CN115051122A - 电池 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电池技术领域，提出了一种电池，包括：电池壳体，电池壳体上设置有注液孔；电芯，电芯设置在电池壳体内，电芯包括电芯主体和极耳部，极耳部由电芯主体的侧面延伸而出，注液孔位于电芯主体靠近极耳部的一侧，且注液孔设置于电池壳体与极耳部的大表面相对的表面；其中，沿电芯主体与极耳部的延伸方向垂直的方向上，注液孔与极耳部之间的最小垂直距离为a，电芯主体的宽度为b，5≤b/a≤20，不仅可以避免电解液注液过程中冲击极耳部，且可以保证极耳部的宽度尺寸，以此保证电芯的过流能力和电池的充放电速率，从而改善电池的使用性能。

Description

电池

技术领域

本发明涉及电池技术领域，尤其涉及一种电池。

背景技术

相关技术中，电池壳体上通过设置有注液孔，实现对电池内部的注液，注液孔的设置位置和电芯的极耳部之间的关系直接影响整体的注液效果以及电池的安全性能。

发明内容

本发明提供一种电池，以改善电池的性能。

本发明提供了一种电池，包括：

电池壳体，电池壳体上设置有注液孔；

电芯，电芯设置在电池壳体内，电芯包括电芯主体和极耳部，极耳部由电芯主体的侧面延伸而出，注液孔位于电芯主体靠近极耳部的一侧，且注液孔设置于电池壳体与极耳部的大表面相对的表面；

其中，沿电芯主体与极耳部的延伸方向垂直的方向上，注液孔与极耳部之间的最小垂直距离为a，电芯主体的宽度为b，5≤b/a≤20。

本发明实施例的电池包括电池壳体和电芯，电池壳体上设置有注液孔，电芯的极耳部由电芯的电芯主体的侧面延伸而出，注液孔位于电芯主体靠近极耳部的一侧，且注液孔设置于电池壳体与极耳部的大表面相对的表面，从而可以使得注液孔方便实现对电池壳体内部注液。沿电芯主体的宽度方向，注液孔与极耳部之间的最小垂直距离为a，电芯主体的宽度为b，5≤b/a≤20，不仅可以避免电解液注液过程中冲击极耳部，且可以保证极耳部的宽度尺寸，以此保证电芯的过流能力和电池的充放电速率，从而改善电池的使用性能。

附图说明

为了更好地理解本公开，可参考在下面的附图中示出的实施例。在附图中的部件未必是按比例的，并且相关的元件可能省略，以便强调和清楚地说明本公开的技术特征。另外，相关要素或部件可以有如本领域中已知的不同的设置。此外，在附图中，同样的附图标记在各个附图中表示相同或类似的部件。其中：

图1是根据一示例性实施方式示出的一种电池的结构示意图；

图2是根据一示例性实施方式示出的一种电池的分解结构示意图；

图3是根据一示例性实施方式示出的一种电池的局部放大结构示意图。

附图标记说明如下：

10、电池壳体；11、注液孔；12、第一表面；13、第二表面；14、第一壳体件；15、第二壳体件；16、凹陷；20、电芯；21、电芯主体；22、极耳部；30、极柱组件。

具体实施方式

下面将结合本公开示例实施例中的附图，对本公开示例实施例中的技术方案进行清楚、完整的描述。本文中的描述的示例实施例仅仅是用于说明的目的，而并非用于限制本公开的保护范围，因此应当理解，在不脱离本公开的保护范围的情况下，可以对示例实施例进行各种修改和改变。

在本公开的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“第一”、“第二”仅用于描述的目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性；术语“多个”是指两个或两个以上；术语“和/或”包括一个或多个相关联列出项目的任何组合和所有组合。特别地，提到“该/所述”对象或“一个”对象同样旨在表示可能的多个此类对象中的一个。

除非另有规定或说明，术语“连接”、“固定”等均应做广义理解，例如，“连接”可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接，或电连接，或信号连接；“连接”可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连。对于本领域的技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。

进一步地，本公开的描述中，需要理解的是，本公开的示例实施例中所描述的“上”、“下”、“内”、“外”等方位词是以附图所示的角度来进行描述的，不应理解为对本公开的示例实施例的限定。还需要理解的是，在上下文中，当提到一个元件或特征连接在另外元件(一个或多个)“上”、“下”、或者“内”、“外”时，其不仅能够直接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”，也可以通过中间元件间接连接在另外(一个或多个)元件“上”、“下”或者“内”、“外”。

