CN221080086U - 一种无极柱电芯和电芯模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种无极柱电芯和电芯模组，属于新能源电池技术领域。该无极柱电芯包括电芯壳体、盖板、芯包和过流转接组件。电芯壳体上设置有开口，过流转接组件包括第一导流件和第二导流件。盖板的一侧设置有绝缘隔离圈，盖板固定盖设于开口处且通过绝缘隔离圈与电芯壳体的开口端面相抵接。芯包安装于电芯壳体中，芯包的负极耳端通过第一导流件与电芯壳体的内壁连接，芯包的正极耳端通过第二导流件与盖板连接。采用该无极柱电芯和电芯模组，能够解决相关技术中电芯成模组时利用极柱进行跨接串并联时跨接处损坏失效，导致整体加工精度需求高，工艺流程复杂的问题。

Description

一种无极柱电芯和电芯模组

技术领域

本实用新型涉及新能源电池技术领域，特别涉及一种无极柱电芯和电芯模组。

背景技术

随着各种电子产品和用电终端的快速发展，人们不仅对锂离子电池的需求量快速增长，而且对锂电池的容量提出更高的要求，其中，新能源电动汽车的续航能力与锂离子电池能量密度息息相关，人们迫切希望现有的锂电池的能量密度能有较大幅度提升。

在相关技术中，为了提高锂离子电池的能量密度，通常采用在电池箱体中利用多个电芯进行堆叠布置，并利用跨接铜片或者汇流排进行串并联以形成电池模组进行集中充放电，在提高锂离子电池的电压和整体容量的同时，减少电池组件数量，提高锂离子电池组件的一致性和安全性。

采用相关技术中的电芯呈模组方式，其多个电芯之间利用跨接铜片或者汇流排的进行串并联过程中，跨接铜片和汇流排均需要和电芯壳体上的正负极柱进行对应焊接。在成模组工作的过程中，跨接铜片、汇流排与极柱的焊接连接处容易因焊接不平整，或者外部震动等因素产生剪切力，在长时间工作后容易出现焊接松脱或者极柱损坏失效等问题，电芯与模组的整体加工精度需求高，工艺流程复杂。

实用新型内容

本实用新型实施例提供了一种无极柱电芯和电芯模组，能够解决相关技术中电芯成模组时利用极柱进行跨接串并联时跨接处损坏失效，导致整体加工精度需求高，工艺流程复杂的问题。所述技术方案如下：

第一方面，本实用新型实施例提供了一种无极柱电芯，包括：电芯壳体、盖板和芯包，

所述电芯壳体的一侧设置有开口，所述开口处端面上开设有嵌合凹槽，所述盖板上设置有绝缘隔离圈和与所述嵌合凹槽相匹配的环形插接凸起，所述环形插接凸起上涂覆有绝缘涂层，所述绝缘隔离圈围绕设置于所述环形插接凸起设置，所述盖板固定盖设于所述开口处且通过所述绝缘隔离圈与所述电芯壳体的开口端面相抵接，所述环形插接凸起插接于所述嵌合凹槽中，所述芯包安装于所述电芯壳体中，所述芯包的负极耳端与所述电芯壳体过流连接，所述芯包的正极耳端通与所述盖板过流连接。

可选地，所述无极柱电芯还包括过流转接组件，所述过流转接组件包括第一导流件和第二导流件，所述芯包的正极耳端通过所述第二导流件与所述盖板连接，所述环形插接凸起的外侧壁和远离所述盖板的一端端面与所述嵌合凹槽的槽壁通过密封胶固定粘合。

可选地，所述第一导流件包括两个第一大面转接片和连接段，所述两个第一大面转接片平行间隔布置且通过所述连接段固定连接，其中一个所述第一大面转接片与所述电芯壳体的另一侧内壁连接，其中另一个所述第一大面转接片与所述芯包的负极耳端连接。

