CN220796911U - 一种大容量电池用筒体及大容量电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池领域，具体为一种大容量电池用筒体及大容量电池。克服各个单体电池极柱的上端面难以位于同一平面的技术问题。筒体顶板上对应各单体电池极柱开设有供单体电池极柱伸出的第一通孔；筒体底板向远离筒体顶板的方向具有一个凸起部，用以形成电解液共享腔室；筒体底板位于电解液共享腔室两侧的区域分别开设与各个单体电池一一对应的至少一个第二通孔，第二通孔用于供支撑件穿过，支撑位于筒体内的各个单体电池。通过调节支撑件伸入筒体内部的长度，调节其对应单体电池极柱伸出第一通孔的长度，最终使得所有单体电池的极柱上端面位于同一平面。

Description

一种大容量电池用筒体及大容量电池

技术领域

本实用新型属于电池领域，具体为一种大容量电池用筒体及大容量电池。

背景技术

目前市场上多通过并联或串联多个单体电池使其成为大容量电池(也可称之为电池模组或电池组)。

但是现有的大容量电池中各单体电池自身存在差异，因木桶效应的存在，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。因此如何提升大容量电池中各单体电池的均一性成为了该领域研究的重点和难点。

为了解决上述问题，相关技术提出了一种大容量电池，如图1和图2所示，该大容量电池包括外壳1以及多个单体电池；外壳1由筒体2和两块端板3围合而成，多个单体电池并联放置在筒体2内，筒体顶板7上对应各单体电池极柱开设有供单体电池极柱伸出外壳1的第一通孔4；各个单体电池极柱伸出第一通孔4且第一通孔4对应的外壳1区域与单体电池壳体固定密封。

筒体底板5设置有电解液共享腔室6，电解液共享腔室6和各个单体电池内腔的电解液区连通，通过电解液共享腔室6可使各单体电池处于统一的电解液环境，确保了各单体电池内电解液的均一性，提升了大容量电池的性能和循环寿命。

筒体顶板7还可以设置有气体腔室8，气体腔室8可以和各个单体电池内腔的气体区连通，实现各单体电池的气体平衡，进一步提升大容量电池的性能和循环寿命。气体腔室8还可以作为泄爆通道，当任一单体电池发生热失控，该单体电池内腔的热失控烟气进入气体腔室8冲破设置在气体腔室8任一端的泄爆机构，排出。

筒体2还可采用图3所示结构，在图2电解液共享腔室6两侧的筒体底板5外部区域分别设有支撑块9，该支撑块9沿x方向延伸。从图中可以看出，在支撑块9上、沿x方向开设第一孔10。相对于图1和图2，图3中筒体2底部在y方向的尺寸较大，因此，放置时，具有较好的稳定性。可以将长度大于筒体2、截面与第一孔10截面相适配的绝缘支撑杆插入支撑块9的通孔，并确保绝缘支撑杆的两端延伸出筒体2的端面。基于具有此类筒体2的大容量电池组装成储能设备时，绝缘支撑杆的两端可以作为支撑部，与储能箱体的支撑架固定，操作简单方便，同时可以提高此类大容量电池在储能箱体内的稳定性。

上述筒体2高度(z方向尺寸)需要略大于各个单体电池的高度，以确保所有单体电池能够顺利装入筒体2，但是最终还是需要各个单体电池极柱伸出筒体顶板7的第一通孔4，以便于基于极柱实现电连接或散热等功能。如可以通过在所有单体电池的极柱上固定如图1所示的极柱转接件11(也可称之为传热连接件，该传热连接件为一根细长构件，用于和大容量电池中多个单体电池的正极柱或负极柱连接，需要说明的是，该传热连接件适用于大容量电池中所有单体电池的正极柱或负极柱位于同一平面的情况)，实现各个单体电池的并联。

在上述大容量电池的制备过程中，通常，可以将多个单体电池固定为一个整体，从筒体2任意敞口端，推入筒体2内腔；此时，各个单体电池的底部与筒体底板5接触，各个单体电池极柱与相应第一通孔4对应，但没有伸出第一通孔4；之后利用托举工装从底部支撑多个单体电池，使各个单体电池的底部脱离筒体底板5，各个单体电池极柱伸出相应第一通孔4；之后，沿筒体2长度方向，插入长条状等高支撑筋，取出托举工装即可。但是当各个单体电池在高度方向存在误差时，可能会导致各个单体电池极柱伸出第一通孔4的长度有所不同，各个单体电池极柱上端面无法共面，使得图1所示的极柱转接件难以确保与单体电池极柱接触后实现连接。

