CN220065757U - 一种四棱柱电池及电池组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，提出了一种四棱柱电池及电池组。该四棱柱电池包括至少两个电芯，电芯包括电芯主体和极耳部，极耳部自电芯主体引出，且极耳部自电芯主体的引出方向形成第一方向；沿第一方向，至少两个电芯依次排列、并串联；沿与第一方向垂直的第二方向，四棱柱电池的厚度大于等于20mm。该四棱柱电池将内部的多个电芯沿第一方向进行串联，以提升四棱柱电池的电压。而且，该四棱柱电池还通过设置四棱柱电池的厚度≥20mm，增大四棱柱电池在第二方向上的尺寸，以使得四棱柱电池内部电芯在第二方向上的尺寸也可以加大，进而提升四棱柱电池的容量，提高四棱柱电池的整体空间利用率。

Description

一种四棱柱电池及电池组

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种四棱柱电池及电池组。

背景技术

现有电池为了提升电压，在电池内部串联多个电芯，但是，多个电芯串联后，单个电池的容量无法得到提升。因此，如何在保证电池电压的情况下，提升电池的容量是亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种四棱柱电池及电池组，该四棱柱电池通过优化自身结构，可以提升四棱柱电池的电压以及容量，以优化结构性能。

为达到上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

根据本实用新型的第一个方面，提供了一种四棱柱电池，包括至少两个电芯，电芯包括电芯主体和极耳部，极耳部自电芯主体引出，且极耳部自电芯主体的引出方向形成第一方向；沿第一方向，至少两个电芯依次排列、并串联；沿与第一方向垂直的第二方向，四棱柱电池的厚度大于等于20mm。

需要说明的是，本申请提供的四棱柱电池将内部的多个电芯沿第一方向进行串联，以提升四棱柱电池的电压。而且，本申请提供的四棱柱电池还通过设置四棱柱电池的厚度大于等于20mm，增大四棱柱电池在第二方向上的尺寸，以使得四棱柱电池内部电芯在第二方向上的尺寸也可以加大，进而提升四棱柱电池的容量，提高四棱柱电池的整体空间利用率。

根据本实用新型的第二个方面，提供了一种电池组，包括如上述第一个方面中任意技术方案提供的一种四棱柱电池。

需要说明的是，本申请提供的电池组内，四棱柱电池将内部的多个电芯沿第一方向进行串联，以提升四棱柱电池的电压。而且，该四棱柱电池还通过设置四棱柱电池的厚度大于等于20mm，增大四棱柱电池在第二方向上的尺寸，以使得四棱柱电池内部电芯在第二方向上的尺寸也可以加大，进而提升四棱柱电池的容量，提高四棱柱电池的整体空间利用率。

附图说明

为了更好地理解本申请，可参考在下面的附图中示出的实施例。在附图中的部件未必是按比例的，并且相关的元件可能省略，以便强调和清楚地说明本申请的技术特征。另外，相关要素或部件可以有如本领域中已知的不同的设置。此外，在附图中，同样的附图标记在各个附图中表示相同或类似的部件。其中：

图1为本申请实施例提供的四棱柱电池的立体结构示意图；

图2为图1中四棱柱电池内部结构的平面示意图；

图3为图2中转接件的放大示意图。

附图标记说明如下：

100、四棱柱电池；110、电芯；111、电芯主体；112、极耳部；120、转接件；121、第一连接部；122、第二连接部；123、缓冲部；130、壳体。

具体实施方式

下面将结合本申请示例实施例中的附图，对本申请示例实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。本文中的描述的示例实施例仅仅是用于说明的目的，而并非用于限制本申请的保护范围，因此应当理解，在不脱离本申请的保护范围的情况下，可以对示例实施例进行各种修改和改变。

在本申请的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个或两个以上；术语“和/或”包括一个或多个相关联列出项目的任何组合和所有组合。特别地，提到“该/”对象或“一个”对象同样旨在表示可能的多个此类对象中的一个。

除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接，或信号连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

