CN220138612U - 串联电芯及电池包 - Google Patents

Abstract

本申请涉及锂电池技术领域，尤其涉及一种串联电芯及电池包。串联电芯包括第一电芯、第二电芯和支撑件，第一电芯包括第一极柱、第一集流体和第一盖板，第二电芯包括第二极柱、第二集流体和第二盖板，第一极柱的第一端与第一集流体连接，第一极柱依次穿过第一盖板、支撑件和第二盖板，且第一极柱的第二端与第二集流体电连接，第二极柱的第一端与第二集流体连接，第二极柱依次穿过第二盖板、支撑件和第一盖板，且第二极柱的第二端与第一集流体电连接。根据本申请的串联电芯及电池包，从而解决了现有的两个电芯直接极柱对焊实现串联，焊接处易发生开裂的问题。

Description

串联电芯及电池包

技术领域

本申请涉及锂电池技术领域，尤其是涉及一种串联电芯及电池包。

背景技术

目前的刀片电芯有长刀和短刀两种形式，短刀电芯长度通常在600mm左右，在电池包的宽度方向上通常可放置两个短刀电芯。

而具体设计时，当电芯需要进行串联使用时，为了减少在电池包宽度方向上的空间，两个电芯直接端与端串联是很好的方式，即两个电芯直接极柱对焊实现串联，但是极柱对焊工艺，在振动情况下，焊接处易发生开裂，这种开裂问题当前是无法解决。

而且，一般电芯极柱高度3-4mm左右，尽管两个电芯直接极柱对焊实现串联，在电池包宽度也需要6-8mm的空间占用。

实用新型内容

本申请的目的是在于提供一种串联电芯及电池包，从而解决了现有的两个电芯直接极柱对焊实现串联，焊接处易发生开裂的问题。

根据本申请第一方面提供了一种串联电芯，所述串联电芯包括第一电芯、第二电芯和支撑件，所述第一电芯包括第一极柱、第一集流体和第一盖板，所述第一极柱、所述第一集流体和所述第一盖板均设置在所述第一电芯的端部，所述第二电芯包括第二极柱、第二集流体和第二盖板，所述第二极柱、所述第二集流体和所述第二盖板均设置在所述第二电芯的端部，所述第一极柱的第一端与所述第一集流体连接，所述第一极柱依次穿过所述第一盖板、所述支撑件和第二盖板，且所述第一极柱的第二端与所述第二集流体电连接，所述第二极柱的第一端与所述第二集流体连接，所述第二极柱依次穿过所述第二盖板、所述支撑件和第一盖板，且所述第二极柱的第二端与所述第一集流体电连接。

在上述任意技术方案中，进一步地，所述第一极柱与所述第一集流体一体成型，所述第二极柱与所述第二集流体一体成型，所述第一极柱的第二端与所述第二集流体焊接，所述第二极柱的第二端与所述第一集流体焊接。

在上述任意技术方案中，进一步地，所述第一电芯还包括第一绝缘件，所述第二电芯还包括第二绝缘件，所述第一绝缘件套设于所述第一极柱和所述第二极柱，且位于所述第一集流体和所述第一盖板之间，所述第二绝缘件套设于所述第一极柱和所述第二极柱，且位于所述第二集流体和所述第二盖板之间，所述支撑件为绝缘件。

在上述任意技术方案中，进一步地，所述串联电芯还包括第一密封圈、第二密封圈、第三密封圈和第四密封圈，所述第一密封圈套设于所述第一极柱，所述第二密封圈套设于所述第二极柱，所述第一绝缘件和所述第一盖板均套设于所述第一密封圈和所述第二密封圈，所述第三密封圈套设于所述第一极柱，所述第四密封圈套设于所述第二极柱，所述第二绝缘件和所述第二盖板均套设于所述第三密封圈和所述第四密封圈。

