CN214280064U - 一种盖板散热的电芯封装结构 - Google Patents

Abstract

本专利提供一种盖板散热的电芯封装结构，它解决了集流体与外壳连接困难的问题，能够大幅度降低电芯组的生产成本，且电芯能够通过盖板散热，提高电芯的循环寿命和安全性。它包括至少一个叠片单元、至少一个盖板；各叠片单元至少具有一种极性的集流体以及复合材料，至少一个叠片单元中的至少一种相同极性的集流体的集流体延长部贴合在一起形成的集流体汇合部嵌入一个盖板上的凹槽内。

Description

一种盖板散热的电芯封装结构

技术领域

本专利涉及多个电芯组成的电芯组的封装结构。

背景技术

电芯作为储电装置一般包括叠片单元、外包、引出极耳。片状电芯的叠片单元一般包括正极集流体(片状)、负极集流体(片状)、隔膜(片状)。片状电芯的使用过程中，通过片状集流体进行热交换可以大幅度提高叠片单元的热交换能力，提高叠片单元的循环寿命和安全性等，但是，片状集流体数量多且薄，其与封装在叠片单元外部的外壳的连接难度大，是影响这种结构量产的主要瓶颈。

发明内容

本专利的目的是提供一种盖板散热的电芯封装结构，它解决了集流体与外壳连接困难的问题，能够大幅度降低电芯组的生产成本，且电芯能够通过盖板散热，提高电芯的循环寿命和安全性。

一种盖板散热的电芯封装结构，包括至少一个叠片单元、至少一个盖板；各叠片单元至少具有一种极性的集流体以及复合材料，至少一个叠片单元中的至少一种相同极性的集流体的集流体延长部贴合在一起形成的集流体汇合部嵌入一个盖板上的凹槽内。

上述的盖板散热的电芯封装结构，叠片单元的集流体包括相对的正极集流体和负极集流体；盖板为一个；至少一个叠片单元的正极集流体延长部贴合在一起形成正极集流体汇合部，或者，至少一个叠片单元的负极集流体延长部贴合在一起形成负极集流体汇合部；正极集流体汇合部或负极集流体汇合部嵌入盖板上的凹槽内。

上述的盖板散热的电芯封装结构，叠片单元的集流体包括相对的正极集流体和负极集流体；盖板为两个；至少一个叠片单元的正极集流体延长部贴合在一起形成正极集流体汇合部，至少一个叠片单元的负极集流体延长部贴合在一起形成负极集流体汇合部；正极集流体汇合部和负极集流体汇合部同时分别嵌入两个盖板上的凹槽内。

上述的盖板散热的电芯封装结构，还包括连接两个盖板的绝缘连接体。优选，绝缘连接体为包裹在各叠片单元外部的壳体，壳体上开有当叠片单元体积膨胀时可以裂开的溃败槽。

绝缘连接体，可以是任何一种能够将两个盖板绝缘连接的结构件，可以是整体件，也可以是组合件。盖板与绝缘连接体的连接方式可以是粘结、铆接等，具体的连接方式不影响本专利权利要求的保护范围。

上述的盖板散热的电芯封装结构，集流体汇合部与盖板导通相连，以导电材料制成的盖板与绝缘连接体不导通相连。最好，嵌入凹槽的集流体汇合部与凹槽内壁导通相连。嵌入凹槽的集流体汇合部可以通过填料或涂层与凹槽内壁导通相连，也可以通过焊接、铆接等方式导通连接，具体的导通连接方式不影响本专利权利要求的保护范围。

上述的盖板散热的电芯封装结构，盖板上的凹槽开在盖板向外侧突出的凸起上。

上述的盖板散热的电芯封装结构，集流体汇合部弯折后嵌入板上的凹槽内。

上述的盖板散热的电芯封装结构，叠片单元的集流体汇合部上连接有导热片，集流体汇合部及导热片共同嵌入凹槽内。

上述的盖板散热的电芯封装结构，盖板以导热性能好的材料制成。

上述的盖板散热的电芯封装结构，一个盖板呈杯状，包覆大部分叠片单元。

上述的盖板散热的电芯封装结构，还包括包裹在各叠片单元外部的壳体，壳体与盖板相连。壳体也可以是铝塑膜等。

本专利的有益效果：

本申请把一个叠片单元的至少一种集流体延长部贴合在一起形成集流体汇合部，嵌入盖板上的凹槽内，叠片单元的热量可以通过集流体延长部、集流体汇合部、盖板等快速向外散热，散热效果好，同时贴合在一起的集流体汇合部方便***凹槽内，生产方便。