进一步地，本申请的描述中，需要理解的是，本申请的示例实施例中所描述的“上”、“下”、“内”、“外”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本申请的示例实施例的限定。还需要理解的是，在上下文中，当提到一个元件或特征连接在另外元件(一个或多个)“上”、“下”、或者“内”、“外”时，其不仅能够直接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”，也可以通过中间元件间接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”。

参阅图1，其代表性地示出了本申请实施例提供的四棱柱电池100的立体结构。在该示例性实施方式中，本申请实施例提出的四棱柱电池100是以二次电池为例进行说明的。本领域技术人员容易理解的是，为将本申请实施例的相关设计应用于其他类型的电池中，而对下述的具体实施方式做出多种改型、添加、替代、删除或其他变化，这些变化仍在本申请实施例提出的四棱柱电池100的原理的范围内。配合参阅图2至图3，图2为图1中四棱柱电池100内部结构的平面示意图；图3为图2中转接件120的放大示意图。以下将结合上述附图，对本申请实施例提出的四棱柱电池100的各主要组成部分的结构、连接方式和功能关系进行详细说明。

请参考图1至图2所示出的结构，本申请实施例提供的四棱柱电池100，包括至少两个电芯110，电芯110包括电芯主体111和极耳部112，极耳部112自电芯主体111引出，且极耳部112自电芯主体111的引出方向形成第一方向；沿第一方向，至少两个电芯110依次排列、并串联；请继续参考图1所示出的结构，沿与第一方向垂直的第二方向，四棱柱电池100的厚度d大于等于20mm。

具体的，如图2所示，四棱柱电池100内部的多个电芯110沿第一方向依次排列，因而，四棱柱电池100在第一方向上的尺寸较大，该四棱柱电池100的长度方向平行于第一方向；第二方向垂直于第一方向，电芯110的厚度方向平行于第二方向。值得注意的是，如图1所示，由于四棱柱电池100的厚度d较大，所以四棱柱电池100整体呈四棱柱状。当四棱柱电池100为方形四棱柱电池100时，该四棱柱电池100还具有宽度方向，因而，可以定义与四棱柱电池100的宽度方向平行的方向为第三方向，该第三方向垂直于第二方向和第一方向。

应理解，此处，第一方向、第二方向和第三方向只是代表空间方向并没有实质意义。

需要说明的是，本申请实施例提供的四棱柱电池100将内部的多个电芯110沿第一方向进行串联，以提升四棱柱电池100的电压。然而，串联仅能解决电压问题，四棱柱电池100的容量还是难以保证，基于此，本申请实施例提供的四棱柱电池100还通过设置四棱柱电池100的厚度d大于等于20mm，增大四棱柱电池100在第二方向上的尺寸，以使得四棱柱电池100内部电芯110在第二方向上的尺寸也可以加大，进而提升四棱柱电池100的容量，提高四棱柱电池100的整体空间利用率。

值得注意的是，本申请实施例中，多个电芯110沿第一方向依次排列，电芯110并不在第二方向上进行堆叠。因而，当四棱柱电池100在第二方向上的厚度较大时，虽然电芯110的厚度无法达到与四棱柱电池100的厚度一致，但是，相较于现有电芯110，本申请实施例提供的四棱柱电池100中的电芯110在第二方向上的厚度也可以设置的较大。应理解，当电芯110在第二方向上的厚度增大，电芯110内极片在第二方向上叠置的数量也会增加，以提升电芯110的容量，进而可以提升多个电芯110串联后形成的四棱柱电池100的总容量，优化四棱柱电池100的结构性能。

因此，本申请实施例提供的四棱柱电池100通过优化自身结构，可以提升四棱柱电池100的电压以及容量，以优化结构性能。

请继续参考图2所示出的结构，本申请实施例提供的四棱柱电池100中，电芯110的数量为多个，此处的“多个”指至少两个。在具体设置时，可以将部分或全部电芯110在第二方向上的厚度较大。进一步的，多个电芯110在第二方向上的厚度可以相同或不同。

