CN216793944U - 一种电池及电池组 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及电池技术领域，提出了一种电池及电池组。该电池包括：电池壳体；极柱，所述极柱至少部分置于所述电池壳体内，且所述极柱置于所述电池壳体内的部分具有凸出部；电芯，所述电芯设于所述电池壳体内，且所述电芯朝向所述极柱的一侧设有凹槽；所述凸出部的至少部分置于所述凹槽内，且所述凸出部的外表面与所述凹槽内壁间具有间隙。本申请提供的电池通过设置极柱的凸出部至少部分插入电芯的凹槽内，可以避免极柱的凸出部在电池壳体内部单独占用较大空间，从而可以提高电池内空间利用率。同时，由于凸出部的外表面与凹槽的内壁间具有间隙，所以凸出部与电芯的凹槽并没有直接接触，可以避免电池内部短路。

Description

一种电池及电池组

技术领域

本实用新型涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池及电池组。

背景技术

相关技术中，电池包括极柱和电池壳体。在组装电池时，极柱会部分伸入至电池壳体内部，以与电池壳体内的电芯连接。但是，凸出的极柱会占用电池内部较大空间。

因此，如何避免极柱占用电池内部较大空间是亟待解决的技术问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种电池及电池组，以减小极柱在电池内部单独占用空间，从而提升电池内空间的利用率。

为达到上述目的，本实用新型提供以下技术方案：

根据本实用新型的第一个方面，提供了一种电池，包括：

电池壳体；

极柱，所述极柱至少部分置于所述电池壳体内，且所述极柱置于所述电池壳体内的部分具有凸出部；

电芯，所述电芯设于所述电池壳体内，且所述电芯朝向所述极柱的一侧设有凹槽；所述凸出部的至少部分置于所述凹槽内，且所述凸出部的外表面与所述凹槽内壁间具有间隙。

本申请提供的电池包括电池壳体、极柱和电芯，其中，极柱部分置于电池壳体内部，极柱的凸出部至少部分插入电芯的凹槽内。需要说明的是，该结构可以避免极柱的凸出部在电池壳体内部单独占用较大空间，从而可以提高电池内空间利用率。同时，由于凸出部的外表面与凹槽的内壁间具有间隙，所以凸出部与电芯的凹槽并没有直接接触，可以避免电池内部短路。

因此，本申请提供的电池可以在保持电池性能的前提下，提升电池内空间的利用率，便于缩小电池体积。

根据本实用新型的第二个方面，提供了一种电池组，包括如上述任意技术方案中提供的电池。

本申请提供的电池组中电池内极柱的凸出部至少部分插入电芯的凹槽内，该结构可以避免极柱的凸出部在电池壳体内部单独占用较大空间，从而可以提高电池内空间利用率。同时，由于凸出部的外表面与凹槽的内壁间具有间隙，所以凸出部与电芯的凹槽并没有直接接触，可以避免电池内部短路。

附图说明

为了更好地理解本公开，可参考在下面的附图中示出的实施例。在附图中的部件未必是按比例的，并且相关的元件可能省略，以便强调和清楚地说明本公开的技术特征。另外，相关要素或部件可以有如本领域中已知的不同的设置。此外，在附图中，同样的附图标记在各个附图中表示相同或类似的部件。其中：

图1为本申请实施例提供的电池的一种结构示意图；

图2为图1中平面M处的剖视图；

图3为本申请实施例提供的电池的另一种剖视图；

图4为本申请实施例提供的电池中电芯的展开结构示意图；

图5为本申请实施例提供的电池中电芯的立体结构示意图；

图6为本申请实施例提供的电池中集流盘与极柱装配后的结构示意图。

附图标记说明如下：

10-电池壳体；11-壳体件；12-盖板；20-极柱；21-凸出部；211-铆接孔；30-电芯；31-凹槽；32-电芯主体；321-前段区域；322-后段区域；33-极耳；40-绝缘件；50-集流盘。

具体实施方式

下面将结合本公开示例实施例中的附图，对本公开示例实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。本文中的描述的示例实施例仅仅是用于说明的目的，而并非用于限制本公开的保护范围，因此应当理解，在不脱离本公开的保护范围的情况下，可以对示例实施例进行各种修改和改变。

在本公开的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个或两个以上；术语“和/或”包括一个或多个相关联列出项目的任何组合和所有组合。特别地，提到“该/所述”对象或“一个”对象同样旨在表示可能的多个此类对象中的一个。

