CN220306401U - 电池模组、储能装置及用电设备 - Google Patents
电池模组、储能装置及用电设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN220306401U CN220306401U CN202321830897.1U CN202321830897U CN220306401U CN 220306401 U CN220306401 U CN 220306401U CN 202321830897 U CN202321830897 U CN 202321830897U CN 220306401 U CN220306401 U CN 220306401U
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- battery module
- battery
- energy storage
- belts
- ridge
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000004146 energy storage Methods 0.000 title claims abstract description 60
- 239000011324 bead Substances 0.000 claims description 10
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 18
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 13
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 12
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 11
- 230000009471 action Effects 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 9
- WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N Lithium Chemical compound [Li] WHXSMMKQMYFTQS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 description 6
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 6
- 230000000670 limiting effect Effects 0.000 description 5
- 239000000463 material Substances 0.000 description 5
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 4
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 4
- 230000008859 change Effects 0.000 description 3
- 230000017525 heat dissipation Effects 0.000 description 3
- 229910001416 lithium ion Inorganic materials 0.000 description 3
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N Lithium ion Chemical compound [Li+] HBBGRARXTFLTSG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 description 2
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 2
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010073 coating (rubber) Methods 0.000 description 2
- 238000001125 extrusion Methods 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 210000003205 muscle Anatomy 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 230000007480 spreading Effects 0.000 description 2
- 241000217377 Amblema plicata Species 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N Magnesium ion Chemical compound [Mg+2] JLVVSXFLKOJNIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N Sodium cation Chemical compound [Na+] FKNQFGJONOIPTF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JDZCKJOXGCMJGS-UHFFFAOYSA-N [Li].[S] Chemical compound [Li].[S] JDZCKJOXGCMJGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002390 adhesive tape Substances 0.000 description 1
