CN113764787A - 一种电芯组件、电池、电池包及汽车 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种电芯组件、电池、电池包及汽车,所述电芯组件包括封装膜及封装于所述封装膜内的多个极芯组,所述极芯组之间串联以形成极芯串,每个所述极芯组含有至少一个极芯;至少两个相邻的极芯组之间设置有第一隔圈,所述第一隔圈与所述封装膜封接以将所述封装膜内的容纳空间分隔成若干个容纳腔,所述容纳腔的腔壁包括第一隔圈和与所述第一隔圈连接的封装膜,每个容纳腔中容纳有极芯组;至少一个所述第一隔圈上设置有至少一个第一储液槽,每个所述第一储液槽与第一隔圈两侧的其中一个容纳腔连通。同时,本发明还提供了基于本发明提供的电芯组件的电池、电池模组、电池包和汽车。
Description
技术领域
本发明涉及电池领域,尤其涉及一种电芯组件、电池、电池包及汽车。
背景技术
随着新能源汽车的不断普及,对新能源汽车中动力电池的使用要求变得越来越高。特别是用户对动力电池的寿命要求不断提高,尤其是出租车、公交车,一般要求寿命在5年100万公里以上。然而,影响电池寿命一个很重要的方面,就是电池内电解液的含量。电池中充足的电解液可以保证电池的循环要求,减少电池析理现象的发生。而常规的软包电池由于生产工艺中抽真空的要求,往往无法在电池内部设计较多的电解液,使得电池在长寿命的要求中有所不足。
发明内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。
为解决上述技术问题,本申请的技术方案是:
本发明第一方面提供一种电芯组件,包括封装膜及封装于所述封装膜内的多个极芯组,所述极芯组之间串联以形成极芯串,每个所述极芯组含有至少一个极芯;至少两个相邻的极芯组之间设置有第一隔圈,所述第一隔圈与所述封装膜封接以将所述封装膜内的容纳空间分隔成若干个容纳腔,所述容纳腔的腔壁包括第一隔圈和与所述第一隔圈连接的封装膜,每个容纳腔中容纳有极芯组;至少一个所述第一隔圈上设置有至少一个第一储液槽,每个所述第一储液槽与第一隔圈两侧的其中一个容纳腔连通。
在本申请的一些实施例中,所述第一储液槽为从所述第一隔圈的外侧表面向所述第一隔圈的内部凹陷形成。
在本申请的一些实施例中,所述第一储液槽内设置有多个加强筋,以将第一储液槽分隔成多个储液单元。
在本申请的一些实施例中,所述第一隔圈的外侧表面包括连接面和位于连接面两侧的第一外侧表面和第二外侧表面,所述连接面与封装膜封接,所述第一外侧表面和第二外侧表面分别位于第一隔圈两侧的容纳腔中;
所述第一外侧表面和/或第二外侧表面的部分区域向第一隔圈的内部凹陷以形成所述第一储液槽。
在本申请的一些实施例中,所述极芯组的长度沿第一方向延伸,多个极芯组沿所述第一方向依次排列,每个所述极芯组上设有用于引出电流且极性相反的两个电极引出部件,所述两个电极引出部件分别位于极芯组在第一方向的两端;
所述第一隔圈上设置有电极连接孔,在相邻两极芯组之间的两个电极引出部件极性相反,相邻两极芯组之间的两个电极引出部件串联,且连接部位位于相邻两极芯组之间的第一隔圈上的所述电极连接孔中。
在本申请的一些实施例中,所述极芯的长度沿第一方向延伸,所述极芯的厚度沿与所述第一方向垂直的第二方向延伸,所述极芯组内含有至少两个极芯,所述至少两个极芯沿所述第二方向排列,极芯之间为串联或并联。
在本申请的一些实施例中,相邻两极芯间为并联,每一极芯包括极芯主体以及与所述极芯主体电连接且极性相反的两个极耳片,所述两个极耳片分别位于所述极芯主体在所述第一方向的相对两侧,并且相邻两极芯的极性相同的极耳片位于第一方向的同一侧,极性相同的相邻两极耳片电连接,以实现相邻两极芯并联。
在本申请的一些实施例中,所述极芯组还包括位于极性相同的相邻两极耳片之间的极耳支撑件,所述极性相同的相邻两极耳片分别与所述极耳支撑件电连接;
所述电极引出部件和与其极性相同的极耳片所电连接的其中一个极耳支撑件电连接。
在本申请的一些实施例中,所述极耳支撑件与电极引出部件和极耳片的连接部位分别处于极耳支撑件的不同表面上。
在本申请的一些实施例中,所述极耳支撑件包括相对的两个第一表面,所述两个第一表面分别面对极性相同的相邻两极耳片,所述极性相同的相邻两极耳片分别与所述极耳支撑件的两个第一表面直接贴合。
在本申请的一些实施例中,至少与所述电极引出部件连接的极耳支撑件为方形件;所述方形件包括两个所述第一表面、位于两个第一表面之间且面对所述极芯主体的第三表面、以及与所述第三表面相对的第四表面;
与所述电极引出部件电连接的极耳支撑件通过第四表面与所述电极引出部件连接。
在本申请的一些实施例中,至少一个所述极耳支撑件的内部为中空腔体,所述中空腔体的至少一腔壁上设有开口,所述开口与极耳支撑件所在的容纳腔连通,进而使所述中空腔体形成第二储液槽。
在本申请的一些实施例中,至少一个极耳支撑件为U形件,所述U形件的开口朝向与所述第一方向平行,所述U形件包括相对两侧壁和位于相对两侧壁之间的底壁,所述相对两侧壁的外表面分别为所述两个第一表面。
