一种电池包和电动车的制作方法

文档序号:20002141发布日期:2020-02-22 03:16阅读:136来源:国知局
一种电池包和电动车的制作方法

本发明属于电池领域,尤其涉及一种电池包和电动车。



背景技术:

现有应用于电动车的电池包中通常包括有多个单体电池,以提高电池容量,多个单体电池安装在电池包外壳内。

现有方式中,为提高单体电池的容量,在单体电池的壳体内串联有多个极芯,在振动、颠簸情况下,多个极芯容易在壳体里窜动,极芯与极芯之间会发生相对位移,对极芯产生损伤,例如,集流体破损,隔膜打皱、极片上活性材料层脱落,电池的稳定性较差,也容易发生安全问题。同时,单体电池会发生膨胀,也存在安全问题。



技术实现要素:

本申请内容旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,在本申请的第一个方面,提供一种包括电池序列,所述电池序列包括若干个单体电池;

所述单体电池的厚度沿第一方向延伸,若干个所述单体电池沿所述第一方向依次排列以形成所述电池序列;至少一个所述单体电池包括金属壳体和封装于所述金属壳体内的极芯,所述金属壳体内的气压低于所述金属壳体外的气压;至少两个相邻的单体电池之间具有间隙,该间隙与所述单体电池的厚度的比例范围为0.001-0.15。

在本申请的一些实施方式中,所述金属壳体内的气压为-100kpa至-5kpa。

在本申请的一些实施方式中,所述金属壳体内的气压为-90kpa至-20kpa。

在本申请的一些实施方式中,所述金属壳体的厚度为0.05mm-1mm。

在本申请的一些实施方式中,所述金属壳体包括具有开口的壳本体和盖板,所述盖板与所述壳本体的开口密封连接,以共同围成密封的容纳腔室,所述极芯位于所述容纳腔室内;所述两个相邻单体电池之间的间隙包括第一间隙,所述第一间隙为所述两个相邻单体电池的两个盖板之间沿第二方向的最小距离,所述单体电池的厚度为所述盖板沿所述第一方向的尺寸;且所述第一间隙与所述单体电池的厚度的比例范围为0.005-0.1。

在本申请的一些实施方式中,所述金属壳体包括具有开口的壳本体和盖板,所述盖板与所述壳本体的开口密封连接,以共同围成密封的容纳腔室,所述极芯位于所述容纳腔室内;所述壳本体沿所述第一方向具有两个相对的第一表面;所述两个相邻单体电池之间的间隙包括第二间隙,所述第二间隙为所述两个相邻的单体电池的壳本体相彼此面对的两个第一表面之间的最小间距;所述单体电池的厚度为所述盖板沿所述第一方向的尺寸。

在本申请的一些实施方式中,所述单体电池在使用前的第二间隙大于所述单体电池在使用后的第二间隙。

在本申请的一些实施方式中,所述金属壳体沿所述第一方向具有两个相对的第一表面,至少一个所述第一表面向所述金属壳体内部凹陷。

在本申请的一些实施方式中,所述两个第一表面均向所述金属壳体内部凹陷且所述金属壳体沿所述第一方向按压在所述极芯的外表面以夹持所述极芯。

在本申请的一些实施方式中,所述金属壳体在抽气之前,所述极芯与所述金属壳体内表面设有间隙;所述金属壳体在抽气之后,所述金属壳体沿第一方向按压在所述极芯的外表面以夹持所述极芯。

在本申请的一些实施方式中,封装于所述金属壳体内的极芯包括多个,多个所述极芯分成若干个极芯组,所述极芯组间串联。

在本申请的一些实施方式中,所述单体电池的长度沿第二方向延伸,所述单体电池的长度为400-2500mm;多个所述极芯组沿所述第二方向排列;所述极芯组的长度沿所述第二方向延伸;所述极芯组含有引出电流的第一电极和第二电极,所述第一电极和第二电极沿所述第二方向分别位于极芯组的两侧。

