电芯的外壳及电芯的制作方法

电芯的外壳及电芯
1.本技术要求申请号为：202111015620.9，申请日为：2021年08月31日，名称为《电池极片、电池模组以及电极片的加工方法》的发明专利的优先权。
技术领域
2.本发明涉及电池领域，具体而言，涉及一种电芯的外壳及电芯。


背景技术：

3.随着新能源的发展，动力电池作为环保能源受到用户的广泛关注。动力电池的主要结构是电芯，目前的电芯一般包括外壳和内部的卷芯，卷芯被封装在外壳内，外壳内还会添加点解液，以保证电芯能够正常工作。电芯在工作时会不断产生气体，导致电芯的外壳发生膨胀。如果外壳的强度不够，外壳很容易被气体胀破，导致电解液泄漏，影响电池包的安全性。但如果外壳整体采用高强度的材质又会导致电芯的成本增加。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种电芯的外壳及电芯，以解决相关技术中的电芯的外壳强度低的问题。
5.为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种电芯的外壳，包括：套筒；第一端板，设置于套筒的上端部；第二端板，设置于套筒的下端部；其中，套筒、第一端板以及第二端板围成容纳腔，套筒包括加强区和分布于加强区上的泄压区，泄压区的厚度小于加强区的厚度；或者，套筒、第一端板以及第二端板围成容纳腔，套筒包括加强部和泄压部，加强部的材质的强度大于或等于泄压部的材质的强度，加强部和泄压部之间密封连接。
6.进一步地，在套筒包括加强区和泄压区的情况下，泄压区的厚度与加强区的厚度的比值大于等于0.1且小于1。
7.进一步地，在套筒包括加强区和泄压区的情况下，泄压区包括多个，多个泄压区靠近套筒的上端部和下端部设置。
8.进一步地，靠近套筒上端部的多个泄压区在套筒的周向方向上间隔设置，相邻的两个泄压区之间的间隔相同；靠近套筒下端部的多个泄压区在套筒的周向方向上间隔设置，相邻的两个泄压区之间的间隔相同。
9.进一步地，在套筒包括加强区和泄压区的情况下，套筒的材质为非金属绝缘材质。
10.进一步地，套筒的材质为纤维加强材质。
11.进一步地，在套筒包括加强区和泄压区的情况下，套筒包括套筒本体和设置于套筒本体的上端部的第一包边，第一端板的上表面与第一包边的下表面抵接，第一包边与第一端板密封连接；套筒还包括设置于套筒本体的下端部的第二包边，第二端板的下表面与第二包边的上表面抵接，第二包边与第二端板密封连接。
12.进一步地，在套筒包括加强区和泄压区的情况下，第一端板上设置有第二通孔。
13.进一步地，在套筒包括加强区和泄压区的情况下，第二端板上设置有第三通孔。
14.根据本发明的另一方面，提供了一种电芯，包括：外壳，外壳为上述的外壳；卷芯，设置在外壳的容纳腔内。
15.进一步地，卷芯包括第一连接端子和第二连接端子，第一连接端子与外壳的第一端板电性连接，第二连接端子与外壳的第二端板电性连接。
16.应用本发明的技术方案，电芯的外壳包括加强区和分布于加强区上的薄弱区，加强区能够提升电芯的整体强度，防止电芯膨胀后发生破裂。薄弱区的厚度较小，容易在电芯膨胀时发生形变，避免整个电芯外壳被胀破，起到泄压的效果。上述设置方式一方面降低了电芯的外壳被胀破的风险，提升了电芯的安全性。另一方面，也可采用厚度较小的材料来加工泄压区，降低了电芯的外壳的生产成本，进而降低电芯的生产成本。
附图说明
17.构成本技术的一部分的说明书附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
18.图1示出了根据本发明的电芯的外壳的实施例的纵剖结构示意图；
19.图2示出了图1的外壳的a处的放大结构示意图；
20.图3示出了图1的外壳的b处的放大结构示意图；
21.图4示出了图1的外壳的俯视图；
22.图5示出了图1的外壳的仰视图；
23.图6示出了图1的外壳的主视图；以及
24.图7示出了根据本发明的电芯的实施例的纵剖结构示意图。
25.其中，上述附图包括以下附图标记：
26.20、正极片；21、正极极耳；30、负极片；31、负极极耳；40、隔膜；50、第一连接端子；60、第二连接端子；70、套筒；71、加强区；72、泄压区；73、套筒本体；74、第一包边；75、第二包边；80、第一端板；81、第一通孔；90、第二端板；91、第二通孔；100、外壳；110、卷芯。
具体实施方式
27.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
