一种电池模块及电池包的制作方法

本实用新型涉及电池技术领域，特别涉及一种电池模块及电池包。

背景技术：

随着新能源技术不断发展，电池单体(可充电电池)应用越来越广泛，例如混合动力汽车或电动汽车。但使用电池单体的装置的安全问题也逐渐暴露在大众视野，也影响着电池单体的发展。电池单体通常需要成组使用时，需要使用汇流排将每个电池单体串联或并联。多个电池单体成组形成电池模块。多个电池模块通过箱体封装起来形成电池包。

但是，现有技术中当电池模块放入箱体时，由于箱体侧壁与底边的拐角处存在金属毛边的情况，容易将电池模块的表面绝缘层刺破，引发安全事故。

技术实现要素：

为此，需要提供一种电池模块及电池包，用于解决现有技术的的技术问题。

为实现上述目的，发明人提供了一种电池模块，包括：

多个电池单体，所述多个电池单体沿水平方向排列；

两个绝缘件，所述绝缘件包括第一面以及第二面，所述第一面位于所述电池模块的侧面，所述第二面位于所述电池模块的底面，所述两个绝缘件分别设置于所述电池模块的沿所述水平方向的两侧；以及

扎带，所述扎带包围所述多个电池单体以及所述绝缘件。

作为本实用新型的一种优选结构，所述电池模块还包括两个端板，所述两个端板分别设置于所述多个电池单体的沿所述水平方向的两端，所述端板位于所述绝缘件的上方，所述扎带包围所述多个电池单体、所述两个绝缘件和所述两个端板。

作为本实用新型的一种优选结构，所述端板设置有用于穿过螺栓的通孔，所述通孔沿竖直方向设置。

作为本实用新型的一种优选结构，所述端板设置有扎带限位槽或扎带限位孔。

作为本实用新型的一种优选结构，所述扎带包括长边和短边，所述长边沿所述水平方向延伸，所述短边沿所述竖直方向延伸，且所述扎带包围所述多个电池单体和所述两个绝缘件的外周。

作为本实用新型的一种优选结构，所述电池单体包括电极组件和电池壳体，所述电极组件容纳于所述电池壳体内，所述电极组件包括第一极片、第二极片以及设置于所述第一极片和所述第二极片之间的隔膜；

所述电极组件为卷绕式结构且为扁平状，所述电极组件的外表面包括两个扁平面，两个所述扁平面沿竖直方向相互面对；或，所述电极组件为叠片式结构，所述第一极片、所述隔膜和所述第二极片沿所述竖直方向层叠。

作为本实用新型的一种优选结构，所述电池单体包括多个所述电极组件，多个所述电极组件沿竖直方向排列。

作为本实用新型的一种优选结构，所述多个电池单体还沿竖直方向排列。

区别于现有技术，上述技术方案通过两个绝缘件，所述绝缘件包括第一面以及第二面，所述第一面位于所述电池模块的侧面，所述第二面位于所述电池模块的底面，所述两个绝缘件分别设置于所述电池模块的沿所述水平方向的两侧。如此，当电池模块放入箱体时，通过绝缘件可以防止电池模块的表面绝缘层被金属毛边刺破的情况出现；另外的，通过绝缘件还可以防止电池单体被扎带局部勒紧，受力不均的问题。

为实现上述目的，发明人还提供了一种电池包，包括：

箱体，所述箱体包括上箱盖以及下箱体，所述上箱盖位于所述下箱体的上方且与所述下箱体密封设置；

设置在所述箱体内的如上述发明人提供的任一项所述的电池模块。

作为本实用新型的一种优选结构，所述下箱体的底部设置有安装梁，所述绝缘件设置在所述安装梁上方。

区别于现有技术，上述技术方案通过两个绝缘件，所述绝缘件包括第一面以及第二面，所述第一面位于所述电池模块的侧面，所述第二面位于所述电池模块的底面，所述两个绝缘件分别设置于所述电池模块的沿所述水平方向的两侧。如此，当电池模块放入箱体时，通过绝缘件可以防止电池模块的表面绝缘层被金属毛边刺破的情况出现；另外的，通过绝缘件还可以防止电池单体被扎带局部勒紧，受力不均的问题。

