CN219246809U - 单体电池、动力电池包及车辆 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种单体电池、动力电池包及车辆，该单体电池包括：至少两个裸电芯；壳体，套设于裸电芯之外；以及，中部连接件，设置于相邻的两个裸电芯之间；其中，该中部连接件包括：导电柱、金属隔板、绝缘件和密封塑胶；该导电柱的两侧分别与相应的两个裸电芯的极耳电连接，以将各个该裸电芯串联并拼接；该金属隔板与该壳体固定连接，该金属隔板和该壳体被配置为形成容纳各裸电芯的多个腔体；该绝缘件设置于该金属隔板的两侧，并设置于该金属隔板与对应的裸电芯之间；该密封塑胶设置于该导电柱与该金属隔板之间，以使得该导电柱与该金属隔板之间绝缘并密封。利用本申请的单体电池，能够提高电池的安全性。

Description

单体电池、动力电池包及车辆

技术领域

本申请涉及电池技术领域，特别是涉及一种单体电池、动力电池包及车辆。

背景技术

此处的陈述仅提供与本申请有关的背景信息，而不必然地构成现有技术。

随着电动汽车的发展，高电压的动力电池***成为一种发展趋势。为了提高电池包整体电压，电动车用动力电池组一般由多个大容量单体电池串联的方式或者串并联混合的方式供能。而在电池包体积大体固定的情况下，由于每个单体电池都具有独立的壳体、极柱等结构，从而多个单体电池的串并联会导致电池包整体的能量密度减小。为此，可以采用将两个或更多个裸电芯内部串联(简称内串)形成单体电池整体的内串电池设计，以简化或减少壳体、极柱等结构。该内串电池设计具有体积利用率高，整包管理简单，电池包成本低等优点，因此具有良好的应用前景。

但是，对于高电压、大容量的内串电池，高压使得电解液更容易氧化分解，可能导致发热燃烧等事故。另外，一旦电池内部某处发生短路，电芯将在短时间内释放大量热量，很可能造成单体电池的完全失效，甚至可能引燃电解液发生燃烧***等安全事故。因此，亟待提高电池的安全性。

实用新型内容

本申请的目的在于提供一种新的单体电池、动力电池包及车辆，所要解决的技术问题是提高电池的安全性。

本申请的目的采用以下技术方案来实现。依据本申请的一个方面，提供了一种单体电池，包括：至少两个裸电芯；壳体，套设于所述裸电芯之外；以及，中部连接件，设置于相邻的两个裸电芯之间。其中，所述中部连接件包括：导电柱、金属隔板、绝缘件和密封塑胶。所述导电柱的两侧分别与相应的两个裸电芯的极耳电连接，以将各个所述裸电芯串联并拼接；所述金属隔板与所述壳体固定连接，所述金属隔板和所述壳体被配置为形成容纳各裸电芯的多个腔体；所述绝缘件设置于所述金属隔板的两侧，并设置于所述金属隔板与对应的裸电芯之间；所述密封塑胶设置于所述导电柱与所述金属隔板之间，以使得所述导电柱与所述金属隔板之间绝缘并密封。

在一些实施方式中，所述金属隔板具有通孔，所述密封塑胶为环状结构，所述环状结构容纳于所述金属隔板的通孔的内部，所述导电柱容纳于所述环状结构的内部。所述绝缘件也具有对应的通孔，所述导电柱与所述极耳串过所述绝缘件的通孔进行电连接。

在一些实施方式中，所述密封塑胶通过注塑工艺形成于所述导电柱与所述金属隔板之间，并将所述导电柱固定于所述金属隔板，以使得所述导电柱、所述密封塑胶和所述金属隔板形成为一个整体。

在一些实施方式中，每个所述裸电芯的正极耳和负极耳设置于所述裸电芯的沿长度方向的两端；所述至少两个裸电芯沿长度方向排布；所述导电柱的一侧与一个裸电芯的负极耳电连接，所述导电柱的另一侧与另一裸电芯的正极耳电连接。