在上述任意技术方案中，进一步地，所述第一电芯还包括第一壳体，所述第二电芯还包括第二壳体，所述第一壳体与所述第一盖板的边缘焊接，所述第二壳体与所述第二盖板的边缘焊接。

在上述任意技术方案中，进一步地，所述第一电芯和所述第二电芯的结构相同，所述第一极柱和所述第二极柱分别位于所述第一集流体的两端。

在上述任意技术方案中，进一步地，所述支撑件的长度大于所述第一集流体的长度，所述支撑件的厚度为2mm至6mm。

在上述任意技术方案中，进一步地，所示第一电芯还包括第一极耳，所述第二电芯还包括第二极耳，所述第一极耳与所述第一集流体的中部焊接，所述第二极耳与所述第二集流体的中部焊接。

根据本申请第二方面提供了一种电池包，包括如上所述的串联电芯。

在上述任意技术方案中，进一步地，所述电池包还包括多组串联电芯，所述多组串联电芯沿所述电池包的长度方向设置，每组所述串联电芯在电池包的宽度方向上延伸。

根据本申请的串联电芯，串联电芯包括第一电芯、第二电芯和支撑件，其中，第一电芯包括第一极柱、第一集流体和第一盖板，第一极柱、第一集流体和第一盖板均设置在第一电芯的端部，第二电芯包括第二极柱、第二集流体和第二盖板，第二极柱、第二集流体和第二盖板均设置在第二电芯的端部。其中，第一极柱的第一端与第一集流体连接，第一极柱依次穿过第一盖板、支撑件和第二盖板，且第一极柱的第二端与第二集流体电连接，第二极柱的第一端第二集流体连接，第二极柱依次穿过第二盖板、支撑件和第一盖板，且第二极柱的第二端与第一集流体电连接。

本申请的两个电芯串联时，可以端与端进行连接，不会发生开裂的问题。具体地，第一极柱穿过第二盖板与第二集流体电连接，第二极柱穿过第一盖板与第一集流体电连接，以实现第一集流体和第二集流体的扣合，进一步地，第一盖板和第二盖板之间设置有支撑件，以起到支撑加强的作用。

相对于现有技术，两个电芯可以实现端与端对接串联，结构强度基本接近一体化电芯壳体强度，且占用的对接空间小(即暴露在电芯盖板外部的空间小)，只有支撑件的厚度方向的尺寸，相较比现有6-8mm的空间占用，本申请占用空间更小。

为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1示出根据本申请的实施例的两个电芯的端部连接的部分结构示意图；

图2示出根据本申请的实施例的两个电芯的端部连接的整体结构示意图；

图3示出图2的另一视角的示意图；

图4示出图2的再一视角的示意图；

图5示出图2的侧视图；

图6示出根据本申请的实施例的集流体与极柱的安装示意图；

图7示出根据本申请的实施例的两个电芯串联后的示意图；

图8示出图7的侧视图。

图标：100-第一电芯；101-第一极柱；102-第一集流体；103-第一盖板；104-第一绝缘件；105-第一壳体；200-第二电芯；201-第二极柱；202-第二集流体；203-第二盖板；204-第二绝缘件；205-第二壳体；300-支撑件；401-第一密封圈；402-第二密封圈；403-第三密封圈；404-第四密封圈。

具体实施方式

提供以下具体实施方式以帮助读者获得对这里所描述的方法、设备和/或系统的全面理解。然而，在理解本申请的公开内容之后，这里所描述的方法、设备和/或系统的各种改变、修改及等同物将是显而易见的。例如，这里所描述的操作的顺序仅仅是示例，其并不限于这里所阐述的顺序，而是除了必须以特定顺序发生的操作之外，可做出在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的改变。此外，为了提高清楚性和简洁性，可省略本领域中已知的特征的描述。

这里所描述的特征可以以不同的形式实施，并且不应被解释为局限于这里所描述的示例。更确切地说，已经提供了这里所描述的示例仅用于示出在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的实现这里描述的方法、设备和/或系统的诸多可行方式中的一些方式。

