CN219716948U - 电芯组件及电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种电芯组件及电池，所述电芯组件包括：多个卷芯，沿第一方向间隔排列；支撑架，位于相邻两个所述卷芯之间；其中，所述支撑架设有容纳腔，所述容纳腔设置于所述支撑架朝向所述卷芯的一侧，所述卷芯至少部分容置于所述容纳腔内。本实用新型的电芯组件能够有效避免电芯鼓胀导致的电池外壳破裂问题，提高电池的安全性能。

Description

电芯组件及电池

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体涉及一种电芯组件及电池。

背景技术

锂电池具有体积小，能量密度高，使用寿命长，绿色环保等优点，广泛应用于汽车，电子产品和储能系统等行业。但锂电池随着使用时间的增长，芯包逐渐膨胀，芯包膨胀会严重影响电芯性能及使用寿命，并导致锂电池外壳变形鼓包，当锂电池外壳变形严重时甚至会发生外壳破裂，导致锂电池起火爆炸，存在严重的安全隐患。

实用新型内容

本实用新型的实施例提供了一种电芯组件及电池，能够有效避免电芯鼓胀导致的电池外壳破裂问题，提高电池的安全性能。

本实用新型的实施例提供了一种电芯组件，包括：

多个卷芯，沿第一方向间隔排列；

支撑架，位于相邻两个所述卷芯之间；

其中，所述支撑架设有容纳腔，所述容纳腔设置于所述支撑架朝向所述卷芯的一侧，所述卷芯至少部分容置于所述容纳腔内。

在一实施例中，所述支撑架包括外框架和内框架，所述内框架位于所述外框架的内腔中且与所述外框架连接，所述内框架及所述外框架呈阶梯状。

在一实施例中，所述支撑架还包括隔板，所述隔板位于所述内框架的内腔中且与所述内框架连接。

在一实施例中，所述外框架包括第一支撑部和第二支撑部，所述第一支撑部和所述第二支撑部关于所述内框架对称；所述第一支撑部具有第一容纳腔，所述第一容纳腔被配置为容置第一卷芯，且所述第一支撑部位于所述第一卷芯的周侧，所述第二支撑部具有第二容纳腔，所述第二容纳腔被配置为容置第二卷芯，所述第二支撑部位于所述第二卷芯的周侧。

在一实施例中，沿所述第一方向，所述第一容纳腔的宽度大于或等于所述第一卷芯的厚度，所述第一卷芯完全收容在所述第一容纳腔内，所述第二容纳腔的宽度大于或等于所述第二卷芯的厚度，所述第二卷芯完全收容在所述第二容纳腔内。

在一实施例中，沿所述第一方向，所述第一容纳腔的宽度小于所述第一卷芯的厚度，所述第二容纳腔的宽度小于所述第二卷芯的厚度，位于相邻两个所述支撑架之间的所述第一卷芯或所述第二卷芯的一部分收容在其中一个所述支撑架的第一容纳腔内，所述第一卷芯或所述第二卷芯的另一部分收容在另一个所述支撑架的第二容纳腔内。

在一实施例中，沿所述第一方向，所述隔板的宽度小于所述内框架的宽度，所述卷芯抵接所述内框架并与所述隔板间隔设置。

在一实施例中，所述隔板上设有多个通孔。

在一实施例中，所述电芯组件还包括第一保护膜，所述第一保护膜具有第一空腔，所述卷芯和所述支撑架收容在所述第一空腔内。

本实用新型的实施例还提供一种电池，包括如上所述的电芯组件。

本实用新型的实施例的有益效果：

本实用新型的实施例提供一种电芯组件及电池，所述电芯组件的相邻卷芯之间设置有支撑架，所述支撑架朝向所述卷芯的一侧均具有容纳腔，当所述卷芯膨胀时，所述支撑架的容纳腔为所述卷芯提供膨胀空间，避免所述卷芯膨胀挤压电池外壳而导致的外壳破裂的问题，能够有效提高电池的安全性能。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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是本实用新型的实施例提供的一种电芯组件结构爆炸图；

