一种导热结构电池壳体、电池顶盖、电芯及电池模组的制作方法

本发明涉及到电池，特别涉及到一种导热结构电池壳体、电池顶盖、电芯及电池模组。

背景技术：

1、电芯壳体作为电芯的重要组成部件，其具有储存芯堆、与顶盖配合密封、结构支撑等的功能。常规电芯壳体一般采用深拉工艺或折弯焊接工艺制作，工序/工步较复杂、生产效率低、加工制造成本高。尤其采用深拉工艺的壳体底壁较厚，降低了芯堆的可用高度尺寸，进而降低了电芯的能量密度；采用折弯焊接工艺的壳体，为保证折弯焊接处的强度和密封可靠性，对折弯工艺、焊接工艺的加工精度一致性要求高，相应的工装成本、加工制造成本高。

2、现有的常规壳体在电芯成组、pack时，相邻两电芯间一般夹有弹性体以提供芯堆膨胀空间，若电芯采用大面冷却方式，相邻两电芯间还会添加有冷却板，这些弹性体、冷却板会大幅占用模组、pack的可用空间，同时增加了模组、pack的制造成本，对此，本发明提供了一种导热结构电池壳体、电池顶盖、电芯及电池模组，以解决此类问题。

技术实现思路

1、本发明的主要目的为提供一种导热结构电池壳体、电池顶盖、电芯及电池模组，旨在解决现有技术常规壳体在电芯成组、pack时，相邻两电芯间一般夹有弹性体以提供芯堆膨胀空间，若电芯采用大面冷却方式，相邻两电芯间还会添加有冷却板，这些弹性体、冷却板会大幅占用模组、pack的可用空间，同时增加了模组、pack的制造成本的技术问题。

2、为了实现上发明目的，本发明第一方面提出一种导热结构电池壳体，包括导热壳体，导热壳体内部至少设置有两个用于放置芯堆的芯堆腔室，且每相邻两个芯堆腔室之间设置有多功能腔室，多功能腔室内部设置有弹性缓冲结构。

3、进一步地，弹性缓冲结构为半圆板式或波纹板式或斜板呈倾斜方向交替设置的瓦楞板式。

4、进一步地，弹性缓冲结构与导热壳体为一体挤压成型。

5、进一步地，导热壳体表面设置有防爆结构。

6、进一步地，防爆结构包括防爆阀和防爆泄压口，防爆泄压口开设在导热壳体的表面，防爆泄压口与芯堆腔室连通，防爆阀安装在防爆泄压口处。

7、进一步地，防爆泄压口开设在导热壳体小面，且与两个芯堆腔室连通，防爆泄压口关于多功能腔室对称。

8、进一步地，防爆结构为防爆刻痕，防爆刻痕设置在对应每个芯堆腔室的导热壳体上。

9、进一步地，防爆刻痕位于芯堆腔室小面的中部位置。

10、本发明第二方面提出一种顶盖，包括顶盖片，端子和至少一个极柱，端子固定安装在顶盖片上，极柱固定安装在端子上，顶盖片远离端子的一侧固定安装有下塑胶和集流片；

11、顶盖片包括顶部、裙边、裙边结构，裙边沿着顶盖片的边缘设置，裙边结构设置在裙边远离顶盖片的一侧，裙边结构包括两组对边，其中一组对边上分别开设有避让多功能腔室的第一缺口，另一组对边上分别开设有第二缺口。

12、进一步地，极柱的数量为两个。

13、进一步地，顶盖为正极顶盖时，顶部位置开设有注液口。

14、进一步地，下塑胶包括下塑胶底部、下塑胶裙边和裙边倒钩，下塑胶裙边固定安装在下塑胶底部的边缘，裙边倒钩固定安装在下塑胶裙边远离下塑胶底部的一侧，裙边倒钩上分别开设有两个第三缺口和两个第四缺口，且两个第三缺口和两个第四缺口相对设置，裙边倒钩的第三缺口底面开设有电解液通孔，电解液通孔与注液口连通。

