电池模组和电池的制作方法

1.本实用新型涉及锂电池技术，特别地，涉及一种电池模组。本实用新型还涉及一种包括该电池模组的电池。


背景技术：

2.锂电池因其结构体积小、使用灵活方便等特点，逐渐取代了传统的干电池及铅酸电池，得到了广泛的应用。电动车用锂离子动力电池因需要更大的散热面积和更高的容量，一般采用叠片式结构。
3.目前，多数方形铝壳叠片电池中，电极组是采用负极片包裹正极片、电极组内负极片比正极片多一片的设计方案，所以电极组最外层的两侧为负极片，而使用的带正电的壳体和电极组最外层的负极片是导通的，中间只有1层到3层的隔膜绝缘，壳体的正极与电极组的负极接触，发生热失控的几率极高。
4.在电池的生产过程中，电极组的表面易沾染异物，当电池预充时，电极组最外层的负极片与壳体的正极之间存在电势差。当沾染异物的粒径较大时，在电池受力挤压的情形下，最外层的负极片与壳体之间的沾染异物易刺穿隔膜，导致最外层负极片与壳体(正极)之间导通，造成热失控问题；当沾染异物的粒径较小时，在电池的后期循环使用过程中，负极片膨胀从而会不断压缩最外层的负极片与壳体的间隙，最后就会造成电池包的烧毁，造成财产损失和不良影响。


