壳体、二次电池以及电池模组的制作方法

本实用新型涉及储能器件技术领域，特别是涉及一种壳体、二次电池以及电池模组。

背景技术：

随着新能源汽车的广泛应用，人们对二次电池的安全性能要求越来越高。目前二次电池主要包括壳体以及设置于壳体内的电极组件。电极组件一般通过将第一极片、第二极片以及隔膜一同围绕卷绕轴线螺旋卷绕而形成。在充放电过程中，电极组件不可避免地发生膨胀，因此会使壳体也向外发生膨胀。当多个二次电池并排形成电池模组时，多个二次电池发生的膨胀积累，电池模组的总变形量就会非常大，进而影响二次电池及电池模组的安全性能及使用寿命。

因此，亟需一种新的壳体、二次电池以及电池模组。

技术实现要素：

本实用新型实施例提供一种壳体、二次电池以及电池模组，该壳体能够使得电池模组的二次电池之间形成空腔，为二次电池提供膨胀空间。

一方面，根据本实用新型实施例提出了一种用于二次电池的壳体，包括侧板以及由侧板围成的具有开口的容纳腔，侧板至少包括两个相对设置的限位板体，限位板体具有第一板体和与第一板体连接的第二板体，第二板体位于第一板体沿高度方向的端部；其中，第一板体的内表面向靠近容纳腔的方向凸出并与第二板体的内表面之间形成内台阶面，第二板体的外表面向远离容纳腔的方向凸出并与第一板体的外表面之间形成外台阶面，限位板体用于与另一个二次电池的壳体相对设置，以使第一板体的外表面与另一个二次电池的壳体之间形成空腔。

根据本实用新型实施例的一个方面，侧板包括首尾依次连接的四个限位板体，四个限位板体两个为一组，每组限位板体相对设置，侧板沿高度方向上的截面呈四边形。

根据本实用新型实施例的一个方面，第一板体的壁厚为D1，第二板体的壁厚为D2，其中，0.3mm≤D1≤1.5mm，0.3mm≤D2≤1.5mm。

根据本实用新型实施例的一个方面，第一板体的内表面与第二板体的内表面之间的间隔为D3，第一板体的外表面与第二板体的外表面之间的间隔D4，其中，0.3mm≤D3≤1.5mm，0.3mm≤D4≤1.5mm。

本实用新型实施例提供的壳体，包括侧板以及由侧板围成的具有开口的容纳腔，侧板至少包括两个相对设置的限位板体，由于限位板体具有相互连接的第一板体及第二板体，并且第一板体的内表面与第二板体的内表面之间形成有内台阶面，而第二板体的外表面与第一板体的的外表面之间形成有外台阶面，使得壳体所应用的二次电池在组成电池模组时，其限位板体能够与其他二次电池的壳体相对设置，使得第一板体的外表面与其他二次电池的壳体之间形成空腔，该空腔能够为二次电池提供膨胀空间。

并且，由于第一板体的内表面与第二板体的内表面之间形成的内台阶面还能够支撑二次电池的顶盖板，对顶盖板具有限位作用，能够限定顶盖板与壳体自身的位置关系，便于二者的密封连接。

另一方面，根据本实用新型实施例提出了一种二次电池，包括：如上述的壳体；电极组件，设置于容纳腔内；顶盖板，容纳于开口并与壳体密封连接，顶盖板抵靠于内台阶面。

根据本实用新型实施例的另一个方面，进一步包括连接体，顶盖板与侧板之间形成有连接槽，连接槽朝远离容纳腔的方向延伸并贯穿顶盖板远离容纳腔的表面，连接体设置于连接槽内，顶盖板与壳体通过连接体密封连接。

根据本实用新型实施例的另一个方面，壳体的材质和连接体的材质均为塑胶。

根据本实用新型实施例的另一个方面，连接槽形成于顶盖板与第二板体的内表面之间，连接体的形状与连接槽形状相匹配。

根据本实用新型实施例的另一个方面，顶盖板包括本体部以及在高度方向与本体部层叠连接的限位部；本体部的外周面与第二板体的内表面间隔设置，限位部的外周面抵靠于第二板体的内表面，且限位部面向容纳腔的下表面抵靠于内台阶面；第二板体的内表面、限位部远离容纳腔的上表面以及本体部的外周面共同围合形成连接槽。

又一方面，根据本实用新型实施例提出了一种电池模组，包括两个以上上述的二次电池，两个以上二次电池沿厚度方向排列设置，且每个二次电池的两个限位板体沿厚度方向相对设置，第一板体的外表面与另一个二次电池的壳体之间形成空腔。