在本申请的一些实施方式中,所述极芯组间串联形成极芯串,位于所述极芯串的首尾两端的两个极芯组中的其中一个极芯组的第一电极与另外一个极芯组的第二电极沿所述第二方向分别从所述金属壳体两端引出。

在本申请的一些实施方式中,所述单体电池的厚度d大于10mm。

在本申请的一些实施方式中,所述单体电池的厚度为13-75mm。

在本申请的一些实施方式中,所述金属壳体与所述极芯之间还设有封装膜,所述极芯封装在所述封装膜内。

在本申请的一些实施方式中,所述极芯包括多个,多个所述极芯分成若干个极芯组,所述封装膜包括一个,所述极芯组之间串联,串联的多个极芯组封装在同一个所述封装膜内,所述极芯组包括极芯组主体以及与极芯组主体电连接用于引出电流的第一电极和第二电极,串联连接的两个极芯组中的其中一个极芯组的第一电极和另外一个极芯组的第二电极的连接处位于所述封装膜内。

在本申请的一些实施方式中,所述封装膜与所述第一电极和/或所述第二电极相对位置形成有封装部以将相邻两极芯组主体隔离;相邻两极芯组中的一个极芯组的第一电极和另一个极芯组的第二电极中的至少之一位于所述封装部内。

在本申请的一些实施方式中,所述极芯包括多个,多个所述极芯分成若干个极芯组,所述封装膜含有多个,所述极芯组含有至少一个极芯,每个所述封装膜内封装有一个极芯组以形成极芯组件,所述极芯组件间串联。

在本申请的一些实施方式中,所述金属壳体与所述封装膜之间的气压为p1;所述封装膜内的气压为p2;所述p1与p2的关系满足:p1>p2,且p1/p2的范围为0.05-0.85。

在本申请的一些实施方式中,p1取值范围为-100kpa至-5kpa;p2取值范围为-100kpa~-20kpa。

。在本申请的一些实施方式中,p1的取值范围为-75kpa至-20kpa。

在本申请的一些实施方式中,所述封装膜包括层叠的非金属外层膜和非金属内层膜,所述外层膜位于金属壳体与内层膜之间,所述外层膜的熔点大于所述内层膜的熔点,且所述外层膜和内层膜的熔点差的范围为30℃~80℃。

在本申请的一些实施方式中,所述外层膜的材料为聚对苯二甲酸乙二酯、聚酰胺和聚丙烯中的其中一种或多种组合;所述内层膜的材料为聚丙烯、聚乙烯和聚对苯二甲酸乙二酯中的其中一种或多种组合。

在本申请的一些实施方式中,所述非金属外层膜和非金属内层膜粘结。

在本申请的一些实施方式中,所述粘结的粘结剂为聚烯烃类粘结剂。

在本申请的一些实施方式中,所述封装膜为铝塑膜。

在本申请的一些实施方式中,所述金属壳体上设置有排气孔,所述排气孔内设置有密封件。

在本申请的一些实施方式中,所述电池包还包括电池包盖和托盘,所述电池包盖和托盘连接形成电池容纳腔,所述电池序列位于所述电池容纳腔中,所述托盘包括支撑件,所述金属壳体上形成有支撑区,所述单体电池通过所述支撑区与所述支撑件对接以支撑于所述支撑件上。

