CN220324673U - 一种大容量电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池领域，具体为一种大容量电池。克服现有大容量电池容量上限及循环次数受性能最差的一块单体电池限制的问题。包括第一中空构件及并联的多个单体电池；各个单体电池内腔包括电解液区与气体区；第一中空构件包括底部敞口的第一中空箱体以及用于覆盖敞口的第一盖板；上述第一中空构件沿多个单体电池的排布方向延伸，固定在各个单体电池的底部，各个单体电池的壳体底部设有第一通孔；第一中空构件开设有与各个单体电池第一通孔一一对应且贯通的第二通孔，第一通孔与第二通孔通过第三中空构件连通。本实用新型通过增设第一中空构件，使得各单体电池电解液共享来保障各单体电池的一致性，提升了大容量电池的循环寿命。

Description

一种大容量电池

技术领域

本实用新型涉及电池领域，具体为一种大容量电池。

背景技术

现有的大容量电池(也称为电池模组或电池组)通常是将多个单体电池进行并联或串联后制作而成，如中国专利CN106531913B公开一种方形电池模组，包括多个方形电池单体和模组架，模组架为上端敞口的壳体，多个方形电池单体按设计需求排布成任一串并联组合的电池模块后固定在模组架内。这种直接通过串并联方式制作出的大容量电池由于木桶效应的存在，往往会受到性能最差的一块单体电池影响，导致整个大容量电池的容量上限及循环次数极大受限。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种大容量电池，克服现有大容量电池容量上限及循环次数受性能最差的一块单体电池限制的问题。

本实用新型的技术方案是提供一种大容量电池，其特殊之处在于：包括由多个单体电池并联而成的各个单体电池及第一中空构件；各个单体电池包括电解液区与气体区；

上述第一中空构件包括底部敞口的第一中空箱体以及用于覆盖敞口的第一盖板；上述第一中空构件沿多个单体电池的排布方向延伸，固定在各个单体电池的底部；上述各个单体电池的壳体底部设有第一通孔；上述第一中空构件开设有与各个单体电池第一通孔一一对应且贯通的第二通孔，上述第一通孔与第二通孔通过第三中空构件连通。

进一步地，为了能够实现批量化生产，上述第二通孔的口径大于第三中空构件与第二通孔连接端的口径，使得第三中空构件能够插入第二通孔；第一中空箱体与各个单体电池底部具体通过下述过程实现连接：

将各个第三中空构件分别焊接在各个单体电池的第一通孔处；

将第一中空箱体与各个单体电池底部定位，使得各个第三中空构件与各个第二通孔一一对应，且确保各个第三中空构件插入第二通孔；

将焊接头从第一中空箱体底部敞口端伸入第二通孔边沿部位，将各个第二通孔边沿与对应第三中空构件的外壁焊接实现密封；

将第一盖板密封焊接在第一中空箱体底部敞口端。

进一步地，上述第一中空构件的一端设有注液口；另一端设泄爆膜。爆膜用于在任意单体电池发生热失控时，热失控烟气冲破泄爆膜排出中空构件。

进一步地，为了提高定位精度，上述第一中空箱体的顶部开设若干定位槽，各个单体电池卡入对应定位槽实现第一中空箱体在各个单体电池底部的定位。

为了进一步缩小各个单体电池之间的差异性，上述大容量电池还包括第二中空构件；上述第二中空构件包括顶部敞口的第二中空箱体以及用于覆盖敞口的第二盖板；上述第二中空构件沿多个单体电池的排布方向延伸，通过第二中空箱体底部固定在各个单体电池的顶部，并与各个单体电池内腔贯通，各个单体电池的气体区通过第二中空构件连通。

进一步地，上述各个单体电池的壳体顶部设有一个第三通孔；上述第二中空构件开设有与各个单体电池第三通孔一一对应且贯通的第四通孔。

进一步地，为了实现批量化生产，上述第四通孔在各个单体电池顶部的正投影完全覆盖对应第三通孔；第二中空箱体与各个单体电池顶部具体通过下述过程实现焊接连接：

将第二中空箱体定位于各个单体电池顶部，使得各个第三通孔与各个第四通孔一一对应，且确保各个第四通孔在各个单体电池顶部的投影完全覆盖对应第三通孔；

将焊接头从第二中空箱体顶部敞口端伸入第四通孔边沿部位，将各个第四通孔边沿与相应单体电池的顶部密封焊接；使得各个单体电池的第三通孔与对应第四通孔贯通；

将第二盖板密封焊接在第二中空箱体顶部敞口端。

进一步地，上述第三通孔与第四通孔还可以通过第四中空构件连通。

进一步地，上述第四通孔的口径大于第四中空构件与第四通孔连接端的口径，使得第四中空构件能够插入第四通孔；第二中空构件与各个单体电池顶部具体通过下述过程实现焊接连接：

将各个第四中空构件分别焊接在各个单体电池的第三通孔处；

将第二中空箱体定位于各个单体电池顶部，使得各个第四中空构件与各个第四通孔一一对应，且确保各个第四中空构件插入第四通孔；

将焊接头从第二中空箱体顶部敞口端伸入第四通孔边沿部位，将各个第四通孔边沿与对应第四中空构件的外壁焊接实现密封；

将第二盖板密封焊接在第二中空箱体顶部敞口端。

进一步地，为了提高该大容量电池的安全性能，上述第二中空构件上设置有排气阀。可手动或自动开启，定期开启排气阀，各单体电池中气体区内的气体可经第二中空构件及排气阀后排出。

