CN110085778A - 电池壳体、锂离子电池及锂离子电池组 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电池壳体、锂离子电池及锂离子电池组，所述的电池壳体包括外管体、内管体、第一盖板和第二盖板，所述内管体设于所述外管体内，所述第一盖板和所述第二盖板分别盖设于所述外管体的两端，所述第一盖板设有第一开口，所述第二盖板设有第二开口，所述内管体的一端与所述第一开口的周缘连接，另一端用于与所述第二开口的周缘连接，以使所述内管体的内部与外界连通形成散热通路，所述外管体、所述内管体、所述第一盖板和所述第二盖板共同围蔽形成用于容置电芯的容置腔，上述电池壳体的散热性能较好，可使大容量锂离子电池在充放电过程中能快速有效地散热，保证使用安全。
Description
技术领域
本发明涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池壳体、锂离子电池及锂离子电池组。
背景技术
锂离子电池是目前发展较为火热的一种二次电池。由于锂离子电池储电性能和放电性能较好，其在工作和生活中应用非常广泛，受到大多数人们的欢迎。随着锂离子电池技术的快速发展，以及电动汽车、储能市场等应用领域对锂离子电池的要求越来越高，锂离子电池的容量、功率也越来越大。
然而，随着电池容量、功率的增大，锂离子电池在充放电过程中的发热量也增加。热量如不及时散去，将导致锂离子电池内部温度升高，并最终导致电池变形、影响锂离子电池充放电质量甚至造成***，存在极大的安全隐患。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种电池壳体、锂离子电池及锂离子电池组，上述电池壳体的散热性能较好，可使大容量锂离子电池在充放电过程中能快速有效地散热，保证使用安全。
为实现上述目的，本发明提供一种电池壳体，所述的电池壳体包括外管体、内管体、第一盖板和第二盖板，所述内管体设于所述外管体内，所述第一盖板和所述第二盖板分别盖设于所述外管体的两端，所述第一盖板设有第一开口，所述第二盖板设有第二开口，所述内管体的一端与所述第一开口的周缘连接，另一端用于与所述第二开口的周缘连接，以使所述内管体的内部与外界连通形成散热通路，所述外管体、所述内管体、所述第一盖板和所述第二盖板共同围蔽形成用于容置电芯的容置腔。
上述电池壳体与背景技术相比，至少具有以下有益效果：在充放电过程中，锂离子电池所产生的热量不仅可以从外管体的管壁向外散发，还可以经内管体的管壁进入到内管体内部，并沿内管体内部从第一盖板的第一开口和第二盖板的第二开口向外散发，增加了整体散热面积，达到快速散热的目的。由此可见，上述电池壳体的散热性能较好，可使大容量锂离子电池在充放电过程中能快速有效地散热，保证使用安全。
在其中一实施例中，还包括正极引出组件和负极引出组件，所述正极引出组件包括正极柱，所述第一盖板上设有用于供所述正极柱的一端穿过的第三开口，所述正极柱的另一端用于与所述电芯的正极端连接，所述负极引出组件包括负极柱，所述第二盖板上设有用于供所述负极柱的一端穿过的第四开口，所述负极柱的另一端用于与所述电芯的负极端连接。
在其中一实施例中，所述正极引出组件还包括第一紧固件，所述正极柱包括第一连接柱和第一接头，所述第一接头的一端与所述第一连接柱连接，另一端用于与所述电芯的所述正极端连接，所述第一连接柱穿过所述第三开口后与所述第一紧固件连接，所述第一接头与所述第一紧固件共同将所述第一盖板夹持固定；
和\或，所述负极引出组件还包括第二紧固件，所述负极柱包括第二连接柱和第二接头，所述第二接头的一端与所述第二连接柱连接，另一端用于与所述电芯的所述负极端连接，所述第二连接柱穿过所述第四开口后与所述第二紧固件连接，所述第二接头与所述第二紧固件共同将所述第二盖板夹持固定。
在其中一实施例中，所述第一紧固件与所述第一盖板之间设有第一密封垫片，和\或，所述第一盖板与所述第一接头之间设有第二密封垫片；
和\或，所述第二紧固件与所述第二盖板之间设有第三密封垫片，和\或，所述第二盖板与所述第二接头之间设有第四密封垫片。
