电池模组、电池包和电池模组的制备方法与流程

本发明涉及电池制造技术领域，尤其是涉及一种电池模组、具有该电池模组的电池包和该电池模组的制备方法。

背景技术：

多数方形铝壳叠片电池为负极片包裹正极片，极片组内负极片比正极片多一片的设计方案。现有技术中，极片组最外层两侧为负极片，带正电的壳体和最外层负极片只间隔有1层到3层隔膜绝缘，在电池的生产过程中，极片组表面易沾染异物，当电池预充时，最外层负极片与壳体之间存在电势差，当电池受外力挤压时，若最外层负极片与壳体之间存在较大粒径的异物，异物将会刺穿隔膜，使得负极片与壳体之间电连接，从而导致热失控，若存在较小粒径的异物，在电池的后期循环使用过程中，极片膨胀，不断压缩最外层负极片与壳体的间隙，也将刺破隔膜，从而导致热失控，存在改进的空间。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种电池模组，通过将最外侧极片设置为正极片，以消除极片与外壳的电势差，消除了极片与外壳产生短路的可能。

根据本发明实施例的电池模组，包括：壳体；多个负极片和多个正极片，多个所述负极片和多个所述正极片分布于所述壳体内，且多个所述负极片和多个所述正极片中位于最外侧的极片为所述正极片；隔膜，所述隔膜用于将所述正极片和所述负极片间隔开，且所述隔膜的至少部分位于所述壳体与最外侧的所述正极片之间。

根据本发明实施例的电池模组，通过将多个负极片与正极片中最外侧的极片设置为正极片，从而与壳体保持零电势状态，同时在正极片与负极片的之间、正极片与壳体之间均设有隔膜，以避免正极片与负极片之间短路，且避免壳体受到冲击变形时与负极片直接碰撞，减小了热失控风险，提高了电池模组的稳定性和安全性。

根据本发明实施例的电池模组，多个所述负极片和多个所述正极片呈多组分布且形成多个极片组，每个所述极片组的所述正极片和所述负极片依次交错分布。

根据本发明实施例的电池模组，所述隔膜为多个，且多个所述隔膜分别与多个所述极片组一一对应，且每个所述隔膜缠绕于对应的所述极片组的所述正极片和所述负极片之间。

根据本发明实施例的电池模组，所述隔膜从所述极片组中位于第一侧的极片依次缠绕至位于第二侧的极片，且适于对所述极片组进行整体缠绕。

根据本发明实施例的电池模组，在多个所述极片组的位于最外侧的所述极片组中，位于最外侧且远离其他所述极片组的极片为所述正极片。

根据本发明实施例的电池模组，多个所述负极片和多个所述正极片呈“z”型分布，且所述隔膜适于对多个所述负极片和多个所述正极片进行依次缠绕。

本发明还提出了一种电池包。

根据本发明实施例的电池包，所述电池包设置有上述任一种实施例所述的电池模组。

本发明又提出了一种电池模组的制备方法。

根据本发明实施例的电池模组的制备方法，所述制备方法包括：s1：将第一个极片叠置于叠片位置，且所述第一个极片为正极片；s2：在所述第一个极片上依次交错叠置n个负极片和n个正极片，且最后一个极片为正极片。

本发明又提出了另一种电池模组的制备方法。

根据本发明实施例的电池模组的制备方法，所述制备方法包括：s1：将n个正极片和n个负极片依次叠置形成第一极片组，且所述第一极片组的第一侧的极片为正极片，所述第一极片组的第二侧的极片为负极片；s2：在位于所述第一极片组的第二侧的位置，将m个正极片和m个负极片依次叠置形成第二极片组，且所述第二极片组靠近所述第一极片组的一侧的极片为负极片，背离所述第一极片组的一侧的极片为所述正极片。

本发明还提出了再一种电池模组的制备方法。

根据本发明实施例的电池模组的制备方法，所述制备方法包括：s1：将n个正极片和n个负极片依次叠置形成第一极片组，且所述第一极片组的第一侧的极片为正极片，所述第一极片组的第二侧的极片为负极片；s2：在位于所述第一极片组的第二侧的位置，将m个正极片和m+1个负极片依次叠置且形成中间极片组，所述中间极片组的两侧的极片均为负极片；s3：重复s2中的步骤，且形成多个所述中间极片组；s4：在位于多个所述中间极片组远离所述第一极片组的位置，将x个正极片和x个负极片依次叠置且形成第二极片组，且所述第二极片组靠近所述中间极片组的一侧的极片为负极片，背离所述中间极片组的一侧的极片为所述正极片。

