CN220086233U - 一种电池壳、模组单元及电池包 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电池壳，包括多个用于容置电芯的容纳槽，容纳槽顶部敞口，每个容纳槽分别用于容置多个电芯，电芯能够与电池壳电连接。可见，本实用新型提供的电池壳，设置有与多个电芯对应的多个容纳槽，使得电池壳能够充当的电芯的支撑，能够省却电池壳其他没必要的组装材料，使得电芯的散热能力得以加强。并且，电芯能够与电池壳电连接，即电池壳能够作为电芯电连接的连接体，有利于优化电芯间的连接。此外，有利于提升设置有该电池壳的模组单元以及电池包的机械强度，可直接将电池包作为动力汽车的底盘，提升了电池包的整体空间利用率。

Description

一种电池壳、模组单元及电池包

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，更具体地说涉及一种电池壳，一种设置有该电池壳的模组单元，以及一种设置有该模组单元的电池包。

背景技术

由于锂离子电池具有较高的能量密度、较长的循环寿命以及环境友好等优点，被大量应用在手机、笔记本电脑等便携式电子产品和新能源汽车或储能领域上。

目前电池包的单体电芯从外形和壳体上来说包括圆柱电芯和方壳电芯，圆柱电芯和方壳电芯的优势在于在电池包结构设计中具有支撑作用，而且电芯的外壳可以作为电芯的正负极极柱，便于电池包结构设计。但是，在由单体电芯组装成电池包时，需要额外加入横梁支撑物、液冷系统以及其他配件，不利于电池包中电芯的空间利用率，单体电芯的间隙以及堆叠也不利于电池包的散热。

因此，如何提高电池包中电芯的空间利用率，是本领域技术人员亟待解决的技术问题。

实用新型内容

有鉴于此，本实用新型提供了一种电池壳。本实用新型还提供了包括上述电池壳的模组单元，以及包含该模组单元的电池包。

为了达到上述目的，本实用新型提供如下技术方案：

一种电池壳，包括多个用于容置电芯的容纳槽，所述容纳槽顶部敞口，每个所述容纳槽分别用于容置多个所述电芯，所述电芯能够与所述电池壳电连接。

可选地，在上述电池壳中，相邻的所述容纳槽之间存在不小于2mm的径向距离。

一种模组单元，包括：

电芯，设置有第一极耳和第二极耳；

上述电池壳，所述电池壳的每个所述容纳槽中分别设置有所述电芯，所述第一极耳与所述电池壳电连接，所述第二极耳位于所述容纳槽外，且通过外部连接件实现电连接。

可选地，在上述模组单元中，还包括盖板和极柱，所述盖板位于所述电池壳的上方，所述第二极耳从所述盖板上引出，通过所述外部连接件电连接至所述极柱。

可选地，在上述模组单元中，还包括绝缘环，套设于所述第二极耳外侧。

可选地，在上述模组单元中，所述第一极耳与所述电池壳连接为全极耳焊接。

可选地，在上述模组单元中，所述电芯为圆柱形卷芯结构、方形卷芯结构或叠芯结构。

可选地，在上述模组单元中，所述圆柱形卷芯结构的直径不大于100mm，高度不大于120mm。

可选地，在上述模组单元中，所述方形卷芯结构或叠芯结构的长度不大于3000mm，宽度不大于150mm，厚度不大于15mm。

一种电池包，包括多个电池模块，每个所述电池模块中包括第一模组单元和第二模组单元；

所述第一模组单元和所述第二模组单元均为上述模组单元，所述第一模组单元中的电池壳为负极，所述第二模组单元中的电池壳为正极；

所述第一模组单元中的电池壳的侧壁与所述第二模组单元中的电池壳的侧壁电连接。

可选地，在上述电池包中，至少部分相邻的所述电池模块之间设置有冷却系统；

和/或，至少部分相邻的所述第一模组单元和所述第二模组单元之间设置有冷却系统。

本实用新型提供的一种电池壳，设置有与多个电芯对应的多个容纳槽，使得电池壳能够充当的电芯的支撑，能够省却电池壳其他没必要的组装材料，使得电芯的散热能力得以加强。并且，电芯能够与电池壳电连接，即电池壳能够作为电芯电连接的连接体，有利于优化电芯间的连接。此外，有利于提升设置有该电池壳的模组单元以及电池包的机械强度，可直接将电池包作为动力汽车的底盘，提升了电池包的整体空间利用率。

