单体电池、电池模组及电池包的制作方法

1.本技术涉及动力电池技术领域，尤其是涉及一种单体电池、电池模组及电池包。


背景技术：

2.随着时代的发展，人们对电池的充放电倍率的要求越来越高，充放电倍率高的电池可以节约充电时间，满足现代人的需求。因此，需要一种能够满足快速充放电的单体电池。


技术实现要素：

3.本技术旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本技术提出一种单体电池，能够提高充放电倍率。
4.本技术还提出了一种包括上述单体电池的电池模组。
5.本技术还提出了一种包括上述电池模组的电池包。
6.本技术第一方面实施例提供的单体电池，包括外壳、顶盖、电芯及极柱连接片，顶盖包括正极柱、负极柱及盖体，所述正极柱及所述负极柱均穿设于所述盖体，所述盖体扣合于所述外壳以封闭所述外壳；电芯包括多个正极耳、多个负极耳及本体，所述正极耳连接于所述本体，所述负极耳连接于所述本体，所述电芯容置于所述外壳；极柱连接片包括极柱连接部及多个极耳连接部，多个所述极耳连接部均连接于所述极柱连接部，多个所述极耳连接部分设于所述极柱连接部的两侧；其中，所述极柱连接片至少设置有两个，其中一个所述极柱连接片的所述极柱连接部连接于所述正极柱且所述极耳连接部连接于所述正极耳，另一个所述极柱连接片的所述极柱连接部连接于所述负极柱且所述极耳连接部连接于所述负极耳。
7.本技术第一方面实施例提供的单体电池，至少具有如下有益效果：多个极耳连接部分设于极柱连接部的两侧，电流能够从极柱连接部的两侧流向极柱或从极柱流向极柱连接部的两侧，极柱连接部的过流面积可从双侧进行计算，相比于极耳连接部仅设于极柱连接部的一侧，本技术方案的极柱连接部的过流面积更大，因此能够提高极柱连接部的过流能力，有利于提高单体电池的充放电倍率，满足快速充放电需求。
8.在本技术的一些实施例中，多个所述极耳连接部在所述极柱连接部的两侧对称设置。
9.在本技术的一些实施例中，所述极柱连接片还包括多个保护部，多个所述保护部分设于所述极柱连接部的两侧，所述保护部位于所述极柱连接部与所述极耳连接部之间，所述保护部开设有通孔。
10.在本技术的一些实施例中，还包括绝缘件，所述绝缘件覆盖于所述保护部。
11.在本技术的一些实施例中，包括多个所述电芯，多个所述电芯相互电连接，至少一个所述电芯的所述正极耳连接于一个所述极柱连接片的所述极耳连接部，至少一个所述电芯的所述负极耳连接于另一个所述极柱连接片的所述极耳连接部。
12.在本技术的一些实施例中，还包括内部连接片，不同的所述电芯之间通过所述内部连接片电连接。
13.在本技术的一些实施例中，所述外壳包括壳体和隔板，所述隔板容置于所述壳体的内部并连接于所述壳体，所述隔板用于分隔多个所述电芯。
14.在本技术的一些实施例中，所述外壳包括多个所述隔板，多个所述隔板在所述壳体的内部限定出多个容置空间，所述容置空间的数量等于所述电芯的数量，多个所述电芯一一对应地容置于多个所述容置空间。
15.本技术第二方面实施例提供的电池模组，包括隔板及上述任一实施例提供的单体电池，所述单体电池设置有多个，多个所述单体电池电连接；所述隔板设置有多个，所述隔板设置于相邻的所述单体电池之间。
16.本技术第二方面实施例提供的电池模组，至少具有如下有益效果：采用充放电倍率较高的单体电池，能够提高电池模组的充放电倍率，满足快速充放电需求。
17.本技术第三方面实施例提供的电池包，包括箱体及上述任一实施例提供的电池模组，所述电池模组容置于所述箱体。
18.本技术第三方面实施例提供的电池包，至少具有如下有益效果：采用充放电倍率较高的电池模组，能够提高电池包的充放电倍率，满足快速充放电需求。
19.本技术的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
20.下面结合附图和实施例对本技术做进一步的说明，其中：
21.图1为本技术第一方面的一些实施例提供的单体电池的爆炸示意图；
22.图2为图1所示的单体电池的电芯、极柱连接片、绝缘件及顶盖的配合示意图；
23.图3为图2所示的单体电池的极柱连接片的示意图；
24.图4为图3所示的极柱连接片与绝缘件的配合示意图；
25.图5为本技术第一方面的另一些实施例提供的单体电池的爆炸示意图；
26.图6为图5所示的单体电池的电芯、极柱连接片及顶盖的配合示意图；
27.图7为本技术第一方面的另一些实施例提供的单体电池的爆炸示意图；
28.图8为本技术第一方面的另一些实施例提供的单体电池的爆炸示意图；
29.图9为本技术第一方面的另一些实施例提供的单体电池的爆炸示意图。
30.附图标记：