在本申请的一些实施方式中,所述托盘含有边梁,所述边梁为支撑件,所述单体电池沿长度方向的两端分别支撑在所述边梁上。

在本申请的第二方面,提供了一种电动车,包括上述实施方式中任意一项所述的电池包。

与现有技术相比,本申请具有的有益效果为:本申请的电池包包括有多个单体电池,单体电池包括金属壳体和封装在金属壳体内的极芯,通过使金属壳体内的气压低于金属壳体外的气压,即金属壳体内为负压状态,使电池外壳与内部极芯尽量贴近,减少内部空隙,防止极芯在金属壳体内发生窜动,同时防止极芯之间发生相对位移,减少集流体破损、隔膜打皱、和活性材料脱落等情况的发生,提高整个电池的机械强度,延长电池的使用寿命,提高电池的安全性能。同时,采用此方法可以在一个金属壳体内封装多个极芯,可以更方便地制造出长度较长的单体电池,因此,通过本申请的方案可以很容易实现长度较长且强度较佳的单体电池,由此在将单体电池安装进电池包外壳内时,可以减少电池包体中横梁和纵梁等支撑结构的设置,利用单体电池本身作支撑将电池直接安装在电池包外壳上,由此可以节省电池包内部空间,提高电池包的体积利用率,且有利于降低电池包的重量。另一方面,单体电池之间根据单体电池的厚度预留一定的间隙,该间隙既可以充当电池包的散热通道,提高电池包的散热效率,另一方面也可以给单体电池的膨胀预留缓冲空间,电池包的安全性能大大提高。

本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。

附图说明

图1是本申请其中一个实施方式中提供的单体电池的结构示意图;

图2是本申请其中一个实施方式中提供的单体电池内部极芯连接示意图;

图3是本申请其中一个实施方式中提供的电池序列的结构示意图;

图4是本申请其中一个实施方式中提供的单体电池金属壳体内的结构示意图,其中,多个极芯的封装膜是整体式;

图5是本申请其中一个实施方式中提供的单体电池金属壳体内的结构示意图,其中,封装膜是分体的;

图6是本申请其中一个实施方式中提供的单体电池金属壳体的表面内凹的结构示意图;

图7是本申请其中一个实施方式中提供的电池包的结构示意图。

附图标记:

100、单体电池;

101、金属壳体;1011、盖板;1012、壳本体;1013、内凹区

102、极芯;1021、第一电极;1022、第二电极;

103、封装膜;1031、封装部;

200、电池包;201、电池序列;202、托盘;

d、单体电池的厚度;

l、单体电池的长度;

s、第一间隙;

a、第一方向;b、第二方向。

具体实施方式

下面详细描述本申请的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。

在本申请的描述中,需要理解的是,术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“轴向”、“径向”、“周向”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申请和简化描述,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申请的限制。

如图1-图7所示,本申请提供了一种电池包200,包括电池序列201,电池序列201包括若干个单体电池100,单体电池100的厚度沿第一方向延伸,若干个单体电池100沿第一方向依次排列以形成所述电池序列201;换句话说,若干个个单体电池100沿电池厚度方向排列成电池序列201。

电池序列201可以有1个也可以有多个,每个电池序列201中的单体电池100可以有1个也可以有多个,在实际生产中,单体电池100的数量可以根据实际需要进行设定,电池序列201的数量也可以根据实际需要进行设定,本申请对此不做具体限定。

其中,至少两个相邻的单体电池100之间具有间隙,该间隙与所述单体电池100的厚度的比例范围为0.001-0.15。

需要说明的是,两个相邻单体电池的间隙会随着单体电池的工作时间的增加而有所变化,但无论是处于工作中还是工作后或者是单体电池出厂前,只要满足单体电池之间的间隙与厚度的比例范围在本申请限定的范围内,均落在本申请的保护范围内。

单体电池100在厚度方向上相对的两个表面的面积最大,单体电池100沿厚度方向排列,换句话说,单体电池100以大面对大面的方式依次排列,由于面积较大的表面更加容易发生膨胀,在单体电池100之间预留的一定的间隙,可以给单体电池100的膨胀预留缓冲空间。

单体电池100的膨胀与单体电池100的厚度相关,电池的厚度越大,单体电池100越容易发生膨胀,本申请将单体电池100之间的间隙与单体电池100的厚度的比值限定在0.001-0.15,既可以充分利用电池包200的空间,提高电池包200的利用率,同时也可以给单体电池100的膨胀起到较好的缓冲效果。

另外,单体电池100膨胀时会产生热量,单体电池100之间预留一定的间隙,该间隙还可以充当散热通道,例如风道,单体电池100面积较大的面散热效果更好,因而还可以提高电池包200的散热效率,提供电池包200的安全性能。

