CN220914496U - 电芯内环套、环形电池、电池及模组、用电设备 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种电芯内环套、环形电池、电池及模组、用电设备，所述电芯内环套包括均绝缘的主体部以及折耳部，所述折耳部固定设置在所述主体部的两端并凸出于所述主体部的端部，且所述折耳部可弯折；所述主体部能穿设于电芯中间的孔内，且所述折耳部弯折后能抵接于所述电芯端部表面。

Description

电芯内环套、环形电池、电池及模组、用电设备

技术领域

本实用新型一般涉及电池技术领域，具体涉及一种电芯内环套、环形电池、电池及模组、用电设备。

背景技术

锂离子电池作为一种新型二次圆柱电池，具有能量密度和功率密度大、工作电压高、重量轻、体积小、循环寿命长、安全性好、绿色环保等优点，在便携式电器、电动工具、大型贮能、电动交通动力电源等方面具有广阔的应用前景。

按锂电池的外形分为方形锂电池和圆柱形锂电池。按锂电池外包材料分：铝壳锂电池，钢壳锂电池，软包电池，这些电池在组成模组时，散热的能力直接影响电池使用的性能。在锂离子电池工作的过程中由于欧姆阻抗和极化等因素会导致持续的产热，而由于锂离子电池在垂直极片的方向存在接触热阻，以及高热阻的隔膜等因素，导致其散热较差，在电池内部产生较大的温度梯度，而温度梯度的存在会导致电流在电池内部的分布不均，因而进一步造成电池内衰降速度的不一致。

针对上述问题，通过设计一环形电池，以提高电池散热效果并提高电池使用寿命。该环形电池包括内壳壁以及套设于内壳壁外的外壳壁，内壳壁和外壳壁之间形成容纳电芯的环形腔室，也就是说，电芯在卷绕过程中中间会形成孔，以实现电芯在内壳壁外的套设。但是，中间形成孔的电芯在卷绕后，在该电芯未套设内壳壁外时，其中间的孔的存在会导致电芯中间塌陷的情况发生。

实用新型内容

鉴于现有技术中的上述缺陷或不足，期望提供一种电芯内环套、环形电池、电池及模组、用电设备，可以提高电池散热效果，防止电芯塌陷，完善电池制成工艺，提高电池使用寿命。

第一方面，本申请提供了一种电芯内环套，所述电芯内环套包括均绝缘的主体部以及折耳部，所述折耳部固定设置在所述主体部的两端并凸出于所述主体部的端部，且所述折耳部可弯折；

所述主体部能穿设于电芯中间的孔内，且所述折耳部弯折后能抵接于所述电芯端部表面。

可选地，所述主体部的端部设置有至少一个所述折耳部。

可选地，所述主体部的端部设置有多个折耳部，多个折耳部围绕所述主体部的中心轴线周向排布。

可选地，所述折耳部的边缘到所述主体部中心轴线的距离小于或等于所述电芯边缘到所述电芯中心轴线的距离。

可选地，所述主体部呈柱状结构，且所述主体部的横截面形状为圆形、多边形或者跑道形。

可选地，所述主体部呈筒状结构，且所述主体部的横截面形状为圆形、多边形或者跑道形。

可选地，所述主体部与所述折耳部为一体式结构。

可选地，所述主体部的端部边缘向外设置有可弯折的折边。

可选地，所述折耳部设置在所述折边上；或者所述折耳部位于所述折边的一侧。

第二方面，本申请提供了一种环形电池，包括壳体、电芯以及如以上任一所述的电芯内环套，所述电芯设置在所述壳体内，所述电芯内环套的主体部穿设于所述电芯的孔内，所述折耳部抵接于所述电芯端部表面。

可选地，所述壳体包括外壳和设置在所述外壳内部的内壳，所述外壳和所述内壳之间形成环形腔室，所述电芯内环套套设在所述内壳上，所述电芯及所述电芯内环套置于所述环形腔室内。

可选地，所述电芯的至少一端设置有至少一个极耳，所述折耳部抵接于所述电芯未设置所述极耳的部位。

可选地，所述电芯的至少一端设置有一个环状极耳，所述环状极耳设有焊接部，所述折耳部抵接于所述环状极耳表面未设置所述焊接部的部位。

第三方面，本申请提供了一种电池，包括壳体、电芯以及如以上所述的电芯内环套，所述电芯设置在所述壳体内，所述电芯内环套的主体部穿设于所述电芯的孔内，所述折耳部抵接于所述电芯端部表面。

