CN220585433U - 电池、电池装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，提出了一种电池、电池装置，电池包括：电池外壳、电芯、绝缘板，电池外壳包括外壳本体和盖板，外壳本体形成有开口，盖板焊接连接外壳本体并覆盖开口；电芯包括电芯本体，电芯本体位于电池外壳内，盖板用于支撑电芯本体；绝缘板位于电芯和盖板之间，绝缘板的厚度为0.2mm‑0.4mm。该电池具有较高的能量密度和结构稳定性。

Description

电池、电池装置

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池、电池装置。

背景技术

相关技术中，电池包括有电池外壳和位于电池外壳内的电芯本体。其中，电池外壳可以包括有相互焊接的外壳本体和盖板。相关技术中，可以通过盖板支撑电芯本体。然而，由于盖板位于电池的底部，盖板容易受到外力作用而发生形变，形变的盖板容易挤压电芯本体，从而导致电芯本体弯折短路的问题。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

实用新型内容

本实用新型提供一种电池，该电池可以解决盖板形变造成电芯本体损坏的技术问题。

所述电池包括：

电池外壳，所述电池外壳包括外壳本体和盖板，所述外壳本体形成有开口，所述盖板焊接连接所述外壳本体并覆盖所述开口；

电芯，所述电芯包括电芯本体，所述电芯本体位于所述电池外壳内，所述盖板用于支撑所述电芯本体；

绝缘板，位于所述电芯和所述盖板之间，所述绝缘板的厚度为0.2mm-0.4mm。

本实用新型在电芯本体和盖板之间增设绝缘板，盖板可以通过绝缘板支撑电芯本体，从而该设置可以改善由于盖板形变对电芯本体造成损伤的问题。此外，绝缘板厚度过小，盖板与外壳本体封口焊接的热量直接传递至电芯，电芯2隔膜容易发生收缩从而导致正负极短路等安全风险，同时绝缘板容易发生熔化而难以对电芯稳定支撑，从而存在电芯底部不平整，进而导致隔膜弯折电池极片容易内部短路；绝缘板厚度过大，绝缘板占据电池内部较大空间，从而会降低电池整体空间利用率。本实用新型将绝缘板的厚度设置为合适的大小，该设置既可以保证电池的能量密度，同时也可以降低电芯短路的风险。

本实用新型还提供了一种电池装置，该电池装置包括上述的电池，该电池具有较高的能量密度和结构稳定性，从而该电池装置也具有较高的能量密度和结构稳定性。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

为了更好地理解本公开，可参考在下面的附图中示出的实施例。在附图中的部件未必是按比例的，并且相关的元件可能省略，以便强调和清楚地说明本公开的技术特征。另外，相关要素或部件可以有如本领域中已知的不同的设置。此外，在附图中，同样的附图标记在各个附图中表示相同或类似的部件。

其中：

图1为本公开电池一种示例性实施例的结构示意图；

图2为本公开电池一种示例性实施例中另一视角的结构示意图；

图3为本公开电池一种示例性实施例的装配结构示意图；

图4为图3所示电池另一视角的装配结构示意图；

图5为本公开电池一种示例性实施例中电芯的结构示意图。

附图标记说明：

1、电池外壳；11、外壳本体；111、底壁；112、侧壁；12、盖板；2、电芯；21、电芯本体；22、极耳；221、正极耳；222、负极耳；3、开口；4、绝缘板；41、通孔；5、极柱组件；51、正极柱；52、负极柱。

具体实施方式

下面将结合本公开示例实施例中的附图，对本公开示例实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。本文中的描述的示例实施例仅仅是用于说明的目的，而并非用于限制本公开的保护范围，因此应当理解，在不脱离本公开的保护范围的情况下，可以对示例实施例进行各种修改和改变。

在本公开的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”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”是指两个或两个以上；术语“和/或”包括一个或多个相关联列出项目的任何组合和所有组合。特别地，提到“该/所述”对象或“一个”对象同样旨在表示可能的多个此类对象中的一个。

