CN220934258U - 电芯模组、电池包和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开一种电芯模组、电池包和车辆，电芯模组包括电芯、第一压板、第二压板、第一弹性层和第二弹性层，电芯具有沿第一方向相对的第一面和第二面，第一方向与电芯的厚度方向一致，第一压板和第二压板分设于电芯沿第一方向相对的两侧，第一压板具有供膨胀的第一面容置的第一容置腔，第二压板具有供膨胀的第二面容置的第二容置腔，第一弹性层设置在第一容置腔内，第一弹性层与第一面抵接或邻近第一面，第二弹性层设置在第二容置腔内，第二弹性层与第二面抵接或邻近第二面。本实用新型提供的电芯模组具有电芯循环寿命长，析锂几率低的优点。

Description

电芯模组、电池包和车辆

技术领域

本实用新型涉及电池包技术领域，具体涉及一种电芯模组、电池包和车辆。

背景技术

作为新能源汽车的核心组件，动力电池包中的性能制约着新能源汽车的发展。电芯在电池包中的空间布局决定着其整体的能量密度，排布得越紧凑，能量密度越高，从而提升车辆的续航。同时，考虑到电芯在使用过程中因反复的循环充放电，会发生膨胀，故常在电芯的侧面预留足够膨胀空间，以避免因膨胀力过大导致循环寿命加速衰减而缩减车辆的续航。然而，膨胀空间的设置使得电芯未充满膨胀空间时处于自由膨胀状态，且由于电芯外表面的不同位置的变形程度也不同，电芯外表面膨胀变形会产生若干不规则皱纹，此时锂离子在皱纹的折角较大的波峰和波谷位置的传输阻力更大，进而容易在该位置堆积并析出电芯外表面，使得电芯存在安全性低的缺陷。

实用新型内容

本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

为此，本实用新型的实施例提出一种电芯模组，该电芯模组具有电芯循环寿命长，析锂几率低的优点。

本实用新型的实施例还提出一种电池包。

本实用新型的实施例又提出一种车辆。

根据本实用新型实施例的电芯模组包括电芯、第一压板、第二压板、第一弹性层和第二弹性层，所述电芯具有沿第一方向相对的第一面和第二面，所述第一方向与所述电芯的厚度方向一致；所述第一压板和所述第二压板分设于所述电芯沿所述第一方向相对的两侧，所述第一压板具有供膨胀的所述第一面容置的第一容置腔，所述第二压板具有供膨胀的所述第二面容置的第二容置腔；所述第一弹性层设置在所述第一容置腔内，所述第一弹性层与所述第一面抵接或邻近所述第一面，所述第二弹性层设置在所述第二容置腔内，所述第二弹性层与所述第二面抵接或邻近所述第二面。

根据本实用新型实施例的电芯模组，电芯在反复循环充放电时，电芯的第一面和第二面朝相互远离的方向膨胀变形，膨胀变形的第一面进入第一容置腔内并挤压第一弹性层，膨胀变形的第二面进入第二容置腔内并挤压第二弹性层，第一弹性层和第二弹性层受压发生弹性变形并分别压迫第一面和第二面。此时，在第一弹性层、第二弹性层和电芯内部介质的共同压迫引导下，第一面和第二面各位置处的变形均匀度更高，第一面和第二面上更不易打皱，由此有效避免锂离子在第一面和第二面附近的传输阻力过大而发生堆积，电芯在第一面和第二面处发生析锂的风险更低，电芯的安全性更高。

在一些实施例中，所述第一压板和所述第二压板均为回形框，所述第一压板的内腔构成所述第一容置腔，所述第二压板的内腔构成所述第二容置腔。

在一些实施例中，所述第一容置腔的远离所述第一面的一端封闭设置，所述第一容置腔的底面与所述第一面平行，所述第二容置腔的远离所述第二面的一端封闭设置，所述第二容置腔的底面与所述第二面平行。

在一些实施例中，所述电芯未膨胀前在所述第一方向的尺寸为T，所述第一面膨胀至设定的极限形状时在所述第一方向的尺寸和所述第二面膨胀至设定的极限形状时在所述第一方向的尺寸均为T1，所述第一弹性层和所述第二弹性层在压缩前的厚度均为T2，所述第一弹性层和所述第二弹性层达到设定弹性力时的最小厚度为T3，所述第一容置腔和所述第二容置腔的深度均为T4，此时，T1＝a*T，T3＝b*T2,T4＝T1+T3，其中，a为5％-13％，b为10％-40％。

