单体电池、动力电池包及车辆的制作方法

本技术涉及电池，特别是涉及一种单体电池、动力电池包及车辆。

背景技术：

1、此处的陈述仅提供与本技术有关的背景信息，而不必然地构成现有技术。

2、随着电动车辆的发展，高电压的动力电池系统成为一种发展趋势。为了提高电池包整体电压，电动车用动力电池组一般由多个大容量单体电池串联或者串并联混合的方式供能。而在电池包体积大体固定的情况下，由于每个单体电池都具有独立的壳体、极柱等结构，从而多个单体电池的串并联会导致电池包整体的能量密度减小。为此，可以采用将两个或更多个裸电芯内部串联(简称内串)形成单体电池整体的内串电池设计，例如可以采用内串的长电芯设计，即将两个较短的电池单元沿长度方向内部串联形成较长的单体电池，以简化或减少壳体、极柱等结构。该内串电池设计具有体积利用率高，整包管理简单，电池包成本低等优点，因此具有良好的应用前景。

3、在一些长电芯方案中，内部串联所形成的单体电池整体的正负极柱设置在沿其长度方向的两端，从而在对多个长电芯进行串并联时需要在其两端分别设置汇流排，导致电池包整体的体积利用率较低。

技术实现思路

1、本技术的目的在于提供一种新的单体电池、动力电池包及车辆，所要解决的技术问题是改进内串电池结构，提高提升电池包整体的体积利用率。

2、本技术的目的可以采用以下技术方案来实现。依据本技术的一个方面，提供了一种单体电池，包括：第一裸电芯；第二裸电芯；以及中部连接件，设置于所述第一裸电芯、所述第二裸电芯之间；其中，所述第一裸电芯的正极耳和负极耳设置于所述第一裸电芯的同一端，并朝向所述中部连接件；所述第二裸电芯的正极耳和负极耳设置于所述第二裸电芯的同一端，并朝向所述中部连接件；所述中部连接件包括第一极柱、第二极柱和串联组件；所述中部连接件的所述串联组件用于同时与所述第一裸电芯的正极耳和所述第二裸电芯的负极耳电连接，以使得所述第一裸电芯和所述第二裸电芯串联；所述中部连接件的所述第一极柱与所述第一裸电芯的负极耳电连接，以使得所述中部连接件的所述第一极柱作为所述单体电池的负极；所述中部连接件的所述第二极柱与所述第二裸电芯的正极耳电连接，以使得所述中部连接件的所述第二极柱作为所述单体电池的正极。

3、在一些实施方式中，所述中部连接件还包括主体部，所述主体部设有一个或多个空腔，用于容纳所述第一极柱的至少一部分、所述第二极柱的至少一部分、和/或所述串联组件的至少一部分。

4、在一些实施方式中，所述第一极柱包括第一连接片、第一下端子、和第一上端子，其中，所述第一连接片与所述第一裸电芯的负极耳电连接，所述第一连接片、所述第一下端子和所述第一上端子依次电连接；

5、所述第二极柱包括第二连接片、第二下端子、和第二上端子，其中，所述第二连接片与所述第二裸电芯的正极耳电连接，所述第二连接片、所述第二下端子和所述第二上端子依次电连接；

6、所述串联组件包括第一串联元件和第二串联元件，其中，所述第一串联元件与所述第一裸电芯的正极耳直接地或间接地电连接，所述第二串联元件与所述第二裸电芯的负极耳直接地或间接地电连接，所述第一串联元件与所述第二串联元件电连接；

7、其中，所述第一极柱的所述第一连接片和所述第一下端子的至少一部分、所述第二极柱的所述第二连接片和所述第二下端子的至少一部分、以及所述串联组件均设置于所述中部连接件的所述主体部的空腔之内；所述第一极柱的所述第一上端子和所述第二极柱的所述第二上端子设置于所述中部连接件的所述主体部的空腔之外。

8、在一些实施方式中，至少一个所述空腔的侧壁设有一个或多个开孔，以便被布置于不同空腔的两个部件的电连接被配置为：通过所述两个部件中的至少一个部件的一部分穿过所述空腔的侧壁的开孔以进行电连接。

9、在一些实施方式中，所述空腔的侧壁的开孔被配置为与相应部件的穿过开孔部分的尺寸和样式是相当的。

10、在一些实施方式中，所述中部连接件还包括一个或多个绝缘部件、和/或一个或多个密封部件；

11、其中，所述绝缘部件设置于相互电连接的部件之间，所述绝缘部件设有一个或多个开孔，用于布置于所述绝缘部件两侧的两个部件中的至少一个部件的一部分穿过所述绝缘部件的开孔以进行电连接；