除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，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，或电连接，或信号连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

进一步地，本公开的描述中，需要理解的是，本公开的示例实施例中所描述的“上”、“下”、“内”、“外”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本公开的示例实施例的限定。还需要理解的是，在上下文中，当提到一个元件或特征连接在另外元件一个或多个“上”、“下”、或者“内”、“外”时，其不仅能够直接连接在另外一个或多个元件“上”、“下”或者“内”、“外”，也可以通过中间元件间接连接在另外一个或多个元件“上”、“下”或者“内”、“外”。

本示例性实施例首先提供一种电池，如图1-5所示，图1为本公开电池一种示例性实施例的结构示意图，图2为本公开电池一种示例性实施例中另一视角的结构示意图，图3为本公开电池一种示例性实施例的装配结构示意图，图4为图3所示电池另一视角的装配结构示意图，图5为本公开电池一种示例性实施例中电芯的结构示意图。

电池包括：电池外壳1、电芯2、绝缘板4，电池外壳1包括外壳本体11和盖板12，外壳本体11形成有开口3，盖板12焊接连接外壳本体11并覆盖开口3；电芯2包括电芯本体21，电芯本体21位于电池外壳1内，盖板12用于支撑电芯本体21；绝缘板4位于电芯2和盖板12之间，绝缘板4的厚度为0.2mm-0.4mm。

本示例性实施在电芯本体21和盖板12之间增设绝缘板4，盖板12可以通过绝缘板4支撑电芯本体21，从而该设置可以改善由于盖板12形变对电芯本体21造成损伤的问题。此外，绝缘板4厚度过小，盖板12与外壳本体11封口焊接的热量直接传递至电芯2，电芯2隔膜容易发生收缩从而导致正负极短路等安全风险，同时，绝缘板4容易发生熔化而难以对电芯2稳定支撑，从而存在电芯2底部不平整，进而导致隔膜弯折电池极片容易内部短路；绝缘板4厚度过大，绝缘板4占据电池内部较大空间，从而会降低电池整体空间利用率。本示例性实施将绝缘板4的厚度设置为合适的大小，该设置既可以保证电池的能量密度，同时也可以降低电芯2短路的风险。

本示例性实施例中，绝缘板4的厚度可以为0.2mm、0.3mm、0.4mm等。

本示例性实施例中，如图1-5所示，绝缘板4在投影面上的正投影的面积为S1，盖板12在投影面上的正投影的面积为S2，投影面平行盖板12的最大表面；S1/S2大于等于0.8且小于等于0.99。例如，S1/S2可以等于0.8、0.81、0.82、0.83、0.84、0.85、0.86、0.87、0.88、0.89、0.90、0.91、0.92、0.93、0.94、0.95、0.96、0.97、0.98、0.99等。S1/S2过大，绝缘板4在投影面上的正投影的面积过大，绝缘板4边沿和盖板12边沿之间的距离较小，盖板12与外壳本体11封口焊接的热量容易传递至电芯2，电芯2隔膜容易发生收缩从而导致正负极短路等安全风险，同时，绝缘板4容易发生熔化而难以对电芯2稳定支撑，从而存在电芯2底部不平整，进而导致隔膜弯折电池极片容易内部短路。此外，绝缘板4边沿和盖板12边沿之间的距离较小，盖板12与外壳本体11封口焊接的热量容易导致绝缘板4熔化或燃烧，熔化或燃烧的绝缘板4会导致盖板12与外壳本体11封口焊接界面形成炸孔，从而影响盖板12和外壳本体11之间的焊接密封性；S1/S2过小，绝缘板4在投影面上的正投影的面积过小，绝缘板4对电芯本体21的支撑面积较小，绝缘板4不仅难以对电芯本体21形成稳定的支撑，同时，电芯本体21部分结构还可能位于绝缘板4以外，因而电芯本体21在绝缘板4边缘位置具有较大的应力集中，从而电芯本体21容易在绝缘板4边缘位置产生形变，进而导致电芯本体21析锂问题。本示例性实施例将S1/S2设置为合适的大小，该设置既可以降低盖板12和外壳本体11焊接时焊穿绝缘板4的风险，同时也可以通过绝缘板4对电芯本体21实现稳定支撑。