第四方面，本申请提供了一种电池模组，包括多个如以上所述的环形电池，多个所述环形电池串联和/或并联；或，包括多个以上所述的电池，多个所述电池串联和/或并联。

第五方面，本申请提供了一种用电设备，其特征在于，包括多个如以上任一所述的环形电池；或，包括多个以上所述的电池；或，包括以上所述的电池模组。

本实用新型的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果：

本实用新型实施例提供的电芯内环套，通过将内环套插设在电芯的孔内，通过内环套对电芯进行支撑，防止电芯中间位置处塌陷；电芯在形成中间通孔的环形电池时，通过电芯与内环套一起套设在壳体上，防止套设过程中对电芯划伤；内环套为绝缘结构，避免影响电池使用，通过设置在内环套端部的折耳部，可以防止内环套脱落，结构简单、使用方便。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本实用新型的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1为本实用新型的实施例提供的一种内环套的结构示意图；

图2为本实用新型的实施例提供的一种内环套插设在电芯上的结构示意图；

图3为本实用新型的实施例提供的另一种电芯的结构示意图；

图4为本实用新型的实施例提供的另一种内环套的结构示意图；

图5为本实用新型的实施例提供的一种壳体的结构示意图；

图6为本实用新型的实施例提供的一种电芯的结构示意图；

图7为本实用新型的实施例提供的又一种电芯的结构示意图。

图中，

100、内环套；200、电芯；300、壳体；

110、主体部；120、折耳部；130、折边；140、外表面；150、主体部的端部；160、通孔；

210、孔；220、极耳；310、外壳；320、内壳。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与发明相关的部分。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。

请详见图1-2，本申请提供了一种电芯内环套100，所述电芯内环套100包括均绝缘的主体部110以及折耳部120，所述折耳部120固定设置在所述主体部110的两端并凸出于所述主体部110的端部，且所述折耳部120可弯折；所述主体部110能穿设于电芯200中间的孔210内，且所述折耳部120弯折后能抵接于所述电芯200端部表面。

电芯200在卷绕完成后中间呈悬空状态，本实用新型实施例提供的电芯内环套100，通过将内环套100插设在电芯200的孔210内，通过内环套100对电芯200进行支撑，防止电芯200中间位置处塌陷；电芯200在形成中间通孔160的环形电池时，通过电芯200与内环套100一起套设在壳体300上，防止套设过程中对电芯200划伤；内环套100为绝缘结构，避免影响电池使用，通过设置在内环套100端部的折耳部120，可以防止内环套100脱落，结构简单、使用方便。

在本申请实施例中，所述电芯200为卷绕电芯200，电芯200通过第一极片、隔膜与第二极片三者依次层叠并卷绕，形成电芯200的电极单元，即该电极单元为卷绕式结构，其中，在卷绕过程中第一极片、隔膜与第二极片需要通过卷针进行卷绕，因此在卷绕完成后形成的卷绕式结构会形成贯穿本体部两端的端面150的孔210。

在本申请实施例中，所述电芯200的孔210可以为形成环形电池的卷绕式结构上的安装孔还可以为形成圆柱电池或方形电池的卷绕式结构上的散热孔，在不同实施例中根据需要进行调整。

本实施例中电芯200的孔210是柱状，因此，本申请中根据电池的类型不同，所述电池内环套100的主体部110的形状可以不同，例如，对于方形电池或圆柱电池，所述主体部110的形状可以设置为柱状；对于环形电池，所述主体部110的形状可以设置为筒状，能够方便内环套100穿过孔210。在本申请实施例中并不限制所述孔210、所述主体部110的大小，在不同实施例中根据需要进行设置。

卷绕完成电芯200后，卷针推出，孔210的位置可以通过气缸进行撑起，在将内环套100放入电芯200通孔160中，可以理解的是，卷绕电芯200具有一定的弹性，孔210的内径大小与主体部110的外径大小相匹配，在不同实施例中，所述孔210的内径可以大于、等于、小于所述主体部110的外径大小，本申请实施例中并不限制。

在本实施例中，所述主体部110的外表面140可以直接与电芯200最内层电极贴合，其中，最内层电极可以为正极或负极。本申请实施例中，所述电芯内环套100为绝缘结构，通过绝缘材料的内环套100，可以避免影响电池使用，另外还可以减少电池短路风险，提高电池使用寿命。

在本申请实施例中，内环套100的材质是具有一定柔性、弹性、硬度的聚脂类高分子物，具有良好的耐热性，具备绝缘能力。如采用聚对苯二甲酸乙二酯(PET)、聚对苯二甲酸丁二酯(PBT)和聚芳酯(PAR)等材质制作。

