CN216435961U - 电池 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种电池。电池包括电芯和壳体。壳体包括第一盖体、第二盖体和环形中框。环形中框设置于第一盖体和第二盖体之间。第一盖体、环形中框和第二盖体依次连接形成一个密闭空腔。电芯设置于密闭空腔内。本申请的电池能够解决冲压过程中板材受力导致的形变、堆叠或开裂影响壳体的产品良率的问题。

Description

电池

技术领域

本申请涉及电池技术领域，具体涉及一种电池。

背景技术

近年来，我国对环境问题的持续关注，引入了一系列的环保产品。电池能够充电及放电，常被作为动力源来替代传统的石化燃料，以解决石化燃料所引起的环境污染问题。电池以其循环寿命长、能量密度高等优点，在市场具有较高的需求量，同时，市场规模正在高速增长。

电池包括电芯和用于包覆电芯的壳体。壳体由外筒体和端盖组件密封连接构成。金属材料的外筒体在汽车动力电池中的普及率较高，通常采用冲压工艺一体成型加工制造。冲压工艺是利用安装在压力机上的模具，对放置在模里的板料施加变形力，使板料在模具里产生变形，从而获得一定形状、尺寸和性能的产品零件的生产技术。

但是，外筒体通常具有深度。采用冲压工艺对深度较大的外筒体加工时，在冲压过程中板材易受力变形、堆叠或开裂，影响壳体的产品良率。

实用新型内容

本申请提供一种电池，能够解决冲压过程中板材受力导致的形变、堆叠或开裂影响产品良率的问题。

本申请提供一种电池，电池包括电芯和壳体。壳体包括第一盖体、第二盖体和环形中框。环形中框设置于第一盖体和第二盖体之间，第一盖体、环形中框和第二盖体依次连接形成一个密闭空腔，电芯设置于密闭空腔内。

本申请实施例的电池，第一盖体、第二盖体和环形中框可以分别独立加工后进行组装以构成壳体。由于壳体是第一盖体、第二盖体和环形中框拼装形成，因此相对于一体成型的冲压工艺，分别独立加工的第一盖体、第二盖体和环形中框可以解决现有技术中的外筒体结构在冲压过程中板材受力变形而导致的堆叠、开裂等不良问题，从而有利于提高壳体的产品良率。

根据本申请的一个实施例，第一盖体面向密闭空腔的表面设置有第一凸部，第二盖体面向密闭空腔的表面设置有第二凸部，环形中框的内壁抵靠于第一凸部和第二凸部。

环形中框的内壁抵靠于第一凸部和第二凸部。第一凸部可以设置为与环形中框轮廓相同的环形，以使环形中框的内壁抵靠于第一凸部的外缘，以实现第一盖体与环形中框的定位。第二凸部可以设置为与环形中框轮廓相同的环形，以使环形中框的内壁抵靠于第二凸部的外缘，以实现第二盖体与环形中框的定位。

根据本申请的一个实施例，第一盖体和第二盖体各自搭接于环形中框上下两端。

第一盖体和第二盖体各自搭接于环形中框。由于密闭空腔内需要注有电解液，因此电池对密封性的要求很高。第一盖体、第二盖体和环形中框的搭接设置，可以提高壳体的密封性，避免电解液发生泄漏。同时，搭接方式结构简单，并且具有较高的稳定性。

根据本申请的一个实施例，第一盖体和第二盖体各自在搭接处与环形中框焊接，第一盖体与环形中框的焊接深度大于第一盖体厚度；第二盖体与环形中框的焊接深度大于第二盖体厚度。

第一盖体与环形中框的焊接深度大于第一盖体厚度，以使第一盖体和环形中框在搭接处密封连接。同时，第二盖体与环形中框的焊接深度大于第二盖体厚度，以使第二盖体和环形中框在搭接处密封连接。焊接后的第一盖体、第二盖体和环形中框构成结构稳定、可靠的壳体。

根据本申请的一个实施例，电芯包括极性相反的第一极耳和第二极耳，电池还包括电极端子，电极端子设置于环形中框上并位于背离密闭空腔的一侧，电极端子与环形中框绝缘设置，第一极耳和第二极耳中的一者穿过设置在环形中框中的开孔与电极端子电连接，另一者与第一盖体、第二盖体和环形中框中的一者电连接。或者，电极端子的数量为两个，两个电极端子均设置于环形中框上并位于背离密闭空腔的一侧，一个电极端子与第一极耳电连接，另一个电极端子与第二极耳电连接。

