CN220672739U - 一种锂电池用外壳及耐压抗冲击锂电池 - Google Patents

一种锂电池用外壳及耐压抗冲击锂电池 Download PDF

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Abstract

本实用新型属于锂电池技术领域,具体涉及一种锂电池用外壳及耐压抗冲击锂电池,本锂电池用外壳包括:壳体和外蜂窝组件;其中所述外蜂窝组件固定于壳体的外表面;本实用新型通过设置外蜂窝组件,相比于常规的夹芯芯材,抗冲击的外蜂窝组件可直接固化在电池壳体上,同时壳体内也设置有填充的内蜂窝组件,操作简捷,并且外蜂窝组件、内蜂窝组件轻质高强,极大的控制锂电池的重量,同时不需要构建夹层,在电解液的浸润过程中不会腐蚀分解,构建成独特的蜂窝结构,相较于同规格的金属板有更好的吸能抗冲击效果,重量更轻,而且蜂窝间隙为电芯内部极片膨胀提供了内力释放的空间,保护了极片界面,导热传热效果更佳,可以有效改善电芯的散热效果。

Description

一种锂电池用外壳及耐压抗冲击锂电池
技术领域
本实用新型属于锂电池技术领域,具体涉及一种锂电池用外壳及耐压抗冲击锂电池。
背景技术
近年来,锂离子电池因其在提供高效储能和环境可持续性方面的巨大潜力而受到广泛关注。然而,锂离子电池市场的进一步扩张及其对电动汽车的大规模影响目前受到其有限的安全性能的严重阻碍。在存储或使用过程中,受到外力碰撞导致电池挤压,损坏强应力区域,导致内部短路或外壳破裂,可引起电池热失控,而且强力的外力冲击易造成电池隔膜的撕裂,对电池的安全造成极大影响。
现有专利CN107933005A中通过构建一种筋条结构或波纹板组合结构的夹芯芯材板,并在芯材空隙中填充材料,又如专利CN209804750U中通过用蜂窝板焊接形成盒体,并设置上窄下宽的梯形结构的固定槽,再如专利CN210805830U中通过对侧壁进行改进,将其改为双层侧壁并在双层侧壁中间填充聚氨酯泡沫,但是,构建夹芯芯材并在空隙中填充材料,对于电池散热传热存在影响。焊接结构稳定的电池盒体,其紧固的结构对于电芯内部存在束缚,电芯在循环使用过程中发生膨胀,内部膨胀发生电池极片褶皱变形,从而影响电池性能。构建夹层并填充聚氨酯泡沫,减少了电芯群裕度的同时没有给内部电芯向外释放应力的空间,且一定程度上影响电池的热管理,在电芯内部空隙中全部填充材料也会增加电芯的重量。
因此,亟需开发一种新的锂电池用外壳及耐压抗冲击锂电池,以解决上述问题。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种锂电池用外壳及耐压抗冲击锂电池。
为了解决上述技术问题,本实用新型提供了一种锂电池用外壳,其包括:壳体和外蜂窝组件;其中所述外蜂窝组件固定于壳体的外表面。
进一步,所述外蜂窝组件包括:若干外蜂窝单元;所述壳体上至少一个面固定有若干外蜂窝单元,且每个面上的各所述外蜂窝单元依次相连形成整体。
进一步,所述外蜂窝单元包括:蜂窝编织物;所述蜂窝编织物内填充有树脂、固化剂。
进一步,所述树脂与固化剂的比例为(2.5-3.5):1。
进一步,所述蜂窝编织物呈六角形蜂窝设置。
进一步,所述蜂窝编织物包括:碳纤维布;所述碳纤维布适于插入芯模保持三维形态,所述碳纤维布上依次铺展脱模布、导流网和真空袋膜后密封;所述导流网适于引入树脂、固化剂浸润碳纤维布。
进一步,所述壳体内设置有内蜂窝组件。
进一步,所述内蜂窝组件包括:若干内蜂窝单元;各所述内蜂窝单元填充在壳体内。
进一步,所述的内蜂窝单元的结构与外蜂窝单元的结构相同。
另一方面,本实用新型提供一种耐压抗冲击锂电池,其包括:如上述的锂电池用外壳和电芯;所述电芯位于锂电池用外壳内。
本实用新型的有益效果是,本实用新型通过设置外蜂窝组件,相比于常规的夹芯芯材,抗冲击的外蜂窝组件可直接固化在电池壳体上,同时壳体内也设置有填充的内蜂窝组件,操作简捷,并且外蜂窝组件、内蜂窝组件轻质高强,极大的控制锂电池的重量,同时不需要构建夹层,在电解液的浸润过程中不会腐蚀分解,构建成独特的蜂窝结构,相较于同规格的金属板有更好的吸能抗冲击效果,重量更轻,而且蜂窝间隙为电芯内部极片膨胀提供了内力释放的空间,保护了极片界面,导热传热效果更佳,可以有效改善电芯的散热效果。
本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本实用新型而了解。
为使本实用新型的上述目的、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实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案,下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式,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。
图1是本实用新型的锂电池用外壳的结构图;
图2是本实用新型的外蜂窝单元的结构图。
图3是本实用新型的不同蜂窝编织物尺寸的抗压性能的示意图;
图4是本实用新型的不同蜂窝编织物尺寸的抗冲击性能的示意图。
图中:
1、壳体;2、外蜂窝组件;21、外蜂窝单元。
具体实施方式
为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术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,都属于本实用新型保护的范围。
