一种电池外壳、电池及大容量电池的制作方法

1.本实用新型属于电池领域，具体涉及一种电池外壳、电池及大容量电池。


背景技术：

2.锂离子电池的应用领域十分广泛，近年来随着锂离子电池的进一步发展，将多个锂离子电池并联组装为大容量锂电池，使得大容量锂电池应用在储能、动力电池等领域。组装为大容量锂电池后，将大容量电池封装在盖板和箱体组成的腔体内，使其安全可靠的使用。但是，如何实现大容量电池的可靠封装是较为关键的部分。目前，电池盖板和箱体通过焊接连接或者通过绝缘胶、密封胶连接。
3.中国专利申请cn114171829a公开了一种电池及电池装置，包括下壳体和上壳体，下壳体和上壳体通过焊接密封，密封焊线由设置在电池外壳周侧的至少两条焊接轨迹组成，且每一周侧的焊接轨迹为一条连续的直线。该电池结构中将下壳体和上壳体通过焊接实现连接和密封。但是，该种连接方式存在工序工艺复杂、安装效率低等问题，同时，该种连接方式的承压性较差，若壳体内部的压力较大时，下壳体和上壳体存在鼓胀变形甚至爆开。
4.中国专利申请cn216413134u公开了一种锂电池的封装结构，包括壳体、盖板、两个导热端板及电芯。壳体具有贯穿于壳体的开口槽，盖板可焊接或胶接在壳体上，以封堵开口槽。在盖板上设置有正极柱和负极柱，正极柱通过正极集电片与电芯的正极铝箔连接，负极柱通过极集电片与负极铜箔连接。电芯由多个薄的全极耳矩形卷芯叠加组成。两个导热端板分别可密封连接在开口槽的两端开口处，以封堵开口。但是，该结构中的盖板和壳体通过焊接或胶接连接，通过胶粘方式连接时，粘结胶的工艺要求较高，成品率低，使得安装成本较高，同时，粘结胶的固化时间较长，安装效率较低，此外，该种连接方式的承压性较差，若内部压力较大时，壳体、盖板存在鼓胀变形甚至爆开的缺陷。


技术实现要素：

5.为解决现有电池盖板和电池箱体存在安装过程复杂、安装效率低、安装成本高以及承压性较差的问题，本实用新型提供一种电池外壳、电池及大容量电池。
6.为解决上述问题，本实用新型的技术方案如下：
7.一种电池外壳，包括电池盖板、电池箱体和压紧件；所述电池盖板为矩形盖板，所述矩形盖板的端面平面为xy平面，与xy平面垂直的方向为z向；所述矩形盖板沿x向和y向的三个侧面上设置有凸边；所述电池箱体为矩形箱体，主要由第一侧板、第二侧板、第三侧板和第四侧板围设组成；所述第一侧板、第二侧板、第三侧板的侧壁端面设置有倒扣凹槽；所述电池盖板的三个凸边分别与第一侧板、第二侧板、第三侧板的倒扣凹槽嵌入配合，使得电池盖板与电池箱体在z方向和x方向锁定配合；所述第四侧板与电池盖板通过胶粘、焊接或压紧件连接，使得电池盖板与电池箱体在y方向锁定配合。
8.进一步地，所述凸边和倒扣凹槽之间的间隙内填充有绝缘密封胶或密封胶。
9.进一步地，所述绝缘密封胶或密封胶为双组份环氧胶、双组份硬质硅胶、双组份丙
烯酸酯胶、双组份聚氨酯类胶中的一种，所述电池盖板与电池箱体的接触面上设置有挡胶条，用于避免绝缘密封胶或密封胶进入电池箱体的腔体内。
10.进一步地，所述第一侧板、第二侧板、第三侧板和第四侧板的侧壁端面上还设置有排气孔，用于将绝缘密封胶或密封胶中的气泡排除。
11.进一步地，所述压紧件包括u形锁紧压板和顶紧螺钉，所述第四侧板上设置有凸出部，所述凸出部和电池盖板设置在u形锁紧压板的开口内，所述顶紧螺钉穿过u形锁紧压板的一个侧板，且与凸出部或电池盖板实现顶紧。
12.进一步地，所述u形锁紧压板与电池箱体或电池盖板接触的侧壁上设置有绝缘垫或绝缘层。
13.进一步地，所述电池盖板包括电池上盖和电池下盖，所述电池上盖和电池下盖分别为电池的正极柱和负极柱，或者，所述电池箱体还包括底板，所述底板与第一侧板、第二侧板、第三侧板和第四侧板形成一端敞口的筒体结构，所述电池盖板为正极柱或负极柱，所述电池箱体为负极柱或正极柱。
14.进一步地，所述电池箱体的内壁和外壁上设置有多个加劲肋，用于增加电池外壳的承压能力。