本实用新型的有益效果是：

1、本实用新型提供的大容量电池，通过增设第一中空构件，使得各单体电池电解液共享来保障各单体电池的一致性，即，将各单体电池的电解液腔连通，使所有单体电池的电解液处于同一体系下，减少了各单体电池电解液之间的差异，一定程度上提升了各单体电池之间的一致性，从而一定程度上提升了大容量电池的循环寿命。且通过将第一中空构件设置为分体结构，便于将其从中空箱体的敞口端固定在各个单体电池的底部，降低加工难度及加工成本，成品率较高；

且当因加工误差而导致各个单体电池在高度方向的尺寸存在差异，若各个单体电池的上盖板位于同一平面，必然导致各个单体电池的下盖板无法保持在同一平面时，本实用新型通过第三中空构件将第一通孔和第二通孔连通，第三中空构件在高度方向上可以补偿各个下盖板之间的高度差，所以本实用新型对各个下盖板即各个第一通孔的平面度要求较低，当各个单体电池下盖板存在一定的高度差时，通过第三中空构件也可确保第一通孔和第二通孔的密封连通。

2、本实用新型将第一中空构件设计为分体件，其中一部分为一端敞口的第一中空箱体，另一部分为覆盖中空箱体敞口的第一盖板，第二通孔开设在第一中空箱体相对于敞口端的底部上；在具体焊接时，焊接头从敞口端伸入，将第二通孔的边沿与第三中空构件焊接，实现第一通孔与第二通孔的贯通，同时完成第一中空构件与各个单体电池的连接，最后将第一盖板焊接在敞口端。本实用新型只需要使得第三中空构件与第二通孔配合的一端口径小于第二通孔，确保第三中空构件能够插入第二通孔即可，不要求插入后二者之间的密封性，通过焊接实现二者的密封，因此对第三中空构件和第二通孔的同心度要求不高，对加工及装配精度要求较低，弱化加工装配精度对产品成品率的影响；且焊接时，焊接头从敞口端伸入，没有遮挡，可以一次性完成第二通孔边沿与第三中空构件侧壁或端面的焊接，过程简单，且密封效果好，可实现批量化生产。

3、本实用新型还在第一中空构件上设置注液口和泄爆膜，通过注液口可实现注换液，进一步提高大容量电池性能；泄爆膜用于在任意单体电池发生热失控时，热失控烟气冲破泄爆膜排出中空构件，进一步提高该大容量电池的安全性能。

4、本实用新型提供的大容量电池，通过增设第二中空构件，使得各单体电池气路连通来提高各单体电池的一致性，即，将各单体电池的气体区连通，使所有单体电池的气体处于同一环境下，进一步减少了各单体电池之间的差异，提升了各单体电池之间的一致性，从进一步提升了大容量电池的循环寿命。同样，通过将第二中空构件设置为分体结构，便于将其从中空箱体的敞口端固定在各个单体电池的顶部，降低加工难度及加工成本，成品率较高。

5、本实用新型将第二中空构件设计为分体件，其中一部分为一端敞口的中空箱体，另一部分为覆盖中空箱体敞口的盖板，第四通孔开设在中空箱体相对于敞口端的底部上；在具体焊接时，焊接头从敞口端伸入，将第四通孔的边沿与各个单体电池顶部焊接，实现第三通孔与第四通孔的贯通，同时完成第二中空构件与各个单体电池的连接，最后将第二盖板焊接在敞口端。本实用新型只需要确保第四通孔在各个单体电池顶部的正投影覆盖对应第三通孔，各个第三通孔尽量位于同一平面，各个第四通孔尽量位于同一平面即可，无需考虑第三通孔和第四通孔的同心度、各个第三通孔及第四通孔的一致性，对加工装配精度要求较低，弱化加工装配精度对产品成品率的影响；且焊接时，焊接头从敞口端伸入，没有任何遮挡，可以一次性完成第四通孔边沿与各个单体电池顶部的焊接，过程简单，且密封效果好，可实现批量化生产。

6、本实用新型通过第四中空构件将第三通孔和第四通孔密封连通，也可采用焊接方式，具体焊接时，首先将第四中空构件焊接在第三通孔处，之后将第四中空构件插入第四通孔，再将焊接头从第二中空箱体敞口端伸入第四通孔边沿部位，将各个第四通孔边沿与对应第四中空构件的外壁焊接实现密封；此时只需要使得第四中空构件与第四通孔配合的一端口径小于第四通孔，确保第四中空构件能够插入第四通孔即可，不要求插入后二者之间的密封性，通过焊接实现二者的密封，因此对第四中空构件和第四通孔的同心度要求不高，对加工装配精度要求较低，弱化加工装配精度对产品成品率的影响；且焊接时，焊接头从敞口端伸入，没有遮挡，可以一次性完成第四通孔边沿与第四中空构件侧壁的焊接，过程简单，且密封效果好，可实现批量化生产。

