电池单元及电池模组的制作方法

本发明属于动力电池技术领域，特别是涉及一种电池单元及电池模组。

背景技术：

提高电池能量密度是当前动力电池设计的重要方面，常规的提高能量密度的方法主要有两方面。其一是，通过对材料的更换及改性，采用能量密度更高的材料；其二是，通过对电池结构、策略的设计，使同样的电池模组获得更高的能量密度。

通过材料提高电池的能量密度，一直是各公司当前研发的重点，比如从磷酸铁锂更改为三元材料。而通过对电池结构的设计改变来获得更高的能量密度，通常采用的方法就是轻量化及紧凑化，尤以轻量化效果最佳，但当前的轻量化方法，多数都是通过减少(或去掉)部分结构件或减少结构件的材料厚度，此方法虽可在一定程度上降低电池包重量，但会造成电池包强度的下降，降低了电池包的安全性能。如何在减少结构件的同时，保持电池模组良好的机械强度和电安全性也是当前各公司持续研究的重点。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题是：针对现有的电池模组通过减少(或去掉)部分结构件或减少结构件的材料厚度实现电池模组轻量化，造成电池包强度及安全性能下降的问题，提供一种电池单元及电池模组。

为解决上述技术问题，一方面，本发明实施例提供一种电池单元，包括单体电池、绝缘膜及上绝缘盖，所述单体电池包括电池壳体、设置在所述电池壳体内的电芯及设置在所述电池壳体端部的电池盖板，所述上绝缘盖设置在所述电池盖板外侧，所述绝缘膜至少包覆在所述电池壳体的侧面。

可选地，所述绝缘膜包括延伸部，所述延伸部由所述绝缘膜的顶部突出所述电池盖板并向内侧翻折形成，所述上绝缘盖将所述延伸部压紧在所述电池盖板的边缘。

可选地，所述上绝缘盖呈盖帽形状，所述单体电池的顶端嵌入所述上绝缘盖；

所述绝缘膜的上边缘与所述上绝缘盖的下边沿重叠搭接。

可选地，所述上绝缘盖放置在所述电池盖板上，所述绝缘膜包覆在所述电池壳体的侧面和上绝缘盖的至少部分表面。

可选地，所述绝缘膜包覆在所述电池壳体的侧面，所述电池壳体的底面上设置有下绝缘盖。

可选地，所述下绝缘盖呈盖帽形状，所述单体电池的底端嵌入所述下绝缘盖；

所述绝缘膜的下边缘与所述下绝缘盖的上边沿重叠搭接。

可选地，所述电池壳体的侧面包括大面和小面，所述大面包括第一大面和第二大面，所述小面包括第一小面和第二小面，所述第一大面、第一小面、第二大面及第二小面顺次连接形成所述电池壳体的侧面，所述大面的面积大于所述小面的面积；

所述第一大面和第二大面相对设置，所述第一小面和第二小面相对设置。

可选地，所述绝缘膜与电池壳体的侧面之间设置有第一背胶层，所述绝缘膜和电池壳体的侧面通过所述第一背胶层粘接在一起。

可选地，所述绝缘膜的封口位于所述第一小面和/或第二小面上。

可选地，所述绝缘膜的封口处形成有双层膜结构，所述双层膜结构的宽度k满足以下条件：

2x≥3k≥x；

其中，x为第一小面或第二小面的宽度。

另一方面，本发明实施例提供一种电池模组，其包括沿一预设方向堆叠的多个上述的电池单元，相邻的两个所述电池单元的绝缘膜在所述预设方向上相互粘接，以将多个所述电池单元连接一体。

位于相邻两个所述电池单元之间的所述绝缘膜的外侧设置有第二背胶层，相邻两个所述电池单元通过所述第二背胶层粘接在一起。

可选地，所述电池模组还包括第一端板、第二端板、第一弹力部件及第二弹力部件，所述第一端板设置在所述预设方向上的第一个所述电池单元的前端，所述第二端板设置所述预设方向上的最后一个所述电池单元的后端，所述第一弹力部件预压紧于所述第一端板与第一个所述电池单元之间，所述第二弹力部件预压紧于所述第二端板与最后一个所述电池单元之间。

