端板、电芯模组和电池包的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，具体的，涉及端板、电芯模组和电池包。


背景技术：

2.电动汽车近年来发展迅猛，消费者除了关注电动车的续航里程外，也关注安全性及电池的使用寿命。电动汽车电池包的使用寿命及安全性除了与电池密切相关外，与电池包的机械设计也存在很强的关联性。其中，端板是电芯模组的常见组件，对电芯起到保护作用，端板在设计时注重考虑结构强度、尺寸等问题。电芯被端板束缚在模组内，使用过程中，电芯会发生膨胀，在模组内形成膨胀力，过大的膨胀力不利于电芯的使用。
3.因此，关于端板的研究有待深入。


技术实现要素：

4.本实用新型旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本实用新型的一个目的在于提出一种端板，该端板具有较佳的强度，且可以改善电芯的受力情况。
5.在本实用新型的一方面，本实用新型提供了一种端板。根据本实用新型的实施例，该端板包括相对设置的第一板面和第二板面，所述第一板面的厚度大于所述第二板面的厚度；相对设置的第三板面和第四板面，所述第三板面连接设置在所述第一板面和所述第二板面之间，所述第四板面连接设置在所述第一板面和所述第二板面之间，且所述第一板面、所述第二板面、所述第三板面和所述第四板面限定有容纳空间；第一弹簧，所述第一弹簧位于所述容纳空间内，且在所述第一板面和所述第二板面的排布方向上，所述第一弹簧被压缩和放松，且在所述第一弹簧处于完全放松态时，所述第一弹簧的活动端与所述第二板面接触。由此，将该端板与电芯组装成电芯模组进行应用时，电池使用过程中，由于锂离子的脱出和嵌入，极片厚度会随之变化，从而造成电芯厚度上的变化，电芯在充电时会发生膨胀，使其变厚，变厚的电芯便会挤压端板的第二板面，厚度较薄的第二板面发生内凹，压迫容纳空间，使得第一弹簧逐渐的被压缩，但同时第一弹簧也对第二板面内凹的变形起到阻碍的作用，避免第二板面因变形量较大而无法回弹。总的来说，本实用新型的端板既具有保证端板形态的整体强度(第一板面的厚度相对较厚，不会发生形变，进而保持端板整体形态及强度)，第二板面通过第一弹簧降低因为电芯的膨胀造成的膨胀力，进而改善电芯的工作条件，避免膨胀力过大，延长电芯的使用寿命。
6.根据本实用新型的实施例，所述第一弹簧为弹簧片，所述端板还包括：弹簧条，在所述第一弹簧和所述弹簧条处于完全放松态时，所述弹簧条的长度与所述第一弹簧的长度相同。
7.根据本实用新型的实施例，所述第一弹簧为弹簧片，该端板还包括：相对且间隔设置的第五板面和第六板面，所述第五板面和所述第六板面位于所述容纳空间内，在所述第一弹簧不被压缩时，所述第五板面、所述第六板面、所述第三板面和所述第四板面相互平
行，在所述第三板面、所述第五板面、所述第六板面和所述第四板面的排布方向上，所述第五板面和所述第六板面均可滑行移动；第二弹簧，所述第二弹簧位于所述第三板面和所述第五板面之间，且在所述第三板面和所述第五板面之间的间距最大、所述第二弹簧处于完全放松态时，所述第二弹簧的活动端与所述第五板面接触；第三弹簧，所述第三弹簧位于所述第四板面和所述第六板面之间，且在所述第四板面和所述第六板面之间的间距最大、所述第三弹簧处于完全放松态时，所述第三弹簧的活动端与所述第六板面接触。
8.根据本实用新型的实施例，所述第一弹簧的固定端固定设置在所述第一板面上，所述第二弹簧的固定端固定设置在所述第三板面上，所述第三弹簧的固定端固定设置在所述第四板面上。
9.根据本实用新型的实施例，所述第五板面和所述第六板面均在所述第一板面上滑行移动，所述第五板面和所述第六板面均与所述第二板面之间具有间隙。
10.根据本实用新型的实施例，所述第一板面上具有第一凹槽和第二凹槽，所述第一凹槽中设置有第一滑轨，所述第二凹槽中设置有第二滑轨，所述第五板面沿第一滑轨滑行移动，所述第六板面沿第二滑轨滑行移动。
11.根据本实用新型的实施例，所述间隙的大小为0.5～5mm。
12.根据本实用新型的实施例，所述第三板面和所述第四板面之间的间距l，所述第五板面和所述第六板面之间的最小间距s满足以下关系式：0.5l≤s≤0.8l。
13.在本实用新型的另一方面，本实用新型提供了一种电芯模组。根据本实用新型的实施例，该电芯模组包括：前面所述的端板；电芯，所述电芯设置在所述端板的第二板面远离第一板面的一侧。由此，该电芯模组的工作条件较佳，电芯的膨胀不会过大，使用寿命较长。本领域技术人员可以理解，该电芯模组具有前面所述端板的所有特征和优点，在此不再过多赘述。
14.在本实用新型的另又一方面，本实用新型提供了一种电池包。根据本实用新型的实施例，该电池包包括前面所述的电芯模组。该电池包具有较长的使用寿命。本领域技术人员可以理解，该电池包具有前面所述电芯模组的所有特征和优点，在此不再过多赘述。
附图说明
15.本实用新型的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