7、本实用新型还在第二中空构件上设置排气阀，定期开启排气阀，各单体电池中气体区内的气体可经第二中空构件及排气阀后排出，进一步提高该大容量电池的安全性能。

附图说明

图1为实施例1大容量电池结构示意图；其中a图和b图中第一中空构件沿单体电池宽度方向的尺寸不同；

图2为实施例1第一中空构件结构示意图；

图3为实施例1各个单体电池与第一中空构件的装配过程示意图一；

图4为实施例1各个单体电池与第一中空构件的装配过程示意图二；

图5为实施例2大容量电池结构示意图；

图6为实施例2第二中空构件结构示意图；

图7为实施例2单体电池结构示意图；

图8为实施例2各个单体电池与第二中空构件的装配过程示意图一；

图9为实施例2各个单体电池与第二中空构件的装配过程示意图二；

图10为实施例2单体电池与第四中空构件装配示意图；

图11为实施例2各个单体电池与第二中空构件的装配过程示意图三；

图12为实施例3各个单体电池结构示意图；

图13为实施例3各个单体电池与第二中空构件的装配过程示意图；

图中附图标记为：

1、单体电池；2、第一中空构件；3、第一中空箱体；4、第一盖板；5、第一通孔；6、第二通孔；7、第三中空构件；8、定位槽；9、第二中空构件；10、第二中空箱体；11、第二盖板；12、第三通孔；13、第四通孔；14、第四中空构件；15、敞口端；16、第五通孔；17、外壳；18、成品电池；19、密封塞；20、第二中空箱体底部；

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，下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都应当属于本实用新型的保护的范围。

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，但是本实用新型还可以采用其他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推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语中的“顶和底”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、第三、第四、第五或第六”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本实用新型提供一种大容量电池，包括多个并联的单体电池，各个单体电池内腔包括气体区和电解液区；各个单体电池的电解液区通过一个第一中空构件连通。此处的第一中空构件为中空箱体，可以采用截面为矩形的中空箱体，也可以采用截面为半圆形的中空箱体。本实用新型通过将第一中空构件设置在各个单体电池的底部，并与各个单体电池内腔贯通，使得各个单体电池的电解液区通过第一中空构件连通。具体第一中空构件采用分体结构，包括底部敞口的第一中空箱体以及用于覆盖敞口的第一盖板，便于将其从第一中空箱体的敞口端固定在各个单体电池的底部，如可以采用焊接的方式固定，也可以采用螺纹连接配合密封圈密封的方式固定。

本实用新型通过一个第一中空构件，使得各单体电池电解液共享来保障各单体电池的一致性，即，将各单体电池的电解液腔连通，使所有单体电池的电解液处于同一体系下，减少了各单体电池电解液之间的差异，一定程度上提升了各单体电池之间的一致性，从而一定程度上提升了大容量电池的循环寿命。

以下结合实施例对本实用新型做进一步地描述。

实施例1

如图1所示，本实施例大容量电池，包括9个并联的单体电池1，其他实施例中数量可根据实际需求进行调整。该单体电池1为单体方壳电池，单体方壳电池包括上盖板、下盖板、筒体和电芯组件；此处所述电芯组件也可以称之为电极组件，由正极、隔膜、负极顺序排列，采用叠片或卷绕工艺装配而成。上盖板、筒体、下盖板组成了电池壳体，电芯组件设置在电池壳体内。结合图2，为了便于后续的加工装配，本实施例采用截面为矩形的中空箱体作为第一中空构件2，沿多个单体电池1的排布方向延伸，固定在各个单体电池1的底部，此处的底部可以理解为各个单体电池1的下盖板。各个单体电池1的电解液区通过第一中空构件2连通(图1中，其中a图和b图中第一中空构件沿单体电池宽度方向的尺寸不同)，具体可以通过以下方案实现：

1)、可以通过在各个单体电池1下盖板24以及第一中空构件2开孔的方式实现，具体为在各个单体电池1的下盖板24设有第一通孔5(见图3)；相对应在第一中空箱体顶部5上开设与各个单体电池1第一通孔5一一对应的第二通孔6(见图3)。第一通孔5和第二通孔6贯通后，各个单体电池1内的电解液即可通过第一通孔5和第二通孔6进入第一中空构件2。

2)、还可以通过在各个单体电池1筒体任一侧壁上以及第一中空构件2开孔的方式实现，具体为在各个单体电池1的筒体任一侧壁上设有第一通孔5；相对应在第一中空箱体顶部5开设与各个单体电池1第一通孔5一一对应的第二通孔6。第一通孔5和第二通孔6通过外置的管道贯通后，各个单体电池1内的电解液即可通过第一通孔5和第二通孔6进入第一中空构件2。但是该方案相对较为复杂，因此本实施例优选方案1)。

当采用方案1)时，第一通孔5和第二通孔6的贯通可采用以下方案：

方案一、第一中空构件2由多段第一子管路相互间过盈配合直接进行密封插接形成；此时多段第一子管路一一设置在单体电池1下盖板上，第一子管路沿单体电池1排布方向延伸，且与下盖板一体挤压成型，并与下盖板第一通孔5相通。

装配时，首先在下盖板24一体成型第一子管路，为了便于两个第一子管路之间的插接，第一子管路的长度需要大于下盖板的长度，也就是说，此时第一子管路作为连接端的至少一端需要伸出下盖板，才能保证两个第一子管路之间的有效连接。之后将该下盖板24与筒体焊接，之后装电芯组件，焊接上盖板23，完成单体电池1的组装。按照该方法，装配所有单体电池1。之后将第一子管路的两端作为与另一子管路的连接端，两个单体电池1连接时，一个单体电池1上的第一子管路一端挤入另一个单体电池1第一子管路中，二者之间为过盈配合，确保挤压完成后的密封性。之后通过注液口向内腔注入电解液。此处的注液口可以为各个单体电池1上的注液口,也可以为在第一中空构件2上开设的注液口，以便于注液。另外，需要注意的是，在向内腔注入电解液前，需要保证内腔环境为露点标准-25到40℃间、湿度≤1％、温度23℃±2℃、洁净度10万级的环境。可通过在注液前，可通过抽真空的方式使内腔达到上述环境标准。需要说明的是，无论是在各单体电池上还是在第一中空构件上开设的注液口，在不注液的情况，需要通过堵头进行密封。

