1.本实用新型涉及电池技术领域,尤其涉及一种电池模组及电子装置。
背景技术:2.随着新能源汽车普及,动力电池的发展也越来越迅猛。传统锂离子电池由正极、负极、隔膜和电解液组成,在受到外力冲击时容易发生电解液泄漏现象,并且电解液中含有易燃的有机溶剂,发生内部短路时温度骤升容易引起燃烧,甚至爆炸,为了克服锂离子电池的上述缺点,研发人员正投入固态电池的开发。
3.固态电池就是使用固体电解质的锂离子电池,在工作原理上,全固态电池与传统的锂离子电池并无差别。固态电池所采用的固体电解质在稳定性和安全性上都有改善,用固态电解质替代电解液,具有高安全性。但固态电池模组的电芯在充放电过程中其金属电极会发生膨胀并产生挤压力,该挤压力最终传导至模组侧板。模组侧板在受到电芯膨胀力的作用下,会使得模组侧板与模组壳体的连接处发生开裂、形变失效等现象,甚至造成模组侧板形变、破裂,造成电池模组损坏,影响其使用寿命。
技术实现要素:4.本实用新型的目的在于提供一种电池模组,能够有效降低因电芯膨胀造成的电芯位移,降低模组侧板所受到的挤压力,提高电池模组的使用安全性。
5.为达此目的,本实用新型采用以下技术方案:
6.该电池模组包括壳体和多个电芯单元,壳体包括相对设置的上盖板和下盖板,上盖板具有与下盖板相对的第一安装面,第一安装面上开设有若干个第一限位槽,下盖板具有与第一安装面相对的第二安装面,第二安装面上开设有若干个第二限位槽,其中若干个第一限位槽和若干个第二限位槽数量相等,且一一相对设置;多个电芯单元平行堆叠于壳体内,每个电芯单元插入一个第一限位槽和与该第一限位槽相对的第二限位槽。
7.可选地,电芯单元侧壁面与第一限位槽和第二限位槽内部侧壁面之间均设置有保护垫。
8.可选地,第一限位槽和第二限位槽内部底面均贴设有绝缘膜,绝缘膜用于与电芯单元绝缘。
9.可选地,第一限位槽和第二限位槽的高度均不超过电芯单元的高度的10%。
10.可选地,第一限位槽和第二限位槽的槽口处均设置有圆角。
11.可选地,壳体还包括连接上盖板和下盖板的连接梁。
12.可选地,上盖板、下盖板和连接梁一体成型。
13.可选地,至少两个相邻的电芯单元组合为电芯集合,相邻的两个电芯集合之间设置有弹性件。
14.可选地,相邻两个电芯单元之间和/或电芯单元与弹性件之间设置有间隔件。
15.可选地,弹性件为弹簧,弹簧的长度由电池模组中央向两侧逐渐变短。
16.可选地,弹性件的弹性模量由电池模组两侧向中央逐渐增大。
17.本实用新型的另一个目的在于提供一种电子装置,其使用如上述任一方案所述的电池模组,该电池模组的电芯不易位移、性能稳定,能够提高电子装置的安全性。
18.有益效果:
19.该电池模组通过在相对设置的上盖板和下盖板上分别设置有第一限位槽和第二限位槽,将每个电芯单元分别插设入一个第一限位槽和与之对应的第二限位槽,将单个电芯单元被第一限位槽和第二限位槽所固定,能够提高电芯单元安装的稳定性;同时,即使电芯单元发生膨胀时,其膨胀力传导至相邻电芯单元时,不会将相邻的电芯单元推动发生位移,也即该膨胀力能够被第一限位槽和第二限位槽所承受,不会沿着多个电芯单元的堆叠方向传导至电池模组的模组侧板上,降低模组侧板所受到的挤压力,防止模组侧板发生破裂或脱落,提高电池模组的使用安全性。
附图说明
20.图1是本实用新型具体实施方式提供的电池模组的爆炸图;
21.图2是本实用新型具体实施方式提供的电池模组的侧视示意图;
22.图3是图2中a处的局部放大图;
23.图4是本实用新型具体实施方式提供的壳体的示意图。
24.图中:
25.100、壳体;110、上盖板;1101、第一安装面;111、第一限位槽;1111、槽侧板;120、下盖板;1201、第二安装面;121、第二限位槽;130、模组侧板;140、模组端板;141、汇流排;150、连接梁;160、弹性件;20、电芯本体;200、电芯单元;210、间隔件;220、连接极片。
具体实施方式
26.下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步的详细说明。可以理解的是,此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本实用新型,而非对本实用新型的限定。另外还需要说明的是,为了便于描述,附图中仅示出了与本实用新型相关的部分而非全部结构。
27.在本实用新型的描述中,除非另有明确的规定和限定,术语“相连”、“连接”、“固定”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,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或两个元件的相互作用关系。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实用新型中的具体含义。
