电池包及电动汽车的制作方法

1.本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池包及电动汽车。


背景技术：

2.电动汽车可以有效地缓解能源与环境的问题，其中，电动汽车的关键是电池。
3.现有电动汽车的电池大多是将多个矩形的电池包铺设在车辆的底盘上，通过这些电池包为电动汽车提供动力。
4.但是，依然有必要提高上述电动汽车的电池容量，以便提升续航里程。


技术实现要素：

5.本发明提供一种电池包及电动汽车，可有效地解决上述或者其他潜在技术问题。
6.本发明的第一个方面提供了一种电池包，包括壳体以及内置在壳体内的电芯；壳体包括顶壁、底壁以及侧围壁，侧围壁包括至少一个向外凸出的凸起；电芯设于壳体内，电芯包括正极片和负极片，正极片和负极片分别包括主体部以及支耳，支耳伸入到侧围壁的凸起内。
7.在根据第一方面的可选的实施例中，侧围壁包括首尾相连的四条侧壁，其中，相对设置的两条侧壁上均设置有凸起。需要说明的是，将侧围壁根据电动车的底盘的边框形状设置为包括首尾相连的四条侧壁，并在相对设置的两条侧壁上均设置有凸起，使凸起填充在电动车底盘的空隙内，进而实现空间的充分利用。
8.在根据第一方面的可选的实施例中，相对设置的两条侧壁上均间隔设置有多个凸起。需要说明的是，在本实施例中，相对设置的两条侧壁上均间隔设置有多个凸起，用于将底盘侧边的闲置间隙都能够充分地利用，同时也能够尽可能地扩大电池包的横截面积，进一步扩大电池包的容量，进而增加电动车的续航里程。
9.在根据第一方面的可选的实施例中，凸起的横截面为长方形、椭圆形、圆形或者菱形，支耳的横截面的形状与凸起的横截面的形状相对应。需要说明的是，在本实施例中，将凸起的横截面为长方形、椭圆形、圆形或者菱形，由于上述的形状简单，且便于加工，可有效地提升壳体的加工效率，将支耳的横截面的形状与凸起的横截面的形状相对应，也即当凸起的横截面形状为长方形时，支耳的横截面的形状对应设置为长方形。当凸起的横截面形状为椭圆形时，支耳的横截面的形状对应设置为椭圆形。当凸起的横截面形状为菱形时，支耳的横截面的形状对应设置为菱形。如此设置便于吻合凸起的形状，便于充分利用壳体的内部空间，进而扩大电容，以便提升续航里程。
10.在根据第一方面的可选的实施例中，设置在相对两条侧壁上的凸起关于壳体的第一中心线对称设置。需要说明的是，将设置在相对两条侧壁上的凸起关于壳体的第一中心线对称设置，使得壳体本身呈现对称的结构，进一步保证电池包整体的结构的稳定性。
11.在根据第一方面的可选的实施例中，电芯的长度为1.4m-2.2m；和/或，电芯的宽度为0.9m-1.6m；和/或，电芯的厚度为3mm-15mm。
12.在根据第一方面的可选的实施例中，壳体为铝塑膜软包壳体。需要说明的是，将壳体为铝塑膜软包壳体，可以满足为柔性壳体，同时，铝塑膜具备有极高的阻隔性、良好的冷冲压成型性、耐穿刺性、耐电解液稳定性以及良好的绝缘性。因此将壳体设置为铝塑膜壳体，可使得壳体也具备有极高的阻隔性、良好的冷冲压成型性、耐穿刺性、耐电解液稳定性以及良好的绝缘性。
13.在根据第一方面的可选的实施例中，还包括硬质外壳，硬质外壳套设于壳体的外侧。需要说明的是，在壳体的外侧套设硬质外壳，可有效地保证电池包整体的强度，提高电池包的稳定性能。
14.在根据第一方面的可选的实施例中，硬质外壳由尼龙和玻璃纤维的复合材料制成；或，硬质外壳由铝合金材料制成。
15.在根据第一方面的可选的实施例中，还包括气囊袋，气囊袋位于壳体内，气囊袋与电芯分离设置。需要说明的是，设置气囊袋，气囊袋位于壳体内，气囊袋与电芯分离设置，当电池包出现热失控时候，气囊袋可以对电芯发生生成的高气压进行缓冲，避免电池出现爆炸的现象。
16.在根据第一方面的可选的实施例中，壳体的一端设置有沿着长度方向延伸的弧形凸块，气囊袋设置在弧形凸块内。需要说明的是，设置弧形凸块专门用于安装气囊袋，进一步保证气囊袋的空间，避免电池出现爆炸的现象。
17.本发明的第二个方面还提供一种电动汽车，电动汽车包括车体和上述的电池包，车体的底盘具有与凸起相配合的空隙。