本发明的一个实施例提供了一种电池，请参考图1至图3，电池包括：电池壳体10，电池壳体10上设置有注液孔11；电芯20，电芯20设置在电池壳体10内，电芯20包括电芯主体21和极耳部22，极耳部22由电芯主体21的侧面延伸而出，注液孔11位于电芯主体21靠近极耳部22的一侧，且注液孔11设置于电池壳体10与极耳部22的大表面相对的表面；其中，沿电芯主体21与极耳部22的延伸方向垂直的方向上，注液孔11与极耳部22之间的最小垂直距离为a，电芯主体21的宽度为b，5≤b/a≤20。

本发明一个实施例的电池包括电池壳体10和电芯20，电池壳体10上设置有注液孔11，电芯20的极耳部22由电芯20的电芯主体21的侧面延伸而出，注液孔11位于电芯主体21靠近极耳部22的一侧，且注液孔11设置于电池壳体10与极耳部22的大表面相对的表面，从而可以使得注液孔11方便实现对电池壳体10内部注液。沿电芯主体21的宽度方向，注液孔11与极耳部22之间的最小垂直距离为a，电芯主体21的宽度为b，5≤b/a≤20，不仅可以避免电解液注液过程中冲击极耳部22，且可以保证极耳部22的宽度尺寸，以此保证电芯20的过流能力和电池的充放电速率，从而改善电池的使用性能。

需要说明的是，极耳部22由电芯主体21的侧面延伸而出，注液孔11位于电芯主体21靠近极耳部22的一侧，即极耳部22和注液孔11位于电芯主体21的同一侧，从而在通过注液孔11注入电解液时，需要控制极耳部22和注液孔11之间的距离值，以此保证电解液能够可靠注入，且不会影响到其他结构。

电解液注入电池壳体10的过程中，尽量避免电解液不直接冲击极耳部22，而b/a的值过大时，极耳部22和注液孔11之间的距离较近，导致电池注液时，电解液容易喷射到极耳部22上，不仅影响电解液的浸润速率，同时导致极耳部22受到冲刷造成结构的损伤。

而b/a的值过小时，极耳部22和注液孔11之间的距离较远，此时，会存在极耳部22尺寸较小的问题，影响电芯的过流能力和电池的充放电速率，同时极耳部22产热严重，影响电池的安全使用；或者，极耳部22和注液孔11之间的距离较远，会导致注液孔11过于靠近电池壳体10的端部，会影响到电解液向电池周围扩散。

注液孔11用于实现对电池壳体10内部的注液，在注液完成后可以通过密封结构进行密封。注液孔11可以是至少两个，至少两个注液孔11可以关于电池壳体10的第一对角线方向和第二对角线方向的交点中心对称。

需要说明的是，电芯主体21包括两个以上的极片，极耳部22包括两个以上的单片极耳，单片极耳分别从与其对应的极片上延伸而出，单片极耳的宽度可以小于极片的宽度，多个单片极耳相堆叠从而形成极耳部22，并与电极引出结构相连接，例如，极耳部22可以与极柱组件进行电连接。其中，单片极耳是由具有良好导电导热性的金属箔制成，例如，铝、铜或镍等。电芯主体21的宽度方向可以认为是单个极片的宽度方向，电芯主体21与极耳部22的延伸方向垂直的方向即为单个极片的宽度方向。极耳部22的宽度方向平行于电芯主体21与极耳部22的延伸方向垂直的方向。

结合图3所示，沿电芯主体21与极耳部22的延伸方向垂直的方向上，即沿电芯主体21的宽度方向，注液孔11与极耳部22之间的最小垂直距离为a，电芯主体21的宽度为b，5≤b/a≤20。电芯主体21的宽度b与注液孔11与极耳部22之间的最小垂直距离a之间的比值可以为5、5.5、6、6.5、7、7.5、8、9、10、11、12、13、14、15、16、16.5、17、17.5、18、18.5、19、19.5、19.8、19.9或者20等等。

在一个实施例中，结合图3所示，沿电芯主体21的宽度方向，极耳部22的宽度为c，1.5≤b/(c+a)≤3，以此保证极耳部22具有相对较大的宽度尺寸，并且极耳部22和注液孔11之间具有一定的距离，不仅可以避免电解液注液过程中冲击极耳部22，且可以保证电芯20的过流能力和电池的充放电速率，从而改善电池的使用性能。b/(c+a)可以为1.5、1.6、1.7、2、2.5、2.8、2.9或者3等等。

