CN220324656U - 电芯组件及电池 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种电芯组件及电池，两个需要进行电连接的电芯层叠设置在隔板相背对的两侧，由于第一导电件与第二导电件分别设置于隔板相对的两侧，使得一电芯与第一导电件电性连接，另一电芯与第二导电件连接。第二导电件的第一台阶部穿过隔板上的第一通孔与第一导电件连接，进而实现两个电芯之间的电连接。由于第一导电件、隔板及第二导电件沿着电芯的厚度方向布置，而两个电芯沿着电芯的厚度方向层叠设置于隔板的相背对的两表面上，进而可以实现将多个电芯之间的有效连接，且提高电芯的空间利用率。
Description
技术领域
本实用新型涉及新能源技术领域，特别是涉及电芯组件及电池。
背景技术
随着新能源汽车的发展，新能源汽车的续航成为用户最为关注的参数，而新能源汽车的续航则取决于动力电池的大小及能量密度。
由于新能源汽车内安装动力电池的空间有限，因此，动力电池的能量密度成为决定新能源汽车续航的重要指标。现有的动力电池主要通过将多个电芯设置于一个外壳内以提高动力电池的空间利用率，进而提高电池的能量密度，但是如何实现一个外壳内多个电芯之间的有效连接成为目前急需解决的技术问题。
实用新型内容
基于此，有必要针对上述问题，提供一种有利于实现多个电芯有效连接的电芯组件及电池。
一方面，本实用新型揭露了一种电芯组件，所述电芯组件包括厚度方向排列的两个电芯、设置于所述两个电芯之间的隔板、电连接组件，所述隔板上设有第一通孔，所述电连接组件包括设置于所述隔板两侧的第一导电件及第二导电件，所述两个电芯中的一个电芯与所述第一导电件连接且另一个电芯与所述第二导电件连接，所述第二导电件上设有部分收容于所述第一通孔内的第一台阶部，所述第一台阶部与所述第一导电件固定连接。
在其中一个实施例中，所述电连接组件还包括密封件，所述密封件设置于所述第二导电件与所述隔板之间。
在其中一个实施例中，所述密封件包括第二台阶部，所述第二台阶部设置于所述第一台阶部与所述隔板之间。
在其中一个实施例中，所述电连接组件还包括设置于所述第一导电件与所述隔板之间的第一绝缘件，所述第一绝缘件上设有第二通孔，所述第二台阶部部分收容于所述第二通孔内。
在其中一个实施例中，所述电连接组件还包括第二绝缘件，所述第二绝缘件设置于所述第二导电件与所述隔板之间，所述第二绝缘件上设有第三通孔，所述密封件部分收容于所述第三通孔内。
在其中一个实施例中，在长度方向上，所述第二导电件的长度大于或等于所述密封件的长度。
在其中一个实施例中，在宽度方向上，所述第一台阶部的长度大于或等于所述隔板长度的一半。
在其中一个实施例中，所述第一导电件为板状。
另一方面，本实用新型还揭露了一种电池，所述电池包括壳体、如上所述的电芯组件，所述隔板将所述壳体内部分隔成厚度方向排列且相互独立的两个腔体，所述两个电芯分别设置在所述两个腔体内。
在其中一个实施例中，所述壳体包括在厚度方向上处于所述隔板两侧的第一壳体及第二壳体，所述第一壳体及所述第二壳体均与所述隔板固定连接，所述两个腔体分别处于所述第一壳体与所述隔板之间及所述第二壳体与所述隔板之间。
上述电芯组件及电池，将两个需要进行电性连接的电芯层叠设置在隔板相背对的两侧，由于第一导电件与第二导电件分别设置于隔板相对的两侧，使得一电芯与第一导电件电性连接，另一电芯与第二导电件连接。第二导电件的第一台阶部穿过隔板上的第一通孔与第一导电件连接，进而实现两个电芯之间的电性连接。由于第一导电件、隔板及第二导电件沿着电芯的厚度方向布置，而两个电芯沿着电芯的厚度方向层叠设置于隔板的相背对的两表面上，从而可以增大壳体内部空间的利用率，提高电池的能量密度，且可以实现两个电芯的有效电连接。
附图说明
构成本申请的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。
为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。
此外，附图并不是1:1的比例绘制，并且各个元件的相对尺寸在附图中仅示例地绘制，而不一定按照真实比例绘制。在附图中：
