电池、电池模组、电池包及电动车转让专利
申请号 : CN201911159770.X
文献号 : CN112838299B
文献日 : 2021-10-22
发明人 : 孙华军 , 鲁志佩 , 胡世超 , 朱燕 , 黄达
申请人 : 比亚迪股份有限公司
摘要 :
权利要求 :
1.一种电池,其特征在于,包括:壳体和位于所述壳体内的多个容纳腔;
相邻两个所述容纳腔由隔板隔开;
所述容纳腔内设有极芯组,所述极芯组含有至少一个极芯;相邻两个容纳腔内的极芯组之间串联连接;
至少一个所述隔板上设置有导液孔,所述导液孔用于连通此隔板两侧相邻的两个容纳腔;
阻挡机构,所述阻挡机构设置在所述隔板中,且处于关闭所述导液孔的第一位置,以断开所述导液孔对隔板两侧相邻的容纳腔的连通;所述阻挡机构包括第一磁体,所述隔板中还设置有第二磁体,所述第一磁体和第二磁体相吸。
2.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述壳体为沿第一方向延伸的一体式结构,所述隔板间隔设置于所述壳体内,且所述隔板的侧周与所述壳体配合将所述壳体内部分隔出若干个所述容纳腔,所述容纳腔的腔壁包括位于容纳腔端部的隔板或端盖,以及位于所述相邻两个隔板之间或者隔板与端盖之间的所述壳体。
3.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述壳体包括沿第一方向设置的多个子壳体,所述隔板同时与相邻两个子壳体连接,相邻两个容纳腔共用一个所述隔板,所述容纳腔的腔壁包括所述子壳体以及位于所述子壳体端部的隔板或端盖。
4.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述壳体为沿第一方向延伸的一体式结构,所述壳体内设置有电芯组件,所述电芯组件包括隔离膜和所述隔板,所述容纳腔位于所述隔离膜内部,所述隔板间隔设于所述隔离膜内,所述隔板的侧周与所述隔离膜配合将所述隔离膜内部分隔出若干所述容纳腔,所述容纳腔的腔壁包括位于容纳腔端部的隔板或端盖,以及位于相邻两个隔板之间或者隔板与端盖之间的所述隔离膜。
5.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述壳体为沿第一方向延伸的一体式结构,所述壳体内设置有电芯组件,所述电芯组件包括隔离膜和所述隔板,所述容纳腔位于所述隔离膜内部,所述隔离膜包括沿第一方向设置的多个子隔离膜,所述隔板同时与相邻两个子隔离膜连接,相邻两个容纳腔共用一个所述隔板,所述容纳腔的腔壁包括所述子隔离膜以及位于所述子隔离膜端部的隔板或端盖。
6.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述阻挡机构为圆柱体、椭圆形柱体、片状体或球体中的一种。
7.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述电池还包括阻挡机构放置空间,所述阻挡机构位于所述阻挡机构放置空间内,且所述阻挡机构放置空间与所述导液孔连通。
8.根据权利要求7所述的电池,其特征在于,所述导液孔的孔壁上开设有凹槽,所述凹槽与所述阻挡机构放置空间分别设置在所述导液孔的两侧;当所述阻挡机构处于关闭所述导液孔的第一位置时,所述阻挡机构的一端插入所述凹槽内。
9.根据权利要求7所述的电池,其特征在于,所述阻挡机构与所述阻挡机构放置空间的内壁过盈配合连接。
10.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述阻挡机构还包括包覆在所述第一磁体外表面的橡胶层。
11.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述第二磁体为电磁体,所述电磁体电连接外部电路;所述电磁体在被提供第一电信号时,所述电磁体产生的磁场与第一磁体为异性,而对第一磁体产生吸力,进而使得所述第一磁体和所述第二磁体相吸;所述电磁体在被提供第二电信号时,所述电磁体产生的磁场与第一磁体为同性,而产生排斥所述第一磁体的排斥力,进而使得所述第一磁体和所述第二磁体相互排斥而驱动所述阻挡机构朝远离导液孔的方向运动,而使所述导液孔从密封状态转变为导通状态。
12.根据权利要求11所述的电池,其特征在于,所述第二磁体为线圈或绕有线圈的磁铁。
13.根据权利要求1所述的电池,其特征在于,所述第一磁体和/或第二磁体为铁磁铁,所述铁磁体的居里点为80‑150℃。
14.根据权利要求7所述的电池,其特征在于,所述阻挡机构放置空间还用于向所述导液孔中注液,进而为所述隔板两侧相邻的容纳腔进行注液。
