CN220774530U - 一种电池及电池组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，提出了一种电池及电池组。该电池包括：电芯、壳体和盖板组件，电芯包括电芯本体和极耳部，极耳部自电芯本体的相对两侧引出，且该引出方向形成第一方向；壳体具有用于容纳电芯的容纳腔，容纳腔的至少一侧具有开口；壳体包括本体部和第一外延部，沿第一方向，第一外延部设于本体部的至少一侧，且第一外延部向背离容纳腔方向、凸出本体部设置，第一外延部与本体部配合形成开口；盖板组件包括盖板本体、极柱和转接片，盖板本体扣合开口；极柱设于盖板本体；转接片设于容纳腔内，且转接片一端连接于极耳部，另一端连接于极柱。该电池可以提升电池内部电芯的尺寸，以增大电芯在电池内部占比，以及，提升电池的能量密度。

Description

一种电池及电池组

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池及电池组。

背景技术

目前，为了提升电箱体内的空间利用率，采用对电池顶面进行冷却的结构设计。如所示，以电池为例，为了适配置于电池顶面的冷却结构，电池中的盖板组件采用顶凸设计。但是，电池内部空间仍未得到充分利用，主要限制因素在于：为保证壳体边缘与盖板组件有效焊接，以及，保障转接片的结构性能，需设置转接片与焊接处具有一定间隔，以避让焊接处。但是，转接片的设置位置会限制电芯在电池内部的布局空间，导致电池内部空间利用率下降。

因此，如何提升电池内部电芯的尺寸，以及，提升电池的能量密度是亟需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种电池及电池组，该电池可以提升电池内部电芯的尺寸，以增大电芯在电池内部占比，以及，提升电池的能量密度。

为达到上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

根据本实用新型的第一个方面，提供了一种电池，包括：

电芯，所述电芯包括电芯本体和极耳部，所述极耳部自所述电芯本体的相对两侧引出，且所述极耳部自所述电芯本体的引出方向形成第一方向；

壳体，所述壳体具有用于容纳所述电芯的容纳腔，所述容纳腔的至少一侧具有开口；所述壳体包括本体部和第一外延部，沿所述第一方向，所述第一外延部设于所述本体部的至少一侧，且所述第一外延部向背离所述容纳腔方向、凸出所述本体部设置，所述第一外延部与所述本体部配合形成所述开口；

盖板组件，所述盖板组件包括盖板本体、极柱和转接片，所述盖板本体扣合所述开口；所述极柱设于所述盖板本体；所述转接片设于所述容纳腔内，且所述转接片一端连接于所述极耳部，另一端连接于所述极柱。

本申请提供的电池将壳体进行外延设计，使得容纳腔在开口位置的容积增大。据此，在保证转接片与盖板本体和第一外延部的连接处具有足够间隔的前提下，电池内部可以用于布置转接片的空间增大，因而，电芯的可设置空间也增大。在设计电芯时，可以向靠近盖板组件方向延伸电芯尺寸，以增加电芯的高度，提高电池内的空间利用率以及提高电池的能量密度。

根据本实用新型的第二个方面，提供了一种电池组，包括如上述第一个方面中任意技术方案提供的一种电池。

本申请提供的电池组中，电池将壳体进行外延设计，使得容纳腔在开口位置的容积增大。据此，在保证转接片与盖板本体和第一外延部的连接处具有足够间隔的前提下，电池内部可以用于布置转接片的空间增大，因而，电芯的可设置空间也增大。在设计电芯时，可以向靠近盖板组件方向延伸电芯尺寸，以增加电芯的高度，提高电池内的空间利用率以及提高电池的能量密度。

附图说明

为了更好地理解本申请，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申请的技术特征。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为本申请实施例提供的电池的半剖示意图；

图2为图1中电池的立体结构图；

图3为图1中转接片的结构示意简图；

图4为图2中电池的正视图；

图5为本申请实施例提供的电池组的结构示意图。

附图标记说明如下：

100、电池；110、电芯；111、电芯本体；112、极耳部；120、壳体；121、本体部；122、第一外延部；123、第二外延部；130、盖板组件；131、盖板本体；1311、基体部；1312、凸包；132、极柱；133、转接片；1331、第一部分；1332、第二部分；1333、弯折部；200、第一换热板；300、第二换热板；400、固定结构件。

具体实施方式

下面将结合本申请示例实施例中的附图，对本申请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，而并非用于限制本申请的保护范围，因此应当理解，在不脱离本申请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。

在本申请的描述中，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/”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申请中的具体含义。