15.进一步地，所述电池箱体内设置有多个分隔板，使得电池箱体分隔为多个腔体，所述分隔板的高度小于电池箱体的高度，使得被分隔的多个腔体相互连通。
16.进一步地，所述多个分隔板平行且等距设置，使得被分隔的多个腔体大小相同。
17.同时，本实用新型提供一种电池，包括电池电芯以及上述的电池外壳；所述电池电芯设置在电池外壳内。
18.此外，本实用新型提供一种大容量电池，包括多个电池电芯以及上述电池外壳；多个电池电芯并联设置在电池外壳内。
19.和现有技术相比，本实用新型技术方案具有如下优点：
20.本实用新型将电池盖板、电池箱体通过倒扣可靠连接，电池盖板和电池箱体连接的四个边中，三个边通过凸边和倒扣凹槽配合，使得电池盖板与电池箱体在z方向和x方向锁定配合；第四侧板与电池盖板通过胶粘、焊接或压紧件连接，使得电池盖板与电池箱体在y方向锁定配合，本实用新型电池外壳采用凸边和倒扣凹槽的配合，使得电池盖板、电池箱体的连接更为可靠，并具有更高的承压能力，提高了电池的安全性和使用寿命。同时，该种方式结构简单，安装方便。
21.本实用新型的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本实用新型的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
22.图1为本实用新型实施例中电池外壳的剖面图一；
23.图2为本实用新型实施例中电池外壳的剖面图二；
24.图3为本实用新型实施例中电池外壳的结构示意图一；
25.图4为本实用新型实施例中电池外壳的结构示意图二；
26.图5为本实用新型实施例中电池箱体的结构示意图；
27.图6为本实用新型实施例中电池箱体和电池盖板的安装示意图一；
28.图7为本实用新型实施例中电池箱体和电池盖板的安装示意图二；
29.图8为本实用新型实施例中电池盖板和电池箱体的尺寸关系图。
30.附图标记：1-电池盖板，2-电池箱体，3-压紧件，4-绝缘密封胶，5-挡胶条，6-绝缘垫或绝缘层，11-凸边，12-电池上盖，13-电池下盖，14-凸出部，21-第一侧板，22-第二侧板，23-第三侧板，24-第四侧板，25-倒扣凹槽，26-排气孔，27-分隔板，31-u形锁紧压板，32-顶紧螺钉。
具体实施方式
31.下面结合附图和具体实施方式对本实用新型进行详细说明。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用来解释本实用新型的技术原理，目的并不是用来限制本实用新型的保护范围。
32.本实用新型电池外壳是一种抽屉式倒扣锁定、迷宫式灌胶密封的电池外壳，主要应用于锂电池中，该电池外壳主要包括电池盖板和电池箱体；电池盖板设置在电池箱体的开口处，与电池箱体形成封闭腔体；上述电池盖板、电池箱体的可靠连接是电池可靠运行的关键。该封闭腔体用于安装和放置至少一个电池电芯及其相关附件，多个电池电芯并联设置，形成大容量电池，满足不同领域的使用要求。该电池外壳中设置一个或多个电池电芯，在电池电芯温度升高时或者发生热失控时，电池盖板、电池箱体能够继续保持良好的密封和连接状态，使得电池能够安全可靠的使用。
33.本实用新型电池盖板为矩形盖板，矩形盖板的端面平面为xy平面，与xy平面垂直的方向为z向；矩形盖板沿x向和y向的三个侧面上设置有凸边；电池箱体为矩形箱体，主要由第一侧板、第二侧板、第三侧板和第四侧板围设一体形成，即该电池箱体为一体成型结构，通过铸造或挤压成型；第一侧板、第二侧板、第三侧板的侧壁端面设置有倒扣凹槽；电池盖板的三个凸边分别与第一侧板、第二侧板、第三侧板的倒扣凹槽嵌入配合，使得电池盖板与电池箱体在z方向和x方向锁定配合；第四侧板与电池盖板通过胶粘、焊接或压紧件连接，使得电池盖板与电池箱体在y方向锁定配合。本实用新型电池外壳通过凸边和倒扣凹槽嵌入式配合，从而实现电池盖板和电池箱体的可靠连接，该结构是一种简单、便捷安装的结构，电池盖板与电池箱体连接时，只需将电池盖板扣合在电池箱体上，采用压紧件安装即可，该方式提高了电池外壳的安装和拆装的效率，节省了安装时间。