需要说明的是，沿电芯主体21的宽度方向，注液孔11与极耳部22之间的最小垂直距离为a，电芯主体21的宽度为b，极耳部22的宽度为c，5≤b/a≤20，1.5≤b/(c+a)≤3，极耳部22和注液孔11之间的距离较为合理，并且可以保证极耳部22的尺寸较为合理，进一步的，注液孔11也不会过于靠近电池壳体10的端部，从而可以满足电解液的快速浸润，并且可以避免电解液损伤极耳部22。

在一个实施例中，结合图3所示，注液孔11包括圆孔，极耳部22在电池壳体10设置有注液孔11的表面上的正投影与圆孔间隔设置；其中，圆孔的半径为r，圆孔的中心与极耳部22之间的最小垂直距离为d，a＝d-r。将注液孔11设计为圆孔，不仅可以方便注液孔11的成型，且可以方便电解液的注入，进一步的，也方便控制注液孔11与极耳部22之间的距离，即使电解液会冲击极耳部22，也可以避免电解液会出现大量冲击极耳部22的问题。

在一个实施例中，极耳部22的宽度为c，20mm≤c≤60mm，在保证电芯20整体过流能力的同时为电池内其他结构留出空间，便于其他结构的设置，例如，便于注液孔11的设置。

极耳部22的宽度c可以为20mm、21mm、25mm、30mm、35mm、40mm、45mm、50mm、55mm、57mm、58mm、59mm或者60mm等等。

在一个实施例中，注液孔11的圆孔半径为r，1.2mm≤r≤2.5mm，不仅可以保证电解液能够通过注液孔11实现快速注液，且可以避免注液孔11尺寸过大而影响电池壳体10的结构强度，也可以避免注液孔11尺寸过大而占有过多空间，从而为其他结构的布置预留空间。

注液孔11的圆孔半径r可以为1.2mm、1.3mm、1.4mm、1.5mm、1.8mm、2mm、2.2mm、2.4mm或者2.5mm等等。

在一个实施例中，电芯主体21的宽度为b，70mm≤b≤120mm，在保证电池具有足够容量的基础上，可以避免电芯主体21过厚的问题，以此方便电芯20的制备。

电芯主体21的宽度b可以为70mm、71mm、72mm、75mm、80mm、85mm、90mm、95mm、98mm、100mm、105mm、110mm、112mm、115mm、118mm、119mm或者120mm等等。

在一个实施例中，极耳部22远离电芯主体21的端部距离电芯主体21之间的距离大于注液孔11与电芯主体21之间的最大垂直距离，即极耳部22在电池壳体10设置有注液孔11的表面上的正投影与电芯主体21之间的最大垂直距离大于注液孔11与电芯主体21之间的最大垂直距离，相比于注液孔11，极耳部22可以更加靠近电池壳体10的端部，从而避免注液孔11过于靠近电池壳体10的端部而降低电池壳体10结构强度的基础上，也可以保证电解液注入到电池壳体10内后能够快速浸润。

结合图3所示，极耳部22在电池壳体10设置有注液孔11的表面上的正投影与电芯主体21之间的最大垂直距离大于注液孔11与电芯主体21之间的最大垂直距离，则可以认为是极耳部22的左端距离第一壳体件14的左端之间的第一距离小于注液孔11的左端距离第一壳体件14的左端之间的第二距离。

在一个实施例中，沿电芯主体21的长度方向，注液孔11与电芯主体21之间的最小垂直距离小于注液孔11与电池壳体10的周向外边缘之间的最小垂直距离，即注液孔11距离电池壳体10的周向外边缘之间的距离要大于注液孔11距离电芯主体21的距离，从而可以避免注液孔11过于靠近电池壳体10的端部而引发降低电池壳体10结构强度的基础上，也可以保证电解液注入到电池壳体10内后能够快速浸润。

结合图3所示，注液孔11与电芯主体21之间的最小垂直距离小于注液孔11与电池壳体10的周向外边缘之间的最小垂直距离，则可以认为是注液孔11的左端距离第一壳体件14的左端之间的距离大于注液孔11的右端距离电芯主体21的左端之间的距离。

在一个实施例中，如图1所示，电池壳体10包括两个相对的第一表面12和四个环绕第一表面12设置的第二表面13，第一表面12的面积大于第二表面13的面积；其中，注液孔11设置于第一表面12上，从而可以使得第一表面12能够为注液孔11提供可靠的支撑面，并且可以方便注液孔11的设置和注液。

需要说明的是，两个相对的第一表面12为电池壳体10的大表面，而四个第二表面13为电池壳体10的小表面，四个第二表面13包括两对小表面，即沿电池壳体10的长度方向延伸的第一对小表面，和沿电池壳体10的宽度方向延伸的第二对小表面，且第一对小表面的面积要大于第二对小表面的面积，但均小于大表面的面积。