在一些实施方式中，所述导电柱为铜铝复合导电柱，包括铜连接部和铝连接部，分别与两侧裸电芯的铜极耳、铝极耳电连接。

在一些实施方式中，所述单体电池还包括：顶盖，固定连接于至少一个所述壳体远离所述中部连接件的一端；其中，所述顶盖包括顶盖体和极柱；所述极柱与和顶盖相邻的裸电芯的极耳电连接以形成为所述单体电池的正极、负极；所述顶盖体与所述壳体固定连接，并被配置为与所述壳体、所述中部连接件共同形成容纳各个裸电芯的多个隔离的腔体。

在一些实施方式中，所述顶盖还包括：防爆阀、注液孔、铆接块、上塑胶、下塑胶、密封圈之中的至少一个。其中，所述防爆阀、所述注液孔设置于所述顶盖体；所述极柱穿设于所述顶盖体，所述铆接块与所述极柱相铆接以将所述极柱固定于所述顶盖体；所述上塑胶设置于所述顶盖体与所述铆接块之间，用于使得所述顶盖体与所述铆接块之间绝缘；所述下塑胶设置于所述顶盖体与所述极柱之间，用于使得所述顶盖体与所述极柱之间绝缘；所述密封圈套设于所述极柱，以使得所述极柱与所述顶盖体的穿设位置处绝缘且密封。

在一些实施方式中，所述单体电池还包括：裸电芯绝缘片，设置于壳体与裸电芯之间。

本申请的目的还可以采用以下技术方案来实现。依据本申请的另一方面，提供了一种动力电池包，包括：包体以及多个如任意一个前述的单体电池，所述单体电池设置于所述包体内。

本申请的目的还可以采用以下技术方案来实现。依据本申请的又一方面，提供了一种车辆，包括如任意一个前述的动力电池包。

本申请与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本申请提出的单体电池、动力电池包及车辆，可以达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：

1、本申请提出的单体电池，通过设置中部连接件，将至少两个裸电芯以内部串联方式整合为一个电芯，提高了电池单体的电压，特别适用于高压***，能够提高高压***电池包的使用安全性能及能量密度；

2、本申请提出的单体电池，通过设置包括绝缘件和密封塑胶的中部连接件，尤其是通过将密封塑胶设置于中部连接件的导电柱与金属隔板之间，使得各个裸电芯隔离地容纳于多个独立的腔体，各腔体内的电解液是隔离的、互不流通的，能够避免串联高压对电解液的氧化分解，而且即使某个腔体内的裸电芯、电解液发生发热燃烧等事故，也不会直接影响其他腔体，提高了电池的安全性；

3、利用本申请提出的单体电池，能够提高电池包的成组装配效率，解决了采用单一长电芯的电池的入壳困难、生产效率低、良率低等问题。

上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本申请的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。

附图说明

图1是本申请一个实施例的单体电池的分解立体示意图；

图2是本申请一个实施例的单体电池的正面结构示意图；

图3是图2中的A-A剖视图；

图4是图3中的B处的局部放大图；

图5是图3中的C处的局部放大图；

图6是本申请一个实施例提供的中部连接结构的分解立体示意图；

图7是本申请一个实施例提供的顶盖的分解立体示意图。

【符号说明】

1单体电池

10裸电芯 20壳体

30中部连接件 41第一顶盖

42第二顶盖 50裸电芯绝缘片

101第一裸电芯的负极耳 102第二裸电芯的正极耳

301导电柱 302金属隔板

303第一绝缘件 304第二绝缘件

305密封塑胶

3011铜连接部 3012铝连接部

401顶盖体 402极柱

403防爆阀 404注液孔

405铆接块 406上塑胶

407下塑胶 408密封圈

具体实施方式

为更进一步阐述本申请为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本申请提出的单体电池的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。

请参阅图1至图7，本申请示例的单体电池1(也可以称为单体电芯)主要包括：至少两个裸电芯10、壳体20、以及中部连接件30。

其中，该裸电芯10也称为极芯，可以采用但不限于卷芯结构(jelly roll，简称JR)。需注意，虽然图1中仅示出了两个裸电芯10的情况，但在本申请的一些示例中也可以设置三个或更多个裸电芯10，各裸电芯10首尾相接，相邻的两个裸电芯10之间设有中部连接件30。