31.外壳100，壳体110，隔板120，顶盖200，正极柱210，负极柱220，盖体230，电芯300，正极耳310，负极耳320，本体330，极柱连接片400，极柱连接部410，极耳连接部420，保护部430，通孔431，绝缘件500，内部连接片600，绝缘膜700，底托板800。
具体实施方式
32.下面详细描述本技术的实施例，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，仅用于解释本技术，而不能理解为对本技术的限制。
33.在本技术的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、左、右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技术和简化描述，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技术的限制。
34.本技术的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本技术中的具体含义。
35.本技术的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本技术的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
36.本技术第一方面实施例提供的单体电池，包括外壳100、顶盖200、电芯300及极柱连接片400，顶盖200包括正极柱210、负极柱220及盖体230，正极柱210及负极柱220均穿设于盖体230，盖体230扣合于外壳100以封闭外壳100；电芯300包括多个正极耳310、多个负极耳320及本体330，正极耳310连接于本体330，负极耳320连接于本体330，电芯300容置于外壳100；极柱连接片400包括极柱连接部410及多个极耳连接部420，多个极耳连接部420均连接于极柱连接部410，多个极耳连接部420分设于极柱连接部410的两侧；其中，极柱连接片400至少设置有两个，其中一个极柱连接片400的极柱连接部410连接于正极柱210且极耳连接部420连接于正极耳310，另一个极柱连接片400的极柱连接部410连接于负极柱220且极耳连接部420连接于负极耳320。
37.例如，如图1至图9所示，单体电池包括外壳100、顶盖200、电芯300及极柱连接片400，其中，极柱连接片400包括极柱连接部410及多个极耳连接部420，多个极耳连接部420均连接于极柱连接部410，多个极耳连接部420分设于极柱连接部410的两侧，极柱连接片400设置有两个，其中一个极柱连接片400的极柱连接部410连接于正极柱210且极耳连接部420连接于正极耳310，另一个极柱连接片400的极柱连接部410连接于负极柱220且极耳连接部420连接于负极耳320。参照图2及图6，多个极耳连接部420分设于极柱连接部410的两侧，电流能够沿箭头指示方向从极柱连接部410的两侧流向正极柱210或负极柱220，极柱连接部410的过流面积可计算为极柱连接部410的截面积的2倍，能够提高极柱连接部410的过流能力，从而提高单体电池的充放电倍率，满足快速充放电需求。
38.可以理解的是，电芯300的正极耳310及负极耳320的数量均不做限制，极柱连接片400上极耳连接部420的数量不做限制，均可根据实际需求进行设置，需要注意的是，极耳连接部420的数量应与需要连接的正极耳310或负极耳320的数量相同，例如，若一个极柱连接片400需连接于一个电芯300，电芯300具有两个正极耳310，则需在极柱连接片400上设置两个极耳连接部420；若一个极柱连接片400需连接于一个电芯300，电芯300具有四个正极耳310，则需在极柱连接片400上设置四个极耳连接部420；若一个极柱连接片400需连接于两个电芯300，每个电芯300均具有两个正极耳310，则需在极柱连接片400上设置四个极耳连接部420。极柱连接部410与正极柱210或负极柱220之间、极耳连接部420与正极耳310或负极耳320之间均可通过焊接的形式相互连接，具体的焊接方式不做限制，可根据实际情况选
择超声波焊接、激光焊接等。
39.需要说明的是，多个极耳连接部420在极柱连接部410的两侧对称设置。
40.例如，如图2及图6所示，多个极耳连接部420在极柱连接部410的两侧对称设置，能够平衡从极柱连接部410的两侧流向正极柱210或负极柱220的电流，防止单侧电流过大引起故障；另外，多个极耳连接部420对称设置于极柱连接部410的两侧，在单体电池的生产过程中，能够便于设备的定位，从而提高生产效率。
41.可以理解的是，极耳连接部420的数量应设置为偶数个。
42.需要说明的是，极柱连接片400还包括多个保护部430，多个保护部430分设于极柱连接部410的两侧，保护部430位于极柱连接部410及极耳连接部420之间，保护部430开设有通孔431。