28.在本实用新型中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触,也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
29.在本实施例的描述中,术语“上”、“下”、“右”、等方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述和简化操作,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实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”仅仅用于在描述上加以区分,并没有特殊的含义。
30.请参考图1至图4,在本实施例中,该电池模组包括壳体100和多个电芯单元200,壳体100包括相对设置的上盖板110和下盖板120,上盖板110具有与下盖板120相对的第一安装面1101,第一安装面1101上开设有若干个第一限位槽111,下盖板120具有与第一安装面1101相对的第二安装面1201,第二安装面1201上开设有若干个第二限位槽121,其中若干个第一限位槽111和若干个第二限位槽121数量相等,且一一相对设置;本实施例中所指的第一安装面1101和第二安装面1201分别为上盖板110和下盖板120所相对的表面,也即该壳体100的内部壁面;多个电芯单元200平行堆叠于壳体100内,在多个电芯单元200平行堆叠时,是指将多个电芯单元200的大面两两相对平行堆叠与壳体100内,每个电芯单元200插入一个第一限位槽111和与该第一限位槽111相对的第二限位槽121。
31.如图1所示,该上盖板110和下盖板120均呈长方形的板状,两者相对拼装,为了将两侧的开口封闭,该壳体100还包括沿多个电芯堆叠方向相对设置的两个模组侧板130,模组侧板130上部设置有安装孔,通过在安装孔内穿设连接螺栓将该电池模组与外部设备连接,模组侧板130下部通过焊接或铆接等方式与下盖板120连接。为了封闭两端开口,该壳体100还包括相对设置的两个端板,端板与电芯之间设置有汇流排141,汇流排141上设置有用于插设并支持电芯电极的通孔,汇流排141用于将多个电芯的电极连接并引至输出极,两个端板中的至少一个上设置有供输出极引出从而与外部用电设备连接的安装部。
32.该电池模组通过在相对设置的上盖板110和下盖板120上分别设置有第一限位槽111和第二限位槽121,将每个电芯单元200分别插设入一个第一限位槽111和与之对应的第二限位槽121,将单个电芯单元200被第一限位槽111和第二限位槽121所固定,能够提高电芯单元200安装的稳定性;同时,即使电芯单元200发生膨胀时,其膨胀力传导至相邻电芯单元200时,不会将相邻的电芯单元200推动发生位移,也即该膨胀力能够被第一限位槽111和第二限位槽121所承受,不会沿着多个电芯单元200的堆叠方向传导至电池模组的模组侧板130上,降低模组侧板130所受到的挤压力,防止模组侧板130发生破裂或脱落,提高电池模组的使用安全性。
33.如图2所示,每个第一限位槽111和与之对应的第二限位槽121内插设有多个电芯本体20,多个电芯本体20组成了电芯单元200,每个电芯单元200均插设于一个第一限位槽111和与之对应的第二限位槽121内,多个相邻的电芯单元200组成了一个电芯集合。在本实施例中,每个第一限位槽111内插设有两个电芯本体20,每两个或四个电芯单元200组成一个电芯集合。在其它可选的实施例中,也可以在每个第一限位槽111内插设其他数目的电芯本体20,也可以是其他数目的电芯单元200组成该电芯集合,具体数目的选取本领域技术人员可由电池模组的制作需求来决定,本实施例中不作具体限制。
34.进一步地,至少两个相邻的电芯单元200组合为电芯集合,相邻的两个电芯集合之间设置有弹性件160。该弹性件160能够在电芯单元200发生膨胀时将膨胀力传导至弹性件160上,并能部分抑制电芯单元200的膨胀体积,使得电芯单元200由于膨胀导致的巨大膨胀力不会被壳体100的模组侧板130所全部承受,因此模组侧板130不会出现因为电芯单元200膨胀力过大而导致的模组侧板130破裂、损坏以及脱落等现象,保证了电池模组的使用安全性。
35.可选地,相邻两个电芯单元200之间和/或电芯单元200与弹性件160之间设置有间隔件210。该间隔件210可以是泡棉、毛毡、橡胶垫片等有弹性的垫片,不仅能够起到保护电芯单元200的侧壁面的作用,还能起到缓冲作用。该间隔件210用于保护电芯单元200能够不受弹性件160的损坏,能够防止电芯单元200被弹性件160刮伤,同时在两电芯单元200之间设置间隔件210,能够起到缓冲作用,防止两电芯单元200之间互相剐蹭而发生损坏,提高电池模组使用时的安全性。