附图说明

图1为具体实施方式所述电池包的结构示意图；

图2为具体实施方式所述电池模块与下箱体装配的结构示意图；

图3为具体实施方式所述电池模块与下箱体装配的正视图；

图4为具体实施方式所述电池模块的结构示意图；

图5为具体实施方式所述电池模块的爆炸图；

图6为具体实施方式所述电池单体的爆炸图；

图7为具体实施方式所述电极组件为卷绕式结构的截面图；

图8为具体实施方式所述电极组件为叠片式结构的截面图；

图9为具体实施方式所述绝缘件的结构示意图；

图10为具体实施方式所述端板的结构示意图。

附图标记说明：

1、电池模块，

10、电池单体排列结构，

11、电池单体，

111、电极组件，

1111、第一极片，

1112、第二极片，

1113、隔膜，

1114、扁平面，

112、电池壳体，

1121、第一表面，

1122、第二表面，

113、电极端子连接件，

114、盖板，

115、电极端子，

12、汇流排，

13、绝缘件，

131、第一面，

132、第二面，

14、扎带，

141、长边，

142、短边，

15、端板，

151、通孔，

152、限位槽，

2、上箱盖，

3、下箱体，

31、安装梁，

4、螺栓。

具体实施方式

为详细说明技术方案的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合具体实施例并配合附图详予说明。

在本申请的描述中，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；除非另有规定或说明，术语“多个”是指两个以上包括两个；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；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本申请的描述中，所有附图中箭头x所指方向为长度方向，箭头y所指方向为宽度方向，箭头z所指方向为竖直方向。水平方向为平行于水平面的方向，既可以是上述长度方向也可以是上述宽度方向。另外，水平方向不仅包括绝对平行于水平面的方向，也包括了工程上常规认知的大致平行于水平面的方向。竖直方向为垂直于水平面的方向，竖直方向不仅包括绝对垂直于水平面的方向，也包括了工程上常规认知的大致垂直于水平面的方向。此外，本申请描述的“上”、“下”、“顶”、“底”等方位词均是相对于竖直方向来进行理解的。

请参阅图1，本实施例涉及一种电池包，包括箱体以及多个电池模块1，箱体包括上箱盖2以及下箱体3，上箱盖2位于下箱体3的上方，上箱盖2与下箱体3密封设置。上箱盖2与下箱体3之间密封设置，可以避免外部水分进入电池包内部从而引发短路。电池包可用于直接安装于车辆上，从而为车辆提供动力来源。

如图2至图5所示，本实施例中的电池模块1包括电池单体排列结构10，电池单体排列结构10包括沿水平方向(例如，箭头x所指的长度方向)排列的多个电池单体11以及电连接多个电池单体11的多个汇流排12。

可选的，电池模块1包括至少两个电池单体排列结构10，至少两个电池单体排列结构10沿竖直方向(箭头z所指方向)排列，即是多个电池单体11还沿竖直方向(箭头z所指方向)排列。在其他实施例中，电池单体排列结构10的数量还可为一个。

如图2、图3所示，本实施例中，电池模块1还包括绝缘件13，绝缘件13包括第一面131以及第二面132，第一面131位于电池单体排列结构10的侧面，第二面132位于电池单体排列结构10的底面，电池单体排列结构10的底部两侧分别设置有一个绝缘件13。扎带14包围端板15、电池单体11以及绝缘件13的外周，绝缘件13既起到绝缘防护的作用，又可以防止电池单体11被扎带14局部勒紧而出现受力不均。

可选的，本实施例中的电池模块1还包括两个端板15，两个端板15分别设置于电池单体排列结构10的沿长度方向(例如，箭头x所指方向)的两端，端板15位于绝缘件13的上方，扎带14包围电池单体排列结构10和两个端板15的外周。