电极端子与环形中框绝缘设置。第一极耳与电极端子电连接。第一极耳与第一盖体、第二盖体和环形中框均未电连接。第二极耳可以与第一盖体、第二盖体和环形中框的任意一者电连接，连接位置不做限定，可根据构成模组时的实际情况进行设定。

根据本申请的一个实施例，第一盖体面向密闭空腔的表面和环形中框的内壁相垂直，第二盖体面向密闭空腔的表面和环形中框的内壁相垂直。

第一盖体面向密闭空腔的表面和环形中框的内壁相垂直，而第二盖体面向密闭空腔的表面和环形中框的内壁相垂直，可以有利于增大密闭空腔的体积，以便于设置较大尺寸的电芯，从而有利于提高电池的能量密度。

根据本申请的一个实施例，环形中框为一体成型结构；或者，环形中框包括依次相连的两个以上的板件。

一体成型结构的环形中框具有较高的强度。或者，环形中框包括依次相连的两个以上的板件。板件的连接方式可以采用焊接工艺，以提高环形中框的强度。

根据本申请的一个实施例，环形中框上设置有注液孔，电池设置有密封部件，密封部件与环形中框相连以密封注液孔。

环形中框上设置有注液孔，注液孔与密闭空腔相连通。在第一盖体、第二盖体和环形中框完成组装工作后，通过注液孔向密闭空腔内注入电解液。若电解液发生泄漏，会影响电池性能，同时电解液中的化学成分具有腐蚀性。泄漏的电解液会腐蚀壳体，影响电池的使用安全性。因此，密封部件与环形中框相连以密封注液孔。密封部件用于封堵注液孔，从而防止电解液从注液孔处发生泄漏。

根据本申请的一个实施例，密封部件包括本体和插入部，插入部设置在本体面向密闭空腔的表面，插入部插入注液孔内，本体与环形中框连接以密封注液孔。

密封部件包括本体和插入部。插入部设置在本体面向密闭空腔的表面。插入部插入注液孔内，从而实现密封部件的定位，保证本体的位置处于预定位置并与环形中框连接以密封注液孔。

根据本申请的一个实施例，本体包括第一部分和第二部分，第一部分的厚度小于第二部分的厚度，插入部设置于第一部分，第二部分面向密闭空腔的表面与环形中框连接。

本体包括第一部分和第二部分。第一部分的厚度小于第二部分的厚度。插入部设置于第一部分。当第一极耳或第二极耳与环形中框的连接位置距离注液孔较近时，由于环形中框为厚度较小的板状结构，因此可以通过厚度较大的第二部分对环形中框的强度进行加强。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

图1为本申请一实施例的电池的结构示意图；

图2为本申请一实施例的电池的分解结构示意图；

图3为图1中沿A-A方向的剖视结构示意图；

图4为图3中I处的放大示意图；

图5为本申请一实施例的密封部件结构示意图；

图6为本申请另一实施例的密封部件的侧视结构示意图。

附图标记说明：

1、电池；

10、壳体；

10a、密闭空腔；

100、焊印；

11、第一盖体；

111、第一凸部

12、第二盖体；

121、第二凸部；

13、环形中框；

131、开孔；132、注液孔；

20、电芯；

21、第一极耳；

22、第二极耳；

30、电极端子；

40、密封部件；

41、本体；

411、第一部分；412、第二部分；

42、插入部；

X、轴向。

通过上述附图，已示出本申请明确的实施例，后文中将有更详细的描述。这些附图和文字描述并不是为了通过任何方式限制本申请构思的范围，而是通过参考特定实施例为本领域技术人员说明本申请的概念。

具体实施方式

这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。

参见图1所示，本申请实施例的电池1包括电芯20和壳体10。壳体10包括第一盖体11、第二盖体12和环形中框13。环形中框13设置于第一盖体11和第二盖体12之间。第一盖体11、环形中框13和第二盖体12依次连接形成一个密闭空腔10a。电芯20设置于密闭空腔10a内。密闭空腔10a内注有电解液。第一盖体11、第二盖体12和环形中框13组装成壳体10。