该方案通过插接式的第一中空构件，将各单体电池的电解液腔连通，使所有单体电池的电解液处于同一体系下，减少了各单体电池电解液之间的差异，一定程度上提升了各单体电池之间的一致性，从而一定程度上提升了大容量电池的循环寿命。

该方案在插接过程中要求各个第一子管路同轴，才能实现有效连接，但是，由于以下原因使得各个第一子管路的同轴度难以保证：

1)第一子管路与下盖板为一体件，若各个一体件上，第一子管路在下盖板的位置略有偏差，或各个第一子管路自身尺寸略有偏差，则会导致，插接时，各个第一子管路的同轴度出现偏差；

2)将上述一体件与筒体焊接时，会因为焊接过程的差异，有可能会出现第一子管路相对于筒体的位置出现不一致的情况，进而导致插接时，各个第一子管路同轴度出现偏差；

3)该方案，在插接时，需要利用专用工装，由于工装使用不当，或者因施工人员操作问题，稍有不慎，就会使得各个第一子管路的同轴度出现偏差；

另外，在插接时，各个第一子管路之间的偏差会随着插接数量的增多而加大，导致插接数量越多，各个第一子管路之间的同轴度越难以保证；导致装配过程中，成品率随着插接数量的增多而降低。

综上，该方案因相邻两个单体电池1的子管路很难同轴所以在插接时，可能会导致第一子管路相对于下盖板24发生位移，或导致下盖板相对于筒体发生位移，进而导致电池损坏。

方案二、第一中空构件2包括截面为矩形的中空箱体，其中中空箱体为分体结构，由顶部为敞口端的第一中空箱体3以及用于覆盖敞口端的第一盖板4构成；在第一中空箱体底部开设第二通孔6；第一通孔5与第二通孔6通过第三中空构件7连通；

装配时，首先，焊接筒体与下盖板，将电芯组件装入，之后焊接上盖板，完成备用单体电池1装配，此处所述备用单体电池可以理解为不包括电解液的单体电池；其次，如图3及图4所示，将各个第三中空构件7分别焊接在各个单体电池1的第一通孔5处；将第一中空箱体3与各个单体电池底部定位，使得各个第三中空构件7与各个第二通孔6一一对应，且确保各个第三中空构件7插入第二通孔6；将焊接头从第一中空箱体3底部敞口端伸入第二通孔6边沿部位，将各个第二通孔6边沿与对应第三中空构件7的外壁焊接实现密封；当第三中空构件7的端面与第一中空箱体3内底面平齐时，可以直接将第三中空构件7的端面与第二通孔6边沿焊接，实现密封。将第一盖板4密封焊接在第一中空箱体3底部敞口端。最后通过注液口向内腔注入电解液。此处的注液口在第一中空构件2上开设，以便于注液，后期还可以通过该注液口实现换液。另外，需要注意的是，在向内腔注入电解液前，需要保证内腔环境为露点标准-25到40℃间、湿度≤1％、温度23℃±2℃、洁净度10万级的环境。可通过在注液前，可通过抽真空的方式使内腔达到上述环境标准。需要说明的是，此处所述的焊接头指的是焊接设备伸入待焊接部位的构件，如若采用电弧焊或氩弧焊，那么此处的焊接头指焊条端部，如若采用激光焊，那么此处所述的焊接头指激光束。

装配时，在第一步中，也可以在备用单体电池中直接注入电解液，利用密封组件密封第一通孔；分容，分选出符合要求的多个单体电池。第一中空构件和各个单体电池完成焊接后，在外力或者电解液自身作用下，打开密封组件，使得第一通孔5与对应第二通孔6贯通。

还可以先将中空构件焊接在各个下盖板，使得各下盖板上的第一通孔和与之对应的第二通孔贯通；之后将各个筒体焊接在对应下盖板后装入电芯组件，焊接上盖板；最后通过第一中空构件向大容量电池内腔注入电解液后化成。

本方案第一中空构件无需插接，在单体电池排布方向，无需考虑插接同轴问题，同时对各个第一通孔5以及第二通孔6的平面度要求不高，只需要使得第三中空构件7与第二通孔6配合的一端口径小于第二通孔6，确保第三中空构件7能够插入第二通孔6即可，不要求插入后二者之间的密封性，通过焊接实现二者的密封，因此对第三中空构件7和第二通孔6的同心度要求不高，对加工装配精度要求较低，弱化加工及装配精度对产品成品率的影响；且焊接时，焊接头从敞口端伸入，没有遮挡，可以一次性完成第二通孔6边沿与第三中空构件7侧壁或端面的焊接，过程简单，且密封效果好，可实现批量化生产。

通过对比分析上述方案，本实施例选用方案二的结构以及装配方法。

本实施例还可以在第一中空构件2上设置有泄爆膜，在任意单体电池1发生热失控时，热失控烟气冲破泄爆膜排出第一中空构件2。

实施例2

与实施例1不同的是，在实施例1的基础上，如图5所示，本实施例设置第二中空构件9；第二中空构件9沿多个单体电池1的排布方向延伸，固定在各个单体电池的顶部，并与各个单体电池1内腔贯通，各个单体电池1的气体区通过第二中空构件9连通。本实施例通过增设第二中空构件9，使得各单体电池1气路连通来提高各单体电池1的一致性，即，将各单体电池1的气体区连通，使所有单体电池1的气体处于同一环境下，进一步减少了各单体电池1之间的差异，提升了各单体电池1之间的一致性，从进一步提升了大容量电池的循环寿命。