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 1
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N dilithium;dioxido(dioxo)manganese Chemical compound [Li+].[Li+].[O-][Mn]([O-])(=O)=O QHGJSLXSVXVKHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000007599 discharging Methods 0.000 description 1
- 238000012983 electrochemical energy storage Methods 0.000 description 1
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000006872 improvement Effects 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 238000003475 lamination Methods 0.000 description 1
- GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K lithium iron phosphate Chemical compound [Li+].[Fe+2].[O-]P([O-])([O-])=O GELKBWJHTRAYNV-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- VVNXEADCOVSAER-UHFFFAOYSA-N lithium sodium Chemical compound [Li].[Na] VVNXEADCOVSAER-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001425 magnesium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910021645 metal ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 238000006386 neutralization reaction Methods 0.000 description 1
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 1
- 238000010248 power generation Methods 0.000 description 1
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 1
- 229910001415 sodium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000008961 swelling Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Battery Mounting, Suspending (AREA)
Abstract
本申请公开一种电池模组、储能装置及用电设备,电池模组包括电池组、端板和扎带,电池组包括多个单体电池,多个单体电池沿单体电池的厚度方向并排布置;电池组沿厚度方向的两个端部各设有一个端板;至少一个端板背向电池组的一侧表面凸设有多个沿单体电池的长度方向并排布置的凸筋;扎带环绕于电池组和两个端板的外周;扎带覆盖多个凸筋的部分包括褶皱结构,褶皱结构包裹至少一个凸筋。
Description
技术领域
本申请涉及储能技术领域,具体而言,涉及一种电池模组、包括该电池模组的储能装置以及包括该储能装置的用电设备。
背景技术
锂电池作为一种新能源电池,具有能量密度大、循环寿命长、安全性好、绿色环保等诸多优点,得到了广泛应用。随着锂电池的需求量逐渐增大,人们对其各方面的性能要求也越来越高,尤其是对于循环性能和安全性能的要求。
相关技术中,多个单体电池以电池的厚度方向并排布置形成电池组,并且在电池组的两端设置端板进行固定。进一步地,为了保证电池组的机械强度,通常采用强度较高的扎带将电池组和端板进行捆扎固定。
然而,单体电池在工作时会发生鼓胀,扎带在单体电池膨胀力的作用下变形量很小,因此无法释放电池组的膨胀力。
实用新型内容
本申请实施例提供一种电池模组、储能装置及用电设备,以解决相关技术中存在的电池组的膨胀力得不到释放的问题。
本申请实施例的电池模组,包括:
电池组,包括多个单体电池,多个所述单体电池沿所述单体电池的厚度方向并排布置;
端板,所述电池组沿所述厚度方向的两个端部各设有一个所述端板;至少一个所述端板背向所述电池组的一侧表面凸设有多个沿所述单体电池的长度方向并排布置的凸筋;以及
扎带,环绕于所述电池组和两个所述端板的外周;所述扎带覆盖多个所述凸筋的部分包括褶皱结构,所述褶皱结构包裹至少一个所述凸筋。
