CN221226399U - 一种复合型结构动力电池 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种复合型结构动力电池，包括壳体，壳体上开设有开口，开口用于使电池的电芯置入壳体内，开口处盖设有铝塑膜，铝塑膜上开设有与电芯的电极对应的极耳孔。使用时，电芯的极耳从铝塑膜的极耳孔延伸出与外界设备连接。本实用新型使用封装软包电池的铝塑膜与方壳电池的壳体连接，省略了方壳电池盖板组件的绝缘支架，达到节约生产成本的效果；相比于现有电池的壳体和盖板组件的盖板组合形成用于容纳电芯的空间而言，因现有电池的盖板与电芯之间存在占用用于容纳电芯空间的绝缘支架，因此在相同壳体体积的情况下，本实用新型使用铝塑膜与壳体连接形成用于容纳电芯的空间更大，从而提高了壳体内配置电芯的空间利用率。

Description

一种复合型结构动力电池

技术领域

本实用新型涉及到电池技术领域，特别涉及到一种复合型结构动力电池。

背景技术

因锂离子动力电池具有绿色环保、能量密度大、输出电压高、自放电小等优点而被广泛应用于生活的各个场景中，例如：笔记本电脑、汽车等。随着时代的快速发展，人们对锂离子电池的要求也越来越高，尤其是对锂离子电池的功率、能量密度和安全性能要求更加迫切。

相关技术中，现有动力电池包括壳体、电芯和盖板组件，电芯设置于壳体内，壳体上设置有开口，盖板组件固定安装于壳体的开口处；其中，盖板组件包括盖板和绝缘支架，盖板盖设于壳体的开口，盖板上设置有正负极极柱，正负极极柱与电芯的正负极耳连接，绝缘支架固定于盖板上，且绝缘支架位于电芯与盖板之间，绝缘支架的作用为：用于电芯与盖板绝缘，如专利(公告号：CN116207329A)公开的电池及其制备方法。

然而，因盖板组件的绝缘支架位于电芯与盖板之间，使得绝缘支架占用了壳体内配置电芯的部分空间，也即是，盖板组件固定安装于壳体的开口处因绝缘支架占用壳体内容纳电芯的部分空间，从而减少了壳体内配置电芯的空间，降低了壳体内配置电芯的空间利用率，进而减少电芯的能量密度。

实用新型内容

本实用新型的主要目的之一在于提供一种复合型结构动力电池，其旨在解决现有电池盖板组件的绝缘支架占用壳体内容纳电芯的空间而减少壳体内配置电芯的空间，从而降低壳体内配置电芯的空间利用率的问题。

为了实现上述实用新型目的，本实用新型提出一种复合型结构动力电池，包括壳体，所述壳体上开设有开口，所述开口用于使所述电池的电芯置入所述壳体内，所述开口处盖设有铝塑膜，所述铝塑膜上开设有与所述电芯的电极对应相通的极耳孔。