在一些实施例中，T2＝c*T4，其中，c＝80％-100％。

在一些实施例中，所述电芯、所述第一压板和所述第二压板均有多个并一一对应，多个所述电芯沿所述第一方向间隔排列，任意一个所述电芯的所述第一面和所述第二面分别与相应所述第一压板和第二压板抵接，任意相邻两个所述电芯之间的所述第一压板和所述第二压板相互抵接。

在一些实施例中，所述第一压板与所述第一面的环形边沿粘接，所述第二压板与所述第二面的环形边沿粘接。

在一些实施例中，所述第一弹性层的外轮廓与所述第一容置腔的轮廓大小形状相同，所述第二弹性层的外轮廓与所述第二容置腔的轮廓大小形状相同。

根据本实用新型实施例的电池包包括如上述任一实施例所述的电芯模组。

根据本实用新型实施例的电池包的技术优势与上述实施例的电芯模组的技术优势相同，此处不再赘述。

根据本实用新型实施例的车辆包括如上述实施例的电池包。

根据本实用新型实施例的车辆的技术优势与上述实施例的电池包的技术优势相同，此处不再赘述。

附图说明

图1是根据本实用新型实施例的电芯模组的爆炸图。

图2是根据本实用新型实施例的电芯模组的剖视图。

图3是根据本实用新型实施例的电芯模组的另一剖视图。

附图标记：

1、电芯；11、第一面；2、第一压板；21、第一容置腔；3、第二压板；31、第二容置腔；4、第一弹性层；5、第二弹性层。

具体实施方式

下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。

下面结合图1-图3描述根据本实用新型实施例的电芯模组。

根据本实用新型实施例的电芯模组包括电芯1、第一压板2、第二压板3、第一弹性层4和第二弹性层5。电芯1具有沿第一方向相对的第一面11和第二面，第一方向与电芯1的厚度方向一致。第一压板2和第二压板3分设于电芯1沿第一方向相对的两侧，第一压板2具有供膨胀的第一面11容置的第一容置腔21，第二压板3具有供膨胀的第二面容置的第二容置腔31。第一弹性层4和第二弹性层5分别设置在第一容置腔21和第二容置腔31内，第一弹性层4能够弹性收缩以便于第一面11膨胀至设定的极限形状，第二弹性层5能够弹性收缩以便于第二面膨胀至设定的极限形状。

根据本实用新型实施例的电芯模组，电芯1在反复循环充放电时，电芯1的第一面11和第二面朝相互远离的方向膨胀变形，膨胀变形的第一面11进入第一容置腔21内并挤压第一弹性层4，膨胀变形的第二面进入第二容置腔31内并挤压第二弹性层5，第一弹性层4和第二弹性层5受压发生弹性变形并分别压迫第一面11和第二面。此时，在第一弹性层4、第二弹性层5和电芯1内部介质的共同压迫引导下，第一面11和第二面各位置处的变形均匀度更高，第一面11和第二面上更不易打皱，由此有效避免锂离子在第一面11和第二面附近的传输阻力过大而发生堆积，电芯1在第一面11和第二面处发生析锂的风险更低，电芯1的安全性更高。

需要说明地，第一弹性层4和第二弹性层5的参数可灵活设计，以便于在电芯1的第一面11和第二面膨胀至设定的极限形状时，第一弹性层4和第二弹性层5的回弹力保持在设定数值以下，由此有效避免电芯1因膨胀力过大而影响电芯1循环寿命。其中，第一面11和第二面的设定的极限形状代指第一面11和第二面在电芯1充满预留的膨胀空间时的形状。

在一些实施例中，如图1-图3所示，第一压板2和第二压板3均为回形框，第一压板2的内腔构成第一容置腔21，第二压板3的内腔构成第二容置腔。

即第一容置腔21沿第一压板2的宽度方向贯穿第一压板2，第二容置腔31沿第二压板3的宽度方向贯穿第二压板3，第一压板2和第二压板3的加工方便。同时，在电芯模组安装于电池包箱体内时，第一容置腔21背离第一面11的开口和第二容置腔31背离第二面的开口均可被电池包的其他部件封闭，由此形成两个封闭的容置腔，以保证第一弹性层4和第二弹性层5能够随着电芯1的膨胀受压收缩。