于本申请实施例中,一方面,由于扎带具有褶皱结构,当单体电池发生膨胀变形产生较大的膨胀力时,褶皱结构能够在膨胀力的作用下产生变形,使得褶皱结构的至少部分被拉直,进而使得扎带的周长变长,从而确保膨胀力得到有效释放;同时,由于褶皱结构能够产生形变,也降低了扎带在膨胀力的作用下发生断裂的风险;另一方面,端板背向电池组的一侧表面凸设有多个凸筋,凸筋沿单体电池的长度方式并排布置,多个凸筋的设置可提高端板的结构强度,降低端板在膨胀力作用下发生变形/断裂的风险;再一方面,当扎带捆扎在电池组和两个端板的外周时,由于褶皱结构包裹至少一个凸筋,凸筋可对扎带起到很好的限位作用,防止褶皱结构在单体电池的长度方向上发生移位,进而防止褶皱结构在扎带初始装配时施加在扎带上的初始预紧力的作用下被拉直,而无法起到释放膨胀力的作用。
根据本申请的一些实施方式,每个所述凸筋沿所述单体电池的高度方向延伸;
所述褶皱结构包括多个凸脊,多个所述凸脊一一对应地包裹多个所述凸筋。
于本申请实施例中,多个凸脊一一对应地包裹多个凸筋,每个凸筋均能够对与该凸筋对应设置的凸脊起到很好的限位作用,进而当扎带初始装配时施加在扎带上的初始预紧力较大时,多个凸筋也能够很好地起到防止褶皱结构沿单体电池的长度方向发生移动的作用。
根据本申请的一些实施方式,所述凸脊的数量大于等于2,且小于等于6。
于本申请实施例中,若凸脊的数量较多,例如为8个,那么扎带整体的刚性会较低,不利于保证电池模组的机械强度;若凸脊的数量较少,例如为一个,那么褶皱结构被拉直产生的形变量较小,从而扎带整体释放膨胀力的能力也变弱。因此,本申请实施例凸脊的数量介于2~6,能够兼顾褶皱结构产生变形的变形量大小和褶皱结构的刚性。
根据本申请的一些实施方式,所述褶皱结构还包括多个连接带;沿所述长度方向上,相邻的两个所述凸脊之间连接有一个所述连接带;
每个所述连接带与所述端板之间具有一间隙。
根据本申请的一些实施方式,所述凸脊与所述凸筋彼此面对的表面形状相适配。
根据本申请的一些实施方式,所述凸脊面向所述凸筋的表面为第一圆弧面,所述凸脊背向所述凸筋的表面为第二圆弧面;
所述第一圆弧面与所述第二圆弧面的弧度相等。
于本申请实施例中,由于凸脊朝向凸筋的表面和背向凸筋的表面均为圆弧面,使得凸脊的形状形成一拱形结构,拱形结构具有较佳的受力承载能力,避免凸脊受到箱体或其他部件的挤压而变形,影响褶皱结构的变形量。
根据本申请的一些实施方式,所述凸筋沿所述高度方向上的长度与所述凸脊沿所述高度方向上的长度相等,且每个所述凸筋被与之对应的所述凸脊全部覆盖。
根据本申请的一些实施方式,所述凸筋沿所述高度方向上的长度大于所述凸脊沿所述高度方向上的长度,且每个所述凸筋沿所述高度方向上的两端分别伸出于与之对应的所述凸脊。
于本申请实施例中,凸筋的长度大于凸脊的长度,一方面,较长的凸筋可进一步加强端板的结构强度,避免端板受到膨胀力而产生变形甚至断裂;另一方面,较长的凸筋的两端均伸出于凸脊,使得凸筋能够起到很好的限位作用。
根据本申请的一些实施方式,所述扎带包括四个直带和四个转角带;沿所述扎带的环绕方向,相邻的两个所述直带与一个所述转角带连接;
其中两个所述直带定义为第一带,两个所述第一带沿所述长度方向延伸,且在所述厚度方向上相对设置;至少一个所述第一带上设有所述褶皱结构;
其余两个所述直带定义为第二带,两个所述第二带沿所述厚度方向延伸,且在所述长度方向上相对设置。
根据本申请的一些实施方式,两个所述第二带之间的距离为L1,所述褶皱结构在所述长度方向上的长度为L2,L1和L2满足:
0.15L1<L2<0.5L1。
根据本申请的一些实施方式,所述褶皱结构在所述第一带上居中设置。
于本申请实施例中,由于褶皱结构在第一带上居中设置,故多个凸筋在端板沿单体电池的长度方向上也居中设置。单体电池在工作时,单体电池的大面的中间位置的膨胀变形较大,故多个凸筋居中设置可强化端板的中间位置的结构强度,以抵抗较大的膨胀力。
根据本申请的一些实施方式,所述第二带具有面向所述电池组的内侧面和与所述内侧面背向设置的外侧面;
至少一个所述第二带具有由所述外侧面向所述内侧面的方向凹陷的开槽,且所述开槽沿所述第二带的宽度方向贯穿所述第二带。
于本申请实施例中,通过在第二带的外侧设有开槽,开槽是由外侧面向内侧面凹陷,且沿第二带的宽度方向贯穿第二带,因而在第二带的开槽处相当于增大了灌胶通道的面积,以使导热胶的灌注更顺畅,避免出现涂胶量不足或涂胶不均匀的问题,提高了电池的散热效果。
此外,单体电池发生膨胀变形所产生的膨胀力是逐渐变大的。当膨胀力达到褶皱结构的变形阈值时,褶皱结构的至少部分发生形变,使得扎带的周长变长,以释放膨胀力。当膨胀力进一步变大时,褶皱结构被完全拉直,此时扎带的周长无法进一步变长。此时,第二带的开槽处形成了减薄区域,由于第二带的减薄区域的厚度较小,故减薄区域相较于扎带的其他区域更容易被拉长。因此,当膨胀力进一步变大时,通过减薄区域被拉长,使得粘带的周长进一步变长,以释放更大的膨胀力。
根据本申请的一些实施方式,两个所述第一带之间的距离为L3,所述开槽在所述厚度方向上的长度为L4,L3和L4满足:
0.07L3<L4<0.15L3。
根据本申请的一些实施方式,所述外侧面与所述内侧面之间的距离为t,所述开槽的槽底面与所述内侧面之间的距离为t’,t和t’满足:
0.4t≤t’≤0.8t。
于本申请实施例中,第二带的开槽处的厚度t’不宜过大也不宜过小,在满足0.4t≤t’≤0.8t的条件下,第二带的开槽处的减薄区域既不会被轻易拉断,又能够在受到膨胀力时被拉长,以释放膨胀力。
根据本申请的一些实施方式,所述开槽在所述第二带上居中设置。
于本申请实施例中,开槽在第二带沿单体电池的宽度方向上居中设置,因而灌胶通道也处于宽度方向的居中位置。导热胶在灌注时,由于灌胶通道居中设置,使得导热胶通过开槽后沿宽度方向向电池模组的两端流动的路径大致相同,确保了涂胶的均匀度。
本申请实施例的储能装置,包括上述任一项所述的电池模组。
本申请实施例的用电设备,包括所述的储能装置,所述储能装置为所述用电设备供电。
附图说明
图1是根据一示例性实施方式示出的一种户用储能系统的结构示意图。
图2是根据一示例性实施方式示出的一种电池包的分解示意图。
图3是根据一示例性实施方式示出的一种电池模组的分解示意图。
图4是根据一示例性实施方式示出的两个电池模组并排布置的结构示意图。
