多边形电池壳、电池及电池模组的制作方法

1.本实用新型特别涉及一种多边形电池壳、电池及电池模组，属于电池技术领域。


背景技术：

2.目前新能源电池根据外形分为圆柱形电池和方形电池，常见的方形电池如图1所示，其特征是一封闭端300和四个侧壁100，且四个侧壁100等壁厚。另外，在设计电池单体时，通常会在电极组件与壳体之间预留一定的间隙，为电极组件膨胀留出空间。而间隙的存在，电极组件容易在壳体内晃动，而引发失效的风险。


技术实现要素：

3.本实用新型的目的在于提供一种多边形电池壳、电池及电池模组，从而克服现有技术中的不足。
4.为实现前述实用新型目的，本实用新型采用的技术方案包括：
5.本实用新型一方面提供了一种多边形电池壳，包括多个侧壁和封闭端，多个侧壁依次首尾固定连接，且多个所述侧壁还与所述封闭端固定连接，多个侧壁和封闭端围合形成一可供容纳电芯且具有开口的收容空间；相邻两个侧壁之间还设置有连接结构，相邻两个侧壁经所述连接结构固定连接，并且，至少一侧壁的平均厚度小于所述连接结构的厚度。
6.本实用新型另一方面还提供了一种电池，包括电池壳和封装在所述电池壳内的电芯，其中，所述电池壳采用所述的多边形电池壳。
7.本实用新型另一方面还提供了一种电池模组，包括多个所述的电池，多个所述电池通过串联和/或并联的方式电连接，或者，多个所述的电池依次排列设置。
8.与现有技术相比，本实用新型的优点包括：
9.1)本实用新型提供的一种多边形电池壳的结构简单且重量更小，从而可以减少整个电池包的重量；
10.2)本实用新型提供的一种多边形电池壳，减少了制作时的材料用量，从而降低了电池壳的生产制造成本；
11.3)本实用新型提供的一种多边形电池壳，通过在侧壁与连接结构之间、侧壁的不同部位之间形成厚度差，还可以减少电芯或电极组件置入多边形电池壳内后半程过程中发生的磕碰。
附图说明
12.为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本技术中记载的一些实施例，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。
13.图1是现有技术中一种方形电池壳的结构示意图；
14.图2a是本实用新型实施例1中提供的一种方形电池壳的结构示意图；
15.图2b是本实用新型实施例1中提供的一种方形电池壳的俯视图；
16.图2c是图2b中沿a-a形成的截面结构示意图；
17.图2d是图2b中沿b-b形成的截面结构示意图；
18.图2e是图2b中结构d处的局部放大图；
19.图2f是图2b中结构d处的局部放大图；
20.图3a是本实用新型实施例2中提供的一种方形电池壳的结构示意图；
21.图3b是本实用新型实施例2中提供的一种方形电池壳的俯视图；
22.图3c是图3b中沿a-a形成的截面结构示意图；
23.图3d是图3b中沿b-b形成的截面结构示意图；
24.图3e是图3b中结构d处的局部放大图；
25.图4a是本实用新型实施例3中提供的一种方形电池壳的结构示意图；
26.图4b是本实用新型实施例3中提供的一种方形电池壳的俯视图；
27.图4c是图4b中沿a-a形成的截面结构示意图；
28.图4d是图4b中沿b-b形成的截面结构示意图；
29.图4e是图4b中结构d处的局部放大图；
30.图4f是图4d中结构e处的局部放大图；
31.图5a是本实用新型实施例4中提供的一种方形电池壳的结构示意图；
32.图5b是本实用新型实施例4中提供的一种方形电池壳的俯视图；
33.图5c是图5b中沿a-a形成的截面结构示意图；
34.图5d是图5b中沿b-b形成的截面结构示意图。
具体实施方式
35.鉴于现有技术中的不足，本案发明人经长期研究和大量实践，得以提出本实用新型的技术方案。如下将对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明。
36.本实用新型一方面提供了一种电池壳，包括多个侧壁和封闭端，多个侧壁依次首尾固定连接，且多个所述侧壁还与所述封闭端固定连接，多个侧壁和封闭端围合形成一可供容纳电芯且具有开口的收容空间；相邻两个侧壁之间还设置有连接结构，相邻两个侧壁经所述连接结构固定连接，并且，至少一侧壁的平均厚度小于所述连接结构的厚度。