在本申请的一些实施例中,所述U形件的开口朝向所述极芯主体,与所述电极引出部件电连接的极耳支撑件通过所述底壁与电极引出部件连接。
在本申请的一些实施例中,所述U形件的开口朝向位于同一侧的第一隔圈,与所述电极引出部件电连接的极耳支撑件通过其中一侧壁与电极引出部件连接。
在本申请的一些实施例中,在所述极耳支撑件和所述极芯主体之间设置有绝缘隔件。
在本申请的一些实施例中,所述极芯主体在第一方向的相对两端为尖部向外突出的V形端面,第一极耳片和第二极耳片分别位于两个V形端面的尖部,相邻两极芯主体在第一方向的同一端的V形端面之间形成V形空间;所述绝缘隔件为与所述V形空间形状匹配的V形件,所述V形件嵌合在所述V形区域中。
在本申请的一些实施例中,所述V形空间的V角角度为90-150度。
在本申请的一些实施例中,所述绝缘隔件与极耳支撑件通过卡扣方式固定。
在本申请的一些实施例中,所述极芯串的两端还设置有第二隔圈,所述第二隔圈上设有贯通所述第二隔圈的电极引出孔,位于极芯串一端的极芯组的其中一电极引出部件从同一端的第二隔圈上的电极引出孔引出,位于极芯串另一端的极芯组的其中一电极引出部件从同一端的第二隔圈上的电极引出孔引出;
所述第二隔圈上设有从所述第二隔圈外侧表面向所述第二隔圈内部凹陷的第二储液槽,所述第二隔圈上的第二储液槽与位于极芯串同一端的极芯组所在的容纳腔连通。
在本申请的一些实施例中,位于极芯串至少一端的极芯组中的至少一个极耳支撑件内部为中空腔体,所述中空腔体的至少一腔壁上设有开口,以与位于同一端第二隔圈上的电极引出孔连通,进而使设有开口的所述中空腔体形成第三储液槽。
在本申请的一些实施例中,在极芯串一端的第二隔圈套接在同一端的极芯组上。
本申请第二方面提供一种电池,包括壳体和封装于所述壳体内的至少一个电芯组件,所述电芯组件为上述任一项所述的电芯组件。
本申请第三方面提供一种电池模组,包括多个上述电池。
本申请第四方面提供一种电池包,包括多个上述电池或者包括多个上述电池模组。
本申请第五方面提供一种汽车,包括上述电池模组或上述电池包。
本发明一个实施例中,
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
本发明提供的电芯组件,电解液注入容纳腔后是填充于所述封装膜的内表面和所述极芯组的外表面之间的空间中。至少一个所述第一隔圈上设置有至少一个第一储液槽来拓展每个容纳腔内的储液空间,所述至少一个第一储液槽与所述容纳腔连通。因此当在容纳腔内注入电解液后,电解液可以进入到第一储液槽中,从而可以利用第一储液槽辅助储存电解液。
附图说明
图1为本申请第一实施例中的电芯组件的结构示意图;
图2为图1中的电芯组件在II-II处的剖面示意图;
图3为图1中的极芯组的结构示意图;
图4为图3中的绝缘隔件、极耳支撑件和电极引出部件的组装示意图;
图5为图4的拆解示意图;
图6为本申请另一些实施例中的极耳支撑件的结构示意图;
图7为本申请第二实施例中的电芯组件去掉封装膜之后的截面示意图;
图8为图7中的第二隔圈的立体结构示意图;
图9为图8中的第二隔圈的左视图;
图10为图9在IX-IX处的剖面示意图;
图11为本申请一实施例中的电池不包括外壳的结构示意图;
图12为本申请一实施例中的电池包括外壳的结构示意图;
图13为本申请一实施例中的电池包的结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中,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发明和简化描述,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发明的限制。
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。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,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;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发明中的具体含义。
本发明提供了一种电芯组件,该电芯组件应用于单体电池中,作为单体电池的电芯而封装于单体电池的壳体内,其包括封装膜及封装于所述封装膜内的多个极芯组,所述极芯组之间串联以形成极芯串,每个所述极芯组含有至少一个极芯;至少两个相邻的极芯组之间设置有第一隔圈,所述第一隔圈与所述封装膜封接以将所述封装膜内的容纳空间分隔成若干个容纳腔,所述容纳腔的腔壁包括第一隔圈和与所述第一隔圈连接的封装膜,每个容纳腔中容纳有极芯组;至少一个所述第一隔圈上设置有至少一个第一储液槽,每个所述第一储液槽与第一隔圈两侧的其中一个容纳腔连通。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