在其中一实施例中，所述内管体上套设第一定位环和第二定位环，所述第一定位环用于与所述电芯的一端抵触，所述第二定位环用于与所述电芯的另一端抵触，以将所述电芯固定。
在其中一实施例中，所述第一盖板上设有第一防爆口，所述第一防爆口上覆盖第一防爆片；和\或，所述第二盖板上设有第二防爆口，所述第二防爆口上覆盖第二防爆片。
在其中一实施例中，所述内管体与所述第一盖板或所述第二盖板一体成型。
为实现上述目的，本发明提供还一种锂离子电池，所述的锂离子电池包括电芯和上述电池壳体，所述电芯容置于所述容置腔内，所述电芯包括电芯本体、正极集流板和负极集流板，所述电芯本体的两端分别设有正极全极耳和负极全极耳，所述正极集流板设于所述正极全极耳上，所述负极集流板设于所述负极全极耳上。
由于上述锂离子电池采用了上述电池壳体的所有实施例，因而至少具有上述实施例的所有有益效果，在此不再一一赘述。
在其中一实施例中，所述正极集流板设有沿周向均匀分布的多个第一进液孔，所述第一进液孔用于将供电解液进入所述电芯本体内；和\或，所述负极集流板设有沿周向均匀分布的多个第二进液孔，所述第二进液孔用于供所述电解液进入所述电芯本体内；
和\或，所述正极集流板设有沿周向均匀分布的多个第一焊接孔，第一焊接孔用于将所述正极集流板与所述正极全极耳焊接；和\或，所述负极集流板设有沿周向均匀分布的多个第二焊接孔，第二焊接孔用于将所述负极集流板与所述负极全极耳焊接。
为实现上述目的，本发明提供还一种锂离子电池组，所述的锂离子电池组包括多个上述锂离子电池，各所述锂离子电池依次串联或并联。
由于上述锂离子电池组采用了上述锂离子电池的所有实施例，因而至少具有上述实施例的所有有益效果，在此不再一一赘述。
附图说明
图1为本发明一实施例中所述的电池壳体的剖视图；
图2为图1所示电池壳体的A处放大结构示意图；
图3为图2所示电池壳体中的正极柱的结构示意图；
图4为图1所示电池壳体的B处放大结构示意图；
图5为图4所示电池壳体中的负极柱的结构示意图；
图6为图1所示电池壳体中的第一盖板的结构示意图；
图7为本发明一实施例中所述的锂离子电池的剖视图；
图8为图7所示锂离子电池中的正极集流板的结构示意图。
10、电池壳体，11、外管体，111、容置腔，112、绝缘环，12、内管体，121、第一定位环，122、第二定位环，13、第一盖板，131、第一开口，132、第三开口，133、第一焊接台阶，1331、第一防爆口，14、第二盖板，141、第二开口，142、第四开口，15、正极引出组件，151、正极柱，1511、第一连接柱，1512、第一接头，152、第一紧固件，153、第一密封垫片，154、第二密封垫片，16、负极引出组件，161、负极柱，1611、第二连接柱，1612、第二接头，162、第二紧固件，163、第三密封垫片，164、第四密封垫片，20、电芯，21、电芯本体，22、正极集流板，221、正极集流耳，222、第一进液孔，223、第一焊接孔，23、负极集流板，231、负极集流耳。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本发明中所述“第一”、“第二”、“第三”、“第四”不代表具体的数量及顺序，仅仅是用于名称的区分。
如图1所示，一种电池壳体10，包括外管体11、内管体12、第一盖板13和第二盖板14，内管体12设于外管体11内，第一盖板13和第二盖板14分别盖设于外管体11的两端，第一盖板13设有第一开口131，第二盖板14设有第二开口141，内管体12的一端与第一开口131的周缘连接，另一端用于与第二开口141的周缘连接，以使内管体12的内部与外界连通形成散热通路，外管体11、内管体12、第一盖板13和第二盖板14共同围蔽形成用于容置电芯20的容置腔111。
上述电池壳体10可以但不仅限于应用到锂离子电池中，以将上述电池壳体10应用到锂离子电池为例，锂离子电池在充放电过程中，其所产生的热量不仅可以从外管体11的管壁向外散发，还可以经内管体12的管壁进入到内管体12内部，并沿内管体12内部从第一盖板13的第一开口131和第二盖板14的第二开口141向外散发，增加了整体散热面积，达到快速散热的目的。由此可见，上述电池壳体10的散热性能较好，可使大容量锂离子电池在充放电过程中能快速有效地散热，保证使用安全。