可选地，所述连接段与所述两个第一大面转接片的同一侧边垂直连接。

可选地，所述第二导流件包括两个第二大面转接片和弹性件，所述两个第二大面转接片平行间隔布置且通过所述弹性件连接，其中一个所述第二大面转接片与所述盖板连接，其中另一个所述第二大面转接片与所述芯包的正极耳端连接。

可选地，所述第二导流件包括多个所述弹性件，多个所述弹性件均匀间隔布置。

可选地，所述第一大面转接片与所述电芯壳体的内壁，以及所述第二大面转接片与所述盖板之间均通过激光穿透焊接。

可选地，所述芯包为全极耳芯包。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种电芯模组，包括前述第一方面所述的无极柱电芯，还包括跨接焊片，多个所述无极柱电芯的所述盖板与所述盖板、所述电芯壳体与所述电芯壳体或者所述盖板与所述电芯壳体通过所述跨接焊片进行跨接连接。

可选地，多个所述无极柱电芯堆叠布置且通过所述电芯壳体相互临接，在相邻的两个所述无极柱电芯之间，所述盖板与所述电芯壳体远离所述盖板的一端端面相平齐，所述跨接焊片的一端与所述盖板连接，所述跨接焊片的另一端与所述电芯壳体远离所述盖板的一端端面连接。

本实用新型实施例提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

采用本实用新型实施例所提供的无极柱电芯，其壳体部分采用电芯壳体与盖板的组合连接形式，盖板在对电芯壳体上的开口进行盖合封闭的同时，其与开口的端面之间通过绝缘隔离圈进行电性隔离。设置于内部的芯包，其正负极耳端分别通过第一导流件和第二导流件与盖板和电芯壳体的内壁过流连接。相比传统电芯在成模组时需要通过与芯包过流连接的正负极柱进行跨接串并联，该无极柱电芯取消了极柱结构，其盖板的外侧面可以整体作为电芯正极，电芯壳体的外侧面可以整体作为电芯负极来与跨接焊片或者跨接排进行对应焊接，提供了足够的焊接区域。相比极柱端部进行焊接的串并联形式，其与跨接件的焊接面积大，过流能力更强，焊接位置更加平整，跨接件在工作时对剪切力的承受能力更强，能够解决相关技术中电芯成模组时利用极柱进行跨接串并联时跨接处损坏失效，导致电芯使用寿命低的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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是本实用新型实施例提供的无极柱电芯的立体结构示意图；

图2是本实用新型实施例提供的芯包与过流转接组件的配合结构示意图；

图3是本实用新型实施例提供的电芯壳体开口处的局部结构示意图；

图4是本实用新型实施例提供的盖板的结构示意图；

图5是本实用新型实施例提供的第一导流件的结构示意图；

图6是本实用新型实施例提供的第二导流件的结构示意图；

图7是本实用新型实施例提供的一种电芯模组的局部结构示意图。

图中：

1-电芯壳体；2-盖板；3-芯包；4-过流转接组件；5-跨接焊片；11-开口；21-绝缘隔离圈；22-环形插接凸起；41-第一导流件；42-第二导流件；111-嵌合凹槽；411-第一大面转接片；412-连接段；421-第二大面转接片；422-弹性件。

具体实施方式

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型实施方式作进一步地详细描述。

在相关技术中，为了提高锂离子电池的能量密度，通常采用在电池箱体中利用多个电芯进行堆叠布置，并利用跨接铜片或者汇流排进行串并联以形成电池模组进行集中充放电，在提高锂离子电池的电压和整体容量的同时，减少电池组件数量，提高锂离子电池组件的一致性和安全性。

采用相关技术中的电芯呈模组方式，其多个电芯之间利用跨接铜片或者汇流排的进行串并联过程中，跨接铜片和汇流排均需要和电芯壳体上的正负极柱进行对应焊接。在成模组工作的过程中，跨接铜片、汇流排与极柱的焊接连接处容易因焊接不平整，或者外部震动等因素产生剪切力，在长时间工作后容易出现焊接松脱或者极柱损坏失效等问题，电芯与模组的整体加工精度需求高，工艺流程复杂。