一般的电芯中的集流体包括相对的正极集流体和负极集流体，此时的集流体延长部可以是正极集流体延长部或者负极集流体延长部。正极集流体延长部是正极集流体向侧部延伸超出叠片单元主体(如相对的正负极集流体)形成的，负极集流体延长部是负极集流体向侧部延伸超出叠片单元主体形成的。当然，集流体汇合部可以是正极集流体汇合部或负极集流体汇合部。正极集流体汇合部或负极集流体汇合部嵌入一个盖板上的凹槽内，或者，正极集流体汇合部和负极集流体汇合部同时嵌入两个盖板上的凹槽内。

但也有的电芯是只具有一种集流体的叠片单元，例如固态电池电芯，只有正极集流体，电解液是负极，这种情况下，集流体延长部是其正极集流体延伸超出电芯主体形成的正极集流体延长部，集流体汇合部只能是正极集流体汇合部，正极集流体汇合部嵌入一个盖板上的凹槽内。

溃败槽可以在叠片单元由于各种原因(如过压、过热)发生膨胀时，使得壳体在溃败槽出裂开，以避免叠片单元***。

盖板上的凹槽开在盖板向外侧突出的凸起上，盖板通过凸起向外散热效果更好。

当集流体汇合部与盖板导通相连时，此时的盖板还起到引出极耳的作用，叠片单元可以通过盖板与外界进行电连接。当然，如果正极集流体汇合部和负极集流体汇合部同时分别与两个盖板导通相连时，两个盖板不能同时与绝缘连接体导通相连。

当集流体汇合部与盖板导通相连时，为了减小集流体汇合部与盖板之间的接触电阻，可以通过填料或涂层与凹槽内壁导通相连。

为了更好地进行热量传递，叠片单元的集流体汇合部上连接有导热片，集流体汇合部及导热片共同嵌入凹槽内。盖板以导热性能好的材料制成，如金属材料等。

附图说明

图1是实施例1的立体图；

图2是实施例1的主视图；

图3是图1的后视图；

图4是实施例1中的盖板与正极集流体汇合部连接示意图；

图5是实施例1中的壳体示意图；

图6是实施例1中叠片单元的示意图；

图7是实施例2中叠片单元的示意图；

图8是实施例3中叠片单元的示意图；

图9是实施例4的电芯封装结构的示意图；

图10是实施例5的电芯封装结构的示意图。

图中，正极集流体1，负极集流体2，正极集流体汇合部3，负极集流体汇合部4，复合材料5，绝缘连接体6，导热片7，壳体8，溃败槽81，盖板9，凸起91，凹槽92，片状叠片单元100。

具体实施方式

实施例1

参见图1-3所示的盖板散热的电芯封装结构，包括多个在厚度方向排列形成一列的片状叠片单元100、封装各叠片单元的非导电材料制成的壳体8、两个卡接在壳体两端的以导电导热均良好的金属材料制成的盖板9。壳体8上开有的溃败槽81。壳体8与绝缘连接体是同一个零部件。

各叠片单元100具有多个在厚度上相对间隔排列的正极集流体1和负极集流体2，位于相对的正极集流体和负极集流体之间的复合材料5。

每个叠片单元的各正极集流体1向左侧延伸超出正负集流体相对面形成的多个正极集流体延长部贴合在一起形成正极集流体汇合部3，每个叠片单元的负极集流体2向右侧延伸超出正负集流体相对面形成的多个负极集流体延长部贴合在一起形成负极集流体汇合部4。

每个盖板9具有多个向外侧突出的凸起91，凸起91的内部是凹槽92。

各个叠片单元的正极集流体汇合部3和负极集流体汇合部4分别与两个盖板上的凹槽92紧配合，并导通相连。当然嵌入凹槽的正极集流体汇合部3和负极集流体汇合部4可以通过填料与凹槽92内壁导通相连。

实施例2

实施例2与实施例1的主要不同在于：各叠片单元100的正极集流体汇合部3、负极集流体汇合部4上分别连接有导热片7，正极集流体汇合部3及导热片7共同嵌入一个盖板上凹槽内，负极集流体汇合部4及导热片7共同嵌入另一个盖板上凹槽内。