图1一实施例中的电池的分解图；
图2一实施例中的电芯组件的部分分解图；
图3为图1所示的电芯组件的部分局部放大图；
图4为图3所示的电芯组件的部分剖视图；
图5为图4中的第二导电件的结构示意图；
图6为图4中的密封件的结构示意图。
附图标记说明：
1、电池；10、电连接组件；200、第一导电件；300、第二导电件；320、第一台阶部；400、第一绝缘件；410、第二通孔；420、第一围板；430、第一绝缘板；440、第一放置空间；500、第二绝缘件；510、第三通孔；520、第二围板；530、第二绝缘板；540、第二放置空间；600、密封件；610、密封孔；620、第二台阶部；630、第三台阶部；20、电芯；30、隔板；302、第一通孔；40、第一壳体；50、第二壳体。
具体实施方式
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。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。但是本实用新型能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似改进，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。
参阅图1至图3，本实用新型一实施例中的电池1，包括壳体、电芯组件，电芯组件包括电连接组件10、沿厚度方向a设置的两个电芯20及隔板30，隔板30上设有第一通孔302，隔板30将壳体内部分隔成厚度方向a排列且相互独立的两个腔体，两个电芯20分别设置在两个腔体内，两个电芯20通过电连接组件10进行电性连接。
其中，厚度方向为壳体面积最大的面相垂直的方向，即为图3中的方向a。
一实施例中，壳体包括在厚度方向a上处于隔板30两侧的第一壳体40及第二壳体50，第一壳体40及第二壳体50均与隔板30固定连接，两个腔体分别处于第一壳体40与隔板30之间及第二壳体50与隔板30之间。上述壳体使得电池1的尺寸在长度方向和宽度方向与第一壳体40或第二壳体50的长度方向与宽度方向一致，不增加壳体的长度和宽度尺寸，仅在电芯20的厚度方向为第一壳体40与第二壳体50之和，能够有效提高壳体的空间利用率，以使形成的电池1的空间占用率低，有利于电池单体1的装配安装。
具体地，第一壳体40及第二壳体50分别与隔板30焊接连接，进而便于将电芯20有效保护在外壳与隔板30围成的空间内。
参阅图1、图3及图4，一实施例中，电连接组件10包括第一导电件200及第二导电件300，隔板30上开设有第一通孔302；第一导电件200设置于隔板30的一侧；第二导电件300设置于隔板30的另一侧，第二导电件300上设有穿过第一通孔302的第一台阶部320，第一台阶部320与第一导电件200电性连接。在本实施例中，两个电芯20沿着电芯20的厚度方向a层叠设置于隔板30的相背对的两表面上，电连接组件10的第一导电件200与一腔体内的电芯20连接，电连接组件10的第二导电件300与另一所述腔体内的电芯20连接。
在本实施例中，一电芯20的极耳与第一导电件200连接。具体地，该电芯20的极耳设置于第一导电件200背向于隔板30的一侧，并与第一导电件200直接焊接连接。通过极耳与第一导电件200的直接焊接连接，可以省略中间的转接片，进一步降低制造成本，简化连接结构。
在本实施例中，另一电芯20的极耳与第二导电件300连接。具体地，该电芯20的极耳设置于第二导电件300背向于隔板30的一侧，并与第二导电件300直接焊接连接。通过该电芯20的极耳与第二导电件300的直接焊接连接，可以省略中间的转接片，进一步降低制造成本，简化连接结构。
上述电池1将两个需要进行电性连接的电芯20层叠设置在隔板30相背对的两侧，由于第一导电件200与第二导电件300分别设置于隔板30相对的两侧，使得一电芯20与第一导电件200电性连接，另一电芯20与第二导电件300连接。第二导电件300的第一台阶部320穿过隔板30上的第一通孔302与第一导电件200连接，进而实现两个电芯20之间的电连接。由于第一导电件200、隔板30及第二导电件300沿着电芯20的厚度方向a布置，而两个电芯20沿着电芯20的厚度方向a层叠设置于隔板30的相背对的两表面上，进而使得形成的电池1的结构更加紧凑，实现电池1的小型化。