图5是图4中X1处的局部放大图。
图6是根据一示例性实施方式示出的一种电池模组的结构示意图。
图7是根据另一示例性实施方式示出的一种电池模组的结构示意图。
图8是根据一示例性实施方式示出的一种扎带的结构示意图。
图9是图8中X2处的局部放大图。
其中,附图标记说明如下:
1、储能装置;
2、电能转换装置;
3、用户负载;
200、箱体;210、上盖;220、底壳;
400、电池模组;
410、电池组;411、单体电池;
420、端板;
430、扎带;431、直带;431a、第一带;431b、第二带;431c,内侧面;431d、外侧面;432、转角带;433、开槽;433a、槽底面;
440、凸筋;
450、褶皱结构;451、凸脊;451a、第一圆弧面;451b、第二圆弧面;452、连接带;453、间隙;
600、液冷板;
D1、厚度方向;D2、长度方向;D3、高度方向。
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而,示例实施方式能够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的实施方式;相反,提供这些实施方式使得本申请将全面和完整,并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。图中相同的附图标记表示相同或类似的结构,因而将省略它们的详细描述。
由于人们所需要的能源都具有很强的时间性和空间性,为了合理利用能源并提高能量的利用率,需要通过一种介质或者设备,把一种能量形式用同一种或者转换成另外一种能量形式存储起来,再基于未来应用需要以特定的能量形式释放出来。众所周知,要实现碳中和的大目标,目前主要通过绿色能源替代化石能源,达到产生绿色电能的目的。
目前的绿色能源主要包括光能、风能、水势等,而光能和风能等普遍存在间歇性强、波动性大的问题,会造成绿色电网的电压不稳定(用电高峰时电不够,用电低谷时电太多),而不稳定的电压会对电力造成损害,因此可能因为用电需求不足或电网接纳能力不足,引发“弃风弃光”问题。
而要解决用电需求不足或电网接纳能力不足的问题,就必须依赖储能装置。即通过储能装置将电能通过物理或者化学的手段转化为其他形式的能量存储起来,需要的时候再将储能装置存储的能量转化为电能释放出来,简单来说,储能装置就类似一个大型“充电宝”,在光能、风能充足时,将电能储存起来,需要时再释放存储的电能。
目前的储能(即能量存储)应用场景较为广泛,包括发电侧储能、电网侧储能、可再生能源并网储能以及用户侧储能等方面,对应的储能装置的种类包括有:
(1)应用在电网侧储能场景的大型储能集装箱,其可作为电网中优质的有功无功调节电源,实现电能在时间和空间上的负荷匹配,增强可再生能源消纳能力,并在电网系统备用、缓解高峰负荷供电压力和调峰调频方面意义重大;
(2)应用在用户侧的工商业储能场景(银行、商场等)的中小型储能电柜以及应用在用户侧的家庭储能场景的户用小型储能箱,主要运行模式为“削峰填谷”。由于根据用电量需求在峰谷位置的电费存在较大的价格差异,用户有储能设备后,为了减少成本,通常在电价低谷期,对储能柜/箱进行充电处理;电价高峰期,再将储能设备中的电放出来进行使用,以达到节省电费的目的。另外,在边远地区,以及地震、飓风等自然灾害高发的地区,家用储能装置的存在,相当于用户为自己和电网提供了备用电源,免除由于灾害或其他原因导致的频繁断电带来的不便。
以用户侧储能中的家用储能场景为例进行说明,图1示出了一种户用储能系统,该户用储能系统包括储能装置1和电能转换装置2(比如光伏板),以及用户负载3(比如路灯、家用电器等),储能装置1为一小型储能箱,可通过壁挂方式安装于室外墙壁。具体的,电能转换装置2可以在电价低谷时期将太阳能转换为电能,并通过储能装置1进行存储,进而在电价高峰时供给用户负载3进行使用,或者在电网断电/停电时供给用户负载3进行使用。
而结合上述所述的通过物理或者电化学的手段进行能量存储的情况,以电化学储能为例,储能装置1包括至少一组化学电池,利用化学电池内的化学元素做储能介质,以通过储能介质的化学反应或者变化实现充放电的过程。简单来说就是把光能、风能产生的电能通过储能介质的化学反应或者变化存在至少一组化学电池中,在外部电能的使用达到高峰时再通过储能介质的化学反应或者变化将至少一组化学电池存储的电量释放出来使用,或者转移给电量紧缺的地方再使用。
本申请实施方式提供了一种储能装置1,该储能装置1可以是但不限于电池模组,包括该电池模组的电池包、电池系统等。电池模组包括多个单体电池,而对于单体电池,其可以为锂离子电池、锂硫电池、钠锂离子电池、钠离子电池、镁离子电池等,本申请实施方式对此不做限定。接下来以储能装置1为电池包为例,对储能装置1进行详细解释。
如图2所示,储能装置1包括箱体200、电池模组400和液冷板600。电池模组400容置于箱体200内,液冷板600设于箱体200内,用于对电池模组400进行冷却。
可以理解的是,本申请实施例中的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元,而是可选地还包括没有列出的步骤或单元,或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或组件。
其中,箱体200可以包括上盖210和底壳220,上盖210和底壳220连接在一起且形成用于容纳电池模组400的腔室。上盖210和底壳220连接在一起的形状可以根据电池模组400的形状而定。例如,于本申请实施例中,上盖210和底壳220连接后形成一中空的长方体,但不以此为限。
作为一示例,底壳220可以为板状,上盖210为具有开口的长方体形状,上盖210与底壳220扣合后形成用于容纳电池模组400的封闭腔室。