本申请中,电解液注入容纳腔后是填充于所述封装膜的内表面和所述极芯组的外表面之间的空间中。至少一个所述第一隔圈上设置有至少一个第一储液槽来拓展每个容纳腔内的储液空间,所述至少一个第一储液槽与所述容纳腔连通。因此当在容纳腔内注入电解液后,电解液可以进入到第一储液槽中,从而可以利用第一储液槽辅助储存电解液。
请参考图1和图2,图1为本申请第一实施例中的电芯组件的结构示意图;图2为本申请第一实施例中的电芯组件去掉封装膜11之后在II-II处的剖面示意图。所述电芯组件10包括封装膜11及封装于所述封装膜11内的多个极芯组12,所述多个极芯组12之间串联以形成极芯串。可以理解的是,本实施例中,所述多个极芯组12包括两个极芯组12。每个所述极芯组12含有至少一个极芯121。至少两个相邻的极芯组12之间设置有第一隔圈13。所述第一隔圈13与所述封装膜11封接以将所述封装膜11内的容纳空间分隔成若干个容纳腔110。所述容纳腔110的腔壁包括第一隔圈13和与所述第一隔圈13连接的封装膜11,每个容纳腔110中容纳有极芯组12;至少一个所述第一隔圈13上设置有至少一个第一储液槽132,每个所述第一储液槽132与第一隔圈13两侧的两个容纳腔110中的其中一个连通。
本申请中,所述容纳腔110中还注入有电解液。可以理解的是,电解液注入容纳腔110后是填充于所述封装膜11的内表面和所述极芯组12的外表面之间的空间中。至少一个所述第一隔圈13上设置有至少一个第一储液槽132来拓展每个容纳腔110内的储液空间,所述至少一个第一储液槽132与所述容纳腔110连通。因此当在容纳腔110内注入电解液后,电解液可以进入到第一储液槽132中,从而可以利用第一储液槽132辅助储存电解液。
电池内的电解液含量是影响电池寿命的重要因素,然而,电池在使用过程中由于膨胀等原因,电解液会逐渐减少,不仅影响电池寿命,且电池部分区域还会出现析里等现象,降低电池安全性。
本申请实施例中,通过在第一隔圈13上设置第一储液槽132,在往封装膜11内注入电解液时,第一储液槽132能够存储一定量的电解液,从而在电芯成型过程中对封装膜11内进行抽真空时,可以减少抽真空过程中游离电解液被抽出的可能,同时可以更大程度的储存电解液,另外,当电池在长时间使用过程中,还可以及时为电芯组件10内部补充电解液,减少电池析理现象的发生,提高电池循环寿命的性能。
在本申请的一些实施例中,所述第一储液槽132为从所述第一隔圈13的外侧表面向所述第一隔圈13的内部凹陷形成。
具体地,所述电芯组件10的长度沿第一方向L延伸,所述电芯组件10的厚度沿第二方向W延伸,所述第一方向L与所述第二方向W相垂直。所述第一隔圈13的外侧表面是指所述第一隔圈13在第二方向W上相对设置的两表面。
从而,储存在所述第一储液槽132中的电解液不易在抽真空的过程中被抽出,可以使得更多的电解液存储在容纳腔110中。
在本申请的一些实施例中,所述第一隔圈13和所述封装膜11之间除用于封接的部位以外的其他部位上未封接,以使所述第一储液槽132与所述容纳腔110连通。从而,当向封装膜11包围成的容纳腔110内注入电解液时,电解液能够进入所述第一储液槽132内,从而第一储液槽132可以存储一定量的电解液。
在本申请的一些实施例中,所述第一储液槽132内设置有多个加强筋,以将第一储液槽分隔成多个储液单元。具体地,本实施例中,所述加强筋的数量为三个,三个加强筋将所述第一储液槽分成四个储液单元。在其它实施例中,所述加强筋的数量不限于3个,还可以是1个、2个或者4个、5个等。所述储液单元可以是但不限于4个,还可以是少于4个或者多于4个等。
从而,通过在第一储液槽132内设置加强筋,可以增强所述第一隔圈13的整体强度,使得所述第一隔圈13的整体抗压强度更强。
在本申请的一些实施例中,所述第一隔圈13的外侧表面包括连接面133和位于连接面133两侧的第一外侧表面134和第二外侧表面135,所述连接面133与封装膜11封接,所述第一外侧表面134和第二外侧表面135分别位于第一隔圈13两侧的两个容纳腔110中;
所述第一外侧表面134和/或第二外侧表面135的部分区域向第一隔圈13的内部凹陷以形成所述第一储液槽132。
本实施例中,所述第一外侧表面134和第二外侧表面135的部分区域均向第一隔圈13的内部凹陷以形成所述第一储液槽132。
在其它实施例中,所述第一外侧表面134或第二外侧表面135的部分区域均向第一隔圈13的内部凹陷以形成所述第一储液槽132。
从而,所述第一储液槽132使得每个容纳腔110内的储液空间得到拓展,用于辅助储存更多的电解液,可使电解液在抽真空工作过程中,减少游离电解液被抽出的可能,同时可以更大程度的储存电解液,当电芯组件10在长时间使用过程中,及时为电芯组件10内部补充电解液,减少电池析理现象的发生,提高电池循环寿命的性能。