进一步地，本申请的描述中，需要理解的是，本申请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，不应理解为对本申请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”。

第一方面，本申请实施例提供一种电池。图1为本申请实施例提供的电池的半剖示意图；图2为图1中电池的立体结构图；图3为图1中转接片的结构示意简图；图4为图2中电池的正视图。

请参考图1至图4所示出的结构，本申请实施例提供的电池100包括：电芯110、壳体120和盖板组件130，其中，电芯110包括电芯本体111和极耳部112，极耳部112自电芯本体111的相对两侧引出，且极耳部112自电芯本体111的引出方向形成第一方向；壳体120具有用于容纳电芯110的容纳腔，容纳腔的至少一侧具有开口；壳体120包括本体部121和第一外延部122，沿第一方向，第一外延部122设于本体部121的至少一侧，且第一外延部122向背离容纳腔方向、凸出本体部121设置，第一外延部122与本体部121配合形成开口；盖板组件130包括盖板本体131、极柱132和转接片133，盖板本体131扣合开口；极柱132设于盖板本体131；转接片133设于容纳腔内，且转接片133一端连接于极耳部112，另一端连接于极柱132。

在装配该电池100过程中，电芯110先置于壳体120的容纳腔内，之后，需将盖板组件130内的转接片133与电芯110的极耳部112进行连接；之后，需要焊接盖板本体131与壳体120，以封闭容纳腔的开口。

值得注意的是，沿第一方向，第一外延部122自本体部121向外延伸，该壳体120的开口由本体部121和第一外延部122配合形成。如图1和图2所示，在焊接盖板本体131与壳体120过程中，需要将盖板本体131与形成开口的整圈侧壁进行焊接，具体的，盖板本体131与第一外延部122焊接，且盖板本体131与本体部121在除去第一外延部122的部分焊接。

应理解，由于本申请实施例中，第一外延部122自本体部121沿第一方向、向背离容纳腔方向延伸，相当于，盖板本体131与第一外延部122的连接处向容纳腔的侧部进行了外延，所以容纳腔在靠近开口位置的容纳空间增大。因而，在布置电池100内部转接片133时，转接片133的可设置空间增大。

在布置转接片133时，需在转接片133两侧预留间隙，避免转接片133距离盖板本体131与壳体120的焊接处过近，致使焊接热量传递至转接片133、造成转接片133损伤，以及，避免转接片133触碰电芯本体111。据此，当转接片133的可设置空间增大，转接片133不必再过多压缩电芯本体111布置空间。

需要说明的是，本申请实施例提供的电池100将壳体120进行外延设计，使得容纳腔在开口位置的容积增大。据此，在保证转接片133与盖板本体131和第一外延部122的连接处具有足够间隔的前提下，电池100内部可以用于布置转接片133的空间增大，因而，电芯110的可设置空间也增大。在设计电芯110时，可以向靠近盖板组件130方向延伸电芯110尺寸，以增加电芯110的高度，提高电池100内的空间利用率以及提高电池100的能量密度。

此外，本申请实施例中的第一外延部122还可用于储存电解液，以提升电池100的结构性能。

请继续参考图1所示出的结构，沿第一方向，极耳部112自电芯本体111的相对两侧引出，每个极耳部112连接一个转接片133，该转接片133连接盖板本体131上的一个极柱132。应理解，两个极耳部112中，一个极耳部112具有正极性，另一个极耳部112具有负极性，相应的，与正极性的极耳部112连接的极柱132具有正极性、形成正极，与负极性的极耳部112连接的极柱132具有负极性、形成负极。

此外，电芯本体111由极片堆叠或缠绕形成，相邻极片间采用隔膜进行分隔。极片包括箔材和涂覆于箔材表面的活性物质，该活性物质用于在电池100内电解液作用下进行反应。值得注意的是，箔材未被活性物质涂覆的部分形成极耳，多层同一极性的极耳叠置后、形成极耳部112。具体的，与正极性的极片连接的极耳形成正极性的极耳部112，与负极性的极片连接的极耳形成负极性的极耳部112。

在壳体120表面设置第一外延部122时，可以仅在壳体120的一侧设置第一外延部122；或者，还可以在壳体120的两侧均设置第一外延部122，以进一步增大开口在第一方向上的空间，便于在容纳腔内布置转接片133和电芯110。

在一个实施例中，请继续参考图1和图3所示出的结构，转接片133包括第一部分1331、第二部分1332以及设于第一部分1331和第二部分1332之间的弯折部1333，第一部分1331连接极柱132，第二部分1332连接极耳部112；弯折部1333与第一方向之间的角度为a。

