软包电池及电池模组的制作方法

本申请涉及电池封装技术领域，具体而言，涉及一种软包电池及电池模组。

背景技术：

在动力电池中，由于软包电池具有散热性能好、电流密度分布均匀、重量轻以及空间利用效率高等优点而得到广泛使用。然而软包电池的软包电芯一般都是用铝塑膜封装的，这种封装方式的软包电芯表面缺少防护结构，容易出现安全问题。

为了解决软包电芯缺少防护结构的问题，现有技术中，会为软包电芯配备一个金属外壳，以容纳软包电芯。例如，现有技术中会对电池模组进行标准化设计，将每4颗软包电芯并联连接，然后将并联连接的4颗软包电芯装配在同一个防护壳体，例如金属壳体内形成一个标准化模组。然而，现有的这类金属壳体占用的空间比较大，会使得动力电池整体的体积增大。由于金属外壳都较重，也会使电池模组整体的重量增加。此外，现有技术中，防护壳体上相对的两个表面的位置相对固定，并不能跟随电池的状态移动。

技术实现要素：

为了克服现有技术中的至少一个上述不足，本申请的目的在于提供一种软包电池，所述软包电池包括电芯、至少两片防护板以及防护框体；

所述电芯嵌设在所述防护框体内，所述至少两片防护板连接在所述电芯表面，并与所述防护框体一起形成用于容置所述电芯的空间。

可选地，所述软包电池包括多片层叠设置的叠片，所述软包电池上与所述叠片平行的两个表面上分别覆盖有至少一片所述防护板，所述防护框体沿所述与所述叠片平行的两个表面之间的表面设置。

可选地，所述防护框体为一体成型。

可选地，所述电芯的正极或者负极连接有PTC电阻。

可选地，所述PTC电阻设置在电路板上，所述电路板与所述电芯的极耳焊接连接。

可选地，所述防护框体上与所述电芯的极耳相对的防护框体上设置开口，所述开口用于将所述极耳与外部电路连接。

可选地，所述防护框体上设置有限位结构，所述限位结构用于使所述电芯保持在所述防护框体与所述防护板形成的容纳空间中。

可选地，防护框体上设置注塑孔，用于向所述电芯与所述防护框体之间注入胶料。

本申请的另一目的在于提供一种电池模组，所述电池模组包括多个如以上任一项所述的软包电池。

可选地，多个所述软包电池层叠设置。

相对于现有技术而言，本申请具有以下有益效果：

本申请实施例通过将软包电池的电芯嵌设在防护框体内，并在所述电芯表面设置至少两片防护板，从而使得所述防护框体与至少两片防护板之间形成容纳电芯的容纳空间。将防护板设置在电芯表面并与电芯表面连接，可以使防护板与电芯之间的间隙更小，从而可以使得软包电池整体的体积更小。此外，由于防护板与防护框体不需要连接，因此，可以将防护板与防护框体的厚度大大降低，从而，可以减轻单个软包电池的体积以及重量。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本申请实施例提供的软包电池的结构示意图；

图2为本申请实施例提供的软包电池的爆炸结构图；

图3为本申请实施例提供的电芯的结构示意图；

图4为本申请实施例提供的防护板设置示意图；

图5为本申请实施例提供的限位结构设置示意图；

图6为本申请实施例提供的PTC电阻设置的电路结构示意图；

图7为本申请实施例提供的电路板的结构示意图一；

图8为本申请实施例提供的电路板的结构示意图二。

图标：10-电芯；11-前侧面；12-左端面；13-上表面；14-极耳；20-防护板；30-防护框体；31-第一框条；32-第二框条；33-第三框条；34-第四框条；35-注塑孔；36-开口；40-电路板；41-第一镍片；42-第二镍片；43-第一PTC电阻；44-第二PTC电阻；45-第一极柱；46-第二极柱。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

在本申请的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“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。

请参照图1及图2，所述软包电池包括电芯10、至少两片防护板20以及防护框体30。所述电芯10嵌设在所述防护框体30内，所述至少两片防护板20连接在所述电芯10表面并与所述防护框体30一起形成用于容置所述电芯10的空间。

本实施例中，电芯10嵌设在防护框体30内，即防护框体30环绕电芯10外表面设置。其中，防护框体30可以是一个完整的环形框体，也可以是一个只将电芯10环绕一部分的结构。