实施例1,在本实施例中,如图1至图4所示,本实施例提供了一种锂电池用外壳,其包括:壳体1和外蜂窝组件2;其中所述外蜂窝组件2固定于壳体1的外表面。
在本实施例中,本实施例通过设置外蜂窝组件2,相比于常规的夹芯芯材,抗冲击的外蜂窝组件2可直接固化在电池壳体1上,同时壳体1内也设置有填充的内蜂窝组件,操作简捷,并且外蜂窝组件2、内蜂窝组件轻质高强,极大的控制锂电池的重量,同时不需要构建夹层,在电解液的浸润过程中不会腐蚀分解,构建成独特的蜂窝结构,相较于同规格的金属板有更好的吸能抗冲击效果,重量更轻,而且蜂窝间隙为电芯内部极片膨胀提供了内力释放的空间,保护了极片界面,导热传热效果更佳,可以有效改善电芯的散热效果。
在本实施例中,所述外蜂窝组件2包括:若干外蜂窝单元21;所述壳体1上至少一个面固定有若干外蜂窝单元21,且每个面上的各所述外蜂窝单元21依次相连形成整体。
在本实施例中,所述外蜂窝单元21包括:蜂窝编织物;所述蜂窝编织物内填充有树脂、固化剂。
在本实施例中,所述树脂与固化剂的比例为(2.5-3.5):1,树脂与固化剂的优选比例为3:1。
在本实施例中,所述蜂窝编织物呈六角形蜂窝设置,性能通常要高于方形和圆形,且结构更为稳定,电芯在壳体1内不易晃动错位。
在本实施例中,所述蜂窝编织物包括:碳纤维布;所述碳纤维布适于插入芯模保持三维形态,所述碳纤维布上依次铺展脱模布、导流网和真空袋膜后密封;所述导流网适于引入树脂、固化剂浸润碳纤维布。
在本实施例中,碳纤维布的导热传热效果更佳,可有效改善电芯的散热效果。
在本实施例中,蜂窝编织物的制备过程如下:第一步,在编织的碳纤维布中插入芯模使其保持三维形态;第二步,在固定好的碳纤维布上依次铺展脱模布、导流网和真空袋膜后密封;第三步,将树脂与固化剂按3:1比例经导流网浸润碳纤维布,室温真空保持24h成型,取出芯模,可直接在壳体1上操作;第四步,将第三步所得材料依据电芯群裕度设计裁切;第五步,将第四步所得材料按设计要求组装电池;另外,第一步中碳纤维布优选2.5D,单层壁厚0.4mm的蜂窝编织物,外蜂窝单元21的尺寸依次为5、10、15mm;第三步中树脂优选环氧树脂等耐腐蚀性树脂,成型方式优选真空导流成型;第五步可直接将材料固化与壳体1上,然后在壳体1内装入电芯,也可以先制备材料,裁切后填充至壳体1内。
在本实施例中,所述壳体1内设置有内蜂窝组件。
在本实施例中,所述内蜂窝组件包括:若干内蜂窝单元;各所述内蜂窝单元填充在壳体1内。
在本实施例中,所述的内蜂窝单元的结构与外蜂窝单元21的结构相同。
图3中横坐标为位移量(mm),纵坐标为压力值(MPa),图3中最底下曲线为蜂窝编织物的尺寸为5mm,图3中的中间曲线为蜂窝编织物的尺寸为10mm,图3中最顶上曲线为蜂窝编织物的尺寸为15mm。
图4中横坐标为蜂窝编织物的不同尺寸,纵坐标为抗冲击指标。
实施例2,在实施例1的基础上,本实施例提供一种耐压抗冲击锂电池,其包括:如实施例1所提供的锂电池用外壳和电芯;所述电芯位于锂电池用外壳内。
综上所述,本实用新型通过设置外蜂窝组件,相比于常规的夹芯芯材,抗冲击的外蜂窝组件可直接固化在电池壳体上,同时壳体内也设置有填充的内蜂窝组件,操作简捷,并且外蜂窝组件、内蜂窝组件轻质高强,极大的控制锂电池的重量,同时不需要构建夹层,在电解液的浸润过程中不会腐蚀分解,构建成独特的蜂窝结构,相较于同规格的金属板有更好的吸能抗冲击效果,重量更轻,而且蜂窝间隙为电芯内部极片膨胀提供了内力释放的空间,保护了极片界面,导热传热效果更佳,可以有效改善电芯的散热效果。
本申请中选用的各个器件(未说明具体结构的部件)均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件,其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。并且,本申请所涉及的软件程序均为现有技术,本申请不涉及对软件程序作出任何改进。
在本实用新型实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;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。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的系统、装置和方法,可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,所述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,又例如,多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本实用新型各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
以上述依据本实用新型的理想实施例为启示,通过上述的说明内容,相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内,进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容,必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。