根据电芯200卷绕方式的不同，所述电芯200可以为圆形或者跑道形，同时，形成的孔210的形状也可以为圆形、多边形或者跑道形(如图3所示)。本申请中所述主体部110的外表面140在平行于所述主体部110的端部150方向上的截面形状为圆形、多边形或者跑道形(如图4所示)。

需要说明的是，所述跑道形为扁平形长条形状，即，跑道形的形状具有一定的长度和一定的宽度，且长度的尺寸大于宽度的尺寸，电芯200的卷绕形状为跑道形，使得电芯200具有沿长度方向的设置的平面，相对于圆形卷绕形状，通过平面可以方便电芯200卷绕，形成更加紧凑的卷绕电芯200，避免结构松散同时提高电芯200的整体受力均衡，提高电池使用寿命。

在不同实施例中，所述电芯200的形状还可以为其他形状，在不同实施例中，根据电芯200形成的孔210的形状不同，可以调整所述电芯内环套100的形状，本申请对此并不限制。

在本申请实施例中，所述电芯内环套100还具有一定的硬度，可以方便内环套100插入到孔210内，同时使得内环套100在插设在电芯200上可以实现支撑力稳定，避免电芯200出现局部塌边现象的产生；另外还具备防划伤电池的作用，在一定程度上保护极片。

可选地，所述主体部110与所述折耳部120为一体式结构。

可以理解的是，主体部110与折耳部120可以为一体成型，也可以为分体设置。在主体部110与折耳部120为分体设置时，主体部110与折耳部120可以通过粘接的方式连接在一起，在不同实施例中根据需要进行设置。本申请实施例中通过设置为一体式结构，可以方便成型并提高主体部110与折耳部120的连接强度。

所述主体部110包括相对设置的两个端部150，每一所述主体部110的端部150上均设置有至少一个所述折耳部120，每一所述折耳部120的边缘到所述主体部110中心的距离小于等于所述电芯200边缘到所述孔210中心的距离。

所述折耳部120具有一定的柔性、硬度，当所述折耳部120自所在的主体部110的端部150向另一个主体部110的端部150方向弯折后，例如贴紧在主体部110外表面140上时，可以方便内环套100插入到孔210上；在插入完成后再将折耳部120翻折到主体部110的端部150上。另外折耳部120具有一定的硬度，可以起到阻挡、限位作用，防止内环套100从电芯200上脱落。通过限制所述折耳部120相对于所述外表面140的凸出长度，通过限制折耳部120不超过所述电芯200的外径，以防止影响电芯200其他位置处的安装等。

可选地，每一所述主体部110的端部150上设置有多个折耳部120，多个折耳部120围绕所述主体部110的中心轴线周向排布，例如，多个折耳部120围绕所述主体部110的中心呈辐射状排布。通过多个折耳部120可以提高阻挡、限位能力，在本申请的实施例中并不限制所述折耳部120的数量。

可选地，所述主体部110的两端还固定设置有围绕所述外表面140设置的折边130，所述折边130凸出于所述外表面140，所述折耳部120设置在所述折边130上。所述折边130可以与折耳部120、主体部110采用一体式结构，简化制备；所述折边130的边缘到所述主体部110中心的距离小于所述折耳部120的边缘到所述主体部110中心的距离。

通过折边130可以方便内环套100插入到电芯200的孔210内，在电芯内环套插入电芯200的孔210时，电芯210与折边130接触，减少主体部110的外表面140与电芯200的接触面积，减小插入过程中的摩擦力，防止对电芯200造成划伤等。

可选地，所述折边130为可弯折结构，折边130同时具有一定的柔性和硬度，方便翻折到电芯200的主体部110的端部150上，另外，折边130也可以起到一定的防护作用，方便电芯200插入到壳体300上形成环形电池时对主体部110的端部150造成损伤；折边130与折耳部120一样也可以起到阻挡、限位作用。

可选地，所述折耳部120设置在所述折边130上；或者所述折耳部120位于所述折边130的一侧。在不同实施例中根据需要调整所述折耳部120的位置。

在本申请实施例中，所述主体部110包括贯穿两个所述主体部110的端部150的通孔160，所述通孔160在平行于所述主体部110的端部150方向上的截面形状为圆形或者跑道形。通过在内环套100上设置通孔160，可以方便内环套100与电芯200一起套设在内壳320上，内环套100有一定的硬度，具备防划伤电池的作用，在一定程度上保护内极片。

