一种单体电池用筒体构件、单体电池及电池包的制作方法

本技术属于电池领域，具体为一种单体电池用筒体构件、单体电池及电池包。

背景技术：

1、在电池包（pack）中，单体电池一般呈紧密排列状态。日常使用场景下，电池包难免受到震动或冲击。此时，倘若各个单体电池之间缺乏可靠连接，它们就会在电池包内部相互碰撞。

2、一旦发生碰撞，最直接的后果就是单体电池外壳受损，其原本良好的密封性被打破，外界的水汽、灰尘等杂质便能趁机侵入。这些杂质进入电池内部后，会逐步腐蚀如电解液、电极等关键组件，致使电池内部原本稳定的化学反应环境遭到破坏，进而直接干扰电池的电气性能。

3、与此同时，碰撞还可能引发更为严重的内部问题。由于震动冲击，单体电池内部的电极材料、隔膜极易出现位移或损坏情况。电极之间的接触面积、间距等对电化学反应起着决定性作用的关键参数随之改变，使得电化学反应的效率急剧下降，电池的充放电性能变得极不稳定。如此一来，单体电池之间无法像正常状态下协同运作，最终影响整个电池包运行的稳定性与可靠性，给使用者带来诸多不便甚至潜在安全隐患。

技术实现思路

1、本实用新型的目的是提供一种单体电池用筒体构件、单体电池及电池包，克服现有电池包内各个单体电池安装稳定性差的技术问题。

2、本实用新型第一方面提供一种单体电池用筒体构件，包括筒体以及设置在筒体上的第一凹部和第一凸台；

3、上述筒体一端敞口；

4、上述第一凹部和第一凸台分别设置在筒体相对两个外侧壁，并沿筒体第一方向延伸；其中第一凹部用于供另一单体电池上的第一凸台插入，并固定连接；筒体第一方向为筒体高度方向、筒体宽度方向或筒体厚度方向；

5、在筒体第一方向上，上述第一凹部的尺寸为l1，筒体尺寸为l2，l1=l2-l0，其中l0为装配间隙，为大于等于0的整数。

6、本实用新型相邻两个单体电池仅通过设置在外侧壁的一个第一凹部和对应第一凸台的对插，即可快速实现二者的固定连接，操作简便且连接可靠，让整个电池包的结构更加稳固耐用。

7、同时，本实用新型中，在同一方向上，由于第一凹部、第一凸台的尺寸略小于或等于筒体该方向的尺寸，便于二者在对插时快速实现同轴对齐，完成嵌套式连接，有效避免尺寸过小导致的难以对插问题，大幅降低了加工精度的要求，减少生产难度与成本。

8、进一步地，上述l0小于等于10mm，在同一方向上，使第一凹部的两端与筒体两端具有适当的距离，作为装配间隙，同时可以确保第一凹部具有较大尺寸。

9、进一步地，上述第一凹部、第一凸台与筒体均为塑料材质，可以采用注塑工艺，在筒体上一体成型第一凹部和第一凸台，加工过程简单，由于第一凹部和第一凸台与筒体同时成型，不存在因后续组装而产生的尺寸偏差问题，精度较高，能够确保每个单体电池的第一凹部和第一凸台都能精准配合，有利于电池包的批量生产和质量控制。此外，第一凹部用于供另一单体电池上的第一凸台插入，并通过热熔方式固定连接。在热熔过程中，塑料材料在受热后会发生熔化，当冷却凝固后，第一凹部和第一凸台的材料会融合在一起，形成一个整体结构，可以使第一凹部和第一凸台之间形成非常牢固的结合。这种连接方式能够承受较大的拉力、压力和剪切力，有效防止单体电池在使用过程中发生松动或分离，确保电池包的结构稳定性。同时，热熔连接对精度要求较低，即使在生产过程中第一凹部和第一凸台存在一定的尺寸偏差，也能顺利实现精准连接，极大地提高了生产效率。

10、进一步地，上述第一凹部由设置在筒体侧壁的环形凸台围合形成。

11、当筒体壁厚较薄时，第一凹部可以由筒体侧壁的环形凸台围合形成，无需过度削减侧壁本体厚度，环形凸台本身还能增强凹部区域的结构强度，避免对插时第一凹部因壁厚薄而发生形变。