值得注意的是，电芯主体111主要包括卷绕式及层叠式两种。对于卷绕式的电芯主体111而言，其主要由正极片和负极片卷绕放置形成，对于层叠式的电芯主体111而言，其主要由正极片和负极片层叠放置形成。

在一个实施例中，请继续参考图1所示出的结构，四棱柱电池100的厚度d大于等于25mm且小于等于80mm。

需要说明的是，倘若四棱柱电池100的厚度过大，电芯110的厚度也会过大，这不仅会导致电芯110制备过中，电芯110热压和卷绕效率变差，影响电芯110的结构性能，而且会导致单个电芯110在使用过程中产热过高，以及，导致电芯110内部以及电芯110之间离子传输速率变慢，进而影响四棱柱电池100的快充性能和安全性能。

因而，本申请实施例中，将四棱柱电池100的厚度d进行了进一步的缩限，控制厚度d小于等于80mm、且大于等于25mm，以在提升四棱柱电池100整体容量的基础上，保证四棱柱电池100的快充性能和安全性能。

示例性的，在具体设置四棱柱电池100的厚度d时，四棱柱电池100的厚度d可以设置为以下数值中的一个。

25mm、30mm、35mm、40mm、45mm、50mm、55mm、60mm、65mm、70mm、75mm、80mm。

在一个实施例中，请继续参考图2所示出的结构，电芯110包括正极性的极耳部112和负极性的极耳部112，正极性的极耳部112与负极性的极耳部112自电芯主体111的相对两侧引出。应理解，为了便于理解，正极性的极耳部112和负极性的极耳部112在图2中以不同填充物填充示出。

需要说明的是，无论是卷绕式或者层叠式的电芯主体111，在正极片与负极片均之间设有隔膜。正极片和负极片具有活性物质的部分构成电芯主体111，正极片和负极片不具有活性物质的部分构成电芯110内的极耳。多个正极片的极耳层叠、收拢后形成正极性的极耳部112，多个负极片的极耳层叠、收拢后形成负极性的极耳部112。

值得注意的是，在卷绕或层叠形成电芯主体111过程中，需要采用热压工艺对初步成型的电芯主体111进行塑形，以使得电芯主体111形成最终的四棱柱状的电芯主体111。应理解，此处最终形成的电芯主体111还可以为四棱柱状的类似形态，而非标准化的四棱柱结构，具体不再赘述。

对于多个串联设置的电芯110来说，相邻设置的电芯110中，一个电芯110的负极性的极耳部112朝向另一个电芯110的正极性的极耳部112，且该电芯110的负极性的极耳部112与另一个电芯110的正极性的极耳部112连接。

应理解，四棱柱电池100内部还设有电解液。电解液是由电解质以及有机溶剂、添加剂组成。电解液是四棱柱电池100内部重要的材料，它能够运输锂离子、提供四棱柱电池100所需要的电源，是四棱柱电池100发挥能量的关键部件。

在四棱柱电池100的充放电过程中，正极性的活性物质和负极性的活性物质与电解液发生反应，位于多个串联的电芯110最外侧的两个电芯110中，一个电芯110的正极性的极耳部112连接正极性的电极端子，另一个电芯110的负极性的极耳部112连接负极性的电极端子，以形成电流回路。

在一个实施例中，请参考图2所示出的结构，本申请实施例提供的四棱柱电池100还包括转接件120。该转接件120电连接相邻设置的两个电芯110；请参考图3所示出的结构，转接件120包括第一连接部121和第二连接部122，第一连接部121连接相邻设置的两个电芯110中的一个，第二连接部122连接相邻设置的两个电芯110中的另一个；第一连接部121与第二连接部122之间设置有缓冲部123。

示例性的，请结合图2参考图3所示出的结构，每个转接件120内，第一连接部121连接一个电芯110内负极性的极耳部112，第二连接部122连接另一个电芯110内正极性的极耳部112。