28.需要注意的是，这里所使用的术语仅是为了描述具体实施方式，而非意图限制根据本技术的示例性实施方式。如在这里所使用的，除非上下文另外明确指出，否则单数形式也意图包括复数形式，此外，还应当理解的是，当在本说明书中使用术语“包含”和/或“包括”时，其指明存在特征、步骤、操作、器件、组件和/或它们的组合。
29.除非另外具体说明，否则在这些实施例中阐述的部件和步骤的相对布置、数字表达式和数值不限制本发明的范围。同时，应当明白，为了便于描述，附图中所示出的各个部分的尺寸并不是按照实际的比例关系绘制的。对于相关领域普通技术人员已知的技术、方法和设备可能不作详细讨论，但在适当情况下，所述技术、方法和设备应当被视为授权说明
书的一部分。在这里示出和讨论的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制。因此，示例性实施例的其它示例可以具有不同的值。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讨论。
30.如图1和图6所示，本实施例的电芯的外壳包括：套筒70、第一端板80、第二端板90。其中，第一端板80设置于套筒70的上端部；第二端板90设置于套筒70的下端部；其中，套筒70、第一端板80以及第二端板90围成容纳腔，套筒70包括加强区71和分布于加强区71上的泄压区72，泄压区72的厚度小于加强区71的厚度。
31.应用本实施例的技术方案，电芯的外壳包括加强区71和分布于加强区71上的泄压区72，加强区71能够提升电芯的整体强度，防止电芯膨胀后发生破裂。薄弱区的厚度较小，容易在电芯膨胀时发生形变，避免整个电芯外壳被胀破，起到泄压的效果。上述设置方式一方面降低了电芯的外壳被胀破的风险，提升了电芯的安全性。另一方面，也可采用厚度较小的材料来加工泄压区72，降低了电芯的外壳的生产成本，进而降低电芯的生产成本。
32.当然，在图中未示出的其他实施例中，电芯的外壳的套筒70也可以包括加强部和泄压部，使加强部的材质的强度大于或等于泄压部的材质的强度，加强部和泄压部之间密封连接。上述的加强部能够提升电芯外壳的整体强度，泄压部用以在电芯膨胀时产生形变，从而降低电芯的外壳被胀破的概率。
33.如图6所示，在本实施例中，泄压区72的厚度与加强区71的厚度的比值大于等于0.1且小于1。上述结构中，如果泄压区72的厚度过小则容易导致泄压区72的强度不足，电芯的外壳容易被胀破。如果泄压区72的厚度过大则会影响泄压区72的形变效果，增加电芯的外壳被胀破的概率。
34.如图6所示，在本实施例中，泄压区72包括多个，多个泄压区72靠近套筒70的上端部和下端部设置。
35.具体地，如图6所示，在本实施例中，靠近套筒70上端部的多个泄压区72在套筒70的周向方向上间隔设置，相邻的两个泄压区72之间的间隔相同；靠近套筒70下端部的多个泄压区72在套筒70的周向方向上间隔设置，相邻的两个泄压区72之间的间隔相同。上述结构中，由于套筒70的主体部分与卷芯的距离较近，需要增加强度，因此加强区71分布在套筒70的中间位置。而套筒70的上端部以内对应设置的是第一连接端子，套筒70的下端部以内对应设置的是第二连接端子，这部分对于套筒70的强度要求较低，因此可将厚度较小的泄压区72设置在此处，这种设置方式技能保证泄压区72的形变能力，又能降低电芯的外壳的生产成本。
36.如图6所示，在本实施例中，在套筒70包括加强区71和泄压区72的情况下，套筒70的材质为非金属绝缘材质。进一步优选地，套筒70的材质为纤维加强材质。纤维加强材质的质量轻，强度高，适用于作为加工电池套筒的材料。
37.如图1至图7所示，在本实施例中，套筒70包括套筒本体73和设置于套筒本体73的上端部的第一包边74，第一端板80的上表面与第一包边74的下表面抵接(如图2所示)，第一包边74与第一端板80密封连接；套筒70还包括设置于套筒本体73的下端部的第二包边75，第二端板90的下表面与第二包边75的上表面抵接(如图3所示)，第二包边75与第二端板90密封连接。上述结构中，套筒本体73的上端部设置有第一包边74，第一包边74与第一端板80
之间具有重叠的部分，采用这种设置方式能够增加套筒70与第一端板80之间的密封面积，使得电芯的外壳具有更好的密封效果。相应地，套筒本体73的下端部设置第二包边75也能够起到增大加套筒70与第二端板90的密封面积的效果。
38.还需要说明的是，如图4所示，在本实施例中，第一端板80上设置有第一通孔81，如图5所示，第二端板90上设置有第二通孔91。上述结构中，卷芯安装在外壳内之后，卷芯与外壳形成电芯。当需要在电芯内加注电解液时，可将第二通孔91浸没在电解液内，通过负压设备从第一通孔81处增加真空度，将电解液吸入外壳内。再对电芯进行化成排气后，将第一通孔81密封。上述结构便于向电芯内加注电解液。
