电芯结构及电芯模组的制作方法

1.本技术涉及电池技术领域，尤其是涉及一种电芯结构及电芯模组。


背景技术：

2.近年来，随着锂离子电池新技术发展，电芯能量密度越来越高，热失控的标准也相对提高，对电池的散热要求提高，现有电池模组散热通过底部液冷进行散热，热传导过程相对较慢。此外，在冬季等气温较低的环境下，还需要对电芯进行一定程度的升温，现有的电池在降温和升温过程均采用对电芯模组整体进行导热，但这种传统的导热方式对于电芯能量密度高的情况则作用有限，影响对电芯的散热及保温过程的效率。


技术实现要素：

3.本技术的目的在于提供一种电芯结构及电芯模组，以在一定程度上解决现有技术中存在的现有的电芯、电池模组的散热、保温效率低，容易影响电池安全性的技术问题。
4.本技术提供了一种电芯结构，包括：第一主体构件；
5.第二主体构件，所述第二主体构件设置于所述第一主体构件的一侧，所述第一主体构件与所述第二主体构件之间形成密闭空间，所述密闭空间内容纳有电极材料；
6.导热总成，所述导热总成设置于所述第一主体构件背离所述第二主体构件的一侧，所述导热总成用于吸收所述第一主体构件的热量或者向所述第一主体构件传递热量。
7.在上述技术方案中，进一步地，所述导热总成包括：集成板，所述集成板与所述第一主体构件连接，所述集成板与所述第一主体构件之间形成密封空间。
8.在上述任一技术方案中，进一步地，所述导热总成还包括液冷管，所述液冷管设置于所述密封空间内，所述液冷管具有连续的s型结构，所述液冷管内注入有液体工质。
9.在上述任一技术方案中，进一步地，所述集成板面对所述第一主体构件的一侧表面设置有连续地s型的凸起，所述凸起在所述密封空间内形成流道，所述流道内流动有液体工质。
10.在上述任一技术方案中，进一步地，所述第一主体构件的一侧壁或所述集成板的一侧壁间隔设置有进液口和出液口。
11.在上述任一技术方案中，进一步地，所述第一主体构件具有呈长方体状的平板结构，所述主体构件的平板结构包括六个壁面，六个壁面中面积最大的两个壁面分别为第一壁面和第二壁面；
12.所述第二主体构件设置于第一壁面，所述集成板设置于所述第二壁面。
13.在上述任一技术方案中，进一步地，所述第二主体构件具有槽体结构，所述第一壁面形成有凹槽，所述槽体结构的开口形状与所述凹槽的形状适配。
14.在上述任一技术方案中，进一步地，所述第一主体构件的一端设置有第一极柱，所述第一极柱设置有第一极柱盖板，所述第一极柱盖板与所述第一主体构件固定连接；
15.所述第一主体构件的另一端设置有第二极柱，所述第二极柱设置有第二极柱盖
板，所述第二极柱盖板与所述第一主体构件固定连接。
16.在上述任一技术方案中，进一步地，所述第一极柱和所述第一极柱盖板设置于所述第一壁面；所述第二极柱和所述第二极柱盖板设置于所述第二壁面。
17.本技术还提供了一种电芯模组，包括上述任一技术方案所述的电芯结构，因而，具有该电芯结构的全部有益技术效果，在此，不再赘述。
18.与现有技术相比，本技术的有益效果为：
19.本技术提供的电芯结构包括：第一主体构件；第二主体构件，第二主体构件设置于第一主体构件的一侧，第一主体构件与第二主体构件之间形成密闭空间，密闭空间内容纳有电极材料；导热总成，导热总成设置于第一主体构件背离第二主体构件的一侧，导热总成用于吸收第一主体构件的热量或者向第一主体构件传递热量。
20.本技术提供的电芯结构，导热总成与第一主体构件之间具有较好的导热效果，通过对单个电芯结构进行高效率、高质量的冷却或保温，从而确保本电芯结构温度升高时能够及时地对本电芯结构进行降温、冷却，避免出现热失控，需要对电芯结构进行保温或升温时，也能够充分保证效率，确保本电芯结构在低温换下能够正常工作。本技术提供的电芯结构，相较于传统的对电芯模组整体进行热循环的方式，显著提高单个电芯结构以及电池模组整体的导热效果和导热效率。
21.本技术提供的电芯模组，包括上述所述的电芯结构，因而，通过本电芯结构能够显著提高电芯模组整体以及电芯模组中的每一个电芯结构的冷却、保温效果，从而使得电芯模组在发热后能够及时冷却，确保电芯模组的安全性，并且在低温工况下，电芯模组也能够正常工作。
附图说明
22.为了更清楚地说明本技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，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的附图。
