CN219498101U - 方壳电芯和电池模组 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种方壳电芯和电池模组，方壳电芯包括：电芯本体和设置在电芯本体的端面上的第一极柱和第二极柱，第一极柱上设置有电插接延伸部，第二极柱上设置有电插接槽，且电插接槽的形状与电插接延伸部的形状相适配。将多个方壳电芯装配成电池模组时，相邻的方壳电芯之间通过对应的电插接延伸部和电插接槽实现电插接。通过在方壳电芯的两个极柱上分别设置形状适配的电插接槽和电插接延伸部，改善了现有的相邻两个电芯之间通过焊接或螺接工艺连接时，出现的种种问题。显著优化了电芯间的连接方式，极大提升了电池模组的组装效率。

Description

方壳电芯和电池模组

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，具体涉及一种方壳电芯和电池模组。

背景技术

在新能源汽车火爆发展之下，动力电池需求大幅提升，生产成本和电池安全成为车企和电池企业关注的重点，因此降本和提高生产效率成为企业发展的迫切需求。现有的模组及电池包电连接设计方案有螺接和焊接两种，螺接指通过螺栓将汇流排固定在电芯极柱上，焊接指通过焊接将汇流排焊接在极柱上。但螺接会增加物料种类及生产工时，***重量也会增加。而焊接会发生焊穿，虚焊等风险，产生的焊渣也会影响整个电池包的安全性能，因为需要多个焊点，从而降低了生产效率。因此，需要提供一种方壳电芯和电池模组。

实用新型内容

鉴于以上现有技术的缺点，本实用新型的目的在于提供一种方壳电芯和电池模组，以改善现有技术中相邻两个电芯之间通过焊接或螺接的方法连接时，易导致焊接失效或增加整体重量的问题。

为实现上述目的及其它相关目的，本实用新型提供一种方壳电芯，包括：电芯本体，设置在电芯本体的端面上的第一极柱和第二极柱；

其中，所述第一极柱上设置有电插接延伸部，所述第二极柱上设置有电插接槽，且所述电插接槽的形状与所述电插接延伸部的形状相适配。

在本实用新型一实施例中，所述第一极柱与所述第二极柱分别设置于所述电芯本体的同一端面或相对的两个端面。

在本实用新型一实施例中，所述电插接延伸部为片状结构或圆柱状结构。

在本实用新型一实施例中，所述电插接延伸部和所述电插接槽沿所述电芯本体的厚度方向延伸。

在本实用新型一实施例中，所述电插接槽为盲槽。

在本实用新型一实施例中，所述电插接槽与所述电插接延伸部过盈插接。

在本实用新型一实施例中，所述电插接槽与所述电插接延伸部之间设置有插接引导结构。

在本实用新型一实施例中，还提供一种电池模组，包括框架，还包括至少两个上述任一项所述的方壳电芯，至少两个所述方壳电芯堆叠设置于所述框架内，且相邻的所述方壳电芯之间通过对应的所述电插接延伸部和所述电插接槽电插接。

在本实用新型一实施例中，所述电插接延伸部和所述电插接槽的插接方向与所述方壳电芯的堆叠方向相一致。

在本实用新型一实施例中，所述第一极柱和所述第二极柱分别设置于所述电芯本体的同一端面，且沿所述方壳电芯的堆叠方向，相邻两个所述方壳电芯上的所述第一极柱与所述第二极柱交替排列。

综上所述，本实用新型提供一种方壳电芯和电池模组，通过将第一极柱和第二极柱分别设置于电芯本体的端面上，且在第一极柱上设置有电插接延伸部，在第二极柱上开设有电插接槽，其中，电插接延伸部的形状和电插接槽的形状适配，以实现相邻方壳电芯的电插接。在将多个方壳电芯组装成电池模组时，通过将前一个方壳电芯的电插接延伸部***至后一个方壳电芯的电插接槽内，实现相邻两个方壳电芯的电连接。从而有效避免了现有技术中采用焊接或螺接的方式，连接两个方壳电芯时，焊渣会导致电芯失效或增加整体重量的问题。本申请所述的方式不再采用焊接或螺接，提升了生产效率，优化了电芯间的连接方式，极大提升了电池模组的组装效率。

附图说明

为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，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显示为本实用新型一实施例中电芯间连接的结构示意图；

