电池单体及电池包的制作方法

1.本技术涉及动力电池的技术领域，具体而言，涉及一种电池单体及电池包。


背景技术：

2.节能减排是汽车产业可持续发展的关键，电动车辆由于其节能环保的优势成为汽车产业可持续发展的重要组成部分。对于电动车辆而言，电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。
3.在电池技术的发展中，除了电池的安全性能以外，如何提高整包的体积利用率也是不可忽视的问题。


技术实现要素：

4.本技术的目的在于提供一种电池单体及电池包，旨在解决如何提高整包的体积利用率的技术问题。
5.为达上述目的，本技术采用以下技术方案：
6.本技术提供一种电池单体，包括：壳体，具有容纳空间，且所述壳体的顶部配置有凹陷位，所述凹陷位处设置有安装口；电芯组件，配置于所述容纳空间，且所述电芯组件的至少一部分的结构显露于所述安装口，以用于所述电芯组件的电输入或电输出。
7.在上述实现的过程中，通过在壳体的顶部设置凹陷位，当壳体的容纳空间内设置电芯组件时，电芯组件的电连端位于凹陷位的安装口处，缩小了电芯组件的电连端在电池包内的占用空间，使得将电池单体装配成电池包的过程中，在相同内部体积的电池包前提下，能够大大提高电池包的体积利用率。
8.在一些实施例中，所述凹陷位具有倾斜面，所述倾斜面被配置为沿所述壳体的顶部的外侧方向倾斜。
9.在上述实现的过程中，将电芯组件的电连端配置在倾斜面，可在组装成电池包时，提高了电池包的内部体积利用率，同时也方便电池包的线束隔离组件与电芯组件的连接。
10.在一些实施例中，所述凹陷位具有水平面以及与所述水平面连接的竖直面，所述水平面被配置为与所述壳体的长度方向平行，所述竖直面被配置为与所述壳体的长度方向垂直。
11.在上述实现的过程中，将电芯组件的电连端配置在水平面或竖直面，可在组装成电池包时，提高了电池包的内部体积利用率，同时也方便电池包的线束隔离组件与电芯组件的连接，简化电池包的组装。
12.在一些实施例中，所述电芯组件包括电芯体、与所述电芯体连接的端子以及与所述端子连接的连接组件，所述电芯体以及所述连接组件均配置于所述容纳空间内，所述端子的至少一部分的结构显露于所述安装口，且该部分的结构与所述倾斜面贴合。
13.在上述实现的过程中，端子通过连接组件配置于壳体的安装口处，其一端与连接组件连接，另一端与电池包的线束隔离组件连接，并通过壳体的凹陷设置，减小电芯体的外
露占用空间，同时可对端子不进行折弯等工序，从而提高电池包空间利用率，也方便电池包的组装。
14.在一些实施例中，所述端子包括贴附于所述倾斜面的绝缘件、与所述绝缘件贴附的铝块以及与所述电芯体连接且穿设于所述绝缘件、所述铝块的极柱。
15.在上述实现的过程中，通过在极柱上套设绝缘件，且绝缘件贴附于壳体上，可保证电池单体在使用过程中的安全性，降低电池单体的事故发生率。
16.在一些实施例中，所述连接组件包括支架以及配置于所述支架的内部且与所述极柱连接的连接片，所述支架的至少一部分的结构配置为与所述倾斜面贴合，且所述支架被配置为容纳所述极柱的至少一部分的结构以及容纳所述电芯体的至少一部分的结构。
17.在上述实现的过程中，通过将支架的一部分的结构配置成与倾斜面贴合提升壳体的整体强度，使得连接片与极柱连接，并对电池单体进行组装时，能够提升壳体的体积利用率，节约成产投入成本。
18.在一些实施例中，所述电芯组件包括电芯体、与所述电芯体连接的端子以及与所述端子连接的连接组件，所述电芯体以及所述连接组件均配置于所述容纳空间内，所述端子背离所述电芯体的一端穿设于所述安装口。
19.在上述实现的过程中，端子通过连接组件配置于壳体的安装口处，其一端与连接组件连接，另一端与电池包的线束隔离组件连接，并通过壳体的凹陷设置，减小电芯体的外露占用空间，提高电池包空间利用率的同时，也方便电池包的组装。
20.在一些实施例中，所述端子包括极柱以及依次套设于所述极柱上的绝缘件和铝块，所述绝缘件以及所述铝块显露于所述安装口。
21.在上述实现的过程中，通过在极柱上套设绝缘件，且绝缘件贴附于壳体上，可保证电池单体在使用过程中的安全性，降低电池单体的事故发生率。
22.在一些实施例中，所述连接组件包括支架以及连接片，所述支架被配置为容纳所述连接片、容纳所述端子的至少一部分的结构以及容纳所述电芯体的至少一部分的结构，所述连接片被配置为与所述端子固定连接。