39.如图7所示，本技术还提供了一种电芯，本技术的电芯的实施例包括外壳100和卷芯110。其中，外壳100为上述的外壳；卷芯110设置在外壳100的容纳腔内。上述结构中，由于本技术的外壳100具有安全性高、生产成本低的优点，因此具有其的电芯也具备上述优点。
40.如图7所示，在本实施例中，卷芯110包括第一连接端子50和第二连接端子60，第一连接端子50与外壳100的第一端板80电性连接，第二连接端子60与外壳100的第二端板90电性连接。具体地，第一端板80上设置有第一安装孔，安装时，将第一连接端子50穿设在第一安装孔内，第一连接端子50与第一端板80导电密封连接，第一端板80的周向边沿与套筒70的上边沿密封连接。相应地，第二端板90上设置有第二安装孔，安装时，将第二连接端子60穿设在第二安装孔内，并将第二连接端子60与第二端板90导电密封连接，第二端板90的周向边沿与套筒70的下边沿密封连接。上述步骤能够实现卷芯110与外壳100的密封连接，避免电解液从连接的缝隙处泄露。
41.需要说明的是，如图7所示，本技术的卷芯110包括正极片20、负极片30、隔膜40、第一连接端子50以及第二连接端子60。其中，正极片20为上述的电池极片，电池极片上涂有正极涂层，正极片包括正极极耳21；负极片30为上述的电池极片，电池极片上涂有负极涂层，负极片包括负极极耳31；隔膜40将相邻的正极片20和负极片30分隔开，正极片20、隔膜40以及负极片30卷绕设置，正极极耳21的方向与负极极耳31的方向相反，正极极耳21的高度由最内层至最外层逐渐增加，负极极耳31的高度由最内层至最外层逐渐增加；第一连接端子50，与正极极耳21电性连接，正极极耳21朝向第一连接端子50的侧壁延伸，正极极耳21的上端电性连接于第一连接端子50的侧壁上；第二连接端子60与负极极耳31电性连接，负极极耳31朝向第二连接端子60的侧壁延伸，负极极耳31的下端电性连接于第二连接端子60的侧壁上。上述结构中，卷绕后的正极极耳21上端电性连接于第一连接端子50的侧壁上，正极极耳21在由内层至外层的方向上高度逐渐增加，使得在正极极耳21焊接时，位于内层的极耳片距离第一连接端子50较近，因此设置成较短的高度即可触碰到第一连接端子50，而位于外层的极耳片距离第一连接端子50较远，因此需要设置成更高的高度才可触碰到第一连接端子50，这种方式使得正极极耳21向第一连接端子50靠近时能压合的更紧实，提升了正极极耳21焊接的可靠性，有利于降低卷芯的内阻。卷绕后的负极极耳31的下端电性连接于第二连接端子60的侧壁上，负极极耳31由内层至外层的方向上高度逐渐增加，负极极耳31和第二连接端子60的连接方式与正极极耳21和第一连接端子50连接的方式相同，在此不再赘述。
42.在本发明的描述中，需要理解的是，方位词如“前、后、上、下、左、右”、“横向、竖向、垂直、水平”和“顶、底”等所指示的方位或位置关系通常是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，在未作相反说明的情况下，这些方位词并不指示和暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位或者以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明保护范围的限制；方位词“内、外”是指相对于各部件本身的轮廓的内外。
43.为了便于描述，在这里可以使用空间相对术语，如“在
……
之上”、“在
……
上方”、“在
……
上表面”、“上面的”等，用来描述如在图中所示的一个器件或特征与其他器件或特征的空间位置关系。应当理解的是，空间相对术语旨在包含除了器件在图中所描述的方位之外的在使用或操作中的不同方位。例如，如果附图中的器件被倒置，则描述为“在其他器件或构造上方”或“在其他器件或构造之上”的器件之后将被定位为“在其他器件或构造下方”或“在其他器件或构造之下”。因而，示例性术语“在
……
上方”可以包括“在
……
上方”和“在
……
下方”两种方位。该器件也可以其他不同方式定位(旋转90度或处于其他方位)，并且对这里所使用的空间相对描述作出相应解释。
44.此外，需要说明的是，使用“第一”、“第二”等词语来限定零部件，仅仅是为了便于对相应零部件进行区别，如没有另行声明，上述词语并没有特殊含义，因此不能理解为对本发明保护范围的限制。
45.以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。