电池模组及电池包的制作方法

本申请涉及储能元件领域，尤其涉及一种电池模组，还涉及一种电池包。

背景技术：

电池模组通常包括多个电池单元，每个电池单元均包括电极组件和壳体，电极组件容置在壳体中，随着充放电过程，电池单元会发生膨胀而向外鼓起。另外，由于壳体内部充放电会产生一定量的气体，这些气体也会引起电池单元的膨胀。

因此，有必要对电池模组进行改进以克服上述技术问题。

技术实现要素：

本申请提供了一种电池模组及电池包，以解决现有技术中的问题，减少电池模组的膨胀。

本申请的第一方面提供了一种电池模组，包括束缚件以及沿水平方向排列的多个电池单元组件，所述电池单元组件包括沿竖直方向堆叠的上层电池单元和下层电池单元；

所述上层电池单元和所述下层电池单元之间相互对接且形成对接处；

所述束缚件沿所述竖直方向延伸且覆盖所述对接处，所述束缚件位于相邻两个所述电池单元组件之间，所述束缚件与所述电池单元组件固定。

优选地，所述上层电池单元和所述下层电池单元均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，两个所述扁平面沿所述竖直方向相互面对；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。

优选地，所述电池壳体包括两个第一表面和两个第二表面，所述第一表面的面积大于所述第二表面的面积；

所述两个第二表面沿所述水平方向相互面对，所述两个第一表面沿所述竖直方向相互面对。

优选地，所述上层电池单元的一个所述第二表面和所述下层电池单元的一个所述第二表面分别通过胶粘剂粘接固定于所述束缚件的一个侧面。

优选地，所述束缚件的两个侧面分别与相邻两个所述电池单元组件固定。

优选地，所述胶粘剂为结构胶。

优选地，所述束缚件将所述上层电池单元的一个所述第二表面和所述下层电池单元的一个所述第二表面完全覆盖。

优选地，所述束缚件为金属板。

优选地，所述电池模组还包括一对端板，所述端板分别与位于水平方向的两端的电池单元组件粘接固定。

本申请的第二方面还提供一种电池包，包括下箱体和上箱盖，所述下箱体和所述上箱盖连接且形成容置腔，所述电池包还包括前述的电池模组，所述电池模组容纳于所述容置腔中。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请所提供的电池模组及电池包中，电池模组包括束缚件以及沿水平方向排列的多个电池单元组件，电池单元组件包括沿竖直方向堆叠的上层电池单元和下层电池单元，上层电池单元和下层电池单元之间相互对接且形成对接处。通过设置束缚件沿竖直方向延伸覆盖在上述对接处，束缚件与电池单元组件固定，限制了上层电池单元和下层电池单元在对接处位置的膨胀，与现有技术相比，提高了电池的产品质量。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。

附图说明

图1为本申请实施例所提供的电池包的结构爆炸图；

图2为本申请实施例所提供的电池包中电池单元的结构爆炸图；

图3a为电池单元内部卷绕式结构的电极组件的结构剖视图；

图3b为电池单元内部卷绕式结构的电极组件的外形轮廓示意图；

图4为电池单元内部叠片式结构的电极组件的结构示意图；

图5为本申请实施例所提供的电池模组的爆炸图；

图6为本申请实施例所提供的电池模组的结构示意图；

图7为本申请实施例所提供的电池模组的效果比对图。

附图标记：

1-电池模组；

11-电池单元；

111-电池壳体；

111a-开口；

111b-第一表面；

111c-第二表面；

112-电极端子；

113-电极组件；

113a-第一极片；

113b-第二极片；

113c-隔膜；

113d-扁平面；

113e-窄面；

114-极耳；

115-转接片；

116-盖板；

117-上层电池单元；

118-下层电池单元；

119-对接处；

11a-电池单元组件；

12-束缚件；

13-引出端子；

14-汇流条；

15-端板；

16-扎带；

2-下箱体；

3-上箱盖；

4-容置腔。

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。

具体实施方式

下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。

在本申请的描述中，所有附图中箭头A所指方向为长度方向，箭头B所指方向为宽度方向，箭头C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。

如图1所示，本申请实施例提供的电池包包括电池模组1、下箱体2和上箱盖3，其中，下箱体2和上箱盖3连接且形成容置腔4，多个电池模组1位于容置腔4内。其中，多个电池模组1可以沿电池包的长度方向并排设置，多个电池模组1也可以沿电池包的宽度方向并排设置。电池模组1具有多个电池单元11，并且电池模组1中的多个电池单元11可通过扎带16(扎带见图5所示)包围在一起。