除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接，或信号连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

进一步地，本公开的描述中，需要理解的是，本公开的示例实施例中所描述的“上”、“下”、“内”、“外”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本公开的示例实施例的限定。还需要理解的是，在上下文中，当提到一个元件或特征连接在另外元件(一个或多个)“上”、“下”、或者“内”、“外”时，其不仅能够直接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”，也可以通过中间元件间接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”。

第一方面，本申请实施例提供了一种电池。图1为本申请实施例提供的电池的结构示意图。图2为图1中平面M处的剖视图。如图1和图2所示出的结构，该电池包括：

电池壳体10；

极柱20，极柱20至少部分置于电池壳体10内，且极柱20置于电池壳体10内的部分具有凸出部21；

电芯30，电芯30设于电池壳体10内，且电芯30朝向极柱20的一侧设有凹槽31；凸出部21的至少部分置于凹槽31内，且凸出部21的外表面与凹槽31内壁间具有间隙。

本申请实施例提供的电池包括电池壳体10、极柱20和电芯30，其中，极柱20至少部分置于电池壳体10内部，电芯30完全置于电池壳体10内部，示例性的如图1所示，电芯30与极柱20安装于电池壳体10后，电芯30和极柱20沿如图2所示的箭头方向排列。需要说明的是，极柱20的凸出部21至少部分插入电芯30的凹槽31内，因而可以沿箭头方向缩小极柱20单独占用空间。

同时，由于凸出部21的外表面与凹槽31的内壁间具有间隙，所以凸出部21与电芯30的凹槽31并没有直接接触，可以避免电池内部短路。

因此，本申请实施例提供的电池可以在保持电池性能的前提下，提升电池内空间的利用率，便于缩小电池体积。

在一个实施例中，请参考如图3所示出的结构，凹槽31与极柱20间至少部分设有绝缘件40。

需要说明的是，在电芯30的凹槽31与极柱20间设置绝缘件40，可以避免在安装或者使用时，电芯30和/或极柱20发生移位导致的极柱20与凹槽31内壁接触的情况发生，从而可以更好地避免电池内部短路，以提升电池的稳定性与安全性。

应理解，该绝缘件40可以为独立的绝缘件40，也可以设置在凹槽31和/或极柱20上。

在一个具体的实施方式中，绝缘件40可以如图3所示设于极柱20外表面。示例性的，绝缘件40可为裹覆于凸出部21外表面的绝缘胶带；或者，绝缘件40可以为涂覆于凸出部21外表面的绝缘涂层。

需要说明的是，绝缘件40设于极柱20外表面的操作不仅工艺简单、易于实施，而且可以提升生产效率。

在另一个具体的实施方式中，绝缘件40设于凹槽31内壁。示例性的，绝缘件40可为贴覆于凹槽31内表面的绝缘胶带；或者，绝缘件40可以为涂覆于凹槽31内表面的绝缘涂层。

需要说明的是，当在凹槽31内壁设置绝缘件40时，可以较好地避免电池内部短路，以提升电池的稳定性与安全性。

在另一个具体的实施方式中，绝缘件40设于凸出部21的表面，且绝缘件40设于凹槽31的内壁。换句话说，极柱20的凸出部21与电芯30的凹槽31均设有绝缘结构，以形成双层保护，进一步降低短路风险。

在一个实施例中，电芯30包括电芯主体32和极耳33，极耳33设于电芯主体32朝向极柱20一侧，极耳33与电芯主体32配合形成凹槽31，且凸出部21在电芯主体32的垂直投影与极耳33在电芯主体32的垂直投影无交叠。

在一个具体的实施方式中，可以通过切割极耳33形成凹槽31。具体来说，可以将极耳33对应凹槽31槽底的部分完全切除，以使得凸出部21在电芯主体32的垂直投影与极耳33在电芯主体32的垂直投影无交叠。

应理解，该电芯主体32可以由卷绕形成，也可以采用叠片工艺堆叠制备。当电芯主体32由卷绕形成时，电芯主体32又称为卷芯本体，该卷芯本体可以为配合图2中所示出壳体件11形状的圆柱状，当然还可以为方柱状，在此不再赘述。在形成卷芯本体时，一般会采用支撑件作为缠绕结构的内部支撑件。示例性的，以支撑件为柱状为例，形成卷芯的具体过程如下：采用料带围绕该支撑件形成卷芯；待卷芯形成后，卷芯内部的支撑件被撤出。

