CN219658914U - 一种单体电池及电池组 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种单体电池及电池组,所述单体电池包括外壳、密封组件以及成品电芯,所述成品电芯安装于外壳内部,且成品电芯壳体上设有开口;所述外壳上设置有第一通孔以及沿外壳宽度或长度方向延伸的管道,所述管道的侧壁上设置有与第一通孔贯通的第二通孔;密封组件设置于所述开口或第一通孔或第二通孔上。本申请利用成品电芯,在其外设置外壳,在外壳上设置带通槽的极柱和带通孔的管路,能够使该电池在组成电池组时,大大提升电池的安全性能,延长电池组的使用寿命。
Description
技术领域
本实用新型涉及电池技术领域,特别是涉及一种单体电池及电池组。
背景技术
目前市场上多通过并联或串联单体电池,如圆柱电池、方形电池、软包电池使其成为电池组。
如中国专利CN217822989U公开了一种电池组件、电池模组和用电设备,该电池组件包括:多个电池(即单体电池),各电池沿垂直于电池的高度方向堆叠形成电池组,各电池的顶盖上均具有安装孔,且电池上设置有环绕安装孔外周的凸台;耐高温片,耐高温片设置在电池组顶部,且覆盖安装孔;其中,耐高温片上具有多个往远离电池顶部方向外凸的凸出部,各凸出部与各凸台一一对应,各凸台对应位于各自所对应的凸出部内。
但是上述电池组依然存在以下缺陷:
上述电池组在使用过程中,各个单体电池温度很难控制,即便给电池组增设了散热装置,也难以克服该难题,从而影响整体电池组的性能;更甚至,当某一单体电池温度始终居高不下时,该单体电池可能会出现热失控现象,存在较大的安全隐患。
另外,上述现有电池组中各个单体电池的电解液相互独立,每个单体电池中电解液在使用一段时间后,由于各自损耗情况不同,导致电池组性能发生变化,并且在一定程度上缩短了电池组的使用寿命。
因此,如何提升单体电池以及电池组的综合性能,是当前亟需解决的问题。
实用新型内容
为解决现有电池组性能易受单体电池温度及单体电池电解液损耗情况影响的问题,本实用新型采用的一种技术方案是,提供一种单体电池,所述单体电池包括外壳、密封组件以及成品电芯,所述成品电芯安装于外壳内部,且成品电芯壳体上设有开口;所述外壳上设置有与所述开口相通的第一通孔以及沿外壳宽度或长度方向延伸的管道,所述管道的侧壁上设置有与第一通孔贯通的第二通孔;密封组件设置于所述开口或第一通孔或第二通孔上。
通过在单体电池的外壳上设置第一通孔和带第二通孔的管道,能够使该单体电池在组成电池组时,通过该管道组成通道,以实现电池热失控烟气的定向排放,同时可向电池组统一注入电解液使电池组中各个电池处于同一个电解液体系内,或为电池组补充电解液,该管道结构的设计不但使电池热失控时的爆炸危险大大降低,提高了电池或电池组的安全性能,并且还克服了电池组内各个单体电池电解液不一致的问题,还能够在使用一定时间后为电池组中各个单体电池补充电解液,提高了电池或电池组的性能,延长电池或电池组的使用寿命。在成品电芯外套设外壳,可以利用现有的成品电芯产线,对成品电芯经过简单改进即可投产,节约资源,节省生产成本。
较佳的,所述外壳包括筒体和下盖板;所述筒体的两端为敞口端,所述下盖板密封固定在所述筒体的一端,所述第一通孔和所述管道均设置在所述下盖板上。将管道设置在下盖板上有利于在单体电池组成电池组时,使电池组的左右两端结构紧凑,节省装配空间。
较佳的,所述外壳还包括上盖板,所述上盖板上开设两个通孔,所述成品电芯的正极柱和负极柱分别通过两个通孔延伸出所述上盖板。
较佳的,所述成品电芯的正极柱和负极柱上均开设有用于安装传热管的通槽。
较佳的,所述外壳还包括上盖板,与上述上盖板不同的是该上盖板设置有正极端子和负极端子,所述正极端子与成品电芯的正极柱连接,所述负极端子与成品电芯的负极柱连接。
较佳的,所述正极端子和负极端子上均开设有用于安装传热管的通槽。