18.本公开实施例提供的电池包，包括壳体以及内置在壳体内的电芯；壳体包括顶壁、底壁以及侧围壁，侧围壁包括至少一个向外凸出的凸起；电芯设于壳体内，电芯包括正极片和负极片，正极片和负极片包括主体部以及支耳，支耳伸入到侧围壁的凸起内。本技术提供的电池包，包括壳体以及内置在壳体内的电芯，壳体的侧围壁包括至少一个向外凸出的凸起，且正极片和负极片包括主体部以及支耳，支耳伸入到侧壁的凸起内，由于电池包的形状充分地占用了电动车底盘上的空隙，充分地利用了底盘上的空间，同时增加了电芯的横截面积，增加了电池包的容量，进而提升续航里程。
19.本公开提供的电动车，由于包括上述的电池包，因此也具备有上述的增加了电池包的容量，进而提升续航里程的技术效果。
20.本发明的附加方面的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
21.通过参照附图的以下详细描述，本发明实施例的上述和其他目的、特征和优点将变得更容易理解。在附图中，将以示例以及非限制性的方式对本发明的多个实施例进行说明，其中：
22.图1为现有技术中电池包的整体结构示意图；
23.图2为本公开实施例提供的电池包在第一视角下的整体结构示意图；
24.图3为本公开实施例提供的壳体在第一视角下的整体结构示意图；
25.图4为本公开实施例提供的壳体在第二视角下的整体结构示意图；
26.图5为本技术实施例提供的电芯的正极片的结构示意图；
27.图6为本技术实施例提供的电芯的负极片的结构示意图；
28.图7为本技术实施例提供的电芯的隔膜的结构示意图；
29.图8为本技术实施例提供的电池包的硬质外壳的结构示意图。
30.附图标记：
31.10-矩形的电池包；
32.11-壳体；
33.111-顶壁；
34.112-底壁；
35.113-侧围壁；
36.114-凸起；
37.115-弧形凸块；
38.116-第一中心线；
39.131-正极片；
40.132-负极片；
41.133-主体部；
42.134-支耳；
43.135-隔膜；
44.15-硬质外壳。
具体实施方式
45.下面详细描述本发明的实施例，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，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。
46.本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“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。
47.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
48.在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系，除非另有明确的限定。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发明中的具体含义。
49.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“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必须针对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一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
50.图1为现有技术中电池包的整体结构示意图。请参照图1，现有电动汽车的电池大多是将多个矩形的电池包10铺设在车辆的底盘上，通过这些矩形的电池包10为电动汽车提供动力。但是，由于车辆的底盘上的空间并不是规则的矩形结构，因此，会有较多的空间没有被电池包占用，且造成空间闲置。同时，现有的电动汽车的续航里程数有待进一步提高。
