CN117977130A - 电芯及电池包 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池技术领域，公开了一种电芯及电池包，电芯包括：壳体；绝缘膜，包覆在所述壳体的外侧；所述绝缘膜开设有多个开窗，所述开窗对应所述壳体的侧面设置，所述壳体的侧面的长度为L，沿所述壳体的侧面的长度方向，多个所述开窗占据区域的长度为a，满足0.4≤a/L≤0.8。本发明通过对绝缘膜开设开窗，在粘接电芯时提高电芯壳体与电池包之间的粘接强度，提高电池包的寿命与安全性；通过对多个开窗占据区域长度的控制，保证在提高粘接强度的同时不影响电芯的绝缘效果。

Description

电芯及电池包

技术领域

本发明涉及电池技术领域，具体涉及电芯及电池包。

背景技术

电池一般包括电池内部结构和电池外部结构，电池外部结构主要包括电芯盖板、电芯壳体和电芯绝缘部件。电芯壳体上的绝缘部件可以防止金属外壳与外部短接，起到绝缘的作用，也可以起到保护的作用，以防止电芯壳体的磨损、刮花。

然而，在电芯与电池包之间进行粘接时，受到绝缘部件影响，电芯与电池包之间的连接强度降低，影响电池包的寿命与安全性。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种电芯及电池包，以解决绝缘部件影响电芯之与电池包间的连接强度的问题。

第一方面，本发明提供了一种电芯，包括：壳体；绝缘膜，包覆在所述壳体的外侧；所述绝缘膜开设有多个开窗，所述开窗对应所述壳体的侧面设置，所述壳体的侧面的长度为L，沿所述壳体的侧面的长度方向，多个所述开窗占据区域的长度为a，满足0.4≤a/L≤0.8。

有益效果：通过对绝缘膜开设开窗，在粘接电芯时提高电芯壳体与电池包之间的粘接强度，提高电池包的寿命与安全性；通过对多个开窗占据区域长度的控制，保证在提高粘接强度的同时不影响电芯的绝缘效果。

在一种可选的实施方式中，沿所述壳体的侧面的长度方向，多个所述开窗位于所述壳体的侧面的中间区域；或者是，沿所述壳体的侧面的长度方向，多个所述开窗位于所述壳体的侧面的一侧；或者是，多个所述开窗分别位于所述壳体的侧面的两侧，沿所述壳体的侧面的长度方向，位于所述壳体侧面的一侧的所述开窗占据区域的长度为a1，位于所述壳体侧面的另一侧的所述开窗占据区域的长度为a2，满足a=a1+a2；或者是，多个所述开窗均匀分布于所述壳体的侧面。

在一种可选的实施方式中，多个所述开窗位于所述壳体的侧面的中间区域，多个所述开窗占据区域的长度a为200mm至1000mm；多个所述开窗位于所述壳体的侧面的一侧，多个所述开窗占据区域的长度a为200mm至1000mm，沿所述壳体的侧面的长度方向，多个所述开窗占据区域的边缘至最近的所述壳体的侧面的边缘的距离b为5mm至20mm；多个所述开窗分别位于所述壳体的侧面的两侧，位于所述壳体侧面的一侧的所述开窗占据区域的长度a1为50mm至250mm，位于所述壳体侧面的另一侧的所述开窗占据区域的长度a2为50mm至250mm，沿所述壳体的侧面的长度方向，位于所述壳体侧面的一侧的所述开窗占据区域的边缘至最近的所述壳体的侧面的边缘的距离b1为5mm至20mm，位于所述壳体侧面的另一侧的所述开窗占据区域的边缘至最近的所述壳体的侧面的边缘的距离b2为5mm至20mm。

在一种可选的实施方式中，相邻的两个所述开窗的中心距m为10mm至30mm。

在一种可选的实施方式中，所述开窗为圆形、椭圆形或多边形。

在一种可选的实施方式中，所述开窗为圆形，所述开窗半径R为2mm至10mm；所述开窗为矩形，所述开窗的宽度为8mm至46mm，所述开窗的长度为5mm至20mm。

有益效果：使开窗半径具有合适的尺寸，既能够提升开窗面积，提高电芯壳体与电池包之间的粘接强度，又可以保证电芯的绝缘效果。

在一种可选的实施方式中，所述开窗为圆形，沿所述壳体的侧面的宽度方向，所述开窗的边缘至所述壳体的侧面的边缘的距离为n，满足n大于1mm；所述开窗为矩形，沿所述壳体的侧面的宽度方向，所述开窗的边缘至所述壳体的侧面的边缘的距离为n，满足n大于2mm。