较佳的,所述密封组件包括固定部和注液部,所述固定部为设置有第三通孔的片状结构,以将所述固定部固定在所述开口或第一通孔或第二通孔上;所述注液部为设置有开口端和封闭端的中空管状结构,所述开口端固定在所述第三通孔上,以使注液部与成品电芯内腔连通,所述封闭端在外力作用下被打开后用以向成品电芯内腔注入电解液。
较佳的,所述密封组件为固定在所述开口或第一通孔或第二通孔上的密封片,所述密封片上设置有牵引环,所述牵引环在外力牵引下使所述密封片被拉开形成开口;或所述密封组件为固定在所述开口或第一通孔或第二通孔上的密封膜,所述密封膜溶于电解液,且所述密封膜面向所述外壳内部的一侧还设置有不溶于电解液的保护膜,当所述密封膜溶于电解液后,所述保护膜随之脱落。密封片或密封膜的设置能够使电池在组成电池组时,通过使密封膜溶解或使密封片形成开口,从而形成注液通道的开口,以注入电解液,实现了电池组中各个电池处于一个共享电解液体系内,确保了电池组的性能。
较佳的,所述下盖板沿其宽度方向还设置有第一安装座;所述筒体侧壁沿其高度方向还设置有第二安装座以及若干加强筋。安装座的设置使电池在形成电池组时,能够通过外加安装件将其组装固定;在筒体侧壁沿其高度方向设置的若干加强筋,可以提高筒体的承压能力。
较佳的,为了降低工艺成本,所述下盖板与所述管道为一体成型的铝挤压件;所述筒体为铝挤压件;所述下盖板与所述筒体激光焊接固定,以使下盖板与筒体具有较好的密封性。
较佳的,所述成品电芯为市售方形电芯或若干并联连接的市售软包电芯。
为解决上述问题,本实用新型还提供一种电池组,所述电池组包括若干串联或并联的上述单体电池。
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为实施例1中单体电池外壳第一角度的结构示意图;
图2a为实施例1中内置成品方形电芯的单体电池第一角度的结构示意图;
图2b为实施例1中内置成品方形电芯的单体电池第二角度的结构示意图;
图3a为实施例1中电池外壳下盖板的剖面结构示意图;
图3b为实施例1中电池外壳下盖板的剖面结构示意图;
图4a为实施例1中密封组件的结构示意图;
图4b为实施例1中密封组件带定位部的结构示意图;
图4c为实施例1中密封组件的结构示意图;
图4d为实施例1中密封组件与单体电池外壳的结构示意图;
图5a为一些实施例中电池壳体与密封膜的剖面结构示意图;
图5b为一些实施例中下盖板与密封膜的剖面结构示意图;
图5c为一些实施例中下盖板与密封膜的剖面结构示意图;
图6a为一些实施例中电池壳体与密封片的结构示意图;
图6b为一些实施例中电池壳体与密封片的剖面结构示意图;
图7为实施例2中内置成品方形电芯的单体电池带上盖板的结构示意图;
图8a为实施例3中内置成品方形电芯的单体电池带端子的第一角度的结构示意图一;
图8b为实施例3中内置成品方形电芯的单体电池带端子的第一角度的结构示意图二;
图8c为实施例3中内置成品方形电芯的单体电池带端子的第二角度的结构示意图;
图8d为实施例3中单体电池外壳第二角度的结构示意图;
图8e为实施例3中上盖板与极柱安装后的结构示意图;
图9a为实施例4中内置成品软包电芯的单体电池第一角度的结构示意图;
图9b为实施例4中内置成品软包电芯的单体电池第二角度的结构示意图;
图9c为实施例5中内置成品软包电芯的单体电池带电性汇流件第一角度的结构示意图;
图9d为实施例5中内置成品软包电芯的单体电池带电性汇流件第二角度的结构示意图;
图9e为实施例5中电性汇流件的结构示意图;
图10为实施例6中单体电池管路与连接管连接状态示意图;
图11为实施例7中电池组的第一角度的结构示意图;
图12为实施例7中电池组的第二角度的结构示意图。
附图标记:
