电池模组以及使用电池模组作为电源的装置的制作方法

本实用新型涉及电池技术领域，特别是涉及一种电池模组以及使用电池模组作为电源的装置。

背景技术：

随着科学技术的发展，可充放电的二次电池应用的领域越来越广泛，例如二次电池可以用于汽车、电动自行车或无线电动工具等。二次电池包括外壳以及封闭于外壳内的电极组件。多个二次电池容纳在箱体中，然而在二次电池的使用过程中会发现二次电池发生开裂，造成电解液漏出，影响二次电池使用过程的安全性。

技术实现要素：

本实用新型提供一种电池模组以及使用电池模组作为电源的装置，电池模组中的二次电池上的固定部不易与绝缘件发生接触碰撞，从而降低固定部受到冲击力作用而导致固定部发生开裂的可能性。

一方面，本实用新型提出了一种电池模组，其包括：

二次电池，二次电池包括壳体和顶盖，顶盖连接于壳体，并在连接处形成固定部；绝缘件，绝缘件设置于二次电池的端部，端部与绝缘件之间具有空腔，至少部分固定部与空腔对应设置，空腔用于避让固定部。

根据本实用新型的一个方面，绝缘件或二次电池包括凹部，凹部与固定部对应设置，凹部形成空腔。

根据本实用新型的一个方面，绝缘件还包括容纳部，二次电池的端部插接于容纳部以被绝缘件限位，凹部与容纳部连通。

根据本实用新型的一个方面，凹部设置于绝缘件，容纳部具有与端部的端面相对设置的底壁，凹部位于底壁；

和/或，

容纳部具有与端部的周向相对设置的侧壁，凹部位于侧壁。

根据本实用新型的一个方面，凹部设置于二次电池，凹部设置于二次电池的端面和/或二次电池的周向表面，固定部与凹部对应设置。

根据本实用新型的一个方面，电池模组还包括缓冲部件，至少部分缓冲部件位于空腔内并且隔离固定部和绝缘件。

根据本实用新型的一个方面，缓冲部件覆盖固定部。

根据本实用新型的一个方面，在端部的径向上，容纳部与端部具有间隙，缓冲部件的一部分位于间隙内，以限制端部径向移动。

根据本实用新型的一个方面，固定部为顶盖和壳体连接形成的焊缝。

根据本实用新型的电池模组包括二次电池以及绝缘件。二次电池的顶盖和壳体连接处形成固定部。绝缘件设置于二次电池的端部。二次电池的端部和绝缘件之间具有空腔。在电池模组发生跌落或冲击振动情况时，二次电池与绝缘件发生相对运动。由于空腔能够避让固定部，因此二次电池与绝缘件发生相对运动时，二次电池上的固定部不易与绝缘件发生接触碰撞，从而降低固定部上与空腔相对应的部分与绝缘件发生接触碰撞的可能性，以此降低固定部受到来自外部的碰撞冲击力而导致固定部发生开裂的可能性，提高电池模组的使用安全性。

另一个方面，根据本实用新型提供一种使用电池模组作为电源的装置，其包括如上述的电池模组，电池模组用于提供电能。

附图说明

下面将通过参考附图来描述本实用新型示例性实施例的特征、优点和技术效果。

图1是本实用新型公开的一种电池模组的结构示意图；

图2是本实用新型公开的一种电池模组的分解结构示意图；

图3是本实用新型一实施例沿图1中沿a-a位置的剖视结构示意图；

图4是本实用新型一实施例公开的一种二次电池的局部结构示意图；

图5是图3中b处放大图；

图6是本实用新型一实施例公开的电池模组的局部剖视结构示意图；

图7是本实用新型另一实施例公开的一种二次电池的局部结构示意图；

图8是本实用新型另一实施例公开的电池模组的局部剖视结构示意图；

图9是本实用新型又一实施例公开的电池模组的局部剖视结构示意图；

图10是本实用新型又一实施例公开的电池模组的局部剖视结构示意图；

图11是本实用新型再一实施例公开的电池模组的局部剖视结构示意图。

在附图中，附图未必按照实际的比例绘制。

标记说明：

10、电池模组；

20、箱体；

30、二次电池；30a、端部；30b；固定部；31、壳体；32、顶盖；33、电极组件；34、电极端子；

40、绝缘件；41、容纳部；411、侧壁；412、底壁；

50、上盖体；

60、下盖体；

70、缓冲部件；

99、空腔；

100、凹部；

x、轴向。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本实用新型的原理，但不能用来限制本实用新型的范围，即本实用新型不限于所描述的实施例。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，除非另有说明，“多个”的含义是两个以上；术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，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实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本实用新型的具体结构进行限定。在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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，可视具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