具体地，第一盖板13的周缘与外管体11的一端口周缘激光焊接，第二盖板14的周缘与外管体11的另一端口周缘激光焊接，第一盖板13的第一开口131的周缘与内管体12的一端口周缘激光焊接，第二盖板14的第二开口141的周缘与内管体12的另一端口周缘激光焊接。
在一实施例中，请结合图1、图2和图4，上述电池壳体10还包括正极引出组件15和负极引出组件16，正极引出组件15包括正极柱151，第一盖板13上设有用于供正极柱151的一端穿过的第三开口132，正极柱151的另一端用于与电芯20的正极端连接，负极引出组件16包括负极柱161，第二盖板14上设有用于供负极柱161的一端穿过的第四开口142，负极柱161的另一端用于与电芯20的负极端连接。
具体地，请结合图2和图3，正极引出组件15还包括第一紧固件152，正极柱151包括第一连接柱1511和第一接头1512，第一接头1512的一端与第一连接柱1511连接，另一端用于与电芯20的正极端连接，第一连接柱1511穿过第三开口132后与第一紧固件152连接，第一接头1512与第一紧固件152共同将第一盖板13夹持固定；和\或，请结合图4和图5，负极引出组件16还包括第二紧固件162，负极柱161包括第二连接柱1611和第二接头1612，第二接头1612的一端与第二连接柱1611连接，另一端用于与电芯20的负极端连接，第二连接柱1611穿过第四开口142后与第二紧固件162连接，第二接头1612与第二紧固件162共同将第二盖板14夹持固定。通过第一接头1512与第一紧固件152共同将第一盖板13夹持，可实现正极柱151的快速安装，有效提高生产效率；负极柱161与第二盖板14的连接结构与上述连接结构的原理相同，在此不再详述。
在一实施例中，请继续参阅图2和图4，第一紧固件152与第一盖板13之间设有第一密封垫片153，和\或，第一盖板13与第一接头1512之间设有第二密封垫片154；第二紧固件162与第二盖板14之间设有第三密封垫片163，和\或，第二盖板14与第二接头1612之间设有第四密封垫片164。第一密封垫片153用于对第一紧固件152与第一盖板13的间隙进行密封，第二密封垫片154用于对第一盖板13与第一接头1512的间隙进行密封，从而有效防止电解液从第一盖板13向外泄露，有效提高电池壳体10的密封性能。同理，第三密封垫片163用于对第二紧固件162与第二盖板14的间隙进行密封，第四密封垫片164用于对第二盖板14与第二接头1612的间隙进行密封，从而有效防止电解液从第二盖板14向外泄露，有效提高电池壳体10的密封性能。特别地，第一密封垫片153和第二密封垫片154均为绝缘垫片，可有效将第一盖板13与正极柱151隔离，防止第一盖板13与正极柱151接触而导致电池短路，有效提高电池的可靠性。同理，第三密封垫片163和第四密封垫片164均为绝缘垫片，可有效将第二盖板14与负极柱161隔离，防止第二盖板14与负极柱161接触而导致电池短路，有效提高电池的可靠性。
在一实施例中，请结合图1、图2和图4，内管体12上套设第一定位环121和第二定位环122，第一定位环121用于与电芯20的一端抵触，所第二定位环122用于与电芯20的另一端抵触，以将电芯20固定，避免电芯20在容置腔111内移动并与电池壳体10碰撞而造成损坏，或电芯20的正、负极端与电池壳体10接触而导致电池短路，有效提高电池的可靠性。
进一步地，与前述实施例结合，第一定位环121和第二定位环122均采用绝缘材质；第一定位环121的一端与第一盖板13抵触，另一端用于电芯20抵触，以此，第一定位环121的侧壁将正极引出组件15与内管体12分隔，避免正极引出组件15与内管体12接触而导致电池短路，进一步地提高电池的可靠性；同理，第二定位环122的一端与第二盖板14抵触，另一端用于电芯20抵触，以此，第二定位环122的侧壁将负极引出组件16与内管体12分隔，避免负极引出组件16与内管体12接触而导致电池短路，进一步地提高电池的可靠性。
