CN219642884U - 电池单体、电池模组和车辆 - Google Patents

电池单体、电池模组和车辆 Download PDF

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Abstract

本实用新型公开了一种电池单体、电池模组和车辆，电池单体包括：壳体，在第一方向上，壳体的相对两侧均设有盖板，每个盖板设有极柱；极芯，极芯设有壳体内，极芯包括正极片、负极片和隔膜，隔膜设于正极片和负极片之间，正极片通过正极耳与其中一个极柱电连接，负极片通过负极耳与另一个极柱电连接；两个盖板的内侧均设有止抵于隔膜的支撑部，在第一方向，隔膜的长度为L隔膜，极芯的两侧的支撑部之间的最小距离为L间距，电池单体满足如下条件：L隔膜‑6＜L间距≤L隔膜。由此，使得两侧的支撑部可以对极芯的隔膜进行限位，以避免隔膜与正极片、负极片之间发生相对运动，提高了极芯的整体稳定性，提升了电池单体的可靠性。

Description

电池单体、电池模组和车辆
技术领域
本实用新型涉及电池领域，尤其是涉及一种电池单体、电池模组和车辆。
背景技术
在所有能源形式中，电能是最容易使用、最清洁环保和效率最高的能源，电池是最好的储存电能的装置，电池广泛应用于人们的日常生活之中，对人们的生活有着举足轻重的影响。随着电池技术的逐步发展，具有良好性能的电池愈发受到追求。相关技术中，电池的极芯安装在壳体内，但是壳体对极芯的限位效果不佳，尤其是对极芯内的隔膜的限位效果极差，极芯易在壳体内窜动变形，导致电池的整体质量不佳，存在改进的空间。
实用新型内容
本实用新型旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本实用新型提出一种电池单体，可以对极芯的隔膜进行限位，以避免隔膜与正极片、负极片之间发生相对运动，提高了极芯的可靠性。
根据本实用新型实施例的电池单体，包括：壳体，在第一方向上，所述壳体的相对两侧均设有盖板，每个所述盖板设有极柱；极芯，所述极芯设于所述壳体内，所述极芯包括正极片、负极片和隔膜，所述隔膜设于所述正极片和所述负极片之间，所述正极片通过正极耳与其中一个所述极柱电连接，所述负极片通过负极耳与另一个所述极柱电连接；两个所述盖板的内侧均设有止抵于所述隔膜的支撑部，在所述第一方向，所述隔膜的长度为L隔膜，所述极芯的两侧的所述支撑部之间的最小距离为L间距，所述电池单体满足如下条件：L隔膜-6mm＜L间距≤L隔膜。
根据本实用新型实施例的电池单体，通过将极芯两侧的支撑部之间的最小距离限定在范围内，使得两侧的支撑部可以对极芯的隔膜进行限位，以避免隔膜与正极片、负极片之间发生相对运动，降低了极芯变形的可能性，提高了极芯的整体稳定性，提升了电池单体的可靠性。
根据本实用新型一些实施例的电池单体，至少一个所述盖板的内侧设有隔圈，所述隔圈设有用于容纳所述正极耳或所述负极耳的容纳腔，所述支撑部设于相应的所述隔圈。
根据本实用新型一些实施例的电池单体，所述支撑部和所述盖板为一体件。
根据本实用新型一些实施例的电池单体，所述电池单体的长度H取值为400mm≤H≤1500mm；所述电池单体的高度W取值为80mm≤W≤240mm；所述电池单体的厚度T取值为10mm≤T≤40mm。
根据本实用新型一些实施例的电池单体，所述极芯包括相对设置的两个第一表面，所述第一表面的面积大于所述极芯的其余表面的面积；所述电池单体还包括两个绝缘膜，两个所述绝缘膜分别贴合在两个所述第一表面，所述第一方向为所述第一表面的长度方向。
根据本实用新型一些实施例的电池单体，所述绝缘膜与所述壳体粘接相连。
根据本实用新型一些实施例的电池单体，在所述极芯的宽度方向，两个所述绝缘膜的同一侧的侧边搭接相连以将所述极芯与所述壳体绝缘隔开。
根据本实用新型一些实施例的电池单体，在所述极芯的宽度方向，所述极芯设有相对设置的第二表面，所述第二表面设有胶粘件，所述胶粘件与每个所述绝缘膜具有重叠区。
本实用新型还提出一种电池模组。
根据本实用新型实施例的电池模组，包括：箱体；多个电池单体，所述电池单体为根据上述任一实施例所述的电池单体，多个所述电池单体设于所述箱体内。