23.图1为本技术实施例提供的电芯结构的结构示意图；
24.图2为本技术实施例提供的电芯结构的另一视角示意图；
25.图3为本技术实施例提供的电芯结构的爆炸图；
26.图4为本技术实施例提供的电芯结构的部分结构示意图；
27.图5为本技术实施例提供的两个电芯结构处于堆叠状态的示意图。
28.附图标记：
29.1-第一主体构件，101-凹槽，102-第一安装部，103-第二安装部，104-第一极柱盖板，105-第二极柱盖板，2-第二主体构件，201-空腔，3-导热总成，301-集成板，302-液冷管，303-凸起，4-进液口，5-出液口。
具体实施方式
30.下面将结合附图对本技术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。
31.通常在此处附图中描述和显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。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。
32.基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
33.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，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。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
34.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“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人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
35.下面参照图1至图5描述根据本技术的实施例所述的电芯结构及电芯模组。
36.参见图1至图5所示，本技术的实施例提供了一种电芯结构，本电芯结构包括：第一主体构件1、第二主体构件2和导热总成3，第一主体构件1与第二主体构件2相互连接，导热总成3设置于第一主体构件1，其中，第一主体构件1与第二主体构件2之间形成密闭空间，密闭空间内设置有电芯的正负极材料。第二主体构件2和导热总成3分别位于第一主体构件1的两侧，第一主体构件1和第二主体构件2共同形成电芯的外壳，电芯工作过程中产生的热量经第一主体构件1传递至导热总成3，然后热量被导热总成3吸收或者经导热总成3传递至本电芯结构以外，从而起到散热效果，避免本电芯结构以及包括多个本电芯结构的电池模组发生热失控。
37.进一步地，第二主体构件2为具有一侧开口的槽体结构，第二主体构件2的内部形成空腔201。进一步地，第一主体构件1具有平板结构，平板结构面积最大的两个侧面分别为第一壁面和第二壁面，第一壁面面对第二主体构件2设置，并且第一壁面设置有凹槽101，凹槽101的形状与第二主体构件2的槽体结构的开口形状相适配，从而使得第二主体构件2与第一主体构件1相互连接后第二主体构件2的空腔201与第一主体构件1的凹槽101之间形成密闭空间。
38.优选地，第一主体构件1与第二主体构件2之间通过激光焊接、钎焊或者其余熔焊等方式进行连接，确保两者之间的密闭效果。
39.进一步地，第一主体构件1的长度大于第二主体构件2的长度，沿着第一主体构件1的长度方向，第一主体构件1的一端与第二主体构件2的一端与之间形成第一安装部102，第一主体构件1的另一端与第二主体构件2的另一端之间形成第二安装部103，第一安装部102和第二安装部103用于设置极柱。具体地，第一安装部102设置有第一极柱，第一极柱与密闭空间内的正极材料(或负极材料)连接，并且第一极柱上设置有第一极柱盖板104；第二安装部103设置有第二极柱，第二极柱与密闭空间内的负极材料(或正极材料)连接，并且第二极柱上设置有第二极柱盖板105，第一极柱以及第一极柱盖板104相对第一安装部102也就是
第一主体构件1位置固定，第二极柱以及第二极柱盖板105相对第二安装部103也就是第一主体构件1固定，这样的结构相较于常规的电芯结构而言，多个本电芯结构在堆叠成组时，可有效降低因电芯高度以及长度公差造成的使用汇流排连接两个电芯结构的极柱时出现汇流排与极柱焊接不良的情况。
