电芯及电池模组的制作方法

1.本实用新型涉及动力电池技术领域，特别涉及一种电芯。同时，本实用新型还涉及一种设有该电芯的电池模组。


背景技术：

2.现有技术中电芯包括壳体、极组以及电连接组件等，其中，壳体的一侧或者两侧作为电芯的输出端。但在电芯的长度较长时，不仅使得位于同侧的正极输出端和负极输出端之间存在空间浪费的问题，不利于提升电芯的体积能量密度，而且在电芯两侧作为电芯的输出端时，还存在输出端连接转换困难的问题。
3.另外，由于电芯的结构设计不合理，还容易导致对于壳体外部的空间占用量大，不仅不利于壳体外部部件的布置，而且还使得壳体外部的空间利用率低。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本实用新型旨在提出一种电芯，以提升电芯的体积能量密度。
5.为达到上述目的，本实用新型的技术方案是这样实现的：
6.一种电芯，包括壳体、极组以及电连接组件，其中，
7.所述极组长度方向的两端具有相对设置的极耳，所述极组宽度方向的一侧具有外凸设置的外凸部；
8.所述壳体内形成有用于收容所述极组的收容腔，且所述收容腔随形于所述极组设置；
9.所述电连接组件具有与各所述极耳一一对应相连的两个输出端，两所述输出端相对设于所述外凸部两端外侧的所述壳体上。
10.进一步的，所述外凸部沿所述极组的长度方向延伸设置。
11.进一步的，所述电连接组件包括相对设于所述极组两端的两个集流体，以及设于所述壳体上的与各所述集流体一一对应相连的极柱，两所述极柱分别构成两个所述输出端；
12.各所述集流体分别用于连接对应端的所述极柱和所述极耳。
13.进一步的，各所述集流体均具有沿所述极组的宽度方向延伸设置的第一连接段，以及沿所述极组的长度方向延伸设置的第二连接段；
14.所述第一连接段与所述极耳相连，所述第二连接段与对应端的所述极柱相连。
15.进一步的，所述极耳因自身弯折而至少部分包覆于所述第一连接段外，且所述极耳与对应端的所述第一连接段固连。
16.进一步的，于连接状态的所述极耳和所述第一连接段外包覆有绝缘层。
17.进一步的，所述壳体上至少设有至少一个防爆阀。
18.进一步的，所述防爆阀设于所述壳体的端部和/或所述壳体的侧部。
19.进一步的，所述壳体包括形成有收容腔的壳本体，以及封盖于所述壳本体上的盖
板，所述收容腔由所述壳本体和所述盖板围构而成，两所述输出端设于所述盖板上。
20.相对于现有技术，本实用新型具有以下优势：
21.(1)本实用新型所述的电芯，通过沿宽度方向的一侧具有外凸部，利于增大电芯的体积能量密度；且壳体内的收容腔随形于极组设置，利于提高对壳体内空间的利用率。同时，外凸部的设置还为壳体外部布置其他部件避让了空间，从而提高了壳体外部的空间利用率。
22.(2)将极组的外凸部沿极组的长度方向延伸设置，能够增大外凸部面积，从而进一步提升电芯的体积能量密度。
23.(3)通过设置集流体分别用于连接对应端的极柱和极耳，利于实现极柱和极耳之间的电性连接。
24.(4)集流体具有第一连接段和第二连接段，且两者分别与对应的极柱和极耳相连，便于集流体的布置实施。
25.(5)极耳因弯折而至少部分包覆于第一连接段外，利于增大极耳与第一连接段的连接面积，而能够提高极耳和集流体之间的连接效果。
26.(6)在连接状态下的极耳和第一连接段外包覆绝缘层，能够有效避免因极耳和第一连接段与壳体接触而发生的短路问题。
27.(7)于壳体上设有防爆阀，利于提高电池使用的安全性。
28.(8)将防爆阀设于壳体的顶部或者侧部，便于设计实施。
29.(9)壳体中壳本体和盖板的产品成熟，便于布置实施，且使用效果好。
30.本实用新型的另一目的在于提出一种电池模组，所述电池模组内设有如上所述的电芯。
31.本实用新型的电池模组，通过设置如上所述的电芯，利于提高电池模组的体积能量密度，而具有较好的使用效果。
附图说明
32.构成本实用新型的一部分的附图用来提供对本实用新型的进一步理解，本实用新型的示意性实施例及其说明用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的不当限定。在附图中：
33.图1为本实用新型实施例一所述的电芯的结构示意图；
34.图2为图1的俯视图；
35.图3为图2中的a-a方向剖视图；
36.图4为本实用新型实施例一所述的电芯的内部结构示意图；
37.图5为本实用新型实施例一所述的电连接组件的结构示意图；
38.图6为本实用新型实施例一所述的正集流体和正极耳的其一连接方式的结构示意图；
39.图7为本实用新型实施例一所述的正集流体和正极耳的另一连接方式的结构示意图。
40.附图标记说明：
41.1、壳体；100、收容腔；101、壳本体；102、盖板；1021、正极块；1022、负极块；
42.2、极组；201、外凸部；202、负极耳；203、正极耳；
