CN221041476U - 一种大容量电池的绝缘防护罩 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于电池领域，具体为一种大容量电池的绝缘防护罩。解决大容量电池注胶防凝露工艺中，采用外部注胶模具，使得注胶工艺复杂以及脱模过程可能会破坏绝缘密封胶，导致密封性可靠性降低的问题。包括绝缘框体以及绝缘盖板；绝缘框体的下端固定在大容量电池顶部，用于防止绝缘密封胶液溢出外壳顶部；绝缘框体的上端扣合安装上述绝缘盖板；在绝缘框体与xz平面平行的侧壁上端开设缺口，该缺口与绝缘盖板配合形成狭缝，通过该狭缝供大容量电池与外部设备实现电连接。本实用新型将绝缘防护罩的绝缘框体作为注胶模具使用，注胶完成后无需脱模。

Description

一种大容量电池的绝缘防护罩

技术领域

本实用新型属于电池领域，具体为一种大容量电池的绝缘防护罩。

背景技术

目前市场上多通过并联或串联多个单体电池使其成为大容量电池(也可称之为电池模组或电池组)。

但是现有的大容量电池中各单体电池自身存在差异，因木桶效应的存在，往往会受到性能最差的一块单体电池影响，导致整个大容量电池的容量上限及循环次数极大受限。因此如何提升大容量电池中各单体电池的均一性成为了该领域研究的重点和难点。

为了解决上述问题，相关技术提出了一种大容量电池，如图1和图2所示，该大容量电池包括外壳1以及多个单体电池2；多个单体电池2并联放置在外壳1内，外壳顶部上对应各单体电池2的极柱开设有通孔12；各个单体电池2极柱通过通孔12与极柱转接件3连接，该通孔12对应的外壳1区域与单体电池2壳体固定密封。

如图2所示，通常可以在通孔12和单体电池2上盖板之间增设密封连接件13，实现密封。该密封连接件13包括中空构件，该中空构件的底部用于和单体电池2的第一区域密封连接，中空构件的顶部与外壳1的第二区域密封连接；第一区域为位于任一单体电池2的上盖板中任一极柱周边的区域；第二区域为位于外壳1上任一一个通孔12对应的区域。通孔12对应的区域为外壳1外表面上对应任一一个通孔12的周边区域；或者通孔12对应的区域为通孔12孔壁。其中，极柱周边的区域即为极柱上绝缘密封垫周边的区域。该绝缘密封垫为单体电池2上用于使极柱和上盖板之间绝缘的零件。当成组的各个单体电池2在z方向的尺寸较为一致的情况下，可以直接将通孔12对应的外壳1区域与单体电池2极柱周边的上盖板区域焊接实现密封。

外壳1底板设置有电解液共享腔室4，电解液共享腔室4和各个单体电池2内腔的电解液区连通，通过电解液共享腔室4可使各单体电池2处于统一的电解液环境，确保了各单体电池2内电解液的均一性，提升了大容量电池的性能和循环寿命。

外壳顶部还可设置有气体腔室9，气体腔室9可以和各个单体电池2内腔的气体区连通，实现各单体电池2的气体平衡，进一步提升大容量电池的性能和循环寿命。气体腔室9还可以作为泄爆通道，当任一单体电池2发生热失控，该单体电池2内腔的热失控烟气进入气体腔室9冲破设置在气体腔室9任一端的泄爆机构，排出。

上述大容量电池在使用过程中会放热，如果散热不及时，将会造成电池寿命大幅缩短、能量损失加剧，甚至发生自燃起火等安全隐患，因此，为了提高上述大容量电池的散热效率，可以在极柱转接件3固定液冷管，通过一级换热方式，实现散热。

但是，在长时间使用过程中，由于液冷管内外温差的原因，会在表面产生凝露，当凝露聚集到一定量时，会渗入极柱转接件3与外壳顶部之间的间隙，当设有密封连接件13时，有可能还会渗入到密封连接件13与极柱或者极柱转接件3之间的空间，导致极柱转接件3与外壳1电导通，进而可能会导致同一单体电池2短路的情况出现。