结合图6，为了便于后续的加工装配，本实施例第二中空构件9与第一中空构件2结构相同，均为截面为矩形的中空箱体，第二中空构件9沿多个单体电池1的排布方向延伸，固定在各个单体电池1的顶部，此处的顶部可以理解为各个单体电池1的上盖板。各个单体电池1的气体区通过第二中空构件9连通。具体可以通过以下方案实现：

1)、可以通过在各个单体电池1上盖板以及第二中空构件9开孔的方式实现，具体为在各个单体电池1的上盖板设有第三通孔12(见图7)；相对应在第二中空构件9上开设与各个单体电池1第三通孔12一一对应的第四通孔13(见图6)。第三通孔12和第四通孔13贯通后，各个单体电池1内的电解液即可通过第三通孔12和第四通孔13进入第二中空构件9。

2)、还可以通过在各个单体电池1筒体以及第二中空构件9开孔的方式实现，具体为在各个单体电池1的筒体设有第三通孔12；相对应在第二中空构件9与各个单体电池1配合的侧壁上开设与各个单体电池1第三通孔12一一对应的第四通孔13。第三通孔12和第四通孔13通过管道贯通后，各个单体电池1内的气体即可通过第三通孔12和第四通孔13进入第二中空构件9。但是该方案相对较为复杂，因此本实施例优选方案1)。

采用方案1)时，第三通孔12和第四通孔13的贯通可采用以下方案：

方案一、第二中空构件9由多段第二子管路相互间过盈配合直接进行密封插接形成；此时多段第二子管路一一设置在单体电池1上盖板上，第二子管路沿单体电池1排布方向延伸，且与上盖板一体挤压成型，并与上盖板第三通孔12相通。

装配时，首先在上盖板和下盖板分别挤压第二子管路和第一子管路，之后将该上盖板与筒体焊接，之后装电芯组件，焊接下盖板，完成单体电池1的组装。按照该方法，装配所有单体电池1。之后将第一子管路的两端作为与另一第一子管路的连接端，将第二子管路的两端作为与另一第二子管路的连接端，两个单体电池1连接时，一个单体电池1上的第一子管路一端挤入另一个单体电池1第一子管路中，二者之间为过盈配合，同时该单体电池1上的第二子管路一端挤入另一个单体电池1第二子管路中，二者之间为过盈配合，确保挤压完成后的密封性。之后通过注液口抽真空后向内腔注入电解液。此处的注液口可以为各个单体电池1上的注液口也可以在第一中空构件2上开设，以便于注液。

该方案，与实施例1中第一中空构件由多段第一子管路相互间过盈配合直接进行密封插接形成的方案类似，存在相应问题，而且当第一中空构件也采用插接形式时，该方案需要同时插接第一中空构件2和第二中空构件9，对于加工精度要求极高，难以实现批量化生产。

方案二、第二中空构件9包括截面为矩形的中空箱体，其中中空箱体为分体结构，由顶部为敞口端的第二中空箱体10以及用于覆盖敞口端的第二盖板11构成；在第二中空箱体底部20开设第四通孔13；

装配时，第一，焊接筒体与上盖板，将电芯组件装入，之后焊接下盖板，完成备用单体电池1装配；第二，将第二中空箱体10与各个单体电池顶部定位，使得各个第三通孔12与各个第四通孔13一一对应，且确保各个第四通孔13在各个单体电池顶部的投影完全覆盖对应第三通孔12，见图8和图9，将焊接头从第二中空箱体10顶部敞口端伸入第四通孔13边沿部位，将各个第四通孔13边沿与相应单体电池1的上盖板密封焊接；使得各个单体电池1的第三通孔12与对应第四通孔13贯通；将第二盖板11密封焊接在第二中空箱体10顶部敞口端，如图8及图9所示。第三，将第一中空箱体3与各个单体电池底部定位，使得各个第一通孔5与各个第二通孔6一一对应，且确保各个第二通孔6在各个单体电池底部的投影完全覆盖对应第一通孔5；将焊接头从第一中空箱体3底部敞口端伸入第二通孔6边沿部位，将各个第二通孔6边沿与相应单体电池1的下盖板密封焊接；使得各个单体电池1的第一通孔5与对应第二通孔6贯通；将第一盖板4密封焊接在第一中空箱体3底部敞口端。其中第二步骤和第三步骤没有先后。最后通过注液口向内腔注入电解液。此处的注液口在第一中空构件2上开设，以便于注液，后期还可以通过该注液口实现换液。也可采用与实施例1相似的其他两种装配方案。需要说明的是，无论是在各单体电池上还是在第一中空构件2上开设的注液口，在不注液的情况，需要通过堵头进行密封。另外，需要注意的是，在向内腔注入电解液前，需要保证内腔环境为露点标准-25到40℃间、湿度≤1％、温度23℃±2℃、洁净度10万级的环境。可通过在注液前，可通过抽真空的方式使内腔达到上述环境标准。