36.作为优选的实施例,上述弹性件160为弹簧,弹簧的长度由电池模组中央向两侧逐渐变长。弹簧由合金钢制成,具有易加工成型、制造成本低、不易失效、可靠性高的优点。由于电池模组内部电芯单元200发生膨胀时,其总的膨胀力由电池模组中央向外会依次传递并叠加,导致该膨胀力由电池模组中央向两侧逐渐增大,因此在弹簧的长度由电池模组中央向两侧逐渐变长时,可使得电池模组内部电芯单元200的膨胀体积和膨胀力被在电池模组两侧、长度较长的弹簧所承受,使得传递到电池模组最外侧的膨胀力逐级增大的同时,使用更长的弹簧提供更大的缓冲空间,防止膨胀力过大挤压电池模组的模组侧板130,提高该电池模组使用时的安全性。
37.在另一可选的实施例中,与上述实施例不同之处在于,弹性件160的长度均相同,弹性件160的弹性模量由电池模组两侧向中央逐渐增大。同样的,由于电池模组内部电芯单元200的膨胀力由电池模组中央向两侧逐渐增大,因此在弹簧的弹性模量由电池模组两侧向中央逐渐变大时,可使得电池模组内部电芯单元200的膨胀体积和膨胀力被在电池模组中央的、弹性模量较大的弹簧所承受,使得传递到电池模组最外侧的膨胀力逐级递减,防止膨胀力过大挤压电池模组的模组侧板130,提高该电池模组使用时的安全性。
38.如图2和图3所示,可选地,第一限位槽111和第二限位槽121内部底面均贴设有绝缘膜,绝缘膜用于与电芯单元200绝缘。该绝缘膜可以是无机材料制成的,如氮化硅、氧化硅、氧化铝等,无机材料具有机械强度好的优点,可以适用于高温、高压等各种恶劣条件;该绝缘膜也可以是有机材料制成的,如聚酰亚胺、聚乙烯、聚偏二氟乙烯、聚四氟乙烯等,有机材料具有易于成型、成本低廉的优点,可以降低生产成本。
39.如图3和图4所示,第一限位槽111由两个槽侧板1111固定在第一安装面1101上组成,第二限位槽121由两个槽侧板1111固定在第二安装面1201上组成,为了保护电芯本体20的侧壁面,即每个电芯本体20的大面不被槽侧板1111内壁刮伤,在电芯单元200侧壁面,也即多个电芯单元200堆叠方向上的两侧壁与第一限位槽111和第二限位槽121内部侧壁面之间均设置有保护垫。该保护垫可以是泡棉、毛毡、橡胶垫片等有弹性的垫片,不仅能够起到保护电芯单元200的侧壁面的作用,还能起到缓冲作用,防止电池模组晃动时电芯单元200直接与槽侧板1111碰撞,提高电池模组的使用安全性。
40.作为优选的实施例,第一限位槽111和第二限位槽121的高度均不超过电芯单元200的高度的10%。这样设置的第一限位槽111和第二限位槽121,不仅固定电芯单元200的效果好、安装稳固,还不会出现限位槽设置过长导致的不便于安装、电池模组总重量增加等现象。
41.进一步地,第一限位槽111和第二限位槽121的槽口处均设置有圆角。该圆角能够减少第一限位槽111和第二限位槽121的槽口处由于机加工导致的毛刺、断口锋利等现象,保护电芯单元200不被槽口所损伤,提高电池模组使用时的安全性。
42.请继续参考图4,该壳体100还包括连接上盖板110和下盖板120的连接梁150。该连接梁150与电芯单元200之间也设置有弹性件160,该连接梁150能够承受部分来自于弹性件160的压力,使得电池模组内部电芯单元200发生膨胀时,膨胀产生的压力不会全部传导至两侧的模组侧板130,而是部分被连接梁150所承受,减小两模组侧板130所承受的压力,防止模组侧板130被挤压产生破裂损坏。
43.可选地,上盖板110、下盖板120和连接梁150一体成型。一体成型的上盖板110、下盖板120和连接梁150,其整体机械强度更高,能够承受更大的电芯膨胀力,使得电池模组的可靠性、安全性更高。当然,也可以采用焊接、或螺栓连接的方式将上盖板110、下盖板120和连接梁150组装于一起,并将连接梁150设置为中空的结构,这样设置的壳体100能降低一体成形加工的难度,还能降低壳体100的质量,为了保证连接梁150的机械强度,可在连接梁150的中空腔内设置加强筋。该上盖板110、下盖板120和连接梁150均由铝合金制成,铝合金具有机械强度高、质量轻的优点,将其用于制作模组壳体100,能够降低电池模组的整体质量,还能保证壳体100具有足够的机械强度来容纳电芯单元200。
44.本实用新型的另一个目的在于提供一种电子装置,其使用如上述任一方案所述的电池模组,该电池模组的电芯不易位移、性能稳定,能够提高电子装置的安全性。
45.显然,本实用新型的上述实施例仅仅是为了清楚说明本实用新型所作的举例,而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说,能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本实用新型的保护范围。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。