例如，请参照图3，当电芯10为长方体电芯10时。电芯10表面包括上表面13、前侧面11和左端面12，与上表面13相对的一面为电芯10的下表面，与前侧面11相对的一面为后侧面，与左端面12相对的一面为右端面。

当防护框体30环绕电芯10一周时，可以将防护框体30设置为口字型。本实施例中，可以将防护框体30沿电芯10的上表面13、前侧面11、下表面以及后侧面设置并将这四个面覆盖，从而使得电芯10嵌设在防护框体30内。也可以将防护框体30沿电芯10上表面13、左端面12、后侧面以及右端面设置并将这四个面覆盖，从而使得电芯10嵌设在防护框体30内。也可以将防护框体30沿电芯10左端面12、前侧面11、右端面以及后侧面设置并将这四个面覆盖，从而使得电芯10嵌设在防护框体30内。

当防护框体30不是沿电芯10一周设置时，可以将防护框体30沿电芯10的上表面13、前侧面11、下表面以及后侧面中任意三个面上设置并将这三个面覆盖，在另一个面上形成一条空隙，从而使得电芯10嵌设在防护框体30内。也可以将防护框体30沿电芯10上表面13、左端面12、后侧面以及右端面中任意三个面上设置并将这三个面覆盖，在另一个面上形成一条空隙，从而使得电芯10嵌设在防护框体30内。也可以将防护框体30沿电芯10左端面12、前侧面11、右端面以及后侧面中任意三个面上设置并将这三个面覆盖，在另一个面上形成一条空隙，从而使得电芯10嵌设在防护框体30内。

本实施例中，至少两片防护板20连接在所述电芯10表面并与所述防护框体30一起形成用于容置所述电芯10的空间。使得电芯10能够被防护板20和防护框体30覆盖。

请参照图4，例如，在上述长方体电芯10中，当防护框体30环绕电芯10一周，防护框体30设置为口字型，且防护框体30沿电芯10左端面12、前侧面11、右端面以及后侧面设置并将这四个面覆盖，从而使得电芯10嵌设在防护框体30内时，可以在上表面13和下表面上分别设置一片防护板20；也可以在上表面13上设置多个防护板20，在下表面上设置一片防护板20；也可以在上表面13上设置多个防护板20，在下表面上同样设置多个防护板20。在电芯10的同一个面上设置多片防护板20时，可以将多片防护板20紧密排列，从而将电芯10的该面覆盖。

本实施例中的防护板20可以是薄钢片，也就是说，防护板20的厚度很小。

本实施例中，防护板20可以通过，但不限于，粘接等连接方式连接在电芯10表面。

将防护板20与电芯10表面连接，使得防护板20可以根据电芯10的状态变化而移动。例如，当电芯10温度过高发生膨胀时，防护板20便可以随着电芯10的表面移动。

可选地，所述防护板20可以与电芯10通过导热粘接材料粘接。所述防护板20为导热性能良好的高强度材料，所述防护板20上可以设置凹槽。

本实施例中，使用导热性能良好且强度高的材料来制作防护板20，使得防护板20在起到防护作用的同时还能够为电芯10散热。在防护板20上设置凹槽，增大了防护板20的表面积，使得防护板20的散热性能更好。

可选地，所述防护框体30为一体成型。

本实施例中，使防护框体30一体成型，使得防护框体30自身的稳定性更好，从而能够更好地起到固定电芯10的作用。此外，还能够简化组装流程和降低制造成本。

本实施例中，防护框体30也可以由多块框条组装而成。

本实施中，至少两片防护板20与防护框体30形成的用于容置所述电芯10的空间可以是非密闭空间，也就是说，防护板20上与防护框体30相邻的边之间可以存在一定的距离。

本实施例中，防护框体30的材料可以是绝缘材料。

请参见图5，可选地，所述防护框体30上设置有限位结构，所述限位结构用于使所述电芯10保持在所述防护框体30与所述防护板20形成的容纳空间中。

例如，所述防护框体30包括宽度相同的首尾依次相接的第一框条31、第二框条32、第三框条33和第四框条34。所述第一框条31的一条侧边向第三框条33方向延伸形成限位结构，第二框条32的一条侧边向第四框条34方向延伸形成限位结构。