需要说明的是，该转接件120内的缓冲部123可以缓解四棱柱电池100使用过程中发生的应力集中现象、发挥缓冲功能。示例性的，当转接件120连接的两个电芯110在第一方向或第二方向上发生错位时，缓冲部123可以进行有效缓冲，以保证第一连接部121与电芯110，以及，第二连接部122与电芯110间可以进行有效连接，从而可提升四棱柱电池100的安全性能。

此外，该转接件120内的缓冲部123还可以提升转接件120与电芯110之间的适配性，使得转接件120不仅可以适合标准条件下的装配，而且可以适应一定公差下的装配。

在一个实施例中，请继续参考图1所示出的结构，沿第一方向，缓冲部123为非直线形结构。

需要说明的是，在需要调整第一连接部121与第二连接部122的相对距离时，可以拉扯缓冲部123，以使得缓冲部123展开部分弯曲形状。应理解，缓冲部123可以沿第一方向或第二方向进行变形。

示例性的，当第一连接部121与一个电芯110连接后，可沿第一方向拉扯转接件120，通过缓冲部123在第一方向上的延展、调增第二连接部122与另一个电芯110间的距离，使得转接件120可以同时与两个电芯110进行有效连接；或者，在转接件120的第一连接部121与第二连接部122分别连接两个电芯110后，可沿第一方向移动缓冲部123，以保证与转接件120连接的两个电芯110可以在四棱柱电池100内部进行有效安装；或者，当四棱柱电池100发生晃动后，缓冲部123可以沿第一方向发生形变，以适配晃动后两个电芯110在第一方向以及第二方向上的形变量，从而保证转接件120与两个电芯110间维持有效连接状态。

在具体设置时，该缓冲部123可以为弧形、叠状Z形或波浪形中的一种或多种。当然，缓冲部123还可为其他形状，具体可以根据需求进行设置，在此不再赘述。

值得注意的是，在设置缓冲部123时，可以根据四棱柱电池100内结构布局，设置缓冲部123凸向任意侧。具体来说，倘若在对应缓冲部123的位置，四棱柱电池100的底壁具有较大空间，则可以设置缓冲部123凸向四棱柱电池100的底壁；或者，倘若四棱柱电池100的顶壁具有较大空间，则可以设置缓冲部123凸向四棱柱电池100的顶壁。

在一个实施例中，请继续参考图3所示出的结构，缓冲部123沿第三方向延伸、贯穿转接件120。

需要说明的是，该结构设置可以增大缓冲部123的覆盖面积，使得转接件120在沿第三方向的绝大多数区域具备缓冲功能。

在一个实施例中，请继续参考图2所示出的结构，本申请实施例提供的四棱柱电池100还包括壳体130，至少两个电芯110置于壳体130内，且转接件120与壳体130之间绝缘设置。

需要说明的是，壳体130与转接件120之间可以设置有单独的绝缘结构，或者，壳体130和/转接件120表面可以设有绝缘结构，以避免转接件120与壳体130接触、发生短路，从而可以提升本申请实施例提供的四棱柱电池100的安全性能。

在一个具体的实施例中，绝缘结构为绝缘膜、绝缘管、绝缘胶带或者绝缘涂层。应理解，绝缘胶带自身具有粘性，可直接粘贴在转接件120和/或壳体130表面；绝缘膜本身不带粘性，需采用粘接剂与转接件120和/或壳体130连接，或者，采用其他工艺制成在转接件120和/或壳体130表面。

示例性的，绝缘膜可以经浸塑形成，绝缘管可以为热缩塑管。

在一个实施例中，请继续参考图1所示出的结构，沿第一方向，四棱柱电池100的长度大于等于300mm。

需要说明的是，本实施例中，四棱柱电池100的尺寸较长，以使得多个电芯110可以沿四棱柱电池100的长度方向进行串联，增加四棱柱电池100的电压值。

在一个实施例中，四棱柱电池100的容量大于等于150Ah。

需要说的明是，当四棱柱电池100的厚度d增加，每个电芯110在第二方向上的厚度也可以增加，当多个电芯110的厚度增加后，四棱柱电池100的总容量增加。本申请实施例通过调整四棱柱电池100以及电芯110的厚度值，控制四棱柱电池100的容量大于等于150Ah，使得该四棱柱电池100可以为外部用电设备提供较大电量，满足用电设备的大电量需求，以提升使用体验。