本方案只需要各个第三通孔12尽量位于同一平面，各个第四通孔13尽量位于同一平面，各个第一通孔5尽量位于同一平面，各个第二通孔6尽量位于同一平面即可，无需考虑第三通孔12和第四通孔13、第一通孔5和第二通孔6的同心度；也无需考虑各个第一通孔5、第二通孔6、第三通孔12及第四通孔13的一致性，对加工精度要求较低，弱化加工精度对产品成品率的影响；且焊接时，焊接头从敞口端伸入，没有任何遮挡，可以一次性完成第四通孔13边沿与各个单体电池顶部、第二通孔6边沿与各个单体电池底部的焊接，过程简单，且密封效果好，可实现批量化生产。

装配时，在第一步中，也可以在备用单体电池中直接注入电解液，利用密封组件分别密封第一通孔和第三通孔；分容，分选出符合要求的多个单体电池。第一中空构件、第二中空构件和各个单体电池完成焊接后，在外力或者电解液自身作用下，打开密封组件，使得第一通孔与对应第二通孔贯通，第三通孔与对应第四通孔贯通。

装配时，还可以先将第一中空构件焊接在各个下盖板，使得各下盖板上的第一通孔和与之对应的第二通孔贯通；之后将各个筒体焊接在对应下盖板后装入电芯组件，焊接上盖板；然后将第二中空构件焊接在上盖板，使得第三通孔与对应第四通孔贯通，最后通过第一中空构件向各个单体电池内腔注入电解液后化成。

方案三、还包括第四中空构件14，其中第二中空构件9为分体结构，由顶部为敞口端的第二中空箱体10以及用于覆盖敞口端的第二盖板11构成；在第二中空箱体10开设第四通孔13；第三通孔12和第四通孔13通过第四中空构件14贯通。第四通孔13的口径需要略大于第四中空构件14与第四通孔13连接端的口径，使得第四中空构件14能够插入第四通孔13。

装配时，第一，焊接筒体与上盖板，将电芯组件装入，之后焊接下盖板，将第四中空构件14与第三通孔12焊接，完成备用单体电池装配，见图10；第二，将第二中空箱体10与各个单体电池顶部定位，使得各个第三通孔12与各个第四通孔13一一对应，使得各个第四中空构件14与各个第四通孔13一一对应，且确保各个第四中空构件14插入第四通孔13；见图11；将焊接头从第二中空箱体10顶部敞口端伸入第四通孔13边沿部位，将各个第四通孔13边沿与对应第四中空构件14的外壁焊接实现密封；当第四中空构件14的端面与第二中空箱体10内底面平齐时，可以直接将第四通孔13边沿与对应第三中空构件7的端面焊接实现密封；使得各个备用单体电池的第三通孔12与对应第四通孔13贯通；将第二盖板11密封焊接在第二中空箱体10顶部敞口端。第三，将各个第三中空构件7分别焊接在各个备用单体电池的第一通孔5处；将第一中空箱体3与各个备用单体电池底部定位，使得各个第三中空构件7与各个第二通孔6一一对应，且确保各个第三中空构件7插入第二通孔6；将焊接头从第一中空箱体3底部敞口端伸入第二通孔6边沿部位，将各个第二通孔6边沿与对应第三中空构件7的端面或外壁焊接实现密封；将第一盖板4密封焊接在第一中空箱体3底部敞口端。其中第二步骤和第三步骤没有先后。最后通过注液口抽真空后向内腔注入电解液。此处的注液口在第一中空构件2上开设，以便于注液，后期还可以通过该注液口实现换液。

装配时，在第一步中，也可以在备用单体电池中直接注入电解液，利用密封组件分别密封第一通孔和第三通孔；分容，分选出符合要求的多个单体电池。第一中空构件、第二中空构件和各个单体电池完成焊接后，在外力或者电解液自身作用下，打开密封组件，使得第一通孔6与对应第二通孔7贯通，第三通孔14与对应第四通孔15贯通。

装配时，还可以先将第一中空构件焊接在各个下盖板，使得各下盖板上的第一通孔和与之对应的第二通孔贯通；之后将各个筒体焊接在对应下盖板后装入电芯组件，焊接上盖板；然后将第二中空构件焊接在上盖板，使得第三通孔与对应第四通孔贯通，最后通过第一中空构件向各个单体电池内腔注入电解液后化成。

该方案第二中空构件无需插接，在单体电池排布方向，无需考虑插接同轴问题，且对各个第四通孔13的平面度要求不高，该方案只需要使得第四中空构件14与第四通孔13配合的一端口径小于第四通孔13，确保第四中空构件14能够插入第四通孔13即可，不要求插入后二者之间的密封性，通过焊接实现二者的密封，因此对第四中空构件14和第四通孔13的同心度要求不高，对加工及装配精度要求较低，弱化加工及装配精度对产品成品率的影响；同时无需专用工装，装配过程较为简单；且焊接时，焊接头从敞口端伸入，没有遮挡，可以一次性完成第四通孔13边沿与第四中空构件14侧壁或端面的焊接，过程简单，且密封效果好，可实现批量化生产。

通过对比分析上述方案，本实施例选用方案二和方案三的结构以及装配方法。

本实施例还在第二中空构件9上设置有排气阀，可以手动或自动定期开启排气阀，各单体电池1中气体区内的气体可经第二中空构件9及排气阀后排出，进一步提高该大容量电池的安全性能。

实施例3

与实施例1不同的是，如图12所示，本实施例单体电池1包括外壳17以及成品电池18(此处的成品电池包括成品方壳电池或多个并联的软包电池)，成品电池安装于外壳17内部，且成品电池的底部设有第五通孔16；第一通孔5设置在外壳17底部，且第一通孔5与第五通孔16相通。