1-上盖板;12-第一绝缘件;13-第二绝缘件;2-下盖板;21-第一通孔3-筒体;31-第一固定座;32-第二固定座座;33-固定孔;34-加强筋;4-管道;41-连接口;42-第二通孔;43-泄爆组件;5-端子;5a-正极端子;5b-负极端子;50-通槽;54-导电连接座;6-电性汇流件;61-基座;62-卡槽;7-连接件;71-连接嘴;81-密封膜;82-密封片;821-牵引环;9-极板;91-正极板;92-负极板;10-单体电池;201-第一固定组件;202-第二固定组件;300-换热组件;301-传热管;500-密封组件;5001-固定部;52-注液部;53-定位部;540-薄弱槽;541-薄弱端;600-成品方形电芯;601-极柱;601a-正极柱;601b-负极柱;602-开口;700-成品软包电芯;701a-正极耳;702b-负极耳;702-开口。
具体实施方式
尽管本实用新型的实施方案已公开如上,但其并不仅限于说明书和实施方式中所列运用。它完全可以被适用于各种适合本实用新型的领域。对于熟悉本领域的人员而言,可容易地实现另外的修改。因此在不背离权利要求及等同范围所限定的一般概念下,本实用新型并不限于特定的细节和这里示出与描述的图例。
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本申请进行进一步详细说明。应当理解,此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请,并不用于限定本申请。
以下,适当地参照附图详细说明具体公开了本申请的一种单体电池及方形电池。但是会有省略不必要的详细说明的情况。例如,有省略对已众所周知的事项的详细说明、实际相同结构的重复说明的情况。这是为了避免以下的说明不必要地变得冗长,便于本领域技术人员的理解。此外,附图及以下说明是为了本领域技术人员充分理解本申请而提供的,并不旨在限定权利要求书所记载的主题。
如果没有特别的说明,本申请的所有实施方式以及可选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。如果没有特别的说明,本申请的所有技术特征以及可选技术特征可以相互组合形成新的技术方案。
如果没有特别的说明,本申请所提到的“包括”和“包含”表示开放式,也可以是封闭式。例如,“包括”和“包含”可以表示还可以包括或包含没有列出的其他组分,也可以仅包括或包含列出的组分。
应理解,术语“第一”、“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或暗示这些实体或操作之间存在任何实际的关系或顺序。
实施例1
如图1所示,为本实施例提供的单体电池A不同角度的结构示意图。结合图2a和图2b,可以看出本实施例单体电池A包括外壳、成品电芯以及密封组件,外壳包括下盖板2和筒体3,筒体3的两端为敞口端,下盖板2密封固定在筒体3的一端。具体可采用挤压工艺加工筒体3和下盖板2,再将下盖板2与筒体3的激光焊接固定。在其他实施例中,下盖板2和筒体3也可采用一体成型的方式设置。
结合图3a和图3b,可以看出,下盖板2上设置有第一通孔21以及沿下盖板2宽度方向延伸的管道4,管道4的侧壁上设置有与第一通孔21贯通的第二通孔42。第一通孔21与第二通孔42可分别为如图3a所示的圆形孔,也可以为如图3b所示的条形孔。从加工工艺及成本的角度考虑,可以采用挤压工艺将管道4和下盖板2一次制作,相比于单独设置的管道4和下盖板2,一次成型的工艺提高了管道4和下盖板2之间的气密性,且挤压工艺技术成熟,还能降低加工成本。需要说明的是,管道4也可以设置在外壳的其他部位,例如筒体3的侧壁,即单体电池A的外壳上多处均可设置第一通孔21以及沿外壳宽度或长度方向延伸的管道4,管道4的侧壁上设置有与第一通孔21贯通的第二通孔42。