值得注意的是，本实施例中的转接片133可以将位于不同方向的极耳部112与极柱132进行连接，以合理利用电池100内部空间，提升电池100内部的空间利用率与能量密度。应理解，由于极耳部112与极柱132位于不同方位，所以转接片133需要进行弯折处理，以使得第一部分1331有效连接极柱132，第二部分1332有效连接极耳部112。

在布置弯折部1333时，该弯折部1333的弯折角度a受容纳腔内部空间大小影响，需保证弯折部1333与盖板本体131和壳体120的连接处具有间隙，以及，保证弯折部1333与电芯本体111之间具有间隙。由于容纳腔在靠近第一外延部122位置尺寸增大，所以在布置转接片133时，如图4所示，弯折部1333的折弯趋势可以缓一些、不必再设计的较为陡峭。

据此，在设计电芯110时，可以向靠近盖板组件130方向延伸电芯110尺寸，以增加电芯110的高度，提高电池100内的空间利用率以及提高电池100的能量密度。

在一个实施例中，请继续参考图1所示出的结构，沿电芯110指向盖板组件130方向，电芯110的高度与容纳腔的高度之比为0.9～1。示例性的，图1中，以第二方向示出电芯110指向盖板组件130方向，该第二方向垂直于第一方向。

需要说明的是，本申请实施例通过设置电芯110的高度与容纳腔的高度之比为0.9～1，可以提升电芯110在壳体120内部的占比，以提升电池100的空间利用率和能量密度。

在一个实施例中，请继续参考图1所示出的结构，沿第一方向，第一外延部122凸出于本体部121的尺寸小于等于5mm。

应理解，倘若第一外延部122的尺寸过大，不仅会在增加电池100的重量，而且会影响电池100的整体体积，导致整电池组的空间利用率下降，影响整体的能量密度。

需要说明的是，本申请实施例提供的电池100通过设置第一外延部122凸出本体部121的尺寸在上述范围内，可以保证转接片133有效布置在电池100内部，以及，有效控制电池100的整体体积，提升空间利用率与能量密度。

此外，值得注意的是，倘若第一外延部122的凸出尺寸太小，依旧存在转接片133距离焊接处过近、损坏转接片133的风险，此时，转接片133还需要以较大倾斜角度进行布置，无法为电芯本体111预留空间。进一步的，还可以设置：第一外延部122的凸出尺寸不小于1mm，以保障第一外延部122与盖板本体131的焊接处有效外扩，进而抬升转接片133。示例性的，在该实施例中，电芯110沿第二方向提升至少1mm。

在装配盖板本体131与壳体120时，可以将盖板本体131的至少部分置于容纳腔内；且控制置于容纳腔内的部分盖板本体131与第一外延部122焊接。应理解，沿第二方向，盖板本体131可以部分或全部置于开口内。

需要说明的是，该结构设置，可以有效缩减电池100在第二方向上的占用空间，以提升空间利用率。

在一个实施例中，第一外延部122的内壁设有台阶面，盖板本体131搭接于台阶面。

需要说明的是，第一外延部122内部的台阶面可以对盖板本体131进行初步固定，以便于后续焊接操作，可以提升盖板本体131与壳体120之间的焊接效果，避免电池100自接缝处漏液，提升电池100的结构性能。

在一个实施例中，请继续参考图1和图2所示出的结构，盖板本体131包括基体部1311和凸包1312，其中：基体部1311朝向电芯110一侧表面与电芯本体111抵接；凸包1312向背离电芯110的一侧凸出于基体部1311设置，且凸包1312靠近电芯110的一侧形成用于容纳部分转接片133的凹陷；极柱132设于凸包1312，且极柱132自凸包1312露出于盖板本体131背离电芯110一侧表面。应理解，该凸包1312可以与基体部1311一体成型或分体制备。

值得注意的是，通过设置电芯本体111与盖板本体131的基体部1311直接抵接。该结构设置，一方面，可以提升电池100内部结构的紧凑度，提升空间利用率与能量密度，另一方面，可以调整电芯110与盖板组件130之间的换热系数，提升电芯110与盖板组件130之间的换热能力，利于电池100内部热量快速散出。

示例性的，由于电芯本体111与基体部1311直接抵接，所以电芯110产生的热量可以自电芯本体111与盖板本体131的接触面、直接传递至盖板组件130；之后，盖板组件130向外界环境进行热量传递。

