CN220042120U - 一种方型电池壳体及方形电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种方型电池壳体及方形电池。本实用新型所述方形电池壳体，包括：壳体，所述壳体由上、下盖板和四周侧壁组成；极组设置于壳体中，壳体开口方向为极组厚度方向；壳体四周侧壁的上、下边缘分别为上弯曲状凸缘和下弯曲状凸缘，上弯曲状凸缘和下弯曲状凸缘分别与上盖板、下盖板配合密封，形成容纳腔体。本实用新型方形电池壳体及方形电池能够提高电池的密封性能及密封时的安全性能，有效提高电池能量密度。

Description

一种方型电池壳体及方形电池

技术领域

本实用新型涉及电池领域，更具体地说，是涉及一种方型电池壳体及方形电池。

背景技术

锂离子电池通常用做电力能量提供的产品，应用方向手机、笔记本、穿戴类等消费电子产品，以及电动汽车，无人机，储能电站等领域。高集成电池组能够更有效的提升电芯的能量密度，动力电池行业趋向电芯直接集成所需的电池组，有效提高空间利用，提高能量密度。

目前方型电池制作时极组装配入壳及密封技术，依然是瓶颈难题。入壳工序容易挫伤，壳盖密封不严密，激光密封焊接时存在激光烫伤内部极组的风险。电池壳盖配合式电池，对于电池壳体厚度及电池盖板厚度有一定要求，壳盖密封性差，会出现渗漏问题。

现有技术电池壳体与电池盖板为两部分组成，电池壳体开口为厚度与宽度垂直向开口，极组厚度与壳体内腔厚度需要留有余量，如果电池长度长，容易出现极组挫伤，同时装配效率低；现有技术电池壳体与盖板需要有一定厚度，厚度无法超薄，影响电池能量密度。

CN215771451U公开了一种电池壳体，具有底面以及四个侧面，四个所述侧面的底边两两相对的连接于所述底面上，四个所述侧面的顶边围合形成开口，所述壳体上安装有正极极柱和负极极柱，电芯从所述四个侧面的顶边围合形成开口处，装入电池壳体腔内，开口处由封装面板密封。虽然该专利，提高了入壳效率，但无法改善封装面板密封时因激光焊接密封引起的烫伤隐患，同时该专利设计的壳体受密封方式限制无法对壳体实现超薄设计，影响电池能量密度的提高。

实用新型内容

为克服现有技术中存在的不足，本实用新型提供了一种方形电池壳体及方形电池。

一方面，本实用新型提供了一种方形电池壳体，包括：壳体，所述壳体由上、下盖板和四周侧壁组成；

极组设置于壳体中，壳体开口方向为极组厚度方向；

壳体四周侧壁的上、下边缘分别为上弯曲状凸缘和下弯曲状凸缘，上弯曲状凸缘和下弯曲状凸缘分别与上盖板、下盖板配合密封，形成容纳腔体。

进一步地， 壳体四周侧壁的上边缘采用的上弯曲状凸缘结构是在上边缘通过弧形弯曲连接上沿；下边缘采用的下弯曲状凸缘结构是在下边缘通过弧形弯曲连接下沿。

进一步地， 上弯曲状凸缘和下弯曲状凸缘分别与上盖板、下盖板采用激光焊接进行密封。

进一步地，壳体采用一体成型加工方式。

进一步地，所述壳体的材质为刚性金属材料，壳体厚度小于1.0mm大于0.01mm。

进一步地，所述四周侧壁中的其中两个对应的短侧壁分别为正、负极端面，正极端面设有正极端子和正极标识，负极端面设有负极端子和负极标识。

进一步地，所述壳体还设置防爆泄压装置和电池内外导通孔；电池内外导通孔与胶塞配合密封，胶塞顶部由导通孔盖板焊接密封。

所述防爆泄压装置设置有多个，位于上盖板、下盖板或四周侧壁上。

所述电池内外导通孔设置有多个，位于正、负极端面上，电池内外导通孔的形状为圆形或多边形。

另一方面，本实用新型提供了一种方形电池，包括如上所述的方形电池壳体，还包括极组，所述极组设置于方形电池壳体的容纳腔中；

极组具有正极极耳和负极极耳，正极极耳与正极端面设置的正极连接件连接，负极极耳和负极端面设置的负极连接件连接。

进一步地，所述极组为叠片结构或卷绕结构，极组上的正极耳和负极耳为与极组一体成型或后引极耳，正极耳与正极连接件连接，负极耳与负极连接片连接，连接方式采用超声波焊接方式或激光焊接方式，金属焊接部位采用聚酰亚胺耐高温胶带粘贴保护。