图1是本实用新型实施例提供的无极柱电芯的立体结构示意图。图2是本实用新型实施例提供的芯包与过流转接组件的配合结构示意图。图3是本实用新型实施例提供的电芯壳体开口处的局部结构示意图。图4是本实用新型实施例提供的盖板的结构示意图。图5是本实用新型实施例提供的第一导流件的结构示意图。图6是本实用新型实施例提供的第二导流件的结构示意图。如图1至6所示，通过实践，本实用新型提供了一种无极柱电芯，包括电芯壳体1、盖板2、芯包3和过流转接组件4。

电芯壳体1的一侧设置有开口11，过流转接组件4包括第一导流件41和第二导流件42，盖板2的一侧设置有绝缘隔离圈21，盖板2固定盖设于开口11处且通过绝缘隔离圈21与电芯壳体1的开口11端面相抵接。芯包3安装于电芯壳体1中，芯包3的负极耳端通过第一导流件41与电芯壳体1的内壁连接，芯包3的正极耳端通过第二导流件42与盖板2连接。

在本实用新型实施例中，该无极柱电芯通过电芯壳体1与盖板2组合后的内腔对芯包3进行承装。其中电芯壳体1呈长方体，对应电芯长模组中堆叠布置的方形电芯结构，其在长度方向的一端设置有开口11，另一端则封闭。芯包3采用两侧出极耳的形式，其靠近电芯壳体1封闭的内侧壁一端为负极耳端，靠近开口11侧的一端为正极耳端。设置于电芯壳体1内的芯包3，其负极耳端通过第一导流件41与电芯壳体1封闭的内侧壁连接，其正极耳端则通过第二导流件42与固定盖合于开口11上的盖板2连接。盖板2在实现对开口11的盖合封闭的同时，其与开口11的端面之间通过绝缘隔离圈21进行电性隔离。在完成后续注液等制备工序后，绝缘隔离圈21一侧的电芯壳体1可以整体作为该无极柱电芯的负极，绝缘隔离圈21另一侧的盖板2可以整体作为该无极柱电芯的正极。

采用本实用新型实施例所提供的无极柱电芯，其壳体部分采用电芯壳体1与盖板2的组合连接形式，盖板2在对电芯壳体1上的开口11进行盖合封闭的同时，其与开口11的端面之间通过绝缘隔离圈21进行电性隔离。设置于内部的芯包3，其正负极耳端分别通过第一导流件41和第二导流件42与盖板2和电芯壳体1的内壁过流连接。相比传统电芯在成模组时需要通过与芯包过流连接的正负极柱进行跨接串并联，该无极柱电芯取消了极柱结构，其盖板2的外侧面可以整体作为电芯正极，电芯壳体1的外侧面可以整体作为电芯负极来与跨接焊片或者跨接排进行对应焊接，提供了足够的焊接区域。相比极柱端部进行焊接的串并联形式，其与跨接件的焊接面积大，过流能力更强，焊接位置更加平整，跨接件在工作时对剪切力的承受能力更强，能够解决相关技术中电芯成模组时利用极柱进行跨接串并联时跨接处损坏失效，导致电芯使用寿命低的问题。

示例性地，在本实用新型实施例中，绝缘隔离圈21采用陶瓷材质，具有优良的绝缘性能和机械性能，在保证无极柱电芯的正负极绝缘隔离的基础上，提高外部机械强度，提高使用寿命。

示例性地，本实用新型实施例所提供的无极柱电芯，其取消了传统电芯上的极柱结构，同时也节约了辅件材料的投入，降低了加工成本。同时由于取消了极柱结构，电芯外部原本极柱所占用的外部空间也得到了解放。在相同的模组占用空间下，电芯壳体1内的空间可以设置的更大以容纳尺寸更大的芯包3，进一步提高电芯的能量密度。