成品电芯为成品方形电芯600,例如市面常见的280Ah电池,其壳体通常为铝制,具有一个密封的内腔,内腔中盛装有电解液,且该内腔中设置有至少一组电极组件。成品方形电芯600的壳体的底部设有与第一通孔21和第二通孔42贯通的开口602,该开口602的形状与第一通孔21、第二通孔42的形状可以一致,也可以不一致,优选形状一致,以提高成品方形电芯600与外壳之间的气密性。
密封组件用于密封开口602、第一通孔21或第二通孔42,基于不同的密封部位,在组成电池组时,有以下两种装配方式:
方式一、首先,在成品方形电芯600壳体的底部开设开口602,再利用密封组件密封该开口602备用。
优选在露点标准-25到40℃间、湿度≤1%、温度23℃±2℃、洁净度10万级的环境下,开设开口602,并利用密封组件密封。其次,结合图1、图2a及图2b,将上述处理后的成品方形电芯600装配至外壳内部,使得具有密封机构50的开口602与第一通孔21及第二通孔42对应,确保打开密封组件5后,开口602与第一通孔21及第二通孔42贯通。之后,用密封胶或焊接的方式将外壳的敞口端和成品方形电芯600的顶部(成品电芯极柱所在一端为顶部)密封固定,保留原有成品方形电芯600的顶部,即保留成品方形电芯原有的正极柱601a和601b以及注液孔等,最终形成单体电池A。
方式二、首先,将密封组件固定在第一通孔21或第二通孔42,密封第一通孔21或第二通孔42;其次,在成品方形电芯600壳体的底部开设开口602,优选在露点标准-25到40℃间、湿度≤1%、温度23℃±2℃、洁净度10万级的环境下,开设开口602;最后,在露点标准-25到40℃间、湿度≤1%、温度23℃±2℃、洁净度10万级的环境下,将具有开口602的成品方形电芯600装配至外壳内部,使得开口602与第一通孔21及第二通孔42对应,确保打开密封组件5后,开口602与第一通孔21及第二通孔42贯通。之后,用密封胶或焊接的方式将外壳的敞口端和成品方形电芯600的顶部(成品电芯极柱所在一端为顶部)密封固定,保留原有成品方形电芯600的顶部,即保留成品方形电芯原有的正极柱601a和601b以及注液孔等,最终形成单体电池A。
其他实施例中的成品方形电芯600也可自带可打开的开口,并在组成电池组前拆卸该开口上的密封装置后使用。
为了便于将组装完成的电池组固定安装,如图2a和2b所示,在单体电池上设置了第一固定座31和第二固定座32,第一固定座31用于固定在电池组的底座上,第二固定座32用于将各个单体电池通过固定组件固定成电池组,第二固定座32还还设置了固定孔33,用于螺孔安装,为了加强筒体的耐压能力,还沿筒体高度方向上设置了若干加强筋34。
本实施例可采用如图4a所示的密封机构50作为密封组件,本实施例密封机构50包括固定部51和注液部52,固定部51为设置有第三通孔的片状结构,以将固定部51固定在开口602、第一通孔21或第二通孔42上;注液部52为设置有开口端和封闭端的中空管状结构,开口端固定在第三通孔上,以使注液部52与成品方形电芯600的内腔连通,封闭端在外力作用下被打开后用以向成品方形电芯600的内腔注入电解液。
如图4b所示,为了便于将密封机构50固定在开口602、第一通孔21或第二通孔42上,在密封机构50上还设置突出于第三通孔的定位部53,可以将定位部53插入开口602、第一通孔21或第二通孔42,来准确安装机构50,避免位置发生偏移,造成漏液的情况。
为了使得密封机构50更容易被打开,在密封机构50上设置薄弱槽540或薄弱端541,以使用外部工具打开时,密封机构50更容易被开口。
密封机构50为金属件时采取焊接的方式固定,密封机构50为塑料件时采取粘接的方式固定。
如图4d所示,采用上述结构的密封机构50,基于上述方式一装配,将已设置密封机构50的成品方形电芯600放入外壳内时,密封机构50,需确保密封机构50的注液部52穿过第一通孔21和第二通孔42,伸入管道4内。