进一步地，本实用新型的复合型结构动力电池还包括连接极耳，所述连接极耳穿过所述极耳孔与所述电芯的极耳连接。

进一步地，所述连接极耳上密封套设有密封环，所述密封环的外侧与所述极耳孔的内侧之间密封连接。

进一步地，所述开口的周边缘固定有用于使铝塑膜与壳体连接固定的铝框架。

进一步地，所述铝框架朝向壳体的表面上开设有与所述开口的边缘连接的第一台阶。

进一步地，所述铝框架背向壳体的表面上开设有与所述铝塑膜的外周侧连接的第二台阶。

进一步地，所述第二台阶还连接有垫压于所述铝塑膜的外周侧上的铝垫片。

进一步地，所述铝垫片背向所述铝塑膜的表面与所述铝框架背向所述壳体的表面平齐。

进一步地，所述铝垫片和铝框架相互平齐的表面及所述壳体的外壁面包裹有外绝缘膜。

进一步地，所述铝塑膜背向电芯的外侧设置有与外绝缘膜连接并遮住该铝塑膜的顶膜。

进一步地，所述电芯朝向所述铝塑膜的壁面贴设有内膜，所述电芯朝向所述壳体的壁面包裹有Mylar膜，所述Mylar膜与所述内膜熔合。

进一步地，所述Mylar膜背向内膜的一侧设置有位于壳体内的底托片。

进一步地，所述壳体上背向所述铝塑膜的一侧开设有安装口，所述安装口处安装固定有防爆片，所述防爆片用于使所述电芯在热失控时产生的气体定向喷出。

进一步地，所述防爆片上背向电芯的壁面上开设有凹陷部而形成泄压部。

相比于现有技术，本实用新型的复合型结构动力电池的有益效果：

本实用新型的复合型结构动力电池在使用时，电芯的极耳从铝塑膜的极耳孔延伸出与外界设备连接，由于本实用新型使用了封装软包电池的铝塑膜与方壳电池的壳体连接，省略了方壳电池盖板组件的绝缘支架，达到了节约生产成本的效果；同时因铝塑膜的厚度较薄，相比于现有电池的壳体和盖板组件的盖板组合形成用于容纳电芯的空间而言，因现有电池的盖板与电芯之间存在占用用于容纳电芯空间的绝缘支架，因此在相同壳体体积的情况下，本实用新型使用铝塑膜与壳体连接形成用于容纳电芯的空间更大，从而提升了壳体内配置电芯的空间，提高了壳体内配置电芯的空间利用率，进而提高电芯的能量密度。综上可知，本实用新型将电池的软包路线和方壳路线相结合，使用了封装软包电池的铝塑膜与方壳电池的壳体连接，不仅可以减少电池的生产成本，还可以提升壳体内容纳电芯的空间，提升空间利用率。

附图说明

图1为本实用新型的动力电池的爆炸图；

图2为本实用新型的动力电池的结构示意图；

图3为本实用新型的动力电池的正视图；

图4为图3中A-A截面示意图；

图5为图4中局部A示意图；

图6为本实用新型的动力电池的俯视图；

图7为图6中B-B截面示意图；

图8为图7中局部B示意图；

图9为本实用新型的动力电池底部视图；

图10为图9中C-C截面示意图；

图11为图10中局部C示意图；

图12为本实用新型的动力电池的结构示意图。

各附图中标号：

10、壳体；100、开口；101、安装口；1011、防爆片；10111、凹陷部；20、电芯；21、Mylar膜；22、内膜；220、避空孔；221、第二通孔；30、铝塑膜；301、极耳孔；40、连接极耳；50、密封环；60、铝框架；601、第一台阶；602、第二台阶；61、铝垫片；70、底托片；701、通气孔；80、外膜；90、顶膜；901、第一通孔。

具体实施方式

应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“设置”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，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。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之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

相关技术中，现有动力电池包括壳体、电芯和盖板组件，电芯设置于壳体内，壳体上设置有开口，盖板组件固定安装于壳体的开口处；其中，盖板组件包括盖板和绝缘支架，盖板盖设于壳体的开口，盖板上设置有正负极极柱，正负极极柱与电芯的正负极耳连接，绝缘支架固定于盖板上，且绝缘支架位于电芯与盖板之间，绝缘支架的作用为：用于电芯与盖板绝缘，如专利(公告号：CN116207329A)公开的电池及其制备方法。

然而，因盖板组件的绝缘支架位于电芯与盖板之间，使得绝缘支架占用了壳体内配置电芯的部分空间，也即是，盖板组件固定安装于壳体的开口处因绝缘支架占用壳体内容纳电芯的部分空间，从而减少了壳体内配置电芯的空间，降低了壳体内配置电芯的空间利用率，进而减少电芯的能量密度。

基于此，本实用新型提供一种复合型结构动力电池，以解决现有电池盖板组件的绝缘支架占用壳体内容纳电芯的空间而减少壳体内配置电芯的空间，从而降低壳体内配置电芯的空间利用率的问题。

下面将结合具体实施例和附图对本申请的技术方案作进一步的说明。

请参照图1-图12，本实用新型提出一种复合型结构动力电池，包括壳体10，壳体10上开设有开口100，壳体10的一端为敞口结构，壳体10的敞口即为壳体10上开设的开口100。其中，壳体10的开口100用于使电池的电芯20置入壳体10内，开口100处盖设有铝塑膜30，铝塑膜30上开设有与电芯20的电极对应相通的极耳孔301。在使用时，电芯20的极耳从铝塑膜30的极耳孔301延伸出与外界设备连接，由于本实用新型的动力电池使用了封装软包电池的铝塑膜30与方壳电池的壳体10连接，省略了方壳电池盖板组件的绝缘支架，因此可以达到节约生产成本的效果；同时，因铝塑膜30的厚度较薄，相比于现有电池的壳体10和盖板组件的盖板组合形成用于容纳电芯20的空间而言，因现有电池的盖板与电芯20之间存在占用用于容纳电芯20空间的绝缘支架，因此在相同壳体10体积的情况下，本实用新型的动力电池使用了铝塑膜30与壳体10连接形成用于容纳电芯20的空间更大，从而提升了壳体10内配置电芯20的空间，提高了壳体10内配置电芯20的空间利用率，进而提高电芯20的能量密度。

综上可知，本实用新型的动力电池将电池的软包路线和方壳路线相结合，使用了封装软包电池的铝塑膜30与方壳电池的壳体10连接，不仅可以减少电池的生产成本，还可以提升壳体10内容纳电芯20的空间，提升空间利用率。

