电池、电池组及电池制造方法与流程

1.本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池、电池组及电池制造方法。


背景技术：

2.相关技术中的电池包括电芯和壳体组件，在完成电芯的装配后，需要实现壳体组件的装配，即实现电池壳体和盖板的装配，由于电池壳体和盖板本身的结构限制，二者焊接难度较大。


技术实现要素：

3.本发明提供一种电池、电池组及电池制造方法，以改善电池结构。
4.根据本发明的第一个方面，提供了一种电池制造方法，包括：
5.提供第一壳体，第一壳体包括中间部和第一法兰边，中间部为平板；或，中间部包括顶壁和第一侧壁，第一侧壁从顶壁向下延伸，第一侧壁围成一个具有开口的第一容纳腔；
6.提供第二壳体，第二壳体包括底壁和第二侧壁，第二侧壁从底壁向上延伸，第二侧壁围成一个具有开口的第二容纳腔，第二侧壁从第二容纳腔的开口处向外延伸形成第二法兰边，第一容纳腔的深度小于第二容纳腔的深度，中间部覆盖第二容纳腔的开口；
7.将焊接头置于第一壳体背离第二壳体的一侧，焊接第一法兰边和第二法兰边。
8.本发明实施例的电池制造方法通过使得第一壳体的第一容纳腔的深度小于第二壳体的第二容纳腔的深度，且在焊接第一法兰边和第二法兰边时，能够使得焊接头位于第一壳体背离第二壳体的一侧，即具有较浅深度的第一壳体能够给焊接头让出一定的放置空间，从而使得焊接头在焊接第一法兰边和第二法兰边时尽可能靠近第一壳体，因此在第一法兰边和第二法兰边上形成的焊缝也能够远离第一法兰边和第二法兰边的周向外边缘，以此保证焊接效果。
9.根据本发明的第二个方面，提供了一种电池，包括：
10.第一壳体，第一壳体包括中间部和第一法兰边，中间部为平板；或，中间部包括顶壁和第一侧壁，第一侧壁从顶壁向下延伸，第一侧壁围成一个具有开口的第一容纳腔；
11.第二壳体，第二壳体包括底壁和第二侧壁，第二侧壁从底壁向上延伸，第二侧壁围成一个具有开口的第二容纳腔，第二侧壁从第二容纳腔的开口处向外延伸形成第二法兰边，第一容纳腔的深度小于第二容纳腔的深度，中间部覆盖第二容纳腔的开口；
12.电芯，第一法兰边和第二法兰边焊接，以将电芯密封于第一壳体和第二壳体之间；
13.其中，第一容纳腔的深度小于第二容纳腔的深度。
14.本发明实施例的电池包括第一壳体、第二壳体以及电芯，电芯密封于第一壳体和第二壳体之间，即电芯位于第一壳体的第一容纳腔和第二壳体的第二容纳腔形成的腔体内。通过使得第一容纳腔的深度小于第二容纳腔的深度，从而在焊接第一法兰边和第二法兰边时，能够使得焊接头位于第一壳体背离第二壳体的一侧，即具有较浅深度的第一壳体能够给焊接头让出一定的放置空间，从而使得焊接头在焊接第一法兰边和第二法兰边时尽
可能靠近第一壳体，因此在第一法兰边和第二法兰边上形成的焊缝也能够远离第一法兰边和第二法兰边的周向外边缘，以此保证焊接效果。
15.根据本发明的第三个方面，提供了一种电池组，包括上述的电池。
16.本发明实施例的电池组的电池包括第一壳体、第二壳体以及电芯，电芯密封于第一壳体和第二壳体之间，即电芯位于第一壳体的第一容纳腔和第二壳体的第二容纳腔形成的腔体内。通过使得第一容纳腔的深度小于第二容纳腔的深度，从而在焊接第一法兰边和第二法兰边时，能够使得焊接头位于第一壳体背离第二壳体的一侧，即具有较浅深度的第一壳体能够给焊接头让出一定的放置空间，从而使得焊接头在焊接第一法兰边和第二法兰边时尽可能靠近第一壳体，因此在第一法兰边和第二法兰边上形成的焊缝也能够远离第一法兰边和第二法兰边的周向外边缘，以此保证焊接效果。
附图说明
17.为了更好地理解本公开，可参考在下面的附图中示出的实施例。在附图中的部件未必是按比例的，并且相关的元件可能省略，以便强调和清楚地说明本公开的技术特征。另外，相关要素或部件可以有如本领域中已知的不同的设置。此外，在附图中，同样的附图标记在各个附图中表示相同或类似的部件。其中：
18.图1是根据一示例性实施方式示出的一种电池制造方法的流程示意图；