在一个实施例中，如图1和图2所示，电池壳体10包括：第一壳体件14；第二壳体件15，第二壳体件15与第一壳体件14相连接，以封闭电芯20；其中，第一壳体件14为平板，注液孔11设置于第一壳体件14，不仅方便注液孔11的设置，并且第一壳体件14的结构较为简单，从而提高电池的成型效率。

在一个实施例中，电池壳体10的材质可以为不锈钢或铝，具有良好的耐腐蚀性和足够的强度。电池壳体10大致为矩形体。

需要说明的是，第一壳体件14和第二壳体件15可以独立设置，如图2所示。在某些实施例中，不排除第一壳体件14和第二壳体件15可以是一个整体结构，通过冲压形成容纳电芯20的空间，后续利用焊接进行封闭连接。

在一个实施例中，如图1和图2所示，电池还包括极柱组件30极柱组件30设置于电池壳体10，极柱组件30与电芯20的极耳部22相连接；极柱组件30与注液孔11沿电池壳体10的宽度方向设置，不仅可以方便后续极柱组件30与汇流排的连接，且可以充分利用电池壳体10的空间，以此保证电池壳体10内部能够合理布置电芯20等结构，从而提高电池壳体10的空间利用率。

在一些实施例中，极柱组件30为两个，两个极柱组件30分别为正极柱组件和负极柱组件，每一个极柱组件30可以包括两个极柱，用于增大电池的过流能力，极耳部22也为两个，两个极耳部22分别为正极耳和负极耳，正极柱组件和正极耳相连接，负极柱组件和负极耳相连接。

需要说明的是，极柱组件30与电池壳体10之间可以绝缘设置，例如，二者之间可以采用绝缘件进行绝缘，或者，可以采用绝缘涂层进行绝缘，此处不作限定，可以根据实际需求进行选择。在某些实施例中，不排除一个极柱组件30可以与电池壳体10电连接。

在一个实施例中，电池壳体10上设置有凹陷16，极柱组件30位于凹陷16内，从而可以避免极柱组件30占用电池组堆叠空间，以此提高电池组的能量密度。

在一个实施例中，如图1和图2所示，电池壳体10上设置有凹陷16，极柱组件30和凹陷16分别位于电池壳体10的相对两个表面，凹陷16用于收纳另一个电池的极柱组件，从而可以在电池成组时，将另一个电池的极柱组件收纳于凹陷16，从而避免极柱组件占用两个电池之间的空间，减小相邻两个电池之间的距离，以此提高电池成组的能量密度。

在一个实施例中，如图1和图2所示，极柱组件30可以是两个，凹陷16可以是两个，两个极柱组件30可以设置于一个第一表面12上，而两个凹陷16可以设置于另一个第一表面12上。

在一个实施例中，电池的长度为L，400mm≤L≤2500mm，电池的宽度为K，电池的高度为G，2K≤L≤50K，和/或，0.5G≤K≤20G。

进一步地，50mm≤K≤200mm，10mm≤G≤100mm。

优选的，4K≤L≤25K，和/或，2G≤K≤10G。

上述实施例中的电池，在保证足够能量密度的情况下，电池长度和宽度的比值较大，进一步地，电池宽度和高度的比值较大。

在一个实施例中，电池的长度为L，电池的宽度为K，4K≤L≤7K，即本实施例中的电池长度和宽度的比值较大，以此增加电池的能量密度，且方便后续形成电池组。

在一个实施例中，电池的高度为G，3G≤K≤7G，电池宽度和高度的比值较大，在保证足够能量密度的情况下，也方便形成。

可选的，电池的长度可以为500mm-1500mm，电池的宽度可以为80mm-150mm，而电池的高度可以为15mm-35mm。

需要说明的是，电池的长度即为电池长度方向的尺寸，电池的宽度即为电池宽度方向的尺寸，电池的高度即为电池高度方向的尺寸，即电池的厚度。

在一个实施例中，电池为叠片式电池，不仅成组方便，且可以加工得到长度较长的电池。

电池包括电芯和电解质，能够进行诸如充电/放电的电化学反应的最小单元。电芯是指将堆叠部卷绕或层压形成的单元，该堆叠部包括第一电极、分隔物以及第二电极。当第一电极为正电极时，第二电极为负电极。其中，第一电极和第二电极的极性可以互换。

具体的，电芯20为叠片式电芯，电芯20具有相互层叠的第一极片、与第一极片电性相反的第二极片以及设置在第一极片和第二极片之间的隔膜片，从而使得多对第一极片和第二极片堆叠形成叠片式电芯。