为了解决上述问题，发明人考虑，在外壳顶部与极柱转接件之间的间隙铺设绝缘密封胶，利用绝缘密封胶密封极柱转接件3与外壳顶部之间的间隙，确保凝露无法进入极柱转接件3与外壳顶部之间的间隙，使得此类大容量电池具有更高的安全性。

但是，在注胶过程中，绝缘密封胶极易从外壳顶部溢出，流向外壳1外壁，当然可以采用注胶模具，但是注完胶后，需要脱模，工序较为复杂；另外，在脱模过程中，有可能会破坏绝缘密封胶的结构，导致密封性可靠性降低。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种大容量电池的绝缘防护罩，解决大容量电池注胶防凝露工艺中，采用外部注胶模具，使得注胶工艺复杂以及脱模过程可能会破坏绝缘密封胶，导致密封性可靠性降低的问题。

本实用新型的技术方案是提供一种大容量电池的绝缘防护罩，其特殊之处在于：包括绝缘框体以及绝缘盖板；

绝缘框体的下端固定在大容量电池顶部，用于防止绝缘密封胶液溢出外壳顶部；

绝缘框体的上端扣合安装上述绝缘盖板；

定义绝缘框体的长度方向为x方向，宽度方向为y方向，高度方向为z方向；

在绝缘框体与xz平面平行的侧壁上端开设缺口，该缺口与绝缘盖板配合形成狭缝，通过该狭缝供大容量电池与外部设备实现电连接。

本实用新型将绝缘防护罩的绝缘框体作为注胶模具使用，注胶完成后无需脱模，同时还可以提高绝缘框体与大容量电池顶部的结合强度。同时，利用绝缘防护罩为极柱转接件提供绝缘防护，避免大容量电池运行过程中极柱转接件外露可能存在的安全隐患，并且也避免了外部环境的一些异物落入极柱转接件位置导致大容量电池短路的问题，提升了大容量电池的安全性。

进一步地，上述绝缘框体包括第一绝缘边框，沿x方向在第一绝缘边框的两个长边框上分别设置挡胶板，上述挡胶板与xz平面平行，且在y方向上，挡胶板与相邻极柱转接件的外侧面之间具有第三间隙。

进一步地，为了提高挡胶板的强度，上述挡胶板上设有加强筋。

进一步地，当大容量电池在外壳顶板设有气体腔室时，上述绝缘框体还包括第一腔室，作为气体腔室容纳腔，即气体腔室位于第一腔室内。

进一步地，上述绝缘框体包括第二绝缘边框以及固定在第二绝缘边框远离绝缘盖板的绝缘底板，在绝缘底板上开设有与各个极柱转接件对应的电连接柱避让孔，该电连接柱避让孔的孔径大于极柱转接件上的电连接柱的外轮廓尺寸，小于极柱转接件外轮廓尺寸。

进一步地，上述绝缘底板上，每个电连接柱避让孔的四周设有隔板，形成极柱转接件容纳腔；极柱转接件容纳腔与xz平面平行的侧壁与极柱转接件与xz平面平行的侧面之间具有第四间隙。

进一步地，上述电连接柱避让孔外缘设有沿其周向的凸起，作为环形挡胶圈，避免绝缘密封胶液流入密封连接件和极柱转接件及单体电池极柱之间的空间。

进一步地，当大容量电池在外壳顶板设有气体腔室时，上述绝缘底板上还设有第二腔室，作为气体腔室容纳腔，即气体腔室位于第二腔室内。

进一步地，在绝缘框体与yz平面平行的侧壁上设有用于液冷管伸出的通道。

本实用新型的有益效果是：

本实用新型将绝缘防护罩的绝缘框体作为注胶模具使用，注胶完成后无需脱模，同时还可以提高绝缘框体与大容量电池顶部的结合强度。同时，利用绝缘防护罩为极柱转接件提供绝缘防护，避免大容量电池运行过程中极柱转接件外露可能存在的安全隐患，并且也避免了外部环境的一些异物落入极柱转接件位置导致大容量电池短路的问题，提升了大容量电池的安全性。