参见图2所示，壳体10为分体组装结构。第一盖体11、第二盖体12和环形中框13可以分别独立加工后进行组装以构成壳体10。由于壳体10是第一盖体11、环形中框13和第二盖体12依次拼装形成，因此相对于一体成型的冲压工艺，分别独立加工的第一盖体11、第二盖体12和环形中框13可以解决现有技术中外筒体结构在冲压过程中板材受力变形而导致的堆叠、开裂等不良问题。

本申请实施例中，电池1可以是锂离子电池。电池1可以是方形结构。方形的电池1结构简单，构成电池模组时，可以避免空间的浪费，以有利于提高电池模组的能量密度。

第一盖体11、第二盖体12和环形中框13可以为金属材料，从而可以使得壳体10具有较高的强度，有效避免电池1在运输过程中壳体10被刺穿，导致电解液泄漏。第一盖体11和第二盖体12可以为板状结构。板状结构易于加工制造。另外，第一盖体11和第二盖体12可以为完全相同的结构，以减少零件数量，降低零件的维护成本。同时，完全相同的结构可以避免壳体10组装过程中将第一盖体11和第二盖体12安装错误，从而造成壳体10的重复安装，降低装配效率。

第一盖体11和第二盖体12各自的厚度取值范围可以为0.05mm至0.3mm。环形中框13为内部中空的环形结构。环形中框13的壁厚取值范围可以为0.1mm至0.3mm。环形中框13设置于第一盖体11和第二盖体12之间。环形中框13的壁厚大于或者等于第一盖体11的厚度，并且环形中框13的壁厚大于或者等于第二盖体12的厚度。板状结构的第一盖体11、第二盖体12和环形中框13，可以有利于降低电池1的重量。

第一盖体11、第二盖体12和环形中框13各自的结构简单，从而可以采用模具加工。并且，模具制造工序简单，同时还可以达到较高的加工精度。

在一些可实现的方式中，参见图3和图4所示，第一盖体11面向密闭空腔10a的表面设置有第一凸部111。第二盖体12面向密闭空腔10a的表面设置有第二凸部121。环形中框13的内壁抵靠于第一凸部111和第二凸部121。第一凸部111可以设置为与环形中框13轮廓相同的环形，以使环形中框13的内壁抵靠于第一凸部111的外缘，以实现第一盖体11与环形中框13的定位。第二凸部121可以设置为与环形中框13轮廓相同的环形，以使环形中框13的内壁抵靠于第二凸部121的外缘，以实现第二盖体12与环形中框13的定位。示例性地，第一凸部111和第二凸部121采用冲压工艺加工。

第一凸部111和第二凸部121的高度和宽度尺寸在满足定位的同时，应尽量较小地占用密闭空腔10a的空间，从而可以在密闭空腔10a内设置较大尺寸的电芯20，有利于提高电池1的能量密度。在一些示例中，第一凸部111凸起的高度小于或等于第一盖体11的厚度。示例性地，第一凸部111的宽度小于或等于0.25mm。第二凸部121凸起的高度小于或等于第二盖体12的厚度。示例性地，第二凸部121的宽度小于或等于0.25mm。

参见图3所示，本申请实施例的第一盖体11和第二盖体12各自搭接于环形中框13上下两端。由于密闭空腔10a内需要注有电解液，因此电池1对密封性的要求很高。第一盖体11、第二盖体12和环形中框13的搭接设置，可以提高壳体10的密封性，避免电解液发生泄漏。同时，搭接方式结构简单，并且具有较高的稳定性。

示例性地，第一盖体11、环形中框13和第二盖体12依次沿环形中框13的轴向X排布。沿轴向X，环形中框13具有上、下两个端面。第一盖体11和第二盖体12分别与环形中框13的上、下两个端面搭接。第一盖体11的外侧边缘搭接在环形中框13的一个端面上，而第二盖体12的外侧边缘搭接在环形中框13的另一个端面上。第一盖体11的外侧边缘和第二盖体12的外侧边缘可以与环形中框13的外壁齐平，以避免构成电池模组时第一盖体11或第二盖体12超出环形中框13造成空间的浪费，降低电池模组的能量密度。

在一些可实现的方式中，参见图4所示，本申请实施例的第一盖体11和第二盖体12各自在搭接处与环形中框13焊接。示例性地，第一盖体11与环形中框13的焊接过程中，第一盖体11和环形中框13沿环形中框13的轴向X依次排布。焊枪作用于第一盖体11背离密闭空腔10a的表面，从而第一盖体11和环形中框13的搭接处形成焊印100。焊印100沿轴向X延伸。焊印100贯穿第一盖体11并延伸至环形中框13内部。