15.一种电池模组,其特征在于,包括多个权利要求1‑14任意一项所述的电池。
16.一种电池包,其特征在于,包括多个权利要求1‑14任意一项所述的电池或者包括多个权利要求15所述的电池模组。
17.一种电动车,其特征在于,包括权利要求15所述的电池模组或权利要求16所述的电池包。
说明书 :
电池、电池模组、电池包及电动车
技术领域
背景技术
其总体容量需要不断的提高;同时,在动力电池包在使用过程中,因内阻导致的内耗则要求
尽量减少。
新能源汽车的宽度大概一致,大概在1米以上。长度则根据新能源汽车的底部预留空间而
定,一般都在2米以上。整个而言,动力电池包无论在长度还是宽度方向,都超过1米;而目前
市面上,单体电池的长度一般在0.3米左右,所以在动力电池包中,需要并排设置至少3个单
体电池,甚至更多。
成本提高,而且导致整体重量上升;同时,单体包体体积内,安装结构占用了较多的包体内
部空间,造成动力电池包整体容量降低,单体电池并排设置越多,空间浪费就越多。另外,因
需要设置多个外置动力连接件进行动力连接,导致内阻增加,提高了动力电池包在使用中
的内耗。
极组通过隔板隔开。由此,通过在一个电池壳体内设置多个极组,相对于多个单体电池并排
设置,减少了壳体以及外部安装结构,提高了空间利用率,保证了动力电池包的整体容量;
同时,减少了外部动力连接件的使用,改由壳体内部直接相邻的极组串联的方式,无需考虑
动力连接件的连接稳定性及可靠性,能够降低连接内容,进而减少动力电池包在使用中的
内耗。
电池失效。因此,为解决上述问题,在上述专利中,在相邻两个极组之间,设置有隔板,通过
隔板将各个极组分割在各自的腔室内,每个腔室内具有单体的电解液。
没有考虑到的问题,也成为CN201110021300.4所公开方案的核心问题。
发明内容
板中还设置有第二磁体,所述第一磁体和第二磁体相吸。
个所述容纳腔,所述容纳腔的腔壁包括位于容纳腔端部的隔板或端盖,以及位于所述相邻
两个隔板之间或者隔板与端盖之间的所述壳体。
包括所述子壳体以及位于所述子壳体端部的隔板或端盖。
内部,所述隔板间隔设于所述隔离膜内,所述隔板的侧周与所述隔离膜配合将所述隔离膜
内部分隔出若干所述容纳腔,所述容纳腔的腔壁包括位于容纳腔端部的隔板或端盖,以及
位于相邻两个隔板之间或者隔板与端盖之间的所述隔离膜。
内部,所述隔离膜包括沿第一方向设置的多个子隔离膜,所述隔板同时与相邻两个子隔离
膜连接,相邻两个容纳腔共用一个所述隔板,所述容纳腔的腔壁包括所述子隔离膜以及位
于所述子隔离膜端部的隔板或端盖。
第一位置时,所述阻挡机构的一端插入所述凹槽内。
一磁体产生吸力,进而使得所述第一磁体和所述第二磁体相吸;所述电磁体在被提供第二
电信号时,所述电磁体产生的磁场与第一磁体为同性,而产生排斥所述第一磁体的排斥力,
进而使得所述第一磁体和所述第二磁体相互排斥而驱动所述阻挡机构朝远离导液孔的方
向运动,而使所述导液孔从密封状态转变为导通状态。
纳腔进行注液,并且导液孔可以平衡容纳腔的气压提高电池安全性;再次,通过阻挡机构断
开导液孔与相邻两侧的容纳腔之间的连通,避免电解液在相邻两侧的容纳腔之间的连通而
造成电流短路,并且通过第一磁体和第二磁体的设置,当阻挡机构处于关闭导液孔的第一
位置时,第一磁体和第二磁体相吸以将阻挡机构紧密吸合固定在第一位置,避免因电池晃
动或者撞击等情况时,使阻挡机构脱离第一位置,而影响阻挡机构对导液孔关闭的密封性。
附图说明
具体实施方式
本发明的保护范围。
示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,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发明的限
制。
隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,
除非另有明确具体的限定。
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发明中的具体含义。
组200,极芯组200含有至少一个极芯210(如图2所示);相邻两个容纳腔400内的极芯组200
之间串联连接;至少一个隔板300上设置有导液孔310(如图3所示),导液孔310用于连通此
隔板300沿第一方向A两侧相邻的两个容纳腔400,第一方向A为电池10的长度方向。当电池
正常工作时,导液孔310连通此隔板300左右两侧相邻的两个容纳腔400。
更多。
200依次串联连接;而在本发明的其他实施例中,隔板300可以是1个或者大于2个,同时,每