因此，在上述大容量电池的制备过程中，如何有效的使得各个单体电池极柱伸出筒体顶板7的第一通孔4，且使得各个单体电池极柱的上端面位于同一平面是目前急需解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种大容量电池用筒体及大容量电池，克服各个单体电池极柱的上端面难以位于同一平面的技术问题。

本实用新型的技术方案是：

一种大容量电池用筒体，用于容纳多个单体电池，其特殊之处在于：由筒体顶板、筒体底板及筒体侧板围合而成；

筒体顶板上对应各单体电池极柱开设有供单体电池极柱伸出的第一通孔；

筒体底板向远离筒体顶板的方向具有一个凸起部，用以形成电解液共享腔室；

筒体底板位于电解液共享腔室两侧的区域分别开设与各个单体电池一一对应的至少一个第二通孔，第二通孔用于供支撑件穿过，支撑位于筒体内的各个单体电池。

本实用新型在筒体底板开设用于供支撑件穿过的多个第二通孔，支撑件一端穿过，支撑位于筒体内的各个单体电池。通过调节支撑件伸入筒体内部的长度，可以调节其对应单体电池极柱伸出第一通孔的长度，在调节过程中，以某一单体电池极柱伸出第一通孔的最短长度为标准，调节其余单体电池极柱伸出第一通孔的长度，使得所有单体电池的极柱上端面位于同一平面。

进一步地，第二通孔为螺纹孔，那么相对应的支撑件为螺钉，通过调节螺钉拧入螺纹孔的长度，调节单体电池极柱伸出第一通孔的长度。

进一步地，第二通孔为台阶通孔，台阶通孔的小孔靠近筒体底板的内表面，台阶通孔的小孔为螺纹孔，用于与螺钉螺杆部位配合；台阶通孔的大孔靠近筒体底板的外表面，容纳螺钉头部。增设第二通孔大孔，在调节完成后，可以使得螺钉头部位于第二通孔的大孔内，确保整个大容量电池的筒体底板较为平整。

进一步地，位于电解液共享腔室两侧、对应于同一单体电池的第二通孔相对于电解液共享腔室相互对称。便于保证单体电池在筒体内的平衡性。

进一步地，筒体顶板向远离筒体底板的方向具有一个凸起部，形成第二通道，作为气体腔室。

本实用新型还提供一种大容量电池，其特殊之处在于：包括外壳、排布在外壳内的多个并联的单体电池以及用于支撑单体电池的支撑件；

外壳包括筒体和分别密封固定在筒体相对两个敞口端的端板，筒体为上述述大容量电池用筒体；

支撑件的一端穿过筒体底板的第二通孔，支撑位于筒体内的各个单体电池，使得各个单体电池极柱伸出第一通孔；

第一通孔对应的筒体顶板区域与单体电池壳体固定密封；支撑件的另一端与第二通孔对应的筒体底板区域固定密封。

进一步地，正如上述，当第二通孔为螺纹孔时，支撑件为螺钉。

进一步地，在拧动螺钉，支撑单体电池的过程中，螺钉尾部直接与单体电池壳体接触，相互摩擦，可能会产生金属碎屑，这些碎屑随着电解液流动，粘附各个单体电池的正极与负极之间，增大电池短路的风险，基于此，本实用新型可以在螺钉尾部套设胶套，胶套直接与单体电池壳体接触，减小摩擦，进而可以避免金属碎屑产生。

进一步地，螺钉的头部或靠近头部的位于筒体外部的螺杆部位与第二通孔对应的筒体底板区域焊接密封，可以使得整个外壳具有较好的密封性能。

进一步地，当第二通孔为台阶通孔，上述大容量电池，还包括密封片；密封片固定在第二通孔大孔孔口，密封第二通孔大孔。确保整个大容量电池的筒体底板较为平整的同时还可以使得整个外壳具有更好的密封性能。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型在筒体底板开设与单体电池对应的多个第二通孔，将支撑件一端穿过，支撑位于筒体内的各个单体电池。通过调节支撑件伸入筒体内部的长度，可以调节对应单体电池极柱伸出第一通孔的长度，在调节过程中，以单体电池极柱伸出第一通孔的最短长度为标准，调节其余单体电池极柱伸出第一通孔的长度，使得所有单体电池的极柱上端面位于同一平面，可适用于利用两个细长构件类极柱转接件分别将所有单体电池正极极柱和负极极柱连接，以实现各个单体电池并联的大容量电池。