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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为本实用新型实施例一提供的电池包的结构平面图；

图2为本实用新型实施例一提供的电池包的结构剖面图；

图3为本实用新型实施例二提供的电池包的结构平面图。

在图1-图3中：

1-容纳槽，2-电芯，21-第一极耳，22-第二极耳，3-冷却系统。

具体实施方式

本实用新型提供了一种电池壳。本实用新型还提供了包括上述电池壳的模组单元，以及包括该模组单元的电池包。

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例，都属于本实用新型保护的范围。

在实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

示例性实施例一

如图1至图2所示，本实用新型实施例一提供了一种电池壳，包括多个用于容置电芯2的容纳槽1，容纳槽1顶部敞口，每个容纳槽1分别用于容置多个电芯2，电芯2能够电池壳电连接。需要说明的是，可以是一个容纳槽1对应一个电芯2，也可以是一个容纳槽1对应多个电芯2。此外，电池壳为一体化结构，容纳槽1为在电池壳上冲出的容纳空间，用于容置电池。并且，电池壳既能够充当电芯2的外壳还可以充当正负极极柱，优化了电芯2之间的电连接(即串并联连接，下文中直接引用，不再一一赘述)。

可见，本实用新型提供的电池壳，设置有与多个电芯2对应的多个容纳槽1，使得电池壳能够充当的电芯2的支撑，能够省却电池壳其他没必要的组装材料，使得电芯2的散热能力得以加强。并且，电芯2能够与电池壳电连接，即电池壳作为电芯2电连接的连接体，优化了电芯2间的连接。此外，有利于提升设置有该电池壳的模组单元以及电池包的机械强度，可直接将电池包作为动力汽车的底盘，提升了电池包的整体空间利用率。

具体实施时，相邻的容纳槽1之间存在不大于2mm的径向距离。径向距离过小会影响电池壳对电芯2的支撑功能，径向距离过大会使电池壳体积变大，导致模组单元的体积变大，从而使得电池包的体积变大，使得电池包的整体空间利用率低。所以对相邻的容纳槽1之间的径向距离做出限定。

本实用新型实施例提供了一种模组单元，包括电芯2和上述电池壳，其中，电芯2设置有第一极耳21和第二极耳22；电池壳的每个容纳槽1中分别设置有电芯2，第一极耳21与电池壳电连接，第二极耳22位于容纳槽1外，且通过外部连接件实现电连接。即通过电池壳实现第一极耳21之间的电连接，通过外部连接件实现第二极耳22之间的电连接。需要说明的是，外部连接件包括金属连接片(比如铜片等)能够实现极耳间的电连接即可，具体材料种类以及结构形式，本实用新型并不做具体限定。本领域技术人员可根据实际需要进行具体设计。

可见，本实用新型提供的模组单元，包括电芯2和电池壳，电池壳设置有与多个电芯2对应的容纳槽1，使得电池壳能够充当的电芯2的支撑，能够省却电池壳其他没必要的组装材料。并且电池壳作为电芯2电连接的连接体，优化了电芯2间的连接。更进一步提升了模组单元的利用率，也避免了模组单元受震动冲击所带来的短路或断路的风险。此外，还能够提高设置有电池壳的模组单元以及电池包的机械强度，可直接将电池包作为动力汽车的底盘，提升了电池包的整体空间利用率。

具体实施时，还包括盖板和极柱，盖板位于电池壳的上方，第二极耳22从盖板上引出，通过外部连接件电连接至极柱。方便模组单元进一步组装形成电池包。

具体实施时，还包括绝缘环，套设于第二极耳22外侧。避免第二极耳22与盖板电连接，导致漏电的现象，发生触电事故。

具体实施时，第一极耳21与电池壳连接为全极耳焊接。需要说明的是，全极耳为正负集流体的长度为整个极片的长度。采用全极耳焊接可以降低电芯2的内阻，提升电池的充电速度。