参阅图3、图4及图6，一实施例中，电连接组件10还包括密封件600，密封件600设置于第二导电件300与隔板30之间。利用密封件600有效实现第二导电件300与隔板30的密封连接。
具体地，密封件600包括第二台阶部620，第二台阶部620设置于第一台阶部320与隔板30之间。在本实施例中，第二台阶部620穿设于第一通孔302。通过密封件600能够保证第一台阶部320与隔板30之间的连接密封性。在本实施例中，密封件600还可以为绝缘密封件，进而能够进一步保证第一台阶部320与隔板30之间的绝缘。
参阅图1、图3及图4，一实施例中，电连接组件10还包括设置于第一导电件200与隔板30之间的第一绝缘件400，第一绝缘件400上设有供第二台阶部620穿过的第二通孔410。通过设置第一绝缘件400，能够有效保证第一导电件200与隔板30之间绝缘性，进而保证电池1的安全性。
具体地，第一绝缘件400为绝缘塑胶件，使得第一绝缘件400的成型更加简单，且能够保证绝缘效果。在其他实施例中，第一绝缘件400还可以由其他能够实现绝缘的材质制成。
一实施例中，第一绝缘件400包括第一围板420及第一绝缘板430，第二通孔410开设于第一绝缘板430上，第一绝缘板430设置于隔板30与第一导电件200之间，第一围板420设置于第一绝缘板430背向于隔板30的一侧，且第一围板420与第一绝缘板430围成用于放置一电芯20的极耳的第一放置空间440。具体地，第一围板420立于第一绝缘板430的外边缘上。通过设置第一绝缘板430有效实现第一导电件200与隔板30之间的绝缘。通过设置第一围板420，便于形成第一放置空间440，便于实现对电芯20极耳的放置与绝缘。
在本实施例中，第一围板420设置于对应电芯20的极耳与壳体之间，有效实现该极耳与壳体的绝缘，避免极耳与壳体电接触，即使极耳焊接后的长度过长，但由于第一围板420的设计可以阻挡极耳接触到壳体而造成短路。
一实施例中，第一围板420的厚度为0.3mm-1mm。通过将第一围板420的厚度设置为0.3mm-1mm，能够在保证第一围板420的结构强度的同时，保证绝缘性能。
一实施例中，电连接组件10还包括第二绝缘件500，第二绝缘件500设置于第二导电件300与隔板30之间，第二绝缘件500上设有供密封件600穿过的第三通孔510。密封件600依次穿设于第三通孔510、第一通孔302及第二通孔410，密封件600内形成有密封孔610，第一台阶部320穿设于密封孔610内并与第一导电件200连接。通过密封件600能够保证第一导电件200与第二导电件300之间的连接密封性。且通过设置第二绝缘件500能够有效保证第二导电件300与隔板30之间的绝缘。
一实施例中，第二绝缘件500为绝缘塑胶件，使得第二绝缘件500的成型更加简单，且能够保证绝缘效果。在其他实施例中，第二绝缘件500还可以由其他能够实现绝缘的材质制成。
一实施例中，第二绝缘件500包括第二围板520及第二绝缘板530，第三通孔510开设于第二绝缘板530上，第二绝缘板530设置于隔板30与第二导电件300之间，第二围板520设置于第二绝缘板530背向于隔板30的一侧，且第二围板520与第二绝缘板530围成用于放置另一电芯20的极耳的第二放置空间540。
具体地，第二围板520立于第二绝缘板530的外边缘上。通过设置第二绝缘板530有效实现第二导电件300与隔板30之间的绝缘。通过设置第二围板520，便于形成第二放置空间540，便于实现对零一电芯20极耳的放置与绝缘。
在本实施例中，第二围板520设置于对应的电芯20的极耳与壳体之间，有效实现该极耳与壳体的绝缘，避免极耳与壳体电性接触。即使极耳焊接后长度过长，但由于第二围板520的设计可以阻挡极耳接触到壳体而造成短路。
一实施例中，第二围板520的厚度为0.3mm-1mm。通过将第二围板520的厚度设置为0.3mm-1mm，能够在保证第二围板520的结构强度的同时，保证绝缘性能。
