电池外壳、电池模组及动力电池的制作方法

1.本实用新型涉及电池技术领域，尤其提供一种电池外壳、电池模组及动力电池。


背景技术：

2.随着新能源产业发展，电动汽车逐渐得到普及，而动力电池作为电动汽车的核心部件，其工作安全性能好坏直接影响电动汽车的推广应用。
3.目前，动力电池内通常设置多个电池模组，电池模组一般包括电芯组和电池外壳，通过将电芯组容置于电池外壳内以实现对电芯组进行保护，然而，由于传统的电池外壳结构强度不足，当电池模组受到外力挤压时，电池外壳容易出现较大幅度变形，这样，一方面容易导致电芯组中的电芯受压损坏，另一方面容易导致电芯组中的相邻两电芯的极耳接触或者相邻两汇流排接触，最终引发短路事故，给电池模组的工作安全性能带来不良影响。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的在于提供一种电池外壳、电池模组及动力电池，旨在解决现有的电池外壳的结构强度不足的技术问题。
5.为实现上述目的，本实用新型实施例采用的技术方案是：一种电池外壳，包括具有端口的壳体，盖设于壳体的端口的端盖，以及设置于壳体内且位于靠近端口的位置的支撑件，支撑件连接于壳体的顶部与底部之间。
6.本实用新型提供的电池外壳至少具有以下有益效果：通过在壳体的端口位置设置支撑件且将支撑件连接在壳体的顶部与底部之间，当电池外壳的端部受到外力挤压时，支撑件可承受部分挤压力，从而可有效抑制壳体的端部和端盖的变形幅度，使电池外壳的结构强度得到有效提升，进而可有效提高电池外壳的抗挤压能力，使容置于电池外壳内的电芯组能够得到有效保护，大幅提高了电池模组的工作安全性能。
7.在其中一实施例中，支撑件位于壳体的端部的中间位置。
8.通过采用上述技术方案，可进一步提高电池外壳的结构强度，从而可进一步抑制壳体的端部和端盖的变形幅度。
9.在其中一实施例中，支撑件与端盖相抵靠。
10.通过采用上述技术方案，当电池外壳的端部受到外力挤压时，挤压力能够马上传递到支撑件上，使支撑件与端盖共同承受上述挤压力，可进一步抑制端盖的变形幅度。
11.在其中一实施例中，端盖包括盖体和位于支撑件与盖体之间的极耳支架，极耳支架靠近支撑件的一侧开设有限位槽，支撑件置于限位槽内。
12.通过采用上述技术方案，支撑件既可有效承受作用于电池外壳的挤压力，又可有效起到对极耳支架的限位作用，从而避免极耳支架发生移位，导致电芯组中相邻两电芯的极耳接触或者相邻两汇流排接触，进而引发短路事故，可进一步提高电池模组的工作安全性能。
13.在其中一实施例中，壳体包括相互连接的上壳和下壳，支撑件连接于上壳与下壳
之间。
14.通过采用上述技术方案，可有效简化电池外壳的装配流程，从而提高电池外壳的生产效率。
15.在其中一实施例中，支撑件包括支撑主体，支撑主体的外表面设有绝缘层。
16.通过采用上述技术方案，可有效避免支撑件将相邻两电芯的极耳短接，从而有效保证电池模组的工作安全性能。
17.在其中一实施例中，电池外壳包括多个支撑件，各支撑件沿壳体的宽度方向依次间隔布置。
18.通过采用上述技术方案，可进一步提高电池外壳的结构强度，从而可进一步抑制壳体的端部和端盖的变形幅度。
19.在其中一实施例中，支撑件选自铝合金支撑件、钢支撑件或钛合金支撑件中的一种；和/或，所述支撑件的截面为矩形、三角形、梯形、圆形、类圆形、多边形、多角形中的一种。
20.通过采用上述技术方案，可有效保证支撑件的强度性能。
21.为实现上述目的，本实用新型还提供一种电池模组，包括电芯组和上述电池外壳，电芯组容置于电池外壳内。
22.上述电池外壳的结构强度较高，通过将电芯组容置于电池外壳内，当电池外壳受到外力挤压时，其端部的变形幅度较小，从而可有效保护电芯组不被外力挤压而造成损坏，同时可避免电芯组中的相邻两电芯的极耳接触或者相邻两汇流排接触，防止短路事故发生，可有效提高电池模组的工作安全性能。
23.为实现上述目的，本实用新型还提供一种动力电池，包括电池箱和上述电池模组，电池模组容置于电池箱内。
24.当上述动力电池受到外力挤压时，由于采用了上述电池模组，从而可有效避免热失控的情况发生，有效提高上述动力电池的工作安全性能。