此外，需要说明的是，料带由隔膜和极片形成，具体来说，极片包括第一极片和第二极片，其中，第一极片与第二极片位于隔膜两侧。当第一极片为正极性时，第二极片为负极性。其中，第一极片和第二极片的极性可以互换。值得注意的是，第一极片与极柱20连接，或者，第二极片与极柱20连接。

在一个实施例中，请参考图4所示出的结构，当电芯主体32为圆柱状的卷芯结构时，电芯主体32包括对应凹槽31的前段区域321和后段区域322，后段区域322卷绕在前段区域321外侧，且前段区域321朝向极柱20一侧形成凹槽31的槽底，后段区域322设有极耳33，极耳33形成所述凹槽31的侧壁。

应理解，前段区域321与后段区域322均来自料带，因前段区域321处的极耳33被去除，所以只有后段区域322的边缘设有极耳33。

值得注意的是，去除前段区域321处极耳33的方法有多种，在一种可能的实现方式中：在卷绕形成卷芯本体时，前段区域321设置的极耳33被完全切除，后段区域322的极耳33被保留设置。在完成卷绕操作后，切除极耳33的前段区域321形成凹槽31的底部，后段区域322上的极耳33形成凹槽31的侧壁。该方法可以简化本申请实施例提供的电池的制备工艺，从而可以提升生产效率。在另一种可能的实现方式中：先卷绕形成电芯主体32，之后切除对应凹槽31槽底部分的前段区域321上的极耳33。

值得注意的是，当电芯主体32为圆柱状的卷芯结构时，如图4所示出的前段区域321的长度L会影响如图4所示出的电芯30上的凹槽31直径D。

在一个实施例中，凸出部21的外表面与凹槽31侧壁间间隙的尺寸范围为0.5mm～2.5mm。

应理解，倘若间隙过大，会导致电池壳体10内空间浪费，导致电池内部空间利用率较低，影响电池的整体体积能量密度；倘若间隙过小，会导致与之配合的极柱20尺寸过小，影响过流能力，以及，会导致凸出部21存在剐蹭凹槽31侧壁的风险，可能会导致短路。

当设置凸出部21的外表面与凹槽31的侧壁间间隙的尺寸范围为0.5mm～2.5mm时，既可以提升对电池壳体10内空间的利用率，又可以保证极柱20的过流能力。

示例性的，可以设置间隙为0.5mm、0.6mm、0.7mm、0.8mm、0.9mm、1.0mm、1.1mm、1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.6mm、1.7mm、1.8mm、1.9mm、2.0mm、2.1mm、2.2mm、2.3mm、2.4mm、2.5mm。

值得注意的是，由于凹槽31可以选取为圆柱形状或者长方体形状，当凹槽31为长方体形状时，极柱20与凹槽31侧壁间的间隙尺寸会不同，需保证各处间隙值在0.5mm～2.5mm范围内。

此外，凹槽31的侧壁可以为平面、凹凸面或者斜面。在一个具体的实施例中，极柱20与凹槽31均可以为柱状结构，且凹槽31的内壁为图5所示出的平面。

在一个实施例中，凸出部21与凹槽31的槽底间也可以设置间隙，且该间隙的大小范围为0.5mm～2.5mm。应理解，倘若间隙过大，会导致电池壳体10内空间浪费，导致电池内部空间利用率较低，影响电池的整体体积能量密度；倘若间隙过小会导致凸出部21存在剐蹭凹槽31槽底的风险，可能会导致短路。当设置凸出部21的外表面与凹槽31的槽底间间隙的尺寸范围为0.5mm～2.5mm时，既可以提升对电池壳体10内空间的利用率，又可以避免短路。

当然，凹槽31的槽底可以为平面、凹凸面或者斜面。凸出部21与凹槽31槽底间的间隙值可以与凸出部21和凹槽31侧壁间的间隙值相同或不同，具体可以根据需求进行设置，在此不再赘述。

在一个实施例中，请继续参考图2和图3所示出的结构，本申请实施例提供的电池还包括集流盘50。该集流盘50置于电池壳体10内，且集流盘50具有通孔，极柱20穿设于通孔内、且与集流盘50电连接。值得注意的是，如图6所示出的结构，凸出部21位于集流盘50朝向卷芯一侧。