在整个说明书中，当元件(诸如，层、区域或基板)被描述为“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件、“结合到”另一元件、“在”另一元件“之上”或“覆盖”另一元件时，其可直接“在”另一元件“上”、“连接到”另一元件、“结合到”另一元件、“在”另一元件“之上”或“覆盖”另一元件，或者可存在介于它们之间的一个或更多个其他元件。相比之下，当元件被描述为“直接在”另一元件“上”、“直接连接到”另一元件、“直接结合到”另一元件、“直接在”另一元件“之上”或“直接覆盖”另一元件时，可不存在介于它们之间的其他元件。

如在此所使用的，术语“和/或”包括所列出的相关项中的任何一项和任何两项或更多项的任何组合。

尽管可在这里使用诸如“第一”、“第二”和“第三”的术语来描述各个构件、组件、区域、层或部分，但是这些构件、组件、区域、层或部分不受这些术语所限制。更确切地说，这些术语仅用于将一个构件、组件、区域、层或部分与另一构件、组件、区域、层或部分相区分。因此，在不脱离示例的教导的情况下，这里所描述的示例中所称的第一构件、组件、区域、层或部分也可被称为第二构件、组件、区域、层或部分。

为了易于描述，在这里可使用诸如“在……之上”、“上部”、“在……之下”和“下部”的空间关系术语，以描述如附图所示的一个元件与另一元件的关系。这样的空间关系术语意图除了包含在附图中所描绘的方位之外，还包含装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的装置被翻转，则被描述为相对于另一元件位于“之上”或“上部”的元件随后将相对于另一元件位于“之下”或“下部”。因此，术语“在……之上”根据装置的空间方位而包括“在……之上”和“在……之下”两种方位。所述装置还可以以其他方式定位(例如，旋转90度或处于其他方位)，并将对在这里使用的空间关系术语做出相应的解释。

在此使用的术语仅用于描述各种示例，并非用于限制本公开。除非上下文另外清楚地指明，否则单数的形式也意图包括复数的形式。术语“包括”、“包含”和“具有”列举存在的所陈述的特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合，但不排除存在或添加一个或更多个其他特征、数量、操作、构件、元件和/或它们的组合。

由于制造技术和/或公差，可出现附图中所示的形状的变化。因此，这里所描述的示例不限于附图中所示的特定形状，而是包括在制造期间出现的形状上的改变。

这里所描述的示例的特征可按照在理解本申请的公开内容之后将是显而易见的各种方式进行组合。此外，尽管这里所描述的示例具有各种各样的构造，但是如在理解本申请的公开内容之后将显而易见的，其他构造是可能的。

本申请第一方面提供了一种串联电芯，从而解决了现有的两个电芯直接极柱对焊实现串联时，焊接处易发生开裂的问题。

根据本申请的串联电芯，如图1至图8所示，串联电芯包括第一电芯100、第二电芯200和支撑件300，其中，第一电芯100包括第一极柱101(第一极柱101例如可以是正极柱)、第一集流体102和第一盖板103(第一盖板103可以是铝盖板)，第一极柱101、第一集流体102和第一盖板103均设置在第一电芯100的端部，第二电芯200包括第二极柱201(第二极柱201例如可以是负极柱)、第二集流体202和第二盖板203(第二盖板203可以是铝盖板)，第二极柱201、第二集流体202和第二盖板203均设置在第二电芯200的端部。其中，第一极柱101的第一端与第一集流体102连接，第一极柱101依次穿过第一盖板103、支撑件300和第二盖板203，且第一极柱101的第二端与第二集流体202电连接，第二极柱201的第一端第二集流体202连接，第二极柱201依次穿过第二盖板203、支撑件300和第一盖板103，且第二极柱201的第二端与第一集流体102电连接。