23.在上述实现的过程中，通过将支架配置成容纳连接片、端子以及电芯体，可方便连接片与端子连接的同时，也能保证电池单体的安全性，且对电池单体进行组装时，可对端子不进行折弯等工序，从而能够提高壳体的体积利用率，节约成产投入成本。
24.本技术还提供一种电池包，包括：电池箱体，具有安装空间；线束隔离组件，被配置于所述安装空间；和如上述任一项所述的电池单体，所述电池单体被配置于所述安装空间，并与所述线束隔离组件连接，以用于所述电芯组件的电输入或电输出。
25.在上述实现的过程中，通过在电池箱体的安装空间内装配带有凹陷位的电池单体，可方便电池单体与线束隔离组件连接，简化电池包的组装，同时也能充分利用电池箱体的安装空间，提高安装空间的体积利用率。
26.本技术的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本技术实施例了解。本技术的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
27.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术使用者来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
28.图1是本技术实施例公开的一种电池单体的结构示意图。
29.图2是本技术实施例公开的一种电池单体的爆炸示意图。
30.图3是本技术实施例公开的一种电池单体的整体结构爆炸示意图。
31.图4是本技术实施例公开的另一种电池单体的结构示意图。
32.图5是本技术实施例公开的另一种电池单体的爆炸示意图。
33.图6是本技术实施例公开的另一种电池单体的整体结构爆炸示意图。
34.附图标记
35.100、壳体；1001、底壳；1002、端盖；1003、第一安装位；1004、第二安装位；1005、第三安装位；101、凹陷位；200、电芯组件；201、电芯体；202、端子；2021、绝缘件；2022、铝块；2023、极柱；203、连接组件；2031、支架；2032、连接片。
具体实施方式
36.为使本技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本技术实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
37.因此，以下对在附图中提供的本技术的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本技术的范围，而是仅仅表示本技术的选定实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术使用者在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
38.在本技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”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，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，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技术的限制。
39.此外，术语“水平”、“竖直”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。
40.在本技术的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；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。对于本领域的普通技术使用者而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
41.实施例