个容纳腔400内可以像图1中所示的仅容纳一个极芯组200,也可以在一个容纳腔400内并排
容纳多个极芯组200,比如2个或者3个。本发明中,一个容纳腔400内容纳一个极芯组200是
最为理想的状态,能够达到最好的隔离效果。
流入到隔板300另一侧的容纳腔400中。所述导液孔310还可以平衡隔板300两侧的容纳腔
400中的气压,例如当隔板300一侧的容纳腔400中的极芯组200过充而导致容纳腔400的气
压增大时,可通过导液孔310降低该容纳腔400的气压,避免容纳腔400气压过大而发生爆
炸,其提高电池安全性。
第一磁体510(如图5b所示),隔板300中还设置有第二磁体520,第一磁体510和第二磁体520
相吸。
二磁体520分别设置在导液孔310的上下两侧。当阻挡机构500处于关闭导液孔310的第一位
置时,第一磁体510和第二磁体520相吸以将阻挡机构500紧密吸合固定在第一位置,避免因
电池晃动或者撞击等情况时,使阻挡机构500脱离第一位置,而影响阻挡机构500对导液孔
310关闭的密封性。
液后,阻挡机构500由第二位置移动到第一位置,进而关闭导液孔310,断开导液孔310对隔
板300沿第一方向A两侧相邻的容纳腔400的连通(如图5b所示)。
定在第一位置,避免因电池晃动或者撞击等情况时,使阻挡机构500脱离第一位置,而影响
阻挡机构500对导液孔310关闭的密封性。
210,也可以是叠片的方式制成的极芯210;一般情况下,极芯210至少包括正极片、隔膜和负
极片以及电解液,极芯210一般是指未完全密封的组件。因而,在本申请提到的电池,为电池
10,不能因其包含多个极芯210,而将其简单的理解为电池模组或电池组。在本申请中,极芯
组200可以是由一个单独的极芯210组成;也可以包括至少两个极芯210,且至少两个极芯
210并联连接,构成所述极芯组200。例如,两个极芯210并联后,形成极芯组200;或者四个极
芯210并联后,构成极芯组200。
例,电位差大约为4.0~7.6V),位于其中的电解液会因电位差较大导致分解,影响电池性
能;特在相邻的极芯组200之间设置隔板300。优选地,为了更好的起到绝缘隔离的作用,可
以选择隔板300本身为绝缘材料制成,即隔板300为绝缘隔板300。如此,无需进行其他操作,
可以直接通过隔板300隔离两个相邻的极芯组200且保持两者之间的绝缘。
用一个隔板300,因而,本申请记载的电池10不同于现有技术中的电池模组。
容纳腔400的腔壁包括位于容纳腔400端部的隔板300或端盖410(如图1所示),以及位于相
邻两个隔板300之间或者隔板300与端盖410之间的壳体100。以电池10有两个隔板300,以及
由两个隔板300隔开的三个容纳腔400为例,电池10两端的容纳腔400的腔壁是由隔板300和
端盖410,以及两者之间的壳体100组成,电池中间的容纳腔400的腔壁是由两个隔板300以
及两个隔板300之间的壳体100组成。
减少外设的动力连接件、降低成本、节省空间、降低内耗。
自靠近导液孔310的一端向远离导液孔310的一端逐渐增加。楔形结构的阻挡机构500可以
更好的插入电池隔板300内部,降低工艺难度。
挡机构放置空间320设置在隔板300中。
面的方向;当阻挡机构500处于关闭导液孔310的第一位置时,阻挡机构500的一端插入凹槽
311内。其中所述凹槽311开设在导液孔310朝向地面的一侧的孔壁上。进一步将阻挡机构
500固定在隔板300中,避免因电池晃动而使阻挡机构500从阻挡机构收容空间320松动,进
而影响关闭导液孔310时的密封性。
实现阻挡机构500和阻挡机构放置空间320的内壁之间的过盈配合,且能够保证密封效果及
可靠性。
导液孔310进行阻挡密封的阻挡机构500的收容空间,另一方面可用于电池10注入电解液的
注液孔。当电池在注液前,阻挡机构500未放置在阻挡机构收容空间320中,此时阻挡机构收
容空间320可作为电池的注液孔,向容纳腔400中注液,当注液完成后,阻挡机构500收容于
阻挡机构收容空间320而位于第一位置,以断开导液孔310左右两侧相邻的容纳腔。
相互吸引的吸力或者相互排斥的排斥力。本申请中采用上述设置的铁磁铁,一旦电池内部
温度过高,阻挡机构500由于缺少磁力的作用,密封性能降低,甚至在与阻挡机构放置空间
320内壁的接触区域产生间隙,进而可使单个极芯组200中由于高温产生的气体及时向两侧
极芯组200排出,避免单个极芯组200内部聚集过大的气体,提高电池整体的安全性能。
在图7a中,位于阻挡机构放置空间320上面的虚线球代表还没有到达第一位置的球形阻挡