采用上述结构的密封机构50,基于上述方式二装配的第一种做法是,将密封机构50固定在第一通孔21上时,需确保密封机构50的注液部52穿过第二通孔42,伸入管道4内。
采用上述结构的密封机构50,基于上述方式二装配的第二种做法是,将密封机构50固定在第二通孔42上时,需确保密封机构50的注液部52伸入管道4内。
在其他实施例中,也可以采用如图5a-图5c所示的密封膜81作为密封组件同样,该密封膜可以密封开口或第一通孔或第二通孔。充当注液密封膜使用时,密封膜81遇电解液时可溶解,以在电池化成分容前保持电极组件与空气隔绝,并在密封膜81面向外壳内部的一侧附一层保护膜,避免电池内的电解液提前溶解密封膜81。当需要注入电解液时,电解液进入管道4,密封膜81遇电解液溶解后,附于其上的保护膜也随之脱落,使得电解液能够进入成品方形电芯600内腔内,达到电池组内各个成品方形电芯600电解液相互连通的效果。该方式避免使用其他工具,且对操作环境的要求不高,只要在电解液注入后及时密封电解液共享通道即可保证电解液、电极组件不暴露于空气中。与图4a所示密封机构50不同的是,该密封膜81还可以在作为单体电池使用时充当泄爆膜使用,充当泄爆膜使用,在成品方形电芯600发生热失控时,热失控烟气通过顶破或熔化密封膜81后进入管道4组成的泄爆通道。
在其他实施例中,也可以采用如图6a和图6b所示的密封片82作为密封组件,密封片82上设置牵引环821。需要注意的是,采用上述任一装配方式固定该密封组件时,需确保牵引环821伸入管道4内。在组装电池组时,用牵引线穿引好电池组组内所有单体电池A的牵引环821,注液前,通过拉扯穿引好所有牵引环821的牵引线,将各个成品方形电芯600的密封片82撕开,使所有成品方形电芯600的开口602暴露,以将电解液统一注入到所有的成品方形电芯600内,达到电池组内各个成品方形电芯600电解液相互连通的效果。该操作应在真空环境下完成,避免电池组件暴露到空气中。
实施例2
与实施例1不同的是,如图7所示,本实施例中,单体电池A的外壳还包括上盖板1,上盖板1上与单体电池极柱对应区域开孔,装配时,成品方形电芯600的极柱601穿过上盖板1的孔,成为单体电池的极柱。装配完成后,上盖板1外沿与筒体3的另一端密封固定,同时需要用密封胶或焊接的方式将极柱601与上盖板1之间的间隙进行密封。
实施例3
如图8a所示,本实施例提供一种单体电池B,与实施例1中单体电池A不同的是,在成品方形电芯600的正极柱601a和负极柱601b上分别设置正极端子5a和负极端子5b(正极端子5a和负极端子5b可统称为端子5),正极端子5a与成品方形电芯600的正极柱601a电连接,负极端子5b与成品方形电芯600的负极柱601b电连接。
如图8b和图8c所示,本实施例单体电池B还可以采用另一种结构形式,相较于实施例2,在上盖板1上设置有端子5,包括正极端子5a和负极端子5b,正极端子5a与成品方形电芯600的正极柱601a电连接,负极端子5b与成品方形电芯600的负极柱601b电连接。
在当电池组内各个单体电池的电解液均一性较差时,可以引发多种问题,包括电池非正常发热、缩短寿命等,单体电池B能够通过外壳上设置的管道4共享电解液明显改善该问题,同时,通过增设端子5,并优化端子5的结构,使其配合传热管可以进一步使电池组内各个单体电池达到热量均衡的效果,延长电池使用寿命,以下对端子5的结构进行详细说明。
结合图8d所示,端子5为柱状体,柱状体包括第一端面、第二端面和侧壁,第一端面或侧壁上至少设置有一个通槽50,以安装传热管,即通槽50的开口位于第一端面或侧壁上。第一端面还设置有电连接区,第二端面用于设置导电连接座或与成品方形电芯600的极柱电连接,以与电池壳体内的电极组件电连接。
