚500的另一端与负极耳320连接，电池测温组件100伸入电池壳体的内部的一端与负极耳320相接触。通过设置正极耳引脚400与负极耳引脚500，能够便于正极耳310与正极柱的连接以及负极耳320与负极柱的连接，进而便于对正极耳310和/或负极耳320进行温度检测。

具体而言，第一组电池测温组件100伸入电池壳体的内部的一端与正极耳310和正极耳引脚400之间的连接部相接触，第二组电池测温组件100入电池壳体的内部的一端与负极耳320和负极耳引脚500之间的连接部相接触。

进一步地，如图2～图4所示，电池测温组件100包括弹性密封件120与检测线束110，其中，弹性密封件120与第一通孔230过盈配合，检测线束110的一端贯穿弹性密封件120后伸入电池壳体中并与极耳相接触，检测线束110的另一端与显示组件线束连接，检测线束110用于实时检测正极耳310和负极耳320的温度。通过设置弹性密封件120与第一通孔230过盈配合固定，不仅能够保证弹性密封件120与第一通孔230之间的密封固定，还能够在弹性密封件120的自身弹力作用下夹紧贯穿其的检测线束110，进一步保证检测线束110与弹性密封件120之间的密封连接，结构简单，设计巧妙。需要说明的是，检测线束110的具体结构与检测原理属于现有技术，在此不再进行赘述。

进一步地，弹性密封件120采用橡胶材料制作而成。橡胶材料弹性大，气密性与绝缘性好，保证弹性密封件120与第一通孔230密封固定。在其他实施例中，弹性密封件120也可以为其他弹性材料，本实施例不做具体限定。

具体而言，第一通孔230为圆形通孔，圆形通孔的孔径为D₁，弹性密封件120为圆柱结构，圆柱结构的直径为D₂，D₂-D₁≥0.05mm。通过限定弹性密封件120的直径与圆形通孔的直径的最小差值，能够确保弹性密封件120能够充分填充在第一通孔230中，进一步保证弹性密封件120与第一通孔230的密封固定效果。在其他实施例中，第一通孔230也可以为矩形孔或三角形孔，弹性密封件120也可以为与之对应的矩形结构或三角形结构，只需要保证弹性密封件120与第一通孔230过盈配合并且保证弹性密封件120的直径至少大于第一通孔230的直径0.05mm即可，本实施例不做具体限定。

需要说明的是，在本实施例中D₂-D₁＝0.06mm。弹性密封件120的直径比第一通孔230的直径大0.06mm，不仅能够有效保证弹性密封件120与第一通孔230的密封固定，而且弹性密封件120还能够在第一通孔230的限制下夹紧贯穿其中的检测线束110，进一步保证检测线束110与弹性密封件120的密封效果。

优选地，如图2、图3以及图5所示，电池盖板200上设置有注液通孔220，注液通孔220用于向电池壳体中灌注电解液。需要说明的是，在完成电解液注液后，需要用密封胶塞塞入注液通孔220中，并在注液通孔220上方放置金属片进行焊接，保证方壳电池1000的密封性能。

进一步地，注液通孔220包括第一连接部221与第二连接部222，其中，第一连接部221从电池盖板200的上端面向下延伸，第一连接部221的孔径大于第二连接部222的孔径，第一连接部221与第二连接部222同轴心设置，第二连接部222从电池盖板200的下端面向上延伸并与第一连接部221相导通。通过将注液通孔220设置成由上至下孔径变小的阶梯孔，能够便于将电解液沿注液通孔220灌注进电池壳体，而且将注液通孔220设置成由上至下孔径变小的阶梯孔还能够为电解液提供暂存槽，防止电解液溢出并腐蚀电池盖板200，影响电池外观以及后续焊接质量，进一步提高对电池盖板200的保护。

优选地，如图2和图3所示，电池盖板200上还设置有防爆阀210，防爆阀210的爆炸压强阈值低于电池壳体的爆炸压强阈值。当方壳电池1000的内部压强不断增加时，方壳电池1000的内部压强首先到达防爆阀210的爆炸压强阈值，防爆阀210率先打开，进而释放方壳电池1000的内部压力，防止电池壳体发生爆炸。具体而言，防爆阀210包括防爆膜和保护片，保护片盖设在防爆膜的上方，防爆膜上设置有薄弱部，薄弱部的爆炸压强阈值小于电池壳体的爆炸压强阈值。当薄弱部爆炸时，保护片能够将薄弱部的爆炸碎片收集在一起，避免爆炸碎片受力飞溅。

此外，电池盖板200上还设置有绝缘层，电池盖板200上开设有正极柱孔240和负极柱孔250，正极柱与正极柱孔240之间以及负极柱与负极柱孔250之间均夹设有绝缘层，绝缘层能够将电池盖板200与正极柱和负极柱相隔离。通过在正极柱孔240与正极柱之间以及负极柱孔250与负极柱之间夹设绝缘层，能够避免正极柱与正极柱孔240的孔壁直接接触而发生短路以及负极柱与负极柱孔250的孔壁直接接触而发生短路，提高对方壳电池1000的保护，保证方壳电池1000的正常工作。

进一步，电池盖板200上还设置有绝缘板，绝缘板设置在电池盖板200的下端面，绝缘板能够将电池电芯300与电池盖板200相隔离。通过在电池盖板200的下端面设置绝缘板，能够避免电池盖板200与电池电芯300的直接接触而发生短路，提高对方壳电池1000的保护，保证方壳电池1000的正常工作。