在上述方案中,单体电池100之间的间隙可以理解为单体电池100之间不设置任何结构件,单纯预留一定的空间,也可以理解单体电池100设置其他结构件使单体电池100与单体电池100之间通过该结构件隔开。

需要说明的是,当单体电池100之间设置结构件,单体电池100之间的间隙应该理解为该结构件两侧的单体电池100之间的距离,而不能理解该结构件与单体电池100之间的间距。

应当说明的是,结构件可以与该结构件两侧的单体电池100之间可以预留一定的间隙有可以直接接触,当结构件与位于两侧的单体电池100直接接触时,结构件应当具有一定的柔性,可以为单体电池100的膨胀起到缓冲作用。作为结构件包括但不限于气凝胶,导热结构胶或者是隔热棉。

本申请中,当电池序列201有多个时,间隙应该是指同一个电池序列201中相邻两个单体电池100之间的间距,而非不同电池序列201中,相邻两个电池之间的间距。且在同一个电池序列201中,可以所有相邻两个电池之间均预留一定的间隙,也可以部分相邻两个电池之间预留一定的间隙。

本实施例中,至少一个单体电池100包括金属壳体101和封装于金属壳体101内的极芯102。其中金属壳体101内的气压低于金属壳体101外的气压,即金属壳体101内为负压状态。

在本申请中,“气压”是大气压强的简称。是作用在单位面积上的大气压力,即等于单位面积上向上延伸到大气上界的垂直空气柱的重量。

在该实施方式,金属壳体101的强度高,散热效果好,金属壳体101可以包括但不限于铝壳、或钢壳。

金属壳体101和极芯102之间的间隙较大时,在单体电池100发生振动或颠簸的情况下,极芯102容易在金属壳体101体发生窜动,且极芯102之间也会发生相对位移,这会对极芯102造成损伤,如,集流体破损,隔膜打皱、极片上活性材料层脱落,单体电池100的稳定较差,且也容易引发安全问题,如正负极之间短路。在本申请中,通过将金属壳体101设为特定的负压状态,金属壳体101在大气压的作用下发生凹陷或变形,则金属壳体101和极芯102之间的间隙随之减小,极芯102发生窜动或者相互之间发生位移的空间减小,进而可以减少极芯102的窜动以及极芯102之间的相对位移,提高单体电池100的稳定性,以及单体电池100的强度以及单体电池100安全性能。

另外,本申请的实施例中,单体电池100的最大表面与相邻单体电池100的最大表面为面对面设置,即在多个单体电池100沿厚度方向依次排列时,单体电池100间为“大面对大面”的设置。进一步地,金属壳体101内为负压,金属壳体101的最大表面容易向金属壳体101凹陷,其中该凹陷可以是在对单体电池100的金属壳体101内进行抽真空操作时,在金属壳体101表面上形成的凹陷,我们知道,电池在正常使用的过程中,由于材料本身的膨胀,电解液产气等原因电池通常会发生膨胀,而往往膨胀形变最大的区域在于电池的大面。采用本技术,将电池初始状态时大面通过抽真空限制在略微内陷的情况,可有效缓解电池膨胀后电池之间的挤压,提高电池及整个系统的寿命、安全等性能。

并且,采用本申请的方法,可以在金属壳体101内封装多个极芯102,可以更方便地制造出长度较长的单体电池100,因此,通过本申请的技术方案可以很容易实现长度较长且强度较佳的单体电池100,由此在将单体电池100安装进电池包200外壳内时,可以不需要设置横梁和纵梁等支撑结构,而是利用单体电池100本身的金属壳体101作支撑而将单体电池100直接安装在电池包200外壳上,由此可以节省电池包200内部空间,提高电池包200的体积利用率,且有利于降低电池包200的重量。

封装在金属壳体101内的极芯102可以有1个也可以有多个,多个极芯102之间可以相互串联,也可以相互并联。

极芯102包括正极片、隔膜和负极依次卷绕或堆叠郑形成的电极组件,其中极芯102中还包括电解液。

在一些实施方式中,金属壳体101内的气压为-100kpa至-5kpa,进一步的,金属壳体内的气压为-90kpa至-20kpa,当然本领域的技术人员可以根据实际需要设定金属壳体101内的气压。