示例性地，第一盖体11与环形中框13的焊接深度大于第一盖体11的厚度，以使第一盖体11和环形中框13在搭接处密封连接。第一盖体11与环形中框13焊接为一个整体后，焊枪作用于第二盖体12背离密闭空腔10a的表面，从而第二盖体12和环形中框13的搭接处形成焊印100。焊印100沿轴向X延伸。焊印100贯穿第二盖体12并延伸至环形中框13内部。示例性地，同时，第二盖体12与环形中框13的焊接深度大于第二盖体12的厚度，以使第二盖体12和环形中框13在搭接处密封连接。焊接后的第一盖体11、第二盖体12和环形中框13构成结构稳定、可靠的壳体10。

在一些可实现的方式中，参见图2所示，本申请实施例的电芯20包括极性相反的第一极耳21和第二极耳22。电池1还包括电极端子30。电极端子30用于连接第一极耳21或第二极耳22。电极端子30设置于环形中框13上并位于背离密闭空腔10a的一侧，以在构成电池模组时，便于相邻两个电池1的电极端子30之间进行电连接。电极端子30与环形中框13绝缘设置。在电极端子30与环形中框13之间可以设置有绝缘垫。

在一些示例中，环形中框13上设置有开孔131。第一极耳21穿过设置在环形中框13的开孔131与电极端子30电连接。示例性地，开孔131为贯通孔。第一极耳21与第一盖体11、第二盖体12和环形中框13均未电连接。第二极耳22可以与第一盖体11、第二盖体12和环形中框13中的任意一者电连接，并且连接位置可以不做限定，可根据构成电池模组时的实际情况进行设定。

在另一些示例中，电极端子30的数量为两个。两个电极端子30均设置于环形中框13上并位于背离密闭空腔10a的一侧。一个电极端子30与第一极耳21电连接，另一个电极端子30与第二极耳22电连接。此时，第一极耳21、第二极耳22均与壳体10绝缘连接。

在一些示例中，参见图3和图4所示，本申请实施例的第一盖体11面向密闭空腔10a的表面和环形中框13的内壁相垂直，而第二盖体12面向密闭空腔10a的表面和环形中框13的内壁相垂直。电芯20可以选用叠片工艺形成。叠片工艺是将正极片、绝缘隔膜和负极片堆叠以形成电芯20。电芯20在水平方向和竖直方向的截面可以均为矩形。第一盖体11面向密闭空腔10a的表面和环形中框13的内壁相垂直，而第二盖体12面向密闭空腔10a的表面和环形中框13的内壁相垂直，可以有利于增大密闭空腔10a的体积，以便于设置较大尺寸的电芯20，从而有利于提高电池1的能量密度。

在一些可实现的方式中，本申请实施例的环形中框13为一体成型结构。一体成型结构的环形中框13具有较高的强度。或者，环形中框13包括依次相连的两个以上的板件。例如，环形中框13包括依次相连的四个板件，从而环形中框13呈矩形框。各个板件的连接方式可以采用焊接工艺，以提高环形中框13的强度。

参见图4所示，本申请实施例的环形中框13上设置有注液孔132。注液孔132与密闭空腔10a相连通。在第一盖体11、第二盖体12和环形中框13完成组装工作后，通过注液孔132向密闭空腔10a内注入电解液。

电池1设置有密封部件40。电池1内部注有电解液。若电解液发生泄漏，会影响电池1性能，同时电解液中的化学成分具有腐蚀性。泄漏的电解液会腐蚀壳体10，影响电池1的使用安全性。因此，密封部件40与环形中框13相连以密封注液孔132。密封部件40用于封堵注液孔132，从而防止电解液从注液孔132处发生泄漏。密封方式可以为密封部件40与环形中框13焊接。焊接方式可以采用激光焊接。

参见图5所示，本申请实施例的密封部件40包括本体41和插入部42。插入部42设置在本体41面向密闭空腔10a的表面。插入部42插入注液孔132内，从而实现密封部件40的密封定位。本体41与环形中框13连接以密封注液孔132。电解液具有腐蚀性，因此密封部件40需具有抗腐蚀性。示例性地，密封部件40可以为不锈钢材质。当密封部件40与注液孔132密封处理后，需进行氦检检测电池1的整体密封性，避免完成装配的电池1存在密封不良的情况而导致电解液发生泄漏的问题。