16.图1是本实用新型一个实施例中端板的结构示意图；
17.图2是本实用新型另一个实施例中端板的结构示意图；
18.图3是本实用新型又一个实施例中端板的结构示意图；
19.图4是本实用新型又一个实施例中端板的结构示意图；
20.图5是本实用新型又一个实施例中端板的结构示意图；
21.图6是本实用新型又一个实施例中端板的结构示意图；
22.图7是本实用新型又一个实施例中端板的结构示意图；
23.图8是本实用新型又一个实施例中电芯模组的结构示意图。
具体实施方式
24.下面将结合实施例对本实用新型的方案进行解释。本领域技术人员将会理解，下面的实施例仅用于说明本实用新型，而不应视为限定本实用新型的范围。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
25.下面参考具体实施例，对本实用新型进行描述，需要说明的是，这些实施例仅仅是描述性的，而不以任何方式限制本实用新型。
26.在本实用新型的一方面，本实用新型提供了一种端板。根据本实用新型的实施例，参照图1、图2和图3，该端板包括相对设置的第一板面110和第二板面120，第一板面110的厚度d1大于第二板面120的厚度d2；相对设置的第三板面130和第四板面140，第三板面130连接设置在第一板面110和第二板面120之间，第四板面140连接设置在第一板面110和第二板面120之间，且第一板面110、第二板面120、第三板面130和第四板面140限定有容纳空间111；第一弹簧210，第一弹簧210位于容纳空间111内，且在第一板面110和第二板面120的排布方向(x方向)上，第一弹簧210被压缩和放松，且在第一弹簧210处于完全放松态(如图1和图2)时，第一弹簧210的活动端与第二板面120接触。由此，将该端板与电芯组装成电芯模组进行应用时，电芯靠近第二板面设置，电池使用过程中，由于锂离子的脱出和嵌入，极片厚度会随之变化，从而造成电芯厚度上的变化，电芯在充电时会发生膨胀，使其变厚，变厚的电芯便会挤压端板的第二板面，厚度较薄的第二板面发生内凹，压迫容纳空间，使得第一弹簧逐渐的被压缩(如图3所示)，但同时第一弹簧也对第二板面内凹的变形起到阻碍的作用，避免第二板面因变形量较大而无法回弹。总的来说，本实用新型的端板既具有保证端板形态的整体强度(第一板面的厚度相对较厚，不会发生形变，进而保持端板整体形态及强度，同时，第三板面和第四板面也不会发生变形)，第二板面通过第一弹簧降低因为电芯的膨胀造成的膨胀力，进而改善电芯的工作条件，避免膨胀力过大，延长电芯的使用寿命。
27.其中，在第二板面没有发生内凹变形时，第一板面和第二板面为平行设置，第三板面和第四板面也为平行设置。进一步的，第一板面的厚度可以为0.1～100mm，优选的，第一板面的厚度为1～5mm，第二板面的厚度可以为0.1～100mm，优选的，第一板面的厚度为0.2～5mm，第三板面的厚度可以为0.1～100mm，第四板面的厚度可以为0.1～100mm；第一板面、第二板面、第三板面、第四板面的材质均可以为钢、铝、铝合金、铝镁合金等材料。
28.根据本实用新型的实施例，所述第一弹簧的固定端固定设置在所述第一板面上。由此，在端板的长时间使用过程中可以确保第一弹簧的稳定性，避免其发生位置移动而影响其对第二板面内凹的阻碍。其中，为了保证利用第一弹簧作用的均匀性，可以将第一弹簧的固定端固定在第一板面的中央位置。
29.根据本实用新型的实施例，第一弹簧的具体种类没有特殊要求，本领域技术人员可以根据实际情况灵活选择，比如第一弹簧可以为弹簧片，如图1所示，弹簧片呈椭圆或类似椭圆的形状，弹簧片的内部为中空，或者第一弹簧为弹簧条(如图2所示)，弹簧条可以为螺旋弹簧条或z形弹簧条等结构的弹簧条。
30.在一些实施例中，参照图4，第一弹簧210为弹簧片，弹簧片的内部为中空，端板还包括：弹簧条211，在第一弹簧210和弹簧条211处于完全放松态时，弹簧条211的长度与第一弹簧210的长度相同。如此，在第二板面120内压缩发生内凹时，第一弹簧210和弹簧条211同时发挥作用，阻碍第二板面发生形变，防止第二板面的形变过大而不易回弹为原始形态。其
中，弹簧条也可以与第一弹簧一起固定在第一板面上，以免其发生移动。
