刀片电池的电芯结构及刀片电池的制作方法

1.本实用新型涉及刀片电池领域，具体提供一种刀片电池的电芯结构及刀片电池。


背景技术：

2.目前，薄而长的刀片电池已经广泛的投入了市场中，刀片电池结构不仅节省了空间，也提升了电池的散热能力。
3.现有技术中，常规的刀片电池的电芯采用的是其长度方向的两端出极柱的方案，但是此种结构，一是，由于极柱端子距离较远，会出现电流不均的问题，二是，由于此种结构的裸电芯入壳时首先需要从一头入壳，且较长的电池使裸电芯入壳行程大大增加，从而导致这种两端出极柱的裸电芯入壳困难的问题。
4.相应地，本领域需要一种新的刀片电池的电芯结构及刀片电池来解决现有的刀片电池电流不均以及裸电芯入壳困难的问题。


技术实现要素：

5.本实用新型旨在解决上述技术问题，即，解决现有的刀片电池电流不均以及裸电芯入壳困难的问题。
6.在第一方面，本实用新型提供一种刀片电池的电芯结构，所述电芯结构包括电芯单元，所述电芯单元包括：壳体，所述壳体厚度方向上的一端面上设有第一安装孔和第二安装孔；第一电芯和第二电芯，所述第一电芯和所述第二电芯在长度方向上并排设于所述壳体中，所述第一电芯与所述第二电芯的相邻端通过正极极耳和负极极耳电连接；正极极柱和负极极柱，所述正极极柱与所述正极极耳相连，且穿出所述第一安装孔，所述负极极柱与所述负极极耳相连，且穿出所述第二安装孔。
7.在上述刀片电池的电芯结构的优选技术方案中，所述电芯单元还包括正极连接件和负极连接件，所述正极极柱穿出所述第一安装孔后与所述正极连接件相连，所述负极极柱穿出所述第二安装孔后与所述负极连接件相连，在所述壳体的宽度方向上，所述正极连接件和所述负极连接件背向的延伸至所述壳体的相对两侧后弯折。
8.在上述刀片电池的电芯结构的优选技术方案中，所述电芯单元还包括正极上塑胶和正极下塑胶，所述正极下塑胶上设有第一孔，所述正极上塑胶上设有第二孔，所述正极下塑胶夹设于所述正极极柱与所述壳体之间，所述正极上塑胶夹设于所述正极连接件与所述壳体之间，所述正极极柱穿过所述第一孔和所述第二孔，所述正极极柱与所述第一安装孔之间垫设有第一密封圈。
9.在上述刀片电池的电芯结构的优选技术方案中，所述电芯单元还包括负极上塑胶和负极下塑胶，所述负极下塑胶上设有第三孔，所述负极上塑胶上设有第四孔，所述负极下塑胶夹设于所述负极极柱与所述壳体之间，所述负极上塑胶夹设于所述负极连接件与所述壳体之间，所述负极极柱穿过所述第三孔和所述第四孔，所述负极极柱与所述第二安装孔之间垫设有第二密封圈。
10.在上述刀片电池的电芯结构的优选技术方案中，所述第一电芯的外围包裹有第一电芯绝缘片；所述第二电芯的外围包裹有第二电芯绝缘片。
11.在上述刀片电池的电芯结构的优选技术方案中，所述第一电芯绝缘片的宽度方向的两侧上设有第一电芯托板；所述第二电芯绝缘片的宽度方向的两侧上设有第二电芯托板。
12.在上述刀片电池的电芯结构的优选技术方案中，所述壳体由盖板和一端敞口的槽状盖壳围设形成，所述第一安装孔和所述第二安装孔设于所述盖壳上。
13.在上述刀片电池的电芯结构的优选技术方案中，所述正极极柱与所述壳体之间铆接连接，所述负极极柱与所述壳体之间铆接连接。
14.在上述刀片电池的电芯结构的优选技术方案中，所述电芯单元的数量为多个，各个所述电芯单元在厚度方向上堆叠，在所述壳体宽度方向两侧的各个所述正极连接件和各个所述负极连接件的弯折部通过第一汇流排和第二汇流排进行串联或并联。
15.在另一方面，本实用新型还提供了一种刀片电池，该刀片电池包括上述任一实施方式所述的刀片电池的电芯结构。