Claims (6)

1.一种锂电池用外壳,其特征在于,包括:
壳体和外蜂窝组件;其中
所述外蜂窝组件固定于壳体的外表面;
所述外蜂窝组件包括:若干外蜂窝单元;
所述壳体上至少一个面固定有若干外蜂窝单元,且每个面上的各所述外蜂窝单元依次相连形成整体;
所述外蜂窝单元包括:蜂窝编织物;
所述蜂窝编织物内填充有树脂、固化剂;
所述蜂窝编织物包括:碳纤维布;
所述碳纤维布适于插入芯模保持三维形态,所述碳纤维布上依次铺展脱模布、导流网和真空袋膜后密封;
所述导流网适于引入树脂、固化剂浸润碳纤维布。
2.如权利要求1所述的锂电池用外壳,其特征在于,
所述蜂窝编织物呈六角形蜂窝设置。
3.如权利要求1所述的锂电池用外壳,其特征在于,
所述壳体内设置有内蜂窝组件。
4.如权利要求3所述的锂电池用外壳,其特征在于,
所述内蜂窝组件包括:若干内蜂窝单元;
各所述内蜂窝单元填充在壳体内。
5.如权利要求4所述的锂电池用外壳,其特征在于,
所述的内蜂窝单元的结构与外蜂窝单元的结构相同。
6.一种耐压抗冲击锂电池,其特征在于,包括:
如权利要求1-5任一项所述的锂电池用外壳和电芯;
所述电芯位于锂电池用外壳内。
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