根据本实用新型实施例的电池模组，通过将极芯两侧的支撑部之间的最小距离限定在范围内，使得两侧的支撑部可以对极芯的隔膜进行限位，以避免隔膜与正极片、负极片之间发生相对运动，降低了极芯变形的可能性，提高了极芯的整体稳定性，提升了电池单体的可靠性，利于提高电池模组的可靠性。
本实用新型又提出了一种车辆。
根据本实用新型实施例的车辆，包括根据上述任一实施例所述的电池模组。
根据本实用新型实施例的车辆，通过将极芯两侧的支撑部之间的最小距离限定在范围内，使得两侧的支撑部可以对极芯的隔膜进行限位，以避免隔膜与正极片、负极片之间发生相对运动，降低了极芯变形的可能性，提高了极芯的整体稳定性，提升了电池单体的可靠性，利于提高电池模组的可靠性，提升了车辆的整体性能。
本实用新型的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
附图说明
本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
图1是根据本实用新型实施例的电池单体的结构示意图；
图2是根据本实用新型实施例的极芯的安装截面图；
图3是根据本实用新型实施例的隔圈的示意图；
图4是根据本实用新型另一实施例的盖板的示意图；
图5是根据本实用新型实施例的电池单体的截面图；
图6是根据本实用新型实施例的绝缘膜的安装示意图；
图7是根据本实用新型实施例的电池单体的爆炸图。
附图标记：
电池单体100，
壳体1，盖板2，极柱21，绝缘部22，
极芯3，正极片31，负极片32，负极耳321，隔膜33，第一表面34，第二表面35，隔圈4，容纳腔41，支撑部5，绝缘膜6,侧边61，绝缘连接膜7。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
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，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。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。
下面，参考附图，描述根据本实用新型实施例的电池单体100。
如图1-图7所示，根据本实用新型实施例的电池单体100，包括：壳体1和极芯3，在第一方向上，壳体1的相对两侧均设有盖板2，每个盖板2设有极柱21；极芯3设于壳体1内，极芯3包括正极片31、负极片32和隔膜33，隔膜33设于正极片31和负极片32之间，正极片31通过正极耳与其中一个极柱21电连接，负极片32通过负极耳321与另一个极柱21电连接；两个盖板2的内侧均设有止抵于隔膜33的支撑部5，在第一方向，隔膜33的长度为L隔膜，极芯3的两侧的支撑部5之间的最小距离为L间距，电池单体100满足如下条件：L隔膜-6mm＜L间距≤L隔膜。
由此，使得两侧的支撑部5可以对极芯3的隔膜33进行限位，以避免隔膜33与正极片31、负极片32之间发生相对运动，降低了极芯3变形的可能性，提高了极芯3的整体稳定性，提升了电池单体100的可靠性。
例如，参照图1-图6所示，电池单体100包括壳体1和极芯3，壳体1构造为方形筒状，壳体1沿第一方向(即图1所示的长度方向)的两端分别形成有敞开口，盖板2设置为两个，两个盖板2用于分别安装在壳体1的两个敞开口处以封闭敞开口，使得壳体1和盖板2可以限定出密封的安装腔，每个盖板2上均设有极柱21，极柱21沿厚度方向贯穿盖板2且伸至安装腔内。
可以将极芯3安装在壳体1的安装腔内，极芯3包括正极片31、负极片32和隔膜33，正极片31和负极片32均设置为多个，多个正极片31和多个负极片32交错排布，隔膜33设置为多个，隔膜33用于夹设在相邻的正极片31和负极片32之间，以将正极片31和负极片32隔开。正极片31沿第一方向的一侧设有正极耳，正极片31可以通过正极耳与对应侧的极柱21电连接，负极片32沿第一方向的另一侧设有负极耳321，负极片32可以通过负极耳321与另一个极柱21电连接，使得极芯3可以向外供电。