图2是本实用新型的实施例提供的一种电芯组件的支撑架正视图；

图3是本实用新型的实施例提供的一种电芯组件的支撑架A-A剖视图；

图4是本实用新型的实施例提供的一种电芯组件结构示意图；

图5是本实用新型的实施例提供的另一种电芯组件结构示意图；

图6是本实用新型的实施例提供的一种电芯组件膨胀前的剖视图；

图7是本实用新型的实施例提供的一种电芯组件膨胀后的剖视图；

图8是本实用新型的实施例提供的一种电芯组件的俯视图；

图9是本实用新型的实施例提供的一种电池结构爆炸图；

图10是本实用新型的实施例提供的一种电池的正视图；

图11是本实用新型的实施例提供的一种电池的B-B剖视图。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限制本实用新型。在本实用新型中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”通常是指装置实际使用或工作状态下的上和下，具体为附图中的图面方向；而“内”和“外”则是针对装置的轮廓而言的。

传统的电池随着使用时间的增长，其电芯逐渐膨胀，电芯膨胀力会对电池外壳挤压，造成电池外壳变形甚至破裂，导致安全隐患。

为了解决上述问题，本申请提出一种电芯组件，包括：

多个卷芯110，沿第一方向间隔排列；

支撑架120，位于相邻两个所述卷芯110之间；

其中，所述支撑架120设有容纳腔，所述容纳腔设置于所述支撑架120朝向所述卷芯110的一侧，所述卷芯110至少部分容置于所述容纳腔内。

具体的，所述卷芯110包括电池正极极片、电池负极极片以及设置在所述电池正极极片和所述电池负极极片之间的隔膜，所述电池正极片、所述电池负极片和所述隔膜卷绕或者层叠形成所述卷芯110。

多个卷芯110沿第一方向(X方向)间隔排列，其中所述第一方向即所述卷芯110的厚度方向，任意相邻所述卷芯110之间均保持一定距离。

需要说明的是，本申请的所述电芯为多卷芯电芯，所述电芯组件包括至少两个卷芯110。对于包含两个卷芯110的电芯组件，在两个卷芯110之间设置一个支撑架120；对于包含三个及以上卷芯110的电芯组件每相邻两个卷芯110之间设置一个支撑架120。

本申请通过在相邻所述卷芯110之间设置支撑架120，所述支撑架120朝向所述卷芯110的一侧具有容纳腔，当所述卷芯110膨胀时，所述卷芯110优先向所述容纳腔的一侧鼓胀，所述支撑架120的容纳腔为所述卷芯110提供膨胀空间，能够避免所述卷芯110膨胀挤压电池外壳而导致的电池外壳破裂的问题，有效提高电池的安全性能。

在一实施例中，如图1-图3所示，所述支撑架120包括外框架121和内框架122，所述内框架122位于所述外框架121的内腔中且与所述外框架121连接，所述内框架122及所述外框架121呈阶梯状。

具体的，所述外框架121和所述内框架122均为中空的口字形框架结构。所述外框架121为由四个侧板围合形成的矩形框架结构，四个侧板围合形成所述外框架121的内腔。所述内框架122与所述外框架121形状相同，亦为由四个侧板围合形成的矩形框架结构，四个侧板围合形成所述内框架122的内腔，所述内框架122的尺寸略小于所述外框架121，设置于所述外框架121的内腔中，且所述内框架122的四个侧板分别与所述外框架121的四个侧板一一对应并固定连接。所述外框架121和所述内框架122均具有一定的宽度和厚度。沿所述第一方向(X方向),所述内框架122的宽度小于所述外框架121的宽度，以使所述内框架122与所述外框架121形成阶梯状结构，用于支撑所述卷芯110。其中，所述卷芯110的截面积小于所述外框架121的内腔截面积，以使所述卷芯110可以收容在所述外框架121内，且所述卷芯110的截面积大于所述内框架122的内腔截面积，以使所述内框架122可以支撑所述卷芯110。