图2显示为本实用新型一实施例中两个极柱在电芯同侧的结构示意图；

图3显示为本实用新型一实施例中两个极柱在电芯对侧的结构示意图；

图4显示为本发明一实施例中极柱和电插接延伸部连接的结构示意图；

图5显示为本实用新型一实施例中第二极柱内插接引导结构和电插接槽连接的剖面图；

图6显示为本实用新型一实施例中电池模组的结构示意图。

元件标号说明：

100、电芯本体；110、端盖；120、壳体；200、第一极柱；210、电插接延伸部；220、引导角；300、第二极柱；310、电插接槽；320、引导槽；400、防爆阀；500、框架；510、框架底部。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本实用新型的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本实用新型的其它优点与功效。本实用新型还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本实用新型的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。还应当理解，本实用新型实施例中使用的术语是为了描述特定的具体实施方案，而不是为了限制本实用新型的保护范围。下列实施例中未注明具体条件的试验方法，通常按照常规条件，或者按照各制造商所建议的条件。

请参阅图1至图6。须知，本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本实用新型可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本实用新型可实施的范畴。

当实施例给出数值范围时，应理解，除非本实用新型另有说明，每个数值范围的两个端点以及两个端点之间任何一个数值均可选用。除非另外定义，本实用新型中使用的所有技术和科学术语与本技术领域的技术人员对现有技术的掌握及本实用新型的记载，还可以使用与本实用新型实施例中所述的方法、设备、材料相似或等同的现有技术的任何方法、设备和材料来实现本实用新型。

请参阅图1，图1显示为本实用新型一实施例中电芯间连接的结构示意图。本实用新型提供一种方壳电芯和电池模组。在电芯本体100的端面上，设置有第一极柱200和第二极柱300，且第一极柱200和第二极柱300的极性相反。且，在第一极柱200上设置有向外延伸的电插接延伸部210，在第二极柱300上开设有电插接槽310，且电插接槽310的形状与电插接延伸部210的形状相适配。装配电池模组时，将多个方壳电芯彼此堆叠，通过将前一个方壳电芯的电插接延伸部210***后一个方壳电芯的电插接槽310内，以实现相邻方壳电芯之间的高压连接。本申请不再采用传统的焊接或螺接的方式连接相邻的方壳电芯，有效降低了焊接或螺接带来的失效风险，提升了生产效率，优化了方壳电芯之间的连接方式，极大提升了电池模组的组装效率。

请参阅图1，在本实用新型一实施例中，该方壳电芯包括：电芯本体100和、第一极柱200和第二极柱300。

请参阅图1，上述电芯本体100包括壳体120、端盖110、电极组件(未在图中示出)和电解液(未在图中示出)。在壳体120的侧壁上开设有开口，电极组件经由壳体120的开口装配到壳体120内，壳体120内还注入有电解液。在壳体120的开口处盖合有端盖110，以实现整体的密封。其中，电极组件包括正极极片、负极极片和设置在两者之间具有绝缘作用的隔离件。可以理解的是，电芯本体100的类型包括但不限于锂离子二次电芯本体、锂离子一次电芯本体、锂硫电芯本体、钠锂离子电芯本体、钠离子电芯本体或镁离子电芯本体等，本申请实施例对此不限定。

请继续参阅图1，上述第一极柱200和第二极柱300均设置在电芯本体100的端面上，并分别和电芯本体100的正极极片和负极极片电连接。其中，在第一极柱200上设置有电插接延伸部210，第二极柱300上设置有与电插接延伸部210相配合电连接的电插接槽310，以在堆叠组装时使一个方壳电芯中的电插接延伸部210***至相邻的另一个方壳电芯的电插接槽310中，以形成对应的电连接关系。由于第一极柱200和第二极柱300的极性相反，即第一极柱200和第二极柱300的其中一个为正极柱，另一个为负极柱。具体地，可将第一极柱200和正极极片电连接，形成正极柱，将第二极柱300和负极极片电连接，形成负极柱。也可以将第一极柱200和负极极片电连接，形成负极柱，将第二极柱300和正极极片电连接，形成正极柱。具体极柱和极片的连接方式不做限定。

请参阅图1至图3所示，图2显示为本实用新型一实施例中两个极柱在电芯同侧的结构示意图，图3显示为本实用新型一实施例中两个极柱在电芯对侧的结构示意图。在本实用新型一实施例中，第一极柱200与第二极柱300分别设置于电芯本体100的同一端面或相对的两个端面。当端盖110的尺寸较小时，考虑到在同一个端盖110的端面上，无法完全容纳第一极柱200、第二极柱300以及防爆阀400等部件，因此可将第一极柱200和第二极柱300对称设置在电芯本体100的两侧端盖110上。但考虑到第一极柱200和第二极柱300分别设置于电芯本体100的两侧时，第一极柱200和第二极柱300都会占据方壳电芯在电池模组中的一定空间，导致方壳电芯可利用空间减小，所以也可在电芯本体100的同一个端盖110上并排设置第一极柱200和第二极柱300。上述两种极柱的装配方式适用的场景不同，本领域技术人员可根据实际生产需求，适应性选取适当的装配方式。