本申请的两个电芯串联时，可以端与端进行连接，不会发生开裂的问题。具体地，第一极柱101穿过第二盖板203与第二集流体202电连接，第二极柱201穿过第一盖板103与第一集流体102电连接，以实现第一集流体102和第二集流体202的扣合，进一步地，第一盖板103和第二盖板203之间设置有支撑件300，以起到支撑加强的作用。

相对于现有技术，两个电芯可以实现端与端对接串联，结构强度基本接近一体化电芯壳体强度，且占用的对接空间小(即暴露在电芯盖板外部的空间小)，只有支撑件300的厚度方向的尺寸，相较比现有6-8mm的空间占用，本申请占用空间更小。

在本申请的实施例中，如图1至图6所示，当两个结构相同的电芯串联时，优选地，第一极柱101和第二极柱201分别位于第一集流体102的两端(即第一极柱101和第二极柱201分别位于第二集流体202的两端)，而第一集流体102的中部可以供极耳焊接。

具体地，如图4和图6所示，第一极柱101的第一端可以与第一集流体102一体加工成型，第一极柱101的第二端可以与第二集流体202焊接(例如，第二集流体202开设有通孔，第一极柱101的第二端与通孔实现周边焊)。

同理，第二极柱201的第一端与第二集流体202一体加工成型，第二极柱201的第二端与第一集流体102焊接(例如，第一集流体102开设有通孔，第二极柱201的第二端与通孔实现周边焊)。

进一步地，第一电芯100还包括第一极耳，第二电芯200还包括第二极耳，第一极耳可以与第一集流体102的中部焊接，第二极耳可以与第二集流体202的中部焊接。即集流体除去激光焊道区域，其余地方都可用于电芯极耳的焊接，焊接可用面积大，载流能力强。

进一步地，为了保证连接支撑强度，支撑件300的应长度大于第一集流体102的长度，且支撑件300的厚度可以为2mm至6mm，优先地可以为3mm。

在本申请的实施例中，为了保证两个电芯串联后的密封性和绝缘性，如图1、图2和图5所示，第一电芯100还包括第一绝缘件104，第二电芯200还包括第二绝缘件204，第一绝缘件104套设于第一极柱101和第二极柱201，且位于第一集流体102和第一盖板103之间，第二绝缘件204套设于第一极柱101和第二极柱201，且位于第二集流体202和第二盖板203之间。优选地，支撑件300为绝缘件。

进一步地，如图1所示，串联电芯还包括第一密封圈401、第二密封圈402、第三密封圈403和第四密封圈404，其中，第一密封圈401套设于第一极柱101，第二密封圈402套设于第二极柱201，第一绝缘件104和第一盖板103均套设于第一密封圈401和所述第二密封圈402，第三密封圈403套设于所述第一极柱101，第四密封圈404套设于第二极柱201，第二绝缘件204和第二盖板203均套设于第三密封圈403和第四密封圈404。

密封圈可以保证集流体、第一绝缘件104、第二绝缘件204、第一盖板103、第二盖板203以及支撑件300装配后的密封。

进一步地，第一电芯100还包括第一壳体105，第二电芯200还包括第二壳体205，第一壳体105与第一盖板103的边缘焊接，第二壳体205与第二盖板203的边缘焊接。

根据本申请第二方面提供了一种电池包，包括如上所述的串联电芯。

在本申请的实施例中，电池包还包括多组串联电芯(如图7和图8所示)，多组串联电芯沿电池包的长度方向设置，每组串联电芯在电池包的宽度方向上延伸，即电池包的宽度方向上可以布置两个串联的电芯。

相对于现有技术，两个电芯可以实现端与端对接串联，结构强度基本接近一体化电芯壳体强度，且占用的对接空间小(即暴露在电芯盖板外部的空间小)，只有支撑件的厚度方向的尺寸(2mm至6mm)，相较比现有6-8mm的空间占用，本申请占用空间更小。