本示例性实施例中，绝缘板4在投影面上的正投影位于盖板12在投影面上的正投影上；绝缘板4在投影面上的正投影的边沿与盖板12在投影面上的正投影的边沿之间的最小距离可以大于等于0.02mm且小于等于3mm。例如，绝缘板4在投影面上的正投影的边沿与盖板12在投影面上的正投影的边沿之间的最小距离可以等于0.02mm、0.03mm、0.04mm、0.05mm、0.06mm、0.07mm、0.08mm、0.09mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm、0.4mm、0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.4mm、2.5mm、2.6mm、2.7mm、2.8mm、2.9mm、3mm。

本示例性实施例中，如图1-5所示，绝缘板4在投影面上的正投影的面积为S1，电芯本体21在投影面上的正投影的面积为S3；S1/S3大于等于1且小于等于1.3。例如，S1/S3可以等于1、1.1、1.2、1.3等。S1/S3过小，绝缘板4对电芯本体21的支撑稳定性较差，且电芯本体21在绝缘板4边缘位置容易出现形变而析锂；S1/S3过大，盖板12和外壳本体11焊接时容易焊穿绝缘板4。本示例性实施例将S1/S3设置为合适的大小，该设置既可以降低盖板12和外壳本体11焊接时焊穿绝缘板4的风险，同时也可以通过绝缘板4对电芯本体21实现稳定支撑。

本示例性实施例中，如图1-5所示，外壳本体11可以包括一体成型的底壁111和侧壁112，侧壁112环绕底壁111的边沿设置，底壁111和外壳本体11的开口3相对设置。本示例性实施例中，底壁111和侧壁112可以通过压印工艺一体成型，此外，底壁111和侧壁112还可以通过其他工艺一体成型，例如，底壁111和侧壁112也可以通过铸造工艺一体成型。

本示例性实施例中，如图1-5所示，电池还可以包括：极柱组件5，极柱组件5电连接于电芯本体21，极柱组件5可以设置于底壁111上。本示例性实施例中，盖板12和外壳本体11焊接连接，盖板12和外壳本体11之间的焊接位置属于电池外壳的薄弱位置，电池受到外部冲击时盖板12和外壳本体11极易分离。本示例性实施例将极柱组件5设置于底壁111上。一方面，盖板12位于远离极柱组件5的一侧，极柱组件5在外部冲击作用下对电池外壳1产生的作用力较难传递到盖板12位置，从而该设置可以降低盖板12和外壳本体11分离的风险；另一方面，本示例性实施例将极柱组件5设置于与侧壁112一体成型的底壁111上，底壁111和侧壁112具有较高的强度，从而底壁111可以对极柱组件5形成稳定的支撑效果。

本示例性实施例中，如图1-5所示，盖板12的厚度可以小于底壁111的厚度。一方面，本示例性实施例将盖板12的厚度设置的较小，从而可以降低盖板12占用电池外壳内部的空间，进而可以提高电池的能量密度；另一方面，本示例性实施例将底壁111的厚度设置的较大，底壁111可以对极柱组件5进行稳定的支撑。

本示例性实施例中，如图1-5所示，绝缘板4上可以形成有通孔41。通孔41可以在绝缘板4和盖板12之间形成缓冲空间。一方面，盖板12受到外部冲击时，该缓冲空间可以避免作用力直接传递到绝缘板4上，从而可以降低外部冲击对电芯本体21造成的损伤程度；另一方面，空气具有较高的热阻，缓冲空间可以提高电池位于盖板一侧的隔热效果；再一方面，位于电池外壳1和电芯2之间的电解液可以通过通孔41回到电芯内部，该设置可以提高电池整体使用寿命。