43.例如，如图3所示，极柱连接片400还包括两个保护部430，两个保护部430分别设置于极柱连接部410的两侧，保护部430位于极柱连接部410及极耳连接部420之间，电流由极耳连接部420流向极柱连接部410的过程中需经过保护部430，保护部430开设有通孔431，电流仅能从通孔431的两侧通过，过电流处截面积较小，在电流过大时，保护部430在通孔431两侧的温度能够较为迅速地升高至极柱连接片400的熔点并熔断，从而使电路连接断开，保护单体电池免遭破坏，保证单体电池使用过程中的安全性能。
44.可以理解的是，可仅设置正极的极柱连接片400具有保护部430，也可仅设置负极的极柱连接片400具有保护部430，也可设置每一极柱连接片400均具有保护部430，能够保证电流过大时回路断开即可。
45.需要说明的是，单体电池还包括绝缘件500，绝缘件500覆盖于保护部430。
46.例如，如图4所示，单体电池还包括绝缘件500，绝缘件500覆盖于保护部430。参照图3，保护部430开设有通孔431，当电流过大时，保护部430在通孔431两侧的部分会熔断，绝缘件500能够对保护部430起到固定作用，防止保护部430在通孔431两侧的部分熔断后，熔断处的两侧再次搭接导致打火；另外，保护部430开设通孔431后强度有所下降，绝缘件500能够对保护部430进行支撑，防止生产过程中保护部430发生弯折，导致产品不良。
47.可以理解的是，可通过注塑工艺向保护部430位置注塑绝缘材料形成绝缘件500，绝缘件500的材料不做限制，可根据实际需求进行选择，例如，可采用聚丙烯材料，聚丙烯材料具有耐化学性、耐热性及高强度机械性能，能够保证极柱连接片400在使用过程中的强度和安全性。
48.需要说明的是，单体电池包括多个电芯300，多个电芯300相互电连接，至少一个电芯300的正极耳310连接于一个极柱连接片400的极耳连接部420，至少一个电芯300的负极耳320连接于另一个极柱连接片400的极耳连接部420。
49.例如，如图1、图7至图9所示，单体电池包括多个电芯300，多个电芯300相互电连接，以下参照图7至图9以三个具体实施例的方式进行说明，值得理解的是，以下实施例不作为对本方案的限制：
50.参照图1，两个电芯300排成一列，两个电芯300的正极耳310均连接于一个极柱连接片400的极耳连接部420，两个电芯300的负极耳320均连接于另一个极柱连接片400的极耳连接部420，两个电芯300相互并联。
51.参照图7，四个电芯300沿从正极柱210至负极柱220的方向依次排列，位于正极柱
210所在的一端的一个电芯300的正极耳310连接于一个极柱连接片400的极耳连接部420，位于负极柱220所在的一端的一个电芯300的负极耳320连接于另一个极柱连接片400的极耳连接部420，四个电芯300相互串联。
52.参照图8及图9，八个电芯300阵列排布为两排四列，每一排中的四个电芯300均沿从正极柱210至负极柱220的方向依次排列，位于正极柱210所在的一端的两个电芯300的正极耳310连接于一个极柱连接片400的极耳连接部420，位于负极柱220所在的一端的两个电芯300的负极耳320连接于另一个极柱连接片400的极耳连接部420，图8中每一排中的四个电芯300相互串联，且两排电芯300通过两个极柱连接片400相互并联；图9中每一列中的两个电芯300相互并联，四列电芯300相互串联。
53.在同一个单体电池内设置多个相互电连接电芯300实际相当于多个仅具有一个电芯300的单体电池相互电连接，能够提高单个单体电池的能量密度，并减少零部件数量，降低成本。
54.可以理解的是，电芯300的数量、排列形式不限于图1、图7至图9所示的方案，可根据实际需求进行设置。
55.需要说明的是，单体电池还包括内部连接片600，不同的电芯300之间通过内部连接片600电连接。
56.例如，如图7至图9所示，单体电池还包括内部连接片600，不同的电芯300之间通过内部连接片600电连接。内部连接片600便于安装，能够提高安装效率。
57.可以理解的是，可根据电芯300所需求的连接形式设置内部连接片600与各电芯300的连接方式，以下参照图7至图9以三个具体实施例的形式进行说明，值得理解的是，以下实施例不作为对本方案的限制：
58.参照图7，四个电芯300沿从正极柱210至负极柱220的方向依次排列，内部连接片600的一端连接于一电芯300的负极耳320，另一端连接于相邻的电芯300的正极耳310，四个电芯300通过内部连接片600相互串联。