在一种可选的实施方式中，所述壳体的长度Z为200mm至1200mm，所述壳体的宽度X为50mm至200mm，所述壳体的厚度Y为12mm至50mm。

在一种可选的实施方式中，所述绝缘膜的厚度h为50μm至200μm。

有益效果：通过对绝缘膜厚度的控制，以满足绝缘膜贴合壳体表面的强度要求。

第二方面，本发明还提供了一种电池包，包括上述的电芯。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，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为本发明实施例的电芯的***结构示意图；

图2为本发明实施例的多个开窗位于壳体的侧面的中间的结构示意图；

图3为图2中A的局部放大示意图；

图4为本发明实施例的电芯的整体结构示意图；

图5为本发明实施例的多个开窗位于壳体的侧面的一侧的结构示意图；

图6为本发明实施例的多个开窗位于壳体的侧面的两侧的结构示意图；

图7为本发明实施例的多个开窗均匀分布于壳体的侧面的结构示意图。

附图标记说明：

10、壳体；20、绝缘膜；21、开窗；30、极组；40、顶盖；50、贴片。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合图1至图7，描述本发明的实施例。

根据本发明的实施例，一方面，提供了一种电芯，包括：壳体10和绝缘膜20，绝缘膜20包覆在壳体10的外侧。绝缘膜20开设有多个开窗21，开窗21对应壳体10的侧面设置，壳体10的侧面的长度为L，沿壳体10的侧面的长度方向，多个开窗21占据区域的长度为a，满足0.4≤a/L≤0.8。

应用本实施例的电芯，通过对绝缘膜20开设开窗21，在粘接电芯时提高电芯壳体10与电池包之间的粘接强度，提高电池包的寿命与安全性；通过对多个开窗21占据区域长度的控制，保证在提高粘接强度的同时不影响电芯的绝缘效果。

需要说明的是，多个开窗21占据区域的包括相邻两个开窗21之间的部分。

需要说明的是，在本实施例中，电芯使用结构胶进行粘接。

需要说明的是，绝缘膜20多为光滑表面，光滑表面使得结构胶与绝缘膜20之间的粘附力较低，进而导致相邻电芯粘接强度降低。因此，通过设置开窗21，使壳体10在开窗21位置与结构胶直接接触，从而增加粘接强度。

具体的，本实施例中的电芯为刀片电芯。

当然，在其他可替代实施方式中，电芯还可以为方壳电芯，开窗设置于方壳电芯的底部或其他侧面。

值得说明的是，通过开设若干个开窗21，在满足电芯绝缘效果的同时进一步提高电芯壳体10与电池包之间粘接强度。

在一个实施例中，如图2所示，沿壳体10的侧面的长度方向，多个开窗21位于壳体10的侧面的中间区域；或者是，沿壳体10的侧面的长度方向，多个开窗21位于壳体10的侧面的一侧；或者是，多个开窗21分别位于10壳体的侧面的两侧，沿壳体10的侧面的长度方向，位于壳体10侧面的一侧的开窗21占据区域的长度为a1，位于壳体10侧面的另一侧的开窗21占据区域的长度为a2，满足a=a1+a2；或者是，多个开窗21均匀分布于壳体10的侧面。

在本实施例中，如图2所示，多个开窗21位于壳体10的侧面的中间区域。

值得说明的是，涂结构胶的位置一般在电芯中间，两端位置涂胶量较少，所以将多个开窗21设置于壳体10的侧面的中间区域更利于提高电芯壳体10与电池包之间的粘接强度。

当然，请参阅图5，在另一种实施例中，多个开窗21位于壳体10的侧面的一侧。

当然，请参阅图6，在又一种实施例中，多个开窗21分别位于壳体10的侧面的两侧，沿壳体10的侧面的长度方向，位于壳体10侧面的一侧的开窗21占据区域的长度为a1，位于壳体10侧面的另一侧的开窗21占据区域的长度为a2，满足a=a1+a2。

当然，请参阅图7，在其他可替代实施例中，多个开窗21均匀分布于壳体10的侧面。

在一个实施例中，如图2所示，多个开窗21位于壳体10的侧面的中间区域，多个开窗21占据区域的长度a为200mm至1000mm。

具体的，在本实施例中，多个开窗21占据区域的长度a为250mm，沿壳体10的侧面的长度方向，多个开窗21占据区域的边缘至壳体10的侧面的边缘的距离为125mm。

需要说明的是，沿壳体10的侧面的长度方向，多个开窗21占据区域的边缘至壳体10的侧面的边缘的距离也即未开设开窗21的区域的长度。

当然，请参阅图5，在另一种实施例中，多个开窗21位于壳体10的侧面的一侧，多个开窗21占据区域的长度a为200mm至1000mm，沿壳体10的侧面的长度方向，多个开窗21占据区域的边缘至最近的壳体10的侧面的边缘的距离b为5mm至20mm。