实施例3

实施例3与实施例1的主要不同在于：各叠片单元100的正极集流体汇合部3弯折后嵌入一个盖板上凹槽内，各叠片单元的负极集流体汇合部4弯折后嵌入另一个盖板上凹槽内。

实施例4

参见图9所示的盖板散热的电芯封装结构，其与实施例1的主要不同在于：封装各叠片单元100的为铝塑膜8，铝塑膜8将两个盖板9相连，铝塑膜上不开溃败槽。

实施例5

参见图10所示的盖板散热的电芯封装结构，其与实施例1的主要不同在于：下面的盖板9 的周边向上延伸形成杯状，包覆在大部分叠片单元100***；绝缘连接体6的主要作用不再是封装各叠片单元的壳体，而是将上下两个盖板绝缘相连。

叠片单元的内部结构、储电机理、复合材料的构成等不影响本专利权利要求的保护范围。

所述的集流体汇合部，其上可以附加垫片等，也可以进行折叠，然后嵌入到所述的盖板凹槽内。

所述的壳体，其上可设置当叠片单元内部发生过压时可以裂开的溃败槽，以避免叠片单元***。壳体的具体形状不影响本专利权利要求的保护范围。

所述的叠片单元，可以是一个，也可以是多个。

所诉的叠片单元，其外可以根据需要设置包装，这不影响本专利权利要求的保护范围。

所述的壳体，是指不会将两个盖板导通，且具有防护和密封能力的壳体，可以是任何一种能够用于叠片单元封装的塑料等，例如ABS塑料。壳体可以是一个整体构件，也可以是一个组合构件，这不影响本专利权利要求的保护范围。

所述的盖板，可以使用任何一种导体材料制作，其具体材质不影响本专利权利要求的保护范围。

所述的壳体与盖板的连接，可以采用粘结、铆接、焊接等，这不影响本专利权利要求的保护范围。

为封装后的叠片单元的应用而在所述的盖板、连接绝缘体上附加的结构，例如：连接电极、固定耳、安全阀等，不影响本专利权利要求的保护范围。

所述的叠片单元是否有包装，包装结构、集流体延长部的具体结构等不影响本专利权利要求的保护范围。

本创新结构，具有优良的工艺性，能够大幅度降低叠片单元的生产成本，且工艺简单可靠，改变了叠片单元的传统的结构和生产工艺，对储电装置的发展和普及具有十分重要的现实意义。

Claims (10)

1.一种盖板散热的电芯封装结构，包括至少一个叠片单元、至少一个盖板；各叠片单元至少具有一种极性的集流体以及复合材料，其特征是：至少一个叠片单元中的至少一种相同极性的集流体的集流体延长部贴合在一起形成的集流体汇合部嵌入一个盖板上的凹槽内。

2.如权利要求1所述的盖板散热的电芯封装结构，其特征是：叠片单元的集流体包括相对的正极集流体和负极集流体；盖板为一个；至少一个叠片单元的正极集流体延长部贴合在一起形成正极集流体汇合部，或者，至少一个叠片单元的负极集流体延长部贴合在一起形成负极集流体汇合部；正极集流体汇合部或负极集流体汇合部嵌入盖板上的凹槽内。

3.如权利要求1所述的盖板散热的电芯封装结构，其特征是：叠片单元的集流体包括相对的正极集流体和负极集流体；盖板为两个；至少一个叠片单元的正极集流体延长部贴合在一起形成正极集流体汇合部，至少一个叠片单元的负极集流体延长部贴合在一起形成负极集流体汇合部；正极集流体汇合部和负极集流体汇合部同时分别嵌入两个盖板上的凹槽内。

4.如权利要求3所述的盖板散热的电芯封装结构，其特征是：还包括连接两个盖板的绝缘连接体。

5.如权利要求4所述的盖板散热的电芯封装结构，其特征是：绝缘连接体为包裹在各叠片单元外部的壳体，壳体上开有当叠片单元体积膨胀时可以裂开的溃败槽。

6.如权利要求3所述的盖板散热的电芯封装结构，其特征是：集流体汇合部与盖板导通相连，以导电材料制成的盖板与绝缘连接体不导通相连。

7.如权利要求6所述的盖板散热的电芯封装结构，其特征是：嵌入凹槽的集流体汇合部与凹槽内壁导通相连。

8.如权利要求1所述的盖板散热的电芯封装结构，其特征是：叠片单元的集流体汇合部上连接有导热片，集流体汇合部及导热片共同嵌入凹槽内。

9.如权利要求1所述的盖板散热的电芯封装结构，其特征是：一个盖板呈杯状，包覆大部分叠片单元。

10.如权利要求1所述的盖板散热的电芯封装结构，其特征是：还包括包裹在各叠片单元外部的壳体，壳体与盖板相连。

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