进一步地，正极耳和负极耳两侧各有胶带粘贴束缚极组厚度方向；极组外部包裹PET绝缘膜，极组非厚度方向的绝缘膜设有多孔。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：

原有的方型电池壳体是在侧壁即带有正、负极端子的两侧壁进行开口，极组是从侧壁方向入壳后封装，这样就会受到极组入壳比（极组厚度与电池壳内腔厚度向比值）的局限。

本实用新型提供的方型电池壳体是长方体结构，并且是水平方向为长边、竖直方向为短边的长方体结构，不局限于厚度要求，通过结构方式的优化，提升极组入壳效率，不受极组入壳比（极组厚度与电池壳内腔厚度向比值）的局限，提高密封性能及密封时的安全性能，有效提高电池能量密度。具体地，

1、本实用新型提供的方型电池壳体及方形电池是在长方体结构的底面和顶面进行开口，极组通过顶面入壳后将上盖板和下盖板与四周侧壁密封进行封装电池，这样提高电池能量密度，降低电池壳体厚度，有效提升壳体内部空间，同时极组厚度设计值增加。

2、本实用新型提供的方型电池壳体及方形电池能够避免极组烫伤与挫伤隐患，极组入壳不受壳体摩擦避免挫伤，激光焊密封方式，激光不会与极组有接触，激光不会与极组产生干涉的隐患，不会引起烫伤。

附图说明

图1为本实用新型一种实施方式提供的结构示意图之一；

图2为本实用新型一种实施方式提供的结构示意图之二。

实施方式

为了能够更清楚地理解本实用新型的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。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，所描述的实施方式仅仅是本实用新型一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本实用新型中的实施方式，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本实用新型保护的范围。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本实用新型的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本实用新型。

如图1和2所示，一种方型锂离子电池，包括壳体101和极组401，所述壳体101是水平方向为长边、竖直方向为短边的长方体结构，其具有壳体支撑面和四周侧壁301，四周侧壁中的其中两个对应的侧壁设计为正负极端面；

正极端面设有正极端子302P、正极标识、防爆泄压装置303和电池内外导通孔304；

负极端面设有负极端子302N、负极标识、防爆泄压装置304，电池内外导通孔303。

极组401由壳体101开口装入壳体腔内，极组具有正极极耳402P和负极极耳402N，正极极耳402P与正极端面设置的正极连接件501P连接，负极极耳402N和负极端面设置的负极连接件501N连接。

壳体101四周侧壁上、下边缘设计为上弯曲状凸缘102和下弯曲状凸缘103，与上盖板201、下盖板202配合密封，形成容纳腔体。

正极侧电池内外导通孔304与胶塞502配合密封，胶塞顶部由导通孔盖板503焊接密封，负极侧电池内外导通孔303也相同设置。

锂离子电池壳体，将壳体101开口处设计成弯曲凸缘，同时开口矢量设计为极组厚度向开口，有利于电芯极组装配入壳，避免挫伤，不受传统设计的入壳比限制。

壳体101开口向优选电芯极组厚度方向，开口向尺寸优选长方体边长最小的矢量，四周侧壁为长方形，长方形开口向边缘为弯曲凸缘，壳体优选一体成型加工方式。

壳体101四周侧边设计成弯曲凸缘，凸缘部位与盖板对应配合，采用焊接方式密封，可以避免焊接时对极组造成伤害，同时本设计密封焊接操作简单机械自动化易于实现，焊接密封性效果更好。

壳体101和盖板102选用刚性金属材料制作，壳体厚度设计的更薄，小于1.0mm大于0.01mm，减轻壳体重量，提高电池能量密度。

防爆泄压装置303分别设置在正负极端面上，本实用新型的防爆泄压装置不局限于此种设计，可以设计1-20个，如3、6、10、12或15个等，但不局限于此数量的限制，位置可以设置在电池长方体的6个面上，即壳体的4个几何面和盖板面上，多位置的防爆泄压装置设计，电池在热失控或内部压力过大时，防爆泄压装置可以更有效的开启，降低安全问题。

电池内外导通孔304，分别设置在正负极端面上，可以设置1-4个，如2或3个等，但不局限于此数量的限制。电池内外导通孔304内嵌在壳体面上，形状可以设计为圆形或多边形，形状不局限于此形状。