在本申请的一些实施例中,多个极芯组12沿所述第一方向L依次排列,每个所述极芯组12上设有用于引出电流且极性相反的两个电极引出部件122,两个电极引出部件122中的其中一个为正电极引出部件,另一个为负电极引出部件,所述两个电极引出部件122分别位于极芯组12在第一方向L的两端;
所述第一隔圈13上设置有电极连接孔131,在相邻两极芯组12之间的两个电极引出部件122极性相反,相邻两极芯组12之间的两个电极引出部件122串联,且连接部位位于相邻两极芯组12之间的第一隔圈13上的所述电极连接孔131中。
在本申请的一些实施例中,所述第一隔圈13为一体式结构,例如,通过在两个极芯组12之间注射塑胶材料而形成,两个极芯组12的连接部位被灌胶材料包围,所述电极连接孔131为贯穿所述第一隔圈13的中间部位的具有封闭腔壁的通孔。
在本申请的另一些实施例中,所述第一隔圈13包括具有第一凹槽的第一隔圈部以及具有第二凹槽的第二隔圈部,所述第一隔圈部和第二隔圈部相互配合固定,且所述第一凹槽和所述第二凹槽正对形成所述电极连接孔131,也就是说,第一隔圈13可以是由两个隔圈部构成,两个隔圈部相对设置,两个隔圈部上的凹槽开口面对面设置以配合形成电极连接孔131。装配时,可以先将相邻两个极芯组12串联,然后通过在隔圈部的凹槽上设置封堵件,并使得凹槽预留两极芯组12的连接部位的容纳空间,将两个隔圈部设在该连接部位的两侧以共同夹持连接部位,为了更好地密封电极连接孔131,可以使两个隔圈部与连接部位粘接,以使得隔圈部和连接部位之间的间隙被黏胶所密封。
可以理解的是,所述电极连接孔131除了使得相邻两极芯组12之间的两个电极引出部件122串联后的连接部位位于其中以外,呈密封状态,即电极连接孔131内设置有封堵件以密封电极连接孔131,因此,电解液并不能通过所述电极连接孔131在相邻两个容纳腔110内流动。
在本申请的一些实施例中,所述极芯121的长度沿第一方向L延伸,所述极芯121的厚度沿与所述第一方向L垂直的第二方向W延伸,当所述极芯组12内含有多个极芯时,多个极芯沿第二方向W依次排列;
所述第一储液槽132的数量为多个,多个所述第一储液槽132沿所述第二方向W排列。
如图2所示,图中示意出了两个所述第一储液槽132,两个所述第一储液槽132沿第二方向W排列,并且位于所述电极连接孔131的相对的两侧上。
从而,所述第一隔圈13可以设置多个第一储液槽132,使得第一隔圈13上的空间得到充分利用,使得第一隔圈13在保证其强度的情况下设置更多的第一储液槽132,可以储存更多的电解液,减少电池析理现象的发生,提高电池循环寿命的性能。
在本申请的一些实施例中,所述极芯组12内含有至少两个极芯121,所述至少两个极芯121沿所述第二方向W排列,极芯121之间为串联或并联。如图2-3所示中,图中示意出了两个并联的极芯121,两个极芯121沿极芯的厚度方向也即第二方向W排列。
在本申请的一些实施例中,请参考图3,相邻两极芯121间为并联,每一极芯121包括极芯主体1211以及与所述极芯主体1211电连接且极性相反的两个极耳片1213,所述两个极耳片1213分别位于所述极芯主体1211在所述第一方向L的相对两侧,并且相邻两极芯121的极性相同的极耳片1213位于第一方向L的同一侧,极性相同的相邻两极耳片1213电连接,以实现相邻两极芯121并联。
在本申请中,所提到的极芯121,也可以理解为动力电池领域常用的极芯,极芯121以及极芯组12为电池外壳内部的组成部分,而不能被理解为电池本身;极芯121可以是卷绕形成的极芯121,极芯121一般是指未完全密封的组件。因而,在本申请提到的电池,不能因其包含多个极芯121,而将其简单的理解为电池模组或电池组。在本申请中,极芯组12可以是由一个单独的极芯121组成;也可以包括多个极芯121,且多个极芯121并联连接,构成所述极芯组12。例如,两个极芯121并联后,形成极芯组12;或者四个极芯121并联后,构成极芯组12;或者八个极芯121并联后,构成极芯组12。
在本申请的一些实施例中,请一并参考图4和图5,所述极芯组12还包括位于极性相同的相邻两极耳片1213之间的极耳支撑件124,所述极性相同的相邻两极耳片1213分别与所述极耳支撑件124电连接;即位于同一侧的相邻两极耳片1213通过极耳支撑件124电连接,如图3所示,在极芯组12的长度方向两侧均设置有极耳支撑件124。
极芯组12的每个所述电极引出部件122对应与位于极芯组主体123在第一方向L一侧的其中一个极耳支撑件124电连接。可以理解的是,当极芯组12中的极芯121有三个、四个或者甚至更多个时,极芯组12在长度方向每一侧的极耳支撑件124的数量也会有多个。本申请实施例中,极芯组12的极性为正极的电极引出部件122与正极的极耳片1213位于极芯组12的同一侧,且与正极的极耳片1213电连接,负极的电极引出部件122与负极的极耳片1213位于极芯组12的另一侧,且与负极的极耳片1213电连接。进一步地,电极引出部件122通过与位于同一侧的其中一个极耳支撑件124电连接,进而实现与对应的极耳片1213电连接。