本实施例中的端子5优选设置在单体电池B的上盖板2上,如图8e所示,端子5固定在上盖板1上,为了使端子5与上盖板1之间绝缘,还设置有第一绝缘件11、第二绝缘件12,第一绝缘件11置于上盖板2之上,第二绝缘件12置于上盖板2之下,端子5依次穿过第二绝缘件12、上盖板2、第一绝缘件11后固定在上盖板2上。
在一些实施方式中,为了便于与成品电芯极柱电连接,为端子5设置了导电连接座54,厚度为2-3mm,形状为矩形,也可以根据不同需求设置不同的形状。正极端子和负极端子的导电连接座选择不同的材质,例如正极端子选择为铝片,负极端子选择为铜片,如果端子选择铝材,则导电连接座54与正极端子可一体成型,与负极端子则为焊接或卡接固定,具体固定方式根据端子或导电连接座选择的材质不同而不同。亦与可在铝材制成的一体成型的端子与导电连接座上增加一层铜片作为负端子的导电连接座。
在一些实施方式中,成品方形电芯的正极柱和负极柱自带放置传热管的通槽,即成品方形电芯对其原有极柱进行改进,增加了极柱的高度,并在极柱的端面或侧壁上设置了通槽,此时亦可实现与单体电池B相似的技术效果。
通过在端子上设置通槽,以在通槽内放置传热管,使端子和单体电池B内部的温度能够得到有效控制,进一步在极柱的第一端面上设置电连接区,使其能够通过该电连接区上安装极板以实现多个单体电池B的串联或并联,结构简单、实用性强、易操作,能够使电池组的热量均衡,散热效果好,成本低。
实施例4
如图9a和图9b所示,本实施例提供一种单体电池C,单体电池C与实施例1中的单体电池A的不同之处在于,成品电芯使用的是若干软包电芯700。软包电芯700的壳体通常为铝塑膜,具有一个密封的内腔,内腔中盛装有电解液,且该内腔中设置有至少一组电极组件。成品软包电芯700在其底部设置有开口61。
与实施例1不同的是,本实施例中应用密封机构50时,密封机构50需固定在下盖板上使用。也就是说,采用密封机构50作为密封组件时,本实施例中只能采用实施例1中的方式二进行装配。装配完成后,成品软包电芯700的正极耳701a和负极耳701b置于外壳外,若干成品软包电芯700之间通过固化胶密封其上半段,其下半段保留一定的缝隙或空间,后将成品软包电芯的顶部与外壳的敞口端之间再次密封,避免电解液注入后从成品软包电芯之间的缝隙外溢到外壳外。成品软包电芯的所有正极耳701a之间并联连接,所有负极耳701b之间并联连接,作为单体电池C的正极和负极。
本实施例中应用密封膜81作为密封组件时,将密封膜81固定在每一个开口61上或固定在下盖板上使用。可采用实施例1中的任一装配方式实现装配。
本实施例中的成品软包电芯700可自带可打开的开口,并在组成电池组前拆卸该开口上的密封装置后使用。
本实施例利用成品软包电芯和外壳作为单体电池,能够充分利用市售软包电芯,达到提高单体电池的循环寿命和安全性的目的,结构简单,成本低廉。
实施例5
如图9c和图9d所示,本实施例提供一种单体电池D,单体电池D与实施例4中的单体电池C的不同之处在于,在每个正极耳701a和负极耳701b上都设置了带有卡槽的电性汇流件6,该卡槽用于卡接传热管。正极耳701a和负极耳701b一一连接电性汇流件6,利用该单体电池D组成电池组后,所有电性汇流件再电连接至电池组的正极板和负极板上,以实现若干单体电池的串联或并联。
如图9e所示,电性汇流件6包括基座61、卡槽62,卡槽62用于固定传热管,基座61用于与单体电池的极耳电连接,还用于与单体电池组成的电池组的极板电连接。卡槽62凸设在基座61上,卡槽62在轴向上的长度与基板的宽度接近或相同,成品软包电芯700的极耳弯折后,其折面固定在基座61背向卡槽62的一面,具体可采用焊接固定。单体电池在使用过程中,极耳的温度最高,为了提高单体电池和电池组的安全性、延长电池的使用寿命,对电池进行降温非常重要,因此基座的长度应当尽量与极耳弯折部相同,以使极耳的热量全面传导至电性汇流件上,并进一步使传热管与电性汇流件充分接触,达到利用传热管对极耳降温的效果,该装置结构简单,降温效果好。具体的,卡槽包括一对卡齿,卡齿之间设置有开口,使卡槽的断面呈C字形或Ω形。传热管通过开口卡入卡齿之间固定。卡齿与基座的连接处的厚度较厚,至开口处逐渐变薄。