43.3、正极连接组件；301、正极柱；302、正极集流体；3021、正第一连接段；3022、正第二连接段；
44.4、负极连接组件；401、负极柱；402、负极集流体；4021、负第一连接段；4022、负第二连接段。
具体实施方式
45.需要说明的是，在不冲突的情况下，本实用新型中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
46.在本实用新型的描述中，需要说明的是，若出现“上”、“下”、“内”、“背”等指示方位或位置关系的术语，其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。此外，若出现“第一”、“第二”等术语，其也仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
47.下面将参考附图并结合实施例来详细说明本实用新型。
48.实施例一
49.本实施涉及一种电芯，整体结构上，该电芯包括壳体1、极组2以及电连接组件。其中，极组2长度方向的两端具有相对设置的正极耳203和负极耳202，极组2宽度方向的顶部中间位置具有外凸设置的外凸部201。壳体1内形成有用于收容极组2的收容腔100，且收容腔100随形于极组2设置。电连接组件具有与各极耳一一对应相连的两个输出端，两个输出端相对设于外凸部201两端外侧的壳体1上。
50.本实施例的电芯，通过沿宽度方向的顶部具有外凸部201，利于增大电芯的体积能量密度；且壳体1内的收容腔100随形于极组2的形状设置，利于提高对壳体1内空间的利用率。
51.基于上述的整体结构，本实施例的电芯的一种示例性结构如图1至图3中所示。壳体1作为整个方向电芯的承载基体，其包括形成有收容腔100的壳本体101，以及封盖于壳本体101上的盖板102，收容腔100由壳本体101和盖板102围构而成，上述的两输出端均设于盖板102上。具体实施时，壳本体101采用铝材制成。盖板102采用现有技术中成熟的盖板102结构，在此不再对盖板102的结构进行赘述。
52.另外，本实施例中电芯的长度方向、宽度方向以及厚度方向参照图1中所示。其中，电芯的宽度方向即为电芯的高度方向。
53.本实施例中极组2和电连接组件在连接状态下的结构参照图3和图4中所示，极组2和电连接组件的结构分别如图4和图5中所示。本实施例中的极组2采用现有技术中的叠片工艺加工而成，也即极组2由多组正极片、隔膜和负极片依次叠设而成。上述的极耳包括因各正极片一端的极耳叠设而形成正极耳203，以及因各负极片一端的极耳叠设而形成负极耳202。正极耳203和负极耳202均伸出极组2的两端，并沿着极组2的宽度方向(也即极组2的高度方向)延伸设置。
54.为便于对下文进行描述，本实施例中，以图3和图4中所示的视角为基准，负极耳202位于极组2的左端，正极耳203位于极组2的右端。相应地，上述的输出端包括对应于正极
耳203设于盖板102上的正极输出端，以及对应于负极耳202设于盖板102上的正极输出端。
55.以下先结合图3和图4对极组2的结构进行说明。为在极组2上形成上述的外凸部201，本实施例中，在正极片和负极片，以及隔膜上均设有向盖板102方向设置的外凸呈长方形的凸起，外凸部201由正极片、负极片以及隔膜上的对应凸起对齐叠设而成。也就是说凸起的形状决定了外凸部201的形状。
56.可以理解的是，也可先将正极片、隔膜以及负极片叠设成长方体状，然后通过对极组2进行裁切的方式形成外凸部201。本实施例中，为提高外凸部201对电芯的体积能量密度的提升效果，外凸部201沿极组2的长度方向延伸设置。作为优选的，该外凸部201的截面呈图4中所示的长方形，其结构简单，便于加工成型。当然，为进一步提高外凸部201的成型效果，还可在外凸部201顶部两端的侧边，以及外凸部201的两侧与极组2的相连处进行倒角或者倒圆角处理。
57.另外，因外凸部201的设置，使得极组2的面向盖板102的一侧和外凸部201的两侧以及顶面之间形成台阶面。如此设置，为壳体1外部布置其他结构件避让了空间，从而提高了壳体1外部的空间利用率。参照图3中所示，本实施例中的收容腔100随形于外凸部201设置，是指收容腔100上也形成有外凸的结构，以与外凸部201的形状相适配，从而进一步提高对壳体1内空间的利用率。具体实施时，盖板102以及壳本体101的顶部均形成有与外凸部201相随形的凸起，以利于形成与整个极组2随形设置的收容腔100。
58.本实施例中的电连接组件包括相对设于极组2两端的两个集流体，以及设于壳体1上的与各集流体一一对应相连的极柱，两极柱分别构成两个输出端。各集流体分别用于连接对应端的极柱和极耳。另外，对应于各极柱，在盖板102上分别设有极块，极柱的顶部穿经对应的极块，并与极块电连接，两极块用于与外部电连接。此处的极块可采用现有技术中设于盖板102上的极块结构，其在盖板102上的安装也可参照现有技术，在此不再详述。