技术实现要素：

5.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种电池模组，以能够提高电池的安全性和产品良品率，改善电池的热失控问题。
6.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
7.一种电池模组，包括壳体、电极模块、正极柱和负极柱，所述电极模块位于所述壳体内，所述电极模块包括至少一个电极组，所述电极组包括多个电极片，每个所述电极组中多个所述电极片设置为交叉排列的正极片和负极片，且所述电极组的外侧、相邻的所述正极片与所述负极片之间均设置有隔膜，所述壳体和所述正极片分别与所述正极柱电连接，所述负极片与所述负极柱电连接，沿所述电极片的排列方向上所述电极模块中靠近所述壳体侧壁的所述电极片均为所述正极片。
8.进一步的，所述每个所述电极组两端的所述电极片均为所述正极片。
9.进一步的，所述电极模块设置为两个所述电极组，所述电极组沿所述电极片的排列方向依次设置，每个所述电极组一端的所述电极片为所述正极片、另一端的所述电极片为所述负极片。
10.进一步的，所述电极模块设置为两个以上的所述电极组，所述电极组沿所述电极片的排列方向依次设置，靠近所述壳体侧壁的所述电极组一端的所述电极片为所述正极片、另一端的所述电极片为所述负极片，位于中间的所述电极组两端的所述电极片均为所
述负极片。
11.进一步的，所述隔膜折叠设置以形成多个用于放置所述电极片的隔膜折叠层，所述正极片和所述负极片相互独立地设置在对应的所述隔膜折叠层内。
12.进一步的，所述隔膜折叠层设置为将相应的所述电极片的纵向两端均包裹在该隔膜折叠层内。
13.进一步的，所述负极片的纵向长度大于所述正极片的纵向长度。
14.进一步的，所述负极片的上端高于所述正极片的上端、下端低于所述正极片的下端。
15.进一步的，所述正极柱和所述负极柱均位于所述壳体的盖板上，所述正极片通过正极耳与所述正极柱电连接，所述负极片通过负极耳与所述负极柱电连接。
16.相对于现有技术，本实用新型所述的电池模组具有以下优势：
17.(1)本实用新型所述的电池模组中，通过电极组中正极片与负极片交叉排列，以及至少一个电极组之间的相互配合，使得沿电极片的排列方向上与壳体相近的电极片均为正极片，使得正极片与壳体之间形成零电势差的状态，在电极组的表面沾染有异物或者其他因素使得最外层电极片与壳体(正极)之间导通，也能够有效避免热失控问题；此外，该电池模组的容量保持率更高、界面状态良好，进而能够有效提高电池的安全性和产品良品率。
18.(2)本实用新型所述的电池模组中，相邻的电极组上靠近的两个电极片均为正极片或者均为负极片，以使得电极组之间也形成零电势差的状态，进一步提高电池组使用时的安全性；负极片的纵向长度大于正极片的纵向长度，且正极片的纵向两端与负极片的纵向两端位置均不一致，以能够提高充放电时的工作效率。
19.本实用新型的另一目的在于提出一种电池，以能够提高电池的安全性和产品良品率，改善电池的热失控问题。
20.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
21.一种电池，设置有上述任意一项技术方案所述的电池模组。
22.所述电池与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。
23.本实用新型的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
24.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施方式及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
25.图1为本实用新型实施方式所述的电池模组第一种具体实施方式的结构示意图；
26.图2为本实用新型实施方式所述的电池模组第二种具体实施方式的结构示意图；
27.图3为本实用新型实施方式所述的电池模组第三种具体实施方式的结构示意图；
28.图4为本实用新型实施方式所述的电池模组第四种具体实施方式的结构示意图。
29.附图标记说明：
30.1壳体
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2电极组
31.21正极片
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22负极片
32.3隔膜
具体实施方式
33.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。
34.另外，在本实用新型的实施方式中所提到的术语“内”、“外”、“上”、“下”“两端”、“一端”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，基于壳体1，“上”指的是壳体1的顶部，相应地，“下”指的是壳体1的底部，“内”指的是壳体1的内部，“外”指的是壳体1的外部，“纵向”指的是壳体1的上下方向，“横向”指的是电极片的排列方向，其与纵向方向垂直，电极组2的“两端”或“一端”指的是电极组2沿电极片排列方向的两个端部或者一个端部。指示方位或位置关系的术语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。
35.需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“连接”、“安装”、“接触”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，或者是一体连接；可以是直接连接，也可以是通过中间媒介间接连接，或者是两个零部件内部的连通或两个零部件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
36.下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本实用新型。
37.本实用新型第一方面提供的电池模组，参见图1至图4，包括壳体1、电极模块、正极柱和负极柱，电极模块位于壳体1内，电极模块包括至少一个电极组2，电极组2包括多个电极片，每个电极组2中多个电极片设置为交叉排列的正极片21和负极片22，且电极组2的外侧、相邻的正极片21与负极片22之间均设置有隔膜3，壳体1和正极片21分别与正极柱电连接，负极片22与负极柱电连接，沿电极片的排列方向上电极模块中靠近壳体1侧壁的电极片均为正极片21。
38.本实用新型中，壳体1的盖板可以是与壳体1一体成型，也可以是独立设置，与壳体1可拆卸连接；一般情况下，电极组2中电极片依次排列并设置为与壳体1的一组相对的侧壁平行；正极柱和负极柱可以设置在壳体1的盖板上，也可以是独立于壳体1设置，优选情况下，正极柱和负极柱设置在壳体1的盖板上，便于正极片21与正极柱电连接、负极片22与负极柱电连接。具体地，正极片21通过正极耳与正极柱电连接，负极片22通过负极耳与负极柱电连接。