附图说明
25.为了更清楚地说明本实用新型实施例中的技术方案，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实用新型的一些实施例，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。
26.图1为本实用新型实施例提供的电池外壳的结构示意图；
27.图2为图1所示的电池外壳的爆炸图；
28.图3为图1所示的电池外壳的a-a向剖视图；
29.图4为图3所示的电池外壳的b处放大结构示意图；
30.图5为本实用新型实施例提供的极耳支架的结构示意图；
31.图6为本实用新型实施例提供的支撑件的结构示意图；
32.图7为图6所示支撑件的c-c向剖视图。
33.其中，图中各附图标记：
34.100、电池外壳，110、壳体，111、上壳，112、下壳，113、端口，114、顶部，115、底部，
120、端盖，121、盖体，1211、凹腔，122、极耳支架，1221、限位槽，1222、极耳固定槽，130、支撑件，131、支撑主体，132、绝缘层。
具体实施方式
35.下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
36.在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“高度”、“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
37.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
38.在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
39.首先需要说明的是，图1和图2所示出的x轴方向为电池外壳100的宽度方向，y轴方向为电池外壳100的长度方向，图2所示出的z轴方向为电池外壳100的高度方向。
40.一种动力电池，包括电池箱和电池模组，电池模组容置电池箱内。
41.需要说明的是，上述动力电池可应用于电动汽车、电动自行车等用电装置。
42.上述电池模组包括电池外壳100和容置于电池外壳100内的电芯组，电芯组包括多个电芯，各电芯沿电池外壳100的宽度方向x依次叠堆设置。其中，上述电芯为软包电芯，软包电芯的至少一端部向外引出极耳。
43.下面结合附图对上述电池外壳100进行详细描述。
44.请结合图1至图4所示，一种电池外壳100，包括具有端口113的壳体110，盖设于壳体110的端口113的端盖120，以及设置于壳体110内且位于靠近端口113的位置的支撑件130，支撑件130连接于壳体110的顶部114与底部115之间，其中，上述壳体110沿其高度方向z的截面大致呈方形结构，可以理解地，上述壳体110的顶部114和底部115分别指的是壳体110沿其高度方向z相对设置的顶板和底板。
45.需要说明的是，根据不同的电芯种类，壳体110可具有一个端口113或者两个端口113；
46.具体地，对于仅一端引出极耳的电芯而言，上述壳体110可仅具有一端口113，相应地，电池外壳100也仅包括一端盖120及至少一支撑件130，端盖120盖设于壳体110的该端口113上，上述支撑件130设置在靠近该端口113的位置上；
47.而对于两端均引出极耳的电芯而言，壳体110具有两相对设置的端口113，可以理解地，壳体110的两端口113沿壳体110的长度方向y相对设置，相应地，电池外壳100包括两端盖120及至少两支撑件130，一端盖120盖设于壳体110的一端口113上且另一端盖120盖设于壳体110的另一端口113上，壳体110的两端口113位置分别设置至少一支撑件130。
48.下面以壳体110仅具有一端口113的情形为例子对上述电池外壳100展开描述。
49.支撑件的截面为矩形、三角形、梯形、圆形、类圆形、多边形、多角形中的一种；具体地，支撑件130呈片状结构或柱状结构，如方片结构、方柱结构等，为避免支撑件130将与其相邻近的电芯的极耳划伤，支撑件130沿其外周的各个角部可采用圆角结构。