59.为便于对下文进行描述，本实施例中的电连接组件包括连接于正极耳203和正极输出端之间的正极连接组件3，以及连接于负极耳202和负极输出端之间的负极连接组件4。相应的，正极连接组件3包括正极集流体302和正极柱301，而负极连接组件4包括负极集流体402和负极柱401。其中，正极柱301和负极柱401与盖板102绝缘设置，两者的顶端均外露于盖板102设置，从而形成正极输出端和负极输出端。而正极柱301和正极块1021相连，负极柱401和负极块1022相连。
60.为提高极柱和对应极耳之间的连接效果，本实施例中，各集流体均具有沿极组2的宽度方向延伸设置的第一连接段，以及沿极组2的长度方向延伸设置的第二连接段。第一连接段与极耳相连，第二连接段与对应端的极柱相连。
61.其中，正极集流体302具有正第一连接段3021和正第二连接段3022，负极集流体402具有负第一连接段4021和负第二连接段4022。本实施例中的正极集流体302和负极集流体402的结构相同，便于加工成型以及布置实施。以下以正极集流体302为例对集流体的结构进行说明。
62.参照图4至图6中所示，本实施例中的正极集流体302呈倒置的“l”形板，其结构简单，便于加工成型，且利于提高对壳体1内空间的占用率。其中，正极集流体302的竖直部分即为正第一连接段3021，其分设在极组2的两端。正极集流体302的水平部分即为正第二连接段3022，其设于外凸部201两端的盖板102和极组2之间。
63.为便于第一连接段和对应极耳之间的连接，本实施例中，极耳因自身弯折而至少部分包覆于第一连接段外，且极耳与对应端的第一连接段固连。具体来讲，参照图4和图6中所示，正极耳203的根部铺设在极组2的端面上，正第一连接段3021贴设在正极耳203上，且因正极耳203由极组2的一侧向另一侧弯折而形成“u”形弯曲段，从而将正第一连接段3021包覆在正极耳203内，如此利于增大正极耳203和正第一连接段3021的接触面积，进而利于提高正极耳203和正极集流体302之间的电连接效果。处于包裹状态的正第一连接段3021和正极耳203可通过焊接的方式实现固连。
64.作为正极耳203和正第一连接段3021连接另一种实施方式，如图7中所示，正极耳203分为叠设的两部分，两部分正极耳203的根部分别铺设在极组2的端面上，正第一连接段3021贴设在两部分的正极耳203上。因两部分正极耳203分别由极组2的一侧向另一侧弯折，从而实现对正第一连接段3021的包裹。处于包裹状态的正第一连接段3021和正极耳203亦可通过焊接的方式实现固连。
65.此外，于连接状态的正极耳203和正第一连接段3021外包覆有图中未示出绝缘层，如此利于防止因正极耳203、正第一连接段3021与极组2或壳本体101的接触而产生的短路问题。具体实施时，此处的绝缘层可采用塑料材质制成。
66.本实施例中，正第二连接段3022的顶面与正极柱301的底部焊接固连，而正第二连接段3022与极组2、盖板102、以及壳本体101之间均绝缘设置。如此利于防止正第二连接段3022因与盖板102、极组2或壳本体101接触而产生短路问题的发生。而具体实施时，可参照现有技术中电连接片和极组2之间绝缘处理的方式。例如可在正第二连接段3022的外表面进行绝缘处理，设置绝缘层，或者，确保正第二连接段3022的外表面与盖板102、极柱或壳本体101之间的间距处于安全间距。
67.结合图3、图4以及图5中所示，本实施例中负极集流体402中的负第一连接段4021和负极耳202的连接方式，两者连接状态下绝缘层的设置，负第二连接段4022和负极柱401的连接，以及负第二连接段4022与负极柱401、盖板102和壳本体101之间的绝缘处理方式，均可参照正极集流体302的相关说明，在此不再赘述。
68.除此之外，为进一步提高该电芯的使用安全性，本实施例中，壳体1上至少设有至少一个防爆阀。此处的防爆阀可采用现有技术中应用在电芯上的防爆阀，其在壳体1上的安装均可参照现有技术，故并未在图中示出。
69.本实施例中的防爆阀可布置在壳体1的端部和侧部，或者仅在壳体1的端部或侧部布置。具体实施时，可根据具体的使用需求，对防爆阀的布置位置进行选择。
70.实施例二
71.本实施例涉及一种电池模组，该电池模组内设有如实施例一中所述的电芯。
72.该电池模组中通过设有上述的电芯，可在减少浪费电池模组内空间浪费的情况下，提高电池模组的体积能量密度，并具有较好的实用性。
73.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、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。