34.本实用新型的电池盖板和电池箱体可采用多种方式进行装配，只要装配后电池盖板和电池箱体的三条边为倒扣配合即可，即电池盖板的三个边均在电池箱体的倒扣凹槽内，被电池箱体压紧，使得电池盖板的三个边与电池箱体在z向的运动被限制。具体的，可采用以下的方式进行装配。例如，将电池盖板沿y方向插入电池箱体的倒扣凹槽内，该种方式安装较为方便；再例如，如图6和图7所示，将电池盖板的一个边嵌入倒扣凹槽内，随后以该边的边缘为旋转轴线，将与该边相对的另一个边以旋转的方式移动，直至其落入与其相对的凹槽内，随后在y方向移动电池盖板，将第三个边推入与其对应的凹槽内，该种方式适用于电池盖板与内部的器件有连接，必须从z向安装的方式。
35.如图8所示，为了使电池盖板和电池箱体的配合更加可靠，电池盖板与电池箱体之间的尺寸可以满足以下条件：1)h1》h4；2)h2+h3《h4；3)h5的优选尺寸是1～1.5mm，h6的优选尺寸为1.5～2mm。从原理上来说，h5及h6这个尺寸越小越好。尺寸越小，电池外壳的刚度越
好，但过小灌胶会不顺畅，中间会夹杂气泡。而h6还处于远端，所以h6应该较h5稍大些。上述尺寸中，h1为电池箱体倒扣长度，即倒扣凹槽的槽深；h2、h3为电池盖板插入电池箱体倒扣的长度，或者说是在高度方向上，电池盖板外凸沿与电池箱体倒扣边的插合长度；h4为电池盖板凸沿的长度尺寸(x向或y向)；h5为在高度方向上(z向)，电池盖板凸沿上端面与电池箱体倒扣凹槽上端面的间隙；h6为在高度方向(z向)上，电池盖板凸沿下端面与电池箱体倒扣凹槽下端面的间隙；同时为了能顺畅灌胶，在配胶时，可以加一些不影响最终形态的稀释剂；此胶在不被压碎的前提下，越硬越好，这样装置的刚度会好，结构会更稳定。
36.本实用新型电池外壳通过装配次序，保证电池盖板的四条边中，有三条边都在电池箱体的倒扣之下，从而在高度方向和另一个水平方向上被锁定；电池盖板与电池箱体之间的安装间隙由密封锁固胶填充,此填充胶有一定的硬度，能够承受内外压，还要有一定的韧性，不至于被压碎或撕裂，同时还需要有很好的密封性；具体的，该绝缘密封胶或密封胶为双组份环氧胶、双组份硬质硅胶、双组份丙烯酸酯胶、双组份聚氨酯类胶中的一种，随后用压板将电池的电池盖板的第四条边与电池箱体的第四侧板锁紧；电池盖板与电池箱体凸边和倒扣凹槽之间的小间隙，确保了电池盖板在受到电池箱体内胀力时的稳定性，通过电池盖板在胶未固化之前的往复挪动，以及电池箱体上的较多排气孔能有效将密封锁固胶中的较大气泡排出。
37.实施例1
38.如图1至图5所示，本实施例提供的电池外壳包括电池盖板1和电池箱体2；该电池箱体2为两端开口的结构，上述电池盖板1为两个，具体为电池上盖12和电池下盖13，设置在电池箱体2两端的开口处，与电池箱体2形成封闭的电池外壳结构。或者，电池箱体为一端敞口的筒体结构，电池盖板与电池箱体形成封闭的电池外壳结构。该封闭腔体用于安装和放置多个电池电芯及其相关附件，多个电池电芯并联设置形成大容量电池。
39.本实施例中的电池盖板1为矩形盖板，矩形盖板的端面平面为xy平面，与xy平面垂直的方向为z向；矩形盖板沿x向和y向的三个侧面上设置有凸边11；电池箱体2为矩形箱体，主要由第一侧板21、第二侧板22、第三侧板23和第四侧板24围设组成；第一侧板21、第二侧板22、第三侧板23的侧壁端面设置有倒扣凹槽25；电池盖板1的三个凸边11分别与第一侧板21、第二侧板22、第三侧板23的倒扣凹槽25嵌入配合，使得电池盖板1与电池箱体2在z方向和x方向锁定配合；第四侧板24与电池盖板1通过焊接或胶粘紧固连接，使得电池盖板1与电池箱体2在y方向锁定配合。