值得说明的是，因提升了壳体10内容纳电芯20的空间，因此壳体10内的电芯20在发生热失控时，电芯20朝向铝塑膜30的表面与铝塑膜30之间具备充足的空间而使电芯20朝向铝塑膜30的表面的膨胀均匀。

需要说明的是，铝塑膜30具有极高的阻隔性、耐穿刺性、耐电解液稳定性、耐高温，绝缘性强特性等特性。

当然，电芯20的极耳有正极耳、负极耳，对应的，连接极耳40也有正连接极耳40和负连接极耳40，电芯20的正极耳和负极耳可以位于电芯20的同一侧，也可以位于电芯20的不同侧，对应的，负连接极耳40和连接极耳40可以电芯20的壳体10的同一侧，也可以位于电芯20的不同侧，在此处不做限定。

在一实施例中，本实用新型的复合型结构动力电池还包括连接极耳40，连接极耳40穿过极耳孔301与电芯20的极耳连接，使用连接极耳40与电芯20的极耳连接，替换了传统电池的极柱通过连接片与电芯20极耳连接，由于连接极耳40与电芯20的极耳直接连接，省略了连接片，因而可以降低电芯20的内阻，从而减少电芯20的温升。此外，连接极耳40伸出的形式，可使得连接极耳40连接外部设备更加便捷。该实施例的连接极耳40与电芯20的极耳之间采用激光焊焊接但不限定于此，如此可以提升连接极耳40与电芯20的极耳之间的连接性能，进一步地降低电芯20的内阻。

需要说明的是，当需要为电芯20注液时，电解液可以从连接极耳40与铝塑膜30上的极耳孔301之间的缝隙中进入电芯20。当然，当为电芯20注液完成之后，需要将连接极耳40与极耳孔301之间的缝隙密封。为此，连接极耳40上密封套设有密封环50，当为电芯20注液完成之后，将密封环50压入铝塑膜30的极耳孔301内，使得密封环50的外侧与极耳孔301的内侧之间密封连接。

在一实施例中，壳体10上开口的周边缘固定有用于使铝塑膜30与壳体10连接固定的铝框架60，通过该铝框架60使得铝塑膜30有利与壳体10连接固定。具体地，铝框架60朝向壳体10的表面上开设有与壳体10开口的周边缘连接的第一台阶601，该第一台阶601主要便于铝框架60与壳体10连接固定；铝框架60背向壳体10的表面上开设有与铝塑膜30的外周侧连接的第二台阶602，该第二台阶602主要便于铝塑膜30与铝框架60连接固定。此外，第二台阶602还连接有垫压于铝塑膜30的外周侧上的铝垫片61，该铝垫片61主要用于提升铝塑膜30与铝框架60之间的连接性能；为了进一步地提升铝垫片61、铝框架60和所述铝塑膜30之间的连接性能，铝垫片61、铝框架60和铝塑膜30之间采用高频电阻焊焊接但不限定于此。

在一实施例中，铝垫片61背向铝塑膜30的表面与铝框架60背向壳体10的表面平齐，如此可以便于后续在铝垫片61背向铝塑膜30的表面及铝框架60背向壳体10的表面上贴膜；铝垫片61和铝框架60相互平齐的表面及壳体10的外壁面包裹有外绝缘膜，该外绝缘膜可以起到绝缘保护的作用。

在一实施例中，铝塑膜30背向电芯20的外侧设置有与外绝缘膜连接并遮住该铝塑膜30的顶膜90，顶膜90可以起到保护铝塑膜30的作用。当然，顶膜90上具有避空连接极耳40的第一通孔901。

在一实施例中，电芯20朝向铝塑膜30的壁面贴设有内膜22，内膜22也是绝缘膜，内膜22上具有供连接极耳40穿过的避空孔220；内膜22上还设置有第二通孔221，第一方面，电池内部膨胀的气体可通过第二通孔221排出，第二方面，电解液从极耳孔位流入后，也有可能从第二通孔221进入电池内部。其中，电芯20朝向壳体10的壁面包裹有Mylar膜21，Mylar膜21与内膜22熔合。也即是，电芯20除了朝向壳体10开口的面贴设内膜22之外，其他面均被Mylar膜21包裹，Mylar膜21是一种高度透明、耐热、耐化学腐蚀的聚酯薄膜，具有良好的绝缘性能，通过将Mylar膜21与内膜22热熔，使Mylar膜21无法撕下，注意热熔时不能使Mylar膜21出现破洞。

在一实施例中，电芯20被Mylar膜21包裹之后形成卷芯，Mylar膜21背向内膜22的一侧设置有位于壳体10内的底托片70，底托片70的作用为：防止卷芯与壳体10底部摩擦。