所述电池包、电池模组的制备方法和上述电池模组相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明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，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是根据本发明实施例的电池模组中采用单极片组方案的结构示意图；

图2是根据本发明实施例的电池模组中极片组的叠片方案示意图；

图3是根据本发明实施例的电池模组中采用双极片组方案的结构示意图；

图4是根据本发明实施例的电池模组中采用多极片组方案的结构示意图。

附图标记：

电池模组100，

壳体1，负极片2，正极片3，隔膜4。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，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，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面参考图1-图4描述根据本发明实施例的电池模组100。

如图1所示，本发明实施例的电池模组100，包括：壳体1、隔膜4、负极片2和正极片3。

需要说明的是，壳体1构造为方形铝壳，电池模组100的极片组适于安装至壳体1内，从而与外界隔开，以形成密封的电池模组100，同时壳体1与盖板正极端子相连导通，以使得壳体1与极片组内的正极片3处于零电势状态下。

多个负极片2和多个正极片3分布于壳体1内，且多个负极片2和多个正极片3中位于最外侧的极片为正极片3。需要说明的是，可将多个负极片2与多个正极片3依次交错设置，从而构造出电池模组100的极片组，通过将极片组最外侧的极片，即极片组中与壳体1的内壁最接近的极片，设为正极片3，以使得极片组与壳体1之间的电势差为零，极片组与壳体1之间不具有电导通的危险，从而避免了电池模组100热失控的情况。

隔膜4用于将正极片3和负极片2间隔开，且隔膜4的至少部分位于壳体1与最外侧的正极片3之间。其中，隔膜4取为绝缘材料，通过在极片组中依次堆叠的正极片3和负极片2之间设有隔膜4，以避免正极片3与负极片2直接接触，避免了极片组内部产生短路的情况，保证了电池模组100的安全性，同时在壳体1与最外侧的正极片3之间设有隔膜4，以在电池循环发热导致极片膨胀时，避免最外侧的正极片3直接与壳体1接触，使正极片3免受直接冲击，进一步提高了电池模组100的安全性。需要说明的是，壳体1与正极片3之间的隔膜4可以取为多层，以提高对正极片3的保护效果。

也就是说，通过本申请中的上述设置，以使极片组的最外侧为正极片3与壳体1的内壁间隔配合，这样，不仅可使得极片组与壳体1之间的电势差为零，且在电池受力挤压时，最外层正极片3与壳体1之间沾染的较大粒径的异物刺穿隔膜4，壳体1也无法与负极片2接触导通，从而有效地避免了电池内出现热失控的问题，提高电池模组100的安全性。

本发明实施例的电池模组100，通过将多个负极片2与正极片3中最外侧的极片设置为正极片3，从而与壳体1保持零电势状态，同时在正极片3与负极片2的之间、正极片3与壳体1之间均设有隔膜4，以避免正极片3与负极片2之间短路，且避免壳体1受到冲击时与负极片2产生直接接触，减小了热失控风险，提高了电池模组100的稳定性和安全性。

在一些实施例中，多个负极片2和多个正极片3呈多组分布且形成多个极片组，每个极片组的正极片3和负极片2依次交错分布。也就是说，可以将多个负极片2与多个正极片3划分为多个极片组，多个极片组依次排列在壳体1内，且多个极片组之间的电势差为零，即将相邻极片组朝向彼此一侧的极片取为负极片2，以保持零电势状态。需要说明的是，当采用不同数量的极片组以组成电池模组100时，极片组中所采用的正极片3与负极片2的排列形式不同，以实现极片组与外界始终保持零电势状态。在具体的执行过程中，如图3所示，壳体1内的极片可以分为两个极片组，又或者如图4所示，壳体1内的极片可以分成至少四个极片组。