附图说明

下面将参考附图来描述本实用新型示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1是本实用新型实施例的电池模组的整体结构示意图；

图2是本实用新型实施例的电池模组的局部结构示意图；

图3是本实用新型实施例的二次电池的结构示意图；

图4是图3所示结构的俯视图；

图5是图4中沿着A-A方向的剖视图；

图6是本实用新型一个实施例的壳体的剖视结构示意图；

图7是图6中B处放大图；

图8是本实用新型一个实施例的壳体的俯视结构示意图；

图9是图8中C处放大图；

图10是图5中D处放大图；

图11是顶盖板的剖视结构示意图；

图12是图2所示结构的剖视结构示意图；

图13是图12中E处放大图；

图14是本实用新型另一个实施例的壳体的剖视结构示意图。

其中：

X-高度方向；Y-厚度方向；

100-二次电池；

10-壳体；

11-底板；

12-侧板；120-限位板体；121-第一板体；121a-内表面；121b-外表面；122-第二板体；122a-内表面；122b-外表面；123a-内台阶面；123b-外台阶面；

13-容纳腔；

14-开口；

20-电极组件；

30-顶盖板；

31-本体部；311-外周面；

32-限位部；321-外周面；322-下表面；323-上表面；

40-连接体；

50-连接槽；

200-电池箱体；

300-空腔。

在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。

具体实施方式

下面将详细描述本实用新型的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本实用新型的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本实用新型可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本实用新型的示例来提供对本实用新型的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本实用新型造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本实用新型的壳体、二次电池以及电池模组的具体结构进行限定。在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了更好地理解本实用新型，下面结合图1至图14根据本实用新型实施例的壳体、二次电池以及电池模组进行详细描述。

图1示出了本实用新型实施例的电池模组的整体结构示意图，图2示出了本实用新型实施例的电池模组的局部结构示意图。

请参阅图1及图2，本实用新型实施例提供一种电池模组，包括两个以上沿厚度方向Y排列设置的二次电池100，二次电池100的具体数量不做限定，可以根据电池模组的型号、储能要求等进行调整。各二次电池100可以设置于电池箱体200内，通过电池箱体200对各二次电池100进行防护。

图3示出了本实用新型实施例的二次电池的结构示意图，图4示出了图3所示结构的俯视图，图5示出了图4中沿着A-A方向的剖视图。

请一并参阅图3至图5，本实用新型实施例提供的二次电池100，能够用于上述实施例的电池模组，作为电池模组的组成部分。如图3至图5所示，二次电池100主要包括壳体10、电极组件20以及顶盖板30，电极组件20设置于壳体10内，顶盖板30与壳体10密封连接，以将电极组件20封闭于壳体10内。

图6示出了本实用新型一个实施例的壳体的剖视结构示意图，图7示出了图6中B处放大图，图8示出了本实用新型一个实施例的壳体的俯视结构示意图，图9示出了图8中C处放大图。

在一些可选的实施例中，如图6至图9所示，本实用新型实施例提供的壳体10具体可以采用塑胶材料，即壳体10为塑壳，壳体10具体可以包括侧板12以及由侧板12围成的具有开口14的容纳腔13，在一些可选的示例中，壳体10的开口14为一个，壳体10在该开口14的对侧进一步包括底板11，底板11与侧板12密封连接。

可选的，侧板12包括首尾依次连接的四个限位板体120，四个限位板体120两个为一组，每组限位板体120相对设置，侧板12沿高度方向X上的截面呈四边形。在一些可选的示例中，每个限位板体120分别具有第一板体121和与第一板体121连接的第二板体122。本示例中，第一板体121与第二板体122的数量均为一个，第二板体122位于第一板体121沿高度方向X的其中一个端部。第一板体121的内表面121a向靠近容纳腔13的方向凸出并与第二板体122的内表面122a之间形成内台阶面123a，第二板体122的外表面122b向远离容纳腔13的方向凸出并与第一板体121的外表面121b之间形成外台阶面123b。

作为一种可选的实施方式，第一板体121的壁厚为D1，第二板体122的壁厚为D2，由于壳体10整体可以采用塑胶材料，壳体10在满足二次电池100的使用要求的基础上，为了保证二次电池100的能量密度，且节约成本，可选的，D1具体可以为0.3mm至1.5mm之间的任意数值，包括0.3mm、1.5mm两个端值，可选为0.5mm至1mm之间的任意数值，进一步可选为0.7mm或0.8mm。同时，D2具体可以为0.3mm至1.5mm之间的任意数值，包括0.3mm、1.5mm两个端值，可选为0.5mm至1mm之间的任意数值，进一步可选为0.7mm或0.8mm，第一板体121的厚度D1与第二板体122的厚度D2可以相等，当然也可以不相等，具体可以根据壳体10的使用要求进行调整。