本实施例中，电芯10上可以设置极耳14。例如，在上述的长方形电芯10中，可以将极耳14设置在左端面12上。

可选地，所述防护框体30上与所述软包电池的极耳14相对的防护框体30上设置开口36，所述开口36用于将所述极耳14与外部电路连接。

本实施例中，设置开口36来将极耳14与外部电路连接，从而可以使得连接外部电路更方便。

可选地，防护框体30上设置注塑孔35，用于向所述电芯与所述防护框体30之间注入胶料。

本实施例中的注塑孔35，便于在将电芯10嵌入防护框体30后，在电芯10和防护框体30之间添加胶料。由于注塑孔35的设置，使得胶料可以从注塑孔35处转移到其他地方，以使电芯10和防护框体30之间能够填充足够的胶料，使得电芯10和防护框体30之间的连接更加牢固。此外，从注塑孔35注入胶料，使得注入电芯10的胶料都填充在电芯10和防护框体30之间，从而能够节约胶料。

可选地，所述软包电池包括多片层叠设置的叠片，所述软包电池上与所述叠片平行的两个表面上分别覆盖有至少一片所述防护板20，所述防护框体30沿与所述叠片平行的两个表面之间的表面设置。

例如，所述电芯10为所述长方体形电芯10时，电芯10的上表面13、下表面为与电芯10的叠片平行设置的两个表面，那么，所述防护框体30沿所述左端面12、前侧面11、右端面以及后侧面设置，并覆盖住左端面12、前侧面11、右端面以及后侧面，电芯10的上表面13上设置至少一片防护板20以覆盖上表面13，电芯10的下表面上设置至少一片防护板20以覆盖下表面。

本实施例中，由于电芯10包括多层层叠设置的电芯10，当电芯10发生膨胀时，其在叠片层叠方向的形变会比较大，如此，便可以使得防护板20跟随电芯10移动。使得在设置防护板20时，可以将电芯10整体的体积设置得比较小，减小电池模组的体积。

请参见图6、图7以及图8，考虑到软包电池在使用过程中，可能会存在温度过高的情况，本实施例中，可以在所述电芯10的正极或者负极连接PTC电阻。例如，可以在电芯10的正极连接PTC电阻，也可以在电芯10的负极连接PTC电阻，还可以在电芯10的正极连接PTC电阻，又在电芯10的负极连接PTC电阻。

本实施例中，在电芯10极耳14处设置PTC电阻，可以对电芯10形成过流保护。可以使软包电池热失控的风险减小。

可选地，所述PTC电阻设置在电路板40上，所述电路板40与所述电芯10的极耳14焊接连接。

在电路板40上设置PTC电阻和镍片，然后将镍片与电芯10的极耳14电连接，从而使PTC电阻与电芯10的极耳14串联。电路板40上还可以设置用于连接外部电路的极柱。

例如，电芯10上的极耳14分别为第一极耳和第二极耳，在电路板40靠近极耳14的一侧设置第一镍片41、第二镍片42、第一PTC电阻43以及第二PTC电阻44。在电路上与设置第一镍片41相对的一侧设置第一极柱45和第二极柱46。其中，第一极耳、第一镍片41、第一PTC电阻43以及第一极柱45电连接，第二极耳、第二镍片42、第二PTC电阻44以及第二极柱46电连接，第一极耳14与第一镍片41焊接连接，第二极耳14与第二镍片42焊接连接，第一镍片41、第二镍片42、第一PTC电阻43、第二PTC电阻44、第一极柱45和第二极柱46贴合在所述电路板40上。

第一极柱45和第二极柱46的位置均分别对应防护框体30上的开口36。

本申请实施例的软包电池，组装起来更加灵活，可以根据需要将适量的软包电池组合起来，可以更加充分的利用空间。

本申请的另一目的在于提供一种电池模组，所述电池模组包括多个如以上任一项所述的软包电池。可选地，多个所述软包电池层叠设置。

本实施例提供的电池模组具有体积小，重量轻的特点。

综上所述，本申请实施例通过将软包电池的电芯10嵌设在防护框体30内，并在所述电芯10表面设置至少两片防护板20，从而使得所述防护框体30与至少两片防护板20之间形成容纳电芯10的容纳空间。将防护板20设置在电芯10表面并与电芯10表面连接，可以使防护板20与电芯10之间的间隙更小，从而可以使得软包电池整体的体积更小。此外，由于防护板20与防护框体30不需要连接，因此，可以将防护板20与防护框体30的厚度大大降低，从而，可以减轻单个软包电池的体积以及重量。

在本申请所提供的实施例中，应该理解到，所揭露的装置，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。