在一实施例中，请结合图6，第一盖板13上设有第一防爆口1331，第一防爆口1331上覆盖第一防爆片(图中并未示出)，和\或，第二盖板14的结构可参考图6所示，第二盖板14上设有第二防爆口(图中并未示出)，第二防爆口上覆盖第二防爆片(图中并未示出)。当电池内部压力过大时，压力可经第一防爆口1331将第一防爆片冲开，以达到泄压的目的，从而避免电池***，进一步提高电池的使用安全性；第二防爆口与第二防爆片的原理与上述原理相同，在此不再详述。
进一步地，请接续参阅图6，第一盖板13上设有第一焊接台阶133，第一防爆口1331设于该第一焊接台阶133上，第一防爆片通过激光焊接在第一焊接台阶133上并覆盖第一防爆口1331；同理，第二盖板14上设有第二焊接台阶(图中并未示出)，第二防爆口设于该第二焊接台阶上，第二防爆片通过激光焊接在第二焊接台阶上并覆盖第二防爆口。
在一实施例中，内管体12与第一盖板13或第二盖板14一体成型。如在内管体12与第一盖板13一体成型的情况下，在对电池壳体10进行连接安装时，只需将第一盖板13的周缘与外管体11的一端口周缘激光焊接，第二盖板14的周缘与外管体11的另一端口周缘激光焊接，第二盖板14的第二开口141的周缘与内管体12的另一端口周缘激光焊接，这样，焊接次数由原来的四次减少为三次，有效提高生产效率。
如图7所示，一种锂离子电池，包括电芯20和上述电池壳体10，电芯20容置于容置腔111内，电芯20包括电芯本体21、正极集流板22和负极集流板23，电芯本体21的两端分别设有正极全极耳(图中并未示出)和负极全极耳(图中并未示出)，正极集流板22设于正极全极耳上，负极集流板23设于负极全极耳上。
由于上述锂离子电池采用了上述电池壳体10的所有实施例，因而至少具有上述实施例的所有有益效果，在此不再一一赘述。
具体地，电芯本体21由正极片、隔膜和负极片依次层叠后卷绕形成。
具体地，正极集流板22通过激光焊接在正极全极耳上，形成正极全极耳引流结构，同理，负极集流板23通过激光焊接在负极全极耳上，形成负极全极耳引流结构，使得锂离子电池的内阻大大降低，有效锂离子电池的充放电循环的稳定性。
进一步地，请结合图7，与前述实施例结合，正极集流板22上设有正极集流耳221，负极集流板23上设有负极集流耳231；第一接头1512通过第三紧固件(图中并未示出)与正极集流耳221连接，第二接头1612通过第一导线(图中并未示出)与负极集流耳231连接，或，第一接头1512通过第二导线(图中并未示出)与正极集流耳221连接，第二接头1612通过第四紧固件(图中并未示出)与负极集流耳231连接，或，第一接头1512通过第三导线(图中并未示出)与正极集流耳221连接，第二接头1612通过第四导线(图中并未示出)与负极集流耳231连接。简而言之，第一接头1512与正极集流耳221的连接结构和第二接头1612与负极集流耳231的连接结构中的至少一个采用软连接方式(即导线连接)，以在拧紧第一紧固件152和第二紧固件162时，为正极柱151或负极柱161提供移动距离，防止正极柱151和负极柱161在安装时对电芯20施加反向的两个拉力而将正极集流板22与正极全极耳或负极集流板23与负极全极耳撕离。
进一步地，当第一接头1512与正极集流耳221的连接结构和\或第二接头1612与负极集流耳231的连接结构采用软连接时，外管体的内壁设有对应第一接头1512与正极集流耳221的连接位置和\或第二接头1612与负极集流耳231的连接位置上的绝缘环112，以防止导线与外管体接触而导致锂离子电池短路。
在一实施例中，请结合图8，正极集流板22设有沿周向均匀分布的多个第一进液孔222，第一进液孔222用于将供电解液进入电芯本体21内；和\或，负极集流板23设有沿周向均匀分布的多个第二进液孔，第二进液孔用于供电解液进入电芯本体21内。在加注电解液时，多个第一进液孔222可使电解液能够快速浸润电极片，同理，多个第二进液孔可使电解液能够快速浸润电极片。正极集流板22设有沿周向均匀分布的多个第一焊接孔223，第一焊接孔223用于将正极集流板22与正极全极耳焊接；和\或，负极集流板23设有沿周向均匀分布的多个第二焊接孔，第二焊接孔用于将负极集流板23与负极全极耳焊接。多个第一焊接孔223沿正极集流板22周向均匀分布，有效提高焊接后正极集流板22与正极全极耳的结合力；同理，多个第二焊接孔沿负极集流板23周向均匀分布，有效提高焊接后负极集流板23与负极全极耳的结合力。