本申请实施例还提供一种电池组。该电池组包括如上述任意技术方案中提供的一种四棱柱电池100。

需要说明的是，本申请实施例提供的电池组内，四棱柱电池100将内部的多个电芯110沿第一方向进行串联，以提升四棱柱电池100的电压。然而，串联仅能解决电压问题，四棱柱电池100的容量还是难以保证，基于此，本申请实施例提供的四棱柱电池100还通过设置四棱柱电池100的厚度d大于等于20mm，增大四棱柱电池100在第二方向上的尺寸，以使得四棱柱电池100内部电芯110在第二方向上的尺寸也可以加大，进而提升四棱柱电池100的容量，提高四棱柱电池100的整体空间利用率。

在一个实施例中，电池组为电池模组或电池包。

电池模组包括多个四棱柱电池100，电池模组还可以包括端板和侧板，端板和侧板用于固定多个四棱柱电池100。电池模组还可以包括托架，四棱柱电池100可以固定于托架上。

电池包包括多个四棱柱电池100和箱体，箱体用于固定多个四棱柱电池100。

需要说明的是，电池包包括多个四棱柱电池100，且多个四棱柱电池100设置于箱体内。其中，多个四棱柱电池100可以形成电池模组后安装于箱体内。或者，多个四棱柱电池100可以直接设置在箱体内，即无需对多个四棱柱电池100进行成组，利用箱体对多个四棱柱电池100进行固定。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型创造后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和示例实施方式仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由所附的权利要求指出。应当理解的是，本申请并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本申请的保护范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种四棱柱电池，其特征在于，包括至少两个电芯，所述电芯包括电芯主体和极耳部，所述极耳部自所述电芯主体引出，且所述极耳部自所述电芯主体的引出方向形成第一方向；沿所述第一方向，至少两个所述电芯依次排列、并串联；沿与所述第一方向垂直的第二方向，所述四棱柱电池的厚度大于等于20mm。

2.如权利要求1所述的四棱柱电池，其特征在于，所述四棱柱电池的厚度大于等于25mm且小于等于80mm。

3.如权利要求1所述的四棱柱电池，其特征在于，所述电芯包括正极性的极耳部和负极性的极耳部，所述正极性的极耳部与所述负极性的极耳部自所述电芯主体的相对两侧引出；

相邻设置的所述电芯中，一个所述电芯的负极性的极耳部朝向另一个所述电芯的正极性的极耳部，且一个所述电芯的负极性的极耳部与另一个所述电芯的正极性的极耳部连接。

4.如权利要求1-3任一项所述的四棱柱电池，其特征在于，还包括转接件，所述转接件电连接相邻设置的两个所述电芯；所述转接件包括第一连接部和第二连接部，所述第一连接部连接相邻设置的两个所述电芯中的一个，所述第二连接部连接相邻设置的两个所述电芯中的另一个；所述第一连接部与所述第二连接部之间设置有缓冲部。

5.如权利要求4所述的四棱柱电池，其特征在于，沿所述第一方向，所述缓冲部为非直线形结构。

6.如权利要求5所述的四棱柱电池，其特征在于，所述缓冲部沿第三方向延伸、贯穿所述转接件，所述第三方向垂直于所述第一方向和所述第二方向。

7.如权利要求4所述的四棱柱电池，其特征在于，还包括壳体，至少两个所述电芯置于所述壳体内，且所述转接件与所述壳体之间绝缘设置。

8.如权利要求1-3任一项所述的四棱柱电池，其特征在于，沿所述第一方向，所述四棱柱电池的长度大于等于300mm。

9.如权利要求1-3任一项所述的四棱柱电池，其特征在于，所述四棱柱电池的容量大于等于150Ah。

10.一种电池组，其特征在于，包括如权利要求1-9任一项所述的四棱柱电池。