51.有鉴于此，本技术实施例提供的电池包，将电池包的形状设置为与电动车的底盘的形状相匹配，进而将底盘的闲置空间占用，在合理利用空间的同时，还有效地提高电池包的横截面积，提高电池包的电池容量，进而提升电动汽车的续航里程数。
52.图2为本公开实施例提供的电池包在第一视角下的整体结构示意图，图4为本技术实施例提供的壳体在第二视角下的整体结构示意图；图5为本技术实施例提供的电芯的正极片的结构示意图；图6为本技术实施例提供的电芯的负极片的结构示意图。请参照图2、图4、图5以及图6，具体而言，本公开实施例提供的电池包，包括壳体11以及内置在壳体11内的电芯；壳体11包括顶壁111、底壁112以及侧围壁113，侧围壁113包括至少一个向外凸出的凸起114；电芯设于壳体11内，电芯包括正极片131和负极片132，正极片131和负极片132分别包括主体部133以及支耳134，支耳134伸入到侧围壁113的凸起114内。本技术提供的电池包，包括壳体11以及内置在壳体11内的电芯，壳体11的侧围壁113包括至少一个向外凸出凸起114，且正极片131和负极片132包括主体部133以及支耳134，支耳134伸入到侧围壁113的凸起114内，电池包的凸起114用于填充电动汽车底盘上的空隙，由于电池包的形状充分地占用了电动车底盘上的空隙，充分地利用了底盘上的空间，同时增加了电芯的横截面积，增加了电池包的容量，进而提升续航里程。
53.请继续参照图2、图4、图5以及图6，本技术实施例提供的电池包，包括壳体11以及内置在壳体11内的电芯；壳体11包括顶壁111、底壁112以及侧围壁113，侧围壁113包括至少一个向外凸出的凸起114；电芯设于壳体11内，电芯包括正极片131和负极片132，正极片131和负极片132包括主体部133以及支耳134，支耳134伸入到侧围壁113的凸起114内。
54.需要说明的是，电池包的凸起114用于填充电动汽车底盘上的空隙，使得电池包的形状充分地占用了电动车底盘上的空隙，充分地利用了底盘上的空间，同时增加了电芯的横截面积，增加了电池包的容量，进而提升续航里程。
55.图3为本公开实施例提供的壳体在第一视角下的整体结构示意图，图4为本公开实施例提供的壳体在第二视角下的整体结构示意图。请参照图3以及图4，在可选地示例性实施例中，侧围壁113包括首尾相连的四条侧壁，其中，相对设置的两条侧壁上均设置有凸起114。
56.需要说明的是，将侧围壁113根据电动车的底盘的边框形状设置为包括首尾相连的四条侧壁，并在相对设置的两条侧壁上均设置有凸起114，使凸起114填充在电动车底盘的空隙内，进而实现空间的充分利用。
57.可以理解的是，这里并不对侧围壁113的具体形状进行限定，在其他具体实施例中，还可以根据用户的需求，将侧围壁113设置为其他与电动车的底盘的形状相适应的形状或结构。
58.还可以理解的是，关于凸起114的设置，在本技术中，示出的是，凸起114设置在侧围壁113的其中一对相对设置的侧壁上，需要说明的是，在其他具体实施例中，可以根据用户的实际需求，可以将凸起114设置在侧围壁113的四条侧壁上，也可以仅设置在其中一条侧壁上等。
59.请参照图2至图6，在可选地示例性实施例中，相对设置的两条侧壁上均间隔设置有多个凸起114。
60.需要说明的是，在本实施例中，相对设置的两条侧壁上均间隔设置有多个凸起114，用于将底盘侧边的闲置间隙都能够充分地利用，同时也能够尽可能地扩大电池包的横截面积，进一步扩大电池包的容量，进而增加电动车的续航里程。
61.示例性地，相对设置的两条侧壁上均等间隔设置有多个凸起114。
62.需要说明的是，相对设置的两条侧壁上均等间隔设置有多个凸起114，可以很好地与电动车的底盘形状进行匹配，同时，可保证电池整体结构分布的均匀性，进而保证电池包整体的散热以及保证电池包整体结构的稳定性。
63.可以理解的是，这里并不对侧壁上凸起114的具体排布方式进行限定，在其他具体实施例中，可以依据电动车的底盘的具体形状进行适应性地调整。
64.示例性地，在本实施例中，凸起114的横截面为长方形。