需要说明的是，当绝缘板4设置有通孔41时，绝缘板4的厚度为绝缘板4未设置通孔位置的厚度。应该理解的是，在其他示例性实施例中，绝缘板4上也可以不设置通孔，即绝缘板4为平板结构。此外，绝缘板4上通孔的数量可以为一个或多个。

本示例性实施例中，如图1-5所示，绝缘板4的导热系数可以小于盖板12的导热系数。绝缘板4对盖板12和外壳本体11焊接时产生的热量具有一定的阻挡作用，从而可以进一步降低焊接热量损坏电芯本体21的风险。此外，绝缘板4可以为绝缘件。绝缘板4可以避免电芯本体21和电池外壳1短接。本示例性实施例中，电池外壳1可以为金属壳体，例如，电池外壳1可以铝壳体、铜壳体，铜铝复合壳体等。绝缘板4可以为聚酰亚胺、聚乙烯板、聚苯板等。

本示例性实施例中，如图1-5所示，电芯2还可以包括极耳22，其中，电芯本体21可以包括正负极片以及位于正负极片之间的隔膜，正负极片包括有集流体和位于集流体至少一侧的活性材料。极耳22可以为多个，多个极耳22中可以包括正极耳221和负极耳222。其中，正极耳221连接于正极片中的集流体，例如，正极耳221可以由正极集流体裁剪形成；负极耳222连接于负极片中的集流体，例如，负极耳222可以由负极集流体裁剪形成。

本示例性实施例中，如图1-5所示，极柱组件5可以包括正极柱51和负极柱52，正极柱51可以通过正极耳221电连接电芯本体21，负极柱52可以通过负极耳222电连接电芯本体21。

本示例性实施例中，盖板12可以包括在其厚度方向上相对设置的两大面，以及连接于相对两大面之间的侧面。侧壁112可以包括面向开口3一侧的端面和面向电芯本体21一侧的内侧面。盖板12可以通过其侧面与侧壁112的内侧面焊接，盖板12也可以通过其大面与侧壁112的端面焊接。此外，盖板12和侧壁112还可以通过位于盖板12或侧壁112上的翻边焊接。

本示例性实施例中，盖板12和侧壁112可以通过激光焊接、超速焊接、电阻焊接等方式焊接。

本示例性实施例中，电池可以包括两个电芯，应该理解的是，在其他示例性实施例中，电池还可以包括其他数量的电芯，例如，电池还可以包括1个电芯、3个电芯、4个电芯等。

本示例性实施例中，电池可以为锂离子电池，应该理解的是，在其他示例性实施例中，电池还可以为镉镍电池、镍氢电池、锂聚合物电池等。

本示例性实施例还提供一种电池装置，该电池装置可以包括上述的电池。该电池装置可以包括支撑底板，支撑底板用于支撑电池，电池的盖板可以与支撑底板固定连接。

需要说明的是，电池包括电芯和电解质，能够进行诸如充电/放电的电化学反应的最小单元。电芯是指将堆叠部卷绕或层压形成的单元，该堆叠部包括第一极片、分隔物以及第二极片。当第一极片为正极片时，第二极片为负极片。其中，第一极片和第二极片的极性可以互换。第一极片和第二极片涂布活性物质。

本示例性实施例中，电池可以为四棱柱型电池，四棱柱型电池主要是指外形为棱柱形状，但不严格限定棱柱每条边是否一定为严格意义的直线，边与边之间的拐角不一定为直角，可以为圆弧过渡。

