一种方壳电芯及电池模组的制作方法

1.本发明涉及动力电池技术领域，特别涉及一种方壳电芯。本发明还涉及一种包含该方壳电芯的电池模组。


背景技术：

2.随着能源与环境问题的日益严峻，世界各国加大了对新能源汽车的研发力度。动力电池作为电动车的重要组成部分，对其研究势在必行。
3.方壳锂电池是动力电池的一种，现有方壳锂电池的正负极需要在壳体内部与极片进行焊接，在壳体外部需要与汇流排焊接或者螺接，导致方壳锂电池成组后，体积比能量会有较大的衰减，可靠性降低。串并联的时候，需要汇流排，载体等一系列零部件，既增加了模组辅料种类，提高了成本，又增加了工艺复杂性，进一步降低了体积成组效率。


技术实现要素：

4.有鉴于此，本发明的目的在于提供一种方壳电芯，以提高体积比能量，降低成本，简化结构。
5.本发明的另一个目的在于提供一种包含该方壳电芯的电池模组，以简化结构，降低成本，提高体积比能量。
6.为达到上述目的，本发明提供以下技术方案：
7.一种方壳电芯，其特征在于，包括：
8.方形金属壳体，具有顶盖和下壳，所述顶盖作为第一导电极，所述下壳作为第二导电极；
9.绝缘组合件，所述顶盖与所述下壳通过所述绝缘组合件绝缘连接；
10.电极片组件，设置于所述方形金属壳体内，所述电极片组件由第一电极片、第一隔膜、第二电极片和第二隔膜依次叠层后卷绕形成，所述第一电极片和所述第二电极片的极性相反，且所述第一电极片和所述第二电极片中的一个与所述第一导电极接触，所述第一电极片和所述第二电极片中的另一个与所述第二导电极接触。
11.优选地，在上述的方壳电芯中，所述第一电极片超出第一隔膜的重叠区域的部分为第一接触导电端，所述第二电极片的超出第一隔膜的重叠区域的部分为第二接触导电端，所述第一接触导电端和所述第二接触导电端中的一个与所述第一导电极接触，另一个与所述第二导电极接触。
12.优选地，在上述的方壳电芯中，所述第一电极片为正极片和所述负极片中的一个，所述第二电极片为正极片和负极片中的另一个；所述正极片包括：
13.正电极箔层；
14.正极活性材料层，所述正电极箔层的两侧均涂覆有所述正极活性材料层，且所述正电极箔层超出第一隔膜的重叠区域的一端不涂覆所述正极活性材料层。
15.优选地，在上述的方壳电芯中，所述正电极箔层为铝箔层。
16.优选地，在上述的方壳电芯中，所述第一电极片为正极片和所述负极片中的一个，所述第二电极片为正极片和负极片中的另一个；所述负极片包括：
17.负电极箔层；
18.负极活性材料层，所述负电极箔层的两侧均涂覆有所述负极活性材料层，且所述负电极箔层超出第一隔膜的重叠区域的一端不涂覆所述负极活性材料层。
19.优选地，在上述的方壳电芯中，所述负电极箔层为铜箔层。
20.优选地，在上述的方壳电芯中，所述绝缘组合件包括：
21.绝缘部，所述绝缘部为中空结构，所述顶盖覆盖于所述绝缘部的远离所述下壳的一端；
22.金属部，设置于所述绝缘部的四周边缘，所述金属部与所述下壳的靠近所述顶盖的一端密封连接。
23.本发明还提供了一种电池模组，包括电芯，所述电芯为如以上任一项所述的方壳电芯。
24.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
25.本发明提供的方壳电芯，包括方形金属壳体、绝缘组合件和电极片组件，其中，方形金属壳体具有顶盖和下壳，顶盖作为第一导电极，下壳作为第二导电极；顶盖与下壳通过绝缘组合件绝缘连接；电极片组件设置于方形金属壳体内，电极片组件由第一电极片、第一隔膜、第二电极片和第二隔膜依次叠层后卷绕形成，第一电极片和第二电极片的极性相反，且第一电极片和第二电极片中的一个与第一导电极接触，第一电极片和第二电极片中的另一个与第二导电极接触。该方壳电芯的方形金属壳体的顶盖直接作为第一导电极，下壳直接作为第二导电极，下壳内部的电极片组件的极性相反的第一电极片和第二电极片中的一个直接与作为第一导电极的顶盖接触导电，另一个直接与作为第二导电极的下壳接触导电，省去了某一电极片的出线端，不需要设置极耳、汇流排等部件，简化了结构，降低了成本，且电极片的空间不会受到挤占，提高了电池的自身体积比能量，电池与电池的串并联不需要螺栓连接或者焊接，同样节省了空间，提高了模组或电芯的体积比能量；提高了体积成组效率。
26.本发明提供的电池模组采用了本技术中的方壳电芯，因此，省去了某一电极片的出线端，不需要设置极耳、汇流排等部件，简化了结构，提高了体积比能量，降低了成本，提高了体积成组效率。
附图说明
27.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，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发明的实施例，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，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
28.图1为本发明实施例提供的一种方壳电芯的结构示意图；