其中,如图3至图5所示的实施例中,均是以极芯组12含有两个极芯121为例,此时在极芯组12沿第一方向L的相对两侧各有一个极耳支撑件124,每侧的极耳支撑件124位于同侧的两个极耳片1213之间并与同侧的两个极耳片1213电连接。
可以理解的是,在本申请的一些实施例中,当位于极芯121同侧的极耳支撑件124的数量为两个或者多个时,由于位于同一侧的相邻的两个极耳支撑件124之间被极耳片1213间隔开,因此,为了使得相邻的两个极耳支撑件124电性连接,极耳支撑件124需设置沿着第一方向L延伸至超出极耳片1213的边缘的凸沿而使得相邻的两个极耳支撑件124之间能够通过凸沿接触的方式相互连接。
可以理解的是,在本申请的一些实施例中,当位于极芯121同侧的极耳支撑件124的数量为两个或者多个时,由于位于同一侧的相邻的两个极耳支撑件124之间被极耳片1213间隔开,因此,为了使得相邻的两个极耳支撑件124电性连接,极耳支撑件124需设置沿着第一方向L延伸至超出极耳片1213的边缘的凸沿而使得相邻的两个极耳支撑件124之间能够通过凸沿接触的方式相互连接。
在本申请的一些实施例中,请参考图3至图5,极耳支撑件124与电极引出部件122和极耳片1213的连接部位分别处于极耳支撑件124的不同表面上,也就是说,与同一极耳支撑件124电连接的电极引出部件122和极耳片1213,各自与极耳支撑件124的连接部位是处于极耳支撑件124的不同表面上,由此可以避免极耳支撑件124的同一个表面上同时叠加了电极引出部件122和极耳片1213,有利于降低极耳支撑件124中与电极引出部件122或极耳片1213的连接部位的厚度。
具体地,在本申请的一些实施例中,所述电极引出部件122包括接触部1221和引出部1223。所述接触部1221与所述极耳支撑件124直接电连接。所述引出部1223自所述接触部1221上伸出并沿着第一方向L延伸。所述接触部1221贴合所述极耳支撑件124的部分呈板状,可以增大所述接触部1221与所述极耳支撑件124之间的接触面积,从而,可以增大所述极耳支撑件124与所述接触部1221之间的焊接面积,提高连接的可靠性。本实施例中,所述引出部1223与所述接触部1221位于第一方向L上的一侧连接而形成L形的支架。在其它实施例中,所述引出部1223与所述接触部1221位于第一方向L的中部连接而形成T形的支架。其中,电极引出部件122的接触部1221与极耳支撑件124之间可以通过焊接的方式实现电连接。
在本申请的一些实施例中,所述极耳支撑件124包括相对的两个第一表面1241,所述两个第一表面1241分别面对极性相同的相邻两极耳片1213,所述极性相同的相邻两极耳片1213分别与所述极耳支撑件124的两个第一表面1241直接贴合。其中,极耳片1213与极耳支撑件124之间可以通过焊接的方式实现电连接。通过将极耳片1213贴合固定在极耳支撑件124的第一表面1241上,有利于防止极耳片1213发生窜动或者位移。
在本申请的一些实施例中,至少与所述电极引出部件122连接的极耳支撑件124为方形件,即极耳支撑件124的截面形状为方形,从整体上看极耳支撑件124为方体结构,可以理解的是,本申请也可以设置所有极耳支撑件124均为方形件。通过将极耳支撑件124设置为方形件,从而可以在相邻极耳片1213之间为极耳片1213提供更好的支撑能力,尤其是在将极耳片1213与极耳支撑件124焊接时,有利于防止极耳支撑件124在焊接过程产生变形,增加极耳支撑件124的抗压性能。
具体地,在本申请的一些实施例中,所述方形件包括两个所述第一表面1241、位于两个第一表面1241之间且面对所述极芯主体1211的第三表面1243、以及与所述第三表面1243相对的第四表面1244;
其中,与所述电极引出部件122电连接的极耳支撑件124通过第四表面1244与所述电极引出部件122连接,具体为所述电极引出部件122的接触部1221与所述极耳支撑件124的第四表面1244连接,而相邻极耳片1213则分别与两个第一表面1241连接,即电极引出部件122和极耳片1213均是与极耳支撑件124直接接触连接,且连接部位处于极耳支撑件124的不同表面上,因而可以避免极耳支撑件124上的同一个表面同时叠加有电极引出部件122和极耳片1213,可以降低极耳支撑件124与电极引出部件122和极耳片1213的连接部位的厚度,并且也更方便实现电极引出部件122与极耳支撑件124的连接。
在本申请的一些实施例中,至少一个所述极耳支撑件124的内部为中空腔体1240,例如可以将所有极耳支撑件124的内部均设置为具有中空腔体。通过设置中空的极耳支撑件124,可以在确保支撑强度的同时能够减小重量。
在本申请的一些实施例中,中空腔体1240的至少一腔壁上设有开口,如4和图5所示,可以是在中空腔体1240的两端面均设置为开口,该开口和与极耳支撑件124位于同一侧的第一隔圈13上的电极引出孔131连通,进而使中空腔体1240形成第二储液槽。通过使极耳支撑件124与同一侧的第一隔圈13上的电极引出孔131连通,从而在将电解液注入封装膜11内时,电解液可以从电极引出孔131进入到与其连通的中空腔体1240内,从而可以利用中空腔体1240存储电解液,实现储液功能。