附图说明

图1为背景技术中大容量电池的结构示意图；

图2为背景技术中大容量电池的剖视图；

图3为一种大容量电池的结构示意图；

图4为一种极柱转接件的结构示意图；

图5为一种大容量电池的剖视图；

图6为另一种大容量电池的结构示意图；

图7为另一种极柱转接件的结构示意图；

图8为本实用新型大容量电池的结构示意图；

图9为本实用新型大容量电池的局部***图；

图10为实施例1中绝缘框体的结构示意图；

图11为实施例1中大容量电池的部分结构示意图；

图12为实施例1中大容量电池的剖视图；

图13为实施例1中大容量电池的结构示意图；

图14为实施例2中绝缘框体的结构示意图；

图15为实施例2中大容量电池的部分结构示意图；

图16为实施例2中大容量电池的局部剖视图；

图中附图标记为：

1、外壳；11、外壳顶部；12、通孔；13、密封连接件；14、液冷管；131、密封连接件第一表面；2、单体电池；21、单体电池极柱；3、极柱转接件；31、电连接柱；32、装夹部；33、极柱转接件的外侧面；35、极柱转接件第一面；36、极柱转接件第二面；4、电解液共享腔室；9、气体腔室；10、绝缘防护罩；102、狭缝；104、绝缘框体；1041、长边框；1043、挡胶板；1044、加强筋；105、绝缘盖板；106、挡板；107、第二绝缘边框；108、绝缘底板；1081、电连接柱避让孔；1082、隔板；109、极柱转接件容纳腔；110、环形挡胶圈；111、环形凹槽；112、第一腔室；113、第二腔室；

a、第一间隙；b、第二间隙；c、第三间隙；d、第四间隙；f、镂空区域。

具体实施方式

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合说明书附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明，显然所描述的实施例是本实用新型的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通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，都应当属于本实用新型的保护的范围。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本实用新型，但是本实用新型还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本实用新型内涵的情况下做类似推广，因此本实用新型不受下面公开的具体实施例的限制。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语中的“顶、底”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实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一或第二等”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

本实用新型的绝缘防护罩可以适用于背景技术中所述的大容量电池，也可以适用于与背景技术中所述大容量电池面临相同技术问题的大容量电池。以下以背景技术中的大容量电池为例进行说明。

如图3至图7所示，该大容量电池包括外壳1、多个单体电池2以及两个极柱转接件3。多个单体电池2并联放置在外壳1内；外壳1设置有电解液共享腔室4，电解液共享腔室4和各个单体电池2内腔的电解液区连通。

参见图5，外壳顶部11上对应各单体电池极柱21开设有通孔12；各个单体电池极柱21通过通孔12与极柱转接件3连接，在通孔12处增设密封连接件13，实现通孔12对应的外壳1区域与单体电池2壳体固定密封。其中密封连接件13的结构以及安装位置与背景技术中大容量电池相同。

如图4和图3所示，极柱转接件3可以为一根细长构件，两个细长构件分别与所有单体电池2的正极和负极连接，作为大容量电池的正极和负极。

在该细长构件上设有多个电连接柱31；电连接柱31为凸出于细长构件的凸出部。每个电连接柱31用于与大容量电池中的所有单体电池2的正极极柱或负极极柱连接。还可以在细长构件上开设与电连接柱31一一对应且延伸至电连接柱31的盲孔。在每个盲孔内均设有一个导电柱，且导电柱的外壁与盲孔内壁紧密接触，以提高极柱转接件3的导电能力。

在细长构件上设有用于安装液冷管14的装夹部32。大容量电池完成组装后，在极柱转接件3的装夹部32安装液冷管14，极柱上集中的热量可从极柱转接件3传递至液冷管14后将热量带出。同理，待环境温度过低，单体电池2可能无法正常启动时，外部温控装置还可通过液冷管14对各单体电池2进行升温。