在一些实施方式中,卡槽内壁设置有绝缘层,以供绝缘环境下使用。
实施例6
本实施例提供一种电池组,由若干实施例1或实施例2提供的单体电池A并联或串联连接组成,或由若干实施例4提供的单体电池C并联或串联连接组成。
如图10所示,在一些实施方式中,管道4之间通过连接件7连接固定形成泄爆通道和/或电解液共享通道。连接件7的外形尺寸与管道4的外形尺寸相当,这样有助于提升管道4之间连接的稳定性。优选的,连接件7包括两个连接嘴71,管道4两端设置有连接口41,连接嘴71嵌于连接口41内密封连接;或连接件包括两个连接口,管路两端设置连接嘴,连接嘴嵌于连接口内密封连接。连接嘴的造型优选为微锥形,便于插入连接口中,且优选连接嘴与连接口过盈配合,连接嘴与连接口之间铆接,铆接时还可在铆接面加环氧胶等粘合剂,进一步使得密封和固定效果更好,或者连接嘴与连接口之间螺纹连接。
若干设置了密封组件的单体电池10在组成电池组时,管道4通过连接管7拼接形成贯通的通道,以作为电池组的电解液共享通道,并且该电解液共享通道一端设置封堵件42封闭电解液共享通道,另一端设置可拆卸连接其它组件的端口,以安装注液组件,在安装注液组件前先利用专用工装深入电解液共享通道内使密封组件形成开口,使所有单体电池的内腔与电解液共享通道连通,安装注液组件后通过该注液组件向电解液共享通道中注入电解液,电解液将依次通过第二通孔42和第一通孔21以及成品电芯上的开口后进入成品电芯内,进一步使电池组内所有的单体电池10均处于统一的电解液环境下,有效提高电池组内电解液的均一性,注液完成后再换上泄爆阀。该电解液共享通道还可以用于给电池组补液、换液,当电池组使用超过一定年限,电解液发生损耗时,将泄爆阀换下,将注液组件安装上,将电解液抽出并更换新的电解液或直接补充新的电解液,这两种方式均有助于延长电池组的使用寿命。若干单体电池10在组成电池组时,管道4拼接形成贯通的通道,还可以作为电池组的泄爆通道,并且该泄爆通道一端设置封堵件封闭泄爆通道,另一端将注液组件更换为泄爆组件43,或者直接使用带有可拆卸端口的泄爆组件43作为烟气出口。当任意成品方形电芯发生热失控时,热失控烟气陆续通过开口、第一通孔21与第二通孔42排放至管道4组成的泄爆通道中,并由泄爆通道的烟气出口排放,或在烟气出口设置至烟气处理装置,将热失控烟气进行冷却和吸附处理,或者将其点燃处理。
本实施例提供的电池组,其组成电池组的单体电池设置有开口和管路,各个单体电池拼接后形成的电解液共享管路,能够极大的提高电池组内各个单体电池的一致性,缓解电池因电解液一致性差带来的发热严重的问题,还能延长电池组的循环次数和使用寿命,结构简单,应用性强,利用市售的成品方形电芯或软包电芯,能够降低开发难度和生产成本,利于批量化生产。
为了固定电池组,在组装时设置了固定组件,包括第一固定组件201和第二固定组件202,第一固定组件201与单体电池10上的第二固定座32固定安装,第二固定组件202与单体电池10上的第一固定座31固定,并通过螺栓在固定孔33上固定连接。电池组还设置有两个L形的极板9,其中正极板91与所有单体电池10的正极端子或正极耳并联连接,负极板92与所有单体电池10的负极端子或负极耳并联连接。极板9还用于电池组间串联连接使用,即第一个电池组的正极板与第二个电池组的负极板串联连接,同理串联连接多个电池组。
实施例7
本实施例提供一种电池组,与实施例6的不同之处在于,由若干实施例3提供的单体电池B并联或串联连接组成,或由若干实施例5提供的单体电池D并联或串联连接组成。