机构500,在阻挡机构500的外表面包覆橡胶层530,且阻挡机构500与阻挡机构放置空间320
内壁是过盈配合的,当阻挡机构500位于第一位置时(如图7b所示),阻挡机构500在阻挡机
构放置空间320和导液孔310的交叉位置过盈配合充斥在交叉位置中,在第二磁体520的作
用下紧密密封导液孔310。
时,电磁体产生的磁场与第一磁体510为异性,而对第一磁体510产生吸力,进而使得第一磁
体520和第二磁体520相吸;电磁体在被提供第二电信号时,电磁体产生的磁场与第一磁体
510为同性,而产生排斥第一磁体510的排斥力,进而使得第一磁体510和第二磁体520相互
排斥而驱动阻挡机构500朝远离导液孔310的方向运动,而使导液孔310从密封状态转变为
导通状态。本实施例中,采用电磁体作为第二磁体520,可以控制阻挡机构500相对运动,从
而实现导液孔310从密封状态到导通状态的转变。
斥第一磁体510的排斥力,进而使得第一磁体510和第二磁体520相互排斥而驱动阻挡机构
500朝远离导液孔310的方向运动,而使导液孔310从密封状态转变为导通状态,气压增大的
容纳腔400中的气体可通过导通后的导液孔310向相邻的容纳腔400流动,降低气压增大的
容纳腔4000的气压,避免容纳腔400气压过大而发生爆炸,其提高电池安全性。当容纳腔400
中的气压恢复后,阻挡机构500位于第一位置时,可对第二磁体520提供第一电信号,而对第
一磁体510产生吸力,进而使得第一磁体520和第二磁体520相吸,以将阻挡机构500紧密吸
和第一位置。
第一方向和第二方向相反。当对线圈施加第一方向的电流时,线圈产生的磁场与第一磁体
510为异性,而对第一磁体510产生吸力;当对线圈施加第二方向的电流时,线圈产生的磁场
与第一磁体510为同性,而对第一磁体510产生排斥力。
壳体110连接,相邻两个容纳腔400共用一个隔板300,容纳腔400的腔壁包括子壳体110以及
位于子壳体110端部的隔板300或端盖410。以电池10d有两个隔板300,以及由两个隔板300
隔开的三个容纳腔400为例,电池10两端的容纳腔400的腔壁是由隔板300和端盖410,以及
两者之间的子壳体110组成,电池中间的容纳腔400的腔壁是由两个隔板300以及两个隔板
300之间的子壳体110组成。
件700包括隔离膜600和隔板300,容纳腔400位于隔离膜600内部,隔板300间隔设于隔离膜
600内,隔板300的侧周与隔离膜600配合将隔离膜600内部分隔出若干容纳腔400,容纳腔
400的腔壁包括位于容纳腔400端部的隔板300或端盖410,以及位于相邻两个隔板300之间
或者隔板300与端盖410之间的隔离膜600。
铝壳,所以在该实施例中在壳体100与极芯组200之间设置隔离膜600,用于隔离电解液与壳
体100的接触。关于隔离膜600,具有一定的绝缘性以及耐电解液腐蚀性,隔离膜600的材料
不作特殊限制,只要能够绝缘以及不与电解液反应即可。在一些实施例中,隔离膜600的材
料可以包括聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)或者多层复合膜,例如,在一些实施例中,多层复合膜
包括内层、外层和位于内层外层之间的中间,内层包括塑料材料,例如内层可以使用与隔离
膜内的电解液具有较少反应性并且具有绝缘性质的材来制成。例如,PP或PE,中间层包括金
属材料,能够防止电池外部的水汽渗透,同时防止内部电解液的渗出作为金属层,优选使用
铝箔、不锈钢箔、铜箔等,考虑到成型性能、重量轻和成本,最好使用铝箔,作为铝箔的材料,
优先使用纯铝基或铝铁基合金材料;外层为保护层,多采用高熔点的举止或尼龙材料,有较
强的机械性能,防止外力对电池的损伤,起到保护电池的作用。关于内膜为多层复合膜时,
其中一个实施例方式为,内膜为铝塑复合膜。
件700包括隔离膜600和隔板300,容纳腔400位于隔离膜600内部,隔离膜600包括沿第一方
向A设置的多个子隔离膜610,隔板300同时与相邻两个子隔离膜610连接,相邻两个容纳腔
400共用一个隔板300,容纳腔400的腔壁包括子隔离膜610以及位于子隔离膜610端部的隔
板300或端盖410。电池10f与第六实施例中的电池10e不同的是,隔离膜600是分体设置的,
将隔离膜600分隔为多个子隔离膜610。
自身起到支撑的作用。
能量密度较高。
来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保
护范围。因此,本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。