在一实施例中，壳体10上背向铝塑膜30的一侧开设有安装口101，安装口101处安装固定有防爆片1011，防爆片1011用于使电芯20在热失控时产生的气体定向喷出。具体地，防爆片1011为阶梯结构，防爆片1011上背向电芯20的壁面上开设有凹陷部10111而形成泄压部。由于底托片70位于Mylar膜21与防爆片1011之间，因此在底托片70上开设有多个与防爆片1011相通的通气孔701，避免影响电芯20热失控时产生的气体定向喷发。

示例性的，凹陷部10111使得防爆片1011上最薄的地方厚度为0.08mm，当电芯20发生热失控时，电芯20内部就会有膨胀力，当膨胀力超过防爆片1011的强度时，电芯20发生热失控产生的高温高压气体就会从防爆片1011最薄弱的地方定向喷出，也即从防爆片1011的凹陷部10111的位置定向喷出，从而达到泄压的效果，使得本实用新型的动力电池可以应对电池热失控情况下急剧散热，以达到定向爆破的目的，达到急剧泄压避免电芯20热失控的问题，极大地保证了电池的安全稳定性。

在一实施例中，防爆片1011与安装口101之间采用高频电阻焊焊接但并不局限于此，如此可以提升防爆片1011与壳体10之间的连接性能。

本实用新型的动力电池的组装过程如下：

先将电芯20的极耳与电芯20用超声焊预焊好，然后将连接极耳40用激光焊焊接在叠片电极(电芯20)的极耳上，接着用Mylar膜21把电芯20包裹起来，Mylar膜21的重合处用胶带固定，将Mylar膜21热熔到电芯20朝向壳体10开口上的内膜22上；再接着，将底托片70热熔到Mylar膜21的底部，将裹有Mylar膜21的电芯20缓慢放入壳体10中，将铝框架60和防爆片1011用高频电阻焊焊接在壳体10上，用铝垫片61将铝塑膜30用激光焊接在一起；再接着将密封环50套在连接极耳40上，注液完成，将密封环50压入铝塑膜30；再接着，将连接极耳40和铝塑膜30热熔在一起，剪掉多余的铝塑膜30；最后，用外膜80将电池本体包裹，贴上顶膜90。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (14)

1.一种复合型结构动力电池，包括壳体，所述壳体上开设有开口，所述开口用于使所述电池的电芯置入所述壳体内，其特征在于，所述开口处盖设有铝塑膜，所述铝塑膜上开设有与所述电芯的电极对应相通的极耳孔。

2.根据权利要求1所述的一种复合型结构动力电池，其特征在于，还包括连接极耳，所述连接极耳穿过所述极耳孔与所述电芯的极耳连接。

3.根据权利要求2所述的一种复合型结构动力电池，其特征在于，所述连接极耳上密封套设有密封环，所述密封环的外侧与所述极耳孔的内侧之间密封连接。

4.根据权利要求1所述的一种复合型结构动力电池，其特征在于，所述开口的周边缘固定有用于使铝塑膜与壳体连接固定的铝框架。

5.根据权利要求4所述的一种复合型结构动力电池，其特征在于，所述铝框架朝向壳体的表面上开设有与所述开口的边缘连接的第一台阶。

6.根据权利要求4所述的一种复合型结构动力电池，其特征在于，所述铝框架背向壳体的表面上开设有与所述铝塑膜的外周侧连接的第二台阶。

7.根据权利要求6所述的一种复合型结构动力电池，其特征在于，所述第二台阶还连接有垫压于所述铝塑膜的外周侧上的铝垫片。

8.根据权利要求7所述的一种复合型结构动力电池，其特征在于，所述铝垫片背向所述铝塑膜的表面与所述铝框架背向所述壳体的表面平齐。

9.根据权利要求8所述的一种复合型结构动力电池，其特征在于，所述铝垫片和铝框架相互平齐的表面及所述壳体的外壁面包裹有外绝缘膜。

10.根据权利要求8所述的一种复合型结构动力电池，其特征在于，所述铝塑膜背向电芯的外侧设置有与外绝缘膜连接并遮住该铝塑膜的顶膜。

11.根据权利要求1所述的一种复合型结构动力电池，其特征在于，所述电芯朝向所述铝塑膜的壁面贴设有内膜，所述电芯朝向所述壳体的壁面包裹有Mylar膜，所述Mylar膜与所述内膜熔合。

12.根据权利要求11所述的一种复合型结构动力电池，其特征在于，所述Mylar膜背向所述内膜的一侧设置有位于所述壳体内的底托片。

13.根据权利要求1所述的一种复合型结构动力电池，其特征在于，所述壳体上背向所述铝塑膜的一侧开设有安装口，所述安装口处安装固定有防爆片，所述防爆片用于使所述电芯在热失控时产生的气体定向喷出。

14.根据权利要求13所述的一种复合型结构动力电池，其特征在于，所述防爆片上背向所述电芯的壁面上开设有凹陷部而形成泄压部。