40.若上述电池盖板1与电池箱体2之间需保证良好的密封性，此时需在电池盖板1和电池箱体2连接处的间隙内填充有密封胶，防止外部的水汽或杂质进入电池外壳内。此外，上述第一侧板21、第二侧板22、第三侧板23和第四侧板24的侧壁端面上还设置有排气孔26，用于将密封胶中的气泡排除。当然，也可通过其他方式实现密封，例如，在电池盖板1与电池箱体2的接触面上设置密封槽，密封垫或密封条设置在密封槽内，通过密封垫或密封条实现电池箱体2和电池盖板1的良好密封。
41.实施例2
42.如图1至图5所示，本实施例提供的电池外壳包括电池盖板1、电池箱体2和压紧件3；该电池箱体2为两端开口的结构，上述电池盖板1为两个，分别为电池上盖12和电池下盖13，电池上盖12和电池下盖13设置在电池箱体2两端的开口处，与电池箱体2形成封闭的电
池外壳结构，该封闭腔体用于安装和放置多个电池电芯及其相关附件，多个电池电芯并联设置形成大容量电池。
43.上述电池盖板1为矩形盖板，矩形盖板的端面平面为xy平面，与xy平面垂直的方向为z向；矩形盖板沿x向和y向的三个侧面上设置有凸边11；该电池箱体2为矩形箱体，主要由第一侧板21、第二侧板22、第三侧板23和第四侧板24围设组成；第一侧板21、第二侧板22、第三侧板23的侧壁端面设置有倒扣凹槽25；电池盖板1的三个凸边11分别与第一侧板21、第二侧板22、第三侧板23的倒扣凹槽25嵌入配合，使得电池盖板1与电池箱体2在z方向和x方向锁定配合；第四侧板24与电池盖板1通过压紧件3压紧，使得电池盖板1与电池箱体2在y方向锁定配合。
44.在本实施例中，上述压紧件3包括u形锁紧压板31和顶紧螺钉32，第四侧板上设置有凸出部14，凸出部14和电池盖板1设置在u形锁紧压板31的开口内，顶紧螺钉32穿过u形锁紧压板31的一个侧板，且与凸出部14或电池盖板1实现顶紧。u形锁紧压板31与电池箱体2或电池盖板1接触的侧壁上设置有绝缘垫或绝缘层6。
45.本实用新型电池盖板1包括电池上盖12和电池下盖13，电池上盖12和电池下盖13分别为电池的正极柱和负极柱，或者，电池箱体2还包括底板，底板与第一侧板21、第二侧板22、第三侧板23和第四侧板24形成一端敞口的筒体结构，电池盖板为正极柱或负极柱，电池箱体为负极柱或正极柱。若上述电池盖板为导电件，则需实现电池盖板1与电池箱体2之间的绝缘处理，在本实施例中，在电池盖板1和电池箱体2连接处的间隙内填充有绝缘密封胶4，即凸边11和倒扣凹槽25之间的间隙内填充有绝缘密封胶4，此时，电池盖板1与电池箱体2的接触面上设置有挡胶条5，用于防止绝缘密封胶或密封胶进入电池箱体2的腔体内。此时，第一侧板21、第二侧板22、第三侧板23和第四侧板24的侧壁端面上还设置有排气孔26，用于将绝缘密封胶4中的气泡排除。或者，也可通过其他方式实现电池盖板1和与电池箱体2的绝缘，例如，在电池盖板1上设置与电池箱体2绝缘的绝缘层。
46.本实用新型电池箱体2的内壁和外壁上设置有多个加劲肋，用于提升电池外壳的承压能力。同时，还可在电池箱体2内设置有多个分隔板27，使得电池箱体2分隔为多个腔体，分隔板27的高度小于电池箱体2的高度，使得被分隔的多个腔体相互连通，连通后多个腔体内的压力相同。多个分隔板27平行且等距设置，使得被分隔为多个腔体大小相同，该种设置便于模块化的安装和拆卸。
47.实施例3
48.本实施例提供一种电池，包括电池电芯以及实施例1或实施例2中的电池外壳；电池电芯设置在电池外壳内。电池电芯在温度升高时或者发生热失控时，电池盖板1、电池箱体2能够继续保持良好的密封和连接状态，并具有较好的承压能力，使得电池能够安全可靠的使用。
49.实施例4
50.本实施例提供一种大容量电池，包括多个电池电芯以及实施例1或实施例2中的电池外壳，多个电池电芯并联设置在电池外壳内。电池电芯在工作过程中温度升高时或者发生热失控时，电池盖板1、电池箱体2能够继续保持良好的密封和连接状态，并具有较好的承压能力，使得大容量电池能够安全可靠的使用。