当然，请参阅图6，在又一种实施例中，多个开窗21分别位于壳体10的侧面的两侧，位于壳体10侧面的一侧的开窗21占据区域的长度a1为50mm至250mm，位于壳体10侧面的另一侧的开窗21占据区域的长度a2为50mm至250mm，沿壳体10的侧面的长度方向，位于壳体10侧面的一侧的开窗21占据区域的边缘至最近的壳体10的侧面的边缘的距离b1为5mm至20mm，位于壳体10侧面的另一侧的开窗21占据区域的边缘至最近的壳体10的侧面的边缘的距离b2为5mm至20mm。

在一个实施例中，如图3所示，相邻的两个开窗21的中心距m为10mm至30mm。

具体的，在本实施例中，相邻的两个开窗21的中心距m为20mm。

值得说明的是，若m的取值过小，也即相邻的两个开窗21之间的距离过近，相邻两个开窗21之间剩余的绝缘膜20则过少，不易保证绝缘膜20与壳体10的连接强度；若m的取值过大，也即相邻两个开窗21之间的距离过远，无法保证电芯与电芯或电芯与其他部件的粘贴强度。

在一个实施例中，如图1和图2所示，开窗21为圆形，开窗21半径R为2mm至10mm。

具体的，在本实施例中，开窗21半径R为4mm。

当然，在另一种实施例中，开窗21为矩形，开窗21的宽度为8mm至46mm，开窗21的长度为5mm至20mm。

当然，在其他可替代实施方式中，开窗21还可以为其他形状，例如其他多边形、椭圆形等。

值得说明的是，当开窗21的面积过大时，电芯与电池包之间的粘接强度得到提高，但此时因开窗21的面积过大导致绝缘膜20的绝缘性能不合格；当开窗21的面积过小时，虽然绝缘膜20的绝缘性能仍在范围内，但是电芯与电池包之间的粘接强度没有得到充分的提升。因此，使开窗21半径具有合适的尺寸，既能够提升开窗21面积，提高电芯与电池包之间的粘接强度，又可以保证电芯的绝缘效果。

在一个实施例中，如图3所示，开窗21为圆形，沿壳体10的侧面的宽度方向，开窗21的边缘至壳体10的侧面的边缘的距离为n，满足n大于1mm。

具体的，在本实施例中，开窗21的边缘至壳体10的侧面的边缘的距离n为3.5mm。

需要说明的是，沿壳体10的侧面的宽度方向，多个开窗21位于壳体10的侧面的中间位置，也即，开窗21的上边缘至壳体10的侧面的上边缘的距离与开窗21的下边缘至壳体10的侧面的下边缘的距离相等。

当然，在另一种实施例中，开窗21为矩形，沿壳体10的侧面的宽度方向，开窗21的边缘至壳体10的侧面的边缘的距离为n，满足n大于2mm。

值得说明的是，若n的取值过小，也即开窗21的边缘至壳体10的侧面的边缘的距离过近，开窗21的边缘至壳体10的侧面的边缘之间剩余的绝缘膜20则过少，不易保证绝缘膜20与壳体10的连接强度；若n的取值过大，也即开窗21的边缘至壳体10的侧面的边缘的距离过远，无法保证电芯与电芯或电芯与其他部件的粘贴强度。

在一个实施例中，如图4所示，壳体10的长度Z为200mm至1200mm，壳体10的宽度X为50mm至200mm，壳体10的厚度Y为12mm至50mm。

具体的，在本实施例中，壳体10的长度Z为500mm，壳体10的宽度X为120mm，壳体10的厚度Y为15mm。

需要说明的是，在本实施例中，电芯的小面（也即图4中Y-Z面）通过结构胶与其他电芯粘接，开窗21对应电芯的小面开设。

需要进一步说明的是，还可以在其他侧面（例如图4中X-Z面）开设开窗21，以进一步提高电芯与电池包之间的粘接强度。

需要说明的是，在本实施例中，壳体10的侧面的长度L等于壳体10的长度Z，也即壳体10的侧面的长度L也为500mm。

需要说明的是，在本实施例中，壳体10的厚度Y=2×R+2×n。

在一个实施例中，绝缘膜20的厚度h为50μm至200μm。

具体的，在本实施例中，绝缘膜20的厚度h为110μm。

值得说明的是，通过对绝缘膜20的厚度的控制，以满足绝缘膜20贴合壳体10表面的强度要求。

在一个实施例中，如图1所示，电芯还包括极组30、顶盖40和贴片50，顶盖40设置有两个，两个顶盖40分别设置于壳体10的两侧并与壳体10围合形成容纳腔，极组30设置于容纳腔内，贴片50设置于顶盖40的表面，以起到绝缘作用。