需要说明的是，由于本实施例中电芯本体111与基体部1311直接抵接，所以设置凸包1312。据此，该凸包1312可以有效固定极柱132，以保证极柱132在安装后的稳定性。同时，本实施例中，凸包1312朝向电芯110一侧的凹陷可以容纳至少部分转接片133，以提升电池100内部的空间利用率。而且，该凹陷可以便于转接片133与极柱132进行连接，以提升电芯110与极柱132的连接效果，提升过流能力。

在一个实施例中，请继续参考图1至图4所示出的结构，壳体120还包括第二外延部123，且第二外延部123与第一外延部122位于本体部121同侧、并与第一外延部122相对设置。

需要说明的是，第二外延部123可以扩大容纳腔底部空间，以增大电解液的容纳空间。同时，第二外延部123可以与第一外延部122配合，以在电池100的侧面形成凹陷结构，该凹陷结构可以用于容纳板状结构件，且可以发挥限位以及辅助固定功能。

示例性的，当板状结构件通过其他结构固定时，板状结构件可以置于凹陷结构内，且板状结构件可以与电池100固定连接，以有效固定箱体内电池100；或者，当电池100通过其他结构固定时，电池100可以通过结构件连接板状结构件，以对该板状结构件进行辅助固定。

当然，该凹陷结构还可以与板状结构件卡合，以进一步降低装配难度，具体不再赘述。

请继续参考图1至图4所示出的结构，容纳腔仅一侧设有开口；第二外延部123设于本体部121远离盖板组件130一侧。应理解，如图1、图2和图4所示，本实施例中，电池100仅一侧扣合有盖板组件130。

第二方面，本申请实施例还提供一种电池组。图5为本申请实施例提供的电池组的结构示意图。请结合图1至图4参考图5所示出的结构，本申请实施例提供的电池组包括如上述第一方面中任意技术方案提供的电池100。

需要说明的是，本申请提供的电池组中，电池100将壳体120进行外延设计，使得容纳腔在开口位置的容积增大。据此，在保证转接片133与盖板本体131和第一外延部122的连接处具有足够间隔的前提下，电池100内部可以用于布置转接片133的空间增大，因而，电芯110的可设置空间也增大。在设计电芯110时，可以向靠近盖板组件130方向延伸电芯110尺寸，以增加电芯110的高度，提高电池100内的空间利用率以及提高电池100的能量密度。

在一个实施例中，请继续参考图5所示出的结构，本申请实施例提供的电池组还包括第一换热板200，第一换热板200设置于电池100的盖板组件130一侧。

在应用本申请实施例提供的电池组时，电芯110产生的热量可经与其接触的盖板组件130直接向壳体120外部传递，置于盖板组件130表面的第一换热板200可以与盖板组件130进行热交换，使得电芯110产生的热量被快速冷却，以提升电池100的安全性能、甚至是电池组的安全性能。

需要说明的是，当电芯110主体与盖板本体131直接抵接，可以加快电芯110与盖板组件130的热交换速度，进而可以提升第一换热板200与电池100之间的热交换效果，提升电池100的安全性能。

在一个具体的实施例中，盖板组件130包括基体部1311和凸包1312，在壳体120外延后，电芯110的高度增加，电芯110与盖板组件130之间的距离可以进一步降低，甚至，电芯110与盖板组件130可以抵接，此时，第一换热板200设置在盖板组件130的基体部1311背离电芯110一侧，可以利用第一换热板200对电池100进行快速散热。该结构设置，尤其适用于快充需求增加的电池100。

在一个实施例中，电池组为电池包，电池包包括箱体，电池100置于箱体内；盖板组件130位于电池100背离箱体的底部一侧，且第一换热板200置于电池100背离所述箱体的底部一侧。

应理解，当电池100置入箱体后，电池100朝向箱体的底部一侧可定义为“电池100的底部”，相应的，电池100背离底板的一侧可定义为“电池100的顶部”。

需要说明的是，当盖板组件130设于电池100的顶部，盖板组件130与壳体120的接口位于电池100的顶部，可以便于提升电池100底部的平整度，进而提升电池100置入箱体后的稳定性。

在一个具体的实施例中，请继续参考图5所示出的结构，第一换热板200置于电池100的顶部。

需要说明的是，当将第一换热板200置于电池100的顶部，可以便于在电池100的底部进行其他结构设置，以合理优化电池100的结构布局，且可以便于提升电池100置入箱体后的平整度。

在一个实施例中，请继续参考图5所示出的结构，本申请实施例提供的电池组还包括第二换热板300，第二换热板300的至少部分设置于壳体120的第一外延部122和第二外延部123之间。