在一些实施方式中,所述金属壳体101的厚度为0.05mm-1mm。

金属壳体101的厚度较厚不仅会增加单体电池100的重量,降低单体电池100的容量,而且金属壳体101厚度过厚,在大气压的作用下,金属可以不容易向极芯102一侧凹陷或变形,无法减少金属壳体101和极芯102之间的间距,进而无法有效的对极芯102实现定位的作用。不仅如此,金属壳体101过厚,会增加抽气的成本,从而增加制造成本。

本申请将金属壳体101的厚度限定为上述范围内,不仅能保证金属壳体101强度,而且也不会降低单体电池100的容量,还可以在负压的状态下,金属壳体101更加容易的发生变形,减少金属壳体101和极芯102之间的间距,从而减少极芯102在金属壳体101内部的窜动以及极芯102之间的相对位移。

在本申请的一些实施方式中,金属壳体101包括具有开口的壳本体1012和盖板1011,盖板1011分别与壳本体1012的开口密封连接,以共同围成密封的容纳腔室,极芯102位于所述容纳腔室内。

两个单体电池100之间的间隙包括第一间隙,第一间隙为所述两个相邻单体电池100位于两个盖板1011之间的最小距离,单体电池100的厚度为盖板1011沿所述第一方向的尺寸;且第一间隙与单体电池100的厚度的比例范围为0.005-0.1。

在上述实施方式中,由于盖板1011的强度较高,相对比壳本体1012而言,不容易发生膨胀,即使,单体电池100在工作一段时间后,内部产生化学反应,单体电池100膨胀,会挤压相邻的单体电池100,第一间隙100会发生变化(如逐渐增大),但该变化较小,可以忽略不计,或者即使变化,第一间隙与单体电池100的厚度的比例仍然满足上述范围。在上述实施方式中,壳本体1012两端分别设有盖板1011,单体电池100沿厚度方向排列成电池序列201时,两个单体电池100之间的间隙是指位于电池序列201同一端的两个盖板1011之间的最小间距,而非位于单体电池100不同端的两个盖板1011之间的间距。

在上述实施方式中,壳本体1012可以一端开口,第一电极1021和第二电极1022从同侧引出;壳本体1012也可以两端开口,如图2所示,第一电极1021和第二电极1022从两端盖板引出。

在本申请的一些实施方式中,金属壳体101包括具有开口的壳本体1012和盖板1011,盖板1011与壳本体1012的开口密封连接,以共同围成密封的容纳腔室,极芯102位于容纳腔室内;壳本体1012沿第一方向具有两个相对的第一表面,两个相邻单体电池100之间的间隙包括第二间隙,第二间隙为两个相邻的单体电池100的壳本体1012相彼此面对的两个第一表面之间的最小间距;单体电池100的厚度为盖板1011沿第一方向的尺寸。

单体电池100在使用前的第二间隙大于单体电池100在使用后的第二间隙。

“使用前”可以理解为单体电池100在装配完成后待出厂或者已出厂但还未开始给外部提供电能之前”;“使用后”可以理解为单体电池100给外部提供电能之后。例如,电池包200装配在电动车,使用前的状态可以理解为新车的状态;使用后的状态应该为,车行驶一段里程后的状态。

在该实施方式中,第二间隙应该是指两个相邻的单体电池100相对的两个第一表面之间的最小间距,该间距会随着电池的使用时间的增加而逐渐减小,主要是因为,单体电池发生膨胀后,相邻两个大面之间的间距会逐渐减小。

在本申请的一些实施方式中,金属壳体101沿第一方向具有两个相对的第一表面,至少一个第一表面向金属壳体101内部凹陷,图6示出了金属壳体的内凹区1013,金属壳体101内凹,对内部极芯102有局部夹紧的作用,可有效防止电池在生产使用过程中内部极芯102的窜动,提高电池安全性。优选的,两个第一表面均向金属壳体101内部凹陷,由此可以增加金属壳体101对极芯102的定位作用。更进一步的,金属壳体101沿第一方向按压在所述极芯的外表面以夹持所述极芯从二防止极芯的窜动。