可选的，电池可以为卷绕式电池，即将第一极片、与第一极片电性相反的第二极片以及设置在第一极片和第二极片之间的隔膜片进行卷绕，得到卷绕式电芯。

本发明的一个实施例还提供了一种电池组，电池组包括上述电池。

本发明一个实施例的电池组的电池包括电池壳体10和电芯20，电池壳体10上设置有注液孔11，电芯20的极耳部22由电芯20的电芯主体21的侧面延伸而出，注液孔11位于电芯主体21靠近极耳部22的一侧，且注液孔11设置于电池壳体10与极耳部22的大表面相对的表面，从而可以使得注液孔11方便实现对电池壳体10内部注液。沿电芯主体21的宽度方向，注液孔11与极耳部22之间的最小垂直距离为a，电芯主体21的宽度为b，5≤b/a≤20，不仅可以避免电解液注液过程中冲击极耳部22，且可以保证极耳部22的宽度尺寸，以此保证电芯20的过流能力和电池的充放电速率，从而改善电池组的使用性能。

在一个实施例中，电池组为电池模组或电池包。

电池模组包括多个电池，电池模组还可以包括端板和侧板，端板和侧板用于固定多个电池。

需要说明的是，多个电池可以形成电池模组后设置在电池箱体内，多个电池可以通过端板和侧板进行固定。多个电池可以直接设置在电池箱体内，即无需对多个电池进行成组，此时，可以去除端板和侧板。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明创造后，将容易想到本公开的其它实施方案。本公开旨在涵盖本发明的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和示例实施方式仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

应当理解的是，本公开并不局限于上面已经描述并在附图中示出的精确结构，并且可以在不脱离其范围进行各种修改和改变。本公开的保护范围仅由所附的权利要求来限制。

Claims (10)

1.一种电池，其特征在于，包括：

电池壳体(10)，所述电池壳体(10)上设置有注液孔(11)；

电芯(20)，所述电芯(20)设置在所述电池壳体(10)内，所述电芯(20)包括电芯主体(21)和极耳部(22)，所述极耳部(22)由所述电芯主体(21)的侧面延伸而出，所述注液孔(11)位于所述电芯主体(21)靠近所述极耳部(22)的一侧，且所述注液孔(11)设置于所述电池壳体(10)与所述极耳部(22)的大表面相对的表面；

其中，沿所述电芯主体(21)与所述极耳部(22)的延伸方向垂直的方向上，所述注液孔(11)与所述极耳部(22)之间的最小垂直距离为a，所述电芯主体(21)的宽度为b，5≤b/a≤20。

2.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，沿所述电芯主体(21)的宽度方向，所述极耳部(22)的宽度为c，1.5≤b/(c+a)≤3。

3.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，所述注液孔(11)包括圆孔，所述极耳部(22)在所述电池壳体(10)设置有所述注液孔(11)的表面上的正投影与所述圆孔间隔设置；

其中，所述圆孔的半径为r，所述圆孔的中心与所述极耳部(22)之间的最小垂直距离为d，a＝d-r。

4.根据权利要求2所述的电池，其特征在于，20mm≤c≤60mm。

5.根据权利要求3所述的电池，其特征在于，1.2mm≤r≤2.5mm。

6.根据权利要求1所述的电池，其特征在于，70mm≤b≤120mm。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的电池，其特征在于，所述极耳部(22)远离所述电芯主体(21)的端部距离所述电芯主体(21)之间的距离大于所述注液孔(11)与所述电芯主体(21)之间的最大垂直距离。

8.根据权利要求7所述的电池，其特征在于，沿所述电芯主体(21)的长度方向，所述注液孔(11)与所述电芯主体(21)之间的最小垂直距离小于所述注液孔(11)与所述电池壳体(10)的周向外边缘之间的最小垂直距离。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的电池，其特征在于，所述电池壳体(10)包括两个相对的第一表面(12)和四个环绕所述第一表面(12)设置的第二表面(13)，所述第一表面(12)的面积大于所述第二表面(13)的面积；

其中，所述注液孔(11)设置于所述第一表面(12)上。

10.根据权利要求1至6中任一项所述的电池，其特征在于，所述电池壳体(10)包括：

第一壳体件(14)；

第二壳体件(15)，所述第二壳体件(15)与所述第一壳体件(14)相连接，以封闭所述电芯(20)；

其中，所述第一壳体件(14)为平板，所述注液孔(11)设置于所述第一壳体件(14)。

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