59.参照图8，八个电芯300阵列排布为两排四列，每一排中的四个电芯300均沿从正极柱210至负极柱220的方向依次排列，内部连接片600的两端分别连接于位于同一排中的两个相邻的电芯300，其中一端连接于一个电芯300的负极耳320，另一端连接于相邻的电芯300的正极耳310，每一排中的四个电芯300均通过内部连接片600相互串联，且两排电芯300通过两个极柱连接片400相互并联。
60.参照图9，八个电芯300阵列排布为两排四列，每一排中的四个电芯300均沿从正极柱210至负极柱220的方向依次排列，内部连接片600能够连接排列为两排两列的四个电芯300，内部连接片600的一端连接于两个位于同一列中的电芯300的负极耳320，另一端连接于两个位于另一列中的电芯300的正极耳310，每一列中的两个电芯300均通过两个内部连接片600，或，一个内部连接片600和一个极柱连接片400相互并联，四列电芯300通过内部连接片600相互串联。
61.可以理解的是，内部连接片600与正极耳310或负极耳320之间均可通过焊接的形式相互连接，具体的焊接方式不做限制，可根据实际情况选择超声波焊接、激光焊接等。
62.需要说明的是，外壳100包括壳体110和隔板120，隔板120容置于壳体110的内部并连接于壳体110，隔板120用于分隔多个电芯300。
63.例如，如图1、图7至图9所示，外壳100包括壳体110和隔板120，隔板120容置于壳体110的内部并连接于壳体110，隔板120用于分隔多个电芯300。隔板120能够限制电芯300的膨胀变形，提高电芯300的可靠性及安全性。
64.可以理解的是，隔板120的数量不做限制，可根据实际需求进行设置，例如，可仅设置一个隔板120，将部分电芯300与另一部分电芯300分隔开，也可设置多个隔板120，将多个电芯300分隔成多组，也可设置多个隔板120将每一个电芯300均分隔开。
65.需要说明的是，外壳100包括多个隔板120，多个隔板120在壳体110的内部限定出多个容置空间a，容置空间a的数量等于电芯300的数量，多个电芯300一一对应地容置于多个容置空间a。
66.例如，如图7至图9所示，外壳100包括多个隔板120，多个隔板120在壳体110的内部限定出多个容置空间a，容置空间a的数量等于电芯300的数量，多个电芯300一一对应地容置于多个容置空间a，每一电芯300在各方向上的膨胀变形均能够受到壳体110和隔板120的限制作用，能够进一步提高对电芯300的膨胀变形的限制效果，进一步提高电芯300的可靠性及安全性。
67.可以理解的是，对于仅具有两个电芯300的单体电池，参照图1，外壳100仅设置一个隔板120，在壳体110内部限定出两个容置空间a，两个电芯300分别设置于两个容置空间a内即可；对于具有两个以上电芯300的单体电池，参照图7至图9，应设置多个隔板120，在壳体110内部限定出与电芯300数量相同的容置空间a，将多个电芯300一一对应地设置于多个容置空间a内。
68.需要说明的是，单体电池还包括绝缘膜700，绝缘膜700包覆于本体330。
69.例如，如图1、图5、图7至图9所示，单体电池还包括绝缘膜700，绝缘膜700包覆于本体330，用于防止不同的电芯300相互接触发生短路。
70.需要说明的是，单体电池还包括底托板800，底托板800连接于本体330远离顶盖200的一端。
71.例如，如图1、图5、图7至图9所示，单体电池还包括底托板800，底托板800连接于本体330远离顶盖200的一端，底托板800用于隔离电芯300与外壳100，防止电芯300接触金属制的外壳100而发生短路。
72.本技术第二方面实施例提供的电池模组，包括隔板及上述任一实施例提供的单体电池，单体电池设置有多个，多个单体电池电连接；隔板设置有多个，隔板设置于相邻的单体电池之间。
73.采用充放电倍率较高的单体电池，能够提高电池模组的充放电倍率，满足快速充放电需求。
74.可以理解的是，电池模组还可以包括如扎带、固定框等用于将多个单体电池固定成组的固定用的部件，还可以包括如风冷组件、水冷组件等散热用的部件，所属技术领域普通技术人员可根据实际需求进行设置。
75.本技术第三方面实施例提供的电池包，包括箱体及上述任一实施例提供的电池模组，电池模组容置于箱体。
76.采用充放电倍率较高的电池模组，能够提高电池包的充放电倍率，满足快速充放电需求。
77.可以理解的是，电池包可以包括多个相互电连接的电池模组，还可以包括控制模块、连接器、汇流排等部件，所属技术领域普通技术人员可根据实际需求进行设置。
78.上面结合附图对本技术实施例作了详细说明，但是本技术不限于上述实施例，在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本技术宗旨的前提下作出各种变化。此外，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。