可选地，盖板2的一侧凸出设置有环形插接凸起22，环形插接凸起22上涂覆有绝缘涂层，绝缘隔离圈21围绕设置于环形插接凸起22设置，电芯壳体1的开口11端面上开设有与环形插接凸起22相匹配的嵌合凹槽111，环形插接凸起22插接于嵌合凹槽111中。示例性地，在本实用新型实施例中，在进行盖板2与电芯壳体1的固定盖合时，可以通过将环形插接凸起22与开口11端面内侧对应开设的嵌合凹槽111对齐，将环形插接凸起22插接于嵌合凹槽111中。当插接到位后，围绕于环形插接凸起22外部设置的绝缘隔离圈21对应与开口11端面相抵接实现对合密封。环形插接凸起22外部涂覆有绝缘涂层，在于嵌合凹槽111的槽壁配合接触时，能够保证盖板2与电芯壳体1之间的绝缘隔离。采用环形插接凸起22与嵌合凹槽111的插接嵌合结构实现盖板2与电芯壳体1的密封盖合。其拼装式的外壳形式不再需要通过传统的焊接或者蹲封的方式进行密封，有效提高加工效率。

可选地，环形插接凸起22的外侧壁和远离盖板2的一端端面与嵌合凹槽111的槽壁通过密封胶固定粘合。示例性地，在本实用新型实施例中，盖板2在与开口11处的环形插接凸起22进行插接配合时，可以在环形插接凸起22的外侧壁和远离盖板2的一端端面上事先涂覆好一层如硅胶等惰性胶体的密封胶。在插接到位实现盖板2与电芯壳体1的组合后，通过密封胶对可能存在的装配间隙进行填充密封，同时利用其粘性实现进一步的粘合固定，进一步提高了无极柱电芯的结构稳定性。

可选地，第一导流件41包括两个第一大面转接片411和连接段412，两个第一大面转接片411平行间隔布置且通过连接段412固定连接，其中一个第一大面转接片411与电芯壳体1的另一侧内壁连接，其中另一个第一大面转接片411与芯包3的负极耳端连接。示例性地，在本实用新型实施例中，第一导流件41通过过流材料制备而成，其通过预设长度尺寸的连接段412对两个第一大面转接片411进行连接，以对应芯包3与电芯壳体1的封闭一端内侧壁之间的装配距离。其中连接段412能够对两个用于过流连接的第一大面转接片411进行稳定支撑，避免芯包3在电芯壳体1内发生晃动，进一步提高了无极柱电芯的结构稳定性。

可选地，连接段412与两个第一大面转接片411的同一侧边垂直连接。示例性地，在本实用新型实施例中，连接段412与两个第一大面转接片411的同一侧边垂直连接，第一导流件41整体呈“U”形结构，能够通过整片过流材料弯折制备成型，一体性强，同时减少加工难度，提高整体生产效率。

可选地，第二导流件42包括两个第二大面转接片421和弹性件422，两个第二大面转接片421平行间隔布置且通过弹性件422连接，其中一个第二大面转接片421与盖板2连接，其中另一个第二大面转接片421与芯包3的正极耳端连接。示例性地，在本实用新型实施例中，用于连接芯包3的正极耳端与盖板2至今的第二导流件42采用弹性结构，其两个第二大面转接片421之间均匀间隔设置有多个弹性件422，例如牛筋弹簧对两个第二大面转接片421进行弹性支撑。其在盖板2密封盖合后，用于与盖板2焊接固定的第二大面转接片421能够在多个弹性件422的弹力作用下紧贴盖板2的内侧面，保证后续的焊接固定能够稳定进行。多个间隔设置的弹性件422也可以保证对第二大面转接片421各处的弹力均匀供给以及支撑，避免出现倾斜导致与盖板2的贴合出现偏差，进一步提高了无极柱电芯的结构稳定性。