一种锂离子电池组，包括多个上述锂离子电池，各锂离子电池依次串联或并联。
由于上述锂离子电池组采用了上述锂离子电池的所有实施例，因而至少具有上述实施例的所有有益效果，在此不再一一赘述。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (10)
1.一种电池壳体，其特征在于，所述的电池壳体包括外管体、内管体、第一盖板和第二盖板，所述内管体设于所述外管体内，所述第一盖板和所述第二盖板分别盖设于所述外管体的两端，所述第一盖板设有第一开口，所述第二盖板设有第二开口，所述内管体的一端与所述第一开口的周缘连接，另一端用于与所述第二开口的周缘连接，以使所述内管体的内部与外界连通形成散热通路，所述外管体、所述内管体、所述第一盖板和所述第二盖板共同围蔽形成用于容置电芯的容置腔。
2.根据权利要求1所述的一种电池壳体，其特征在于，还包括正极引出组件和负极引出组件，所述正极引出组件包括正极柱，所述第一盖板上设有用于供所述正极柱的一端穿过的第三开口，所述正极柱的另一端用于与所述电芯的正极端连接，所述负极引出组件包括负极柱，所述第二盖板上设有用于供所述负极柱的一端穿过的第四开口，所述负极柱的另一端用于与所述电芯的负极端连接。
3.根据权利要求2所述的一种电池壳体，其特征在于，所述正极引出组件还包括第一紧固件，所述正极柱包括第一连接柱和第一接头，所述第一接头的一端与所述第一连接柱连接，另一端用于与所述电芯的所述正极端连接，所述第一连接柱穿过所述第三开口后与所述第一紧固件连接，所述第一接头与所述第一紧固件共同将所述第一盖板夹持固定；
和\或，所述负极引出组件还包括第二紧固件，所述负极柱包括第二连接柱和第二接头，所述第二接头的一端与所述第二连接柱连接，另一端用于与所述电芯的所述负极端连接，所述第二连接柱穿过所述第四开口后与所述第二紧固件连接，所述第二接头与所述第二紧固件共同将所述第二盖板夹持固定。
4.根据权利要求3所述的一种电池壳体，其特征在于，所述第一紧固件与所述第一盖板之间设有第一密封垫片，和\或，所述第一盖板与所述第一接头之间设有第二密封垫片；
和\或，所述第二紧固件与所述第二盖板之间设有第三密封垫片，和\或，所述第二盖板与所述第二接头之间设有第四密封垫片。
5.根据权利要求1所述的一种电池壳体，其特征在于，所述内管体上套设第一定位环和第二定位环，所述第一定位环用于与所述电芯的一端抵触，所述第二定位环用于与所述电芯的另一端抵触，以将所述电芯固定。
6.根据权利要求1-5任一项所述的一种电池壳体，其特征在于，所述第一盖板上设有第一防爆口，所述第一防爆口上覆盖第一防爆片；和\或，所述第二盖板上设有第二防爆口，所述第二防爆口上覆盖第二防爆片。
7.根据权利要求1-5任一项所述的一种电池壳体，其特征在于，所述内管体与所述第一盖板或所述第二盖板一体成型。
8.一种锂离子电池，其特征在于，所述的锂离子电池包括电芯和如权利要求1-7任一项所述的电池壳体，所述电芯容置于所述容置腔内，所述电芯包括电芯本体、正极集流板和负极集流板，所述电芯本体的两端分别设有正极全极耳和负极全极耳，所述正极集流板设于所述正极全极耳上，所述负极集流板设于所述负极全极耳上。
9.根据权利要求8所述的一种锂离子电池，其特征在于，所述正极集流板设有沿周向均匀分布的多个第一进液孔，所述第一进液孔用于将供电解液进入所述电芯本体内；和\或，所述负极集流板设有沿周向均匀分布的多个第二进液孔，所述第二进液孔用于供所述电解液进入所述电芯本体内；
和\或，所述正极集流板设有沿周向均匀分布的多个第一焊接孔，第一焊接孔用于将所述正极集流板与所述正极全极耳焊接；和\或，所述负极集流板设有沿周向均匀分布的多个第二焊接孔，第二焊接孔用于将所述负极集流板与所述负极全极耳焊接。
10.一种锂离子电池组，其特征在于，所述的锂离子电池组包括多个如权利要求8-9任一项所述的锂离子电池，各所述锂离子电池依次串联或并联。
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