在解决现有技术中，二次电池存在电解液泄漏问题时，申请人对二次电池的固定及箱体整体强度上进行优化。但使用一段时间后，仍会发生电解液泄漏问题。因此，申请人对二次电池的各个结构进行研究分析，发现设计过程中为了便于电极组件顺利安装到外壳内，通常外壳会采用拼接结构。在将电极组件安装到预定位置后，将外壳所包括的各个零部件拼接连接以封装电极组件。各个零部件拼接后会形成固定部。为了保证二次电池整体的安全，通常会使用绝缘件将二次电池进行隔离。最终，申请人发现二次电池的外壳所包括的各个零部件在拼接位置存在开裂的情况，从而外壳内的电解液从开裂处泄漏到外壳的外部，从而导致二次电池存在电化学性能和安全性能较差的问题。申请人对二次电池的外壳存在开裂的问题进一步进行研究分析，发现外壳发生开裂并不是由外壳自身加工工艺以及拼接方式导致，而是由于二次电池在使用过程中，会遇到跌落、振动等冲击而导致自身位置发生移动的情况，因此导致各个零部件的拼接位置与相邻的绝缘件之间发生接触碰撞，从而使得各个零部件的拼接位置受到冲击力作用而发生开裂。

为了更好地理解本实用新型，下面结合图1至图11对本实用新型进行描述。

本实用新型公开了一种使用电池模组作为电源的装置。该装置可以但不仅限于为车辆、船舶、飞行器或电动工具等。本实用新型的一个实施例提供一种车辆，其包括车辆主体和电池模组10。电池模组10设置于车辆主体。其中，车辆可以是纯电动汽车，也可以是混合动力汽车或增程式汽车。车辆主体设置有与电池模组10电连接的驱动电机。电池模组10向驱动电机提供电能。驱动电机通过传动机构与车辆主体上的车轮连接，从而驱动汽车行进。可选地，电池模组10可水平设置于车辆主体的底部。

参见图1和图2所示，本实用新型公开了一种电池模组10，电池模组10包括箱体20、二次电池30、绝缘件40、上盖体50以及下盖体60。箱体20呈筒状结构，具有相对的两个开口。二次电池30可以通过其中一个开口装入箱体20内。上盖体50和下盖体60分别设置于箱体20相对设置的两端并且封闭相对应的开口。绝缘件40设置在上盖体50和二次电池30之间，和/或绝缘件40设置在下盖体60和二次电池30之间。优选地，绝缘件40设置在上盖体50和二次电池30之间以及下盖体60和二次电池30之间。两个绝缘件40在二次电池30的轴向x上间隔设置。两个绝缘件40分别与二次电池30的两个端部30a对应设置并且能够通过端部30a沿轴向x压紧二次电池30，从而限制二次电池30在轴向x上发生位置移动。绝缘件40能够绝缘隔离二次电池30和其它邻近的结构件，例如汇流部件、电路板或线束等，提高二次电池30的使用安全性。在一个示例中，绝缘件40为一体注塑成型结构。参见图2所示，箱体20为方形结构或其他形状。箱体20可以由例如铝、铝合金或塑料等材料制造。

二次电池30包括壳体31、设置于壳体31内的电极组件33、与壳体31密封连接的顶盖32以及设置于顶盖32上的电极端子34。参见图2所示，箱体20内设置的二次电池30的数量可以是多个。多个二次电池30之间可以通过汇流部件相互串联或并联。汇流部件与电极端子34电连接。

本实用新型的壳体31为圆柱形结构。可以理解地，壳体31也可以为方形或其他形状。壳体31具有容纳电极组件33和电解液的内部空间以及与内部空间相连通的开口。壳体31可以由例如铝、铝合金或塑料等材料制造。

本实用新型公开的电极组件33可通过将第一极片、第二极片以及位于第一极片和第二极片之间的隔膜一同堆叠或卷绕而形成主体部，其中，隔膜是介于第一极片和第二极片之间的绝缘体。主体部具有相对的两个端面。在本实用新型中，示例性地以第一极片为正极片，第二极片为负极片进行说明。正极片活性物质被涂覆在正极片的涂覆区上，而负极片活性物质被涂覆到负极片的涂覆区上。由主体部的涂覆区延伸出的多个未涂覆区层叠作为极耳。电极组件33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，而负极耳从负极片的涂覆区延伸出。本实用新型中，主体部相对的两个端面上各自延伸出一个极耳。相同极性的极耳和电极端子34相连接。