下面对不同开窗21尺寸的电芯进行剪切粘接强度测试，具体测试结果如表1至表4所示。

表1剪切粘接强度测试结果一。

其中，表1中各对比例及实施例的电芯的尺寸一致，均为长×宽×厚=580mm×120mm×16mm。

需要说明的是，表1中各对比例及实施例的电芯的多个开窗21位于壳体10的侧面的一侧。

由表1的测试结果可以看出，当a/L＜0.4时，电芯与电池包之间的粘接强度小于8Mpa，不满足要求；当a/L≥0.4时，电芯与电池包之间的粘接强度大于8Mpa，满足要求。

表2 剪切粘贴强度测试结果二。

其中，表2中各对比例及实施例的电芯的尺寸一致，均为长×宽×厚=460mm×100mm×15mm。

需要说明的是，表2中各对比例及实施例的电芯的多个开窗21分别位于壳体10的侧面的两侧。

由表2的测试结果可以看出，当a/L＜0.4时，电芯与电池包之间的粘接强度小于8Mpa，不满足要求；当a/L≥0.4时，电芯与电池包之间的粘接强度大于8Mpa，满足要求。

表3剪切粘接强度测试结果三。

其中，表3中各对比例及实施例的电芯的尺寸一致，均为长×宽×厚=250mm×50mm×14mm。

需要说明的是，表3中各对比例及实施例的电芯的多个开窗21分别位于壳体10的侧面的两侧。

由表3的测试结果可以看出，当a/L＜0.4时，电芯与电池包之间的粘接强度小于8Mpa，不满足要求；当a/L≥0.4时，电芯与电池包之间的粘接强度大于8Mpa，满足要求。

表4剪切粘接强度测试结果四。

其中，表4中各对比例及实施例的电芯的尺寸一致，均为长×宽×厚=1200mm×200mm×50mm。

需要说明的是，表4中各对比例及实施例的电芯的多个开窗21位于壳体10的侧面的中间区域。

由表4的测试结果可以看出，当a/L＜0.4时，电芯与电池包之间的粘接强度小于8Mpa，不满足要求；当a/L≥0.4时，电芯与电池包之间的粘接强度大于8Mpa，满足要求。

下面对具有不同绝缘膜20的电芯进行绝缘耐电压测试，具体的，使用带导电硅胶的金属板加持在电芯表面，对绝缘膜20表面加压2500N至3000N，并在高压2000V交流电的通电下保持2s，对绝缘膜20的漏电流i的大小进行测试，绝缘膜20的漏电流i应不超过30mA。具体测试结果如表5至表8所示。

表5绝缘耐电压测试结果一。

其中，表5中各对比例及实施例的电芯的尺寸一致，均为长×宽×厚=580mm×120mm×16mm。

需要说明的是，表5中各对比例及实施例的电芯的多个开窗21位于壳体10的侧面的一侧。

由表5的测试结果可以看出，当a/L≤0.8时，绝缘膜20的漏电流i小于30mA，绝缘膜20的绝缘耐电压性能满足要求；当a/L＞0.8时，绝缘膜20的漏电流i大于30mA，绝缘膜20的绝缘耐电压性能不满足要求。

表6绝缘耐电压测试结果二。

其中，表6中各对比例及实施例的电芯的尺寸一致，均为长×宽×厚=460mm×100mm×15mm。

需要说明的是，表6中各对比例及实施例的电芯的多个开窗21分别位于壳体10的侧面的两侧。

由表6的测试结果可以看出，当a/L≤0.8时，绝缘膜20的漏电流i小于30mA，绝缘膜20的绝缘耐电压性能满足要求；当a/L＞0.8时，绝缘膜20的漏电流i大于30mA，绝缘膜20的绝缘耐电压性能不满足要求。

表7绝缘耐电压测试结果三。

其中，表7中各对比例及实施例的电芯的尺寸一致，均为长×宽×厚=250mm×50mm×14mm。

需要说明的是，表7中各对比例及实施例的电芯的多个开窗21分别位于壳体10的侧面的两侧。

由表7的测试结果可以看出，当a/L≤0.8时，绝缘膜20的漏电流i小于30mA，绝缘膜20的绝缘耐电压性能满足要求；当a/L＞0.8时，绝缘膜20的漏电流i大于30mA，绝缘膜20的绝缘耐电压性能不满足要求。