在另一些实施例中,请参考图6,也可以在极耳支撑件124的第四表面1244所在的腔壁上设置开口1245,该开口1245与位于同一侧第一隔圈13上的电极引出孔131连通,进而使所述中空腔体1240形成第二储液槽。在第二表面1244所在的腔壁设置与电极引出孔131连通的开口,更有利于电解液进出中空腔体1240。从而,通过所述第二储液槽进一步地增大了储液空间。
在本申请的一些实施例中,请参考图3、图4和图5,在所述极耳支撑件124和所述极芯主体1211之间设置有绝缘隔件125。所述绝缘隔件125起到对所述极芯121和所述极耳支撑件124之间的电绝缘。
在本申请的一些实施例中,请再次参考图3,所述极芯主体1211在第一方向L的相对两端为尖部向外突出的V形端面,每个所述极芯的两极耳片1213分别位于两个所述V形端面的尖部,相邻两极芯主体1211在第一方向L的同一端的V形端面之间形成V形空间;所述绝缘隔件125为与所述V形空间形状匹配的V形件,所述V形件嵌合在所述V形区域中,即绝缘隔件125的V形两侧的外表面分别贴合在形成V形空间的两个V形端面上,由此不仅能够间隔极芯主体1211和极耳支撑件124,且还能够对极芯主体1211的V形端面起到一定的支撑作用,有利于防止极芯12受撞击而产生变形。
在本申请的一些实施例中,所述V形空间的V角角度为90-150度。进一步地,该V角角度例的范围如可以是100-120度,或者为120-145度,具体地的可以是95度、110度或者125度等,对此不做限定。
当然,在其他的一些实施例中,所述极芯主体1211在第一方向L的相对的两端也可以是为平直的、方形、弧形等。相应地,所述绝缘隔件125的形状也需要做适应性调整以进行适配。在此不做限定。
在本申请的一些实施例中,所述绝缘隔件125与极耳支撑件124通过卡扣方式固定。具体地,请参考图5,所述绝缘件125上设置有卡扣1251,所述极耳支撑件124的第三表面1243上设置有卡孔1246。所述卡扣1251通过挤压变形的方式卡入卡孔1246中而形成卡扣连接。其中,所述卡扣1251的数量为两个,所述卡孔1246的数量为两个,两个卡扣1251分别卡入两个卡扣1246中而形成卡扣连接。从而,所述绝缘件125与所述极耳支撑件124之间形成稳固的连接,使得所述绝缘件125对所述极耳支撑件124和所述极芯主体1211之间的绝缘。
需要说明的是,绝缘隔件125与极耳支撑件124之间可以仅是接触而没有采用固定件进行固定,或者可以通过合理的空间布置而使得两者相互抵触而固定在一起;此外,绝缘隔件125和极耳支撑件124还可以采用胶水黏结在一起,或者采用其他方式固定在一起,对此不做限定。
请参考图7,图7为第二实施例中的电芯组件的剖面示意图。与第一实施例不同的是,第二实施例中,极耳支撑件124为U形件,所述U形件的开口朝向与所述第一方向L平行,所述U形件包括相对两侧壁1247和位于相对两侧壁1247之间的底壁1248,所述相对两侧壁1247的外表面分别为所述两个第一表面1241,也就是说,相邻两极耳片1213分别贴合在相对两侧壁1247的外表面上。
其中,如图7所示,所述U形件的开口朝向位于同一侧的第一隔圈13,即U形件的开口远离极芯主体1211设置,而与所述电极引出部件122电连接的极耳支撑件124通过其中一侧壁1247与电极引出部件122连接。具体地,电极引出部件122中用于与极耳支撑件124电连接的部分位于其中一极耳1213和对应侧壁1247之间,即其中一侧壁1247的外表面上层叠了电极引出部件122和一极耳片1213,三者焊接固定在一起。
其中,所述U形件的开口与位于同一侧的第一隔圈13上的电极引出孔131连通,以使所述U形件的内部腔体133形成第二储液槽。从而,进一步地增加了电解液的辅助存储空间。
在本申请的一些实施例中,所述U形件的开口朝向所述极芯主体1211,与所述电极引出部件122电连接的极耳支撑件124通过所述底壁1248与电极引出部件122连接。此时,所述U形件的开口与位于同一侧的第一隔圈13上的电极引出孔131连通,以使所述U形件的内部腔体133同样可以形成第二储液槽。
在本申请的一些实施例中,请一并参考图1,图2和图7,所述极芯串的两端还设置有第二隔圈14,所述第二隔圈14上设有贯通第二隔圈14的电极引出孔141,位于极芯串一端的极芯组12的其中一电极引出部件122从同一端的第二隔圈14上的电极引出孔141引出,位于极芯串另一端的极芯组12的其中一电极引出部件122从同一端的第二隔圈14上的电极引出孔141引出;所述第二隔圈14上设有从第二隔圈14外侧表面向第二隔圈14内部凹陷的第三储液槽142,所述第二隔圈14上的第三储液槽142与位于极芯串同一端的极芯组12所在的容纳腔110连通。