本实施例的第一中空构件2结构与实施例1相同，但是基于单体电池1结构不同，其装配方式略有不同，主要在于单体电池1的装配以及后续注液过程的不同，装配方式可采用以下三种方式：

1)、装配时，首先，在成品电池壳体的底部开设第五通孔16，再利用密封组件密封该第五通孔16备用。优选在露点标准-25到40℃间、湿度≤1％、温度23℃±2℃、洁净度10万级的环境下，开设第五通孔16，并利用密封组件密封。其次，将上述处理后的成品电池装配至外壳17内部，使得具有密封组件的第五通孔16与第一通孔5对应，确保打开密封组件后，第五通孔16与第一通孔5贯通，形成单体电池1。接着，将各个第三中空构件7分别焊接在各个单体电池1的第一通孔5处；将第一中空箱体3与各个单体电池底部定位，使得各个第三中空构件7与各个第二通孔6一一对应，且确保各个第三中空构件7插入第二通孔6；将焊接头从第一中空箱体3底部敞口端伸入第二通孔6边沿部位，将各个第二通孔6边沿与对应第三中空构件7的外壁焊接实现密封；当第三中空构件7的端面与第一中空箱体3内底面平齐时，可以直接将第三中空构件7的端面与第二通孔6边沿焊接，实现密封。将第一盖板4密封焊接在第一中空箱体3底部敞口端。最后，在氮气氛围或者惰性气体氛围下抽真空，利用外力或者电解液自身打开密封组件，通过注液口向内腔注入电解液。密封组件可以采用中国专利CN218525645U、CN218525614U公开的密封组件。

2)与方案1不同的是，单体电池1通过下述过程装配：首先，将密封组件固定在第一通孔5，密封第一通孔5；其次，在成品电池底部开设第五通孔16，优选在露点标准-25到40℃间、湿度≤1％、温度23℃±2℃、洁净度10万级的环境下，开设第五通孔16；最后，在露点标准-25到40℃间、湿度≤1％、温度23℃±2℃、洁净度10万级的环境下，将具有第五通孔16的成品电池装配至外壳17内部，使得第五通孔16与第一通孔5对应，确保打开密封组件后，第五通孔16与第一通孔5贯通，形成单体电池1。

3)首先将第一中空构件固定在各个外壳底部，使得第一通孔和第二通孔一一对应；此处的外壳可以理解为顶部开口的外壳，之后，向各个外壳内装入备用成品电池之后，将外壳顶部开口密封，完成各个单体电池外壳焊接；备用成品电池通过下述过程获得：分容，筛选满足要求的多个成品电池；在筛选出的成品电池底部开设第五通孔；最后，利用外力或者电解液自身打开密封在第一通孔、第二通孔或第五通孔处的密封组件，使得各个单体电池内腔和第一中空构件贯通。

实施例4

与实施例2不同的是，本实施例单体电池1包括外壳17以及成品电池18(也称为方形电池)，成品电池18安装于外壳17内部，且成品电池的底部设有第五通孔16，顶部设有第六通孔(可参考图12，图中未示出第六通孔)；第一通孔5设置在外壳17底部，且第一通孔5与第五通孔16相通；第三通孔12设置在外壳顶部，且第三通孔12与第六通孔相通。

本实施例第一中空构件2和第二中空构件9的结构与实施例2相同，但是基于单体电池1结构不同，其装配方式略有不同，主要在于单体电池1的装配以及后续注液过程的不同，装配方式可采用以下三种方式：

1)、装配时，第一，在成品电池壳体的底部开设第五通孔16，顶部开设第六通孔，再分别利用第一密封组件和第二密封组件密封第五通孔16和第六通孔备用。优选在露点标准-25到40℃间、湿度≤1％、温度23℃±2℃、洁净度10万级的环境下，开设第五通孔和第六通孔，并利用相应密封组件密封。其次，将上述处理后的成品电池18装配至外壳17内部，使得具有第一密封组件的第五通孔16与第一通孔5对应，具有第二密封组件的第六通孔与第三通孔12对应，确保打开密封组件后，第六通孔与第三通孔12贯通，形成单体电池1。

第二，按照实施例2中的装配方法，将第一中空构件2和第二中空构件9分别固定在各个单体电池底部和顶部。最后，在氮气氛围或者惰性气体氛围下抽真空，利用外力打开第一密封组件和第二密封组件，通过注液口向内腔注入电解液。

2)该方案与方案1)的不同在于，单体电池1的装配，其余过程保持一致。单体电池1装配如下：将第一密封组件固定在第一通孔5，密封第一通孔5；将第二密封组件固定在第三通孔12，密封第三通孔12；其次，在成品电池底部开设第五通孔，顶部开设第六通孔，优选在露点标准-25到40℃间、湿度≤1％、温度23℃±2℃、洁净度10万级的环境下；最后，在露点标准-25到40℃间、湿度≤1％、温度23℃±2℃、洁净度10万级的环境下，将具有第五通孔和第六通孔的成品电池装配至外壳内部，使得第五通孔与第一通孔5对应，第六通孔与第三通孔12对应，确保打开密封组件后，第五通孔与第一通孔5贯通，第六通孔与第三通孔12贯通形成单体电池1。