本实用新型公开的顶盖32具有沿二次电池30的轴向x相对的外表面和内表面以及电极引出孔。顶盖32为板状结构。顶盖32可以盖闭壳体31的开口并与壳体31密封连接。电极端子34设置于顶盖32并与电极引出孔相对应设置。电极端子34的一部分露出于顶盖32的外表面，并用于与汇流部件焊接。壳体31呈筒状结构，并且具有两个开口。顶盖32的数量为两个。两个顶盖32分别设置于壳体31的两个端部30a以盖闭相对应的开口。两个极性相反的电极端子34分别设置于相对应的顶盖32上。绝缘件40的数量为两个。一个绝缘件40设置于上盖体50与二次电池30之间，另一个绝缘件40设置于下盖体60与二次电池30之间。

参见图2至图5所示，顶盖32和壳体31相互拼接形成二次电池30的外壳。在顶盖32和壳体31彼此连接固定后，在两者连接处形成固定部30b。固定部30b位于二次电池30的端部30a。在电池模组10完成组装工作后，二次电池30的端部30a和绝缘件40之间具有空腔99。

在一个示例中，整个固定部30b与空腔99对应设置。该空腔99为避让空间，从而能够避让固定部30b。在电池模组10自身受到外力冲击作用时，二次电池30与绝缘件40之间会存在相对运动的情况。由于二次电池30的端部30a和绝缘件40之间设置有空腔99，因此空腔99能够吸收固定部30b和绝缘件40之间所产生的相对位移量，从而二次电池30和绝缘件40彼此发生相对移动时，固定部30b不易与绝缘件40发生接触，有效降低固定部30b与绝缘件40发生接触碰撞的可能性，进而降低固定部30b受到来自绝缘件40的碰撞冲击力而导致固定部30b发生开裂的可能性。在另一个示例中，固定部30b的一部分与空腔99对应设置。在二次电池30与绝缘件40之间发生相对运动时，固定部30b上与空腔99相对应的部分不易与绝缘件40发生接触，从而能够降低固定部30b上与空腔99相对应的部分与绝缘件40发生接触碰撞的可能性，缩小固定部30b与绝缘件40发生接触碰撞的区域，以此也能够降低固定部30b整体受到来自绝缘件40的碰撞冲击力而导致固定部30b发生开裂的可能性。

在一个示例中，二次电池30为圆柱形电池。顶盖32的最大直径与壳体31的开口的直径相同或顶盖32的最大直径小于壳体31的开口的直径。顶盖32可以通过开口插入壳体31。在一个示例中，两者可以通过焊接的方式连接。固定部30b为顶盖32和壳体31焊接后形成的焊缝。该焊缝位于二次电池30的端面上并且呈环形。

在一个示例中，参见图2和图5所示，绝缘件40还包括容纳部41。二次电池30的端部30a插接于容纳部41以被绝缘件40限位。容纳部41具有侧壁411和底壁412。底壁412与壳体31的端面在轴向x上相对应设置。侧壁411环绕二次电池30的端部30a设置，从而侧壁411能够将相邻两个端部30a隔离开。凹部100设置于容纳部41的底壁412。绝缘件40上具有用于引出电极端子34的引出孔。二次电池30的电极端子34可以从引出孔穿出再与汇流部件电连接。凹部100环绕该引出孔设置。可以理解地，凹部100的一部分也可以延伸至侧壁411。

顶盖32的外表面与壳体31的端面相齐平，而顶盖32的边缘与壳体31的端面之间焊接以形成焊缝。焊缝朝向绝缘件40隆起的表面凸出顶盖32的外表面。绝缘件40上设置有凹部100。凹部100呈环形并且与焊缝对应设置。凹部100形成上述实施例的空腔99。绝缘件40上被凹部100环绕的部分可以抵顶于顶盖32的外表面，从而在二次电池30的轴向x上对二次电池30形成限位，降低二次电池30在轴向x上发生窜动的情况。沿二次电池30的径向，凹部100的开口尺寸大于焊缝的尺寸，从而整个焊缝与凹部100对应设置。二次电池30的径向与轴向x相垂直。在电池模组10发生跌落或冲击振动情况时，在二次电池30的轴向x上，二次电池30和绝缘件40之间会存在相对运动的情况。由于绝缘件40上设置用于避让焊缝的凹部100，因此二次电池30的焊缝不易与绝缘件40发生接触，从而该焊缝自身不易受到沿轴向x的冲击力作用，以此降低焊缝发生开裂的可能性。