值得注意的是，电芯主体32通过极耳33与集流盘50电连接。应理解，由于集流盘50的面积较大，所以可以通过设置集流盘50提升极耳33与极柱20的连接面积，以提升过流能力。同时，极柱20的凸出部21至少部分放置于凹槽31内部，可弥补集流盘50与盖板12之间存在的较大间隙，相应的，电池内部空间利用率得到提升。

在一个具体的实施方式中，集流盘50与极耳33间可以采用直接接触连接的方式实现电连接，示例性的，电芯主体32一侧的极耳33直接抵在集流盘50一侧；在另一个具体的实施方式中，集流盘50与极耳33间可以采用焊接的连接方式实现电连接；在另一个具体的实施方式中，集流盘50与极耳33间可以采用导电胶粘接的方式实现电连接。具体可以根据需求进行设置，在此不再赘述。

请继续参考图2和图3所示出的结构，电池壳体10包括壳体件11和盖板12，盖板12与壳体件11相连接、以密封电芯30。

需要说明的是，壳体件11与盖板12之间进行密封连接可以避免电池壳体10内部注入的电解液外溢，以提升电池的安全性能。

在一个实施例中，本申请实施例提供的电池为圆柱电池。请继续参考图2和图3所示出的结构，具体来说，壳体件11可以为圆柱状结构，该壳体件11具体包括环状侧板与底板，底板密封环状侧板的一端，盖板12密封环状侧板的另一端开口。在一种可能的实施方式中，壳体件11为一体成型式结构。

需要说明的是，当壳体件11为一体式成型结构时，不仅可以简化制备工艺，而且可以增强壳体件11的强度，以提升使用寿命。在应用本申请实施例提供的壳体件11时，可将电芯30自开口侧伸入壳体件11内部，以完成电芯30入壳操作。

在一个实施例中，极柱20设于如图3所示出的壳体件11。当然，极柱20还可以将设于单独的盖板12，在此不再赘述。

值得注意的是，在电芯30完成入壳操作前，极柱20可以先完成与壳体件11的安装操作。

在一个具体的实施方式中，极柱20与壳体件11通过铆接连接。其中，“铆接”是指通过结构件C将结构件A与结构件B固定在一起。在完成固定后，结构件C并不留存在结构件A与结构件B上，或者，结构件C部分留存在结构件A和/或结构件B上。示例性的，极柱20与壳体件11间可以采用压铆、滚铆以及拉铆等方式连接。应理解，当极柱20设置的铆接孔211位置以及形状不同时，铆接方向以及铆接形式均会发生变化。

在一个实施例中，如图2和图3所示，可以设置极柱20朝向电芯30的一侧设有铆接孔211。具体来说，当铆接孔211位于电池壳体10内部时，结构件C可以伸入壳体件11内部以完成铆接操作，或者，可将底板与极柱20等组件先进行铆接，再制备出壳体件11的环状侧板。

现提供一种选取压铆方式连接极柱20与壳体件11的方式进行示意性说明，具体工艺工程如下：

在组装集流盘50与极柱20时，极柱20部分穿过集流盘50的通孔，且集流盘50一侧与极柱20周侧的抵接台抵接；之后，可采用其他设备进行压铆工艺，以将集流盘50与极柱20铆接。在压铆过程中，极柱20伸出通孔的一端形成凸出部21，该凸出部21与抵接台配合、沿箭头方向限位集流盘50的位置，以增强集流盘50与极柱20连接关系的稳定性。

值得注意的是，为了避免铆接过程中，集流盘50发生变形，可以设置集流盘50的大面(即集流盘50朝向电池壳体10一侧表面)与电池壳体10之间无间隙设置。应理解，该“无间隙设置”指电池壳体10与集流盘50之间设有其他结构，该其他结构在铆接过程中对集流盘50进行支撑，可以提高集流盘50的整体结构稳定性。

示例性的，“其他结构”包括用于对极柱20和电池壳体10进行绝缘的绝缘结构。该绝缘结构可在发挥支撑作用的同时，避免集流盘50与电池壳体10之间发生短路。当然，该“其他结构”还可以根据需求包括其他结构，在此不再赘述。

在一个实施例中，当将极柱20设于壳体件11、且铆接孔211设于极柱20朝向电芯30一侧时，可以将注液孔设于单独的盖板12。换句话说，倘若以设置极柱20的壳体件11一端为顶部，则注液孔可以设于与其相对的底部，即设于底部的盖板12。