如图2所示，电池单元11包括电池壳体111和电极组件113，电池壳体111可由铝、铝合金或镀镍钢等金属材料制成，电池壳体111可具有长方体形状或其他形状，本实施例中，电池壳体111为长方体状。电池壳体111具有开口111a，电极组件113容纳于电池壳体111内。电池壳体111的开口111a上覆盖有盖板116。盖板116上设置有两个电极端子112，两个电极端子112分别为第一电极端子和第二电极端子。其中，第一电极端子可以为正电极端子，第二电极端子为负电极端子。在其他的实施例中，第一电极端子还可以为负电极端子，而第二电极端子为正电极端子。盖板116可以由铝、铝合金等金属材料制成，盖板116的尺寸与电池壳体111的开口111a的尺寸相适配。电极端子112可通过焊接或通过铆钉等方式固定于盖板116上。在盖板116与电极组件113之间设置有转接片115，电极组件113的极耳114通过转接片115与盖板116上的电极端子112电连接。本实施例中，转接片115有两个，即分别为正极转接片和负极转接片。

图2中，电池壳体111内设置有两个电极组件113，两个电极组件113沿竖直方向(箭头C所指的方向)堆叠。当然，在其他实施例中，在电池壳体111内也可设置有一个电极组件113，或者在电池壳体111内设置有三个以上的电极组件113。多个电极组件113沿竖直方向(箭头C所指的方向)堆叠。

如图3a和图3b所示，电极组件113包括第一极片113a、第二极片113b以及设置于第一极片113a和第二极片113b之间的隔膜113c。其中，第一极片113a可以为正极片，第二极片113b为负极片。在其他的实施例中，第一极片113a还可以为负极片，而第二极片113b为正极片。其中，隔膜113c是介于第一极片113a和第二极片113b之间的绝缘体。正极片的活性物质可被涂覆在正极片的涂覆区上，负极片的活性物质可被涂覆到负极片的涂覆区上。由正极片的涂覆区延伸出的未涂覆区则作为正极极耳；由负极片的涂覆区延伸出的未涂覆区则作为负极极耳。正极极耳通过正极转接片电连接于盖板116上的正电极端子，负极极耳通过负极转接片电连接于盖板116上的负电极端子。

如图3a所示，一种实现方式是，电极组件113为卷绕式结构。其中，第一极片113a、隔膜113c以及第二极片113b均为带状结构，将第一极片113a、隔膜113c以及第二极片113b依次层叠并卷绕两圈以上形成电极组件113，电极组件113整体呈扁平状。在电极组件113制作时，电极组件113可先卷绕成中空的圆柱形结构，卷绕之后再压平为扁平状。图3b为电极组件113的外形轮廓示意图，电极组件113的外表面包括两个扁平面113d，两个扁平面113d沿竖直方向(箭头C所指的方向)相互面对。其中，电池壳体111大致为长方体状，扁平面113d大致平行于电池壳体111的面积最大的外表面。扁平面113d可以是相对平整的表面，并不要求是纯平面。两个扁平面113d是相对电极组件113两侧的窄面113e而言的，并且扁平面113d的面积大于电极组件113的窄面113e。

如图4所示，另一种实现方式是，电极组件113还可以为叠片式结构，即电极组件113中具有多个第一极片113a以及多个第二极片113b，隔膜113c设置在第一极片113a和第二极片113b之间。第一极片113a、隔膜113c、第二极片113b依次层叠设置。其中，第一极片113a、隔膜113c和第二极片113b沿竖直方向层叠(箭头C所指的方向)。

由于电极组件113在充放电过程中不可避免的会沿极片的厚度方向发生膨胀(在卷绕式结构的电极组件113中，沿垂直于扁平面113d的方向膨胀力最大；在叠片式结构的电极组件113中，沿第一极片113a和第二极片113b的堆叠方向膨胀力最大)，因此会导致电池单元11的电池壳体111在竖直方向发生膨胀，本申请实施例提供的电池模组1中，设置束缚件12来对上述膨胀变形进行限制。

如图5和图6所示，本申请实施例提供的电池模组1包括束缚件12以及沿水平方向排列的多个电池单元组件11a，电池单元组件11a包括沿竖直方向堆叠的上层电池单元117和下层电池单元118。在一个电池单元组件11a中，位于上方的电池单元11为上层电池单元117，位于下方的电池单元11为下层电池单元118。各电池单元11通过汇流条14串联或并联，再通过引出端子13引出至外部。