附图说明

图1为背景技术中大容量电池的结构示意图；

图2为背景技术中一种筒体的结构示意图；

图3为背景技术中另一种筒体的结构示意图；

图4为实施例1中筒体的结构示意图；

图5为实施例1中筒体的仰视图；

图6为实施例2中筒体的仰视图；

图7为实施例3中筒体的结构示意图；

图8为实施例3中筒体的仰视图；

图9为实施例4中一种筒体的结构示意图；

图10为实施例4中另一种筒体的结构示意图；

图11为实施例5中大容量电池的结构示意图。

图中附图标记为：

1、外壳；2、筒体；3、端板；4、第一通孔；5、筒体底板；6、电解液共享腔室；7、筒体顶板；8、气体腔室；9、支撑块；10、第一孔；11、极柱转接件；12、第二通孔；13、第一区域；14、第二区域；15、大孔；16、小孔；17、第三通孔；18、螺钉；19、密封片。

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、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、第四等”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

实施例1

本实施例为一种筒体2，可作为背景技术中所述大容量电池的筒体2，其结构如图4和图5所示，为了便于描述，可以将筒体2长度方向定义为x方向，筒体2宽度方向定义为y方向，筒体2高度方向定义为z方向。

与图2中所述筒体2不同的是，本实施例在筒体底板5电解液共享腔室6两侧的区域分别开设与各个单体电池一一对应的至少一个第二通孔12，第二通孔12用于供支撑件穿过，支撑位于筒体2内的各个单体电池，确保各个单体电池的极柱伸出筒体顶板7的第一通孔4。通过调节伸入筒体2内支撑件的长度，以某一单体电池极柱伸出第一通孔4的最短长度为标准，调节其余单体电池极柱伸出第一通孔4的长度，最终可以确保各个单体电池极柱上端面位于同一平面。

本实施例第二通孔12为螺纹孔，相对应的支撑件为螺钉18(可参见图11)；当将各个单体电池装入筒体2内后(将该状态下的构件定义为大容量电池半成品)，在对应螺纹孔内，拧入螺钉18，螺钉18尾部与单体电池下盖板接触后，继续拧紧螺钉18，可对单体电池进行抬高，使其极柱伸出对应的第一通孔4；当大容量电池正置时，螺钉18需要对抗单体电池的重力，才能拧入对应螺纹孔，使得调节过程较为困难。因此，可以考虑，将大容量电池半成品倒置后进行上述操作。也可以在各个单体电池底部利用托举工装从底部支撑多个单体电池，使各个单体电池的底部脱离筒体底板5，各个单体电池极柱伸出相应第一通孔4；之后，在各个螺纹孔内拧入对应螺钉18，根据各个单体电池伸出第一通孔4的长度，调节对应螺钉18，使得各个单体电池极柱上端面位于同一平面，取出托举工装即可。

需要说明的是，为了防止螺钉18尾部刺破单体电池，选用尾部为平端的螺钉18。

另外，由于螺钉尾部直接与单体电池壳体接触，在拧紧螺钉的过程中，螺钉尾部与单体电池壳体相互摩擦，可能会产生金属碎屑，这些碎屑随着电解液流动，粘附各个单体电池的正极与负极之间，增大电池短路的风险，基于此，本实施例可以在螺钉尾部套设绝缘胶套，绝缘胶套直接与单体电池壳体接触，减小摩擦，进而可以避免金属碎屑产生。胶套的材料一般选用不与电解液反应的具有一定弹性的塑料或橡胶等。

为了确保整个外壳1的密封性，可在螺纹连接部位增设密封垫。该方式的优势在于成本较低，但由于密封垫长时间浸泡在电解液中，在使用较长时间后，密封可靠性存疑。也可以将螺钉18位于筒体2外部的部位(头部或头部与靠近头部的部分螺杆部位)与螺纹孔对应的筒体底板5区域焊接实现密封，螺纹孔对应的筒体底板5区域可以为螺纹孔四周的筒体底板5区域。该方式成本较低，相对于增设密封垫，其长期使用后气密性较好。

在其他一些实施例中，第二通孔12还可以为光孔，相对应的支撑件为铆钉；利用铆钉支撑各个单体电池并调节到位后，需要将铆钉与筒体底板5固定连接，确保铆钉在z方向上无法发生位移，避免支撑失效的问题出现。

在电解液共享腔室6两侧的筒体底板5区域、与每个单体电池对应的第二通孔12可以为一个，也可以为多个，具体可以根据单体电池的重量以及支撑件的承重能力确定，需要说明的是，第二通孔12的数量不宜过多，过多的第二通孔12会导致筒体底板5的支撑强度变弱，同时会使得整个外壳1的密封性能较差。

为了便于描述，可以将电解液共享腔室6两侧的筒体底板5区域分别定义为第一区域13和第二区域14；考虑到支撑的平衡性，各个单体电池在第一区域13和第二区域14上分别对应的第二通孔12关于电解液共享腔室6对称。