实施例二

本实用新型实施例提供了一种电池模组，包括如上所述的方壳电池1000与散热组件，多个方壳电池1000串联和/或并联在一起，散热组件设置在多个方壳电池1000的底部，散热组件能够排出方壳电池1000因充放电而产生的热量，防止方壳电池1000因过热而产生安全隐患。该电池模组通过应用上述方壳电池1000，能够实时检测并显示单个方壳电池1000内部的温度，检测位置准确，检测精度高，可有效预防电池模组使用过程中因单个方壳电池1000出现温度异常出现的安全问题。

实施例三

本实用新型实施例提供的方壳电池1000的具体结构与实施例一基本相同，本实施公开的方壳电池1000与实施例一的不同之处在于：弹性密封件120为圆锥结构，圆锥结构的最大直径为D₃，D₃-D₁≥0.05mm。通过限定弹性密封件120的最大直径与圆形通孔的直径的最小差值，能够确保弹性密封件120能够重复填充在第一通孔230中，进一步保证弹性密封件120与第一通孔230的密封固定效果。此外，圆锥结构的弹性密封件120能够为弹性密封件120与第一通孔230的对接提供导向，更加便于弹性密封件120与第一通孔230的插接固定。

需要说明的是，在本实施例中D₃-D₁＝0.06mm。弹性密封件120的最大直径比第一通孔230的直径大0.06mm，不仅能够有效保证弹性密封件120与第一通孔230的密封固定，而且弹性密封件120还能够在第一通孔230的限制下夹紧贯穿其中的检测线束110，进一步保证检测线束110与弹性密封件120的密封效果。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.方壳电池，其特征在于，包括：

电池壳体；

电池电芯(300)，所述电池电芯(300)包括多个极片经卷绕或叠片形成的卷芯，所述电池电芯(300)容置在所述电池壳体中；

电池盖板(200)以及电池测温组件(100)，所述电池盖板(200)用于密封所述电池壳体，所述电池电芯(300)上设置有正极耳(310)与负极耳(320)，所述电池盖板(200)上设置有正极柱与负极柱，所述正极耳(310)与所述正极柱连接，所述负极耳(320)与所述负极柱连接，所述电池盖板(200)上开设有第一通孔(230)，所述电池测温组件(100)与所述第一通孔(230)密封固定，所述电池测温组件(100)的一端伸入所述电池壳体的内部并和所述正极耳(310)与所述正极柱的连接部和/或所述负极耳(320)与所述负极柱的连接部相接触，所述电池测温组件(100)的另一端与显示组件线束连接，所述电池测温组件(100)用于实时检测所述连接部的温度，所述显示组件能够实时显示所述电池测温组件(100)的检测信息。

2.根据权利要求1所述的方壳电池，其特征在于，所述电池测温组件(100)包括：

弹性密封件(120)，与所述第一通孔(230)过盈配合；以及

检测线束(110)，所述检测线束(110)的一端贯穿所述弹性密封件(120)后伸入所述电池壳体中并与所述连接部相接触，所述检测线束(110)的另一端与所述显示组件线束连接，所述检测线束(110)用于实时检测所述正极耳(310)与所述正极柱的连接部和/或所述负极耳(320)与所述负极柱的连接部的温度。

3.根据权利要求2所述的方壳电池，其特征在于，所述第一通孔(230)为圆形通孔，所述圆形通孔的孔径为D₁，所述弹性密封件(120)为圆柱结构，所述圆柱结构的直径为D₂，D₂-D₁≥0.05mm。

4.根据权利要求2所述的方壳电池，其特征在于，所述第一通孔(230)为圆形通孔，所述圆形通孔的孔径为D₁，所述弹性密封件(120)为圆锥结构，所述圆锥结构的最大直径为D₃，D₃-D₁≥0.05mm。

5.根据权利要求2所述的方壳电池，其特征在于，方壳电池还包括正极耳引脚(400)与负极耳引脚(500)，所述正极耳引脚(400)的一端与所述正极柱连接，所述正极耳引脚(400)的另一端与所述正极耳(310)连接，所述负极耳引脚(500)的一端与所述负极柱连接，所述负极耳引脚(500)的另一端与所述负极耳(320)连接。

6.根据权利要求1～5任一项所述的方壳电池，其特征在于，所述电池盖板(200)上设置有注液通孔(220)，所述注液通孔(220)用于向所述电池壳体中灌注电解液。

7.根据权利要求6所述的方壳电池，其特征在于，所述注液通孔(220)包括：

第一连接部(221)，所述第一连接部(221)从所述电池盖板(200)的上端面向下延伸；以及

第二连接部(222)，所述第一连接部(221)的孔径大于所述第二连接部(222)的孔径，所述第一连接部(221)与所述第二连接部(222)同轴心设置，所述第二连接部(222)从所述电池盖板(200)的下端面向上延伸并与所述第一连接部(221)相导通。

8.根据权利要求1～5任一项所述的方壳电池，其特征在于，所述电池盖板(200)上还设置有防爆阀(210)，所述防爆阀(210)的爆炸压强阈值低于所述电池壳体的爆炸压强阈值。

9.根据权利要求1～5任一项所述的方壳电池，其特征在于，所述电池盖板(200)上还设置有绝缘层，所述电池盖板(200)上开设有正极柱孔(240)和负极柱孔(250)，所述正极柱与所述正极柱孔(240)之间以及所述负极柱与所述负极柱孔(250)之间均夹设有所述绝缘层，所述绝缘层能够将所述电池盖板(200)与所述正极柱和所述负极柱相隔离；

所述电池盖板(200)上还设置有绝缘板，所述绝缘板设置在所述电池盖板(200)的下端面，所述绝缘板能够将所述电池电芯(300)与所述电池盖板(200)相隔离。

10.电池模组，其特征在于，包括散热组件以及权利要求1～9任一项所述的方壳电池，多个所述方壳电池串联和/或并联在一起。