电池内外导通孔304外表面凹陷于壳体表面，凹陷深度约为导通孔盖板503的厚度，电池内外导通孔304具有一定的深度，深度尺寸小于密封胶塞502的长度。电池内外导通孔304的外表面形状与导通孔盖板503形状形同，面积大于导通孔盖板503面积。

电池内外导通孔304也可设计为外表面与壳体面平齐，电池内外导通孔304具有一定的深度，深度尺寸大于等于密封胶塞502的长度。电池内外导通孔304的外表面形状与导通孔盖板503形状形同，面积小于导通孔盖板503面积。

极组401为叠片结构或卷绕结构，极组上的正极耳402P和负极耳402N为极组一体成型或后引极耳，正极耳与正极连接件501P连接，负极耳与负极连接片501N连接，连接方式可以采用超声波焊接方式或激光焊接方式，金属焊接部位采用聚酰亚胺耐高温胶带粘贴保护。

正极耳和负极耳两侧各有胶带粘贴束缚极组厚度方向。极组外部包裹PET绝缘膜，起到保护极组作用，极组非厚度方向的绝缘膜设有多孔，有利于电解液浸入极组内部。

本实用新型提供的方型电池壳体除了能够用于锂离子电池壳体还可用作其他电池，如钠离子电池的壳体。

本实用新型通过设计电池壳体结构与密封方式，降低了壳体厚度，提升了极组设计厚度，有效提高电池能量密度，同时解决了极组装配入壳的安全问题，提高了装配效率，降低了激光焊密封方式对极组损伤的安全隐患，同时本实用新型的壳体结构提升了电池结构强度。

以上所述仅是本实用新型的优选实施方式，应当指出的是，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种方型电池壳体，其特征是，包括：壳体（101），所述壳体由上、下盖板和四周侧壁（301）组成；

极组（401）设置于壳体（101）中，壳体（101）开口方向为极组厚度方向；

壳体（101）四周侧壁的上、下边缘分别为上弯曲状凸缘（102）和下弯曲状凸缘（103），上弯曲状凸缘和下弯曲状凸缘分别与上盖板（201）、下盖板（202）配合密封，形成容纳腔体。

2. 根据权利要求1所述的方型电池壳体，其特征是， 壳体四周侧壁的上边缘采用的上弯曲状凸缘（102）结构是在上边缘通过弧形弯曲连接上沿；下边缘采用的下弯曲状凸缘（103）结构是在下边缘通过弧形弯曲连接下沿。

3. 根据权利要求1所述的方型电池壳体，其特征是， 上弯曲状凸缘和下弯曲状凸缘分别与上盖板（201）、下盖板（202）采用激光焊接进行密封。

4.根据权利要求1所述的方型电池壳体，其特征是，壳体采用一体成型加工方式。

5.根据权利要求1所述的方型电池壳体，其特征是，所述壳体的材质为刚性金属材料，壳体厚度小于1.0mm大于0.01mm。

6.根据权利要求1所述的方型电池壳体，其特征是，所述四周侧壁中的其中两个对应的短侧壁分别为正、负极端面，正极端面设有正极端子（302P）和正极标识，负极端面设有负极端子（302N）和负极标识。

7.根据权利要求1所述的方型电池壳体，其特征是，所述壳体还设置防爆泄压装置（303）和电池内外导通孔（304）；电池内外导通孔与胶塞（502）配合密封，胶塞顶部由导通孔盖板（503）焊接密封；

所述防爆泄压装置（303）装置设置有多个，位于上盖板、下盖板或四周侧壁上；

所述电池内外导通孔（304）设置有多个，位于正、负极端面上，电池内外导通孔（304）的形状为圆形或多边形。

8.一种方形电池，其特征是，包括权利要求1-7之一所述的方型电池壳体，还包括极组，所述极组设置于方形电池壳体的容纳腔中；

极组具有正极极耳（402P）和负极极耳（402N），正极极耳与正极端面设置的正极连接件（501P）连接，负极极耳和负极端面设置的负极连接件（501N）连接。

9.根据权利要求8所述的方形电池，其特征是，所述极组为叠片结构或卷绕结构，极组上的正极耳和负极耳为与极组一体成型或后引极耳，正极耳与正极连接件连接，负极耳与负极连接片连接，连接方式采用超声波焊接方式或激光焊接方式，金属焊接部位采用聚酰亚胺耐高温胶带粘贴保护。

10.根据权利要求8所述的方形电池，其特征是，正极耳和负极耳两侧各有胶带粘贴束缚极组厚度方向；极组外部包裹PET绝缘膜，极组非厚度方向的绝缘膜设有多孔。