为了防止液冷管14产生的凝露渗入极柱转接件第一面35与外壳顶部11，或极柱转接件第一面35与密封连接件第一表面131之间的第一间隙，图3和图5中所示区域a，或渗入极柱转接件3电连接柱31或单体电池极柱21与密封连接件13之间的第二间隙，图5中所示区域b，发明人考虑，在区域a填充绝缘密封胶，具体可采用注胶工艺向区域a直接注胶，在注胶过程中，在重力作用下，绝缘密封胶液不可避免地会流入区域b。为了减少绝缘密封胶的用量，同时防止因电连接柱31和单体电池极柱21虚焊，绝缘密封胶液进入电连接柱31和单体电池极柱21之间虚焊的部位而导致二者电连接失效的问题，在条件允许的情况下，可以仅仅在区域a注胶，如可以在区域a和区域b的交接位置增设绝缘分隔板，在向区域a注胶过程中，使得绝缘密封胶液无法进入区域b。当然还可以在区域b内填充固体绝缘材料，之后向区域a注胶，也可以防止绝缘密封胶液流入区域b。

如图6所示，此类大容量电池也可以采用矩形块状极柱转接件3，在每个单体电池2的正负极柱上均连接有一个极柱转接件3。

如图7所示，在矩形块上设有电连接柱31。电连接柱31为凸出于矩形块的凸出部。极柱转接件3的电连接柱31伸入通孔12与位于外壳1内腔的单体电池极柱21连接。采用该结构的极柱转接件的注胶位置与上述采用细长构件的极柱转接件的注胶位置相同，此处不在赘述。

正如背景技术中所述，为了防止绝缘密封胶液外溢，在注胶过程中，可以在外壳顶部11上、极柱转接件3的周围增设注胶模具，确保绝缘密封胶液可以顺利注入区域a。注胶完成后，脱模即可。但是会使得注胶工艺复杂，另外，脱模较为困难，在脱模过程中可能会破坏绝缘密封胶的结构，导致密封性可靠性降低。

为了克服上述问题，如图8所示，本实用新型在大容量电池的顶部增设绝缘防护罩10，将绝缘防护罩10的部分结构作为注胶模具使用，注胶完成后无需脱模，同时还可以提高绝缘防护罩10与大容量电池顶部的结合强度。另外，如果极柱转接件3直接暴露在外部环境中，在使用过程中由于极柱转接件3带电存在着较大的安全隐患。因此，在大容量电池顶部设置绝缘防护罩10，还可以为极柱转接件3提供绝缘防护，避免了大容量电池运行过程中极柱转接件3外露可能存在的安全隐患，并且也避免了外部环境的一些异物落入极柱转接件3位置导致大容量电池短路的问题，提升了大容量电池的安全性。

为了便于实现注胶，如图9所示，本实用新型将绝缘防护罩10设计为分体结构，该绝缘防护罩10包括绝缘框体104以及覆盖在绝缘框体104的绝缘盖板105；绝缘框体104的下端用于大容量电池顶部配合，通过螺钉连接或者粘接等方式固定于大容量电池顶部，绝缘框体104的上端扣合安装绝缘盖板105，在绝缘框体104与xz平面平行的侧壁上端开设缺口，该缺口与绝缘盖板105配合形成狭缝102。在绝缘框体104与yz平面平行的侧壁上设有用于液冷管伸出的通道。

本实用新型将上述绝缘框体104的部分结构作为注胶模具，防止绝缘密封胶液溢出外壳顶部。

在装配时，一般情况下，可以先将绝缘框体104固定在大容量电池顶部，之后向区域a注胶，在绝缘框体104的阻挡下，绝缘密封胶液不会从外壳顶部溢出，待胶层固化之后，将电连接件与极柱转接件3连接，之后，将绝缘盖板105固定在绝缘框体104的上端即可。