具体实施时，电芯2为圆柱形卷芯结构、方形卷芯结构或叠芯结构。

具体实施时，圆柱形卷芯结构的直径不大于100mm，高度不大于120mm。正负极集流体长度不小于50％极片长度，最优集流体长度为极片长度，即全极耳设计。需要说明的是，圆柱形电芯2的容纳空间(即容纳槽1)形状为圆柱形、正多棱柱形或其他形状，最优为正多棱柱形的蜂巢结构，因为蜂巢结构相对于其他形状来说，其承载力更大，机械性能最优。

本实用新型实施例提供了一种电池包，包括多个电池模块，每个电池模块中包括第一模组单元和第二模组单元；第一模组单元和第二模组单元均为上述模组单元，第一模组单元中的电池壳为负极，第二模组单元中的电池壳为正极；第一模组单元中的电池壳的侧壁与第二模组单元中的电池壳的侧壁电连接。需要说明的是，第一模组单元中的电池壳的侧壁与第二模组单元中的电池壳侧壁电连接，可以是侧壁全部焊接也可以是侧壁部分焊接。

可见，本实用新型提供的电池包，设有多个电池模块，其中每个电池模块包括两个模组单元，每个模组单元中包括电池壳，电池壳设置有与多个电芯2对应的多个容纳槽1，使得电池壳能够充当电芯2的支撑，能够省去电池壳其他没必要的组装材料。并且，电池壳作为电芯2电连接的连接体，优化了电芯2间的连接。更进一步提升了模组单元的利用率，也避免了模组单元受震动冲击所带来的短路或断路的风险。此外，还能够提高电池包的机械强度，可直接将电池包作为动力汽车的底盘，提升了电池包的整体空间利用率，可大幅提升电池包的能量密度和动力汽车的续航能力。

需要说明的是，第一模组单元中的电池壳为不锈钢材质电池壳，第二模组单元中的电池壳为铝质电池壳。不锈钢电池壳与负极全极耳焊接相连，铝质电池壳与正极全极耳焊接相连。

但不局限于此，第一模组单元和第二模组单元的具体材质，本实用新型并不做具体限定，只要能够实现上述电连接即可。本领域技术人员可根据实际需要进行具体设计。

具体实施时，连接同种电池壳的电芯2并联，即正极连正极，负极连负极。不同电池壳(即第一模组中的电池壳和第二模组中的电池壳)的电芯2通过焊接串联在一起，即正极与负极相连。需要说明的是，同一个电池模块中的第一模组中的电池壳和第二模组中的电池壳通过壳体侧壁焊接实现电芯2间的串联，不同电池模块中的第一模组中的电池壳和第二模组中的电池壳的电芯2通过第一模组和第二模组引出的正负极柱连接实现不同电池壳中电芯2的串联。即设置多个电池模块时，每两个串联的电池模块之间通过电池壳上引出的正负极极柱相连，将电芯2完全串联在一起。

具体实施时，详见图1，分别在不锈钢电池壳和铝质电池壳上冲出圆柱形的容纳空间(即容纳槽1)，多个圆柱形卷芯设置于容纳槽1中，不锈钢电池壳连接圆柱形卷芯的负极，盖板上引出圆柱形卷芯的正极极柱。铝质电池壳连接圆柱形卷芯的正极，盖板上圆柱形卷芯的负极极柱。并联电芯2在同一块材质的电池壳上，比如不锈钢材质或铝材质。两个不同材质电池壳焊接在一起，则会使得并联的两组电芯2串联在一起。

需要说明的是，第一模组单元和第二模组单元中的电芯2数量不做具体限定，数量可以一样，也可以不一样。

具体实施时，至少部分相邻的电池模块之间设置有冷却系统3；即冷却系统3可以设置于每个相邻的电池模块之间，也可以只设置于部分相邻的电池模块之间。

具体实施时，至少部分相邻的第一模组单元和第二模组单元之间设置有冷却系统3。即冷却系统3可以设置于每一个电池模块中第一模组单元和第二模组单元之间，也可只设置于部分同一个电池模块的第一模组单元和第二模组单元之间。需要说明的是，当冷却系统3设置于同一个电池模块的第一模组单元和第二模组单元之间时，第一模组单元的电池壳和第二模组单元的电池壳的侧壁的连接不能为全接触面连接，要留出空间用于设置冷却系统3。