19.图2是根据一示例性实施方式示出的一种电池制造方法的结构流程示意图；
20.图3是根据一示例性实施方式示出的一种电池的局部分解结构示意图；
21.图4是根据一示例性实施方式示出的一种电池的局部剖面结构示意图。
22.附图标记说明如下：
23.1、平板；2、焊接头；3、焊缝；4、激光切割头；10、第一壳体；11、第一法兰边；12、第一主体部；121、第一容纳腔；20、第二壳体；21、第二法兰边；22、第二主体部；221、第二容纳腔；30、电芯；31、电芯主体；32、极耳；40、极柱组件。
具体实施方式
24.下面将结合本公开示例实施例中的附图，对本公开示例实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。本文中的描述的示例实施例仅仅是用于说明的目的，而并非用于限制本公开的保护范围，因此应当理解，在不脱离本公开的保护范围的情况下，可以对示例实施例进行各种修改和改变。
25.在本公开的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个或两个以上；术语“和/或”包括一个或多个相关联列出项目的任何组合和所有组合。特别地，提到“该/所述”对象或“一个”对象同样旨在表示可能的多个此类对象中的一个。
26.除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接，或信号连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
27.进一步地，本公开的描述中，需要理解的是，本公开的示例实施例中所描述的“上”、“下”、“内”、“外”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本公开的示例实施例的限定。还需要理解的是，在上下文中，当提到一个元件或特征连接在另外元件(一个或多个)“上”、“下”、或者“内”、“外”时，其不仅能够直接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”，也可以通过中间元件间接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”。
28.本发明的一个实施例提供了一种电池制造方法，请参考图1，电池制造方法包括：
29.s101，提供第一壳体10，第一壳体10包括中间部和第一法兰边11，中间部为平板；或，中间部包括顶壁和第一侧壁，第一侧壁从顶壁向下延伸，第一侧壁围成一个具有开口的第一容纳腔121；
30.s103，提供第二壳体20，第二壳体20包括底壁和第二侧壁，第二侧壁从底壁向上延伸，第二侧壁围成一个具有开口的第二容纳腔221，第二侧壁从第二容纳腔221的开口处向外延伸形成第二法兰边21，第一容纳腔121的深度小于第二容纳腔221的深度，中间部覆盖第二容纳腔221的开口；
31.s105，将焊接头置于第一壳体10背离第二壳体20的一侧，焊接第一法兰边11和第二法兰边21。
32.本发明一个实施例的电池制造方法通过使得第一壳体10的第一容纳腔121的深度小于第二壳体20的第二容纳腔221的深度，且在焊接第一法兰边11和第二法兰边21时，能够使得焊接头2位于第一壳体10背离第二壳体20的一侧，即具有较浅深度的第一壳体10能够给焊接头2让出一定的放置空间，从而使得焊接头2在焊接第一法兰边11和第二法兰边21时尽可能靠近第一壳体10，因此在第一法兰边11和第二法兰边21上形成的焊缝3也能够远离第一法兰边11和第二法兰边21的周向外边缘，以此保证焊接效果。
33.需要说明的是，第一壳体10包括第一法兰边11和第一主体部12，第一法兰边11设置在第一主体部12上，即第一主体部12包括中间部，第一主体部12可以为平板，第一法兰边11环绕平板的周向外边缘设置，以形成周向封闭的结构。或者，第一主体部12具有第一容纳腔121，即中间部包括顶壁和第一侧壁，第一侧壁从顶壁向下延伸，第一侧壁围成一个具有开口的第一容纳腔121。