在本申请的一些实施例中,所述第三储液槽142内设置有多个加强筋,以将第三储液槽142分隔成多个储液单元。在一实施例中,所述加强筋的数量为三个,三个加强筋将所述第三储液槽142分成四个储液单元。在其它实施例中,所述加强筋的数量不限于3个,可以是1个、2个或者4个、5个等。所述储液单元可以是但不限于4个,还可以是少于4个或者多于4个等。
从而,通过在第三储液槽142内设置加强筋,可以增强所述第二隔圈14的整体强度,使得所述第二隔圈14的整体抗压强度更强。
与第一实施例不同的是,第二实施例中,请参考图8、图9和图10,所述第三储液槽142内没有设置加强筋,也就是说,所述第三储液槽142只包括一个储液单元。所述第三储液槽142的数量为两个,两个所述第三储液槽142沿所述第二方向W排列,且对称的设置于所述电极引出孔141的相对的两侧。
在本申请的一些实施例中,所述第三储液槽142的数量可以是三个或者多个,在此不做限定。
从而,所述第二隔圈14上的空间得到充分利用,使得所述第二隔圈14可以储存更多的电解液,减少电池析理现象的发生,提高电池循环寿命的性能,且能够简化结构。
在本申请的一些其它实施例中,所述第一隔圈13的结构与所述第二隔圈14的结构相同。也就是说,每个容纳腔110中包括两个第二隔圈14,两个所述第二隔圈14分别位于所述极芯组主体123在所述第一方向L相对的两侧,且分别套接在所述极芯组主体123在第一方向L相对的两侧上,所述极芯组主体123在第一方向L相对的两侧分别嵌入对应第二隔圈14的容纳空间144中。而且,封装膜11的封接是在相邻两个第二隔圈14之间。
请参考图11和图12,本申请提供的电池的实施例中,所述电池100包括壳体20和封装于壳体20内的至少一个电芯组件10,如图11所示,壳体20内封装有多个电芯组件10,多个电芯组件10沿电池100的长度方向依次排列。其中,当多个电芯组件10为串联时,两个电芯组件10中的其中一个电芯组件10的正极电极引出部件和另一个电芯组件10的负极电极引出部件电连接,从而实现两个电芯组件10间的串联。其中,所述电芯组件为上述任一实施例所描述的电芯组件。
在本申请的一些实施例中,壳体20为金属壳体。比如,铝壳;当然,根据需要也可以选择其他金属制成。
在本申请的一些实施例中,电池100大体为长方体,电池100具有长度L、厚度W和高度H,长度L大于高度H,高度H大于厚度W。其中,电池100的长度为400-2500mm。电池100的长度与高度的比值为4-21。
需要说明的是,电池100大体为长方体可以理解为,电池100可为长方体形、正方体形,或局部存在异形,但大致为长方体形、正方体形;或部分存在缺口、凸起、倒角、弧度、弯曲但整体呈近似长方体形、正方体形。
本发明还提供了一种电池模组,包括多个本发明提供的电池100。
本发明还提供了一种电池包,包括多个本发明提供的电池100或者本发明提供的电池模组。
一般情况下,串联极芯组12的个数,根据每个极芯组12的输出电压、电池包的宽度以及电池包整体电压需求而定。比如,一种车型,需要电池***输出的电压为300V,一个传统铁锂电池的电压为3.2V,现有技术中,包体内需要串联100个电池才能满足需求。而本发明提供的电池包中,假设一个电芯组件10内部串联2个极芯组2,则仅需要排布50个电芯组件10即可。极大的减少了整包的设计和电池100的排布,可以有效的利用空间,提高空间利用率。
请参阅图13,本发明提供的电池包200,包括托盘22和排布在托盘22上的电池100。
本发明还提供了一种汽车,包括本发明提供的电池模组或电池包。
综上所述可知本发明乃具有以上所述的优良特性,得以令其在使用上,增进以往技术中所未有的效能而具有实用性,成为一极具实用价值的产品。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的思想和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (21)
1.一种电芯组件,其特征在于,包括封装膜及封装于所述封装膜内的多个极芯组,所述极芯组之间串联以形成极芯串,每个所述极芯组含有至少一个极芯;
至少两个相邻的极芯组之间设置有第一隔圈,所述第一隔圈与所述封装膜封接以将所述封装膜内的容纳空间分隔成若干个容纳腔,所述容纳腔的腔壁包括第一隔圈和与所述第一隔圈连接的封装膜,每个容纳腔中容纳有极芯组;
至少一个所述第一隔圈上设置有至少一个第一储液槽,每个所述第一储液槽与第一隔圈两侧的其中一个容纳腔连通。
2.根据权利要求1所述的电芯组件,其特征在于,所述第一储液槽为从所述第一隔圈的外侧表面向所述第一隔圈的内部凹陷形成。
3.根据权利要求1所述的电芯组件,其特征在于,所述第一隔圈的外侧表面包括连接面和位于连接面两侧的第一外侧表面和第二外侧表面,所述连接面与封装膜封接,所述第一外侧表面和第二外侧表面分别位于第一隔圈两侧的容纳腔中;
所述第一外侧表面和/或第二外侧表面的部分区域向第一隔圈的内部凹陷以形成所述第一储液槽;