需要说明的是，本实用新型中所述的电连接件为实现两个大容量电池串联的连接器件；也可以为该大容量电池与外部负载连接的连接器件。

以下结合具体实施例对本实用新型做进一步地介绍；

实施例1

如图10所示，本实施例绝缘框体104包括第一绝缘边框，在第一绝缘边框的两个长边框1041上分别设置挡胶板1043，挡胶板1043平行于xz平面，沿x方向延伸，且在y方向上，与极柱转接件的外侧面33之间具有第三间隙(图11中所示区域c)。为了提高挡胶板1043的强度，可以在挡胶板1043增设加强筋1044。

需要说明的是，图10中所示的f区域为镂空区域，组装完成后，极柱转接件3位于该区域内，可参见图11和图12。

还需要说明的是，该挡胶板1043应该与绝缘盖板105之间形成狭缝102，以供电连接件与极柱转接件3连接，如图12和图13所示。当挡胶板1043的上端的高度高于极柱转接件第二面36时，可以采用折弯结构的电连接件与极柱转接件进行连接，当挡胶板1043的上端的高度低于极柱转接件第二面36时，可以与平板状的电连接件进行连接。但是需要注意的是，注胶的高度需要低于极柱转接件第二面36以及挡胶板1043的上端面。

另外还需要说明的是，如果外壳顶部11不设气体腔室9，则外壳顶部11可以开设与各个单体电池2泄爆口对应的开口，开口周边区域与单体电池2上盖板密封。在注胶时，可以在各个单体电池2泄爆口上方增设挡胶结构，防止绝缘密封胶液覆盖泄爆口，引发安全事故，在注胶完成后，拆卸挡胶结构即可。如果外壳顶部11不设气体腔室9，外壳顶部11也可以不开设与各个单体电池2泄爆口对应的开口，将电解液共享腔室的任一端口作为泄爆口即可。

另外，当外壳顶部11设有气体腔室9时，气体腔室9即可作为挡胶结构。当然为了结构的规整性，也可以如图10至图12所示，在绝缘框体上还可以设置第一腔室112，作为气体腔室容纳腔，即气体腔室位于第一腔室内。第一腔室与xz平面平行的侧板可以作为挡板106，第一腔室的顶板与绝缘盖板105平齐，也可与绝缘盖板105一体设置。

将第一绝缘边框固定在大容量电池顶部后，向第一绝缘边框与极柱转接件3之间的第三间隙内注胶，绝缘密封胶液填充在第一绝缘边框与极柱转接件3之间的第三间隙(区域c)、区域a以及区域b。

实施例2

不同于实施例1的是，本实施例具有以下结构的绝缘框体104：

如图14、图15和图16所示，本实施例绝缘框体104包括第二绝缘边框107以及固定在第二绝缘边框107远离绝缘盖板105的绝缘底板108，在绝缘底板108上开设有与各个极柱转接件3对应的电连接柱避让孔1081，该电连接柱避让孔1081的大小应该能够使得极柱转接件3上的电连接柱31通过，极柱转接件3主体部分无法通过。

针对矩形块状的极柱转接件3，还可以在各个电连接柱避让孔1081的四周设置隔板1082，形成各个极柱转接件容纳腔109，将绝缘框体104固定在大容量电池顶部之后，各个极柱转接件3的电连接柱31穿过电连接柱避让孔1081、外壳顶部11上通孔12与各个单体电池极柱21连接，极柱转接件容纳腔109与xz平面平行的侧壁与极柱转接件3与xz平面平行的侧面之间具有第四间隙，图15中所示区域d。通过第四间隙向注胶空间内注胶，实现区域a和区域b的绝缘密封。