34.第二壳体20包括第二法兰边21和第二主体部22，第二法兰边21设置在第二主体部22上，第二主体部22具有第二容纳腔221，即第二主体部22包括底壁和第二侧壁，第二侧壁从底壁向上延伸，第二侧壁围成一个具有开口的第二容纳腔221，第二侧壁从第二容纳腔221的开口处向外延伸形成第二法兰边21。
35.需要说明的是，由于焊接头2的尺寸相对较大，因此如果将焊接头2完全放置到第一主体部12的侧部时，则会使得第一法兰边11和第二法兰边21上形成的焊缝3远离第一主体部12和第二主体部22。而将焊接头2部分放置到第一主体部12的顶部，仅是焊嘴位于第一主体部12和第二主体部22的侧部，则会使得第一法兰边11和第二法兰边21上形成的焊缝3靠近第一主体部12和第二主体部22。如果第一容纳腔121的深度和第二容纳腔221的深度相一致，则将焊接头2部分放置到第一主体部12的顶部，仅是焊嘴位于第一主体部12和第二主体部22的侧部，则焊嘴距离第一法兰边11和第二法兰边21的距离会较大，因此能量密度会受到影响，焊接质量相对较差，而本技术使得第一容纳腔121的深度小于第二容纳腔221的深度，因此将焊接头2部分放置到第一主体部12的顶部，仅是焊嘴位于第一主体部12和第二
主体部22的侧部，则焊嘴距离第一法兰边11和第二法兰边21的距离会较小，因此可以保证可靠的能量密度，以此实现良好的焊接效果。
36.进一步的，第一容纳腔121的深度小于第二容纳腔221的深度，以在焊接第一法兰边11和第二法兰边21时，使得焊接头2的部分位于第一主体部12背离第二壳体20的一侧，即可以使得焊接头2的焊嘴尽量靠近第一主体部12，以此达到较好的焊接效果。
37.第一法兰边11和第二法兰边21是一个周向封闭的结构，即在第一法兰边11和第二法兰边21焊接之后，实现了对第一容纳腔121和第二容纳腔221的可靠封闭。
38.需要说明的是，提供第一壳体10和第二壳体20不分前后。
39.在一个实施例中，电池制造方法，还包括：焊接第一法兰边11和第二法兰边21之后，切割第一法兰边11和第二法兰边21的部分，从而减小第一法兰边11和第二法兰边21的长度，以此减小电池的周向占用面积。其中，第一法兰边11和第二法兰边21预留一定的长度，此时预留的第一法兰边11和第二法兰边21可以作为散热翅片使用，当然也可以作为后续的安装定位部件使用，此处不作限定
40.在某些实施例中，也不排除保留所有的第一法兰边11和第二法兰边21。
41.在一个实施例中，采用激光切割第一法兰边11和第二法兰边21；其中，激光切割头4位于第一壳体10背离第二壳体20的一侧，从而可以保证激光切割第一法兰边11和第二法兰边21时能够最大程度的切除第一法兰边11和第二法兰边21，以此减小预留的第一法兰边11和第二法兰边21的长度。
42.进一步的，第一容纳腔121的深度小于第二容纳腔221的深度，以在采用激光切割第一法兰边11和第二法兰边21时，使得激光切割头4的部分位于第一主体部12背离第二壳体20的一侧，即可以使得激光切割头4的切割嘴尽量靠近第一主体部12，以此最大程度切割第一法兰边11和第二法兰边21。
43.需要说明的是，在切割第一法兰边11和第二法兰边21时，最好不要切割第一法兰边11和第二法兰边21上焊缝3，以此保证第一法兰边11和第二法兰边21的连接强度。在某些实施例中，也不排除切割第一法兰边11和第二法兰边21上的部分焊缝3。
44.在一个实施例中，第一容纳腔121的深度不大于3mm，从而在保证第一壳体10不会发生变形的基础上，可以最大程度的避让焊接头2或者激光切割头4。
45.在一个实施例中，第一壳体10和第二壳体20中的至少之一通过冲压平板1成型，即通过选用一个平板1，并通过冲压工艺冲压出第一容纳腔121或第二容纳腔221以形成第一壳体10或第二壳体20，未被冲压的平板部分形成了第一法兰边11或第二法兰边21。在具体冲压过程中可以选用具有凹槽的支撑平台，从而可以通过冲压形成容纳腔，即形成了第一壳体10或者第二壳体20，未被冲压的平板部分形成了法兰边。