端板15设置有用于穿过螺栓4的通孔151，通孔151沿竖直方向(箭头z所指方向)设置，螺栓4穿过通孔151，将电池模块1固定在下箱体3的安装梁31上，端板15在靠近下箱体3的位置做了一个避让，端板15的底面高于电池单体排列结构10的底面，端板15的底面与电池单体排列结构10的底面形成第一台阶。安装梁31的上表面与下箱体3的内底面形成第二台阶，第二台阶与第一台阶相适配，螺栓4穿过通孔151将端板15固定在安装梁31上。而安装梁31的下表面容易割到电池单体11的表面绝缘层，因此，在安装梁31的上方设置有绝缘件13，进行防护，同时可以防止电池模块1的表面绝缘层被下箱体3的金属毛边刺破的情况出现。

如图4以及图5所示，电池模块1还包括扎带14，扎带14包围电池单体排列结构10的外周，扎带14包括两个长边141和两个短边142，长边141与电池单体11的第一表面1121相互面对且沿水平方向(例如，箭头x所指方向)延伸，短边142与电池单体11的第二表面1122相互面对且沿竖直方向(箭头z所指方向)延伸。在其他实施例中，电池模块1可以通过压条、侧板或者螺栓等方式进行固定。

本实施例中，可以通过扎带14包围电池单体排列结构10的外周从而实现对电池单体排列结构10进行固定，相比于其他方式更加轻量化。

可选的，电池模块1设置有至少两条扎带14，例如两条或三条。两条扎带14之间沿宽度方向(例如，箭头y所指方向)间隔分布。在其他实施例中，扎带14的数量可为一条。

如图6至图8所示，电池单体11包括电极组件111、电池壳体112、电极端子连接件113、以及盖板114。电池壳体112可具有六面体形状或其他形状。电池壳体112具有容纳电极组件111和电解液的内部空间，并且电池壳体112具有开口。电极组件111容纳在电池壳体112内，盖板114覆盖开口，并用于将电极组件111封闭在电池壳体112内，电极组件111与电极端子115之间通过电极端子连接件113电连接。本实施例中，电极端子连接件113有两个，即分别为正极端子连接件113和负极端子连接件113。电池壳体112可以由例如铝、铝合金或塑料等材料制造。

电极组件111容纳于电池壳体112内，一个电池单体11包括多个电极组件111，多个电极组件111沿竖直方向(箭头z所指方向)排列，电极组件111包括第一极片1111、第二极片1112以及设置于所述第一极片1111和所述第二极片1112之间的隔膜1113。第一极片1111可以是正极片或负极片，第二极片1112与第一极片1111的极性相反，相应地，第二极片1112为负极片或正极片。其中，隔膜1113是介于第一极片1111和第二极片1112之间的绝缘体。电极组件111可以是卷绕式结构(如图7)，也可以是叠片式结构(如图8)。

示例性地以第一极片1111为正极片，第二极片1112为负极片进行说明。同样地，在其他的实施例中，第一极片1111还可以为负极片，而第二极片1112为正极片。另外，正极活性物质被涂覆在正极片的涂覆区上，而负极活性物质被涂覆到负极片的涂覆区上。从涂覆区延伸出的未涂覆区则作为极耳，电极组件111包括两个极耳，即正极耳和负极耳，正极耳从正极片的涂覆区延伸出；负极耳从负极片的涂覆区延伸出。正极耳与正电极端子之间通过正极连接件电连接，负极耳与负电极端子之间通过负极连接件电连接。

电池壳体112大致为六面体结构，电池壳体112包括两个第一表面1121和两个第二表面1122，第一表面1121的面积大于第二表面1122的面积。在第一电池模块1与第二电池模块1中，每个电池单体11的两个第二表面1122沿水平方向(例如箭头x所指方向的长度方向)相互面对，每个电池单体11的两个第一表面1121沿竖直方向(箭头z所指方向)相互面对。

如图7所示，当电极组件111为卷绕式结构时，电极组件111为扁平状，并且电极组件111的外表面包括两个扁平面1114，两个扁平面1114均沿竖直方向(箭头z所指方向)相互面对，即扁平面1114与第一表面1121相互面对。电极组件111大致为六面体结构，扁平面1114大致平行于卷绕轴线且为面积最大的外表面。扁平面1114可以是相对平整的表面，并不要求是纯平面。