在一些实施例中，隔膜4为多个，且多个隔膜4分别与多个极片组一一对应，且每个隔膜4缠绕于对应的极片组的正极片3和负极片2之间。也就是说，隔膜4通过缠绕以将极片组内交错设置的正极片3与负极片2隔开，从而避免正极片3与负极片2直接接触而导致短路，同时，如图2所示，单个极片组采用单个隔膜4，以保证隔膜4对极片组内正极片3与负极片2的隔绝效果，避免出现间隙导致短路热失控，提高了电池模组100的安全性。

在一些实施例中，隔膜4从极片组中位于第一侧的极片依次缠绕至位于第二侧的极片，且适于对极片组进行整体缠绕。也就是说，如图1所示，当隔膜4将单个极片组内的正极片3与负极片2隔开后，隔膜4绕极片组的最外侧进行缠绕，以固定整个极片组，避免极片组受热膨胀后散开，同时将极片组外侧极片与外界隔绝开，以避免产生短路情况。

在一些实施例中，在多个极片组的位于最外侧的极片组中，位于最外侧且远离其他极片组的极片为正极片3。可以理解的是，通过上述设置，以使得多个极片组中最外侧的极片为正极片3，从而与壳体1始终保持零电势状态，以避免产生热失控。其中，如图2所示，左侧极片组的最左侧极片设为正极片3，且右侧极片组的最右侧极片设为正极片3，即最外侧的两个极片组与壳体1内壁距离最近的极片均设为正极片3，以使得两个极片组均与壳体1保持零电势状态。

在一些实施例中，多个负极片2和多个正极片3呈“z”型分布，且隔膜4适于对多个负极片2和多个正极片3进行依次缠绕。也就是说，如图2所示，在隔膜4缠绕时，将多个正极片3与多个负极片2依次放置，以构造出“z”型分布，使得隔膜4易于贴合极片滑动，以将正极片3与负极片2完全隔开，当缠绕完成后，隔膜4收紧，以使得正极片3和负极片2间隔隔膜4平行叠放，从而完成z型叠片。

本发明又提出了一种电池包。

根据本发明实施例的电池包，设置上述任一项的转向管柱的电池模组100。通过将多个负极片2与正极片3中最外侧的极片设置为正极片3，从而与壳体1保持零电势状态，同时在正极片3与负极片2的之间、正极片3与壳体1之间均设有隔膜4，以避免正极片3与负极片2之间短路，且避免壳体1受到冲击时对负极片2产生直接碰撞，减小了热失控风险，提高了电池模组100的稳定性和安全性，从而提高了电池包的安全性和稳定性，提高了客户满意度。

本发明又提出了一种电池模组100的制备方法。

根据本发明实施例的电池模组100的制备方法，制备方法包括：

s1：将第一个极片叠置于叠片位置，且第一个极片为正极片3。

s2：在第一个极片上依次交错叠置n个负极片2和n个正极片3，且最后一个极片为正极片3。

也就是说，当电池模组100采用单极片组形式时，通过将极片组一侧的极片设置为正极片3，并取相同数量的正极片3与负极片2交错设置，以使得另一侧的极片同样设置为正极片3，以使得极片组的两侧均与壳体1保持零电势状态。具体来说，如图1所示，极片组内的极片数量取为五片，采用正负正负正的排列顺序在左右方向上依次分布，即极片组的左侧极片和右侧极片均为正极片3，以将极片组最外侧的极片设置为正极片3，从而与壳体1保持零电势状态。

本发明又提出了另一种电池模组100的制备方法。

根据本发明实施例的电池模组100的制备方法，制备方法包括：

s1：将n个正极片3和n个负极片2依次叠置形成第一极片组，且第一极片组的第一侧的极片为正极片3，第一极片组的第二侧的极片为负极片2；

s2：在位于第一极片组的第二侧的位置，将m个正极片3和m个负极片2依次叠置形成第二极片组，且第二极片组靠近第一极片组的一侧的极片为负极片2，背离第一极片组的一侧的极片为正极片3。