当然,在其他实施例中,底壳220为具有开口的长方体形状,上盖210为板状。或者,底壳220和上盖210均为长方体形状且均在一个面具有开口,底壳220的开口与上盖210的开口相对设置,并且底壳220和上盖210扣合后形成用于容纳电池模组400的封闭腔室。
其中,电池模组400的数量可以为一个或多个,其中多个是指两个或两个以上,例如两个、三个、四个等。当电池模组400的数量为多个时,多个电池模组400沿单体电池411的长度方向D2并排布置。
对于液冷板600,其可以设置在电池模组400的底面和底壳220之间,也可以设置在电池模组400的顶面与上盖210之间。当电池模组400的数量为多个时,沿单体电池411的长度方向D2,相邻的两个电池模组400之间也可以设置液冷板600。
于本申请实施例中,电池模组400的数量为四个,且四个电池模组400沿单体电池411的长度方向D2并排布置。四个电池模组400形成两对,每对中的两个电池模组400之间均设有一个液冷板600。
当然,在其他实施例中,液冷板600也可以集成在底壳220和/或上盖210内。
如图3所示,电池模组400包括电池组410、端板420和扎带430。电池组410包括多个单体电池411,多个单体电池411沿单体电池411的厚度方向D1并排布置。电池组410沿厚度方向D1的两个端部各设有一个端板420。扎带430环绕于电池组410和两个端板420的外周,以确保电池组410和两个端板420组装后的机械强度。
可选地,扎带430的数量可以为一个或两个,当扎带430的数量为两个时,其中一个扎带430环绕于电池组410和两个端板420的外周的中上部,另一个扎带430环绕于电池组410和两个端板420的外周的中下部。
可以理解的是,每个电池组410中的多个单体电池411可以采用串联或并联或串并联的方式电连接。此外,当电池模组400的数量为多个时,多个电池模组400可以采用串联或并联或串并联的方式电连接。
对于单体电池411,包括电极组件和电解液,电极组件包括正极片、负极片和隔离膜。单体电池411主要依靠金属离子在正极片和负极片之间移动来工作。正极片包括正极集流体和正极活性物质层,正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面,未涂敷正极活性物质层的正极集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的正极集流体,未涂敷正极活性物质层的正极集流体作为正极极耳。以锂离子电池为例,正极集流体的材料可以为铝,正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极片包括负极集流体和负极活性物质层,负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面,未涂敷负极活性物质层的负极集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的负极集流体,未涂敷负极活性物质层的负极集流体作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜,负极活性物质可以为碳或硅等。隔离膜的材质可以为PP或PE等。此外,电极组件可以是卷绕式结构,也可以是叠片式结构,本申请实施例并不限于此。
正如背景技术中介绍,单体电池411在工作时,电池的大面会出现膨胀变形。由于电池组410和端板420被强度较高的扎带430捆扎,导致膨胀力得不到释放。一方面,单体电池411的大面会由于膨胀力无法释放出现应力集中,进而单体电池411可能存在析锂的问题;同时,电池出现析锂会进一步恶化电池的膨胀变形,导致电池性能恶化;另一方面,若膨胀力大于扎带430的断裂强度,则扎带430会断裂,导致电池模组400的机械强度下降;此外,断裂的扎带430还可能与绝缘失效的电池搭接,引发系统安全问题;再一方面,由于电池的膨胀变形大多集中在电池的大面,那么两端的端板420也存在变形/断裂的风险。
基于此,如图4和图5所示,本申请实施例的电池模组400中,至少一个端板420背向电池组410的一侧表面凸设有多个沿单体电池411的长度方向D2并排布置的凸筋440;扎带430覆盖多个凸筋440的部分包括褶皱结构450,褶皱结构450包裹至少一个凸筋440。
于本申请实施例中,一方面,由于扎带430具有褶皱结构450,当单体电池411发生膨胀变形产生较大的膨胀力时,褶皱结构450能够在膨胀力的作用下产生变形,使得褶皱结构450的至少部分被拉直,进而使得扎带430的周长变长,从而确保膨胀力得到有效释放;同时,由于褶皱结构450能够产生形变,也降低了扎带430在膨胀力的作用下发生断裂的风险;另一方面,端板420背向电池组410的一侧表面凸设有多个凸筋440,凸筋440沿单体电池411的长度方式并排布置,多个凸筋440的设置可提高端板420的结构强度,降低端板420在膨胀力作用下发生变形/断裂的风险;再一方面,当扎带430捆扎在电池组410和两个端板420的外周时,由于褶皱结构450包裹至少一个凸筋440,凸筋440可对扎带430起到很好的限位作用,防止褶皱结构450在单体电池411的长度方向D2上发生移位,进而防止褶皱结构450在扎带430初始装配时施加在扎带430上的初始预紧力的作用下被拉直,而无法起到释放膨胀力的作用。
可以理解的是,扎带430可以由金属材质或塑料材质制成。此外,扎带430上的褶皱结构450可以通过冲压工艺成型。
其中,在本申请实施例中,可以是一个端板420上凸设有多个凸筋440,也可以是两个端板420上均凸设有多个凸筋440。
对于扎带430,可以包括一个或多个褶皱结构450。当扎带430包括多个褶皱结构450时,扎带430覆盖多个凸筋440的部分可以设有褶皱结构450,扎带430未覆盖多个凸筋440的部分也可以设有褶皱结构450。