在一实施例中，如图1-图3所示，所述支撑架120还包括隔板123，所述隔板123位于所述内框架122的内腔中且与所述内框架122连接，所述隔板123与所述卷芯110朝向所述支撑架120的一侧平行。所述隔板123位于相邻两个所述卷芯110之间，用于间隔相邻的两个所述卷芯110，以避免相邻的两个所述卷芯110接触。

需要说明的是，所述外框架121与所述内框架122可以是独立结构也可以为一体结构。所述内框架122与所述隔板123可以是独立结构也可以为一体结构。

在一实施例中，如图3所示，所述外框架121包括第一支撑部1211和第二支撑部1212，所述第一支撑部1211和所述第二支撑部1212关于所述内框架122对称；所述第一支撑部1211具有第一容纳腔125，所述第一容纳腔125被配置为容置第一卷芯111，且所述第一支撑部1211位于所述第一卷芯111的周侧，所述第二支撑部1212具有第二容纳腔126，所述第二容纳腔126被配置为容置第二卷芯112，且所述第二支撑部1212位于所述第二卷芯112的周侧。

具体的，如图1-图3所示，所述电芯组件包括支撑架120和位于所述支撑架120相对两侧的第一卷芯111和第二卷芯112。所述支撑架120设有一隔板123，所述隔板123位于所述第一卷芯111和所述第二卷芯112之间，且与所述第一卷芯111和所述第二卷芯112平行设置。所述支撑架120包括外框架121和内框架122，所述内框架122位于所述外框架121的内腔中，所述内框架122将所述外框架121分隔成对称的两部分，包括靠近所述第一卷芯111一侧的第一支撑部1211和靠近所述第二卷芯112一侧的第二支撑部1212，所述第一支撑部1211与所述内框架122形成一凹腔，即第一容纳腔125，用于容纳所述第一卷芯111，所述第一卷芯111至少部分收容在所述第一容纳腔125中，且所述第一支撑部1211位于所述第一卷芯111的周侧，所述第二支撑部1212与所述内框架122形成另一凹腔，即第二容纳腔126，用于容纳所述第二卷芯112，所述第二卷芯112至少部分收容在所述第二容纳腔126中，且所述第二支撑部1212位于所述第二卷芯112的周侧。

在一实施例中，如图4所示，沿所述第一方向(X方向)，所述第一容纳腔125的宽度大于或等于所述第一卷芯111的厚度，所述第一卷芯111完全收容在所述第一容纳腔125内，所述第二容纳腔126的宽度大于或等于所述第二卷芯112的厚度，所述第二卷芯112完全收容在所述第二容纳腔126内，将所述卷芯110完全收容在所述第一容纳腔125或所述第二容纳腔126内，能够避免所述卷芯110与所述外壳200的底部或顶盖直接接触，省去传统的底托片130或顶部绝缘片140的结构。

进一步的，所述支撑架120的材料为绝缘材料。

具体的，如图4所示，所述支撑架120具有第一容纳腔125和第二容纳腔126，所述第一容纳腔125沿X方向的宽度大于或等于所述第一卷芯111的厚度，以使所述第一卷芯111整体收容在所述第一容纳腔125中，所述第二容纳腔126沿X方向的宽度大于或等于所述第二卷芯112的厚度，以使所述第二卷芯112整体收容在所述第二容纳腔126中。沿第二方向(Y方向，与X方向垂直)，所述卷芯110具有相对的顶端和底端，在传统的电池结构中，所述卷芯110的底端与外壳200之间会设置底托片130，所述卷芯110的顶端与外壳200之间会设置顶部绝缘片140，以使所述卷芯110与所述外壳200绝缘。在本实施例中，通过使第一卷芯111完全收容在所述第一容纳腔125中，所述第一支撑部1211包围所述第一卷芯111的顶端和底端，从而避免所述第一卷芯111的顶端和底端与所述外壳200接触，通过使第二卷芯112完全收容在所述第二容纳腔126中，所述第二支撑部1212包围所述第二卷芯112的顶端和底端，从而避免所述第二卷芯112的顶端和底端与所述外壳200接触，因此，本申请的所述支撑架120同时可以替代底托片130和顶部绝缘片140的作用，省去底托片130和顶部绝缘片140的结构，降低成本。