冷却系统3的设置于相邻的两个金属材料电池壳(即电池壳侧壁)中间，金属的导热性能优异，很容易将电芯2产生的热量带走，能够加强电池包的散热能力，有利于提高电池包的倍率性能、循环寿命和安全性能。

需要说明的是，冷却系统3可以为液冷也可以为其他冷却系统3，冷却系统3的结构形式以及布置位置，本实用新型并不做具体限定。本领域技术人员可根据实际需要进行具体设计。

示例性实施例二

如图3所示，本实用新型实施例二提供了一种电池壳，设置有该电池壳的模组单元以及设置有该模组单元的电池包。本实用新型实施例二提供的电池包与上述实施例一中的区别在于：

具体实施时，模组单元中的电芯2为方形卷芯结构或叠芯结构。

具体实施时，方形卷芯结构或叠芯结构的长度不大于3000mm，宽度不大于150mm，厚度不大于15mm。正负极集流体长度不小于90％极片长度，最优集流体长度为极片长度，即全极耳设计。

具体实施时，详见图3，分别在不锈钢电池壳和铝质电池壳上冲出长方体的容纳空间(即容纳槽1)，多个方形卷芯或者叠芯设置于容纳槽1中，不锈钢电池壳连接方形卷芯或叠芯的负极，盖板上引出方形卷芯或者叠芯的正极极柱。铝质电池壳连接方形卷芯或叠芯的正极，盖板上方形卷芯或者叠芯的负极极柱。需要说明的是，方形卷芯或者叠芯可以一个容纳槽1容纳一个，也可以一个容纳槽1容纳多个。

本实用新型中涉及的部件、装置仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照附图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些部件、装置。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

还需要指出的是，在本实用新型的装置中，各部件是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本实用新型的等效方案。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本实用新型。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本实用新型的范围。因此，本实用新型不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本实用新型的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。

以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (11)

1.一种电池壳，其特征在于，包括多个用于容置电芯(2)的容纳槽(1)，所述容纳槽(1)顶部敞口，每个所述容纳槽(1)分别用于容置多个所述电芯(2)，所述电芯(2)能够与所述电池壳电连接，即电池壳作为电芯(2)电连接的连接体，优化了电芯(2)间的连接。

2.根据权利要求1所述的电池壳，其特征在于，相邻的所述容纳槽(1)之间存在不小于2mm的径向距离。

3.一种模组单元，其特征在于，包括：

电芯(2)，设置有第一极耳(21)和第二极耳(22)；

如权利要求1或2所述的电池壳，所述电池壳的每个所述容纳槽(1)中分别设置有所述电芯(2)，所述第一极耳(21)与所述电池壳电连接，所述第二极耳(22)位于所述容纳槽(1)外，且通过外部连接件实现电连接。

4.根据权利要求3所述的模组单元，其特征在于，还包括盖板和极柱，所述盖板位于所述电池壳的上方，所述第二极耳(22)从所述盖板上引出，通过所述外部连接件电连接至所述极柱。

5.根据权利要求3所述的模组单元，其特征在于，还包括绝缘环，套设于所述第二极耳(22)外侧。

6.根据权利要求3所述的模组单元，其特征在于，所述第一极耳(21)与所述电池壳连接为全极耳焊接。

7.根据权利要求3所述的模组单元，其特征在于，所述电芯(2)为圆柱形卷芯结构、方形卷芯结构或叠芯结构。

8.根据权利要求7所述的模组单元，其特征在于，所述圆柱形卷芯结构的直径不大于100mm，高度不大于120mm。

9.根据权利要求7所述的模组单元，其特征在于，所述方形卷芯结构或叠芯结构的长度不大于3000mm，宽度不大于150mm，厚度不大于15mm。

10.一种电池包，其特征在于，包括多个电池模块，每个所述电池模块中包括第一模组单元和第二模组单元；

所述第一模组单元和所述第二模组单元均为如权利要求3-7任一所述的模组单元，所述第一模组单元中的电池壳为负极，所述第二模组单元中的电池壳为正极；

所述第一模组单元中的电池壳的侧壁与所述第二模组单元中的电池壳的侧壁电连接。

11.根据权利要求10所述的电池包，其特征在于，

至少部分相邻的所述电池模块之间设置有冷却系统(3)；

和/或，至少部分相邻的所述第一模组单元和所述第二模组单元之间设置有冷却系统(3)。