一实施例中，隔板30为长方形板状结构，第一通孔302开设于隔板30靠近一短边的位置上，第一放置空间440与第二放置空间540朝向隔板30另一短边的一侧开口。通过长方形板状的隔板30能够有效支撑电芯20，能够增大隔板30与电芯20的接触面积，增加外壳与隔板30的连接强度，使得电池1的整体结构强度进一步增强。
一实施例中，隔板30的厚度为0.1mm-5mm。隔板30的整体厚度较薄，有利于在保证连接强度的同时，提高电池单体1的结构紧凑化，降低制造成本。
参阅图3至图6，一实施例中，第二导电件300的外径尺寸大于第一台阶部320的外径尺寸，第二导电件300设置于第二绝缘件500背向于隔板30的一侧，第一台阶部320依次穿设于第三通孔510、第一通孔302及第二通孔410与第一导电件200连接。第二导电件300能够限制第一台阶部320的位置，以使第二导电件300位于隔板30背向于第一导电件200的一侧。
具体地，第二导电件300为板状结构，第一台阶部320为板状结构。第一台阶部320的一表面设置于第二导电件300的一表面上，相背对的另一表面与第二导电件300连接。通过板状结构的第一台阶部320，不仅能够增加与第二导电件300的焊接连接面积，满足焊接需求，且大的表面接触，还能够提高散热性能，同时还能增加第一导电件200与第二导电件300之间的过流能力。
一并参阅图6，一实施例中，密封件600还包括第三台阶部630，第二台阶部620设置于第三台阶部630上，且第三台阶部630的外径尺寸大于第二台阶部620，第三台阶部630穿设于第二绝缘件500的第三通孔510内，并位于隔板30与第二导电件300之间。
进一步地，第二台阶部620依次穿设于第一通孔302及第二通孔410内并抵接于第一导电件200上，密封件600内形成有密封孔610，第一台阶部320穿设于密封孔610内。当第一台阶部320与第一导电件200连接后，以使第二导电件300能够抵压在第三台阶部630上，进而保证第二导电件300在第三通孔510、第一通孔302及第二通孔410内壁之间的密封性。
一实施例中，第三台阶部630抵接于隔板30上的部分的单边宽度大于或等于3倍的隔板30的厚度。通过一定宽度的第三台阶部630，可以确保第二导电件300与隔板30之间的有利用足够尺寸的第三台阶部630进行接触，以保证第二导电件300与隔板30之间密封性。
一实施例中，在长度方向上，第二导电件300的长度大于或等于密封件600的长度。其中，隔板30为长条板状结构，长度方向为隔板30的长度方向。具体地，第二导电件300的长度大于或等于密封件600的第三台阶部630的长度，能够进一步提高密封件600对第二导电件300的密封连接作用。
在本实施例中，在宽度方向上，第一台阶部320的长度大于或等于隔板30长度的一半。其中，隔板30为长条板状结构，宽度方向为隔板30的宽度方向。具体地，第一台阶部320在隔板30短边所在方向上的长度大于或等于1/2的隔板30短边的长度。通过设置第一台阶部320的长度尺寸，进而能够保证第一台阶部320的表面积，保证第一台阶部320与第一导电件200的连接面积及过流面积。
一实施例中，第一导电件200呈板状。第一台阶部320能够连接于第一电第一台阶部320的朝向隔板30的表面上。具体地，第一导电件200的表面积的尺寸大于第一台阶部320的表面积的尺寸，保证第一台阶部320与第一导电件200的连接面积。且第一导电件200的表面积的尺寸大于第二通孔410的尺寸，以便于保证第一导电件200位于第一绝缘件400背向于隔板30的一侧。在其他实施例中，还可以在第一导电件200上开设安装孔，第一台阶部320穿设于安装孔内，并能够与安装孔的内壁焊接连接。
一实施例中，第一台阶部320背向于第二导电件300的表面上及第一导电件200朝向隔板30的表面上均设置有焊接层。通过焊接涂层便于实现第一台阶部320与第一导电件200的焊接。具体地，焊接层为镍层。
在本实施例中，第一导电件200作为负极使用，第一导电件200的材质为铜材，第二导电件300作为正极使用，第二导电件300的材质为铝。铜与铝一般无法直接焊接，因此，通过在第一台阶部320背向于第二导电件300的表面上及第一导电件200朝向隔板30的表面上均设置镍层，可以满足第一台阶部320与第一导电件200的焊接需求。