在一实施例中，如图5所示，当所述电芯组件包括多个支撑架120和多个卷芯110时，部分所述卷芯110位于两个所述支撑架120之间，为了减小电芯组件沿第一方向的整体厚度，可以使所述第一容纳腔125的宽度小于所述第一卷芯111的厚度，所述第二容纳腔126的宽度小于所述第二卷芯112的厚度，将位于相邻两个所述支撑架120之间的所述第一卷芯111或所述第二卷芯112的一部分收容在其中一个所述支撑架的第一容纳腔内，所述第一卷芯111或所述第二卷芯112的另一部分收容在另一个所述支撑架的第二容纳腔内。

进一步的，其中一个所述支撑架的第一容纳腔的宽度与另一个所述支撑架的第二容纳腔的宽度之和大于或等于所述第一卷芯111的厚度，能够使所述卷芯110完全收容在相邻的两个所述支撑架组合形成的容纳腔之中，避免所述卷芯110的顶端和底端与所述外壳200接触，从而省去底托片130和顶部绝缘片140的结构。

在一实施例中，如图3-图7所示，沿所述第一方向，所述隔板123的宽度小于所述内框架122的宽度，所述卷芯110抵接所述内框架122并与所述隔板123间隔设置。具体的，所述第一卷芯111收容在所述第一容纳腔125中时，所述第一卷芯111的顶部、底部以及侧部分别与所述外框架121的内壁接触，所述第一卷芯111朝向所述隔板123的一侧与所述内框架122接触，且所述第一卷芯111朝向所述隔板123的一侧表面与所述隔板123平行。同样的，所述第二卷芯112收容在所述第二容纳腔126中时，所述第二卷芯112的顶部、底部以及侧部分别与所述外框架121的内壁接触，所述第二卷芯112朝向所述隔板123的一侧与所述内框架122接触，且所述第二卷芯112朝向所述隔板123的一侧表面与所述隔板123平行。此时，由于所述隔板123的宽度小于所述内框架122的宽度，如图6所示，当所述第一卷芯111和所述第二卷芯112未膨胀时，所述第一卷芯111与所述隔板123之间具有第一间隙1111，所述第二卷芯112与所述隔板123之间具有第二间隙1121；如图7所示，当所述第一卷芯111膨胀时，所述第一卷芯111的中部朝向所述隔板123鼓胀，所述第一间隙1111为所述第一卷芯111的膨胀提供缓冲空间，所述第二间隙1121为所述第二卷芯112的膨胀提供缓冲空间，从而避免所述第一卷芯111、所述第二卷芯112朝向所述外壳200的一侧膨胀，而导致电池外壳200挤压破裂，造成安全事故。

在一实施例中，如图8所示，所述卷芯110的顶部设有极耳113，所述支撑架120位于所述卷芯顶部一侧的尺寸需考虑避让所述极耳113或为所述极耳113预留空间。

在一实施例中，所述隔板123上设有多个通孔124。多个通孔124均匀的分布在所述隔板123上，所述通孔124用于所述电池中的电解液通过，以保证电解液在各卷芯110之间流通。

在一实施例中，所述电芯组件还包括第一保护膜150，所述第一保护膜150具有第一空腔，所述卷芯110和所述支撑架120收容在所述第一空腔内。所述第一保护膜150一方面用于固定所述支撑架120和所述卷芯110，另一方面，所述第一保护膜150用于防止所述电芯与所述外壳200直接接触。