12、所述密封部件设置于所述空腔的侧壁的开孔处和/或所述绝缘部件的开孔处，用于将相应部件在开孔处电连接后与开孔之间的缝隙密封。

13、在一些实施方式中，所述空腔、以及所述空腔中容纳的电连接部件和绝缘部件配置为相匹配的形状和尺寸。

14、在一些实施方式中，所述第一连接片为l型结构包括第一端和第二端，所述第一连接片的第一端与所述第一裸电芯的负极耳电连接，所述第一连接片的第二端与所述第一下端子电连接；所述第二连接片为l型结构包括第一端和第二端，所述第二连接片的第一端与所述第二裸电芯的正极耳电连接，所述第二连接片的第二端与所述第二下端子电连接。

15、在一些实施方式中，所述串联组件还包括第三连接片和第四连接片，其中，所述第三连接片与所述第一裸电芯的正极耳电连接，所述第四连接片与所述第二裸电芯的负极耳电连接，所述第三连接片、所述第一串联元件、所述第二串联元件、所述第四连接片依次电连接。

16、在一些实施方式中，所述第一下端子包括一体成型的柱状结构和片状结构，所述第一下端子的片状结构与所述第一连接片电连接，所述第一上端子具有与所述第一下端子的柱状结构对应的通孔，所述第一下端子的柱状结构穿设于所述第一上端子的通孔，所述第一下端子与所述第一上端子电连接；

17、所述第二下端子包括一体成型的柱状结构和片状结构，所述第二下端子的片状结构与所述第二连接片电连接，所述第二上端子具有与所述第二下端子的柱状结构对应的通孔，所述第二下端子的柱状结构穿设于所述第二上端子的通孔，所述第二下端子与所述第二上端子电连接；

18、所述第三连接片为凹字型结构包括第一端和第二端，所述第三连接片的第一端与所述第一裸电芯的正极耳电连接，所述第三连接片的第二端与所述第一串联元件电连接；

19、所述第四连接片为凹字型结构包括第一端和第二端，所述第四连接片的第一端与所述第二裸电芯的负极耳电连接，所述第四连接片的第二端与所述第二串联元件电连接；

20、所述第一串联元件包括一体成型的柱状结构和片状结构，所述第一串联元件的片状结构与所述第三连接片电连接；

21、所述第二串联元件包括一体成型的柱状结构和片状结构，所述第二串联元件的片状结构与所述第四连接片电连接，其中，所述第一串联元件的柱状结构与所述第二串联元件的柱状结构相对设置并相互电连接。

22、在一些实施方式中，所述绝缘部件包括第一绝缘件、第二绝缘件、第三绝缘件、第四绝缘件、端子绝缘件、第一绝缘隔板和第二绝缘隔板之中的至少一个；所述密封部件包括第一端子密封圈、第二端子密封圈、串联密封圈之中的至少一个；

23、其中，所述第一绝缘件套设于所述第一极柱的所述第一连接片外，所述第一绝缘件设有用于所述第一连接片与所述第一裸电芯的负极耳进行电连接的开孔、和与所述第一下端子进行电连接的开孔；

24、所述第二绝缘件套设于所述第二极柱的所述第二连接片外，所述第二绝缘件设有用于所述第二连接片与所述第二裸电芯的正极耳进行电连接的开孔、和与所述第二下端子进行电连接的开孔；

25、所述第三绝缘件套设于所述串联组件的所述第三连接片外，所述第三绝缘件设有用于所述第三连接片与所述第一裸电芯的正极耳进行电连接的开孔、和与所述第一串联元件进行电连接的开孔；

26、所述第四绝缘件套设于所述串联组件的所述第四连接片外，所述第四绝缘件设有用于所述第四连接片与所述第二裸电芯的负极耳进行电连接的开孔、和与所述第二串联元件进行电连接的开孔；

27、所述第一端子密封圈套设于所述第一极柱的所述第一下端子的柱状结构；

28、所述第二端子密封圈套设于所述第二极柱的所述第二下端子的柱状结构；

29、所述串联密封圈为一个或两个，所述串联密封圈套设于所述串联组件的所述第一串联元件的柱状结构和/或所述第二串联元件的柱状结构；

30、所述端子绝缘件设置于所述第一上端子、所述第一下端子以及所述第二上端子、所述第二下端子之间，所述端子绝缘件设有用于所述第一下端子的柱状结构、所述第二下端子的柱状结构穿过的开孔；

31、所述第一绝缘隔板设置于所述第一裸电芯与所述中部连接件的所述主体部之间，所述第一绝缘隔板设有一个或多个开孔，所述第一裸电芯的负极耳、正极耳穿过所述第一绝缘隔板的开孔分别与所述中部连接件的所述第一极柱、所述串联组件电连接；

32、所述第二绝缘隔板设置于所述第二裸电芯与所述中部连接件的所述主体部之间，所述第二绝缘隔板设有一个或多个开孔，所述第二裸电芯的正极耳、负极耳穿过所述第二绝缘隔板的开孔分别与所述中部连接件的所述第二极柱、所述串联组件电连接。

33、在一些实施方式中，所述中部连接件的所述主体部至少设有相互隔断的第一空腔、第二空腔、第三空腔和第四空腔；

34、所述第一极柱的所述第一连接片、所述第一下端子、所述第一绝缘件、所述第一端子密封圈容纳于所述第一空腔；所述第一空腔具有用于所述第一下端子的柱状结构穿出的开孔和用于所述第一连接片与所述第一裸电芯的负极耳电连接的开孔；