此外，现有的电池包在宽度方向上布置的两个电芯，中间强度不够，需要设置横梁，本申请的串联的两个电芯，结构强度基本接近一体化电芯壳体强度，无需布置横梁，可降低电池包底部中间位置地板支撑强度，有利于箱体减重。

此外，现有的电池包在宽度方向上布置的两个电芯，需要两个电压通道，本申请一个电压通道可以同时采集两个电芯的电压，方便进行降本设计。

最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本申请的具体实施方式，用以说明本申请的技术方案，而非对其限制，本申请的保护范围并不局限于此，尽管参照前述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：任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本申请的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种串联电芯，其特征在于，所述串联电芯包括第一电芯、第二电芯和支撑件，

所述第一电芯包括第一极柱、第一集流体和第一盖板，

所述第一极柱、所述第一集流体和所述第一盖板均设置在所述第一电芯的端部，

所述第二电芯包括第二极柱、第二集流体和第二盖板，

所述第二极柱、所述第二集流体和所述第二盖板均设置在所述第二电芯的端部，

所述第一极柱的第一端与所述第一集流体连接，所述第一极柱依次穿过所述第一盖板、所述支撑件和第二盖板，且所述第一极柱的第二端与所述第二集流体电连接，

所述第二极柱的第一端与所述第二集流体连接，所述第二极柱依次穿过所述第二盖板、所述支撑件和第一盖板，且所述第二极柱的第二端与所述第一集流体电连接。

2.根据权利要求1所述的串联电芯，其特征在于，所述第一极柱与所述第一集流体一体成型，

所述第二极柱与所述第二集流体一体成型，

所述第一极柱的第二端与所述第二集流体焊接，

所述第二极柱的第二端与所述第一集流体焊接。

3.根据权利要求1所述的串联电芯，其特征在于，所述第一电芯还包括第一绝缘件，所述第二电芯还包括第二绝缘件，

所述第一绝缘件套设于所述第一极柱和所述第二极柱，且位于所述第一集流体和所述第一盖板之间，

所述第二绝缘件套设于所述第一极柱和所述第二极柱，且位于所述第二集流体和所述第二盖板之间，

所述支撑件为绝缘件。

4.根据权利要求3所述的串联电芯，其特征在于，所述串联电芯还包括第一密封圈、第二密封圈、第三密封圈和第四密封圈，

所述第一密封圈套设于所述第一极柱，所述第二密封圈套设于所述第二极柱，所述第一绝缘件和所述第一盖板均套设于所述第一密封圈和所述第二密封圈，

所述第三密封圈套设于所述第一极柱，所述第四密封圈套设于所述第二极柱，所述第二绝缘件和所述第二盖板均套设于所述第三密封圈和所述第四密封圈。

5.根据权利要求1所述的串联电芯，其特征在于，所述第一电芯还包括第一壳体，所述第二电芯还包括第二壳体，

所述第一壳体与所述第一盖板的边缘焊接，

所述第二壳体与所述第二盖板的边缘焊接。

6.根据权利要求1所述的串联电芯，其特征在于，所述第一电芯和所述第二电芯的结构相同，

所述第一极柱和所述第二极柱分别位于所述第一集流体的两端。

7.根据权利要求1所述的串联电芯，其特征在于，所述支撑件的长度大于所述第一集流体的长度，

所述支撑件的厚度为2mm至6mm。

8.根据权利要求1所述的串联电芯，其特征在于，所示第一电芯还包括第一极耳，所述第二电芯还包括第二极耳，

所述第一极耳与所述第一集流体的中部焊接，

所述第二极耳与所述第二集流体的中部焊接。

9.一种电池包，其特征在于，包括如权利要求1-8中任一项所述的串联电芯。

10.根据权利要求9所述的电池包，其特征在于，所述电池包还包括多组串联电芯，

所述多组串联电芯沿所述电池包的长度方向设置，

每组所述串联电芯在电池包的宽度方向上延伸。