该壳体20套设于裸电芯10之外。一般来说，壳体20的形状、尺寸与裸电芯10的形状、尺寸相对应。可选地，该壳体20为长方体形状的套状，例如可以为刀片状的套。在一个可选示例中，可以为每个裸电芯10设置对应的壳体20，壳体20的数量与裸电芯10的数量相同，各裸电芯10对应的壳体20的边缘与对应的中部连接件30固定连接，以拼接形成单体电池1的外壳；或者，在另一可选示例中，可以仅设置一个壳体20，套设于所有的裸电芯10之外，作为整个单体电池1的外壳。

请参阅图1或图3，该中部连接件30设置于相邻的两个裸电芯10之间，中部连接件30和壳体20被配置为形成容纳各裸电芯10的多个独立的腔体，这些独立的腔体用于将各个裸电芯10隔离。通过设置中部连接件30，在单体电池1的内部串联多个短的裸电芯10以整合为一个长的拼接电芯，并将各个裸电芯10隔离地容纳于多个独立的腔体，使得单体电池1的电压实现倍增。

请参阅图4和图6，中部连接件30具体包括：导电柱301、金属隔板302、绝缘件、和密封塑胶305。

其中，请参阅图4，导电柱301的两侧分别与相应的两个裸电芯10的极耳电连接，以实现一侧的第一裸电芯的负极耳101与另一侧的第二裸电芯的正极耳102的电连接，以将各个裸电芯10串联并拼接。可选地，导电柱301的两侧分别与对应的裸电芯10的对应极耳电连接。作为一个可选示例，导电柱301为铜铝复合导电柱，由铜材和铝材复合而成。可选地，导电柱301可以包括铜连接部3011和铝连接部3012，分别与两侧裸电芯10的铜极耳、铝极耳电连接。需注意，本申请不限制电连接的具体实现方式，包括但不限于焊接。

在本申请的一些可选实施例中，请参阅图2和图3，每个裸电芯10的正极耳和负极耳设置于裸电芯10的沿长度方向L的两端。单体电池1的各个裸电芯10沿长度方向L排布。通过将每个裸电芯10的正极耳负极耳分别设置于两端，有利于多个裸电芯10的串联。中部连接件30的导电柱301的两侧分别与两个裸电芯10的极耳电连接，以形成为内部串联的刀片电芯结构。

金属隔板302与壳体20固定连接。可选地，金属隔板302采用焊接工艺与壳体20连接。焊接处为金属隔板302与壳体20的接触位置，包括但不限于图4中的D处。中部连接件30的金属隔板302和壳体20被配置为形成容纳各裸电芯10的多个独立的腔体。

绝缘件设置于金属隔板302的两侧，并设置于金属隔板302与对应的裸电芯10之间，以使得裸电芯10与金属隔板302间的绝缘。可选地，绝缘件可以是绝缘塑胶。可选地，如图6所示，绝缘件可以包括第一绝缘件303和第二绝缘件304，外形尺寸不小于金属隔板302，并分别设置于金属隔板302的两侧。

在一些可选的具体示例中，绝缘件与金属隔板302可设有相互卡接的结构，以使得绝缘件与金属隔板302之间相对固定。例如，如图6所示，金属隔板302为矩形片状结构，其四角设有凹陷或孔洞，第一绝缘件303和第二绝缘件304的四角的对应位置设有对应的凸起，以通过该凹陷(或孔洞)与该凸起的配合使得绝缘件固定于金属隔板302。

密封塑胶305设置于导电柱301与金属隔板302之间，以使得导电柱301与金属隔板302之间绝缘并密封。可选地，密封塑胶305完全包围导电柱301，以使得导电柱301与金属隔板302之间隔绝。