可选地，第一大面转接片411与电芯壳体1的内壁，以及第二大面转接片421与盖板2之间均通过激光穿透焊接。示例性地，在本实用新型实施例中，在进行无极柱电芯的组合装配时，有限进行第一导流件41、第二导流件42与芯包3的连接，在将一个第一大面转接片411与芯包3的负极耳端，以及一个第二大面转接片421与芯包3的正极耳端预焊接后，再将芯包3连同第一导流件41和第二导流件42一起装入电芯壳体1中并将盖板2盖合固定。最后由外部通过电芯壳体1的封闭端外壁，以及盖板2的外侧端面对第一大面转接片411与电芯壳体1的内壁，以及第二大面转接片421与盖板2的抵接位置进行激光穿透焊接完成过流连接固定。有效降低了无极柱电芯的制备难度，进一步提高了加工效率。

可选地，芯包3为全极耳芯包。示例性地，在本实用新型实施例中，芯包3采用全极耳芯包，其面对电芯壳体1的封闭端内壁以及盖板2的相对两侧面可以设置为两个全极耳过流面，通过两个全极耳过流面分别与第一大面转接片411以及第二大面转接片421进行预焊接，焊接位置也更加宽裕，焊接后的过流面积更大，能够进一步降低加工难度，提高加工效率和电芯的导流能力。

图7是本实用新型实施例提供的一种电芯模组的局部结构示意图。如图7所示，本实用新型实施例还提供了一种电芯模组，包括如图1至图6所示的无极柱电芯。该电芯模组还包括跨接焊片，多个无极柱电芯的盖板2与所述盖板2、电芯壳体1与电芯壳体1或者盖板2与电芯壳体1通过跨接焊片进行跨接连接。示例性地，在本实用新型的一种可能实现方式中，多个无极柱电芯堆叠布置且通过电芯壳体1相互临接，在相邻的两个无极柱电芯之间，盖板2与电芯壳体1远离盖板2的一端端面相平齐，跨接焊片5的一端与盖板2焊接连接，跨接焊片5的另一端与电芯壳体1远离盖板2的一端端面连接，以实现对在堆叠方向的多个无极柱电芯的串联。

采用本实用新型实施例所提供的无极柱电芯进行电芯模组的制备，其壳体部分采用电芯壳体1与盖板2的组合连接形式，盖板2在对电芯壳体1上的开口11进行盖合封闭的同时，其与开口11的端面之间通过绝缘隔离圈21进行电性隔离。设置于内部的芯包3，其正负极耳端分别通过第一导流件41和第二导流件42与盖板2和电芯壳体1的内壁过流连接。相比传统电芯在成模组时需要通过与芯包过流连接的正负极柱进行跨接串并联，该无极柱电芯取消了极柱结构，其盖板2的外侧面可以整体作为电芯正极，电芯壳体1的外侧面可以整体作为电芯负极来与跨接焊片或者跨接排进行对应焊接，提供了足够的焊接区域。在多个无极柱电芯通过大面堆叠布置后，可以根据实际需求利用跨接焊片对相邻的无极柱电芯的盖板2与盖板2、电芯壳体1与电芯壳体1，或者盖板2与电芯壳体1进行跨接连接，以形成整体串并联。相比极柱端部进行焊接的串并联形式，其与跨接件的焊接面积大，过流能力更强，焊接位置更加平整，跨接件在工作时对剪切力的承受能力更强，能够解决相关技术中电芯成模组时利用极柱进行跨接串并联时跨接处损坏失效，导致电芯使用寿命低的问题。

除非另作定义，此处使用的技术术语或者科学术语应当为本实用新型所属领域内具有一般技能的人士所理解的通常意义。本实用新型专利申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”、“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性，而只是用来区分不同的组成部分。同样，“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制，而是表示存在其中一个。“包括”或者“包含”等类似的词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同，并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接，而是可以包括电性的连接，不管是直接的还是间接的。“上”、“下”、“左”、“右”等仅用于表示相对位置关系，当被描述对象的绝对位置改变后，则所述相对位置关系也可能相应地改变。