具体来说，如图3所示，当电池模组100采用双极片组模式时，两个极片组在图3中左右方向上依次布置，如第一极片组为位于左侧的极片组，第二极片组为右侧的极片组，其中，第一极片组内的极片数量取为六片，采用正负正负正负的排列顺序，以使得第一极片组左侧的极片设置为正极片3，且第一极片组的右侧的极片取为负极片2，第二极片组设置在第一极片组的右侧且与第一极片组间隔开，第二极片组内的极片数量取为四片，采用负正负正的排列顺序，以使得第二极片组左侧的极片为负极片2，从而使得第一极片组和第二极片组的相邻极片都为负极片2，在电池循环放热导致极片膨胀时，避免相邻极片组接触短路。同时使得第二极片组右侧的极片为正极片3，以使得最外侧的极片均为正极片3，从而保持极片组与壳体1的零电势状态。

本发明又提出了另一种电池模组100的制备方法。

根据本发明实施例的电池模组100的制备方法，制备方法包括：

s1：将n个正极片3和n个负极片2依次叠置形成第一极片组，且第一极片组的第一侧的极片为正极片3，第一极片组的第二侧的极片为负极片2；

s2：在位于第一极片组的第二侧的位置，将m个正极片3和m+1个负极片2依次叠置且形成中间极片组，中间极片组的两侧的极片均为负极片2；

s3：重复s2中的步骤，且形成多个中间极片组；

s4：在位于多个中间极片组远离第一极片组的位置，将x个正极片3和x个负极片2依次叠置且形成第二极片组，且第二极片组靠近中间极片组的一侧的极片为负极片2，背离中间极片组的一侧的极片为正极片3。

具体来说，如图4所示，当电池模组100采用多极片组模式时，多个极片组在图4中左右方向上依次布置，如第一极片组为位于最左侧的极片组，第二极片组为最右侧的极片组，且在第一极片组和第二极片组之间设置有多个中间极片组。第一极片组内的极片数量取为六片，采用正负正负正负的排列顺序，以使得第一极片组左侧的极片设置为正极片3，且第一极片组右侧的极片取为负极片2，第一极片组的右侧设有中间极片组，中间极片组的极片数量取为五片，采用负正负正负的排列顺序，使得中间极片组的左侧极片和右侧极片均为负极片2，以使得相邻极片组之间保持零电势状态，根据电池模组100的需要，可以间隔设有任意个中间极片组，如一组、两组或是多组。

其中，离第一极片组最远的中间极片组的右侧设有第二极片组，第二极片组内的极片数量取为四片，采用负正负正的排列顺序，以使得第二极片组左侧的极片为负极片2，从而使得相邻极片组中朝向彼此的一侧的极片都为负极片2，在电池循环放热导致极片膨胀时，避免相邻极片组接触短路。同时第一极片组最左侧的极片和第二极片组最右侧的极片都为正极片3，使得极片组最外侧与壳体1保持零电势状态，从而大大降低了热失控风险。

需要说明的是，在具体的执行过程中，第一极片组的加工方式为：在完成单极片组的加工程序后，额外向极片组的第二侧增加一层正极片3。动作时机为单极片组本体叠片完成，下料夹手前进到正极定位平台取片位，下料夹手上部打开真空，吸附取走已经定位合格的正极片3。下料夹手上部、下部合紧，下料夹手下部打开真空，上部关闭真空，正极片3转移到下料夹手下部机构上。下料机械手前进到叠片台取料位，叠片台升起，形成位置避空，下料夹手上部、下部合紧，夹住极片组，顺势将料夹手下部机构上的正极片3贴紧在极片组上，完成整个极片组的极片堆叠，继而进行隔膜4收尾、贴胶、下料动作。

其中，第二极片组的加工方式为：在单极片组加工程序的基础上，通过修改叠片程序，取消最后一张负极片2的堆叠，余下的隔膜4收尾、贴胶、下料动作正常进行。

也就是说，通过在单极片组加工过程的基础上得到第一极片组和第二极片组的加工程序，减少了操作人员的工程量，实现了单极片组加工流水线的有效利用，降低了成本。

在本发明的描述中，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”、“顺时针”、“逆时针”、“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发明和简化描述，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发明的限制。

在本发明的描述中，“第一特征”、“第二特征”可以包括一个或者更多个该特征。

在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”或“之下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。

在本发明的描述中，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”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发明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发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明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，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。