35、所述第一极柱的所述第一上端子设置于所述第一空腔之外，并设置于所述中部连接件的所述主体部的外表面；

36、所述第二极柱的所述第二连接片、所述第二下端子、所述第二绝缘件、所述第二端子密封圈容纳于所述第二空腔；所述第二空腔具有用于所述第二下端子的柱状结构穿出的开孔和用于所述第二连接片与所述第二裸电芯的正极耳电连接的开孔；

37、所述第二极柱的所述第二上端子设置于所述第二空腔之外，并设置于所述中部连接件的所述主体部的外表面；

38、所述串联组件的所述第一串联元件、所述第三连接片、所述第三绝缘件容纳于所述第三空腔；

39、所述串联组件的所述第二串联元件、所述第四连接片、所述第四绝缘件容纳于所述第四空腔；

40、所述第三空腔与所述第四空腔相邻，并且所述第三空腔与所述第四空腔之间设有用于所述第一串联元件与所述第二串联元件电连接的开孔；

41、所述串联密封圈容纳于第三空腔和/或第四空腔，并设于所述第一串联元件与所述主体部之间、所述第二串联元件与所述主体部之间；

42、所述端子绝缘件包括下端子绝缘件和上端子绝缘件；其中，所述下端子绝缘件设置于所述主体部的空腔内，并设置于所述第一下端子、所述第二下端子与所述主体部之间；其中，所述上端子绝缘件设置于所述主体部的空腔外，并设置于所述第一上端子、所述第二上端子与所述主体部之间；

43、所述第一端子密封圈和所述第二端子密封圈设置于所述下端子绝缘件与所述上端子绝缘件之间。

44、在一些实施方式中，所述第一裸电芯的正极耳的位置与所述第二裸电芯的负极耳的位置相对应，所述第一裸电芯的负极耳的位置与所述第二裸电芯的正极耳的位置相错开；

45、所述第一绝缘隔板的用于穿过所述第一裸电芯的正极耳的开孔的位置与所述第二绝缘隔板的用于穿过所述第二裸电芯的负极耳的开孔的位置相对；所述第一绝缘隔板的用于穿过所述第一裸电芯的负极耳的开孔的位置与所述第二绝缘隔板的用于穿过所述第二裸电芯的正极耳的开孔的位置相错开。

46、在一些实施方式中，所述单体电池还包括：第一壳体和第二壳体；其中，所述第一壳体、所述第二壳体分别套设于所述第一裸电芯、所述第二裸电芯之外；所述第一壳体、所述第二壳体均与所述中部连接件焊接。

47、在一些实施方式中，所述单体电池还包括：电解液，设置于所述第一壳体和所述第二壳体内并被所述中部连接件隔断。

48、在一些实施方式中，所述单体电池还包括：两个电解液注入部，分别设置于所述第一壳体、所述第二壳体的背向所述中部连接件的一端。

49、在一些实施方式中，所述中部连接件的所述第二极柱与所述第一极柱设置在所述中部连接件的同一面，或设计在所述中部连接件的相异的两面。

50、本技术的目的还可以采用以下技术方案来实现。依据本技术的另一方面，提供了一种动力电池包，包括：包体以及多个如任意一个前述的单体电池，所述单体电池设置于所述包体内。

51、本技术的目的还可以采用以下技术方案来实现。依据本技术的又一方面，提供了一种车辆，包括如任意一个前述的动力电池包。

52、本技术与现有技术相比具有明显的优点和有益效果。借由上述技术方案，本技术提出的单体电池、动力电池包及车辆，可以达到相当的技术进步性及实用性，并具有产业上的广泛利用价值，其至少具有下列优点：

53、1、本技术方案将正负极柱均设置在位于单体电池中心的中部连接件，并通过该中部连接件实现裸电芯的串联，因此在将多个单体电池串并联时可以仅在中部设置汇流排，与正负极柱分别设置在内串形成的单体电池两端的方案相比，本技术方案能够减少结构件数量，能够提高电池包整体的体积利用率；

54、2、本技术方案通过采用包含多个空腔的中部连接件的设计，使得第一极柱、第二极柱与串联组件之间相互隔离并绝缘，能够提升单体电池、电池包整体的体积利用率；且无盖板设计，减少了结构件数量，降低电芯设计生产成本；

55、3、本技术方案通过设置多种绝缘部件和密封部件，使得中间连接件的主体部与极柱之间是绝缘且密封的，能够将两个裸电芯所在的两个腔体之间隔离并密封，能够保证电池内部与外部完全隔绝；

56、4、本技术方案可以通过单体电池两端位置注入电解液，较以往单侧注入的长电芯提升了电芯注液效率；由于单层极片较传统长电芯短了一倍，快充能力提升至少1倍。

57、上述说明仅是本技术技术方案的概述，为了能更清楚了解本技术的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为让本技术的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明如下。