以上所述仅为本实用新型的可选实施例，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种无极柱电芯，其特征在于，包括：电芯壳体(1)、盖板(2)和芯包(3)，

所述电芯壳体(1)的一侧设置有开口(11)，所述开口(11)处端面上开设有嵌合凹槽(111)，所述盖板(2)上设置有绝缘隔离圈(21)和与所述嵌合凹槽(111)相匹配的环形插接凸起(22)，所述环形插接凸起(22)上涂覆有绝缘涂层，所述绝缘隔离圈(21)围绕设置于所述环形插接凸起(22)设置，所述盖板(2)固定盖设于所述开口(11)处且通过所述绝缘隔离圈(21)与所述电芯壳体(1)的开口(11)端面相抵接，所述环形插接凸起(22)插接于所述嵌合凹槽(111)中，所述芯包(3)安装于所述电芯壳体(1)中，所述芯包(3)的负极耳端与所述电芯壳体(1)过流连接，所述芯包(3)的正极耳端通与所述盖板(2)过流连接。

2.根据权利要求1所述的无极柱电芯，其特征在于，所述环形插接凸起(22)的外侧壁和远离所述盖板(2)的一端端面与所述嵌合凹槽(111)的槽壁通过密封胶固定粘合。

3.根据权利要求1所述的无极柱电芯，其特征在于，所述无极柱电芯还包括过流转接组件(4)，所述过流转接组件(4)包括第一导流件(41)和第二导流件(42)，所述芯包(3)的正极耳端通过所述第二导流件(42)与所述盖板(2)连接，所述第一导流件(41)包括两个第一大面转接片(411)和连接段(412)，所述两个第一大面转接片(411)平行间隔布置且通过所述连接段(412)固定连接，其中一个所述第一大面转接片(411)与所述电芯壳体(1)的另一侧内壁连接，其中另一个所述第一大面转接片(411)与所述芯包(3)的负极耳端连接。

4.根据权利要求3所述的无极柱电芯，其特征在于，所述连接段(412)与所述两个第一大面转接片(411)的同一侧边垂直连接。

5.根据权利要求3所述的无极柱电芯，其特征在于，所述第二导流件(42)包括两个第二大面转接片(421)和弹性件(422)，所述两个第二大面转接片(421)平行间隔布置且通过所述弹性件(422)连接，其中一个所述第二大面转接片(421)与所述盖板(2)连接，其中另一个所述第二大面转接片(421)与所述芯包(3)的正极耳端连接。

6.根据权利要求5所述的无极柱电芯，其特征在于，所述第二导流件(42)包括多个所述弹性件(422)，多个所述弹性件(422)均匀间隔布置。

7.根据权利要求5所述的无极柱电芯，其特征在于，所述第一大面转接片(411)与所述电芯壳体(1)的内壁，以及所述第二大面转接片(421)与所述盖板(2)之间均通过激光穿透焊接。

8.根据权利要求1至7任一项所述的无极柱电芯，其特征在于，所述芯包(3)为全极耳芯包。

9.一种电芯模组，包括如权利要求1至8任一项所述的无极柱电芯，其特征在于，还包括跨接焊片(5)，多个所述无极柱电芯的所述盖板(2)与所述盖板(2)、所述电芯壳体(1)与所述电芯壳体(1)或者所述盖板(2)与所述电芯壳体(1)通过所述跨接焊片(5)进行跨接连接。

10.根据权利要求9所述的电芯模组，其特征在于，多个所述无极柱电芯堆叠布置且通过所述电芯壳体(1)相互临接，在相邻的两个所述无极柱电芯之间，所述盖板(2)与所述电芯壳体(1)远离所述盖板(2)的一端端面相平齐，所述跨接焊片(5)的一端与所述盖板(2)连接，所述跨接焊片(5)的另一端与所述电芯壳体(1)远离所述盖板(2)的一端端面连接。