可以理解地，焊缝的一部分与凹部100对应设置，另一部分位于凹部100以外。在二次电池30的轴向x上，二次电池30和绝缘件40之间会存在相对运动的情况时，焊缝只有位于凹部100以外的部分会与绝缘件40接触并且受到沿轴向x的冲击力作用，从而由于焊缝不是整体受到冲击力，因此也能够降低焊缝发生开裂的可能性。

在其它一些示例中，绝缘件40可以为板状结构。二次电池30设置于绝缘件40的一侧。绝缘件40会在轴向x上对二次电池30形成限位，而在二次电池30的径向上不会对二次电池30的端部30a形成限位。凹部100设置于绝缘件40朝向二次电池30的表面上。

在一个实施例中，参见图2和图6所示，二次电池30的端部30a上设置凹部100。凹部100设置于该端部30a的端面上并且与焊缝对应设置。凹部100形成上述实施例的空腔99。绝缘件40的一部分可以抵顶于顶盖32上位于焊缝内部的表面上，从而在二次电池30的轴向x上对二次电池30形成限位，降低二次电池30在轴向x上发生窜动的情况。在电池模组10发生跌落或冲击振动情况时，在二次电池30的轴向x上，二次电池30和绝缘件40之间会存在相对运动的情况。由于二次电池30的端部30a上设置用于避让焊缝的凹部100，因此二次电池30的焊缝不易与绝缘件40发生接触碰撞，从而该焊缝自身不易受到沿轴向x的冲击力作用，以此降低焊缝发生开裂的可能性。

可选地，顶盖32的外表面低于壳体31的开口边缘，从而顶盖32位于壳体31内。顶盖32和壳体31的一部分共同形成凹部100，而顶盖32的边缘与壳体31的内壁焊接连接以形成焊缝。

在另一个实施例中，参见图7所示，二次电池30为圆柱形电池。顶盖32的最大直径大于壳体31的开口的直径，从而顶盖32的一部分搭接于壳体31的端面。在一个示例中，两者可以通过焊接的方式连接。本实施例中，固定部30b为顶盖32和壳体31焊接后形成的焊缝。该焊缝位于二次电池30的端部30a的周向表面上并且呈环形。

在一个示例中，参见图2和图8所示，顶盖32的外周表面与壳体31的外周表面相齐平，而顶盖32与壳体31在拼接区域焊接以形成焊缝。绝缘件40还包括容纳部41。容纳部41具有底壁412和侧壁411。二次电池30的端部30a插接于容纳部41以被绝缘件40限位。底壁412与壳体31的端面在轴向x上相对应设置，从而能够在轴向x上对二次电池30形成限位。侧壁411环绕二次电池30的端部30a设置，从而能够将相邻两个二次电池30的端部30a绝缘隔离，也可以对二次电池30的端部30a形成限位。绝缘件40上具有用于引出电极端子34的引出孔。二次电池30的电极端子34可以从引出孔穿出再与汇流部件电连接。

绝缘件40上设置有与容纳部41相连通的凹部100。凹部100设置于容纳部41的侧壁411上。凹部100形成上述实施例的空腔99。沿二次电池30的径向，凹部100与焊缝对应设置。容纳部41的底壁412抵顶于顶盖32的外表面，从而在二次电池30的轴向x上对二次电池30形成限位，降低二次电池30在轴向x上发生窜动的情况。沿二次电池30的轴向x，凹部100的开口尺寸大于焊缝的尺寸，从而整个焊缝与凹部100对应设置。在电池模组10发生跌落或冲击振动情况时，在二次电池30的轴向x和/或径向上，二次电池30和绝缘件40之间会存在相对运动的情况。由于绝缘件40上设置用于避让焊缝的凹部100，因此二次电池30的焊缝不易与绝缘件40发生接触，从而该焊缝自身不易受到沿轴向x和/或径向的冲击力作用，以此降低焊缝发生开裂的可能性。

可以理解地，焊缝的一部分与凹部100对应设置，另一部分位于凹部100以外。在二次电池30的轴向x上，二次电池30和绝缘件40之间会存在相对运动的情况时，焊缝只有位于凹部100以外的部分受到沿轴向x和/或径向的冲击力作用，从而由于焊缝不是整体受到冲击力，因此也能够降低焊缝发生开裂的可能性。