15、本发明第三方面提出一种电芯，包括上述任意一项的导热结构电池壳体、上述任意一项的电池顶盖以及芯堆组，芯堆组包括至少一个芯体，芯体的两端固定安装有极耳，芯堆组安装在芯堆腔室内部，芯堆组两侧极耳分别直接与顶盖连接，导热壳体的两端分别与顶盖密封连接。

16、进一步地，多功能腔室的每端分别安装有两组绝缘卡条，绝缘卡条用于防止极耳与导热壳体接触造成短路。

17、进一步地，绝缘卡条包括底部和两条侧部，两条侧部之间设置有卡槽，其中一条侧部开设有第七缺口，两条侧部紧挨卡槽的一侧开设有倒角。

18、进一步地，芯体的长度小于导热壳体的长度。

19、本发明第四方面提出一种电池模组，包括若干个上述任意一项的电芯，电芯之间通过汇流排连接，电芯与电芯之间采用并联和/或串联的方式连接。

20、进一步地，汇流排包括汇流排底部，汇流排底部至少设置有一个弯折结构，每个弯折结构上安装有侧翼部，每两个侧翼部之间设置有避让缺口，每个侧翼部上开设有定位孔。

21、进一步地，汇流排底部对应每个避让缺口的位置设置有两个间隔分布的拱形结构。

22、进一步地，汇流排底部和侧翼部的下表面设置有塑胶支撑。

23、有益效果：

24、通过在导热壳体设置的多功能腔室，并在多功能腔室内部设置弹性缓冲结构，使得多功能腔室具有结构支撑，保证壳体强度，厚壳体效果尤为明显；多功能腔室设置有合理的弹性缓冲结构，可提供芯堆膨胀空间，可使电芯充放电时芯堆极片膨胀、回缩后均匀受力，同时弹性缓冲结构可增大散热面积，提升电芯的散热效率，提升了电芯的电性能、循环寿命；多功能腔室集成有结构支撑、导热冷却、自呼吸三种功能，和常规电芯大面冷却成组对比，采用多功能腔室结构，每两个多型腔壳体电芯间至少可减少四个导热弹性体的使用，这样节省出的导热弹性体空间可用于提升单电芯的厚度，进一步提升了电芯的能量。进一步地，上述导热壳体一体成型，提升壳体生产速率，减少了围板的使用，节省成组成本，减轻模组重量，提升了模组能量及能量密度；导热壳体上的多功能腔室可以作为液冷或风冷等的冷却流道，可实现电芯间的快速冷却；电芯模组内的电芯间即可以串并联、又可串并联混合，灵活实现各种成组方式，满足不同模组电压要求。

技术特征：

1.一种导热结构电池壳体，其特征在于，包括导热壳体，所述导热壳体内部至少设置有两个用于放置芯堆的芯堆腔室，且每相邻两个所述芯堆腔室之间设置有多功能腔室，所述多功能腔室内部设置有弹性缓冲结构。

2.根据权利要求1所述的导热结构电池壳体，其特征在于，所述弹性缓冲结构为半圆板式或波纹板式或斜板呈倾斜方向交替设置的瓦楞板式。

3.根据权利要求2所述的导热结构电池壳体，其特征在于，所述弹性缓冲结构与所述导热壳体为一体挤压成型。

4.根据权利要求1所述的导热结构电池壳体，其特征在于，所述导热壳体表面设置有防爆结构。

5.根据权利要求4所述的导热结构电池壳体，其特征在于，所述防爆结构包括防爆阀和防爆泄压口，所述防爆泄压口开设在所述导热壳体的表面，所述防爆泄压口与所述芯堆腔室连通，所述防爆阀安装在所述防爆泄压口处。

6.根据权利要求5所述的导热结构电池壳体，其特征在于，所述防爆泄压口开设在所述导热壳体小面，且与两个所述芯堆腔室连通，所述防爆泄压口关于所述多功能腔室对称。

7.根据权利要求4所述的导热结构电池壳体，其特征在于，所述防爆结构为防爆刻痕，所述防爆刻痕设置在对应每个所述芯堆腔室的所述导热壳体上。

8.根据权利要求7所述的导热结构电池壳体，其特征在于，所述防爆刻痕位于所述芯堆腔室小面的中部位置。

9.一种电池顶盖，应用于如权利要求1-8中任一项所述的导热结构电池壳体，其特征在于，包括顶盖片，端子和至少一个极柱，所述端子固定安装在顶盖片上，所述极柱固定安装在所述端子上，所述顶盖片远离所述端子的一侧固定安装有下塑胶和集流片；