65.需要说明的是，在本实施例中，将凸起114的横截面为长方形、椭圆形、圆形或者菱形，支耳的横截面的形状与凸起114的横截面的形状相对应。
66.需要说明的是，在本实施例中，将凸起114的横截面为长方形、椭圆形、圆形或者菱形，由于上述的形状简单，且便于加工，可有效地提升壳体的加工效率。
67.还需要说明的是，将支耳的横截面的形状与凸起114的横截面的形状相对应，也即当凸起114的横截面形状为长方形时，支耳的横截面的形状对应设置为长方形。当凸起114的横截面形状为椭圆形时，支耳的横截面的形状对应设置为椭圆形。当凸起114的横截面形状为菱形时，支耳的横截面的形状对应设置为菱形。如此设置便于吻合凸起的形状，便于充分利用壳体的内部空间，进而扩大电容，以便提升续航里程。
68.在可选地示例性实施例中，设置在相对两条侧壁上的凸起114关于壳体11的第一中心线116对称设置。需要说明的是，将设置在相对两条侧壁上的凸起114关于壳体11的第一中心线116对称设置，使得壳体11本身呈现对称的结构，进一步保证电池包整体的结构的稳定性。
69.示例性地，在本实施例中，壳体11的形状为矩形盒装结构，凸起114也设置为矩形，凸起114的内腔与壳体11的内腔相连通。
70.适应性地，正极片131以及负极片132的主体部133以及支耳134也设置为矩形，正极片131以及负极片132的形状与壳体11的形状相适应，也即正极片131与负极片132的形状为壳体11的横截面的形状的等比例缩小。
71.示例性，在实施例中，电芯的长度为1.4m-2.2m；和/或，电芯的宽度为0.9m-1.6m；和/或，电芯的厚度为3mm-15mm。可以理解的是，这里并不对电芯的具体尺寸限定于上述范
围，在其他具体实施例中，用户可以根据电动车的底盘的实际情况进行适应性地调整。
72.示例性地，壳体11为铝塑膜软包壳体。
73.需要说明的是，将壳体11为铝塑膜软包壳体，可以满足为柔性壳体11，便于更好地对呈现多边形的电芯进行封装，便于提高电池包的组装效率。同时，铝塑膜具备有极高的阻隔性、良好的冷冲压成型性、耐穿刺性、耐电解液稳定性以及良好的绝缘性。因此将壳体11设置为铝塑膜壳体11，可使得壳体11也具备有极高的阻隔性、良好的冷冲压成型性、耐穿刺性、耐电解液稳定性以及良好的绝缘性。
74.图8为本技术实施例提供的电池包的硬质外壳的结构示意图。请参照图8，在可选地示例性实施例中，电池包还包括硬质外壳15，硬质外壳15套设于壳体11的外侧。
75.需要说明的是，在壳体的外侧套设硬质外壳15，可有效地保证电池包整体的强度，提高电池包的稳定性能。
76.示例性地，硬质外壳15由尼龙和玻璃纤维的复合材料制成。
77.示例性地，硬质外壳15还可以由铝合金材料制成。
78.需要说明的是，这里并不对硬质外壳15的具体材料进行限定，在其他具体实施例中，还可以根据用户的具体需求，对硬质外壳15的材料进行适应性地调整。
79.在可选地示例性实施例中，电池包还包括气囊袋，气囊袋与电芯分离设置需要说明的是，设置气囊袋，气囊袋位于壳体内，气囊袋与电芯分离设置，当电池包出现热失控时候，气囊袋可以对电芯发生生成的高气压进行缓冲，避免电池出现爆炸的现象。
80.示例性地，壳体11的一端设置有沿着长度方向延伸的弧形凸块115，气囊袋设置在弧形凸块115内。需要说明的是，设置弧形凸块115专门用于安装气囊袋，进一步保证气囊袋的空间，避免电池出现爆炸的现象。可以理解的是，在本实施例中，并不对气囊袋的具体位置以及结构设置进行限定，在其他具体实施例中，可以根据用户的需求，壳体11内未设置电芯的位置，均可设置为气囊袋。
81.示例性地，正极片131和负极片132的形状与壳体的形状相适应，在弧形凸块115处无对应的正极片131和负极片132的设置。正极片131以及负极片132的具体形状如图6以及图7所示。
82.本公开还提供了一种电动汽车，电动汽车包括车体和上述的电池包，车体的底盘具有与凸起114相配合的空隙。在安装过程中，将电池包安装在车体的底盘上，电池包的凸起114填充在底盘侧边的空隙内。本技术提供的电动汽车由于包括上述的电池包，因此也具备可有效地占用底盘的空间，进一步提升续航里程的技术效果。