作为一个可选示例，如图6所示，金属隔板302具有通孔，密封塑胶305为环状结构，该环状结构容纳于金属隔板302的通孔的内部，导电柱301容纳于环状结构的内部，从而使得导电柱301与金属隔板302之间绝缘并密封。需注意，设置于金属隔板302两侧的绝缘件也可以设有相应的通孔，以便串设导电柱301，也便于导电柱301与极耳的连接。

可选地，密封塑胶305通过注塑工艺形成于导电柱301与金属隔板302之间，并将导电柱301固定于金属隔板302，以使得导电柱301、密封塑胶305和金属隔板302形成为一个整体，密封塑胶305使得导电柱301与金属隔板302之间绝缘，并且将导电柱301与金属隔板302之间密封。

本申请的单体电池1，通过设置金属隔板302、绝缘件、和密封塑胶305，能够形成用于容纳各裸电芯10的隔离的腔体，能够隔离中部连接件30两侧的电解液。

在本申请的一些实施例中，单体电池1还包括顶盖。请参阅图1和图3，在一些示例中，单体电池1可以包括第一顶盖41和第二顶盖42，该第一顶盖41、第二顶盖42固定连接于壳体20远离中部连接件30的两端，亦即前述的由各个裸电芯10串联并拼接形成的拼接电芯的两端。需注意，在另一些示例中，单体电池1也可以仅包括一个顶盖，该顶盖固定连接于壳体20远离中部连接件30的一端，亦即设置于由各个裸电芯10串联并拼接形成的拼接电芯的一端，而另一端可以设置有底的套状的壳体20来封装。

其中，请参阅图5，顶盖可以包括顶盖体401和极柱402。

第一顶盖41和第二顶盖42的顶盖体401分别与壳体20固定连接，并被配置为与壳体20、中部连接件30共同形成容纳各个裸电芯10的多个隔离的腔体。可选地，第一顶盖41和第二顶盖42的顶盖体401分别与壳体20焊接。可选地，顶盖体401为矩形的片状，因此也可称为顶盖片。

极柱402与和顶盖相邻的的裸电芯10的极耳电连接以形成为单体电池1的正极、负极。亦即，两端的极柱402分别与位于两端的裸电芯10的极耳电连接。可选地，第一顶盖41的极柱402与和第一顶盖41相邻的裸电芯10的极耳焊接，第二顶盖42的极柱402与和第二顶盖42相邻的裸电芯10的极耳焊接。

在本申请的一些实施例中，请参阅图7，第一顶盖41和/或第二顶盖42还包括：防爆阀403、注液孔404、铆接块405、上塑胶406、下塑胶407、密封圈408之中的至少一个。

其中，防爆阀403、注液孔404设置于顶盖体401，用于实现注液和喷阀泄压功能。在一些可选示例中，可以在第一顶盖41和第二顶盖42均设置防爆阀403和注液孔404。在另一些可选示例中，可以将防爆阀403和/或注液孔404设置于壳体20。

可选地，极柱402穿设于顶盖体401，前述的铆接块405与该极柱402相铆接以将极柱402固定于顶盖体401。

可选地，上塑胶406设置于顶盖体401与铆接块405之间，用于使得顶盖体401与铆接块405之间绝缘。

可选地，下塑胶407设置于顶盖体401与极柱402之间，用于使得顶盖体401与极柱402之间绝缘。

可选地，密封圈408套设于极柱402，以使得极柱402与顶盖体401的穿设位置处绝缘且密封。

在本申请的一些实施例中，如图1所示，单体电池1还可以包括：裸电芯绝缘片50，设置于壳体20与裸电芯10之间，以使得壳体20与裸电芯10之间绝缘。

本申请提出的单体电池1，由壳体20、中部连接件30和顶盖形成外部密封、内部电芯具有至少两个腔体的结构，腔体内容纳对应的裸电芯10，中部连接件30能够隔离两侧电解液，各腔体内充有电解液但是各腔体间的电解液不互通。而且，本申请提出的单体电池1，通过设置多种类型的绝缘密封部件，能够保证电池内部与外部完全隔绝，提高了电池安全性。