基于相同的构思，本申请提供了一种环形电池，包括壳体300以及设置在所述壳体300内的电芯200，所述电芯200设置在所述壳体300内，所述电芯内环套100的主体部110穿设于所述电芯200的孔210内，所述折耳部120抵接于所述电芯200主体部110的端部表面。

电芯内环套

在本申请的一个实施例中，如图5所示，所述壳体300包括外壳310和设置在所述外壳310内部的内壳320，所述外壳310和所述内壳320之间形成环形腔室，所述电芯内环套100套设在所述内壳320上，所述电芯200及所述电芯内环套100置于所述环形腔室内。

所述壳体300还可以包括与所述外壳310与所述内壳320均固定连接的顶盖和底盖，以在所述外壳310和所述内壳320之间形成用于容纳电芯200的密封的环形腔室。本申请实施例中，所述电芯200可以套设在所述内壳320上，通过设置在所述电芯内环套100可以避免电芯200与内壳320直接接触，防止造成电芯200划伤等。

可选地，所述主体部110包括相对设置的两个主体部110的端部150以及贯穿两个所述主体部110的端部150的通孔160，所述通孔160套设在所述内壳320上并与所述内壳320接触。

所述外壳310和所述内壳320的形状均可以为柱状，所述外壳310的形状可以与电芯200的卷绕外形相匹配，所述内壳320与所述通孔160的形状相匹配，所述外壳310的形状在平行于所述主体部110的端部150上的截面形状为圆形或跑道形，所述内壳320的形状在平行于所述主体部110的端部150上的截面形状也可以为圆形或跑道形，所述通孔160在平行于所述主体部110的端部150方向上的截面形状为圆形或者跑道形。

可选地，所述电芯200包括相对设置的两主体部110的端部，其中一个所述主体部110的端部设置有至少一个极耳220，所述折耳部120抵接于所述电芯200未设置所述极耳220的部位。主体部110的端部

在本申请实施例中，所述极耳220包括第一极耳220-1和第二极耳220-2，第一极耳220-1与第二极耳220-2中任意一个为正极极耳220，另一个为负极极耳220。本实施例中，第一极耳220-1为负极极耳220，第二极耳220-2为正极极耳220。

根据极耳220的不同设置可分为单极耳220结构、多极耳220结构和全极耳220结构。

如图6所示，所述第一极耳220-1和所述第二极耳220-2均可以为单极耳220结构，所述第一极耳220-1和所述第二极耳220-2可以位于电芯200的同一端或者不同端上，本申请对此并不限制。例如，所述第一极耳220-1和所述第二极耳220-2分别位于所述电芯200的两端，所述折耳部120的数量为多个时，极耳220可以位于所述折耳部120之间的间隔位置处。所述第一极耳220-1和所述第二极耳220-2位于所述电芯200的同一端，所述折耳部120的数量为多个时，所述极耳220部可以位于所述第一极耳220-1和所述第二极耳220-2之间的间隔位置处。

所述多极耳220结构为包括位于同一方位的任意数量圈的第一极片(例如正极片)引出的极耳箔材集中在一个区域，方便后续将极耳箔材集合折叠至电芯200的端部，所述多个极耳箔材可以单独折叠或者整体折叠后位于同一方位，在极耳220经过折叠后，也能够保证多个极耳220的弯折朝向方向一致。

同样的，所述第一极耳220-1和所述第二极耳220-2可以为多极耳220机构，所述第一极耳220-1和所述第二极耳220-2可以位于电芯200的同一端或者不同端上，本申请对此并不限制。

所述全极耳220由卷绕电芯200内的极片沿垂直于电芯200端部方向上延伸形成，例如，由第一极片向一端延伸形成第一极耳220-1，由第二极片向另一端延伸形成第二极耳220-2。本申请实施例中，所述极耳220通过卷绕极片延伸后形成环状极耳220-3，如图7所示，所述环状极耳220-3设置在除孔210外的其他端部区域。

可选地，所述电芯200包括相对设置的两端部，其中每一所述端部上设置有一个环状极耳220-3，所述环状极耳220设有焊接部，所述折耳部120抵接于所述环状极耳220表面未设置所述焊接部的部位。

对于环状折耳，所述折耳部120在插入到孔210内后翻折到电芯200端部后，折耳部120可以翻折到环状折耳的表面，本申请实施例中并不限制所述折耳部120在所述环状折耳表面的位置，以不妨碍所述环状极耳220-3与集流盘的焊接为准。