而且，此时第一容置腔21和第二容置腔31内即可成型供电芯1膨胀部分容置的膨胀预留空间，第一压板2和第二压板3不会过度占用电池包内的组装空间，电池包内组装空间的利用率更高，电池包的能量密度更高。

具体地，第一压板2和第二压板3可以为铝板。第一压板2与第一面11的环形边沿粘接，第二压板3与第二面的环形边沿粘接。由此有效保证第一弹性层4与第一面11的膨胀区域的可靠对接，也有效保证第二弹性层5与第二面的膨胀区域的可靠对接。

在一些实施例中，第一容置腔21的远离第一面11的一端封闭设置，第一容置腔21的底面与第一面11平行，第二容置腔31的远离第二面的一端封闭设置，第二容置腔31的底面与第二面平行。

此时，第一容置腔21的底面即可实现对第一弹性层4的限位，第二容置腔31的底面即可实现对第二弹性层5的限位，有效避免第一弹性层4和第二弹性层5受压时误漏出而影响对电芯1的稳定压迫，进一步降低析锂几率。

在一些实施例中，如图2所示，电芯1未膨胀前在第一方向的尺寸为T，第一面11膨胀至设定的极限形状时在第一方向的尺寸和第二面膨胀至设定的极限形状时在第一方向的尺寸均为T1，第一弹性层4和第二弹性层5在压缩前的厚度均为T2，第一弹性层4和第二弹性层5达到设定弹性力时的最小厚度为T3，第一容置腔21和第二容置腔31的深度均为T4。此时，T1＝a*T，T3＝b*T2,T4＝T1+T3，其中，a为5％-13％，b为10％-40％。

由此，在第一面11和第二面膨胀至设定的极限形状时，第一弹性层4和第二弹性层5被压缩至极限状态，在该状态下，第一弹性层4和第二弹性层5的回弹力不会过大而影响电芯1循环寿命。同时，通过设置a为5％-13％，b为10％-40％，保证了电芯1循环寿命的基础上，电芯1的膨胀预留空间T1也不会过大，第一弹性层4和第二弹性层5的最小厚度T3也不会过大，进而第一容置腔21和第二容置腔31的深度T4可以被设计地更小，由此进一步提高电池包内组装空间的利用率，进一步保证电池包的能量密度。

在一些实施例中，T2＝c*T4，其中，c＝80％-100％。

此时，在第一弹性层4配合在第一容置腔21内，第二弹性层5配合在第二容置腔31内时，第一容置腔21和第二容置腔31内空余的空间在第一方向的尺寸更小，由此在电芯1膨胀前期即会抵接并压缩第一弹性层4和第二弹性层5，由此更早的实现对第一面11和第二面的压迫，进而进一步降低了析锂几率，电芯1的安全性更高。

具体地，a可以为5％、9％和13％，b可以为10％、20％和40％，c可以为80％、90％和100％。

在一些实施例中，电芯1、第一压板2和第二压板3均有多个并一一对应，多个电芯1沿第一方向间隔排列，任意一个电芯1的第一面11和第二面分别与相应第一压板2和第二压板3抵接，任意相邻两个电芯1之间的第一压板2和第二压板3相互抵接。

此时，任意相邻两个电芯1之间的第一压板2和第二压板3中，第一压板2的第一容置腔21和第二压板3的第二容置腔31相连通并共同成型一个密闭腔室，该密闭腔室能够实现其中一个电芯1的膨胀的第一面11和另一个电芯1的膨胀的第二面的容置，电芯模组中的多个电芯1均能够保证循环寿命，也同样保证不析锂，也不牺牲电池包空间。

在一些实施例中，第一弹性层4和第二弹性层5均由气凝胶制成。

由气凝胶制成的第一弹性层4和第二弹性层5在前期受压时能够发生弹性变形以实现对第一面11和第二面的可靠压迫，在后期受压时能够发生塑性变形，以避免第一弹性层4和第二弹性层5的回弹力继续变大而影响电芯1的循环寿命。由气凝胶制成的第一弹性层4和第二弹性层5具有良好的隔热性能，能够有效避免相邻电芯1之间的热传递，在其中一个电芯1发生热失控时，能够有效避免相邻电芯1受热过大而损坏，电池包的安全性更高。