针对细长构件的极柱转接件3，无需设置隔板1082，极柱转接件3的容纳腔即为矩形腔体，极柱转接件3与极柱转接件容纳腔109之间的空间形成注胶空间。

当电连接柱避让孔1081的孔径大于极柱转接件3电连接柱31的外径时，绝缘密封胶液会从二者之间的间隙进入区域b，若极柱转接件3的电连接柱31和各个单体电池极柱21之间存在虚焊，当绝缘密封胶进入区域b时，绝缘密封胶渗入虚焊部位，可能会影响极柱转接件3与各个单体电池极柱21的导电性能，为了避免此类问题出现，同时减少用胶量，可以在电连接柱避让孔1081外缘增设环形挡胶圈110，避免绝缘密封胶液流入区域b，如图14及图16所示。需要说明的是，此处的电连接柱避让孔1081外缘可以为电连接柱避让孔1081孔壁，也可以为电连接柱避让孔1081四周的注胶空间的底板区域。从图中可以看出，该环形挡胶圈110垂直于极柱转接件容纳腔109的底板向绝缘盖板105的方向凸出。同时为了与该环形挡胶圈110配合，在极柱转接件第一面35开设环形凹槽111，环形挡胶圈110可以直接***该环形凹槽111内。

需要说明的是，当外壳顶部11设有气体腔室9时，可以如图14和图15所示，在绝缘底板108上设置第二腔室113，作为气体腔室容纳腔，即气体腔室位于第二腔室113。

Claims (9)

1.一种大容量电池的绝缘防护罩，其特征在于：包括绝缘框体(104)以及绝缘盖板(105)；

绝缘框体(104)的下端固定在大容量电池顶部，用于防止绝缘密封胶液溢出外壳顶部；

绝缘框体(104)的上端扣合安装所述绝缘盖板(105)；

定义绝缘框体(104)的长度方向为x方向，宽度方向为y方向，高度方向为z方向；

在绝缘框体(104)与xz平面平行的侧壁上端开设缺口，该缺口与绝缘盖板(105)配合形成狭缝(102)，通过该狭缝(102)供大容量电池与外部设备实现电连接。

2.根据权利要求1所述的大容量电池的绝缘防护罩，其特征在于：所述绝缘框体(104)包括第一绝缘边框，沿x方向在第一绝缘边框的两个长边框(1041)上分别设置挡胶板(1043)，所述挡胶板(1043)与xz平面平行，且在y方向上，挡胶板(1043)与相邻极柱转接件的外侧面(33)之间具有第三间隙。

3.根据权利要求2所述的大容量电池的绝缘防护罩，其特征在于：所述挡胶板(1043)上设有加强筋。

4.根据权利要求2所述的大容量电池的绝缘防护罩，其特征在于：所述绝缘框体还包括第一腔室(112)，作为气体腔室容纳腔。

5.根据权利要求1所述的大容量电池的绝缘防护罩，其特征在于：所述绝缘框体(104)包括第二绝缘边框(107)以及固定在第二绝缘边框(107)远离绝缘盖板(105)的绝缘底板(108)，在绝缘底板(108)上开设有与各个极柱转接件(3)对应的电连接柱避让孔(1081)，该电连接柱避让孔(1081)的孔径大于极柱转接件(3)上的电连接柱(31)的外轮廓尺寸，小于极柱转接件(3)外轮廓尺寸。

6.根据权利要求5所述的大容量电池的绝缘防护罩，其特征在于：所述绝缘底板(108)上，每个电连接柱避让孔(1081)的四周设有隔板(1082)，形成极柱转接件容纳腔(109)；极柱转接件容纳腔(109)与xz平面平行的侧壁与极柱转接件(3)与xz平面平行的侧面之间具有第四间隙。

7.根据权利要求6所述的大容量电池的绝缘防护罩，其特征在于：所述电连接柱避让孔(1081)外缘设有沿其周向的凸起，作为环形挡胶圈(110)，避免绝缘密封胶液流入密封连接件(13)和极柱转接件(3)及单体电池极柱(21)之间的空间。

8.根据权利要求5所述的大容量电池的绝缘防护罩，其特征在于：所述绝缘底板(108)上还设有第二腔室，作为气体腔室容纳腔。

9.根据权利要求1所述的大容量电池的绝缘防护罩，其特征在于：在绝缘框体(104)与yz平面平行的侧壁上设有用于液冷管伸出的通道。