16.本领域技术人员可以理解的是，本实用新型的刀片电池的电芯结构，包括电芯单元，电芯单元包括：壳体、第一电芯、第二电芯、正极极柱和负极极柱，壳体厚度方向上的一端面上设有第一安装孔和第二安装孔；第一电芯和第二电芯在长度方向上并排设于壳体中，第一电芯与第二电芯的相邻端通过正极极耳和负极极耳电连接；正极极柱与正极极耳相连，且穿出第一安装孔，负极极柱与负极极耳相连，且穿出第二安装孔。
17.第一电芯和第二电芯在长度方向上并排设于壳体中，第一电芯与第二电芯的相邻端通过正极极耳和负极极耳电连接，使得正极极柱和负极极柱位于电芯单元的中部，从而极大的均衡了电流分布，对快充有很大的改善；此外，电芯单元中部的正极极柱和负极极柱装配时可由壳体中间位置进行装配，电芯单元无需由一头入壳，从而便于电芯单元入壳，提高装配的便利性。
附图说明
18.下面结合附图来描述本实用新型的优选实施方式，附图中：
19.图1是本实用新型的刀片电池的电芯结构的电芯单元的三视图；
20.图2是图1中的b处的放大图；
21.图3是本实用新型的刀片电池的电芯结构的电芯单元的爆炸图；
22.图4是本实用新型的刀片电池的电芯结构的各个电芯单元沿厚度方向堆叠后的结构示意图。
23.附图标记列表：
24.100-电芯单元；10-壳体；101-第一安装孔；102-第二安装孔；103-盖壳；104-盖板；20-第一电芯；21-第二电芯；30-正极极耳；31-负极极耳；40-正极极柱；41-正极连接件；42-正极上塑胶；421-第二孔；43-正极下塑胶；431-第一孔；44-第一密封圈；50-负极极柱；51-负极连接件；52-负极上塑胶；521-第四孔；53-负极下塑胶；531-第三孔；54-第二密封圈；60-第一电芯绝缘片；61-第二电芯绝缘片；70-第一电芯托板；71-第二电芯托板；80-铆钉；90-第一汇流排；91-第二汇流排。
具体实施方式
25.下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。本领域技术人员可以根据需要对其作出调整，以便适应具体的应用场合。
26.需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“顶”、“底”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置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，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
27.此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
28.如图1至图3所示，为了解决现有的刀片电池电流不均以及裸电芯入壳困难的问题。本实用新型提供了一种刀片电池的电芯结构，电芯结构包括电芯单元100，电芯单元100包括：壳体10、第一电芯20、第二电芯21、正极极柱40和负极极柱50，壳体10厚度方向上的一端面上设有第一安装孔101和第二安装孔102；第一电芯20和第二电芯21在长度方向上并排设于壳体10中，第一电芯20与第二电芯21的相邻端通过正极极耳30和负极极耳31电连接；正极极柱40与正极极耳30相连，如焊接连接等，且穿出第一安装孔101，负极极柱50与负极极耳31相连，如焊接连接等，且穿出第二安装孔102。
29.可以理解的是，壳体10为矩形结构或类似矩形结构，其厚度方向上的一端面为其长度方向和宽度方向的边围设形成的面，其中，壳体10可由盖板104和一端敞口的槽状盖壳103围设形成，盖壳103优选为铝壳，第一安装孔101和第二安装孔102设置在盖壳103的端面上。