37.进一步的，多个所述连接结构的结构和厚度相同，且所述连接结构是厚度均匀的结构，多个所述侧壁的平均厚度均小于所述连接结构的厚度。
38.进一步的，所述侧壁包括设置在同一平面内的主体部和周缘部，所述周缘部环绕所述主体部设置，所述周缘部包括沿第一方向相对设置在所述主体部两侧的第一周缘部和第二周缘部，所述第一周缘部、第二周缘部与所述连接结构固定连接，所述连接结构的厚度大于所述主体部的厚度，所述第一周缘部、第二周缘部的厚度自连接结构指向侧壁的主体部的方向逐渐减小。
39.进一步的，所述主体部和连接结构均是厚度均匀的结构，所述第一周缘部和第二周缘部的最大厚度小于等于连接结构的厚度，最小厚度与所述主体部的厚度相等。
40.进一步的，在第一方向上，所述第一周缘部和第二周缘部于的长度远小于主体部
的长度。
41.进一步的，所述侧壁包括设置在同一平面内的主体部和周缘部，所述周缘部环绕所述主体部设置，所述周缘部包括沿第一方向相对设置在所述主体部两侧的第一周缘部和第二周缘部，所述第一周缘部和第二周缘部均包括沿第一方向依次固定连接的第一过渡连接部和第二过渡连接部，所述第一过渡连接部与所述连接结构固定连接，所述第二过渡连接部与所述主体部固定连接，其中，所述第一过渡连接部的厚度与所述连接结构的厚度相等，所述第二过渡连接部的厚度自第一过渡连接部指向主体部的方向逐渐减小。
42.进一步的，所述主体部、第一过渡连接部和连接结构均是厚度均匀的结构，所述第二过渡连接部的最大厚度小于等于第一过渡连接部的厚度，最小厚度与所述主体部的厚度相等。
43.进一步的，在第一方向上，所述第一周缘部和第二周缘部于的长度远小于主体部的长度。
44.进一步的，所述连接结构为弧形连接结构，所述连接结构与所述侧壁平顺连接，所述连接结构对应的圆心角与相邻两个侧壁所呈夹角相等。
45.进一步的，所述周缘部还包括沿第二方向相对设置在所述主体部两侧的第三周缘部和第四周缘部，所述第三周缘部与所述封闭端连接，所述第四周缘部和主体部均为厚度均匀的结构，且所述第四周缘部厚度大于主体部的厚度，所述第二方向与第一方向垂直交叉。
46.进一步的，所述第四周缘部的厚度与所述连接结构的厚度相等。
47.进一步的，所述侧壁的数量为4个以上。
48.本实用新型另一方面还提供了一种电池，包括电池壳和封装在所述电池壳内的电芯，其中，所述电池壳采用所述的多边形电池壳。
49.本实用新型另一方面还提供了一种电池模组，包括多个所述的电池，多个所述电池通过串联和/或并联的方式电连接，或者，多个所述的电池依次排列设置。
50.如下将结合附图以及具体实施案例对该技术方案、其实施过程及原理等作进一步的解释说明，除非特别说明的之外，本实用新型实施例中用于将壳板加工形成厚度不同的部分的工艺均可以是本领域技术人员已知的，以及，本实用新型实施例所采用的壳板的材质等也可以是本领域技术人员已知的，在此不对其进行特别的限定和说明。
51.如下将以具有四个侧壁的方形电池壳为例对一种多边形电池壳的结构进行示例性地解释和说明，当然，本实用新型中的多边形电池壳还可以是具有更多数量侧壁的其他棱柱结构的电池壳。
52.实施例1
53.请参阅图2a-图2f，一种多边形电池壳，包括四个侧壁100和一封闭端300，四个侧壁100依次首尾固定连接，且四个所述侧壁100还与所述封闭端300固定连接，四个所述侧壁100和所述封闭端300围合形成一可供容纳电芯且具有开口的收容空间，该开口设置在与封闭端相对的开放端，开口所在位置也可以称之为顶部。
54.在本实施例中，相邻两个侧壁100之间还设置有连接结构200，相邻两个侧壁100经所述连接结构200固定连接，并且，所述连接结构200的厚度大于侧壁100的平均厚度。
55.在本实施例中，所述侧壁100是长方形结构，四个侧壁100的结构是相同的，但尺寸
可以相同，也可以不同，如下以其中一个侧壁为例对侧壁100与连接结构200的结构进行具体的说明。