第二方面，本实用新型提供一种电池，该电池包括上述的环形电池，以实现通过散热孔来对电池中部进行更好的散热。

第三方面，本实用新型提供一种电池模组，包括多个如上述的环形电池，多个所述环形电池串联和/或并联。

可以根据电池模组的输出电压以及容量，确定采用的环形电池数量以及其串并联关系。

或者，电池模组包括多个上述的电池，多个所述电池串联和/或并联。可以根据电池模组的输出电压以及容量，确定采用的电池数量以及其串并联关系。

第四方面，本实用新型提供一种用电设备，包括上述的环形电池；或，包括上述的电池；或，包括上述的电池模组。

用电设备例如但不限于新能源车辆(电动车、混合动力车等)、数码类产品等。

需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“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”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

除非另有定义，本文中所使用的技术和科学术语与本实用新型的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中使用的术语只是为了描述具体的实施目的，不是旨在限制本实用新型。本文中出现的诸如“设置”等术语既可以表示一个部件直接附接至另一个部件，也可以表示一个部件通过中间件附接至另一个部件。本文中在一个实施方式中描述的特征可以单独地或与其它特征结合地应用于另一个实施方式，除非该特征在该另一个实施方式中不适用或是另有说明。

本实用新型已经通过上述实施方式进行了说明，但应当理解的是，上述实施方式只是用于举例和说明的目的，而非意在将本实用新型限制于所描述的实施方式范围内。本领域技术人员可以理解的是，根据本实用新型的教导还可以做出更多种的变型和修改，这些变型和修改均落在本实用新型所要求保护的范围以内。

Claims (16)

1.一种电芯内环套，其特征在于，所述电芯内环套包括均绝缘的主体部以及折耳部，所述折耳部固定设置在所述主体部的两端并凸出于所述主体部的端部，且所述折耳部可弯折；

所述主体部能穿设于电芯中间的孔内，且所述折耳部弯折后能抵接于所述电芯端部表面。

2.根据权利要求1所述的电芯内环套，其特征在于，所述主体部的端部设置有至少一个所述折耳部。

3.根据权利要求2所述的电芯内环套，其特征在于，所述主体部的端部设置有多个折耳部，多个折耳部围绕所述主体部的中心轴线周向排布。

4.根据权利要求1所述的电芯内环套，其特征在于，所述折耳部的边缘到所述主体部中心轴线的距离小于或等于所述电芯边缘到所述电芯中心轴线的距离。

5.根据权利要求1所述的电芯内环套，其特征在于，所述主体部呈柱状结构，且所述主体部的横截面形状为圆形、多边形或者跑道形。

6.根据权利要求1所述的电芯内环套，其特征在于，所述主体部呈筒状结构，且所述主体部的横截面形状为圆形、多边形或者跑道形。

7.根据权利要求1所述的电芯内环套，其特征在于，所述主体部与所述折耳部为一体式结构。

8.根据权利要求1所述的电芯内环套，其特征在于，所述主体部的端部边缘向外设置有可弯折的折边。

9.根据权利要求8所述的电芯内环套，其特征在于，所述折耳部设置在所述折边上；或者所述折耳部位于所述折边的一侧。

10.一种环形电池，其特征在于，包括壳体、电芯以及如权利要求1-5、7-9任一所述的电芯内环套，所述电芯设置在所述壳体内，所述电芯内环套的主体部穿设于所述电芯的孔内，所述折耳部抵接于所述电芯端部表面。

11.根据权利要求10所述的环形电池，其特征在于，所述壳体包括外壳和设置在所述外壳内部的内壳，所述外壳和所述内壳之间形成环形腔室，所述电芯内环套套设在所述内壳上，所述电芯及所述电芯内环套置于所述环形腔室内。

12.根据权利要求10所述的环形电池，其特征在于，所述电芯的至少一端设置有至少一个极耳，所述折耳部抵接于所述电芯未设置所述极耳的部位。

13.根据权利要求10所述的环形电池，其特征在于，所述电芯的至少一端设置有一个环状极耳，所述环状极耳设有焊接部，所述折耳部抵接于所述环状极耳表面未设置所述焊接部的部位。

14.一种电池，其特征在于，包括壳体、电芯以及如权利要求1-4、6-9任一所述的电芯内环套，所述电芯设置在所述壳体内，所述电芯内环套的主体部穿设于所述电芯的孔内，所述折耳部抵接于所述电芯端部表面。

15.一种电池模组，其特征在于，包括多个如权利要求10-13任一所述的环形电池，多个所述环形电池串联和/或并联；或，包括多个权利要求14所述的电池，多个所述电池串联和/或并联。

16.一种用电设备，其特征在于，包括多个如权利要求10-13任一所述的环形电池；或，包括多个权利要求14所述的电池；或，包括权利要求15所述的电池模组。