30.第一电芯20和第二电芯21在长度方向上并排设于壳体10中，第一电芯20与第二电芯21的相邻端通过正极极耳30和负极极耳31电连接，也即第一电芯20长度方向的一端与第二电芯21长度方向靠近第一电芯20的一端通过正极极耳30和负极极耳31电连接，此种设置方式，使得正极极柱40和负极极柱50位于电芯单元100的中部，从而极大的均衡了电流分布，对快充有很大的改善；此外，由于第一电芯20和第二电芯21在长度方向上并排设于壳体10中，且正极极柱40和负极极柱50位于电芯单元100的中间位置，正极极柱40穿出壳体10端面的第一安装孔101，负极极柱50穿出壳体10端面的第二安装孔102，使得第一安装孔101和第二安装孔102位于壳体10端面的中间位置，从而电芯单元100中部的正极极柱40和负极极柱50装配时可由壳体10中间位置进行装配，电芯单元100无需由一头入壳，从而便于电芯单元100入壳，提高装配的便利性。
31.下面对本实用新型的刀片电池的电芯结构的具体实施方式进行介绍。
32.可能地，参照图3，本实用新型的电芯单元100包括正极上塑胶42、正极下塑胶43和正极连接件41，正极连接件41可以为正极铆接块或者金属连接片等，正极下塑胶43上设有第一孔431，正极上塑胶42上设有第二孔421，正极下塑胶43夹设于正极极柱40与盖壳103之
间，以用于正极极柱40与盖壳103之间的绝缘，正极上塑胶42夹设于正极连接件41与盖壳103之间，用于正极连接件41与盖壳103之间的绝缘，正极极柱40依次穿过第一孔431、第一安装孔101、第二孔421后与正极连接件41相连，也就是说第一孔431、第一安装孔101和第二孔421同轴设置，正极极柱40穿过同轴设置的这三个孔后与正极连接件41连接，其中，正极极柱40与正极连接件41可以为铆接连接等，此外，正极极柱40与第一安装孔101之间可以垫设有第一密封圈44，以形成有效的密封，进一步地，正极极柱40与第一孔431、第一安装孔101和第二孔421之间可以均通过第一密封圈44密封。此外，正极极柱40与盖壳103之间可以通过铆钉80铆接，以使正极极柱40固定在盖壳103上，当然，也可以省去铆钉80的设置，直接将正极极柱40挤压在盖壳103内等。
33.可能地，参照图2，电芯单元100还包括负极上塑胶52、负极下塑胶53和负极连接件51，负极连接件51可以为负极铆接块或者金属连接片等，负极下塑胶53上设有第三孔531，负极上塑胶52上设有第四孔521，负极下塑胶53夹设于负极极柱50与盖壳103之间，以用于负极极柱50与盖壳103之间的绝缘，负极上塑胶52夹设于负极连接件51与盖壳103之间，用于负极连接件51与盖壳103之间的绝缘，负极极柱50依次穿过第三孔531、第二安装孔102和第四孔521后与负极连接件51相连，也就是说第三孔531、第二安装孔102和第四孔521同轴设置，负极极柱50穿过同轴设置的这三个孔后与负极连接件51连接，其中，负极极柱50与负极连接件51可以为铆接连接等，此外，负极极柱50与第二安装孔102之间可以垫设有第二密封圈54，以进行有效的密封，进一步地，负极极柱50与第三孔531、第二安装孔102和第四孔521之间可以均通过第一密封圈44密封。此外，负极极柱50与盖壳103之间可以通过铆钉铆接，以使负极极柱50固定在盖壳103上，当然，也可以省去铆钉的设置，直接将负极极柱50挤压在盖壳103内等。
34.其中，参照图3，在壳体10的宽度方向上，正极连接件41和负极连接件51背向的延伸至壳体10的相对两侧后弯折。也就是说，在壳体10的宽度方向上，正极连接件41由正极极柱40处朝向远离负极连接件51的一侧延伸，到达宽度方向的一侧后弯折，负极连接件51由负极极柱50处朝向远离正极连接件41的一侧延伸，到达宽度方向的另一侧后弯折，即在壳体10宽度方向的两侧上引出引脚，从而便于电芯单元100成组后进行电连接。