电极组件20设置于壳体10的容纳腔13内，电极组件20可通过将第一极片、第二极片以及隔板一同堆叠或者卷绕而形成主体，其中，隔板是介于第一极片和第二极片之间的绝缘体。示例性地，可以设定以第一极片为正极片，第二极片为负极片进行说明。正极片活性物质被涂覆在正极片的涂覆区上，而负极片活性物质被涂覆到负极片的涂覆区上。由主体的涂覆区延伸出的未涂覆区域则作为极耳，电极组件20包括两个极耳，即正极耳和负极耳，正极耳由正极片的涂覆区延伸出，负极耳由负极片的涂覆区延伸出。

顶盖板30容纳于壳体10的开口14并与壳体10密封连接，同时，顶盖板30抵靠于壳体10的内台阶面123a上，通过壳体10的内台阶面123a对顶盖板30进行限位，具体对顶盖板30沿高度方向X向容纳腔13内下沉的高度进行限定，以保证顶盖板30与壳体10之间的相对位置，便于二者之间的密封连接，进而保证二次电池100整体的密封性能。输出极片的正极耳、负极耳可以与顶盖板30上的极柱连接，进而实现二次电池100的充电、放电要求。

作为一种可选的实施方式，第一板体121的内表面121a与第二板体122的内表面122a之间的间隔为D3，D3具体可以为0.3mm至1.5mm之间的任意数值，包括0.3mm、1.5mm两个端值，可选为0.5mm至1mm之间的任意数值，进一步可选为0.7mm或0.8mm。通过上述设置，使得壳体10在保证对顶盖板30限位要求的基础上，尽量减小二次电池100整体或者说壳体10自身的占用空间，进一步提高所形成的二次电池100或者电池模组的能量密度。

如上述介绍，为了确保安全，保证二次电池100的稳定性能，则需要保持壳体10与顶盖板30之间的密封。在一个示例中，所采用的密封方式可以为焊接密封，当然，也可以采用其他的密封方式。可选的，二次电池100进一步还包括连接体40，壳体10与顶盖板30之间通过连接体40密封连接。

图10是图5中D处放大图，图11是顶盖板的剖视结构示意图。请一并参阅图10、图11，作为一种可选的实施方式，顶盖板30与侧板12之间形成有连接槽50，连接槽50朝远离容纳腔13的方向延伸并贯穿顶盖板30远离容纳腔13的表面，连接体40设置于连接槽50内，顶盖板30与壳体10通过连接体40密封连接。连接体40可以采用塑胶制成，可以通过将熔融态的热塑性塑胶填充至连接槽50并冷却形成连接体40。壳体10的侧板12与顶盖板30之间能够通过连接体40填充二者之间的缝隙，使得密封效果更好，且能够保证与顶盖板30及壳体10之间的连接强度。

可选的，连接槽50形成于顶盖板30与第二板体122的内表面122a之间，连接体40的形状与连接槽50形状相匹配。由于第一板体121的内表面121a与第二板体122的内表面122a之间形成的内台阶面123a，限定连接槽50形成于顶盖板30与第二板体122的内表面122a之间，当顶盖板30安装至壳体10并抵靠于内台阶面123a时，使得内台阶面123a在对顶盖板30起到限位功能的基础上，能够对连接槽50的位置进行限定，进一步保证连接槽50位置的准确性，提高连接体40的成型速度及成型质量。

可选的，请继续参阅图11，顶盖板30包括本体部31以及在高度方向X与本体部31层叠连接的限位部32，本体部31的外周面311与第二板体122的内表面122a间隔设置，限位部32的外周面321抵靠于第二板体122的内表面122a，且限位部32面向容纳腔13的下表面322抵靠于内台阶面123a，第二板体122的内表面122a、限位部32远离容纳腔13的上表面323以及本体部31的外周面311共同围合形成连接槽50。

具体实施时，限位部32可以与本体部31结构形式相似，均为板状的结构体，当然，为了便于二次电池100其他部件的安装，同时提高二次电池100的能量密度，可选的，限位部32可以为环形体结构，其可以是与本体部31一体成型，也可以通过粘接、焊接等方式与本体部31连接。限位部32的外周面321凸出于本体部31的外周面311，以抵靠于第二板体122的内表面122a，进而形成连接槽50。