可选地，第一个所述电池单元朝向所述第一端板的一面设置有第一驱动板，所述第一弹力部件设置在所述第一驱动板和第一端板之间；

最后一个所述电池单元朝向所述第二端板的一面设置有第二驱动板，所述第一弹力部件设置在所述第二驱动板和第二端板之间。

可选地，所述电池模组还包括围绕多个所述电池单元一周设置的扎带，所述扎带将所述第一端板、第二端板及多个所述电池单元捆扎一体。

根据本发明实施例的电池单元及电池模组，取消了现有技术中的各种起连接作用的结构件，相邻的两个电池单元的绝缘膜在预设方向上相互粘接，以将多个电池单元连接一体，在不降低电池模组的强度下，实现了电池模组的轻量化，在减少结构件的同时，保持了电池模组良好的机械强度和电安全性。另外，单体电池的顶端设置上绝缘盖，在单体电池制作过程中，就可以成型，如此，不用在组装模组时在电池模组中另外添加用于绝缘单体电池上端的顶板或顶盖，节省了安装空间，也便于单体电池的安装操作。另外，单体电池的顶部4个角被上绝缘盖覆盖，避免日常使用过程中碰伤单体电池的顶部边角位置。

附图说明

图1是本发明一实施例提供的电池模组的电池单元的分解图；

图2是本发明一实施例提供的电池模组的多个电池单元的堆叠示意图；

图3是本发明一实施例提供的电池模组的绝缘膜的展开状态图；

图4是图3的另一视角图；

图5是本发明一实施例提供的电池模组的绝缘膜的封口处的示意图；

图6是本发明另一实施例提供的电池模组的多个电池单元的堆叠示意图；

图7是本发明另一实施例提供的电池模组的电池单元的分解图；

图8是本发明另一实施例提供的电池模组的绝缘膜的展开状态图；

图9是图8的另一视角图；

图10是本发明另一实施例提供的电池模组的绝缘膜的封口处的示意图；

图11是本发明又一实施例提供的电池模组的分解图；

图12是图11的另一视角图。

说明书中的附图标记如下：

1、电池单元；10、上绝缘盖；101、端子引出孔；102、注液孔；103、防爆阀孔；11、单体电池；1111、第一大面；1112、第一小面；1113、第二大面；1114、第二小面；112、电池盖板；12、绝缘膜；121、折痕；122、第一背胶层；123、第二背胶层；1231、第一大面背胶层；1232、第二大面背胶层；1233、第一小面背胶层；1234、第二小面背胶层；124、封口；125、双层膜结构；13、下绝缘盖；14、电极端子；15、注液结构；16、防爆阀；

3、第一端板；

4、第二端板；

5、第一弹力部件；

6、第二弹力部件。

具体实施方式

为了使本发明所解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

如图1及图2所示，本发明一实施例提供的电池模组，包括沿一预设方向堆叠的多个电池单元1，所述电池单元1包括单体电池11、绝缘膜12及上绝缘盖10，所述单体电池11包括电池壳体(电池壳体被绝缘膜12包裹，因而图中未示出)、设置在所述电池壳体内的电芯及设置在所述电池壳体端部的电池盖板112，所述上绝缘盖10设置在所述电池单元1的上侧，所述绝缘膜12包覆在所述电池壳体的侧面及底面上。相邻的两个所述电池单元1的绝缘膜12在所述预设方向上相互粘接，以将多个所述电池单元1连接一体。

优选地，所述上绝缘盖10呈盖帽形状，所述单体电池11的顶端嵌入所述上绝缘盖10，以对单体电池11的顶端四角进行保护。

本实施例中，所述绝缘膜12包括延伸部，所述延伸部由所述绝缘膜12的顶部突出所述电池盖板112并向内侧翻折形成，所述上绝缘盖10将所述延伸部压紧在所述电池盖板10的边缘。