42.发明人在设计的过程中发现，为了提高整包的空间利用率，当前动力电芯都在往电芯做长的方向发展，当电芯做长时，为了提高电芯内部的空间利用率，有的选择将端子设置在电芯左右侧面的两端，这种的结构相比将端子集成在上端的方式确实对电芯内部的空间利用率有提高，但端子还是占据了整包宽度方向的空间，导致整包的利用率还是不高，有的选择将端子集成在电芯的大面上，且巧妙的通过一个凹凸的配合来将端子占据的空间弥补掉，因此这种结构对电芯内部和整包的利用率也有提高，但整包的汇流排的焊接时较大难点，且汇流排还是会牺牲掉整包宽度方向的空间。
43.鉴于此，如图1所示，图1是本技术一实施例公开的一种电池单体的结构示意图；本技术提供一种电池单体，包括：壳体100以及电芯组件200，所述壳体100用于容纳所述电芯组件200，且所述壳体100的至少一部分进行冲压，形成与电芯组件200对应的凹陷位101，使得电芯组件200的电连端(即电芯组件200的端子202)至少一部分的结构外露于所述凹陷位101时，能够与电池包的线束隔离组件完成连接，从而完成所述电芯组件200的电输入或电输出。
44.具体而言，所述壳体100具有容纳空间，且所述壳体100的顶部配置有凹陷位101，所述凹陷位101处设置有安装口；所述电芯组件200配置于所述容纳空间，且所述电芯组件200的至少一部分的结构显露于所述安装口，以用于所述电芯组件200的电输入或电输出。
45.示例性的，所述壳体100的形状可以根据电芯组件200的具体形状和尺寸大小来确定，其中所述壳体100的材质可以是多种，比如铜、铁、铝、不锈钢、铝合金等，本技术实施例对此不做特殊限制，以铝合金材质为例，所述壳体100包括底壳1001以及端盖1002，所述底壳1001通过冲压形成一定深度的容纳腔，所述端盖1002配置于所述底壳1001，以形成密封的容纳空间。
46.需要说明的是，所述凹陷位101设置有两个，两个所述凹陷位101分别对应所述电芯组件200的端子202(包括正极柱2023、负极柱2023)，所述凹陷位101的凹陷尺寸可不做具体尺寸，其凹陷尺寸可以是大于所述端子202外露于所述安装口的长度，也可以是等于所述端子202外露于所述安装口的长度
47.在上述实现的过程中，通过在壳体100的顶部设置凹陷位101，当壳体100的容纳空间内设置电芯组件200时，电芯组件200的电连端位于凹陷位101的安装口处，缩小了电芯组件200的电连端在电池包内的占用空间，使得将电池单体装配成电池包的过程中，在相同内部体积的电池包前提下，能够大大提高电池包的体积利用率。
48.请参照图1，所述凹陷位101具有倾斜面，所述倾斜面被配置为沿所述壳体100的顶部的外侧方向倾斜。示例性的，所述倾斜面对称分布于所述壳体100顶部的左右两侧，且两所述倾斜面呈八字型分布，其中所述倾斜面的倾斜角度不做特殊限定，只需满足所述电芯组件200的端子202配置于倾斜面时，进行电池单体、电池模组以及电池包的组装能够提高空间利用率的方案均属于本技术的保护范围；需要说明的是，当所述电芯组件200的端子202配置于所述倾斜面时，所述端子202的端部可以相对于所述壳体100的顶部或者侧壁凸设，也可与所述壳体100的顶部或者侧壁相平齐，还可以是相对于所述壳体100的顶部或者侧壁凹设(优选的方案)，以方便所述电池包的线束隔离组件的连接。
49.其中该方案下，所述壳体100的侧壁设置有第一安装位1003，正面设置有第二安装位1004，底部设置有第三安装位1005，所述第一安装位1003、所述第二安装位1004以及所述
第三安装位1005三者中的两个或者一个被配置有注液孔和防爆阀；特别的，所述防爆阀设置于所述第三安装位1005，所述注液孔设置于所述第二安装位1004，当然了，所述注液孔以及所述防爆阀可根据实际情况各自设置一个或者各自设置两个等。
50.在上述实现的过程中，将电芯组件200的电连端配置在倾斜面，可在组装成电池包时，提高了电池包的内部体积利用率，同时也方便电池包的线束隔离组件与电芯组件200的连接。
51.如图2所示，图2是本技术实施例公开的一种电池单体的爆炸示意图，所述电芯组件200包括电芯体201、与所述电芯体201连接的端子202以及与所述端子202连接的连接组件203，所述电芯体201以及所述连接组件203均配置于所述容纳空间内，所述端子202的至少一部分的结构显露于所述安装口，且该部分的结构与所述倾斜面贴合。
