一种锂电池电芯结构、锂电池模组及锂电池包的制作方法

本发明涉及锂电池，具体涉及一种锂电池电芯结构、锂电池模组及锂电池包。

背景技术：

1、常见的锂电池电芯一般有三种结构形式：圆柱形锂电池电芯、铝塑膜软包锂电池电芯和铝壳方形锂电池电芯，分别存在以下不足：

2、1、圆柱形锂电池电芯由圆柱形铝壳或钢壳封装，一般容量较小，用圆柱形锂电池电芯集成电池系统时结构较复杂，成组体积能量密度较低，且外壳为圆形，与热管理系统换热面较小，散热效果差；

3、2、铝塑膜软包锂电池电芯的强度较低，成组时需要额外增加强度，另外铝塑膜防止热扩散性能较差，散热效果不佳；

4、3、方形锂电池电芯一般体积较大，容量较高，集成电池系统结构较简单，但是热管理设计时往往也只能利用其一个面进行热交换，依然存在热管理效率较低的问题。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种新的锂电池电芯结构、锂电池模组及锂电池包，主要解决现有锂电池电芯结构及成组后普遍存在的散热效果较差的技术问题。

2、为达到上述技术目的，本发明的技术方案提供一种锂电池电芯结构，所述电芯结构包括壳体及电池卷芯，所述电池卷芯设置于所述壳体内部，所述电池卷芯内部形成有一个或多个空腔，每个所述空腔的两端均贯通于所述电池卷芯的一组对边，所述壳体形成有分别连通所述空腔两端的第一开口和第二开口，有利于所述电池卷芯与外部空气进行热交换，提高电芯的散热效率。

3、进一步地，所述壳体包括均为中空结构的内壳体和外壳体，所述内壳体的数量与所述空腔的数量相同，且所述内壳体的中空结构的形状与所述空腔的形状吻合，所述内壳体插接于对应的所述空腔中，所述外壳体套接于所述电池卷芯的外部，所述外壳体上形成有所述第一开口和第二开口。

4、进一步地，所述外壳体包括正极顶盖、外壳体主体和负极顶盖，所述外壳体主体内部为中空结构，所述外壳体主体套设于所述电池卷芯的外部，所述正极顶盖和负极顶盖扣合于所述外壳体主体靠近所述空腔的的一组对端，所述正极顶盖形成有所述第一开口，所述负极顶盖形成有所述第二开口。

5、进一步地，所述内壳体和所述外壳体主体由金属材料通过拉伸工艺制成或者由硬质塑胶材料通过注塑工艺制成。

6、进一步地，所述正极顶盖和负极顶盖由金属材料通过注塑工艺、机加工和铆接工艺制成。

7、进一步地，所述电池卷芯包括多个正极极耳、卷芯主体和多个负极极耳，所述卷芯主体内部形成有一个或多个所述空腔，多个所述正极极耳和负极极耳设置在所述卷芯主体靠近所述正极顶盖和负极顶盖的两侧面上，且多个所述正极极耳和负极极耳分别与所述正极顶盖和负极顶盖上的极柱连接。

8、进一步地，所述卷芯主体的外轮廓为矩形结构，所述卷芯主体的内部中间形成有一个矩形的所述空腔。

9、进一步地，所述内壳体的数量为一个，所述内壳体和所述外壳体主体的中空结构分别为与所述卷芯主体的空腔和外轮廓相匹配的矩形。

10、另外，本发明还提供一种锂电池模组，所述锂电池模组是由上述技术方案提供的锂电池电芯结构组成。

11、另外，本发明还提供一种锂电池包，所述锂电池包是由上述技术方案提供的锂电池模组组装而成。

12、与现有技术相比，本发明的有益效果主要包括：

13、本发明提供的一种锂电池电芯结构，通过在电池卷芯内部设置一个或多个空腔，且所述空腔与壳体两端的第一开口和第二开口连通，如此，空腔作为热交换面可与电池外部空气进行热交换，为电芯散热；空腔的设置增加了电池卷芯内部的热交换面积，能够最大限度地将锂电池卷芯内积聚的热量散发出去，与现有锂电池电芯结构相比，其散热效果佳。另外，通过本发明提供的锂电池电芯结构组成的锂电池模组以及通过该锂电池模组组装的锂电池包同样具有散热效果佳的优势。