35.作为一种可能的实施方式，第一电芯20的外围包裹有第一电芯绝缘片60；第二电芯21的外围包裹有第二电芯绝缘片61，从而保证第一电芯20与壳体10之间、第二电芯21与壳体10之间的绝缘。
36.作为一种可能的实施方式，第一电芯绝缘片60的宽度方向的两侧上设有第一电芯托板70；第二电芯绝缘片61的宽度方向的两侧上设有第二电芯托板71。其中，两侧的第一电芯托板70可以热熔在第一电芯绝缘片60的两侧上，两侧的第二电芯托板71可以热熔在第二电芯绝缘片61的两侧上。
37.上述设置方式的优点在于：由于壳体10底部周圈轮廓成型时有r角，从而通过第一电芯托板70和第二电芯托板71可以将第一电芯20和第二电芯21的两侧垫起，防止第一电芯20和第二电芯21的棱边与r角干涉。
38.作为一种可能的实施方式，如图4所示，电芯单元100的数量为多个，各个电芯单元100在厚度方向上堆叠，在壳体10宽度方向两侧的各个正极连接件41和各个负极连接件51的弯折部(也就是上文所述的引脚，为了便于说明，下文将以引脚进行介绍)通过第一汇流
排90和第二汇流排91进行串联或并联。
39.其中，可以根据实际的串并联需要，调整各个电芯单元100的摆放，例如，当需要对各个电芯单元100进行并联时，将各个电芯单元100的各个正极连接件41的引脚设置在同一侧，如电芯单元100成组后的顶侧，此种情况下，各个负极连接件51的引脚也设置在同一侧，即设置在电芯单元100成组后的底侧，此种情况下，第一汇流排90与各个正极连接件41的引脚焊接，第二汇流排91与各个负极连接件51的引脚焊接，从而完成并联。当需要对各个电芯单元100进行串联时，则可以调整成电芯单元100成组后的顶侧既包括正极连接件41的引脚，也包括负极连接件51的引脚，然后通过第一汇流排90对该侧的正极连接件41和负极连接件51的引脚进行焊接，进行正负连接，相应地，通过第二汇流排91对底侧的正极连接件41和负极连接件51的引脚进行焊接，从而完成串联。本实用新型通过引出引脚至壳体10宽度方向的两侧供第一汇流排90和第二汇流排91电连接的形式极大程度的简化了原有巴片焊接的形式，有利于电芯单元100成组。
40.需要说明的是，上述实施方式仅仅用来阐述本实用新型的原理，并非旨在于限制本实用新型的保护范围，在不偏离本实用新型原理的条件下，本领域技术人员能够对上述实施方式进行调整，以便本实用新型能够应用于更加具体的应用场景。
41.例如，虽然本实用新型是以正极连接件41和负极连接件51背向的延伸至壳体10的相对两侧后弯折进行介绍的，但其设置方式可以调整，如两个电芯单元100在宽度方向上堆叠时，两个电芯单元100的相邻侧的正极连接件41和/或负极连接件51可以不弯折等。
42.例如，可以省去第一电芯托板70、第二电芯托板71的至少一个。
43.例如，可以省去第一电芯绝缘片60、第二电芯绝缘片61的至少一个。
44.例如，可以省去正极上塑胶42、正极下塑胶43、第一密封圈44的至少一个。
45.例如，可以省去负极上塑胶52、负极下塑胶53、第二密封圈54的至少一个。
46.此外，本实用新型还提供了一种刀片电池，该刀片电池包括上述任一实施方式所述的刀片电池的电芯结构。
47.该刀片电池拥有这种刀片电池的电芯结构后，能够极大的均衡了电流分布，对快充有很大的改善，且便于电芯单元100入壳，提高装配的便利性。
48.至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。