在一些可实现的方式中，参见图5所示，本申请实施例的本体41的厚度均匀。本体41可以为条形板状结构。

在另一些可实现的方式中，参见图6所示，本体41包括第一部分411和第二部分412。第一部分411的厚度小于第二部分412的厚度。插入部42设置于第一部分411。第二部分412面向密闭空腔10a的表面与环形中框13连接。当第一极耳21或第二极耳22与环形中框13的连接位置距离注液孔131较近时，由于环形中框13为厚度较小的板状结构，因此可以通过厚度较大的第二部分412对环形中框13的强度进行加强。第一极耳21或第二极耳22与环形中框13的连接位置设置在与第二部分412相对应的区域内。

示例性地，第一部分411的形状可以与插入部42的形状相同，并且沿插入部42的轴向，插入部42沿轴向的正投影位于第一部分411沿轴向的正投影内，以使插入部42插入注液孔131后，第一部分411与环形中框13的接触面积大于第一部分411与注液孔131的接触面积，从而提高密封部件40的密封效果。

在本申请实施例的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应作广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。

在本申请实施例或者暗示所指的装置或者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申请实施例的限制。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非是另有精确具体地规定。

本申请实施例的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。

此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

本文中的术语“多个”是指两个或两个以上。本文中术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系；在公式中，字符“/”，表示前后关联对象是一种“相除”的关系。

可以理解的是，在本申请的实施例中涉及的各种数字编号仅为描述方便进行的区分，并不用来限制本申请的实施例的范围。

可以理解的是，在本申请的实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请的实施例的实施过程构成任何限定。

Claims (10)

1.一种电池，其特征在于，包括：

电芯；

壳体，包括第一盖体、第二盖体和环形中框，所述环形中框设置于所述第一盖体和所述第二盖体之间，所述第一盖体、所述环形中框和所述第二盖体依次连接形成一个密闭空腔，所述电芯设置于所述密闭空腔内。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述第一盖体面向所述密闭空腔的表面设置有第一凸部，所述第二盖体面向所述密闭空腔的表面设置有第二凸部，所述环形中框的内壁抵靠于所述第一凸部和所述第二凸部。

3.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述第一盖体和所述第二盖体各自搭接于所述环形中框上下两端。

4.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，所述第一盖体和所述第二盖体各自在搭接处与所述环形中框焊接，所述第一盖体与所述环形中框的焊接深度大于所述第一盖体厚度；所述第二盖体与所述环形中框的焊接深度大于所述第二盖体厚度。

5.根据权利要求1至4任一项所述的电池，其特征在于，所述电芯包括极性相反的第一极耳和第二极耳，所述电池还包括电极端子，所述电极端子设置于所述环形中框上并位于背离所述密闭空腔的一侧，所述电极端子与所述环形中框绝缘设置，所述第一极耳和所述第二极耳中的一者穿过设置在所述环形中框中的开孔与所述电极端子电连接，另一者与所述第一盖体、所述第二盖体和所述环形中框中的一者电连接；或者，

所述电极端子的数量为两个，两个所述电极端子均设置于所述环形中框上并位于背离所述密闭空腔的一侧，一个所述电极端子与所述第一极耳电连接，另一个所述电极端子与所述第二极耳电连接。

6.根据权利要求1至4任一项所述的电池，其特征在于，所述第一盖体面向所述密闭空腔的表面和所述环形中框的内壁相垂直，所述第二盖体面向所述密闭空腔的表面和所述环形中框的内壁相垂直。

7.根据权利要求1至4任一项所述的电池，其特征在于，所述环形中框为一体成型结构；或者，所述环形中框包括依次相连的两个以上的板件。

8.根据权利要求1至4任一项所述的电池，其特征在于，所述环形中框上设置有注液孔，所述电池设置有密封部件，所述密封部件与所述环形中框相连以密封所述注液孔。

9.根据权利要求8所述的电池，其特征在于，所述密封部件包括本体和插入部，所述插入部设置在所述本体面向所述密闭空腔的表面，所述插入部插入所述注液孔内，所述本体与所述环形中框连接以密封所述注液孔。

10.根据权利要求9所述的电池，其特征在于，所述本体包括第一部分和第二部分，所述第一部分的厚度小于所述第二部分的厚度，所述插入部设置于所述第一部分，所述第二部分面向所述密闭空腔的表面与所述环形中框连接。

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