技术特征：

1.一种锂电池电芯结构，其特征在于，所述电芯结构包括壳体及电池卷芯，所述电池卷芯设置于所述壳体内部，所述电池卷芯内部形成有一个或多个空腔，每个所述空腔的两端均贯通于所述电池卷芯的一组对边，所述壳体形成有分别连通所述空腔两端的第一开口和第二开口，以使得所述电池卷芯与外部空气进行热交换。

2.根据权利要求1所述的一种锂电池电芯结构，其特征在于，所述壳体包括均为中空结构的内壳体和外壳体，所述内壳体的数量与所述空腔的数量相同，且所述内壳体的中空结构的形状与所述空腔的形状吻合，所述内壳体插接于对应的所述空腔中，所述外壳体套接于所述电池卷芯的外部，所述外壳体上形成有所述第一开口和第二开口。

3.根据权利要求2所述的一种锂电池电芯结构，其特征在于，所述外壳体包括正极顶盖、外壳体主体和负极顶盖，所述外壳体主体内部为中空结构，所述外壳体主体套设于所述电池卷芯的外部，所述正极顶盖和负极顶盖扣合于所述外壳体主体靠近所述空腔的的一组对端，所述正极顶盖形成有所述第一开口，所述负极顶盖形成有所述第二开口。

4.根据权利要求3所述的一种锂电池电芯结构，其特征在于，所述内壳体和所述外壳体主体由金属材料通过拉伸工艺制成或者由硬质塑胶材料通过注塑工艺制成。

5.根据权利要求3所述的一种锂电池电芯结构，其特征在于，所述正极顶盖和负极顶盖由金属材料通过注塑工艺、机加工和铆接工艺制成。

6.根据权利要求3所述的一种锂电池电芯结构，其特征在于，所述电池卷芯包括多个正极极耳、卷芯主体和多个负极极耳，所述卷芯主体内部形成有一个或多个所述空腔，多个所述正极极耳和负极极耳设置在所述卷芯主体靠近所述正极顶盖和负极顶盖的两侧面上，且多个所述正极极耳和负极极耳分别与所述正极顶盖和负极顶盖上的极柱连接。

7.根据权利要求6所述的一种锂电池电芯结构，其特征在于，所述卷芯主体的外轮廓为矩形结构，所述卷芯主体的内部中间形成有一个矩形的所述空腔。

8.根据权利要求7所述的一种锂电池电芯结构，其特征在于，所述内壳体的数量为一个，所述内壳体和所述外壳体主体的中空结构分别为与所述卷芯主体的空腔和外轮廓相匹配的矩形。

9.一种锂电池模组，其特征在于，所述锂电池模组是由多个如权利要求1～8任一项所述的锂电池电芯结构组成。

10.一种锂电池包，其特征在于，所述锂电池包是由多个如权利要求9所述的锂电池模组组装而成。

技术总结
本发明公开一种锂电池电芯结构、锂电池模组及锂电池包，所述锂电池电芯结构包括壳体及电池卷芯，所述电池卷芯设置于所述壳体内部，所述电池卷芯内部形成有一个或多个空腔，每个所述空腔的两端均贯通于所述电池卷芯的一组对边，所述壳体形成有分别连通所述空腔两端的第一开口和第二开口，以使得所述电池卷芯与外部空气进行热交换。本发明与现有锂电池电芯结构相比，热管理换热面积更大，且具有较好的强度、成组简单及过流能力更好。

技术研发人员：何勇驰,刘长来,夏诗忠,程威,沈重洋
受保护的技术使用者：骆驼能源科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/16