12、进一步地，上述筒体内腔包括相互贯通的第一腔室和第二腔室；其中第一腔室的至少部分空间用于存储游离电解液；第二腔室内腔用于容纳电极组件。

13、本实用新型中的单体电池充分利用其筒体内的第一腔室可存储较多游离的电解液，电解液具备一定的热传导能力，在电池运行时，若温度升高，储存于第一腔室的游离电解液可通过热传递迅速吸收热量，将吸收的热量分散至整个单体电池的壳体，并经由壳体表面散发出去。有效防止电池过热，降低热失控风险，精准调控温度，维持电池性能。

14、且，第一腔室与第二腔室相互贯通，允许电解液在整个筒体内自由流动与扩散。电极组件工作时，电解液消耗能及时补充，避免局部干涸，确保电池内部反应稳定，提升充放电性能。

15、进一步地，上述第一凹部和第一凸台分别设置在第一腔室对应的筒体相对两个外侧壁；在第二腔室对应的筒体相对两个侧壁上分别设有第二凹部和第二凸台；其中第二凹部用于供另一单体电池上的第二凸台插入，并固定连接。

16、第二凹部和第二凸台、第一凹部和第一凸台的对插连接，从筒体不同部位共同固定相邻单体电池，避免单一连接点受力不均，提升整体连接的牢固性。

17、本实用新型第二方面提供一种单体电池，包括壳体以及电极组件；上述壳体包括上盖板以及上述的单体电池用筒体构件；

18、上述电极组件位于所述筒体内，上述上盖板密封连接在筒体顶部敞口端。

19、进一步地，上述壳体的强度为p，p1≤p≤p2；其中p1为化成阶段以及电池正常充放电阶段对壳体的强度要求；p2为热失控阶段对壳体的强度要求。

20、上述壳体作为电极组件及电解液的容纳腔，具有密封作用，同时壳体强度需要满足化成阶段以及电池正常充放电阶段对壳体的强度要求；即要求该壳体具有一定的强度，确保在化成阶段以及电池正常充放电阶段，随着电池内部环境的变化，例如温度、压力等，该壳体不会破裂；该壳体相对于现有的成品电池壳体，具有较低的成本，进而使整个单体电池以及电池包也具有较低成本。

21、本实用新型第三方面提供一种电池包，包括箱体以及位于箱体内的n个上述的单体电池，其中n为大于1的整数；

22、每相邻两个单体电池，其中一个单体电池的第一凸台插入另一单体电池的第一凹部，并固定连接；

23、箱体满足热失控阶段的抗压强度要求，且箱体上设有泄爆部。

24、本实用新型电池包的箱体为承压箱体，其强度需要满足热失控阶段的抗压强度要求；即要求该承压箱体具有较好的强度，确保热失控阶段，该承压箱体能够形成一道坚固的屏障，有效隔离高温火焰和有害气体，阻止热失控的蔓延，提高电池包发生热失控后的安全性。

25、进一步地，箱体的顶板上对应各单体电池的极性端子开设有避让孔；各个单体电池极性端子伸出避让孔；该避让孔对应的箱体顶板区域与单体电池上盖板固定密封。

26、本实用新型中，各单体电池的极性端子伸出箱体外可方便各单体电池之间的电连接，以及电池包自身与外部用电设备的电连接；

27、进一步地，上述各单体电池极性端子伸出箱体的部分与换热构件配合，实现对各单体电池的温控。

28、在电池包工作过程中，极性端子处容易因电流传导产生热量积聚，换热构件能够及时带走这些热量，确保极性端子始终处于适宜的工作温度范围。这不仅有助于维持电池包内单体电池的性能稳定，减少因温度过高导致的电池性能衰减，还能进一步提升电池包整体的安全性和可靠性，避免因局部过热引发的潜在故障。

29、进一步地，各个单体电池之间、各个单体电池和箱体之间均设有第一绝缘密封胶层，进一步提高各个单体电池在箱体内的稳定性。

30、本实用新型的有益效果是：

31、本实用新型相邻两个单体电池仅通过设置在侧壁的一个第一凹部和对应第一凸台的对插，即可快速实现二者的固定连接，操作简便且连接可靠，让整个电池包的结构更加稳固耐用。

32、同时，本实用新型中，在同一方向上，由于第一凹部、第一凸台的尺寸略小于或等于筒体该方向的尺寸，便于二者在对插时快速实现同轴对齐，完成嵌套式连接，有效避免尺寸过小导致的难以对插问题，大幅降低了加工精度的要求，减少生产难度与成本。