29.图2为图1中的方壳电芯的爆炸结构示意图；
30.图3为本发明实施例提供的一种方壳电芯的电极片组件的结构示意图；
31.图4为本发明实施例提供的一种正极片或负极片的结构示意图。
32.其中，1为方形金属壳体、11为顶盖、12为下壳、2为绝缘组合件、21为绝缘部、22为金属部、3为电极片组件、31为第一电极片、32为第一隔膜、33为第二电极片、34为第二隔膜、311为正电极箔层、312为正极活性材料层。
具体实施方式
33.本发明的核心是提供了一种方壳电芯，提高了体积比能量，降低了成本，简化了结构。
34.本发明还提供了一种包含该方壳电芯的电池模组，简化了结构，降低了成本，提高了体积比能量。
35.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.请参考图1-图4，本发明实施例提供了一种方壳电芯，包括方形金属壳体1、绝缘组合件2和电极片组件3，其中，方形金属壳体1具有顶盖11和下壳12，顶盖11作为第一导电极，下壳12作为第二导电极；顶盖11与下壳12通过绝缘组合件2绝缘连接；电极片组件3设置于方形金属壳体1内，电极片组件3由第一电极片31、第一隔膜32、第二电极片33和第二隔膜34依次叠层后卷绕形成，第一电极片31和第二电极片33的极性相反，且第一电极片31和第二电极片33中的一个与第一导电极接触，第一电极片31和第二电极片33中的另一个与第二导电极接触。
37.该方壳电芯的方形金属壳体1的顶盖11直接作为第一导电极，下壳12直接作为第二导电极，下壳12内部的电极片组件3的极性相反的第一电极片31和第二电极片33中的一个直接与作为第一导电极的顶盖11接触导电，另一个直接与作为第二导电极的下壳12接触导电，该电极片组件3为卷绕结构，卷绕结构的电极片组件3的两端直接通过第一电极片31和第二电极片33自身的金属导电部位与顶盖11和下壳12接触导电，省去了某一电极片的出线端，不需要设置极耳、汇流排等部件，简化了结构，降低了成本，且电极片的空间不会受到极耳、极柱的挤占，提高了电池的自身体积比能量，电池与电池的串并联不需要螺栓连接或者焊接，同样节省了空间，提高了模组或电芯的体积比能量；提高了体积成组效率。
38.如图3所示，进一步地，在本实施例中，第一电极片31的超出第一隔膜32的重叠区域的部分为第一接触导电端，即成卷的第一电极片31的一端为第一接触导通端，重叠区域指的是第一电极片31与第一隔膜32和第二隔膜34的重叠的区域；第二电极片33的超出第一隔膜32的重叠区域的部分为第二接触导电端，即成卷的第二电极片33的一端为第二接触导通端，重叠区域指的是第二电极片33与第一隔膜32和第二隔膜34重叠的区域；第一接触导通端和第二接触导通端分别位于成卷的电极片组件3的两端，第一接触导电端和第二接触导电端中的一个与作为第一导电极的顶盖11接触导电，另一个与作为第二导电极的下壳12接触导电。电极片组件3卷绕呈矩形体结构，形状大小与下壳12的内部空间相吻合。根据电芯容量大小可以选择电极片卷绕的长度。采用卷绕的电极片组件3，能够充分利用空间，实现电方壳电芯的小型化，增大体积比能量。
39.在本实施例中，第一电极片31为正极片和负极片中的一个，第二电极片33为正极
片和负极片中的另一个；其中，如图4所示，正极片包括正电极箔层311和正极活性材料层312，正电极箔层311的两侧均涂覆有正极活性材料层312，且正电极箔层311的超出重叠区域的一端不涂覆正极活性材料层312，用于与顶盖11或下壳12接触导电。优选地，正电极箔层311为铝箔层
40.同理地，在本实施例中，负极片包括负电极箔层和负极活性材料层，负电极箔层的两侧均涂覆有负极活性材料层，且负电极箔层的超出重叠区域的一端不涂覆负极活性材料层，用于与顶盖11或下壳12接触导电。优选地，负电极箔层为铜箔层。
41.如图1所示，在本实施例中，绝缘组合件2包括绝缘部21和金属部22；其中，绝缘部21为中空结构，顶盖11覆盖于绝缘部21的远离下壳12的一端；金属部22设置于绝缘部21的四周边缘，金属部22与下壳12的靠近顶盖11的一端密封连接。通过该绝缘组合件2实现顶盖11与下壳12之间的绝缘隔离，进而实现第一导电极和第二导电极的绝缘隔离，且通过绝缘组合件2对下壳12进行密封，保护内部电极片组件3和电解液等必要部件。
42.基于以上任一实施例所描述的方壳电芯，本发明实施例还提供了一种电池模组，其包括电芯，其中，电芯为如以上任一实施例所描述的方壳电芯，方壳电芯的数量可以为多个，进行串并联。
43.由于本技术中的电池模组采用了本技术中的方壳电芯，因此，省去了某一电极片的出线端，不需要设置极耳、汇流排等部件，取消了原有的极耳与电极片的焊接工艺，简化了结构，提高了体积比能量，降低了成本，提高了体积成组效率。
44.本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
45.对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。