表8绝缘耐电压测试结果四。

其中，表8中各对比例及实施例的电芯的尺寸一致，均为长×宽×厚=1200mm×200mm×50mm。

需要说明的是，表8中各对比例及实施例的电芯的多个开窗21位于壳体10的侧面的中间区域。

由表8的测试结果可以看出，当a/L≤0.8时，绝缘膜20的漏电流i小于30mA，绝缘膜20的绝缘耐电压性能满足要求；当a/L＞0.8时，绝缘膜20的漏电流i大于30mA，绝缘膜20的绝缘耐电压性能不满足要求。

值得说明的是，结合表1至表8的测试结果，在绝缘膜20上开设开窗21，当0.4≤a/L≤0.8时，既可以提高电芯与电池包之间的粘接强度，又不影响绝缘膜20的绝缘效果。

根据本发明的实施例，另一方面，还提供了一种电池包，包括上述的电芯。

虽然结合附图描述了本发明的实施例，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下做出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。

Claims (10)

1.一种电芯，其特征在于，包括：

壳体；

绝缘膜，包覆在所述壳体的外侧；所述绝缘膜开设有多个开窗，所述开窗对应所述壳体的侧面设置，所述壳体的侧面的长度为L，沿所述壳体的侧面的长度方向，多个所述开窗占据区域的长度为a，满足0.4≤a/L≤0.8。

2.根据权利要求1所述的电芯，其特征在于，沿所述壳体的侧面的长度方向，多个所述开窗位于所述壳体的侧面的中间区域；或者是，

沿所述壳体的侧面的长度方向，多个所述开窗位于所述壳体的侧面的一侧；或者是，

多个所述开窗分别位于所述壳体的侧面的两侧，沿所述壳体的侧面的长度方向，位于所述壳体侧面的一侧的所述开窗在占据区域的长度为a1，位于所述壳体侧面的另一侧的所述开窗在占据区域的长度为a2，满足a=a1+a2；或者是，

多个所述开窗均匀分布于所述壳体的侧面。

3.根据权利要求2所述的电芯，其特征在于，多个所述开窗位于所述壳体的侧面的中间区域，多个所述开窗占据区域的长度a为200mm至1000mm；

多个所述开窗位于所述壳体的侧面的一侧，多个所述开窗占据区域的长度a为200mm至1000mm，沿所述壳体的侧面的长度方向，多个所述开窗占据区域的边缘至最近的所述壳体的侧面的边缘的距离b为5mm至20mm；

多个所述开窗分别位于所述壳体的侧面的两侧，位于所述壳体侧面的一侧的所述开窗占据区域的长度a1为50mm至250mm，位于所述壳体侧面的另一侧的所述开窗占据区域的长度a2为50mm至250mm，沿所述壳体的侧面的长度方向，位于所述壳体侧面的一侧的所述开窗占据区域的边缘至最近的所述壳体的侧面的边缘的距离b1为5mm至20mm，位于所述壳体侧面的另一侧的所述开窗占据区域的边缘至最近的所述壳体的侧面的边缘的距离b2为5mm至20mm。

4.根据权利要求1-3任一项所述的电芯，其特征在于，相邻的两个所述开窗的中心距m为10mm至30mm。

5.根据权利要求1-3任一项所述的电芯，其特征在于，所述开窗为圆形、椭圆形或多边形。

6.根据权利要求5所述的电芯，其特征在于，所述开窗为圆形，所述开窗的半径R为2mm至10mm；所述开窗为矩形，所述开窗的宽度为8mm至46mm，所述开窗的长度为5mm至20mm。

7.根据权利要求6所述的电芯，其特征在于，所述开窗为圆形，沿所述壳体的侧面的宽度方向，所述开窗的边缘至所述壳体的侧面的边缘的距离为n，满足n大于1mm；所述开窗为矩形，沿所述壳体的侧面的宽度方向，所述开窗的边缘至所述壳体的侧面的边缘的距离为n，满足n大于2mm。

8.根据权利要求1-3任一项所述的电芯，其特征在于，所述壳体的长度Z为200mm至1200mm，所述壳体的宽度X为50mm至200mm，所述壳体的厚度Y为12mm至50mm。

9.根据权利要求1-3任一项所述的电芯，其特征在于，所述绝缘膜的厚度h为50μm至200μm。

10.一种电池包，其特征在于，包括权利要求1至9中任一项所述的电芯。