83.为了更好地了解本技术提供的电池包的结构，现将电池包的制作过程，概括描述如下：
84.制备具有支耳134的正极片131和负极片132；
85.将正极片131、隔膜135、负极片132及隔膜135叠置在一起并制成电芯；
86.将电芯放入侧围壁113具有凸起114的壳体11内，正极片131和负极片132的支耳134伸入壳体11的侧围壁113的凸起114内。
87.为了更加清楚地明确本技术提高的电池包的结构原理，现将按电池包的制作过程具体描述如下：
88.将多个正极片131以及负极片132冲压成型，使得正极片131和负极片132均包括主
体部133以及支耳134。
89.图5为本技术实施例提供的电芯的正极片的结构示意图，图6为本技术实施例提供的电芯的负极片的结构示意图，图7为本技术实施例提供的电芯的隔膜的结构示意图。请参照图5、图6以及图7，将正极片131、隔膜135、负极片132及隔膜135叠置在一起压紧为裸电芯，将裸电芯置入在真空环境内进行高温烘烤，烘烤为成型电芯，烘烤的温度可以设置为95℃，烘烤时长可以设置为24小时；在成型电芯的外侧采用铝塑膜壳体11进行封装，并在其中一端留有未封区；制作电解液，并通过上述的未封区将制作的电解液注入壳体11内，得到半成品电池包；然后，对半成品电池包进行化成和老化，对未封区进行两次封装得到成型的电池包。
90.其中，正极片131包括铝箔以及涂布在铝箔上的正极活性物质，负极片132包括铜箔以及涂布在铜箔上的负极活性物质；将正极片131、隔膜135以及负极片132叠置在一起压紧为裸电芯。
91.示例性地，正极片131的单侧或者双侧设置正极活性物质，在正极片131设置有正极浆料的一侧重叠负极片132进行覆盖；在正极片131与负极片132之间设置有隔膜135，其中负极片132的形状与正极片131的形状相同，负极片132的尺寸可略大于正极片131的尺寸，以保证负极片132可以完全覆盖正极片131。
92.示例性地，在本实施例中，正极活性物质可以由磷酸铁锂lifepo4、锰酸锂limn2o4、三元linixcoymn1-x-yo2(0.5≤x≤0.9,0.05≤y＜0.3)、linixcoyal1-x-yo2(0.7≤x≤0.9,0.05≤y＜0.2)、三元富锂材料等其中一种或者两种混合，再通过n-甲基吡咯烷酮与一定量的导电剂、粘结剂混合均匀得到。
93.示例性地，在本实施例中，负极活性物质可以采用高容量长循环的动力石墨或石墨，通过水溶剂将混合物与导电剂、分散剂、粘结剂混合均匀得到。还可以将动力石墨或石墨与一定量的硅氧负极、硅碳负极的一种或两种混合成混合物后，再与水、导电剂、分散剂与粘结剂混合。其中，硅碳负极和硅氧负极的一种或两种的用量的质量含量为1％-30％，进一步，硅碳与硅氧的质量比为0.01-0.5：1。
94.示例性地，在本实施例中，隔膜135可以为聚丙烯pp、聚乙烯pe或复合材质隔膜135，表面涂陶瓷和涂胶中的一种。
95.示例性地，在本实施例中，电解液可以为采用含1mol的六氟磷酸锂电解液，溶剂为碳酸乙烯酯，碳酸乙烯酯是由碳酸二甲酯，1,2丙二醇碳酸酯按照1:1:1的体积比例配合成的混合溶剂。
96.示例性地，对未封区进行两次封装，第二次封装方式采用的封头，具备有vent point(排气口)，在电池热失控前，将内部气体定向喷出，和常规的比可以定向喷发功能。
97.最后应说明的是：以上实施方式仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述实施方式对本发明已经进行了详细的说明，但本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施方式技术方案的范围。
98.另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复，本发明对各种可
能的组合方式不再另行说明。