46.需要说明的是，由于第一容纳腔121的深度小于第二容纳腔221的深度，因此用于形成第一壳体10和第二壳体20的平板大小不一样。
47.在一个实施例中，如图2所示，提供平板1，冲压平板1形成第一壳体10以及第二壳体20。利用焊接头2形式对第一壳体10和第二壳体20的焊接，以形成焊缝3。采用激光切割头4切割部分的第一法兰边11和第二法兰边21。
48.可选的，第一壳体10和第二壳体20的材质可以为不锈钢或铝，具有良好的耐腐蚀性和足够的强度。
49.第一壳体10的厚度均相一致，不仅结构稳定性较强，且可以方便加工。第二壳体20的厚度均相一致。第一壳体10的厚度可以等于第二壳体20的厚度。
50.在一个实施例中，焊接第一法兰边11和第二法兰边21之前，第一壳体10和第二壳体20之间放置有电芯30，以在第一壳体10和第二壳体20焊接之后，密封电芯30，也实现了对电芯30的位置固定。
51.在一个实施例中，电芯30为叠片式电芯，不仅成组方便，且可以加工得到长度较长的电池。电芯30具有相互层叠的第一极片、与第一极片电性相反的第二极片以及设置在第一极片和第二极片之间的隔膜片，从而使得多对第一极片和第二极片堆叠形成叠片式电芯。
52.可选的，电池可以为卷绕式电池，即将第一极片、与第一极片电性相反的第二极片以及设置在第一极片和第二极片之间的隔膜片进行卷绕，得到卷绕式电芯。
53.在一个实施例中，如图3所示，电芯30包括电芯主体31和极耳32，极耳32从电芯主体31的长度方向延伸而出。
54.第一壳体10或第二壳体20上安装有极柱组件40，在将第一法兰边11和第二法兰边21进行焊接之前，极耳32与极柱组件40相连接，其中，极耳32与极柱组件40可以直接连接，即极耳32与极柱组件40可以直接焊接，或者极耳32与极柱组件40可以通过金属转接片进行连接，具体的连接方式可以是焊接、也不排除使用铆接等方式，此处不作限定。
55.需要说明的是，电芯主体31包括两个以上的极片，极耳32包括两个以上的单片极耳，单片极耳分别从与其对应的极片上延伸而出，单片极耳的宽度小于极片的宽度，多个单片极耳相堆叠从而形成极耳32，并与极柱组件40相连接，其中，极耳32可以与极柱组件40焊接。其中，单片极耳是由具有良好导电导热性的金属箔制成，例如，铝、铜或镍等。
56.在一些实施例中，极柱组件40为两个，两个极柱组件40分别为正极柱组件和负极柱组件，极耳32也为两个，两个极耳32分别为正极耳和负极耳，正极柱组件和正极耳相连接，负极柱组件和负极耳相连接。
57.需要说明的是，上述焊接可以采用激光焊接、超声波焊接以及电阻焊接中的任意一种。
58.本发明的一个实施例还提供了一种电池，请参考图3和图4，电池包括：第一壳体10，第一壳体10包括中间部和第一法兰边11，中间部为平板；或，中间部包括顶壁和第一侧壁，第一侧壁从顶壁向下延伸，第一侧壁围成一个具有开口的第一容纳腔121；第二壳体20，第二壳体20包括底壁和第二侧壁，第二侧壁从底壁向上延伸，第二侧壁围成一个具有开口的第二容纳腔221，第二侧壁从第二容纳腔221的开口处向外延伸形成第二法兰边21，第一容纳腔121的深度小于第二容纳腔221的深度，中间部覆盖第二容纳腔221的开口；电芯30，第一法兰边11和第二法兰边21焊接，以将电芯30密封于第一壳体10和第二壳体20之间；其中，第一容纳腔121的深度小于第二容纳腔221的深度。
59.本发明一个实施例的电池包括第一壳体10、第二壳体20以及电芯30，电芯30密封于第一壳体10和第二壳体20之间，即电芯30位于第一壳体10的第一容纳腔121和第二壳体20的第二容纳腔221形成的腔体内。通过使得第一容纳腔121的深度小于第二容纳腔221的深度，从而在焊接第一法兰边11和第二法兰边21时，能够使得焊接头2位于第一壳体10背离第二壳体20的一侧，即具有较浅深度的第一壳体10能够给焊接头2让出一定的放置空间，从