如图1及图2所示，所述上绝缘盖10上对应于所述单体电池11的电极端子14的位置设置有端子引出孔101，所述单体电池11的电极端子14穿出所述端子引出孔101；所述上绝缘盖10上对应于所述单体电池11的注液结构15的位置设置有注液孔102，所述单体电池11的注液结构15由所述注液孔露出。所述上绝缘盖10上对应于所述单体电池1的防爆阀16的位置设置有防爆阀孔103，所述单体电池1的防爆阀16位于所述防爆阀孔103内。

如图1所示，所述单体电池11为方形电池，所述电池壳体的侧面包括大面和小面，所述大面包括第一大面1111和第二大面1113，所述小面包括第一小面1112和第二小面1114，所述第一大面1111和第二大面1113相对设置，所述第一小面1112和第二小面1114相对设置，所述第一大面1111、第一小面1112、第二大面1113及第二小面1114顺次连接形成所述电池壳体的侧面，所述大面的面积大于所述小面的面积。

如图3及图4所示，所述绝缘膜12展开状态下呈方形，所述绝缘膜12上设置有折痕121，沿所述折痕121将展开状态下的所述绝缘膜12折叠包覆于所述电池壳体的侧面上。展开状态下的所述绝缘膜12具有相背的第一表面及第二表面，所述第一表面设置有第一背胶层122，所述第二表面设置有第二背胶层123，所述第一背胶层122部分或完整覆盖所述第一表面。所述第二背胶层123包括与所述第一大面1111形状匹配第一大面背胶层1231、与所述第二大面1113形状匹配第二大面背胶层1232、第一小面背胶层1233及第二小面背胶层1234。

在形成电池单元1之后，所述绝缘膜12与电池壳体的侧面之间设置有所述第一背胶层122，所述绝缘膜12和电池壳体的侧面通过所述第一背胶层122粘接在一起。并且，位于相邻两个所述电池单元1之间的所述绝缘膜12的外侧设置有所述第二背胶层123，相邻两个所述电池单元1通过所述第二背胶层123粘接在一起。

通过设置第一背胶层122、第二背胶层123，使得单体电池11之间无需额外黏胶，工艺简单。

本实施例中，如图5所示，所述绝缘膜12的封口124位于所述第一小面1112和/或第二小面1114上。所述绝缘膜12的封口124处形成有双层膜结构125，所述双层膜结构125的宽度k满足以下条件：

2x≥3k≥x；

其中，x为第一小面1112及第二小面1114的宽度。即，双层膜结构125的宽度k位于第一小面1112的宽度的三分之一至三分之二这一区间。

另外，所述电池模组还包括紧固装置，所述第一端板21、第二端板22及围绕多个所述电池单元1一周设置的扎带23。所述扎带23将所述第一端板21、第二端板22及多个所述电池单元1捆扎一体，以形成整体的电池模组。所述第一端板21与所述预设方向上的第一个所述电池单元1相对，所述第二端板22与所述预设方向上的最后一个所述电池单元1相对。

根据本发明实施例的电池单元及电池模组，取消了现有技术中的各种起连接作用的结构件，相邻的两个电池单元的绝缘膜在预设方向上相互粘接，以将多个电池单元连接一体，在不降低电池模组的强度下，实现了电池模组的轻量化，在减少结构件的同时，保持了电池模组良好的机械强度和电安全性。另外，单体电池的顶端设置上绝缘盖，在单体电池制作过程中，就可以成型，如此，不用在组装模组时在电池模组中另外添加用于绝缘单体电池上端的顶板或顶盖，节省了安装空间，也便于单体电池的安装操作。另外，单体电池的顶部4个角被上绝缘盖覆盖，避免日常使用过程中碰伤单体电池的顶部边角位置。

图6及图7示出了本发明另一实施例的电池模组，与图1至图6所示的电池模组不同之处在于，所述绝缘膜12包覆在所述电池壳体的侧面上，所述电池壳体的底面上还设置有下绝缘盖13。

优选地，所述下绝缘盖13呈盖帽形状，所述单体电池11的顶端嵌入所述下绝缘盖13，以对单体电池11的底端四角进行保护。所述绝缘膜12的下边缘与所述下绝缘盖13的上边沿重叠搭接。以此，形成连续的绝缘结构，以实现整个单体电池11的绝缘。