31.根据本实用新型的实施例，参照图5至图7，第一弹簧210为弹簧片，该端板还包括：相对且间隔设置的第五板面150和第六板面160，第五板面150和第六板面160位于容纳空间内，在第一弹簧210不被压缩时，第五板面150、第六板面160、第三板面130和第四板面140相互平行，在第三板面130、第五板面150、第六板面160和第四板面140的排布方向(y方向)上，第五板面150和第六板面均160可滑行移动；第二弹簧220，第二弹簧220位于第三板面130和第五板面150之间，且在第三板面130和第五板面150之间的间距最大、第二弹簧220处于完全放松态(如图5和图7所示)时，第二弹簧220的活动端与第五板面150接触；第三弹簧230，第三弹簧位于第四板面和第六板面之间，且在第四板面140和第六板面160之间的间距最大、第三弹簧230处于完全放松态(如图5所示)时，第三弹簧230的活动端与第六板面160接触。由此，在第二板面120被膨胀的电芯压缩发生内凹(如图6所示)时，作为弹簧片的第一弹簧被第二板面压缩，弹簧片因变长而挤压第五板面150和第六板面160，第五板面150向靠近第三板面130的方向移动，进而挤压第二弹簧220，第六板面160向靠近第四板面140的方向移动，进而挤压第三弹簧230，被挤压的第二弹簧220和第三弹簧230分别对第五板面150和第六板面160有一个反作用力，进而阻滞第五板面和第六板面的滑动，这样滑动受阻的第五板面150和第六板面160对第一弹簧的变形产生阻力，从而实现对第二板面120的内凹产生阻力，进而更进一步的降低第二板面120的型变量。
32.其中，第二弹簧和第三弹簧的具体种类没有特殊要求，本领域技术人员可以根据实际情况灵活选择，比如在一些实施例中，第二弹簧和第三弹簧的具体种类可以为弹簧片，如图5和6所示，弹簧片呈椭圆或类似椭圆的形状，弹簧片的内部为中空；在另一些实施例中，第二弹簧和第三弹簧的具体种类为弹簧条，弹簧条可以为螺旋弹簧条或z形弹簧条等结构的弹簧条。
33.根据本实用新型的实施例，如图5和6所示，第二弹簧220的固定端固定设置在第三板面130上，第三弹簧230的固定端固定设置在第四板面140上。由此，在端板的长时间使用过程中可以确保第二弹簧和第三弹簧的稳定性，避免其发生位置移动而影响其对第二板面内凹的阻碍。其中，为了保证利用第二弹簧和第三弹簧作用的均匀性，可以将第二弹簧的固定端固定在第三板面中未与第一板面和第二板面接触的其余表面的中央位置，将第三弹簧的固定端固定在第四板面中未与第一板面和第二板面接触的其余表面的中央位置。
34.根据本实用新型的实施例，如图5和6所示，第五板面150和第六板面160均在第一板面110上滑行移动，第五板面150和第六板面160均与第二板面120之间具有间隙。由此，在第二板面发生内凹时不会影响第五板面和第六板面的移动，保证第五板面和第六板面的移动顺畅。
35.根据本实用新型的实施例，如图5所示，间隙的大小d3为0.5～5mm(比如0.5mm、1mm、2mm、3mm、4mm、5mm)。在第二板面发生内凹的过程中，上述间隙的间距逐渐缩小，而上述间隙可以使得第五板面和第六板面顺畅滑行，避免第一板面和第二板面将第五板面和第六板面加持住而阻碍其滑动。
36.根据本实用新型的实施例，如图5和6所示，第一板面110上具有第一凹槽101和第二凹槽102，第一凹槽101中设置有第一滑轨，第二凹槽102中设置有第二滑轨，第五板面沿第一滑轨滑行移动，第六板面沿第二滑轨滑行移动。由此，可以确保第五板面和第六板面的
移动顺畅。其中，第一滑轨和第二滑轨的具体结构没有特殊要求，本领域技术人员可以根据实际情况灵活设定常见的滑轨结构，在此不作限制要求。
37.根据本实用新型的实施例，第三板面130和第四板面140之间的间距l，第五板面150和第六板面160之间的最小间距(即所有弹簧均处理完全放松态时)s满足以下关系式：0.5l≤s≤0.8l。由此，弹簧对第二板面的作用力较为均匀，且更好的阻碍第二板面的变形。
38.在本实用新型的另一方面，本实用新型提供了一种电芯模组。根据本实用新型的实施例，参照图8，该电芯模组包括：前面所述的端板100；电芯200，电芯200设置在端板100的第二板面120远离第一板面110的一侧。由此，该电芯模组的工作条件较佳，电芯的膨胀不会过大，使用寿命较长。本领域技术人员可以理解，该电芯模组具有前面所述端板的所有特征和优点，在此不再过多赘述。
39.在本实用新型的另又一方面，本实用新型提供了一种电池包。根据本实用新型的实施例，该电池包包括前面所述的电芯模组。该电池包具有较长的使用寿命。本领域技术人员可以理解，该电池包具有前面所述电芯模组的所有特征和优点，在此不再过多赘述。
40.文中术语“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一个或者更多个该特征。在本技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
41.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实用新型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。
42.尽管上面已经示出和描述了本实用新型的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本实用新型的限制，本领域的普通技术人员在本实用新型的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。