52.示例性的，所述电芯体201为裸电芯，所述电芯体201的左右两侧分别被配置为所述倾斜面适配的斜面，以方便电芯体201固定的同时，所述端子202也可不经过折弯等工序，从而充分利用所述壳体100的空间；所述端子202配置于所述电芯体201的斜面上，并延伸至所述安装口处，以显露于所述安装口；所述连接组件203可配置成容纳所述电芯体201的至少一部分的结构，所述连接组件203的至少一部分的结构被配置为与所述倾斜面适配，通过所述连接组件203可保证端子202与所述壳体100的连接，也能确保所述电池单体的安全性能。
53.在上述实现的过程中，端子202通过连接组件203配置于壳体100的安装口处，其一端与连接组件203的连接片2032连接，另一端通过其铝块2022与电池包的线束隔离组件连接，同时可对端子不进行折弯等工序，从而提高电池包空间利用率的同时，也方便电池包的组装。
54.如图3所示，图3是本技术实施例公开的一种电池单体的整体结构爆炸示意图；所述端子202包括贴附于所述倾斜面的绝缘件2021，与所述绝缘件2021贴附的铝块2022以及与所述连接组件203的连接片2032连接且穿设于所述绝缘件2021、所述铝块2022的极柱2023。
55.示例性的，所述绝缘件2021上设置有密封圈，所述密封圈配置于所述绝缘件2021与所述极柱2023对应的位置处，且所述密封圈位于所述壳体100的安装口处，所述极柱2023的一端与所述铝块2022连接，所述极柱2023的另一端与所述连接片2032连接(激光焊等)，通过在极柱2023上套设绝缘件2021，且绝缘件2021贴附于壳体100上，可保证电池单体在使用过程中的安全性，降低电池单体的事故发生率。
56.请再参照图3，所述连接组件203包括支架2031以及配置于所述支架2031的内部且与所述极柱2023连接的连接片2032，所述支架2031的至少一部分的结构配置为与所述倾斜面贴合，且所述支架2031被配置为容纳所述极柱2023的至少一部分的结构以及容纳所述电芯体201的至少一部分的结构。
57.示例性的，所述支架2031包括下架本体以及与所述下架本体适配的上架本体，其中下架本体可经过注塑等方式形成具有一定空间的容纳槽，通过将支架2031的一部分的结构配置成与倾斜面贴合，使得连接片2032与极柱2023连接，提升电池包的整体强度，并对电池单体进行组装时，能够提升壳体100的体积利用率，节约成产投入成本。
58.该实施例下，以固定的l：2075*w：1392*h：110电池包内部空间来计算，本方案、对
比例一和对比例二的电池单体和电池包的空间利用率如下，由此对比可知，该实施例下的整包空间利用率最高，在相同有限的空间条件下电量相比对比例一提升了2.8％，相比对比例二提升19.3％，且电池包的组装方式简单(即电池单体只需要底部涂胶后放入电池包的电池箱体中即可，电池单体与电池单体之间可根据需要放气凝胶，电池包省略了电池模组组装的环节，且电池包宽度方向的空间也被最大化利用)。
[0059][0060]
如图4所示，图4是本技术实施例公开的另一种电池单体的结构示意图；所述凹陷位101具有水平面以及与所述水平面连接的竖直面，所述水平面被配置为与所述壳体100的长度方向平行，所述竖直面被配置为与所述壳体100的长度方向垂直。
[0061]
示例性的，所述水平面的长度以及所述竖直面的高度不做具体的限定，可以根据实际的情况进行设定，比如当所述电芯组件200显露于所述水平面时，使得所述电芯组件200的端子202与所述电池包的线束隔离组件焊接后的高度低于所述竖直面的高度，也可与所述竖直面的高度平齐(上两种方式为优选的方案)，当然也可以高于所述竖直面的高度。
[0062]
其中在该方案下，所述壳体100的顶部设置有第一安装位1003，所述壳体100的侧壁设置有第二安装位1004，所述壳体100的正面设置有第三安装位1005，其中所述电池单体的注液孔以及防爆阀可以根据需要设置在所述第一安装位1003、所述第二安装位1004或者所述第三安装位1005等。
[0063]
在上述实现的过程中，将电芯组件200的电连端配置在水平面或竖直面，可在组装成电池包时，提高了电池包的内部体积利用率，同时也方便电池包的线束隔离组件与电芯组件200的连接，简化电池包的组装。
[0064]