39.上述基础方案提供的电池模组，通过电极组2中正极片21与负极片22交叉排列，以及至少一个电极组2之间的相互配合，使得沿电极片的排列方向上与壳体1相近的电极片均为正极片21，使得正极片21与壳体1之间形成零电势差的状态，在电极组2的表面沾染有异物或者其他因素，使得最外层电极片与壳体1之间导通时，也能够有效避免热失控问题。此外，该电池模组的容量保持率更高、界面状态良好，进而能够有效提高电池的安全性和产品良品率。
40.本实用新型中，每个电极组2中正极片21和负极片22的数量可以根据电池模组电容的大小进行设计，例如，正极片21为3片、负极片22为3片，或者正极片21为3片、负极片22为2片，又或者是正极片21为2片、负极片22为3片。相邻的电极组2之间靠近的两个电极片可以是一个为正极片21、一个为负极片22，也可以是两个均为正极片21或者均为负极片22。优
选情况下，相邻的电极组2之间靠近的两个电极片均为正极片21或者均为负极片22，以使得电极组2之间也形成零电势差的状态，进一步提高电池使用时的安全性。
41.作为本实用新型中电池模组的第一种优选实施方式，每个电极组2两端的电极片均为正极片21。电极组2可以设置为一个，即电极组2两端的正极片21与壳体1的侧壁靠近，以实现与壳体1相近的电极片均为正极片21；电极组2也可以设置为多个，此时，电极组2可以沿电极片的排列方向单层设置，也可以沿电极片的排列方向进行多层设置，不仅使得与壳体1相近的电极片均为正极片21，相邻的电极组2上靠近的两个电极片也均为正极片。
42.作为本实用新型中电池模组的第二种优选实施方式，电极模块设置为两个电极组2，电极组2沿电极片的排列方向依次设置，每个电极组2一端的电极片为正极片21、另一端的电极片为负极片22。此时，两个电极组2中正极片21所在的一侧与壳体1的侧壁靠近，负极片22所在的一侧互相靠近。
43.作为本实用新型中电池模组的第三种优选实施方式，电极模块设置为两个以上的电极组2，电极组2沿电极片的排列方向依次设置，靠近壳体1侧壁的电极组2一端的电极片为正极片21、另一端的电极片为负极片22，位于中间的电极组2两端的电极片均为负极片22。此时，电极组2整体排列后，与壳体1的侧壁靠近的电极片为正极片21，相邻的电极组2之间相互靠近的电极片均为负极片22。
44.作为本实用新型中隔膜3的一种优选实施方式，隔膜3折叠设置以形成多个用于放置所述电极片的隔膜折叠层，正极片21和负极片22相互独立地设置在对应的隔膜折叠层内。每个电极组2相对应的隔膜3所形成的隔膜折叠层的形状、大小和数量根据该电极组2中的正极片21和负极片22的形状、大小和数量进行设置，隔膜折叠层的数量大于或等于正极片21和负极片22的总数量。隔膜3折叠设置使得分隔正极片21和负极片22的隔膜3呈一体连续，能够在有效保障电极组2的性能的同时，省去分切隔膜3的工序。具体进行隔膜3的层叠铺设时，可以将隔膜3逐层缠绕正极片21或者负极片22，也可以将正极片21或者负极片22逐片插入隔膜折叠层中，能够提高生产效率。
45.优选情况下，隔膜折叠层设置为将相应的电极片的纵向两端均包裹在该隔膜折叠层内。在正极片21和负极片22置于隔膜折叠层后，将隔膜3缠绕正极片21和负极片22整体的外周，以将正极片21和负极片22的纵向两端均被隔膜3封闭，以进一步提高电极片的安全性。
46.作为本实用新型中电极片的一种优选实施方式，负极片22的纵向长度大于正极片21的纵向长度，以提高充电时负极片22接收锂离子的效率。优选情况下，负极片22的上端高于正极片21的上端、下端低于正极片21的下端，具体地，负极片22的纵向长度和水平宽度均大于正极片21，以实现负极片22对正极片21周边的全包裹，以能够进一步提高充放电时的工作效率。
47.作为本实用新型中电池模组第一个相对优化的实施例，参见图1，包括壳体1、电极模块、正极柱和负极柱，电极模块位于壳体1内，电极模块包括一个电极组2，电极组2包括多个电极片，多个电极片设置为沿横向交叉排列的正极片21和负极片22，且电极组2横向两端的电极片均为正极片21，隔膜3折叠设置以形成多个用于放置电极片的隔膜折叠层，隔膜折叠层将相应的正极片21或者负极片22的纵向两端包裹在该隔膜折叠层内；正极柱和负极柱设置在壳体1的盖板上，壳体1与正极柱电连接，正极片21通过正极耳与正极柱电连接，负极
片22通过负极耳与负极柱电连接，负极片22的上端高于正极片21的上端、下端低于正极片21的下端。
48.作为本实用新型中电池模组第二个相对优化的实施例，参见图2，包括壳体1、电极模块、正极柱和负极柱，电极模块位于壳体1内，电极模块包括两个电极组2，电极组2包括多个电极片，多个电极片设置为沿横向交叉排列的正极片21和负极片22，且电极组2一端的电极片为正极片21、另一端的电极片为负极片22，两个电极组2中正极片21所在的一侧与壳体1的侧壁靠近，负极片22所在的一侧互相靠近；隔膜3折叠设置以形成多个沿横向排列的隔膜折叠层，隔膜折叠层将相应的正极片21或者负极片22的纵向两端包裹在该隔膜折叠层内；正极柱和负极柱设置在壳体1的盖板上，壳体1与正极柱电连接，正极片21通过正极耳与正极柱电连接，负极片22通过负极耳与负极柱电连接，负极片22的上端高于正极片21的上端、下端低于正极片21的下端。
49.作为本实用新型中电池模组第三个相对优化的实施例，参见图3和图4，包括壳体1、电极模块、正极柱和负极柱，电极模块位于壳体1内，电极模块包括四个或四个以上的电极组2，每个电极组2包括多个电极片，多个电极片设置为沿横向交叉排列的正极片21和负极片22，且电极组2沿电极片的排列方向依次设置，靠近壳体1侧壁的电极组2一端的电极片为正极片21、另一端的电极片为负极片22，位于中间的电极组2两端的电极片均为负极片22；隔膜3折叠设置以形成多个沿横向排列的隔膜折叠层，隔膜折叠层将相应的正极片21或者负极片22的纵向两端包裹在该隔膜折叠层内；正极柱和负极柱设置在壳体1的盖板上，壳体1与正极柱电连接，正极片21通过正极耳与正极柱电连接，负极片22通过负极耳与负极柱电连接，负极片22的上端高于正极片21的上端、下端低于正极片21的下端。
50.在本实用新型上述的电池模组的基础上，本实用新型第二方面提供了一种电池，设置有上述任意一项技术方案所述的电池模组。因此至少具有上述电池模组实施例的技术方案所带来的所有有益效果。
51.由以上的描述可以看出，本实用新型提供的电池模组，通过电极组2中正极片21与负极片22交叉排列，以及至少一个电极组2之间的相互配合，使得沿电极片的排列方向上与壳体1相近的电极片均为正极片21，使得正极片21与壳体1之间形成零电势差的状态，在电极组2的表面沾染有异物或者其他因素使得最外层电极片与壳体1之间导通，也能够有效避免热失控问题；此外，该电池模组的容量保持率更高、界面状态良好，进而能够有效提高电池的安全性和产品良品率。
52.以上所述仅为本实用新型的较佳实施方式而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。