40.优选地，第一极柱和第一极柱盖板104设置在第一安装部102的背离导热总成3的一侧表面；第二极柱和第二极柱盖板105设置在第二安装部103背离第二主体构件2的一侧表面，使得第一极柱和第二极柱分别作为正极柱(或负极柱)、负极柱(或正极柱)，两者设置在第一主体构件1的第一壁面和第二壁面上，两极柱位于不同的壁面错位排布，能够有效避免在多个电芯结构堆叠成组时正负极接错导致短路。
41.进一步地，导热总成3包括集成板301，集成板301的设置在第一主体构件1背离第二主体构件2的一侧表面，集成板301具有槽体结构，并且集成板301扣设在第一主体构件1上，在集成板301与第一主体构件1之间形成密封空间。
42.此外，集成板301和第二主体构件2分别设置第一主体构件1的两个大面上，使得集成板301与第一主体构件1之间具有最大的接触面积作为导热面积，进一步加强集成板301与第一主体构件1之间的导热效果和导热效率。
43.优选地，集成板301与第一主体构件1之间通过激光焊接、钎焊或者其余熔焊等方式进行连接，确保两者之间的密闭效果。
44.此外，需要说明的是，第二主体构件2的槽体结构的底壁面平整，集成板301的外板面同样为平面，使得在多个电芯结构依次堆叠形成电芯模组时，任意相邻的电芯结构能够彼此贴合，从而提高电芯模组的质量，并且最末尾一个电芯结构作为电芯模组整体的底，也显著提高电芯模组的整体底部的平整度，便于后续进行pack以组成电池包。
45.进一步地，导热总成3还包括液冷管302，优选地，液冷管302具有连续的s结构或连续的u型结构，更优选地，液冷管302通过自身具有的连续弯折结构，导热范围边部整个密封空间，液冷管302内循环流动有液体工质，本电芯结构需要散热、冷却时，向液冷管302内通入温度较低的液体工质，随着液体工质在液冷管302内的流动，导热总成3能够有效吸收每一个电芯结构产生的热量，从而对包括多个本电芯结构的电池模组中的每一个电芯结构进行降温、冷却，从而确保对单个电芯结构以及电池模组整体的吸热、散热效果和效率，并且第一主体构件1的大面作为与导热总成3之间的导热面，进一步提高导热效果和效率，进而提高电池包的安全性。
46.当需要对电池进行保温或者一定程度的升温时，向液冷管302通过升温后具有一定温度的液体工质，液体工质的温度可传递至第一主体构件1以及整个电芯结构，从而对本电芯结构进行保温或者升温，确保在低温环境下本电芯结构以及包括多个本电芯结构的电池模组能够正常工作。
47.或者，可在集成板301面对第一主体构件1的一侧壁面通过喷漆、镀膜、热压等加工处理方式形成连续地s型或者u型的凸起303，将集成板301与第一主体构件1相互连接后，集成板301的板面上的凸起303在密封空间内形成连续地s型或者u型的流道，注入液体工质后具有与上述液冷管302相同或相近效果。
48.进一步地，第一主体构件1或者集成板301一个侧边上间隔设置有进液口4和出液口5，进液口4与液冷管302或流道的一端端口连通，出液口5与液冷管302或流道的另一端端
口连通，优选地，进液口4和出液口5与电芯模组整体的液冷系统或pack箱体整体的液冷系统连接，以使液体工质能够在液冷管302或流道内循环流动。
49.综上所述，本技术提供的电芯结构，导热总成与第一主体构件之间具有较好的导热效果，通过对单个电芯结构进行高效率、高质量的冷却或保温，从而确保本电芯结构温度升高时能够及时地对本电芯结构进行降温、冷却，避免出现热失控，需要对电芯结构进行保温或升温时，也能够充分保证效率，确保本电芯结构在低温换下能够正常工作。本技术提供的电芯结构，相较于传统的对电芯模组整体进行热循环的方式，显著提高单个电芯结构以及电池模组整体的导热效果和导热效率。
50.本技术的实施例还提供一种电芯模组，包括上述任一实施例所述的电芯结构，电芯结构的数量为多个，多个电芯结构顺次堆叠，相邻的两个电芯结构的极柱通过汇流排连接，本技术提供的电芯模组具有上述电芯结构的全部有益技术效果，在此，不再赘述。
51.最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例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技术各实施例技术方案的范围。