实施例2

如图6所示，与实施例1不同的是，本实施例第二通孔12为台阶孔，其中大孔15靠近筒体底板5的外表面，小孔16靠近筒体底板5的内表面。小孔16为螺纹孔，用于与螺钉18配合；大孔15为光孔，用于容纳螺钉18头部。

成组的各个单体电池高度之间的误差较大时，可以根据误差大小、极柱高度以及极柱与筒体顶板之间的距离选取不同长度的螺钉18，调节螺钉18拧入小孔16内的长度，对相应单体电池进行支撑，调节完成后确保各个螺钉18头部位于大孔15内，之后利用密封片19(参见图11)覆盖大孔15，将密封片19与大孔15边沿采用焊接的方式进行固定，实现密封。

成组的各个单体电池高度之间的误差较小时，可以选用相同长度的螺钉18，调节螺钉18拧入小孔16内的长度，对相应单体电池进行支撑，调节完成后，各个螺钉18的头部均位于大孔15内，之后利用密封片19覆盖大孔15，将密封片19与大孔15边沿采用焊接的方式进行固定，实现密封。

实施例3

如图7和图8所示，与上述实施例不同的是，本实施例在图3所示筒体底板5上开设第二通孔12，该第二通孔12也优选为螺纹孔，为了便于螺钉18拧入螺纹孔，在支撑块9上开设与第二通孔12贯通的第三通孔17，该第三通孔17的孔径略大于第二通孔12孔径，如图8所示，将螺钉18穿过第三通孔17拧入第二通孔12内。第二通孔12的具体结构以及第二通孔12在筒体底板5上的排布及数量均与实施例1和实施例2相同，此处不再赘述。

实施例4

与上述实施例不同的是，本实施例在上述实施例的基础上，在筒体顶板7上还设有气体腔室8。

从图9和图10中可以看出，本实施例筒体顶板7向远离筒体底板5的方向凸出，形成第二通道，作为气体腔室8。该气体腔室8也可以在挤压筒体2的过程中与筒体2一体挤压成型，加工过程简单方便。

实施例5

本实施例为一种大容量电池，采用上述实施例中的筒体2。

如图11所示，以采用实施例2中的筒体2为例，该大容量电池具体包括筒体2、密封固定在筒体2相对两个敞口端的端板3、排布在筒体2内的10个并联的单体电池以及用于支撑单体电池的20个螺钉18。在其他一些实施例中，单体电池的具体数量以及螺钉18的数量可根据实际需求进行确定。

螺钉18的尾部穿过筒体底板5的第二通孔12，与位于筒体2内的各个单体电池的下盖板接触，支撑各个单体电池，使得各个单体电池极柱伸出的第一通孔4，且所有单体电池的极柱上端面位于同一平面。

各个单体电池极柱伸出第一通孔4且第一通孔4对应的筒体顶板7区域与单体电池壳体固定密封；

螺钉18的头部位于对应第二通孔12大孔15内，密封片19覆盖大孔15，密封片19与大孔15边沿可采用焊接的方式进行固定，实现密封。

上述大容量电池可以采用以下过程进行制备：

步骤一、加工筒体2和两端的端板3。

步骤二、分容分选，筛选满足要求的多个单体电池；在单体电池壳体底部开设第四通孔后利用密封组件密封(当筒体顶板7设有气体腔室8，且气体腔室8作为气体共享腔室时，还需要在单体电池壳体顶部开设第五通孔后利用密封组件密封)；将多个具有密封组件的单体电池排布在步骤一的筒体2内；使得具有密封组件的第四通孔与电解液共享腔室6对应(当筒体顶板7设有气体腔室8，且气体腔室8作为气体共享腔室时，还需使得具有密封组件的第五通孔与气体共享腔室对应；当筒体顶板7设有气体腔室8，且气体腔室8作为泄爆通道时，还需使得各个单体电池顶部泄爆部与泄爆通道对应，确保泄爆部被内腔烟气冲破后，泄爆部与泄爆通道贯通)，确保利用外力或者电解液自身打开密封组件后，第四通孔与电解液共享腔室6贯通(第五通孔与气体共享腔室贯通)；密封组件可以采用中国专利CN218525645U、CN218525614U公开的密封组件。