56.在本实施例中，所述侧壁100包括整体设置在同一平面内的主体部110和周缘部，所述周缘部环绕所述主体部100设置，所述周缘部包括沿第一方向相对设置在所述主体部110两侧的第一周缘部120和第二周缘部130以及沿第二方向相对设置的第三周缘部140和第四周缘部150，其中，所述侧壁100的第一周缘部120、第二周缘部130与与之相邻的连接结构200直接固定连接的，第三周缘部140与封闭端300固定连接，所述第一方向和第二方向垂直交叉设置，所述第一方向可以理解为侧壁的长度方向，第二方向可以理解为侧壁的宽度方向。
57.需要说明的是，在第一方向上，所述第一周缘部120、第二周缘部130为设置在主体部110两侧狭长的长条形结构，整体可以视为矩形结构，所述第一周缘部120、第二周缘部130于第一方向上的长度远小于主体部110的长度；相应地，在第二方向上，所述第三周缘部140和第四周缘部150为设置在主体部110两侧狭长的长条形结构，整体可以视为矩形结构，所述第三周缘部140和第四周缘部150于第二方向上的长度远小于主体部110的长度。
58.在本实施例中，所述主体部110为厚度均匀的结构，所述第三周缘部140和第四周缘部150也是厚度均匀的结构，且第三周缘部140和第四周缘部150的厚度与主体部110的厚度相等，在本实施例中，所述第三周缘部140和第四周缘部150可以视为与主体部是一体的，在本实施例中不对第三周缘部140和第四周缘部150的结构进行限定，所述主体部110的厚度小于所述连接结构200的厚度。
59.在本实施例中，请请参阅图2e，所述连接结构200也是厚度均匀的结构，所述第一周缘部120、第二周缘部130的厚度是渐变设置的，具体为所述第一周缘部120、第二周缘部130的厚度在第一方向上沿自连接结构200指向侧壁100的主体部110的方向逐渐减小，所述第一周缘部120和第二周缘部120的最大厚度小于等于连接结构200的厚度，最小厚度与所述主体部110的厚度相等；或者，请参阅图2f，所述连接结构200的厚度是渐变设置的，而所述第一周缘部120、第二周缘部130也是厚度均匀的结构，且厚度与主体部110相等，所述连接结构200包括主体部分210和分别设置在主体部分210两侧的两个连接部分220，该两个连接部分220与所述第一周缘部120、第二周缘部130固定连接，所述连接部分220的厚度逐渐减小至与第一周缘部120、第二周缘部130相等。
60.在本实施例中，所述连接结构200为弧形结构，所述连接结构200与所述侧壁、封闭端均是一体成型的，相应的，所述连接结构所对应的圆心角即为相邻两个侧壁之间所呈夹角，在本实施例中对应为90
°
。
61.在本实施例中，所述侧壁100具有沿自身厚度方向背对设置的第一表面和第二表面，所述第一表面为背对收容空间的外侧表面，所述第二表面为面向收容空间的内侧表面，所述第一表面为连续且平坦的表面，当所述侧壁的主体部、第一周缘部、第二周缘部、第三周缘部、第四周缘部与连接结构之间具有厚度差时，所述第二表面与之对应的区域会形成相应的台阶面或斜面，或者，可以理解为所述侧壁不同部位之间或者侧壁与连接结构之间的厚度差是由第二表面的局部区域沿厚度方向向内凹陷形成的。
62.在本实施例中，侧壁之间的连接结构可以提供电池壳的主要支撑功能和结构强度，通过对侧壁进行减薄处理，可以降低电池壳的重量和材料用量，进而降低生产成本和电
池产品的重量。
63.实施例2
64.请参阅图3a-图3e，本实施例中的一种多边形电池壳的结构与实施例1基本相同，在此不再对两者的相同部分进行说明，不同之处在于：
65.在本实施例中，所述第一周缘部120和第二周缘部130的结构也是相同的，以其中的第一周缘部120为例，所述第一周缘部120包括沿第一方向依次固定连接的第一过渡连接部101和第二过渡连接部102，所述第一过渡连接部101与所述连接结构200固定连接，所述第二过渡连接部102与所述主体部110固定连接，其中，所述第一过渡连接部101位厚度均匀的结构且厚度与所述连接结构102的厚度相等，所述第二过渡连接部102的厚度是渐变，且第二过渡连接部102的厚度在第一方向上自第一过渡连接部101指向主体部110的方向逐渐减小，直至与主体部110的厚度相等。
66.需要说明的是，所述第一过渡连接部101和第二过渡连接部102也均是长条形的狭长结构，其在第一方向上的长度远小于主体部110的长度。