如图8所示，当电极组件111为叠片式结构时，第一极片1111、隔膜1113和第二极片1112沿竖直方向(箭头z所指方向)层叠，即第一极片1111的表面与第一表面1121相互面对。

电极组件111在充放电过程中不可避免的会沿第一极片1111的厚度方向发生膨胀(在卷绕式结构的电极组件111中，沿垂直于扁平面1114的方向膨胀力最大；在叠片式结构的电极组件111中，沿第一极片1111和第二极片1112的排列方向膨胀力最大)。

本实施例中，电极组件111可以选用卷绕式结构或者叠片式结构。当电极组件111为卷绕式结构时，扁平面1114朝向竖直方向(箭头z所指方向)。当电极组件111为叠片式结构时，第一极片1111和第二极片1112沿竖直方向(箭头z所指方向)层叠。可见，电极组件111无论是采用卷绕式结构还是采用叠片式结构，电极组件111对电池壳体112施加最大膨胀力的方向都朝向竖直方向。

而现有技术中，电池模块1的电池单体11中，电极组件111对电池壳体112施加最大膨胀力的方向都是朝向水平方向，由于电池模块1沿水平方向的尺寸相比于竖直方向的尺寸大的多(例如，受到车辆的底盘高度尺寸限制，需要有更多的电池单体11沿水平方向排列，膨胀力累积大)，因此，现有电池模块1在水平方向上受到的膨胀力非常大，因此需要在电池模块1的水平方向两侧设置非常厚的端板以抵抗膨胀力，而端板加厚会降低电池模块1的能量密度。而本实施例中，电极组件111对电池壳体112施加最大膨胀力的方向是朝向竖直方向，而竖直方向上排列的电池单体11个数较少，因此相比于现有技术，可以大大减少电池模块1的最大膨胀力。

另外，由于电池单体11在充放电过程中还会在电池壳体112内部产生气体，产生的气体会对电池壳体112施加作用力，从而加剧电池壳体112向外膨胀。由于本申请的第一表面1121的面积大于第二表面1122的面积，并且电池单体11中的两个第一表面1121沿竖直方向相互面对，因此产生的气体对电池壳体112施加的最大作用力方向也是朝向竖直方向。相比于现有技术，进一步减少了电池模块1的最大膨胀力。

如图9所示，绝缘件13包括第一面131以及第二面132，第一面131位于电池单体排列结构10的侧面，第二面132位于电池单体排列结构10的底面，第一面131用于与电池单体11的侧面(第二表面1122)抵靠，第二面132用于与电池单体11的底面(第一表面1121)抵靠，这里所说的抵靠可以是直接抵靠，也可以是隔着其他部件(例如，隔着电池单体11表面的绝缘层)间接抵靠。

如图10所示，本实施例的端板15设置有用于穿过螺栓4的通孔151，通孔151沿竖直方向设置。端板15上还设置有扎带限位槽152，扎带限位槽152用于对扎带14进行限位，可替换的，端板15上设置有沿竖直方向的扎带限位孔，同样可以对扎带15进行限位。

装配过程中，将安装梁31安装在下箱体3的底部，多个电池单体11沿水平方向(例如，箭头x所指方向)和竖直方向(箭头z所指的方向)排列，将两个绝缘件13设置在多个电池单体11的底部两侧，通过端板15与扎带14将多个电池单体11与绝缘件13固定，形成电池模块1，通过螺栓4穿过端板15上的通孔151将电池模块1固定在安装梁31上，盖上箱盖2，完成电池包的装配。

需要说明的是，尽管在本文中已经对上述各实施例进行了描述，但并非因此限制本实用新型的专利保护范围。因此，基于本实用新型的创新理念，对本文所述实施例进行的变更和修改，或利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，直接或间接地将以上技术方案运用在其他相关的技术领域，均包括在本实用新型专利的保护范围之内。