在一些实施例中，第一弹性层4的外轮廓与第一容置腔21的轮廓大小形状相同，第二弹性层5的外轮廓与第二容置腔31的轮廓大小形状相同。

即第一弹性层4充满第一容置腔21的空间，第二弹性层5充满第二容置腔的空间，第一弹性层4保持与第一面11的抵接，第二弹性层5保持与第二面的抵接，由此能够在第一面11和第二面变形初始即对第一面11和第二面的变形形状进行可靠引导。

根据本实用新型实施例的电池包包括如上述任一实施例的电芯模组。

根据本实用新型实施例的电池包的技术优势与上述实施例的电芯模组的技术优势相同，此处不再赘述。

根据本实用新型实施例的车辆包括如上述实施例的电池包。

根据本实用新型实施例的车辆的技术优势与上述实施例的电池包的技术优势相同，此处不再赘述。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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至少一个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或彼此可通讯；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或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本实用新型中，术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本实用新型的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管已经示出和描述了上述实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域普通技术人员对上述实施例进行的变化、修改、替换和变型均在本实用新型的保护范围内。

Claims (10)

1.一种电芯模组，其特征在于，包括：

电芯，所述电芯具有沿第一方向相对的第一面和第二面，所述第一方向与所述电芯的厚度方向一致；

第一压板和第二压板，所述第一压板和所述第二压板分设于所述电芯沿所述第一方向相对的两侧，所述第一压板具有供膨胀的所述第一面容置的第一容置腔，所述第二压板具有供膨胀的所述第二面容置的第二容置腔；以及

第一弹性层和第二弹性层，所述第一弹性层设置在所述第一容置腔内，所述第一弹性层与所述第一面抵接或邻近所述第一面，所述第二弹性层设置在所述第二容置腔内，所述第二弹性层与所述第二面抵接或邻近所述第二面。

2.根据权利要求1所述的电芯模组，其特征在于，所述第一压板和所述第二压板均为回形框，所述第一压板的内腔构成所述第一容置腔，所述第二压板的内腔构成所述第二容置腔。

3.根据权利要求1所述的电芯模组，其特征在于，所述第一容置腔的远离所述第一面的一端封闭设置，所述第一容置腔的底面与所述第一面平行，所述第二容置腔的远离所述第二面的一端封闭设置，所述第二容置腔的底面与所述第二面平行。

4.根据权利要求1所述的电芯模组，其特征在于，所述电芯未膨胀前在所述第一方向的尺寸为T，所述第一面膨胀至设定的极限形状时在所述第一方向的尺寸和所述第二面膨胀至设定的极限形状时在所述第一方向的尺寸均为T1，所述第一弹性层和所述第二弹性层在压缩前的厚度均为T2，所述第一弹性层和所述第二弹性层达到设定弹性力时的最小厚度为T3，所述第一容置腔和所述第二容置腔的深度均为T4，此时，T1＝a*T，T3＝b*T2,T4＝T1+T3，其中，a为5％-13％，b为10％-40％。

5.根据权利要求4所述的电芯模组，其特征在于，T2＝c*T4，其中，c＝80％-100％。

6.根据权利要求1所述的电芯模组，其特征在于，所述电芯、所述第一压板和所述第二压板均有多个并一一对应，多个所述电芯沿所述第一方向间隔排列，任意一个所述电芯的所述第一面和所述第二面分别与相应所述第一压板和第二压板抵接，任意相邻两个所述电芯之间的所述第一压板和所述第二压板相互抵接。

7.根据权利要求1所述的电芯模组，其特征在于，所述第一压板与所述第一面的环形边沿粘接，所述第二压板与所述第二面的环形边沿粘接。

8.根据权利要求1-7任一项所述的电芯模组，其特征在于，所述第一弹性层的外轮廓与所述第一容置腔的轮廓大小形状相同，所述第二弹性层的外轮廓与所述第二容置腔的轮廓大小形状相同。

9.一种电池包，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的电芯模组。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求9所述的电池包。