在另一图中未示出的实施例中，所述上绝缘盖10放置在所述电池盖板112上，所述绝缘膜12包覆在所述电池壳体的侧面和上绝缘盖10的至少部分表面。

本实施例中，由于不需要电池壳体的底面包覆，因而，绝缘膜12的尺寸、折痕121及背胶有所不同。具体为，本实施例中，如图8及图9所示，展开状态下的所述绝缘膜12具有相背的第一表面及第二表面，所述第一表面设置有第一背胶层122，所述第二表面设置有第二背胶层123，所述第一背胶层122部分或完整覆盖所述第一表面，所述第一背胶层121粘附在所述电池壳体的侧面上；所述第二背胶层123包括大面背胶层1231及小面背胶层1232。

在形成电池单元1之后，所述绝缘膜12与电池壳体的侧面之间设置有所述第一背胶层122，所述绝缘膜12和电池壳体的侧面通过所述第一背胶层122粘接在一起。并且，位于相邻两个所述电池单元1之间的所述绝缘膜12的外侧设置有所述第二背胶层123，相邻两个所述电池单元1通过所述第二背胶层123粘接在一起。

本实施例中，如图5所示，所述绝缘膜12的封口124位于所述第一小面1112和/或第二小面1114上。所述绝缘膜12的封口124处形成有双层膜结构125，所述双层膜结构125的宽度k满足以下条件：

2x≥3k≥x；

其中，x为第一小面或第二小面的宽度。即，双层膜结构125的宽度k位于第一小面的宽度的三分之一至三分之二这一区间。

图11及图12示出了本发明又一实施例的电池模组，与图1至图6所示的电池模组不同之处在于，所述电池模组还包括第一端板3、第二端板4、第一弹力部件5及第二弹力部件6，所述第一端板3设置在所述预设方向上的第一个所述电池单元1的前端，所述第二端板4设置在所述预设方向上的最后一个所述电池单元1的后端，所述第一弹力部件5预压紧于所述第一端板3与第一个所述电池单元1之间，所述第二弹力部件6预压紧于所述第二端板6与最后一个所述电池单元1之间。

第一端板3为第一个所述电池单元1提供一个向后的力，第二端板4为最后一个所述电池单元提供1一个向前的力，此处的前、后相对于所述预设方向而言。这样，通过第一端板3和第二端板3为组成电池模组的多个电池单元1提供一个压紧力，进而将多个电池单元1压紧在一起。

安装时，第一端板3和第二端板4在电池模组中的位置固定，如此，便可以通过第一弹力部件5和第二弹力部件6持续地给多个电池单元1施加两端向内的压力。

本实施例中，所述第一弹力部件5及第二弹力部件6可以为金属弹片或弹簧。

当电池模组中的电池单元1发生膨胀变形时，由于电池单元1两大面的膨胀变形较大，向电池模组两端的第一端板3及第二端板端4施加较大的膨胀力，此时第一弹力部件5及第二弹力部件6发生变形，吸收缓解电池单元1产生的膨胀力，防止电池模组的两端的第一端板3及第二端板端4的变形及沿电池模组长度方向(预设方向)的粘结件(绝缘膜12)的失效，提升电池模组的结构强度。

另外，在图11及图12所示实施例的一改型实施例中，第一个所述电池单元朝向所述第一端板的一面设置有第一驱动板，所述第一弹力部件设置在所述第一驱动板和第一端板之间；最后一个所述电池单元朝向所述第二端板的一面设置有第二驱动板，所述第一弹力部件设置在所述第二驱动板和第二端板之间。

相对于图11及图12所示的实施例，该实施例中，通过第一驱动板来增大第一弹力部件的弹力作用在所述电池单元上的面积，通过第二驱动板来增大第二弹力部件的弹力作用在所述电池单元上的面积，以此，避免第一弹力部件及第二弹力部件直接与电池单元接触而导致的电池单体破损、划痕等。

另外，在图1所示实施例的一改型实施例中，所述绝缘膜的顶部可以位于所述电池盖板的上表面之下。此时，所述绝缘膜的上边缘与所述上绝缘盖的下边沿重叠搭接。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。