如图4和图5所示,每个凸筋440沿单体电池411的高度方向D3延伸;褶皱结构450包括多个凸脊451,多个凸脊451一一对应地包裹多个凸筋440。
于本申请实施例中,多个凸脊451一一对应地包裹多个凸筋440,每个凸筋440均能够对与该凸筋440对应设置的凸脊451起到很好的限位作用,进而当扎带430初始装配时施加在扎带430上的初始预紧力较大时,多个凸筋440也能够很好地起到防止褶皱结构450沿单体电池411的长度方向D2发生移动的作用。
进一步地,凸脊451的脊线与高度方向D3平行。需要说明的是,脊线是指沿凸脊451的脊顶延伸的线。由于凸筋440与凸脊451均沿着高度方向D3延伸,使得凸筋440能够以自身长度方向D2的部位止挡凸脊451的移动,加强了限位效果。
可以理解的是,在其他实施例中,凸脊451的数量与凸筋440的数量也可以不对应。例如,凸脊451的数量为三个,凸筋440的数量为四个,其中三个凸筋440分别被三个凸脊451包裹,而余下一个凸筋440。
凸脊451的数量大于等于2,且小于等于6。例如,凸脊451的数量为2个、3个、4个、5个、6个。在本实施例中,凸脊451的数量为4个,但不以此为限。
于本申请实施例中,若凸脊451的数量较多,例如为8个,那么扎带430整体的刚性会较低,不利于保证电池模组400的机械强度;若凸脊451的数量较少,例如为一个,那么褶皱结构450被拉直产生的形变量较小,从而扎带430整体释放膨胀力的能力也变弱。因此,本申请实施例凸脊451的数量介于2~6,能够兼顾褶皱结构450产生变形的变形量大小和褶皱结构450的刚性。
如图5所示,褶皱结构450还包括多个连接带452;沿长度方向D2上,相邻的两个凸脊451之间连接有一个连接带452;每个连接带452与端板420之间具有一间隙453。
如图5所示,凸脊451与凸筋440彼此面对的表面形状相适配。进一步地,凸脊451面向凸筋440的表面为第一圆弧面451a,凸脊451背向凸筋440的表面为第二圆弧面451b;第一圆弧面451a与第二圆弧面451b的弧度相等。
于本申请实施例中,由于凸脊451朝向凸筋440的表面和背向凸筋440的表面均为圆弧面,使得凸脊451的形状形成一拱形结构,拱形结构具有较佳的受力承载能力,避免凸脊451受到箱体200或其他部件的挤压而变形,影响褶皱结构450的变形量。
可以理解的是,由于凸脊451与凸筋440彼此面对的表面形状相适配,且凸脊451具有第一圆弧面451a,则凸筋440朝向凸脊451的表面也为圆弧面。
当然,在其他实施例中,凸脊451还可以为其他形状,此处不再一一列举。
如图6所示,凸筋440沿高度方向D3上的长度与凸脊451沿高度方向D3上的长度相等,且每个凸筋440被与之对应的凸脊451全部覆盖。
如图7所示,在另一实施方式中,凸筋440沿高度方向D3上的长度大于凸脊451沿高度方向D3上的长度,且每个凸筋440沿高度方向D3上的两端分别伸出于与之对应的凸脊451。
于本申请实施例中,凸筋440的长度大于凸脊451的长度,一方面,较长的凸筋440可进一步加强端板420的结构强度,避免端板420受到膨胀力而产生变形甚至断裂;另一方面,较长的凸筋440的两端均伸出于凸脊451,使得凸筋440能够起到很好的限位作用。
如图8所示,扎带430包括四个直带431和四个转角带432;沿扎带430的环绕方向,相邻的两个直带431与一个转角带432连接。转角带432弯曲形成90度,使得扎带430形成一圆角矩形。
为了便于说明,其中两个直带431定义为第一带431a,两个第一带431a沿长度方向D2延伸,且在厚度方向D1上相对设置;至少一个第一带431a上设有褶皱结构450。其余两个直带431定义为第二带431b,两个第二带431b沿厚度方向D1延伸,且在长度方向D2上相对设置。
于本申请实施例中,两个第一带431a分别设置于两个端板420背向电池组410的一侧表面,并且两个第一带431a均设有褶皱结构450。两个第二带431b分别设置于电池组410沿长度方向D2的两相反侧。其中,第二带431b的长度大于第一带431a的长度。
如图8所示,两个第二带431b之间的距离为L1,褶皱结构450在长度方向D2上的长度为L2,L1和L2满足:0.15L1<L2<0.5L1。
进一步地,褶皱结构450在第一带431a上居中设置。
于本申请实施例中,由于褶皱结构450在第一带431a上居中设置,故多个凸筋440在端板420沿单体电池411的长度方向D2上也居中设置。单体电池411在工作时,单体电池411的大面的中间位置的膨胀变形较大,故多个凸筋440居中设置可强化端板420的中间位置的结构强度,以抵抗较大的膨胀力。
如图9所示,第二带431b具有面向电池组410的内侧面431c和与内侧面431c背向设置的外侧面431d;至少一个第二带431b具有由外侧面431d向内侧面431c的方向凹陷的开槽433,且开槽433沿第二带431b的宽度方向贯穿第二带431b。
结合图2所示,沿单体电池411的长度方向D2,相邻的两个电池模组400之间设有一个液冷板600。为了确保液冷板600的稳定性以及散热效果,液冷板600与电池模组400之间通过导热胶连接。导热胶是自上而下灌入液冷板600与电池模组400之间的缝隙。由于电池组410和两个端板420的外周捆扎有扎带430,扎带430的厚度会进一步压缩液冷板600与电池模组400之间的缝隙,导致在灌注导热胶时出现导热胶自上而下流动受阻,涂胶量不足或涂胶不均匀,影响散热效果。
于本申请实施例中,通过在第二带431b的外侧设有开槽433,开槽433是由外侧面431d向内侧面431c凹陷,且开槽433沿第二带431b的宽度方向贯穿第二带431b,因而在第二带431b的开槽433处相当于增大了灌胶通道的面积,以使导热胶的灌注更顺畅,避免出现涂胶量不足或涂胶不均匀的问题,提高了电池的散热效果。