请继续参阅图1至图3，在本实用新型一实施例中，第一极柱200朝背离电芯本体100的方向凸出，电插接延伸部210与第一极柱200的侧壁相连接。第一极柱200为块状的凸起结构，其朝背离端盖110的方向凸出。电插接延伸部210与第一极柱200的侧面连接，并沿第一极柱200的宽度延伸线的方向伸出，从而使得电插接延伸部210沿垂直于端盖110平面的投影形状，与第一极柱200形成T形结构。其中，电插接延伸部210可设置在第一极柱200侧壁的任意位置上，即电插接延伸部210的顶面与第一极柱200的顶面可以不共面。其中，电插接延伸部210的顶面是指电插接延伸部210距离电芯本体100最远的一面，同样地，第一极柱200的顶面是指第一极柱200距离电芯本体100最远的一面。但考虑到连接的牢固度以及加工的便利性，在本实用新型一实施例中，电插接延伸部210的顶面和第一极柱200的顶面共面。

请参阅图2至图3，在本实用新型一实施例中，电插接延伸部210为片状结构或圆柱状结构。具体地，电插接延伸部210可为扁平细长的片状结构，电插接延伸部210的一侧与第一极柱200相连接，电插接延伸部210的另一侧沿第一极柱200的宽度方向伸出。采用这种片状结构，在电插接延伸部210***电插接槽310的过程中，扁平细长的片状结构可以承受来自电插接槽310较大的挤压力。此外，电插接延伸部210还可为圆柱状结构(未在图中示出)，圆柱的一端与第一极柱200连接，圆柱的另一端沿第一极柱200的宽度方向伸出。在***电插接槽310时，由于圆柱状结构具有较好的引导作用，利于引导电插接延伸部210快速准确***电插接槽310内。进一步地，可将电插接延伸部210和第一极柱200设置为一体成型的构造，以实现两者之间安装的牢固性。

请参阅图3至图4，图4显示为本发明一实施例中极柱和电插接延伸部连接的结构示意图。在本实用新型一实施例中，电插接延伸部210和电插接槽310沿电芯本体100的厚度方向延伸，其中，电插接槽310的延伸方向即为方壳电芯的插接方向。第一极柱200的一侧穿过端盖110与壳体120内的正极极片或负极极片电连接，另一侧朝背离端盖110的方向凸起。电插接延伸部210从第一极柱200的侧壁沿电芯本体100的厚度方向延伸。相应的，为了与电插接延伸部210相匹配，电插接槽310从第二极柱300的一侧，沿电芯本体100的厚度方向，在第二极柱200内延伸一定距离。

请参阅图1至图3，电插接槽310可以为盲槽，也可以为通槽。在本实用新型一实施例中，电插接槽310为盲槽。电插接槽310开设在第二极柱300的侧壁上，并沿电芯本体100的厚度方向，从第二极柱300的侧壁向第二极柱300的内部延伸。电连接两个方壳电芯时，将一个方壳电芯的电插接延伸部210***另一个方壳电芯的电插接槽310内，并在电插接延伸部210的端面抵靠在另一个方壳电芯电插接槽310的内壁上时，完成两个方壳电芯的电连接。但考虑到上述插接过程中，若电插接槽310为盲槽，当前方壳电芯的电插接延伸部210在外力作用下，***另一个方壳电芯的电插接槽310时，若用力过猛或插接速度过快，会导致当前方壳电芯的电插接延伸部210撞击另一个方壳电芯的电插接槽310内壁，可能导致电插接槽310或电插接延伸部210损毁的情况。为了避免这一情况，在本实用新型另一实施例中，电插接槽310沿电插接延伸部210的延伸方向，贯穿第二极柱300。具体地，电插接延伸部210沿方壳电芯的排列方向延伸，电插接槽310从第二极柱300的一侧，沿平行于方壳电芯的排列方向，与第二极柱300的对侧相连通，从而贯穿整个第二极柱200。将相邻方壳电芯插接时，当前方壳电芯的电插接延伸部210可沿方壳电芯的排列方向，快速顺畅的***另一个方壳电芯的电插接槽310内，实现两个方壳电芯的电连接。从而能够在排列多个电芯的同时，快速准确的实现方壳电芯之间彼此的电连接。