上层电池单元117和下层电池单元118之间相互对接且形成对接处119。束缚件12沿竖直方向延伸且覆盖上述对接处119，束缚件12位于相邻两个电池单元组件11a之间，束缚件12与电池单元组件11a固定。

当电池单元11沿竖直方向上膨胀时，由于束缚件12的作用，上层电池单元117被下层电池单元118和束缚件12共同限制，而下层电池单元118被上层电池单元117和束缚件12共同限制，所以在对接处119的位置处电池单元11不会发生大的膨胀变形，参照图6所示，在对接处119的位置，上层电池单元117和下层电池单元118均没有发生大的膨胀变形。

而如图7所示，可以看出，如果没有设置束缚件12，那么在上层电池单元117和下层电池单元118的对接处119，则会发生严重的膨胀变形。

优选地，如图2至图4所示，电池单元11的电池壳体111大致为长方体结构，电池壳体111包括两个第一表面111b和两个第二表面111c。每个电池单元11中的两个第二表面111c沿水平方向(例如，箭头A所指的长度方向)相互面对，每个电池单元11中的两个第一表面111b沿竖直方向(箭头C所指的方向)相互面对。其中，第一表面111b和第二表面111c之间可通过直角过渡，同样地，第一表面111b和第二表面111c之间也可通过圆弧曲面或多次折弯的曲面过渡。优选地，第一表面111b的面积大于第二表面111c的面积。

由于电池单元11在充放电过程中还会在电池壳体111内部产生气体，产生的气体会对电池壳体111施加作用力，从而加剧电池壳体111向外膨胀。由于本实施例的第一表面111b的面积大于第二表面111c的面积，并且电池单元11中的两个第一表面111b沿竖直方向相互面对，因此产生的气体对电池壳体111施加最大作用力的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组1的沿水平方向的膨胀力。

优选地，上层电池单元117的一个第二表面111c和下层电池单元118的一个第二表面111c分别通过胶粘剂粘接固定于束缚件12的一个侧面。由此，通过一个束缚件12同时将上层电池单元117和下层电池单元118固定束缚。

优选地，束缚件12的两个侧面分别与相邻两个电池单元组件11a固定，上述胶粘剂可以是结构胶，束缚件12通过结构胶与电池单元组件11a固定连接。通过设置结构胶来实现固定，对电池单元11膨胀变形的限制力更大，进一步保证了防膨胀变形效果。

优选的是，束缚件12的两个侧面分别与相邻两个电池单元组件11a固定，这样能使得两侧的电池单元11受到的限制力均衡，防膨胀变形量更加均匀。

本申请中，一个电池单元组件11a包括两层电池单元11，在其他的实施例中，一个电池单元组件11a也可以包括三层或更多层的电池单元11。当电池单元11为三层或更多层时，束缚件12可以是一个整体件将多层电池单元11覆盖固定，也可以是多个分体结构，多个分体结构将相邻两层电池单元11的对接处119覆盖。束缚件12可以仅仅覆盖在上述对接处119的位置，优选的是，本实施例中，束缚件12将电池单元组件11a之间相对的面完全覆盖，即束缚件12将上层电池单元117的一个第二表面111c和下层电池单元118的一个第二表面111c完全覆盖。当束缚件12将上层电池单元117和下层电池单元118的侧面完全覆盖时，由于束缚件12与电池单元11之间的结合面积更大，束缚件12抗拉扯的作用力更大，防膨胀变形效果更好。

束缚件12可以是金属板，其厚度满足设定的强度即可，即在电池模组1充放电过程中，电池单元11发生膨胀的力不会将金属板拉断。优选的是，束缚件12为铝板，在满足强度需求的同时，还能保证电池模组1的轻量化。

为了与电池单元11的形状和结构匹配，本实施例中，束缚件12为矩形板。这样，在将电池模组1装入下箱体2与上箱盖3之间的容置腔时，束缚件12不会与下箱体2和上箱盖3之间发生干涉。

进一步地，为了避免电池模组1在水平方向的膨胀，本申请实施例提供的电池模组1还包括一对端板15，分别固定在多个电池单元11的水平方向的两端。端板15分别与位于水平方向的两端的电池单元组件11a粘接固定，由此进一步限制电池模组1在水平方向的膨胀，扎带16缠绕在端板15的外侧，将端板15与电池模组1固定。

以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。