50.具体地，壳体110的顶部114开设有第一连接孔且壳体110的底部115开设有第二连接孔，支撑件130的一端连接于第一连接孔内且另一端连接于第二连接孔内；
51.或者，壳体110的顶部114设有第一凹口且壳体110的底部115设有第二凹口，支撑件130的一端连接于第一凹口内且另一端连接于第二凹口内。
52.其中，支撑件130与壳体110的连接方式包含多种，例如，支撑件130的两端分别与壳体110的顶部114和底部115焊接；又如，支撑件130的两端分别与壳体110的顶部114和底部115紧固连接；在此不对支撑件130与壳体110的连接方式作具体限定。
53.传统的电池外壳的端部在受到外力挤压时，其壳体110及端盖120均容易朝电芯组方向弯曲变形，对电芯组造成挤压，一方面容易导致电芯组中的电芯受压损坏，另一方面容易导致电芯组中的相邻两电芯的极耳接触或者相邻两汇流排接触，进而引发短路事故。
54.与传统的电池外壳100相比，本实用新型实施例提供的电池外壳100通过在壳体110的端口113位置设置支撑件130且将支撑件130连接在壳体110的顶部114与底部115之间，当电池外壳100的端部受到外力挤压时，支撑件130可承受部分挤压力，从而可有效抑制壳体110的端部和端盖120的变形幅度，使电池外壳100的结构强度得到有效提升，进而可有效提高电池外壳100的抗挤压能力，使容置于电池外壳100内的电芯组能够得到有效保护，大幅提高了电池模组的工作安全性能。
55.在本实施例中，请结合图1和图3所示，支撑件130位于壳体110的端部的中间位置。可以理解地，上述中间位置是指壳体110的端部沿其高度方向z的中线位置。当电池外壳100受到外力挤压时，其端部的中间位置的变形幅度一般大于电池外壳100的端部的其它位置，通过将支撑件130设置在壳体110的端部的中间位置，可进一步提高电池外壳100的结构强度，从而可进一步抑制壳体110的端部和端盖120的变形幅度。
56.在本实施例中，请结合图3和图4所示，支撑件130与端盖120相抵靠。
57.通过采用上述技术方案，当电池外壳100的端部受到外力挤压时，挤压力能够马上传递到支撑件130上，使支撑件130与端盖120共同承受上述挤压力，从而可进一步抑制端盖120的变形幅度。
58.在本实施例中，请结合图2和图5所示，端盖120包括盖体121和位于支撑件130与盖体121之间的极耳支架122，极耳支架122靠近支撑件130的一侧开设有限位槽1221，限位槽1221沿电池外壳100的高度方向z延伸，支撑件130置于限位槽1221内。
59.对于传统的电池外壳而言，极耳支架122通常仅与壳体110的内壁过盈配合实现固定，当电池外壳100的端部受到外力挤压时，极耳支架122容易移位，导致相邻两电芯的极耳短接，同时极耳支架122会挤压电芯导致电芯受损。
60.通过采用上述技术方案，当电池外壳100的端部受到外力挤压时，支撑件130既可有效承受作用于电池外壳100的端部的挤压力，又可有效起到对极耳支架122的限位作用，从而避免极耳支架122发生移位，导致电芯组中相邻两电芯的极耳接触或者相邻两汇流排接触，进而引发短路事故，可进一步提高电池模组的工作安全性能。
61.具体地，请结合图5所示，极耳支架122沿电池外壳100的宽度方向x间隔地设置多个极耳固定槽1222，极耳固定槽1222沿电池外壳100的高度方向z延伸，电芯组的各电芯极耳分别插入对应的极耳固定槽1222内，以将各电芯的极耳固定，上述限位槽1221设于相邻两极耳固定槽1222之间，并且限位槽1221与相邻近的极耳固定槽1222相分隔设置，以确保支撑件130与相邻近的电芯的极耳之间具有足够的安全间距，以避免支撑件130将相邻两电芯的极耳短接，从而有效保证电池模组的工作安全性能。
62.具体地，极耳支架122背离支撑件130的一侧设有多个汇流排(图中未示)，各汇流排沿电池外壳100的宽度方向x依次布置，各电芯的极耳插入对应的极耳固定槽1222后与对应的汇流排相连接，以将各电芯依次串联。