请继续参阅图1至图3，为了避免插接时，由于电插接槽310和电插接延伸部210之间存在间隙，出现接触不良等问题，在本实用新型一实施例中，电插接槽310与电插接延伸部210过盈插接。电插接槽310的开槽尺寸应略小于电插接延伸部210的尺寸，以使电插接延伸部210在***时，与电插接槽310的内壁紧密贴合，从而形成过盈配合，实现两者的紧固连接。

请参阅图1、图4和图5，图5显示为本实用新型一实施例中第二极柱内插接引导结构和电插接槽连接的剖面图。在本实用新型一实施例中，电插接槽310与电插接延伸部210之间设置有插接引导结构。可将插接引导结构设置在电插接槽310和/或电插接延伸部210上。插接引导结构可以是引导槽320也可以是引导角220。示例性地，将插接引导结构设置在电插接槽310上时，可沿电插接延伸部210的***方向，设置有引导槽320。具体地，引导槽320从电插接槽310的槽口处，向外侧张开，以使引导槽320和电插接槽310构成上宽下窄的喇叭形结构。较宽的引导槽320可以引导电插接延伸部210快速找到***位置。可以理解的是，本申请仅示例性说明一种插接引导结构，对于其他一切利于在插接时，将电插接延伸部210引导入电插接槽310，以实现两者的快速准确插接的结构均可，在此不做赘述。进一步地，插接引导结构设置在电插接延伸部210上时，可在电插接延伸部210上设置有引导角220。在本实用新型一实施例中，电插接延伸部210背离第一极柱200一侧的边沿设置有引导角220。插接过程中，引导角220可对电插接延伸部210起到导向作用，利于快速的将电插接延伸部210插接到电插接槽310内。此外，引导角220的形状包括但不限于圆角、直线倒角或具有一定斜度的斜面。在插接过程中，通过引导角220，可以引导电插接延伸部210顺畅进入至电插接槽310内，从而能够提高装配效率，也可以减少电插接延伸部210或电插接槽310的磨损，有效的增加了方壳电芯整体的使用期限。此外，在本实用新型另一实施例中，电插接槽310上设置有引导槽320，电插接延伸部210上设置有引导角220，相邻方壳电芯插接时，通过将一个方壳电芯上的引导槽320和另一个方壳电芯上的引导角220的相互配合，以实现相邻方壳电芯的准确插接。

请参阅图1至图3，在本实用新型一实施例中，端盖110上安装有防爆阀400。防爆阀400组件可以采用现有结构例如设置防爆片的方式，当第一极柱200和第二极柱300位于电芯本体100的同一侧时，可将防爆阀400分别设置于相对两个端盖110的大致中间位置处。当第一极柱200和第二极柱300位于电芯本体100的相对两侧时，此时由于端盖110具有较大的使用空间，可将防爆阀400和第一极柱200并列设置在端盖110上，并在对侧的端盖100上并列设置有防爆阀400和第二极柱300。当由于过度充电、过度放电或电池过热而产生气体使电池的内部压力过大时，防爆阀400中的防爆片可以被破坏，使得形成在电芯本体100内部的气体可以通过防爆阀400的通孔排放到外部，由此能够防止电芯***。

请参阅图6，图6显示为本实用新型一实施例中电池模组的结构示意图。在本实用新型一实施例中，还提供一种电池模组，该电池模组包括框架500，以及上述任一实施例的方壳电芯，其中，至少两个方壳电芯堆叠设置于框架500内，且相邻的方壳电芯之间通过对应的电插接延伸部210和电插接槽310电插接。框架500的一侧敞开，将多个方壳电芯通过框架500的敞开侧堆叠设置于框架500内，并使相邻两个方壳电芯之间的电插接延伸部210和电插接槽310通过过盈配合的方式，电插接到一起，构成高压连接。在本实用新型电池模组一实施例中，框架底部510涂覆有导热结构胶，这样不但可以将各方壳电芯牢固的粘合在框架500中，还可以及时将方壳电芯工作产生的热量传递到外部，以提升电池模组的散热效率。其中，本申请框架底部510，是指框架500用于承载方壳电芯的一侧。装配时，将前一个方壳电芯放入框架500内并使用导热结构胶将该方壳电芯固定到框架500中后，再放入下一个方壳电芯，将前一个方壳电芯的电插接延伸部210***至后一个方壳电芯的电插接槽310内，从而实现两个方壳电芯的过盈插接。并通过导热结构胶将该方壳电芯固定在框架500内。依次类推，直至完成所有方壳电芯之间的电插接装配，通过相邻方壳电芯之间第一极柱200和第二极柱300的高压连接，从而实现各方壳电芯之间的电连接。