10.根据权利要求9所述的电池顶盖，其特征在于，所述极柱的数量为两个。

11.根据权利要求9所述的电池顶盖，其特征在于，所述顶盖为正极顶盖时，所述顶部位置开设有注液口。

12.根据权利要求11所述的电池顶盖，其特征在于，所述下塑胶包括下塑胶底部、下塑胶裙边和裙边倒钩，所述下塑胶裙边固定安装在所述下塑胶底部的边缘，所述裙边倒钩固定安装在所述下塑胶裙边远离所述下塑胶底部的一侧，所述裙边倒钩上分别开设有两个第三缺口和两个第四缺口，且两个所述第三缺口和两个所述第四缺口相对设置，所述裙边倒钩的第三缺口底面开设有电解液通孔，所述电解液通孔与所述注液口连通。

13.一种电芯，其特征在于，包括权利要求1-8任意一项所述的导热结构电池壳体、权利要求9-12任意一项所述的电池顶盖以及芯堆组，所述芯堆组包括至少一个芯体，所述芯体的两端固定安装有极耳，所述芯堆组安装在所述芯堆腔室内部，所述芯堆组两侧极耳分别直接与所述顶盖连接，所述导热壳体的两端分别与所述顶盖密封连接。

14.根据权利要求13所述的电芯，其特征在于，所述多功能腔室的每端分别安装有两组绝缘卡条，所述绝缘卡条用于防止极耳与导热壳体接触造成短路。

15.根据权利要求14所述的电芯，其特征在于，所述绝缘卡条包括底部和两条侧部，所述两条侧部之间设置有卡槽，其中一条所述侧部开设有第七缺口，所述两条侧部紧挨所述卡槽的一侧开设有倒角。

16.根据权利要求13所述的电芯，其特征在于，所述芯体的长度小于所述导热壳体的长度。

17.一种电池模组，其特征在于，包括若干个权利要求13-16任意一项所述的电芯，所述电芯之间通过汇流排连接，所述电芯与电芯之间采用并联和/或串联的方式连接。

18.根据权利要求17所述的电池模组，其特征在于，所述汇流排包括汇流排底部，所述汇流排底部至少设置有一个弯折结构，每个所述弯折结构上安装有侧翼部，每两个所述侧翼部之间设置有避让缺口，每个所述侧翼部上开设有定位孔。

19.根据权利要求18所述的电池模组，其特征在于，所述汇流排底部对应每个所述避让缺口的位置设置有两个间隔分布的拱形结构。

20.根据权利要求18所述的电池模组，其特征在于，所述汇流排底部和所述侧翼部的下表面设置有塑胶支撑。

技术总结
本发明涉及电池技术领域，揭示了一种导热结构电池壳体、电池顶盖、电芯及电池模组，其中导热结构电池壳体包括导热壳体，导热壳体内部至少设置有两个用于放置芯堆的芯堆腔室，每两个芯堆腔室之间设置有多功能腔室，多功能腔室内部设置有弹性缓冲结构。有益效果：弹性缓冲结构能够保证壳体强度，能增加壳体的导热面积，提高壳体散热效率；弹性缓冲结构具备弹性缓冲功能，电芯充电时，内部芯堆膨胀，弹性缓冲结构收缩；电芯放电时，内部芯堆回缩，弹性缓冲结构恢复原状；使得芯堆极片膨胀、回缩时均匀受力，可提升电芯的电性能、循环寿命。导热壳体一体成型，提升壳体生产速率，减少围板使用，节省成组成本，减轻模组重量，提升模组能量及能量密度。

技术研发人员：陈剑伟,萧飞,王光燕,孙威,陈泰星,冯亮,朱永辉
受保护的技术使用者：孚能科技（赣州）股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/25