所述第一储液槽内设置有多个加强筋,以将第一储液槽分隔成多个储液单元。
4.根据权利要求1所述的电芯组件,其特征在于,所述极芯组的长度沿第一方向延伸,多个极芯组沿所述第一方向依次排列,每个所述极芯组上设有用于引出电流且极性相反的两个电极引出部件,所述两个电极引出部件分别位于极芯组在第一方向的两端;
所述第一隔圈上设置有电极连接孔,在相邻两极芯组之间的两个电极引出部件极性相反,相邻两极芯组之间的两个电极引出部件串联,且连接部位位于相邻两极芯组之间的第一隔圈上的所述电极连接孔中。
5.根据权利要求4所述的电芯组件,其特征在于,所述极芯的长度沿第一方向延伸,所述极芯的厚度沿与所述第一方向垂直的第二方向延伸,所述极芯组内含有至少两个极芯,所述至少两个极芯沿所述第二方向排列,极芯之间为串联或并联。
6.根据权利要求5所述的电芯组件,其特征在于,相邻两极芯间为并联,每一极芯包括极芯主体以及与所述极芯主体电连接且极性相反的两个极耳片,所述两个极耳片分别位于所述极芯主体在所述第一方向的相对两侧,并且相邻两极芯的极性相同的极耳片位于第一方向的同一侧,极性相同的相邻两极耳片电连接,以实现相邻两极芯并联;
所述极芯组还包括位于极性相同的相邻两极耳片之间的极耳支撑件,所述极性相同的相邻两极耳片分别与所述极耳支撑件电连接;
所述电极引出部件和与其极性相同的极耳片所电连接的其中一个极耳支撑件电连接。
7.根据权利要求6所述的电芯组件,其特征在于,所述极耳支撑件与电极引出部件和极耳片的连接部位分别处于极耳支撑件的不同表面上。
8.根据权利要求6所述的电芯组件,其特征在于,所述极耳支撑件包括相对的两个第一表面,所述两个第一表面分别面对极性相同的相邻两极耳片,所述极性相同的相邻两极耳片分别与所述极耳支撑件的两个第一表面直接贴合。
9.根据权利要求8所述的电芯组件,其特征在于,至少与所述电极引出部件连接的极耳支撑件为方形件;所述方形件包括两个所述第一表面、位于两个第一表面之间且面对所述极芯主体的第三表面、以及与所述第三表面相对的第四表面;
与所述电极引出部件电连接的极耳支撑件通过第四表面与所述电极引出部件连接。
10.根据权利要求6所述的电芯组件,其特征在于,至少一个所述极耳支撑件的内部为中空腔体,所述中空腔体的至少一腔壁上设有开口,所述开口与极耳支撑件所在的容纳腔连通,进而使所述中空腔体形成第二储液槽。
11.根据权利要求6所述的电芯组件,其特征在于,至少一个极耳支撑件为U形件,所述U形件的开口朝向与所述第一方向平行,所述U形件包括相对两侧壁和位于相对两侧壁之间的底壁,所述相对两侧壁的外表面分别为所述两个第一表面。
12.根据权利要求11所述的电芯组件,其特征在于,所述U形件的开口朝向所述极芯主体,与所述电极引出部件电连接的极耳支撑件通过所述底壁与电极引出部件连接;或者,
所述U形件的开口朝向位于同一侧的第一隔圈,与所述电极引出部件电连接的极耳支撑件通过其中一侧壁与电极引出部件连接。
13.根据权利要求6至12任何一项所述的电芯组件,其特征在于,在所述极耳支撑件和所述极芯主体之间设置有绝缘隔件。
14.根据权利要求13所述的电芯组件,其特征在于,所述极芯主体在第一方向的相对两端为尖部向外突出的V形端面,第一极耳片和第二极耳片分别位于两个V形端面的尖部,相邻两极芯主体在第一方向的同一端的V形端面之间形成V形空间;
所述绝缘隔件为与所述V形空间形状匹配的V形件,所述V形件嵌合在所述V形区域中。
15.根据权利要求14所述的电芯组件,其特征在于,所述V形空间的V角角度为90-150度;所述绝缘隔件与极耳支撑件通过卡扣方式固定。
16.根据权利要求1所述的电芯组件,其特征在于,所述极芯串的两端还设置有第二隔圈,所述第二隔圈上设有贯通所述第二隔圈的电极引出孔,位于极芯串一端的极芯组的其中一电极引出部件从同一端的第二隔圈上的电极引出孔引出,位于极芯串另一端的极芯组的其中一电极引出部件从同一端的第二隔圈上的电极引出孔引出;
所述第二隔圈上设有从所述第二隔圈外侧表面向所述第二隔圈内部凹陷的第二储液槽,所述第二隔圈上的第二储液槽与位于极芯串同一端的极芯组所在的容纳腔连通。
17.根据权利要求16所述的电芯组件,其特征在于,位于极芯串至少一端的极芯组中的至少一个极耳支撑件内部为中空腔体,所述中空腔体的至少一腔壁上设有开口,以与位于同一端第二隔圈上的电极引出孔连通,进而使设有开口的所述中空腔体形成第三储液槽。
18.根据权利要求16任何一项所述的电芯组件,其特征在于,在极芯串一端的第二隔圈套接在同一端的极芯组上。
19.一种电池,其特征在于,包括壳体和封装于所述壳体内的至少一个电芯组件,所述电芯组件为权利要求1至18任意一项所述的电芯组件。
20.一种电池包,其特征在于,包括多个权利要求19所述的电池。
21.一种汽车,其特征在于,包括权利要求19所述的电池或权利要求20所述的电池包。
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