顶盖板30采用上述结构，能够满足二次电池100的使用要求的基础上，成本低廉，易于成型，且更好的保证内台阶面123a对顶盖板30进行限位以及连接槽50的形成，进而更好的保证顶盖板30与壳体10之间连接的密封性。

当然，上述的顶盖板30的结构形式以及连接槽50的结构形式只为一种可选的实施方式，但不限于此，只要能够满足容纳连接体40，保证壳体10与顶盖板30之间的密封连接要求均可。

图12示出了图2所示结构的剖视结构示意图，图13示出了图12中E处放大图。请一并参阅图12及图13，由于本实用新型实施例的电池模组二次电池100的壳体10上形成有外台阶面123b，电池模组在成组时，每个二次电池100的两个限位板体120沿厚度方向Y相对设置。相邻两个二次电池100的外台阶面123b相对设置且相邻两个二次电池100的第一板体121的外表面121b相对设置，使得相对设置外台阶面123b与相对设置的第一板体121的外表面121b共同形成位于相邻两个二次电池100之间的空腔300，该空腔300能够为二次电池提供膨胀空间。

可选的，第一板体121的外表面121b与第二板体122的外表面122b之间的间隔D4，D4具体可以为0.3mm至1.5mm之间的任意数值，包括0.3mm、1.5mm两个端值，可选为0.5mm至1mm之间的任意数值，进一步可选为0.7mm或0.8mm。通过上述设置，在保证二次电池100膨胀空间要求的基础上，能够进一步提高成组后的电池模组的能量密度。

可以理解的是，上述实施例的电池模组的两个以上二次电池100均可以采用图4、图5所展示的壳体10具有外台阶面123b的二次电池100，当然，电池模组的部分二次电池100的壳体10也可以不具备外台阶面123b。此时，壳体10具有外台阶面123b的二次电池100的限位板体120与另一个壳体具备或者不具备外台阶面123b的二次电池相对设置，以使第一板体121的外表面121b与另一个二次电池的壳体之间形成空腔300，只要能够保证相邻两个二次电池100之间形成空腔300，满足二次电池100的膨胀要求均可。

图14示出了本实用新型另一个实施例的壳体的剖视结构示意图。可以理解的是，上述各实施例的二次电池100均是以壳体10只包括一个开口14为例进行说明书的，此为一种可选的方式，但不限于此。请参阅图14，在一些其他的示例中，所说的壳体10可以包括两个开口14，此时，二次电池100的壳体10可以包括一个第一板体121以及两个第二板体122，两个第二板体122分别连接于第一板体121沿高度方向X的两个端部，并相应的形成两个内台阶面123a及两个外台阶面123b，在两个开口14处分别设置一个顶盖板30，能够同时实现对两个顶盖板30的限位。同时，两个顶盖板30与壳体10之间同样可以采用连接体40密封连接，其连接方式以及两个顶盖板30与壳体10之间形成的连接槽50的形式与二次电池100只包括一个顶盖板30的方式一致，在此就不赘述。

可以理解的是，上述各实施例的二次电池100的壳体10的侧板12包括依次连接的四个限位板体120，此时顶盖板30与壳体10所形成的连接槽50为环形，相应的，连接体40的形状与连接槽50的形状相匹配，也为环形，壳体10的四周与顶盖板30的四周均通过连接体40连接，当然，在一些其他示例中，侧板12也可以只包括两个相对设置的限位板体120，其他的板体可以采用普通的板体即可，此时，限位板体120优选为二次电池100的大面即层叠设置或者说厚度方向Y的面所在的板。

此种方式同样能够满足对顶盖板30、连接槽50的限位要求，同时，能够在相邻两个二次电池100之间形成空腔300，满足二次电池100的膨胀要求。此时，所形成的连接槽50是两条间隔且相对设置的槽形结构，顶盖板30与侧板12相应的限位板体120之间通过连接体40密封连接，而与其他普通的板体之间通过粘接等方式进行密封连接，同样能满足二次电池100的密封要求。

由此，本实用新型实施例提供的壳体10、二次电池100以及电池模组，通过该壳体10能够使得电池模组的相邻两个二次电池100之间形成空腔300，为二次电池100提供膨胀空间，同时能够对二次电池100的顶盖板30及连接槽50等进行限位，进而满足顶盖板30的安装及与壳体10之间的密封要求，因此，易于推广使用。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。