在一些实施方式中,金属壳体在抽气之前,极芯102与金属壳体101内表面设有间隙;该间隙便于极芯102比较方便的装入到金属壳体102内部;在对金属壳体101在抽气之后,金属壳体101沿第一方向按压在极芯的外表面以夹持所述极芯,从而减小极芯在金属壳体内部窜动的空间,提高单体电池安全性能。

在本申请的一些实施方式中,封装于金属壳体101内的极芯102包括多个,多个所述极芯102分成若干个极芯组,极芯组间串联。

换句话说,金属壳体101内串联有多个极芯组,每个极芯组至少包括一个极芯102,由此可以提高单体电池100的容量,节约单体电池100的制造成本。如图2、图4和图5仅示出了极芯组中包括一个极芯102。

本申请的实施例中,每个极芯组具有引出电流的第一电极1021和第二电极1022,多个极芯组之间为串联,即一个极芯组的第一电极1021和相邻一个极芯组的第二电极1022电性连接。本技术中采用极芯102间串联的形式,通过单个电池即可实现容量和电压的提高,减小制造工艺和成本。

多个极芯组的排列方向为与第一方向(也即单体电池100的厚度方向)垂直的第二方向,单体电池100的长度沿第二方向延伸,即多个极芯组沿着单体电池100的长度方向依次排列,并且极芯组的长度也是沿第二方向延伸,极芯组的第一电极1021和第二电极1022沿第二方向分别位于极芯组的两侧,即多个极芯组采用“头对头”的排布方式,此排布方式可以较为方便地实现极芯组之间的两两串联,连接结构简单。另外该种排布方式可以较为方便的制造长度较长的单体电池100。

其中,电池的长度为400-2500mm(毫米),例如可以是500mm、1000mm或1500mm等。通过在电池内设置多个极芯组,与现有只设置一个极芯102的方式相比,可以更方便地制造出长度较长的电池。常规情况下,一旦单体电池100较长,内部用作集流体的铜铝箔的长度即会相应增加,大大提高了电池内部的电阻,无法满足当前越来越高的功率及快充的要求。在电池长度相同的情况下,本实施例还可以极大的减小电池内部的电阻,避免高功率输出、快充等情况下电池过热等带来的问题。

在本申请的一些实施方式中,极芯组间串联形成极芯串,位于极芯串的首尾两端的两个极芯组中的其中一个极芯组的第一电极1021与另外一个极芯组的第二电极1022沿所述第二方向分别从金属壳体101两端引出。也就是说,单体电池100的电流从金属壳体101的两端引出,在单体电池100长度较大的情况下,采用电流两端引出的方式可以减小电流的流通路径,减小电池内阻。

在本申请的一些实施方式中,单体电池100的厚度大于10mm,在另一些实施方式中,单体电池100的厚度为13-75mm。

在本申请的一些实施方式中,金属壳体101与极芯102之间还设有封装膜103,极芯102封装在所述封装膜103内。

也就说,将极芯102先封装在封装膜103内,再封装膜103外套设金属壳体101,由此实现对极芯102的二次封装,提高单体电池100的密封性能。可以理解的是,封装膜103内还注入有电解液。因此,通过上述方式,还可以避免电解液与金属壳体101的接触,避免金属壳体101的腐蚀或者电解液的分解。

在一些实施方式中,极芯102包括多个,多个极芯102分成若干个极芯组,极芯组之间串联,串联的多个极芯组封装在同一个封装膜103内,极芯组包括极芯组主体以及与极芯组主体电连接用于引出电流的第一电极1021和第二电极1022,串联连接的两个极芯组中的其中一个极芯组的第一电极1021和另外一个极芯组的第二电极1022的连接处位于封装膜103内。