在装配过程中，首先将支撑架120设置在相邻的两个卷芯110之间，然后再将所述第一保护膜150缠绕在所述卷芯110和所述支撑架120的外表面，以使所述卷芯110和所述支撑架120包裹在所述第一保护膜150中。

进一步的，所述第一保护膜150的材料为绝缘材料。

本申请还提供一种电池，如图9-图11所示所述电池包括外壳200、顶盖300、电解液以及如上所述的电芯组件。

所述外壳200具有一开口，所述顶盖300设置在所述开口处与所述外壳200焊接连接，所述外壳200和所述顶盖300围合形成第二空腔，所述电芯组件收容在所述第二空腔内，且所述电解液容置在所述第二空腔内。

进一步的，所述电池还包括第二保护膜400，所述第二保护膜400设置在所述外壳200的外表面上，用于保护所述电池。

本实用新型的实施例提供一种电芯组件及电池，所述电芯组件的相邻卷芯之间设置有支撑架，所述支撑架朝向所述卷芯的一侧具有容纳腔，当所述卷芯膨胀时，所述支撑架的容纳腔为所述卷芯提供膨胀空间，避免所述卷芯膨胀挤压电池外壳而导致的外壳破裂的问题，能够有效提高电池的安全性能。

以上对本实用新型实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本实用新型的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本实用新型的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本实用新型的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本实用新型的限制。

Claims (10)

1.一种电芯组件，其特征在于，包括：

多个卷芯，沿第一方向间隔排列；

支撑架，位于相邻两个所述卷芯之间；

其中，所述支撑架设有容纳腔，所述容纳腔设置于所述支撑架朝向所述卷芯的一侧，所述卷芯至少部分容置于所述容纳腔内。

2.根据权利要求1所述的电芯组件，其特征在于，所述支撑架包括外框架和内框架，所述内框架位于所述外框架的内腔中且与所述外框架连接，所述内框架及所述外框架呈阶梯状。

3.根据权利要求2所述的电芯组件，其特征在于，所述支撑架还包括隔板，所述隔板位于所述内框架的内腔中且与所述内框架连接。

4.根据权利要求2所述的电芯组件，其特征在于，所述外框架包括第一支撑部和第二支撑部，所述第一支撑部和所述第二支撑部关于所述内框架对称；所述第一支撑部具有第一容纳腔，所述第一容纳腔被配置为容置第一卷芯，且所述第一支撑部位于所述第一卷芯的周侧，所述第二支撑部具有第二容纳腔，所述第二容纳腔被配置为容置第二卷芯，且所述第二支撑部位于所述第二卷芯的周侧。

5.根据权利要求4所述的电芯组件，其特征在于，沿所述第一方向，所述第一容纳腔的宽度大于或等于所述第一卷芯的厚度，所述第一卷芯完全收容在所述第一容纳腔内，所述第二容纳腔的宽度大于或等于所述第二卷芯的厚度，所述第二卷芯完全收容在所述第二容纳腔内。

6.根据权利要求4所述的电芯组件，其特征在于，沿所述第一方向，所述第一容纳腔的宽度小于所述第一卷芯的厚度，所述第二容纳腔的宽度小于所述第二卷芯的厚度，位于相邻两个所述支撑架之间的所述第一卷芯或所述第二卷芯的一部分收容在其中一个所述支撑架的第一容纳腔内，所述第一卷芯或所述第二卷芯的另一部分收容在另一个所述支撑架的第二容纳腔内。

7.根据权利要求3所述的电芯组件，其特征在于，沿所述第一方向，所述隔板的宽度小于所述内框架的宽度，所述卷芯抵接所述内框架并与所述隔板间隔设置。

8.根据权利要求3所述的电芯组件，其特征在于，所述隔板上设有多个通孔。

9.根据权利要求1-8任一项所述的电芯组件，其特征在于，所述电芯组件还包括第一保护膜，所述第一保护膜具有第一空腔，所述卷芯和所述支撑架收容在所述第一空腔内。

10.一种电池，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的电芯组件。