67.在本实施例中，通过设置第一过渡连接部101和第二过渡连接部102，所述侧壁的内侧表面在第一过渡连接部101和主体部110之间形成了厚度差，从而在所述侧壁的内侧表面形成了一凹陷区域，可以理解为凹槽结构，基于此，当将电芯封装于由所述侧壁等围合形成的收容空间内时，电芯能够与侧壁周缘部的第一过渡连接部101贴合，而电芯与所述侧壁对应于主体部、第三周缘部、第四周缘部的区域之间会形成有间隙，所述间隙可以为电芯的电极组件余留膨胀的空间，而第一周缘部、第二周缘部的第一过渡连接部101可以与电芯直接或间接的接触并保持其固定，避免电芯发生晃动；另外，主体部和第四连接部对应的第二表面的区域向内凹陷，还可以减少电芯或电极组件置入多边形电池壳内的过程中发生的磕碰。
68.实施例3
69.请参阅图4a-图4f，本实施例中的一种多边形电池壳的结构与实施例1基本相同，在此不再对两者的相同部分进行说明，不同之处在于：本实施例中的侧壁的第四周缘部150的厚度大于主体部110的厚度，即所述侧壁对应于第四周缘部150与主体部110之间形成有厚度差，对应于侧壁的内侧表面主体部相对于第四周缘部150向内凹陷。
70.在本实施例中，所述第四周缘部150可以是厚度均匀的结构，或者，所述第四周缘部150包括直接与主体部110连接的第三过渡连接部103，所述第三过渡连接部103的厚度是渐变的，具体是在第二方向上沿指向主体部的方向逐渐减小，直至与主体部的厚度相等，具体的，所述第四周缘部或者第四周缘部主体的厚度可以是连接结构200的厚度相等。
71.在本实施例中，当将电芯封装于由所述侧壁等围合形成的收容空间内时，电芯能够与侧壁周缘部的第四周缘部150或第四周缘部150的主体贴合，而电芯与所述侧壁对应于主体部、第三周缘部的区域之间会形成有间隙，所述间隙可以为电芯的电极组件余留膨胀的空间，而第四周缘部150可以与电芯直接或间接的接触并保持其固定，避免电芯发生晃动；另外，侧壁的主体部和第四周缘部150之间的厚度差还可以减少电芯或电极组件置入多边形电池壳内后半程(即电芯或电极组件与第四周缘部150接触后伸入收容空间内部之后便不会再与侧壁的主体部接触)过程中发生的磕碰。
72.实施例4
73.请参阅图5a-图5d，本实施例中的一种多边形电池壳的结构与实施例2基本相同，在此不再对两者的相同部分进行说明，不同之处在于：
74.本实施例中的侧壁的第四周缘部150的厚度大于主体部110的厚度，即所述侧壁对应于第四周缘部150与主体部110之间形成有厚度差，对应于侧壁的内侧表面主体部相对于第四周缘部150向内凹陷。
75.在本实施例中，所述第四周缘部150可以是厚度均匀的结构，或者，所述第四周缘部150包括直接与主体部110连接的第三过渡连接部103，所述第三过渡连接部103的厚度是渐变的，具体是在第二方向上沿指向主体部的方向逐渐减小，直至与主体部的厚度相等，具体的，所述第四周缘部或者第四周缘部主体的厚度可以是连接结构200的厚度相等。
76.需要说明的是，本实施例中，图5b中结构d处的结构与图3e中示出的结构相同，图5d中结构e处的结构与图4f中示出的结构相同。
77.在本实施例中，当将电芯封装于由所述侧壁等围合形成的收容空间内时，电芯能够与侧壁周缘部的第一过渡连接部101、第四周缘部150或第四周缘部150的主体贴合，而电芯与所述侧壁对应于主体部、第三周缘部的区域之间会形成有间隙，所述间隙可以为电芯的电极组件余留膨胀的空间，而第一周缘部、第二周缘部的第一过渡连接部101、第四周缘部150或第四周缘部150的主体可以与电芯直接或间接的接触并保持其固定，避免电芯发生晃动；另外，侧壁的主体部和第四周缘部150之间的厚度差还可以减少电芯或电极组件置入多边形电池壳内后半程(即电芯或电极组件与第四周缘部150接触后伸入收容空间内部之后便不会再与侧壁的主体部接触)过程中发生的磕碰。
78.应当理解，上述实施例仅为说明本实用新型的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人士能够了解本实用新型的内容并据以实施，并不能以此限制本实用新型的保护范围。凡根据本发明精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。