换句话说,封装膜103一体设置,多个极芯102封装在同一个封装膜103内,极芯102分成若干个极芯组,每个极芯组中至少包括一个极芯102,同一个极芯组中的多个极芯102并联,极芯组间串联,由此可以提高电池的容量,减少制造成本。

需要说明的是,本实施例的串联方式可以为相邻极芯组间串联连接,实现的具体方式可以为相邻极芯组上的第一电极1021和第二电极1022直接连接,也可以是通过额外的导电部件实现电连接,一般每个所述极芯组均包括用于引出电流的第一电极1021和第二电极1022,如果极芯组仅含有一个极芯102的情况下,第一电极1021和第二电极1022可以分别为极芯的正极耳和负极耳或者分别为负极耳或正极耳。如果含有多个极芯102的情况下,第一电极1021和第二电极引出部件1022可以为电极引线。第一电极1021和第二电极1022中的“第一”和“第二”仅用于名称区分,并不用于限定数量,例如第一电极1021可以含有一个也可以含有多个。

当金属壳体101内含有多个极芯102,金属壳体101内负压,可以有效的避免多个极芯102在金属壳体101内的窜动,提高单体电池100的安全性能。

在上述实施方式中,封装膜103与第一电极1021和/或第二电极1022相对位置形成有封装部1031以将相邻两极芯组主体隔离;相邻两极芯组中的一个极芯组的第一电极1021和另一个极芯组的第二电极1022中的至少之一位于封装部1031内。通过封装部1031将多个极芯组之间隔离,避免多个极芯组间的电解液互相流通,多个极芯组之间不会相互影响,且多个极芯组中的电解液不会因电位差过大而分解,保证电池的安全性和使用寿命。

封装部1031可以多种实施方式,例如可以采用扎带将封装膜103扎紧形成封装部1031,也可以直接将封装膜103热熔融连接形成封装部1031。封装部1031的具体方式不作特殊限定。

在该种实现方式中,多个极芯组可以是共用同一张封装膜103,此时各极芯组之间设置有封装部1031,其中,该封装部1031可以是对极芯组之间的封装膜103进行热熔连接形成。具体而言,极芯组具有第一电极1021和第二电极1022。在对极芯组进行封装之前,先将多个极芯组进行串联,然后利用一张封装膜103将串联的极芯组包裹起来,比如可以将串联的极芯组放置于封装膜103的一部分区域上,然后将封装膜103的另一部分区域朝向极芯组的方向对折,之后通过热熔处理将两部分区域的封装膜103进行热熔密封,由此将串联的极芯组封装在同一封装膜103内,并且也将位于极芯组之间的上下两部分区域的封装膜103热熔挤压以连成一片,从而在极芯组之间形成隔膜,用以间隔极芯组。

在本申请的一些实施方式中,极芯102包括多个,多个极芯102分成若干个极芯组,封装膜103含有多个,极芯组含有至少一个极芯102,每个封装膜103内封装有一个极芯组以形成极芯组件,极芯组件间串联。

换句话说,封装膜103的数量与极芯组的数量一一对应,每个极芯组单独封装在一个封装膜103,该种实施方式,在多个极芯组制备完成后,可在每个极芯组外单独套一个封装膜103,然后极芯组件再串联。

多个极芯组的封装膜103为相互独立,即每个极芯组单独采用一张封装膜103对相应的极芯组进行封装,此时极芯组的第一电极1021和第二电极1022分别沿第一方向从极芯组的两端引出。各极芯组在封装膜103封装极芯组之后,通过引出的第一电极1021和第二电极1022实现串联。

在本申请的实施方式中,金属壳体101与封装膜103之间的气压为p1;封装膜103内的气压为p2;p1与p2的关系满足:p1>p2,且p1/p2的范围为0.05-0.85。