安装时，可通过以下两种方式将多个具有密封组件的单体电池排布在筒体2内：

1)、将多个单体电池固定为一个整体，从筒体2任意敞口端，推入筒体2内腔；此时，各个单体电池的底部与筒体底板5接触，各个单体电池极柱与相应第一通孔4对应，但没有伸出第一通孔4；之后利用托举工装从底部支撑多个单体电池，使各个单体电池的底部脱离筒体底板5，各个单体电池极柱伸出相应第一通孔4；之后，在各个第二通孔12内拧入对应螺钉18，根据各个单体电池极柱伸出第一通孔4的长度，调节对应螺钉18，使得各个单体电池极柱上端面位于同一平面，取出托举工装即可。之后将密封片19覆盖在第二通孔12大孔15内，焊接密封片19边沿与大孔15孔壁，实现密封。

2)、各个单体电池倒置推入筒体2内腔；

将筒体2翻转，使筒体顶板7朝下，将多个单体电池固定为一个整体，从筒体2任意敞口端，推入筒体2内腔；或将多个单体电池依次从筒体2任意敞口端，推入筒体2内腔；在重力作用下，各个单体电池的极柱伸出对应第一通孔4，在各个单体电池对应的第二通孔12内拧入螺钉18，调节对应螺钉18，使得各个单体电池极柱上端面位于同一平面，之后将密封片19覆盖在第二通孔12大孔15内，焊接密封片19边沿与大孔15孔壁，实现密封。翻转筒体2，使筒体顶板7朝上。

步骤三、将端板3焊接在筒体2两个相对的敞口端，并焊接第一通孔4与单体电池壳体极柱周边部位，实现密封。

步骤四、利用外力或者电解液自身打开密封组件，电解液共享腔室6内腔和各个单体电池内腔的电解液区贯通(当筒体顶板7设有气体腔室8，且气体腔室8作为气体共享腔室时，气体共享腔室内腔和各个单体电池内腔的气体区贯通)。

Claims (10)

1.一种大容量电池用筒体，用于容纳多个单体电池，其特征在于：由筒体顶板(7)、筒体底板(5)及筒体侧板围合而成；

筒体顶板(7)上对应各单体电池极柱开设有供单体电池极柱伸出的第一通孔(4)；

筒体底板(5)向远离筒体顶板(7)的方向具有一个凸起部，用以形成电解液共享腔室(6)；

筒体底板(5)位于电解液共享腔室(6)两侧的区域分别开设与各个单体电池一一对应的至少一个第二通孔(12)，第二通孔(12)用于供支撑件穿过，支撑位于筒体(2)内的各个单体电池。

2.根据权利要求1所述的大容量电池用筒体，其特征在于：第二通孔(12)为螺纹孔。

3.根据权利要求1所述的大容量电池用筒体，其特征在于：第二通孔(12)为台阶通孔，台阶通孔的小孔(16)靠近筒体底板(5)的内表面，台阶通孔的小孔(16)为螺纹孔，用于与螺钉(18)螺杆部位配合；台阶通孔的大孔(15)靠近筒体底板(5)的外表面，用于容纳螺钉(18)头部。

4.根据权利要求1所述的大容量电池用筒体，其特征在于：位于电解液共享腔室(6)两侧、对应于同一单体电池的第二通孔(12)相对于电解液共享腔室(6)相互对称。

5.根据权利要求1至4任一项所述的大容量电池用筒体，其特征在于：筒体顶板(7)向远离筒体底板(5)的方向具有一个凸起部，形成第二通道，作为气体腔室(8)。

6.一种大容量电池，其特征在于：包括外壳(1)、排布在外壳(1)内的多个并联的单体电池以及用于支撑单体电池的支撑件；

外壳(1)包括筒体(2)和分别密封固定在筒体(2)相对两个敞口端的端板(3)，筒体(2)为权利要求1至5任一项所述大容量电池用筒体；

支撑件的一端穿过筒体底板(5)的第二通孔(12)，支撑位于筒体(2)内的各个单体电池，使得各个单体电池极柱伸出第一通孔(4)；

第一通孔(4)对应的筒体顶板(7)区域与单体电池壳体固定密封；支撑件的另一端与第二通孔(12)对应的筒体底板(5)区域固定密封。

7.根据权利要求6所述的一种大容量电池，其特征在于：支撑件为螺钉(18)。

8.根据权利要求7所述的一种大容量电池，其特征在于：螺钉(18)尾部套设有胶套。

9.根据权利要求7所述的一种大容量电池，其特征在于：螺钉(18)的头部或靠近头部的位于筒体(2)外部的螺杆部位与第二通孔(12)对应的筒体底板(5)区域焊接密封。

10.根据权利要求6所述的一种大容量电池，其特征在于：还包括密封片(19)；密封片(19)固定在第二通孔(12)大孔(15)孔口，密封第二通孔(12)大孔(15)。