本申请的实施例还提供一种动力电池包，主要包括：包体以及多个如前述任意一个实施例提供的单体电池1，该单体电池1设置于包体内。

本申请的实施例还提供一种车辆，包括如如前述任意一个实施例提供的动力电池包。

其中，本申请提供的动力电池包、车辆均上文所提供的单体电池1，因此，其所能达到的有益效果可参考上文所提供的有益效果，此处不再赘述。

以上所述，仅是本申请的较佳实施例而已，并非对本申请做任何形式上的限制，虽然本申请已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本申请，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本申请技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本申请技术方案的内容，依据本申请的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本申请技术方案的范围内。

Claims (10)

1.一种单体电池，其特征在于，所述单体电池包括：

至少两个裸电芯；

壳体，套设于所述裸电芯之外；以及，

中部连接件，设置于相邻的两个裸电芯之间；

其中，所述中部连接件包括：导电柱、金属隔板、绝缘件和密封塑胶；

所述导电柱的两侧分别与相应的两个裸电芯的极耳电连接，以将各个所述裸电芯串联并拼接；

所述金属隔板与所述壳体固定连接，所述金属隔板和所述壳体被配置为形成容纳各裸电芯的多个腔体；

所述绝缘件设置于所述金属隔板的两侧，并设置于所述金属隔板与对应的裸电芯之间；

所述密封塑胶设置于所述导电柱与所述金属隔板之间，以使得所述导电柱与所述金属隔板之间绝缘并密封。

2.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于：

所述金属隔板具有通孔，所述密封塑胶为环状结构，所述环状结构容纳于所述金属隔板的通孔的内部，所述导电柱容纳于所述环状结构的内部；

所述绝缘件具有通孔，所述导电柱与所述极耳串过所述绝缘件的通孔进行电连接。

3.根据权利要求1或2所述的单体电池，其特征在于：

所述密封塑胶通过注塑工艺形成于所述导电柱与所述金属隔板之间，并将所述导电柱固定于所述金属隔板，以使得所述导电柱、所述密封塑胶和所述金属隔板形成为一个整体。

4.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于：

每个所述裸电芯的正极耳和负极耳设置于所述裸电芯的沿长度方向的两端；

所述至少两个裸电芯沿长度方向排布；

所述导电柱的一侧与一个裸电芯的负极耳电连接，所述导电柱的另一侧与另一裸电芯的正极耳电连接。

5.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于：

所述导电柱为铜铝复合导电柱，包括铜连接部和铝连接部，分别与两侧裸电芯的铜极耳、铝极耳电连接。

6.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，所述单体电池还包括：

顶盖，固定连接于至少一个所述壳体远离所述中部连接件的一端；

其中，所述顶盖包括顶盖体和极柱；

所述极柱与和顶盖相邻的裸电芯的极耳电连接以形成为所述单体电池的正极、负极；

所述顶盖体与所述壳体固定连接，并被配置为与所述壳体、所述中部连接件共同形成容纳各个裸电芯的多个隔离的腔体。

7.根据权利要求6所述的单体电池，其特征在于，所述顶盖还包括：防爆阀、注液孔、铆接块、上塑胶、下塑胶、密封圈之中的至少一个；

其中，所述防爆阀、所述注液孔设置于所述顶盖体；

所述极柱穿设于所述顶盖体，所述铆接块与所述极柱相铆接以将所述极柱固定于所述顶盖体；

所述上塑胶设置于所述顶盖体与所述铆接块之间，用于使得所述顶盖体与所述铆接块之间绝缘；

所述下塑胶设置于所述顶盖体与所述极柱之间，用于使得所述顶盖体与所述极柱之间绝缘；

所述密封圈套设于所述极柱，以使得所述极柱与所述顶盖体的穿设位置处绝缘且密封。

8.根据权利要求1所述的单体电池，其特征在于，所述单体电池还包括：裸电芯绝缘片，设置于壳体与裸电芯之间。

9.一种动力电池包，其特征在于，包括包体以及多个如权利要求1至8中任意一项所述的单体电池，所述单体电池设置于所述包体内。

10.一种车辆，其特征在于，包括如权利要求9所述的动力电池包。

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