在另一个实施例中，参见图2和图9所示，二次电池30的端部30a上设置凹部100。凹部100设置于二次电池30的周向并且与焊缝对应设置。凹部100形成上述实施例的空腔99。可选地，凹部100为环形。在电池模组10发生跌落或冲击振动情况时，在二次电池30的轴向x和/或径向上，二次电池30和绝缘件40之间会存在相对运动的情况。由于二次电池30的端部30a上设置用于避让焊缝的凹部100，因此二次电池30的焊缝不易与绝缘件40发生接触，从而该焊缝自身不易受到沿轴向x和/或径向的冲击力作用，以此降低焊缝发生开裂的可能性。可选地，在对应焊缝的区域，对顶盖32和/或壳体31采用辊压的方式形成凹部100。

参见图9所示，沿二次电池30的径向，顶盖32的外周面可以与壳体31的外周表面平齐，在两者的连接位置形成凹部100，可选地，沿二次电池30的径向，顶盖32的外周表面不用于与壳体31焊接的区域可以超过壳体31的外周表面，从而顶盖32与壳体31靠近顶盖32的部分形成凹部100，而壳体31的边缘与顶盖32之间焊接连接以形成焊缝。

在又一个实施例中，参见图2和图10所示，本实用新型实施例的电池模组10还包括缓冲部件70。至少部分的缓冲部件70位于空腔99内并且隔离固定部30b和绝缘件40。在二次电池30与绝缘件40彼此发生相对运动时，固定部30b和绝缘件40能够共同挤压缓冲部件70。设置的缓冲部件70能够缓冲吸收冲击力，从而有利于减小固定部30b所受到的冲击力，降低固定部30b因受冲击力作用而发生开裂的可能性。可选地，缓冲部件70为柔性结构。缓冲部件70的材料可以是泡棉、橡胶或硅胶等。或者，通过涂覆粘接胶并且使粘接胶固化后形成缓冲部件70。可选地，缓冲部件70为环形结构。在组装过程中，预先在二次电池30的端部30a的预定位置设置缓冲部件70，然后再将绝缘件40与二次电池30组装。

在一个示例中，缓冲部件70覆盖固定部30b，从而能够对整个固定部30b形成防护。在一个示例中，固定部30b为顶盖32和壳体31焊接形成的焊缝。缓冲部件70覆盖整个焊缝后，缓冲部件70也可以阻挡焊缝处残留或脱落的金属碎屑散落到电池模组10内部的其它区域，从而能够提高电池模组10的使用安全性。

在一个示例中，绝缘件40包括具有底壁412和侧壁411的容纳部41以及设置于底壁412上的凹部100。凹部100形成上述实施例的空腔99。二次电池30的端面上设置固定部30b。在二次电池30的径向上，二次电池30的端部30a和容纳部41的侧壁411之间具有间隙。缓冲部件70的一部分容纳于凹部100内，另一部分位于间隙内。缓冲部件70容纳于凹部100内的部分覆盖固定部30b。缓冲部件70位于间隙内的部分能够限制二次电池30的端部30a径向移动。

在再一个实施例中，参见图2和图11所示，绝缘件40包括具有底壁412和侧壁411的容纳部41以及设置于侧壁411上的凹部100。二次电池30的周向表面上设置固定部30b。缓冲部件70容纳于凹部100内的部分覆盖固定部30b，从而一方面，缓冲部件70能够限制二次电池30的端部30a径向移动；另一方面，缓冲部件70可以对整个固定部30b起到防护作用，降低固定部30b受到冲击力作用而发生开裂的可能性。

本实用新型公开的电池模组10包括箱体20、二次电池30、上盖体50、下盖体60以及绝缘件40。二次电池30的顶盖32和壳体31连接处形成固定部30b。绝缘件40设置于二次电池30的端部30a。二次电池30的端部30a和绝缘件40之间具有空腔99。至少部分固定部30b与空腔99对应设置。在电池模组10发生跌落或冲击振动情况时，二次电池30与绝缘件40发生相对运动。由于空腔99能够避让固定部30b，因此二次电池30与绝缘件40发生相对运动时，二次电池30上的固定部30b不易与绝缘件40发生接触碰撞，从而降低固定部30b上与空腔99相对应的部分与绝缘件40发生接触碰撞的可能性，以此降低固定部30b受到来自外部的碰撞冲击力而导致固定部30b发生开裂的可能性，提高电池模组10的使用安全性。

虽然已经参考优选实施例对本实用新型进行了描述，但在不脱离本实用新型的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件，尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本实用新型并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。