63.具体地，请结合图2所示，盖体121靠近支撑件130的一侧设有凹腔1211，极耳支架122固定地嵌设于盖体121的凹腔1211内。其中，极耳支架122可通过紧固方式固定在盖体121的凹腔1211内；或者，极耳支架122可通过卡扣方式固定在盖体121的凹腔1211内；或者，极耳支架122可通过热熔连接方式固定在盖体121的凹腔1211内；在此不对盖体121与极耳支架122的固定连接方式进行具体限定。
64.在本实施例中，请结合图2所示，壳体110包括相互连接的上壳111和下壳112，支撑件130连接于上壳111与下壳112之间。在对电池外壳100进行装配时，可先将上壳111和下壳112中的一个与支撑件130进行连接，随后将上壳111与下壳112连接，并将支撑件130与上壳111和下壳112中的另一个进行连接。
65.通过采用上述技术方案，可有效简化电池外壳100的装配流程，从而提高电池外壳100的生产效率。
66.需要说明的是，上壳111与下壳112的连接方式包含多种，例如，上壳111与下壳112采用焊接方式实现相互连接；又如，上壳111与下壳112采用卡扣连接方式实现相互连接；在此不对上壳111与下壳112的连接方式作具体限定。
67.在本实施例中，请结合图6和图7所示，支撑件130包括支撑主体131，支撑主体131的外表面设有绝缘层132。
68.具体地，上述绝缘层132为绝缘油漆层，采用喷涂方式覆盖在支撑主体131的外表面上，其中，上述绝缘油漆可为聚氨酯漆、聚酯亚胺漆、聚酯漆等；
69.或者，上述绝缘层132为塑料层，采用一体注塑成型工艺覆盖在支撑主体131的外表面上或者先通过注塑成型工艺制成塑料外套，再将塑料外套套设于支撑主体131上，其中，塑料可为pvc(polyvinyl chloride，聚氯乙烯)、橡胶、硅胶等。
70.当受到外力挤压时，支撑件130容易弯曲变形，使得支撑件130与相邻近的电芯极耳接触，通过在支撑主体131的外表面设置绝缘层132，可有效提高支撑件130的绝缘性能，从而可有效避免支撑件130与相邻近的电芯极耳接触后将相邻两电芯的极耳短接，从而有效保证电池模组的工作安全性能。
71.在本实施例中，电池外壳100包括多个支撑件130，各支撑件130沿壳体110的宽度
方向依次间隔布置。支撑件130的设置数量可根据壳体110的尺寸大小进行设定，如三个、五个等，在此不作具体限定。
72.具体地，各支撑件130位于相邻两电芯的极耳之间，且支撑件130与相邻近的极耳之间具有一定的安全间距，可以理解地，相邻两支撑件130之间的间隙与上述极耳支架122的极耳固定槽1222一一对应，各电芯的极耳穿过对应的两支撑件130之间的间隙后插入对应的极耳固定槽1222内，以实现对各电芯的极耳进行固定。
73.具体地，为进一步提高电池外壳100的结构强度，至少一支撑件130位于壳体110的端部的中间位置。
74.通过采用上述技术方案，在确保各支撑件130能够对各电芯的极耳进行避让的前提下，可进一步提高电池外壳100的结构强度，从而可进一步抑制壳体110的端部和端盖120的变形幅度。
75.在本实施例中，支撑件130为铝合金支撑件或钢支撑件，铝合金支撑件和钢支撑件均具有较高强度，而且两者的应用成本较低；
76.或者，支撑件130为钛合金支撑件，钛合金支撑件具有出色的强度性能，可更进一步地抑制壳体110的端部和端盖120的变形幅度。
77.当然，支撑件130还可采用其它高强度材料制成，如镁合金支撑件等，在此不作具体限定。
78.经测试验证，在同等条件下，本实用新型提供的电池外壳100与传统的电池外壳100相比，本实用新型提供的电池外壳100的抗挤压性能提升了约为10％，可见，本实用新型提供的电池外壳100具有较高的结构强度，电池模组由于采用了该电池外壳100，使置于电池外壳100内的各电芯均能够得到有效保护，从而可有效提高电池模组的工作安全性能。
79.以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已，并不用以限制本实用新型，凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。