如图5所示，图5是本技术实施例公开的另一种电池单体的爆炸示意图；所述电芯组件200包括电芯体201、与所述电芯体201连接的端子202以及与所述端子202连接的连接组件203，所述电芯体201以及所述连接组件203均配置于所述容纳空间内，所述端子202背离所述电芯体201的一端穿设于所述安装口。
[0065]
示例性的，所述电芯体201包括裸电芯，所述电芯体201的左右两侧可配置成与所述连接组件203适配的结构，所述连接组件203配置于所述壳体100的容纳空间内，所述端子202通过所述连接组件203配置于所述壳体100的安装口处，其一端与所述连接组件203的连
接片2032连接，另一端通过其铝块2022与电池包的线束隔离组件连接，提高电池包空间利用率的同时，也方便电池包的组装。
[0066]
如图6所示，图6是本技术实施例公开的另一种电池单体的整体结构爆炸示意图，所述端子202包括极柱2023以及依次套设于所述极柱2023上的绝缘件2021和铝块2022，所述绝缘件2021以及所述铝块2022显露于所述安装口，所述绝缘件2021上设置有密封圈，所述密封圈配置于所述绝缘件2021与所述极柱2023对应的位置处，且所述密封圈位于所述壳体100的安装口处，其中所述极柱2023的一端与所述连接片2032焊接，所述极柱2023的另一端连接有所述铝块2022，通过在极柱2023上套设绝缘件2021，且绝缘件2021贴附于壳体100上，可保证电池单体在使用过程中的安全性，降低电池单体的事故发生率。
[0067]
请参照图6，所述连接组件203包括支架2031以及连接片2032，所述支架2031被配置为容纳所述连接片2032、容纳所述端子202的至少一部分的结构以及容纳所述电芯体201的至少一部分的结构，所述连接片2032被配置为与所述端子202的极柱2023固定连接，所述支架2031包括但不局限于绝缘支架2031，通过将支架2031配置成容纳连接片2032、端子202以及电芯体201，可方便电芯体201与端子202连接的同时，也能保证电池单体的安全性，且对电池单体进行组装时，可对端子不进行折弯等工序，从而能够提高壳体100的体积利用率，节约成产投入成本。
[0068]
该实施例下，以固定的l：2075*w：1392*h：110电池包内部空间来计算，本方案、对比例三和对比例四的电池单体和电池包的空间利用率如下，其中裸电芯占电池包体积利用率等于电池包体积利用率乘以裸电芯在电池单体内体积占比，由此对比可知，本方案的电池包空间利用率最高，且电池包的组装方式简单(即所述电池单体只需要底部涂胶后放入电池包的电池箱体中即可，所述电池单体与所述电池单体之间可根据需要放置气凝胶，所述电池包省略了电池模组组装的环节，电池包宽度方向的空间也被最大化利用)。
[0069][0070][0071]
本技术还提供一种电池包，包括：电池箱体，具有安装空间；线束隔离组件，被配置于所述安装空间；和如上所述的电池单体，所述电池单体被配置于所述安装空间，并与所述线束隔离组件连接，以用于所述电芯组件200的电输入或电输出。
[0072]
示例性的，所述线束隔离组件包括汇流排以及与所述汇流排连接的fpc采集电路板，所述汇流排与所述电池单体的端子202连接，所述电池单体可通过其底部涂胶的方式固定于所述电池箱体，且电池单体与电池单体之间可根据需要设置放气凝胶，通过在电池箱体的安装空间内装配带有凹陷位101的电池单体，可方便电池单体与线束隔离组件连接，简化电池包的组装，同时也能充分利用电池箱体的安装空间，提高安装空间的体积利用率。
[0073]
需要说明的是，所述电池单体的两实施例中，对所述电池单体进行组装时，首先将所述电池单体的壳体100的底壳1001通过冲压形成一定深度，将极柱2023、绝缘件2021、支架2031与底壳1001一起铆接成一个整体，然后将超声焊后且包好膜的裸电芯放入上述形成的整体中，端子202与连接片2032进行激光焊，最后再焊接端盖1002完成整个组装的过程；需要说明的是，根据工艺的差异，所述裸电芯可以是一个或者两个。
[0074]
以上所述仅为本技术的优选实施例而已，并不用于限制本技术，对于本领域的技
术使用者来说，本技术可以有各种更改和变化。凡在本技术的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本技术的保护范围之内。