其中，可以在两个盖板2的内侧分别设有支撑部5，支撑部5设置为两个，两个支撑部5分别设于极耳的两侧，支撑部5用于止抵在极芯3的端部以沿第一方向对极芯3进行限位，从而避免极芯3沿第一方向窜动。在第一方向，可以将隔膜33的长度设为L隔膜，且将极芯3的两侧的支撑部5之间的最小距离为L间距，电池单体100满足如下条件：L隔膜-6mm＜L间距≤L隔膜。
也就是说，可以设置隔膜33的长度L隔膜大于等于极芯3的两侧的支撑部5之间的最小距离为L间距，且小于极芯3的两侧的支撑部5之间的最小距离为L间距+6mm，这样，使得两侧的支撑部5可以沿第一方向对隔膜33进行限位，以提高隔膜33的安装稳定性，降低隔膜33相对于正极片31和负极片32运动的可能性，以使隔膜33可以将正极片31和负极片32稳定隔开，提高了极芯3的稳定性，降低了极芯3变形的概率。由此，提高了电池单体100的可靠性。
根据本实用新型实施例的电池单体100，通过将极芯3两侧的支撑部5之间的最小距离限定在范围内，使得两侧的支撑部5可以对极芯3的隔膜33进行限位，以避免隔膜33与正极片31、负极片32之间发生相对运动，降低了极芯3变形的可能性，提高了极芯3的整体稳定性，提升了电池单体100的可靠性。
在本实用新型的一些实施例中，至少一个盖板2的内侧设有隔圈4，隔圈4设有用于容纳正极耳或负极耳321的容纳腔41，支撑部5设于相应的隔圈4。
例如，参照图3和图7所示，可以设置电池单体100具有隔圈4，隔圈4相对于敞开口随形设置，隔圈4用于安装在盖板2的内侧(即朝向安装腔的一侧)和极芯3沿第一方向的端部之间，使得隔圈4可以将盖板2与极芯3绝缘隔开。隔圈4形成有容纳腔41，容纳腔41沿厚度方向贯穿隔圈4，隔圈4的容纳腔41用于容纳正极耳(或负极耳321)，使得正极耳(或负极耳321)可以贯穿隔圈4以与对应侧的极柱21相连。同时，可以在隔圈4朝向极芯3的一侧设有支撑部5，支撑部5用于对极芯3进行限位支撑，使得盖板2可以通过隔圈4对极芯3进行限位。
可以理解的是，通过支撑部5设置在隔圈4上，可以降低盖板2的加工难度，利于降低加工成本。
在本实用新型的一些实施例中，支撑部5和盖板2为一体件。例如，参照图4所示，可以将支撑部5与盖板2一体成型以将支撑部5设于盖板2的内侧，且可以在盖板2的内侧集成有绝缘部22，当盖板2安装至壳体1的敞开口后，绝缘部22和支撑部5可以将盖板2与极芯3绝缘隔开，且支撑部5可以支撑在极芯3上，以对极芯3进行限位。通过上述设置，可以通过单次安装，以实现盖板2的组装，利于降低电池单体100的安装难度，提高了电池单体100的加工效率。
在本实用新型的一些实施例中，电池单体100的长度H取值为400mm≤H≤1500mm；电池单体100的高度W取值为80mm≤W≤240mm；电池单体100的厚度T取值为10mm≤T≤40mm。
例如，参照图1所示，可以将电池单体100的长度H取为600mm；或者，可以将电池单体100的长度H取为950mm；又或者，可以将电池单体100的长度H取为1300mm；又或者，可以将电池单体100的长度H取为任意满足条件的数值，本申请对此不作限制。由此，可以避免电池单体100的长度过大，提高了电池单体100的结构稳定性，且可以避免电池单体100的长度过小，利于提高电池单体100的能量密度，提高了电池单体100的实用性。
同时，参照图1所示，可以将电池单体100的宽度W取值为100mm；或者，可以将电池单体100的宽度W取值为160mm；又或者，可以将电池单体100的宽度W取值为220mm；又或者，可以将电池单体100的宽度W取值为任意满足条件的数值，本申请对此不作限制。由此，可以避免电池单体100的宽度过大，提高了电池单体100的结构稳定性，且可以避免电池单体100的宽度过小，利于提高电池单体100的能量密度。
同时，参照图1所示，可以将电池单体100的厚度T取值为15mm；或者，可以将电池单体100的厚度T取值为25mm；又或者，可以将电池单体100的厚度T取值为35mm；又或者，可以将电池单体100的厚度T取值为任意满足条件的数值，本申请对此不作限制。由此，可以避免电池单体100的厚度过大而影响电池单体100的散热性能，且可以避免电池单体100的厚度过小而影响电池单体100的结构稳定性，提高了电池单体100的实用性。