3)首先将第一中空构件固定在各个外壳底部，使得第一通孔和第二通孔一一对应；此处的外壳可以理解为顶部开口的外壳，之后，向各个外壳内装入备用成品电池之后，将外壳顶部开口密封，完成各个单体电池外壳焊接；备用成品电池通过下述过程获得：分容，筛选满足要求的多个成品电池；在筛选出的成品电池底部开设第五通孔；最后，将第二中空构件固定在各个外壳顶部，利用外力或者电解液自身打开密封在第一通孔、第二通孔或第五通孔处的第一密封组件，密封在第三通孔、第四通孔或第六通孔处的第二密封组件，使得各个单体电池内腔和第一中空构件和第二中空构件贯通。

实施例5

与实施例1不同的是，本实施例单体电池1为市售成品方壳电池，本实施例第一中空构件2的结构与实施例1相同，但是基于单体电池1结构不同，其装配方式及后续注液过程略有不同：

装配时，首先，在成品电池底部形成第一通孔5，优选在露点标准-25到40℃间、湿度≤1％、温度23℃±2℃、洁净度10万级的环境下，开设第一通孔5；并利用密封组件密封。本实施例可选用如图13所示的密封塞19实现。

其次，将第一中空箱体与各个单体电池底部定位，使得各个第一通孔5与各个第二通孔6一一对应，且确保各个第二通孔6在各个单体电池底部的投影完全覆盖对应第一通孔5；将焊接头从第一中空箱体底部敞口端伸入第二通孔6边沿部位，将各个第二通孔6边沿与相应单体电池1的底部密封焊接；使得各个单体电池1的第一通孔5与对应第二通孔6贯通；将第一盖板密封焊接在第一中空箱体底部敞口端。最后，在氮气氛围或者惰性气体氛围下抽真空，利用外力或者电解液自身打开密封组件，通过注液口向内腔注入电解液。如本实施例，可以利用拉动事先设置好的连接所有密封塞19的牵引绳，使密封塞19依次打开。

实施例6

与实施例2不同的是，本实施例单体电池1为市售成品方壳电池，本实施例第一中空构件2和第二中空构件9的结构与实施例2相同，但是基于单体电池1结构不同，其装配方式及后续注液过程略有不同：

装配时，首先，在成品方壳电池底部形成第一通孔5，顶部形成第三通孔12，优选在露点标准-25到40℃间、湿度≤1％、温度23℃±2℃、洁净度10万级的环境下开设；并利用相应密封组件密封。

第二，按照实施例2中的装配方法，将第一中空构件2和第二中空构件9分别固定在各个单体电池底部和顶部。最后，在氮气氛围或者惰性气体氛围下抽真空，利用外力或者电解液自身打开密封组件，通过注液口向内腔注入电解液。

Claims (10)

1.一种大容量电池，其特征在于：包括第一中空构件(2)及多个并联的单体电池(1)；各个单体电池(1)内腔包括电解液区与气体区；

所述第一中空构件(2)包括底部敞口的第一中空箱体(3)以及用于覆盖敞口的第一盖板(4)；所述第一中空构件(2)沿多个单体电池(1)的排布方向延伸，固定在各个单体电池的底部；所述各个单体电池(1)的壳体底部设有第一通孔(5)；所述第一中空构件(2)开设有与各个单体电池(1)第一通孔(5)一一对应且贯通的第二通孔(6)，所述第一通孔(5)与第二通孔(6)通过第三中空构件(7)连通。

2.根据权利要求1所述大容量电池，其特征在于：所述第二通孔(6)的口径大于第三中空构件(7)与第二通孔(6)连接端的口径，使得第三中空构件(7)能够插入第二通孔(6)，且第二通孔(6)边沿与对应第三中空构件(7)的外壁焊接。

3.根据权利要求2所述大容量电池，其特征在于：所述第一中空构件(2)的一端设有注液口；另一端设泄爆膜。

4.根据权利要求3所述大容量电池，其特征在于：所述第一中空箱体(3)的底部开设若干定位槽(8)，各个单体电池(1)卡入对应定位槽(8)实现第一中空箱体在各个单体电池底部的定位。

5.根据权利要求1至4任一所述大容量电池，其特征在于：还包括第二中空构件(9)；所述第二中空构件(9)包括顶部敞口的第二中空箱体(10)以及用于覆盖敞口的第二盖板(11)；所述第二中空构件(9)沿多个单体电池(1)的排布方向延伸，通过第二中空箱体底部(20)固定在各个单体电池的顶部，并与各个单体电池(1)内腔贯通，各个单体电池(1)的气体区通过第二中空构件(9)连通。

6.根据权利要求5所述大容量电池，其特征在于：所述各个单体电池(1)的壳体顶部设有一个第三通孔(12)；所述第二中空构件(9)开设有与各个单体电池(1)第三通孔(12)一一对应且贯通的第四通孔(13)。

7.根据权利要求6所述大容量电池，其特征在于：所述第四通孔(13)在各个单体电池顶部的正投影完全覆盖对应第三通孔(12)；第四通孔(13)边沿与相应单体电池(1)的顶部密封焊接；使得各个单体电池(1)的第三通孔(12)与对应第四通孔(13)贯通。

8.根据权利要求6所述大容量电池，其特征在于：还包括第四中空构件(14)，所述第三通孔(12)与第四通孔(13)通过第四中空构件(14)连通。

9.根据权利要求8所述大容量电池，其特征在于：所述第四通孔(13)的口径大于第四中空构件(14)与第四通孔(13)连接端的口径，使得第四中空构件(14)能够插入第四通孔(13)；各个第四通孔(13)边沿与对应第四中空构件(14)的外壁焊接。

10.根据权利要求5所述大容量电池，其特征在于：所述第二中空构件(9)上设置有排气阀。