也就是说,封装膜103内也可以是负压状态。有利于封装膜103与极芯102贴设的更紧密,增加单体电池100的强度。

在一些具体的实施方式中,

p1取值范围为-100kpa至-5kpa;p2取值范围为-100kpa~-20kpa。进一步的,p1的取值范围为-75kpa至-20kpa。

将p1、p2以及p1/p2限定在上述范围内,本技术中的极芯102采用二次密封的模式,先将电池极芯102封装在封装膜103内,为避免封装膜103发生由于内部气压过大使封装膜103外鼓造成的破损,我们选择金属壳体101与封装膜103之间的气压大于封装膜103内的气压。同时,我们通过大量实验验证,当p1/p2在上述范围时,较好的保证了电池二次密封的可靠性,同时,保证了电池极片之间的界面,避免了极片间间隙,使锂离子能更好的传导。

本申请的实施例中,封装膜103包括层叠的非金属外层膜和非金属内层膜。其中,内层膜包覆在极芯102的外周,外层膜包覆在非金属内层膜上,即内层膜位于外层膜和极芯102之间。

内层膜具有较好的化学稳定性,例如可以采用具有抗电解液腐蚀特性的材料,比如可以是聚丙烯pp、聚乙烯pe或者聚对苯二甲酸乙二酯pet,或者可以是上述材料中的多种组合。

外层膜为防护层,利用外层膜可以阻止空气尤其是水汽、氧等渗透,其材料例如可以采用聚对苯二甲酸乙二酯、聚酰胺或聚丙烯,或者可以是上述材料的多种组合。

本申请的实施例中,外层膜的熔点大于内层膜的熔点,从而可以在热熔密封时,外层膜不会被熔融,而内层膜能够及时熔融以保证密封性能的优良。进一步地,外层膜和内层膜的熔点差可以在30℃~80℃之间,如两者熔点差可以是50℃或70℃等,具体的材料选择可以根据实际需要而定。

本申请的实施例中,非金属外层膜和非金属内层膜之间采用胶黏剂粘结复合。具体的粘结剂可以根据非金属外层莫和非金属内层膜的性能进行选择,例如,采用pp和pet膜复合,由于两者相容性不佳,容易分层,优选聚烯烃类胶黏剂进行粘结,形成复合膜。

本实施例通过采用双层非金属膜形成封装膜103对极芯102进行封装,由于采用非金属的封装膜103,具有更高的拉伸强度和断裂伸长率,可以减少对单体电池100厚度的限制,使得生产得到的单体电池100具有更大的厚度。其中,本实施例的单体电池100的厚度可扩展范围大,如可以大于10mm,例如可以在13-75mm的范围。

在本申请的一些实施方式中,封装膜可以为铝塑膜。

在本申请的一些实施方式中,金属壳体101上设置排气孔,以通过该排气孔对金属壳体101内抽气,使金属壳体101内形成负压状态。在抽气处理后,需要对排气孔进行密封,本申请实施例中,在排气孔内设置密封件,以封堵排气孔。

封堵件可以为堵头或者橡胶塞,或者其他结构件,本申请不做特殊限定。

本申请的实施例中,电池包200还包括电池包盖(未画出)和托盘202,电池包盖和托盘202密封连接形成容纳腔,电池序列201容纳于容纳腔中。其中,托盘202包括支撑件,单体电池100的金属壳体101上形成有支撑区,单体电池100通过支撑区与支撑件对接以支撑于支撑件上。

进一步地,托盘202含有边梁,单体电池100沿长度方向的两端分别支撑在边梁上。

因此,本申请中,可以直接利用单体电池100自身的强度作支撑,将单体电池100直接固定在托盘202上,而不需要在托盘202上再额外设置横梁或纵梁来支撑单体电池100,由此可以提高电池包200内部的空间利用率。

本申请的一个实施例中,单体电池为锂离子电池。

在本申请的另一个方面,提供了一种电动车,包括上述的电池包200。采用本申请提供的电动车,车的续航能力高,成本较低。

在本申请的描述中,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;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

在本说明书的描述中,参考术语“实施例”、“具体实施例”、“示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本申请的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本申请的实施例,本领域的普通技术人员可以理解:在不脱离本申请的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型,本申请的范围由权利要求及其等同物限定。

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