应理解，由于注液孔设于电池底部的盖板12，所以极柱20不再设置注液孔，可以保证极柱20背离电芯30的一侧表面的平整度。示例性的，可以设置极柱20背离电芯30的一侧表面为平面。

应理解，极柱20需与外部汇流排连接，因而当极柱20背离电芯30一侧的平整度提升时，可以提升极柱20与外部汇流排之间的过流能力。

第二方面，本申请实施例提供一种电池组，包括上述技术方案提供的任意一种电池。

本申请提供的电池组中电池内极柱20的凸出部21至少部分插入电芯30的凹槽31内，该结构可以避免极柱20的凸出部21在电池壳体10内部单独占用较大空间，从而可以提高电池内空间利用率。同时，由于凸出部21的外表面与凹槽31的内壁间具有间隙，所以凸出部21与电芯30的凹槽31并没有直接接触，可以避免电池内部短路。

在一个实施例中，电池组为电池模组或电池包。

电池模组包括多个电池，电池可以是方形电池，电池模组还可以包括端板和侧板，端板和侧板用于固定多个电池。电池可以是圆柱电池，电池模组还可以包括托架，电池可以固定于托架上。

电池包包括多个电池和箱体，箱体用于固定多个电池。

需要说明的是，电池包包括电池，电池可以为多个，多个电池设置于箱体内。其中，多个电池可以形成电池模组后安装于箱体内。或者，多个电池可以直接设置在箱体内，即无需对多个电池进行成组，利用箱体对多个电池进行固定。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的实用新型创造后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本实用新型的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和示例实施方式仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的保护范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (11)

1.一种电池，其特征在于，包括：

电池壳体(10)；

极柱(20)，所述极柱(20)至少部分置于所述电池壳体(10)内，且所述极柱(20)置于所述电池壳体(10)内的部分具有凸出部(21)；

电芯(30)，所述电芯(30)设于所述电池壳体(10)内，且所述电芯(30)朝向所述极柱(20)的一侧设有凹槽(31)；所述凸出部(21)的至少部分置于所述凹槽(31)内，且所述凸出部(21)的外表面与所述凹槽(31)内壁间具有间隙。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，所述凹槽(31)与所述极柱(20)间至少部分设有绝缘件(40)。

3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述绝缘件(40)设于所述极柱(20)外表面。

4.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述绝缘件(40)设于所述凹槽(31)内壁。

5.根据权利要求1-4任一项所述的电池，其特征在于，所述电芯(30)包括电芯主体(32)和极耳(33)，所述极耳(33)设于所述电芯主体(32)朝向所述极柱(20)一侧，所述极耳(33)与所述电芯主体(32)配合形成所述凹槽(31)，且所述凸出部(21)在所述电芯主体(32)的垂直投影与所述极耳(33)在所述电芯主体(32)的垂直投影无交叠。

6.根据权利要求5所述的电池，其特征在于，所述电芯主体(32)为卷芯结构，所述电芯主体(32)包括前段区域(321)和后段区域(322)，所述后段区域(322)卷绕在所述前段区域(321)外侧，且所述前段区域(321)朝向所述极柱(20)一侧形成所述凹槽(31)的槽底，所述后段区域(322)设有所述极耳(33)，所述极耳(33)形成所述凹槽(31)的侧壁。

7.根据权利要求6所述的电池，其特征在于，沿径向方向，所述凸出部(21)的外表面与所述凹槽(31)侧壁间间隙的尺寸范围为0.5mm～2.5mm。

8.根据权利要求6所述的电池，其特征在于，沿轴向方向，所述凸出部(21)朝向所述凹槽(31)槽底的一侧面与所述凹槽(31)的槽底间间隙的尺寸范围为0.5mm～2.5mm。

9.根据权利要求1-4任一项所述的电池，其特征在于，还包括集流盘(50)，所述集流盘(50)具有通孔，所述极柱(20)穿设于所述通孔内、且与所述集流盘(50)电连接；所述凸出部(21)位于所述集流盘(50)朝向所述电芯(30)一侧，所述集流盘(50)的大面与所述电池壳体(10)之间无间隙设置。

10.根据权利要求1-4任一项所述的电池，其特征在于，所述电池为圆柱电池。

11.一种电池组，其特征在于，包括如权利要求1-10任一项所述的电池。

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