在本实用新型的一些实施例中，极芯3包括相对设置的两个第一表面34，第一表面34的面积大于极芯3的其余表面的面积；电池单体100还包括两个绝缘膜6，两个绝缘膜6分别贴合在两个第一表面34，第一方向为第一表面34的长度方向。
例如，参照图7所示，可以将极芯3沿厚度方向的相对两侧面设为第一表面34，第一表面34的面积大于极芯3的其余表面的面积，电池单体100具有两个绝缘膜6，绝缘膜6设置为热复合膜，两个绝缘膜6分别胶粘在两个第一表面34上，且可以将第一方向设置为第一表面34的长度方向，使得两个盖板2可以分别设置在极芯3沿长度方向的两端。两个绝缘膜6沿极芯3的宽度方向的侧边61可以通过绝缘连接膜7进行连接，使得绝缘膜6可以环绕极芯3的周向将极芯3与壳体1绝缘隔开，以避免极芯3与壳体1电连接而导致电池单体100漏电。
可以理解的是，通过将绝缘膜6胶粘在第一表面34上，可以增大绝缘膜6与极芯3的连接面积，提高了绝缘膜6的安装稳定性，且通过将盖板2设于极芯3沿长度方向的端部位置处，可以降低两个极柱21之间短路连接的可能性，提升了电池单体100的可靠性。
在本实用新型的一些实施例中，绝缘膜6与壳体1粘接相连。通过上述设置，使得极芯3可以通过绝缘膜6胶粘到壳体1上，可以增大壳体1与极芯3之间的连接稳定性，降低了极芯3在壳体1内窜动的可能性，提高了电池单体100的安装稳定性，提升了电池单体100的整体性能。
在本实用新型的一些实施例中，在极芯3的宽度方向，两个绝缘膜6的同一侧的侧边61搭接相连以将极芯3与壳体1组件绝缘隔开。
例如，参照图6-图7所示，可以设置绝缘膜6的宽度尺寸大于极芯3的宽度尺寸，使得绝缘膜6沿宽度方向的两侧可以分别伸至极芯3沿宽度方向的两侧面处，两个绝缘膜6伸至极芯3沿宽度方向的同一侧面的侧边61可以搭接相连，使得两个绝缘膜6可以环绕固定在极芯3的周向外侧，以将极芯3与壳体1组件绝缘隔开。由此，利于减少电池单体100的零件数量，降低加工成本，且可以提高电池单体100的绝缘性能，提升了电池单体100的可靠性。
进一步地，可以将绝缘膜6的宽度设为W2，满足：W+T≤W2≤W+2T。也就是说，可以设置绝缘膜6的宽度W2大于等于极芯3的厚度T加极芯3的宽度W的和，当绝缘膜6贴合在极芯3的第一表面34上时，绝缘膜6的侧边61可以伸至极芯3沿宽度方向的侧面，且绝缘膜6伸至极芯3沿宽度方向的侧面的侧边61尺寸大于等于1/2T，使得两个绝缘膜6伸至极芯3沿宽度方向的同一侧的侧边61接触或具有重合的部分，使得两个绝缘膜6的侧边61可以搭接相连。同时，可以设置绝缘膜6的宽度W2小于等于极芯3的厚度T加2倍的极芯3的宽度W的和，使得绝缘膜6伸至极芯3沿宽度方向的侧面的侧边61尺寸小于等于T，可以避免绝缘膜6的侧边61伸至另一第一表面34上，利于降低绝缘膜6的安装难度。由此，利于降低电池单体100的安装难度，提高了电池单体100的实用性。
在本实用新型的一些实施例中，在极芯3的宽度方向，极芯3设有相对设置的第二表面35，第二表面35设有胶粘件，胶粘件与每个绝缘膜6具有重叠区。
例如，参照图6-图7所示，可以将极芯3沿宽度方向的侧面设为第二表面35，两个第二表面35相对设置，贴合在第一表面34上的绝缘膜64的侧边61可以伸至正对第二表面35的位置处，两个绝缘膜6伸至第二表面35的侧边61的至少部分不重合。第二表面35上设有胶粘件，胶粘件与每个绝缘膜6均具有重叠区，胶粘件可以分别与两个绝缘膜6的侧边61胶粘相连，以将两个绝缘膜6的侧边61分别固定在第二表面35上。由此，利于提高绝缘膜6的安装稳定性，提高了电池单体100的可靠性。
本实用新型还提出了一种电池模组。
根据本实用新型实施例的电池模组，包括：箱体和多个电池单体100，电池单体100为上述任一实施例的电池单体100，多个电池单体100设于箱体内。