如图11和图12所示,本实施例提供的电池组在电池组两端设置有换热组件300,换热组件300包括第一传热管301,第一传热管301固定在端子5的通槽50上或在电性汇流件6的卡槽62上。换热组件300还可以设置第二传热管(图中未示出),用于与第一传热管301进行热交换。换热组件及端子或电性汇流件的设置能够使电池组的热量均匀或者主动升降温,在共享电解液后使电池组从内部均一性提高,提升电池组的循环寿命的基础上,又进一步提高了电池组的使用寿命。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (10)
1.一种单体电池,其特征在于,所述单体电池包括外壳、密封组件以及成品电芯,所述成品电芯安装于外壳内部,且成品电芯壳体上设有开口;所述成品电芯的正极柱和负极柱上均开设有用于安装传热管的通槽;
所述外壳上设置有与所述开口相通的第一通孔以及沿外壳宽度或长度方向延伸的管道,所述管道的侧壁上设置有与第一通孔贯通的第二通孔;
密封组件设置于所述开口或第一通孔或第二通孔上。
2.如权利要求1所述的单体电池,其特征在于,所述外壳包括筒体和下盖板;所述筒体的两端为敞口端,所述下盖板密封固定在所述筒体的一端,所述第一通孔和所述管道均设置在所述下盖板上。
3.如权利要求2所述的单体电池,其特征在于,所述外壳还包括上盖板,成品电芯的正极柱和负极柱均延伸出所述上盖板。
4.一种单体电池,其特征在于,所述单体电池包括外壳、密封组件以及成品电芯,所述成品电芯安装于外壳内部,且成品电芯壳体上设有开口;
所述外壳上设置有与所述开口相通的第一通孔以及沿外壳宽度或长度方向延伸的管道,所述管道的侧壁上设置有与第一通孔贯通的第二通孔;
密封组件设置于所述开口或第一通孔或第二通孔上;
所述外壳包括筒体和下盖板;所述筒体的两端为敞口端,所述下盖板密封固定在所述筒体的一端,所述第一通孔和所述管道均设置在所述下盖板上;所述外壳还包括上盖板,所述上盖板设置有正极端子和负极端子,所述正极端子与成品电芯的正极柱连接,所述负极端子与成品电芯的负极柱连接;所述正极端子和负极端子上均开设有用于安装传热管的通槽。
5.如权利要求1-4任一权利要求所述的单体电池,其特征在于,所述密封组件包括固定部和注液部,所述固定部为设置有第三通孔的片状结构,以将所述固定部固定在所述开口或第一通孔或第二通孔上;所述注液部为设置有开口端和封闭端的中空管状结构,所述开口端固定在所述第三通孔上,以使注液部与外壳内腔连通,所述封闭端在外力作用下被打开后用以向外壳内腔注入电解液。
6.如权利要求1-4任一权利要求所述的单体电池,其特征在于,所述密封组件为固定在所述开口或第一通孔或第二通孔上的密封片,所述密封片上设置有牵引环,所述牵引环在外力牵引下使所述密封片被拉开形成开口;
或,所述密封组件为固定在所述开口或第一通孔或第二通孔上的密封膜,所述密封膜溶于电解液,且所述密封膜面向所述外壳内部的一侧还设置有不溶于电解液的保护膜,当所述密封膜溶于电解液后,所述保护膜随之脱落。
7.如权利要求2或4所述的单体电池,其特征在于,所述下盖板沿其宽度方向还设置有第一安装座;所述筒体侧壁沿其高度方向还设置有第二安装座以及若干加强筋。
8.如权利要求7所述的单体电池,其特征在于,所述下盖板与所述管道为一体成型的铝挤压件;所述筒体为铝挤压件;所述下盖板与所述筒体激光焊接固定。
9.如权利要求1或4所述的单体电池,其特征在于,所述成品电芯为市售方形电芯或若干并联连接的市售软包电芯。
10.一种电池组,其特征在于,包括并联或串联的若干权利要求1-9任一权利要求所述的单体电池。
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WO2024046135A1 (zh) * | 2022-08-29 | 2024-03-07 | 双澳储能科技(西安)有限公司 | 一种电池壳体、单体电池及大容量电池 |
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