此外,单体电池411发生膨胀变形所产生的膨胀力是逐渐变大的。当膨胀力达到褶皱结构450的变形阈值时,褶皱结构450的至少部分发生形变,使得扎带430的周长变长,以释放膨胀力。当膨胀力进一步变大时,褶皱结构450被完全拉直,此时扎带430的周长无法进一步变长。此时,第二带431b的开槽433处形成了减薄区域,由于第二带431b的减薄区域的厚度较小,故减薄区域相较于扎带430的其他区域更容易被拉长。因此,当膨胀力进一步变大时,通过减薄区域被拉长,使得扎带430的周长进一步变长,以释放更大的膨胀力。
进一步地,如图9所示,第二带431b的外侧面431d与内侧面431c之间的距离为t,开槽433的槽底面433a与内侧面431c之间的距离为t’,t和t’满足:0.4t≤t’≤0.8t。
于本申请实施例中,第二带431b的开槽433处的厚度t’不宜过大也不宜过小,在满足0.4t≤t’≤0.8t的条件下,第二带431b的开槽433处的减薄区域既不会被轻易拉断,又能够在受到膨胀力时被拉长,以释放膨胀力。
如图8和图9所示,两个第一带431a之间的距离为L3,开槽433在厚度方向D1上的长度为L4,L3和L4满足:0.07L3<L4<0.15L3。
进一步地,开槽433在第二带431b上居中设置。
于本申请实施例中,开槽433在第二带431b沿单体电池411的宽度方向D1上居中设置,因而灌胶通道也处于宽度方向D1的居中位置。导热胶在灌注时,由于灌胶通道居中设置,使得导热胶通过开槽433后沿宽度方向D1向电池模组400的两端流动的路径大致相同,确保了涂胶的均匀度。
本申请实施方式还提供了一种用电设备,该用电设备可以是储能设备、车辆、储能集装箱等。该用电设备包括上述实施方式所述的储能装置1,储能装置1为用电设备供电。如此,对于包括上述所述的储能装置1的用电设备,能够提高用电设备工作的稳定性,降低用电设备宕机的概率,同时提高用电设备使用的安全性。
可以理解的是,本申请提供的各个实施例/实施方式在不产生矛盾的情况下可以相互组合,此处不再一一举例说明。
在申请实施例中,术语“第一”、“第二”、“第三”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”则指两个或两个以上,除非另有明确的限定。术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语均应做广义理解,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;“相连”可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在申请实施例中的具体含义。
申请实施例的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”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,仅是为了便于描述申请实施例和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或单元必须具有特定的方向、以特定的方位构造和操作,因此,不能理解为对申请实施例的限制。
在本说明书的描述中,术语“一个实施例”、“一些实施例”、“具体实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或特点包含于申请实施例的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或实例。而且,描述的具体特征、结构、材料或特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上仅为申请实施例的优选实施例而已,并不用于限制申请实施例,对于本领域的技术人员来说,申请实施例可以有各种更改和变化。凡在申请实施例的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在申请实施例的保护范围之内。
Claims (17)
1.一种电池模组,其特征在于,包括:
电池组,包括多个单体电池,多个所述单体电池沿所述单体电池的厚度方向并排布置;
端板,所述电池组沿所述厚度方向的两个端部各设有一个所述端板;至少一个所述端板背向所述电池组的一侧表面凸设有多个沿所述单体电池的长度方向并排布置的凸筋;以及
扎带,环绕于所述电池组和两个所述端板的外周;所述扎带覆盖多个所述凸筋的部分包括褶皱结构,所述褶皱结构包裹至少一个所述凸筋。
2.根据权利要求1所述的电池模组,其特征在于,每个所述凸筋沿所述单体电池的高度方向延伸;
所述褶皱结构包括多个凸脊,多个所述凸脊一一对应地包裹多个所述凸筋。
3.根据权利要求2所述的电池模组,其特征在于,所述凸脊的数量大于等于2,且小于等于6。
4.根据权利要求2所述的电池模组,其特征在于,所述褶皱结构还包括多个连接带;沿所述长度方向上,相邻的两个所述凸脊之间连接有一个所述连接带;
每个所述连接带与所述端板之间具有一间隙。
5.根据权利要求2所述的电池模组,其特征在于,所述凸脊与所述凸筋彼此面对的表面形状相适配。
6.根据权利要求5所述的电池模组,其特征在于,所述凸脊面向所述凸筋的表面为第一圆弧面,所述凸脊背向所述凸筋的表面为第二圆弧面;
所述第一圆弧面与所述第二圆弧面的弧度相等。
7.根据权利要求2所述的电池模组,其特征在于,所述凸筋沿所述高度方向上的长度与所述凸脊沿所述高度方向上的长度相等,且每个所述凸筋被与之对应的所述凸脊全部覆盖。
8.根据权利要求2所述的电池模组,其特征在于,所述凸筋沿所述高度方向上的长度大于所述凸脊沿所述高度方向上的长度,且每个所述凸筋沿所述高度方向上的两端分别伸出于与之对应的所述凸脊。
9.根据权利要求1所述的电池模组,其特征在于,所述扎带包括四个直带和四个转角带;沿所述扎带的环绕方向,相邻的两个所述直带与一个所述转角带连接;