本示例性实施例中，电池还可以为圆柱电池，圆柱电池的电池外壳可以包括两个圆形端面和位于两圆形端面之间的曲面。

电池可以为叠片式电池，叠片式电池不仅成组方便，且可以加工得到长度较长的电池。具体的，电芯为叠片式电芯，电芯具有相互层叠的第一极片、与第一极片电性相反的第二极片以及设置在第一极片和第二极片之间的隔膜片，从而使得多对第一极片和第二极片堆叠形成叠片式电芯。

或者，电池可以为卷绕式电池，即将第一极片、与第一极片电性相反的第二极片以及设置在第一极片和第二极片之间的隔膜片进行卷绕，得到卷绕式电芯。

本示例性实施例中，电池装置为电池模组或电池包。

电池模组包括多个电池，电池可以是方形电池，电池模组还可以包括端板和侧壁，端板和侧壁用于固定多个电池。电池可以是圆柱电池，圆柱电池可以设置在托板上，以此形成电池模组。

电池包包括多个电池和箱体，箱体用于固定多个电池。

需要说明的是，电池包包括电池，电池可以为多个，多个电池设置于箱体内。其中，多个电池可以形成电池模组后安装于箱体内。或者，多个电池可以直接设置在箱体内，即无需对多个电池进行成组，利用箱体对多个电池进行固定。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的内容后，将容易想到本公开的其他实施例。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由权利要求指出。

本公开中的附图只涉及本公开涉及到的结构，其他结构可参考通常设计。在不冲突的情况下，本公开的实施例及实施例中的特征可以相互组合以得到新的实施例。本领域的普通技术人员应当理解，可以对本公开的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本公开技术方案的精神和范围，均应涵盖在本公开的权利要求的范围当中。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的范围仅由所附的权利要求来限定。

Claims (10)

1.一种电池，其特征在于，所述电池包括：

电池外壳(1)，所述电池外壳(1)包括外壳本体(11)和盖板(12)，所述外壳本体(11)形成有开口(3)，所述盖板(12)焊接连接所述外壳本体(11)并覆盖所述开口(3)；

电芯(2)，所述电芯(2)包括电芯本体(21)，所述电芯本体(21)位于所述电池外壳(1)内，所述盖板(12)用于支撑所述电芯本体(21)；

绝缘板(4)，位于所述电芯(2)和所述盖板(12)之间，所述绝缘板(4)的厚度为0.2mm-0.4mm。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述绝缘板(4)在投影面上的正投影的面积为S1，所述盖板(12)在所述投影面上的正投影的面积为S2，所述投影面平行所述盖板(12)的最大表面；

S1/S2大于等于0.8且小于等于0.99。

3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述绝缘板(4)在投影面上的正投影位于所述盖板(12)在所述投影面上的正投影上，所述投影面平行所述盖板(12)的最大表面；

所述绝缘板(4)在投影面上的正投影的边沿与所述盖板(12)在所述投影面上的正投影的边沿之间的最小距离大于等于0.02mm且小于等于3mm。

4.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述绝缘板(4)在投影面上的正投影的面积为S1，所述电芯本体(21)在所述投影面上的正投影的面积为S3，所述投影面平行所述盖板(12)的最大表面；

S1/S3大于等于1且小于等于1.3。

5.根据权利要求1-4任一项所述的电池，其特征在于，所述外壳本体(11)包括一体成型的底壁(111)和侧壁(112)，所述底壁(111)和所述外壳本体(11)的开口(3)相对设置。

6.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，所述盖板(12)的厚度小于所述底壁(111)的厚度。

7.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，所述电池还包括：

极柱组件(5)，电连接于所述电芯本体(21)，且所述极柱组件(5)设置于所述底壁(111)上。

8.根据权利要求1-4任一项所述的电池，其特征在于，所述绝缘板(4)上形成有一个或多个或通孔(41)。

9.根据权利要求1-4任一项所述的电池，其特征在于，所述绝缘板(4)的导热系数小于所述盖板(12)的导热系数。

10.一种电池装置，其特征在于，电池装置包括权利要求1-9任一项所述的电池。