例如，可以设置电池模组具有箱体和多个电池单体100，箱体可以构造为方形结构，箱体内形成有安装腔，多个电池单体100均安装在安装腔内，且多个电池单体100可以依次排布或间隔开布置，多个电池单体100用于同步冲放电，以使电池模块可以稳定工作。
根据本实用新型实施例的电池模组，通过将极芯3两侧的支撑部5之间的最小距离限定在范围内，使得两侧的支撑部5可以对极芯3的隔膜33进行限位，以避免隔膜33与正极片31、负极片32之间发生相对运动，降低了极芯3变形的可能性，提高了极芯3的整体稳定性，提升了电池单体100的可靠性，利于提高电池模组的可靠性。
本实用新型又提出了一种车辆。
根据本实用新型实施例的车辆，包括根据上述任一实施例的电池模组。
根据本实用新型实施例的车辆，通过将极芯3两侧的支撑部5之间的最小距离限定在范围内，使得两侧的支撑部5可以对极芯3的隔膜33进行限位，以避免隔膜33与正极片31、负极片32之间发生相对运动，降低了极芯3变形的可能性，提高了极芯3的整体稳定性，提升了电池单体100的可靠性，利于提高电池模组的可靠性，提升了车辆的整体性能。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
尽管已经示出和描述了本实用新型的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本实用新型的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本实用新型的范围由权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种电池单体，其特征在于，包括：
壳体，在第一方向上，所述壳体的相对两侧均设有盖板，每个所述盖板设有极柱；
极芯，所述极芯设于所述壳体内，所述极芯包括正极片、负极片和隔膜，所述隔膜设于所述正极片和所述负极片之间，所述正极片通过正极耳与其中一个所述极柱电连接，所述负极片通过负极耳与另一个所述极柱电连接；
两个所述盖板的内侧均设有止抵于所述隔膜的支撑部，
在所述第一方向，所述隔膜的长度为L隔膜，所述极芯的两侧的所述支撑部之间的最小距离为L间距，所述电池单体满足如下条件：L隔膜-6mm＜L间距≤L隔膜。
2.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，至少一个所述盖板的内侧设有隔圈，所述隔圈设有用于容纳所述正极耳或所述负极耳的容纳腔，所述支撑部设于相应的所述隔圈。
3.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述支撑部和所述盖板为一体件。
4.根据权利要求1所述的电池单体，其特征在于，所述电池单体的长度H取值为400mm≤H≤1500mm；所述电池单体的高度W取值为80mm≤W≤240mm；所述电池单体的厚度T取值为10mm≤T≤40mm。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的电池单体，其特征在于，所述极芯包括相对设置的两个第一表面，所述第一表面的面积大于所述极芯的其余表面的面积；
所述电池单体还包括两个绝缘膜，两个所述绝缘膜分别贴合在两个所述第一表面，所述第一方向为所述第一表面的长度方向。
6.根据权利要求5所述的电池单体，其特征在于，所述绝缘膜与所述壳体粘接相连。
7.根据权利要求5所述的电池单体，其特征在于，在所述极芯的宽度方向，两个所述绝缘膜的同一侧的侧边搭接相连以将所述极芯与所述壳体绝缘隔开。
8.根据权利要求5所述的电池单体，其特征在于，在所述极芯的宽度方向，所述极芯设有相对设置的第二表面，所述第二表面设有胶粘件，所述胶粘件与每个所述绝缘膜具有重叠区。
9.一种电池模组，其特征在于，包括：
箱体；
多个电池单体，所述电池单体为根据权利要求1-8中任一项所述的电池单体，多个所述电池单体设于所述箱体内。
10.一种车辆，其特征在于，包括根据权利要求9所述的电池模组。
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