传统极柱往往是圆柱形，圆柱形的极柱的大小受到电池单体1内部空间限制，从而过流能力不足。参阅图1至图4，而上述一实施例中的第一导电件200与第二导电件300的第一台阶部320均为板状结构，进而不仅能够提高连接要求，还能够提高过流能力，提高散热性能。同时上述一实施例中的第一导电件200与第二导电件300，一电芯20的极耳直接与第一导电件200焊接连接，另一电芯20的极耳与第二电连接架的第二导电件300直接焊接连接，可以省略中间的转接片，有利于降低成本。同时，两个电芯20沿其厚度方向a层叠布置，并通过电连接组件10连接，能够使得电池单体1结构更加紧凑。
在本实施例中，例如，一电芯20的负极耳与第一导电件200连接，另一电芯20的正极耳与第二导电件300连接，第一导电件200与第二导电件300作为极柱。在其他实施例中，还可以两个电芯20的相同极性的极耳分别连接于第一导电件200与第二导电件300，实现来两个电芯20的并联。
一实施例中，一种用电设备包括上述任一方实施例中的电池1，利用上述任一实施例中的电池1，能够进一步提升对用电设备的空间利用率。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。
在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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本实用新型中的具体含义。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”或“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“上”、“下”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。
Claims (10)
1.一种电芯组件，其特征在于，所述电芯组件包括厚度方向排列的两个电芯、设置于所述两个电芯之间的隔板、电连接组件，所述隔板上设有第一通孔，所述电连接组件包括设置于所述隔板两侧的第一导电件及第二导电件，所述两个电芯中的一个电芯与所述第一导电件连接且另一个电芯与所述第二导电件连接，所述第二导电件上设有部分收容于所述第一通孔内的第一台阶部，所述第一台阶部与所述第一导电件固定连接。
2.根据权利要求1所述的电芯组件，其特征在于，所述电连接组件还包括密封件，所述密封件设置于所述第二导电件与所述隔板之间。
3.根据权利要求2所述的电芯组件，其特征在于，所述密封件包括第二台阶部，所述第二台阶部设置于所述第一台阶部与所述隔板之间。
4.根据权利要求3所述的电芯组件，其特征在于，所述电连接组件还包括设置于所述第一导电件与所述隔板之间的第一绝缘件，所述第一绝缘件上设有第二通孔，所述第二台阶部部分收容于所述第二通孔内。
5.根据权利要求2所述的电芯组件，其特征在于，所述电连接组件还包括第二绝缘件，所述第二绝缘件设置于所述第二导电件与所述隔板之间，所述第二绝缘件上设有第三通孔，所述密封件部分收容于所述第三通孔内。
6.根据权利要求2所述的电芯组件，其特征在于，在长度方向上，所述第二导电件的长度大于或等于所述密封件的长度。
7.根据权利要求1-6任一项所述的电芯组件，其特征在于，在宽度方向上，所述第一台阶部的长度大于或等于所述隔板长度的一半。
8.根据权利要求1-6任一项所述的电芯组件，其特征在于，所述第一导电件为板状。
9.一种电池，其特征在于，所述电池包括：
壳体；
如权利要求1-8任一项所述的电芯组件，所述隔板将所述壳体内部分隔成厚度方向排列且相互独立的两个腔体，所述两个电芯分别设置在所述两个腔体内。
10.根据权利要求9所述的电池，其特征在于，所述壳体包括在厚度方向上处于所述隔板两侧的第一壳体及第二壳体，所述第一壳体及所述第二壳体均与所述隔板固定连接，所述两个腔体分别处于所述第一壳体与所述隔板之间及所述第二壳体与所述隔板之间。
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