需要说明的是，第二换热板300可以与电池100的侧面进行热交换，加快电池100内部热量的散失，提升电池100的安全性能、甚至是电池组的安全性能。

具体的，电池100表面的第二外延部123可以与第一外延部122配合，以在电池100的侧面形成凹陷结构，该凹陷结构可以容置第二换热板300的至少部分，以进行辅助固定。

在一个具体的实施例中，请继续参考图5所示出的结构，沿第二换热板300的长度方向，第二换热板300两侧通过固定结构件400(例如螺栓)同箱体的框架连接，电池100同箱体之间的固定仅通过凹陷结构与第二换热板300的配合、实现自限位。在维护时，仅需拆除第二换热板300与箱体之间的固定结构件400，之后去除第二换热板300，进一步去除电池100即可。

应理解，本实施例中，第二换热板300作为第一方面中描述的板状结构件，该第二换热板300可以为冷板或其他成型板材，该冷板或其他成型板材采用高强度材料支撑，应具备足够的刚性和强度，同时兼顾冷却效果。

在一个实施例中，沿第一方向，第二换热板300同电池100的壳体120之间可以涂敷导热胶或粘贴可撕除导热双面胶，以对电池100和第二换热板300进行辅助固定，提升二者之间相对结构的稳定性。

值得注意的是，请继续结合图1至图4参考图5所示出的结构，沿第一方向，第二换热板300两侧分别布置有一排电池100，两排电池100中，至少一排电池100在朝向该第二换热板300一侧设有第一外延部122、甚至第二外延部123。

当然，当第二换热板300两侧的电池100均形成有凹陷结构时，第二换热板300可以有效容置于两个凹陷结构内，以保障第二换热板300可以有效与两侧电池100进行热交换，以及，提升箱体内的空间利用率，降低拆卸难度。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型创造后，将容易想到本申请的其它实施方案。本申请旨在涵盖本实用新型的任何变型、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申请的一般性原理并包括本申请未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和示例实施方式仅被视为示例性的，本申请的真正范围和精神由所附的权利要求指出。应当理解的是，本申请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。本申请的保护范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种电池，其特征在于，包括：

电芯，所述电芯包括电芯本体和极耳部，所述极耳部自所述电芯本体的相对两侧引出，且所述极耳部自所述电芯本体的引出方向形成第一方向；

壳体，所述壳体具有用于容纳所述电芯的容纳腔，所述容纳腔的至少一侧具有开口；所述壳体包括本体部和第一外延部，沿所述第一方向，所述第一外延部设于所述本体部的至少一侧，且所述第一外延部向背离所述容纳腔方向、凸出所述本体部设置，所述第一外延部与所述本体部配合形成所述开口；

盖板组件，所述盖板组件包括盖板本体、极柱和转接片，所述盖板本体扣合所述开口；所述极柱设于所述盖板本体；所述转接片设于所述容纳腔内，且所述转接片一端连接于所述极耳部，另一端连接于所述极柱。

2.如权利要求1所述的电池，其特征在于，沿所述电芯指向所述盖板组件方向，所述电芯的高度与所述容纳腔的高度之比为0.9～1。

3.如权利要求1或2所述的电池，其特征在于，沿所述第一方向，所述第一外延部凸出于所述本体部的尺寸小于等于5mm。

4.如权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述盖板本体的至少部分置于所述容纳腔内；置于所述容纳腔内的部分所述盖板本体与所述第一外延部焊接。

5.如权利要求4所述的电池，其特征在于，所述第一外延部的内壁设有台阶面，所述盖板本体搭接于所述台阶面。

6.如权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述盖板本体包括基体部和凸包，其中:

所述基体部朝向所述电芯一侧表面与所述电芯本体抵接；

所述凸包向背离所述电芯的一侧凸出于所述基体部设置，且所述凸包靠近所述电芯的一侧形成用于容纳部分所述转接片的凹陷；所述极柱设于所述凸包，且所述极柱自所述凸包露出于所述盖板本体背离所述电芯一侧表面。

7.如权利要求1或2所述的电池，其特征在于，所述壳体还包括第二外延部，所述第二外延部与所述第一外延部位于所述本体部同侧、并与所述第一外延部相对设置；所述容纳腔仅一侧设有开口；所述第二外延部设于所述壳体远离所述盖板组件一侧。

8.一种电池组，其特征在于，包括如上述权利要求1-7任一项所述的电池。

9.如权利要求8所述的电池组，其特征在于，所述电池组还包括第一换热板，所述第一换热板设置于所述电池的盖板组件一侧。

10.如权利要求8或9所述的电池组，其特征在于，所述电池组还包括第二换热板，所述第二换热板的至少部分设置于所述壳体的第一外延部和第二外延部之间。