而使得焊接头2在焊接第一法兰边11和第二法兰边21时尽可能靠近第一壳体10，因此在第一法兰边11和第二法兰边21上形成的焊缝3也能够远离第一法兰边11和第二法兰边21的周向外边缘，以此保证焊接效果。
60.在一个实施例中，第一容纳腔121的深度不大于3mm，从而在保证第一壳体10不会发生变形的基础上，可以最大程度的避让焊接头2或者激光切割头4。
61.在一个实施例中，第一容纳腔121的侧壁为弧面或者斜面，从而可以方便第一壳体10的成型，且在保证第一壳体10强度的基础上，避免第一壳体10上变形，也有利于电池的组装。
62.在一个实施例中，电芯30为叠片式电芯，不仅成组方便，且可以加工得到长度较长的电池。
63.电池还包括极柱组件40，极柱组件40设置在第一壳体10或第二壳体20上，极柱组件40与电芯30相连接。
64.需要说明的是，对于电芯30以及极柱组件40的相关关系可以参见上述实施例，此处不作赘述。
65.可选的，电池为近似的矩形体结构，即在忽略加工制造的误差等，电池可以是矩形体结构。
66.在一个实施例中，电池的长度为a，400mm≤a≤2500mm，电池的宽度为b，电池的高度为c，2b≤a≤50b，和/或，0.5c≤b≤20c。
67.进一步地，50mm≤b≤200mm，10mm≤c≤100mm。
68.优选的，4b≤a≤25b，和/或，2c≤b≤10c。
69.上述实施例中的电池，在保证足够能量密度的情况下，电池长度和宽度的比值较大，进一步地，电池宽度和高度的比值较大。
70.在一个实施例中，电池的长度为a，电池的宽度为b，电池的高度为c，4b≤a≤7b，和/或，3c≤b≤7c。
71.在一个实施例中，电池的长度为a，电池的宽度为b，4b≤a≤7b，即本实施例中的电池长度和宽度的比值较大，以此增加电池的能量密度，且方便后续形成电池模组。
72.在一个实施例中，电池的高度为c，3c≤b≤7c，电池宽度和高度的比值较大，在保证足够能量密度的情况下，也方便形成。
73.可选的，电池的长度可以为500mm-1500mm，电池的宽度可以为80mm-150mm，而电池的高度可以为15mm-25mm。
74.在一个实施例中，电池由上述电池制造方法获得。
75.本发明的一个实施例还提供了一种电池组，包括上述的电池。
76.本发明一个实施例的电池组的电池包括第一壳体10、第二壳体20以及电芯30，电芯30密封于第一主体部12和第二主体部22之间，即电芯30位于第一壳体10的第一容纳腔121和第二壳体20的第二容纳腔221形成的腔体内。通过使得第一容纳腔121的深度小于第二容纳腔221的深度，从而在焊接第一法兰边11和第二法兰边21时，能够使得焊接头位于第一壳体10背离第二壳体20的一侧，即具有较浅深度的第一壳体10能够给焊接头让出一定的放置空间，从而使得焊接头在焊接第一法兰边11和第二法兰边21时尽可能靠近第一壳体10，因此在第一法兰边11和第二法兰边21上形成的焊缝也能够远离第一法兰边11和第二法
兰边21的周向外边缘，以此保证焊接效果。
77.在一些实施例中，电池组包括至少两个电池，至少两个电池并列设置，从而成组为电池组。
78.需要说明的是，电池组可以是电池模组，也可以是电池包。
79.可选的，电池包包括至少两个电池模组，电池包还可以包括箱体，至少两个电池模组设置在箱体内。或者，多个电池可以直接设置在箱体内，即取消了成组过程。
80.本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明创造后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和示例实施方式仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。
81.应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的保护范围仅由所附的权利要求来限制。