其中两个所述直带定义为第一带,两个所述第一带沿所述长度方向延伸,且在所述厚度方向上相对设置;至少一个所述第一带上设有所述褶皱结构;
其余两个所述直带定义为第二带,两个所述第二带沿所述厚度方向延伸,且在所述长度方向上相对设置。
10.根据权利要求9所述的电池模组,其特征在于,两个所述第二带之间的距离为L1,所述褶皱结构在所述长度方向上的长度为L2,L1和L2满足:
0.15L1<L2<0.5L1。
11.根据权利要求9所述的电池模组,其特征在于,所述褶皱结构在所述第一带上居中设置。
12.根据权利要求9所述的电池模组,其特征在于,所述第二带具有面向所述电池组的内侧面和与所述内侧面背向设置的外侧面;
至少一个所述第二带具有由所述外侧面向所述内侧面的方向凹陷的开槽,且所述开槽沿所述第二带的宽度方向贯穿所述第二带。
13.根据权利要求12所述的电池模组,其特征在于,两个所述第一带之间的距离为L3,所述开槽在所述厚度方向上的长度为L4,L3和L4满足:
0.07L3<L4<0.15L3。
14.根据权利要求12所述的电池模组,其特征在于,所述外侧面与所述内侧面之间的距离为t,所述开槽的槽底面与所述内侧面之间的距离为t’,t和t’满足:
0.4t≤t’≤0.8t。
15.根据权利要求12所述的电池模组,其特征在于,所述开槽在所述第二带上居中设置。
16.一种储能装置,其特征在于,包括权利要求1至15任一项所述的电池模组。
17.一种用电设备,其特征在于,包括权利要求16所述的储能装置,所述储能装置为所述用电设备供电。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202321830897.1U CN220306401U (zh) | 2023-07-12 | 2023-07-12 | 电池模组、储能装置及用电设备 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202321830897.1U CN220306401U (zh) | 2023-07-12 | 2023-07-12 | 电池模组、储能装置及用电设备 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN220306401U true CN220306401U (zh) | 2024-01-05 |
Family
ID=89371629
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202321830897.1U Active CN220306401U (zh) | 2023-07-12 | 2023-07-12 | 电池模组、储能装置及用电设备 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN220306401U (zh) |
-
2023
- 2023-07-12 CN CN202321830897.1U patent/CN220306401U/zh active Active
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US20230098629A1 (en) | Power supply device, vehicle provided with same, and power storage device | |
CN217562707U (zh) | 电池单体、电池及用电设备 | |
CN116759760B (zh) | 端盖组件、储能装置及储能系统 | |
CN116544627B (zh) | 端盖单元、储能装置及用电设备 | |
CN116387654B (zh) | 储能装置与用电设备 | |
CN220306401U (zh) | 电池模组、储能装置及用电设备 | |
CN217768702U (zh) | 电池单体、电池以及用电装置 | |
CN217788497U (zh) | 电极组件、电池单体、电池以及用电装置 | |
CN116544346B (zh) | 正极极片、储能装置及用电设备 | |
CN116845497B (zh) | 储能装置及储能系统 | |
CN116771964B (zh) | 防爆阀、端盖组件、储能装置以及用电设备 | |
CN116799394B (zh) | 储能装置及用电设备 | |
CN116365173B (zh) | 电极组件、储能装置及用电设备 | |
CN116799391B (zh) | 下塑胶、储能装置及用电设备 | |
CN116344834B (zh) | 储能装置及用电设备 | |
CN117219934B (zh) | 端盖组件、储能装置及用电设备 | |
CN220042208U (zh) | 储能装置与用电设备 | |
CN220474754U (zh) | 储能模组、储能装置及用电设备 | |
CN220556611U (zh) | 一种端盖组件、储能装置及用电设备 | |
CN117219908A (zh) | 液冷板、储能装置及用电设备 | |
CN116759762B (zh) | 储能装置和用电设备 | |
CN116365189B (zh) | 储能装置以及用电设备 | |
CN116387714B (zh) | 端盖组件、储能装置与用电设备 | |
CN116646630A (zh) | 储能装置与用电设备 | |
CN116779986A (zh) | 储能装置与用电设备 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
GR01 | Patent grant | ||
GR01 | Patent grant |