请参阅图1和图6，在本实用新型一实施例中，电插接延伸部210和电插接槽310的插接方向与方壳电芯的堆叠方向相一致。可将各方壳电芯沿框架500的宽度方向依次堆叠设置，并使前一个方壳电芯的电插接延伸部210顺次***后一个方壳电芯的电插接槽310内。其中，框架500为长方体结构，本实施例中的框架500的宽度方向，是从框架500面积最小的一侧，指向对侧面积最小一侧的方向。

请继续参阅图1和图6，在本实用新型一实施例中，所述第一极柱和所述第二极柱分别设置于所述电芯本体的同一端面，且沿所述方壳电芯的堆叠方向，相邻两个所述方壳电芯上的所述第一极柱与所述第二极柱交替排列。将多个方壳电芯堆叠在框架500内时，若第一极柱200和第二极柱300分别设置于电芯本体100的同一个端面上，为了实现相邻方壳电芯的电连接，因此需要保证前一个方壳电芯的第一极柱200和后一个方壳电芯的第二极柱300交替排列。也即堆叠多个方壳电芯时，将前一个方壳电芯的第一极柱200紧邻后一个方壳电芯的第二极柱300的顺序，交错放置，以实现相邻电芯的电连接。

综上所述，本实用新型中，将第一极柱和第二极柱分别设置在电芯本体的端面上，并在第一极柱上设置电插接延伸部，在第二极柱上开设有电插接槽，且电插接槽的形状与电插接延伸部的形状适配，以使相邻方壳电芯的电插接槽和电插接延伸部能够相配合电连接。因此在将多个方壳电芯堆叠在框架内组装电池模组时，通过将前一个方壳电芯的电插接延伸部***后一个电芯的电插接槽内，实现方壳电芯之间的高压连接，完成电池模组的装配。通过分别在第一极柱和第二极柱上直接设置电插接延伸部和电插接槽的方式，在装配电池模组时，只需要将方壳电芯堆叠到框架内，且保持相邻方壳电芯的电插接延伸部与电插接槽过盈插接即可。相比于传统的将电芯通过焊接或螺接，与汇流排连接，从而实现电芯之间的连接的方法，本申请所述的方壳电芯，不再采用焊接或螺接，提升了生产效率，优化了电芯间的连接方式，极大提升了电池模组或电池包PACK的组装效率，同时可以满足载流及机械性能。另一方面，由于取消了焊接或螺接工艺，降低了焊接失效率，有效避免了焊渣引起的短路或绝缘等失效风险，避免了螺接增加的工艺设备的整包重量。所以，本实用新型有效克服了现有技术中的一些实际问题从而有很高的利用价值和使用意义。

上述实施例仅例示性说明本实用新型的原理及其功效，而非用于限制本实用新型。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本实用新型的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本实用新型所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本实用新型的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种方壳电芯，其特征在于，包括：

电芯本体以及设置于所述电芯本体的端面上的第一极柱与第二极柱；

其中，所述第一极柱上设置有电插接延伸部，所述第二极柱上设置有电插接槽，且所述电插接槽的形状与所述电插接延伸部的形状相适配。

2.根据权利要求1所述的方壳电芯，其特征在于，所述第一极柱与所述第二极柱分别设置于所述电芯本体的同一端面或相对的两个端面。

3.根据权利要求1所述的方壳电芯，其特征在于，所述电插接延伸部为片状结构或圆柱状结构。

4.根据权利要求1所述的方壳电芯，其特征在于，所述电插接延伸部和所述电插接槽沿所述电芯本体的厚度方向延伸。

5.根据权利要求4所述的方壳电芯，其特征在于，所述电插接槽为盲槽。

6.根据权利要求1所述的方壳电芯，其特征在于，所述电插接槽与所述电插接延伸部过盈插接。

7.根据权利要求1所述的方壳电芯，其特征在于，所述电插接槽与所述电插接延伸部之间设置有插接引导结构。

8.一种电池模组，包括框架，其特征在于，还包括至少两个权利要求1至7中任一项所述的方壳电芯，至少两个所述方壳电芯堆叠设置于所述框架内，且

相邻的所述方壳电芯之间通过对应的所述电插接延伸部和所述电插接槽电插接。

9.根据权利要求8所述的电池模组，其特征在于，所述电插接延伸部和所述电插接槽的插接方向与所述方壳电芯的堆叠方向相一致。

10.根据权利要求9所述的电池模组，其特征在于，所述第一极柱和所述第二极柱分别设置于所述电芯本体的同一端面，且沿所述方壳电芯的堆叠方向，相邻两个所述方壳电芯上的所述第一极柱与所述第二极柱交替排列。